JPH11235336A - コンピュータ断層撮影システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透視検査走査を行うためのコンピュータ断層
撮影システムを提供する。 【解決手段】 ＣＴフルオロ・システム（１０）が、一
体型コントローラ（１００）と、画像表示の速度を増大
させる画像再構成アルゴリズムと、強化された画像表示
とを含んでいる。一体型コントローラは、放射線取扱者
がフルオロ走査時の全体にわたってシステムの制御を保
持することを可能にする。画像再構成アルゴリズムは一
般的には、ＣＴフルオロ走査において画像フレーム・レ
ートを向上させる、若しくは画像アーティファクトを減
少させる、またはその両方を行うことに向けられてい
る。画像表示は一般的には、走査手順中に、放射線取扱
者に対して、強化された画像及び制御を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的には、コンピュー
タ断層撮影（ＣＴ）のイメージングに関し、より具体的
には、ＣＴ透視検査法システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】少なくとも１つの公知のＣＴシステム構
成においては、Ｘ線源がファン（扇形）形状のビームを
投射し、このビームは、一般的に「イメージング（作
像）平面」と呼ばれるデカルト座標系のＸ−Ｙ平面内に
位置するようにコリメートされる。Ｘ線ビームは、患者
等のイメージング対象物体を通過する。ビームは、物体
によって減衰された後に、放射線検出器の配列（ａｒｒ
ａｙ）に入射する。検出器配列の所で受け取られる減衰
したビーム放射線の強度は、物体によるＸ線ビームの減
衰量に依存している。配列内の各々の検出器素子は、検
出器の位置におけるビーム減衰の測定値である個別の電
気信号を発生する。すべての検出器からの減衰測定値が
個別に収集されて、透過プロファイルを形成する。

【０００３】公知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源
及び検出器配列は、Ｘ線ビームが物体と交差する角度が
定常的に変化するように、イメージング平面内でイメー
ジング対象物体の周りをガントリと共に回転する。１つ
のガントリ角度における検出器配列からの一群のＸ線減
衰測定値、即ち投影データは「ビュー」と呼ばれる。物
体の「走査（スキャン）」は、Ｘ線源及び検出器が１回
転する間に様々なガントリ角度、即ちビュー角度で形成
される１セットのビューで構成されている。軸方向（ア
キシャル）走査の場合には、投影データを処理して、物
体から切り取られた２次元スライスに対応する画像を構
成する。投影データの１つのセットから画像を再構成す
る１つの方法は、当業界でフィルタ補正逆投影法と呼ば
れている。この手法は、走査からの減衰測定値を、「Ｃ
Ｔ数」または「ハンスフィールド（Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌ
ｄ）単位」と呼ばれる整数に変換し、これらの整数を用
いて、陰極線管表示装置上の対応するピクセル（画素）
の輝度を制御するものである。

【０００４】全走査時間を短縮するために、「螺旋（ヘ
リカル）」走査を実行することができる。「螺旋」走査
を実行するためには、患者を移動させながら、所定の数
のスライスについてのデータを収集する。このようなシ
ステムは、１回のファン・ビーム螺旋走査から単一の螺
旋を形成する。ファン・ビームによって精密に撮像され
た螺旋から投影データが得られ、投影データから各々の
所定のスライスにおける画像を再構成することができ
る。

【０００５】ＣＴ透視検査（ＣＴフルオロ ）システム
では、螺旋走査から収集されたデータを利用して連続し
た画像のフレームを形成することができ、例えば、患者
内部の所望の位置に針をガイドするのを助ける。フレー
ムは、ビューと同様に、イメージング対象物体から切り
取られた２次元スライスに対応している。具体的には、
投影データは、あるフレーム・レートで処理されて、物
体の画像フレームを構成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】公知のＣＴフルオロ・
システムの場合、その一般的な目的は、画像の劣化を最
小限に抑えながらフレーム・レートを増大させることに
ある。フレーム・レートを増大させると、例えば、操作
者である医師が生検針の位置に関するより多くの情報を
得られることを含め、多くの利点が得られる。しかしな
がら、典型的には、フレーム・レートの増大は、画像の
劣化を最小限に抑えることと衝突する。加えて、手順を
ガイドするために画像を表示するばかりでなく、オペレ
ータに走査処理の制御を与えることが望ましい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】これらの目的及びその他
の目的は、一実施態様において、一体型コントローラ
と、画像表示の速度を増大させる画像再構成アルゴリズ
ムと、強化された画像表示とを含んでいるＣＴフルオロ
・システムによって達成することができる。一体型コン
トローラは、放射線取扱者がフルオロ走査全体にわたっ
てシステムの制御を保持することを可能にする。画像再
構成アルゴリズムは一般的には、ＣＴフルオロ走査にお
いて画像フレーム・レートを向上させる、若しくは画像
アーティファクトを減少させる、またはその両方を行う
ことに向けられている。画像表示は一般的には、走査手
順中に、放射線取扱者に対して、強化された画像及び制
御を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、コン
ピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム１０
が、「第３世代」ＣＴスキャナにおいて典型的なガント
リ１２を含んでいるものとして示されている。ガントリ
１２はＸ線源１４を有しており、Ｘ線源１４はＸ線ビー
ム１６をガントリ１２の対向する側に設けられている検
出器配列１８に向かって投射する。検出器配列１８は複
数の検出器素子２０によって形成されており、これらの
検出器素子２０は患者２２を通過する投射されたＸ線を
感知する。各々の検出器素子２０は、入射するＸ線ビー
ムの強度を表す電気信号、従って患者２２を通過する間
でのビームの減衰を表す電気信号を発生する。Ｘ線投影
データを収集するための１回の走査の間に、ガントリ１
２及びガントリ１２に装着された構成部品は、回転中心
２４の周りを回転する。

【０００９】ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御され
ている。制御機構２６は、Ｘ線制御装置２８とガントリ
・モータ制御装置３０とを含んでいる。Ｘ線制御装置２
８はＸ線源１４に対して電力信号及びタイミング信号を
供給し、ガントリ・モータ制御装置３０はガントリ１２
の回転速度及び位置を制御する。制御機構２６内に設け
られているデータ収集システム（ＤＡＳ）３２が、検出
器素子２０からのアナログ・データをサンプリングし、
後続の処理のためにこのデータをディジタル信号に変換
する。画像再構成装置３４が、サンプリングされてディ
ジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取っ
て、高速画像再構成を実行する。再構成された画像はコ
ンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ
３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。

【００１０】コンピュータ３６はまた、キーボードを有
しているコンソール４０を介して、オペレータから命令
（コマンド）及び走査パラメータを受け取る。付設され
た表示装置４２によって、オペレータは、再構成された
画像、及びコンピュータ３６からのその他のデータを観
測することができる。オペレータが供給した命令及びパ
ラメータは、コンピュータ３６によって用いられて、Ｄ
ＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制御
装置３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コン
ピュータ３６はテーブル・モータ制御装置４４を動作さ
せ、テーブル・モータ制御装置４４はモータ式テーブル
４６を制御して、ガントリ１２内で患者２２を位置決め
する。具体的には、テーブル４６は、患者２２の部分を
ガントリ開口４８を通して移動させる。

【００１１】図３乃至５は、本発明のシステムを用いて
フルオロ走査を実行することに関連してオペレータによ
って実行されるステップを示す流れ図５０である。この
オペレータによって実行されるステップの記載は、本発
明のＣＴフルオロ・システム及びこれにより提供される
多くの利点を理解する助けとするために提示されてい
る。本発明は、これらのようなオペレータによって実行
されるステップに向けられたものではないことを理解さ
れたい。寧ろ、本発明は、ＣＴフルオロ・システム自体
に向けられている。従って、フルオロ走査手順について
の以下の記載は、システムのユーザによって実行される
動作を含め、ＣＴフルオロ走査手順の目的の少なくとも
一般的な理解を容易にするために提示されている。

【００１２】具体的に、ここで図３乃至５について説明
する。目標の画像を局限する（ステップ５２）ために、
患者を走査して（例えば、約５スライス〜１５スライ
ス）、画像生検の目標位置を決定する。目標を局限する
際には、標準走査モードを利用することができる。次い
で、ガントリ上に設けられている整列補助灯（ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）を用いながら患者を走査平面
内へ移動させることにより、患者上で目標画像の位置を
決定する（ステップ５４）。アキシャル線を患者の上に
マークしてもよいし、軸平面に垂直に金属板を配置して
もよい。そして、目標スライスが走査される。次いで、
皮膚から目標位置への生検経路を決定する（ステップ５
６）。具体的には、針の経路を視覚化することができる
ように表示中の画像上に所望の挿入口と目標点とをカー
ソルでマークする。挿入口点はまた、患者の上にもマー
クされ、患者は処置に向けて準備が為された状態にな
る。

【００１３】次いで、システム制御は、走査室内の放射
線取扱者に移る（ステップ５８）。具体的には、この時
点までは、システム制御は、オペレータによって制御コ
ンソールの所に保持されていた。放射線取扱者はここ
で、フット・ペダル（Ｘ線のオン／オフ）と、患者テー
ブルに配置されているコントローラとを用いて、フルオ
ロ走査を制御する。これらの制御を用いて、放射線取扱
者は、患者テーブル、ガントリ、Ｘ線源及び画像の精査
を制御する。次いで、フルオロ手順が実行される（ステ
ップ６０）。詳しく述べると、放射線取扱者は、様々な
針及びワイヤを目標位置にガイドし、組織サンプルを切
除し、生検位置を洗浄及び曝気して、患者から体液を排
出する。後に詳述する本発明のシステムを用いると、放
射線取扱者は、リアル・タイム（実時間）画像を精査す
ることができ、これにより、付近の構造に対する外傷を
防止することが容易になるばかりでなく、難しい局限
（ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）についての安全性を高め
ることができる。放射線取扱者に制御を与えると、放射
線取扱者は、リアル・タイム・フルオロ連続モードでま
たはタップ・モードで施術することができるようになる
（ステップ６２）。具体的には、針をその目的地に合わ
せてガイドしている間に、必要に応じてＸ線をオン及び
オフにすることができる。更に、所望の画像データが表
示されるように、画像は、放射線取扱者によって操作さ
れることが可能になる。長い生検針に起因する画像アー
ティファクトは、針の経路に沿った影を投げかけるの
で、このアーティファクトをガイドのために用いること
ができる。

【００１４】一旦、この処置が完了したら、制御は、シ
ステム・コンソールの所にいる技術者に戻る（ステップ
６４）。次いで、システムは、フルオロ・モードを出て
通常の走査モードに切り換わる。次いで、様々な走査手
法の任意の１つを用いて生検関心領域を走査し（ステッ
プ６６）、処置が成功したか否かを決定することができ
る。次いで、放射線取扱者は、画像を精査して、生検が
成功したことを確認する（ステップ６８）。

【００１５】ＣＴフルオロ走査についての以上の記述か
ら、表示のために画像を形成する際に、フレーム・レー
トを増大させると、放射線取扱者が生検針の位置に関す
るより多くの情報を得られることを含め、多くの利点が
得られることが理解されよう。加えて、システムの制御
を放射線取扱者に与えることにより、放射線取扱者は、
患者に施されている処置をよりよく制御することができ
るようになり、また処置をより効率的に完了することが
可能になる。

【００１６】図６は、フルオロ走査の実行に関連してこ
のＣＴシステムによって実行されるステップを示す流れ
図７０である。具体的には、一旦、目標が局限されたら
（ステップ７２）、走査の手順が決定され（ステップ７
４）、上述のようにオペレータによってフルオロ走査モ
ードが設定されて（ステップ７６）、システムはプレッ
プ（処置準備）モードに入り、ここで、ガントリ・プレ
ップ・シーケンスが開始される。ガントリ・プレップ・
シーケンスは、当業界で周知である。フルオロ・モード
では、「プレップ」は、コントロール装置を用いて患者
テーブルの傍から介在する放射線取扱者によって制御さ
れる。プレップ・シーケンスが完了したら、システム
は、走査の準備が為された状態になり、患者テーブルの
所に設けられているフット・ペダルが始動される（ステ
ップ８０）。

【００１７】フット・ペダルは、ガントリの患者の傍の
床に配置されている。Ｘ線源フィラメント・タイマが満
了していないならば（ステップ８２）、放射線取扱者
は、フルオロ走査を実行することができる（ステップ８
４）。具体的には、一旦、プレップ・シーケンスが完了
したら、フィラメント・タイマ（例えば、約９０秒）が
始動する。放射線取扱者は、許された最長のＸ線オンの
全時間を使い切るまでは、フルオロ手順によって必要と
される任意の長さの経過時間にわたって、９０秒のＸ線
オン時間を費やすことができる。オペレータがフット・
ペダルを解放したならば、解放後の約２秒〜３秒以内に
走査を再び開始することができる。更に詳しく述べる
と、第１の完全な再構成された画像が表示される前の任
意の時刻にフット・ペダルを解放すると、Ｘ線源は、エ
ネルギ供給停止されないで、完全な１つの画像分のデー
タが収集されてこの画像を表示するのに十分な長さにわ
たってエネルギ供給され続ける。このような動作モード
を「タップ・モード」と呼ぶ。完全な画像を再構成する
のに十分なデータが収集された後の任意の時刻にフット
・ペダルを解放すると、Ｘ線源は、フット・ペダルの解
放から約３００ミリ秒以内にエネルギ供給停止される。
この動作モードを一般的には「連続モード」と呼ぶ。オ
ペレータが走査を続行しないことを選択すると（ステッ
プ８６）、システムは、標準の走査モードに戻る（ステ
ップ８８）。

【００１８】Ｘ線源フィラメント・タイマが満了してい
たら（ステップ８２）、Ｘ線源は停止させられる（ステ
ップ９０）。また、ガントリ／ロータ・タイマが満了し
ていたら（ステップ９２）、ガントリ／ロータは停止し
て（ステップ９４）、動作はプレップ・シーケンス・モ
ードに戻る（ステップ７８）。ガントリ／ロータ・タイ
マが満了していなければ（ステップ９２）、動作は直
接、プレップ・シーケンス・モードに戻る（ステップ７
０）。以下の記載では、一体型コントローラ、画像再構
成及び画像表示について提供される様々なオペレータ制
御について詳細に述べる。一体型コントローラは、放射
線取扱者がフルオロ走査時の全体にわたってシステムの
制御を保持することを可能にする。画像再構成アルゴリ
ズムは一般的にはＣＴフルオロ走査において画像フレー
ム・レートを向上させ、若しくは画像アーティファクト
を減少させ、またはその両方を行うことに向けられてい
る。画像表示は一般的には、走査手順中に、放射線取扱
者に対して、強化された画像及び制御を提供する。

【００１９】オペレータ制御 以下は、頻繁に実行されるオペレータ業務を容易に且つ
簡便に行うために走査中にオペレータによって用いられ
ることのできる一体型コントローラに関する詳細な記載
である。より具体的には、図７は、イメージング・シス
テム１０と共に用いることのできる手元式（ｈａｎｄｈ
ｅｌｄ）一体型コントローラ１００の概略図である。具
体的には、コントローラ１００は、テーブル４６と制御
装置４４との間のインタフェイスを介してコンピュータ
３６と電気的に結合され得る。代替的には、コントロー
ラ１００は、コンピュータ３６に直接接続されていても
よい。いずれにせよ、コントローラ１００に入力された
コマンドは、コンピュータ３６に送信されて、次いで、
コンピュータ３６は、コマンドが実行されるようにす
る。

【００２０】コントローラ１００は、手で持てるように
（手元式に）構成されており、押しボタンとそれぞれの
電気的接点パッドとの間の電気的な接点を確立する、即
ち接続を行う構造は、当業界で周知であり、また選択さ
れたコマンド情報をコンピュータ３６に送信する構造も
同様に周知である。具体的には、後述する特定のコマン
ドに対応している選択された押しボタンを押すことによ
り、電気パルスまたは電気信号が、コントローラ１００
からコンピュータ３６へ供給される。コンピュータ３６
は、この信号を受け取って、特定のコマンドを実行する
ようにこの信号を処理する。

【００２１】一般的に述べると、コントローラ１００を
介して実行可能なコマンドは、走査及び移動制御、並び
に画像操作制御として記述され得る。走査及び移動制御
は、走査パラメータを選択し、また患者テーブルの動き
を制御するために利用される。画像操作制御は、オペレ
ータが、表示のための様々な画像及びパラメータを選択
することを可能にする。

【００２２】ここで、図７について詳細に説明する。コ
ントローラ１００上の様々なコマンド・ボタンの位置は
変更可能であり、本発明は、コマンド・ボタンのいかな
る特定の構成にも限定されていない。但し、制御ボタン
を図示の構成として配置することにより、オペレータ
は、正しいコマンド・ボタンの位置を容易に且つ迅速に
見出して、所望のコマンドを実行させることができるも
のと考えられる。

【００２３】走査及び移動制御に関して述べると、「プ
レップ（ｐｒｅｐ）」用のコマンド・ボタン１０８と、
「整列補助灯」用のコマンド・ボタン１１０とが設けら
れている。プレップ・コマンドは、瞬間押し式または１
回押し式の押しボタンであり、ＬＥＤ１１２インジケー
タが設けられていて、以下のように作用する。具体的に
は、プロトコルがロードされ、システム制御がフルオロ
・モードに切り換わると、プレップ・ボタン１０８は、
「バック・ライト」点灯し、ボタン１０８を押してプレ
ップ・シーケンスを開始するようにユーザに促すプロン
プトとして０．５秒のサイクルでフラッシュ点滅する。
プレップ・ボタン１０８が押されると、ガントリ・プレ
ップ・シーケンスが開始される。ＬＥＤ１１２に関して
述べると、ＬＥＤ１１２が消えているときには、システ
ムは停止しているか又は始動準備が為されていない（ｕ
ｎａｒｍ）かであるので、ユーザはプレップ・ボタン１
０８を押さなければならない。プレップ・ボタン１０８
が押されたら、ＬＥＤ１１２は０．５Ｈｚで点滅して、
ウォーム・アップ・シーケンスまたは始動準備（ａｒｍ
ｉｎｇ）シーケンスが開始されたことを示す。ＬＥＤ１
１２は、ウォーム・アップ・シーケンスまたは始動準備
シーケンスが完了するまで点滅し続ける。ＬＥＤ１１２
は、ウォーム・アップ・シーケンスまたは始動準備シー
ケンスの最中には黄色で光ってもよい。完全に処置準備
ができたら、ＬＥＤ１１２は連続的に点灯したままにな
り、システムの準備ができたことを示すために緑色で光
ってもよい。システムが中断して、システム・プレップ
が停止したら、ＬＥＤ１１２はエネルギ供給停止され
る。

【００２４】整列補助灯コマンド・ボタン１１０は、瞬
間押し式または１回押し式の押しボタンである。ガント
リが回転し、Ｘ線源がオンになっている間に整列補助灯
コマンド・ボタン１１０が押されると、整列補助灯がエ
ネルギ供給される。整列補助灯コマンド・ボタン１１０
が再び押されると、整列補助灯はエネルギ供給停止され
る。

【００２５】整列補助灯に関して述べると、一実施態様
では、線を形成する（ファン・ビーム型の）３つのレー
ザ・モジュールがガントリに固定されており、ガントリ
が回転または走査している間にレーザ光が患者上に走査
平面の位置を指示する。レーザ・モジュールは、ガント
リの回転構造の周りに隔設されており、走査平面と整列
している。ガントリは、ボア内周を巡る３６０°に透明
な窓を有しており、整列補助レーザがオンになっている
状態でガントリが回転すると、レーザ光はすべての位置
で透明な窓を透過する。これにより、１つのみ又は２つ
のレーザを用いる場合に生ずるストロボ効果が除去され
る。放射線取扱者は、患者及び針ホルダ上に１つの連続
した（空間的且つ時間的な）線を見ることになる。この
線は、走査平面の基準として有用である。

【００２６】走査及び移動制御はまた、「テーブル送入
（ｍｏｖｅ ｔａｂｌｅ ｉｎ）」用のコマンド・ボタ
ン１１４と、「テーブル送出（ｍｏｖｅ ｔａｂｌｅ
ｏｕｔ）」用のコマンド・ボタン１１６と、「段階送入
（ｂｕｍｐ ｉｎ）」用のコマンド・ボタン１１８と、
「段階送出（ｂｕｍｐ ｏｕｔ）」用のコマンド・ボタ
ン１２０とを含んでいる。走査用移動（ｍｏｖｅ ｔｏ
ｓｃａｎ）１２２、及び走査用移動を示す関連するＬ
ＥＤ１２４もまた、設けられている。走査及び移動制御
はまた、自動移動（ａｕｔｏ ｍｏｖｅ）コマンド・ボ
タン１２６及びＬＥＤ１２８、並びに架台自由移動（ｃ
ｒａｄｌｅ ｆｌｏａｔ）コマンド・ボタン１３０を含
んでいる。

【００２７】テーブル送入コマンド・ボタン１１４は、
デッドマン制御式（押し続けている間のみ作動する方式
のボタン）であり、ボタン１１４を押すと、一定の速
度、例えば約５０ｍｍ／秒で、ガントリの背面に向かっ
てテーブルを移動させる。テーブル送出コマンド・ボタ
ン１１６もまた、デッドマン制御式であり、一定の速
度、例えば約５０ｍｍ／秒で、ガントリの前面に向かっ
てテーブルを移動させる。テーブル送入コマンド・ボタ
ン１１４も、テーブル送出コマンド・ボタン１１６も、
解放されると（即ち、もはや押されていないときに
は）、テーブルの移動は停止する。

【００２８】段階送入コマンド・ボタン１１８及び段階
送出コマンド・ボタン１２０は、瞬間押し式または１回
押し式の押しボタンである。ボタン１１８及び１２０の
一方を押すと、それぞれ送入方向へ又は送出方向へ、一
定の速度でプリセットされた距離または所定の距離だ
け、例えば５ｍｍ／秒の速度で５ｍｍまたは１０ｍｍだ
け、患者を移動させる。

【００２９】走査用移動コマンド・ボタン１２２（走査
用前進ボタンとも呼ぶ）は、押し続け式またはデッドマ
ン式のボタンである。コマンド・ボタン１２２を押す
と、一定の速度、例えば約５０ｍｍ／秒で、所定の又は
指示された走査平面の位置まで患者の解剖学的構造を移
動させる。明確に述べると、第１回の収集の後のフルオ
ロ手順中にコマンド・ボタン１２２が押されると、患者
テーブルは、最後に収集された画像／走査の位置まで移
動する。テーブルは、コマンドを実行する結果として、
前方にも後方にも移動する可能性がある。一旦、テーブ
ルが最後に収集された画像／走査の位置にまで移動した
ら、更なる走査を実行することができる。ＬＥＤ１２４
は、走査用移動コマンドを実行することができるように
なったときに、即ち患者テーブルが最後に収集された画
像／走査の位置から移動しているときに、０．５Ｈｚで
点滅する。一旦、走査用移動ボタンが押されると、ＬＥ
Ｄ１２４は、テーブルが最後に収集された画像／走査の
位置に到達するまで点灯したままになり、ＬＥＤが消え
ると、テーブルがこの時点で走査のための位置に就いた
ことを示す。

【００３０】自動移動コマンド・ボタン１２６及びＬＥ
Ｄ１２８は、放射線取扱者が走査平面に対して斜めの角
度で針を挿入するときに患者テーブルを定常的に移動さ
せたい場合に利用される。針の挿入の動きとテーブルの
動きとを同期させることにより、針の先端が、走査平面
内に維持される。より明確に述べると、Ｘ線源がオンに
なっているときに、オペレータは、自動移動ボタン１２
６を押す。そして、Ｘ線／収集スイッチを作動させ続け
ながら、放射線取扱者は、テーブル送入コマンド・ボタ
ン１１４またはテーブル送出コマンド・ボタン１１６の
いずれかを押して、それぞれの方向での一定の速度（例
えば、３ｍｍ／秒〜５ｍｍ／秒）でのテーブルの移動を
開始する。テーブルの移動を、所定の距離、例えば、２
００ｍｍに制限して、所望の距離を越えたテーブルの移
動を防止することもできる。自動移動を停止させるため
には、オペレータが自動移動ボタン１２６を押し、或い
は、Ｘ線スイッチが停止されたとき、自動移動が不可
（ｄｉｓａｂｌｅ）になる。自動移動に戻るには、オペ
レータは、もう一度ボタン１２６を押さなければならな
い。自動移動モードにあるときにはＬＥＤ１２８はオン
になっており、システムが自動移動モードにないときに
はＬＥＤ１２８はオフになっている。

【００３１】架台自由移動コマンド・ボタン１３０は、
瞬間押し式または１回押し式の押しボタンである。ボタ
ン１３０が押されると、患者テーブルはラッチを解除さ
れて、自由に浮動（フロート）する。すると、オペレー
タは、所望の位置までテーブルを容易に移動させること
ができる。テーブルから延びているハンドルを設けて、
患者に干渉せずにテーブルを容易に移動させることもで
きる。ボタン１３０が再び押されると、テーブルは選択
された位置にラッチ留めされる。

【００３２】画像操作制御に関して述べると、「ページ
戻る／進む（ｐａｇｅ ｒｅｖｅｒｓｅ／ｆｏｒｗａｒ
ｄ）」コマンド・ボタン１３２、「保存（ｓａｖｅ）」
（または捕捉（ｃａｐｔｕｒｅ ））コマンド・ボタン
１３４、「格子（ｇｒｉｄ）」コマンド・ボタン１３６
及び「プリセット・ウィンドウ／レベル（ｐｒｅｓｅｔ
ｗｉｎｄｏｗ／ｌｅｖｅｌｓ）」コマンド・ボタン１
３８が設けられている。オペレータがコントローラ１０
０を用いてこれらの作用を実行し得るようにすることに
より、システムは、より使い易くなるものと考えられ、
また、わかりやすい形式でオペレータに対して有用な情
報を表示することができる。

【００３３】具体的には、戻る／進むボタン１３２は、
デッドマン制御式（押し続け式ボタン）と瞬間押し式ま
たは１回押し式の押しボタンによる二重動作性制御にな
っている。明確に述べると、ボタン１３２が瞬間的動作
として押されてから解放されると、ボタンの一押しにつ
いて１つの画像を進める又は戻すコマンドが表示装置に
送信される。ボタン１３２が２秒を越えて押され続ける
と、進む方向または戻る方向に（押されるボタンによ
る）、リアル・タイムで画像を表示する、例えば、１秒
当たり６つの画像を表示するコマンドが表示装置に送信
される。このような動作を可能にするために、画像は、
メモリ・バッファに記憶されている（例えば、最新の１
２０の画像がバッファに記憶されている）。ボタン１３
２が解放されると、再生動作は停止する。

【００３４】保存ボタン１３４は、瞬間押し式または１
回押し式の押しボタンであり、保存ボタン１３４を押す
ことにより、その時点でスクリーン上に表示されている
画像が表示メモリ・バッファまたはデータベースに捕捉
または保存されるように、表示装置にコマンドが送信さ
れる。捕捉された画像は、表示、分析、フィルム撮影、
アーカイブ化（記録保管）及びネットワーク化のために
呼び出すことができる。

【００３５】格子ボタン１３６は、瞬間押し式または１
回押し式の押しボタンである。格子表示ボタン１３６が
押されると、平方センチメートル単位でスケーリングさ
れた格子パターンが画像上に重ね表示（スーパーインポ
ーズ）されるように、表示装置にコマンドが送信され
る。連続してボタンを押すと、格子の表示が作動したり
消去したりする。

【００３６】プリセット・ウィンドウ／レベル・ボタン
１３８は、瞬間押し式または１回押し式の押しボタンで
ある。プリセット・ウィンドウ／レベル・ボタン１３８
が押されるごとに、所定のウィンドウ／レベル設定を１
つずつ前進させるように、表示装置にコマンドが送信さ
れる。代替的には、１回ボタンを押すと、ウィンドウ／
レベル設定が、オペレータによって選択されている事前
プログラムされた又は定義された設定に従って変化し得
るようにすることも考えられる。定義される設定を最大
５つまでに制限することにより、混乱が避けられるもの
と考えられる。設定名及び／又は設定値は、画像と共に
表示スクリーン上に表示され、このコマンドにより、表
示装置は、ボタンが押されるごとに１つずつ設定を前進
させながら、連続したループ内でウィンドウ／レベル・
パラメータを順次通過する。この順次通過は典型的に
は、決められた一方向にのみ起こる。

【００３７】以上に述べた作用に加えて、コントローラ
１００はまた、表示装置上で距離を測定するためのトラ
ック・ボールと、Ｘ線走査開始制御と、３次元画像表示
装置のビュー角度をリアル・タイムで制御するためのビ
ュー角度制御と、３次元画像を所定の速度で前後に揺動
させる「揺動（ｒｏｃｋ）」制御と、ガントリ・ティル
ト角度を制御するガントリ・ティルト制御と、患者テー
ブルの高さを調節するテーブル高さ制御とを含んでいて
もよい。例えば、ガントリ・ティルト用の制御ボタンは
コントローラ１００上には図示されていないが、前述し
たものに加えて、コントローラ１００上にガントリ・テ
ィルト制御ボタンを含めてもよいと考えられる。オペレ
ータがコントローラ１００の所でガントリ・ティルトを
制御し得るようにすると、フルオロ手順を制御する能力
が強化され、オペレータが、針の先端をビュー内に含め
て、針の先端を追跡することが可能になる。ガントリ・
ティルト機構は、公知であり、典型的には、ガントリに
電気的に接続されたステッパ・モータを含んでいる。こ
のようなティルト制御は、フルオロ走査が進行している
間に実行可能にすることができる。

【００３８】言うまでもなく、以上に述べた制御のすべ
てをコントローラに組み入れる必要はなく、これらの制
御またはコマンドのうちの任意のもの又は任意の組み合
わせを（他のコマンドと共に）このようなコントローラ
によって実行可能にすることができる。オペレータが上
述のような一体型コントローラによってコマンド実行を
開始し得るようにすることにより、ＣＴフルオロ手順
が、公知のシステムを用いた場合よりも効率的に且つ迅
速に実行され得ると考えられる。このコントローラはま
た、非常に使い易いものと思われるので、従って、オペ
レータがその利点を活用するようになる見込みが高くな
る。

【００３９】画像再構成 前述のように、画質を大幅に損なわないようにしてフレ
ーム・レートを増大させると、オペレータに対してＣＴ
フルオロ走査時の情報がより多く与えられる。以下に記
載するのは、この目的を達成するのに利用することので
きる様々なアルゴリズムである。これらのアルゴリズム
は、どのような結果を望むかに応じて、単独で、または
任意の組み合わせでシステム内で用いることができる。

【００４０】Ａ．動的コリメーション 公知のシステムでは、ＣＴフルオロ手順中にスライス厚
さは変化しない。例えば、手順中一貫して１０ｍｍのス
ライス厚さが用いられる。コリメータのスライス厚さは
典型的には、分解能と空間網羅範囲との間の兼ね合いで
決まる。しかしながら、コリメーションが過度に薄けれ
ば、極く小さな空間しかカバーされないので、針が走査
スライスよりも外側に移動する確率が高くなる。また、
スライス厚さが過度に大きければ、ｚ軸分解能が極めて
低くなるので、誤配置が起こるおそれがある。例えば、
対象物体が直径５ｍｍである場合、生検針を物体の内部
に確実に配置するには１０ｍｍのスライス厚さでは十分
ではない。

【００４１】本発明の一側面によれば、プリ−ペイシェ
ント（ｐｒｅ−ｐａｔｉｅｎｔ）コリメータは最初、厚
いコリメーション（例えば、１０ｍｍ）を有するように
選択される。針が目標物体の近傍に配置された後に、コ
リメータは、より薄いスライス（例えば、５ｍｍ）に動
的に変更される。より具体的に、一実施例について述べ
ると、コントローラ（例えば、図７に示したコントロー
ラ１００）は、コリメータ開口を変更するための制御ボ
タンを含むことができる。コリメータ開口を変更するの
に要求される装置は、当業界で公知である。コリメータ
開口の変更は、Ｘ線オフ時間中に行われる。例えば、開
口サイズを増大させる及び減少させるために、コントロ
ーラ上にコリメータ用の「大きく（up）」及び「小さく
（down）」ボタンを設けることができる。

【００４２】上述の動的コリメーションを用いると、領
域のより詳細な検査が可能になる。針は目標の近傍に配
置されるので、走査空間よりも外側に針が位置する確率
は低くなる。以上に述べた動的コリメーションは、シン
グル・スライス式検出器でもマルチスライス式検出器で
も実行可能である。マルチスライス・スキャナの場合に
は、例えば、マルチスライス検出器は最初、４つの５ｍ
ｍスライスを形成するように構成される。針が配置され
た後には、検出器を、４つの２．５ｍｍスライスを形成
するように動的に構成することができる。

【００４３】Ｂ．高速画像更新 公知のシステム・アーキテクチャ（設計）は、再構成速
度を１秒当たり６フレームまたはそれ以下に制限してい
る。フレーム・レートを増大させるためには、ハードウ
ェア及び／又はソフトウェアに対する大幅な変更が必要
であるものと考えられている。具体的には、逆投影装置
には６つの２５６×２５６のメモリしか利用可能でな
い。再構成速度を更に向上させるためには、２つの追加
の画像メモリが必要であり、この場合にはソフトウェア
の変更が要求され、それよりも多いメモリはハードウェ
アの改変によって追加することができる。

【００４４】しかしながら、ハードウェアまたはソフト
ウェアの改変を行うのではなく、再構成された画像と画
像との間の間隙を埋めるように画像の補間／補外を実行
することができる。画像の補外は、過去に収集されたい
くつかの画像に基づいて画像Ｐ_N を推定するのに利用す
ることができる。例えば、Ｎ番目の画像を以下の式に従
って決定することができる。

【００４５】

【数１】

【００４６】ここで、α_i は補外の係数である。上述の
補外を用いると、表示プロセッサの能力に応じて、フレ
ーム・レートを容易に２倍、３倍または４倍にすること
ができる。上述のような線形補外ではなく、補外は、非
線形（高次）であっても、再帰的であっても、または非
再帰的であってもよい。Ｃ．ビューの圧縮及び拡張 処理されるべきデータの量を減少させるために、選択的
ビュー圧縮アルゴリズムを利用することができる。言う
までもなく、処理されるべきデータの量を減少させる
と、フルオロ走査中に画像を形成するのに要求される時
間量が減少するという利点が得られる。例えば、公知の
ＣＴシステムの１つは、エイリアシング・アーティファ
クトを回避した画像形成を行うために９８４のビューを
用いる。断層像再構成に掛かる時間は、用いられるビュ
ーの数に正比例するので、画像形成に用いられるビュー
の数を減少させることにより、再構成を高速化すること
ができる。画質は、許容可能な水準に保たれていなけれ
ばならないことは言うまでもない。

【００４７】より具体的に、一実施態様について述べる
と、目的は、可能な限り短時間で多数の画像を形成する
ことにある。この目的を達成するために、画像は、２５
６×２５６のマトリクス内で標準的なアルゴリズムによ
るだけで再構成され（即ち、特殊な処理は行われな
い）、特に、画像を表示する主たる目的が生検針の挿入
をガイドすることにあるので、僅かな画質の劣化は許容
可能である。

【００４８】一般的には、ビュー圧縮の場合、新たなデ
ータ・セットのビュー角度増分は好ましくは、一定に維
持されている。即ち、圧縮されたビューとビューとの間
の角度は、データ・セット全体にわたって同一となる。
ビュー角度増分を一定に維持することにより、再構成処
理は、より単純になり、また、ビューのエイリアシング
が平均ではなくビューとビューとの間の最大の角度間隔
によって決定されることから、エイリアシング・アーテ
ィファクトを減少させるのに最適なものになると考えら
れる。従って、圧縮アルゴリズムは好ましくは、ビュー
角度増分を一定に維持する。

【００４９】以下のアルゴリズムは、上述の特性、即
ち、ビュー角度増分を一定に維持するという特性を満足
させるものである。より明確に、一実施態様について述
べると、圧縮されたデータ内の各々の偶数ビューは、元
のデータ・セット内の修正されていない投影データを含
んでおり、圧縮されたデータ・セット内の各々の奇数ビ
ューは、元のデータ・セット内の２つのビューの平均か
ら成っている。新たな投影データ・セットは、以下の式
に従って形成される。

【００５０】 ｋ＝０，２，４，…のとき、 ｐ_compressed（ｋ）＝ｐ_original（３ｋ／２） ｋ＝１，３，５，…のとき、 ｐ_compressed（ｋ）＝０．５［ｐ_original｛（３ｋ−１）／２｝ ＋ｐ_original｛（３ｋ＋１）／２｝］ （２） 言うまでもなく、圧縮処理において他のカーネルを用い
ることもできる。上述した単純平均は、説明を容易にす
るためのものに過ぎない。加えて、式の偶数ビューまた
は奇数ビューは交換可能であり、即ち、奇数ビューが修
正されておらず、且つ偶数ビューが平均されたものであ
ってもよい。

【００５１】元のデータ・セットにおける角度増分をΔ
θと表すと、新たなデータ・セットにおける角度増分は
３Δθ／２となる。従って、上述のアルゴリズムを用い
ると、再構成に用いられるビューの数は、元のビューの
数の僅か３分の２となる。例えば、元のデータが２πの
回転について９８４のビューを含んでいるならば、新た
なデータ・セットは、２πの回転当たり６５６のビュー
を有していることとなり、３３．３％の減少に相当す
る。

【００５２】以下の議論は、ビューを拡張することによ
りエイリアシング・アーティファクトを減少させること
に関する。具体的には、再構成処理で用いられるビュー
の数を減少させると、再構成される画像にビュー・エイ
リアシング・アーティファクトが生ずる。このエイリア
シング・アーティファクトを減少させるために、本発明
のアルゴリズムを利用して付加的なビュー・データを形
成すれば、この付加的なビュー・データを逆投影処理で
利用してエイリアシング・アーティファクトを減少させ
ることができる。

【００５３】より具体的には、本発明の再構成アルゴリ
ズムは、逆投影ステップにおいてのみ、標準的なフィル
タ補正逆投影アルゴリズムと異なっている。この差が図
８にグラフで示されており、同図では、実線は、投影デ
ータの１つのセットが物理的に収集されるガントリ角度
βのセットを表している。以下の議論の目的のために、
ｐβ （γ）は、フィルタリング後の投影データ・セッ
トを表すものとする。標準的なフィルタ補正逆投影アル
ゴリズムは、ガントリ角度βからのｐβ （γ）を逆投
影する。

【００５４】本発明の再構成アルゴリズムによれば、図
８の破線で示されているような第１のセットのガントリ
角度βを二分する第２のセットのガントリ角度につい
て、第２のセットのフィルタリングされた投影データが
形成される。第１のセットのデータｐβ β（γ）から
第２のセットのフィルタリングされた投影データを算出
するためには、例えば、単純線形補間を用いることがで
きる。

【００５５】次いで、対応するガントリ角度における両
セットのデータとも、即ち実際のデータも形成されたデ
ータも、逆投影され、これらのデータを用いて画像が再
構成される。逆投影は、例えば、画像形成（ＩＧ）ボー
ド上でパイプ・ライン方式で実現されて、再構成速度を
増大させることができる。言うまでもなく、より高次の
補間を行うためにより多くのビューを用いることもでき
る。また、ビューとビューとの間に２つよりも多いビュ
ーを形成することもできる。

【００５６】以上に述べたアルゴリズムは、画像の方位
角方向の分解能を劣化させる。しかしながら、方位角方
向の分解能を限定するその他の因子、例えば、検出器の
１次速度等を考慮すると、この付加的な劣化は目立たな
いものであるか又は許容可能なものであろう。Ｄ．フィルタ・カーネル・ブーストを伴うチャンネル圧
縮 計算の高速化のために、各々の投影チャンネルを２つの
検出器チャンネルまたは検出器セルによって形成するこ
とができる。具体的には、これらのセルは、１つの出
力、即ち１つの投影チャンネルを形成するように連結
（ｇａｎｇ）され、例えば二重連結される。以下に述べ
る実施例では、セルは二重連結されているものと仮定さ
れている。しかしながら、より高い圧縮比を用いること
もできる。連結は、以下の式で記述される。

【００５７】 ξ_k ′＝ξ_2k＋ξ_2k+1 （３） チャンネル連結は、例えば、空気較正（Ａｉｒ−ｃａ
ｌ）補正の直後に行うことができる。当業界で公知のよ
うに、Ａｉｒ−ｃａｌ補正は、正規化、チャンネル拡
張、Ｑｃａｌ（即ち、画像較正）、シータ・フィクス及
びクロス・トークの各補正を含んでいる。代替的には、
チャンネル連結を検出器１次速度／残光補正の直後に実
行して、速度についての最大の利益を得ることもでき
る。上述の処理は好ましくは、Ａｉｒ−ｃａｌ補正の前
（即ち、正規化、チャンネル拡張、Ｑｃａｌ、シータ・
フィクス及びクロス・トークの各補正の前）に実行され
る。

【００５８】チャンネル連結により、Ａｉｒ−ｃａｌ補
正の後に適用される較正ベクトルの多くは、各々の新た
なチャンネルが今や以前のチャンネルの２つを表してい
るという事実を反映するように修正される必要がある。
影響を受けるベクトルは、例えばビーム・ハードニング
・ベクトルである。３つのビーム・ハードニング・ベク
トルＢ¹ 、Ｂ² 及びＢ³ については、以下の関係式を用
いて新たなベクトルを形成する。

【００５９】 Ｂ′¹ _k＝０．５（Ｂ¹ _2k ＋Ｂ¹ _2k+1 ） Ｂ′² _k＝０．５（Ｂ² _2k ＋Ｂ² _2k+1 ） Ｂ′³ _k＝０．５（Ｂ³ _2k ＋Ｂ³ _2k+1 ） （４） これらのベクトルは、「レコン・ループ（ｒｅｃｏｎ−
ｌｏｏｐ）」の前に形成されるので、ベクトル形成処理
に対する修正が速度の面で再構成のパフォーマンスに影
響を与えるようなことがあってはならない。

【００６０】二重チャンネル連結が画質に及ぼす１つの
直接的な影響は、空間分解能の低下である。例えば、Ｃ
Ｔフルオロ・システムが分解する（見分ける）必要のあ
る最小の物体は、５ｍｍである。この分解能の低下を少
なくとも部分的に補償するために、再構成フィルタ・カ
ーネル・ブーストを利用することができる。具体的に
は、（周波数領域での）再構成フィルタに、中周波数域
及び高周波数域により大きな大きさを有している窓関
数、例えば、以下の窓関数のようなものを乗算する。

【００６１】 ｗ＝１＋α₁ ｆ＋α₂ ｆ² ＋α₃ ｆ³ ＋α₄ ｆ⁴ （５） ここで、α₁ 乃至α₄ は、パラメータである。特定的な
一実施例では、α₁ ＝０．０、α₂ ＝０．６、α₃ ＝
０．２及びα₄ ＝０．０というパラメータ・セットが利
用される。上述のフィルタ・カーネル・ブーストはま
た、他の因子が原因でシステムの分解能を向上させる必
要が出てきたようなその他の場合にも適用することがで
きる。例えば、再構成カーネル・ブーストを利用して、
周波数領域の補間処理を省くことに起因する分解能の劣
化を補償することができる。具体的には、フーリエ変換
後の投影データが、フィルタ・カーネルを乗算される前
に複製される。この処理は、周波数空間における補間を
実行することと同等である。なぜなら、この処理を受け
た後のフィルタリングされた投影は、サンプリング点の
数が２倍になっているからである。補間は周波数空間で
実行されるので、投影の周波数成分を保存する。しかし
ながら、この処理は、フーリエ変換のサイズを２倍に増
大させるので、計算経費が高い。再構成速度を考慮する
ならば、空間領域での補間を行う方が望ましいであろ
う。例えば、４点ラグランジュ補間装置を用いることが
できる。但し、システムの分解能は僅かに劣化する。こ
の劣化は、フィルタ・カーネルに窓関数（式（３））を
予め乗算しておくことにより補償することができる。標
準的な再構成カーネル及びソフト再構成カーネルについ
ては、α₁ ＝０．０、α₂ ＝０．１、α₃ ＝０．３及び
α₄ ＝０．０というパラメータ・セットを利用すること
ができる。

【００６２】Ｅ．フィルタリング 患者のモーション・アーティファクトを減少させるため
に、以下に述べる重み付け方式を利用して、各々のビュ
ーに対して実行されるフィルタリングの量を最小化する
ことができる。具体的には、ＣＴ透視検査法の用途で
は、実現例として、ガントリを１秒当たり１回転で患者
の周りを回転させながら、１秒当たり６フレームの速度
で画像が形成される。従って、大きな重なりのある再構
成が実行される。換言すれば、各々の投影が、多数の画
像の形成に利用される。フィルタリング・ステップは、
再構成の中で最も時間の掛かる部分であるので、各々の
再構成される画像について各々の投影を繰り返しフィル
タリングするようなことは避けた方が望ましい。

【００６３】従って、オーバースキャン重み付けアルゴ
リズムを利用することができる。オーバースキャン重み
付けは、チャンネルの方向に沿って一定であるので、フ
ィルタリング演算び重み付け演算を反転させることがで
き、１投影当たり１回のフィルタリングしか必要でな
い。次いで、逆投影の前に、各々のフィルタリングされ
た投影に異なる重みを乗算することができる。オーバー
スキャン重み付けアルゴリズムは、以下の式に従って実
行される。

【００６４】 ｗ（γ，β）＝３θ² （γ，β）−２θ³ （γ，β） （６） ここで、 ０≦β＜β₀ のとき、 θ（γ，β）＝β／β₀ β₀ ≦β＜２πのとき、 θ（γ，β）＝１ ２π≦β＜２π＋β₀ のとき、 θ（γ，β）＝（２π＋β₀ −β）／β₀ であり、ここで、β₀ は、オーバースキャン角度を設定
するパラメータである。パラメータβ₀ は、画質と再構
成速度との間の最良の兼ね合いに基づいて決定される。

【００６５】上述の重み付けは、走査の開始時及び終了
時からの寄与を強調しないようにする。各々のビューに
ついて、先ず、断層像再構成フィルタが適用され、引き
続いて、ビューに対して少なくとも２つの異なる重みを
乗算し、次いで、重み付けされたビューを少なくとも２
つの異なる画像位置に逆投影する。次いで、各々の画像
メモリの内容は、所定の数のビューが蓄積された後に、
転送され初期化される。

【００６６】加えて、多重のフィルタリングを実行する
多重プロセッサによるハーフスキャン重み付けも利用す
ることができる。具体的には、所与の画像フレーム・レ
ートにおいて各々の投影が最大Ｎ個の画像に寄与するも
のと仮定する。例えば、３フレーム／回転の場合につい
てはＮ＝２とし、５フレーム／回転の場合についてはＮ
＝４とする。多数の画像の再構成を同時に行うために
は、図９に示すデータ処理アーキテクチャを用いること
ができる。時間分解能を最高にするためには、セグメン
ト化再構成が利用される。また、３フレーム／回転の場
合には、２つの枝しか必要でない。この設計のボトルネ
ック（隘路）は、フィルタリング・ステップであるが、
フーリエ領域補間を省き、チャンネル圧縮を２：１にす
ることにより高速化することができる。

【００６７】第２の画像形成ボードを加えることによ
り、より高速のフレーム・レートを達成することができ
る。また、データ処理を更に高速化するために、いくつ
かの前処理ステップ及び後処理ステップをバイパスする
ことができる。Ｆ．逆投影 ＣＴフルオロ・モードでは、６つの異なる画像が任意の
時刻に再構成を受けており、これらの画像に必要とされ
る多数の重み付けされた投影が逆投影装置メモリに一度
にロードされている。選択されたオーバースキャン角度
に基づいて、重み付けされた投影の数を減少させて、逆
投影装置メモリへのデータ転送を高速化することができ
る。より具体的に、例示的なシステムについて述べる
と、オーバースキャン回転の６分の１回転ごとに、１つ
の位置における完全な画像が形成される。従って、逆投
影装置メモリは、６つの副領域に分割されている。各々
の瞬間に、フィルタリングされた投影が、異なるオーバ
ースキャン重み付けで重み付けされ、６つの副領域のす
べてに逆投影される。特定的な一実施態様では、例え
ば、完全な１つの画像を形成するのに６９６のビューが
要求される。従って、６９６番目の投影が逆投影された
後に、第１の完全な画像が副領域番号１から取得され
る。１１６ビューの後、第２の完全な画像が副領域番号
２から取得される。この過程は、６番目の画像が完了し
た後にも繰り返される。

【００６８】この例示的なシステムでは、再構成ボード
は８つの並行したパイプに分割されており、オーバース
キャンの１回転当たり６つの画像が形成されるので、各
々の画像形成に用いられるビューの数は、４８（即ち、
８の６倍）で割り切れる必要がある。上述の選択は、４
８では割り切れない（即ち、６９６は４８で割り切れな
い）。言うまでもなく、オーバースキャン角度を大幅に
増大させる（例えば、６９６よりも大きく４８で割り切
れる最小の数は７２０であり、これは、３５．１°のオ
ーバースキャン角度に対応している）ことは望ましくな
い。なぜなら、遅れ（ｌａｇ）が大幅に増大するからで
ある。また、オーバースキャン角度を大幅に減少させる
（例えば、６９６よりも小さく４８で割り切れる最大の
数は６７２であり、これは、８．８°のオーバースキャ
ン角度に対応している）ことも望ましくない。なぜな
ら、患者のモーション・アーティファクトが著しく増大
するからである。

【００６９】このために、また、逆投影の速度を増大さ
せるためにも、各々の画像を１１６ビューの倍数の所で
開始するのではなく、第２の画像はビュー１２０で開始
される。第３の画像は第２の画像の１１２ビュー後に開
始する。第４の画像は再び１２０ビュー後に開始する。
第５の画像は更に１１２ビューだけ遅延される。この過
程は継続する。

【００７０】より一般的に述べると、完全な１つの画像
を形成するのに要求されるビューの数をＮと表す。ま
た、並行処理パイプの数をＸと表し、Ｎビュー回転につ
き形成される画像の数をＹと表す。ＮがＹで割り切れ且
つ（ＸＹ）で割り切れないときには、連続した画像につ
いての開始ビュー番号を、交互に、直前の画像の開始ビ
ューの（Ｎ／Ｙ）＋Ｘ／２ビュー後、及び（Ｎ／Ｙ）−
Ｘ／２ビュー後とすることができる。この順序は交換可
能である。

【００７１】上述の逆投影アルゴリズムは、システム遅
延及び画像アーティファクトについての重大な不利益を
回避するものとなっている。言うまでもなく、画像と画
像との間には、数ミリ秒だけ変化する極く僅かな非一様
な時間間隔が存在している。更に、逆投影装置が十分な
速度を有しているならば、各々の投影は、ある回数、例
えば６回、逆投影されることもできる。次いで、この逆
投影されたビューは、スケーリングされて、異なる画像
メモリに追加される。

【００７２】加えて、逆投影が再構成処理のボトルネッ
クとなっているような条件の下では、単純化された逆投
影手法を用いることができる。より具体的には、基本的
な画像逆投影操作は次の通りである。即ち、各々のフィ
ルタリングされた投影が、再構成格子ピクセルの全体に
わたるループを介して画像上に逆投影される。患者の座
標系（ｘ，ｙ）及びカレント・ビューに関連した回転し
た座標系（ｘ′，ｙ′）を考えると（図１０）、逆投影
は、妥当な投影データの補間を実行するために、ファン
角度η（ビュー及びピクセルに依存）の計算に頼る。ま
た、逆投影は、（１／Ｌ）² の計算も要求する。ここ
で、Ｌ＝Ｌ（β，ｘ，ｙ）は、ピクセル（画素）からフ
ァン頂点までの距離（ビュー及びピクセルに依存）であ
る。β₀ 及び（ｘ₀ ，ｙ₀ ）の周りでη及び（１／Ｌ）
² を線形化することにより、以下の式が得られる。

【００７３】 η（β₀ ＋ｄβ）≒η（β₀ ）＋Ａ×ｄβ （７）

【００７４】

【数２】

【００７５】ビュー間のみでの線形化の応用では、量η
及び（１／Ｌ）² の完全な計算はＭ個のビューごとに行
われる。ここで、Ｍはパラメータである。その他のビュ
ーの各々については、これらの量は、線形補間を用いて
推定される。実際上は、完全に処理されるべき次のビュ
ーの事前算出に頼ることにより、線形近似を算出すると
より簡単である。ビュー間及びビュー内の線形化におい
ては、上述と同じ方法を用いることができるが、但し、
以前に完全に処理されたビューについては、η及び（１
／Ｌ）² についての計算は、Ｐ個のピクセルごとに１回
しか発生せず、間の値は線形補間される点が異なる。

【００７６】逆投影方程式は、

【００７７】

【数３】

【００７８】これらの関係式は、ファン角度、及びファ
ン頂点からピクセルへの距離の逆二乗を決定する基本的
な関係式として有用である。これらの関係式を単純化す
ると、計算上の大幅な節減になる。具体的には、ビュー
間線形化の方法において、以下の関係式を適用すること
ができる。

【００７９】

【数４】

【００８０】及び

【００８１】

【数５】

【００８２】パラメータＡ及びＤは、式（１１）及び式
（１３）を用いて決定しなければならないわけではな
い。その代わりに、Ａ及びＤは、ビューＮ及びビューＮ
＋Ｍの「見込み（ｌｏｏｋ−ａｈｅａｄ） 」的な完全
な計算から推定することができる。間隔 ］Ｎ，Ｎ＋Ｍ
［ のビューについては、式（９）の計算はスキップ
（飛び越し）されて、ビューＮ及びビューＮ＋ＭからＡ
及びＤを推定することに基づく線形近似によって置き換
えられる。

【００８３】Ｇ．並行処理 再構成処理を更に高速化するために、多くの処理を異な
るプロセッサで並行して実行することが企図される。例
えば、前処理、フィルタリング、逆投影及び後処理をそ
れぞれ異なるプロセッサで実行することができる。この
ような構成によれば、１つのプロセッサがビューｉを処
理している間に、別のプロセッサがビューｉ＋１を処理
することができる。更に、逆投影装置が画像番号ｉを処
理している間に、後処理ユニットが画像番号ｉ−１を処
理することができる。

【００８４】画像表示 以下に記載するのは、強化されたイメージングを行うた
めにＣＴフルオロ・システム内で実現することのできる
画像表示用装置及びアルゴリズムである。これらの装置
及びアルゴリズムは、どのような結果を望むかに応じ
て、単独で、または任意の組み合わせでシステム内で用
いることができる。

【００８５】Ａ．部分画像表示 上述のように、ＣＴフルオロ・システムのための重要な
１つの性能パラメータは、第１の画像までの時間であ
る。第１の画像をより迅速に形成することにより、オペ
レータに、より多くの情報が与えられ、また、オペレー
タは、時宜に適ったフィードバックを与えられるのでよ
りよい制御感覚を有するようになる。従って、第１の画
像までの時間を短縮するために、部分的に再構成された
画像を表示することができる。例えば、完全なビュー及
び完全なオーバースキャン重み付けの６分の１乃至６分
の５を用いて１つのセットの画像を形成することができ
る。ビューは、概略で１秒当たり６フレームの速度で表
示され得る。１つの特定的なシステムでは、部分的に再
構成された画像は、第１の画像形成メモリ・バッファ内
に１２０、２３２、３５２、４６４及び５８４のビュー
が蓄積された段階で表示され得る。オーバースキャン・
アルゴリズムは、例えば、１９９７年１１月２６日出願
の米国特許出願第０８／９７８８０２号、「コンピュー
タ断層撮影透視検査システムにおける画像再構成」に記
載されているオーバースキャン・アルゴリズムであって
もよい。この特許出願は、本出願と共通の譲受人に譲渡
されており、その全体としてここに参照されるべきもの
である。オーバースキャン角度は、例えば２２．０°で
あり得る。

【００８６】一般的には、部分的に再構成された画像
は、この重み付け方式によって得られている。モーショ
ン・アーティファクト抑制型重み付けの殆ど（例えば、
オーバースキャン重み付け）は、最終の画像に対して、
走査の開始時からの寄与を抑制すると共にビューの寄与
を徐々に増大させるものであるので、オーバースキャン
重み付けは、重み付けがない場合と比較して、部分的に
再構成された画像が表示されるにつれて画像から画像へ
より滑らかな移行を示すようになる。言うまでもなく、
他の重み付け方式を用いることもできる。

【００８７】Ｂ．動的画像再編成 様々な配向、即ちビューから、針の位置を精査すること
が望ましい場合がある。この需要に応えるために、動的
な画像の再編成（ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を行うこと
ができる。具体的には、アキシャル画像は極めて高速に
表示されるので、オペレータは、このアキシャル画像を
再編成して再編成された画像をリアル・タイムで表示す
ることができる。従って、オペレータは、様々な角度か
ら針を眺めることができ、また、深さの情報を得ること
ができる。

【００８８】画像の再編成は、画像補間によって行われ
得る。具体的には、画像の再編成は、物体の切断面を眺
めることに関連している。即ち、従来のＣＴ表示装置で
は、ｚ軸に垂直な一連の画像が形成され表示されてい
る。同じ物体を、ｘ−ｙ軸と４５°の角度をなしてｚ軸
と整列している平面に沿って眺めたいならば、ＣＴ画像
を表す平面の組によって新たな平面の断面が決定され
る。一旦、断面が決定されたならば、この決定された断
面に沿って元のＣＴ画像を線形補間することにより、再
編成された画像を形成することができる。画像再編成ア
ルゴリズムは公知である。

【００８９】Ｃ．フラット・パネル型表示装置 向上した表示を行うために、フラット・パネル型表示装
置を利用してもよい。このような表示装置は、市販され
ており、ＣＴフルオロ・システムに用いるのに適した表
示装置の１つは、米国テキサス州ヒューストン所在のア
ラス・テクノロジイ社（Ａｌｌｕｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ Ｃｏｒｐ．）の製品型番ＡＴＣ１２４５Ｂであ
る。表示装置は、一実施例では、１２８０×１０２４ピ
クセルの構成を有しており、良好な画像分解能を有し、
対角線サイズは約１５インチ〜１７インチのものであ
る。言うまでもなく、表示装置は、より小さいものであ
っても、またはより大きいものであってもよい。

【００９０】表示装置は、天井吊りされる。このような
天井吊りシステムは、市販されており、ＣＴフルオロ・
システムに用いるのに適した吊り下げシステムの１つ
は、米国ニューヨーク州ピッツフィールド所在のマビグ
社（Ｍａｖｉｇ）の製品型番６２６２である。吊り下げ
システムは、表示装置に前方側または後方側から、及び
右側または左側から近付くことができるようにしてガン
トリ周辺に配置されている。吊り下げシステムは、４つ
の軸についての配置可能性を許しており、ガントリ・ボ
ア区域の近傍に配置することができる。吊り下げシステ
ムはまた、オペレータによって容易に配置／調節するこ
とができるように、均衡配置されており、患者に近付く
ためには速やかに移動させることができる。表示装置は
また、２つのビューアを収容するためには広い視角を有
しているべきであり、また、強化されたユーザ・インタ
フェイスを提供するためにはカラー表示装置であるべき
である。

【００９１】Ｄ．室内表示装置 ＣＴフルオロ・システムの表示装置と共に用いられるユ
ーザ・インタフェイスを図１１に示す。表示は、ＣＴ／
ｉ介入的制御と、３つのメッセージ区域（階層になって
おり、メッセージ区域＃１、メッセージ区域＃２及びメ
ッセージ区域＃３として示されている）と、画像制御と
を含んでいる。介入的制御は、オペレータが表示装置上
の画像をビューについて分析すると共に操作することを
可能にするものである。例えば、制御は、画像の渡り歩
き（ローム、ｒｏａｍｉｎｇ）及びズーム、拡大、並び
にフリップ／回転を行うコマンドを含んでいる。制御は
また、角度、距離及び曲線を測定するコマンドも含んで
いる。表示を通常の動作表示モードに復帰させるための
制御コマンドも提供されている。

【００９２】制御は更に、画像にユーザ注釈を追加する
ことを可能にするコマンドと、注釈を削除するコマンド
とを含んでいる。また、ユーザが、表示されている画像
上に、平方センチメートル単位にスケーリングされた格
子パターンを重ね表示することを可能にする格子オン／
オフ・コマンドも提供されている。メッセージは、それ
ぞれのメッセージ区域に表示される。最も緊急度の高い
メッセージは、区域＃１に表示され、緊急度のやや低い
メッセージは、区域＃２に表示され、最も緊急度の低い
メッセージは、区域＃３に表示される。

【００９３】画像制御は、ページ進む及びページ戻るコ
マンドを含んでいる。ページ進む及びページ戻るコマン
ドは、オペレータが、所望のメッセージを見出すために
区域＃１、区域＃２及び区域＃３に表示されているメッ
セージを通してページ切り換えを行うことを可能にして
いる。１画像進む及び１画像戻るコマンドは、オペレー
タが、表示される画像を選択することを可能にする。捕
捉コマンドは、オペレータが、スクリーン上にその時点
で表示されている画像を表示メモリ・バッファまたはデ
ータベースに保存することを可能にするものである。捕
捉された画像は、表示、分析、フィルム撮影、アーカイ
ブ化及びネットワーク化のために呼び出すことができ
る。

【００９４】表示はまた、Ｘ線照射時間を示す２つのク
ロックを含んでいてもよい。具体的には、第１のクロッ
クは、１回の動作中の照射量を示す。フット・ペダルが
始動するごとに、クロックは患者がＸ線に照射される秒
数を数え始める。明確に述べると、各々の手順はここで
は、９０秒の照射に制限されており、この第１のクロッ
クは、オペレータが患者の照射量及びそのタイミングを
よりよく制御するのを助ける。第２のクロックは、患者
に対する累積照射時間を示す。例えば、各々の生検施術
中に、多数のＸ線「バースト（ｂｕｒｓｔ）」が開始さ
れ得る。バーストとバーストとの間に、オペレータに
は、次のバーストについての最良のアプローチを考察す
る時間がある。第２のクロックは、現在時刻までに行わ
れた照射の合計量を記録している。これらのクロックは
指標として利用され、この指標は、時間（照射の長
さ）、全ｍＡｓ（管電流と時間との積）、または患者へ
の全照射量を表す何らかの形式の測定（例えば、器官照
射量または皮膚照射量）のいずれに基づいていてもよ
い。

【００９５】Ｅ．拡大 多くの分野において、ディジタル画像のリアル・タイム
の拡大（ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が必要とされ
る。最近接（ｎｅａｒｅｓｔ ｎｅｉｇｈｂｏｒ）法及
び双１次（ｂｉｌｉｎｅａｒ）補間のような幾つかの拡
大方法は、汎用グラフィック・パッケージに含まれてお
り、実行速度及び専用のハードウェアについて最適化さ
れる。しかしながら、双３次（ｂｉｃｕｂｉｃ）補間等
のより質の高い拡大アルゴリズムは含まれていない。従
って、双３次補間を近似するが加速されたルーチンを用
いているような方法に対する需要が生じる。

【００９６】以下により詳細に記載するように、このよ
うな拡大のために、ディジタル画像の空間的特性を変化
させるアルゴリズムを利用することができる。一般的に
述べると、１つのアルゴリズムは、２回パス方式を用い
ており、この方法では、パスの各々は、それぞれｘ方向
及びｙ方向における補間に相当している。各々の方向に
おける双３次補間は、線形補間を用い、その後に１次元
のコンボリューション（畳み込み）フィルタを用いるこ
とにより近似されている。他のアルゴリズムは、双１次
補間を最初に適用し、その後に２次元のコンボリューシ
ョン・フィルタを用いる。これらの方法は、当業界で周
知のＯｐｅｎＧＬグラフィック・パッケージを用いて実
行され得る。また、線形補間、双１次補間、３次（ｃｕ
ｂｉｃ）補間及び双３次補間は、線形最小自乗推定法と
共に、周知の手順である。線形補間及び双１次補間とデ
ィジタル・コンボリューション・フィルタとを併用して
双３次補間を近似することにより、迅速に実行されるル
ーチンといった利点を得ることが可能になる。一般的に
述べると、これらのアルゴリズムは、線形補間及びディ
ジタル・コンボリューション・フィルタという各関数を
用いており、これらの関数は、ＯｐｅｎＧＬにおいて加
速されて、双３次補間を近似している。線形補間または
双１次補間は、周知定義の関数である。以下に、これら
のアルゴリズムに用いられるべきコンボリューション・
フィルタの係数について述べる。

【００９７】より具体的には、第１のアルゴリズムで
は、２回パスの線形補間及び１次元フィルタリングが利
用される。１回目のパスは、ｘ方向での補間を行い、２
回目のパスは、ｙ方向での補間を行うために同じ手順を
繰り返す。ｘ方向及びｙ方向における補間は、同一の手
順を用いて実現されており、両者の補間が２段階で行わ
れる。線形補間が先ず実行され、次いで、補間されたデ
ータに対して１次元コンボリューション・フィルタが適
用される。このアルゴリズムは、任意の整数ズーム・フ
ァクタｎ、及び任意の１次元コンボリューション・フィ
ルタ・サイズｍについて適用することができる。

【００９８】１次元コンボリューション・フィルタの係
数を決定するために、以下の手順が用いられる。この手
順の第１のステップは、線形補間である。新たなピクセ
ルの値Ｂ_i は、ソース画像のピクセル値Ｉ_i に関して、
以下の式によって与えられる。 ｉ＝１，…，ｎ（ｎは奇数）の場合、 Ｂ_i ＝［（ｎ−ｉ＋１）／ｎ］Ｉ_i ＋［（ｉ−１）／ｎ］Ｉ₂ （１４） ｉ＝１，…，ｎ（ｎは偶数）の場合、 Ｂ_i ＝［（ｎ−ｉ＋０．５）／ｎ］Ｉ_i ＋［（ｉ−０．５）／ｎ］Ｉ₂ （１５） 線形補間されたピクセルｂ_i （Ｂ_i の例；ｉ＝１，２，
…，ｍ）を用いて、ｍ×１のコンボリューション・フィ
ルタが適用され、出力ピクセルＯ_k が得られる。従っ
て、出力ピクセルＯ_k についての以下の式が得られる。

【００９９】

【数６】

【０１００】ここで、ａ_i （ｉ＝１，…，ｍ）は、コン
ボリューション・フィルタの係数である。ｂ_i （ｉ＝
１，…，ｍ）についての式、即ち、式（１４）または式
（１５）からの対応するＢ_opの値を式（１６）に代入す
ると、以下の式が得られる。

【０１０１】

【数７】

【０１０２】ここで、ｋ_ijは、式（１４）または式（１
５）を適用することにより得られる定数の係数である。
双３次補間についての公知の式を用いて、ピクセル値Ｏ
_k についての代替的な式を得ることができる。

【０１０３】

【数８】

【０１０４】ここでｃ_i は、ｎ倍の拡大の場合での３次
補間についての式から導き出された係数である。式（１
７）と式（１８）とを対比し、対応する入力ピクセル値
ｉ_j に関して係数同士を等しいと置くと、このフィルタ
の係数ａ_m についての４つまでの線形方程式のセットが
得られる。

【０１０５】

【数９】

【０１０６】双１次補間によって得られ、コンボリュー
ション・フィルタによって用いられるピクセルが、いく
つかの入力ピクセルｉ_j からは寄与を受けていないなら
ば、等式を４つよりも少なくすることができる。この場
合には、等式の数は、このようなピクセルの数だけ減少
する。同じ手順が、入力ピクセルに対して異なる位置を
有しているｎ個の連続した出力ピクセルＯ_i （ｉ＝１，
…，ｎ）のセットについて繰り返され、コンボリューシ
ョン・フィルタ係数用の線形方程式の系が得られる。

【０１０７】この系は、行列形態で以下のように表すこ
とができる。 Ｃ＝ＫＡ （２０） ここで、Ｃは、式（１８）の右辺に由来した対応する係
数ｃ_i から成るベクトルであり、またＫは、上述の線形
方程式の係数ｋ_ijから成る行列であり、またＡは、ｍ個
のフィルタ係数ａ_i （ｉ＝１，…，ｍ）から成るベクト
ルである。ズーム・ファクタｎ及びフィルタ・サイズｍ
の実際的な値については、この行列は、線形方程式の過
剰決定（ｏｖｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ）系に相当す
る。この場合には、解は、線形最小自乗法を用いること
により決定され、この解は、以下の形態を有している。

【０１０８】 Ａ＝（Ｋ^T Ｋ）^-1Ｋ^T Ｃ （２１） 適用されるべきコンボリューション・フィルタの係数Ａ
を決定すると、ディジタル画像の空間特性を変化させる
手順全体が定義されたことになる。第２のアルゴリズム
は、双１次補間及びその後に２次元コンボリューション
・フィルタを適用することを含んでいる２段階の手順を
利用したものである。この第２のアルゴリズムは、任意
の整数ズーム・ファクタｎ、及び任意の２次元コンボリ
ューション・フィルタ・サイズｍについて適用すること
ができる。

【０１０９】上述のように、第１のステップは、双１次
補間である。ファクタｎ（ｎ倍）の拡大の場合には、新
たなズームされた画像においてはｎ² 個のピクセルが存
在し、これらのピクセルは、ソース画像のピクセルに関
して根本的に異なる位置を有している。新たなピクセル
の値Ｂ_ijは、ソース画像のピクセル値Ｉ_ijに関して、以
下の式によって与えられる。

【０１１０】 ｉ，ｊ＝１，…，ｎ（ｎは奇数）の場合、 Ｂ_ij＝［（ｎ−ｉ＋１）（ｎ−ｊ＋１）／ｎ² ］Ｉ₁₁ ＋［（ｎ−ｉ＋１）（ｊ−１）／ｎ² ］Ｉ₁₂ ＋［（ｉ−１）（ｎ−ｊ＋１）／ｎ² ］Ｉ₂₁ ＋［（ｉ−１）（ｊ−１）／ｎ² ］Ｉ₂₂ （２２） ｉ，ｊ＝１，…，ｎ（ｎは偶数）の場合、 Ｂ_ij＝［（ｎ−ｉ＋０．５）（ｎ−ｊ＋０．５）／ｎ² ］Ｉ₁₁ ＋［（ｎ−ｉ＋０．５）（ｊ−０．５）／ｎ² ］Ｉ₁₂ ＋［（ｉ−０．５）（ｎ−ｊ＋０．５）／ｎ² ］Ｉ₂₁ ＋［（ｉ−０．５）（ｊ−０．５）／ｎ² ］Ｉ₂₂ （２３） ｂ_ij（Ｂ_ijの例）についての値は、式（２２）または式
（２３）における表現を用い、入力画像でのｂ_ijの位置
に応じてＩ_ij、ｉ及びｊに適当な値を代入することによ
り算出することができる。双１次補間されたピクセルｂ
_ij（ｉ，ｊ＝１，２，…，ｍ）を用いて、ｍ×ｍのコン
ボリューション・フィルタが適用され、出力ピクセルが
得られる。出力ピクセルＯ_kiについて、以下の式が得ら
れる。

【０１１１】

【数１０】

【０１１２】ここで、ａ_ij（ｉ，ｊ＝１，…，ｍ）は、
コンボリューション・フィルタの係数である。ｂ
_ij（ｉ，ｊ＝１，…，ｍ）についての式、即ち、式（２
２）または式（２３）からの対応するＢ_opの値を、式
（２４）に代入すると、以下の式が得られる。

【０１１３】

【数１１】

【０１１４】ここで、ｋ_ijklは、式（２２）または式
（２３）を適用することにより得られる定数の係数であ
る。双３次補間についての公知の式を用いて、ピクセル
値Ｏ_kiについての代替的な式を得ることができる。

【０１１５】

【数１２】

【０１１６】ここでｃ_ijは、ｎ倍の拡大の場合での双３
次補間についての式から導き出された係数である。式
（２５）と式（２６）とを対比し、対応する入力ピクセ
ル値Ｉ_ijに関して係数同士を等しいと置くと、このフィ
ルタの係数ａ_mnについての１６までの線形方程式のセッ
トが得られる。

【０１１７】

【数１３】

【０１１８】双１次補間によって得られ、コンボリュー
ション・フィルタによって用いられるピクセルが、いく
つかの入力ピクセルＩ_ijからは寄与を受けていないなら
ば、式を１６よりも少なくすることができる。この場合
には、式の数は、このようなピクセルの数だけ減少す
る。この手順を出力ピクセルＯ_ij（ｉ，ｊ＝１，…，
ｎ）のすべてについて繰り返すとコンボリューション・
フィルタ係数用の線形方程式の系が得られる。

【０１１９】この系は、行列形態で以下のように表すこ
とができる。 Ｃ＝ＫＡ （２８） ここで、Ｃは、式（２６）の右辺に由来した対応する係
数ｃ_ijから成るベクトルであり、Ｋは、上述の線形方程
式の係数ｋ_ijklから成る行列であり、Ａは、フィルタ係
数ａ_ij（ｉ，ｊ＝１，…，ｍ）から成るベクトルであ
る。ズーム・ファクタｎ及びフィルタ・サイズｍの実際
的な値については、この行列は、線形方程式の過剰決定
系に相当する。この場合には、解は、線形最小自乗法を
用いて決定され、この解は、以下の形態を有している。

【０１２０】 Ａ＝（Ｋ^T Ｋ）^-1Ｋ^T Ｃ （２９） 適用されるべきコンボリューション・フィルタの係数Ａ
を決定すると、ディジタル画像の空間特性を変化させる
手順全体が定義されたことになる。以上に述べたＣＴフ
ルオロ・システムは、許容可能な画質を提供しながら、
公知のフルオロ・システムよりも増大したフレーム・レ
ートを有している。言うまでもなく、このシステムは、
上述のアルゴリズムからいくつかのみを選択したもの、
及びこれらのアルゴリズムの選択された組み合わせを実
現していればよいのであって、必ずしもすべてのアルゴ
リズムを実現していなければならないわけではない。

【０１２１】本発明の様々な実施例に関する以上の記述
から、本発明の目的が達成されたことは明らかである。
本発明を詳細にわたって記述すると共に図解したが、こ
れらは説明及び例示のみを意図したものであり、限定の
ためのものであると解釈してはならないことを明瞭に理
解されたい。従って、本発明の要旨は、特許請求の範囲
によって限定されるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図であ
る。

【図２】図１に示すシステムのブロック概略図である。

【図３】本発明のシステムを用いて、標準的な走査モー
ドからフルオロ・モードへ転換することに関連してオペ
レータにより実行される複数のステップを示す流れ図の
一部である。

【図４】本発明のシステムを用いて、標準的な走査モー
ドからフルオロ・モードへ転換することに関連してオペ
レータにより実行される複数のステップを示す流れ図の
別の一部である。

【図５】本発明のシステムを用いて、標準的な走査モー
ドからフルオロ・モードへ転換することに関連してオペ
レータにより実行される複数のステップを示す流れ図の
別の一部である。

【図６】フルオロ走査の実行に関連してＣＴシステムに
よって実行される複数のステップを示す流れ図である。

【図７】本発明の一実施例による一体型コントローラの
概略図である。

【図８】エイリアシング・アーティファクトを減少させ
ることに関連して用いられる実際の投影データ及び形成
される投影データのグラフ図である。

【図９】画像形成ボードの一例の概略図である。

【図１０】ビュー角度βについてのファン・ビーム投影
を示す図である。

【図１１】ＣＴフルオロ・システム表示装置と共に用い
られるユーザ・インタフェイスを示す図である。

【符号の説明】

１０ ＣＴシステム １２ ガントリ １４ Ｘ線源 １６ Ｘ線ビーム １８ 検出器配列 ２０ 検出器素子 ２２ 患者 ２４ 回転中心 ２６ 制御機構 ２８ Ｘ線制御装置 ３０ ガントリ・モータ制御装置 ３２ データ収集システム（ＤＡＳ） ３４ 画像再構成装置 ３６ コンピュータ ３８ 大容量記憶装置 ４０ コンソール ４２ 表示装置 ４４ テーブル・モータ制御装置 ４６ 患者テーブル ４８ ガントリ開口 １００ 手元式一体型コントローラ １０８ 「プレップ」コマンド・ボタン １１０ 「整列補助灯」コマンド・ボタン １１２、１２４、１２８ ＬＥＤ １１４ 「テーブル送入」コマンド・ボタン １１６ 「テーブル送出」コマンド・ボタン １１８ 「段階送入」コマンド・ボタン １２０ 「段階送出」コマンド・ボタン １２２ 走査用移動コマンド・ボタン １２６ 自動移動コマンド・ボタン １３０ 架台自由移動コマンド・ボタン １３２ 「ページ戻る／進む」コマンド・ボタン １３４ 「保存」コマンド・ボタン １３６ 「格子」コマンド・ボタン １３８ 「プリセット・ウィンドウ／レベル」コマン
ド・ボタン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジアング・シー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワウ ケシャ、エリン・レーン、1736番 (72)発明者 ロバート・フランクリン・ゼンツィヒ アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ジャ ーマンタウン、ティンバーライン、ダブリ ュ164・エヌ10535 (72)発明者 スティーブン・クリストファー・デイヴィ ス アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル クフィールド、ウェストン・ヒルズ・ドラ イブ、895番 (72)発明者 ショーン・パトリック・フェイスラー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワウ ケシャ、ナンバー402、コリーナ・ブール ヴァード、100番

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透視検査走査を行うためのコンピュータ
   断層撮影システムにおいて、表示装置と、オペレータが
   該表示装置を制御することを可能にする画像操作制御を
   含んでいるコントローラとを備えていることを特徴とす
   るコンピュータ断層撮影システム。
2. 【請求項２】 前記画像操作制御は、「ページ戻る／進
   む」コマンドと、「保存」コマンドと、「格子」コマン
   ドと、「プリセット・ウィンドウ／レベル」コマンドと
   を含んでいる請求項１に記載のコンピュータ断層撮影シ
   ステム。
3. 【請求項３】 当該システムは更に患者テーブルを含ん
   でおり、前記コントローラは、オペレータが走査パラメ
   ータの選択及び患者テーブルの移動を制御することを可
   能にする走査及び移動制御を含んでいる請求項１に記載
   のコンピュータ断層撮影システム。
4. 【請求項４】 前記走査制御は、「プレップ」コマンド
   と、「整列補助灯」コマンドとを含んでいる請求項３に
   記載のコンピュータ断層撮影システム。
5. 【請求項５】 前記移動制御は、「テーブル送入」コマ
   ンドと、「テーブル送出」コマンドと、「段階送入」コ
   マンドと、「段階送出」コマンドとを含んでいる請求項
   ３に記載のコンピュータ断層撮影システム。
6. 【請求項６】 前記移動制御は更に、走査用移動コマン
   ドと、自動移動コマンドと、架台自由移動コマンドとを
   含んでいる請求項３に記載のコンピュータ断層撮影シス
   テム。
7. 【請求項７】 透視検査走査を行うためのコンピュータ
   断層撮影システムにおいて、オペレータが当該システム
   をタップ・モードで及び連続走査モードで選択的に動作
   させることを可能にするコントローラを備えていること
   を特徴とするコンピュータ断層撮影システム。
8. 【請求項８】 前記コントローラは、フット・ペダルを
   含んでいる請求項７に記載のコンピュータ断層撮影シス
   テム。
9. 【請求項９】 当該システムはＸ線源と表示装置とを含
   んでおり、前記タップ・モードの際に、前記Ｘ線源は、
   前記コントローラが始動される各回ごとに少なくとも１
   つの画像用のデータを収集するのに十分な時間にわたっ
   てエネルギ供給される請求項７に記載のコンピュータ断
   層撮影システム。
10. 【請求項１０】 当該システムはＸ線源を含んでおり、
    前記連続モードの際には、完全な１つの画像を再構成す
    るのに十分なデータが収集された後で、前記Ｘ線源は、
    前記コントローラが停止された後の所定の時間内にエネ
    ルギ供給停止される請求項７に記載のコンピュータ断層
    撮影システム。
11. 【請求項１１】 透視検査走査を行うためのコンピュー
    タ断層撮影システムにおいて、Ｘ線源と、該Ｘ線源に整
    列しているＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器
    との間に配置されている患者テーブルと、前記検出器に
    より収集されたデータから再構成された画像を表示する
    表示装置と、オペレータが走査パラメータ、前記患者テ
    ーブルの移動及び前記表示装置上での画像の表示を制御
    することを可能にする第１のコントローラと、オペレー
    タが当該システムをタップ・モードで及び連続走査モー
    ドで選択的に動作させることを可能にする第２のコント
    ローラとを含んでいることを特徴とするコンピュータ断
    層撮影システム。
12. 【請求項１２】 前記画像表示制御は、「ページ戻る／
    進む」コマンドと、「保存」コマンドと、「格子」コマ
    ンドと、「プリセット・ウィンドウ／レベル」コマンド
    とを含んでいる請求項１１に記載のコンピュータ断層撮
    影システム。
13. 【請求項１３】 前記走査制御は、「プレップ」コマン
    ドと、「整列補助灯」コマンドとを含んでいる請求項１
    １に記載のコンピュータ断層撮影システム。
14. 【請求項１４】 前記移動制御は、「テーブル送入」コ
    マンドと、「テーブル送出」コマンドと、「段階送入」
    コマンドと、「段階送出」コマンドとを含んでいる請求
    項１１に記載のコンピュータ断層撮影システム。
15. 【請求項１５】 前記移動制御は更に、走査用移動コマ
    ンドと、自動移動コマンドと、架台自由移動コマンドと
    を含んでいる請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影
    システム。
16. 【請求項１６】 前記第２のコントローラは、フット・
    ペダル、ハンド・スイッチ及び音声始動式制御のうちの
    少なくとも１つを含んでいる請求項１１に記載のコンピ
    ュータ断層撮影システム。
17. 【請求項１７】 前記タップ・モードの際には、前記Ｘ
    線源は、前記コントローラが始動される各回ごとに少な
    くとも１つの画像用のデータを収集するのに十分な時間
    にわたってエネルギ供給され、前記連続モードの際に
    は、完全な１つの画像を再構成するのに十分なデータが
    収集された後に、前記Ｘ線源は、前記コントローラが停
    止された後の所定の時間内にエネルギ供給停止される請
    求項１１に記載のコンピュータ断層撮影システム。
18. 【請求項１８】 前記走査及び移動制御は、走査パラメ
    ータの選択及び患者テーブルの移動を制御すると共に、
    「プレップ」コマンドと、「整列補助灯」コマンドと、
    テーブル移動コマンドと、走査用移動コマンドと、自動
    移動コマンドと、架台自由移動コマンドとを含んでお
    り、前記画像操作制御は、「ページ戻る／進む」コマン
    ドと、「保存」コマンドと、「格子」コマンドと、「プ
    リセット・ウィンドウ／レベル」コマンドとを含んでい
    る請求項１１に記載のコンピュータ断層撮影システム。
19. 【請求項１９】 前記第１のコントローラは更に、前記
    表示装置上で距離を測定するためのトラック・ボール
    と、Ｘ線走査開始制御と、ビュー角度制御と、「揺動」
    制御と、ガントリ・ティルト制御とを含んでいる請求項
    １１に記載のコンピュータ断層撮影システム。
20. 【請求項２０】 前記第１のコントローラは更に、手順
    中にスライス厚さを修正することを可能にする制御を含
    んでいる請求項１１に記載のコンピュータ断層撮影シス
    テム。
21. 【請求項２１】 更に、高速画像更新用のデータを形成
    するために画像補外を実行するように構成されているプ
    ロセッサを含んでいる請求項１１に記載のコンピュータ
    断層撮影システム。
22. 【請求項２２】 Ｘ線源と、該Ｘ線源に整列していて、
    複数の検出器セルを含んでいるＸ線検出器と、該Ｘ線検
    出器に結合されているプロセッサと、該プロセッサに結
    合されていて、走査及び移動制御と、画像操作制御とを
    含んでいるコントローラとを含んでいるコンピュータ断
    層撮影システムにおいて、前記プロセッサは、 多数のビューを１つのビューとして結合することにより
    第１のセットのデータを圧縮すると共に、圧縮されたビ
    ュー相互間で一定のビュー角度増分を維持し、 線形補間を用いて前記第１のセットのデータから第２の
    セットのデータを形成し、 少なくとも２つの隣接した検出器セルからの投影データ
    を連結し、 分解能の低下を少なくとも部分的に補償し、 前記データをオーバースキャン重み付けし、 それぞれの画像の各々が形成されるべきそれぞれのビュ
    ーを選択し、該ビューは、完全な１つの画像を形成する
    のに要求されるビューの数Ｎと、並行処理パイプの数Ｘ
    と、Ｎビュー回転につき形成される画像の数Ｙとに基づ
    いて選択されており、且つ逆投影に用いられる諸量がビ
    ュー相互間の線形化に基づいているような逆投影を実行
    するように構成されていること、を特徴とするコンピュ
    ータ断層撮影システム。
23. 【請求項２３】 更に、前記プロセッサに結合されてい
    る表示装置を含んでいる請求項２２に記載のコンピュー
    タ断層撮影システム。
24. 【請求項２４】 前記表示装置は、広角フラット・パネ
    ル型表示装置である請求項２３に記載のコンピュータ断
    層撮影システム。
25. 【請求項２５】 前記システムは、Ｘ線全照射量が所定
    の制限値を上回らない限り、無限の手順持続時間にわた
    る走査を実行する請求項２２に記載のコンピュータ断層
    撮影システム。
26. 【請求項２６】 前記コントローラは、前記システムの
    室内準備を行う「プレップ」コマンドを含んでいる請求
    項２２に記載のコンピュータ断層撮影システム。
27. 【請求項２７】 前記システムは更にガントリを含んで
    おり、少なくとも１つの整列補助モジュールが、走査平
    面についての基準を形成するように前記ガントリに装着
    されている請求項２２に記載のコンピュータ断層撮影シ
    ステム。
28. 【請求項２８】 前記システムは更にガントリを含んで
    おり、前記コントローラは更にガントリ・ティルト制御
    を含んでいる請求項２２に記載のコンピュータ断層撮影
    システム。
29. 【請求項２９】 前記コントローラは更に、手順中にス
    ライス厚さを修正することを可能にする制御を含んでい
    る請求項２２に記載のコンピュータ断層撮影システム。
30. 【請求項３０】 前記プロセッサは、高速画像更新用の
    データを形成するために画像補外を実行するように構成
    されている請求項２２に記載のコンピュータ断層撮影シ
    ステム。
31. 【請求項３１】 前記システムは、Ｘ線全照射量が所定
    の制限値を上回らない限り、無限の手順持続時間にわた
    る走査を実行し、前記無限の手順持続時間は、タップ・
    モード中に生じるＸ線照射を含んでいる請求項２２に記
    載のコンピュータ断層撮影システム。