JP3415189B2 - 患者の動きを補正する装置 - Google Patents
患者の動きを補正する装置Info
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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Description
【0001】
【発明の背景】この発明は核物質医療に使われる核物質
又はガンマ線カメラの様な医療用作像装置に関する。こ
う云う作像装置は相異なる位置で求めた別々のビュー
(view)を利用して、断層写真式に再生された断面スラ
イス像を計算する。具体的に云うと、この発明は断層写
真形スライス像に於ける、相次ぐビューの間の動き(mo
tion)の影響を減少する装置に関する。この発明は、例
えばX線計算機式断層写真法の様に、核物質医療以外に
使われる作像装置にも用いることができる。分かり易く
する為、以下の説明は放出形断層写真装置の場合を採り
上げる。
又はガンマ線カメラの様な医療用作像装置に関する。こ
う云う作像装置は相異なる位置で求めた別々のビュー
(view)を利用して、断層写真式に再生された断面スラ
イス像を計算する。具体的に云うと、この発明は断層写
真形スライス像に於ける、相次ぐビューの間の動き(mo
tion)の影響を減少する装置に関する。この発明は、例
えばX線計算機式断層写真法の様に、核物質医療以外に
使われる作像装置にも用いることができる。分かり易く
する為、以下の説明は放出形断層写真装置の場合を採り
上げる。
【0002】一形式の放出形断層写真作像装置、即ち単
一光子放出形計算機式断層写真装置(SPECT)で
は、低レベルのガンマ線放出物質を患者の身体に注入す
る。ガンマ線放出物質は、その像を作ろうとする器官に
よって選択的に吸収される種類のものである。患者によ
って吸収されたガンマ線放出物質からのガンマ線を面積
の大きい平面状のガンマ線検出器によって受信する。ガ
ンマ線検出器は主にその平面に対して垂直な方向に沿っ
たこの様な放射を受取る為のコリメータを持っている。
検出器の平面に亘る放射の強度は、画素と呼ばれる要素
の行及び列の配列となっている。典形的には、行の数は
列の数と等しく、普通、各々の行及び列に64個又は1
28個の画素がある。
一光子放出形計算機式断層写真装置(SPECT)で
は、低レベルのガンマ線放出物質を患者の身体に注入す
る。ガンマ線放出物質は、その像を作ろうとする器官に
よって選択的に吸収される種類のものである。患者によ
って吸収されたガンマ線放出物質からのガンマ線を面積
の大きい平面状のガンマ線検出器によって受信する。ガ
ンマ線検出器は主にその平面に対して垂直な方向に沿っ
たこの様な放射を受取る為のコリメータを持っている。
検出器の平面に亘る放射の強度は、画素と呼ばれる要素
の行及び列の配列となっている。典形的には、行の数は
列の数と等しく、普通、各々の行及び列に64個又は1
28個の画素がある。
【0003】各々の画素に、受信した放射の強度に対応
する像の輝度の値を割当てることにより、画素の配列か
ら簡単な投影像を形成することができる。然し、患者の
断層写真像、即ち患者を通り抜けるスライスの像が好ま
しい場合が多い。断層写真作像では、患者を通る軌道軸
線の周りの軌道に沿って、相等しい増分づつ、ガンマ線
検出器の平面の角度を変える時、画素の多数の配列を収
集する。軌道上の各々の角度で求められた画素の2次元
配列が、普通、ビューと呼ばれる。こう云う多数のビュ
ーが断層写真再構成方式に従って再構成されて、軌道軸
線に対して垂直な隣接する平面の1組のスライス像を作
る。こうして再構成されたスライス像を一緒に利用し
て、ガンマ線検出器によって作像した容積内の種々の平
面に沿った種々の図を構成することができる。
する像の輝度の値を割当てることにより、画素の配列か
ら簡単な投影像を形成することができる。然し、患者の
断層写真像、即ち患者を通り抜けるスライスの像が好ま
しい場合が多い。断層写真作像では、患者を通る軌道軸
線の周りの軌道に沿って、相等しい増分づつ、ガンマ線
検出器の平面の角度を変える時、画素の多数の配列を収
集する。軌道上の各々の角度で求められた画素の2次元
配列が、普通、ビューと呼ばれる。こう云う多数のビュ
ーが断層写真再構成方式に従って再構成されて、軌道軸
線に対して垂直な隣接する平面の1組のスライス像を作
る。こうして再構成されたスライス像を一緒に利用し
て、ガンマ線検出器によって作像した容積内の種々の平
面に沿った種々の図を構成することができる。
【0004】正確な断層写真の再構成には、多数のビュ
ーを組合せて、色々なビューの間の対応する画素が、同
じ容積要素又は患者の身体の容積要素からの放射の強度
を測定するように、並びにこの様な対応する画素が放射
を記録した時の角度だけが異なる様にすることが要求さ
れる。一般的に、作像する身体が、相次ぐビューの間
で、例えば軌道軸線に沿って摺動することによって、位
置を変えると、再構成像がぼやけたり、或いは像の人為
効果又は歪みを含むことがある。
ーを組合せて、色々なビューの間の対応する画素が、同
じ容積要素又は患者の身体の容積要素からの放射の強度
を測定するように、並びにこの様な対応する画素が放射
を記録した時の角度だけが異なる様にすることが要求さ
れる。一般的に、作像する身体が、相次ぐビューの間
で、例えば軌道軸線に沿って摺動することによって、位
置を変えると、再構成像がぼやけたり、或いは像の人為
効果又は歪みを含むことがある。
【0005】それでも、多数のビューを収集する間、患
者を動かない様に押さえておくことは簡単なことではな
い。患者がそれに対して露出される放射線量を最小限に
抑える為、注入されるガンマ線放出物質は比較的放射能
が低いものにする。その結果、各々のビューを求めるに
は40秒までの時間がかゝることがある。360°の円
弧上で合計64個のビューを希望する場合、作像過程全
体を完了するには、40分よりも長い時間を必要とする
ことがある。
者を動かない様に押さえておくことは簡単なことではな
い。患者がそれに対して露出される放射線量を最小限に
抑える為、注入されるガンマ線放出物質は比較的放射能
が低いものにする。その結果、各々のビューを求めるに
は40秒までの時間がかゝることがある。360°の円
弧上で合計64個のビューを希望する場合、作像過程全
体を完了するには、40分よりも長い時間を必要とする
ことがある。
【0006】更に、僅かな動きでも、相次ぐビューの画
素の間の対応関係に影響を及ぼすことがある。1個の画
素は1/2cm2 と云う様に小さいことがある。従って、
患者の動きが害になること、並びにその結果として像の
劣化が起こることは、普通のことである。ビューの間で
動きが存在したことは、ビューの投影像を立て続けに検
査する(「映画(cine)モード」)ことによって、検出
することができるのが普通である。この場合、動きは、
患者の見かけ上は回転している投影像に、突然の跳躍と
なって現われる。この方式は、収集されたデータが使い
ものになるかどうかを判定することができるが、かなり
の動きが存在する場合、動きを除く方法にはならない。
整合状態を改善する為に、像を目で見てシフトさせるこ
とによって、若干の補正を施こすことができるが、この
方式は時間がかゝると共に信頼性がない。
素の間の対応関係に影響を及ぼすことがある。1個の画
素は1/2cm2 と云う様に小さいことがある。従って、
患者の動きが害になること、並びにその結果として像の
劣化が起こることは、普通のことである。ビューの間で
動きが存在したことは、ビューの投影像を立て続けに検
査する(「映画(cine)モード」)ことによって、検出
することができるのが普通である。この場合、動きは、
患者の見かけ上は回転している投影像に、突然の跳躍と
なって現われる。この方式は、収集されたデータが使い
ものになるかどうかを判定することができるが、かなり
の動きが存在する場合、動きを除く方法にはならない。
整合状態を改善する為に、像を目で見てシフトさせるこ
とによって、若干の補正を施こすことができるが、この
方式は時間がかゝると共に信頼性がない。
【0007】この代わりに、ビューの間での動きを検出
して補正する自動化した方法が、米国特許第4,85
3,128号に記載されている。この方法では、多数の
ビューで作られた2次元配列を1個の1次元配列に潰
す。この後、潰した配列を数学的な相互相関にかけ、そ
の相互相関を利用して、ビューの間の相対的な動きを判
定する。この時、或るビューを他のビューに対して動か
す(シフトする)ことにより、動きを補償することがで
きる。
して補正する自動化した方法が、米国特許第4,85
3,128号に記載されている。この方法では、多数の
ビューで作られた2次元配列を1個の1次元配列に潰
す。この後、潰した配列を数学的な相互相関にかけ、そ
の相互相関を利用して、ビューの間の相対的な動きを判
定する。この時、或るビューを他のビューに対して動か
す(シフトする)ことにより、動きを補償することがで
きる。
【0008】この自動化した方法は全般的にはよく作用
するが、そこからガンマ線が放出されている活動領域全
体が、全てのビューで、平面状ガンマ線検出器の視野内
にとゞまることが必要になることがこの発明で分かっ
た。こじんまりした器官を作像する時、この条件を満す
のは容易であるが、脳の様な一層大きな構造の像では満
たすことができない。特に、頭の作像の場合、頭の下側
部分及び頸部からかなりのガンマ線放出があることがあ
り、こう云う領域は平面状検出器の視野の下端の外へ伸
び出す場合が多い。
するが、そこからガンマ線が放出されている活動領域全
体が、全てのビューで、平面状ガンマ線検出器の視野内
にとゞまることが必要になることがこの発明で分かっ
た。こじんまりした器官を作像する時、この条件を満す
のは容易であるが、脳の様な一層大きな構造の像では満
たすことができない。特に、頭の作像の場合、頭の下側
部分及び頸部からかなりのガンマ線放出があることがあ
り、こう云う領域は平面状検出器の視野の下端の外へ伸
び出す場合が多い。
【0009】ところが、活動領域を空間的に切捨てる
と、突然の不連続性が生じ、これが相関過程で不当な重
みが与えられ、それによってビューの間での動きの判定
に不釣合に且つ誤った影響を与える傾向があることが分
かった。一般的に、相関過程は、患者の実際の動きを示
す画素データを排除してまで、動いていない平面状の検
出器の縁によって誤った結果を招く様になる。
と、突然の不連続性が生じ、これが相関過程で不当な重
みが与えられ、それによってビューの間での動きの判定
に不釣合に且つ誤った影響を与える傾向があることが分
かった。一般的に、相関過程は、患者の実際の動きを示
す画素データを排除してまで、動いていない平面状の検
出器の縁によって誤った結果を招く様になる。
【0010】
【発明の要約】この発明は作像装置で収集されたビュー
の間の患者の動きを検出して補正する自動化した装置を
提供する。特にこの発明は、ビューのデータが、平面状
検出器の有限の範囲によって空間的に切捨てられる場合
を採り上げる。全般的に云うと、この発明は切捨て区域
から離れた、画素データの配列の一部分だけを検査し、
核物質医療の高雑音の環境に一層適切な整合方式を用い
る。
の間の患者の動きを検出して補正する自動化した装置を
提供する。特にこの発明は、ビューのデータが、平面状
検出器の有限の範囲によって空間的に切捨てられる場合
を採り上げる。全般的に云うと、この発明は切捨て区域
から離れた、画素データの配列の一部分だけを検査し、
核物質医療の高雑音の環境に一層適切な整合方式を用い
る。
【0011】具体的に云うと、この発明は、第1のビュ
ー及び第2のビューを含む患者の一連のビューを収集す
るスキャナ集成体を含む。ビューからのデータが行に亘
って合算されて、一列の輝度データを発生し、典形的に
は平面状検出器の空間的な制約によって生ずる行限界
が、この列の一端を切捨てる。行限界とは無関係な最後
の行番号を行限界より手前で選び、この最後の行まで2
つのビューを比較して、最後の行に至るまでの行毎に、
第1及び第2のビューの行の間での輝度の差を示す差の
和を作る。この後、この差の和を減らす様に、ビューを
シフトさせる。
ー及び第2のビューを含む患者の一連のビューを収集す
るスキャナ集成体を含む。ビューからのデータが行に亘
って合算されて、一列の輝度データを発生し、典形的に
は平面状検出器の空間的な制約によって生ずる行限界
が、この列の一端を切捨てる。行限界とは無関係な最後
の行番号を行限界より手前で選び、この最後の行まで2
つのビューを比較して、最後の行に至るまでの行毎に、
第1及び第2のビューの行の間での輝度の差を示す差の
和を作る。この後、この差の和を減らす様に、ビューを
シフトさせる。
【0012】従って、この発明の1つの目的は、患者の
動きを自動的に検出して補償しながら、切捨てデータを
使える様にすることである。切捨てが行なわれる行限界
より手前の最後の行を、行のデータに基づいて且つ行番
号又は行限界とは無関係に定めることにより、データの
切捨てによって、検出された動きに起こる誤差を避ける
ことができる。
動きを自動的に検出して補償しながら、切捨てデータを
使える様にすることである。切捨てが行なわれる行限界
より手前の最後の行を、行のデータに基づいて且つ行番
号又は行限界とは無関係に定めることにより、データの
切捨てによって、検出された動きに起こる誤差を避ける
ことができる。
【0013】第2のビューのデータを第1のビューのデ
ータに対して正規化し、この比較に、行毎に、第1及び
第2のビューの行の間のデータの減算を用い、こう云う
行毎の差を合算して、「差の和」を導出すことができ
る。従って、この発明の別の目的は、他の動き検出方法
よりも、画素データの配列内の雑音の影響を受けにくい
比較方法を提供することである。この発明の減算、合
算、比較及びシフト作用によって得られる減算の収斂
は、像の大きな区域からのデータを利用し、その為雑音
によって生ずる偏差に対して一層影響されにくゝなる。
データを正規化することにより、この減算の収斂が簡単
になる。
ータに対して正規化し、この比較に、行毎に、第1及び
第2のビューの行の間のデータの減算を用い、こう云う
行毎の差を合算して、「差の和」を導出すことができ
る。従って、この発明の別の目的は、他の動き検出方法
よりも、画素データの配列内の雑音の影響を受けにくい
比較方法を提供することである。この発明の減算、合
算、比較及びシフト作用によって得られる減算の収斂
は、像の大きな区域からのデータを利用し、その為雑音
によって生ずる偏差に対して一層影響されにくゝなる。
データを正規化することにより、この減算の収斂が簡単
になる。
【0014】最後の行の判定は、行のデータの勾配を評
価することによって行なうことができる。従って、この
発明の別の目的は、行限界又は絶対的な行の番号に無関
係に、最後の行番号を選択する比較的簡単な方法を提供
することである。第1及び第2のビューの間で行なわれ
るシフトの大きさは、整数の行に制限されず、第2のビ
ューのシフトされる位置に対する差の和に基づいてシフ
トの分数値を補間で求めることにより、行の分数部分に
も拡張することができる。
価することによって行なうことができる。従って、この
発明の別の目的は、行限界又は絶対的な行の番号に無関
係に、最後の行番号を選択する比較的簡単な方法を提供
することである。第1及び第2のビューの間で行なわれ
るシフトの大きさは、整数の行に制限されず、第2のビ
ューのシフトされる位置に対する差の和に基づいてシフ
トの分数値を補間で求めることにより、行の分数部分に
も拡張することができる。
【0015】従って、この発明の別の目的は、平面状検
出器よりも更に細かい分解能まで、患者の動きを補正す
ることである。この発明の上記並びにその他の目的及び
利点は、以下の説明から明らかになろう。この説明はこ
の発明の好ましい実施例を示した図面について行なう
が、この実施例は必ずしもこの発明の範囲全体を表わす
ものではなく、この発明の範囲を解釈するに当たって
は、特許請求の範囲を参照されたい。
出器よりも更に細かい分解能まで、患者の動きを補正す
ることである。この発明の上記並びにその他の目的及び
利点は、以下の説明から明らかになろう。この説明はこ
の発明の好ましい実施例を示した図面について行なう
が、この実施例は必ずしもこの発明の範囲全体を表わす
ものではなく、この発明の範囲を解釈するに当たって
は、特許請求の範囲を参照されたい。
【0016】
走査装置
図1には、断層写真スキャナ11及び患者支持テーブル
12を含む核物質作像断層写真走査装置が全体的に10
で示されている。スキャナ11の構成と動作は米国特許
第4,216,381号に記載されているものと同様で
ある。簡単に云うと、スキャナ11が環状ガントリー1
3を有し、これはペデスタル14で示す様に垂直の姿勢
に支持されていて、カメラ16がアーム集成体17によ
って片持ち式にガントリー13によって支持され、アー
ム集成体17の他端の釣合錘18によって平衡をとって
いる。アーム集成体17は、アーム集成体17全体をモ
ータ駆動装置(図に示してない)によってガントリー1
3内で回転させて、カメラ16を、テーブル12上に支
持された患者19の周りの種々の観察角度θへと、円形
通路に沿って回転させることができる様に、ガントリー
13に接続されている。カメラ16のこの動きにより、
多数のビューを収集することができ、それらのビューを
使って、患者の関心のある区域の断層写真像を再構成す
ることができる。スキャナ11の構造及び動作に伴う動
きは普通のものである。
12を含む核物質作像断層写真走査装置が全体的に10
で示されている。スキャナ11の構成と動作は米国特許
第4,216,381号に記載されているものと同様で
ある。簡単に云うと、スキャナ11が環状ガントリー1
3を有し、これはペデスタル14で示す様に垂直の姿勢
に支持されていて、カメラ16がアーム集成体17によ
って片持ち式にガントリー13によって支持され、アー
ム集成体17の他端の釣合錘18によって平衡をとって
いる。アーム集成体17は、アーム集成体17全体をモ
ータ駆動装置(図に示してない)によってガントリー1
3内で回転させて、カメラ16を、テーブル12上に支
持された患者19の周りの種々の観察角度θへと、円形
通路に沿って回転させることができる様に、ガントリー
13に接続されている。カメラ16のこの動きにより、
多数のビューを収集することができ、それらのビューを
使って、患者の関心のある区域の断層写真像を再構成す
ることができる。スキャナ11の構造及び動作に伴う動
きは普通のものである。
【0017】図2について説明すると、周知の様に、核
物質医療に用いられる種々の同位元素が患者19によっ
て選択的に吸収されて或るパターンでガンマ線光子を放
出し、このパターンにより、身体の組織及び血管の形を
見ることができる。ガンマ線光子の放出の座標を検出し
て確認するのに使われるカメラ16は普通のものであ
る。カメラは鉛板1を持ち、この板は多数の細かい孔を
持っていて板がコリメータとして作用する様になってい
る。コリメータと界面を接してシンチレーション結晶2
があり、それが光子を吸収した時には、いつでもシンチ
レーションを発生する。このシンチレーションが硝子板
3によって、包括的に参照数字4で示した光増倍管配列
に結合される。光増倍管は、周知の様に、円内に互いに
密に詰込んであるのが普通である。
物質医療に用いられる種々の同位元素が患者19によっ
て選択的に吸収されて或るパターンでガンマ線光子を放
出し、このパターンにより、身体の組織及び血管の形を
見ることができる。ガンマ線光子の放出の座標を検出し
て確認するのに使われるカメラ16は普通のものであ
る。カメラは鉛板1を持ち、この板は多数の細かい孔を
持っていて板がコリメータとして作用する様になってい
る。コリメータと界面を接してシンチレーション結晶2
があり、それが光子を吸収した時には、いつでもシンチ
レーションを発生する。このシンチレーションが硝子板
3によって、包括的に参照数字4で示した光増倍管配列
に結合される。光増倍管は、周知の様に、円内に互いに
密に詰込んであるのが普通である。
【0018】データ収集回路
検出されたシンチレーションがあれば、それが光増倍管
4に夫々のアナログ信号を発生させ、その信号が参照数
字5と記したブロックで表わすコンピュータに送られ
る。コンピュータ5がこの信号を使って、アナログ信号
の大きさにより、各々のシンチレーション事象のx及び
y座標を計算する。アナログ信号によってx及びy座標
を計算することは周知である。各々のシンチレーション
のx及びy座標を決定する1つの方式が、米国特許第
4,142,102号に記載されている。
4に夫々のアナログ信号を発生させ、その信号が参照数
字5と記したブロックで表わすコンピュータに送られ
る。コンピュータ5がこの信号を使って、アナログ信号
の大きさにより、各々のシンチレーション事象のx及び
y座標を計算する。アナログ信号によってx及びy座標
を計算することは周知である。各々のシンチレーション
のx及びy座標を決定する1つの方式が、米国特許第
4,142,102号に記載されている。
【0019】アナログx及びy座標信号がコンピュータ
5から、ブロック6で示したアナログ・ディジタル変換
器(ADC)に送られる。コンピュータ5から伸びる3
本目の線は、普通z信号と呼ばれる信号を伝えるもの
で、これはシンチレーション・パルスの大きさが十分な
高さであるか、或いは有効パルスと見做すべき正しい同
位元素であるかどうかを示す。
5から、ブロック6で示したアナログ・ディジタル変換
器(ADC)に送られる。コンピュータ5から伸びる3
本目の線は、普通z信号と呼ばれる信号を伝えるもの
で、これはシンチレーション・パルスの大きさが十分な
高さであるか、或いは有効パルスと見做すべき正しい同
位元素であるかどうかを示す。
【0020】ADC 6は、破線23の境界内にあるデ
ータ収集モジュールの一部分である。母線34に対する
ADC 6の出力は、シンチレーションのx及びy座標
又はアドレスに対応する一連のディジタル数の対であ
る。各々のシンチレーションは、ビューを構成する画素
の内の1つの境界内に入る。ディジタル座標値が、図2
の右上部分に参照数字30で全体的に示したランダムア
クセス・メモリ(RAM)内の位置に対するアドレスと
して使われる。
ータ収集モジュールの一部分である。母線34に対する
ADC 6の出力は、シンチレーションのx及びy座標
又はアドレスに対応する一連のディジタル数の対であ
る。各々のシンチレーションは、ビューを構成する画素
の内の1つの境界内に入る。ディジタル座標値が、図2
の右上部分に参照数字30で全体的に示したランダムア
クセス・メモリ(RAM)内の位置に対するアドレスと
して使われる。
【0021】フレーム動作モードでは、メモリ30内の
画素位置がアドレスされる度に、その画素アドレスにお
けるシンチレーション事象の数を表わすディジタル数
が、その位置から取出され、1だけインクレメントさ
れ、露出期間の終りに、そのメモリ位置にある数が、画
素の輝度又は強度を表わす様にする。データ及びアドレ
スを転送する為の母線が包括的に1個の母線31で示さ
れており、この母線に「データ及びアドレス母線」と云
う文字を付してある。
画素位置がアドレスされる度に、その画素アドレスにお
けるシンチレーション事象の数を表わすディジタル数
が、その位置から取出され、1だけインクレメントさ
れ、露出期間の終りに、そのメモリ位置にある数が、画
素の輝度又は強度を表わす様にする。データ及びアドレ
スを転送する為の母線が包括的に1個の母線31で示さ
れており、この母線に「データ及びアドレス母線」と云
う文字を付してある。
【0022】データ収集モジュール23が今述べたメモ
リ位置のインクレメント動作に関与する。これはブロッ
ク32で示す制御装置を持っている。これが両方向制御
母線33を介してADC 6に結合されると共に、母線
34をも用い、この母線がバッファ35を介してデータ
及びアドレス母線31に接続される。収集モジュール2
3には、事象カウンタ36と直接メモリ・アクセス(D
MA)制御装置37もある。システムに対するホスト中
央プロセッサ又はコンピュータをブロック38で示して
ある。以下ホスト中央プロセッサ装置38を省略してC
PUと呼ぶ。
リ位置のインクレメント動作に関与する。これはブロッ
ク32で示す制御装置を持っている。これが両方向制御
母線33を介してADC 6に結合されると共に、母線
34をも用い、この母線がバッファ35を介してデータ
及びアドレス母線31に接続される。収集モジュール2
3には、事象カウンタ36と直接メモリ・アクセス(D
MA)制御装置37もある。システムに対するホスト中
央プロセッサ又はコンピュータをブロック38で示して
ある。以下ホスト中央プロセッサ装置38を省略してC
PUと呼ぶ。
【0023】前に述べた様に、RAM 30内の位置が
1だけインクレメントされる度に、現在の内容をその影
響を受ける位置から取出して、制御装置32に送り、そ
こでディジタル値をインクレメントし、その後メモリ位
置に戻す。ホストCPU 38は、ADC 6からRA
M 30へ、そしてインクレメント動作の為にRAM3
0からデータ収集制御装置32へ、適正な時刻にデータ
転送をDMA 37によって行なわせる信号を発生す
る。バッファ35は、正しいタイミングで、母線又は部
品の間でデータをやりとりする為、並びにデータが転送
を行なう前に安定化する様に保証する為と云う普通の目
的の為にある。データ収集モジュール23にあるカウン
タ36は、検査の特定の露出の間のシンチレーション事
象の総数を計数する為にある。
1だけインクレメントされる度に、現在の内容をその影
響を受ける位置から取出して、制御装置32に送り、そ
こでディジタル値をインクレメントし、その後メモリ位
置に戻す。ホストCPU 38は、ADC 6からRA
M 30へ、そしてインクレメント動作の為にRAM3
0からデータ収集制御装置32へ、適正な時刻にデータ
転送をDMA 37によって行なわせる信号を発生す
る。バッファ35は、正しいタイミングで、母線又は部
品の間でデータをやりとりする為、並びにデータが転送
を行なう前に安定化する様に保証する為と云う普通の目
的の為にある。データ収集モジュール23にあるカウン
タ36は、検査の特定の露出の間のシンチレーション事
象の総数を計数する為にある。
【0024】前に述べた様に、断層写真の収集用では、
カメラが患者の周りの円形通路に沿って、多数の角度位
置θまで移動する時、一定の期間に亘ってカメラ16に
よって1組の2次元像が収集される。各々のビューは、
収集したデータの2次元配列であり、これはRAM 3
0に記憶するだけでなく、ブロック39で示したディス
ク記録装置並びに破線のブロック42で示した表示制御
装置にも記憶される。この為、各々のビューに対する全
ての画素輝度データが、任意の時に、ディスク記録装置
39からも利用し得る。
カメラが患者の周りの円形通路に沿って、多数の角度位
置θまで移動する時、一定の期間に亘ってカメラ16に
よって1組の2次元像が収集される。各々のビューは、
収集したデータの2次元配列であり、これはRAM 3
0に記憶するだけでなく、ブロック39で示したディス
ク記録装置並びに破線のブロック42で示した表示制御
装置にも記憶される。この為、各々のビューに対する全
ての画素輝度データが、任意の時に、ディスク記録装置
39からも利用し得る。
【0025】RAM 30にA及びBと云う記号で表わ
したセクタ又はブロックにRAMメモリを分割する事に
より、RAM 30に過大な記憶容量を必要とせずに、
一連のビューを保管することができる。この為、CPU
38によって決定される予定の期間の間、画素データ
がメモリ・ブロックAに収集される。この期間の終った
後、メモリ・ブロックが過負荷になる前に、画素データ
がディスク記録装置39及び表示制御装置42に転送さ
れると同時に、データ収集モジュールから到来するデー
タは他方のメモリ・ブロックBに切換えられ、この為デ
ータの収集には中断がない。収集データが、ホストCP
U 38が検査を終了するまで、RAM30のブロック
A及びBの間で繰返して交互に切換えられる。従って、
これまでの説明から、現在収集中の或るビューに対する
画素データがメモリ・ブロックA又はBの一方にあると
共に、必要に応じて、ディスク記録装置39からも利用
することができ、表示制御装置42から表示の為に送出
すことができる。フレーム・モードでRAM 30、デ
ィスク記録装置39及び表示制御装置42に収集された
ディジタル数は、関心がある容積全体に亘る点で起こっ
た核物質事象の数に対応する値を持つ。
したセクタ又はブロックにRAMメモリを分割する事に
より、RAM 30に過大な記憶容量を必要とせずに、
一連のビューを保管することができる。この為、CPU
38によって決定される予定の期間の間、画素データ
がメモリ・ブロックAに収集される。この期間の終った
後、メモリ・ブロックが過負荷になる前に、画素データ
がディスク記録装置39及び表示制御装置42に転送さ
れると同時に、データ収集モジュールから到来するデー
タは他方のメモリ・ブロックBに切換えられ、この為デ
ータの収集には中断がない。収集データが、ホストCP
U 38が検査を終了するまで、RAM30のブロック
A及びBの間で繰返して交互に切換えられる。従って、
これまでの説明から、現在収集中の或るビューに対する
画素データがメモリ・ブロックA又はBの一方にあると
共に、必要に応じて、ディスク記録装置39からも利用
することができ、表示制御装置42から表示の為に送出
すことができる。フレーム・モードでRAM 30、デ
ィスク記録装置39及び表示制御装置42に収集された
ディジタル数は、関心がある容積全体に亘る点で起こっ
た核物質事象の数に対応する値を持つ。
【0026】ブロック40で示したタイミング発生器を
設けて、システム内でのデータ及びアドレスの転送事象
の正しいタイミング及び同期を図る。タイミング発生器
40から伸びる1本の線41の様な線を示したのは、タ
イミング機能が存在することを示す為である。表示制御
装置42は画素又は像のビューデータを受取って、ブロ
ック43で示したCRT上の像として、そのデータを表
示する為のメモリ53を持っている。或るビューに対す
るデータが収集された時、それが母線31によってバッ
ファ45に転送される。このバッファが母線46によっ
てブロック47で示した算術論理装置(ALU)に結合
される。ALU 47の出力が、母線48によって表示
制御装置のメモリ53の入力に結合される。ALU 4
7は、表示制御装置に入る前に、ディジタル画素データ
を加算又は減算する能力を持つ他に、母線46からのデ
ータが、表示制御装置のメモリ53に行く時、それに作
用せずに通過させることもできる。DMA 49を用い
て、正しい時刻に、RAM 30からバッファ45を介
してALU 47への画素データの転送を制御する。D
MA 49は、RAM 30からALU 47及び表示
メモリ53へ転送を行なうことがデータ母線31で必要
であることをCPU 38に知らせると云う普通の機能
を果たす。
設けて、システム内でのデータ及びアドレスの転送事象
の正しいタイミング及び同期を図る。タイミング発生器
40から伸びる1本の線41の様な線を示したのは、タ
イミング機能が存在することを示す為である。表示制御
装置42は画素又は像のビューデータを受取って、ブロ
ック43で示したCRT上の像として、そのデータを表
示する為のメモリ53を持っている。或るビューに対す
るデータが収集された時、それが母線31によってバッ
ファ45に転送される。このバッファが母線46によっ
てブロック47で示した算術論理装置(ALU)に結合
される。ALU 47の出力が、母線48によって表示
制御装置のメモリ53の入力に結合される。ALU 4
7は、表示制御装置に入る前に、ディジタル画素データ
を加算又は減算する能力を持つ他に、母線46からのデ
ータが、表示制御装置のメモリ53に行く時、それに作
用せずに通過させることもできる。DMA 49を用い
て、正しい時刻に、RAM 30からバッファ45を介
してALU 47への画素データの転送を制御する。D
MA 49は、RAM 30からALU 47及び表示
メモリ53へ転送を行なうことがデータ母線31で必要
であることをCPU 38に知らせると云う普通の機能
を果たす。
【0027】別のDMA 50がディスク記録装置39
に付設されているが、その目的は正しい時刻に、ディス
ク記録装置39にデータを転送し又はそこからデータを
転送することである。DMA 50を使って、前に述べ
た様に、RAMメモリ30からディスク記録装置39へ
のデータの転送を制御することができると共に、ディス
クに記憶されている一連の像を表示したい時、ディスク
記録装置39からRAM 30へのデータ転送をも制御
することができる。
に付設されているが、その目的は正しい時刻に、ディス
ク記録装置39にデータを転送し又はそこからデータを
転送することである。DMA 50を使って、前に述べ
た様に、RAMメモリ30からディスク記録装置39へ
のデータの転送を制御することができると共に、ディス
クに記憶されている一連の像を表示したい時、ディスク
記録装置39からRAM 30へのデータ転送をも制御
することができる。
【0028】こゝで或るビューに対する画素データが、
表示制御装置42のメモリ53に入っていると仮定す
る。典形的には表示制御装置のメモリは64×64又は
128×128画素の配列を持っている。各々の画素で
受取った放射の強度が、表示制御装置のメモリの夫々の
位置にあるディジタル数の値によって表わされる。CR
T 43に表示できる様にする為には、こう云うディジ
タル値をアナログ・ビデオ信号に変換しなければならな
い。典形的には、表示制御装置のメモリ位置のビット範
囲は12ビットである。12ビットのディジタル値が母
線55を介してディジタル・アナログ変換器又はDAC
56に順次転送され、そこでディジタル・データがア
ナログ・ビデオ信号に変換され、このビデオ信号がケー
ブル59を介してCRT 43に送られ、像の表示を行
なう。
表示制御装置42のメモリ53に入っていると仮定す
る。典形的には表示制御装置のメモリは64×64又は
128×128画素の配列を持っている。各々の画素で
受取った放射の強度が、表示制御装置のメモリの夫々の
位置にあるディジタル数の値によって表わされる。CR
T 43に表示できる様にする為には、こう云うディジ
タル値をアナログ・ビデオ信号に変換しなければならな
い。典形的には、表示制御装置のメモリ位置のビット範
囲は12ビットである。12ビットのディジタル値が母
線55を介してディジタル・アナログ変換器又はDAC
56に順次転送され、そこでディジタル・データがア
ナログ・ビデオ信号に変換され、このビデオ信号がケー
ブル59を介してCRT 43に送られ、像の表示を行
なう。
【0029】患者の走査が完了した時、ディスク記録装
置39は複数個のビューに対するデータ集合を記憶して
いる。各々のビューは、患者の周りの複数個のカメラ観
察平面の内の1つから見たシンチレーション事象の強度
を表わす2次元投影像を表示装置43に再構成するのに
十分なデータを持っている。この後、計算機式断層写真
法を用いて、この収集データから、関心のある容積を通
るスライスを再構成する。スライスを互いに平行であ
り、それらは3番目の次元(z軸)に沿って等間隔であ
る。周知の様に、このデータ集合をCPU 38で変換
して、スライスを任意の軸線に沿った向きに変え、患者
の任意の点を任意の角度で通る一連の2次元像を再構成
することができる。
置39は複数個のビューに対するデータ集合を記憶して
いる。各々のビューは、患者の周りの複数個のカメラ観
察平面の内の1つから見たシンチレーション事象の強度
を表わす2次元投影像を表示装置43に再構成するのに
十分なデータを持っている。この後、計算機式断層写真
法を用いて、この収集データから、関心のある容積を通
るスライスを再構成する。スライスを互いに平行であ
り、それらは3番目の次元(z軸)に沿って等間隔であ
る。周知の様に、このデータ集合をCPU 38で変換
して、スライスを任意の軸線に沿った向きに変え、患者
の任意の点を任意の角度で通る一連の2次元像を再構成
することができる。
【0030】動きの検出と補正
多数のビューを収集する際、患者19は、主に図1に示
すz軸に沿って、テーブル12上で動くことがある。こ
の発明は、走査装置10で収集される隣合ったビューの
間のこの様な動きの影響を検出して減らす方法である。
次に図1,2及び3について説明すると、RAM 30
が保持する1つのビュー58は、前に述べた様に、所定
のガントリー角度θでカメラ16が収集した輝度データ
を保有する画素データ64の行60及び列62として見
ることができる。行は患者19の上下方向の中央軸線に
対して垂直と考え、列はこの行に対して横方向であると
見做す。患者の上下方向に合せて、行はカメラ・ヘッド
16に対する患者19の向きを定める通り、上66又は
下68と呼ぶのが便利であり、列はそれに合せて左又は
右と呼ぶのが便利である。
すz軸に沿って、テーブル12上で動くことがある。こ
の発明は、走査装置10で収集される隣合ったビューの
間のこの様な動きの影響を検出して減らす方法である。
次に図1,2及び3について説明すると、RAM 30
が保持する1つのビュー58は、前に述べた様に、所定
のガントリー角度θでカメラ16が収集した輝度データ
を保有する画素データ64の行60及び列62として見
ることができる。行は患者19の上下方向の中央軸線に
対して垂直と考え、列はこの行に対して横方向であると
見做す。患者の上下方向に合せて、行はカメラ・ヘッド
16に対する患者19の向きを定める通り、上66又は
下68と呼ぶのが便利であり、列はそれに合せて左又は
右と呼ぶのが便利である。
【0031】所定のビュー58で、中心の位置にある或
る画素64は背景レベルより高い輝度を持つことがあ
り、この為活動領域70を限定する。一般的に、この活
動領域70の外側にある画素は、その輝度の読みが雑音
によって摂動を受けるだけである。 患者19内の或る
器官を作像する時、活動領域70は空間的にはこじんま
りしていて、全ての側には、輝度の読みの小さい画素6
4が接している。この様なビューのデータは、活動領域
全体がビュー58の空間的な範囲内にある為、「切捨て
なし」と考えられる。これは一般的に、活動領域70が
カメラ16の物理的な範囲並びにシンチレーション結晶
2の配列よりも一層小さいことを意味する。
る画素64は背景レベルより高い輝度を持つことがあ
り、この為活動領域70を限定する。一般的に、この活
動領域70の外側にある画素は、その輝度の読みが雑音
によって摂動を受けるだけである。 患者19内の或る
器官を作像する時、活動領域70は空間的にはこじんま
りしていて、全ての側には、輝度の読みの小さい画素6
4が接している。この様なビューのデータは、活動領域
全体がビュー58の空間的な範囲内にある為、「切捨て
なし」と考えられる。これは一般的に、活動領域70が
カメラ16の物理的な範囲並びにシンチレーション結晶
2の配列よりも一層小さいことを意味する。
【0032】患者の頭の様な一層大きい活動領域を作像
する時、活動領域70はビュー58の空間的な範囲より
も大きいことがある。特に、ビュー58の画素64は、
患者の頸部の領域に対応する下の行68でかなりの輝度
を持つことがある。この為、一般的に頭の作像では、活
動領域70はビュー58の下の行68を越えて広がり、
切捨てられていると云うことができる。
する時、活動領域70はビュー58の空間的な範囲より
も大きいことがある。特に、ビュー58の画素64は、
患者の頸部の領域に対応する下の行68でかなりの輝度
を持つことがある。この為、一般的に頭の作像では、活
動領域70はビュー58の下の行68を越えて広がり、
切捨てられていると云うことができる。
【0033】前に述べた様に、この切捨てにより、ビュ
ー58のデータに人工的に突然の縁が生じ、それが動き
検出方法を効かなくしてしまうことがある。この様な切
捨てられた縁は、縁が見かけ上カメラ16に対して安定
している為に、患者19が上下軸線又はz軸に沿って動
いてないことを示唆する。この発明は、活動領域70の
一方の縁が切取られている様な切捨てのあるビュー58
で主に使われる。
ー58のデータに人工的に突然の縁が生じ、それが動き
検出方法を効かなくしてしまうことがある。この様な切
捨てられた縁は、縁が見かけ上カメラ16に対して安定
している為に、患者19が上下軸線又はz軸に沿って動
いてないことを示唆する。この発明は、活動領域70の
一方の縁が切取られている様な切捨てのあるビュー58
で主に使われる。
【0034】この発明は、図4に示す手順に従って、動
きに対してビューを補正する為に、CPU 38で数値
として収集されたビュー58を処理する。次に図1及び
3と共に図4について説明すると、走査装置10で収集
された各々のビュー58を、プロセス・ブロック74で
示す様に、線ヒストグラム72に潰す。この潰す過程
は、ビュー58の列に亘って画素64の輝度値を合算し
て、ビュー58と同じ行数を持つが、上及び下の行6
6,68を持つ代表的な一列だけを持つ1次元配列を作
ることである。行には、普通通り、上の行66から下の
行68まで続き番号を付ける。
きに対してビューを補正する為に、CPU 38で数値
として収集されたビュー58を処理する。次に図1及び
3と共に図4について説明すると、走査装置10で収集
された各々のビュー58を、プロセス・ブロック74で
示す様に、線ヒストグラム72に潰す。この潰す過程
は、ビュー58の列に亘って画素64の輝度値を合算し
て、ビュー58と同じ行数を持つが、上及び下の行6
6,68を持つ代表的な一列だけを持つ1次元配列を作
ることである。行には、普通通り、上の行66から下の
行68まで続き番号を付ける。
【0035】この潰し過程は、動きを検出する為に処理
しなければならない画素データの量を減らすだけでな
く、この過程全体に対する各々の画素64内の雑音の影
響を減らすのに役立つ。この他に、活動領域70の左及
び右の縁にあるデータの切捨ての影響を減少すると云う
特徴を有する。合算過程によって、この様な切捨ての効
果が減ずる。線ヒストグラム72は下の行68の所で高
い輝度値を持つ切捨ての縁76を持っている。
しなければならない画素データの量を減らすだけでな
く、この過程全体に対する各々の画素64内の雑音の影
響を減らすのに役立つ。この他に、活動領域70の左及
び右の縁にあるデータの切捨ての影響を減少すると云う
特徴を有する。合算過程によって、この様な切捨ての効
果が減ずる。線ヒストグラム72は下の行68の所で高
い輝度値を持つ切捨ての縁76を持っている。
【0036】プロセス・ブロック78で、前のビュー5
8n-1 が存在すれば、前のビュー58n-1 (図に示して
ない)から形成された前の線ヒストグラム72n-1 の最
大値に対して、線ヒストグラム72を正規化する(例え
ば処理すべき最初のビューの場合に)前のビュー58
n-1 がなければ、段階78を飛越す。即ち、線ヒストグ
ラム72は正規化せず又は実効的には1の値に対して正
規化する。
8n-1 が存在すれば、前のビュー58n-1 (図に示して
ない)から形成された前の線ヒストグラム72n-1 の最
大値に対して、線ヒストグラム72を正規化する(例え
ば処理すべき最初のビューの場合に)前のビュー58
n-1 がなければ、段階78を飛越す。即ち、線ヒストグ
ラム72は正規化せず又は実効的には1の値に対して正
規化する。
【0037】前のビュー58n-1 があったと過程する
と、線ヒストグラム72の各行の輝度値に、前の線ヒス
トグラム72n-1 の最大値を線ヒストグラム72の最大
値で除した比を乗ずる。即ち
と、線ヒストグラム72の各行の輝度値に、前の線ヒス
トグラム72n-1 の最大値を線ヒストグラム72の最大
値で除した比を乗ずる。即ち
【0038】
【数1】
【0039】こゝでbi 及びb′i は、正規化の前後に
於ける現在のヒストグラム72のi番目の行の輝度値で
あり、MAXn 及びMAXn-1 が、現在及び前のヒスト
グラム72及び72n-1 の最大値である。プロセス・ブ
ロック80で、現在のヒストグラム72を上の行66か
ら下の行68まで解析して、最大の正の勾配を持つ行8
2を決定する。この解析では、上の行66のデータが切
捨てられないと仮定し、この仮定が患者19の正しい位
置ぎめによって実施される。更に、ヒストグラムに対す
る最大の合計輝度が下及び上の行の間にあると仮定す
る。即ち、勾配が最大の行82が、下の行68及び切捨
て部76より前に起こる患者19に対する便利な信頼の
おける基準点になる。重要なことは、最大の勾配を持つ
行が、切捨て点76並びに線ヒストグラム72の絶対的
な行番号に無関係であって、主に患者19の位置に関係
することである。
於ける現在のヒストグラム72のi番目の行の輝度値で
あり、MAXn 及びMAXn-1 が、現在及び前のヒスト
グラム72及び72n-1 の最大値である。プロセス・ブ
ロック80で、現在のヒストグラム72を上の行66か
ら下の行68まで解析して、最大の正の勾配を持つ行8
2を決定する。この解析では、上の行66のデータが切
捨てられないと仮定し、この仮定が患者19の正しい位
置ぎめによって実施される。更に、ヒストグラムに対す
る最大の合計輝度が下及び上の行の間にあると仮定す
る。即ち、勾配が最大の行82が、下の行68及び切捨
て部76より前に起こる患者19に対する便利な信頼の
おける基準点になる。重要なことは、最大の勾配を持つ
行が、切捨て点76並びに線ヒストグラム72の絶対的
な行番号に無関係であって、主に患者19の位置に関係
することである。
【0040】前のビュー58n-1 がなければ、プログラ
ムは次のビューに進み、プロセス・ブロック74に戻
る。これは単純に、ビュー58の間の動きの補正を行な
うこの後の工程には少なくとも2つのビューが必要であ
ることによるものである。全てのビューが、最初のビュ
ーと整合する様に補正される。最初のビューは補正され
ない。
ムは次のビューに進み、プロセス・ブロック74に戻
る。これは単純に、ビュー58の間の動きの補正を行な
うこの後の工程には少なくとも2つのビューが必要であ
ることによるものである。全てのビューが、最初のビュ
ーと整合する様に補正される。最初のビューは補正され
ない。
【0041】図5及び6について説明すると、前のビュ
ー58n-1 がある場合、現在のヒストグラム72に対す
る勾配が最大の行82が、プロセス・ブロック80で、
前のヒストグラム72n-1 から計算された勾配が最大の
行82n-1 と比較される。その時、勾配が最大の行82
又は82n-1 の内、行番号が小さい方に対応する最後の
行番号81が確立される。
ー58n-1 がある場合、現在のヒストグラム72に対す
る勾配が最大の行82が、プロセス・ブロック80で、
前のヒストグラム72n-1 から計算された勾配が最大の
行82n-1 と比較される。その時、勾配が最大の行82
又は82n-1 の内、行番号が小さい方に対応する最後の
行番号81が確立される。
【0042】線ヒストグラム72の各行に対する輝度値
を線ヒストグラム72n-1 の対応する行の輝度値から減
算して、差ヒストグラム88を作る。即ち
を線ヒストグラム72n-1 の対応する行の輝度値から減
算して、差ヒストグラム88を作る。即ち
【0043】
【数2】
【0044】こゝでdi は差ヒストグラム88のi番目
の行の値であり、b′i(n)及びbi(n- 1)は、現在のヒス
トグラム72の正規化された輝度値及び前のヒストグラ
ム72 n-1 の正規化されていない値であり、a及びcは
これから説明するシフト定数である。この時、差の和
は、差ヒストグラムの各々の行iに亘る値di の和とし
て計算される。即ち
の行の値であり、b′i(n)及びbi(n- 1)は、現在のヒス
トグラム72の正規化された輝度値及び前のヒストグラ
ム72 n-1 の正規化されていない値であり、a及びcは
これから説明するシフト定数である。この時、差の和
は、差ヒストグラムの各々の行iに亘る値di の和とし
て計算される。即ち
【0045】
【数3】
【0046】差の和の計算が図4にはプロセス・ブロッ
ク84として示されている。この様な最初の比較では、
線ヒストグラム72及び72n-1 の同じ行番号iを持つ
行を減算することによって、差ヒストグラムが計算され
る。即ち、数式(2)のシフト定数a及びcが0であ
る。この為、線ヒストグラム72の行i=0の輝度値を
線ヒストグラム72n-1 の行i=0の輝度値から減算す
る。
ク84として示されている。この様な最初の比較では、
線ヒストグラム72及び72n-1 の同じ行番号iを持つ
行を減算することによって、差ヒストグラムが計算され
る。即ち、数式(2)のシフト定数a及びcが0であ
る。この為、線ヒストグラム72の行i=0の輝度値を
線ヒストグラム72n-1 の行i=0の輝度値から減算す
る。
【0047】図5に示す様に、上の方向に於ける患者の
動きが、線ヒストグラム72n-1 及び72に伴う前のビ
ュー58n-1 及び後のビュー58の収集の間に起こって
いる。差ヒストグラムが上の行i=0から計算され、差
ヒストグラムの値によって作成された曲線の下にある面
積を0から最後の行81まで加算して、差の和90を発
生する。この場合、現在のヒストグラム72が前のヒス
トグラム72n-1 に対して上への動きを示しているが、
差の和90は負になる。これと比較して、図6では、現
在のヒストグラム72は前のヒストグラム72n-1 に対
して相対的に下への動きを示しており、差の和90は正
である。
動きが、線ヒストグラム72n-1 及び72に伴う前のビ
ュー58n-1 及び後のビュー58の収集の間に起こって
いる。差ヒストグラムが上の行i=0から計算され、差
ヒストグラムの値によって作成された曲線の下にある面
積を0から最後の行81まで加算して、差の和90を発
生する。この場合、現在のヒストグラム72が前のヒス
トグラム72n-1 に対して上への動きを示しているが、
差の和90は負になる。これと比較して、図6では、現
在のヒストグラム72は前のヒストグラム72n-1 に対
して相対的に下への動きを示しており、差の和90は正
である。
【0048】図5及び6の両方で、ヒストグラム72及
び72n-1 は、異なる角度θで撮影されたビューを表わ
している為、同一ではないことが認められよう。次に図
4について説明すると、判定ブロック86で、差の和9
0の符号を評価し、前に計算された差の和があれば、そ
の符号と比較する。判定ブロック86に初めて達した
時、現在の差の和の符号を比較すべき前の符号がないの
で、プロセスはこれから説明する様に、プロセス・ブロ
ック92に直接に飛越す。判定ブロック86を通るこの
後のループでは、現在の差の和の符号が前にプロセス・
ブロック84で評価した差の和の符号と異なる場合、プ
ロセスはプロセス・ブロック93に進み、そうでなけれ
ばプロセスはプロセス・ブロック92に進む。
び72n-1 は、異なる角度θで撮影されたビューを表わ
している為、同一ではないことが認められよう。次に図
4について説明すると、判定ブロック86で、差の和9
0の符号を評価し、前に計算された差の和があれば、そ
の符号と比較する。判定ブロック86に初めて達した
時、現在の差の和の符号を比較すべき前の符号がないの
で、プロセスはこれから説明する様に、プロセス・ブロ
ック92に直接に飛越す。判定ブロック86を通るこの
後のループでは、現在の差の和の符号が前にプロセス・
ブロック84で評価した差の和の符号と異なる場合、プ
ロセスはプロセス・ブロック93に進み、そうでなけれ
ばプロセスはプロセス・ブロック92に進む。
【0049】プロセス・ブロック92で、差の和の符号
が正であって、現在の線ヒストグラム72で下向きの動
きがあることを示す場合、ブロック84で数式(2)及
び(3)で差の値を計算する前に、数式(2)の定数a
又はcの何れか一方をインクレメントすることにより、
線ヒストグラム72又は線ヒストグラム72n-1 の何れ
かの輝度データを上の方向に実効的に1行だけ動かす。
差の和90の符号が負であれば、aをインクレメント
し、ヒストグラム72n-1 を上の方向に1行だけ動か
す。差の和90の符号が正であれば、cをインクレメン
トし、ヒストグラム72を上の方向に1行だけ動かす。
が正であって、現在の線ヒストグラム72で下向きの動
きがあることを示す場合、ブロック84で数式(2)及
び(3)で差の値を計算する前に、数式(2)の定数a
又はcの何れか一方をインクレメントすることにより、
線ヒストグラム72又は線ヒストグラム72n-1 の何れ
かの輝度データを上の方向に実効的に1行だけ動かす。
差の和90の符号が負であれば、aをインクレメント
し、ヒストグラム72n-1 を上の方向に1行だけ動か
す。差の和90の符号が正であれば、cをインクレメン
トし、ヒストグラム72を上の方向に1行だけ動かす。
【0050】ヒストグラムを上の方向にシフトする時、
輝度データはビュー58を限定する実際の行を越えて動
く。例えば、一番上の行64にある輝度データは、上の
方向にビューの外へ移動する。実際的な目的の為、この
データは単に無視し、差の和の計算には使わない。この
計算は、前に述べた様に、0からシフトされていないこ
のヒストグラム中の最後の行81までだけに関係する。
最後の行81は、シフトしないヒストグラムに於ける絶
対的な行番号に対して一定のまゝである。
輝度データはビュー58を限定する実際の行を越えて動
く。例えば、一番上の行64にある輝度データは、上の
方向にビューの外へ移動する。実際的な目的の為、この
データは単に無視し、差の和の計算には使わない。この
計算は、前に述べた様に、0からシフトされていないこ
のヒストグラム中の最後の行81までだけに関係する。
最後の行81は、シフトしないヒストグラムに於ける絶
対的な行番号に対して一定のまゝである。
【0051】図4のプロセス・ブロック92で示したシ
フト動作の後、プロセス・ブロック84に示す様に、数
式(2)のa又はcが新しい値を用いて、ヒストグラム
72及び72n-1 の間の差ヒストグラム88を再び計算
する。判定ブロック86で、符号を前の差の和90の符
号に対して再び評価する。プロセス・ブロック84,8
6,92で形成されたこのループは、現在の差の和90
が前の差の和90と同じ符号を持っていて、シフトさせ
たヒストグラム72又は72n-1 を引続いて同じ方向に
シフトさせるべきであることを示す限り続けられる。或
る点で、差の値90の符号が変化し、ヒストグラムが1
行だけシフトし過ぎて、この方法で示される他方のヒス
トグラムとの最大整合点を通り越したことを示す。こゝ
で、現在の差の和90及びプロセス・ブロック84を最
後に実行する直前の前の差の和90を夫々sum1 及び
sum2 として保管し、判定ブロック86がプロセスを
プロセス・ブロック93に進める。
フト動作の後、プロセス・ブロック84に示す様に、数
式(2)のa又はcが新しい値を用いて、ヒストグラム
72及び72n-1 の間の差ヒストグラム88を再び計算
する。判定ブロック86で、符号を前の差の和90の符
号に対して再び評価する。プロセス・ブロック84,8
6,92で形成されたこのループは、現在の差の和90
が前の差の和90と同じ符号を持っていて、シフトさせ
たヒストグラム72又は72n-1 を引続いて同じ方向に
シフトさせるべきであることを示す限り続けられる。或
る点で、差の値90の符号が変化し、ヒストグラムが1
行だけシフトし過ぎて、この方法で示される他方のヒス
トグラムとの最大整合点を通り越したことを示す。こゝ
で、現在の差の和90及びプロセス・ブロック84を最
後に実行する直前の前の差の和90を夫々sum1 及び
sum2 として保管し、判定ブロック86がプロセスを
プロセス・ブロック93に進める。
【0052】sum1 及びsum2 の値並びにシフト定
数a又はcで示されたプロセス・ブロック92で行なわ
れるシフトの方向及び合計の回数を使って、現在のビュ
ー58に適用すべき補正係数を定める。簡単に云うと、
現在のビュー58を上下にシフトさせて、それを前のビ
ューと整合させる。そのヒストグラム72に対して行な
われたシフト回数(上の場合はc、下の場合はa)より
1だけ少ない回数だけシフトする。この1回少ないシフ
トを実施することは、符号変化の検出の引金として、ヒ
ストグラムが実際には余計にシフトさせられていること
を反映している。
数a又はcで示されたプロセス・ブロック92で行なわ
れるシフトの方向及び合計の回数を使って、現在のビュ
ー58に適用すべき補正係数を定める。簡単に云うと、
現在のビュー58を上下にシフトさせて、それを前のビ
ューと整合させる。そのヒストグラム72に対して行な
われたシフト回数(上の場合はc、下の場合はa)より
1だけ少ない回数だけシフトする。この1回少ないシフ
トを実施することは、符号変化の検出の引金として、ヒ
ストグラムが実際には余計にシフトさせられていること
を反映している。
【0053】別の実施例では、sum2 をsum2 −s
um1 で除した比を計算することにより、ビュー58の
端数シフトを実施することができる。即ち、合計のシフ
トSは次の表に示す通りである。
um1 で除した比を計算することにより、ビュー58の
端数シフトを実施することができる。即ち、合計のシフ
トSは次の表に示す通りである。
【0054】
【表1】
【0055】この端数シフトは、単に、ビュー58の画
素データをa−1又はc−1だけシフトし、その後隣合
った行の画素データを、分数sum2 /(sum2 −s
um 1 )で示す補間点に補間することによって行なわれ
る。即ち、a−1又はc−1のシフトの後、ビュー58
の各々の行iに対する新しい輝度データは次の式に従っ
て発生する。
素データをa−1又はc−1だけシフトし、その後隣合
った行の画素データを、分数sum2 /(sum2 −s
um 1 )で示す補間点に補間することによって行なわれ
る。即ち、a−1又はc−1のシフトの後、ビュー58
の各々の行iに対する新しい輝度データは次の式に従っ
て発生する。
【0056】
【数4】
【0057】こゝでi及びjはビュー58の行及び列の
値であり、i±1の符号は端数シフトの方向から決定さ
れる。以上の説明から、当業者には、好ましい実施例に
種々の変更を加えることができることは明らかであろ
う。例えば、この装置は、周知の方法によってビューデ
ータ58を処理した後に用いることができる。更に、ビ
ューデータの行及び列の数は、カメラの分解能に従って
変えることができる。この発明の範囲内に属する色々な
実施例の全体を解釈するに当たっては、特許請求の範囲
を参照されたい。
値であり、i±1の符号は端数シフトの方向から決定さ
れる。以上の説明から、当業者には、好ましい実施例に
種々の変更を加えることができることは明らかであろ
う。例えば、この装置は、周知の方法によってビューデ
ータ58を処理した後に用いることができる。更に、ビ
ューデータの行及び列の数は、カメラの分解能に従って
変えることができる。この発明の範囲内に属する色々な
実施例の全体を解釈するに当たっては、特許請求の範囲
を参照されたい。
【図1】この発明を用いた核物質作像断層写真スキャナ
の斜視図。
の斜視図。
【図2】図1のスキャナに対する制御装置の電気的なブ
ロック図。
ロック図。
【図3】図1のスキャナを用いて1個のビューで得られ
た画素データの2次元配列並びにこのデータを圧縮した
線ヒストグラムを示すグラフ。
た画素データの2次元配列並びにこのデータを圧縮した
線ヒストグラムを示すグラフ。
【図4】この発明の動き検出及び補正装置の作用を示す
フローチャート。
フローチャート。
【図5】シフトさせた2つのビューの線ヒストグラムを
示すと共に、この相対的な動きによって生じた差の和を
示す1組のグラフ。
示すと共に、この相対的な動きによって生じた差の和を
示す1組のグラフ。
【図6】シフトさせた2つのビューの線ヒストグラムを
示すと共に、この相対的な動きによって生じた差の和を
示す1組のグラフ。
示すと共に、この相対的な動きによって生じた差の和を
示す1組のグラフ。
4 光増倍管
5 X,Y座標コンピュータ
19 患者
38 CPU
58 ビュー
60 行
62 列
64 画素データ
76 切捨て点
81 最後の行番号
90 差の和
フロントページの続き
(72)発明者 ディビッド・ジェームス・ノワク
アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、グ
リーンデイル、シカモア・ストリート、
5998番
(56)参考文献 特開 昭60−5127(JP,A)
特開 平1−118793(JP,A)
特開 昭63−212885(JP,A)
実開 平1−71683(JP,U)
米国特許4853128(US,A)
米国特許4216381(US,A)
米国特許4142102(US,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01T 1/00 - 7/12
A61B 5/055
A61B 6/00 - 6/14 313
Claims (6)
- 【請求項1】 像を構成するのに多数のビューを用いる
作像装置で、ビューの間で軸線に沿って起こる患者の動
きを補正する補正装置に於て、 対象の第1及び第2のビューを収集する検出器を有し、
第1及び第2のビューは軸線に沿って所定の順序に並ぶ
行に分けた、値を有する輝度データを含んでおり、行限
界を越えた行に対する輝度データは検出器によって切捨
てられており、 更に、第1及び第2のビューにおいて行番号に無関係な
共通性を有し、行限界より手前の基準行番号を設定する
手段と、 前記基準行番号より手前の行に対してだけ、第1のビュ
ーの各々の行のデータの輝度の値と第2のビューの対応
する各々の行のデータの輝度の値との差を合算して、第
1及び第2のビューの間の輝度データの値の類似性を示
す差の和を発生する比較器と、 前記差の和が最大の類似性を示す様に、第2のビューの
対応する行にある輝度データをシフトするシフタとを有
する補正装置。 - 【請求項2】 第2のビューの輝度データの値を第1の
ビューの輝度データの値に対して正規化する手段を有す
る請求項1記載の補正装置。 - 【請求項3】 比較器が、前記基準行番号より手前の行
に対しては、第1のビューの各々の行の輝度データの値
を第2のビューの対応する各々の行の輝度データの値か
ら減算して、各々の行に対する成分差を発生すると共
に、その後成分差を合算して、輝度データの類似性を示
す差の和を発生する請求項1または2記載の補正装置。 - 【請求項4】 第1及び第2のビューが行に対して垂直
な列に分けた輝度データをも含み、更に、各行に対する
列データを合算して、第1及び第2の行に対する輝度デ
ータを発生する加算器を有する請求項1乃至3のいずれ
かに記載の補正装置。 - 【請求項5】 基準行番号を設定する手段が、第1及び
第2のビューにおける、前の行からの輝度データの値の
変化が最大である行の内、行番号の小さい方を基準行番
号として選択する請求項1乃至4のいずれかに記載の補
正装置。 - 【請求項6】 整数行単位でシフトした際に最大の類似
性を示す差の和sum2と、さらにもう1行シフトした
際に計算された差の和sum1に基づいて計算された分
数(sum2/(sum2−sum1))を用いて、第
2のビューの対応する行にある輝度データを端数シフト
する手段を更に有する請求項1記載の補正装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/860,928 US5337231A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | View to view image correction for object motion with truncated data |
US860928 | 1992-03-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0614914A JPH0614914A (ja) | 1994-01-25 |
JP3415189B2 true JP3415189B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=25334394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07129793A Expired - Fee Related JP3415189B2 (ja) | 1992-03-31 | 1993-03-30 | 患者の動きを補正する装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5337231A (ja) |
JP (1) | JP3415189B2 (ja) |
IL (1) | IL105080A (ja) |
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US5625660A (en) * | 1995-06-30 | 1997-04-29 | Picker International, Inc. | Image reconstruction from helical partial cone-beam data |
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-
1993
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