JPS60138680A - 放射線ct装置 - Google Patents

放射線ct装置

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JPS60138680A
JPS60138680A JP58244838A JP24483883A JPS60138680A JP S60138680 A JPS60138680 A JP S60138680A JP 58244838 A JP58244838 A JP 58244838A JP 24483883 A JP24483883 A JP 24483883A JP S60138680 A JPS60138680 A JP S60138680A
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JP
Japan
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data
memory
reconstruction
processing
projection
Prior art date
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Pending
Application number
JP58244838A
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English (en)
Inventor
Kenjiro Fujita
憲次郎 藤田
Yasuo Takiura
滝浦 泰郎
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
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Priority to US06/588,502 priority patent/US4654797A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2211/00Image generation
    • G06T2211/40Computed tomography
    • G06T2211/428Real-time
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S378/00X-ray or gamma ray systems or devices
    • Y10S378/901Computer tomography program or processor

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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、放射線CT装置におけるデータ収集か・ら画
像再構成までのデータの流れと処理の実行手順に係るデ
ータ処理方式の改良に関するものである。
〔従来技術〕
従来よシ、X線、γ線などの放射線あるいは核磁気共鳴
や電子ビーム等(以下これらを総称して放射線と略称す
る)によるCT装置はよく知られている。第1図はこの
ような放射線CT装置の中のX線CT装置を例にとりて
示した従来装置の構成図である。
同図1において、X線源1よ9点線で示すようなファン
ビームを被検体2に照射し、被検体2を通過した透過X
線はX線源1を中心として円弧状に配列された多数の検
出素子でなる検出器5で検知される。各検出素子はX線
強度に対応しλ電気信号を出力するが、これらの電気信
号(投影データ)は各ビュー毎にデータ収集装置(以下
DABと略す)4で読み取られディジタル変換された後
中央処理装置(以下cpuと略す)8へ導かれる。
CpU 5 はこのデータを直接父杜若千の前処理を施
した後磁気ディスク装置などでなる記憶装置(以下DI
SKと略す)6へ転送する。全ビューのデータ転送が完
了した後、その投影データを基にして高速演算装置(以
下Pと略す)7で画像再構成に必要な演算を行ない、し
かるのち再構成画像を表示装置(DISPと略す)8に
表示する。しかしながら、この方式では、同図bK示す
ようにDAS 4 の出力を順次選択しDISK 6へ
格納してゆくスキャン動作期間中はCPU 5 がこの
データ転送作業に占有されていて再構成演算処理の殆ん
どがスキャン完了後に行なわれ、次いで処理の施された
画像データは再度DISK6に記憶される一方DISP
 8にも転送されて表示されるようになっており、スキ
ャン完了時から画像表示までに時間が長くかかるといっ
た欠点があった。
この点を解決するために第2図に示すような方式のもの
が考えられた。すなわち、DAB4とのインタフェイス
を設けた高速演算装置21をDAB 4 とCPU 5
の間に接続してスキャン中のデータの流れを簡素化した
ものである。この場合、DAB4からのデータ読み込み
には FP21のプログラムが介在するためスキャン中
にFP 21が実行できる処理は第2図のbに示すよう
に各ビュー毎のDAB 4からのデータに対する前処理
及びコンポリューシ冒ンまでが限度であり、逆投影はス
キャン完了後に行なうことになる。この方式は前記の方
式に比べればスキャン後の処理が少ないため画像表示ま
での時間は短縮できるが、しかしなお、スキャン中に次
のど、−データ待ちという遊び時間が存在する。
また、第3図に示すような方式もある。すなわち、高速
演算装置を2組設け、前段のFP□では前処理とコンポ
リューシーンを、後段のFP2では逆投影を行なうよう
にしたもので、FP で処理を終えたデータは各ビュー
に同期してパイプライン式と同時に再構成が完了する。
これKより再構成時間は大幅に短縮されるが、高価なF
Pを2組設けるためコストが極めて高くなるという欠点
があった。
一方7画像再構成のための演算は、精度を確保するため
生データに比べ長いbit長をもつ演算装置で、再構成
演算を行なっている。
例えば16 bit整数の生データに対し32 bit
整数や浮動小数点の演算を行なう。
このため再構成装置はこのよう1Cbit長の長いデー
タの演算や記憶装置を有している。
仮シに1生データを再構成装置の記憶部にDMA(Di
rect Memory Access)方式で取込む
とすれば一応高速化は図り得るものの、bit長の長い
記憶部にbit長の短かい生データを取υ込む点でメモ
リの使用に無駄を生じるという問題があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、装置のコストをあまり上げることなく
、X線、γ線などの放射線あるいはNMR。
電子ビーム等(以下放射線と略す)を照射して得られる
透過放射線データのデータ収集から画像再構成までの時
間を短縮することのできるCT装置におけるデータ処理
方式を提供することKある0本発明の他の目的は、DM
A方式を採用して高速処理を図9ながら、メモリ使用に
は無駄が生じないようKした演算処理装置を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
とのよ5を目的を達成するための本発明は、FPにFP
プログラムが介在することなく DABからのデータを
取り込めるインターフェイスを設け、またFPにはこの
インターフェイスより取り込んだDABからのデータ(
生データ)と、処理を施して得られる全体の画像データ
とを格納できるメモリを設け、FPプログラムがスキャ
ン開始から直ちに再構成処理に専念できるよう圧すると
共に再構成処理中はディスクとのデータ転送をなくすこ
とにより、データ収集から像再構成までの時間を短縮し
得るようにしたことを特徴とするものである。
更にまた、本発明は、演算処理装置で取扱うデ−夕と生
データとの構成ビット長の差を考慮し、生データを数デ
ータ分バッキング(Packing) L、てDMA方
式によシ読取って記憶し、演算処理を実行するときには
パッキングされたデータを1データずつに分離し適宜に
ビット構成を変換するようKし、処理速度は余り損なわ
ずにメモリの有効利用を図り得るようにしたことを特徴
とするものである。
図のaは本発明に係るデータ処理方式の実施例を示す要
部構成図で、高速演算装置40をDAS 4 とCPU
 5 の間に介在させた点は第2図に示す従来の方式と
同様であるが、この高速演算装置40が新規で特徴ある
構成となっている点で第2図に示すものとは異なってい
る。第5図はこの高速演算装置40の詳細を示す構成図
である。同図において、アドレスカウンタ42には、ス
キャン開始に先立ってDASからの入力データの格納開
始アドレスがセ。
トされる。このアドレスカウンタ42の内容は、データ
の格納毎にインクリメント(又はデクリメント)されメ
インメモリ44に対して生データ格納アドレスを指定す
る。生データのメモリ44への書込みはプログラムサイ
クルの切れ目にサイクルスチール的に行−なわれるよう
罠なっている。プログラムメモリ46に記憶されたプロ
グラムはプログラム制御ブロック450制御下で実行さ
れる。すなわち、まずアドレスカウンタの内容をセンス
し、スキャン開始的にプリセ、トシたデータとの差でス
キャンの進行具合を知シ、第1番目のビューのデータを
メインメモリ44から読み取シ、前処理、コンポリュー
シ、ン(またはFFT ) 、逆投影処理を順に行なう
。この処理が終了するまでに第2番目のビューの生デー
タの取り込みが終了していれば続いて直に第2番目とm
−のデータに対する処理に移行できる。このようにして
最後のビューまでとぎれることなく進む仁とができる。
各ビューのDASからの入力データはDMA (Dir
ect Memory Access )モードでDA
Sインタフェース41及び7オーマツタ43を介してメ
インメモリ44に取シ込まれるようになっている。従っ
て、プログラムは第4図のbK示すようにDASからの
データ入力処理に全くかかわ石ことなく再構成処理に専
念することができる。
メインメモリ44の容量としては、少なくとも1画面分
の画像データの#1かに生データ格納に必要なサイズが
用意されている。生データ格納エリアとしては1スキャ
ン分を設ければ十分であるけれども、7オーマツタ43
で後述する如くの適宜のフォーマット変換を行なうこと
Kよりサイズを圧縮する。また、1スキヤン内の全ビュ
ー相当分のメモリエリアを設けなくとも、途中のビュー
から最初のビューで使ったアドレスに戻るいわゆる交替
バッファ方式を採用することもできる。
このようKしてDASからの入力データを取り込んだメ
インメモリ44は、プルグラム制御プロ、り45で制御
されるレジスタ群47によってアドレス指定され、演算
ブロック48に対し直接的に又はレジスタ群47を介し
てデータの授受を行なう。演算ブロック48は制御ブロ
ック45の制御に基づき各種の処理すなわち前処理、コ
ンポリューシ、ン(又はvn)、逆投影処理を行ない、
その結果(画像データ)はメインメモリ44に格納され
る。全ビューについて演算処理が終了するとDMA制御
部49が作動し、メモリ44の出力データをフォーマ、
り5oで適宜にフォーマット変換し、CPUインタフェ
ース51を介してCPUへDMAモードで転送する。こ
のようにして得られたデータはDISK6に格納される
と共にDISP 8にて可視像として表示することがで
きる。
なお、前処理、コンポリューシ、ン、逆投影処理は、通
常1ビユー毎に行われるが、プログラムの構成を変え1
ビユー毎でなくいくつかのビューをまとめて行うことも
できる。また、I逆投影は、直接法のみでなく間接法で
ちってもよい。この場合、ファンビームから平行ビーム
への変換のための補間処理は補間に必要など一一数のデ
ータがそろった時点で開始する。
次に、フォーマツタ43.50によるフォーマ、ト変換
にりいて、説明する。7オーマツタ43は第6図に示す
よう−なデータ形式(たとえば仮数部mが14 bit
で指数部・が2 bitでなる:L6bit @成)の
DAS からの入力データを第7図に示すように2個バ
ッキングして32 bitでなるIWordを形成し、
仁れをDMA方式でメインメモリ44中の生データメモ
IJ K順次転送する。この結果、従来1 word 
Ic ′)き1データを割当てて格納していたのに比べ
、メモリ容量は半分て済む。
生データメモリのデータはその後演算プロ、り48に送
られるが、必要に応じてインタフェース51を介してD
ISK 6に格納することもできるようになっている。
演算ブロック48は生データメモリより読出した第7図
の如きデータを適宜上位データと下位データに分離して
読取り、これを第8図に示すような演算ユニットで処理
可能な7オーマ、ト(−例として指数部8bit 、仮
数部2abit)に変換し、このような形式の投影デー
タにより再構成演算を行ない、得られた再構成画像デー
タをメインメモリ44に格納する。その後メモリ44の
画像データはインタフェース51を介してCPU 5 
に読出され、DISP 8にて画像として表示される。
なお、本実施例では、入力データを16bit/wor
d j生データメモリ及び演算ユニットに対しては32
bit/wordのビット長としたが、とのど、ト長に
限定されるものではない。
また、データ形式も浮動小数点データ形式に限らず、他
の形式にしても何ら差し支えない。
更に、本発明はCTに使用する場合に限らず、他の装置
にも用いることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、DAB からの
データをDMAモードで取り込むことができ、このよう
なりABからの入力データと再構成画像データを配憶す
るに十分な容量のメモリを有する高速演算装置を設け、
この装置における演算処理のプログラムは、DASデー
タ取り込みを伺ら意識することなくスキャンの間連続的
に実行させることができるようにしたので、最初のデー
タ取込みから再構成データを得るまでの時間を短縮する
ことができ、また、高速演算装置の構成も比較的簡単な
構成とすることにより、第1図又は第2図に示すような
従来のものに比べて大幅に価格を上げることなくほぼ同
等の価格′″cXCTcXCT装置理方式を実現するこ
とができる。
更に、本発明は、投影データそのままの形の入力データ
(生データ)を複数個ずつにバッキングしてIWord
として生データメモリに格納し、その後の再構成演算に
際してはそのデータを複数個のデータに分離し演算装置
が処理可能なデータ形式に変換するようKしたので、生
データを記憶しておくメモリの容量は従来1 word
 1データで記憶していたのに比べて半分又はそれ以下
の容量で足り、メモリの有効利用を図ることができる〇
また、分離後のデータのフォーマ、ト変換機能Yk備え
て任意に種々のフォーマ、トに変換することができるの
で、入力データの7オーマ、トを何ら制限せず、データ
発生側におけるデータ処理の簡単化を図ることもできる
@ なお、本発明はX線CTに限らず、他の放射線。
NMR、電子ビーム等によるCTにも用いることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は従来OCT装置データ処理方式を
説明するための図、第4図は本発明に係るデータ処理方
式を説明するだめの図、第5図は高速演算装置の一実施
例を示す要部構成図、第6図ないし第8図はデータフォ
ーマットを説明するための図である。 4・・・データ収集装置、5・・・中央処理装置、6・
・・記憶装置、8・・・表示装置、40・・・高速演算
装置、41・・・DABインタフェース、42・・・ア
ドレスカウンタ、43、50・・・フォーマツタ、44
・・・メインメモリ、45・・・プログラム制御ブロッ
ク、46・・・プログラムメモリ、47・・・レジスタ
群、48・・・演算ブロック、49・・・DMA制御部
、51・・・CPUインタフェース。 第1図 ((L) lへ9 (b) (FP−>CPUマFMSυ ISP 第2図 (a〕 rbノ rv)L 第3図 (a) 〕 (b) (W) −■ 第4図 ((L) (b) (W) j梨7.i”’1 第5図 第4図 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 CT装置において、多数の検出器からの投影データを複
    数1固バツキングして1ワードにフォーマ。 ト変換する手段と、この手段を介して与えられる前記投
    影データを記憶すると共に再構成データも記憶するため
    のメモリと、再構成のための演算処理を行うための高速
    演算処理手段を具備し、前記投影データをDMAモード
    で取り込むと共に、バッキングしてメモリに取り込まれ
    たデータを演算に用いるときにはそのデータを分離し元
    の入力データに対応したデータとして取シ出し使用し得
    るようにした上で、スキャン中に投影データを取り込み
    つつ少なくとも1ビユ一分の投影データがそろうごとに
    再構成に必要な演算処理を行ない、再構成処理中は、c
    poメモリ、ディスク等地の記憶装置とのデータの授受
    は行わず再構成画像データを得た後はじめて他の記憶装
    置へデータ転送するようにして、データ収集から像再構
    成までの処理時間を短縮するようにしたことを特徴とす
    る放射線CT装置。
JP58244838A 1983-12-27 1983-12-27 放射線ct装置 Pending JPS60138680A (ja)

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GB08402973A GB2135554B (en) 1983-12-27 1984-02-03 Radiation ct system
US06/588,502 US4654797A (en) 1983-12-27 1984-03-12 Computer tomography system wherein preprocessing, convolution and back projection computations are performed prior to external data storage

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JP (1) JPS60138680A (ja)
GB (1) GB2135554B (ja)

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GB8402973D0 (en) 1984-03-07
GB2135554A (en) 1984-08-30
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