JP3049558B2 - Ｃｔスキャナによるイメージング装置の高速結合逆／順投影器 - Google Patents
Ｃｔスキャナによるイメージング装置の高速結合逆／順投影器Info
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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Description
【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は診断用イメージングの技術に関する。それは
CTスキヤナと関連して特に利用されており、そして特に
それに関連して説明する。しかし、この発明はまた、核
磁気共鳴、陽電子放射、および他の型式の診断用イメー
ジングと関連して利用され得ることを理解すべきであ
る。
CTスキヤナと関連して特に利用されており、そして特に
それに関連して説明する。しかし、この発明はまた、核
磁気共鳴、陽電子放射、および他の型式の診断用イメー
ジングと関連して利用され得ることを理解すべきであ
る。
ロ．従来の技術 これまで、CTスキヤナは、撮像しようとする患者ある
いは他の被検者が置かれている検査領域すなわち走査円
を画定してきた。放射線ビームは、Ｘ線源から対向して
配置された放射線検出器に、走査円を横断して伝えられ
る。サンプルした検出器に衝突するビームの部分は、線
源とサンプルした検出器間に延びる光線を画定する。放
射線の線源すなわちビームは、走査円を縦横に移動する
多くの光線からのデータが収集されるように、走査円の
周囲で回転する。
いは他の被検者が置かれている検査領域すなわち走査円
を画定してきた。放射線ビームは、Ｘ線源から対向して
配置された放射線検出器に、走査円を横断して伝えられ
る。サンプルした検出器に衝突するビームの部分は、線
源とサンプルした検出器間に延びる光線を画定する。放
射線の線源すなわちビームは、走査円を縦横に移動する
多くの光線からのデータが収集されるように、走査円の
周囲で回転する。
サンプルしたデータは畳み込まれそして、一般に２次
元アレーの記憶素子として説明される画像メモリに逆投
影される。各記憶素子は、走査円内における対応する増
分素子に帰因する光線の透過あるいは減弱を表わすCT値
を記憶する。走査円の所定の増分素子を横断した各光線
からのデータは対応するCT値に寄与する、すなわち、合
成画像の各記憶素子に対するCT値は、走査円の対応増分
素子を通り抜ける多くの光線から与えられたものの和と
なつている。
元アレーの記憶素子として説明される画像メモリに逆投
影される。各記憶素子は、走査円内における対応する増
分素子に帰因する光線の透過あるいは減弱を表わすCT値
を記憶する。走査円の所定の増分素子を横断した各光線
からのデータは対応するCT値に寄与する、すなわち、合
成画像の各記憶素子に対するCT値は、走査円の対応増分
素子を通り抜ける多くの光線から与えられたものの和と
なつている。
最も一般的には、Ｘ線データはフイルタ補正逆投影法
を利用して画像表示に変換される。１群の光線はビユー
に組立てられる。各ビユーはフイルタ関数でフイルタさ
れまたは畳み込まれ、そして画像メモリに逆投影され
る。このプロセスにおいて、種々のビユー幾何学的配列
が利用されてきた。１例として、各ビユーは、例えば横
方向および回転タイプのスキヤナからのような、走査円
を通つて相互に並列で通過する光線に対応するデータか
ら構成されている。線源と検出器の両者が回転する回転
フアンビームタイプスキヤナにおいて、各ビユーは、Ｘ
線源が所定位置にある場合にＸ線ビームを回転させる検
出器を同時にサンプルすることから形成される、すなわ
ち線源フアンビユーである。検出器は一般に、等しい線
形間隔あるいは等しい角度間隔を有する。あるいはま
た、固定検出器回転線源幾何学的配置の場合、Ｘ線源は
その検出器から走査円の後へ移動するので、検出器フア
ンビユーは単一検出器によつて受光された光線から形成
されることができるであろう。
を利用して画像表示に変換される。１群の光線はビユー
に組立てられる。各ビユーはフイルタ関数でフイルタさ
れまたは畳み込まれ、そして画像メモリに逆投影され
る。このプロセスにおいて、種々のビユー幾何学的配列
が利用されてきた。１例として、各ビユーは、例えば横
方向および回転タイプのスキヤナからのような、走査円
を通つて相互に並列で通過する光線に対応するデータか
ら構成されている。線源と検出器の両者が回転する回転
フアンビームタイプスキヤナにおいて、各ビユーは、Ｘ
線源が所定位置にある場合にＸ線ビームを回転させる検
出器を同時にサンプルすることから形成される、すなわ
ち線源フアンビユーである。検出器は一般に、等しい線
形間隔あるいは等しい角度間隔を有する。あるいはま
た、固定検出器回転線源幾何学的配置の場合、Ｘ線源は
その検出器から走査円の後へ移動するので、検出器フア
ンビユーは単一検出器によつて受光された光線から形成
されることができるであろう。
順方向投影において、画像データは多数のビユーの各
々を合成するよう処理され、これらのビユーは畳み込み
および逆投影を経て、画像表示を形成する。
々を合成するよう処理され、これらのビユーは畳み込み
および逆投影を経て、画像表示を形成する。
種々の逆投影および順投影アルゴリズムが開発されて
きた。CTスキヤナの利用者は、通常、合成CT画像をほぼ
瞬時に表示することを求める。画像表示を急速に得るた
めには、通常、専用の逆投影ハードウエアによつて逆投
影が実行される。幾百万回の計算が必要とされるので、
汎用コンピユータで逆投影をするのでは余りにも低速す
ぎる。種々の順投影ソフトウエアルーチンが汎用ミニコ
ンピユータのために作られてきた。しかし、画像表示を
ばらばらにしてその構成要素に分けるという作業のため
にまた、幾百万回の計算を必要とする。そのようなプロ
グラムのための実行時間は、一般に、数分から数時間台
であり、順投影を日常、数多くの臨床的に利用するには
低速すぎる。
きた。CTスキヤナの利用者は、通常、合成CT画像をほぼ
瞬時に表示することを求める。画像表示を急速に得るた
めには、通常、専用の逆投影ハードウエアによつて逆投
影が実行される。幾百万回の計算が必要とされるので、
汎用コンピユータで逆投影をするのでは余りにも低速す
ぎる。種々の順投影ソフトウエアルーチンが汎用ミニコ
ンピユータのために作られてきた。しかし、画像表示を
ばらばらにしてその構成要素に分けるという作業のため
にまた、幾百万回の計算を必要とする。そのようなプロ
グラムのための実行時間は、一般に、数分から数時間台
であり、順投影を日常、数多くの臨床的に利用するには
低速すぎる。
ハ．作用 本発明によつて、高速逆投影／順投影方法ならびに装
置が提供される。
置が提供される。
本発明によつて、医学的診断用データイメージング方
式が提供される。CTスキヤナには複数の方向から走査円
を照射する放射線源および、走査円を横断した放射線を
検出する複数の検出器が含まれる。アレー処理装置は検
出器からのサンプルデータをフイルタあるいは畳み込
む。結合順／逆投影手段は、アレー処理装置からのデー
タのフイルタしたビユーを画像メモリに逆投影する。順
／逆投影手段はなお、画像メモリからのデータを複数の
ビユーメモリに順方向投影し、各ビユーあるいは選択さ
れたビユーはそこにおいて組合わせられる。
式が提供される。CTスキヤナには複数の方向から走査円
を照射する放射線源および、走査円を横断した放射線を
検出する複数の検出器が含まれる。アレー処理装置は検
出器からのサンプルデータをフイルタあるいは畳み込
む。結合順／逆投影手段は、アレー処理装置からのデー
タのフイルタしたビユーを画像メモリに逆投影する。順
／逆投影手段はなお、画像メモリからのデータを複数の
ビユーメモリに順方向投影し、各ビユーあるいは選択さ
れたビユーはそこにおいて組合わせられる。
本発明のより限定した様相によれば、検出器フアンフ
オーマツトビユーのような、１フオーマツトのビユーか
らのデータは、並列光線ビユーのような、別のフオーマ
ツトのビユーに順投影される。フイルタリングすなわち
補正のようなそれ以上の処理は、第２フオーマツトビユ
ーのために特に設計されたアルゴリズムによつて、行な
われる。
オーマツトビユーのような、１フオーマツトのビユーか
らのデータは、並列光線ビユーのような、別のフオーマ
ツトのビユーに順投影される。フイルタリングすなわち
補正のようなそれ以上の処理は、第２フオーマツトビユ
ーのために特に設計されたアルゴリズムによつて、行な
われる。
本発明の別の様相によれば、画像メモリはCTスキヤナ
以外のイメージング様式からの画像表示をロードされ
る。この画像表示は順方向投影され、元はCTスキヤナ用
に開発されたフイルタあるいは補正関数によつて操作さ
れ、そして別の画像表示に再構成される。
以外のイメージング様式からの画像表示をロードされ
る。この画像表示は順方向投影され、元はCTスキヤナ用
に開発されたフイルタあるいは補正関数によつて操作さ
れ、そして別の画像表示に再構成される。
本発明の別の様相によれば、結合逆投影および順投影
器はCTスキヤナタイプデータのために備えられている。
メモリ手段はビユーデータラインと画像データラインの
うちの少なくとも１つを記憶する。メモリアドレス発生
手段は、第１と第２の入力で受信した入力から、メモリ
手段に蓄積されたデータラインのデータ要素のアドレス
を発生する。重み付け関数発生手段は、第１と第２の入
力からの重み付け関数を発生する。乗算手段は、重み付
け素子によつてメモリ手段から検索されたデータ要素を
乗算する。逆投影モードでは、メモリ手段は数ラインの
ビユーデータをロードされ、そして第１と第２の入力は
画像メモリアドレスを受信する。順投影モードでは、メ
モリ手段は数ラインの画像データをロードされ、そして
第１と第２の入力はビユー名称およびアドレスを受信す
る。
器はCTスキヤナタイプデータのために備えられている。
メモリ手段はビユーデータラインと画像データラインの
うちの少なくとも１つを記憶する。メモリアドレス発生
手段は、第１と第２の入力で受信した入力から、メモリ
手段に蓄積されたデータラインのデータ要素のアドレス
を発生する。重み付け関数発生手段は、第１と第２の入
力からの重み付け関数を発生する。乗算手段は、重み付
け素子によつてメモリ手段から検索されたデータ要素を
乗算する。逆投影モードでは、メモリ手段は数ラインの
ビユーデータをロードされ、そして第１と第２の入力は
画像メモリアドレスを受信する。順投影モードでは、メ
モリ手段は数ラインの画像データをロードされ、そして
第１と第２の入力はビユー名称およびアドレスを受信す
る。
本発明の別の様相によれば、順投影器は画像データを
複数のCTスキヤナビユーフオーマツトのいずれの１つに
でも投影するように備えられている。第１フオーマツト
のビユー名称およびアドレスが受信される。メモリ手段
は画像データラインを記憶する。メモリアドレス発生手
段は、受信した第１フオーマツトのビユー名称およびア
ドレスから、メモリ手段にとつてのアドレスを発生す
る。重み付け関数発生手段は、受信した第１フオーマツ
トのビユー名称およびアドレスから重み付け関数を発生
する。結合手段はメモリ手段から検索したデータを発生
した重み付け関数と結合する。ビユーフオーマツト変換
手段は他のフオーマツトのビユー名称およびアドレス
を、第１フオーマツトのビユー名称およびアドレスの等
価物に変換する。ビユーフオーマツト変換手段は、アド
レスおよび重み付け関数発生手段に作動的に接続してい
る。
複数のCTスキヤナビユーフオーマツトのいずれの１つに
でも投影するように備えられている。第１フオーマツト
のビユー名称およびアドレスが受信される。メモリ手段
は画像データラインを記憶する。メモリアドレス発生手
段は、受信した第１フオーマツトのビユー名称およびア
ドレスから、メモリ手段にとつてのアドレスを発生す
る。重み付け関数発生手段は、受信した第１フオーマツ
トのビユー名称およびアドレスから重み付け関数を発生
する。結合手段はメモリ手段から検索したデータを発生
した重み付け関数と結合する。ビユーフオーマツト変換
手段は他のフオーマツトのビユー名称およびアドレス
を、第１フオーマツトのビユー名称およびアドレスの等
価物に変換する。ビユーフオーマツト変換手段は、アド
レスおよび重み付け関数発生手段に作動的に接続してい
る。
本発明の１利点はその速度である。逆投影が高速で達
成されるだけでなく、順投影も10秒足らずで達成され
る。
成されるだけでなく、順投影も10秒足らずで達成され
る。
本発明の別の利点は、以前は他のビユーフオーマツト
に対して、あるいは他のイメージング様式から再構成さ
れた画像に対して利用できるだけであつた画像強調技術
を、医療従事者にも実行できるようにしていることであ
る。
に対して、あるいは他のイメージング様式から再構成さ
れた画像に対して利用できるだけであつた画像強調技術
を、医療従事者にも実行できるようにしていることであ
る。
本発明の別の利点はそれが構成要素有効であることで
ある。それによつて、フイルタ補正逆投影および順投影
技術が、従来技術の逆投影器より少ない回路およびハー
ドウエアによつて達成することが可能になる。
ある。それによつて、フイルタ補正逆投影および順投影
技術が、従来技術の逆投影器より少ない回路およびハー
ドウエアによつて達成することが可能になる。
なおこれ以上の本発明の利点は、以下の詳細な説明を
理解することによつて、当業者には明らかになるであろ
う。
理解することによつて、当業者には明らかになるであろ
う。
ニ． 実施例 この発明は種々の段階および段階の配置、あるいは種
々の構成要素および構成要素の配置において具体化する
ことができる。添付の図面はただ、良好な実施態様を示
すためのものであつて、発明を限定しようとするもので
はない。
々の構成要素および構成要素の配置において具体化する
ことができる。添付の図面はただ、良好な実施態様を示
すためのものであつて、発明を限定しようとするもので
はない。
第１図では、CTスキヤナ10は放射線ビ−ムで走査円14
を照射するＸ線源すなわちＸ線管12を含む。検出器アレ
−16はＸ線管と対向して走査円にわたつて配置されてい
る。この良好な実施態様において、Ｘ線検出器は走査円
を完全に取囲む固定検出器アレ−となつている。モ−タ
および駆動ベルト構成のようなＸ線ビ−ム回転手段18
は、走査円の周囲で放射線のビ−ムを回転させる。この
良好な実施態様において、Ｘ線ビ−ム回転手段は、Ｘ線
管が取付けられているガントリを、走査円の周囲で連続
して回転させる駆動モ−タを含んでいる。サンプリング
手段20は、少なくとも、Ｘ線ビ−ムによつて照射される
検出器の出力をサンプルし、そしてサンプリング中のＸ
線源の角位置の表示を受信する。バツフアメモリアレ−
22はサンプリング手段によつてサンプルされたデ−タを
記憶する。
を照射するＸ線源すなわちＸ線管12を含む。検出器アレ
−16はＸ線管と対向して走査円にわたつて配置されてい
る。この良好な実施態様において、Ｘ線検出器は走査円
を完全に取囲む固定検出器アレ−となつている。モ−タ
および駆動ベルト構成のようなＸ線ビ−ム回転手段18
は、走査円の周囲で放射線のビ−ムを回転させる。この
良好な実施態様において、Ｘ線ビ−ム回転手段は、Ｘ線
管が取付けられているガントリを、走査円の周囲で連続
して回転させる駆動モ−タを含んでいる。サンプリング
手段20は、少なくとも、Ｘ線ビ−ムによつて照射される
検出器の出力をサンプルし、そしてサンプリング中のＸ
線源の角位置の表示を受信する。バツフアメモリアレ−
22はサンプリング手段によつてサンプルされたデ−タを
記憶する。
第2A図を見ると、良好に構成されたバツフアはそれぞ
れ、バツフアが検出器フアンビユ−の光線の１つにそれ
ぞれ対応する複数のビユ−デ−タ要素を保持するまで、
照射された検出器の１つからのデ−タを記憶する。検出
器フアンデ−タは第2B図〜第2G図のフオ−マツトの１つ
に対応するように、好ましくは、第2E図の等しい角度増
分あるいは第2F図の等しい線形増分に対応するように、
補間される。当業者に周知のように第2A図〜第2G図に示
されるもののような他のフオ−マツトのビユ−もまた、
直接収集することもできるし、あるいは収集したデ−タ
から補間することもできる。
れ、バツフアが検出器フアンビユ−の光線の１つにそれ
ぞれ対応する複数のビユ−デ−タ要素を保持するまで、
照射された検出器の１つからのデ−タを記憶する。検出
器フアンデ−タは第2B図〜第2G図のフオ−マツトの１つ
に対応するように、好ましくは、第2E図の等しい角度増
分あるいは第2F図の等しい線形増分に対応するように、
補間される。当業者に周知のように第2A図〜第2G図に示
されるもののような他のフオ−マツトのビユ−もまた、
直接収集することもできるし、あるいは収集したデ−タ
から補間することもできる。
アレ−処理装置24は、当業者には通常であるように、
各デ−タビユ−を処理し、そしてそれらを入力メモリ26
にロ−ドする。より特定すれば、アレ−処理装置は、各
ビユ−をフイルタあるいは畳み込み関数によつて畳み込
む数学的操作を実行する。各ビユ−フオ−マツトにとつ
て、および種々のイメ−ジングプロトコルにとつて適切
な数多くのフイルタならびに畳み込み関数は、当業者に
周知である。
各デ−タビユ−を処理し、そしてそれらを入力メモリ26
にロ−ドする。より特定すれば、アレ−処理装置は、各
ビユ−をフイルタあるいは畳み込み関数によつて畳み込
む数学的操作を実行する。各ビユ−フオ−マツトにとつ
て、および種々のイメ−ジングプロトコルにとつて適切
な数多くのフイルタならびに畳み込み関数は、当業者に
周知である。
結合逆投影および順投影手段28は受信した各ビユ−を
逆投影して、出力メモリ30の画素すなわち記憶素子（x,
y）にする。逆投影中、ビユ−デ−タは画像メモリの各
記憶素子に対する畳み付き値に変換され、そして同じ記
憶素子に以前に蓄積されたデ−タに合計される。ビデオ
モニタのようなデイスプレイ手段32は、出力メモリにお
いて再構成された画像表示を表示する。あるいはまた、
この画像表示は、その他の処理等を行なう条件で、テ−
プあるいはデイスク記憶手段34に記憶することもでき
る。逆投影／順投影手段28は、操作卓36の制御を受け
て、入力メモリ26にロ−ドされた画像デ−タを選択的に
順投影して、出力メモリ手段30の対応する画素ラインを
生ずる。操作卓は、出力メモリ手段に蓄積される合成ビ
ユ−表示が線源フアンフオ−マツトビユ−、検出器フア
ンフオ−マツトビユ−、等しい角度あるいは線形増分フ
オ−マツトビユ−、並列光線フオ−マツトビユ−等に対
応するように、順投影手段を形成する。
逆投影して、出力メモリ30の画素すなわち記憶素子（x,
y）にする。逆投影中、ビユ−デ−タは画像メモリの各
記憶素子に対する畳み付き値に変換され、そして同じ記
憶素子に以前に蓄積されたデ−タに合計される。ビデオ
モニタのようなデイスプレイ手段32は、出力メモリにお
いて再構成された画像表示を表示する。あるいはまた、
この画像表示は、その他の処理等を行なう条件で、テ−
プあるいはデイスク記憶手段34に記憶することもでき
る。逆投影／順投影手段28は、操作卓36の制御を受け
て、入力メモリ26にロ−ドされた画像デ−タを選択的に
順投影して、出力メモリ手段30の対応する画素ラインを
生ずる。操作卓は、出力メモリ手段に蓄積される合成ビ
ユ−表示が線源フアンフオ−マツトビユ−、検出器フア
ンフオ−マツトビユ−、等しい角度あるいは線形増分フ
オ−マツトビユ−、並列光線フオ−マツトビユ−等に対
応するように、順投影手段を形成する。
ビユ−処理手段40は通常のビユ−処理技術によつて、
再構成したビユ−に作用する。例えば、ビユ−処理手段
は単一の、個別のビユ−をビデオモニタ32に表示させた
り、あるいはテ−プまたはデイスクメモリ34に記憶させ
たりすることができる。あるいはまた、ビユ−処理手段
はビユ−表示をビユ−デ−タ調整手段42に送ることがで
きるが、この調整手段は各ビユ−のデ−タに、例えば骨
の硬度補正アルゴリズム等のような、通常のフイルタす
なわち補正関数によつて、操作を行なう。フイルタされ
たすなわち補正されたビユ−はなお、ビユ−処理装置に
よつて処理されて、アレ−処理装置24の構成に適切であ
るように変更され、そして記憶される。あるいはまた、
ビユ−処理手段は選択されたビユ−フオ−マツトに対す
る適切なフイルタあるいは畳み込み演算を実行すること
ができる。ビユ−処理装置は変化したビユ−をビユ−フ
オ−マツトに変換し、そのフオ−マツトに対してアレ−
処理装置と逆投影器は投影される。これらのビユ−はア
レ−処理装置の入力に戻され、畳み込まれかつ逆投影さ
れて、修正されたすなわち調整された画像表示になる。
変更ビユ−がすでに畳み込まれている場合には、このセ
ツトビユ−表示は入力メモリ26にロ−ドされ、そして逆
投影される。
再構成したビユ−に作用する。例えば、ビユ−処理手段
は単一の、個別のビユ−をビデオモニタ32に表示させた
り、あるいはテ−プまたはデイスクメモリ34に記憶させ
たりすることができる。あるいはまた、ビユ−処理手段
はビユ−表示をビユ−デ−タ調整手段42に送ることがで
きるが、この調整手段は各ビユ−のデ−タに、例えば骨
の硬度補正アルゴリズム等のような、通常のフイルタす
なわち補正関数によつて、操作を行なう。フイルタされ
たすなわち補正されたビユ−はなお、ビユ−処理装置に
よつて処理されて、アレ−処理装置24の構成に適切であ
るように変更され、そして記憶される。あるいはまた、
ビユ−処理手段は選択されたビユ−フオ−マツトに対す
る適切なフイルタあるいは畳み込み演算を実行すること
ができる。ビユ−処理装置は変化したビユ−をビユ−フ
オ−マツトに変換し、そのフオ−マツトに対してアレ−
処理装置と逆投影器は投影される。これらのビユ−はア
レ−処理装置の入力に戻され、畳み込まれかつ逆投影さ
れて、修正されたすなわち調整された画像表示になる。
変更ビユ−がすでに畳み込まれている場合には、このセ
ツトビユ−表示は入力メモリ26にロ−ドされ、そして逆
投影される。
例えば核磁気共鳴イメ−ジング装置、PETスキヤナ、
デイジタルＸ線装置、あるいはその他同種のもの、のよ
うな追加のイメ−ジング様式50によつてもまた、任意
に、画像デ−タを発生することができる。画像再構成手
段52は撮像装置のイメ−ジング様式50に対する適切なア
ルゴリズムを実行し、画像表示を再構成する。画像表示
は直接、入力メモリ26にロ−ドされる。あるいはまた、
第２の様式の画像表示はテ−プまたはデイスクに記憶さ
れ、そして後に入力メモリ26にロ−ドされる。これによ
つて他のイメ−ジング様式からの画像表示が、CTスキヤ
ナによつて発生されるであろう対応ビユ−に順投影さ
れ、そしてCTスキヤナフイルタ、補正アルゴリズム、あ
るいは他の同種のものによつて補正され、あるいは処理
されることが可能になる。
デイジタルＸ線装置、あるいはその他同種のもの、のよ
うな追加のイメ−ジング様式50によつてもまた、任意
に、画像デ−タを発生することができる。画像再構成手
段52は撮像装置のイメ−ジング様式50に対する適切なア
ルゴリズムを実行し、画像表示を再構成する。画像表示
は直接、入力メモリ26にロ−ドされる。あるいはまた、
第２の様式の画像表示はテ−プまたはデイスクに記憶さ
れ、そして後に入力メモリ26にロ−ドされる。これによ
つて他のイメ−ジング様式からの画像表示が、CTスキヤ
ナによつて発生されるであろう対応ビユ−に順投影さ
れ、そしてCTスキヤナフイルタ、補正アルゴリズム、あ
るいは他の同種のものによつて補正され、あるいは処理
されることが可能になる。
第３図および第４図では、画像表示を受信するよう構
成される場合、出力メモリ30は、直角座標（x,y）によ
つて表わされる記憶素子の長方形アレ−として概念化さ
れている。（x,y）座標系は角度γだけ回転して、第２
座標系（u,v）を形成する。この（u,v）座標系は、（x,
y）座標系と同じ原点、すなわち画像円の中心を有す
る。ｙ軸はフアンデ−タの頂点から原点へ延びる線と一
致している。逆投影器はアレイ処理装置から各ビユ−Θ
を受信し、そしてそれを投影器メモリ手段60に一時的に
格納する。各ビユ−には１次元のビユ−デ−タ要素アレ
−Ｕが含まれている。ビユ−デ−タアドレスＵと画像座
標ｕとｖとの間の関係は下記の関係で与えられる、 但し、次元Ｄは第３図で定められる。各ビユ−デ−タ要
素は、出力メモリにおける画像表示の対応要素に加算さ
れる前に、重み付けされる。重みづけ関数Ｗは下記で定
義される。
成される場合、出力メモリ30は、直角座標（x,y）によ
つて表わされる記憶素子の長方形アレ−として概念化さ
れている。（x,y）座標系は角度γだけ回転して、第２
座標系（u,v）を形成する。この（u,v）座標系は、（x,
y）座標系と同じ原点、すなわち画像円の中心を有す
る。ｙ軸はフアンデ−タの頂点から原点へ延びる線と一
致している。逆投影器はアレイ処理装置から各ビユ−Θ
を受信し、そしてそれを投影器メモリ手段60に一時的に
格納する。各ビユ−には１次元のビユ−デ−タ要素アレ
−Ｕが含まれている。ビユ−デ−タアドレスＵと画像座
標ｕとｖとの間の関係は下記の関係で与えられる、 但し、次元Ｄは第３図で定められる。各ビユ−デ−タ要
素は、出力メモリにおける画像表示の対応要素に加算さ
れる前に、重み付けされる。重みづけ関数Ｗは下記で定
義される。
但し、幾何学的関係は第３図で再び画定される。
逆投影モ−ドでは、メモリ62および64は第１表のパラ
メ−タを含んでいる。
メ−タを含んでいる。
第１表 逆投影 MEM １＝uo MEM ２＝Δux MEM ３＝Δuy MEM ５＝vo MEM ６＝Δvx MEM ７＝Δvy ｕとｖの最初の値uoとvoはそれぞれ、最初の画像座標
画素アドレスxoとyoに対応する。代表的に、画像行アド
レスｘは１端から他端へ増分する。次いで列アドレスｙ
が増分し、そして端から端のｘ増分が繰返される。この
プロセスは最終画像列と行アドレスが達成されるまで続
く。ｘが増分する度ごとに、ｕとｖの値はそれぞれ、Δ
uxおよびΔvxを増分することによつて発生される。従つ
て ｕ（新）＝ｕ（旧）＋Δux （３） ｖ（新）＝ｖ（旧）＋Δvx （４） 同様に、ｙが増分する場合、ｕとｖの値は次の通りであ
る。
画素アドレスxoとyoに対応する。代表的に、画像行アド
レスｘは１端から他端へ増分する。次いで列アドレスｙ
が増分し、そして端から端のｘ増分が繰返される。この
プロセスは最終画像列と行アドレスが達成されるまで続
く。ｘが増分する度ごとに、ｕとｖの値はそれぞれ、Δ
uxおよびΔvxを増分することによつて発生される。従つ
て ｕ（新）＝ｕ（旧）＋Δux （３） ｖ（新）＝ｖ（旧）＋Δvx （４） 同様に、ｙが増分する場合、ｕとｖの値は次の通りであ
る。
ｕ（新）＝ｕ（旧）＋Δuy （５） ｖ（新）＝ｖ（旧）＋Δv2y （６） レジスタ66はｕ値を記憶し、そして加算器68はΔuxと
Δuyのうちの１つだけｕ値を選択的に増分する。類似的
に、レジスタ70はｖ値を記憶し、そして加算器72はΔvx
とΔvyのうちの１つだけｖ値を選択的に増分する。制御
手段74は第１表に従つて、メモリ62と64のロ−デイング
を制御する。
Δuyのうちの１つだけｕ値を選択的に増分する。類似的
に、レジスタ70はｖ値を記憶し、そして加算器72はΔvx
とΔvyのうちの１つだけｖ値を選択的に増分する。制御
手段74は第１表に従つて、メモリ62と64のロ−デイング
を制御する。
もちろん、列と行は逆転することができる。ルツクア
ツプ表は事前プログラムされて、値ｖでアドレスされそ
して対応する値（D/（Ｄ−ｖ））を検索する。Ｄの値
は、もちろん、所定のCTスキヤナに対する定数である。
ツプ表は事前プログラムされて、値ｖでアドレスされそ
して対応する値（D/（Ｄ−ｖ））を検索する。Ｄの値
は、もちろん、所定のCTスキヤナに対する定数である。
投影器メモリアドレス発生手段には、各ｕの値にD/
（Ｄ−ｖ）の値を乗算する乗算手段78が含まれる。加算
手段80は、走査円の中心と画像メモリの中心を一致させ
るために適切であるようにセンタリング定数を加算す
る。投影器メモリ60はこの値でアドレスされて、対応す
るビユ−デ−タ要素を検索する。乗算手段82はD/（Ｄ−
ｖ）の値にその値を乗算する、すなわちその値を二乗し
て、重み付け係数Ｗを発生する。乗算手段84は検索され
たビユ−デ−タ要素にこの重み付け関数を乗算する。ビ
ユ−の各素子から出力メモリの画像表示における各メモ
リ素子に対して適切な寄与がなされるまで、このプロセ
スは繰返される。次いで、投影器メモリ60はデ−タの次
のラインすなわちアレ−処理装置からの次の畳み込みビ
ユ−を再ロ−ドされ、そしてメモリ62,64はuo,Δux,Δu
y,Δvx,Δvyの次の値をロ−ドされて、プロセスが繰返
される。
（Ｄ−ｖ）の値を乗算する乗算手段78が含まれる。加算
手段80は、走査円の中心と画像メモリの中心を一致させ
るために適切であるようにセンタリング定数を加算す
る。投影器メモリ60はこの値でアドレスされて、対応す
るビユ−デ−タ要素を検索する。乗算手段82はD/（Ｄ−
ｖ）の値にその値を乗算する、すなわちその値を二乗し
て、重み付け係数Ｗを発生する。乗算手段84は検索され
たビユ−デ−タ要素にこの重み付け関数を乗算する。ビ
ユ−の各素子から出力メモリの画像表示における各メモ
リ素子に対して適切な寄与がなされるまで、このプロセ
スは繰返される。次いで、投影器メモリ60はデ−タの次
のラインすなわちアレ−処理装置からの次の畳み込みビ
ユ−を再ロ−ドされ、そしてメモリ62,64はuo,Δux,Δu
y,Δvx,Δvyの次の値をロ−ドされて、プロセスが繰返
される。
第５図では、順投影モ−ドにおいて、投影器メモリ60
は、必要に応じて拡張され、あるいは補間されることの
できる、入力メモリ26からの画像デ−タラインをロ−ド
される。出力メモリ30は合成ビユ−デ−タを累積する。
順投影器は２つの基本部分、すなわち第１部分90とビユ
−合成手段92、とから成る。第１部分90はビユ−フオ−
マツトを決定する。それはビユ−の名称および他のフオ
−マツトのアドレスを、ビユ−合成手段92で使用される
標準Θ,tフオ−マツトに変換する。特定すれば、ビユ−
フオ−マツトは、メモリ62,64、およびルツクアツプ表1
04,106にロ−ドされた値と、制御手段74によつて制御さ
れた第１部分90の相互接続構成とによつて決定される。
表2,3,4および５はメモリ62と64にロ−ドされた値を、
次のように表わす。
は、必要に応じて拡張され、あるいは補間されることの
できる、入力メモリ26からの画像デ−タラインをロ−ド
される。出力メモリ30は合成ビユ−デ−タを累積する。
順投影器は２つの基本部分、すなわち第１部分90とビユ
−合成手段92、とから成る。第１部分90はビユ−フオ−
マツトを決定する。それはビユ−の名称および他のフオ
−マツトのアドレスを、ビユ−合成手段92で使用される
標準Θ,tフオ−マツトに変換する。特定すれば、ビユ−
フオ−マツトは、メモリ62,64、およびルツクアツプ表1
04,106にロ−ドされた値と、制御手段74によつて制御さ
れた第１部分90の相互接続構成とによつて決定される。
表2,3,4および５はメモリ62と64にロ−ドされた値を、
次のように表わす。
第２表 順投影（並列） MEM1＝to MEM2＝Δｔ MEM3＝na MEM5＝Ｏ MEM6＝ΔＯ MEM7＝na 第３表 順投影（フアン等角度増分） MEM1＝αｏ MEM2＝Δα MEM3＝na MEM5＝γｏ MEM6＝Δγ MEM7＝na 第４表 順投影（フアン等線形増分） MEM1＝Uo MEM2＝ΔＵ MEM3＝na MEM5＝γｏ MEM6＝Δγ MEM7＝na 第５表 順投影（検出器、フアン、等線源角度増分） MEM1＝γｏ＋εｏ MEM2＝Δε MEM3＝Δγ MEM5＝γｏ MEM6＝Δγ MEM7＝na ビユ−合成手段92は第１部分90から入力を受信し、そ
して出力メモリ30に蓄積されたビユ−に対して寄与を与
える。
して出力メモリ30に蓄積されたビユ−に対して寄与を与
える。
第2B図の並列光線フオ−マツトビユ−において、各ビ
ユ−はその角度位置Θで指定される。ビユ−内の各デ−
タ要素はそれに沿つた位置ｔで指定される。順投影器
は、下記の関係で表わされるように、各デ−タ行から対
応するデ−タ値を検索する。
ユ−はその角度位置Θで指定される。ビユ−内の各デ−
タ要素はそれに沿つた位置ｔで指定される。順投影器
は、下記の関係で表わされるように、各デ−タ行から対
応するデ−タ値を検索する。
画像メモリラインからの各検索デ−タ値に対する重み
付け係数は重み付け値Ｗで重みを付けられる。
付け係数は重み付け値Ｗで重みを付けられる。
各画像デ−タラインは投影器入力メモリ60にロ−ドさ
れる。蓄積された画像デ−タ行からの適切なデ−タがビ
ユ−Θの各デ−タ要素に対して与えられるまで、選択さ
れたビユ−Θに沿つたデ−タ位置ｔの値は増分される。
次いで、ビユ−Θは１つだけ増分され、そしてそのアド
レスｔの各々は循環的にアドレスされる。最初の画像デ
−タラインからの重み付きデ−タ値が順投影されて、各
ビユ−の適切なデ−タ要素になるまで、このプロセスは
繰返される。次いで、第２の画像デ−タラインが投影器
メモリ手段60にロ−ドされ、メモリ62と64は次の値をロ
−ドされ、そしてデ−タ位置ｔとビユ−の増分が繰返さ
れる。
れる。蓄積された画像デ−タ行からの適切なデ−タがビ
ユ−Θの各デ−タ要素に対して与えられるまで、選択さ
れたビユ−Θに沿つたデ−タ位置ｔの値は増分される。
次いで、ビユ−Θは１つだけ増分され、そしてそのアド
レスｔの各々は循環的にアドレスされる。最初の画像デ
−タラインからの重み付きデ−タ値が順投影されて、各
ビユ−の適切なデ−タ要素になるまで、このプロセスは
繰返される。次いで、第２の画像デ−タラインが投影器
メモリ手段60にロ−ドされ、メモリ62と64は次の値をロ
−ドされ、そしてデ−タ位置ｔとビユ−の増分が繰返さ
れる。
これらの順投影関係を実現するために、第５図のメモ
リ、乗算器および加算器成分は、制御手段74によつて再
構成される。ルツクアツプ表手段には、1/cosΘの値を
ロ−ドされたルツクアツプ表100およびtanΘの値をロ−
ドされた第２ルツクアツプ表102が含まれている。余弦
値と正接値は計算され得るが、ルツクアツプ表を使用す
ることによつて、処理速度を改善している。投影器メモ
リは発生手段をアドレスするが、これにはｔビユ−素子
アドレスに検索した1/cosΘ値を乗算する乗算手段78が
含まれている。乗算手段82はtanΘ値に、画像表示での
デ−タラインの位置Ｓを乗算する。図示された実施態様
では行がロ−ドされており、位置Ｓは投影器メモリにお
けるそのデ−タの行を表わす。加算手段80はＳのtanΘ
値を乗算器78からの積に加算して、投影器メモリ手段60
に蓄積されたデ−タラインのアドレスｘを生成する。
リ、乗算器および加算器成分は、制御手段74によつて再
構成される。ルツクアツプ表手段には、1/cosΘの値を
ロ−ドされたルツクアツプ表100およびtanΘの値をロ−
ドされた第２ルツクアツプ表102が含まれている。余弦
値と正接値は計算され得るが、ルツクアツプ表を使用す
ることによつて、処理速度を改善している。投影器メモ
リは発生手段をアドレスするが、これにはｔビユ−素子
アドレスに検索した1/cosΘ値を乗算する乗算手段78が
含まれている。乗算手段82はtanΘ値に、画像表示での
デ−タラインの位置Ｓを乗算する。図示された実施態様
では行がロ−ドされており、位置Ｓは投影器メモリにお
けるそのデ−タの行を表わす。加算手段80はＳのtanΘ
値を乗算器78からの積に加算して、投影器メモリ手段60
に蓄積されたデ−タラインのアドレスｘを生成する。
代表的に、実動作においては、第１のビユ−デ−タは
±45゜の範囲にわたつて合成される。この限界を超過す
ると、画像の列デ−タが投影器メモリ60にロ−ドされ
る。今度は距離Ｓがｙ軸から測定され、そしてγはｘ軸
から測定される。第３図は、ｙ軸がｘ軸に変り、かつｘ
軸がｙ軸に変つても妥当である。
±45゜の範囲にわたつて合成される。この限界を超過す
ると、画像の列デ−タが投影器メモリ60にロ−ドされ
る。今度は距離Ｓがｙ軸から測定され、そしてγはｘ軸
から測定される。第３図は、ｙ軸がｘ軸に変り、かつｘ
軸がｙ軸に変つても妥当である。
オペレ−タは、第2A図で示されるように、デ−タを第
2A図に示されるように、等角検出器フアンフオ−マツト
ビユ−に順投影するよう選択することができる。各等角
増分検出器フアンフオ−マツトビユ−は、走査円の周囲
にその角度位置γによつて指定され、そして各ビユ−に
沿つたデ−タは、ビユ−の光線の角度位置αによつて指
定される。フオ−マツト手段90はγアドレスを発生し、
そしてそれらをビユ−合成手段92に対する等価並列、ｔ
アドレスに変換する。並列光線フオ−マツトビユ−名称
およびビユ−アドレスｔは、下記によつて等角増分検出
器フアンフオ−マツトビユ−名称およびアドレスγとα
に関連する。
2A図に示されるように、等角検出器フアンフオ−マツト
ビユ−に順投影するよう選択することができる。各等角
増分検出器フアンフオ−マツトビユ−は、走査円の周囲
にその角度位置γによつて指定され、そして各ビユ−に
沿つたデ−タは、ビユ−の光線の角度位置αによつて指
定される。フオ−マツト手段90はγアドレスを発生し、
そしてそれらをビユ−合成手段92に対する等価並列、ｔ
アドレスに変換する。並列光線フオ−マツトビユ−名称
およびビユ−アドレスｔは、下記によつて等角増分検出
器フアンフオ−マツトビユ−名称およびアドレスγとα
に関連する。
ｔ＝Dsinα （９） Θ＝γ−α （10） 等角増分検出器フアンフオ−マツトにおける式（７）
と（８）のメモリデ−タラインアドレスｘおよび重み付
け値Ｗは以下のようになる。
と（８）のメモリデ−タラインアドレスｘおよび重み付
け値Ｗは以下のようになる。
アドレスαは、ｔアドレスをルツクアツプ表104によ
つて取替えることのできる値に変換される。ルツクアツ
プ表106はDsinαの対応する値を求める。減算手段108は
ビユ−名称γからビユ−アドレスαを減算して、ビユ−
合成手段のΘに等しい値を発生する。次いで、上述のよ
うにｔの値でビユ−合成手段92をアドレスする。
つて取替えることのできる値に変換される。ルツクアツ
プ表106はDsinαの対応する値を求める。減算手段108は
ビユ−名称γからビユ−アドレスαを減算して、ビユ−
合成手段のΘに等しい値を発生する。次いで、上述のよ
うにｔの値でビユ−合成手段92をアドレスする。
第2D図に示されるように、等線形増分を有するフアン
デ−タを収集する場合、各ビユ−は走査円の周囲でのそ
の角度位置γおよび各ビユ−に沿つた線形増分Ｕによつ
て指定される。下記の関係によつて、各等線形増分フア
ンデ−タフオ−マツトビユ−に沿つた位置は並列光線フ
オ−マツトビユ−のアドレスｔに、そしてビユ−角度位
置γは並列光線フオ−マツトビユ−の角度位置Θに関連
している。
デ−タを収集する場合、各ビユ−は走査円の周囲でのそ
の角度位置γおよび各ビユ−に沿つた線形増分Ｕによつ
て指定される。下記の関係によつて、各等線形増分フア
ンデ−タフオ−マツトビユ−に沿つた位置は並列光線フ
オ−マツトビユ−のアドレスｔに、そしてビユ−角度位
置γは並列光線フオ−マツトビユ−の角度位置Θに関連
している。
これらの式を、式７および８の関係に挿入すると、逆
投影器メモリ60における画像デ−タラインのアドレスｘ
および重み付け係数Ｗは以下のようになる。
投影器メモリ60における画像デ−タラインのアドレスｘ
および重み付け係数Ｗは以下のようになる。
フオ−マツト変換手段ルツクアツプ表104はビユ−の
１つに沿つた各デ−タ位置Ｕを対応するｔアドレスに変
換する。特定的には、ルツクアツプ表104は式（13）に
従つて事前プログラムされている。ルツクアツプ表106
はtan-1（U/D）値を決定し、そして減算手段108はビユ
−角度γからこの量を減算して、第２順投影器入力に対
するΘ等価値を発生する。
１つに沿つた各デ−タ位置Ｕを対応するｔアドレスに変
換する。特定的には、ルツクアツプ表104は式（13）に
従つて事前プログラムされている。ルツクアツプ表106
はtan-1（U/D）値を決定し、そして減算手段108はビユ
−角度γからこの量を減算して、第２順投影器入力に対
するΘ等価値を発生する。
順投影器はまた、第2G図で示されるように、等角線源
増分を有する検出器フアンフオ−マツトビユ−を投影す
るよう形成することもできる。各ビユ−は角度線源位置
εで指定され、そして各ビユ−デ−タ要素はその角度増
分γで示される。並列光線フオ−マツトビユ−名称Θお
よびデ−タアドレスｔに対する等価値は下記のようにγ
およびεに関連する これらの関係を式（７）と（８）に挿入すると、デ−タ
ラインアドレスｘおよび重み付け係数Ｗは次のようにな
る。
増分を有する検出器フアンフオ−マツトビユ−を投影す
るよう形成することもできる。各ビユ−は角度線源位置
εで指定され、そして各ビユ−デ−タ要素はその角度増
分γで示される。並列光線フオ−マツトビユ−名称Θお
よびデ−タアドレスｔに対する等価値は下記のようにγ
およびεに関連する これらの関係を式（７）と（８）に挿入すると、デ−タ
ラインアドレスｘおよび重み付け係数Ｗは次のようにな
る。
メモリ62、加算器68およびレジスタ66は角度γ＋εを
発生する。ルツクアツプ表104は（γ＋ε）の和によつ
てアドレスされて、対応するｔアドレスとして、式（1
7）に従つて前以て計算された対応値を検索する。他の
ルツクアツプ表104は、式（18）の逆正接部分に従つて
事前プログラムされている。デ−タラインに沿つた位置
が増分される度ごとに、ルツクアツプ表106は新規（γ
＋ε）項によつてアドレスされて、対応する逆正接関数
を検索するが、この逆正接関数は減算手段108によつて
γの値から減算されて、並列光線ビユ−名称と同等のビ
ユ−名称すなわち角度を発生する。
発生する。ルツクアツプ表104は（γ＋ε）の和によつ
てアドレスされて、対応するｔアドレスとして、式（1
7）に従つて前以て計算された対応値を検索する。他の
ルツクアツプ表104は、式（18）の逆正接部分に従つて
事前プログラムされている。デ−タラインに沿つた位置
が増分される度ごとに、ルツクアツプ表106は新規（γ
＋ε）項によつてアドレスされて、対応する逆正接関数
を検索するが、この逆正接関数は減算手段108によつて
γの値から減算されて、並列光線ビユ−名称と同等のビ
ユ−名称すなわち角度を発生する。
上述の良好な実施態様において、順投影アルゴリズム
は並列光線幾何学的配列を基礎としている。フオ−マツ
ト変換手段は、線源フアンビユ−、検出器フアンビユ
−、等角ビユ−、等線形増分ビユ−等のような、他のビ
ユ−フオ−マツトに対して調整する。ビユ−合成手段92
はこれらのすなわち他のビユ−フオ−マツトのいずれの
ものにおいても作用することができる。他のビユ−フオ
−マツトを受入れるために、フオ−マツト変換手段は幾
つかのアルゴリズムを逆転し、アルゴリズムを組合わせ
る等の、選択したビユ−フオ−マツトを、ビユ−合成手
段92で使用されるよう選択されたフオ−マツトは変換す
るのに適した同様のことを行なうことができる。
は並列光線幾何学的配列を基礎としている。フオ−マツ
ト変換手段は、線源フアンビユ−、検出器フアンビユ
−、等角ビユ−、等線形増分ビユ−等のような、他のビ
ユ−フオ−マツトに対して調整する。ビユ−合成手段92
はこれらのすなわち他のビユ−フオ−マツトのいずれの
ものにおいても作用することができる。他のビユ−フオ
−マツトを受入れるために、フオ−マツト変換手段は幾
つかのアルゴリズムを逆転し、アルゴリズムを組合わせ
る等の、選択したビユ−フオ−マツトを、ビユ−合成手
段92で使用されるよう選択されたフオ−マツトは変換す
るのに適した同様のことを行なうことができる。
良好な実施態様に関連して、の発明を説明してきた
が、前述の詳細な説明を読み、理解することで、変更例
等を思いつくことは明らかである。そのような変更例等
は、それらが添付の特許請求の範囲内にある限り、本発
明に含まれるものと考えられる。
が、前述の詳細な説明を読み、理解することで、変更例
等を思いつくことは明らかである。そのような変更例等
は、それらが添付の特許請求の範囲内にある限り、本発
明に含まれるものと考えられる。
第１図は本発明と関連する診断用イメ−ジング装置の
図、 第2A図〜第2G図は、等角増分、並列光線、等角増分する
線源フアン、等線形増分する線源フアン、等角増分する
検出器フアン、等線形増分する検出器フアンおよび等角
増分する線源フアンのビユ−フオ−マツトをそれぞれ示
し、 第３図は、式（１）から（16）までに引用された幾何学
的用語および関係を組入れている画像メモリの相対的な
幾何学的配列およびスキヤナの幾何学的配列を示し、 第４図は第１図の結合逆／順投影器の逆投影器構成の線
図、そして 第５図は第１図の結合逆／順投影器の順投影器構成の線
図を示す。 図中、10はCTスキヤナ、12はＸ線源、14は走査円、16は
検出器アレ−、18はＸ線ビ−ム回転手段、20はサンプリ
ング手段、22はバツフアメモリ、24はアレ−処理装置、
26は入力メモリ、28は結合逆／順投影器、30は出力メモ
リ、32はビデオモニタ、34はデイスクメモリ、36は操作
卓、40はビユ−処理装置、42はビユ−デ−タ調整装置、
52は画像再構成装置をそれぞれ示す。
図、 第2A図〜第2G図は、等角増分、並列光線、等角増分する
線源フアン、等線形増分する線源フアン、等角増分する
検出器フアン、等線形増分する検出器フアンおよび等角
増分する線源フアンのビユ−フオ−マツトをそれぞれ示
し、 第３図は、式（１）から（16）までに引用された幾何学
的用語および関係を組入れている画像メモリの相対的な
幾何学的配列およびスキヤナの幾何学的配列を示し、 第４図は第１図の結合逆／順投影器の逆投影器構成の線
図、そして 第５図は第１図の結合逆／順投影器の順投影器構成の線
図を示す。 図中、10はCTスキヤナ、12はＸ線源、14は走査円、16は
検出器アレ−、18はＸ線ビ−ム回転手段、20はサンプリ
ング手段、22はバツフアメモリ、24はアレ−処理装置、
26は入力メモリ、28は結合逆／順投影器、30は出力メモ
リ、32はビデオモニタ、34はデイスクメモリ、36は操作
卓、40はビユ−処理装置、42はビユ−デ−タ調整装置、
52は画像再構成装置をそれぞれ示す。
フロントページの続き (72)発明者 アラン ビー．ツァカリィ アメリカ合衆国 オハイオ州 44119, クリーヴランド，イー．176 ストリー ト 1061 (72)発明者 ホリィ シー．ハイプル アメリカ合衆国 オハイオ州 44106, クリーヴランド，ハイツ，エス．オーヴ ァルック 2284 (56)参考文献 特開 昭55−70240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−22036（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 1/00 A61B 6/03
Claims (18)
- 【請求項１】診断用イメージング装置であって、 各CTビューが、走査円を通る対応光線に沿って放射線の
強度に対応するビューデータ要素を含む、放射線強度デ
ータのCTビューを発生するCTスキャナと、 複数のCTビューを処理するアレー処理手段と、 被検者の内部領域を表わす診断データを発生する非侵入
的検査手段と、 診断データを画像表示に再構成する画像再構成手段と、 ビューを画像表示に逆投影し、そして画像表示のデータ
をビュー表示に順投影する結合した逆投影器および順投
影器手段と、 結合した逆投影器および順投影器手段の入力に接続され
て画像表示データをビュー表示に順投影されるように、
結合した逆投影器および順投影器手段に選択的にロード
し、画像再構成手段と作動的に接続されている入力メモ
リと を備えていることを特徴とする前記イメージング装置。 - 【請求項２】診断用イメージング装置であって、 各ビューが、走査円を通る対応光線に沿って放射線の強
度に対応するビューデータ要素を含む、放射線強度デー
タのビューを発生するCTスキャナと、 複数のビューを処理するアレー処理手段と、 処理したビューを画像表示に逆投影し、そして画像表示
のデータをビュー表示に順投影する結合した逆投影およ
び順投影手段と、 順投影ビュー表示を、結合した逆投影および順投影手段
から受容する出力メモリ手段と、 予選択されたアルゴリズムに従ってビュー表示を調整
し、そして出力メモリ手段に作動的に接続してそこから
順投影ビュー表示を受容し、かつアレー処理装置と、結
合した逆投影および順投影手段のうちの少なくとも１つ
に作動的に接続してそれに調整されたビュー表示を与
え、調整された画像表示に逆投影されるビュー表示調整
手段と を備えていることを特徴とする前記イメージング装置。 - 【請求項３】診断用イメージング装置であって、 各ビューデータラインが、走査円を通る対応光線に沿っ
て放射線の強度に対応するビューデータ要素を含む、放
射線強度データのビューデータラインを発生するCTスキ
ャナと、 複数のデータラインを処理するアレー処理手段と、 処理したビューデータラインを画像表示に逆投影し、そ
して画像表示の画像データラインをビューデータライン
に順投影する結合した逆投影器および順投影器手段とを
備え、 結合した逆投影器および順投影器手段は、 逆投影モードにおいてデータラインはビューデータライ
ンであり、そして順投影モードにおいてデータラインは
画像データラインである、データラインを受信する投影
器メモリ手段と、 投影器メモリ手段から検索した各データ値に重み付け関
数を乗算する重み付け関数乗算手段と を含んでいることを特徴とする前記イメージング装置。 - 【請求項４】請求項３記載の装置であって、更に、 複数のビュー角度名称θのそれぞれを発生するルックア
ップ表アドレス手段と、 アドレス手段に接続され、それぞれのビュー角度名称θ
によってアドレスされてルックアップ表手段から1/cos
θおよびtanθの値を検索し、そして重み付け関数乗算
手段に作動的に接続してそれに1/cosθ値を伝えるルッ
クアップ表手段と、 ビューデータ要素アドレス名称に1/cosθ項を乗算する
第２乗算手段と、 正接項に、画像表示に対する投影器メモリ手段に蓄積さ
れた画像データラインの位置の関数を乗算する第３乗算
手段と、 第２と第３の乗算手段に作動的に接続してその出力を加
算し、そして投影器メモリ手段に作動的に接続してそこ
に画像データラインをアドレスする加算手段とを含んで
いる前記イメージング装置。 - 【請求項５】請求項４記載の装置において、ビュー角度
名称は並列光線フォーマットビューの角度の表示であ
り、そしてビューデータ要素アドレスはビューの並列光
線の１つの名称であり、そして更に、ビュー名称と他の
ビューフォーマットのアドレスを並列光線フォーマット
ビュー名称とデータ要素アドレスの等価に変換するビュ
ーフォーマット変換手段を含んでいる前記イメージング
装置。 - 【請求項６】請求項５記載の装置において、ビューフォ
ーマット変換手段は、 等線形増分ファンフォーマットビュー名称およびアドレ
スを並列光線フォーマットビュー名称およびアドレスに
変換する手段と、 等角増分検出器ファンフォーマットビュー名称およびア
ドレスを並列光線フォーマットビュー名称およびアドレ
スに変換する手段と、 等角増分源ファンフォーマットビュー名称およびアドレ
ス並列光線フォーマットビュー名称およびアドレスに変
換する手段と のうちの少なくとも１つを含んでいる前記イメージング
装置。 - 【請求項７】請求項３記載の装置であって、更に、 逆投影構成において、画像メモリの行および列のアドレ
スを受信する第１と第２の入力と、 画像メモリの行と列のアドレスから投影器メモリ手段に
蓄積された各ビューデータラインのビュー素子のアドレ
スを発生するメモリアドレス発生手段と、 画像メモリの行と列のアドレスから重み付け関数を発生
し、そして重み付け関数乗算手段に作動的に接続してい
る重み付け関数発生手段と を含んでいる前記イメージング装置。 - 【請求項８】診断用イメージング装置であって、 検査データのビューを発生し、各ビューは検査領域を通
る光線に対応するビューデータ要素を含む非侵入的検査
手段と、 ビューを画像表示に逆投影し、そして画像表示からのデ
ータをビューに順投影する結合した逆投影器および順投
影器手段とを備え、 結合した逆投影器および順投影器手段は、 逆投影モードにおいてデータラインはビューであり、そ
して順投影モードにおいてデータラインは画像表示ライ
ンである、データラインを受信する投影器メモリ手段
と、 投影器メモリから検索した各データ値に重み付け関数を
乗算する重み付け関数乗算手段と、 画像データラインとビューデータラインの１つに対する
各データライン内のデータ要素に対するデータライン名
称およびデータアドレスを受信する第１と第２の入力
と、 この入力に作動的に接続して、投影器メモリ手段に蓄積
された他の画像データとビューデータラインにおけるデ
ータ要素のアドレスを発生するメモリアドレス発生手段
と、 第１と第２の入力に作動的に接続して、投影されたライ
ン名称およびアドレスから重み付け関数を発生し、そし
て重み付け関数乗算手段に作動的に接続している重み付
け関数発生手段と を含んでいることを特徴とする前記イメージング装置。 - 【請求項９】CTスキャナタイプのデータのための結合し
た逆投影器と順投影器であって、この結合投影器は （ｉ）ビューデータラインと（ii）各データラインは複
数のデータ要素を有する画像データラインの少なくとも
１つを記憶するメモリ手段と、 順投影および逆投影アドレス発生情報の１つを選択的に
受信する入力手段と、 受信アドレス発生情報によりメモリ手段に蓄積されたデ
ータラインのデータ要素のアドレスを発生し、そしてメ
モリ手段および入力手段に作動的に接続しているメモリ
アドレス発生手段と、 入力手段に作動的に接続してそこから重み付け関数を発
生する重み付け関数発生手段と、 メモリ手段に作動的に接続しそこから各アドレスデータ
要素を受信し、そして重み付け関数発生手段に作動的に
接続しそこから重み付け関数を受信し、データ要素に重
み付け関数を乗算する第１乗算手段と を備えていることを特徴とする前記結合した逆投影およ
び順投影器。 - 【請求項１０】請求項９記載の投影器において、逆投影
モードでは、 画像メモリの行と列のアドレスは入力手段で受信され、 重み付け関数発生手段には、入力手段に接続して、値Ｖ
によってアドレスされることに応答して値D/（ＤーＶ）
を出力するルックアップ表手段を含んでいるが、但し、
Ｖは受信された行アドレスの１つであり、そしてＤは走
査円の中心から対応放射線検出器への直径であり、この
ルックアップ表手段はルックアップ表出力値を二乗する
第２乗算手段に接続しており、この第２乗算手段は第１
乗算手段に作動的に接続してそれに二乗値を与えてお
り、 アドレス発生手段には入力手段と作動的に接続し、かつ
ルックアップ表手段と作動的に接続して、入力手段で受
信したアドレス発生情報にルックアップ表値を乗算する
第３乗算手段と、センタリング定数を第３乗算手段の積
に加算し、そしてメモリ手段に作動的に接続してその出
力によってメモリをアドレスする加算手段とが含まれて
いる前記投影器。 - 【請求項１１】請求項９記載の投影器において、更に逆
投影構成では、 入力手段は画像メモリの行と列の名称を受信し、 メモリアドレス発生手段は画像メモリの行と列のアドレ
スからビューデータ要素アドレスを発生し、 重み付け関数発生手段は画像メモリの行と列のアドレス
から重み付け関数を発生している前記投影器。 - 【請求項１２】請求項９記載の投影器において、順投影
モードでは、 並列光線フォーマットビュー名称および、指定の並列光
線フォーマットビューの並列光線の１つの名称であるビ
ューデータ要素アドレスは、入力手段で受信され、そし
て更に、他のビューフォーマットのビュー名称とアドレ
スを並列光線フォーマットビュー名称とデータ要素アド
レスと等価に変換するビューフォーマット変換手段を含
んでいる前記投影器。 - 【請求項１３】請求項12記載の装置において、ビューフ
ォーマット変換手段は、 等線形増分ファンフォーマットビュー名称とアドレスを
並列光線フォーマットビュー名称とアドレスに変換する
手段と、 等角増分検出器ファンフォーマットビュー名称とアドレ
スを並列光線フォーマットビュー名称とアドレスに変換
する手段と、 等角増分源ファンフォーマットビュー名称とアドレスを
並列光線フォーマットビュー名称とアドレスに変換する
手段と のうちの少なくとも１つを含んでいる前記装置。 - 【請求項１４】請求項９記載の投影器において、順投影
モードでは、 ビュー名称とビューアドレスは入力手段で受信され、さ
らに画像表示からのデータラインはメモリ手段に記憶さ
れており、このビュー名称は走査円を通る並列光線フォ
ーマットビューの角度を表わすビュー角度となってお
り、 重み付け関数発生手段とメモリアドレス発生手段はビュ
ー角度θによってアドレスされて1/cosθとtanθの値を
検索するルックアップ表手段を含み、この1/cosθ値は
第１乗算手段に伝えられ、 ビューアドレスに1/cosθ値を乗算する第２乗算手段
と、 正接値に、画像表示の残りに対する、メモリ手段に蓄積
された画像データラインの位置の表示を乗算する第３乗
算手段と、 第２と第３の乗算手段の積を加算し、そしてメモリ手段
に接続してその出力によってメモリをアドレスする加算
手段とを含んでいる前記投影器。 - 【請求項１５】CTスキャナタイプデータのための逆投影
器であって、この逆投影器は、 画像メモリの行と列のアドレスＵとＶを受信する第１と
第２の入力と、 ビューデータ要素ラインを記憶するメモリ手段と、 第１と第２の入力の少なくとも１つに作動的に接続して
そこから重み付け関数を発生し、そして重み付け関数発
生手段はルックアップ表手段を備え、ルックアップ表ア
クセス手段は入力手段に接続してルックアップ表をアド
レスＶでアドレスし、それに応答して値D/（ＤーＶ）
（但しＤは走査円の中心から対応検出器への直径であ
る）を検索する重み付け関数発生手段と、 検索されたD/（ＤーＶ）値を二乗し、そしてルックアッ
プ表手段に作動的に接続されている第１乗算手段と、 メモリ手段に作動的に接続してそこから検索されたデー
タ要素に第１乗算手段からの二乗した値を乗算する第２
乗算手段と、 メモリ手段に蓄積されたビューデータ要素ラインのビュ
ーデータ要素のアドレスを発生し、そして入力手段に作
動的に接続し、かつルックアップ表アクセス手段に作動
的に接続して入力手段により受信したアドレスＵにD/
（ＤーＶ）値を乗算する第３乗算手段と、センタリング
定数を第３乗算手段の積に加算し、メモリ手段に作動的
に接続している加算手段とを含むメモリアドレス発生手
段とを備えていることを特徴とする前記逆投影器。 - 【請求項１６】CTスキャナタイプデータのための順投影
器であって、この順投影器は、 並列光線フォーマットビュー角度名称θおよびビューデ
ータ要素アドレスを受信する第１と第２の入力と、 画像表示ラインを記憶するメモリ手段と、 ビュー角度θによってアドレスされて1/cosθとtanθの
値を検索するルックアップ表手段と、 ビューアドレスに1/cosθ値を乗算する第１乗算手段
と、 正接値に、画像表示に対する、メモリ手段に蓄積された
画像データラインの位置の表示を乗算する第２乗算手段
と、 第１と第２の乗算手段の積を加算し、そしてメモリ手段
に接続してメモリ手段をアドレスして画像データ要素を
検索する加算手段と、 メモリ手段から検索した画像データ要素に1/cosθ値を
乗算する第３乗算手段とを備えていることを特徴とする
前記順投影器。 - 【請求項１７】画像データを複数のCTスキャナデータビ
ューフォーマットのいずれのものにでも投影する順投影
器であって、この投影器は、 第１フォーマットビュー名称およびアドレスを受信する
手段と、 画像データラインを記憶するメモリ手段と、 受信した第１フォーマットビュー名称およびアドレスか
らメモリ手段に対するアドレスを発生するメモリアドレ
ス発生手段と、 受信した第１フォーマットビュー名称およびアドレスか
ら重み付け関数を発生する重み付け関数発生手段と、 メモリ手段から検索したデータを発生した重み付け関数
と結合する結合手段と、 他のフォーマットビュー名称およびアドレスを第１フォ
ーマット名称およびアドレスの等価に変換し、そしてア
ドレスおよび重み付け関数発生手段に作動的に接続して
いるビューフォーマット変換手段とを備えていることを
特徴とする前記順投影器。 - 【請求項１８】診断用イメージング装置であって、 放射線強度データのファンビューを発生し、各ファンは
共通項を有するファンパターンに配列された光線群に沿
う放射線強度の線積分に対応するデータ要素を含み、各
ビューの各データ要素はファン項からの対応光線に沿う
放射線強度に対応するCTスキャナと、 複数のファンビューを処理するアレー処理手段と、 ファンビューと並列光線ビューを画像表示に逆投影し、
画像表示をファンと並列光線ビューに順投影し、各並列
光線ビューは走査円を通る並列光線のアレーに対応し、
各並列光線ビューは対応する並列光線の１つに沿う放射
線強度の線積分に対応する複数のビューデータ要素を含
む結合した逆投影および順投影手段とを備えていること
を特徴とする前記イメージング装置。
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