(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出部で収集した生データを取り込みそのデータに対して該検出部の特性補正及びプリアンプ系のオフセット補正並びに対数補正を行う前処理演算部と、この前処理演算部からの実空間データを周波数空間に変換したデータについてボケ回復処理を行うフィルタリング処理部と、このフィルタリング処理部からの周波数空間データを実空間に逆変換したデータについて逆投影演算を行って画像を再構成する逆投影演算部とを有する医用画像診断装置の画像処理装置において、上記前処理演算部からフィルタリング処理部へのデータ線路の途中に、前処理演算部からの実空間データを所定容量の区画単位で格納する不揮発性記憶装置と、書込みポインタレジスタと読出しポインタレジスタとを備えており、かつ、もっぱらこの不揮発性記憶装置でのデータの読み書きを制御する制御回路部と、を備えたデータ一時格納部を接続し、
前記制御回路部は、前記前処理演算部からの実空間データをすべて前記不揮発性記憶装置上に前記区画毎に書き込ませるとともに、前記書込みポインタレジスタをその都度一個繰上げ、前記フィルタリング処理部への実空間データをすべて前記不揮発性記憶装置から前記区画毎に読み出させるとともに、前記読み出しポインタレジスタをその都度一個繰上げるとともに、前記書込みポインタレジスタのポインタ値が前記読み出しポインタレジスタのポインタ値より常に大きくなるように書き込み及び読み出しの制御をすることを特徴とする医用画像診断装置の画像処理装置。
【請求項２】
検出部で収集した生データを取り込みそのデータに対して該検出部の特性補正及びプリアンプ系のオフセット補正並びに対数補正を行う前処理演算部と、この前処理演算部からの実空間データを周波数空間に変換したデータについてボケ回復処理を行うフィルタリング処理部と、このフィルタリング処理部からの周波数空間データを実空間に逆変換したデータについて逆投影演算を行って画像を再構成する逆投影演算部とを有する医用画像診断装置の画像処理装置において、上記前処理演算部からフィルタリング処理部へのデータ線路の途中に、前処理演算部からの実空間データを所定容量の区画単位で格納する磁気ディスク装置と、書込みポインタレジスタと読出しポインタレジスタとを備えており、かつ、もっぱらこの磁気ディスク装置でのデータの読み書きを制御する制御回路部と、を備えたデータ一時格納部を接続し、
前記制御回路部は、前記前処理演算部からのデータをすべて前記磁気ディスク装置に前記区画毎に書き込ませるとともに、前記書込みポインタレジスタをその都度一個繰上げ、前記フィルタリング処理部へのデータをすべて前記磁気ディスク装置から前記区画毎に読み出させるとともに、前記読み出しポインタレジスタをその都度一個繰上げるとともに、前記書込みポインタレジスタのポインタ値が前記読み出しポインタレジスタのポインタ値より常に大きくなるように書き込み及び読み出しの制御をすることを特徴とする医用画像診断装置の画像処理装置。
【請求項３】
前記磁気ディスク装置はトラックとセクターによって前記区画に分画することを特徴とする請求項１または２に記載の医用画像診断装置の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置あるいはＭＲＩ装置などの医用画像診断装置において検出部で収集した生データを各種処理し画像を再構成する画像処理装置に関し、特に磁気ディスク装置を使用してデータの収集枚数を大幅に増すことができると共に、データ収集中に電源が遮断しても生データが消失しないようにすることができる医用画像診断装置の画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の画像処理装置、例えばＸ線ＣＴ装置の画像処理装置は、図３に示すように、図示外のスキャナの検出部で収集した生データを取り込みそのデータに対して該検出部の特性補正及びプリアンプ系のオフセット補正並びに対数補正を行う前処理演算部１と、この前処理演算部１からの実空間データを周波数空間に変換したデータについてボケ回復処理を行うフィルタリング処理部２と、このフィルタリング処理部２からの周波数空間データを実空間に逆変換したデータについて逆投影演算を行って画像を再構成する逆投影演算部３とを有し、さらに上記前処理演算部１からフィルタリング処理部２へのデータ線路の途中に接続されたメモリ部４を備えて成っていた。
【０００３】
そして、Ｘ線ＣＴ装置の中には、スキャナの回転機構部にスリップリングを使用した連続回転方式のものがあり、上記前処理演算部１にはスキャナの回転分だけ連続して生データが入力される。このとき、前処理演算部１は、収集された生データを取りこぼすわけにはいかないので、入力したデータをリアルタイムに処理し、その結果を出力するようになっている。しかし、それより後段のフィルタリング処理部２及び逆投影演算部３においては、前段の前処理演算部１に比べて演算量が非常に多く、場合によってはスキャナの１回転当り複数枚の画像を演算することもあり、リアルタイムではデータの処理を行うことはできないものであった。
【０００４】
そこで、従来は、上記前処理演算部１からフィルタリング処理部２へのデータ線路の途中にメモリ部４を接続していた。このメモリ部４は、半導体メモリ素子を使用したもので、記憶領域の若い番地より順番にデータを一時的に書き込み、その後この書き込まれたデータを番地の若い順に読み出し（すなわち、書き込まれたデータを追いかける形で読み出し）、前段と後段でのデータの処理速度の差を吸収するようになっていた。そして、データの書き込み側が記憶領域の最終アドレスになった時点でメモリフルとなり、この装置での連続スキャンの限界回数となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の画像処理装置において、メモリ部４として半導体メモリ素子を使用した場合は、実装面や価格の事情から現状では１００メガバイト位が最大である。ここで、スキャナ１回転当りの収集データ量は約１メガバイトであるので、連続スキャンの限界回数は約１００回転となり、これ以上はスキャンできないものであった。また、半導体メモリ素子においては、電源が遮断してしまうと、その記憶内容が消失してしまうという問題もあった。
【０００６】
これに対して、従来から、連続スキャンの可能回転数を増す手段として、上記半導体メモリ素子の代りに磁気ディスク装置を使用するものもあった。しかし、磁気ディスク装置は、半導体メモリ素子に比べて大きな記憶容量（例えば１０００メガバイト以上）を有するものの、データの書き込み，読み出しに時間がかかるものであった。すなわち、磁気ディスク装置においては、通常、格納されているデータは、その磁気ディスクのどの位置（トラック，セクタなど）に何というファイル名でどの位の大きさのデータがあるかなどの情報（「ディレクトリファイル」と呼ばれる）で管理されている。そして、このディレクトリファイル自身も磁気ディスクに格納されている。
【０００７】
例えば、あるデータファイルを磁気ディスクに書き込もうとする場合、その磁気ディスクからまずディレクトリファイルを読み出し、このディレクトリファイルの情報から磁気ディスクのどこに空きエリアがあるかを判断し、そのエリアに書き込みを開始するが、連続した大きな空きエリアが無い場合は、データファイルを小さく分割して書き込むなどの作業を行っていた。そして、最後に上記ディレクトリファイルの内容を更新した後、当該磁気ディスク内に格納していた。このように、磁気ディスク装置では、大量にデータを扱え、電源が遮断してもその内容は消失しないが、データの書き込み，読み出しに時間がかかるものであった。さらに、上述のように連続した大きな空きエリアが得られない場合があるため、磁気ディスクの回転待ちの時間があり、更に時間がかかってしまい、通常の使用では磁気ディスクの性能を１００％引き出すことは難しい。これらのことから、磁気ディスク装置を使用してリアルタイムでデータを読み書きするには、例えば４〜６台の磁気ディスク装置を並列に動作させなければならず、コスト高となってしまうものであった。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、磁気ディスク装置を使用してデータの収集枚数を大幅に増すことができると共に、データ収集中に電源が遮断しても生データが消失しないようにすることができる医用画像診断装置の画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第一の特徴による医用画像診断装置の画像処理装置は、検出部で収集した生データを取り込みそのデータに対して該検出部の特性補正及びプリアンプ系のオフセット補正並びに対数補正を行う前処理演算部と、この前処理演算部からの実空間データを周波数空間に変換したデータについてボケ回復処理を行うフィルタリング処理部と、このフィルタリング処理部からの周波数空間データを実空間に逆変換したデータについて逆投影演算を行って画像を再構成する逆投影演算部とを有する医用画像診断装置の画像処理装置において、上記前処理演算部からフィルタリング処理部へのデータ線路の途中に、前処理演算部からの実空間データを所定容量の区画単位で格納する不揮発性記憶装置と、
書込みポインタレジスタと読出しポインタレジスタとを備えており、かつ、もっぱらこの不揮発性記憶装置でのデータの読み書きを制御する制御回路部と、を備えたデータ一時格納部を接続し、
前記制御回路部は、前記前処理演算部からの実空間データをすべて前記不揮発性記憶装置上に前記区画毎に書き込ませるとともに、前記書込みポインタレジスタをその都度一個繰上げ、前記フィルタリング処理部への実空間データをすべて前記不揮発性記憶装置から前記区画毎に読み出させるとともに、前記読み出しポインタレジスタをその都度一個繰上げるとともに、前記書込みポインタレジスタのポインタ値が前記読み出しポインタレジスタのポインタ値より常に大きくなるように書き込み及び読み出しの制御をすることを特徴とするものである。
さらに、本発明の第二の特徴による医用画像診断装置の画像処理装置は、検出部で収集した生データを取り込みそのデータに対して該検出部の特性補正及びプリアンプ系のオフセット補正並びに対数補正を行う前処理演算部と、この前処理演算部からの実空間データを周波数空間に変換したデータについてボケ回復処理を行うフィルタリング処理部と、このフィルタリング処理部からの周波数空間データを実空間に逆変換したデータについて逆投影演算を行って画像を再構成する逆投影演算部とを有する医用画像診断装置の画像処理装置において、上記前処理演算部からフィルタリング処理部へのデータ線路の途中に、前処理演算部からの実空間データを所定容量の区画単位で格納する磁気ディスク装置と、書込みポインタレジスタと読出しポインタレジスタとを備えており、かつ、もっぱらこの磁気ディスク装置でのデータの読み書きを制御する制御回路部と、を備えたデータ一時格納部を接続し、
前記制御回路部は、前記前処理演算部からのデータをすべて前記磁気ディスク装置に前記区画毎に書き込ませるとともに、前記書込みポインタレジスタをその都度一個繰上げ、前記フィルタリング処理部へのデータをすべて前記磁気ディスク装置から前記区画毎に読み出させるとともに、前記読み出しポインタレジスタをその都度一個繰上げるとともに、前記書込みポインタレジスタのポインタ値が前記読み出しポインタレジスタのポインタ値より常に大きくなるように書き込み及び読み出しの制御をすることを特徴とする。
さらに、本発明の第三の特徴による医用画像診断装置の画像処理装置は、前記磁気ディスク装置はトラックとセクターによって前記区画に分画することを特徴とする。
【００１０】
【作用】
このように構成された医用画像診断装置の画像処理装置は、前処理演算部からフィルタリング処理部へのデータ線路の途中に接続されたデータ一時格納部により、内部の磁気ディスク装置で上記前処理演算部から出力された実空間データを一時的に格納し、この磁気ディスク装置に接続された制御回路部で上記磁気ディスク装置におけるデータの読み書きを制御し、この制御回路部に接続された書込みポインタレジスタで上記磁気ディスク装置にデータを書込むポインタを示す値を記入すると共にこれを一定値で更新し、同じく上記制御回路部に接続された読出しポインタレジスタで上記磁気ディスク装置からデータを読み出すポインタを示す値を記入すると共にこれを書込み時の一定値で更新するように動作する。これにより、上記前処理演算部からの一定量のデータ及びその識別番号を上記磁気ディスク装置への一時的な格納に際して、書込みポインタレジスタの内容に従い磁気ディスク装置の格納位置の番号順に一定量連続して書き込みを行うと共に、フィルタリング処理部へ送出する一定量のデータ及びその識別番号を上記磁気ディスク装置から読み出すに際して、読出しポインタレジスタの内容に従い磁気ディスク装置の格納位置の番号順に一定量連続して読み出しを行うように制御することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による医用画像診断装置の画像処理装置の実施例を示すブロック図である。この画像処理装置は、Ｘ線ＣＴ装置あるいはＭＲＩ装置などの医用画像診断装置において検出部で収集した生データを各種処理し画像を再構成するもので、図１に示すように、前処理演算部１と，フィルタリング処理部２と，逆投影演算部３とを有し、さらにデータ一時格納部５を備えて成る。
【００１２】
上記前処理演算部１は、図示外のスキャナの検出部で収集した生データを取り込みそのデータに対して該検出部の特性補正及びプリアンプ系のオフセット補正並びに対数補正などを行うもので、例えばＸ線ＣＴ装置における多チャンネルの検出器の感度ばらつきや非直線特性を補正するようになっている。
【００１３】
また、フィルタリング処理部２には、上記前処理演算部１からの実空間データを周波数空間に変換したデータについてボケ回復処理を行うもので、図示省略してあるがこのフィルタリング処理部２の前段には実空間のデータを周波数空間に変換するフーリエ変換器が設けられると共に、その後段には周波数空間のデータを実空間に逆変換する逆フーリエ変換器が設けられている。
【００１４】
さらに、逆投影演算部３は、上記フィルタリング処理部２からの周波数空間データを実空間に逆変換したデータについて逆投影演算を行って画像を再構成するもので、例えばＸ線ＣＴ装置においては逆変換したデータをＸ線照射した角度方向より順次補間演算しながら図示外の表示装置の各マトリックス上に加算し、ＣＴ画像として得るようになっている。
【００１５】
ここで、本発明においては、上記前処理演算部１からフィルタリング処理部２へのデータ線路の途中に、データ一時格納部５が接続されている。このデータ一時格納部５は、前処理演算部１から出力されるデータを一時的に書き込むと共にその後そのデータを読み出すことにより、上記前処理演算部１と後段のフィルタリング処理部２でのデータの処理速度の差を吸収するもので、図１に示すように、磁気ディスク装置６と，磁気ディスクインターフェイス７と，マイクロコンピュータ８と，書込みポインタレジスタ９と，読出しポインタレジスタ１０とを備えて成る。
【００１６】
上記磁気ディスク装置６は、前処理演算部１から出力される実空間データを一時的に格納するもので、例えば１０００メガバイト以上の記憶容量を有し、データを格納する大きさは一定量のデータを単位（例えば１メガバイト単位）として予め決められており、この一定量のデータ単位で順次格納するようになっている。磁気ディスクインターフェイス７は、上記磁気ディスク装置６を前処理演算部１及びフィルタリング処理部２へ接続してデータを転送する接続手段となるものである。また、マイクロコンピュータ８は、上記磁気ディスクインターフェイス７を制御して前記磁気ディスク装置６でのデータの読み書きを制御する制御回路部となるものである。さらに、書込みポインタレジスタ９は、上記マイクロコンピュータ８に接続され、上記磁気ディスク装置６にデータを書込むポインタを示す値を記入すると共にこれを一定値で更新するものである。また、読出しポインタレジスタ１０は、同じく上記マイクロコンピュータ８に接続され、上記磁気ディスク装置６からデータを読み出すポインタを示す値を記入すると共にこれを書込み時の一定値で更新するものである。
【００１７】
このようなデータ一時格納部５の構成により、磁気ディスク装置６の大きな記憶容量の空間を、図２に示すように、半導体メモリ素子のメモリ空間と同様のものとして扱うことができる。すなわち、磁気ディスクの全記憶容量を例えば１メガバイトの一定量のデータ単位で予め区切っておき、これをデータを格納する一つの大きさＤｅと決めておく。そして、半導体メモリ素子の場合、縦軸はアドレスとなるが、磁気ディスクの場合はトラック，セクタなどの番号となり、このトラック，セクタなどの番号が小さい番号から大きい番号へと各データ格納の大きさＤｅごとに順番に付けられている。この場合、実際のデータの格納は、トラック，セクタの番号の小さい順又は大きい順に順番に格納するようにされている。
【００１８】
例えば、図２において、最初のデータＡは１番目の位置に書き込まれ、次のデータＢは無条件に２番目の位置に書き込まれるというように、ファイルの検索などを行わずに、どこまで書き込んだかという書込みポインタのみを更新して、次々とデータＡ，Ｂ，…，Ｚを書き込むようになっている。ただし、このデータの書き込みの際には、データファイル個有の識別番号ＩＤ１，ＩＤ２，…，ＩＤｎ  を同時に各データＡ，Ｂ，…，Ｚと対にして書き込む。データの読み出しは、データの書き込み時の順番と同じに順次読み出し、上記データの書き込みを追いかけるようにして読み出す。この場合も、ファイルの検索などは行わずに、どこまで読み出したかという読出しポインタのみを更新して、次々とデータＡ，Ｂ，…，Ｚを読み出すようになっている。
【００１９】
次に、上記のように構成されたデータ一時格納部５の動作について説明する。まず、図１において、図示外のスキャナの計測開始前に、書込みポインタレジスタ９及び読出しポインタレジスタ１０の内容はゼロクリアしておく。そして、計測を開始すると、前処理演算部１から例えばスキャナの１回転ごとにデータが磁気ディスクインターフェイス７へ送られる。次に、マイクロコンピュータ８は、書込みポインタレジスタ９の内容（初めはゼロ）に従って磁気ディスク装置６に格納する具体的な位置であるトラック，セクタの番号（初めは最小値となる）を指示し、この指示に従って磁気ディスクインターフェイス７から磁気ディスク装置６へデータが送られ、図２に示すように最初のデータＡが先頭位置に一定量連続して書き込まれる。これと同時に、上記マイクロコンピュータ８は、書込みポインタレジスタ９の内容に“１”を加算して更新させる。これにより、次回は第二のデータＢが２番目の位置に書き込まれる。以後、この動作をスキャナの１回転ごとに繰り返し実行することにより、計測された生データは、図２に示すように、磁気ディスク装置６のトラック，セクタの番号の小さい順に一定量ずつＡ，Ｂ，…，Ｚのように順次格納される。このとき、順次書き込まれるデータＡ，Ｂ，…，Ｚには、上記マイクロコンピュータ８により、各データ個有の識別番号ＩＤ１，ＩＤ２，…，ＩＤｎ  （例えば計測時の患者番号を用いる）がそれぞれ付加される。
【００２０】
次に、上記のように書き込まれたデータを読み出すには、フィルタリング処理部２からの読み出し要求時点で、マイクロコンピュータ８は、読出しポインタレジスタ１０の内容（初めはゼロ）に従って磁気ディスク装置６から読み出す具体的な位置であるトラック，セクタの番号（初めは最小値となる）を指示し、この指示に従って図２に示すように上記磁気ディスク装置６からスキャナの１回転分の最初のデータＡが先頭位置から読み出される。これと同時に、上記マイクロコンピュータ８は、読出しポインタレジスタ１０の内容に“１”を加算して更新させる。これにより、次回は第二のデータＢが２番目の位置から読み出される。以後、この動作を上記フィルタリング処理部２からの読み出し要求ごとに繰り返し実行することにより、図２に示すように、磁気ディスク装置６のトラック，セクタの番号の小さい順に一定量ずつデータＡ，Ｂ，…，Ｚのように順次読み出される。すなわち、前述のデータの書き込みを追いかけるようにしてデータを読み出すこととなる。そして、この読み書きの動作は、データの読み出しがデータの書き込みを追い越さないように、すなわち読出しポインタレジスタ１０のポインタ値が書込みポインタレジスタ９のポインタ値よりも大きくならないように制御され、スキャナの計測終了後に上記両レジスタ９，１０のポインタ値が同じ値になったとき、計測した生データを総て使用したこととして演算を終了する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、前処理演算部からの一定量のデータ及びその識別番号を磁気ディスク装置への一時的な格納に際して、書込みポインタレジスタの内容に従い磁気ディスク装置の格納位置の番号順に一定量連続して書き込みを行うと共に、フィルタリング処理部へ送出する一定量のデータ及びその識別番号を上記磁気ディスク装置から読み出すに際して、読出しポインタレジスタの内容に従い磁気ディスク装置の格納位置の番号順に一定量連続して読み出しを行うように制御することができる。従って、従来の磁気ディスク装置のように、時間のかかるディレクトリファイルの検索などがなくなり、高速にデータの読み書きが可能となる。また、大きな記憶容量の空間を、一定量のデータ単位で予め区切ってデータを格納する一つの大きさと決めておき、これが多数並んでいるので、磁気ディスク装置のデータを読み書きするのに、物理的な回転待ちの時間もなくなり、磁気ディスク装置の性能を１０００％使用可能となる。このことから、１〜２台の磁気ディスク装置の使用で従来の半導体メモリ素子の代りとして、高速化した使用ができる。
【００２２】
また、磁気ディスク装置を使用しているので、データ収集中に電源が遮断しても生データは消失しないようにすることができる。このように、画像処理装置の使用中に電源が遮断された場合には、磁気ディスク装置の中には従来のようなディレクトリファイルがないので、一時的にはデータファイルがどこに入っているかわからなくなってしまうが、それぞれのデータには個有の識別番号が付加されており、磁気ディスク装置内のすべてのデータについて識別番号の部分を読み出すことにより、回復可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による医用画像診断装置の画像処理装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】上記画像処理装置内の磁気ディスク装置のディスク空間における使用状態を示す説明図である。
【図３】従来のこの種の画像処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  前処理演算部
２  フィルタリング処理部
３  逆投影演算部
５  データ一時格納部
６  磁気ディスク装置
７  磁気ディスクインターフェイス
８  マイクロコンピュータ
９  書込みポインタレジスタ
１０  読出しポインタレジスタ
【図１】
0003623262.tif 000002
【図２】
0003623262.tif 000003
【図３】
0003623262.tif 000004