JPH0366890B2 - - Google Patents
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- JPH0366890B2 JPH0366890B2 JP58068005A JP6800583A JPH0366890B2 JP H0366890 B2 JPH0366890 B2 JP H0366890B2 JP 58068005 A JP58068005 A JP 58068005A JP 6800583 A JP6800583 A JP 6800583A JP H0366890 B2 JPH0366890 B2 JP H0366890B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- input
- data
- image data
- output
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T12/00—Tomographic reconstruction from projections
- G06T12/20—Inverse problem, i.e. transformations from projection space into object space
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2211/00—Image generation
- G06T2211/40—Computed tomography
- G06T2211/421—Filtered back projection [FBP]
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、主として電子医療機器として使用さ
れる計算機トモグラフイ装置に関する。特に、逆
投影法により被検体の断面部分に関する放射線吸
収係数の分布画像を再構成する計算機トモグラフ
イ装置の改良に関する。
れる計算機トモグラフイ装置に関する。特に、逆
投影法により被検体の断面部分に関する放射線吸
収係数の分布画像を再構成する計算機トモグラフ
イ装置の改良に関する。
計算機トモグラフイ装置では、放射線を発生さ
せ、その放射線を被検体の断面部分に透過させ、
その断面部分に関して多数の角度方向についてそ
れぞれ多数個のサンプリングデータとして得られ
る透視像データを収集するように構成されてい
る。透視像データの収集は、被検体の断面部分に
平行ビームの放射線を透過させ、この平行ビーム
の放射線をその断面内で走査させることにより行
うものと、フアンビームの放射線を発生させ、こ
れを被検体の断面部分に透過させて行うものとが
ある。この平行ビームによる透視像データの収集
は能率が悪く、データ収集時間が長くかかり、ま
た放射線発生源のエネルギーの効率が悪く、これ
らの点からはフアンビームを用いて透視像データ
を収集する方法が優れている。しかし、フアンビ
ームにより収集された透視像データから、逆投影
法により放射線吸収係数の分布画像を再構成する
には、どうしてもその演算処理が複雑になり、し
たがつて、再構成画像を得るまでの時間が長くな
る。さらにこのための装置は、複雑高価である保
守の工数も大きくなる。
せ、その放射線を被検体の断面部分に透過させ、
その断面部分に関して多数の角度方向についてそ
れぞれ多数個のサンプリングデータとして得られ
る透視像データを収集するように構成されてい
る。透視像データの収集は、被検体の断面部分に
平行ビームの放射線を透過させ、この平行ビーム
の放射線をその断面内で走査させることにより行
うものと、フアンビームの放射線を発生させ、こ
れを被検体の断面部分に透過させて行うものとが
ある。この平行ビームによる透視像データの収集
は能率が悪く、データ収集時間が長くかかり、ま
た放射線発生源のエネルギーの効率が悪く、これ
らの点からはフアンビームを用いて透視像データ
を収集する方法が優れている。しかし、フアンビ
ームにより収集された透視像データから、逆投影
法により放射線吸収係数の分布画像を再構成する
には、どうしてもその演算処理が複雑になり、し
たがつて、再構成画像を得るまでの時間が長くな
る。さらにこのための装置は、複雑高価である保
守の工数も大きくなる。
これを改良するため本願発明者は、被検体には
フアンビームを照射してフアンビームによる透視
像データを得て、これを演算により平行ビームに
よる透視像データと等価なものに変換して、逆投
影の処理を実行する方法を発明し特許出願した
（特願昭58−44802）。
フアンビームを照射してフアンビームによる透視
像データを得て、これを演算により平行ビームに
よる透視像データと等価なものに変換して、逆投
影の処理を実行する方法を発明し特許出願した
（特願昭58−44802）。
このようにして、フアンビームにより効率的に
透視像データを収集し、これを平行ビームでの逆
投影処理を高速に実現でき、かつ構成がシンプル
で経済的に優れ、保守性に優れ、適当条件の変化
に柔軟に対応できる逆投影装置の実現性に気付い
た。
透視像データを収集し、これを平行ビームでの逆
投影処理を高速に実現でき、かつ構成がシンプル
で経済的に優れ、保守性に優れ、適当条件の変化
に柔軟に対応できる逆投影装置の実現性に気付い
た。
本発明は、計算機のソフトウエアおよびハード
ウエアの負担を軽減し、さらに高速に逆投影の演
算処理を実行することができ、かつ構成がシンプ
ルで、経済性に優れ、保守的に優れ、通常の再構
成、部分拡大再構成などの逆投影制御装置BPC
の条件の変化にも柔軟に対応することができる計
算機トモグラフイ装置を提供することを目的とす
る。
ウエアの負担を軽減し、さらに高速に逆投影の演
算処理を実行することができ、かつ構成がシンプ
ルで、経済性に優れ、保守的に優れ、通常の再構
成、部分拡大再構成などの逆投影制御装置BPC
の条件の変化にも柔軟に対応することができる計
算機トモグラフイ装置を提供することを目的とす
る。
本発明は、多数の多角方向に放射線を照射して
データ収集を行い、これにより得られた透視像デ
ータについて、逆投影により放射線吸収係数の分
布画像を再構成する装置であつて、その逆投影の
ための装置として、 入力する平行ビームのデータを格納する第一の
記憶回路と、 この第一の記憶回路の読出し出力を一方の入力
とし、自己の出力を自己の他方の入力とする第一
の加算回路と、 この第一の加算回路の出力を入力とし、読出し
出力をこの第一の加算回路の他方の入力に与える
第二の記憶回路と、 外部から初期値を設定することができ読出し出
力が上記第一の記憶回路のアドレス入力に導かれ
た第一のレジスタ・フアイルと、 この第一のレジスタ・フアイルの読出し出力を
一方の入力とし、加算出力をこの第一のレジス
タ・フアイルの入力にあたえる第二の加算回路
と、外部から初期値を設定することができ読出し
出力を上記第二の加算回路の他方の入力に与える
第二のレジスタ・フアイルと、 上記第一および第二の記憶回路、上記第一およ
び第二のレジスタ・フアイル、および上記第一お
よび第二の加算回路を制御する制御回路と を具体的なハードウエアとして備え、 上記各回路が同時に並行して動作することがで
きるようにして、格納された加算データの抽出と
それら多数のデータの累積的加算とメモリへの格
納を効率的にかつ高速に実行することを特徴とす
る。
データ収集を行い、これにより得られた透視像デ
ータについて、逆投影により放射線吸収係数の分
布画像を再構成する装置であつて、その逆投影の
ための装置として、 入力する平行ビームのデータを格納する第一の
記憶回路と、 この第一の記憶回路の読出し出力を一方の入力
とし、自己の出力を自己の他方の入力とする第一
の加算回路と、 この第一の加算回路の出力を入力とし、読出し
出力をこの第一の加算回路の他方の入力に与える
第二の記憶回路と、 外部から初期値を設定することができ読出し出
力が上記第一の記憶回路のアドレス入力に導かれ
た第一のレジスタ・フアイルと、 この第一のレジスタ・フアイルの読出し出力を
一方の入力とし、加算出力をこの第一のレジス
タ・フアイルの入力にあたえる第二の加算回路
と、外部から初期値を設定することができ読出し
出力を上記第二の加算回路の他方の入力に与える
第二のレジスタ・フアイルと、 上記第一および第二の記憶回路、上記第一およ
び第二のレジスタ・フアイル、および上記第一お
よび第二の加算回路を制御する制御回路と を具体的なハードウエアとして備え、 上記各回路が同時に並行して動作することがで
きるようにして、格納された加算データの抽出と
それら多数のデータの累積的加算とメモリへの格
納を効率的にかつ高速に実行することを特徴とす
る。
本発明の逆投影による再構成は、平行ビームに
ついてのデータにより行う。データが平行ビーム
により得られたものであるときには、その透視像
データをそのまま用いることができる。透視像デ
ータが、フアンビームにより収集されたものであ
るときには、このデータを演算により平行ビーム
のデータに変換して、逆投影法により再構成する
手段に供給すればよい。
ついてのデータにより行う。データが平行ビーム
により得られたものであるときには、その透視像
データをそのまま用いることができる。透視像デ
ータが、フアンビームにより収集されたものであ
るときには、このデータを演算により平行ビーム
のデータに変換して、逆投影法により再構成する
手段に供給すればよい。
フアンビームからの再構成は、演算処理が複雑
でかつ逆投影の処理点数が非常に多いので、逆投
影の処理時間は再構成のための時間が大きな部分
を占める。しかし、上述の僅かなハードウエアを
特別に設け、多数のデータの累積加算と格納され
たデータの抽出を効率的にかつ高速に実行するこ
とにより、逆投影の演算処理時間が短縮され、デ
ータの収集から放射線吸収係数の分布画像の再構
成の時間は、実用上リアルタイムとなる。
でかつ逆投影の処理点数が非常に多いので、逆投
影の処理時間は再構成のための時間が大きな部分
を占める。しかし、上述の僅かなハードウエアを
特別に設け、多数のデータの累積加算と格納され
たデータの抽出を効率的にかつ高速に実行するこ
とにより、逆投影の演算処理時間が短縮され、デ
ータの収集から放射線吸収係数の分布画像の再構
成の時間は、実用上リアルタイムとなる。
第１図は本発明実施例計算機トモグラフイ装置
のブロツク構成図である。テーブル・ガントリー
TGには、Ｘ線発生部XGとＸ線検出部Ｓとが装
備され、被検体PA（患者）を寝かせるように構成
されている。この被検体PAにＸ線発生部XGか
ら公知の手法により、フアンビームＸ線を発生し
被検体PAを透過させた後に、Ｘ線検出部Ｓで電
気信号に変換する。この電気信号は、データ収集
装置DASで増幅積分され、アナログ・デイジタ
ル変換されて、デイジタル信号の透視像データを
得る。この透過像データはデータ記憶装置DS１
に一時記憶され、前処理装置PPCにより、断面
像再構成のための前処理を施す。その前処理の結
果得られたデータはデータ記憶装置DS２に一時
記憶される。このデータ記憶装置DS２に記憶さ
れたデータは、フアンビーム平行ビーム変換装置
FPCで処理され、データ記憶装置DS３に一時記
憶される。
のブロツク構成図である。テーブル・ガントリー
TGには、Ｘ線発生部XGとＸ線検出部Ｓとが装
備され、被検体PA（患者）を寝かせるように構成
されている。この被検体PAにＸ線発生部XGか
ら公知の手法により、フアンビームＸ線を発生し
被検体PAを透過させた後に、Ｘ線検出部Ｓで電
気信号に変換する。この電気信号は、データ収集
装置DASで増幅積分され、アナログ・デイジタ
ル変換されて、デイジタル信号の透視像データを
得る。この透過像データはデータ記憶装置DS１
に一時記憶され、前処理装置PPCにより、断面
像再構成のための前処理を施す。その前処理の結
果得られたデータはデータ記憶装置DS２に一時
記憶される。このデータ記憶装置DS２に記憶さ
れたデータは、フアンビーム平行ビーム変換装置
FPCで処理され、データ記憶装置DS３に一時記
憶される。
このデータに対して、フーリエ変換装置FFT
との間でフーリエ変換の処理が施され、その結果
はデータ記憶装置DS４に一時記憶される。その
データ記憶装置DS４に記憶されたデータについ
て、フイルタ装置FILTによりフイルタ処理が施
され、さらに、逆フーリエ変換装置IFFTによ
り、逆フーリエ変換処理が施され、データ記憶装
置DS５に一時記憶される。このデータは逆投影
制御装置BPCにより処理されて映像データとな
り、映像データ記憶装置IMに記憶される。この
映像データは像写真撮影装置MFCで写真撮影さ
れ、画像表示装置GDCに表示される。
との間でフーリエ変換の処理が施され、その結果
はデータ記憶装置DS４に一時記憶される。その
データ記憶装置DS４に記憶されたデータについ
て、フイルタ装置FILTによりフイルタ処理が施
され、さらに、逆フーリエ変換装置IFFTによ
り、逆フーリエ変換処理が施され、データ記憶装
置DS５に一時記憶される。このデータは逆投影
制御装置BPCにより処理されて映像データとな
り、映像データ記憶装置IMに記憶される。この
映像データは像写真撮影装置MFCで写真撮影さ
れ、画像表示装置GDCに表示される。
上記テーブル・ガントリーTGにはテーブル・
ガントリー制御装置TGCが接続され、Ｘ線発生
部XGにはＸ線発生部制御装置XGCが接続され、
それぞれＸ線発生および照射の制御を行うように
構成されている。
ガントリー制御装置TGCが接続され、Ｘ線発生
部XGにはＸ線発生部制御装置XGCが接続され、
それぞれＸ線発生および照射の制御を行うように
構成されている。
これらのテーブル・ガントリー制御装置TGC
およびＸ線発生部制御装置XGC、さらに、各デ
ータ記憶装置DS１〜DS５、映像データ記憶装置
IM、各処理装置、制御装置および変換装置は、
撮影制御装置SCCにより制御されるように構成さ
れている。
およびＸ線発生部制御装置XGC、さらに、各デ
ータ記憶装置DS１〜DS５、映像データ記憶装置
IM、各処理装置、制御装置および変換装置は、
撮影制御装置SCCにより制御されるように構成さ
れている。
このように構成された計算機トモグラフイ装置
では、被検体PAをテーブル・ガントリーTGに
置き、被検体PAの断面部分に関してそれぞれ複
数Ｎ個のサンプリングデータとして得られる透視
像データを多数の角度方向に収集してデータ記憶
装置DS１に記憶し、これに前処理を施した後に、
フアンビーム平行ビーム変換装置FPCによりフ
アンビームで収集された透視像データは平行ビー
ムのデータに変換される。そのデータについて、
フーリエ変換装置FFTでフーリエ変換により上
記断面部分に関するフーリエ像データを得る。こ
のデータはデータ記憶装置DS４に記憶され、フ
イルタ装置FILTによるフイルタ処理および逆フ
ーリエ変換装置IFFTによる逆フーリエ変換処理
が施されて、放射線吸収係数に対応するデータと
なり、逆投影制御装置BPCにより逆投影されて、
各部の放射線吸収係数の分布をなす画像データと
なる。これは、画像表示装置GDCに表示すると
ともに、像写真撮影装置MFCで写真撮影を行う。
では、被検体PAをテーブル・ガントリーTGに
置き、被検体PAの断面部分に関してそれぞれ複
数Ｎ個のサンプリングデータとして得られる透視
像データを多数の角度方向に収集してデータ記憶
装置DS１に記憶し、これに前処理を施した後に、
フアンビーム平行ビーム変換装置FPCによりフ
アンビームで収集された透視像データは平行ビー
ムのデータに変換される。そのデータについて、
フーリエ変換装置FFTでフーリエ変換により上
記断面部分に関するフーリエ像データを得る。こ
のデータはデータ記憶装置DS４に記憶され、フ
イルタ装置FILTによるフイルタ処理および逆フ
ーリエ変換装置IFFTによる逆フーリエ変換処理
が施されて、放射線吸収係数に対応するデータと
なり、逆投影制御装置BPCにより逆投影されて、
各部の放射線吸収係数の分布をなす画像データと
なる。これは、画像表示装置GDCに表示すると
ともに、像写真撮影装置MFCで写真撮影を行う。
ここで、本発明の特徴とするところは、逆投影
制御装置BPCのハードウエアにある。
制御装置BPCのハードウエアにある。
第２図は本発明実施例装置の逆投影制御装置
BPCの構成図である。データラインDATAには、
逆投影に必要なデータが入力する。このデータは
入力レジスタHMIを介して、第一の記憶回路
HMに格納される。この第一の記憶回路HMの読
出し出力は出力レジスタHMOを介して、第一の
加算回路FADDの一方の入力Ａ１に与えられる。
この加算回路FADDの出力は入力レジスタMMI
を介して第二の記憶回路MMに格納される。この
第二の記憶回路MMの読出し出力は出力レジスタ
MMOおよび切換回路Ｓ２を介して、第一の加算
回路FADDの他方の入力に接続される。この切
換回路Ｓ２の入力には、出力レジスタMMOの出
力のほか、“０”データ入力および第一の加算回
路FADDの出力が接続されていて、そのいずれ
かを切り換えて、第一の加算回路FADDの他方
の入力に与えるように構成されている。出力レジ
スタMMOの出力は、ドライバDRVを介して画
像出力IMAGに送出される。第二の記憶回路MM
のアドレスはアドレスレジスタMAにより与えら
れる。
BPCの構成図である。データラインDATAには、
逆投影に必要なデータが入力する。このデータは
入力レジスタHMIを介して、第一の記憶回路
HMに格納される。この第一の記憶回路HMの読
出し出力は出力レジスタHMOを介して、第一の
加算回路FADDの一方の入力Ａ１に与えられる。
この加算回路FADDの出力は入力レジスタMMI
を介して第二の記憶回路MMに格納される。この
第二の記憶回路MMの読出し出力は出力レジスタ
MMOおよび切換回路Ｓ２を介して、第一の加算
回路FADDの他方の入力に接続される。この切
換回路Ｓ２の入力には、出力レジスタMMOの出
力のほか、“０”データ入力および第一の加算回
路FADDの出力が接続されていて、そのいずれ
かを切り換えて、第一の加算回路FADDの他方
の入力に与えるように構成されている。出力レジ
スタMMOの出力は、ドライバDRVを介して画
像出力IMAGに送出される。第二の記憶回路MM
のアドレスはアドレスレジスタMAにより与えら
れる。
第一の記憶回路HMのアドレスは、第一のレジ
スタBAから与える。この第一のレジスタ・フア
イルBAはアドレス入力ADRSから切換回路Ｓ１
を介して、初期値を設定することができるように
構成され、この第一のレジスタ・フアイルBAの
出力は第二の加算回路ADDの一方の入力Ａに接
続される。この第二の加算回路ADDの出力は、
切換回路Ｓ１を介して第一のレジスタ・フアイル
BAの入力に接続される。第二の加算回路ADDの
他方の入力Ｂには、第二のレジスタ・フアイル
IAの出力が接続される。この第二のレジスタ・
フアイルIAは、アドレス入力ADRSから、初期
値が設定できるように構成されている。
スタBAから与える。この第一のレジスタ・フア
イルBAはアドレス入力ADRSから切換回路Ｓ１
を介して、初期値を設定することができるように
構成され、この第一のレジスタ・フアイルBAの
出力は第二の加算回路ADDの一方の入力Ａに接
続される。この第二の加算回路ADDの出力は、
切換回路Ｓ１を介して第一のレジスタ・フアイル
BAの入力に接続される。第二の加算回路ADDの
他方の入力Ｂには、第二のレジスタ・フアイル
IAの出力が接続される。この第二のレジスタ・
フアイルIAは、アドレス入力ADRSから、初期
値が設定できるように構成されている。
これらの各回路は、マイクロプロセツサを含む
制御回路CTLにより制御線Ｃ１１〜Ｃ４２を介
して制御される。制御回路CTLには計算機トモ
グラフイ装置の他の回路装置との信号送受のた
め、信号線Ｌ１およびＬ２が設けられている。
制御回路CTLにより制御線Ｃ１１〜Ｃ４２を介
して制御される。制御回路CTLには計算機トモ
グラフイ装置の他の回路装置との信号送受のた
め、信号線Ｌ１およびＬ２が設けられている。
つぎに、この実施例装置のアルゴリズムについ
て簡単に説明する。第５図は平行ビームについて
被検体PAの断面をxy平面で表す図で、ｐ（ｔ、
θ）はtY平面で直線Ｌ上での放射線の投影デー
タ（プロジエクシヨン）、ｆ（ｘ、ｙ）は点PT
（ｘ、ｙ）における放射線吸収係数、Δtは隣接す
る平行線間の長さとすると、フイルタ補正逆投影
法の場合のアルゴリズムは次のとおりとなる。
て簡単に説明する。第５図は平行ビームについて
被検体PAの断面をxy平面で表す図で、ｐ（ｔ、
θ）はtY平面で直線Ｌ上での放射線の投影デー
タ（プロジエクシヨン）、ｆ（ｘ、ｙ）は点PT
（ｘ、ｙ）における放射線吸収係数、Δtは隣接す
る平行線間の長さとすると、フイルタ補正逆投影
法の場合のアルゴリズムは次のとおりとなる。
高速フーリエ変換FFTのアルゴリズムは、
フイルタリングのアルゴリズムは、
Ｑ（ωn、θi）＝Ｐ（ωn、θi）・Ｈ（ωn） ……(2)
逆フーリエ変換IFFTのアルゴリズムは、
ｆ（ｘ、ｙ）＝CμΣq（ti、θi） ……(4)
但し、
ti＝ｘ・coθi＋ｙ・sinθi
Cμは定数、Ｈ（ω）はフイルタ関数、である。
ここで、本発明に直接関数の深い逆投影のため
のアルゴリズムについて詳しく説明する。
のアルゴリズムについて詳しく説明する。
第３図は再構成領域とピクセル（再構成された
放射線吸収係数の分布画像の画素）とを示す図で
ある。簡単化のため被検体を包含する円を考え、
この円の中心を原点とするxy座標を考え、直線
ｙ＝yjに沿つて、左端のピクセルから順に再構成
を実行する場合を考える。この第３図について記
号を次のとおり定義する。
放射線吸収係数の分布画像の画素）とを示す図で
ある。簡単化のため被検体を包含する円を考え、
この円の中心を原点とするxy座標を考え、直線
ｙ＝yjに沿つて、左端のピクセルから順に再構成
を実行する場合を考える。この第３図について記
号を次のとおり定義する。
L0：ｙ＝yj上の左端のピクセルを通る平行ビーム
Lc：再構成領域の中心Ｃを通る平行ビーム
Li：ｙ＝yj上の左端からｉ番目のピクセルを通る
平行ビーム PIX：ピクセルサイズ（隣接するピクセル間の長
さ） ｔ：ビームL0とLiとの垂直距離 ｐ：隣接するチヤネル間の距離（チヤネルは離散
化され、補間されて拡張されたものとする） このとき、平行ビームはｘ軸の正方向とθの角
度をなすものとすると、 Ｌ＝ｉ・PIX ……(5) ｔ＝ｉ・PIX sinθ ……(6) DCH＝ｔ／ｐ＝ｉ（PIX／ｐ）sinθ＝（CHI・
sinθ）ｉ ……(7) ここで、CHI＝PIX／ｐ である。平行ビームL0のビーム番号（検出器に
対応したチヤネル番号）をCH0（ｊ、ｋ）とする。
ただし、ｊは直線yjに対応する番号、ｋはView
に対応する番号とする。ただし、平行ビームのビ
ーム番号は、ビーム進行方向に向かつて左から右
に大きくなるものとする。このとき、平行ビーム
Liのビーム番号は CHi（ｊ、ｋ）＝CH0（ｊ、ｋ）−（CHIsinθ）ｉ
……(8) ただし、 ｉ＝０、１、２、……nj−1 となる。したがつて、ｋ（View）の直線ｙ＝yj上
の左端からｉ番目のビーム（検出器に対応するチ
ヤネル）の逆投影データの強度は、 ｑ（ｉ、ｊ、ｋ）＝ｑ（CHi（ｊ、ｋ）） ……(9) ただし、 CHi+1（ｊ、ｋ）＝CHi（ｊ、ｋ）−CHIsinθk ……(10) である。実際の逆投影では１回にｎ（View）づつ
まとめて逆投影する。
平行ビーム PIX：ピクセルサイズ（隣接するピクセル間の長
さ） ｔ：ビームL0とLiとの垂直距離 ｐ：隣接するチヤネル間の距離（チヤネルは離散
化され、補間されて拡張されたものとする） このとき、平行ビームはｘ軸の正方向とθの角
度をなすものとすると、 Ｌ＝ｉ・PIX ……(5) ｔ＝ｉ・PIX sinθ ……(6) DCH＝ｔ／ｐ＝ｉ（PIX／ｐ）sinθ＝（CHI・
sinθ）ｉ ……(7) ここで、CHI＝PIX／ｐ である。平行ビームL0のビーム番号（検出器に
対応したチヤネル番号）をCH0（ｊ、ｋ）とする。
ただし、ｊは直線yjに対応する番号、ｋはView
に対応する番号とする。ただし、平行ビームのビ
ーム番号は、ビーム進行方向に向かつて左から右
に大きくなるものとする。このとき、平行ビーム
Liのビーム番号は CHi（ｊ、ｋ）＝CH0（ｊ、ｋ）−（CHIsinθ）ｉ
……(8) ただし、 ｉ＝０、１、２、……nj−1 となる。したがつて、ｋ（View）の直線ｙ＝yj上
の左端からｉ番目のビーム（検出器に対応するチ
ヤネル）の逆投影データの強度は、 ｑ（ｉ、ｊ、ｋ）＝ｑ（CHi（ｊ、ｋ）） ……(9) ただし、 CHi+1（ｊ、ｋ）＝CHi（ｊ、ｋ）−CHIsinθk ……(10) である。実際の逆投影では１回にｎ（View）づつ
まとめて逆投影する。
第４図にこのアルゴリズムに基づく本発明実施
例装置の逆投影の手順を示す。これを第２図に示
す装置と対応して説明する。
例装置の逆投影の手順を示す。これを第２図に示
す装置と対応して説明する。
コンボリユーシヨン処理の済んだ入力データ
ｑ（CHi（ｊ、ｋ））
は記憶回路HMに格納される。これがｋについて
０からｎまで累積加算する演算は加算回路
FADDとその結果を記憶回路MMに格納するこ
とにより実行される。このデータ数は例えば実際
の一方向の測定データの数（１ビユー（１プロジ
エクシヨン）のデータ数）512に線形補間データ
数1536を加えた2048データを単位とし、このｎ倍
（１回の逆投影のビユー数）すなわち2048×ｎデ
ータが使用される。記憶回路HMに格納されたデ
ータはｎビユーの全逆投影が終了するまで変更さ
れない。
０からｎまで累積加算する演算は加算回路
FADDとその結果を記憶回路MMに格納するこ
とにより実行される。このデータ数は例えば実際
の一方向の測定データの数（１ビユー（１プロジ
エクシヨン）のデータ数）512に線形補間データ
数1536を加えた2048データを単位とし、このｎ倍
（１回の逆投影のビユー数）すなわち2048×ｎデ
ータが使用される。記憶回路HMに格納されたデ
ータはｎビユーの全逆投影が終了するまで変更さ
れない。
このとき入力データを適切に抽出するために、
レジスタ・フアイルBA、レジスタ・フアイルIA
および加算回路ADDにより記憶回路HMのアド
レスが自動的に作成される。このアドレスCHi
（ｊ、ｋ）は式(8)により計算され、レジスタIAに
はCHIsinθkがｎビユーずつ初期設定され、レジ
スタ・フアイルBAにはCH0（ｊ、ｋ）がｎビユ
ー分初期設定され、式(8)の加算データがレジス
タ・フアイルBAに格納される。
レジスタ・フアイルBA、レジスタ・フアイルIA
および加算回路ADDにより記憶回路HMのアド
レスが自動的に作成される。このアドレスCHi
（ｊ、ｋ）は式(8)により計算され、レジスタIAに
はCHIsinθkがｎビユーずつ初期設定され、レジ
スタ・フアイルBAにはCH0（ｊ、ｋ）がｎビユ
ー分初期設定され、式(8)の加算データがレジス
タ・フアイルBAに格納される。
そして加算回路FADDで逆投影での加算演算
を行う。この加算回路FADDのA2入力は、最初
のｎビユーに関する各点での最初の加算では０が
選択され、次の加算より加算回路FADDの出力
が選択される。最初以外のｎビユーに関する各点
での最初の加算は記憶回路MM０が選択され、次
の加算より加算回路FADDの出力が選択される。
を行う。この加算回路FADDのA2入力は、最初
のｎビユーに関する各点での最初の加算では０が
選択され、次の加算より加算回路FADDの出力
が選択される。最初以外のｎビユーに関する各点
での最初の加算は記憶回路MM０が選択され、次
の加算より加算回路FADDの出力が選択される。
このように演算操作がｉおよびｊを順次繰り上
げながら多数回にわたり繰り返し実行される。
げながら多数回にわたり繰り返し実行される。
すなわちｎビユー分の入力データ、CH0（ｊ、
ｋ）データ、CHIsinθkデータをそれぞれ記憶回
路HM、レジスタ・フアイルBA、レジスタ・フ
アイルIAに初期設定して逆投影を開始し、以後
は１ラインの終了毎にｎビユー分のCH0（ｊ、ｋ）
データをレジスタ・フアイルBAに設定して次の
ラインに対しｎビユー分の逆投影を行い、これを
繰り返す。これだけで全画像マトリクスの全ての
点に対するｎビユー分の逆投影ができる。
ｋ）データ、CHIsinθkデータをそれぞれ記憶回
路HM、レジスタ・フアイルBA、レジスタ・フ
アイルIAに初期設定して逆投影を開始し、以後
は１ラインの終了毎にｎビユー分のCH0（ｊ、ｋ）
データをレジスタ・フアイルBAに設定して次の
ラインに対しｎビユー分の逆投影を行い、これを
繰り返す。これだけで全画像マトリクスの全ての
点に対するｎビユー分の逆投影ができる。
総合的な逆投影速度は、１点、１ビユー当たり
１サイクル＋非常に少ないオーバヘツドですみ、
また記憶回路MMへのアクセスはｎサイクルで２
回のアクセス（読出し、書き込み各１回）とな
り、低速な動作でよい。
１サイクル＋非常に少ないオーバヘツドですみ、
また記憶回路MMへのアクセスはｎサイクルで２
回のアクセス（読出し、書き込み各１回）とな
り、低速な動作でよい。
上記例に示す各アルゴリズムは、いずれも一例
を示すもので、平行ビームによるデータについて
逆投影を行うものであるかぎり、累積加算の多数
回の繰り返し演算操作が必要であり、この他のア
ルゴリズムを適用しても本発明を実施することが
できる。
を示すもので、平行ビームによるデータについて
逆投影を行うものであるかぎり、累積加算の多数
回の繰り返し演算操作が必要であり、この他のア
ルゴリズムを適用しても本発明を実施することが
できる。
さらに、本発明の装置は専用の高速プロセツサ
（アレイ・プロセツサ等）、CPU、マイクロプロ
セツサ等の処理装置を付加したり、磁気デイス
ク・フロツピーデイスク、磁気テープ等の記憶装
置を接続したり、オペレータ・コンソール等の表
示操作器を加えることによつても構成することが
できる。あるいは不要の装置を省いて構成するこ
とができる。また、上記実施例でデータ記憶装置
を複数個共用して構成したり、複数の処理装置を
合体して構成したり、分離して構成することがで
きる。
（アレイ・プロセツサ等）、CPU、マイクロプロ
セツサ等の処理装置を付加したり、磁気デイス
ク・フロツピーデイスク、磁気テープ等の記憶装
置を接続したり、オペレータ・コンソール等の表
示操作器を加えることによつても構成することが
できる。あるいは不要の装置を省いて構成するこ
とができる。また、上記実施例でデータ記憶装置
を複数個共用して構成したり、複数の処理装置を
合体して構成したり、分離して構成することがで
きる。
データ・ラインやアドレス・ラインは、これら
を共通化したり、内部の制御ラインはこれを分離
したり、あるいは別に設けるなどすることができ
る。
を共通化したり、内部の制御ラインはこれを分離
したり、あるいは別に設けるなどすることができ
る。
以上説明したように、本発明によれば、逆投影
による再構成の演算処理をハードウエアの助けに
より高速に実行することができる。本発明のため
に追加されるハードウエアは僅かであり、プロセ
ツサを複数個用意しあるいはプロセツサを高速化
するものに比べて経済的である。
による再構成の演算処理をハードウエアの助けに
より高速に実行することができる。本発明のため
に追加されるハードウエアは僅かであり、プロセ
ツサを複数個用意しあるいはプロセツサを高速化
するものに比べて経済的である。
また、構成がシンプルであることにより、保守
性に優れ、画像再構成の逆投影の変化、例えば部
分拡大など、にも装置の部分的切り換えなど変更
を与えずに、このまま使用することができるの
で、本発明の装置は広い融通性を有する。
性に優れ、画像再構成の逆投影の変化、例えば部
分拡大など、にも装置の部分的切り換えなど変更
を与えずに、このまま使用することができるの
で、本発明の装置は広い融通性を有する。
第１図は本発明実施例装置のブロツク構成図。
第２図は本発明実施例装置の逆投影制御装置
BPCのブロツク構成図。第３図は再構成領域と
ピクセルを表示する図。第４図は本発明実施例装
置の逆投影制御装置BPCの制御手順を示すフロ
ーチヤート。第５図は再構成領域と平行ビームの
幾何学的関係および座標を示す図。
第２図は本発明実施例装置の逆投影制御装置
BPCのブロツク構成図。第３図は再構成領域と
ピクセルを表示する図。第４図は本発明実施例装
置の逆投影制御装置BPCの制御手順を示すフロ
ーチヤート。第５図は再構成領域と平行ビームの
幾何学的関係および座標を示す図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 放射線を発生させこの放射線を被検体の断面
部分に透過させその断面部分に関してそれぞれ多
数個のサンプリングデータとして得られる透視像
データを上記被検体の周りに多数の角度方向につ
いて収集し、この透視像データに前記断面部分に
関する放射線吸収係数の分布を求める再構成演算
の一部を施し、平行ビームの逆投影像データを得
る第一の手段と、 この第一の手段によつて得られた逆投影像デー
タより前記断面部分に関する放射線吸収係数の分
布画像を逆投影法により再構成する第二の手段と を含む計算機トモグラフイ装置において、 前記第二の手段は、 前記第一の手段によつて得られた平行ビームの
逆投影像データを格納する第一の記憶回路HM
と、 この第一の記憶回路の読出し出力を一方の入力
とする第一の加算回路FADDと、 この第一の加算回路の出力を入力とし、読出し
出力をこの第一の加算回路の他方の入力に与える
第二の記憶回路MMと、 外部から初期値を設定することができ読出し出
力が前記第一の記憶回路のアドレス入力に導かれ
た第一のレジスタ・フアイルBAと、 この第一のレジスタ・フアイルの読出し出力を
一方の入力とし、加算出力をこの第一のレジス
タ・フアイルの入力に与える第二の加算回路
ADDと、 外部から初期値を設定することができ読出し出
力を前記第二の加算回路の他方の入力に与える第
二のレジスタ・フアイルIAと、 前記第一および第二の記憶回路、前記第一およ
び第二のレジスタ・フアイル、および前記第一お
よび第二の加算回路を制御する制御回路CTLと を備え、 前記各回路が同時に並行して動作することがで
きるように構成されたことを特徴とする計算機ト
モグラフイ装置。 ２ 第一の手段は、平行ビームの放射線を発生さ
せ平行ビームの透視像データを収集するように構
成された特許請求の範囲第１項に記載の計算機ト
モグラフイ装置。 ３ 第一の手段は、フアンビームの放射線を発生
させる手段と、フアンビームの放射線により得ら
れた透視像データをもとにして、演算により平行
ビームのデータに変換する手段とを含む特許請求
の範囲第１項に記載の計算機トモグラフイ装置。 ４ 第一の記憶回路は高速のランダムアクセスメ
モリであり、第二の記憶回路は前記第一の記憶回
路に比べて容量が大きくかつ低速のランダムアク
セスメモリである特許請求の範囲第１項に記載の
計算機トモグラフイ装置。 ５ 第一の記憶回路および第二の記憶回路はそれ
ぞれの入力および出力にそれぞれ入力および出力
レジスタを含む特許請求の範囲第１項に記載の計
算機トモグラフイ装置。 ６ 第一の加算回路は浮動小数点形の加算回路で
ある特許請求の範囲第１項に記載の計算機トモグ
ラフイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58068005A JPS59194259A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 計算機トモグラフイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58068005A JPS59194259A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 計算機トモグラフイ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194259A JPS59194259A (ja) | 1984-11-05 |
| JPH0366890B2 true JPH0366890B2 (ja) | 1991-10-21 |
Family
ID=13361314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58068005A Granted JPS59194259A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 計算機トモグラフイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194259A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6058504B2 (ja) * | 1980-11-17 | 1985-12-20 | 株式会社東芝 | 再構成装置 |
| JPS57145646A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-08 | Tokyo Shibaura Electric Co | Integrating apparatus of ct apparatus |
-
1983
- 1983-04-18 JP JP58068005A patent/JPS59194259A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59194259A (ja) | 1984-11-05 |
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