(57)【要約】【課題】  システムの画像再構成機能が故障し使えなくなっても、装置をダウンさせることなく使用できるコンピュータ画像診断装置を提供する。【解決手段】  ベッド７の天板６上に被検者５が載せられ、メカ制御装置８に制御されてガントリ１内で回転するＸ線管２からＸ線がＸ線制御装置９に制御されて被検者５を透過しＸ線検出器３に検出され、そのデータがデータ収集装置４に収集される。画像再構成装置１１が故障した場合、ホストコンピュータ１０は収集したデータを通信制御装置１５、通信回線１６を介し、遠隔地に設置された通信制御装置１７を有しホストコンピュータ２０を備えた画像再構成装置２１に送りここで画像再構成を行い、データ格納装置２２に格納する。そして、前記通信制御手段によってホストコンピュータ１０に送り返し、データ格納装置１２に格納し、画像メモリ１３に記憶させ画像表示装置１４に画像を表示する。【選択図】          図１
2005185788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者をＸ線でスキャニングしその透過信号のデータ、または、被検者を高周波磁場で励起した後のＮＭＲ信号のデータ、または、被検者に投与された核種からのγ線信号のデータを収集するデータ収集手段と、収集したデータに対して画像再構成のための処理を行う画像再構成演算手段と、再構成された画像を格納するデータ格納手段と、再構成された画像を画像メモリに記憶しその画像を表示する画像表示手段とを備え、ホストコンピュータによって被検者の断層画像を画像表示装置に表示するようにしたコンピュータ画像診断装置において、前記データ収集手段で収集したデータを通信回線によって遠隔地の別のコンピュータ画像診断装置に送ることができる通信制御手段を設けたことを特徴とするコンピュータ画像診断装置。
【請求項２】
遠隔地におけるコンピュータ画像診断装置からのデータを通信回線によって受け取る通信制御手段と、そのデータから断層画像を再構成処理する画像再構成演算手段と、再構成された画像を記憶するデータ格納手段とを備え、受け取ったデータから断層画像を再構成するようにしたコンピュータ画像診断装置において、前記画像再構成演算手段で再構成された断層画像を前記遠隔地におけるコンピュータ画像診断装置に返送することができるように構成したことを特徴とするコンピュータ画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、核医学イメージング装置などに係り、特に、収集されたデータをもとにコンピュータ処理によって断層像を再構成するコンピュータ画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンピュータ画像診断装置には、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、核医学イメージング装置（ガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ装置、ＰＥＴ装置）などがある。
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管とそのＸ線を受けるＸ線検出器とが一直線上に対向して配置され、被検者周囲を移動しながら多方向よりＸ線が照射される。そのとき被検者を透過したＸ線強度信号データがデータ収集装置に収集される。そして、そのデータが画像再構成装置に送られコンボルーション（畳込み）演算とバックプロジェクション（逆投影）演算の２つの段階を経て画像再構成が行われる。そして、再構成された画像がデータ格納装置に格納される。また、画像メモリに送られ画像表示装置に表示される。
【０００３】
ＭＲＩ装置は、主磁石で静磁場を発生し、照射コイルで高周波磁場を被検者に照射したあと、自動誘導減衰信号あるいはＳＥ信号が受信コイルでＮＭＲ信号として高周波受信部に送られる。そして、直角位相検波され可聴周波数帯に変換され、その後、９０°位相の異なる２系統の信号としてＡ／Ｄ変換されサンプリングされデジタル量とされる。そして、そのデータが画像再構成装置に送られ、２次元フーリエ変換により高速に画像再構成される。そして、再構成された画像がデータ格納装置に格納される。また、画像メモリに送られ画像表示装置に表示される。
【０００４】
核医学イメージング装置は、シングルフォトンを用い、被検者体内のＲＩの分布が体軸と垂直な多方向に配置された検出器で検出され、データ収集装置に収集される。そして、そのデータが画像再構成装置に送られ、Ｘ線ＣＴ装置と同じ原理で画像再構成されて断層像を得るＳＰＥＣＴ装置、および、被検者に投与されたポジトロン核種が消滅するとき反対方向に発生する一対のγ線（２個のフォトン）の発生を検出器が同時計数回路を介して検出し、データ収集装置に収集される。そして、そのデータが画像再構成装置に送られ、画像再構成された断層像を得るＰＥＴ装置などがある。そして、再構成された画像がデータ格納装置に格納される。また、画像メモリに送られ画像表示装置に表示される。
【０００５】
図２に、従来のＸ線ＣＴのコンピュータ画像診断装置の構成を示す。ガントリ１にはＸ線管２とＸ線検出器３とが対向配置されており、Ｘ線検出器３にはデータ収集装置４が接続されている。これらＸ線管２、Ｘ線検出器３、データ収集装置４は図示しない回転フレームなどに取り付けられて一体となって回転するようにされており、ガントリ１に内蔵された回転駆動装置（図では省略）によって紙面に平行な軸（Ｚ方向の軸）の周りに回転駆動させられる。これにより、被検者５に対する、照射Ｘ線による、所定の断面（Ｚ軸に直角なＸ−Ｙ平面）内でのスキャンが行われる。
【０００６】
被検者５がベッド７の天板６上に横たえられ、このベッド７では、天板６が被検者５を載せた状態で上下方向（Ｙ方向）および被検者５の体軸方向（Ｚ方向）に移動できるようにされている。このベッド７にそのための駆動装置（図では省略）が内蔵されている。この天板６の移動により、照射Ｘ線による被検者５に対するＺ方向でのスキャンがなされる。
【０００７】
Ｘ線管２はＸ線制御装置９によってＸ線曝射が制御され、ガントリ１及びベッド７はメカ制御装置８によって制御され、Ｘ線管２、Ｘ線検出器３などの回転、被検者５の移動などがコントロールされて所定の撮像シーケンスが行われる。たとえばスパイラルスキャンの撮像シーケンスでは、連続Ｘ線曝射・連続回転中に被検者５がＺ軸方向に連続移動させられて、被検者５に対する照射Ｘ線によるスパイラル状のスキャンがなされる。また、被検者５をＺ方向にステップ的に移動させ、その停止時にＸ線管２などを１回転させてＸ線曝射することを繰り返すことにより、その各停止位置でのスライス面についてＸ線によるスキャンが行われる。
【０００８】
このスキャン中にＸ線管２から照射されたＸ線は被検者５を透過しＸ線検出器３に入射し、データ収集装置４によってＸ線吸収に関するデジタルデータが得られる。このデータ収集装置４で収集されるデータは、ホストコンピュータ１００を介して画像再構成装置１１１に送られる。この画像再構成装置１１１では、まず、Ｘ線検出器３の各素子（チャンネル）の出力差を補正するためのキャリブレーション処理や、再構成画像に現れる種々のアーティファクト（偽像）を除去するための処理などが加えられる。次に、コンボルーション処理やバックプロジェクション処理などの再構成アルゴリズムによる演算処理を受け、２次元画像が再構成される。この再構成画像は、１回転分のデータが揃う都度、１枚づつ（１つの断面ごとに）得られる。そして、再構成された画像は画像メモリ１１３に格納され、画像表示装置１１４によって表示される。また、光磁気ディスク装置などのデータ格納装置１１２に記憶される。
【０００９】
また、Ｘ線管２、Ｘ線検出器３、データ収集装置４によって収集したデータを画像再構成装置１１１に送って画像再構成する際に、得られた画像データに対する３Ｄ画像作成のための前処理をも付加的に行うようにし、前処理まで効率よく行った後のデータを３Ｄ画像作成装置に転送して陰影処理などの３Ｄ画像作成処理を行うものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１５５７８８号公報  （第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のコンピュータ画像診断装置は以上のように構成されているが、Ｘ線ＣＴ装置など、収集データをもとに画像再構成を行う装置においては、システムとして画像再構成機能や収集データ及び再構成画像データの格納機能を実行する構成要素を備えており、装置一式でデータを収集し、処理し、格納している。このためＸ線ＣＴ装置を構成する画像再構成装置が故障した場合、データ収集装置など他の機能が正常であっても、装置としてその問題を解決しないかぎり正常に使用することができない。画像再構成装置の故障が修理されるまでの間、装置を使うことができないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑み、画像再構成機能や、画像データの格納機能等が故障しても、装置をダウンさせないで使用できるコンピュータ画像診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明のコンピュータ画像診断装置は、被検者をＸ線でスキャニングしその透過信号のデータ、または、被検者を高周波磁場で励起した後のＮＭＲ信号のデータ、または、被検者に投与された核種からのγ線信号のデータを収集するデータ収集手段と、収集したデータに対して画像再構成のための処理を行う画像再構成演算手段と、再構成された画像を格納するデータ格納手段と、再構成された画像を画像メモリに記憶しその画像を表示する画像表示手段とを備え、ホストコンピュータによって被検者の断層画像を画像表示装置に表示するようにしたコンピュータ画像診断装置において、前記データ収集手段で収集したデータを通信回線によって遠隔地の別のコンピュータ画像診断装置に送ることができる通信制御手段を設けたものである。
【００１２】
また、本発明のコンピュータ画像診断装置は、遠隔地におけるコンピュータ画像診断装置からのデータを通信回線によって受け取る通信制御手段と、そのデータから断層画像を再構成処理する画像再構成演算手段と、再構成された画像を記憶するデータ格納手段とを備え、受け取ったデータから断層画像を再構成するようにしたコンピュータ画像診断装置において、前記画像再構成演算手段で再構成された断層画像を前記遠隔地におけるコンピュータ画像診断装置に返送することができるように構成したものである。
【００１３】
本発明のコンピュータ画像診断装置は上記のように構成されており、被検者からの情報を検出しデータ収集装置に収集したデータを、コンピュータによる画像再構成演算手段とデータ格納手段と画像メモリと画像表示手段とによって、断層画像を画像表示装置に表示するようにした主コンピュータ画像診断装置において、通信制御手段を設け、遠隔地にも通信制御手段と画像再構成演算手段とデータ格納手段を備えた補助コンピュータ画像診断装置を設け、主コンピュータ画像診断装置の画像再構成演算手段が機能しなくなったとき、通信制御手段によって遠隔地の補助コンピュータ画像診断装置に接続して、遠隔地の画像再構成演算手段とデータ格納手段を機能させ、そこで画像再構成しデータ格納手段に記憶させ、画像データを通信回線によって主コンピュータ画像診断装置側に送り返し、データ格納手段に記憶し、画像メモリに格納してその画像を画像表示手段で表示する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のコンピュータ画像診断装置は上記のように構成されており、被検者をベッドの天板に載せ、スキャニングなどによって被検者からの情報を検出し収集するデータ収集装置側に、画像再構成装置とデータ格納装置と画像表示装置を有する主コンピュータ画像診断装置を備え、遠隔地に同様の画像再構成装置とデータ格納装置を有する補助コンピュータ画像診断装置を設け、通信制御手段によって接続できるようにしているので、主コンピュータ画像診断装置側の画像再構成装置が故障しても、通信回線によって補助コンピュータ画像診断装置側に接続し、遠隔地側の画像再構成装置によってバックアップすることができる。従来の装置では画像再構成装置を現地修理又は交換して機能回復を行っており、修復に長時間を要した。これに対し本装置では、装置故障に対する危機管理のひとつとして、画像再構成機能が使えなくなっても、装置をダウンさせることもなく使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本コンピュータ画像診断装置は、データ収集装置側に画像再構成装置とデータ格納装置と画像表示装置を備え、遠隔地にも同様にバックアップ用の画像再構成装置とデータ格納装置を備え、故障時に通信回線によってバックアップを即時に行い装置をダウンさせることなく使用できるシステムを実現した。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明のコンピュータ画像診断装置の１実施例を示す図である。
本発明のコンピュータ画像診断装置は、被検者５を天板６上に載せ移動させるベッド７と、Ｘ線管２とそれに対向してＸ線検出器３とデータ収集装置４とが被検者５の体軸周りに回転する機構を内蔵したガントリ１と、ベッド７及びガントリ１内の回転機構を駆動するメカ制御装置８と、Ｘ線管２からのＸ線の照射を制御するＸ線制御装置９と、Ｘ線管２から被検者５を透過したＸ線強度を検出するＸ線検出器３と、Ｘ線検出器３からのデータを収集するデータ収集装置４と、データ収集装置４からのデータを取込み高速処理するホストコンピュータ１０と、それによって画像を再構成する画像再構成装置１１と、再構成された画像を格納するデータ格納装置１２と、そのデータを画像メモリ１３に記憶して画像を表示する画像表示装置１４と、遠隔地に設けられデータ収集装置４からのデータを通信手段を介して高速処理するホストコンピュータ２０と、それによって画像を再構成する画像再構成装置２１と、再構成された画像を格納するデータ格納装置２２と、そのデータを画像メモリ２３に記憶して画像を表示する画像表示装置２４と、通信制御装置１５と通信回線１６と通信制御装置１７によって遠隔地に設けられた装置とデータの送受信を行う通信手段とから構成される。
【００１７】
本コンピュータ画像診断装置と従来の装置と異なる点は、従来の装置は、図２に示す画像再構成装置１１１が故障し画像再構成機能が不能になった場合、装置一式でデータを収集し、処理し、格納するシステムであるため、不良箇所を修理完了するまで装置をダウンさせることになる。これに対し本コンピュータ画像診断装置は、遠隔地にバックアップ用のホストコンピュータ２０と画像再構成装置２１とデータ格納装置２２を設け、画像再構成機能が不能になった場合、通信制御手段を介して、収集されたデータを遠隔地の装置に送り、画像再構成装置２１で画像を再構成してデータ格納装置２２に格納し、そして、その画像データを主のホストコンピュータ１０に送り返してデータ格納装置１２に格納し、画像メモリ１３に記憶して画像表示装置１４で表示することができ、遠隔地側の画像再構成装置２１によってバックアプすることができる。
【００１８】
次に、本コンピュータ画像診断装置の構成各部について説明する。
ベッド７は、被検者５を天板６上に載せ、メカ制御装置８によって上下動（Ｙ方向）、体軸方向移動（Ｚ方向）が行われ、被検者５のスキャニングする部位をガントリ１の中央ホールに位置させる。
ガントリ１は、Ｘ線管２とそれに対向してＸ線検出器３とデータ収集装置４とを装着した回転機構を内蔵し、メカ制御装置８に制御されて回転機構が被検者５の体軸周りに回転する。
【００１９】
メカ制御装置８は、ベッド７の上下動、及び天板６の体軸方向の駆動、及び、ガントリ１内の回転機構を駆動制御する。
Ｘ線制御装置９は、高周波インバータ方式のＸ線高電圧装置が用いられ、Ｘ線管２に印加する管電圧と管電流を設定しＸ線の照射を制御する。Ｘ線管２はヘリカルスキャンなどで数十スキャンを短時間で行うため、大きい陽極熱容量のものが用いられ、それに応じて外部冷却器を備え、さらに高速でスキャン回転するため機械的にも安定した構造のものが用いられる。
【００２０】
Ｘ線検出器３は、ガントリ１内の回転機構の円周部にＸ線管２と対向して円弧状に、シンチレータとフォトダイオードからなるアレイ状の検出素子が配列され、Ｘ線管２から被検者５を透過したＸ線強度を検出する。高い検出効率、経時変化が少なく、ダイナミックレンジが広く、直線性が良く、パルス応答性が良いシンチレータとフォトダイオードからなる検出素子が用いられる。
データ収集装置４は、Ｘ線検出器３からの出力（電流信号）データをコンピュータで処理できるように、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。その変換プロセスは、まず、Ｘ線検出器３からの信号を増幅回路で増幅する。増幅回路では電流を増幅してサンプル時間の電荷を電圧に変換する。そして、サンプルホールド、マルチプレクサ、Ａ／Ｄ変換器を経てインターフェースを介してホストコンピュータ１０に送られる。
【００２１】
ホストコンピュータ１０は、システムのメカ制御系、Ｘ線制御系、データ収集系、画像処理系（画像再構成装置１１、データ格納装置１２）、画像表示系、通信制御系などのシステム全体をシーケンス制御する。
画像再構成装置１１は、データ収集装置４からのデータに、Ｘ線検出器３の各素子（チャンネル）の出力差を補正するためのキャリブレーション処理や、再構成画像に現れる種々のアーティファクト（偽像）を除去するための処理などが加えられる。次に、コンボルーション処理やバックプロジェクション処理などの再構成アルゴリズムによる演算処理が行われ、２次元画像が再構成される。この再構成画像は、１回転分のデータが揃う都度、１枚づつ（１つの断面ごとに）得られる。
データ格納装置１２は、平均シーク・タイムの速い大容量の磁気ディスク装置が用いられ、画像再構成装置１１で再構成された画像が磁気ディスク装置に保存される。一画像の画素数は、一般的には５１２×５１２、記憶容量は数ＧＢ〜数十ＧＢのものが用いられる。
【００２２】
画像表示装置１４は、画像データを画像メモリ１３に記憶して、モニタに画像を表示する。通常、フラットモニタが用いられ、２Ｍタイプ（１２００×１６００画素）、５Ｍタイプ（２０４８×２５６０）ともに高精細ボード（ＰＣＩバス対応）を使用する。
ホストコンピュータ２０は、遠隔地に設けられ、データ収集装置４からのデータを通信制御装置１７を介して画像を高速処理する。その機能は、画像処理系の画像再構成装置２１、データ格納装置２２及び通信制御装置１７などの遠隔地に設けられたコンピュータシステム全体をシーケンス制御する。
【００２３】
画像再構成装置２１は、画像再構成装置１１と同様に、データ収集装置４からのデータに、Ｘ線検出器３の各素子（チャンネル）の出力差を補正するためのキャリブレーション処理や、再構成画像に現れる種々のアーティファクト（偽像）を除去するための処理などが加えられる。次に、コンボルーション処理やバックプロジェクション処理などの再構成アルゴリズムによる演算処理が行われ、２次元画像が再構成される。この再構成画像は、１回転分のデータが揃う都度、１枚づつ（１つの断面ごとに）得られる。そして、データ格納装置２２に送られる。
【００２４】
データ格納装置２２は、データ格納装置１２と同様に、平均シーク・タイムの速い大容量の磁気ディスク装置が用いられ、画像再構成装置２１で再構成された画像が磁気ディスク装置に保存される。一画像の画素数は、一般的には５１２×５１２、記憶容量は数ＧＢ〜数十ＧＢのものが用いられる。そして再構成された画像を格納する。
画像表示装置２４は、点線で示したが、必要により画像表示装置１４および画像メモリ１３と同じ装置を設置し、再構成された画像を画像メモリ２３に記憶して画像を表示する。
通信手段は、モデムと通信ソフトから構成され、標準のＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）規格に準拠して、通信制御装置１５と通信回線１６と通信制御装置１７によって、遠隔地に設けられたホストコンピュータ２０の装置とデータの送受信を行う。
【００２５】
次に、本コンピュータ画像診断装置の操作と動作について説明する。
被検者５をベッド７の天板６上に載せ、メカ制御装置８によって天板６を上方に上げ、被検者５の高さをガントリ１のセンター穴の高さまで上げる。そして被検者５を体軸方向（Ｚ方向）にセンター穴のスライス位置まで移動させる。Ｘ線制御装置９によりＸ線管２の管電圧と管電流などのスキャニングのＸ線照射条件を設定する。撮影を開始すると、ガントリ１内の回転機構が回転し、Ｘ線管２とそれに対向配置されたＸ線検出器３、データ収集装置４が回転し、Ｘ線管２からＸ線が連続して放射され、被検者５を透過したＸ線がＸ線検出器３に検出される。そして検出された電気信号はデータ収集装置４に収集される。データ収集装置４ではＸ線検出器３からの信号を増幅回路で電流増幅してサンプル時間の電荷を電圧に変換する。そして、サンプルホールド、マルチプレクサを介して、Ａ／Ｄ変換され、インターフェースを介し、ホストコンピュータ１０に送られる。
【００２６】
ホストコンピュータ１０は、Ａ／Ｄ変換されたデータを画像再構成装置１１に送る。このとき画像再構成装置１１が故障している場合、ホストコンピュータ１０はそのデータを通信制御手段（通信制御装置１５、通信回線１６、通信制御装置１７）によって、遠隔地に設置したホストコンピュータ２０に送る。そして送られてきたデータを画像再構成装置２１に送り画像再構成を行う。そして、再構成された画像をデータ格納装置２２に格納する。そして、ホストコンピュータ２０はデータ格納装置２２に格納された画像データを、通信制御手段（通信制御装置１７、通信回線１６、通信制御装置１５）によって、ホストコンピュータ１０に送り返す。そして、その画像データをデータ格納装置１２に格納する。画像メモリ１３に再構成された画像を記憶させ、画像表示装置１４に表示し、観察し診断する。
上記のようにバックアップ用の画像処理システムを遠隔地に設け、主装置側の画像処理システムが機能しないとき、バックアップできる遠隔地の装置を用いて、主装置をダウンさせることなく使用することができる。
【００２７】
遠隔地に設けられる画像処理システムは、通信回線１６で接続されていれば、Ｘ線ＣＴ装置と同じ部屋や建物にあってもよい。また、違う遠方の場所にあってもよい。
また、通信回線は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）のバス型ＬＡＮの標準規格を用いても良い。インターネットを利用し１０Ｍｂｐｓのデータ転送を行うことができる。
また、実施例では、Ｘ線ＣＴ装置について説明したが、ＭＲＩ装置や核医学イメージング装置についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のコンピュータ画像診断装置の実施方法を示した説明図である。
【図２】従来のコンピュータ画像診断装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ガントリ
２  Ｘ線管
３  Ｘ線検出器
４  データ収集装置
５  被検者
６  天板
７  ベッド
８  メカ制御装置
９  Ｘ線制御装置
１０、２０  ホストコンピュータ
１１、２１  画像再構成装置
１２、２２  データ格納装置
１３、２３  画像メモリ
１４、２４  画像表示装置
１５、１７  通信制御装置
１６  通信回線
【図１】
2005185788.tif 000003
【図２】
2005185788.tif 000004