JPH0532714B2

JPH0532714B2 -

Info

Publication number: JPH0532714B2
Application number: JP63218607A
Authority: JP
Inventors: Jeemuzu Nowaku Debitsudo
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1993-05-17
Also published as: US4879652A; JPH01119786A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景この発明の分野は、各物質医療を実施する時に
使われる様な核物質又はガンマ線カメラに対する
像表示装置である。

米国特許第4652758号及び同第4497024号に記載
されている様な核作像用断層走査装置は、患者内
部の放射性物質からの放出を感知するセンサ又は
カメラ持つている。このカメラを患者の周りに動
かして、多くの角度からのデータを求めるのが典
型的である。この結果得られた１組のデータか
ら、周知の計算機断層写真法（CT）を使つて、
２次元の像を再生することが出来る。この２次元
像は患者の中を通る断面図であり、この１組のデ
ータから３次元の情報を求める為には、一連の相
隔たる断面図を再生し、放射線技師はそれら全て
を吟味して、自分の頭の中で３次元像を再生す
る。

３次元の陰影つきの表面像は、患者内部の放射
線医療の分布に関する独特な図を放射線技師に提
供する。Ｘ線計算機式断層写真技術、核磁気共鳴
技術及び核物質作像技術を使つて収集されたデー
タの組から、こう云う像を発生する多くの方法が
知られている。こう云う方法は何れもかなりの計
算時間を必要とし、核物質作像技術の場合、典型
的な走査の間に収集されるデータ量が限られてい
る為に、像は特によくない。データに対するこの
制約により、２−Ｄ像は分解能が比較的低く、３
−Ｄ像には不正確になる。

３−Ｄの陰影つきの表面像の再生は、多数の周
知の方法で達成することが出来る。最初の工程
は、被走査容積全体にわたつて収集されたデータ
から、関心のある対象の表面に関係するデータを
抽出することである。これは手作業により、又は
閾値方式と呼ばれる方式によつて行なうのが普通
である。閾値方式は、被走査容積の内、核事象が
予め設定した閾値を越えた全てのデータ点を確認
する。事象の数が一層少ないデータ点は背景と見
なされ、背景のデータ点と、関心のある対象内の
データ点の間の境界が、作像しようとする表面で
ある。

対象が同定された後、キユバリル・アルゴリズ
ム、輪郭ベース形アルゴリズム、オクトリー符号
化アルゴリズム又は線追跡形アルゴリズムの様な
方式を用いて、対象の表面の数学的な表示を作
る。次に表面表示方式を用いて、対象の３−Ｄ像
を合成する。この表面表示方式は、隠れた面を除
去し、関心のある対象の陰影をつけ、並進させ、
投影し、倍率をかけ、回転させることを含む。

３−Ｄ表面を作る線追跡方法は、別個の予備処
理工程を必要としないので、特に魅力がある。例
えば、所謂バニヤ方法を用いると、対象のデータ
の組の断面に対して垂直な投影平面が設定され
る。投影平面に対して垂直な投影線を被走査容積
に向つて追跡する。投影線アデータ点又は容積要
素と交差する時、閾値試験を用いて、その点が関
心のある対象の表面にあるかどうかを判定する。
核事象の数がその点に於ける閾値を越える場合、
表面の１点が突止められ、投影線が停止する。そ
の時、そこから投影線が出て来た平面内の画素に
陰影の値を割当てる。投影線が関心のある対象と
交差しない場合、その画素の陰影の値は背景の値
に設定される。

線追跡方法は、Ｘ線計算機式断層写真法を用い
て収集されたデータには特に魅力があるが、この
方法が、核物質作像用断層走査装置を用いて収集
されたデータの組に適用される時、像の品質は満
足するに至らない。その主な理由は、関心のある
所定の容積に対して収集されるデータ点が一層少
ない為、並びに再生像が「階段形」の人為効果を
持つからである。

発明の要約この発明は核物質作像用断層走査装置を用いて
収集されたデータから、３次元の表面像を再生す
る改良された方法を提供する。この方法は、関心
のある容積内の核事象の数を表わすデータ点の３
次元配列を作り、投影平面内の各々の画素からの
投影線を関心のある容積へ増分的に伸ばし、関心
のある対象に差向けられた各々の投影線が、予め
設定した閾値を越えるデータ点に達した点を検出
し、各々の投影線が関心のある対象と交差した点
を、データ点の現在値と前の増分の時のデータ点
の値の間の補間によつて突止め、交差した各々の
投影線が出て来る投影平面内の画素に陰影の値を
割当てることを含む。この陰影の値は、効果する
投影線の長さの関数として計算される。この発明
の別の一面は、画素の投影線が交差する点に於け
る対象の表面の勾配の関数である別の陰影の値を
各々の画素に追加することである。勾配が２×２
畳込み積分演算子を用いて計算される。

この発明の全般的な目的は、３次元の表面像の
品質を改善することである。収集されたデータの
組から、別のデータ点の値を計算することによ
り、１つの座標に沿つた像の粒状性が少なくな
る。前進する各々の投影線を取巻く隣接するデー
タ点の値を計算し、各々の投影線と対象の表面と
の交点を更に精密に突止めることにより、他の２
つの座標に沿つた像の粒状性も低下する。こうし
て、３つの次元全部で像の品質が改善される。

この発明の別の目的は、処理時間を著しく長く
せずに、像の品質を改善することである。補間方
式を用いて、各々の投影線の正確な交点を突止め
ることにより、３次元像に一層正確な深さの表示
を発生することが出来る。この様に精度を高める
ことが、投影線を前進させる増分的な距離を短く
し、その結果処理時間を長くせずに、達成され
る。

この発明の上記並びにその他の目的及び利点
は、以下の説明から明らかになろう。次に図面に
ついてこの発明の好ましい実施例を説明する。こ
の実施例は必ずしもこの発明の範囲全体を表わす
ものではなく、従つてこの発明の範囲については
特許請求の範囲を参照されたい。

好ましい実施例の説明第１図には核物質作像用断層走査装置１０が示
されている。この装置は断層走査器１１及び患者
支持テーブル１２を含む。走査器１１の構成と動
作は、米国特許第4216381号に記載されているも
のと同様である。簡単に云うと、走査器１１が、
ペデスタル１４で示す様に垂直の姿勢に支持され
た環状ガントリー１３を持ち、このガントリー１
３にはアーム集成体１７によつてカメラ・ヘツド
１６が支持されており、アーム集成体１７の他端
にある釣合錘１８によつて釣合いをとる。アーム
集成体１７は、アーム集成体１７全体をモータ駆
動装置（図面に示してない）によつてガントリー
１３の中で回転して、カメラ・ヘツド１６をテー
ブル１２の上に支えられた患者１９の周りの円形
通路に沿つて回転させ、関心のある患者の区域の
断層写真像を再生する為に使うことが出来るデー
タを収集することが出来る様に構成されている。
走査器１１の構造及び動作に伴う運動は普通であ
る。

第２図について説明すると、周知の様に、核物
質医薬に使われる種々の同位元素があるパターン
でガンマ線の光子を放出し、これによつて身体の
組織及び血管の形を目で見ることが出来る。ガン
マ線の光子の放出を検出して、その座標を同定す
る為に使われる核物質又はガンマ線カメラ１６は
普通のものである。カメラが鉛板１を持ち、これ
に多数の細かい孔があつて、板がコリメータとし
て作用する。光子を吸収した時にシンチレーシヨ
ンを発するシンチレーシヨン結晶２がコリメータ
と界面を接している。シンチレーシヨンが硝子板
３によつて光増倍管の配列に係合される。この光
増倍管を包括的に参照数字４で示してある。光増
倍管は、周知の様に、円の中に互いに密に詰込ん
であるのが普通である。県出されたシンチレーシ
ヨンがあれば、それによつて光増倍管４が夫々ア
ナログ信号を発生し、この信号がブロツク５で示
した計算機に送られる。計算機５がこの信号を使
つて、アナログ信号の大きさで表わされた各々の
シンチレーシヨン事象のｘ及びｙ座標を計算す
る。アナログ信号によつてｘ及びｙ座標を計算す
ることは周知である。各々のシンチレーシヨンの
ｘ及びｙ座標を決定する１つの方式が、米国特許
第4142102号に記載されている。ｘ及びｙ座標を
表わすアナログ信号が計算機５からブロツク６で
示すアナログ・デイジタル変換器（ADC）に伝
達される。計算機５から伸びる３番目の線が普通
ｚ信号と呼ばれる信号を伝える。この信号は、シ
ンチレーシヨン・パルスの大きさが十分に大きい
か、或いは有効パルスと見なされる正しい同位元
素のものであるかどうかを表わす。

ADC６はデータ収集モジユールの一部分であ
り、このモジユールが破線２３の囲みの中にあ
る。母線３４に対するADC６の出力は、シンチ
レーシヨンのｘおよびｙ座標又はアドレスに対応
する一連のデイジタル数の対である。各々のシン
チレーシヨンが、像のフレームを構成する画素の
１つの境界の中に入る。デイジタル座標値を、全
体的に参照数字３０で示したランダムアクセス・
メモリ（RAM）の位置に対してアドレスとして
使う。このメモリを第２図の右上に示してある。

フレーム動作モードでは、メモリ３０内の画素
位置がアドレスされる度に、その画素アドレスに
於けるシンチレーシヨン事象の数を表わすデイジ
タル数が、その位置から取出され、１だけ増やさ
れ、露出時間の終りに、メモリ位置にある数が、
画素の輝度又は強度を表わす様にする。データ及
びアドレスを伝送する為の母線を包括的に１本の
母線３１で示してあり、「データ及びアドレス母
線」と記してある。

データ収集モジユール２３は、今述べたメモリ
位置インクレメント動作に関係する。これがブロ
ツク32で表わす制御装置を持つている。それが両
方向制御母線３３を介してADC６に接合される
と共に、バツフア３５を介してデータ及びアドレ
ス母線３１に接続される母線３４を持つている。
収集モジユール２３には事象カウンタ３６と直接
メモリ・アクセス（DMA）制御器３７もある。
装置に対する主体の中央処理装置又は計算機がブ
ロツク38で示されている。主体の中央処理装置３
８は、簡単な為、以下CPUと呼ぶ。

前に述べた様に、RAM３０の位置を１だけイ
ンクレメントすべき時に、影響を受ける位置から
現在の内容が取出され、制御装置３２に送られ、
そこでデイジタル値をインクレメトし、メモリ位
置に戻す。主体のCPU３８が、適正な時刻に
ADC６からRAM３０へ、そしてRAM３０から
データ収集制御装置３２へインクレメント動作の
為に、データ転送をDMA３７に行なわせる信号
を発生する。ブツフア３５は、母線又は部品の間
で正しいタイミングでデータをやり取りすると云
う普通の目的の為、並びに、転送が行なわれる前
にデータが安定する様に保証する為にある。デー
タ収集モジユール２３にあるカウンタ３６は、特
定の検査用露出中のシンチレーシヨン事象の合計
の数を計数する為にある。

断層写真を収集する為、カメラが患者の周りの
円形通路に沿つて動く時、一定の期間にわたり、
カメラによつて１組の２次元の像が収集される。
各々の像は収集データの１フレームであり、これ
がRAM３０に記憶されるだけでなく、ブロツク
39で示すデイスク記録装置及び破線のブロツク42
で示す表示制御器にも記憶される。従つて、各フ
レームに対する全ての画素強度のデータが、任意
の時にデイスク記録装置３９から利用出来る。
RAM３０に過度のメモリ容量を必要とせずに一
連のフレームを作ることが出来る様にする為、
RAMメモリが、RAM３０内にＡ及びＢで記す
様に、セクタ又はブロツクに分割される。即ち、
CPU３８によつて決定される予定の期間の間、
画素データがメモリのブロツクＡに収集される。
その期間が終つた後、このメモリブロツクの過負
荷になる前に、画素データがデイスク記録装置３
９及び表示制御器４２に転送されると同時に、デ
ータ収集モジユールから入つて来るデータが他方
のメモリ・ブロツクＢに切換えられ、従つてデー
タ収集に中断はない。収集データが、主体の
CPU３８が検査を終了するまで、RAM３０内の
ブロツクＡ及びＢの間で繰返して切換えられる。
この為、これまでの説明から、現在収集中のフレ
ームに対する画素データが一方のメモリ・ブロツ
クＡ又はＢにあると共に、必要に応じて、デイス
ク記録装置３９からも利用することが出来、表示
制御器４２から表示の為に送出すことが出来る。
フレーム・モードでRAM３０、デイスク記録装
置３９及び表示制御器４２に収集されたデイジタ
ル数は、関心のある容積全体にわたる点で発生し
た核事象の数に対応する値を持つている。

ブロツク40で示すタイミング発生器を設けて、
装置内のデータ及びアドレスの転送事象の正しい
タイミングをとると共に同期させる。タイミング
発生器４０から伸びる線４１の様な線は、タイミ
ング機能が存在することを示す為である。

表示制御器４２は、画素又は像フレーム・デー
タを受取り、このデータを、ブロツク43で示す
CRT上の像として表示する為のメモリ６３を持
つている。あるフレームに対するデータを収集し
た時、それが母線８０を介してバツフア４５に転
送される。バツフアが母線４６を介してブロツク
47で示す算術論理装置（ALU）に結合される。
ALU４７の出力が母線４８を介して表示制御器
のメモリ６３の入力に結合される。ALU４７は、
表示制御器に入る前のデイジタル画素データの加
算又は減算をすることが出来る他に、表示制御器
のメモリ６３に行く時の、母線４６からのデータ
に作用せずに、それを通過させることが出来る。
DMA４９を使つて、適正な時刻に、RAM３０
からの画素データをバツフア４５を介してALU
４７に転送することを制御する。DAM４９は、
RAM３０からALU４７及び表示メモリ６３へ転
送を行なう為に、データ母線３１が必要であるこ
とをCPU３８に知らせると云う普通の機能を行
なう。

別のDMA５０がデイスク記録装置３９に付設
されており、その目的は正しい時刻に、デイスク
記録装置３９にデータを転送すると共に、それか
らデータを転送することである。DMA５０を使
つて、前に述べた様に、RAMメモリ３０からデ
イスク記録装置３９へのデータ転送を制御するこ
とが出来ると共に、デイスクに記録されている一
連の像を表示したい時、デイスク記録装置３９か
らRAM３０へのデータ転送をも制御することが
出来る。

こゝである像フレームに対する画素データが表
示制御器４２のメモリ６２に入つていると仮定す
る。典型的には表示制御器のメモリは64×64又は
128×128画素の配列を持つている。各々の画素の
輝度又は強度が、表示制御器の夫々のメモリ位置
にあるデイジタル数の値によつて表わされる。こ
のデイジタル値は、CRT４３に表示することが
出来る様にする為に、アナログ・ビデオ信号に変
換しなければならない。典型的には、表示制御器
のメモリ位置のビツト範囲は12ビツトである。12
ビツトのデイジタル値が順次母線５５を介してデ
イジタル・アナログ変換器、即ち、DAC５６へ
転送され、そこでデイジタル・データがアナロ
グ・ビデオ信号に変換され、このビデオ信号がケ
ーブル５７を介してCRT４３に送られて、像を
表示する。

患者の走査が完了した時、デイスク記録装置３
９が複数個のフレームに対するデータの組を記憶
している。各フレームは、患者の周りに配置され
たカメラの複数個の観察平面の内の１つから見
た、シンチレーシヨン事象の強度を表わす２次元
像を表示装置４３に発生するのに十分なデータを
持つている。この後、計算機断層写真法を用い
て、この収集データから、第３図に示す様に、関
心のある領域を通るスライスを再生する。スライ
スは互いに平行であり、第３の次元（ｚ軸）に沿
つて等間隔である。周知の様に、このデータの組
をCPU３８内で変換して、スライスを任意の軸
に沿う様に向きを変え、任意の点で、任意の角度
で患者を通抜ける様に撮影した一連の２次元像を
再生することが出来る。この発明は、この記憶さ
れている３次元のデータの組を、利用者が選択す
る２次元の平面に投影した３次元の絵に変換する
方法である。この平面が第３図の60に示されてお
り、再生される絵は陰影をつけて、被検体の３次
元の輪郭を示す。この３−Ｄ像を発生するのに必
要な計算がCPU３８によつて実施され、それか
ら得られたデータ・フレームがデイスク記録装置
３９に記憶され、表示制御器４２に出力される。

第３図について特に説明すると、患者の完全な
走査の間に収集されたデータの組を使つて、３次
元マトリクスに配置された位置又は容積要素６１
で発生した核事象の数を示す１組のデータ点を構
成する。好ましい実施例では、関心のある領域
が、ｘ座標に沿つて64個の容積要素、ｙ座標に沿
つて64個の容積要素及びｚ座標に沿つて64個の容
積要素を含み、合計262144個のデータ点になる。
容積要素は6.4ミリの立方体であり、前に述べた
様に、データの組は、各々が64×64＝4096個のデ
ータ点を含む64枚のスライスとして配置される。

第４図及び第５図について説明すると、この発
明の方法の最初の工程は、一時補間過程を用い
て、データの組から、データの新しい63枚のスラ
イスを計算することである。再生される各々のデ
ータのスライスは、隣りのスライス（z_o-1及び
z_o+1）から6.4ミリ離れた、ｚ軸に沿つた１つの
スライス（Zn）に於ける核事象を表わす。再生
されたデータの組のスライスの間の中間にあるス
ライスを発生することにより、新しいスライスの
組を形成する。この計算による各々のスライスに
ある4096個のデータ点が、隣合つたスライスの対
応するデータ点の間の一時補間によつて決定され
る。

ｖ（ｘ、ｙ、ｎ＋0.5）＝（ｖ（ｘ、ｙ、ｎ）＋ｖ（ｘ
、ｙ、ｎ＋１））／２(1) この最初の補間工程は、この発明の方法の他の
部分を実施するのに必要ではないが、この最初の
工程が像の品質を著しく改善することが伴つた。
スライスの位置の方向（即ち、ｚ座標）の補間
が、その座標に沿つて収集されたデータを平滑す
ると共に、核物質による像をしばしば傷める「階
段形」の人為効果を目立つて減少させることが判
つた。後で説明するが、この方法の後続の工程
が、他の２つの座標に沿つてデータに同様な平滑
機能を実施して、３つの次元全部に於ける像の品
質を改善する。

この発明の方法の次の工程は、投影平面６０か
らデータの組を見ることである。第４図に示す様
に、投影平面６０はデータのスライスに対して垂
直である。表示される投影像の各々の水平線６３
が、１つのデータのスライスから形成される。従
つて、この投影過程が各々のデータのスライスに
対して反復的に適用されて、像内に63本の水平線
６３を発生する。各々のデータのスライスを像内
の線６３に投影することが、２次元の過程であ
り、これが第６図に一番よく示されている。

次に第６図について、最初に投影過程を一般的
に説明する。データのスライスは、データ点ｖ
（ｘ、ｙ）の２次元配列である。各々のデータ点
が、それを取巻く容積又は容積要素内の核事象の
数を示す。作像しようとする対象の境界６５内に
あるデータ点は、予め選ばれた閾値を越える値を
持つている。従つて、境界６５を見つける為に、
投影平面６０に一番近いデータ点から初めて、そ
れから遠ざかる向きに、データ点を方法論的に検
査する。閾値を越えるデータ点が見つかつた場
合、境界が突止められる。後で更に詳しく説明す
るが、この時、線６３内の各々の画素に対し、そ
の画素と突止められた境界の間の距離の関数であ
る陰影の値を計算する。境界が見つからなけれ
ば、対応する画素には背景の値を割当てる。

第６図の説明を続けると、像線６３にある各々
の画素の陰影が、投影平面６０から遠ざかる向き
に、ｘ軸に沿つて、画素から投影線６６を伸ばす
過程によつて決定される。この投影過程は反復的
な過程であつて、投影線をｘ方向に増分（例え
ば、6.4ミリ）だけ前進させ、新しい位置に於け
るデータの値を決定する。投影線が、計算された
核事象のカウントが予定の閾値を越える領域に入
込むまで、この過程を続ける。この毎回の繰返し
に於けるカウントの値Ｖ(m)を、第７図に示す様
に、スライス内の周囲の４つのデータ点の間の双
一次補間によつて計算する。

Ｖ（ｍ、ｙ）＝Ｖ（ｘ、ｙ）×（１−dx）×（１−dy）＋Ｖ（ｘ＋１、ｙ）×（dx）×（１−dy）＋Ｖ（ｘ＋１、ｙ＋１）×（dx）×（dy）＋Ｖ（ｘ、ｙ＋１）×（１−dx）×（dy） (2) こゝでdx＝Xm−ｘ、 dy＝Ym−ｙ、Xm、 Ymは現在の繰返しの不動小数点の値に対する
投影線の位置、ｘ、ｙは投影線の位置の整数値である。

カウントの値Ｖ(m)が閾値を越えた時、境界と交
差している。然し、距離に沿つた又はｘ方向の像
と分解能を高める為、投影線だけの現在位置を使
つて画素の陰影を決定することはしない。その代
りに、次の式の示す様に、前の位置を使う。

投影線の距離＝Ｄ(m)−STEP［（Ｖ(m)−閾値）／（Ｖ(m
)−Ｖ(m)−１））］(3) こゝでＤ(m)は現在位置までの距離、 STEPは繰返しの間の距離の増分（6.4mm）、Ｖ(m)は現在のカウントの値、Ｖ（ｍ−１）は前の繰返しのカウントの値である。

この為、完全な6.4ミリの歩進又は増分で、対
象までの距離を測定する代りに、各々の位置に於
ける核事象のカウントを使つて、現在の投影線の
位置と前の繰返しの時の投影線の位置の間の一次
補間により、正確な距離を決定する。こうするこ
とにより、投影線の前進に非常に小さな歩進又は
像分を使わずに、ｘ座標に沿つて高い分解能を達
成することが出来る。その結果、投影線６６を前
進させるのが一層速くなり、その結果処理時間が
短縮される。投影平面６０内の全ての画素に対す
る処理が完了した時、デイスク記録装置３９に距
離データの２次元配列Ｄ（ｚ、ｙ）が記憶される。

この後、距離配列Ｄ（ｚ、ｙ）にある投影線の
各々の距離の値を一定の値から減算して、その画
素に対する陰影の値を発生する。即ち、投影線の
距離が長ければ長い程、その画素の陰影は暗く設
定する。投影線が関心のある対象と交差しなけれ
ば、画素は背景の陰影に設定する。線６３内にあ
る各々の画素に対し（即ち、ｙ軸に沿つて）この
過程を繰返して、像内の１本の線の輝度を示す部
分的なデータの組を発生する。その後、像内の
各々の線６３に対し（即ち、ｚ軸に沿つて）この
過程を繰返して、関心のある対象の全体的な３次
元像を記述する像配列DS（ｚ、ｙ）を発生する。
この像の陰影は、投影平面６０からの距離のみに
よつて決定され、距離の遠い面は一層暗く見え
る。然し、この様な陰影は、観察者及び光源に対
する対象の面の角度を考慮に入れていない。

表示配列DS（ｘ、ｙ）に実現される３次元像を
更によくする為、対象の表面にある特徴を強調す
る様に、画素の陰影を更に修正する。これは、独
特な勾配陰影方法を用いて行なわれるが、次にこ
れについて説明する。

第６図について説明すると、対象６５を投影平
面６０から見た時、投影平面６０と直接的に向い
合うその表面にある点は、鋭角をなす点よりも明
るく見えるべきである。例えば、対象６５上の点
７０，７１は投影平面６０と直接的に向い合つて
いるのに対し、面７２及び７３はある角度をなす
面にある。この発明の方法は、投影平面６０と向
い合う対象６５上の各点の勾配を計算し、勾配の
関数として、表面上の点を暗くすることにより、
「距離によつて陰影をつけた」像を更に修正する。
この結果得られる３−Ｄ像は、対象が観察者の背
後にある光源によつて照明を受けた場合の様にア
クセントがつけられる。更に、後で詳しく説明す
るが、放射線技師が、この勾配による陰影のアク
セントの強さを制御して、種々の像を作ることが
出来る。

上に述べた様に計算した距離による像の値の配
列DS（ｚ、ｙ）を使つて、勾配の値（GR）を計
算する。このデータ配列が第８図のグラフに示さ
れており、この図では、投影平面６０図は図面の
平面と平行である。距離による像の値DS（ｚ、
ｙ）がｚ及びｙの両方向に一定のまゝである様な
対象６５上の点では、対象の表面が投影平面６０
と平行であり、従つてその勾配はゼロである。距
離による像の値DS（ｚ、ｙ）がｚ軸、ｙ軸又はそ
の両方に沿つて異なる様な点では、勾配の値は正
の値を持つ。おう云う勾配の値を計算する為、次
の式に従つて、距離による像の配列DS（ｚ、ｙ）
を処理する為に、２×２演算子を用いる。

Ａ＝DS（ｚ＋１、ｙ＋１）−DS（ｚ、ｙ）
(4) Ｂ＝DS（ｚ＋１、ｙ）−DS（ｚ、ｙ＋１） GR（ｕ、ｖ）＝√²＋² 第８図に示す様に、値Ａ及びＢは、各々の２×
２の核の夫々対角線にわたる差であり、その結
果、勾配の値GR（ｕ、ｖ）は、核の中心に於け
る勾配である。

ｕ＝ｚ＋0.5 ｖ＝ｙ＋0.5 従つて、２×２演算子が配列DS（ｚ、ｙ）内の
夫々２×２組の距離の値に適用されて、勾配の値
の対応する配列GR（ｕ、ｖ）を作る。距離によ
る像の配列DS（ｚ、ｙ）ではなく、距離の配列Ｄ
（ｚ、ｙ）を用いることによつて、同じ結果に達
することが出来ることは当業者に明らかであろ
う。何れの場合でも、この結果得られる勾配の値
は、勾配の計算を行なう為に、これより更に普通
の３×３演算子を用いる時よりも、一層細かい分
解能を持つている。然し、２×２演算子を使う結
果、勾配の値の位置が、配列DS（ｚ、ｙ）に於け
る対応する距離による像の値から、各々の次元で
画素半分だけずれる。

勾配の値GR（ｕ、ｖ）を表示像の値DS（ｚ、
ｙ）に加算する前に、表示の値をｚ及びｙの両方
向に、画素半分だけ並進させて、配列内の点が勾
配配列GR（ｕ、ｖ）内の点と対応する様にする。
この並進が次の一次補間式によつて表わされる。

DS（ｕ、ｖ）＝［DS（ｚ、ｙ）＋DS（ｚ＋１、ｙ）＋DS（ｚ＋１、ｙ＋１）＋DS（ｚ、ｙ＋１）］／
４ (5) 最終的な３−Ｄ像は、次の式に従つて勾配の値
を表示配列に加算することによつて発生する。

CS（ｕ、ｖ）＝DS（ｕ、ｖ）＋ZMAG／（１＋Ｋ×GR（ｕ
、ｖ））(6) こゝでZMAGは、勾配がゼロである時（即ち
観察者と向い合う平面）距離の数に加算すべき大
きさ、ｋは勾配による陰影の程度を制御する為に、放
射線技師によつて調節することが出来る定数であ
る。

第２図に戻つて説明すると、配列CS（ｕ、ｖ）がデイスク記録装置３９に記憶され、それを表示
制御器４２に読出して、CRT表示装置４３に陰
影つきの３−Ｄ像を発生することが出来る。前に
掲げた式(6)によつて示す処理の最後工程が、
CPU３８によつて敏速に行なわれる。その結果、
放射線技師は、夫々の勾配による陰影の程度が異
なる様な、全体的な１組の陰影つきの像を容易に
且つ敏速に発生することが出来る。

こゝに説明したこの発明の好ましい実施例に
種々の変更を加えることが出来ることは、当業者
に明らかであろう。例えば、座標系並びにその座
標系内でのスライスの向き及び投影平面は別のも
のにしてもよい。更に、関心のある容積内の画素
の数及び表示すべき像内の線の数は、実施例で述
べたものと異なつていてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を用いた核物質作像用断層走
査装置の見取図、第２図は第１図の走査装置に対
する制御装置の電気的なブロツク図、第３図は第
１図の走査装置によつて収集されたデータから再
生された３次元のデータの組を示すグラフ、第４
図及び第５図はこの発明の方法の工程を示す見取
図、第６図及び第７図はこの発明の方法の別の工
程を示す見取図、第８図はこの発明の方法の更に
別の工程を示す見取図である。

Claims

【特許請求の範囲】１核作像用断層走査装置を用いて収集されたデ
ータから陰影つきの像を発生する方法に於て、 (a) 関心のある容積全体にわたる３次元マトリク
スの点に於ける核事象の数を示すデータの３次
元配列Ｖ（ｘ、ｙ、ｚ）を形成する様に再生さ
れる核事象データの一連の２次元フレームを収
集し、 (b) 投影平面内の画素から関心のある容積内に投
影線を伸ばして、該投影平面内の前記画素と関
心のある容積内の対象の境界の間の距離を決定
し、この為に (i) 投影線を前記投影平面から増分的な距離だ
け遠ざかる向きに伸ばし、 (ii) データの３次元配列Ｖ（ｘ、ｙ、ｚ）から
投影線を現在位置に於ける核事象の数を計算
し、 (iii) 核事象の計算された数を予め設定された閾
値と比較し、 (iv) 閾値に達しなければ、工程(i)乃至(iii)を繰返
し、そうでなければ、 (v) 核事象の現在の計算された数と、その前の
繰返しからの核事象の計算された数の間の補
間により、投影線の現在位置と前の繰返しに
対するその位置の間の位置に達することによ
り、投影線が対象の境界と交差する位置を計
算し、 (c) 投影平面内の各々の画素に対して工程(b)を繰
返すことによつて、距離データの２次元配列Ｄ
（ｚ、ｙ）を発生し、 (d) 表示データ配列内の各々の素子に、距離配列
Ｄ（ｚ、ｙ）内の対応する素子の距離の値の関
数としての輝度値を割当てることにより、２次
元の表示データ配列DS（ｚ、ｙ）を発生する工
程を含む方法。２各事象データが、１つの軸(z)に沿つて相隔た
る一連の２次元フレームＶ（ｘ、ｙ）であり、デ
ータの３次元配列Ｖ（ｘ、ｙ、ｚ）が隣合つたフ
レームの対応する点の間の補間によつて形成され
る請求項１記載の方法。３表示データ配列DS（ｚ、ｙ）内の各々の輝度
素子の値が、勾配配列内の対応する素子の値によ
つて修正され、投影線と対象の境界の間の各々の
交点に隣接する点に於ける対象の表面の勾配を計
算することにより、勾配配列が発生される請求項
１記載の方法。４各々の相次ぐ勾配配列の素子が、表示データ
配列DS（ｚ、ｙ）内の相次ぐ各々の２×２組の素
子に２×２演算子を適用することによつて計算さ
れる請求項３記載の方法。５表示データ配列DS（ｚ、ｙ）の素子が、２つ
の次元（ｚ及びｙ）の各々に沿つて画素の半分の
距離だけ移動した対応する画素の輝度値DS（ｕ、
ｖ）を表わす様に修正される請求項４記載の方
法。６修正された表示配列DS（ｕ、ｖ）の素子が、
勾配配列内の対応する素子を使つて計算される値
を夫々に加算することによつて、さらに修正され
る請求項５記載の方法。