JPH03123986A - 三次元解体 - 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】 皮■丘１ 本発明は、トモグラフィ即ち断層写真のデータを表示す
る技術に関するものであって、更に詳細には、表面を発
生する準備としてトモグラフィ画像を編集する方法及び
装置に関するものである。

え米技封 トモグラフィ（断層写真）データは、多種類の医学的画
像形成装置によって収集される。そのような装置として
は、Ｘ線コンビ二一りトモグラフイ（ＣＴ）、核ｆｆｉ
気共鳴画像形成（ＮＲ）、単一ホトン放出トモグラフィ
、ポジトロン放出トモグラフィ、又は超音波トモグラフ
ィ等に使用される。トモグラフィデータは、体の断面画
像を形成するために使用することが可能であり、このよ
うな画像は、例えば、医学的診断において広範に使用さ
れる。

トモグラフィデータの「投影組」は、核画素がスライス
面に沿っての画像形成した体の中の体積要素（ｒｖｏｘ
ｅ　ＩＪ　、即ち体素）に対応している画像要素（ｒｐ
ｉｘｅｌＪ、即ち画素のマトリクスから構成される単一
断面画像即ち「スライス」画像を発生するために再構成
することが可能である。各スライス画像の画素は、それ
らの対応する体素において計算された信号強度を表わす
デジタル数値として格納される。例えば、スライス画像
は、各々が画像形成した体の２６２，１４４個の体素の
一つに対応する５　１２ｘ５１２個の画素のアレイから
構成することが可能である。

典型的なトモグラフィ画像形成の研究は、軸に沿って増
分的に変位された一連の隣接するスライスの画像を発生
ずるために多数の投影組を採取することを必要とする。

この一連の隣接するスライス画像は、画像形成する体に
関しての情報の第三空間次元を与え、且つ格納され且つ
操作されねばならない画素データの量を増加させる。６
４個の隣接するスライスを検査する場合には、１６００
万個を超える画素デジタルワードを発生することを必要
とする。

放射線医師は、採取軸に沿っての採取位置の順行に従っ
てスライス画像を観察することにより画像形成物体の第
三次元を見ることが可能であり、又再構成されたスライ
ス画像の数値データを、三次元において画像形成物体の
陰影を付けた斜視図を発生ずるコンビュークプログラム
によって観察することが可能である。この後者のアプロ
ーチは、連続的なスライスを観察することによって三次
元空間関係を理解することが困難であるか又は不可能で
ある場合の複雑な三次元構成の場合に好適である。

トモグラフィデータから三次元画像を合成する作業は二
つのステップからなるプロセスである。

第一ステップにおいて、所望の物体の表面の数学的記述
がトモグラフィデータから抽出される。第ニステップに
おいて、陰影を付けた画像を該表面の数学的記述から合
成する。

第ニステップを最初に取扱うと、多数の表面要素（ｒｓ
ｕｒｆｅ　ＩＪ　、即ち面素）から構成される表面記述
を構成することが可能であると仮定される。これの面素
は、ＣＡＤ及びＣＡＭに起源を有する従来のコンピュー
タグラフィックス技術によって操作し、合成した二次元
画像を介しての画像の解釈を助けるために物体に対して
表面陰影を適用することが可能である。このようなシェ
ーディング即ち陰影方法の一つにおいては、表面陰影は
、面素と仮想的観察点との間の距離によって決定される
。二番目のこのような方法においては、面素の表面法線
、即ち面素が仮想的観察点に関して傾斜されている角度
が、表面陰影を決定する。−射的に、オペレークが選択
した視線に沿って表面法線を持った画像要素に対しては
陰影は最も明るく　（即ち、最も強い）、且つその視線
から傾斜される要素に対して次第に暗くなる。選択した
視線から９０度以上傾斜した表面法線をもった画像要素
は、三次元物体内に隠され且つデイスプレィから隠され
る。その視線上のフォアグラウンド即ち前面の物体は、
バックグラウンド即ち背面の物体を隠す。シェーディン
グ即ち陰影は、三次元の現実的な様相を与える。上述し
た方法の修正版においては、表面法線が面素に関連する
体素の勾配で置換されている。

一次元画像を合成する第一ステップに戻って説明すると
、トモグラフィスライスデータから所望の表面の数学的
記述を発生させるためには二つのサブステップが必要で
あり、即ち、（１）トモグラフィデータの残部から興味
のある物体を抽出すること、及び（２）表面を抽出した
物体へ当てはめること、である。

第一サブステップ、即ちトモグラフィデータの残部から
興味のある物体を抽出することは、典型的には、各体素
ど関係する信号強度において反映される如く、組織密度
の間で差別化を行なうことによって達成される。例久ば
、Ｘ線ＣＴにおいで、骨と関連する信号強度は、その周
りの一層柔らかい組織と関連する信号強度と実質的に異
なっており、且つ表面画定基準として使用することが可
能である。適宜のスレッシュホールドを確立することに
よって、各体素の信号強度とそのスレッシュホールドと
の単純な比較によって、骨と関連する体素を柔らかい組
織と関連する体素と容易に区別することが可能である。

上述したスレッシュホールド処理方法は、興味のある物
体に対応する体素が特定のスレッシュホールド範囲内に
入るトモグラフィデータにおける唯一のものである場合
には良好に動作する。これは、例えば、ＣＴにおける骨
であるとか、ＭＲにおける血管の場合には当てはまる。

しかしなから、多くの体内の可能性のある興味のある物
体は、密度範囲（即ち、その他の識別特性）を共用して
おり、従って簡単なスレッシュホールド技術によって区
別することは不可能である。例えば、ＣＴ画像形成にお
いては、臓器の画像を容易に区別することは不可能であ
る。例えば骨等のような高コントラスト物体であっても
、例えばギブスの石膏又はその他の掩遮骨等のようなそ
の他の管状物体から区別することが困難な場合がある。

これらの場合において、信号強度値の単純なスレッシュ
ホールド処理によって区別することが不可能な物体を分
離するために連結性又は領域成長として知られる方法を
使用することが可能である。連結性を使用する場合、表
面抽出ステップの期間中、興味のある物体におけるユー
ザが識別したシード体素に接続乃至は連結した体素のみ
が受付けられる。一個の体素が該シードへ接続乃至は連
結されるのは、（１）その体素が隣のもの（即ち、予め
画定した方向において該シードに隣接するもの）である
か、又は別の接続乃至は連結された体素の隣のものであ
り、且つ（２）その体素が該シード体素と特定した性質
（例えば、同一のスレッシュホールド範囲内に入ること
）を共用する場合においてのみ行なわれる。この連結性
技術は、例えば膝の靭帯等のような柔らかい組織構成の
三次元ＣＴ両画像発生する場合に好適に使用されている
。

このような連結性技術の有用性は、シード体素の配置に
依存する。顕著な問題は、分離されるべき二つの物体の
間の「ブリッジ（架橋）」である、ブリッジは連結性が
他の物体へ広がることを可能とする。接続乃至は連結が
単一スライス内において見えない場合には、該物体の第
三次元におけるブリッジは特に検知することが困難であ
る。

従って、複雑な構成の場合、所望の物体を効果的に接続
乃至は連結させることが可能となる前に、幾つかのシー
ド配置を試みる必要がある場合がある。本願出願人の先
の特許出願である特願平ｌ−１９８１２８（１９８９年
８月１日出願）は、このようなブリッジを識別し且つ回
避する技術を開示している。

興味のある表面の数学的記述を発生する第二サブステッ
プにおいて、物体の体素と何れかの非物体の体素との間
の境界を決定せねばならない。この決定は、当該技術分
野において従来公知のマーチングキューブ、分割キュー
ブ又はキュープリル（ｃｕｂｅｒ　ｉ　ｌ　ｌ　ｅ）方
法を使用して行なうことが可能である。この分割キュー
ブ方法は、１９８８年１月１２日付で発行された米国特
許第４゜７１９．５８５号（Ｃ１ｙｎｅ　　ｅｔ　　ａ
ｌ、）に２叙されている。

分割キューブ方法においては、隣接するスライスにおけ
る体素に対応する８個の立方体的に隣接する画素からな
る各組が検査される。これらの画素はキューブ即ち立方
体の頂点を画定する。このようにして形成された名犬き
な立方体がテストされて、物体の境界がそれを介して通
過するか否かを決定する。このテストを実施する一つの
方法は、該立方体の各頂点における強度値を、抽出ステ
ップ朋間中に物体を画定するために使用されたスレッシ
ュホールド値と比較することである。幾つかの密度がス
レッシュホールドよりも大きく且つ幾つかが小さい場合
、（即ち、幾つかが範囲内にあり幾つかが範囲外にある
場合）、該表面はその大きな立方体を介して通過する。

その場合には、該立方体を細分化してサブキューブ（創
立方体）又は副体素（ｓｕｂｖｏｘｅｌ）と呼称される
より小さな立方体を形成する。これらのサブキューブ頂
点に対して補間法によって密度を計算する。・該表面が
サブキューブを介して通過する場合には、そのサブキュ
ーブの中心において計算されたその頂点の位置及び正規
化した勾配が出力されて、上述した如（に陰影の付いた
画像が発生される。

三次元画像を発生する上述した技術は計算的に負担が大
きいものである。取扱われねばならないトモグラフィデ
ータの量が大きいばかりでなく、物体を抽出しその表面
を発生し且つその表面に陰影を付けるステップは、画素
データに関しての複雑な繰返し操作を行なうことを必要
とする。そのために、このような画像発生のためには、
高速アレイプロセサが使用されることが多い６そうであ
っても、６３個のスライストモグラフィシリーズに対す
る三次元画像の計算は、５分程度かかる場合がある。

三次元画像発生の前に、放射線医師によってその画像デ
ータが編集される場合がしばしばある。

このような編集作業は、上述した如き連結性方法を画像
データに適用して興味のある特徴を抽出するか、又は例
えばカーソルトレーシング等のような手動的編集技術を
適用して興味のある特定の領域を画定するか又は抽出す
ることを包含する場合がある。編集した画像を再処理す
るために必要とされる時間は、三次元画像発生のために
必要とされる時間に対する著しい付加となる場合がある
。

編集によって必要とされる再処理時間が余りにも大きく
なると、編集プロセスの有用性が制限されることとなる
。

又、放射線医師は、データの信頼性を確保するために、
トモグラフィデータの未編集のものと共に、将来参照す
るために編集した画像の幾つかのものを格納することを
希望する場合がある。

方、メモリワード寸法が画素データを格納するのに必要
なものよりも大きい場合には、固定量を未編集画像の画
素へ付加させて、編集したビットを識別すると共に、元
のデータの別のコピーを格納することなしに、元のデー
タを再生することが可能である。何れの場合においても
、各編集消画像に対してかなりのデータを格納せねばな
らないにのような幾つかの画像を格納することは、画像
形成装置に関連する格納媒体に厳しい条件を要求するこ
ととなる。このようなデータをロードし且つ格納するた
めに必要とされる時間も編集プロセスの速度に悪影響を
与える。

ニー追 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、高速で編集プロセス
を実施することが可能であり、データの信頼性を失うこ
となくデータの格納量を減少することを可能としたトモ
グラフィ画像編集方法及び装置を提供することを目的と
する。

乳−或 本発明は、トモグラフィ画像を編集する改良した方法及
び装置を提供している。該画像の各画素は、最初に、ビ
ットマツプ内のビットと関連しており、且つ編集は画素
データ自身に関してではなくビットマツプ上において実
施される。ビットマツプのビットとそれらの対応する画
素とのプール組合せ乃至は結合から表示された編集画像
が発生される。

本発明の一つの目的とするところは、編集プロセスを実
施することが可能な速度を向上させることである。ビッ
トマツプ内のビットの操作は、１６ビツトの画素データ
の処理と比較して最大１６倍の速さである。画素データ
ではなくビットマツプを編集することにより、プロセサ
内のより高速の２進テスト命令を使用することが可能で
ある。

編集プロセスの速度を改善することにより、付加的な編
集画像画面を発生させることが可能であり、画像形成装
置の診断の道具としての価値を改善している。可能性の
あるより長い画素データワード又はたとい異なったデー
タタイプを扱う将来の画像形成装置の場合、ビットマツ
プの操作は、編集プロセスを画素データフォーマットか
ら分離し、編集ルーチンの小型化を改善する。

該ビットマツプを該画像組内の各画素を検査することに
よって初期化させて、物体退択基準によるか又は所定の
初期化パターンに従ってそれが興味のある物体の一部で
あるか否かを判別する。爾後の編集は、このビットマツ
プのコピーについて行なわれ、従ってスレッシュホール
ド処理を繰返し行なう必要性を除去し且つ編集プロセス
の速度を改善している。

本発明の別の目的とするところは、データの信頼性乃至
は一体性を保存したままで、デジタルデータの格納量を
減少することであり、主には編集した画像を保持するた
めに必要なコンビュークメモリ及び磁気媒体に対する要
求を減少させることである。編集したビットマツプ及び
画像データを結合して、簡単且つ高速の結合操作によっ
て編集済の画像データを発生させる。従って、編集済の
ビットマツプと未編集の画像データを格納することが必
要であるに過ぎない。複数個の編集済画像は、付加的な
ビットマツプの格納のみを必要とする。画像データの各
画素が１６ビツトを有する場合、編集済の画素データで
はなくビットマツプを格納することは、格納条件を１６
倍減少させる。この改善は、より長い画素データワード
を使用する次世代の画像形成装置の場合には更に大きな
ものとなる。元の画像データではなくビットマツプを編
集するということは、更に、画像データの信頼性乃至は
一体性が繰退しの編集作業によって劣化されることがな
いことを確保している。

ビットマツプ及び元の画像データから三次元画像を発生
することが可能である。ビットマツプのビットが「ゼロ
」であり且つ画素がスレッシ１ホールド条件を満足する
場合には、三次元画像は画素ではな（パッド値に関して
動作する。ビットマツプのビットが「ゼロ」であり且つ
画素がスレッシュホールド条件を満足するものではない
場合には、三次元画像は元の画像データの画素に関して
動作する。従って、本発明の更に別の目的とするところ
は、表面の発生及びシェーディング（陰影付）を実施す
るために必要なデータを除去することなしに表面画定基
準を満足するデータのサブセットから三次元画像を発生
ずることを可能とすることである。パッド値にセットさ
れた編集済画像組内の唯一の画素値は、スレッシュホー
ルド条件を満足すると共に編集プロセスにおいて除去さ
れたものである。従って、表面勾配を計算するのに必要
なデータが保存される。

種々の画像編集機能がビットマツプに関して直接的に実
施される。連結性（乃至は接続性）編集の場合、シード
画素の隣のものである画素のみならず、どの画素が以前
に連結性乃至は接続性に関して検査されたか否かを決定
することが必要である。この後者のステップが実施され
ない場合には、連結性プログラムが終了することなしに
進行する。ビットマツプは、連結されたビットを除去す
るため、及び以前に検査されたビットを集計するために
使用することが可能である。ビットマツプ内のセットさ
れたビットのみが接続させることが可能であるので、各
ビットが一度テストされると、それはゼロにセットされ
、それが再度テストされる必要性がないことを表わす。

従って、本発明の更に別の目的とするところは、簡単化
した連続性（接続性）編集を行なうことを可能とするこ
とである。各検査したビットがゼロにセットされた後の
残存するビットマツプを使用して、シード画素に接続さ
れた画像の部分を除去することが可能である。接続した
画素を除去する代りに接続した画素を維持することが所
望される場合には、編集したビットマツプを未編集のビ
ットマツプと排他的ＯＲ操作によって結合させることが
可能である。

実」１泗 以下、添付の図面を竪考に、本発明の具体的実施の態様
について詳細に説明する。

第１図を参照すると、画像形成物体３０が例えばＸ線コ
ンビュークトモグラフィ装置等のようなトモグラフィ画
像形成器１０のボア内に保持されている。トモグラフィ
画像形成器１０は、画像形成物体（即ち、その画像を形
成すべき物体）からのトモグラフィデータを収集し且つ
そのデータを高速バス２８を介して伝送し、メモリ１６
内に格納させる。バス２８にはプロセサ１２が接続され
ており、プロセサ１２はトモグラフィ画像形成器の動作
を制御すると共にデータ採取を管理する。

プロセサ１２は、例えばＤａｔａ　　Ｇｅｎｅｒａｌ　
　Ｅｃｌｉｐｓｅ　　ＭＶ／７８００Ｃのような汎用ミ
ニコンピユータであり、以下に説明する如く本発明の機
能を実施すべ（プログラムすることが可能である。

プロセサ１２はバス２８に取付けられているアレイプロ
セサ１４と通信を行ない、アレイプロセザ１４は、トモ
グラフィ画像再生のために必要な多数のデータ要素の迅
速な処理を行なう。このアレイプロセサは、バージニア
州のスターチクノロシーズ社によって製造されている。

プロセサ１２とアレイプロセサ１６の両方がメモリ１６
を直接的にアクセスすることが可能であり、メモリ１６
は３２００万個のバイトを有している。

各トモグラフィ画像を表現するのに必要なデータ量は極
めて大きく、従ってディスクドライブ及び６１主気テー
プユニツトの形態で付加的な格納装置乃至は記憶装置１
８が設けられている。このような記憶装置１８は、大き
なデータ容量を有しているがメモリ１６よりもかなり低
速であり、従って、実際的には、処理されるべき全ての
画像データは最初に格納装置１８からメモリ１６ヘロー
ドされねばならない。

ワークステーション２０もバス２８へ取付けられており
、プロセサ１２によって使用するだめのプログラム及び
プログラムバラメークを入力することを可能としている
。ワークステーション２０は、高解像度ビデオデイスプ
レィ管２２、キボード２４及びトラックボール又は「マ
ウス」等のようなカーソル制御装置２６を有している。

ワークステーション２０は、再生乃至は再構成したトモ
グラフィ　（断層）画像を表示することを可能とし、且
つ本発明において必要とされる如き編集用の命令を人力
することを可能とする。

第２図を参照すると、画像形成物体３０は、外面的には
、複数個の隣接する規則的な体素３２へ分割することが
可能である。単一面を形成する体素はスライス３４と呼
ばれ、且つ各スライス３４の画像を形成するために使用
されるデータは、上述したトモグラフィ投影組（不図示
）を有している。各スライス３４に対する投影組は、画
素データ３６の画像組４９に再構成することが可能であ
り、各画素３６の値はその対応する体素３２のある特性
を記述する。Ｘ線コンビュークトモグラフィの場合には
、この特性はＸ線放射に対する体累の相対的不透明性で
ある。

画素データ３６はメモリ１６内に格納され、各画素は１
６ワードであり画像形成物体３０の体素３２との対応性
を反映する順番である０画素データ３６をワークステー
ションのデイスプレィ２０上において画像強度として表
示することによりスライス画像をワークステーション２
０において二次元で表示することが可能であり、画素は
画像形成物体のスライス３４内の体素３２の相対的位置
に従って配列される。

上述した如く、ある構造を除去するために表示された画
像を編集することが所望されることがしばしばある。こ
れは、特に、トモグラフィデータの三次元表示の場合に
おいて、ある構造が検査中の物体をブロックする場合に
いえることである６画像の編集は、画像データ５０それ
自身に関する動作によって行なわれるものではない。そ
の代わりに、最初に、ビットマツプ５１が構成される。

ビットマツプ５１は、メモリ１６内に同時的に存在する
画像データ５０から除去されたオフセットアドレス０に
おいてメモリ１６内に収納されている。ビットマツプ５
１のピント４０は、メモリ１６のアーキテクチャ当たり
１６ビツトワード３８内に収納されているが、各ワード
３８内において別々にアドレスすることが可能である。

ビットマツプ５１内の各ビット４０のアドレスは、画像
データ５０内の一個の１６ビツト画素３６のアドレスと
数学的に関連しており、従って特定ビット４０と特定画
素３６との対応は容易に決定することが可能である。ビ
ットマツプ５１のビット４０のアドレスは、以下の式に
従って画像データ画素３６のアドレスから決定すること
が可能である。

ａ　ｂ　＝０　＋　（ａ　ｐ＼ｐｉ）　　　　　　　　
（１）＃ｂ　＝：ａ、−（（ａｐ＼ｐｉ）ｐｉ）　　　
（２）尚、ａゎ及びａ、は、夫々、メモリ１６内のビッ
ト４０及び画素３６のアドレスであり、＃。

はａｂ’におけるワード３８内のビット４０のビット番
号であり、ｐｔはビット（１６）における画素３６の長
さであり、＼は小数部を切り捨てるという点において通
常の割算と異なる整ｔ２割算演算である。

明らかに、特定のビット４０と関連する画素３６のアド
レスは、上の式（１）及び（２）の逆数を適用すること
によって決定することも可能である。これらの式を検討
すると明らかな如（、ピッ１−マツプ５１は、画素３８
の各／Ｊが１６ビツトである場合には、画像データ５０
が占有するメモリ１６の面積の１６分の１を占有する。

更に、オフセット０の複数個の値を使用することによっ
て複ｌａ　（ＤＡのビットマツプ５１をメモリ１６内に
形成することが可能であり、このような各個はビットマ
ツプ５１の長さに少なくとも等しい数だけ前の値と異な
っており、従ってビットマツプのオーバーラツプは存在
しない。

スレッシュホールドビットマツプ５４のビット４０は、
それらの対応する画素３６の値に基づいて、「１」又は
「０」へ初期化される。第３図を参関すると、スレッシ
ュホールドビットマツプ５４は、プロセサ１２及びアレ
イプロセサ１４上で走るソフトウェアを介して実行され
るスレッシュホールド器５２によって初期化することが
可能である。スレッシュホールド器５２は、画像データ
５０の各画素３６を検査し、且つそれをスレッシ上ホー
ルド範囲を確立する高スレッシュホールドＴ　ｈｉｇｈ
及び低スレッシュホールドＴ１゜いの二つのスレッシュ
ホールド値の各々と比較する。これらのスレッシュホー
ルドは、周囲の物質の強度値から区別されて、ｌｌ１ｌ
Ｊ味のある物体の強度値のアブリオり知識に基づいて放
射線医師によって選択される。例えば、興味のある物体
が骨である場合には、これらのスレッシュホールドは、
柔らかい組織ではなく骨と同等の強度値を有する画素３
６を捕獲するためにセットされる。画素値■。がスレッ
シュホールド範囲内にある場合には、即ち次式が成立す
る場合、 Ｔ、。−＞１．、＞Ｔｎ＋ｇ＋＋　　　　　　　　（３
）スレッシュホールドビットマツプ５４の対応するビッ
ト４０は「１」ヘセットされる。そうでなければ、この
ビットは「０」ヘセットされる。このスレッシュホール
ドビットマツプ５４は、画（象データ５０を更に編集す
るためのベースとして機能するが、スレッシ上ホールド
動作が変更されない限り修正されることはない。

スレッシュホールド器５２は、各画素３６の簡単な強度
スレッシュホールド処理以外の物体選択基準を使用する
ことが可能である。当業者にとって明らかな如く、その
伯の画像セグメント化技術を適用して物体を選択するこ
とが可能である。多くのその他のスレッシュホールド処
理システムが存在しており、特定の物体選択基準は、大
略、画像のタイプ及びトモグラフィ画像形成装置のタイ
プに依存する。

一方、スレッシュホールドビットマツプ５４は、ｒｌＪ
又は「０」の所定のパターンヘセットすることが可能で
あり、基本的にスレッシュホールドプロセスをバイパス
し且つ爾後の編集ビットマツプ５５の形成のための「ブ
ランクスレート」を与える。

何れの場合においても、編集器ビットマツプ５５は、ス
レッシ１ホールドピッ１−マツプ５４からビット４０を
読取り且つ編集結果を有する新たな編集器ビットマツプ
５５を書込む編集器５６によって形成することが可能で
ある。この編集器の機能は、興味のないビットマツプの
ビットを強制的にゼロとさせることである。この編集器
ビットマツプ５５は、付加的な編集ビットマツプ５１を
形成するための出発点として作用することが可能であり
、又編集を行なうことによりそれ自身を変更させること
が可能である。編集器５６は、又、プロセサ１２及びア
レイプロセサ１４上で動作するソフトウェアによって実
現される。一実施例においては、編集器ビットマツプ５
５は、スレッシ１ホールドビツトマツプ５４上に書込ま
れてメモリを節約し、且つスレッシュホールドビットマ
ツプ５４は、必要とされる場合に、再計算される。

−射的な編集技術は、前述した如き連結性方法及びワー
クステーション２０のカーソル制御装置２６を使用する
ことによる手作業の編集動作を包含している。何れの場
合においても、編集用命令はビットマツプ５１上のみに
おいて動作する。

手作業の編集の場合１画像形成物体３ｏの特定のスライ
ス３４の１６ビツト画像データ５０は切リ１舎てられ且
つオフセットされてワークステーション２０と関連する
バッファメモリ６６内へロードされ、従ってデイスプレ
ィ管２２上に表示される。画像データ５０のスライス３
４に対応する編集済ビットマツプ５５の部分が二番目の
１ビツトスクリーンバツフア６８内へロードされる。デ
イスプレィ管２２上で表示される画像は、第一スクリー
ンバッファ６６の直接的読取りによるか又はハードウェ
アプール結合器７０による第一スクリーンバッファ６６
の対応するワードと１ビツトスクリーンバツフア６８の
ビットとの論理的結合の何れかによって発生される。最
初の場合には、画像データ５０は未編集のまま表示され
る。二番目の場合には、編集済ビットマツプ５５からの
画像が画像データ５０からの画像と重畳される。このよ
うに画像が重畳される場合には、放射線医師がカーソル
制御装置２６によってスクリーン上のカーソルを移動さ
せることが可能であり、且つ所望により編集済ビットマ
ツプ５５から分割することが可能である。

一実施例においては、好適形態においてビットマツプ５
５へ付加することは許容されない。これは、編集プロセ
スによって画像内に不本意の人工的な構成が形成される
可能性を減少する。しかしなから、例えば、このような
構成を使用して連結性経路を修正することが可能な連結
性編集の期間中に、付加的な構成を形成することが極め
て望ましい場合がある。従って、別の実施例においては
、スクリーン上のカーソルを使用して、編集済ビットマ
ツプ５５を付加するのみならず編集済ビットマツプ５５
から減算することが可能である。

このような編集動作は当該技術分野において公知であり
、且つカーソルの位置をモニタし且つ必要に応じて編集
済ビットマツプ５５を修正するプロセサ１２上で動作す
るソフトウェアによって実行される。放射線医師はプー
ル結合器７０を直接的に制御して、放射線医師の命令に
従って編集済ビットマツプ５５を迅速なシーケンスで可
視状態又は不可視状態とさせることが可能であり、その
プロセスは「トゲリング」と呼ばれる。トゲリングは、
時間のかかる三次元画像再構成を行なう前に、実時間ペ
ースで編集結果を放射線医師が見ることを可能とする１
編集プロセスの対話的性質が、偏集命令の迅速な処理に
プレミアムをおいている。このような迅速処理は、編集
済ビットマツプ５５を使用することによって簡単化され
る。

連結性編集の結果を表示するためにワークステーション
２０を使用することが可能である。特に、ワークステー
ション２０は、この場合にも三次元画像発生を行なう前
に、連結性プロセスの結果をブリッジによって発生され
た「リーク」に対して検査することを可能とする。

連結性プロセスの期間中、シード画素がワークステーシ
ョン２０上のカーソル制御装置２６によって識別される
。そのシード画素に関連する編集済ビットマツプ５５の
ビット４０が識別され、且つ連結性方法が編集済ビット
マツプ５５に関して実行される。この連結性方法におい
て、シードビットに隣接する編集済ビットマツプ５５内
の各セットされているビット４０（「第一隣接ビット」
）が最初に識別される。ビット４０がシードビットに隣
接しているか否かは、これらのビット４０の対応する休
業３２の相対的位置を参照して決定される。これらの休
業３６は、上述した式（１）及び（２）によってビット
４０をそれらの対応する画素３６と関連させ且つ画素３
６と休業３２との間の既知の関数関係によって休業３２
を識別することによって決定することが可能である。

これらの第一隣接ビットに対しての第二隣接ビット、即
ち第一隣接ビットに隣接する編集済ビットマツプ５５の
セットされているビット４０が識別され、且つ第一隣接
ビットはゼロにセットされる。この第一隣接ビットをゼ
ロヘセットすることは、後方及び前方の両方へ連結性を
トレースすることによって連結性方法が永久に継続する
ことを防止するという点において重要である。連結性プ
ロセスが最早隣接ビットを見出すことができない場合に
は、該プロセスは終了し、ある部分を除去した新たな編
集済ビットマツプ５５′　（不図示）を発生させる。

除去部分が実際には掩遮構造である場合には、編集作業
は完了する場合がある。しかしなから、それが興味のあ
る物体である場合には、除去した構造の、編集済ビット
マツプ５５′を元のビットマツプ５５のコピーと論理的
に排他的ＯＲ処理することにより三番目の編集済ビット
マツプ５５″内に存在する連結性によって除去されたビ
ット４０のみを有する三番目の編集済ビットマツプ５５
″　（不図示）を発生することにより、別個に観察する
ことが可能である。編集プロセスを継続して行ない、且
つ多くの異なったビットマツプを形成することが可能で
ある。

これらの編集済ビットマツプの各々をワークステーショ
ン２０上で観察して編集プロセスの正確さを検証するこ
とが可能であり、且つ従って、以後においては、集団的
に編集済ビットマツプ５５として呼称する０編集が完了
した後においてのみ、三次元画像の発生を試みることが
必要である。

この三次元画像発生は、上述した如く、編集済画像デー
ク５９から三次元的な陰影を付けた表面の二次元表示を
発生する。編集済画像データ５９は、結合器５８によっ
て編集済ビットマツプ５５を具備する元の画像データ５
０とスレッシュホールドビットマツプ５４とを結合させ
ることによって発生される。次に、結合器５８の動作に
ついて説明する。

結合器５８は、プロセサ１２及びアレイプロセサ１４上
で動作するソフトウェアの形態で実現されている。結合
器５８は、編集済ビットマツプ５５　（ｅｂｍ）及びス
レッシュホールドビットマツプ５４　（ｔｂｍ）の各ビ
ット４０及び画像データ５０の対応する画素３２　（ｉ
ｄ）を検査し、且つ以下の表に従って編集済画像データ
５９（ｅｉｄ）の対応するワードを形成する。

ｔｂｍ−１ｔｂｍ−０ このパッド値は、三次元画像を形成するために三次元画
像発生器６２によって使用される表面画定基準を満足す
るものではない６画像データ５０は、編集済ビットマツ
プ５５の対応するビット４０がゼロであり且つスレッシ
ュホールドビットマツプ５４の対応するビット４０が１
である場合を除いて、修正されずに通過して、編集済画
像データとなる。三次元画像発生器６２は、それ自身の
スレッシュホールド動作を実行し、従って、スレッシュ
ホールドビットマツプ５４の後の編集作業がない場合に
は、画像データ５０の何れもが変更されることはない。

上述したプロセスは、三次元画像発生器６２によって抽
出される表面の勾配を正確に計算することを可能とする
。この勾配は、興味のある物体の中の体業３２及びその
興味のある物体に隣接する体業３２からの画素３６の両
方の強度値の知識を必要とする。しかしなから、編集済
ビットマツプ５５を発生するためにスレッシュホールド
ビットマツプ５４を編集することは、パッド値が画素３
６を置換することを必要とし、従って三次元画像発生器
６２は、編集プロセスによって除去されたトモグラフィ
データの部分に対して表面を発生することはない。

編集済画像データ５９は、当該技術分野において公知の
方法に従ってプロセサ１２及びアレイプロセサ１４によ
って実行されるソフトウェアの形態で実現される三次元
画像プロセサ６２によって処理される。その結果書られ
る計算された三次元表面の二つの二次元画像は、マルチ
プレクサ６４によって、ワークステーション２０のスク
リーンバッファ６６内ヘロードさせて、表示させること
が可能である。マルチプレクサ６４も、プロセサ１２上
で動作するソフトウェアによって実現される。

以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明は、これら具体例にのみ限定されるべきも
のではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに
種々の変形が可能であることは勿論である。例えば、ビ
ットマツプの編集作業は任意の順番で行なうことが可能
であり、且つ新たなビットマツプが古いビットマツプを
置換して更にメモリを節約することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に基づいて構成されたトモグ
ラフィ画像形成装置を示したブロック図、第２図は画像
形成物体の体業と対応する画素データと対応するビット
マツプの構造との間の関係を示した第１図のトモグラフ
ィ画像形成装置のメモリ部分の構成を示した概略図、第
３図は本発明の一実施例に基づいて構成された編集装置
を示したブロック図、である。 （符号の説明） １０：トモグラフィ（断層写真）画像形成器１２、プロ
セサ １４ニアレイプロセサ 　６ １８　： 　０ ２８　： ０ ２ ３４　・ 　６ ４０　。 ５０　。 ２ ４ ６ ６ ８ ０ メモリ 記憶装置 ワークステーション バス 画像形成物体 体業 スライス 画素データ ビット 画像データ スレッシュホールド器 スレッシュホールドビットマツプ 編集器 バッファメモリ スクリーンバッファ 結合器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各ワードが画像形成物体の体素と関連する複数個の
   ワードの画像データから形成される画像を編集する方法
   において、各ビットが一個のワードと関連している複数
   個のビットから構成されるビットマップを確立し、前記
   ビットマップを編集し、前記ビットマップの各ビットを
   対応するワードの各ビットと論理的に組合せて編集した
   画像データのワードを発生し、前記編集した画像データ
   を表示する、上記各ステップを有することを特徴とする
   方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記ビットマップ
   を確立するステップが、各ビットに関連する画像データ
   のワードの値をスレッシュホールド値と比較して物体選
   択基準を画定し、その対応するワードの画像データが前
   記スレッシュホールド値によって画定された物体選択基
   準を満足する場合に前記関連するビットを前記ビットマ
   ップ内にセットする、上記各ステップを有することを特
   徴とする方法。 ３、各ワードが三次元画像形成物体の体素と関連してい
   る複数個の画像データワードから形成される三次元画像
   を編集する方法において、各ビットが画像データワード
   と関連している複数個のビットから構成される三次元ビ
   ットマップを確立し、前記ビットマップを編集し、前記
   複数個の画像データワード及び前記編集したビットマッ
   プから前記画像形成物体の画像ワードに対応する編集し
   た画像データワードを発生し、前記編集した画像データ
   から表面を抽出し、前記抽出した表面を表示する、上記
   各ステップを有することを特徴とする方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記編集した画像
   データワードを発生するステップが、前記ビットマップ
   内の関連するビットがセットされておらず且つ関連する
   画像ワードの値が所定範囲の外側である場合に前記編集
   した画像データのワードをそれと対応する画像ワードの
   値へセットし、前記ビットマップ内の関連するビットが
   セットされておらず且つ関連する画像ワードが所定の範
   囲内である場合には前記編集した画像データのワードを
   所定のパッド値へセットし、前記ビットマップ内の関連
   するビットがセットされており且つ関連する画像ワード
   が所定の範囲内である場合には前記編集した画像データ
   のワードをそれと対応する画像ワードの値へセットする
   、上記各ステップを有することを特徴とする方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記パッド値が前
   記編集した画像データから表面を抽出するために使用す
   る表面画定基準を満足するものでないことを特徴とする
   方法。 ６、各ワードが画像形成物体の体素と関連している複数
   個の画像ワードから形成される画像を編集する方法にお
   いて、 ａ）各ビットが画像ワードと関連している複数個のビッ
   トから構成されるビットマップを確立し、 ｂ）前記ビットマップ内のセットされているビットの中
   でシードビットを識別し、 ｃ）前記シードビットに対する第一段隣接ビットを識別
   し、 ｄ）前記シードビットをゼロにセットし、 ｅ）前記第一段隣接ビットに対する第二段隣接ビットを
   識別し、 ｆ）前記第一段隣接ビットをゼロにセットし、 ｇ）前記第二段隣接ビットを第一段隣接ビットとして処
   理し、 ｈ）第二段隣接ビットがなくなるまで（ｅ）乃至（ｆ）
   の各ステップを繰返し行なう、 上記各ステップを有することを特徴とする方法。 ７、各ワードが画像形成物体の体素と関連している複数
   個の画像ワードから形成される画像をディスプレイター
   ミナル上に表示する方法において、前記ディスプレイタ
   ーミナルは表示メモリ内のデータ又は単一バッファのデ
   ータのプール組合せを選択的に表示するための第一及び
   第二表示バッファメモリを有しており、各ビットが画像
   ワードと関連している複数個のビットから構成されるビ
   ットマップを確立し、前記ビットマップを編集し、前記
   ビットマップを前記第一表示バッファメモリ内にロード
   し、前記画像ワードを前記第二表示バッファメモリ内に
   ロードし、前記第一表示バッファ及び前記第二表示バッ
   ファのプール組合せを表示し、前記第二表示バッファの
   みを表示する、上記各ステップを有することを特徴とす
   る方法。 ８、各ワードが画像形成物体の体素と関連する複数個の
   ワードの画像データから形成される画像を編集する装置
   において、各ビットがワードと関連している複数個のビ
   ットから構成されるビットマップを確立する手段、前記
   ビットマップを編集する手段、編集した画像データのワ
   ードを発生するために前記ビットマップの各ビットを対
   応するワードの各ビットと論理的に組合せる手段、前記
   編集した画像データを表示する手段、を有することを特
   徴とする装置。 ９、特許請求の範囲第８項において、前記ビットマップ
   を確立する手段が、物体選択基準を画定するために各ビ
   ットに関連する画像データのワードの値をスレッシュホ
   ールド値と比較する手段、画像データの対応するワード
   が前記スレッシュホールド値によって画定された物体選
   択基準を満足する場合に前記ビットマップ内に関連する
   ビットをセットする手段、を有することを特徴とする装
   置。 １０、各ワードが三次元画像形成物体の体素と関連して
   いる複数個の画像データワードから形成される三次元画
   像を編集する装置において、各ビットが画像データワー
   ドと関連している複数個のビットから構成される三次元
   ビットマップを確立する手段、前記ビットマップを編集
   する手段、前記複数個の画像データワード及び編集した
   ビットマップから前記画像形成物体の画像ワードに対応
   する編集した画像データワードを発生する手段、前記編
   集した画像データから表面を抽出する手段、前記抽出し
   た表面を表示する手段、を有することを特徴とする装置
   。 １１、特許請求の範囲第１０項において、前記編集した
   画像データワードを発生する手段が、前記ビットマップ
   内の関連するビットがセットされておらず且つ関連する
   画像ワードの値が所定範囲外である場合に前記編集した
   画像データのワードをそれの対応する画像ワードの値へ
   セットする手段、前記ビットマップ内の関連するビット
   がセットされておらず且つ関連する画像ワードが所定範
   囲内である場合に前記編集した画像データのワードを所
   定のパッド値へセットする手段、前記ビットマップ内の
   関連するビットがセットされており且つ関連する画像ワ
   ードが所定範囲内である場合に前記編集した画像データ
   の値をそれの対応する画像ワードの値へセットする手段
   、を有することを特徴とする装置。 １２、特許請求の範囲第１１項において、前記パッド値
   が、前記編集した画像データから表面を抽出するために
   使用される基準を画定する表面を満足するものではない
   ことを特徴とする装置。 １３、各ワードが画像形成物体の体素と関連している複
   数個の画像ワードから形成される画像を編集する装置に
   おいて、 ａ）各ビットが画像ワードと関連している複数個のビッ
   トから構成されるビットマップを確立する手段、 ｂ）前記ビットマップ内のセットされたビットの中でシ
   ードビットを識別する手段、 ｃ）前記シードビットに対する第一段隣接ビットを識別
   する手段、 ｄ）前記シードビットをゼロへセットする手段、 ｅ）前記第一段隣接ビットに対する第二段隣接ビットを
   識別する手段、 ｆ）前記第一段隣接ビットをゼロへセットする手段、 ｇ）前記第二段隣接ビットを第一段隣接ビットとして処
   理する手段、 ｈ）第二段隣接ビットがなくなるまで上記手段（ｅ）乃
   至（ｆ）を繰返し実施する手段、を有することを特徴と
   する装置。 １４、各ワードが画像形成物体の体素と関連している複
   数個の画像ワードから形成される画像をディスプレイタ
   ーミナル上に表示する装置において、前記ディスプレイ
   ターミナルが表示メモリ内のデータ又は単一バッファの
   データのプール組合せを選択的に表示するための第一及
   び第二表示バッファメモリを有しており、且つ、各ビッ
   トが画像ワードと関連する複数個のビットから構成され
   るビットマップを確立する手段が設けられており、前記
   ビットマップを編集する手段が設けられており、前記ビ
   ットマップを前記第一表示バッファメモリ内にロードす
   る手段が設けられており、前記画像ワードを前記第二表
   示バッファメモリ内にロードする手段が設けられており
   、前記第一表示バッファ及び前記第二表示バッファのプ
   ール組合せを表示する手段が設けられており、前記第二
   表示バッファのみを表示する手段が設けられていること
   を特徴とする装置。