JPS6314621B2 - - Google Patents

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JPS6314621B2
JPS6314621B2 JP53106445A JP10644578A JPS6314621B2 JP S6314621 B2 JPS6314621 B2 JP S6314621B2 JP 53106445 A JP53106445 A JP 53106445A JP 10644578 A JP10644578 A JP 10644578A JP S6314621 B2 JPS6314621 B2 JP S6314621B2
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JP
Japan
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curved surface
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plane
ray
processing device
Prior art date
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JP53106445A
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English (en)
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JPS5532552A (en
Inventor
Kaoru Machida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS5532552A publication Critical patent/JPS5532552A/ja
Publication of JPS6314621B2 publication Critical patent/JPS6314621B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被検体について多方向からの放射線
投影データを収集し、該投影データを基にした画
像再構成処理によつて被検体の断層像を得るいわ
ゆるコンピユータ・トモグラフイ(computed
tomographyあるいはcomputerized tomography
〜以下「CT」と称する)の技術を更に発展させ、
3次元診断部位内の任意の曲面を観察することを
可能とする画像診断装置に関するものである。
放射線診断分野に新風を吹き込んだCTによつ
て、被検体の任意の横断平面が観察できるように
なつた。しかしながら、現実の臨床診断に際して
の医師またはX線撮影技師等の診断要求は、ほと
んどの場合、単なる一平面の状況ではなく、むし
ろ当該臓器の壁面ないしはその臓器内部のある特
定の曲面の状況にある。そのため、従来のCTで
は所望の3次元的(立体的)な診断部位について
異なる複数の横断平面像を得てそれぞれ個別に観
察し、それに基づいて診断者(医師等)自身が所
望の曲面についての状況を仮想的に再構成をしな
ければならなかつた。このため、診断者の経験
(記憶)、勘といつた不確定要素が介入し、誤診等
を招く危険を多分にはらんでいた。
本発明は、上述した事情に基づいてなされたも
ので、3次元診断部位における所望の曲面状況を
観察することを可能とする画像診断装置を提供す
ることを目的としている。
すなわち、本発明の特徴とするところは、所望
の3次元的な診断部位の多数の相異なる横断平面
に対応する投影データ収集を行ない、該投影デー
タに基づく画像再構成処理によつて前記診断部位
内の放射線透過・吸収係数情報を持つ3次元画素
群情報を再構成し、さらに、所望の曲面情報を入
力して前記3次元画素群から該曲面情報に対応す
る曲面画素群を抽出し、この曲面画素群における
放射線透過・吸収係数情報を所定の平面に射影す
ることにある。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。
第1図は本発明による放射線診断装置のシステ
ム構成図であり、投影放射線としてのX線Xaを
発生するX線発生装置1、X線発生装置1から発
生し被検体Sを透過したX線Xb(透過X線)を検
出するX線検出装置2、X線検出装置2の検出情
報に基づいた画像再構成処理によつてX線透過・
吸収係数情報の算出を行なう第1の演算処理装置
としての再構成処理装置3、再構成処理装置3で
算出されたX線透過・吸収係数情報を有する画像
情像を格納する記憶装置4、3次元的な診断部位
における所望の観察曲面をあらわす曲面情報を外
部から入力する曲面情報入力装置5、曲面情報入
力装置5により指定される観察曲面についての画
像情報を投射すべき所望の平面に対応する射影方
向指示情報を外部から入力する射影方向指示装置
6、曲面情報入力装置5および射影方向指示装置
6の入力に応じ記憶装置4の記憶内容から所望の
観察曲面に対応する画像情報を抽出し且つ前記射
影方向指示情報に従つて整理する第2の演算処理
装置としての画素群抽出処理装置7、ならびに画
素群抽出処理装置7の出力に基づいて画像情報の
表示を行なう表示装置8により構成される。前記
X線発生装置1およびX線検出装置2は互いに関
連動作して、被検体Sに対し例えば図示x−y平
面に平行な平面上でのビーム走査により該平面に
ついての多方向からのX線投影を行ないつつ逐次
図示z軸方向に走査することにより、被検体Sの
所要の3次元診断部位Saを通りこの場合x−y
平面に平行な多数のX線走査平面群SF(SF1
SFo)に関するX線投影データ(各投影における
X線透過・吸収データ)の収集を行なう。そし
て、前記再構成処理装置3は前記X線発生装置1
およびX線検出装置2により収集されたX線投影
データに基づき、この場合、被検体Sの前記X線
走査平面群SFの各平面SF1〜SFoを断層面とする
断層面画素群に対応するX線透過・吸収係数情報
を求めることによつて、前記診断部位Saを含む
3次元領域を構成する各単位胞(すなわち3次元
的な画素)についてのX線透過・吸収係数情報を
再構成(算出)する。このため、前記X線走査平
面群SFの各平面の間隔は各平面についての画素
を構成するマトリクス寸法(間隔)に対応させる
ことが望ましい。また、前記記憶装置4は前記再
構成処理装置3で算出された前記各単位胞につい
てのX線透過・吸収係数情報に基づく3次元画素
群情報を格納する。前記曲面情報入力装置5は適
宜なる入力操作によつて観察曲面情報を曲面函数
の形として前記画素群抽出処理装置7に入力する
ものとし、射影方向指示装置6は例えば投射平面
をx−y平面、y−z平面およびz−x平面の3
平面に限り、それぞれ対応するz軸方向、x軸方
向およびy軸方向のいずれかの射影方向を選択指
定操作することによりそれに応じた情報を前記画
素群抽出処理装置7に入力するものとする。
次に、上記構成における動作について説明す
る。
先に述べたようにX線発生装置1から放射され
るX線Xaを、X線発生装置1およびX線検出装
置2の関連動作によつて、従来のCTと略同様に
平面SF1上で走査し、更にそれと平行な平面群
SF2〜SFoに対しても同様な走査を繰り返す。す
なわち、合計n回の平面走査によつて、被検体S
の診断部位Saを横切りz軸方向に所定間隔(こ
の場合、各平面における画像マトリクスのマトリ
クス寸法と等しい間隔とする)で互いに平行に並
ぶ走査平面群SFについての走査により、前記診
断部位Saについての3次元的な走査が行なわれ
る。こうして、X線検出装置2で前記診断部位
Saを透過した透過X線Xbが逐次検出され、この
検出値が再構成処理装置3に与えられる。再構成
処理装置3では、第2図に示すように前記診断部
位Saを含む3次元領域を構成する各単位胞(画
素)aijk(i=0,1,2…,l−1;j=0,
1,2…,m−1;k=0,1,2…,n−1)
についてのX線透過吸収係数が算出され、同図に
示すように全体積がL×M×Nで全個数がl×m
×nの3次元画素群Aについての前記X線吸収係
数情報に基づく3次元画素群情報が記憶装置4に
格納される。ただし、 L=Δx×l M=Δy×m ……(1) N=Δz×n (すなわち、前記単位胞aijkのx,y,z方向
寸法はそれぞれΔx,Δy,Δz)とする。
一方、上記診断部位内において診断者が観察を
所望する臓器の曲面等に応じた観察曲面情報を曲
面情報入力装置5により入力すると、観察曲面は
第2図の3次元画素群の基準座標系に対する曲面
函数 f(x,y,z)=0 ……(2) として画素群抽出処理装置7に与えられる。この
観察曲面を表わす(2)式の曲面函数を第2図に対応
する座標上に模式的に図示すれば第3図のように
なる。そして、前記診断者が(2)式で示される観察
曲面の状況をx−y平面に(z方向に)射影する
ことを所望するものとすれば、その旨を射影方向
指示装置6に入力することにより、射影方向zに
応じた情報が前記画素群抽出処理装置7に与えら
れる。ただし、この場合観察曲面が射影方向(z
方向)に重なり合う部分を持たないように(2)式は
zに関する1価函数であるとする。すなわち、z
の多価函数となる(射影方向について重なり合う
部分を有する)ような観察曲面については、函数
の定義域すなわちx,y,zの領域に適宜制限を
加え、その制限領域内でzに関して1価函数とな
るようにして、以下の処理を行なう。前記画素群
抽出処理装置7では、前述のようにして与えられ
る観察情報すなわち観察曲面の曲面函数および射
影方向情報に応じ前記記憶装置4に記憶された3
次元画素情報を構成する画素群aijkから min{|(Δx×i,Δy×j,Δz×k)|,
k =0,1,2,…,n−1} ……(3) を満足するようなkの値k*が各i,jに対応し
て決定され、曲面画素群{aijk*}なる画素集合
が抽出される。すなわち、(3)式によつて、各i,
jについてそれぞれ、前記画素群aijk中のz軸
(射影方向)に平行(x−y平面に垂直)な画素
群から(2)式の曲面函数で表わされる観察曲面上あ
るいは座標的に観察曲面に最も近い画素(単位
胞)aijk*が求められる。従つて、前記画素集合
{aijk*}は前記観察曲面に対応する(最も近い)
画素群である。このようにして抽出された曲面画
素群{aijk*}はこの画素群抽出処理装置7内で、
さらに、x−y座標についての座標位置によつて
整理され(すなわち、x−y平面に射影され)
て、各対応する画素についてのX線透過・吸収係
数情報に基づく画像情報として表示装置8に与え
られる。こうして、表示装置8には、第3図に模
式的に示すように診断者の指定に応じ、任意の3
次元観察曲面のようすが射影された画像情報が例
えばX線透過・吸収係数に応じた濃淡像として表
示される。つまり、3次元観察曲面の状況が射影
によつて単一の表示装置8の単一の表示画面に表
示される。
以上のようにして、従来は不可能であつた3次
元的な観察、例えば、臓器の壁面に点在する腫瘍
の分布状態の同時観察などが可能になる。さらに
投射平面をx−y平面ばかりでなく、y−z平
面、z−x平面等にそれぞれ設定し上記同様にし
て画像情報を得ることによつて、3次元的な状況
を一層正確に把握することができる。また従来の
CTでは平面しか観察できないために、診断を所
望する患部等の主要部分の位置情報を予じめ認識
しなければならず、そのためにCTによる診断に
先立つて予備診断用の通常のX線撮影を行なう必
要があつたのに対し、上述の場合は診断すべき部
位のおおよその位置情報を把めればよく、事前の
位置決め用のX線透視・撮影が不要となる利点も
ある。
なお、本発明は、上記し且つ図面に示す実施例
のみに限定されることなく、その要旨を変更しな
い範囲内で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施例においては単一の観察曲面
を指定する場合について説明したが、動的な臓器
の観察などに際して、曲面情報入力装置5を(2)式
の曲面函数およびそのパラメータを変更して得ら
れる曲面函数群を設定し得る構成とし、各曲面に
対する曲面画素群情報を順次表示装置8で表示さ
せることにより、診断に最適な画像情報を得るよ
うにしてもよい。
また、同実施例においては、3次元診断部位に
ついて多方向からの投影を行なうに際し、平面走
査および着面の画像再構成を平行に移動させて繰
り返すものとしたが、可能な限りより3次元的な
走査および3次元的な画像再構成をおこなうよう
にしてもよい。
さらに、同実施例では、射影方向指示装置6
で、射影方向としてx軸方向、y軸方向、z軸方
向のいずれかを選択するようにしたが、これ以外
の射影方向を選択できるようにしても良く、ま
た、最低限の効果を得るためには射影方向は固定
として射影方向指示装置6は設けない構成として
も良い(この場合、射影方向情報は固定的に画素
群抽出処理装置7に与えるようにするか、あるい
は画素群抽出処理装置7の処理のアルゴリズム自
体を特定の射影方向に応じたものとする。) また同実施例では第1の演算処理装置としての
再構成処理装置3と第2の演算処理装置としての
画素群抽出処理装置7を別体として説明したが、
これら第1、第2の演算処理装置としては単一の
コンピユータ等を共通に用いそれぞれソフトウエ
アの相違により各別の処理を行なうようにしても
良い。
もちろん、3次元空間の座標軸、座標系等は上
述した以外のものに設定しても良く、X線以外の
放射線を用いるようにしても良い。
また、上記構成で得られる情報に基づき、特定
患部の空間座標を表示するようにして、治療計画
等に利用することもできる。
以上述べたように本発明によれば、3次元診断
部位における所望の曲面状況を観察することの可
能な画像診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のシステム構成を示
すブロツクダイアグラム、第2図は同実施例にお
ける3次元画素群を模式的に示す図、第3図は同
実施例における観察曲面を座標上に模式的に示し
た図、第4図は同実施例における表示画像を模式
的に示す図である。 1……X線発生装置、2……X線検出装置、3
……再構成処理装置(第1の演算処理装置)、4
……記憶装置、5……曲面情報入力装置、6……
射影方向指示装置、7……画素群抽出処理装置
(第2の演算処理装置)、8……表示装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被検者の診断部位についての3次元情報を格
    納する記憶装置と、前記3次元情報の中の任意の
    曲面を外部から入力する曲面入力手段と、この曲
    面入力手段によつて入力された曲面から射影する
    方向を外部から入力する射影方向入力手段と、前
    記2つの入力手段からの情報に基づいて前記記憶
    装置から曲面画素群を抽出する読出し手段と、こ
    の読出し手段からの前記曲面画素群を任意の平面
    に射影する表示手段とを具備したことを特徴とす
    る画像診断装置。
JP10644578A 1978-08-31 1978-08-31 Radiation diagnosis device Granted JPS5532552A (en)

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JPS5532552A JPS5532552A (en) 1980-03-07
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