JPH02244385A - 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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スキャナと関連して特に利用されておシ、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スキャナは、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。

サンプルしたデータは畳み込まれそして、−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
和となっている。

最も一般的には、Ｘ線データはフィルタ補正逆投影法を
利用して画像表示に変換される。１群の光線はビューに
組立てられる。各ビューはフィルタ関数でフィルタされ
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、種々のビュー幾何学的配列が利
用されてきた。１例として、各ビューは、例えば横方向
および回転タイプのスキャナからのような、走査円を通
っ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ァ
ンビームタイプスキャナにおいて、各ビューは、Ｘ線源
が所定位置にある場合にＸ１ｍ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
線源ファンビューである。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。あるいはま九、
固定検出器回転線源幾何学的配置の場合、ｘａｍはその
検出器から走査円の後へ移動するので、検出器ファンビ
ューは単一検出器によっ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ューの各々
を合成するよう処理され、これらのビューは畳み込みお
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顔投影アルゴリズムが開発されてき
た。ＣＴスキャナの利用者は、通常、合成ＣＴ両画像ほ
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ェアによって逆
投影が実行される。幾百万回の計算が必要とされるので
、汎用コンピュータで逆投影をするのでは余シにも低速
すぎる。種々の順投影ソフトウエアルーチンカ汎用ミニ
コンピユータのために作られてき喪。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Ｔｏシ、順投影を日常、数多く臨床的に利用するに
は低速すぎる〇 ６０作用 本発明によって、高速逆投影／顔投影方法ならびに装置
が提供される。

本発明によって、医学的診断用データイメージング方式
が提供される。ＣＴスキャ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、走査円管横断した放射線を
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ィルタしあるいは畳み込
む。

結合順／逆投影手段は、アレー処理装置からのデータの
フィルタしたビュ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ュ
ーメモリに順方向投影し、各ビューあるいは選択された
ビュ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、検出器ファンフォ
ーマットビューのような、１フオーマツトのビューから
のデータは、並列光線ビューのような、別のフォーマッ
トのビューに順投影される。フィ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
の丸めに特に設計されたアルゴリズムによって、行なわ
れる。

本発明の別の様相によれば、画像メモリはＣＴスキャナ
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スキャナ用
に開発されたフィルタあるいは補正関数によって操作さ
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量
はＣＴスΦヤナタイプデータのために備えられている。

メモリ手段はピ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
け素子によっ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
ビュ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の入力はビュ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、順投影量は画像データを複
数ＯＣＴスキャナビューフォーマットのいずれの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
のビュ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フオーマツトのビュー名称およびア
ドレスから、メモリ手段にとっ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フォーマット
の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。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。ビュー７オーマツト変換手
段は他のフォーマットのビュー名称およびアドレスを、
第１フオーマツトのビュー名称およびアドレスの等価物
に変換する。ビューフォーマット変換手段は、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
。

本発明の別の利点は、以前は他のビューフォーマットに
対して、あるいは他のイメージング様式から再構成され
良画像に対して利用できるだけであった画像強調技術を
、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。それによって、フィルタ補正逆投影および顔投影技
術が、従来技術の逆投影器よシ少ない回路およびハード
ウェアによっ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
解することによって、当業者には明らかになるであろう
。

二、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。添付の同頁はただ、曳好な実施態様を示す
ためのものであって、発明を限定しようとするものでは
ない。

第１図では、ＣＴスキャナ１０は放射線ビームで走査円
１４を照射するＸ線源すなわちＸ線管１２を含む。検出
器アレー１６はＸ線管と対向して走査円にわたって配置
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ーとなっている
。モータおよび駆動ベルト構成のよりなｘｌｓビーム回
転手段１８は、走査円の周囲で放射線のビームを回転さ
せる。この喪好な実施態様において、Ｘ線ビーム回転手
段は、ＸＨ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ータを含んでいる。サ
ンプリング手段２０は、少なくとも、Ｘ＠ビームによっ
て照射される検出器の出力をサンプルし、そしてす／ブ
リング中のＸＨ源の角位置の表示を受信する。パックア
メモリアレー２２はサンプリング手段によってサンプル
されたデータを記憶すゐ。

第２Ａ図を見ると、良好に構成されたバッファはそれぞ
れ、バッファが検出器ファンビューの光線の１つにそれ
ぞれ対応する複数のビューデータ要素を保持するまで、
照射された検出器の１つからのデータを記憶する。検出
器ファンデータは第２Ｂ図〜第２Ｇ図のフォーマットの
１つに対応するように、好ましくは、第２Ｅ図の郷しい
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ォーマットのビ
ューもまた、直接収集すゐこともできるし、あるいは収
集したデータから補間することもできる。

アレー処理装置２４杜、当業者には通常であるように、
各データビヱーを処理し、そしてそれらを入力メモリ２
６にロードする。よ〕脣定すれば、アレー処理装置は、
各ビューをフィルタあるいは畳み込み関数によって畳み
込む数学的操作を実行する。各ビューフォーマットにと
って、および種々のイメージングプロトコルにとって適
切な数多くのフィ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は受信した各ビューを
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、ビューデータは画像メモリ
の各記憶素子に対する重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ータに合計される。ビ
デオモニタのようなデイスプレィ手段５２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。あるい拡
また、この画像表示は、その他の処理等を行なう条件で
、テープあるいはディスク記憶手段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５６の制
御を受けて、入力メモリ２６にロードされた画像データ
を選択的に順投影して、出カメ播す手段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
される合成ビニ−表示が線源ファンフォーマットビュー
、検出器ファンフォーマットビュー　等しい角度あるい
は線形増分７オーマツトビユー、並列光線フォーマット
ビニ−等に対応するように、順投影手段を形成する。

ビュー処理手段４０は通常のビュー処理技術によって、
再構成したビューに作用する０例えば、ビュー処理手段
は単一の、個別のビューをビデオモニタ３２に表示させ
たシ、あるいはテープまたはディスクメモリ３４に記憶
させたシすることができる。あるいはｔ九、ビュー処理
手段はビュー表示をビューデータ調整手段４２に送るこ
とができるが、この調整手段は各ビューのデータに、例
えば骨の硬度補正アルゴリズム等のような、通常のフィ
ルタすなわち補正関数によって、操作を行なう。フィル
タされたすなわち補正されたビューはなお、ビュー処理
装置によって処理されて、アレー処理装置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ｔ九、ビュ一部層手段は選択されたビニ−フォ
ーマットに対する適切なフィルタあるいは畳み込み演算
を実行することができる。ビュー処理装置は変化したビ
ューをビューフォーマットに変換し、そのフォーマット
に対してアレー処履装置と逆投影器紘投影される。これ
らのビニ−はアレー処履装置の入力に戻され、畳み込鷹
れかつ逆投影されて、修正されたすなわち調整され良画
像表示になる。変更ビューがすでに畳み込まれている場
合には、この七ットビ二−表示は入力メモリ２６に一一
ドされ、そして逆投影される。

例えば核磁気共鳴イメージング装置、ＰＥＴスキャナ、
ディジタルＸ線装置、あるいはその他同種のもの、のよ
うな追加のイメージング様式５０によってもまた、任意
に、画像データを発生することができる０画像再構成手
段５２は撮像装置のイメージング様式５０１Ｃ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＊表示は直接、入力メモリ２６にロードされる。ある
いはまた、第２の様式のｊｉｉ儂表不表示−プまたはデ
ィスクに記憶され、そして後に入力メモリ２６にロード
される。これによって他のイメージング様式からの画像
表示が、ＣＴスキャナによって発生されるであろう対応
ビューに順投影され、そしてＣＴスキャナフィルタ、補
正アルゴリズム、あるいは他の同種のものによって補正
され、あるいは処理されることが可能になる。

第５Ｅ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
よって表わされる記憶素子の長方形アレーとして概念化
されている。（ｘ　、　ｙ）座標系は角度ｒ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。Ｖ
軸はファンデー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ピユー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＝−−には１次元のビューデータ要素アレー
〇が含まれている。ビューデータアドレス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。

Ｕ−、ｆノ Ｄ−ｖ　　　　　　　　　　（１） 但し、次元りは第５図で定められる。各ビューデータ要
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５図で再び画定される。

逆投影モードでは、メモリ６２および６４は第１１Ｉの
パラメータを含んでいる。

第１表　逆投影 ＭＥＭ　　　１　　−　　　ｕ。

ＭｇＭ　　２　−　　Δｕｘ ＭｇＭ　　Ｓ　　−ΔＵ。

ＭＥＭ　　ｓ　　、　　ｖ。

ＭＥＭ　　！　　−Δｖｘ ＭＥＭ　　　７　　　＝　　　八Ｖ。

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０代表的に、画儂
行アドレスＸは１端から他端へ増分する０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。

ΔｕｘおよびΔｖｘ−を増分することによって発生され
る。従って Ｕ（新）−Ｕ（旧）＋Δｕ　ｘ　　　　　　（３）Ｖ（
新）−Ｖ（旧）＋Δｖｘ　　　　　　（４）同様に％　
ｙが増分する場合％ＬＩ（！：ｖＯ値は次の通シである
。

Ｕ（新）−Ｕ（旧）＋ΔＵ、　　　　　（５）Ｖ（新）
−Ｖ（旧）＋ΔＶ怠、（６） レジスタ６６はＵ値を記憶し、そして加算器６８はΔｕ
ｘとΔＵ、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表に従って、メモリ６２
と６４のローディングを制御する。

もちろん、列と行は逆転することができる。

ルックアッ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ＯＣＴスキャナに対する定
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が含まれゐ。

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、
対応するビューデータ要素を検索する０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８
４は検索されたビューデータ要素にこの重み付け関数を
乗算する。ビュー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壕で
、このプロセスは繰返される０次いで、投影器メモリ６
０はデータの次のラインすなわちアレー処理装置からの
次の畳み込みビューを再ロードされ、そしてメモリ６２
．６４はｕｏ、ΔｕＸｍΔ”ＹｓΔｖｘ、ΔＶ、の次の
値をロードされて、プロセスが繰返される。

第５図では、順投影モードにおいて、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からの画像データラインをロー
ドされる。出力メモリ３０は合成ビニ−データを累積す
る。

順投影量は２つの基本部分、すなわち第１部分９０とビ
ュー合成手段９２、とから成る。第１部分９０はビュー
フォーマットを決定する。

それはビューの渚称および他のフォーマットのアドレス
を、ビュー合成手段９２で使用される標準θ、ｔフォー
マットに変換する。特定すれば、ビューフォーマットは
、メモリ６２゜６４、およびルックアップ表１０４，１
０６にロードされた値と、制御手段７４によって制御さ
れた第１部分９０の相互接続構成とによって決定される
。表２３，４および５はメモリ６２と６４にロードされ
た値を、次のように表わす。

第２ｆｉ 順　投　影（並列） ＭＥＭ　　１−　　ｔ。

ＭＥＭ　２−　Δｔ ＭＥＭ　３　−　ｎａ ＭＥＭ　ｓ　−０ ＭＥＭ　６−　Δ０ ＭＥＭ　７　　＝　ｎａ 第ｓＩＩ 順投影（ファン等角度増分） ＭＥＭ　１−α。

ＭｇＭ　２−　Δα ＭＥＮ　Ｓ　−ｎａ ＭＥＭ　５　＝　ｒ。

ＭＥＭ　６−Δｒ ＭＥＭ　７−　ＫＩＪＩ 第４表 順投影（ファン等線形増分） ＭＥＭ　１−　Ｕｏ ＭＥＭ　２−　ΔＵ ＭＥＭ　Ｓ　　−ｎａ ＭｇＭ　ｓ　−ｒ。

ＭＥＭ　４−Δｒ ＭＢＭ　７　　＝　　ｎａ 第 順投影（検出器、 ＪＣＭ　１ Ｍ藷２ ＭＢＭ　３ ５表 ファン、等線源角度増分） ”ｒ０＋ｇ。

國　ΔＣ −Δｒ ＭＢＭ　５−　ｒ。

ＭＥＭ　４０＆ｒ ＭＥＭ　７−　ｎｉ ビュー合成手段９２は第１部分９０から入力を受信し、
そして出力メモリ３０に蓄積されたビューに対して寄与
を与える。

第２Ｂ図の並列光線フォーマットビューにおいて、各ビ
ューはその角度位置θで指定される。

ピ為−内の各データ要素はそれに沿った位置ｔで指定さ
れる。順投影量は、下記の関係で表わされるように、各
データ行から対応するデータ値を検索する。

Ｘ　−−＋　８ｔｘａ　　　　　　（７）α噂 画像メモリラインからの各検索デー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。

Ｗ”　ｃｏｓτ　　　　　　　（８） 各画像データラインは投影粉入カメモリ６０にロードさ
れる。蓄積された画偉データ行からの適切なデータがビ
ニ−θの各データ要素に対して与えられるまで、選択さ
れたビューθに沿ったデータ位置ｔの値は増分される。

次いで、ビュー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
ータラインからの重み付きデータ値が順投影されて、各
ビューの適切なデータ要素になるまで、このプロセスは
繰返される。次いで、第２０画像データラインが投影器
メモリ手段６０にロードされ、メモリ６２と６４は次の
値をロードされ、そしてデータ位置ｔとビューの増分が
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によって再
形成される。ルックアップ表手段には、１２４菖θの値
をロードされたルックアップ１２１００および一〇の値
をロードされた第２ルックアップ表１０２が含まれてい
る。余弦値と正接値は計算され得るが、ルックアップ表
を使用することによって、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
ニ−素子アドレスに検索した１／ＣＯ＠θ値を乗算する
乗算手段７８が含まれている０乗算手段８２は一〇値に
、画像表示でのデータラインの位置Ｓを乗算する。図示
された実施態様では行がロードされておシ、位置Ｓは投
影器メモリにおけるそのデータの行を表わす。加算器Ｒ
８０は５ｏｔＩ１１θ値を乗算９７８からの積に加算し
て、投影器メモリ手段６０に蓄積されたデータツインの
アドレスＸを生成する。

代表的に、実動作においては、第１のビニ−データは±
４５＠の範囲にわたって合成される。

この限界を超過すると、画像の列データが投影器メモリ
６０にロードされる。今度は距＠８がｙ軸から測定され
、そしてｒ　Ｆｉｘ軸から測定される。第５図は、ｙ軸
がＸ軸に変シ、かつＸ軸がｙ軸に変っても妥当である。

オペレータは、第２Ａ図で示されるように、データを第
２Ａ図に示されるように、等角検出器ファンフォーマッ
トビューに順投影するよう選択することができる。各等
角増分検出器ファンフォーマットビューは、走査円の周
囲のその角度位置ｒによって指定され、そして各ビュー
に沿り九データは、ビューの光線の角度位置αによって
指定される。フォーマット手段９０はｒアドレスを発生
し、そしてそれらをビュー合成手段９２に対する等価並
列、ｔアドレスに変換する。並列光線フォーマットビュ
ー名称およびビューアドレスｔは、下記によって等角増
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
ｒとαに関連する。

ｔ　！　Ｄｓｉａα　　　　　　　　　　（９）θ−ｒ
−α　　　　　　　　　鱈 等角増分検出器ファンフォーマットにおケル式（７）と
（８）のメモリデータラインアドレスＸおよび重み付け
値ｗＨ以下のようになる。

−角度位置ｒは並列光線フォーマットとニーの角度位置
θに関連している。

Ｗ−−＝ａａ ｏｏｓθ　　　ｃｏｓ（ｒ−α） アドレスα１１、ｔアドレスをルックアップ表１０４に
よって取替えることので龜る値に変換される。ルックア
ップ表１０６はＤｓｉａαの対応する値を求める。減算
手段１０８はビュー名称ｒからビューアドレスαを減算
して、ビュー合成手段のθに等しい値を発生する０次い
で、上述のようにｔの値でビュー合成手段９２をアドレ
スする。

第２ＤｒＩＡＶｃ示されるように、等線形増分を有する
ファンデータを収集する場合、各ビューは走査円の周囲
でのその角度位置ｒおよび各ビューに沿った線形増分Ｕ
によって指定される。下記の関係によって、各等線形増
分７アンデータフオーマツトビユーに沿った位置線並列
光線フォーマットとニーのアドレス會に、そしてビニこ
れらの式を、弐７および８の関係に挿入すると、逆投影
器メモリ６０における画儂デー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。

フォーマット変換手段ルックアップ表１０４はビューの
１つに沿った各データ位置Ｕを対応するｔアドレスに変
換すゐ、特定的には、ルックアップｆｉＨ）４は式峙に
従って事前プログラムされている。ルックアップ表１０
６は−”（Ｕ／Ｄ）　値を決定し、そして減算手段１０
８はビュー角度ｒ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。

順投影量はまた、第２Ｇ図で示されるように、等角線源
増分を有すゐ検出器ファンフォーマットビューを投影す
るよう形成することもできる。

各ビューは角度線源位置ξで指定され、そして各ビュー
データ要素はその角度増分子で示される。並列光線フォ
ーマットとニー名称θおよびデータアドレス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、データ
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ｒ＋
６を発生する。ルックアップ表１０４は（ｒ＋ｇ）の和
によつでアドレスされて、対応するｔアドレスとして、
式ａηに従って前以て計算された対応値を検索する。他
のルックアップ表１０４は、式舖の逆正接部分に従って
事前プログラムされていゐ、データラインに泊った位置
が増分される度ごとに、ルックアップｌｌｊ　１０６は
新規（ｒ＋ｇ）項によってアドレスされて、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１０
８によってｒＯ値から減算されて、並列光線ビュー名称
と同等のビュー名称すなわち角度を発生する。

上述の曳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。フォーマット
変換手段は、線源ファンビニ−検出器ファンビュー　等
角ビュー　等線形増分ビュー等のような、他のピューフ
オーマットに対して調整する。ビュー合成手段９２はこ
れらのすなわち他のビューフォーマットのいずれのもの
においても作用することができる。

他のビューフォーマットを受入れるために、フォーマッ
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、選択したビュー７オー！ツトを
、ビュー合成手段９２で使用されるよう選択されたフォ
ーマッ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九が、
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＠ル、本発明に
含まれるものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明と関連する診断用イメージング装置の図
、 第２Ａ図〜第２Ｇ図は、等角増分、並列光ａ。 等角増分する線源ファン、等線形増分する線源ファン、
等角増分する検出器ファン、等線形増分する検出器ファ
ンおよび等角増分する線源ファンのビューフォーマット
をそれぞれ示し、第３５！Ｉは、式（１）から（ｌｅｔ
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
画偉メモリの相対的な幾、何学的配列およびスキャナの
幾何学的配列を示し、 第４図は第１図の結合逆／順投影量の逆投形量構成の線
図、そして 第５図は第１図の結合逆／ｌ！［投影器の順投影量構成
の線図を示す。 図中、１０はＣＴスキャナ、１２はＸＩｌ源、１４は走
査円、１６は検出器アレー　１８はＸ線ビーム回転手段
、２０はサンプリング手段、２２はバックアメモリ、２
４はアレー処理装置、２６は入カメそり、２８は結合逆
／順投影量、３０は出力メモリ、５２はビデオモニタ、
３４はディスクメモリ、３６ｔｉ操作卓、４０社ビュー
処通装置、４２はピユーデータ調肩装置、５２は画偉再
構成装置をそれぞれ示す。 図面の浄書 特許出願人　ピカー　インターナショナルインコーホレ
イテッド 古」 ＦＩＧ、２Ａ ＦＩＧ、２Ｂ ＦＩＧ、２Ｇ ＦＩＧ、２Ｄ 検出器 ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、２Ｅ ＦＩＧ、２Ｆ ＦＩＧ、２Ｇ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）診断用イメージング装置であつて 各ビューが、走査円を通る対応光線に沿つて放射線の強
   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装置と、処理したビ
   ューを逆投影して画像表示を生じ、そして画像表示のデ
   ータを順投影してビュー表示を得る結合逆投影および順
   投影器手段、 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
   。
2. （２）請求項（１）記載の装置であつてなお、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し、そして結合逆投影お
   よび順投影器手段の入力に接続している入力メモリに作
   動的に接続して画像表示を入力メモリに選択的にロード
   する画像再構成手段、とを有し、 それによつてＣＴスキャナ以外のスキャナからの画像表
   示はＣＴスキャナビュー表示に変換され得ることを特徴
   とする前記イメージング装置。
3. （３）請求項（１）記載の装置であつてなお、予選択さ
   れたアルゴリズムに従つ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、逆投影されて
   調整画像表示を得るビュー表示調整手段を含んでいるこ
   とを特徴とする前記イメージング装置。
4. （４）請求項（１）記載の装置において、結合逆投影お
   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、とを含
   んでいることを特徴とする前記イメージング装置。
5. （５）請求項（４）記載の装置において結合逆投影およ
   び順投影器はなお、 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
   各投影ライン内のデータ要素に対する投影データライン
   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
   された画像データラインとビューデータラインの他のも
   の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。
6. （６）請求項（４）記載の装置であつてなお、ビュー角
   度名称θによつてアドレスされて １／ｃｏｓθ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／ｃｏｓ
   θ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、および 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、 とを含んでいることを特徴とする前記イメージング装置
   。
7. （７）請求項（６）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、そしてなお、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物に変換するビュー
   フォーマット変換手段を含んでいることを特徴とする前
   記イメージング装置。
8. （８）請求項（７）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、および 等角増分線源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、 のうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする
   前記イメージング装置。
9. （９）請求項（４）記載の装置であつてなお、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、とを含んでいることを特徴と
   する前記イメージング装置。
10. （１０）ＣＴスキャナタイプのデータのための結合逆投
    影器と順投影器であつて、この結合投影器は （ｉ）ビューデータラインと（ｉｉ）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、メモリ手段
    に作動的に接続して、検索したデータ要素に重み付け関
    数を乗算する第１乗算手段と、 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第１と第２の
    入力に作動的に接続しているメモリアドレス発生手段と
    、および 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、そして第１乗算手段に
    作動的に接続してそこに重み付け関数を与える重み付け
    関数発生手段、とを備えていることを特徴とする前記結
    合逆投影および順投影器。
11. （１１）請求項（１０）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第１と第２の入力で受
    信され、 重み付け関数発生手段には、入力の１つに接続して、値
    Ｖによつてアドレスされることに応答して値Ｄ／（Ｄ−
    Ｖ）を検索するルツ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検索した値を二乗する第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２乗値を与えており、 アドレス発生手段には他の入力と作動的に接続し、かつ
    ルックアップ表手段と作動的に接続して、他入力で受信
    したアドレスに検索した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
    によつてメモリをアドレスする加算手段とが含まれてい
    る、 ことを特徴とする前記結合投影器。
12. （１２）請求項（１０）記載の投影器においてなお逆投
    影構成では、 第１と第２の入力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、ことを特徴とする前
    記結合投影器。
13. （１３）請求項（１０）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、第１と第２の入力で受信さ
    れ、そしてなお、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
    要素アドレスとの等価物に変換するビューフォーマット
    変換手段を含んでいる、 ことを特徴とする前記結合投影器。
14. （１４）請求項（１３）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
    並列光線フオーマツトビユー名称とアドレスに変換する
    手段と、 等角増分検出器フア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、および 等角増分線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、 のうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする
    前記結合投影器。
15. （１５）請求項（１０）記載の投影器において、順投影
    モードでは ビュー名称は、入力で受信され、そしてビューアドレス
    は他入力で受信され、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
    ビュー角度となつており、 重み付け関数発生手段とメモリアドレス発生手段にはビ
    ュー角度θによつてアドレスされて１／ｃｏｓθとｔａ
    ｎθの値を検索するルックアップ表が含まれ、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、および 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つてメモリをアドレスする加算
    手段とを含んでいる、 ことを特徴とする前記結合投影器。
16. （１６）ＣＴスキャナタイプデータのための逆投影器で
    あつて、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、そして入力の１つに接続してＶ
    によつてアドレスされたことに応答して値Ｄ／（Ｄ−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、を検索するルックアップ表手段を含む重み付け関数
    発生手段と、このルックアップ表手段は検索したルック
    アップ表値を２乗する第１乗算手段に接続している、 メモリ手段に作動的に接続して検索したデータ要素に第
    １乗算手段からの２乗した検索ルックアップ表値を乗算
    する第２乗算手段と、および メモリ手段に蓄積されたビューデータラインのビューデ
    ータ要素のアドレスを発生し、そして他の入力に作動的
    に接続し、かつルックアップ表手段に作動的に接続して
    他の入力で受信したアドレスＵに検索したルックアップ
    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、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。
17. （１７）ＣＴスキャナタイプデータのための順投影器で
    あつて、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、 ビュー角度によつてアドレスされて１／ｃｏｓθとｔａ
    ｎθ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、および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。
18. （１８）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
    あつて、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された重み付け関
    数と結合する結合手段と、および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
    ドレスの等価物に変換し、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。