JP2010155104A - X線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】同一被検体に関し複数スライスの画像を連続して収集しこれらを時系列的に表示するにあたり、画像の表示形態を変化させる。より具体的には観察者の立ち位置に応じて画像の表示順序を切替える。観察者の立ち位置は自動検出され得る。また関心画像の設定に応じてプリコリメータの開口幅を制御し及び該設定に応じて所定の検出素子列からのデータを束ねる。また再構成された複数断面の画像のうちの一枚を特定画像と差分処理して差分画像を生成し表示する。また再構成された複数断面のうちの一枚の画像の画素値を所定の閾値と比較し、閾値を超えた画素のみからなる画像を生成して表示する。
【選択図】図1
Description
図50に示すように、検出器列1、2、3に対応して再構成された画像を左から順に画像1、2、3と並べて表示した場合を考える。図51に示すように位置Aに観察者が立っている場合には、観察者から見て、スライス方向の断層像の実際の順番と、ディスプレイに表示されている順番とが一致しているので穿刺は問題なく行える。
さらに、図52において観察者の位置Aと位置Cとを比べてみる。位置Aで観察した場合における被検体の断面は、被検体を寝台側より見ている感覚(被検体のつま先から頭頂を見た方向)となる。このとき、画像としては足側(寝台側)から見ている画像が表示されなければならない。
マルチスライスCT透視において、再構成された画像を単に並列に表示させた場合、個々の画像は必然的に縮小して表示させることになり、このため詳細に観察しにくくなるという問題点がある。例えば同時に3枚の画像を並べて表示する場合、その1枚のみを表示させる場合と比較して画像のサイズは3分の1となってしまう。
また本発明の他の目的はマルチスライスCT透視下において穿刺等の作業を適切且つ迅速に行えるようにしたX線コンピュータ断層撮影装置を提供することである。
また、本発明のさらに他の目的は、マルチスライスCT透視する場合における被検体への被爆量低減を図ったX線コンピュータ断層撮影装置を提供することである。
(2)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)に記載の装置であって、且つ前記表示ユニットに表示される複数の断層画像のなかから前記第1の断層画像を選択する選択ユニットをさらに具備することを特徴とする。
(3)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)又は(2)に記載の装置であって、且つ前記表示制御ユニットは、 前記第1の断層画像を前記第2の断層画像に比して高分解能又は高解像度で表示するよう前記表示ユニットを制御することを特徴とする。
(4)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記表示制御ユニットは、表示画面上において前記第1の断層画像が前記第2の断層画像よりも上方に表示するよう前記表示ユニットを制御することを特徴とする。
(5)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記被検体にせん刺された針の先端を検出する針検出ユニットをさらに具備し、前記表示制御ユニットは、前記針検出ユニットにより前記針の先端が検出された第1の断層画像と、前記針検出ユニットにより前記針の先端が検出されない第2の断層画像との表示形態を互いに異ならせることを特徴とする。
(6)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)に記載の装置であって、且つ前記表示制御ユニットは、前記再構成ユニットが再構成する断層画像のうち、関心画像のスライス厚を非関心画像のスライス厚よりも厚くするスライス厚変更手段を備え、前記表示ユニットは、前記スライス厚制御手段によりスライス厚の変更がなされた断層画像を並べて表示することを特徴とする。
(7)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(6)に記載の装置であって、且つX線を発生するX線発生ユニットと前記被検体との間に設けられ、該X線発生手段が発生したX線のスライス方向のビーム幅を規定するための可変開口を有するコリメータをさらに具備し、前記スライス厚変更手段は、前記関心画像のスライス厚を前記非関心画像のスライス厚よりも厚くなるように前記可変開口を制御することを特徴とする。
(8)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(6)又は(7)に記載の装置であって、且つ前記スライス厚変更手段は、前記関心画像を複数の検出素子列からのデータを束ねて再構成すると共に、前記非関心画像を単一の検出素子列からのデータに基づいて再構成するよう、前記再構成ユニットを制御することを特徴とする。
(9)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(6)又は(7)に記載の装置であって、且つ前記スライス厚変更手段は、第1の束数で前記検出素子列からのデータを束ねて前記関心画像を再構成すると共に、該第1の束数よりも少ない束数で前記検出素子列からのデータを束ねて前記非関心画像を再構成するよう前記再構成ユニットを制御することを特徴とする。
(10)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(6)乃至(9)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記再構成ユニットは、所定の前記検出素子列からのデータに基づき前記関心画像を再構成すると共に、該所定の検出素子列の少なくとも隣の検出素子列及び近接する検出素子列の一方からのデータに基づき前記非関心画像を再構成するよう前記再構成ユニットを制御することを特徴とする。
(11)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(10)に記載の装置であって、前記スライス厚変更手段は、前記所定の検出素子列の隣の検出素子列に入射するX線ビームのスライス方向幅を、前記所定の検出素子列の方向に沿って所定量だけ狭めるように前記コリメータの可変開口の開口幅を制御することを特徴とする。
(12)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(6)乃至(11)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記関心画像を得るための検出素子列を指定する指定ユニットと、前記指定ユニットによる指定内容に基づいて前記非関心画像を得るための検出素子列を決定する決定ユニットと、をさらに具備することを特徴とする。
(13)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(12)に記載の装置であって、且つ前記スライス厚変更手段は、前記指定ユニットによる指定内容及び前記決定ユニットによる決定内容に従って前記コリメータの可変開口の開口幅を制御することを特徴とする。
(14)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(6)乃至(13)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記関心画像を得る検出素子列の位置をスライス方向に沿って変更するための変更ユニットをさらに具備することを特徴とする。
(16)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)に記載の装置であって、且つ前記検出素子列からのデータを束ねて被検体の断層画像を生成する生成手段と、前記検出素子列に入射するX線ビームの入射幅及び前記検出素子列からのデータの束ねの少なくとも一方をスキャン期間中に変更する変更手段と、を具備する。
(17)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)に記載の装置であって、且つ前記表示制御ユニットは、前記再構成ユニットにより再構成された複数枚の断層画像のうち、少なくとも1枚の画像を特定画像と差分処理して差分画像を生成する画像処理ユニットを具備する。
(18)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(17)に記載の装置であって、且つ前記画像処理ユニットにより差分処理がなされていない前記断層画像と、前記差分画像とを並べて表示する表示ユニットを具備する。
(19)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(17)又は(18)に記載の装置であって、且つ前記再構成手段により再構成された複数枚の断層画像のなかから前記画像処理ユニットにより差分処理を行う対象の画像を切替える切替ユニットをさらに具備することを特徴とする。
(20)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(17)乃至(19)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記特定画像は前記再構成ユニットにより再構成された同一スライス位置の画像であることを特徴とする。
(21)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(17)乃至(20)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記特定画像は指定された断層画像であることを特徴とする。
(22)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(17)乃至(21)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記画像処理ユニットは、X線ビームが入射する前記複数の検出素子列のうち、端部又はその近傍の検出素子列からの検出データに基づいて再構成された断層画像を用いて前記差分処理を行うことを特徴とする。
(23)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(18)乃至(22)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記表示ユニットは、前記差分処理が施されていない断層画像と前記差分画像とが区別可能となるように両画像の少なくとも一方を色付けすると共に両画像を重ね合せて表示することを特徴とする。
(25)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(24)に記載の装置であって、且つ前記閾値処理ユニットによる閾値処理が施されていない断層画像と、前記閾値処理画像とを並べて表示する表示ユニットをさらに具備することを特徴とする。
(26)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(24)又は(25)に記載の装置であって、且つ記閾値は、前記被検体と該被検体への挿入物とを弁別可能とする画素値であることを特徴とする。
(27)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(25)に記載の装置であって、且つ前記表示ユニットは、前記閾値処理が施されていない断層画像と前記閾値画像とが区別可能となるように両画像の少なくとも一方を色付けすると共に両画像を重ね合せて表示することを特徴とする。
(28)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(24)乃至(27)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記閾値処理ユニットは、X線ビームが入射する前記複数の検出素子列のうち、端部又はその近傍の検出素子列からの検出データに基づいて再構成された断層画像を用いて前記閾値処理を行うことを特徴とする。
(29)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(17)乃至(28)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記差分処理対象の断層画像毎又は前記閾値処理対象の断層画像毎に異なる警告を発する警告ユニットをさらに具備することを特徴とする。
(30)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)乃至(29)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記再構成ユニットは、1スキャンに要する時間よりも短い時間で少なくとも1枚の断層画像を再構成することを特徴とする。
(31)本発明のX線コンピュータ断層撮影装置は、上記(1)乃至(30)のいずれかに記載の装置であって、且つ前記検出ユニットにより得られる検出データ及び前記再構成ユニットにより得られる画像データのうちの少なくとも一方を記憶する記憶ユニットを備え、前記表示制御ユニットはデータ収集の後に前記記憶ユニットに記憶されている検出データ及び画像データの少なくとも一方を読み出して前記断層画像の表示形態を変化させることを特徴とする。
第1実施形態は、観察者の立ち位置に応じて画像の表示順序を手動により切り替えられるようにしたマルチスライスCT透視システムに関する。
図4は、第1の入力器を示す図である。第1の入力器は、使用する検出器例と画像束ねを指定するための手段であって、入力器6内に設けられる。尚、入力器6は、ガントリ1、寝台2、又は図1に示したように制御キャビネット3上のいずれかの箇所に設けられる。
図6は、第2の入力器を示す図である。この第2の入力器は、観察者の立ち位置を指定するための手段であって、上記第1の入力器と同様に入力器6内に設けられる。すなわち、入力器6は、ガントリ1、寝台2、又は図1に示したように制御キャビネット3上のいずれかの箇所に設けられる。
図9(a)に示すように、プリコリメータ22は検出器6列分に相当する開口幅を設定し、マルチスライスCT透視が開始される。
この時、6列分の収集データはそのまま補正ユニット34に送られるが、図9(b)に示すように、中央の4列が束ねられて3画像分に相当する収集データを得る。メインコントローラ30からの指示に従って上記指定された画像方向でスキャンに要する時間より短い時間で3枚の画像が再構成され、表示プロセッサ37に送られる。
表示プロセッサ37ではメインコントローラ30からの表示順番の指示に従って、ディスプレイ5への表示を行う。この場合、図9(c)に示すように表示されることになる。
第2実施形態は、第1実施形態において説明したシステムに対し、観察者の立ち位置を自動検出する手段を付加したものである。
図10は、本発明の第2実施形態に係るマルチスライスCT透視システムの概略構成を示すブロック図である。この構成では、観察者の立ち位置を検出するための、角度検出マイクロ・スイッチ(SW)及び位置検出マイクロ・スイッチ(SW)が追加されており、図6に示した第2の入力器が設けられていないという点を除いては、第1実施形態の構成と同様である。
図11は、本実施形態の特徴点に係る観察者の立ち位置を検出する機構を示す図である。
以上のようにして観察者の立ち位置を自動検出できる。
第2実施形態では、観察者の立ち位置の検出のためにディスプレイ部に2つのマイクロSWを設ける構成としたが、同等の検出を行うための構成はこれらマイクロSWに限定されず、他の手段を用いても良い。
画像の表示枚数及びそのスライス厚は任意である。例えば中央2列(検出器列3、4)を束ねて1画像とし、前後2列づつ(検出器列1と2と5と6)を加え、合計5枚の透視モードとした場合であっても本発明は実施可能である。この場合の実施形態を図13(a)乃至13(d)に示す。
上述した本発明の原理に従って画像の順序を制御するとともに、図9(d)や図13(d)に示すように、関心画像(中央の画像)を拡大して表示させても良い。
上述した実施形態では、全ての画像を一つのディスプレイに表示することとして説明したが、画像の表示方法はこれに限定されない。例えば複数の画像を1枚づつ別のディスプレイに表示するようにしてもよい。これにより個々の画像を大きく表示できるというメリットが得られる。
シングルスライスCTへの適用例を図15に示す。この場合、位置AとBは寝台側から見た画像が一枚だけ表示され、位置CとDでは架台側から見た画像が一枚だけ表示されることになる。画像の表裏が正しく表示されることになるので、間違いや誤診を防止できる。
上述した実施形態では、第3世代CT(X線発生源と検出器が同期して被検体の周囲を回転する)として示したが、この限りではない。本発明は第4世代CT(検出器が円筒状に配列されており、X線発生源が回転する)にも適用可能であるし、第5世代CT(電子ビームをリング又は円筒状に配列した固定されたターゲットに当てX線を発生させ、固定された検出器でそれを受ける)に対しても適用可能である。
上述した実施形態では、6列の検出器例を有するCTとしたが、検出器の列数はこれに限定されない。例えば50列のマルチスライス検出器を有する場合においても適用可能であるし、イメージインテンシファイアを代表とするような面検出器であっても構わない。
一部の画像の再構成条件のみ優れた又は異なる再構成条件としてもいい。例えば、図9(d)又は図13(d)における関心画像のように、拡大表示される画像のみ再構成マトリックスを512×512とし、他の画像の再構成マトリクスを256×256とすることで画像間で再構成条件を変えるようにしても良い。また、画像の更新間隔を関心画像以外は遅くして、敢えて時間分解能を下げても良い。これにより、指定された以外の画像は再構成条件が緩和され、再構成ユニットの計算パワーを小さく抑えることができる。したがって、再構成装置のコストを抑えることができる。
本発明は特定の画像再構成方法に依存しない。例えば、回転軸方向へのビームの角度(コーン角度)を考慮しない通常のフィルターバックプロジェクションを行う再構成方法を適用しても良いし、Feldkampらの提案したように、回転軸方向へのビームの角度を考慮して、収集したデータをその収集経路に応じてバックプロジェクションして再構成されるような再構成方法を適用しても良い。このFeldkamp再構成を行う場合には、上述した補正ユニットによって各列の収集データが束ねられるのではなく、再構成時に指定されたスライス厚の画像を再構成することになる。この再構成法によれば、検出器列がより多い場合における再構成画像の画質を向上させることができる。
上述した実施形態では、データを束ねるユニットは補正ユニットであるとして説明を行ったが、データを束ねるユニットは補正ユニットのみに限定されない。例えば、データ収集装置(DAS)が行ってもいいし、再構成装置が画像を再構成をする以前に行ってもいいし、再構成装置が個々の画像を再構成した後に画像束ねが行なわれても良い。これらの変形を行ったとしても、装置としては同様の効果が得られる。
次に、本発明の第3実施形態を説明する。第3実施形態は、関心/非関心画像の設定に応じたプリコリメータの開口制御及び検出器データの「束ね」に特徴を有する。その他の構成については上述した第1実施形態又は第2実施形態と同様である。
1列目=MIN−1列のデータ
2列目=MIN〜MAX列を束ねたデータ
3列目=MAX+1列のデータ
を出力するように補正ユニット34に対して指示する。
1列目=MIN−1列のデータ
2列目=MIN〜MAX列を束ねたデータ
を出力するように補正ユニット34に対して指示する。
1列目=MIN〜MAX列を束ねたデータ
2列目=MAX+1列のデータ
を出力するように補正ユニット34に対して指示する。
1列目=MIN〜MAX列を束ねたデータ
2列目=MIN+1列のデータ
を出力するように補正ユニット34に対して指示する。
例えば図20に示すように、検出素子6列分に相当する開口幅がプリコリメータ22の初期条件として設定されていたとする。
現在表示されている関心画像を更に薄いスライス厚で詳細に観察したい場合には、入力器6の関心画像指定スイッチ61を操作することで関心画像のスライス厚を変更できる。
図21に示すようにプリコリメータ22は検出素子5列分(検出素子列1〜5列分)に相当する開口幅に設定され、6列分の収集データはそのまま補正ユニット34に送られるが、6列目のデータは破棄される。そして、1列、2と3と4列の束ね、及び5列のデータが3画像分に相当する収集データとなり、3枚の画像がスキャンに要する時間より短い時間で再構成され、これらの画像がリアルタイムでディスプレイ5に表示される。なお、検出素子3、4列の中央に相当する被検体Pの部分が、3列目の中央に位置するように、天板2aを移動させてもよい。
関心画像のスライス厚をさらに薄くして観察したい場合には、再びスライス厚の変更を入力器6の関心画像指定スイッチ61によって行う。例えば中央2列(検出素子列3、4)を関心画像に指定し直す。自動的に前後各1列づつ(検出素子列2と5)がデフォルトの非関心画像として加えられ、合計3枚の透視モードとなる。この場合のコリメータと束ねのための動作は次のようになる。
関心画像を横の位置にずらして見たい場合には、関心画像移動スイッチ62を利用する。あるいは、再びスライス厚の変更を関心画像指定スイッチ61により行っても良い。例えば2列(検出素子列2、3)を関心画像として指定し直す。自動的に前後各1列づつ(検出器列1と4)がデフォルトの非関心画像として加えられ、合計3枚の透視モードとなる。
さらに、関心画像を横の位置にずらして見たい場合には、関心画像移動スイッチ62を操作するか、あるは関心画像指定スイッチ61によって再びスライス厚の変更を行う。例えば2列(検出素子列1、2)を関心画像に指定し直す。自動的に検出素子列3がデフォルトで非関心画像として加えられ、合計2枚の透視モードとなる。
(1)非関心画像のスライス厚
自動的に関心画像の両端1列の画像としたが、必ずしもこれに限定はされない。例えば全部で20列の検出素子列を有するマルチスライスCTの場合、デフォルトとして2列の検出素子データを束ねて1枚の非関心画像としてもよい。これにより画像ノイズを小さくすることができる。また、デフォルトの列数が被写体の大きさに応じて異なるように設定される構成としても良い。例えば、頭部の撮影条件では1列に、腹部の撮影条件では2列というようにする。
ここでは前後1枚ずつとしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば全部で20列の検出素子列を有するマルチスライスCTの場合、関心スライスの前後各々について5枚の非関心画像を得るようにし、非関心画像5枚ずつのCT透視がなされてもよい。これにより、スライス方向に分解能を向上したCT透視を実現可能となる。
上述した透視の画像枚数3枚というのは、あくまでデフォルトの設定であり、透視画像の枚数をマニュアルにより設定可能であるものとしてもよい。例えば、図26(b)のように、3画像透視を行っていたときに、図26(c)に示すように1枚に束ねたり、図26(d)に示すように2枚に束ねたりすることも可能とする。すなわち関心画像の前後に1枚づつという設定以外にも表示画像は任意に設定可能とする。これにより透視の自由度を向上でき、様々な診断ケースに対応することが可能となる。
(4)コリメータの代わりに天板の移動(1/2/1のまま移動)
入力器6の関心画像移動スイッチ62の操作に従い、コリメータ22及び補正ユニット34の処理内容を変化させることによる関心画像の移動(すなわち束ねの移動)について上述したが、この代わりに検出素子1列に相当する量だけ天板2をステップ移動させる。
上述した実施形態では第3世代CT(X線発生源と検出器が同期して被検体の周囲を回転する)を例に挙げたて説明を行ったが、CTの種類は第3世代のもののみに限定されない。本発明は第4世代CT(検出器が円筒状に配列されており、X線発生源が回転する)にも適用可能であるし、第5世代CT(電子ビームをリング又は円弧状に配列した固定されたターゲットに当てX線を発生させ、固定された検出器でそれを受ける)に対しても適用可能である。
上述した実施形態では、6列の検出素子列を有するマルチスライス検出器を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば50列のマルチスライス検出器を有する場合においても適用可能であるし、イメージインテンシファイアに代表される面検出器であっても本発明は適用可能であり、上記と同様の効果が得られる。
関心画像の方が非関心画像よりも優れた再構成条件とし、又は両者の再構成条件を異ならせても良い。例えば、再構成マトリックスを関心画像は512×512とし、非関心画像は256×256として良い。また、非関心画像については画像の更新間隔を関心画像よりも遅くすることで時間分解能をあえて低下させ、これにより再構成条件を緩和して再構成ユニットの動作負荷を軽減しても良い。この場合は再構成装置の価格(コスト)を抑えることができる。
本発明は特定の画像再構成手段に依存するものではない。例えば回転軸方向へのビームの角度(コーン角度)を考慮しない通常のフィルターバックプロジェクションを行うものでも良いし、Feldkampらによって提案された、回転軸方向へのビームの角度を考慮し、収集した各データを、その収集経路に応じてバックプロジェクションして再構成するような再構成を行うものでもよい。この場合には、上述したように補正ユニットにより各列のデータが束ねられるのではなく、再構成時に指定されたスライス厚の画像を再構成することになる。これにより、検出器素子列がより多い場合において画質を向上できる。
上述した実施形態では、全ての画像を単一のディスプレイに表示することとして説明したが、これに限定されない。例えば、複数の画像を1枚づつ別々のディスプレイに表示するようにしてもよい。これにより各々の画像の表示領域を拡大できるメリットが得られる。
上述した実施形態では、データを束ねるユニットを補正ユニット34としたが、これに限定されない。例えば、データ収集装置(DAS)24がデータ束ねに係る処理を行ってもいいし、これを再構成ユニット36が画像を再構成する以前に行ってもいいし、個々の画像を再構成した後に画像束ねが行われてもよい。いずれにしても上記と同様の効果が得られる。
上述した実施形態では、複数枚の画像を並べて表示する場合について説明したが、画像の表示方法はこれに限定されない。スライス位置の異なる3枚の画像をそれぞれRGBに対応させて作成するとともに、これらを重畳して1枚の画像として表示してもよい。
画像1はR(赤)に、画像2はG(緑)に、画像3はB(青)とし、それぞれを次式(1)に示すようようにCT値に対応させる。関心画像は緑色で表示される。
画像2:CT値=MIN→MAX:GREEN=0→255
画像3:CT値=MIN→MAX:BLUE=0→255 (式1)
ここで、MINとMAXは、表示されるCT値のウインドウ幅に対応しており、観察者が任意に設定可能である。これにより画像は次式(2)の通りとなる。
GREEN=CT値(画像2)
BLUE=CT値(画像3) (式2)
例えば画像1又は3に対応するスライス位置に針がはみ出した場合、針の色が赤又は青に変化して表示される。すなわち、画像上の針の色の変化に基づいて針のはみだしを検知できる。
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
第4実施形態は差分処理画像の表示を行うマルチスライスCT透視に関する。
図29は、本実施形態の入力器を示す図である。この入力器は、使用する検出器例と画像束ね、及び差分処理画像を指定するための手段であって、入力器6内に設けられる。尚、入力器6は、ガントリ1、寝台2、又は図1に示したように制御キャビネット3上のいずれかの箇所に設けられる。
点灯しているボタン(ハッチングによって示す)は、そのボタンが操作者により押下されたことを意味する。尚、ここではボタンによって上述した条件を指定する場合であるが、これがディスプレイとタッチパネルにより実現されてもいいし、マウスカーソルをディスプレイ画面において所定の場所に移動させてクリックすることでタッチパネルの代用としても良い。
図32はプリコリメータの開口幅を制御する機構を示す図である。
次に、上記の設定に従い、図33(a)に示すように、プリコリメータ22は検出器6列分に相当する開口幅とし、マルチスライスCT透視が開始される。
次に、上記の設定に従い、図33(a)に示すように、プリコリメータ22は検出器6列分に相当する開口幅とし、マルチスライスCT透視が開始される。
本実施形態における「差分処理」とは、再構成ユニット36が再構成した複数断面の画像のうちの少なくとも一枚の画像を特定画像と差分処理して差分画像を生成することである。この場合の「特定画像」とは、再構成ユニット36が画像収集の最初に再構成した同一断面位置の画像である。
表示プロセッサ37はメインコントローラ30からの指示に従って、再構成された3枚の画像をディスプレイ5に表示させる。図33(b)に示すディスプレイ5はこの場合の表示例を示す。
[穿刺における第1の表示例:中央画像に沿って穿刺]
図34は本実施形態のマルチスライスCT透視システムを利用して穿刺を行った場合における第1の表示例を示す図である。この表示例は、被検体に穿刺針を挿入し始めてからこの穿刺針がターゲットに到達するまでの一連の表示例を示しており、術者は画像2に表示されているターゲットに対し、画像2のスライス幅からはみ出さないように穿刺針を挿入する。
図35は本実施形態のマルチスライスCT透視システムを利用して穿刺を行った場合における第2の表示例を示す図である。この表示例は、肋骨等を避けるため被検体に対し斜めに穿刺針を挿入する場合の表示例を示しており、術者は画像3に表示されているターゲットに対し、画像1及び画像2に表示される位置を経て穿刺針を挿入する。
上述した実施形態は、画像収集の最初に再構成された同一断面位置の画像との差分を取るものであったが、直前あるいは所定時間前に再構成された画像との差分を取るようにしても良い。これにより、ぜん動や穿刺針の挿入による臓器の移動等による影響が差分画像に表れてしまうことを防止でき、差分画像が観察しやすくなる。
差分表示を指定した画像について、その差分値が所定の閾値を超えた場合は、図36に示すように、警告を表示(図36の例では「注意」という表示)させても良い。図36(a)は画像3に穿刺針が到達し、画像3の差分値が閾値を超えた結果、画像3の下部にメッセージが表示された場合を示し、図36(b)は画像1に穿刺針が到達し、画像1の差分値が閾値を超えた結果、画像1の下部にメッセージが表示された場合を示している。
第5実施形態は閾値処理画像の表示を行うマルチスライスCT透視に関する。
図37は、本実施形態の入力器を示す図である。この入力器は、使用する検出器例と画像束ね、及び閾値処理画像を指定するための手段であって、入力器6内に設けられる。尚、入力器6は、ガントリ1、寝台2、又は図1に示したように制御キャビネット3上のいずれかの箇所に設けられる。
本実施形態における「閾値処理」とは、再構成ユニット36が再構成した複数断面の画像のうちの少なくとも一枚の画像の画素の値を所定の閾値と比較し、この閾値を超えた画素のみからなる画像を生成することである。閾値は、被検体と被検体への挿入物(ここでは穿刺針)とを弁別可能とする特定の画素の値(例えばCT値)であり、例えば本実施形態ではCT値500を閾値として設定する。
表示プロセッサ37はメインコントローラ30からの指示に従って、再構成された3枚の画像をディスプレイ5に表示させる。この場合の表示例は第4実施形態の図34と同様であり、画像1及び画像3が閾値処置画像である。閾値処理画像においてはCT値が500以上の部分のみが表示される。このため、CT値が500以上である穿刺針のみが表示されることになる。
第5実施形態においても、第4実施形態と同様に警告表示を行っても良い。
上述した第5実施形態では、画素値が閾値を超えた画素値からなる閾値処理画像を得るものとして説明したが、次のような画像を得るようにしても良い。
上述した実施形態では、複数枚の画像を並べて表示する場合について説明したが、画像の表示方法はこれに限定されない。スライス位置の異なる3枚の画像をそれぞれRGBに対応させて作成するとともに、これらを重畳して1枚の画像として表示してもよい。
画像2:CT値=MIN→MAX:GREEN=0→255
画像3:CT値=MIN→MAX:BLUE=0→255 (式1)
ここで、MINとMAXは表示されるCT値のウインドウ幅に対応しており、観察者が任意に設定可能である。これにより画像は次式(2)の通りとなる。
GREEN=CT値(画像2)
BLUE=CT値(画像3) (式2)
例えば画像1又は3に対応するスライス位置に針がはみ出した場合、穿刺針の色が赤又は青に変化して表示される。すなわち、画像上の色の変化に基づいて穿刺針のはみだしを検知できる。
第6実施形態は、合計3枚のマルチスライスCT透視における関心画像の拡大表示に関する。すなわち、本実施形態のマルチスライスCT透視システムは、再構成ユニットによって再構成された複数断面の画像のうち、少なくとも一枚の画像を他の画像よりも拡大して表示する。ここで、本実施形態のシステムは、断面位置がほぼ中央の画像を拡大表示するが、被検体に挿入された挿入物の位置を検出し、その検出位置に対応する画像を拡大表示する。
図42は、本実施形態の入力器を示す図である。この入力器は、使用する検出器例と画像束ね、及び拡大表示画像を指定するための手段であって、入力器6内に設けられる。尚、入力器6は、ガントリ1、寝台2、又は図1に示したように制御キャビネット3上のいずれかの箇所に設けられる。
図45は、本実施形態のマルチスライスCT透視システムによる画像表示例を示す図である。図45(a)は、入力器6により画像1が操作者により指定され、この画像が画像2及び画像3よりも拡大して表示された場合を示し、図45(b)は同様に画像2が指定され、この画像が画像1及び画像3よりも拡大して表示された場合を示し、図45(c)は同様に画像3が指定され、この画像が画像1及び画像2よりも拡大して表示された場合を示している。
画像の配列方法は、図45(a),(b),及び(c)に示したもののみに限定されない。例えば、図45(d),(e),及び(f)に示すように、拡大画像を画面のほぼ中央上半分に表示し、他の画像を画面の下半分にスライス方向に沿って並べて表示させても良い。
上記第6実施形態は、拡大表示する画像を操作者が入力器を用いて指定するものであったが、拡大画像を自動的に選択する、次のような構成としても良い。
第6実施形態は、上述した第1又は第5実施形態と組み合わせて実施可能である。例えば、関心画像を指定して拡大表示させ、他の画像は上述した差分処理又は閾値処理して小さく表示するようにしても良い。例えば、図46(b)において、関心画像を画像2として拡大表示し、画像1及び画像3は差分処理又は閾値処理を行って小さく同図のように小さく表示しても良い。
画像の表示枚数及びそのスライス厚は任意である。例えば中央2列(検出器列3、4)を束ねて1画像とし、前後2列づつ(検出器列1と2と5と6)を加え、合計5枚の透視モードとした場合であっても本発明は実施可能である。この場合の例を図47に示す。
上述した実施形態では、全ての画像を一つのディスプレイに表示することとして説明したが、画像の表示方法はこれに限定されない。例えば複数の画像を1枚づつ別のディスプレイに表示するようにしてもよい。これにより個々の画像を大きく表示できるというメリットが得られる。
上述した実施形態では、第3世代CT(X線発生源と検出器が同期して被検体の周囲を回転する)として示したが、この限りではない。本発明は第4世代CT(検出器が円筒状に配列されており、X線発生源が回転する)にも適用可能であるし、第5世代CT(電子ビームをリング又は円筒状に配列した固定されたターゲットに当てX線を発生させ、固定された検出器でそれを受ける)に対しても適用可能である。
上述した実施形態では、6列の検出器例を有するCTとしたが、検出器の列数はこれに限定されない。例えば50列のマルチスライス検出器を有する場合においても適用可能であるし、イメージインテンシファイアを代表とするような面検出器であっても構わない。
一部の画像の再構成条件のみ優れた又は異なる再構成条件としてもいい。例えば、図45又は図46における関心画像のように、拡大表示される画像のみ再構成マトリックスを512×512とし、他の画像の再構成マトリクスを256×256とすることで画像間で再構成条件を変えるようにしても良い。また、画像の更新間隔を関心画像以外は遅くして、敢えて時間分解能を下げても良い。これにより、指定された以外の画像は再構成条件が緩和され、再構成ユニット36の計算パワーを小さく抑えることができる。したがって、再構成装置のコストを抑えることができる。
本発明は特定の画像再構成方法に依存しない。例えば、回転軸方向へのビームの角度(コーン角度)を考慮しない通常のフィルターバックプロジェクションを行う再構成方法を適用しても良いし、Feldkampらの提案したように、回転軸方向へのビームの角度を考慮して、収集したデータをその収集経路に応じてバックプロジェクションして再構成されるような再構成方法を適用しても良い。このFeldkamp再構成を行う場合には、上述した補正ユニットによって各列の収集データが束ねられるのではなく、再構成時に指定されたスライス厚の画像を再構成することになる。この再構成法によれば、検出器列がより多い場合における再構成画像の画質を向上させることができる。
上述した実施形態では、データを束ねるユニットは補正ユニット34であるとして説明を行ったが、データを束ねるユニットはこの補正ユニット34のみに限定されない。例えば、データ収集装置(DAS)24が行ってもいいし、再構成ユニット36が画像を再構成をする以前に行ってもいいし、再構成ユニット36が個々の画像を再構成した後に画像束ねが行なわれても良い。これらの変形を行ったとしても、装置としては同様の効果が得られる。
次に、本発明の第7実施形態を説明する。
2…寝台
2a…天板
3…制御キャビネット
4…電源
5…ディスプレイ
6…入力器
7…ディスプレイ
Claims (31)
- X線発生ユニットから曝射され被検体を透過した透過X線を検出する検出ユニットと、
前記検出ユニットにより得られる検出データに基づいて前記被検体の異なる断面に係る複数枚の断層画像を再構成する再構成ユニットと、
前記再構成ユニットにより再構成された断層画像を並べて表示する表示ユニットと、
所定の情報に基づいて、前記断層画像の表示形態が変化するように前記表示ユニットを制御する表示制御ユニットと、を具備し、
前記検出ユニットは、複数の検出チャンネルを有する検出素子列がスライス方向に複数列配置されて成り、
前記再構成ユニットは、所定数の検出素子列毎に被検体の断層画像を再構成し、
前記表示ユニットは、前記所定の検出素子列毎の各断層画像を並べて表示し、
前記表示制御ユニットは、前記複数の断層画像のうち第1の断層画像を第2の断層画像に比して拡大して表示するように前記表示ユニットを制御するものであることを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。 - 前記表示ユニットに表示される複数の断層画像のなかから前記第1の断層画像を選択する選択ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記表示制御ユニットは、 前記第1の断層画像を前記第2の断層画像に比して高分解能又は高解像度で表示するよう前記表示ユニットを制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記表示制御ユニットは、表示画面上において前記第1の断層画像が前記第2の断層画像よりも上方に表示するよう前記表示ユニットを制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記被検体にせん刺された針の先端を検出する針検出ユニットをさらに具備し、前記表示制御ユニットは、前記針検出ユニットにより前記針の先端が検出された第1の断層画像と、前記針検出ユニットにより前記針の先端が検出されない第2の断層画像との表示形態を互いに異ならせることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記表示制御ユニットは、前記再構成ユニットが再構成する断層画像のうち、関心画像のスライス厚を非関心画像のスライス厚よりも厚くするスライス厚変更手段と、を備え、前記表示ユニットは、前記スライス厚制御手段によりスライス厚の変更がなされた断層画像を並べて表示すること特徴とする請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- X線を発生するX線発生ユニットと前記被検体との間に設けられ、該X線発生手段が発生したX線のスライス方向のビーム幅を規定するための可変開口を有するコリメータをさらに具備し、前記スライス厚変更手段は、前記関心画像のスライス厚を前記非関心画像のスライス厚よりも厚くなるように前記可変開口を制御することを特徴とする請求項6に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記スライス厚変更手段は、前記関心画像を複数の検出素子列からのデータを束ねて再構成すると共に、前記非関心画像を単一の検出素子列からのデータに基づいて再構成するよう、前記再構成ユニットを制御することを特徴とする請求項6又は7に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記スライス厚変更手段は、第1の束数で前記検出素子列からのデータを束ねて前記関心画像を再構成すると共に、該第1の束数よりも少ない束数で前記検出素子列からのデータを束ねて前記非関心画像を再構成するよう前記再構成ユニットを制御することを特徴とする請求項6又は7に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記再構成ユニットは、所定の前記検出素子列からのデータに基づき前記関心画像を再構成すると共に、該所定の検出素子列の少なくとも隣の検出素子列及び近接する検出素子列の一方からのデータに基づき前記非関心画像を再構成するよう前記再構成ユニットを制御することを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記スライス厚変更手段は、前記所定の検出素子列の隣の検出素子列に入射するX線ビームのスライス方向幅を、前記所定の検出素子列の方向に沿って所定量だけ狭めるように前記コリメータの可変開口の開口幅を制御することを特徴とする請求項10に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記関心画像を得るための検出素子列を指定する指定ユニットと、
前記指定ユニットによる指定内容に基づいて前記非関心画像を得るための検出素子列を決定する決定ユニットと、をさらに具備することを特徴とする請求項6乃至11のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 - 前記スライス厚変更手段は、前記指定ユニットによる指定内容及び前記決定ユニットによる決定内容に従って前記コリメータの可変開口の開口幅を制御することを特徴とする請求項12に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記関心画像を得る検出素子列の位置をスライス方向に沿って変更するための変更ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項6乃至13のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記表示制御ユニットは、第1のスライス厚から構成される第1の断層画像を前記表示ユニットの略中央に表示させ、該第1のスライス厚よりも薄い第2のスライス厚から構成される第2の断層画像を該第1の断層画像の端部に表示させることを特徴とする請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記検出素子列からのデータを束ねて被検体の断層画像を生成する生成手段と、前記検出素子列に入射するX線ビームの入射幅及び前記検出素子列からのデータの束ねの少なくとも一方をスキャン期間中に変更する変更手段とを具備することを特徴とする請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記表示制御ユニットは、前記再構成ユニットにより再構成された複数枚の断層画像のうち、少なくとも1枚の画像を特定画像と差分処理して差分画像を生成する画像処理ユニットを具備することを特徴とする請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記画像処理ユニットにより差分処理がなされていない前記断層画像と、前記差分画像とを並べて表示する表示ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項17に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記再構成手段により再構成された複数枚の断層画像のなかから前記画像処理ユニットにより差分処理を行う対象の画像を切替える切替ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項17又は18に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記特定画像は前記再構成ユニットにより再構成された同一スライス位置の画像であることを特徴とする請求項17乃至19のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記特定画像は指定された断層画像であることを特徴とする請求項17乃至20のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記画像処理ユニットは、X線ビームが入射する前記複数の検出素子列のうち、端部又はその近傍の検出素子列からの検出データに基づいて再構成された断層画像を用いて前記差分処理を行うことを特徴とする請求項17乃至21のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記表示ユニットは、前記差分処理が施されていない断層画像と前記差分画像とが区別可能となるように両画像の少なくとも一方を色付けすると共に両画像を重ね合せて表示することを特徴とする請求項18乃至22のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記表示制御ユニットは、前記再構成ユニットにより再構成された複数枚の断層画像のうち、少なくとも1枚の断層画像の画素値を所定の閾値と比較し、該閾値を超過した画素値からなる閾値画像を生成する閾値処理ユニットを具備することを特徴とする請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記閾値処理ユニットによる閾値処理が施されていない断層画像と、前記閾値処理画像とを並べて表示する表示ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項24に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記閾値は、前記被検体と該被検体への挿入物とを弁別可能とする画素値であることを特徴とする請求項24又は25に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記表示ユニットは、前記閾値処理が施されていない断層画像と前記閾値画像とが区別可能となるように両画像の少なくとも一方を色付けすると共に両画像を重ね合せて表示することを特徴とする請求項25に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記閾値処理ユニットは、X線ビームが入射する前記複数の検出素子列のうち、端部又はその近傍の検出素子列からの検出データに基づいて再構成された断層画像を用いて前記閾値処理を行うことを特徴とする請求項24乃至27のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記差分処理対象の断層画像毎又は前記閾値処理対象の断層画像毎に異なる警告を発する警告ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項17乃至28のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記再構成ユニットは、1スキャンに要する時間よりも短い時間で少なくとも1枚の断層画像を再構成することを特徴とする請求項1乃至29のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記検出ユニットにより得られる検出データ及び前記再構成ユニットにより得られる画像データのうちの少なくとも一方を記憶する記憶ユニットを備え、前記表示制御ユニットはデータ収集の後に前記記憶ユニットに記憶されている検出データ及び画像データの少なくとも一方を読み出して前記断層画像の表示形態を変化させることを特徴とする請求項1乃至30のいずれかに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
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