(57)【要約】コンピュータ断層撮影撮像装置は、投影データを捕捉するＣＴ撮像スキャナを含む。データ捕捉電子機器はＣＴスキャナと通信し、捕捉コンピュータはデータ捕捉電子機器を介して投影データを受信する。通信ネットワークは、捕捉コンピュータ及び少なくとも１つの追加的なコンピュータと通信する。少なくとも１つの追加的なコンピュータは、選択された投影データを選択された画像表現へ再構成する計算パイプラインを定義するよう、データ捕捉コンピュータ及び通信ネットワークと協働する。
2005523796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断撮像データから少なくとも１つの診断画像を再構成する方法であって、
第１の計算パイプラインを定義する段階と、
前記第１の計算パイプラインを複数の第１の実行ユニットへ分割する段階と、
前記第１の実行ユニットを対称マルチプロセッサシステム全体に分散させる段階と、
前記第１の実行ユニットを用いて第１の診断撮像データを処理する段階と、
第１の画像再構成を得るよう前記複数の第１の実行ユニットの結果を組み合わせる段階とを有する、方法。
【請求項２】
第２の計算パイプラインを定義する段階と、
前記第２の計算パイプラインを複数の第２の実行ユニットへ分割する段階と、
前記第２の実行ユニットを対称マルチプロセッサシステム全体に分散させる段階と、
前記第２の実行ユニットを用いて第２の診断撮像データを処理する段階と、
第２の画像再構成を得るよう前記複数の第２の実行ユニットの結果を組み合わせる段階とを更に有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２の実行ユニットを分散させる段階は、
前記第１及び第２の実行ユニットの組み合わされた分散が、前記対称マルチプロセッサシステムの計算資源の利用を最適化するよう、前記第１の実行ユニットを再分散させる段階を含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の計算パイプラインを複数の第１の実行ユニットへ分割する段階は、
前記対称マルチプロセッサシステムの各プロセッサを検出し、
各検出されたプロセッサの処理負荷を評価し、
少なくとも前記検出されたプロセッサの数及び各プロセッサの評価された処理負荷に基づいて、前記第１の計算パイプラインを複数の第１の実行ユニットへ分割することを含む、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記第１の診断撮像データの処理中に各検出されたプロセッサの処理負荷を監視し、
少なくとも１つの検出されたプロセッサの処理負荷の変化に応じて、前記第１の計算パイプラインを前記検出されたプロセッサ間で再分散させるよう、前記分割する段階及び前記分散させる段階を繰り返すことを更に含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第１の計算パイプラインを複数の第１の実行ユニットへ分割する段階は、
前記対称マルチプロセッサシステムに接続され、前記計算パイプラインの選択された部分を実行するよう構成される加速ハードウエアの位置を見つけること、及び、
前記選択された部分に対応する実行ユニットを前記加速ハードウエアへのデータの転送及びそこからの計算結果の取り出しを行うインタフェースユニットで置き換えることを含む、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
前記診断撮像データは、Ｘ線吸収データ、磁気共鳴信号、及び放射性事象検出のうちの１つを含む、請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
撮像データを生成する撮像手段と、
前記撮像手段によって生成される撮像データを記憶する不揮発性記憶手段と、
複数の汎用プロセッサと、
コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体とを有し、前記記憶媒体及び前記複数のプロセッサは、前記撮像手段によって生成される撮像データを再構成する画像再構成方法を実行するようコンピュータプログラムを選択的に実行するよう協働し、
前記再構成方法は、
夫々が選択された再構成タスクを実行する複数の実行ユニットを定義し、
前記複数の汎用プロセッサ間で前記実行ユニットを分散させ、
前記画像再構成を計算するよう前記汎用プロセッサを用いて前記実行ユニットを実行することを含む、
画像診断を行う装置。
【請求項９】
前記複数の汎用プロセッサがその中に配置されるマルチプロセッサコンピュータを更に含む、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記複数の汎用プロセッサがその中に配置される複数のコンピュータを含むコンピュータクラスタと、
前記コンピュータクラスタを相互接続する通信ネットワークとを更に含む、請求項８記載の装置。
【請求項１１】
前記通信ネットワークは、
前記コンピュータクラスタを形成するよう前記複数のコンピュータを相互接続するクラスタ・ネットワーク・スイッチと、
前記コンピュータクラスタ外のコンピュータを相互接続する少なくとも１つの追加的なネットワーク・スイッチとを含み、前記クラスタ・ネットワーク・スイッチと前記少なくとも１つの追加的なネットワーク・スイッチとは、協働して前記通信ネットワークを定義する、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記複数のコンピュータは夫々、前記コンピュータを前記通信ネットワークとインタフェースするネットワーク・インタフェース・カードを含む、請求項１０又は１１記載の装置。
【請求項１３】
前記協働する記憶媒体及び前記複数のプロセッサによって実行される画像再構成方法は、前記コンピュータクラスタの各コンピュータを検出することを更に含む、請求項１０乃至１２のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項１４】
前記検出する段階は前記分散する段階に先行し、前記複数のコンピュータのうちの１つ又はそれ以上の前記通信ネットワークへの追加又は前記通信ネットワークからの除去が検出される、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記通信ネットワークに接続され、前記コンピュータクラスタを遠隔に制御するようプログラムされるホストコンピュータを更に含み、前記ホストコンピュータは前記再構成方法によって生成される画像再構成を受信し、画像強調操作を行い、前記ホストコンピュータは、強調された電子画像表現を人間が見ることの出来る表示へ変換する前記ホストコンピュータに接続された表示モニタを含む、請求項１０乃至１４のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項１６】
前記複数のコンピュータは、処理ＰＣと、前記撮像手段及び前記不揮発性記憶手段に接続された第１の捕捉ＰＣとを含み、前記第１の捕捉ＰＣは、
前記撮像手段を制御し、
前記撮像手段によって生成される撮像データを捕捉し、
前記撮像データの制限された処理を実行し、
前記撮像データのうちの少なくとも幾らかを前記処理ＰＣへ分散し、
画像表現を発生するよう前記データに対して前記再構成方法を協働して実行するよう前記処理ＰＣと通信するようプログラムされる、請求項１０乃至１４のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項１７】
前記複数の汎用プロセッサ及び前記記憶媒体と協働するディジタル信号処理要素を更に含み、前記画像再構成方法は、前記ディジタル信号処理要素を用いて少なくとも１つの実行ユニットの少なくとも一部分を実行することを含む、請求項８乃至１６のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項１８】
前記コンピュータのうちの１つに搭載された逆投影カードを更に含み、前記画像再構成方法は、前記逆投影カードを用いて少なくとも１つの実行ユニットの少なくとも一部分を実行することを含む、請求項１０乃至１６のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項１９】
第２の撮像データを生成する第２の撮像手段と、
前記第２の撮像手段によって生成された第２の撮像データを記憶する第２の不揮発性記憶手段とを更に含み、
前記記憶媒体及び前記複数のプロセッサは、前記撮像データ及び前記第２の撮像データのうちの少なくとも一方から選択された画像データセットに対して複数の同時画像再構成を行うよう前記コンピュータプログラムの複数の同時インスタンスを選択的に実行するよう協働する、請求項８乃至１８のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項２０】
前記撮像手段は、ＣＴガントリ、ＭＲＩガントリ、ＰＥＴカメラ、及びＳＰＥＣＴカメラのうちの１つを含む、請求項８乃至１９のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項２１】
前記コンピュータプログラムは、計算負荷の変化に応じて前記撮像データの再構成中に前記複数の汎用プロセッサ間で前記実行ユニットを再分散させる命令を含む、請求項８乃至２０のうちいずれか一項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用撮像技術に関連する。本発明は、回転Ｘ線源を用いるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）法に関連し、これについて特に参照して説明する。しかしながら、本発明はまた、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、超音波画像診断等の他の種類の医用撮像法に関連する用途もある。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像法は、被検体の内部特徴の非侵襲的な検査を含む多くの領域の用途がある。例えば、ＣＴは、医用撮像だけでなく手荷物検査にも適用可能である。ＣＴ撮像では、Ｘ線源は、ファン状又はコーン状のＸ線を検査領域へ送信する。被検体を通る各光線又は経路に沿ったＸ線は部分的に吸収される。Ｘ線源から検査領域を隔てて向かい側に配置される検出器は、検査領域を通って各光線又は経路を横切った後のＸ線を検出する。検出されたＸ線強度は、光線に沿ったＸ線透過性の特性であり、或いは、被検体の前の強度から差し引かれたときは、Ｘ線が各光線に沿って検査領域を通過するときに経験する吸収の特性である。各データ線は、一般的にはファン形状の領域に沿った投影データを表わす。一般的には、投影データは畳み込み積分され画像表現へ逆投影されるが、他の再構成技術も知られている。
【０００３】
一般的な近年のＣＴ撮像スキャナは、空間的に延びるくさび（ウェッジ）状、扇（ファン）状、円錐（コーン）状、又は他の形状のＸ線ビームを生成する高速に回転する（例えば１２０ｒｐｍ）Ｘ線源を用いる。Ｘ線検出器の２次元アレイ又は複数の１次元アレイは、Ｘ線ビームの領域に亘って平行にＸ線を収集するよう配置される。ヘリカルＣＴでは、Ｘ線源は、被検体がＣＴ検査領域内で進行されるのと同時に被検体の周りで連続的に回転する。ヘリカル配置は、被検体に対して螺旋状のＸ線源の動きを行う。
【０００４】
空間的に延在するＸ線源の速い回転速度と、延在するＸ線ビーム領域を横切る平行な検出と、連続的なヘリカルデータ取得の組合せは、ＣＴ撮像スキャナ内へ移され、ＣＴ撮像スキャナは、非常に大きいデータ取得レートで膨大な量の投影データを生成する。望ましくは、投影データは、ＣＴ撮像がリアルタイム撮像に似た方法で生ずるよう、同様に高速に画像表現へ再構成される。しかしながら、従来の再構成方法及び装置では、データの流入に追いつくための苦心があった。
【０００５】
ＣＴスキャナは、一般的には、夫々が再構成処理の部分のためにカスタム設計された１つ又はそれ以上のラックに入った再構成ハードウエアを含む。例えば、専用プロセッサはデータを層間変換（リビニング）する。１つ又はそれ以上のアレイプロセッサは、各データラインを畳み込み積分関数又はフィルタ関数で畳み込み積分する。他の専用ハードウエアユニットは、各フィルタリングされたデータラインを画像メモリへ逆投影する。スパイラルデータ再構成では、更なるハードウエアが、縦にずらされているが軸方向には整列したデータを重み付けし、組み合わせる。様々な他のデータ操作が他の専用ハードウエア構成要素で実行される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
再構成処理ハードウエアパイプラインパラダイムは、多くの不利点がある。処理路がハードウエア内で定められるため、比較的柔軟性が低い。速度を高めるため又は更なる可能性を追加するために再構成パイプラインをアップグレード又は拡張することは、少なくとも１つのハードウエア構成要素の交換又は追加を必要とする。新しい又は改善されたパイプライン特徴又は能力の開発も同様に妨げられる。新しいハードウエアは、物理的に（即ち結合的に）且つ論理的に（即ち入力／出力データフォーマットに関して）パイプラインに「当てはまる（fit  into）」ように構成されねばならない。
【０００７】
更に、ハードウエアパイプラインパラダイムは、撮像システム全体に亘る再構成資源の最適な割り当てを容易にサポートするものではない。異なるＣＴ撮像システムの再構成構成要素の相互接続は、困難であるか不可能である。一般的には、第２のＣＴ撮像システムは、第１のＣＴ撮像スキャナに関連付けられるハードウエアパイプラインにアクセスすること又は使用することができない。
【０００８】
一般的なＣＴ動作では、実際の走査時間が短い一方で、様々な臨床的な面に注目する他の再構成を行うためにかなりの時間が費やされる。従って、夫々が別個の独立した再構成ハードウエアを有する２つのＣＴスキャナを有するＣＴ設備では、一般的にはＣＴ設備の全再構成処理能力の約半分のみが所定の時間に行われる。
【０００９】
従来の方法及び装置の更なる他の不利点は、他の再構成アルゴリズムが、しばしば再構成パイプライン中で追加的な又は異なる専用ハードウエアを必要とすることである。医師又は他の医療分析者が例えば臨床上重要な画像特徴に注目するために医用ＣＴ撮像データの代わりの又は部分的な再構成を行うことを望む場合、医師又は分析者は、同じ再構成パイプラインを用いて、選択された後処理再構成を行う。この後処理中、ＣＴ撮像システムの動作は一時停止される。更に、医師による標準的でない再構成が代わりの又は更なるハードウエアを必要とする場合、パイプラインは適切に再構成されねばならない。逆に、スキャナが撮像のために使用中であれば、再構成パイプラインは他の医療関係者には利用可能でない。
【００１０】
本発明は、上述の及び他の制限を克服する改善された装置及び方法について考えるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの面によれば、診断撮像データから少なくとも１つの診断画像を再構成する方法が提供される。第１の計算パイプラインが定義される。第１の計算パイプラインは複数の第１の実行ユニットへ分割される。第１の実行ユニットは対称マルチプロセッサシステム全体に分散される。第１の診断撮像データは第１の実行ユニットを用いて処理される。複数の第１の実行ユニットの結果は第１の画像再構成を得るよう組み合わされる。
【００１２】
本発明の他の面によれば、画像診断を行う装置が開示される。撮像データを生成するよう撮像手段が設けられる。撮像手段によって生成される撮像データを記憶するよう不揮発性記憶手段が設けられる。複数の汎用プロセッサは、撮像手段によって生成される撮像データを再構成する画像再構成方法を実行するようコンピュータプログラムを選択的に実行するよう、コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体と協働する。再構成方法は、夫々が選択された再構成タスクを実行する複数の実行ユニットを定義し、複数の汎用プロセッサ間で実行ユニットを分散させ、画像再構成を計算するよう汎用プロセッサを用いて実行ユニットを実行することを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の１つの利点は、改善された画像再構成速度のために画像処理資源をよりよく割り当てることである。
【００１４】
本発明の他の利点は、画像設備能力を更新し、アップグレードし、変更することについての改善された柔軟性にある。
【００１５】
本発明の他の利点は、設備内の撮像設備の資源の改善された相互接続性にある。
【００１６】
本発明の他の利点は、幅広い範囲の製品のパフォーマンス及び費用の目的を満たすよう容易にマップされるようなスケーラブルなモジュール式設計にある。
【００１７】
本発明の更なる他の利点は、ハードウエアに関する柔軟性にある。再構成パイプラインは、専用再構成ハードウエアではなく汎用プロセッサ及び／又はコンピュータから構成される。しかしながら、汎用構成要素を用いて構成される再構成パイプラインもまた、利用可能であるならば専用ハードウエアを組み込みうる。
【００１８】
本発明の更なる他の利点は、ＣＴ又は他の種類の撮像設備のますます増加する開発又はアップグレードを推奨するモジュール式設計である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の多数の更なる利点及び利益は、望ましい実施例の以下の詳細な実施例を読むことにより当業者によってより明らかとなろう。本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに、様々な段階及び段階の配置の形を取りうる。図面は、望ましい実施例を例示するためだけのものであって、本発明を制限するものと考えられてはならない。
【００２０】
図１を参照するに、典型的なコンピュータ断層撮影設備４０は、Ｘ線源４６、４８及び１次元又は２次元検出器アレイ５０、５２を用いる２つのコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナガントリ４２、４４を含む。図１に示す２つのＣＴ撮像スキャナ４２、４４は実質的に同様であるが、撮像スキャナは異なる構成であってもよい。一方又は両方のスキャナ４２、４４は、コーンビーム・ヘリカル式、マルチスライス・ウェッジ式、又は他の形式を使用しうる。更に、設備４０は２つのスキャナ４２、４４に限られるものではなく、単一のＣＴスキャナのみ、３つのスキャナ、４つのスキャナ等の任意の数のスキャナを含みうる。
【００２１】
当業者は、本発明はＸ線源を使用するコンピュータ断層撮影スキャナに限られるのではなく、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナ、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）スキャナ、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）スキャナ等の他の撮像スキャナにも適用可能である。本発明は、画像スライス表現、３次元画像ボリューム表現、最大強度投影（ＭＩＰ）、３次元サーフェスレンダリング又は他の種類の画像表現への再構成のために大量の撮像データを高いデータ捕捉レートで生成する実質的にいかなる画像診断スキャナとも適合しうる。本発明は、画像が略リアルタイムで利用可能であるよう高速に画像再構成を行うことが有用である空港での手荷物検査や医用画像診断といった用途に特に適している。
【００２２】
引き続き図１を参照するに、ＣＴ撮像設備４０は更に、図示の実施例では４つのコンピュータ６０1、６０2、６０3、６０4である複数のコンピュータ６０を含む。コンピュータ６０は、望ましくは夫々が、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ワークステーションコンピュータ等の汎用コンピュータである。各コンピュータ６０は、技術分野では中央処理装置（ＣＰＵ）と称されることのある１つ又はそれ以上の汎用プロセッサを含む。コンピュータ６０はまた、１つ又はそれ以上のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）チップ又は他のダイナミック高速アクセス記憶素子（構成要素は図示せず）の形のダイナミックメモリを含む。
【００２３】
高速な再構成レートを達成するために、例えば複数のネットワーク接続されたシングルプロセッサコンピュータ、単一のマルチプロセッサコンピュータ、又は複数のネットワーク接続されたマルチプロセッサコンピュータによって実現される複数の相互接続された汎用プロセッサが使用される。例えば、実施例は、２つの５５０ＭＨｚプロセッサ又は８つの５５０ＭＨｚプロセッサ（例えばインテル社から入手可能なPentium（登録商標）Ｐ３−５５０プロセッサ）を有するマルチプロセッサコンピュータを用いて構築されている。１つの実施例はまた、デュアル８００ＭＨｚプロセッサ（例えばインテル社から入手可能なItanium（登録商標）−８００プロセッサ）を用いて構築されている。１つの望ましい実施例は、夫々が３ＧＨｚの範囲で動作する２つ又はそれ以上のコンピュータを使用し、各コンピュータが１つ乃至３つのＣＰＵ及び約４ギガバイトのＲＡＭを含むことが考えられる。
【００２４】
改善された処理パフォーマンスは、一般的には、設備の構築時に入手可能な殆どの技術的に進んだＰＣ又はワークステーション（例えば最高のＣＰＵ速度、コンピュータ中の最大数のＣＰＵ、最高のＲＡＭ容量等）を用いて得られる。しかしながら、かかる「最先端」のコンピュータは高価である傾向がある。コンピュータ６０1、６０2、６０3、６０4は相互接続されているため、個々にはあまりパワフルでないものが使用されえ、相互接続された並列処理により改善された処理速度が得られる。望ましくは、コンピュータ６０は、ＦＬＯＰＳ（１秒当たりの浮動小数点演算命令実行回数）示性数又は同様の基準あたりの費用を最小化するよう選択される。
【００２５】
図１に示すコンピュータ６０1、６０4は実質的に同様であり、コンピュータ６０2、６０3は、互いには実質的に同様であるが、コンピュータ６０1、６０4とは異なる。撮像設備４０を形成するとき、異なる数のＣＰＵ、異なるＣＰＵ速度、異なるＲＡＭ容量等を有する非常に異なるコンピュータが組み合わされうる。
【００２６】
コンピュータ６０は夫々、Windows（登録商標）  NT、UNIX（登録商標）、LINUX又はMacOSオペレーティングシステムといった独立のオペレーティングシステムを含む。様々なコンピュータ６０1、６０2、６０3、６０4には夫々、異なる種類のオペレーティングシステムがインストールされていてもよい。コンピュータ６０1、６０4は夫々、ビデオモニタ６２1、６２4、キーボード６４1、６４4、マウス（図示せず）等のユーザインタフェース装置を含みうる。コンピュータ６０2、６０3は、ユーザインタフェース装置を含まない。各コンピュータ６０はまた、ハードディスク、光コンパクトディスク（ＣＤ）ポート、取り付けられたプリンタ等（構成要素は図示せず）の従来技術で公知の他の任意の構成要素を含みうる。
【００２７】
コンピュータ６０は、コンピュータクラスタを形成するようネットワーク・インタフェース接続（ＮＩＣ）カード７２によって通信ネットワーク７０と通信する。図１中、４つのＮＩＣカード７２1、７２2、７２3、７２4は、４つのコンピュータ６０1、６０2、６０3、６０4と夫々つながれる。望ましくは、設備４０の各コンピュータ６０が単一のネットワークスイッチ７４によって相互接続されるポイント・ツー・ポイント・ネットワーク通信プロトコルが用いられる。ネットワーク７０に適した実施例は、１００メガバイト毎秒／秒乃至１ギガバイト／秒で動作するポイント・ツー・ポイント・イーサネット（登録商標）を含み、ネットワーク７０は、ネットワークスイッチ７４を含む。コンピュータ６０を相互接続するために専用ネットワークスイッチ７４を使用することは、コンピュータクラスタの速度を有利に改善し、コンピュータ６０上のネットワーク接続された処理がネットワーク７０にかかる重い通信負荷によって鈍化することから隔離する。
【００２８】
設備の構築時に入手可能な最速の（例えば最も高いバイト／秒）ネットワーク及びＮＩＣカードを選択することは、一般的には全体のパフォーマンスを改善する。ＮＩＣカード７２1、７２2、７２3、７２4が示されているが、ネットワークインタフェース通信機能はコンピュータ６０に一体に組み込まれうることが理解されるべきである。コンピュータ６０2、６０3はユーザインタフェース装置を含まないが、関連するユーザは、ネットワーク７０を介してコンピュータ６０2、６０3にアクセスしうる。
【００２９】
ネットワーク接続されたコンピュータ６０は、ネットワーク接続用ハードウエア７２、７４と共に、対称マルチプロセッサシステム（ＳＭＳ）の典型的な実施例を集合的に形成する。「対称」という修飾語は、コンピュータ６０の様々なＣＰＵが、機能的に交換可能な各汎用プロセッサであることを示す。（ここで「機能的に交換可能」とは、「機能的に同様」とは等しくないことが理解されるべきである。例えば、５００ＭＨｚプロセッサと１ＧＨｚプロセッサは、それらが同じ計算を実行しうるのであれば機能的に交換可能である。しかしながら、これらは機能的に同様ではなく、なぜならば他のもの全てが等しいとき、１ＧＨｚプロセッサは５００ＭＨｚプロセッサの２倍の速さで計算を実行するからである）。ＳＭＳは、単一のマルチプロセッサコンピュータ又は夫々が１つ又はそれ以上のプロセッサを有する複数のネットワーク接続されたコンピュータといった様々な方法で実現されうる。
【００３０】
ＰＣ又はワークステーションを複数のコンピュータ６０のうちの少なくとも１つとして使用することは、ＳＭＳへアクセスするための都合のよいユーザインタフェース（例えば、モニタ６２、キーボード６４等）を提供する。ネットワーク７０は、遠隔アクセスを提供するため、かかるヒューマン・インタフェース構成要素を有する１つのコンピュータ６０は、全てのコンピュータ６０にアクセスするのに十分である。従って、コンピュータ６０2、６０3等の少なくとも幾つかのコンピュータ６０は、任意には、モニタ６２、キーボード６４、及び他のヒューマン・インタフェース構成要素に直接つながれない。コンピュータ６０2、６０3は、遠隔にアクセスされ、ネットワーク７０並びに含まれるネットワークスイッチ７４及びＮＩＣカード７２2、７２3を介してＳＭＳに参加する。１つの望ましい実施例では、コンピュータ６０2、６０3は、従来の「パーソナルコンピュータ型」の筐体又はケースを含まず、代わりに、空間を節約するために電子機器ラックに搭載されている。
【００３１】
ＣＴ撮像設備４０のＳＭＳに含まれるコンピュータ６０に加えて、ネットワーク７０は、典型的なコンピュータ８０1、８０2、８０3といった他のコンピュータ８０を任意に相互接続する。コンピュータ８０は、コンピュータ６０によって形成されるコンピュータクラスタの一部ではない他のネットワーク接続されたコンピュータを含む。例えば、コンピュータ８０は、空港のセキュリティ監督者の事務所に配置されるコンピュータ、医師の事務所にあるコンピュータ、汎用又は事務用コンピュータ等を含みうる。これらの他のコンピュータは任意に、ネットワークインタフェース通信（ＮＩＣ）カード８２によって、例えば図示のＮＩＣカード８２1、８２2、８２3によって、ネットワーク７０に接続される。この配置では、ネットワーク７０は、一般的には、病院又は診療所の構内イーサネット（登録商標）等のワイドエリア通信ネットワーク（ＷＡＮ）である。しかしながら、これらの他のコンピュータ８０は、望ましくはネットワーク７０のネットワークスイッチ７４と直接接続するのではなく、むしろ、他のネットワークスイッチ（図示せず）を介してネットワーク７０と接続する。
【００３２】
専用ネットワークスイッチ７４をポイント・ツー・ポイント・ネットワークプロトコルと共に使用することは、他のコンピュータ８０によって発生されるネットワークトラフィックがＳＭＳの処理を鈍化させることを回避する。また、各コンピュータ６０とネットワークスイッチ７４の間の分離は、望ましい仕様の範囲内であり、例えば１００メートルの分離である。しかしながら、他のコンピュータ８０は、医師又は他の認可された人物が画像を検索し、他の画像再構成を要求し、撮像調査を要求し、後処理画像強調を行う等のために撮像設備４０に遠隔にアクセスすることを可能とするようネットワーク７０を介して設備４０と有利に通信する。
【００３３】
ＣＴ撮像設備４０はまた、より広い病院の通信ネットワークとの接続から恩恵を受けうる。例えば、ＣＴ撮像データ、画像再構成、又は他のＣＴ関連の臨床情報は、病院通信ネットワークを介して病院の中央電子患者記録記憶設備へ転送されうる。ネットワーク７４ネットワーク７０は任意にはまたインターネットへのアクセスを可能とする。やはり、専用ネットワークスイッチ７４の使用は、インターネット関連のトラフィックがコンピュータ６０によって形成されるコンピュータクラスタ上の処理を鈍化させることを防止する。
【００３４】
他の考えられる実施例（図示せず）では、コンピュータ８０のうちの１つは、設備４０のための選択された「ホスト」コンピュータとしての役割を果たす。ホストコンピュータは、コンピュータクラスタへの人間のアクセスのためのインタフェース装置（モニタ、キーボード、マウス等）を提供する。この実施例では、全てのコンピュータ６０は、任意にインタフェース装置（モニタ６２、キーボード６４等）を含まず、代わりに、遠隔のホストコンピュータを介した人間であるユーザとのインタフェースを含む。ホストコンピュータは、望ましくはコンピュータ６０によって形成されるコンピュータクラスタに含まれず、再構成処理に直接的に参加しない。
【００３５】
他のコンピュータ８０は図１中でネットワーク７０に接続されて示されているが、追加的なコンピュータ８０を省き、設備４０がネットワークスイッチ７４によって相互接続されるコンピュータ６０の隔離されたネットワークを含むようにすることが考えられる。この実施例では、ネットワーク７０は実質的にネットワークスイッチ７４へと減少される。本発明のモジュール式の性質を維持するため、かかる隔離されたコンピュータクラスタは、任意には後の時間にネットワークスイッチ７４を選択された通信ネットワークと相互接続することにより、病院のネットワーク又は他の選択された通信ネットワークと接続される。
【００３６】
引き続き図１を参照するに、各ＣＴ撮像スキャナ４２、４４は、複数のネットワーク接続されたコンピュータ６０のうちの１つに関連付けられる。図１の典型的な実施例では、スキャナ４２は、捕捉ハードウエア９０及び専用通信バス９２を介してコンピュータ６０1と接続し、一方でスキャナ４４は捕捉ハードウエア９４及び専用通信バス９６を介してコンピュータ６０4と接続する。コンピュータ６０1は、スキャナ４２からのコンピュータ断層撮影データ捕捉を管理する。コンピュータ６０4は、スキャナ４４からのコンピュータ断層撮影データ捕捉を管理する。
【００３７】
捕捉ハードウエア９０及び９４は、ＣＴ投影データの収集のためのリアルタイム処理を提供する。当業者によって知られているように、ＰＣ及びワークステーションは、一般的にはリアルタイム計算装置ではない。ＰＣによるＣＴ撮像の直接制御を含むものである以前の実施例では、最大で数百ミリ秒の断続的な遅延があった。従って、図１の例示的な実施例では、専用捕捉ハードウエア９０、９４はリアルタイムで動作し、計算遅延に対応するためのデータバッファリングを含む。ハードウエア９０、９４はまた、様々なハードウエア故障に対応するためのフェールセーフモードを含む。既存の実施例では、フェールセーフモードは、影響を受けた放射線源４６、４８による出力をすぐに中止し、ハードウエア故障の時点までに捕捉された投影データを保存することを行う。しかしながら、特定のハードウエア故障に応じた他の故障モードもまた考えられる。
【００３８】
放射線医用撮像に適用される安全規則は、一般的には、撮像データが指定された短い時間期間、例えばデータ捕捉後約１秒以内に、適当な永久媒体上に記録されることを要求する。これらの規則は、撮像システムの故障の場合に被検体への非必要な放射線照射を制限することを意図したものである。これらの規則に従うために、図１のＣＴ撮像設備は、各データ捕捉コンピュータ６０1、６０4に関連付けられるＲＡＩＤ（redundant  arrays  of  inexpensive  disks）９８、１００を含む。捕捉コンピュータ６０1、６０4によって受信される投影データは対応するＲＡＩＤ９８、１００不揮発性記憶装置へすぐに転送される。各ＲＡＩＤ９８、１００は、ＣＴ撮像スキャナ４２、４４の一般的には非常に高速なデータ捕捉レートに追いつくことを可能とする大きいデータ転送帯域幅を有する。
【００３９】
引き続き図１を参照するに、捕捉されたデータは、幾つかの又は全てのネットワーク接続されたコンピュータ６０を用いて再構成される。再構成計算を複数のコンピュータに分散させることにより、特別なハードウエアを求めることなく十分な処理速度が得られる。しかしながら、再構成は、任意には特別な加速ハードウエア又は他の特別なディジタル信号処理ハードウエアをこれが利用可能であれば使用する。従って、図１中、コンピュータ６０2に接続された任意の逆投影カード１０２が検出され、再構成に使用される。この場合、コンピュータ６０2は、再構成の逆投影部分に指定され、逆投影カード１０２への投影データの転送及び逆投影カード１０２からの処理されたデータの検索を行うための命令を受信する。
【００４０】
再構成に関与する複数のコンピュータ６０は、ネットワーク要素７０、７２及び典型的な逆投影カード１０２といった任意の加速ハードウエアと一緒に、画像再構成を実行する計算パイプライン１０４を定義する。パイプライン１０４は、様々な機能を行う計算スレッド又はスレッド化されたタスクのグループといった複数の実行単位を含む。例えばスレッドである実行単位は、対称マルチプロセッサシステム（ＳＭＳ）を形成するコンピュータ６０のＣＰＵに亘って動的に分散される。分散は、任意の関連付けられる加速ハードウエア１０２を含む各コンピュータ６０の計算能力に基づいて、また、各プロセッサの処理負荷に基づいて、ＳＭＳのプロセッサ間でスレッドが分散されるという意味で動的である。
【００４１】
適当な実施例では、再構成パイプラインは、スレッド化されたタスクグループといった複数の実行単位へ配置される。各タスクグループは、プロセッサ上に実装される。パイプバッファは、タスクグループ間に標準化されたインタフェースを提供する。パイプバッファは、別個のモジュールであってもよく、逆投影タスクといった機能タスク中に統合されてもよい。各タスクグループは、例えば、タスクグループが初期化される「get  ready」状態、タスクグループがデータを受信する準備ができていることを示す「ready」状態、タスクグループが画像データを現在処理している「reconstruction」状態、及びタスクグループが処理を終了したことを示す「finish」状態を含む幾つかのタスクグループ状態を定義することによって、入力及び出力データに対して同期される。
【００４２】
当業者は、スレッド化されたパイプラインのアプローチが、複数の並列プロセッサを用いた撮像データの並列な再構成処理を可能とすることを認めるであろう。例えば、幾つかの異なるプロセッサ上で同時に実行される幾つかの層間変換（rebinning）タスクグループ・インスタンスが存在しうる。パイプバッファモジュール・インスタンスは、層間変換タスクグループの同時のインスタンスへのデータ又はインスタンスからのデータの転送を管理する。
【００４３】
更に、再構成処理は、処理負荷の変化に応じて動的に割り当て又は再分散（再分配）される。例えば、第１のＣＴ撮像スキャナ４２の活動に関連付けられる第１の再構成は、第２のＣＴ撮像スキャナ４４の活動に関連付けられる第２の同時の再構成の開始によって生ずる追加的な処理負荷に応じてコンピュータ６０のプロセッサ間に再分散される。更なる再分散は、遠隔コンピュータ８０のうちの１つを介して医師又は分析者によって開始される第３の再構成又は画像強調操作の処理に応じて生ずる。
【００４４】
同時に実行される再構成及び他の操作の数は、ハードウエアで定められるパイプラインアーキテクチャによって制限されるものではなく、なぜならば再構成はＳＭＳ全体で動的に分散され、再分散されるからである。ＳＭＳに基づくパイプラインを用いた再分散は、新しいタスクグループインスタンスを作ること、又は既存のタスクグループインスタンスを取り除き、例えばパイプバッファ・モジュール・インスタンスを追加、削除及び／又は再構成することにより、タスクグループ間のスレッド化を変更することを含む。
【００４５】
再構成パイプライン１０４は、スライス画像表現、３次元ボリューム画像表現、最大強度投影（ＭＩＰ）、サーフェスレンダリング、一連のシネ画像等の１つ又はそれ以上の画像表現を生成する。画像表現は、任意に、コンピュータ６０のうちの１つに関連付けられるハードウエア又は他の記憶媒体（図示せず）に格納される。更に、又は、代わりに、画像表現は、ネットワーク７０を介してアクセス可能な病院記録システムといった永久記憶媒体１０６上に格納される。永久記憶媒体１０６は、例えば、磁気バックアップテープ又はディスク、又は光コンパクトディスク（ＣＤ）でありうる。画像表現はまた、任意に、コンピュータ８０（やはり記憶能力を有する）を用いて医師又は他の分析者によって遠隔にアクセスされるか、インターネット又は他のネットワークを介してオフサイトで転送される。
【００４６】
適当な実施例では、画像捕捉及び再構成処理ソフトウエアは、ソフトウエアで割り当てられ符号化される選択されたディスク空間を有する永久記憶媒体１０６上に具現化される。他の実施例では、捕捉及び再構成処理ソフトウエアはコンピュータ６０上に具現化され、各コンピュータは、処理ソフトウエアの複製がその上に符号化されているハードディスク又は他の記憶媒体を含む。更なる他の実施例では、各コンピュータは光ディスクポート（図示せず）を含み、ソフトウエアは光ディスクポートによって読み取り可能なソフトウエア命令で符号化された光ディスク（図示せず）によって担持される。更なる実施例では、捕捉及び再構成処理ソフトウエアは、ネットワーク７０のネットワークサーバ（図示せず）上にある。上述の捕捉及び再構成処理ソフトウエアの実施例は、例示的なものにすぎない。当業者は、処理ソフトウエアを具現化するためにＳＭＳに対して他の方法で配置された他の記憶媒体を選択しうる。
【００４７】
これらの典型的な実施例のいずれにおいても、適当な処理ソフトウエア又はその部分は、システム起動中に、又は、データ捕捉或いは画像再構成の開始に応じて、ＳＭＳ設備４０を形成するコンピュータ６０のワーキングダイナミック（例えばＲＡＭ）メモリへロードされる。処理ソフトウエアの再構成用の構成要素は、利用可能な再構成ハードウエア（例えば各コンピュータのプロセッサ６４1、６４2、６４3、６４4及び逆投影加速ハードウエア１０２）を検出し、各利用可能なハードウエア要素の使用を評価し、再構成パイプラインを定義する命令を複数の機能的に相互接続された処理スレッド又はスレッド化されたタスクグループへと適当に分割し、処理スレッドを（いかなるアクセス可能な加速ハードウエア１０２も考慮に入れて）ＳＭＳのプロセッサ間で分散させ、分散された処理スレッドに捕捉された又は格納された投影データを処理することを実行させる、命令又はモジュールを含む。
【００４８】
上述の分散された処理をＣ、Ｃ＋＋、又は他のプログラム言語で書かれた１つ又はそれ以上のコンピュータプログラムへ減少させることは、実質的にインターネットサーバ操作といった他の知られている分散された計算アプリケーションのソフトウエアを減少させることに似ており、従って、利用可能な計算設備の検出及び評価、パイプラインをスレッド又はスレッド化されたタスクグループへ分割すること、並びに、これを利用可能な計算設備全体で分散させることを、コンピュータプログラムコードへ減少させる適当な技術に似ている。
【００４９】
分散されたコンピュータプログラムモジュール又は要素は、全てが単一のプログラム言語で書かれる必要はないことが認められるべきである。更に、マルチプロセッサコンピュータは、一般的には、スレッド化された計算タスクをＣＰＵ全体に分散させる適当なファームウエアを含む。この既存のファームウエアは、望ましくはスレッド化されたタスクグループの分散をマルチプロセッサコンピュータ内で行うときに用いられる。
【００５０】
設備４０はモジュール式である。捕捉及び再構成機能を維持しつつ、選択された構成要素を一定の限界内で加えること又は差し引くことができる。例えば、システムは、元々は、構成要素が第２のスキャナ４４に特に関連付けられることなく構築されたものでありうる。スキャナ４４、関連付けられた捕捉コンピュータ６０4及びそのＮＩＣカード７２4、捕捉ハードウエア９４及び通信バス９６、並びにＲＡＩＤ１００を含むこれらの構成要素は、図１中の点線の囲み線１０８によって示されている。ＣＴ設備４０のますます増加する構成では、構成要素１０８のない初期のシステムは、単一のＣＴ撮像スキャナ４２と３つのコンピュータ６０1、６０2、６０3のみを含む。夫々がデュアルPentium（登録商標）Ｐ−４  ２．２ＧＨｚプロセッサ（インテル社から入手可能）を有する３つのコンピュータを使用する現在の既存の実施例は、１秒当たり約５０枚の典型的なＣＴ画像スライスを再構成する。
【００５１】
病院又は診療所が、点線１０８によって集合的に示された第２のＣＴ撮像スキャナ４４及び関連する構成要素を後に取得した場合、これらの構成要素は図１に示す２つのスキャナの設備４０を形成するよう既に存在する単一スキャナ設備へ完全に統合される。既存のＰＣコンピュータを用いた現在の既存の実施例では、処理パイプライン１０４に加えられた各追加的なコンピュータは、計算速度に１秒当たり約１７画像を加えることが分かっている。従って、第２のスキャン４４を含むモジュール式構成要素１０８によって加えられるデータ捕捉スループットを改善させることに加え、モジュールを加えること１０８はまた、第２のスキャナが再構成を行っていないときはいつでも第１のスキャナのデータの再構成速度を高める。同様に、新しいスキャナ４４は、その画像を処理するためのコンピュータ６０1、６０2、６０3を含む既に存在するコンピュータフレームワークから恩恵を受ける。第３、第４、第５等のスキャナは、図１に示す設備４０に同様にモジュール式に追加されうる。設備４０はまた、追加的なコンピュータを追加することにより、又は、おそらくは追加的なプロセッサを含むより高速のマシンへと既存のコンピュータをアップグレードすることにより、２つのスキャナの配置を維持しつつ改善されうる。
【００５２】
当業者は、ここで与えられる再構成速度、即ち３つのコンピュータを用いたときに１秒当たり約５０画像、４つのコンピュータを用いたときに１秒当たり約６７画像は、典型的なものにすぎないことを認識するであろう。実際に達成される再構成速度の大きい変化は、コンピュータの種類及び速度、コンピュータ毎のプロセッサの数、加速ハードウエアの追加、及び同様の要因に依存する。
【００５３】
図２を参照するに、３つのコンピュータを用い、加速ハードウエアのない単一の再構成プロセスについての典型的な処理パイプラインが示されている。捕捉コンピュータ１５０は、投影データを捕捉するとき（１５２）、ＣＴ撮像スキャナ（図２には図示せず）と協働する。生データは、望ましくは出来る限りすぐに、例えば医用撮像安全規則に従って約１秒以内に、ＲＡＩＤ記憶装置に書き込まれる（１５４）。生データは前処理される（１５６）。前処理（１５６）は、データ収集（１５２）中に導入されるアーティファクトを補正する物理的補正、マシンの幾何学的アーティファクトを補正する幾何学的補正、角度的なデータ層間変換、データソート等を含む。
【００５４】
前処理された投影データは、捕捉コンピュータ１５０と、「ＣＰＵ＃１」１６０及び「ＣＰＵ＃２」１６２で示される２つのＣＰＵを有する「コンピュータ＃２」で示される第２のコンピュータと、「コンピュータ＃３」１６４で示される第３のコンピュータとの間で分散される計算パイプラインを用いて再構成される。パイプラインの畳み込み積分、アンチエイリアシング、及び逆投影部分は、典型的な実施例では計算スレッドである３つの実行単位へ分割される。第１のスレッドは、捕捉コンピュータ１５０上で実行されるスレッド化されたタスクグループ、即ち、「畳み込み積分スレッド１」１７０、「アンチエイリアシングスレッド１」１７２、及び「逆投影スレッド１」１７４を含む。第２のスレッドは、コンピュータ＃２（１５８）の第１のＣＰＵ＃１（１６０）で実行されるスレッド化されたタスクグループ、即ち、「畳み込み積分スレッド２」１８０、「アンチエイリアシングスレッド２」１８２、及び「逆投影スレッド２」１８４を含む。第３のスレッドは、コンピュータ＃２（１５８）の第２のＣＰＵ＃２（１６２）で実行されるスレッド化されたタスクグループ、即ち、「畳み込み積分スレッド３」１９０、「アンチエイリアシングスレッド３」１９２、及び「逆投影スレッド３」１９４を含む。コンピュータ＃３（１６４）は、画像バランス調整タスク２００を実行する。
【００５５】
４つのプロセッサ１５０、１６０、１６２、１６４は夫々、処理速度が高められるよう、それらのタスクを実質的に独立且つ同時に実行することが認識される。データのボトルネックにより幾らかの遅延が導入されうるが、例えば、コンピュータ＃３（１６４）上で実行される画像バランス調整２００は、捕捉コンピュータ１５０及びコンピュータ＃２（１５８）上で実行される畳み込み積分／逆投影スレッドが遅延される場合は、遅延されうる。しかしながら、スレッドの並列処理は、特に、処理負荷を実質的にバランス調整するためにスレッドがコンピュータ１５０、１５８、１６４全体に分散されるときは、多くの主な場合に処理速度をかなり改善させる。
【００５６】
望ましい実施例では、再構成処理ソフトウエアは、利用可能なコンピュータ１５０、１５８、１６４及び各コンピュータ（例えばコンピュータ＃２（１５８）のデュアルプロセッサ形態）の能力を識別し、それに従って処理タスクを分散する。コンピュータ＃２（１５８）は、スレッド及び他の計算タスクをその２つのＣＰＵ１６０、１６２間で分散させる統合されたファームウエアを含み、従って再構成処理ソフトウエアは望ましくはこの既存のファームウエアを利用する。
【００５７】
図３を参照するに、第１のＣＴスキャナ（図３には図示せず）によって捕捉される画像データ（１５２）を再構成する計算パイプラインは、望ましくは処理負荷の変化に応じてコンピュータ１５０、１５８、１６４間で動的に再分散される。図３の典型的な実施例では、コンピュータ＃３は、第２のＣＴスキャナ（図３には図示せず）のための第２の捕捉コンピュータ＃２として動作する。図３は、第２のＣＴスキャナを用いたデータ捕捉の開始に応じて形成される典型的な再分散計算負荷を示す。
【００５８】
捕捉コンピュータ＃２として動作するコンピュータ＃３（１６４）は、第２の投影データ捕捉を実行するとき（２２０）、第２のＣＴスキャナと協働する。この第２のデータは、望ましくはできるかぎりすぐに、例えば医用撮像安全規則に従って約１秒以内に、ＲＡＩＤ記憶装置に書き込まれる（２２２）。生データは前処理される（２２４）。前処理（２２４）は、データ収集（２２０）中に導入されるアーティファクトを補正する物理的補正、マシンの幾何学的アーティファクトを補正する幾何学的補正、角度的なデータリビニング、データソート等を含む。
【００５９】
第２のデータ捕捉２２０は、元々のデータ捕捉１５２には関連しないことが認められるべきである。例えば、第１のデータ捕捉１５２は一連の心臓スパイラルＣＴ撮像であり、第２のデータ捕捉２２０はマルチスライス脳スキャンでありうる。ＣＴスキャナ及びＭＲＩスキャナといった異なる種類のスキャナを単一の画像診断設備に統合することも考えられる。
【００６０】
前処理された第２の投影データは、コンピュータ＃３（１６４）とコンピュータ＃２（１５８）の２つのプロセッサ１６０、１６２の間で分散される第２の計算パイプラインを用いて再構成される。第２のパイプラインの畳み込み積分、アンチエイリアシング、及び逆投影部分は、２つのスレッドへ分割される。典型的な第２の再構成パイプラインの第１のスレッドは、第２の捕捉コンピュータ、即ちコンピュータ＃３（１６４）で実行され、タスクグループ、即ち、「畳み込み積分（第２のデータ）スレッド１」２２６、「アンチエイリアシング（第２のデータ）スレッド１」２２８、及び「逆投影（第２のデータ）スレッド１」２３０を含む。第２のスレッドは、コンピュータ＃２（１５８）の第１のＣＰＵ＃１（１６０）で実行され、タスクグループ、即ち、「畳み込み積分（第２のデータ）スレッド２」２３２、「アンチエイリアシング（第２のデータ）スレッド２」２３４、及び「逆投影（第２のデータ）スレッド２」２３６を含む。コンピュータ＃２（１５８）の第２のＣＰＵ１６２は、タスク２３８として、第２のデータ画像再構成のための画像バランス調整を行う。
【００６１】
第２のデータ捕捉及び再構成の開始から生ずる高まった処理負荷により、第１のパイプライン（図２のタスク１７０、１７２、１７４、１８０、１８２、１８４、１９０、１９２、１９４を含む）は、図３に示すように再分散される。捕捉コンピュータ１５０上で実行される第１のスレッドは、タスク、即ち、「畳み込み積分スレッド１」２５０、「アンチエイリアシングスレッド１」２５２、及び「逆投影スレッド１」２５４を含む。コンピュータ＃２（１５８）の第１のＣＰＵ＃１（１６０）で実行される第２のスレッドは、タスク、即ち、「畳み込み積分スレッド２」２６０、「アンチエイリアシングスレッド２」２６２、及び「逆投影スレッド２」２６４を含む。画像バランス調整タスク２６６は、コンピュータ＃２（１５８）の第２のＣＰＵ１６２上で実行される。
【００６２】
追加的な負荷に応じて第１の再構成パイプラインを再分散させるとき、多数の同時に実行される畳み込み積分／アンチエイリアシング／逆投影スレッドは、図２中の３つから図３中の２つへ減少されることが認識される。これは、一般的には、第１の再構成パイプラインについてのより遅いスループットを生じさせる。しかしながら、捕捉コンピュータ１５０、ＣＰＵ＃１（１６０）、ＣＰＵ＃２（１６２）、コンピュータ＃３（１６４）を含むＳＭＳは、図３中では２つの同時に実行される再構成インスタンスを実行しているのに対して、図２中では１つのみの再構成インスタンスを実行しており、再分散は、２つの同時の再構成のためのＳＭＳ上の処理を最適化する。処理ソフトウエアは、例えば以前に捕捉されたデータの特別な再構成を行う医療分析者によって開始される追加的なパイプラインといった追加的な再構成パイプラインを調和させるために処理負荷を同様に再分散させうる。
【００６３】
図４を参照するに、３つのコンピュータ及び逆投影加速ハードウエアを用いるＣＴ画像捕捉及び再構成について説明する。ＳＭＳは、３つのシングルプロセッサコンピュータ、即ち、捕捉コンピュータ３００、「コンピュータ＃２」３０２で示される第２のコンピュータ、「コンピュータ＃３」３０４で示される第３のコンピュータを含む。コンピュータ＃２（３０２）は、それに接続された逆投影カード３０６を有する。
【００６４】
捕捉コンピュータ３００は、適用可能な安全基準に従ってＲＡＩＤ記憶装置へ高速に格納される（３１０）ＣＴデータ３０８を捕捉するためにＣＴスキャナ（図４には図示せず）と協働する。物理的及び幾何学的な補正といった適切なデータ補正が適用される（３１２）。
【００６５】
再構成パイプラインは、コンピュータ＃２（３０２）及びコンピュータ＃３（３０４）へ分散される。再構成処理ソフトウエアは、逆投影カード３０６を検出する。加速ハードウエア３０６は逆投影速度を高めるため、再構成ソフトウエアは、画像バランス調整タスク３２６をコンピュータ＃３（３０４）上の割り当てと共に、畳み込み積分タスク３２０、アンチエイリアシングタスク３２２、及び逆投影タスク３２４を含む単一の畳み込み積分／アンチエイリアシング／逆投影スレッドのみをコンピュータ＃２（３０２）上に割り当てる。逆投影タスク３２４は、望ましくは逆投影を直接実行しない。むしろ、これは、受信された投影データを逆投影カード３０６の要件に従うようフォーマットし、フォーマットされた投影データを逆投影カード３０６へ伝送し、そこから逆投影されたデータを取り出すインタフェースユニットとしての役割を果たす。
【００６６】
図４の実施例は、例示的なものにすぎない。他の種類のディジタル信号処理ハードウエアは、入力データをフォーマットし、専門ハードウエアへ伝送し、処理されたデータをそこから受信する適当なタスクグループ構成要素を用いて分散されたパイプラインへ同様に組み込まれうる。
【００６７】
図１を参照して上述したプロセッサの捕捉及びモジュール性に加え（例えばＣＴスキャナ又は処理コンピュータの任意の追加又はアップグレード）、ＳＭＳ上で分散された再構成処理パイプラインを使用することは、再構成処理能力のモジュール化も容易とすることが認められる。新しい再構成アルゴリズム、新しいデータ処理段階等の追加は、ソフトウエアアップグレードを用いて容易に達成される。技術分野で知られているように、ソフトウエアアップグレードは、一般的には、ハードウエアのアップグレードよりも単純であり、より費用効果的である。混合されたハードウエア／ソフトウエアアップグレードもまた容易とされる。例えば、図４の典型的な実施例では、逆投影カード３０６のアップグレードは、単に、カード３０６を新しい逆投影カードと置き換え、逆投影ドライバスレッド３２４を更新するソフトウエアアップグレードをインストールすることを含む。新しい又はアップグレードされた再構成処理能力の開発は、同様に簡単化される。
【００６８】
当業者は、本発明がＣＴ撮像設備に限られるものではないことを認識するであろう。磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナ、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）スキャナ等を用いる他の種類のセキュリティ及び画像診断もまた同様に恩恵を受ける。本発明はまた、逆投影再構成技術に限られるものではない。ＭＲＩデータと共に共通に用いられる逆ＦＦＴ変換方法といった他の再構成方法は同様に、複数の汎用プロセッサ上で実行される分散されたソフトウエアパイプラインとして実現されうる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の１つの実施例により適当に構築される、２つのＣＴ撮像スキャナを含む典型的なコンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像装置を概略的に示す図である。
【図２】本発明の１つの実施例による３つのコンピュータにまたがる画像取得及び再構成の割り当てを概略的に示す図である。
【図３】第２の接続されたＣＴスキャナを用いた撮像セッションの開始に応じた図２の再構成の再分散を概略的に示す図である。
【図４】本発明の他の実施例による、そのうちの１つが逆投影カードを含む、３つのコンピュータに亘る画像取得及び再構成の割り当てを概略的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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