JP4208985B2 - 計算機式断層写真法システムにおいて物体を走査する方法及び計算機式断層写真法システムのためのプロセッサ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的には計算機式断層写真（ＣＴ）法のイメージングに関し、より具体的には、ＣＴイメージングを用いた侵襲的処置中の物体の走査及び画像の表示の品質を改善することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも１つの公知のＣＴシステム構成では、Ｘ線源はファン（扇形）形状のビームを投射し、このビームは、デカルト座標系のＸ−Ｙ平面であって、一般的に「イメージング（作像）平面」と呼ばれる平面内に位置するようにコリメートされる。Ｘ線ビームは、患者等のイメージングされるべき物体を通過する。ビームは、物体によって減衰された後に、放射線検出器の配列に入射する。検出器配列において受け取られる減衰したビーム放射線の強度は、物体によるＸ線ビームの減衰量に依存している。配列内の各々の検出器素子は、検出器の位置におけるビームの減衰量の測定値である個別の電気信号を発生する。すべての検出器からの減衰量測定値を個別に収集して、透過プロファイル（断面）を形成する。
【０００３】
公知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器配列は、Ｘ線ビームが物体と交差する角度が一定に変化するように、イメージング平面内でイメージングされるべき物体の周りをガントリと共に回転する。１つのガントリ角度における検出器配列からの一群のＸ線減衰量測定値、即ち、投影データを「ビュー」と呼ぶ。物体の１回の走査は、Ｘ線源及び検出器の１回転の間に様々なガントリ角度で形成された１組のビューで構成されている。軸方向走査の場合には、投影データを処理して、物体から切り取られた２次元スライスに対応する画像を構成する。
【０００４】
１組の投影データから画像を再構成する１つの方法は、当業界でフィルタ補正逆投影（filtered back projection）法と呼ばれている。この方法は、ある走査からの減衰量測定値を、「ＣＴ数」又は「ハンスフィールド（Hounsfield）単位」と呼ばれる整数に変換し、これらの整数を用いて、陰極線管表示装置上の対応するピクセルの輝度を制御するものである。
【０００５】
多数のスライスに要求される全走査時間を短縮するために、「螺旋」走査を実行することができる。「螺旋」走査を実行するためには、所定の数のスライスについてのデータが収集されている間に、患者は、ガントリの回転と同期してｚ軸方向に移動する。このようなシステムは、１回のファン・ビーム螺旋走査から単一の螺旋を発生する。ファン・ビームによって精密に撮像された螺旋から投影データが取得され、この投影データから各々の所定のスライスの画像を再構成することができる。走査時間の短縮に加えて、螺旋走査は、コントラストのよりよい制御、任意の位置における改善された画像再構成及びよりよい３次元画像等のその他の利点を提供する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
生検針等の侵襲的処置のためのＣＴシステム支援の質を高める努力がなされている。重要な支援の課題として、走査及び画像表示に必要な時間量、並びに表示される画像の品質がある。具体的には、侵襲的処置に関して、画像は「実時間」で表示されず、即ち、データ収集、即ち走査と、画像表示との間に遅延が存在する。更に、公知のＣＴ透視検査（fluoroscopy）システムは典型的には、固定された位置で走査して、一度に１つの画像スライスのみを表示するように構成されている。侵襲的処置は、ＣＴシステムがデータを収集すると共に表示するのと同じ速さで進行することしかできないので、このような侵襲的処置は、連続形式ではなく、段階的（step-by-step）形式又は表示ごと（display-by-display）の形式で行われる。
【０００７】
遅延時間を短縮するために、螺旋走査を用いて侵襲的処置中にイメージングを行うことができる。しかしながら、各々の螺旋走査をダウンロード（データ転送）するために、１０秒までの時間が要求される可能性がある。従って、走査時間は、螺旋走査を用いることにより短縮されるが、螺旋走査と螺旋走査との間にかなりの待ち時間（down time）が生じる。更に、侵襲的処置の間を通じて、いくつかの螺旋走査が必要とされるので、各々の螺旋走査がダウンロードされている間には処置は中断される。
【０００８】
侵襲的処置のためのＣＴ支援を改善することが望ましい。具体的には、侵襲的処置をガイドするのに十分に高速に、データを収集し、このようなデータを再構成すると共にこのようなデータの画像を表示することが望ましい。又、侵襲的処置中の一切の待ち時間を短縮すると共に、侵襲的処置のための画像表示を改善することが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及びその他の目的は、以下のシステムで達成されることができる。即ち、このシステムは、一実施例では、いくつかの画像を同時に且つ実質的に実時間（リアル・タイム）で表示して、侵襲的処置をガイドするものである。具体的には、本発明の一実施例によれば、少なくとも１つの画像スライス及び１つの３次元画像が、ＣＴシステム表示装置上に同時に表示される。これらのような画像を形成するために、ＣＴシステムは、予めプログラムされた多数のグループの螺旋走査を実行する。１つのグループ内の各々の螺旋走査は、物体の多数の画像スライスを形成するために実行される。３次元画像も又、画像スライスを結合することにより形成される。次いで、少なくとも１つの画像スライス及び３次元画像が、実質的に実時間の３次元画像と時系列の２次元画像とが同時に観察可能になるように、同時に表示される。
【００１０】
上述の画像表示方法を用いて、データ収集とデータ表示との間の時間的遅延が短縮される。このような同時的な画像表示は又、侵襲的処置のためのＣＴ支援を改善するものと考えられる。更に、これらのような画像は、全体的な画質を犠牲にすることなく形成されるものと考えられる。
【００１１】
【実施例】
図１及び図２を参照すると、計算機式断層写真（ＣＴ）法のイメージング（作像）・システム１０が、「第３世代」ＣＴスキャナにおいて典型的なガントリ１２を含んでいるものとして示されている。本発明は、第３世代スキャナと関連させた実施に限定されているのではなく、例えば、第４世代スキャナ及びＣＴ電子ビーム形式スキャナにおいても用いられ得る。従って、本発明は、第３世代スキャナと関連させてここに記載されることもあるが、このような記載は、例示のみを目的とするのであって、限定を目的とするのではないことを理解されたい。
【００１２】
システム１０に関して、ガントリ１２はＸ線源１４を有しており、Ｘ線源１４は、ソース・コリメータ（図示されていない）を介して且つあるガントリ角度（図示されていない）で、Ｘ線ビーム１６をガントリ１２の反対側に設けられている検出器配列１８に向かって投射する。検出器配列１８は、検出器素子２０によって形成されており、これらの検出器素子２０は一括で、患者２２を通過する投射されたＸ線を感知する。各々の検出器素子２０は、入射するＸ線ビームの強度を表す、従って患者２２を通過する際のビームの減衰量を表す電気信号を発生する。Ｘ線投影データを収集するための１回の走査中に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着された構成部品は、回転中心２４の周りを回転する。
【００１３】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御されている。制御機構２６は、Ｘ線制御装置２８と、ガントリ・モータ制御装置３０とを含んでいる。Ｘ線制御装置２８は、Ｘ線源１４に対して電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御装置３０は、ガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。制御機構２６に設けられたデータ収集システム（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、後続処理のためにこのデータをディジタル信号に変換する。画像再構成装置３４は、サンプリングされてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２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、計算機３６への入力として印加され、計算機３６は、大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。好ましくは、再構成された画像は、データ配列として記憶される。
【００１４】
計算機３６は又、キーボードを有しているコンソール４０を介して、オペレータからの命令（コマンド）及び走査パラメータを受け取る。フラット・パネル表示装置又は陰極線管表示装置等の付設された表示装置４２によって、オペレータは、再構成された画像、及び計算機３６からのその他のデータを観測することができる。オペレータが供給した命令及びパラメータは、計算機３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、計算機３６はテーブル・モータ制御装置４４を動作させ、テーブル・モータ制御装置４４は、モータ式テーブル４６を制御して、ガントリ１２内で患者２２を位置決めする。具体的には、テーブル４６は、患者２２の部分をガントリ開口４８を通して移動させる。本明細書では、「Ｘｍｍ×Ｘｍｍ走査」は、１：１の螺旋ピッチにおいてＸｍｍのコリメータ開口を用いて関心物体を走査することを指しており、ここで、螺旋ピッチは、Ｘ線源１４の１回転におけるテーブル４６の移動量対ソース・コリメータによって画定されているスライス幅の比である。
【００１５】
図３を参照すると、公知のように、ＣＴシステム支援の下で生検針のような侵襲的処置を実行する方法は典型的には、走査計画工程５０と、走査実行工程５２と、画像表示工程５４とを含んでいる。走査計画工程５０の間に、患者のターゲット領域（図示されていない）が指定される。患者２２は、ガントリ１２内で位置決めされ、患者２２は走査されて、ターゲット領域の周囲の患者の解剖学的構造の解剖画像が形成される。患者のエントリ点、及びエントリ点とターゲット領域との間の経路は、患者の解剖画像を利用して決定される。次いで、患者２２は、ガントリ１２が患者のエントリ点と整列するように、ガントリ１２内で位置決めされる。
【００１６】
走査実行工程５２の間には、針のような侵襲的用具が患者のエントリ点に挿入され、ターゲット領域への経路に沿って前進する。針が前進している間に、患者２２は走査されて、患者の解剖学的構造内での針の位置を特定する画像が形成される。例えば、針が患者２２に挿入された後に、患者２２は走査されて、針の位置が決定される。走査の後に、針は患者の解剖学的構造内の新たな位置に前進する。患者２２は再び走査されて、針のこの新たな位置が特定される。針がターゲット領域内に到達するまで、針は再び前進し、患者２２は再び走査される。
【００１７】
画像表示工程５４の間に、走査実行工程５２において収集された投影データを用いて、オペレータが患者の解剖学的構造内の針の位置を見て針が経路内に位置しているか否かを決定することができるように、画像が形成されると共に表示装置４２上に表示される。より具体的には、オペレータが画像ごと（image-by-image）の形式で経路内の針の前進を見ることができるように、順次的な画像が表示装置４２上に表示される。
【００１８】
走査実行工程５２及び画像表示工程５４の両方を実行している間に、図４によれば、オペレータが処置中に用いられている様々な命令及びパラメータを見ることができるように、メニュー５６も又、表示装置４２上に表示されている。具体的には、侵襲的処置に先立って、オペレータは、実行される各々の走査について、走査位置５８及び走査厚み／間隔６０を選択する。走査位置５８に関して、オペレータは、患者２２に対して走査が中心に位置決め６２されるのか、又は患者２２に対して走査が上位６４若しくは下位６６に位置決めされるのかを選択する。走査厚み６０は、ソース・コリメータによって画定されるスライス幅を指している。
【００１９】
メニュー５６は又、走査数６８及びガントリ角度７０を明示している。各々の走査について、走査数６８は次第に増大して、処置中に実行された走査数を表示する。ガントリ角度７０は、Ｘ線源１４と患者２２との間の角度を指している。図示のように、各々のパラメータは、所望されるならばオペレータがいずれのパラメータでも変更することができるようにして、オペレータに対して表示されている。
【００２０】
上述のシステムによれば、各々の走査に引き続いて、典型的には１つの画像スライスが表示される。このような表示は、侵襲的処置を実行する助けになるが、侵襲的処置をよりよくガイドするためには改善されたＣＴ支援を提供することが望ましい。勿論、このような改善された支援を提供することに関連する経費は、過剰となってはならない。
【００２１】
本発明の一実施例によれば、改善されたＣＴ支援を提供するために、画像は、実質的に「実時間」で表示され、少なくとも２つの画像が表示装置４２上に同時に表示されるので、時系列的で且つ順次的ないくつかの画像を同時に見ることができる。より具体的には、図５を参照すると、同図は、本発明の一実施例に従ったシステムのメニュー７２を示しており、オペレータは、走査位置７４、走査厚み／間隔７６、ガントリ角度７８、ピッチ８０、高速生検針Ｉ／Ｑ８２、グループ数８４、グループ間遅延８５、自動開始８８及び走査数９０を含んでいるパラメータを選択することができる。各々のパラメータは、所望されるならばオペレータがいずれのパラメータでも変更することができるようにして、オペレータに対して表示されている。
【００２２】
走査位置７４に関して、オペレータは、患者２２に対して走査が中心９２に位置決めされるのか、又は患者２２に対して走査が上位９４若しくは下位９６に位置決めされるのかを選択する。走査厚み７６は、ソース・コリメータによって画定されるスライス幅を指しており、走査数９０は、処置中に実行された走査の数を表示する。ガントリ角度７８は、Ｘ線源１４と患者２２との間の角度を指している。ピッチ８０は、螺旋ピッチを指しており、螺旋ピッチは、Ｘ線源１４の１回転におけるテーブル４６の移動量対ソース・コリメータによって画定されているスライス幅の比である。高速生検針Ｉ／Ｑ８２は、オペレータが走査モードを選択することを可能にしている。１つのモードは、図６〜図１０と関連させて後述され、もう１つのモードは、図１１及び図１２と関連させて後述される。
【００２３】
図５に示すように、グループ数８４を用いて、オペレータは又、１つのグループとして実行される走査の最大数、即ち、走査グループを選択する。例示のみの目的で明確に述べると、オペレータがグループ数８４について３を選択したとすると、ＣＴシステム１０は、中断なく３回の連続した順次的な走査を実行する、即ち、ガントリ１２が３回転する。一般的には、走査進路（trajectory）は、３つ〜５つの３ｍｍ〜１０ｍｍの走査によって網羅される空間内に、即ち、３ｃｍ〜５ｃｍの空間内に納まっている。従って、例えば、２：１ピッチで３回転すると、走査される空間を長さ６ｃｍにすることが可能になり、この進路が走査されることが可能になる。本発明の一実施例によれば、３回転の走査グループが用いられている。しかしながら、４又は５等のその他のグループ数８４を用いることができる。同様に、ピッチ８０と、ガントリの傾き、即ちガントリ角度７８との両者を修正して、例えば、テーブル基準位置が固定されていることによるあらゆる制限を補うことができる。
【００２４】
更に図５を参照すると、オペレータは、グループ間遅延８６と、自動開始８８とを選択することができる。自動開始８８は、一実施例では、走査を自動又は手動のいずれかで行うこと、即ち、自動開始モード又は手動モードのいずれかで行うことを可能にするオン／オフ・トグルである。グループ間遅延８６は、固定された遅延時間であり、即ち、ＣＴシステム１０が自動開始モードにあるときに、即ちオペレータが自動開始８８を選択したときに、走査グループの間で、Ｘ線源１４がＸ線１６を投射しない時間、即ちＸ線源がオフにされている時間である。自動開始８８が選択されたならば、システム１０は、グループ数８４として選択された走査数を実行し、グループ間遅延８６として選択された遅延時間については走査を実行しない。例示のみのために述べると、自動開始８８が選択され、グループ数８４が３であり、且つグループ間遅延８６が２秒であれば、システム１０は、３回の走査を実行し、２秒間待ち、更に３回の走査を実行し、更に２秒間待ち、以下同様に続ける。
【００２５】
上で説明したように、オペレータは、様々なパラメータを選択することができる。具体的には、オペレータは、コンソール４０を介して計算機３６にパラメータを入力することができる。計算機３６は、一実施例によれば、グループ数８４、グループ間遅延８６、並びに走査位置７４、走査厚み／間隔７６、ガントリ角度７８及びピッチ８０を含めた予め指定されたパラメータを記憶するように構成されたメモリ・ユニットを含んでいる。
【００２６】
オペレータが、自動開始８８を選択しなければ、グループの間の遅延時間は可変である。具体的には、オペレータが特定して各々のグループ走査を開始する。例えば、システム１０は、オペレータがグループ走査を手動で開始することを可能にする走査開始スイッチ（図示されていない）を更に含んでいてもよい。次いで、走査開始スイッチは、選択されたグループ数８４について作動される。各々のグループ走査の後に、オペレータは、後続のグループ走査についてスイッチを再作動させなければならない。従って、オペレータは、後続のグループ走査を開始するために、より長く待つか又はより短く待つかのみによって、グループ走査の間の遅延時間を変化させることができる。
【００２７】
ここで図６を参照すると、表１００が図示されており、本発明の一実施例に従った時間と走査と画像表示との間の相互作用を示している。例示のみの目的で具体的に述べると、図６は、各々のガントリ回転が近似的に１秒間を要し、各々のガントリ回転中に収集される画像データが、収集の１秒間以内に画像として表示されることができ、グループ数８４は３であり、自動開始８８が選択されており、グループ間遅延８６が２秒間であるようなシステム１０を表している。図示のように、システム１０は先ず、選択されたグループ数８４に従って、３回の走査（Ｓ）、即ち１つのグループ走査を実行する。第１のグループ走査の後に、システム１０は、選択されたグループ間遅延８６に従って、２秒間、走査の実行を止める、即ちＸ線源１４がオフにされる。更に、図示のように、画像表示工程５４に従って、各々の個別の走査に対応している画像が、走査後の１秒間以内に、即ち実質的に「実時間」で表示される（Ｄ１、Ｄ２又はＤ３）。
【００２８】
図６に示すように、グループ間遅延８６中に、患者２２の内部で針を調節（Ａ）することができる。具体的には、図示のように、３回転の走査グループ、即ち、グループ数８４が３である場合には、この走査グループによって、２０秒間、即ち１回の呼吸保持時間内に４回の針調節を行うことができる。又、この走査グループによって、呼吸保持時の調節を用いてターゲット病変をビューの内部に移動させるときに、４回の試行をすることができる。この全連鎖が、次の２０秒間に反復され得る。
【００２９】
ここで図７を参照すると、表１０２が、螺旋走査のための例示的な走査位置を示している。例えば、図示のように、第１のグループ走査１０４が中心に位置決めされている。ここでは、グループ数８４は３であり、図示のように、第１のグループ走査１０４のうちの１つの走査１０６が０ｃｍの所に中心として位置決めされている一方で、第１のグループ走査１０４のうちの他の２つの走査１０８及び１１０が、１つの走査１０６に直接に隣接して且つ１つの走査１０６の両側である−１ｃｍ及び１ｃｍの所にそれぞれ位置している。各々の後続のグループ走査１１２、１１４、１１６及び１１８は、図示のように同様に中心に位置決めされている。
【００３０】
図８を参照すると、表示装置４２は、１０２４×１０２４ピクセル（画素）で、４分割画面（4 on 1）の先入れ先出し表示装置として構成されている。具体的には、表示装置４２は、第１の部分１２０と、第２の部分１２２と、第３の部分１２４と、第４の部分１２６とを有するように構成されている。図８に示すように、表示装置４２は、画像データ４２Ａ、４２Ｂ及び４２Ｃの３つの連続した時系列表示を有している。第１の走査から形成された第１の画像（Ｄ１）が第１の部分１２０に表示される。続いて、第２の走査の後に、第２の走査から形成された第２の画像（Ｄ２）が第１の部分１２０に表示される一方で、第１の画像（Ｄ１）は第２の部分１２２に同時に表示される。同様に、第３の走査が第３の画像（Ｄ３）を形成した後に、第３の画像（Ｄ３）は第１の部分１２０に表示される一方で、第２の画像（Ｄ２）は第２の部分１２２に同時に表示されると共に、第１の画像（Ｄ１）は第３の部分１２４に同時に表示される。一実施例によれば、第２の画像（Ｄ２）は、第２の画像（Ｄ２）と第１の画像（Ｄ１）との間の時間的な相違を示すようにシフトして色彩符号化（色分け、color-coding）されているか、又はグレイ・スケールで表示される。同様に、第３の画像（Ｄ３）は、第３の画像（Ｄ３）と第２の画像（Ｄ２）との間の時間的な相違を示すようにシフトして色彩符号化されているか、又はグレイ・スケールで表示され得る。
【００３１】
第４の部分１２６は、各々の走査された画像に対応する３次元画像、即ち、走査された画像のうちのいくつかの組み合わせを表示するように構成されている。例えば、３次元画像は、第１の画像（Ｄ１）から形成されて、第４の部分１２６に表示され得る。続いて、第２の画像（Ｄ２）を形成した後に、更新された３次元画像が第１の画像（Ｄ１）及び第２の画像（Ｄ２）から形成されて、第４の部分１２６に表示され得る。同様に、第３の画像（Ｄ３）を形成した後に、更に更新された３次元画像が第１の画像（Ｄ１）、第２の画像（Ｄ２）及び第３の画像（Ｄ３）から形成されて、第４の部分１２６に表示され得る。代替的には、例えば、更に更新された３次元画像を第１の画像（Ｄ１）及び第３の画像（Ｄ３）のみから形成してもよい。一実施例によれば、第２の画像（Ｄ２）及び第３の画像（Ｄ３）の色彩符号を配合して、３次元画像が第３の画像（Ｄ３）と第２の画像（Ｄ２）との間の時間的な相違を明示するようにする。
【００３２】
３次元画像は、一実施例では、ある章動角度で章動させられて、変化する視点からの３次元画像を表示することもできる。用いられ得る３次元表現（rendering）手法には、ＭＰＶＲ（断面表示）、陰影付き表面表示、又は選択的不透明化、遠近法、可変視点及び平面ウィンドウを用いた手法等のような他の公知の空間表現手法がある。
【００３３】
ここで図９を参照すると、表１２８は、例示的な時間と走査と画像表示との間の相互作用を示している。具体的には、図９は、５回転の走査グループが選択されている、即ち、グループ数８４が５であり、２秒間のグループ間遅延８６が選択されているようなシステム１０を示している。図示のように、システム１０は、選択されたグループ数８４に従って、５回の走査、即ち１つのグループ走査を先ず実行する。第１のグループ走査の後に、システム１０は、選択されたグループ間遅延８６に従って、２秒間、走査の実行を止める。更に、図示のように、画像表示工程５４に従って、各々の個別の走査に対応している画像が、走査後の１秒間以内に、即ち実質的に「実時間」で表示される。
【００３４】
図９に示すように、グループ間遅延８６中に、患者２２の内部で針を調節（Ａ）することができる。具体的には、５回転の走査グループ、即ちグループ数８４が５である場合には、この走査グループによって、２０秒間、即ち１回の呼吸保持時間内に３回の針調節を行うことができる。又、この走査グループによって、呼吸保持時の調節を用いてターゲット病変をビューの内部に移動させるときに、３回の試行をすることができる。この全連鎖が、次の２０秒間に反復され得る。
【００３５】
図１０は、本発明の一実施例に従った画像データ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆ、４２Ｇ及び４２Ｈの５つの連続した時系列表示を示している。図示のように、第１の走査から形成された第１の画像（Ｄ１）が第１の部分１２０に表示される。続いて、第２の走査の後に、第２の走査から形成された第２の画像（Ｄ２）が第１の部分１２０に表示される一方で、第１の画像（Ｄ１）は第２の部分１２２に同時に表示される。同様に、第３の走査が第３の画像（Ｄ３）を形成した後に、第３の画像（Ｄ３）は第１の部分１２０に表示される一方で、第２の画像（Ｄ２）は第２の部分１２２に同時に表示されると共に、第１の画像（Ｄ１）は第３の部分１２４に同時に表示される。同様に、第４の走査が第４の画像（Ｄ４）を形成した後に、第４の画像（Ｄ４）は第１の部分１２０に表示される一方で、第３の画像（Ｄ３）は第２の部分１２２に同時に表示され、第２の画像（Ｄ２）は第３の部分１２４に同時に表示されると共に、第１の画像（Ｄ１）は第４の部分１２６に同時に表示される。更に、第５の走査が第５の画像（Ｄ５）を形成した後に、第１の画像（Ｄ１）は表示装置４２から除去される一方で、画像（Ｄ５）、（Ｄ４）、（Ｄ３）及び（Ｄ２）が図示のように表示される。一実施例では、表示されているすべての画像は、後続のグループからの第１の画像を表示しているときに、表示装置４２から除去される。
【００３６】
更にもう１つの実施例では、上述のように、第４の部分１２６は、各々の走査された画像に対応する３次元画像を表示するように構成され得る。この実施例では、他の３つの画像が表示装置４２に表示される。代替的には、表示装置４２は、４つの部分よりも多い部分を有して、４つの画像よりも多い同時表示を許容するように構成されていてもよい。同様に、表示装置４２は、４つの部分よりも少ない部分を有して、４つの画像よりも少ない同時表示を許容するように構成されていてもよい。例えば、表示装置４２は、３つの部分を有するように構成されていてもよく、この場合には、第１の部分及び第２の部分は、第１の画像スライス及び第２の画像スライスをそれぞれ表示するように構成されており、第３の部分は、３次元画像を表示するように構成されている。
【００３７】
図１１を参照すると、同図は、本発明の更にもう１つの実施例によるシステムのメニュー１３０を示しており、オペレータは、シフト量（ｍｍ）１３２を含む更なるパラメータを選択することができる。シフト量（ｍｍ）１３２は、オペレータが、グループ走査とグループ走査との間で下位方向又は上位方向のいずれかに、固定された距離で、選択された走査位置５８を「飛ばす」（bump）ことができるようにするものである。具体的には、オペレータは、ｍｍ単位のシフト量、及びシフト方向、即ち上位又は下位を選択することができ、このようにして、後続のグループ走査の位置を調節することができる。
【００３８】
例えば、図１２を参照すると、第１のグループ走査１３４は、位置のシフトがなければ、０ｍｍの所に中心を位置決めされている。図示のように、図１２は、グループ数８４が５の場合の走査を示している。オペレータが下位方向に５０ｍｍのシフトを選択するならば、即ち、シフト量（ｍｍ）１３２を５０ｍｍ下位とするならば、第２のグループ走査１３６は、第１のグループ走査１３４の５０ｍｍ下位、即ち−５ｃｍの所に中心を位置決めされるようにシフトする。続いて、オペレータが上位方向に５０ｍｍのシフトを選択するならば、即ち、シフト量（ｍｍ）１３２を５０ｍｍ上位とするならば、第３のグループ走査１３８Ａは、再び０ｍｍの所に中心を位置決めされる。代替的には、オペレータが下位方向に更に５０ｍｍのシフトを選択するならば、即ち、シフト量（ｍｍ）１３２を５０ｍｍ下位とするならば、第３のグループ走査１３８Ｂは、−１０ｃｍの所に中心を位置決めされる。この例では、５０ｍｍの増分が用いられているが、いかなる寸法の増分でも用いることができる。各々の調節は、実行に１秒を超えない時間しか要さないものと考えられる。従って、時間線は、図９に関して前述したものと同一となる。
【００３９】
シフト量（ｍｍ）１３２は、経路が過度に傾斜している場合、患者２２が走査計画工程５０とは異なる形式で呼吸した場合、又は患者２２が呼吸を完全に保持し切れなかった場合にも、ターゲットに向かう針の追跡を可能にするものと考えられる。
上述の各実施例は又、マルチスライスＣＴシステムと関連させて用いられ得る。公知のマルチスライス・スキャナは典型的には、スライス当たり多数列の検出器を有している。例えば、ツー（２）・スライス検出器は、２列の検出器を有しており、フォー（４）・スライス検出器は、４列の検出器を有している。従って、マルチスライスＣＴシステムによる軸方向走査は、多数の画像スライスを形成する。本発明の一実施例によれば、グループ数８４は、画像表示に寄与するように選択された検出器列の最大数を指す。例示のみの目的で具体的に述べると、オペレータがグループ数８４として３の走査グループを選択するならば、マルチスライスＣＴシステムは、１回の走査を実行して、３列の検出器に対応する画像スライスを表示する。
【００４０】
画質を改善するためには、針を表示している画像の部分を取り除く、例えば、フィルタ除去して、表示に先立ってモデルの針画像によって置き換えることができると考えられる。このようなモデルの利用は又、ターゲットに対する針の位置が、このようなモデルを用いてより正確に観察され得るので、針の進路をよりよく計画することを可能にする。加えて、針が患者のエントリ点に配置されている間に走査を実行することができ、モデルの針画像を形成することができる。この針の位置及び配向に基づいて、所望の針の配置、即ち、所望の患者のエントリ点と、所望の針の配向とが、患者２２内に針を挿入する前に決定され得る。モデルは又、一旦エントリ点及び針の配向が選択されたときに形成されて、このようなエントリ点及び配向から帰結する針の進路を示すこともできる。又、針又は侵襲的用具の位置をガイドするために、外部の感知装置を用いることもできる。
【００４１】
上述の各実施例は、データ収集とデータ表示との間の時間的遅延を最小化する。更に、各実施例は、いくつかの画像を同時に表示することを可能にする。画像の同時表示は、２次元スライスと３次元画像とを同時に且つ殆ど瞬間的に表示することを可能にすることにより、侵襲的処置に対するＣＴ支援を改善するものと考えられる。更には、全体的な画質が低下しない。
【００４２】
本発明の様々な実施例に関する以上の記述から、本発明の目的が達成されたことは明らかである。本発明を詳細にわたって記述すると共に図解したが、これらは説明及び例示のみを意図したものであるのであって、限定のためのものであると解釈してはならないことを明瞭に理解されたい。例えば、ここに記載したＣＴシステムは、Ｘ線源と検出器との両者がガントリと共に回転するような「第３世代」システムである。しかしながら、検出器が全環状の静止式検出器であって、Ｘ線源のみがガントリと共に回転するような「第４世代」システムを含めて他の多くのＣＴシステムを用いることができる。同様に、本発明を電子ビーム・システムと関連させて用いることもできる。電子ビーム・システムは、当業界で周知であり、ＣＴ電子ビーム・システムとも呼ばれる。更に、ここに記載したＣＴシステムは、単一のスライスを収集しているが、２つ、４つ又はそれ以上のスライスを同時に収集するような他のシステムを用いることができる。従って、本発明の要旨は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック概略図である。
【図３】侵襲的処置中に実行される一連の工程を示す図である。
【図４】侵襲的処置を支援するＣＴシステムのための公知のメニュー表示を示す図である。
【図５】本発明の一実施例に従った侵襲的処置を支援するＣＴシステムのためのメニュー表示を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に従った時間と走査とデータ表示との間の相互作用を示す表である。
【図７】本発明の一実施例に従って実行される螺旋走査の走査位置を示す図である。
【図８】本発明の一実施例に従った画像データの３つの連続した表示を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に従った時間と走査とデータ表示との間の相互作用を示す表である。
【図１０】本発明の一実施例に従った画像データの５つの連続した表示を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例に従った侵襲的処置を支援するＣＴシステムのためのメニュー表示を示す図である。
【図１２】本発明の一実施例に従って実行される螺旋走査の走査位置を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＣＴシステム
１２ ガントリ
１４ Ｘ線源
１６ Ｘ線ビーム
１８ 検出器配列
２０ 検出器素子
２２ 患者
２４ 回転中心
２６ 制御機構
２８ Ｘ線制御装置
３０ ガントリ・モータ制御装置
３２ データ収集システム（ＤＡＳ）
３４ 画像再構成装置
３６ 計算機
３８ 大容量記憶装置
４０ コンソール
４２ 表示装置
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆ、４２Ｇ、４２Ｈ 画像データの連続した時系列的表示
４４ テーブル・モータ制御装置
４６ モータ式テーブル
４８ ガントリ開口
５０ 走査計画工程
５２ 走査実行工程
５４ 画像表示工程
５６、７２、１３０ メニュー
５８、７４ 走査位置
６０、７６ 走査厚み／間隔
６２、９２ 中心
６４、９４ 上位
６６、９６ 下位
６８、９０ 走査数
７０、７８ ガントリ角度
８０ ピッチ
８２ 高速生検針Ｉ／Ｑ
８４ グループ数
８６ グループ間遅延
８８ 自動開始
１００、１０２、１２８ 時間線表
１０４、１１２、１１４、１１６、１１８、１３４、１３６、１３８Ａ、１３８Ｂ グループ走査
１０６、１０８、１１０ 走査
１２０ 第１の部分
１２２ 第２の部分
１２４ 第３の部分
１２６ 第４の部分
１３２ シフト量（ｍｍ）

Claims (9)

1. Ｘ線を投射するＸ線源と、該Ｘ線源からのＸ線であって、物体により減衰されるＸ線を検出する検出器と、表示装置とを含んでいる計算機式断層写真法システムのためのプロセッサであって、
   該プロセッサは、前記表示装置に画像を形成するように、前記検出器に結合されていると共に前記表示装置に結合されており、走査投影データを取得し、該投影データを処理して画像データを形成し、少なくとも１つの画像スライスと１つの３次元画像とを前記表示装置に同時に表示するようにプログラムされており、
   前記プロセッサは更に、
   前記Ｘ線源及び前記検出器が装着され、前記物体の周りを回転するガントリ回転の１つの走査グループとしての最大数を決定することにより、走査グループを選択し、
   前記Ｘ線源がＸ線を投射しない時間を決定することにより、グループ間遅延を選択し、
   選択された前記走査グループと、選択された前記グループ間遅延とを用いて、前記走査を実行するようにプログラムされており、
   前記表示装置は、少なくとも３つの部分を有しており、前記プロセッサは、第１の表示部分に第１の画像スライスを、第２の表示部分に前記第１の画像スライスとの間の時間的な相違を示すように色彩符号化された第２の画像スライスを、及び第３の表示部分に３次元画像を同時に表示するようにプログラムされている計算機式断層写真法システムのためのプロセッサ。
2. 前記選択された走査グループは、少なくとも２つのガントリ回転を含んでいる請求項１に記載のプロセッサ。
3. 前記計算機式断層写真法システムは、前記選択された走査グループを記憶するように構成されているメモリ・ユニットを更に含んでおり、前記プロセッサは、該メモリ・ユニットに結合されている請求項１に記載のプロセッサ。
4. 前記表示装置は、４つの部分を有しており、前記プロセッサは、第１の表示部分に第１の画像スライスを、第２の表示部分に第２の画像スライスを、第３の表示部分に第３の画像スライスを、及び第４の表示部分に３次元画像を同時に表示するようにプログラムされている請求項２に記載のプロセッサ。
5. 前記第１の画像スライス、前記第２の画像スライス、前記第３の画像スライス及び前記３次元画像を同時に表示するために、前記プロセッサは、前記第２の画像スライスと前記第１の画像スライスとの間の時間的な相違を示すように前記第２の画像スライスを色彩符号化し、前記第３の画像スライスと前記第２の画像スライスとの間の時間的な相違を示すように前記第３の画像を色彩符号化するようにプログラムされている請求項４に記載のプロセッサ。
6. 前記３次元画像を表示するために、前記プロセッサは、前記３次元画像が前記第２の画像スライスと前記第３の画像スライスとの間の時間的な相違を示すように、前記第２の画像の色彩符号と、前記第３の画像スライスの色彩符号とを配合するようにプログラムされている請求項５に記載のプロセッサ。
7. 前記３次元画像を表示するために、前記プロセッサは、前記３次元画像をある章動角度で章動させて、変化する視点からの該３次元画像を表示するようにプログラムされている請求項１に記載のプロセッサ。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のプロセッサと、Ｘ線を投射するＸ線源と、該Ｘ線源からのＸ線であって、物体により減衰されるＸ線を検出する検出器と、表示装置とを含んでいる計算機式断層写真法システム。
9. 侵襲的用具のガイドを提供する外部の感知装置を更に含んでいる請求項８に記載の計算機式断層写真法システム。

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