JPH07265295A - コンピュータトモグラフィ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小腸領域の最適の検査を可能にするコンピュ
ータトモグラフィが提供することである。 【構成】 ３次元（３Ｄ）の像再構成は次のように行わ
れる。即ち中空の器官に造影剤を充てんする場合、この
器官を計算により区分し、造影剤のステムを計算により
除去し、このようにして中空器官の内側を表示する。中
空器官は隣り合う複数個の像に切断できる、または中空
器官の展開図の形式で表示することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピュータトモグラフ
ィに関する。

【０００２】コンピュータトモグラフィは今日では多く
の問題設定の場合の、Ｘ線検査のための適切な方法であ
る。骨の構造の表示のほかに軟部の良好な表示が可能で
ある。造影剤の介在投与により血管を特別に目立たせ
る。種々の追跡処理により診断のための付加的な情報が
与えられる。

【０００３】胃━および腸の経路の領域において今日で
は胃鏡検査により食道および胃の良好かつ放射線を用い
ない検査が可能である。他方、結腸鏡は大腸領域の検査
を可能にする。今日では小腸の領域における検査法はま
だ満足のゆくものではない。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】本発明の課題は、中空器官の
ための、例えば小腸の領域における良好な検査を可能に
するコンピュータトモグラフィを提供することである。

【０００５】

【課題を解決する手段】この課題は請求項１の特徴部分
の構成により解決されている。

【０００６】造影剤（例えば硫酸バリウム）充てんによ
る腸領域の検査は、横臥した患者のＣＴによる検査の場
合は著しく困難である。何故ならばこの位置においては
腸は空気注入なしでは充てんが困難だからである。患者
の直立の位置定めとガントリの水平の方向づけはこの欠
点を回避する。患者の改善された支承の目的で直立位置
からテーブルをわずかに傾斜させて、ガントリを相応に
傾斜させることも使用できる。提案された検査において
は、各々の場合にテーブルの傾斜とガントリの著しくよ
り大きい傾斜化（最大で±３０°）が現在では必要とさ
れる。

【０００７】本来の検査に先立って、造影剤分布の検査
のための一らん図の作成がなされる。

【０００８】可視像の撮影は個別のステップで、または
スパイラルモードで行える。しかしスパイラルモードの
方が優れている。何故ならばこれにより一層短い撮影時
間と一層少ない運動動作が期待できるからである。撮影
の際に患者をガントリを通過させて運動させるか、ガン
トリを患者の上方で運動させるかは、基本的には何の相
違もない。両方の技術は可能であり、既に別の検査たと
えば肺の検査のためにも提案されている。しかしスパイ
ラルモードにおける撮影と共にガントリまたは患者の水
平方向の運動に対する高められた要求が設定される。

【０００９】患者の直立の支承は、この提案された腸検
査の場合に検査医師に、必要に応じてこの検査に先行す
る従来の透過方式の場合と実質的に同じ配向を可能にす
る。

【００１０】腸の中への造影剤の投与は、３次元の表面
再構成の方法による断層撮影の以後の評価のために、著
しく有利である。再構成された断層像に基づいて腸領域
は、表面と第２の断面図のための３Ｄ法により以後に評
価される。腸に造影剤を充てんすることにより、腸は形
状が付与されて（即ち腸の横断面が広かれる）腸壁の明
瞭な分離が可能にされる。その前提はできるだけ空気の
注入なく腸を充てんすることである。このことが必ずし
も可能でない場合は、腸の良好な境界付けを、より少な
い空気注入の領域においてもなお達成される。

【００１１】次に本発明を図面を用いて説明する。

【００１２】

【実施例】図１に示されている様に、コンピュータトモ
グラフィのガントリ１が、その中に設けられている測定
装置と共に水平に配置されている。そのため患者は直立
状態で検査できる。この場合、患者は支持壁２によりか
かって支持される。ガントリ１は水平軸線３を中心に傾
斜可能にかつ支柱４で高さが調整可能に支承されてい
る。直立している患者においてガントリ１は例えば水平
位置において駆動される。その目的は身体軸線を横切る
方向で断層像を得るためである。その都度に検査される
断層５は、垂直方向へガントリ１を設定することより、
選択される。ガントリ１が緩慢に連続的に垂直方向へ設
定され、さらにこの場合、患者がレントゲン放射器と検
出器から成る回転する測定装置６により走査（身体を透
過するレントゲンビームの減衰の測定）されると、垂直
のガントリの場合の様に、所定の患者体積体のスパイラ
ル状の走査が得られる。測定データは以後の評価の目的
でコンピュータ装置７へ伝送される。

【００１３】患者を走査する場合、ガントリ１が患者の
上方を移動されるか、または患者が高さの設定可能な装
置（例えば踏み板を有する支持壁２）と共にガントリ１
の中を運動されるかは、基本的には問題とはならない。
しかしより動きの少ない支承化の目的で、即ち運動部材
の低減化の目的で、垂直線に対してわずかに傾斜された
支承体が有利である。傾斜された支承体の種々の実施例
が可能である。

【００１４】図２に、近似的に垂直に立てられた板９を
有する支承体８が示されている。板９の傾斜はヒンジ１
０と傾斜装置１１により設定できる。患者は板９に垂直
に設定されたガントリ１の中を、一体化された基板１２
を有する板９の上で運動される。制御装置１３により板
の傾斜及びガントリ傾斜は、板９とガントリ１とが互い
に垂直の位置関係にあるように制御される。そのため板
の傾斜の設定の場合、ガントリ１の設定は自動的に追従
調整される。患者の軸線に対するガントリ１の一定の傾
斜の設定も可能である。

【００１５】別の実施例が図３に示されている。この場
合、相応に傾斜されたガントリ１は支柱４を用いて垂直
方向へ運動され、板９は案内体１４により相応に水平方
向へ運動される。制御装置１３により両方の運動はさら
に、患者がガントリ１に対して垂直に運動するように、
制御される。図２の装置に付加的に制御装置１３は、患
者がその都度にガントリ１の中心に位置するように、設
計されている。

【００１６】測定データの評価は図４に示されたコンピ
ュータ装置７により行われる。測定データメモリ１５の
中にガントリ１から到来するデータが一時的に記憶され
続いて再構成ユニット１６により、横方向の断層像とな
るように処理される。断層順に配列された体積データ
（ボクセル要素）は次にボクセルメモリユニット１７の
中に、以後の処理のための像として格納される。同時に
断層像の表示が、画像ユニットでの監視の目的でモニタ
１８により可能となる。

【００１７】腸領域、特に小腸領域の検査は、腸の曲が
りくねった配置に起因して横方向の断層を用いては著し
く困難である（図５参照）。通常の多面形の第２再構成
も限定された観察しか与えない、何故ならば断層の中の
制限された部分領域だけしか存在しないからである。

【００１８】表示を改善する目的で、およびより簡単で
かつ表示力のある検査の目的で、次の方法がボクセルデ
ータの評価のために提案される。

【００１９】思考的に腸の中に造影剤を本来の身体すな
わち造影剤ステムとして置くことができる。造影剤ステ
ムは断層像のボクセルデータから公知の３Ｄ再構成法に
より表示される。この造影剤ステムは腸の中にはめこま
れる。３Ｄ再構成を用いて腸の像を長さに従って切っ
て、さらに造影剤ステムを腸の像から除去すると、３Ｄ
再構成用のユニット１９（図４）を用いて腸の内側が可
視化される。両方の半部は相並んでモニタ１８の上に表
示できる（図５における切り取り区間の両方の半部を示
す図６を参照）。腹腔の中での腸の曲がりくねった配置
に起因して、この表示も平面の区間においてだけ可能で
ある。個々の区間の検出の目的で横方向の断層画像２１
とこれに直角の第２の区間が必要とされる（図７参
照）。

【００２０】個々の区間の決定は複雑でありさらに領域
境界における検査は困難である。迅速な表示と評価の際
の別の補助作用が、腸の自動的な展開により得られる。
この目的でボクセルデータにおける腸の延在経過を評価
することが必要とされる。計算器で支援される評価の目
的で腸の延在の経過（図８参照）が座標値Ａ（ｘ，ｙ，
ｚ）の列により３次元空間において設定される。座標は
短い腸区間２３のそれぞれの中心を示す。中心を通る横
断面２４の位置は、横断面に垂直な方向Ｒ（α、β、
γ）により定められる。座標値Ａｎの列ないしそれらの
接続線の列が図８に腸の走行路２５として示されてい
る。この走行路の決定のための複雑な算出の目的で図４
においては固有の計算ユニット２０が設けられている。

【００２１】横断面の座標値と方向を用いて腸の内側面
の全体の展開が伸長された形式（直線の走行路）で可能
となる（図９）。この目的で個々の横断を一列に並べ
て、さらにそれらのもとのデータの相応の補間により接
続する。このプロセスを自動化すると、観察者の面前に
全体の領域がモニタ１８の上に表示できる。表示される
べき領域の監視は、監視計算ユニット３１（図４）を介
してグラフ入力装置（マウスまたはトラックボール）に
より可能である。そのため任意の速度で走行路２５に沿
って連続的に前方および後方へ進めることもできる。

【００２２】検査の際に病理的な変化の疑いを有する危
険な個所が観察される場合は、この個所において第２区
間が腸に垂直に、または拡大された部分表面が、より正
確な検査の目的でユニット１９により算出できる。走行
路２５に沿っての第２区間における自動的な進行運動も
可能である。

【００２３】構造の識別とその追跡のための方法は刊行
物に示されている。医療技術においては計算器に支援さ
れた静脈の識別と追跡（Vessle Tracking）および神経
のそれ（Nerve Tracking）とのための方法が特別に示さ
れている。

【００２４】腸の内壁の特別な構造━そのリング状のわ
ん曲（じゅう毛）と小腸のひんぱんなせまいわん曲を有
する━に起因して、腸ないし造影剤ステムの中の走行路
２５の算出のための特別の方法が提案される。この方法
の説明の目的で図１０〜図１２に腸区間２６━小腸の場
合は代表的なじゅう毛２７を有する━の中の長手方向断
面図が示されている。

【００２５】走行路２５の算出は複数個のステップで行
われる：第１のステップにおいてサーチ路のための出発
点Ａ１が２つの直角の断面（図７，１０と１１）を用い
て設定される。付加的な点Ａ２の選択により方向Ｒ━こ
の方向で走行路が最初に追跡されるべきである━が設定
される。直交する断面の算出はユニット１９において再
び行われる。点の入力は監視計算ユニット３１を介して
行われる。それに応じて、必要とされる限り、走行路２
５のための目標領域が腸の端部に前もって与えられる。
腸が像区間の縁において終わると、この縁が自動的に目
標領域となる。

【００２６】出発点Ａ１から始まって第２のステップに
おいて、Ｒを中心とする立体角の内側で、腸の内部にお
ける出来るだけ大きい自由な変位区間がサーチされる。
この場合、サーチビーム２８は造影剤２９または空気３
０の中においてだけ運動させる。仮想のサーチビームに
沿う減衰経過が図１２に示されている。

【００２７】腸組織（４０−６０ＨＵ）、造影剤（＞５
００ＨＵ）および空気（≒−１０００ＨＵ）の明瞭な境
界が検出される。自由なサーチ路の終端は、造影剤から
組織への、または空気からの組織への移行により定めら
れる。そのため個々の領域は減衰値に関連づけて明瞭に
区分されている。しかし組織の不規則な縁構造にもとづ
いて常にｎ・ｎ・ｎボクセルの小さい部分体積にわたり
平均化される（例えばｎ＝３，………，９）。この場
合、線形および非線形の３次元のディジタルフィルタの
使用が可能である。最も長い自由なサーチ路を有する方
向が次の区間における走行路の方向Ｒ′として選定され
る。

【００２８】第３のステップにおいて部分区間の長さ
が、ないし次の出発点Ａ′の間隔が選択される。この場
合、評価されるべき部分区間Ｌの最大の長さが前以って
与えられる。自由なサーチ路Ｓが２Ｌであると、Ａ′が
Ａからの間隔Ｌで方向Ｒ′へ設定される、即ちＳ′＝Ｌ
である。サーチ路Ｓ＜２Ｌの場合はＳ′＝Ｓ／２が定め
られる。早すぎる評価中断を回避する目的で、最大のサ
ーチ路Ｓの長さに依存して、さらに立体的角γの適合化
が以下のように行われる。即ち両方のステップ２と３
は、走行路が像の縁領域に達するまで、またはステップ
１に応じて前もって与えられる目標領域において終わる
まで、反復される。

【００２９】これによりサーチ過程の最後のステップに
達した。算出された走行路はこの方法の検査の目的で直
交する２次区間において投影図として示すことができ
る。走行路の３Ｄ表示も可能である。

【００３０】腸の中の走行路のサーチのための前述の方
法は、図１３に示された著しいわん曲にも適用できる。
しかし腸の平らでない内壁に起因して、早期に行きづま
らないように注意すべきである。この方法が例えば見出
された最大のサーチ区間Ｓがますますより小さくなる時
は、このことは走行路決定の早期の終了を示す表示とな
る。この場合、立体角γを同時に拡大することによりサ
ーチ方向の自動的な方向転換、行きづまりを打開するた
めになされる。この種のサーチ路変更により走行路にお
けるせまい付加的なループが形成されることがある。こ
れは腸の以後の展開と検査のために不用である。次に走
行路を滑らかにすることと不必要なループを識別するた
めの方法ならびにその除去は、サーチ過程の後に実施さ
れる。

【００３１】腸領域の中の走行路の再構成のためのサー
チプロセス全体がもう一度、図１４におけるシーケンス
ダイヤグラムにまとめられている。

【００３２】不規則な組織構造と常に存在する量子化ノ
イズに起因してこの方法はシャープでない境界による最
適化を対象とする。そのため最大のサーチ路の決定はフ
ァジー論理の方法によっても実施できる。ファジープロ
セスのための必要なパラメータの設定の場合、この方法
のスピードアップを達成できる。

【００３３】実施例に示された腸領域の表示のための方
法は、図４に示された前述の計算ユニットによっても、
相応の算出性能の適切な計算器によっても実現できる。
この場合、機能ユニットは計算器において部分プログラ
ムとして実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の技術思想を説明するためのコンピュー
タトモグラフィの主要部の図面である。

【図２】図１に示されたコンピュータトモグラフィの詳
細図である。

【図３】図１に示されたコンピュータトモグラフィの詳
細図である。

【図４】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラフ
ィのためのブロック図である。

【図５】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラフ
ィにおける像再構成の説明図である。

【図６】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラフ
ィにおける像再構成の説明図である。

【図７】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラフ
ィにおける像再構成の説明図である。

【図８】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラフ
ィにおける像再構成の説明図である。

【図９】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラフ
ィにおける像再構成の説明図である。

【図１０】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラ
フィにおける像再構成の説明図である。

【図１１】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラ
フィにおける像再構成の説明図である。

【図１２】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラ
フィにおける像再構成の説明図である。

【図１３】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラ
フィにおける像再構成の説明図である。

【図１４】図１〜図３に示されたコンピュータトモグラ
フィにおける像再構成の説明図である。

【符号の説明】

１ ガントリ、 ２ 支持壁、 ３ 軸線、 ４ 支
柱、 ５ 断層、 ６測定装置、 ７ コンピュータ装
置、 ８ 支承体、 ９ 板、 １０ ヒンジ、 １１
傾斜装置、 １２ 基板、 １３ 制御装置、 １４
案内部材、１５ 測定データメモリ、 １６ 再構成
ユニット、 １７ ボクセルデータメモリユニット、
１８ モニタ、 １９ ユニット、 ２０ 計算ユニッ
ト、２１ 断層像、 ２２ 第２区間、 ２３ 腸区
間、 ２４ 横断面、 ２５走行路、 ２６ 腸区間、
２７ じゅう毛、 ２８ サーチビーム、 ２９造影
剤、 ３０ 空気、 ３１ 監視計算ユニット、 Ａ，
Ａ′，Ａ１，Ａ２出発点、 Ｌ 間隔、 γ 立体角、
Ｓ サーチ路

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 患者を走査するための支承体（２，８）
   を備え、さらに得られた断層データを、器官の走行長さ
   の決定と、展開による器官の表示とにより評価する計算
   装置（７）を備え、該支承体（８）は傾斜可能でありか
   つ各々の位置においてガントリ（１）への同じ配向を有
   することを特徴とする、コンピュータトモグラフィ。
2. 【請求項２】 支承体（８）は患者の移動を、ガントリ
   （１）の中心を通る任意の傾斜の下に可能にする、請求
   項１記載のコンピュータトモグラフィ。
3. 【請求項３】 ガントリ（１）と支承体（８）を同時
   に、ガントリ（１）の中心を通る任意の傾斜において患
   者が動かされるように運動させる、請求項１又は２記載
   のコンピュータトモグラフィ。
4. 【請求項４】 ガントリ（１）と支承体（８）の傾斜化
   を制御装置（１３）により、ガントリ（１）と支承体
   （８）がその都度に互いに直角に、または所定の角度で
   の位置関係におかれるように相互に調整する、請求項１
   又は記載のコンピュータトモグラフィ。
5. 【請求項５】 ガントリ（１）と支承体（８）の傾斜化
   のほかに、制御装置（１３）による支承体（８）（水平
   方向）とガントリ（１）（垂直方向）の同時の運動を、
   患者が常にガントリ（１）の中心を通って動かされる様
   に制御する、請求項１から４までのいずれか１項記載の
   コンピュータトモグラフィ。
6. 【請求項６】 計算装置（７）が３次元の像を再構成す
   るための計算ユニット（１９）を含み、該計算ユニット
   は次のようにプログラミングされている、即ち中空の器
   官に造影剤を充てんする際に該中空器官を計算により切
   断し、造影剤ステムを計算により除去し、このようにし
   て中空器官の内側を表示するように、プログラミングさ
   れている、請求項１から５までのいずれか１項記載のコ
   ンピュータトモグラフィ。
7. 【請求項７】 中空器官を相並ぶ像になるように切断し
   て表示する、請求項１記載のコンピュータトモグラフ
   ィ。
8. 【請求項８】 中空器官の内側面の展開図を修正と補間
   により表示する、請求項１記載のコンピュータトモグラ
   フィ。
9. 【請求項９】 計算装置（７）が中空器官の中の走行路
   （２５）を決定するための計算ユニット（２０）を含
   む、請求項１記載のコンピュータトモグラフィ。
10. 【請求項１０】 最大の自由サーチ路（２８）の長さと
    方向をファジイ論理により処理する、請求項８記載のコ
    ンピュータトモグラフィ。