JP3415189B2 - 患者の動きを補正する装置 - Google Patents
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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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