JP2008188116A - Ｍｐｒ表示装置及びコンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】断面像のデータ量が増えても、高速処理にて断面像を作成でき、短い切替え時間でＭＰＲ表示を実現することにある。
【解決手段】連続平行な複数断面像の３Ｄデータを記憶する第１の記憶部２５と、記憶された３Ｄデータから任意断面像を作成する断面像処理制御部２３と、この作成された断面像を表示する表示手段３０とを有し、前記断面像処理制御部２３は、第１の記憶部２５に記憶される３Ｄデータのデータ量を減らして圧縮３Ｄデータを作成し第２の記憶部２４に記憶する圧縮部４２と、圧縮３Ｄデータから３Ｄデータに平行な任意の断面像を作成し表示するアキシャル断面像作成部４３と、このアキシャル断面像上に任意の第１の断面位置を設定する第１断面位置設定部４４と、圧縮３Ｄデータから、第１の断面位置にて第１断面像を作成し表示する第１断面像作成部４５とを備えたＭＰＲ表示装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、被検体に関する投影データより得られる複数の断層画像から任意断面の断層画像を生成し表示するＭＰＲ表示装置及びコンピュータ断層撮影装置に関する。

コンピュータ断層撮影装置（以下、ＣＴ装置と呼ぶ）は、Ｘ線線源とＸ線検出器との間に被検体を配置し、被検体をＸ線光軸に直交する軸の回りに回転させつつＸ線源からＸ線を被検体に向けて照射するか、或いはＸ線源及びＸ線検出器とを一体として被検体の周囲を回転させつつ、Ｘ線源からＸ線を被検体に向けて照射し、当該被検体から透過してくる投影データをＸ線検出器で検出し、被検体の３次元領域に関する投影データを収集している。

ＣＴ装置は、収集された被検体の３次元領域に関する投影データから連続した平行な複数枚の断面像を再構成し、この再構成された複数枚の断面像から任意指定の断面位置に関する断面像を生成し、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）表示することが行われている。

ＭＰＲ表示は、例えば特許文献１，２に記載するように既に知られている。ＭＰＲ表示は、被検体の３次元領域に関する投影データから得られる複数枚の断面像と平行な任意の断面像であるアキシャル断面像、このアキシャル断面像上に任意の直線を指定し、この指定直線に従って断面した断面像であるオブリーク断面像、オブリーク断面像上に任意の直線を指定し、この指定直線に従って断面した断面像であるダブリオブリーク断面像などを生成し、表示部に表示するものである。

このＭＰＲ表示は、断面像上に任意指定する直線両端部の２つの指定断面位置が変更されたとき、前述した再構成された複数枚の断面像から再度計算し直し、前述した幾つかの断面像を生成する。

ところで、以上のようなＣＴ装置は、被検体の３次元領域に関する投影データから連続した平行な複数枚の断面像を再構成し、これら再構成された複数枚の断面像から任意断面位置の断面像を生成するが、高速計算により任意断面位置の断面像を生成するため、ランダムアクセス不可能な不揮発メモリの副メモリであるディスクに一旦記憶した後、演算処理用ＣＰＵが、ディスクから必要とする断面像データを高速的に読み出し、ランダムアクセス可能な揮発性のメモリ（主メモリとも呼んでいる）に移し、任意断面位置の断面像を生成する計算処理を行っている。
特開２００５−３００４３８号公報（図１参照） 特開２００６−１１００５９号公報（図１参照）

ところで、近年、上下左右がほぼ同じ分解能をもつ２次元のＸ線検出器を用いた，いわゆるコーンビームＣＴ装置が利用されるようになり、１回のスキャンによって複数枚の断面像を取得でき、かつ、スライス厚さ方向の分解能が実際のスライスに沿った方向とあまり変わらない等方向（アイソトロピック）な断面像を得ることが可能となっている。

また、連続した複数枚の断面像を３次元データとして、解析に使用するデジタルエンジニアリング技術も徐々に普及し始めている。これに伴って、連続した複数枚の断面像を構成する３次元マトリクス数が益々増大する傾向にある。

その結果、従来のＭＰＲ表示処理では、前述したように連続した複数枚の断面像のデータ量が揮発性メモリの作業領域に記憶することが難しい状況にある。その為、複数枚の断面像のデータは、ランダムアクセス不可能な不揮発メモリの副メモリであるディスクに一旦記憶し、演算処理用ＣＰＵが、ディスクから必要とする断面像データを高速的に読み出してＭＰＲ表示処理を行っている。このように複数枚の断面像データ量が大きくなってくると、ディスクのロード／アンロード（ディスク停止時のヘッド退避）の頻度が増加し、ＭＰＲ表示処理の速度が益々遅くなり、ひいてはＭＰＲ表示の切替り時間が長くなる問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、断面像のデータ量が増えても、高速処理により任意の断面像を作成可能とし、短い切替え時間でＭＰＲ表示を実現するＭＰＲ表示装置及びコンピュータ断層撮影装置を提供することを目的とする。

（１） 上記課題を解決するために、本発明に係るＭＰＲ表示装置は、連続した平行な複数の断面像である３Ｄデータを記憶する第１の記憶手段と、この第１の記憶手段に記憶される３Ｄデータから任意指定による断面像を作成する断面像処理制御手段と、この断面像処理制御手段で作成された任意断面像を表示する表示手段とを有し、
前記断面像処理制御手段は、前記第１の記憶手段に記憶される３Ｄデータのデータ量を減らした圧縮３Ｄデータを作成し第２の記憶手段に記憶する圧縮手段と、前記３Ｄデータまたは前記圧縮３Ｄデータから、前記３Ｄデータの断面像と平行な任意指定の断面像であるアキシャル断面像を作成し前記表示手段に表示するアキシャル断面像作成手段と、表示された前記アキシャル断面像上に任意指定の第１の断面位置を設定する第１断面位置設定手段と、前記圧縮３Ｄデータから、前記第１の断面位置に従って断面した第１断面像を作成し前記表示手段に表示する第１断面像作成手段とを備えたＭＰＲ表示装置である。

このような構成によれば、データ量を減らした圧縮３Ｄデータから第１断面像（オブリーク断面像）を作成し表示するので、任意指定の第１の断面位置を変更したとき、変更された第１断面像を短時間に作成でき、切替り時間の短いＭＰＲ表示を実現できる。

また、本発明は、前記断面像処理制御手段の構成に新たに、前記表示手段に表示された前記第１断面像上に任意指定の第２の断面位置を設定する第２断面位置設定手段と、前記圧縮３Ｄデータから、前記第２の断面位置に従って断面した第２断面像を作成し前記表示手段に表示する第２断面像作成手段とを付加した構成である。

この構成によれば、データ量を減らした圧縮３Ｄデータから第２断面像（ダブりオブリーク断面像）を作成し表示するので、任意指定の第２の断面位置を変更したとき、変更された第２断面像を短時間に作成でき、切替り時間の短いＭＰＲ表示を実現できる。

（２） また、本発明は、前記断面像上に任意指定される前記第１及び第２の断面位置は、前記作成される前記第１及び第２断面像との対応関係が判るように色の異なる矢印や識別可能な印、記号をもって表示すれば、任意指定される断面位置と断面像との関係が容易に把握できる。

また、前記圧縮手段としては、前記圧縮３Ｄデータのデータ量が前記第２の記憶手段における所定の容量を超えないように、前記圧縮３Ｄデータのボクセルサイズとマトリックス数を決定することを特徴とする。

また、前記圧縮手段としては、前記圧縮３Ｄデータのボクセルサイズは３方向でほぼ同じになるようにデータ量を減らすことにより、表示手段に表示される第１断面像や第２断面像の分解能が等方的にすることができる。

（３） さらに、前記第１の記憶手段としては、前記断面像処理制御手段がランダムアクセスできない副メモリであり、前記第２の記憶手段としては、前記断面像処理制御手段がランダムアクセスできる主メモリであり、前記圧縮３Ｄデータのデータ量は当該主メモリに記憶できるデータ量とするものである。これにより、圧縮３Ｄデータをランダムアクセス可能な主メモリに記憶するので、第１断面像及び第２断面像を高速的に作成でき、短い切替え時間でＭＰＲ表示を実現できる。

（４） さらに、本発明は、被検体の３次元領域に関する投影データを再構成し、連続した平行な複数枚の断面像を取得するＣＴ撮影装置１と、前述した構成を持ったＭＰＲ表示装置とを備えたコンピュータ断層撮影装置である。

これにより、切替り時間の短いＭＰＲ表示のコンピュータ断層撮影装置を実現できる。

本発明によれば、断面像のデータ量が増えても、高速処理により任意の断面像を作成でき、短い切替え時間でＭＰＲ表示を実現するＭＰＲ表示装置及びコンピュータ断層撮影装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るＭＰＲ表示装置を含むコンピュータ断層撮影装置の一実施の形態を示す構成図である。

コンピュータ断層撮影装置は、被検体の３次元領域に関する投影データを収集し、この収集された投影データから連続した平行な複数枚の断面像を再構成するＣＴ撮影装置１と、この再構成された複数枚の断面像から任意指定の断面位置に関する断面像を生成しＭＰＲ表示するＭＰＲ表示装置２とで構成される。

ＣＴ撮影装置１は、従来周知の技術であり、例えばターンテーブル１１上に載置される被検体１２を挟むように放射線源１３と放射線検出器１４とが対向配置される。

放射線源１３は、例えばＸ線源が使用され、コリメータを用いて、角錐形に成形されたＸ線ビームを被検体１２に向けて照射する。放射線検出器1４は、例えばコーンビームに対応し、縦横に配列された複数のＸ線検出素子を有する２次元アレイ型が採用される。そして、複数のＸ線検出素子は、Ｘ線照射軸にほぼ直交して略平面状に配列される。

放射線源１３及び放射線検出器１４は、例えば回転駆動装置により回転駆動されるリング状の回転フレーム等に取り付けられ、或いは図示するごとく放射線源１３からのＸ線照射軸を中心軸として放射線検出器１４を対向するように固定設置する一方、前記ターンテーブル１１を上下動、かつ、回転可能に設置し、放射線源１３から発生されたＸ線ビームが被検体１２の全周にわたって照射可能な構成となっている。

さらに、放射線検出器１４の出力側には投影データ収集部１５及び再構成処理部１６が設けられている。

投影データ収集部１５は、放射線検出器１４からチャンネルごとに出力される信号をデジタル信号に変換し、投影データとして収集する。

再構成処理部１６は、投影データ収集部１５で収集された被検体１２の３次元領域に関する投影データから連続した平行な複数枚の断面像を再構成し、ＬＡＮ３を介してＭＰＲ表示装置２へ供給するか、ＭＰＲ表示装置２からのデータ要求に基づいて再構成された連続した複数枚の断面像データを送信する。

なお、再構成処理部１６は、ＣＴ撮影装置１ではなく、ＭＰＲ表示装置１２内に設けた構成であっても構わない。以下、ＣＴ撮影装置１内に再構成処理部１６を設けた例について説明する。

ＭＰＲ表示装置２は、通常のコンピュータであって、前述したＬＡＮ３と装置２内部のバスライン２１と間のデータの受け渡しを行うＬＡＮインターフェース２２、ＣＰＵ（Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit：中央演算ユニット）で構成される断面像処理制御部２３、主メモリ２４、ディスク２５、ＤＶＤドライブ２６、表示出力インターフェース２７、キーボード２８、マウス等のポインティングデバイス２９、前記表示出力インターフェース２７に接続される表示器３０等で構成されている。

ＭＰＲ表示装置２としては、他に、筐体、電源その他必要とする構成体等が設けられているが、発明の要旨とは直接関係ないことから省略する。

ＬＡＮインターフェース２２は、ＣＴ撮影装置１から送信されてくる連続複数枚の断面像データを取り込み、またはＭＰＲ表示装置２からのデータ要求指示に基づいてＣＴ撮影装置１から送信されてくる再構成された連続した複数枚の断面像データを取り込む機能を持っている。

断面像処理制御部２３は、主メモリ２４に格納された各種のプログラムをそれぞれ順次読み出して所定の演算処理を実行するユニットであって、機能的には後記する図２に示すようなブロック構成を有する。断面像処理制御部２３は、ＣＴ撮影装置１からＬＡＮインターフェース２２を介して取り込んだ連続した平行な複数枚の断面像データをディスク２５に格納する。なお、所定の演算処理を実行する各種のプログラムは、ディスク２５に格納され、実行時には読み出され、主メモリ２４に格納される。

ディスク２５は、ランダムアクセスできず、かつ、アクセス速度が遅い副メモリである不揮発性メモリであるが、主メモリ２４よりも相当大きなメモリ容量を持っている。ここで、ランダムアクセスとは、任意の番地からデータを取り出すことを意味する。

一方、主メモリ２４は、断面像処理制御部２３が高速にランダムアクセスできる揮発性メモリであって、ディスク２５よりもメモリ容量が少ない。よって、主メモリ２４は、任意指定に基づく断面位置の断面像の生成を高速的に作業処理することが可能であるが、前述したように作業処理領域が少なく、何らかの工夫が必要となる。

ＤＶＤドライブ２６は、大容量光ディスクを総称するＤＶＤ（Ｄigital Ｖersatile Ｄiskの略）３１の読取り及び書き込みを行う機能を有し、例えばＣＴ撮影装置１の再構成処理部１６で得られた連続した平行な複数枚の断面像データをＤＶＤ３１に書き込んだ後、ＤＶＤドライブ２６に装填し、ＤＶＤ３１から連続複数枚の断面像データを読み出してＭＰＲ表示装置２内に取り込むことが可能である。

表示出力インターフェース２７は、断面像処理制御部２３によって連続複数枚の断面像データから得られる任意指定に基づく断面像を表示器３０に対して受け渡しする機能を有し、例えば必要に応じて画像メモリや表示制御機能を含むものである。

キーボード２８及びポインティングデバイス２９は、断面像処理制御部２３により実行されるプログラムに従って各種の制御指示データを入力したり、位置指定や必要な選択指示を入力する機能を有する。

図２はＭＰＲ表示装置２における断面像処理制御部２３の機能的なブロック構成図である。
断面像処理制御部２３としては、機能的には、表示フロー制御部４１と、圧縮部４２と、アキシャル断面像作成部４３と、第１断面位置設定部４４と、第１断面像作成部４５と、第２断面位置設定部４６と、第２断面像作成部４７とを有する。

表示フロー制御部４１は、ＣＴ撮影装置１からＬＡＮインターフェース２２を介して連続した平行な複数枚の断面像である３Ｄデータ（３次元データ）を受信し、またはＤＶＤ３１に格納される３ＤデータをＤＶＤドライブ２６で読み出し、ディスク２５に記憶する。

圧縮部４２は、ディスク２５に記憶される３Ｄデータを所要の比率（圧縮率に相当する）のもとにデータ量を減らし、任意指定の断面位置に基づく断面像を生成処理可能な圧縮３Ｄデータを生成し、主メモリ２４に格納する。

アキシャル断面像作成部４３は、３Ｄデータまたは圧縮３Ｄデータから、３Ｄデータの断面像に平行なアキシャル断面像を作成し、表示出力インターフェース２７を介して表示器３０に表示する。

第１断面位置設定部４４は、表示器３０に表示されるアキシャル断面像上に直線となる任意の第１の断面位置を指定入力し、この指定された任意の第１の断面位置データを取り込んで適宜なメモリ例えば主メモリ２４に設定する機能を持っている。第１断面像作成部４５は、主メモリ２４の圧縮３Ｄデータから、第１断面位置設定部４４で設定された第１の断面位置データに基づいて断面し、第１の断面像であるオブリーク断面像を作成し、表示出力インターフェース２７を介して表示器３０に表示する。

第２断面位置設定部４６は、表示器３０に表示されたオブリーク断面像上に直線となる任意の第２の断面位置を指定入力し、この指定された任意の第２の断面位置データを取り込んで適宜なメモリ例えば主メモリ２４に設定する機能を有する。第２断面像作成部４７は、主メモリ２４の圧縮３Ｄデータから、第２断面位置設定部４６で設定された第２の断面位置データに基づいて断面し、第２の断面像であるダブリオブリーク断面像を作成し、表示出力インターフェース２７を介して表示器３０に表示する。

なお、ＭＰＲ表示装置２の断面像処理制御部２３はプログラムに従って一連の処理を実行しＭＰＲ表示画面を取得するが、理解を容易にするために図３を参照し、断面像処理制御部２３で得られるＭＰＲ表示画面について説明する。

ＭＰＲ表示装置２の断面像処理制御部２３は、予めプログラムに定められている画面分割データに基づき、表示器３０のＭＰＲ表示用画面を４分割した表示画面領域を作成表示する。

この４分割された表示画面領域には次のような断面像が表示される。すなわち、
図示左上段表示画面領域にはアキシャル断面像Ｐ０、
図示左下段表示画面領域には任意指定の断面位置データに基づく断面であるオブリーク断面像Ｐ１ａ、
図示右上段表示画面領域には異なる任意指定の断面位置データに基づく断面であるオブリーク断面像Ｐ１ｂ、
図示右下段表示画面領域にはオブリーク断面像から任意指定の断面位置データに基づく断面であるダブルオブリーク断面像Ｐ２がそれぞれ表示されている。

次に、断面像に対する任意指定に基づく断面位置について説明する。
図示左上段に表示されるアキシャル断面像Ｐ０上には２つの断面位置Ｌ１ａとＬ１ｂが指定入力されている。断面位置Ｌ１ａに従って断面された断面像は図示左下段に示すオブリーク断面像Ｐ１ａである。断面位置Ｌ１ｂに従って断面された断面像は図示右上段に示すオブリーク断面像Ｐ１ｂである。

図示左下段に表示されるオブリーク断面像Ｐ１ａ上には断面位置Ｌ０が指定入力され、この指定入力のもとに断面された断面像は図示左上段に示すアキシャル断面像Ｐ０に相当する断面像が表示される。

図示右上段に表示されるオブリーク断面像Ｐ１ｂ上には断面位置Ｌ０とＬ２が指定入力され、この指定入力される断面位置Ｌ０のもとに断面された断面像は図示左上段に示すアキシャル断面像Ｐ０に相当する断面像が表示され、また指定入力される断面位置Ｌ２のもとに断面された断面像は図示右下段に示すダブリオブリーク断面像Ｐ２である。

指定断面位置Ｌ１ａとＬ１ｂの変更は、操作者が例えばポインティングデバイス２９を使って交点となる点Ａと角度φとを変更要求入力することで決まり、表示位置として表示される。これら指定断面位置Ｌ１ａとＬ１ｂは互いに直交する直線である。指定入力がない初期のデフォルトは、図示左上段に示すアキシャル断面像Ｐ０のＡ点は中心、角度φは０°である。

また、指定断面位置Ｌ０の変更は、前述同様に操作者の変更要求入力により決まり、横線の表示位置として表示される。デフォルトは中央である。なお、オブリーク断面像Ｐ１ａ上のＬ０とオブリーク断面像Ｐ１ｂ上のＬ０は上下方向で同じ位置にあり、一方を変更すると、もう一方はそれに連動して変化する。

また、指定断面位置Ｌ２の変更は、操作者がポインティングデバイス２９を使って点Ｂと角度θの変更要求入力によって決まり、表示位置として表示される。デフォルトは、Ｂ点は中央、角度θは０°である。

なお、図３においては、指定断面位置Ｌ０，Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２には、断面像との対応及び向きが分かるように矢印を付しているが、例えば相互の指定断面位置と各断面像との対応及び向きが分かるように色の異なる矢印を付して表示してもよい。この矢印は指定断面位置に完全に一致させた状態で表示しなくともよい。さらに、矢印に代えて、識別可能な他の印や記号を付して表示しても構わない。

次に、以上のように構成されたＭＰＲ表示装置２の動作について図４及び図５を参照して説明する。

ＭＰＲ表示装置２の断面像処理制御部２３はプログラムに従って一連の処理を実行する。先ず、断面像処理制御部２３は表示フロー制御部４１を実行する。表示フロー制御部４１は、ＣＴ撮影装置１からＬＡＮ３及びＬＡＮインターフェース２２を介して連続した平行な複数枚の断面像である３Ｄデータ（３次元データ）を取込み、ディスク２５に記憶する（Ｓ１）。また、ＤＶＤ３１に格納される３ＤデータをＤＶＤドライブ２６で読み出し、ディスク２５に記憶してもよい。

断面像処理制御部２３は、連続した平行な複数枚の断面像である３Ｄデータをディスク２５に記憶した後、圧縮部４２を実行する。

圧縮部４２は３Ｄデータから圧縮３Ｄデータを作成する（Ｓ２）。図５は圧縮を説明する図である。この圧縮部４２による圧縮処理は、Ｍ×Ｍの断面像をＫ枚重ねたマトリックス数Ｍ×Ｍ×Ｋの３Ｄデータ（図５（ａ）参照）を、３Ｄデータの実空間での領域サイズを変えずに、マトリックス数Ｍｃ×Ｍｃ×Ｋｃの圧縮３Ｄデータ（図５（ｂ）参照）に変換する処理である。

今、断面像の圧縮処理に際し、マトリックス数Ｍ×Ｍ×Ｋの３Ｄデータを構成する各ボクセルのサイズ（ｍｍ）は、処理前がΔｘ，Δｙ（＝Δｘ），Δｚであり、処理後にはΔｘｃ，Δｙｃ，Δｚｃに変換するものとする。

そこで、圧縮部４２は、操作者がキーボード２８から３Ｄデータの付帯情報である前述したＭ，Ｋ，Δｘ，Δｙ，Δｚが入力されると、下記する所定の計算式に基づき、Ｍ，Ｋ，Δｘ，Δｙ，ΔｚからＭｃ，Ｋｃ，Δｘｃ，Δｙｃ，Δｚｃを計算する。

計算式としては、Ｕｍａｘを所定データ量（バイト）とし、また、３Ｄデータの１点の値（１つのボクセルに対応する値）を２バイトで表すとすれば、Ｍ，ＫとＵｍａｘとの関係は、２×Ｍ×Ｍ×Ｋ≦Ｕｍａｘと、２×Ｍ×Ｍ×Ｋ＞Ｕｍａｘとの２つの場合に分けることができる。なお、Ｕｍａｘは、圧縮３Ｄデータが、例えば主メモリ２４の全記憶容量から少なくともプログラムデータ分と処理作業記憶領域分とを差し引いた残りの記憶容量に収まるように、予め定めた値であり、主メモリ２４のメモリ空き領域と呼ぶ。その結果、主メモリ２４が他の処理にも使用する場合にはその分を考慮した少なくなる値となる。

＊ ２×Ｍ×Ｍ×Ｋ≦Ｕｍａｘの場合は、
主メモリ２４の空き領域が十分に存在する。その結果
Ｍｃ＝Ｍ，Ｋｃ＝Ｋ，Δｘｃ＝Δｘ，Δｙｃ＝Δｙ，Δｚｃ＝Δｚ ……（１）
とする。すなわち、３Ｄデータをそのまま圧縮３Ｄデータとする。

＊ ２×Ｍ×Ｍ×Ｋ＞Ｕｍａｘの場合は、
主メモリ２４の空き領域が不足している。そこで、Ｕｍａｘと２×Ｍ×Ｍ×Ｋとの比率（圧縮率に相当する）Ｒｅを求める。
Ｒｅ＝Ｕｍａｘ／（２×Ｍ×Ｍ×Ｋ） ……（２）
ここで、中間的な計算として、圧縮後のボクセルを立方体としたときの仮ボクセルサイズΔを求める。
Δ＝｛（Δｘ×Δｙ×Δｚ）／Ｒｅ｝^1/3 ……（３）
そして、求めた仮ボクセルサイズΔを用いて、以下の（４）式、（５）式でマトリクスサイズの計算を行う。
Ｍｃ＝ＩＮＴ｛（Ｍ−１）・Δｘ／Δ｝ ……（４）
Ｋｃ＝ＩＮＴ｛（Ｋ−１）・Δｚ／Δ｝ ……（５）
次に、仮ボクセルサイズΔを用いた場合、実空間での領域サイズに端切れが出てしまうので、端切れが出ないよう、以下の計算でΔｘｃ、Δｙｃ、ΔｚｃをΔから若干大きくする方向に調整する。

Δｘｃ＝（Ｍ−１）・Δｘ／（Ｍｃ−１） ……（６）
Δｙｃ＝Δｘｃ ……（７）
Δｚｃ＝（Ｋ−１）・Δｚ／（Ｋｃ−１） ……（８）
以上の計算式により、ΔｚｃとΔｘｃ（及びΔｙｃ）は若干調整されるだけで、仮ボクセルサイズΔとほぼ同じとなり、等方的となる。

さらに、圧縮部４２は、以上のようにして求めたパラメータを用いて、３Ｄデータから補間計算を実施し、最終的な圧縮３Ｄデータを作成し、主メモリ２４に記憶する。これにより、３Ｄデータの実空間での領域サイズを変えずに、圧縮３Ｄデータを作成し、主メモリ２４に記憶することで、以下の処理で、ランダムにアクセスし、高速的に断面像の生成作業処理を行うことができる。

引き続き、断面像処理制御部２３は、圧縮３Ｄデータを主メモリ２４に記憶した後、操作者がキーボード２８及びポインティングデバイス２９を用いて、各種の断面像を作成するための断面位置Ｌ０，Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ、Ｌ２を指定入力すると、アキシャル断面位置を含む第１断面位置設定部４４及び第２断面位置設定部４６がそれらの断面位置を取り込んで適宜なメモリに設定するとともに、表示器３０に表示する（Ｓ３）。最初の設定はデフォルト位置である。

断面像処理制御部２３は、以上のようにして断面位置を設定した後、アキシャル断面像作成部４３を実行し、アキシャル断面像Ｐ０を作成する（Ｓ４）。

すなわち、アキシャル断面像作成部４３は、圧縮３Ｄデータから、設定された断面位置Ｌ０に一番近いｚ位置のＭｃ×Ｍｃの断面像を選び出し、表示用マトリックスに変換することにより、アキシャル断面像Ｐ０を作成し、表示器３０に表示する（図３参照）。このとき、ｚ方向に補間を行ってもよい。

引き続き、断面像処理制御部２３は、第１断面像作成部４５を実行し、オブリーク断面像Ｐ１ａを作成する（Ｓ５）。第１断面像作成部４５は、圧縮３Ｄデータから、設定された断面位置Ｌ１ａ上に設定された表示用マトリックスに対して、補間計算を行いつつ変換することにより、オブリーク断面像Ｐ１ａを作成し、表示器３０に表示する（図３参照）。

また、第１断面像作成部４５はオブリーク断面像Ｐ１ｂを作成する（Ｓ６）。第１断面像作成部４５は、圧縮３Ｄデータから、設定された断面位置Ｌ１ｂ上に設定された表示用マトリックスに対して、補間計算を行いつつ変換することにより、オブリーク断面像Ｐ１ｂを作成し、表示器３０に表示する（図３参照）。

さらに、断面像処理制御部２３は、第２断面像作成部４７を実行し、ダブルオブリーク断面像Ｐ２を作成する（Ｓ７）。第２断面像作成部４７は、圧縮３Ｄデータから、設定された断面位置Ｌ２上に設定された表示用マトリックスに対して、補間計算を行いつつ変換することにより、ダブルオブリーク断面像Ｐ２を作成し、表示器３０に表示する（図３参照）。

以上のようにして所要とする断面像を作成した後、キーボード２８及びポインティングデバイス２９から断面位置の変更要求が入力されたか否かを判断し（Ｓ８）、変更要求が無かった場合には終了要求が入力されたか否かを判断し（Ｓ９）、終了要求があった場合は終了し、無かった場合はステップＳ８に戻る。

ステップＳ８において、変更要求があった場合には、ステップＳ３に移行し、変更要求に伴う断面位置の指定入力を取り込む。そして、断面像処理制御部２３は、引き続き、ステップＳ４以降の一連の処理を繰り返し実行し、所要の断面像を作成し、ステップＳ８に戻る。

従って、以上のように操作者がキーボード２８及びポインティングデバイス２９を用いて、断面位置を変更すると、この変更された断面位置に従って断面位置Ｌ０，Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ、Ｌ２が短時間に切替って順次各断面像Ｐ０，Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２をほぼリアルタイムで切替えて表示する。

従って、以上のような実施の形態によれば、圧縮３Ｄデータのボクセルサイズとマトリックス数とを、主メモリ２４の空き領域内の容量Ｕｍａｘに収まるように自動的に決定し、圧縮３Ｄデータを作成するので、主メモリ２４の記憶容量を有効活用できる。

また、主メモリ２４に記憶された圧縮３ＤデータからＭＰＲ表示する各断面像を計算し作成するので、データ量が増えても高速にてＭＰＲ表示用の断面像を作成でき、短かい切替え時間のＭＰＲ表示を実現できる。

また、圧縮３Ｄデータがほぼ等方的に生成されるので、ＭＰＲ表示されるオブリーク断面像（第１断面像）やダブルオブリーク断面像（第２断面像）の分解能が等方的となる。このことは、一方向に流れる断面像となることを未然に回避することができる。

さらに、断面像を作成するための指定断面位置の表示に形態あるいは色の異なる矢印、もしくは他の印、記号を用いて表示することにより、各指定断面位置と各断面像との対応及び断面像の向きを直感的に把握することができる。

（その他の実施の形態）
（１） 上記実施の形態では、ボクセルサイズとマトリックス数は前述した所定の計算式に従って計算したが、この計算式に限定されるものではない。また、ボクセルサイズΔｚｃはΔｘｃとほぼ同じにしているが、完全に同一サイズであっても構わない。例えば前記（６）式及び（８）式は端切れを出さないように計算したが、当該（６）式及び（８）式の代りにそれぞれ
Δｘｃ＝Δ ……（６´）
Δｚｃ＝Δ ……（８´）
としてもよい。この場合には領域に端切れが生じるが、ボクセルサイズとしては３方向とも完全に同じサイズの正立方体となる。

（２） 上記実施の形態では、ダブルオブリーク断面像Ｐ２の断面位置Ｌ２は図３の右上段のＰ１ｂ像上に表示しているが、左下段のＰ１ａ像上にＬ２を指定入力してもよい。また、操作者はＰ１ａとＰ１ｂとの何れかを選択できるようにしてもよい。

（３） 上記実施の形態では、アキシャル断面像だけは圧縮しない３Ｄデータから作成してもよい。その理由は、アキシャル断面像は３Ｄデータの１断面像あるいは隣り合う２断面像のみから計算でき、また、断面位置の変更に対しても隣接した断面位置の変更となるので、ディスク２５から主メモリ２４へのロード／アンロードの頻度を少なくすることができるためである。すなわち、予め表示断面位置の前後の小範囲をロードしておけば、断面位置の変更に対応できる。これにより、高速切替えを維持したまま、アキシャル断面の表示を高品位にすることができる。

（４） 上記実施の形態では、アキシャル断面像とオブリーク断面像は、圧縮３Ｄデータの中心を表示画面の中心にして全体を表示しているが、操作者の要求のもとに例えば圧縮３Ｄデータの中心を表示画面の中心から所望とする点にずらして表示することも可能であり、さらに所望の拡大率または縮小率で拡大または縮小して表示器３０に表示できる。この場合、圧縮３Ｄデータ中の表示の中心と拡大率または縮小率を変更入力すると、ＭＰＲ表示はほぼリアルタイムに変更できる。

なお、断面像を拡大表示する場合、拡大表示する領域に限定して圧縮３Ｄデータを作成するようにしてもよい。これにより、圧縮してデータ量を減らしても、高い分解能のＭＰＲ表示を得ることができる。

（５） 上記実施の形態では、ＣＴ撮影装置１とＭＰＲ表示装置２とを完全に分離した構成としたが、例えばＣＴ撮影装置１内にＭＰＲ表示装置２を組み込んだ構成であってもよい。このとき、独立した単体としてのＭＰＲ表示装置２を組み込んでもよいし、ＣＴ撮影装置１の再構成処理する処理装置に図２に示すプログラムの機能ブロックを持たせるようにしてもよい。

（６） さらに、上記実施の形態では、ＭＰＲ表示装置２は圧縮３Ｄデータから、アキシャル断面像とオブリーク断面像とダブリオブリーク断面像を作成し表示するようにしたが、操作者からの画像の高品位化指令あるいは保存指令があったときに、例えばディスク２５に記憶される圧縮していない３Ｄデータから断面位置の設定に基づき、図３に示す４つの断面像を作成し直し、表示器３０に表示してもよいし、あるいはディスク２５に保存用ＭＰＲ画像として保存してもよい。すなわち、操作者が任意指定に基づいて断面位置を変更したとき、各断面像を表示器３０に表示させ、その表示させた断面像が最適な断面像であるときに高品位化指令あるいは保存指令を入力し、ＭＰＲ画像を作成し直して表示させ、あるいは保存用ＭＰＲ画像としてディスク２５に保存する。

このような構成によれば、ＭＰＲ表示は切替り時間が短く、再作成あるいは保存するＭＰＲ画像は圧縮しない３Ｄデータから作るので、高品位のＭＰＲ画像に生成できる。

その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

また、各実施の形態は可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位，下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。

本発明に係るコンピュータ断層撮影装置の一実施の形態を示すハードウェア構成図。 図１に示すＭＰＲ表示装置の断面像処理制御部で実現される機能的なブロック構成を一例を示す図。 図１に示す表示器に表示されるＭＰＲ表示画面の説明図。 ＭＰＲ表示装置による処理フローの一例を示す図。 ＭＰＲ表示装置による圧縮を説明する図。

符号の説明

１…ＣＴ撮影装置、２…ＭＰＲ表示装置、３…ＬＡＮ、２２…ＬＡＮインターフェース、２３…断面像処理制御部、２４…主メモリ、２５…ディスク、２６…ＤＶＤドライブ、２７…表示出力インターフェース、２８…キーボード、２９…ポインティングデバイス、３０…表示器、３１…ＤＶＤ、４１…表示フロー制御部、４２…圧縮部、４３…アキシャル断面像作成部、４４…第１断面位置設定部、４５…第１断面像作成部、４６…第２断面位置設定部、４７…第２断面像作成部。

Claims (7)

1. 連続した平行な複数の断面像である３Ｄデータから任意断面像を作成しＭＰＲ表示するＭＰＲ表示装置において、
   前記３Ｄデータを記憶する第１の記憶手段と、この第１の記憶手段に記憶される３Ｄデータから任意指定による断面像を作成する断面像処理制御手段と、この断面像処理制御手段で作成された任意断面像を表示する表示手段とを有し、
   前記断面像処理制御手段は、
   前記第１の記憶手段に記憶される３Ｄデータのデータ量を減らした圧縮３Ｄデータを作成し第２の記憶手段に記憶する圧縮手段と、
   前記３Ｄデータまたは前記圧縮３Ｄデータから、前記３Ｄデータの断面像と平行な任意指定の断面像であるアキシャル断面像を作成し前記表示手段に表示するアキシャル断面像作成手段と、
   表示された前記アキシャル断面像上に任意指定の第１の断面位置を設定する第１断面位置設定手段と、
   前記圧縮３Ｄデータから、前記第１の断面位置に従って断面した第１断面像を作成し前記表示手段に表示する第１断面像作成手段と
   を備えたことを特徴とするＭＰＲ表示装置。
2. 請求項１に記載のＭＰＲ表示装置において、
   前記断面像処理制御手段は、
   前記表示手段に表示された前記第１断面像上に任意指定の第２の断面位置を設定する第２断面位置設定手段と、
   前記圧縮３Ｄデータから、前記第２の断面位置に従って断面した第２断面像を作成し前記表示手段に表示する第２断面像作成手段と
   をさらに備えたことを特徴とするＭＰＲ表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のＭＰＲ表示装置において、
   前記断面像上に任意指定される前記第１及び第２の断面位置は、前記作成される前記第１及び第２断面像との対応関係が判るように色の異なる矢印や識別可能な印、記号をもって表示することを特徴とするＭＰＲ表示装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のＭＰＲ表示装置において、
   前記圧縮手段は、前記圧縮３Ｄデータのデータ量が前記第２の記憶手段における所定の容量を超えないように、前記圧縮３Ｄデータのボクセルサイズとマトリックス数を決定することを特徴とするＭＰＲ表示装置。
5. 請求項１，２，４の何れか一項に記載のＭＰＲ表示装置において、
   前記圧縮手段は、前記圧縮３Ｄデータのボクセルサイズは３方向でほぼ同じになるようにデータ量を減らすことを特徴とするＭＰＲ表示装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載のＭＰＲ表示装置において、
   前記第１の記憶手段は、前記断面像処理制御手段がランダムアクセスできない副メモリであり、前記第２の記憶手段は、前記断面像処理制御手段がランダムアクセスできる主メモリであり、前記圧縮３Ｄデータのデータ量は当該主メモリに記憶できるデータ量であることを特徴とするＭＰＲ表示装置。
7. 被検体の３次元領域に関する投影データを再構成し、連続した平行な複数枚の断面像を取得するＣＴ撮影装置１と、
   前記請求項１ないし請求項６の何れか１つの構成を持ったＭＰＲ表示装置と
   を備えたことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。

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