JP2002330958A - 医用画像データを選択し表示する方法及び装置 - Google Patents
医用画像データを選択し表示する方法及び装置Info
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Abstract
テムを提供する。 【解決手段】 CTイメージング・システムにより一連
の2Dスライス画像(102)を取得し、これらの画像
を組み合わせて3D画像データ・セットを作成する。3
D画像データ・セットから、インデックスとして作用す
る投影画像(104)を作成する。このインデックス画
像は、取得した3D画像データ・セット内の特定の関心
のある領域をオペレータが選択することを可能にする。
この関心のある領域を通る指定された数及び配向のスラ
イス画像が作成される。
Description
関し、具体的に述べると、医師が医用イメージング・シ
ステムで取得した画像データから診断用画像を選択して
表示することが出来るようにする方法に関する。
像を取得するために多くのイメージング法が使用されて
いる。これらには、X線システム、CTシステム、磁気
共鳴イメージング(MRI)システム、超音波システム
及び核医学システムが含まれている。これらの医用イメ
ージング・システムの特徴は、患者の走査の際に多量の
画像データを取得する能力を有することである。画像デ
ータは3次元(3D)画像として直接的に取得し得るこ
とであり、殆どの場合、画像データは一連の連続した2
次元(2D)スライス画像として取得され、これらの2
Dスライス画像は3D画像を構成するために組み合わせ
てもよいし組み合わせなくてもよい。
っており、医師は、この既知の位置又はその付近におけ
る適切な量の画像データを取得する走査を規定すること
ができる。例えば、関節の傷害を診断するために膝や肩
や肘の中の関心のある領域を正確に定めることが出来
る。このような場合における取得した画像データは範囲
が比較的制限されており、その表示は比較的簡単であ
る。例えば、10〜1000個の2Dスライスを取得し
て、傷害の診断のために医師によって一度に1つずつ観
察し得る。
ムの速度及び画質が改善されるにつれて、その医学的用
途が拡大してきている。その様な1つの用途が、X線C
Tシステムを外傷センターで使用して、傷害の発見と診
断を容易にすることである。これらの用途では、患者の
大きな領域(例えば、胸部、腹部又は骨盤)にわたって
大量の画像データ(例えば、300〜1000個の2D
スライス)を取得することがある。その結果、医師は、
傷害が生じている関心のある領域の位置を突き止めて、
診断に最も適切な画像を選択するために、取得した2D
スライス画像の全てを観察するという膨大な仕事に直面
することになる。
データの撮影領域(field of view) 内の関心のある領域
の位置を診断医が容易に突き止めことが出来ると共に、
該関心のある領域を包含する1セット(組)の診断用2
D画像を正確に指定することが出来るように、大量の画
像データを表示可能にする方法及びシステムである。よ
り具体的に述べると、取得した画像データを処理して3
D画像データ・セットを作成し、該3D画像データ・セ
ットを使用して、取得した画像データの撮影領域全体に
わたる3Dの走査対象物を描画するインデックス画像を
表示装置上に作成し、診断医によるインデックス画像の
選択を可能にするポインティング・ツールを設け、関心
のある領域を通る対応する1セットの2Dスライスとし
て走査対象物を描画する1セットの診断用2D画像につ
いての診断医による選択を可能にする処方ツールを設け
る。処方ツールは、2Dスライスの数、大きさ及び配向
(向き)についての診断医による指定を可能にして、最
大限の診断情報を得ながら診断用画像の数を妥当な数に
制限し得るようにする。
(CT)や磁気共鳴(MR)や超音波などの多種の異な
る医用イメージング法で実施することが出来る。従っ
て、本発明をCTイメージング・システムに関連させて
説明するが、本発明がCTでの実施に限定されず他のイ
メージング法でも同様に用いることが出来ることを理解
されるはずである。
ると、CT(コンピュータ断層撮影)イメージング・シ
ステムは、図示例では、第3世代のCTスキャナを表す
ガントリ12を含む。ガントリ12は、該ガントリの反
対側にある検出器アレイ18へ向かってX線ビーム16
を投射するX線源14を有する。検出器アレイ18は複
数の検出器素子20によって形成され、これらの検出器
素子20は一緒に患者22を通過した投射X線を検知す
る。各検出器素子20は、それに入射するX線ビームの
強度を表す電気信号、すなわち患者22を通過するとき
のビームの減衰度を表す電気信号を生成する。X線投影
データを取得する走査中に、ガントリ12及びそれに装
着された構成部品は回転中心24の回りを回転する。
はCTシステム10の制御機構26によって支配されて
いる。制御機構26は、X線源14へ電力及びタイミン
グ信号を供給するX線制御装置28と、ガントリ12の
回転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置
30とを含む。制御機構26内のデータ取得システム
(DAS)32は検出器素子20からのアナログ・デー
タをサンプリングして、該データをその後の処理のため
にディジタル信号へ変換する。画像再構成装置34は、
サンプリングされディジタル化されたX線データをDA
S32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へ入力として印加さ
れ、該コンピュータは該画像を大容量記憶装置38に格
納する。
えたコンソール40を介してオペレータから命令及び走
査パラメータも受け取る。付設された陰極線管表示装置
42によりオペレータは再構成された画像及びコンピュ
ータ36からの他のデータを観察することが出来る。オ
ペレータにより供給された命令及びパラメータはコンピ
ュータ36によって使用されて、制御信号及び情報をD
AS32、X線制御装置28及びガントリ・モータ制御
装置30へ供給する。さらに、コンピュータ36は、ガ
ントリ12内に患者22を位置決めするように電動テー
ブル46を制御するテーブル・モータ制御装置44を作
動する。具体的に述べると、テーブル46は患者の一部
をガントリ開口48に通すように移動させる。
ロック図である。一実施態様に従えば、コンピュータ3
6(図1)がコンソール40に一体化される。コンソー
ル40は、イメージング・システムがデータを取得する
やり方を指定する検査処方サブシステムと、取得した画
像及び処理したデータのプレゼンテーションのレイアウ
ト及び表示を担当する視覚化サブシステム52と、イメ
ージング・データの永久記憶及び将来の検索の為の保管
サブシステム54と、データをフィルムへ転写するフィ
ルム記録サブシステム56と、他のイメージング・シス
テムへのデータ又は他のイメージング・システムからの
データをネットワークを介して転送するネットワーク接
続サブシステム58とを含んでいる。オプションとし
て、遠隔観察ステーションをコンソール40に結合し
て、画像の遠隔観察を可能にすることが出来る。
ータを取得する仕方を決定する責任を持つ。データ取得
を指定するために一連のスライス位置、スライス厚さ、
撮影領域、走査手法及び再構成アルゴリズムを含む多数
のパラメータが必要である。検査用走査処方にはまた、
ボリューム・イメージング及びフィルム記録プレゼンテ
ーションのパラメータも含めてもよい。これらのパラメ
ータは技師によって明瞭に入力してもよいし、或いはよ
り一般的には、これらのパラメータは従来周知のように
特定の走査プロトコルを選択することによって定められ
る。サブシステム50は走査処方を生成し、この処方は
DAS32(図2)へ伝送される。
ータを収集し、該取得したデータを画像再構成装置34
へ供給する。画像再構成装置34は取得したデータから
一連の画像を生成する。取得したデータは3D画像デー
タ・セットを作成するために使用することが出来る。3
D画像データ・セット3D画像データ・セットは、3次
元(又はそれより高次)の直線状の値アレイを含み、し
ばしば1サンプル当り単一のスカラー値を持つようにさ
れる。図4は3D画像データ・セットを例示しており、
該セットは2次元スライス画像102の積重ねで構成さ
れている。データ取得の際に、個々のスライスが取得さ
れて、3D画像データ・セットの1つの次元に沿って積
み重ねられる。全てのスライスが取得されて、Nx×N
y×Nzより成る3D画像データ・セットを構成した
後、データ・サンプルが作成される。
ブシステム52がオペレータに対する全ての関連するイ
メージング・データのプレゼンテーションを制御する。
メモリ38に記憶されているデータには、例えば、2D
画像、3D投影、患者データ、注釈、及び測定値が含ま
れている。サブシステム52は、1つ以上のウィンドウ
又はビューポートを使用して、ルーチン表示150、相
互参照152、オートビュー表示154、ボリューム・
オートビュー表示156、及びその他の形式の表示15
8のような幾つかの視覚化機能を実施する。視覚化サブ
システム52はまた、フィルタ処理、分類、レンダリン
グ、注釈及び測定を行うための幾つかの構成要素も含ん
でいる。
の実時間表示及び3Dデータの実時間表示を支持する。
この視覚化機能は「オートビュー」と呼ばれる。本書で
用いる「ボリューム・オートビュー」とは、データを取
得しているときに該データの増分的に更新される3Dビ
ューを表す。ボリューム・オートビューは画像再構成装
置34からのイメージング・ストリームに貼付され、コ
ンソール40で実行される。
ーは、データを取得しているときに該データの実時間の
増分的に更新される3Dビューを提供する。このレンダ
リング方法は、本明細書では、動的データ・レンダリン
グ(DDR)と呼ばれる。画像データの取得を完了した
後では、静的データについてのレンダリング方法が利用
される。この表示方法は静的データ・レンダリング(S
DR)と呼ばれる。
方が定められる。ボリューム・オートビューは検査処方
サブシステムと一体化され、データ取得の際に動的ボリ
ュームを視覚化すべき方法を指定するパラメータを供給
する。より具体的に述べると、3Dモデルの位置及び配
向、ビュー、色及び透明性の割り当て、フィルタ処理及
びセグメント化の設定、視覚化手法、並びに再構成アル
ゴリズムのようなパラメータが、プロトコルで指定され
る。これらの視覚化パラメータはまた、特定のVIS走
査プロトコルにも含まれる。
Dスライス画像102が取得されたとき、視覚化サブシ
ステム52は、該画像を3D画像データ・セット100
に付加する際に、該画像をフィルタ処理する(必要な場
合)。また、画像から特定の情報を抽出するために2次
元及び3次元セグメント化も可能である。しかしその場
合の制約として、全ての処理及びレンダリングをデータ
取得サブシステムの画像生成速度と歩調を合わせなけれ
ばならない。
画像データ・セット100は、ビューポート60上にイ
ンデックス画像104として表示するために、射線10
1に沿って2D画像平面103へ投影される。これを行
うには、例えば、レイ・キャスティング(ray casting)
やテクスチャ・マッピングのような周知の方法が使用さ
れる。レイ・キャスティング(RC)として知られてい
る画像投影手法では、2D画像平面内の各画素から射線
101を3D画像データ・セット100へ投射する。次
いで、3Dボリュームを射線に沿ってサンプリングし、
データ値を組み合わせて、インデックス画像104につ
いての最終的な画素値を形成する。サンプルは、オプシ
ョンとして、通常のボリューム・レンダリング手法を支
持するために色や不透明度のような種々の量にマッピン
グされる。射線に沿ってサンプルに適用される通常の演
算は、最大強度(MIP)、平均、合成、及びシェーデ
ィング付き合成である。
00からインデックス画像104を作成するためにハー
ドウエア・テクスチャ・マッピング(TM)を使用し得
る。ハードウエアTMは、オブジェクト・オーダ手法で
あり、該手法では、テクスチャ・マップ式幾何学的レン
ダリング・ハードウエアを使用して、データ・サンプル
を適切な順序で移動及び混合させる。サンプル(又はそ
れらのRGBAマッピングされた値)が多角形上にマッ
ピングされ、それらの多角形が2D画像平面103へ投
影される。RCの場合と同様に、データ・サンプルは通
常のボリューム・レンダリング手法を支持するために色
及び不透明度のような他の特性へ変換してもよい。RC
において利用できるデータ・サンプルについての全ての
演算が、TM手法を用いて可能になる。
診断を行うための十分な情報を提供し得るが、多くの医
師は関心のある領域を横断するように撮った断面画像を
見るのを好む。このような断面画像は、患者に対するそ
れらの配向に応じて伝統的に軸方向、矢状方向及び冠状
方向画像と呼ばれている。本発明は、オペレータが、表
示された3Dインデックス画像104を使用して患者内
の特定の関心のある領域を識別できるようにすると共
に、表示のために2D断面画像の数及び配向を規定でき
るようにする。従って、投影された3D画像104は、
取得することができた多量の3D画像データ・セット1
00に対するインデックスとして使用される。
視覚化サブシステム52は、オペレータ・コンソール4
0からの手動入力に応答してインデックス画像104上
にカーソル106を作成するカーソル制御部70を含
む。トラックボール(図示せず)を用いて、カーソル1
06は任意の選択した位置へ動かすことができる。この
ようなカーソル106が、図5の代表的な投影された3
Dインデックス画像104内に3軸直交十字線として示
されており、これは3D画像データ・セット100内の
特定のボクセルを直接的に選択する。図4に示されてい
るように、代替例のカーソルは、投影された3Dインデ
ックス画像104上の一点108を指定するものであ
る。この選択された点108で且つ図示の投影角度で射
線101が画像104から3D画像データ・セット10
0を通るように投射される。この射線上に位置し且つ最
大強度を持つボクセルが選択される。
像データ・セット100内の特定のボクセルが選択され
た後、ブロック74で示されるように、オペレータは所
望の2D断面画像の空間配向を入力するように催促され
る。好ましい実施態様では、軸方向、矢状方向又は冠状
方向のいずれかの画像配向を選択し得るが、適切な角度
を入力することにより傾斜画像を選択することも可能で
あることが理解されよう。
でオペレータは表示しようとする断面画像の数を入力す
るように催促される。これらは1〜1000スライスの
どの位置を含んでいてもよく、その結果得られる1セッ
トの断面画像は前に選択されたボクセルを中心にして、
前に選択された方向に配向される。選択された断面画像
は、3D画像データ・セット100から各対応するボク
セルについての強度データを抽出することによって、処
理ブロック78で示されるようにビューポート60上に
表示される。
3D画像データ・セット100を、2D表示装置上に投
影像として表示し且つインデックスとして使用できるよ
うにする。このインデックスを用いて、オペレータは、
さらなる診断のために、3D画像データ・セット100
内の特定の関心のある領域を容易に選択することが出来
る。この関心のある領域を通る1セットの2D断面画像
が選択され且つ作成される。
より取得し得る大量の画像データは、技師が詳細な検査
を必要とする特定の領域を素早く識別し且つこの領域に
ついて望ましい診断用2D断面画像の種類を容易に指定
することが出来るように処理される。
図である。
成するオペレータ・コンソールのブロック図である。
された3D画像データ・セットとその2D平面への投影
像を表す略図である。
された代表的なインデックス画像を示す外観図である。
3のオペレータ・コンソールによって実行される工程を
例示する流れ図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 医用イメージング・システムで取得した
画像データを表示する方法において、 a)取得した画像データを用いて3D画像データ・セッ
ト(100)を再構成する工程と、 b)上記3D画像データ・セット(100)を投影する
ことによってインデックス画像(104)を作成する工
程と、 c)上記インデックス画像(104)を表示装置(4
2)上に表示する工程と、 d)上記3D画像データ・セット内で関心のある領域を
手動で選択可能にするためのカーソルを作成(70)す
る工程と、 e)作成すべき2D断面画像の数を指示する入力データ
(76)を受け取る工程と、 f)2D断面画像の空間配向を指示する入力データ(7
4)を受け取る工程と、 g)上記3D画像データ・セット内の関心のある領域か
ら対応する画像データを抽出することによって2D断面
画像を作成する工程と、 h)表示装置上に2D断面画像を表示(78)する工程
と、を有する画像データ表示方法。 - 【請求項2】 上記3D画像データ・セット内の特定の
ボクセルを識別することによって上記関心のある領域が
選択される、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 上記カーソルを位置決めすることによっ
て上記特定のボクセルが識別される、請求項2記載の方
法。 - 【請求項4】 上記カーソルによって指示された上記イ
ンデックス画像内の位置から上記3D画像データ・セッ
トの中へ射線(101)を投影し、上記投影射線が交差
する上記3D画像データ・セット内のボクセル(11
0)を選択することによって、上記特定のボクセルが識
別される、請求項2記載の方法。 - 【請求項5】 上記投影射線が交差する最大強度のボク
セルを決定することによって、上記ボクセル(110)
が選択される、請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 上記工程f)は、入力データを分析し
て、2D断面画像を軸方向、矢状方向及び冠状方向の配
向すべきかどうかを決定することを含んでいる、請求項
1記載の方法。 - 【請求項7】 上記特定のボクセルが上記関心のある領
域の中心にあり、上記表示される2D断面画像が上記関
心のある領域を通る相次ぐスライスを描いている、請求
項2記載の方法。 - 【請求項8】 上記医用イメージング・システムが、一
連の2Dスライス画像(102)を取得するCTシステ
ムであり、上記工程a)は、上記一連の2Dスライス画
像を組み合わせて3D画像データ・セットを形成するこ
とによって実行される、請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 上記工程a)、b)及びc)は、上記C
Tシステムによって相次ぐ2Dスライス画像(102)
を取得しているときに実行される、請求項8記載の方
法。 - 【請求項10】 CTシステムにおいて、 所定の撮影領域から一連の2Dスライス画像(102)
を取得する手段(10、26、34、36)と、 上記取得した2Dスライス画像(102)を組み合わせ
て3D画像データ・セット(100)を形成する手段
(36)と、 上記3D画像データ・セット(100)のインデックス
画像(104)を作成する手段と、 上記インデックス画像(104)を用いて、上記3D画
像データ・セット内で関心のある領域を手動で選択する
手段と、 2D断面画像(102)の数を手動で指示する手段と、 2D断面画像(102)の空間配向を手動で指示する手
段と、 上記3D画像データ・セット(100)内の対応するボ
クセルからのデータを使用して、上記指示された2D断
面画像を表示する手段と、を有するCTシステム。 - 【請求項11】 上記関心のある領域を手動で選択する
上記手段は、上記インデックス画像(104)を提供す
る表示装置(60)と、上記インデックス画像(10
4)内の位置を識別するための手動作動可能なカーソル
手段(106)とを含んでいる、請求項10記載のCT
システム。 - 【請求項12】 上記インデックス画像(104)を作
成する上記手段は、上記3D画像データ・セット(10
0)を投影射線(101)に沿って2D画像平面(10
3)へ投影する手段を含む、請求項11記載のCTシス
テム。 - 【請求項13】 上記カーソル手段(106)は、上記
インデックス画像(104)内の上記識別された位置か
ら射線を上記3D画像データ・セット(100)へ投射
する手段と、上記射線に沿って位置する上記3D画像デ
ータ・セット内のボクセル(110)を選択する手段と
を含んでいる、請求項12記載のCTシステム。 - 【請求項14】 上記ボクセル(110)を選択する上
記手段は、最大強度を持つボクセルを選択する、請求項
13記載のCTシステム。 - 【請求項15】 上記空間配向を手動で指示する上記手
段は、軸方向、矢状方向及び冠状方向の配向を指示する
ように作動可能である、請求項10記載のCTシステ
ム。 - 【請求項16】 上記インデックス画像(104)を作
成する上記手段は、上記取得手段が一連の2Dスライス
画像を取得している間、動作可能である、請求項10記
載のCTシステム。
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