JP3703511B2

JP3703511B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP3703511B2
Application number: JP23528494A
Authority: JP
Inventors: 顕治羽田野
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: JPH0898834A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置、特に画像再構成とその再構成画像の解析処理とを迅速に行うＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は、従来、Ｘ線スキャン計測を行うこと、この計測で求めたＸ線検出信号から画像再構成を行うこと、を目的としていた。最近の画像処理技術の向上によって、画像再構成にとどまらず、再構成画像を更に解析処理する機能がＸ線ＣＴ装置に要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、画像再構成を行った後で即座に計画通りこの再構成画像の解析処理を可能にするＸ線ＣＴ装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｘ線スキャナ（１０Ａ）と、
被検体搭載テーブル（１０Ｂ）と、
Ｘ線スキャナと被検体搭載テ−ブルとを相互に制御しながら得たＸ線ＣＴスキャン計測の収集データから複数スライスの再構成画像を得る再構成手段（４）と、を備えたＸ線ＣＴ装置において、
スキャン条件人力部（２）と、
複数スライスの再構成画像の複数の解析処理内容を実行可能な解析手段（５Ａ）と、
該解析手段に対して、解析処理内容の処理順序、およびこの解析処理内容に必要な解析処理条件をデータ収集前に指定するための解析処理条件入力部（１）とをさらに備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を開示する。
【０００５】
【作用】
本発明によるＸ線ＣＴ装置によれば、スキャン条件入力部とは別に、上記解析手段に対して、複数の中から選定した少なくとも一つの解析処理内容、この解析処理内容が複数の場合に指定する処理順序、および上記解析処理内容に必要な解析処理条件を指定するための解析処理条件入力部をさらに備え、上記解析処理条件入力部は、上記解析処理内容、上記処理順序、および上記解析処理条件を、ＣＴスキャン計測前、データ収集および再構成前、解析処理前のいずれかに指定可能にしたため、例えば、ＣＴスキャン計測前、データ収集および再構成前に、シネ表示、三次元表示処理、任意断面変換処理、最大密度投影処理、画像平均処理、関心領域抽出処理のうちの少なくとも一つを選定することによって、データ収集、再構成処理、解析処理を連続して行うことができる。
【０００６】
【実施例】
Ｘ線ＣＴ装置によって画像再構成とその解析処理とを行わせるために本実施例では、画像再構成を実行させる処理を先に行い、その後で解析処理を行う、シーケンスをＸ線ＣＴ装置に組み込み、それを実行させるようにした。
【０００７】
シーケンス例を図２に示す。図２（イ）は、「データ収集」を５回行い、各回毎に収集と同時に「画像再構成」を行い、全体の画像再構成後に「解析処理」を行わせるようにしたものである。図２（ロ）は全体の再構成を待つことなく、各再構成後に引続き「画像解析」を行わせるようにしたものである。
【０００８】
ここで、図２のシーケンスでの画像解析には種々の内容がある。その代表的な例を以下に示す。
（１）、シネ表示処理。
画像解析の概念には入れにくいが、複数の再構成画像を外部メモリから読出して連続表示で動画的表示を行う処理である。即ち、再構成画像は、一度ハードディスク等の外部メモリに格納される。このシネ表示処理は、上記外部メモリからの再構成画像の読出し作業と、読出した再構成画像を表示メモリに連続的に送りＣＲＴに次々に連続的に表示させる作業と、より成る。広義の画像解析に相当する。かかるシネ表示処理は、図２（イ）のシーケンスで実現する。或は図２（ロ）のシーケンスによって実現する。
【０００９】
（２）、三次元表示処理。
複数の再構成画像を積み上げて三次元画像を得る作業と、それを投影面に投影（平行投影や中心投影）して投影三次元画像を得る作業と、投影三次元画像を二次元ＣＲＴ面に疑似三次元画像として表示させる作業とより成る。積み上げた場合に、互いに隣合う断層面にすき間がでることがあり、相隣合う断層面間で補間処理を行い補間画像を得、その補間画像で断層面間を埋め合わせて高精細三次元画像を得る処理も含まれる。また、疑似三次元画像にリアルティをもたせるために、奥行き方向に重なり合った画素相互にあっては一番手前の画素のみを表示させる隠面化処理、視点から遠い距離の画素濃度は暗くし、視点から近い距離の画素濃度は明るくする陰影化処理も含まれる。この処理は図２（イ）のシーケンスで実現する。図２（ロ）のシーケンスによっても実現できる。
【００１０】
（３）、任意断面変換処理。
（２）で説明したように複数の再構成画像（補間画像を含む）を積み上げて三次元画像を得ると共に、その三次元画像に対して、設定した斜め方向からの断面によって切取り、その切断面を求める処理である。この処理は図２（イ）のシーケンスで実現できる。図２（ロ）のシーケンスによっても実現できる。
【００１１】
（４）、最大密度投影処理。
複数の再構成画像（補間画像を含む）を積み上げて三次元画像を得ると共に、奥行き方向に重なり合った画素相互にあって、最大濃度の画素を選択して表示する処理である。これは曲がりくねった血管抽出や観察に適した画像となる。この処理は、図２（イ）、（ロ）どちらでも実現できる。
【００１２】
（５）、画像平均処理。
複数の再構成画像（補間画像を含む）を積み上げて三次元画像を得ると共に、奥行き方向に重なり合った全画素について、その濃度平均値を求める処理である。これは再構成画像からＸ線透視像を得る処理である。この処理は図２（イ）、（ロ）のどちらでも実現できる。
【００１３】
（６）、関心領域抽出処理。
積み上げて三次元画像を得る前に、各断層面の再構成画像について関心領域を抽出し、この関心領域を三次元画像として積み上げる例である。関心領域の抽出は基準となるしきい値を設定しておき、このしきい値よりも大または小の画素濃度の画素を抽出するやり方がある。再構成画像を得る毎に処理が可能なため、図２（ロ）のシーケンスが適している。
【００１４】
次に、シーケンスを実現するための各種のプリセット条件について説明する。ＣＴスキャナによる、計測によっての「データ収集」にあっては、スキャン条件をプリセットしておかなければならない。解析処理にあっては、上記（１）〜（６）の例示にある中からどの解析処理をするのかをプリセットしておかなければならない。
【００１５】
（１）、スキャン条件の指定
（イ）、計測法の指定
（ａ）、体軸方向での間欠計測法の指定。
これは体軸方向に規定ピッチ毎にＣＴ計測を行う例である。被検体を搭載したテーブルが規定ピッチずつ移動し、各規定ピッチ位置でＣＴ計測を行うやり方をとる。
（ｂ）、体軸方向で連続計測法（即ち、ら旋スキャン計測法）の指定。
これはＸ線スキャナを回転させておくと共に、被検体を搭載したベッドを連続的に移動させて、被検体に対してら旋スキャンを行わせるようにしたものである。尚、このら旋計測で得たら旋スキャンデータ及び又はその補間データを利用して、再構成演算部で、任意の再構成位置での再構成画像が得られる。
【００１６】
（ロ）、各計測法に即したスキャン条件の指定。
（ａ）、（ｂ）のいずれかの計測法にも共通するスキャン条件としては、管電流、管電圧、スライス厚、スキャン時間（Ｘ線スキャナの１回転する時間）等がある。（ａ）に特有の条件にはピッチ幅の指定があり、（ｂ）に特有の条件には再構成位置の指定がある。ここで再構成位置の指定とは（ａ）でのピッチ幅に相当するもので、再構成位置（スライス面）の指定である。
（２）、解析処理の指定。
（イ）、前期（１）〜（６）の処理内容の１つまたは２つ以上を指定することである。２つ以上の指定を行う場合は、それらの解析処理の、処理順序を指定することになる。
【００１７】
（ロ）、各指定した解析処理に必要な解析処理条件の指定。
シネ表示処理……全構成画像表示か一部再構成画像表示かの指定。一部再構成画像表示にあってはその再構成画像番号の指定。動画表示速度の指定。
三次元表示処理…平行投影法か中心投影法かの指定。視点が点光源か面光源かの指定。投影面位置の指定。投影面からの、表示のための切り出し位置の指定。陰影化のやり方の指定。
【００１８】
（ハ）、任意断面変換処理に必要な解析処理条件の指定。断面の指定。
（ニ）、関心領域抽出処理に必用な解説処理条件の指定。基準しきい値の指定。
（ホ）、その他。
最大密度投影処理や画像平均処理でも、プリセット条件があれば指定できる。また、以上の（イ）〜（ニ）は、プリセット例であるが、一度プリセットした内容であっても、実際の解析処理中または処理結果の表示内容に対する、オペレータによるマンマシン操作により、種々変更可能
である。
【００１９】
プリセットしておく時期としては、以下の例がある。
（１）、一連のシーケンスが始まる前に設定しておくやり方。
これは、図２（イ）、（ロ）で「データ収集」に先立って前記全ての条件をプリセットしておくやり方である。このやり方によれば、全ての条件をプリセットしておくことで、そのシーケンスに沿った実行が迅速になされる。
（２）、一連のシーケンスの中で主要なシーケンスの実行前にプリセットするやり方。
これは、図３に示す例であり、全再構成後に解析処理を行う例に適用され、「データ収集」と「再構成」の前に、スキャン条件、再構成条件の２つをプリセットさせておき、この条件に沿って「データ収集」及び「再構成」を行わせる。更に、「解析処理」を行う前に、残りの条件である解析処理条件をプリセットして、この後で「解析処理」を行わせる。このやり方は、データ収集と再構成とより成るシーケンスと、解析処理より成るシーケンスを分離しておき、別々にプリセットする例に適用するとよい。しかし、解析処理条件は、データ収集・再構成のための条件と一緒に設定しておいてデータ処理上何ら問題はない。またデータ収集・再構成での個々の再構成後、解析処理を逐次行わせるやり方をシステムとしてとることも可能（図２（ロ）が該当）であり、こうした場合、データ収集に先立って、解析処理の条件を含めたすべての条件をプリセットしておく（１）のやり方は、図２の（ロ）のシーケンスに特に適している。
【００２０】
次に解析処理のシーケンスについて述べる。「解析処理」は、前処理と本処理とに分けることができる。前処理とは、外部メモリから再構成画像を読出して解析処理用メモリに書込む処理であり、本処理とは、解析処理用メモリの再構成画像を用いて解析処理そのものを行う処理及びその結果を表示させる処理である。前処理には、簡単な演算処理を含むこともある。本処理には処理中にオペレータによってマンマシン操作で意図に応じた処理を行わせることも含む。
【００２１】
こうした前処理と本処理とを考慮したシーケンス例を図１、図４に示す。いずれもデータ収集前に全プリセット条件を設定させた例である。図１は、画像再構成毎に、その終了を待って当該再構成画像を解析処理用メモリに送り書込むようにしたものである（前処理）。更に、５つの再構成画像の解析処理用メモリへ格納した後で、解析処理を行わせた（本処理）。このシーケンスによれば、事前に全プリセット条件をセットさせておくことで、再構成終了毎に解析処理用メモリへの格納、そして全画像格納後直ちに本処理を実行できるとの効果がある。
【００２２】
図４は、シネ表示処理に好適なら旋スキャンデータを表示するシーケンス例であり、データ収集を連続的に５回分行い、その後で画像再構成を行う。更に、１つの画像再構成終了毎にその再構成画像を、解析処理用メモリに送り（シネ表示前処理）、５つの再構成画像の書込み後、シネ表示本処理でもある５つの再構成画像の連続表示を行い、動画的に再構成像を示すことになる（シネ表示後処理）。このシーケンスによれば、再構成毎に解析処理用メモリに再構成像を書込むことになり、全５つの再構成像の書込み完了と同時にシネ表示本処理が実行できる。この際、全プリセット条件をデータ収集前にセットしておいたため、処理の中断がなく、連続的なシーケンス処理を実現できる。
【００２３】
尚、図１〜図４は、一連のシーケンスとしたが、これは、このシーケンスを実現できるようにプログラムが組み込まれているとの意味を含むものである。即ち、技術用語としての狭い意味のシーケンスというだけでなく、シーケンスという用語を使うことなく、図１〜図４の各動作流れを実現するようにプログラムしている場合も含むものである。
【００２４】
図５はＸ線ＣＴ装置のシステム構成図である。Ｘ線ＣＴ装置は、解析処理条件入力部１、スキャン条件入力部２、制御・処理部３、再構成演算部４、解析処理部５、表示部６、共通バス７、記録部８、ＣＴ本体部１０より成る。入力部１からは解析処理条件を入力し解析処理部５に設定する。入力部２からはスキャン条件（再構成条件を含む）を入力し、制御・処理部３に設定する。この入力部１、２による条件の設定は、Ｘ線計測に先立って事前に行う。制御・処理部３は、ＣＴ本体部１０をその設定したスキャン条件によって制御し、テーブル１０Ｂ上に搭載された被検体に対してＸ線スキャン１０ＡによりＸ線ＣＴ計測を行う。この計測には、先に述べたように間欠的にテーブル１０Ｂを移動するやり方と、連続的にテーブル１０Ｂを移動するやり方（ら旋スキャン計測）とがある。
【００２５】
更に制御部３は、そのＸ線計測値をデータとして収集し、必要な前処理（対数変換や座標変換等）を行う。再構成部４は、再構成位置での再構成を行い、その再構成像を外部メモリとしての記録部８に格納する。
【００２６】
解析処理部５は、解析処理演算部５Ａと解析処理用メモリ５Ｂとより成る。メモリ５Ｂには、前処理によって記録部８からの再構成画像が書込まれ、解析処理演算部５Ａがこの再構成画像に対して、入力部１からの解析処理条件に従って必要な解析処理を行う。この解析結果は、表示部６に送られて表示され、また表示中の画像はマンマシン処理対象としてオペレータによって種々処理変更指示される。また、解析処理結果は記録部８に送られて記録される。
【００２７】
図５の実施例は、制御・処理部３が、図１〜図４のデータ収集・再構成のシーケンスを管理し、解析処理部５が解析処理用シーケンスを管理する。この管理方法は、一種のパイプライン制御データある。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、例えば、ＣＴスキャン計測前、データ収集および再構成前に、シネ表示、三次元表示処理、任意断面変換処理、最大密度投影処理、画像平均処理、関心領域抽出処理のうちの少なくとも一つを選定することによって、データ収集、再構成処理、解析処理を連続して行うことができ、再構成像を迅速に次の処理である解析処理に利用して、迅速処理、連続処理が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線ＣＴ装置の動作シーケンス実施例図である。
【図２】本発明のＸ線ＣＴ装置の動作シネ表示処理を実現する動作シーケンス実施例図である。
【図３】本発明のＸ線ＣＴ装置の他の動作シーケンス実施例図である。
【図４】本発明のＸ線ＣＴ装置の他の動作シーケンス実施例図である。
【図５】本発明のＸ線ＣＴ装置のシステム図である。
【符号の説明】
１解析処理条件入力部
２スキャン条件入力部
３制御・処理部
４再構成演算部
５解析処理部
６表示部
７共通バス
８記録部
１０ＣＴ本体部

Claims

Ｘ線スキャナ（１０Ａ）と、
被検体搭載テーブル（１０Ｂ）と、
Ｘ線スキャナと被検体搭載テ−ブルとを相互に制御しながら得たＸ線ＣＴスキャン計測の収集データから複数スライスの再構成画像を得る再構成手段（４）と、を備えたＸ線ＣＴ装置において、
ＣＴスキャン計測前にスキャン条件が設定される構成のスキャン条件人力部（２）と、
複数スライスの再構成画像の複数の解析処理内容を実行可能な解析手段（５Ａ）と、
該解析手段に対して、解析処理内容の処理順序、およびこの解析処理内容に必要な解析処理条件を、ＣＴスキャン計測前、データ収集及び再構成前、解析処理前のいずれかで設定可能に構成した解析処理条件入力部（１）とをさらに備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
上記解析処理内容には、シネ表示、三次元表示処理、最大密度投影処理、画像平均処理、関心領域抽出処理が含まれることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。