(57)【要約】運動する対象、特に拍動する心臓のコンピュータ断層撮影装置の時間／時相に依存する既存の１次データセットを処理して、対象運動を表示するために３Ｄ撮影セットの画像シリーズを作成する方法および装置において、ＣＴ走査の既存の１次データセットから任意の運動時相で任意の方位の３次元基準表示が計算して表示され、計算すべき画像シリーズの所望の計算パラメータＲiが決定され、所望の計算パラメータＲiが計算プロセスに一回引き渡され、指定された計算パラメータＲiを用いて全画像シリーズが自動的に作成される。
2006519043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動する対象、特に拍動する心臓のコンピュータ断層撮影装置の時間／時相に依存する既存の１次データセットを処理して、対象運動を表示するために３Ｄ撮影セットの画像シリーズを作成する方法において、
１．１  ＣＴ走査の既存の１次データセットから任意の運動時相で任意の方位の３次元基準表示を計算して表示し、
１．２  計算すべき画像シリーズの所望の計算パラメータ（Ｒi）を決定し、
１．３  所望の計算パラメータ（Ｒi）を計算プロセスに一回引き渡し、
１．４  指定された計算パラメータ（Ｒi）を用いて全画像シリーズを自動的に作成する
ことを特徴とする運動する対象のコンピュータ断層撮影装置の時間／時相に依存する既存の１次データセットを処理して３次元画像シリーズを作成する方法。
【請求項２】
入力された計算パラメータを有する画像シリーズが１次データセットから直接に再構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
画像シリーズの作成のために、まず全ての撮影時点（ｔx）について、任意の撮影方向、好ましくはｚ方向を有する３Ｄ撮影セットが形成され、引続いて自動的に全ての３Ｄ撮影セットが所望の撮影方向に変換されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの計算パラメータ（Ｒi）は、基準表示に対して相対的な所望の撮影軸（Ａ）であることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの計算パラメータ（Ｒi）は、計算すべき画像シリーズの所望の時間／時相間隔(Δｔ)であることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの計算パラメータ（Ｒi）は、所望の撮影期間（Ｔ）であることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項７】
撮影期間（Ｔ）は３Ｄ撮影セットの個数および時間間隔（Δｔ）によって決定されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの計算パラメータ（Ｒi）は、計算すべき画像シリーズの所望のスライス厚（ｄ）であることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
【請求項９】
撮影軸（Ａ）の方位の規定は、モニタ上の３次元基準表示内に軸を視覚的に監視しながら手動で挿入することによって行なわれることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
撮影軸（Ａ）の方位の規定は、観察された対象の画像認識法および予め与えられた標準軸への対応付けによって自動的に行なわれることを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
標準スライス「心臓長軸」、「心臓短軸」、「四腔断面」または「五腔断面」のうち少なくとも１つが自動的に提案されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
３次元基準表示として、異なる撮影軸、特に互いに直交する撮影軸における少なくとも２つの２次元表示が使用されることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
３次元基準表示として、立体的表示が使用されることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１４】
運動する検査対象を走査するコンピュータ断層撮影装置用、特に心臓ＣＴ装置用の運動する検査対象の画像シリーズを作成するための評価ユニットにおいて、請求項１乃至１３の１つに記載の方法を実施するための手段が設けられていることを特徴とする評価ユニット。
【請求項１５】
方法を実施するための手段は少なくとも部分的にプログラムまたはプログラムモジュールによって実現されていることを特徴とする請求項１４記載の評価ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動する対象、特に拍動する心臓のコンピュータ断層撮影装置の時間／時相に依存する既存の１次データセットを処理して、対象運動を表示するために３Ｄ撮影セットの画像シリーズを作成する方法に関する。
【０００２】
コンピュータ断層撮影装置の技術は一般に知られている。これに関しては両文献「“Ｂｉｌｄｇｅｂｅｎｄｅ  Ｓｙｓｔｅｍｅ  ｆｕｅｒ  ｍｅｄｉｚｉｎｉｓｃｈｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｋ（医用診断のための画像化システム）”，ＩＳＢＮ  ３−８９５７８−００２−０，特に第５章および第９章」と、「“Ｃｏｍｐｕｔｅｒｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｅ（コンピュータ断層撮影法）”，ＩＳＢＮ  ３−８９５７８−０８２−０，特に３章、とりわけ第３．４章」を参照されたい。
【０００３】
特許文献には、周期的な心臓運動の３次元表示に適した心臓コンピュータ断層撮影装置が同様に開示されている。例として、本出願人の独国特許出願公開第１９９５７０８２号明細書、同第１９９５７０８３号明細書、同第１９８４２２３８号明細書、同第１９８４２２４０号明細書、同第１９７４０２１４号明細書および同第１９６２２０７５号明細書を参照されたい。
【０００４】
このような心臓ＣＴ装置により、運動経過全体にわたる心臓の３次元撮影によって心臓の運動を表示することが可能となる。すなわち、一種のフィルムで、時間的にずらされた多数の３Ｄ画像データセットをつなぎ合わせることによって心臓の運動を３次元で表示する画像シリーズを作成することができる。
【０００５】
診断においてこのような画像シリーズを考察する場合、コンピュータ断層撮影装置によって撮影された画像が原則的にはまず患者の長手軸に相応するビュー（眺め）で存在する。なぜならば、これはＣＴ撮影時における患者寝台の標準的な送り方向に相応するからである。しかしながら、診断上の評価のためには、例えば「心臓長軸」、「心臓短軸」あるいは所謂「四腔断面もしくは五腔断面」に相応する撮影軸のような特定の優先方向における心臓表示を観察することが好ましい。
【０００６】
今日、市場にある装置において、これらの撮影シーケンスは所望の観察様式で、所望の画像シリーズの個々の３次元撮影がそれぞれ個別にＣＴの１次データから作成されてモニタ上で再生され、引続いてオペレータがスライス厚、軸方位などの所望の画像パラメータを入力することによって作成される。これらの入力に基づいて、ｚ軸方向における当該３Ｄ表示から所望のビューが算出されて記憶される。この手順では所望のビューへの画像シリーズの変換プロセス中、常に繰り返し所望の撮影パラメータの手動入力が必要である。定められた心時相の３Ｄ撮影セットの再構成過程は、所望の画像パラメータの入力、所望の画像パラメータに応じたビューの変換、これに続くこれらの変更された３Ｄ撮影セットの記憶によって、心臓の全ての個別時相が表示されるまで繰り返されるので、引続いて所望の画像パラメータを有する多数の３Ｄ撮影セットからなる全画像シリーズが存在する。
【０００７】
このような方法は高価であり誤りを有する。更に、この場合、必ずしも必要とされない高い計算容量につながる。
【０００８】
本発明の課題は、操作を簡単にしかつ計算容量の利用性を改善して、運動する対象のコンピュータ断層撮影装置の時間／時相に依存する既存の１次データセットを処理するための簡単化された方法を提供することにある。
【０００９】
この課題は本発明によれば独立請求項の特徴事項によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１０】
本発明者は、完成した３次元画像の再構成を決定するパラメータの中に作成すべき３Ｄビューの所望の方位が含まれ、それにより唯一の入力により多数の３Ｄ撮影セットを有する全画像シリーズがそれぞれ異なる時点で作成されるように、再構成された唯一の３Ｄ撮影に基づいて画像シリーズを作成すべき画像パラメータを一度決定することによって３Ｄ画像シリーズ作成時に著しい作業簡単化が可能であることを認識した。これは、運動する対象、特に運動する心臓のＣＴ走査の既存の１次データセットから直接にも、又は既に再構成された３Ｄ撮影セットの自動的な方位変え（向き変え）によって生じる。
【００１１】
この認識にしたがって本発明者は、運動する対象、特に拍動する心臓のコンピュータ断層撮影装置の時間／時相に依存する既存の１次データセットを処理して、対象運動を表示するために３Ｄ撮影セットの画像シリーズを作成する方法において、
−  ＣＴ走査の既存の１次データセットから任意の運動時相で任意の方位の３次元基準表示を計算して表示し、
−  計算すべき画像シリーズの所望の計算パラメータＲiを決定し、
−  所望の計算パラメータＲiを計算プロセスに一回引き渡し、
−  指定された計算パラメータＲiを用いて全画像シリーズを自動的に作成する
ことを提案する。
【００１２】
画像シリーズの計算は、事前に任意の撮影方向で全ての時間間隔または撮影時点ｔｘについて作成された３Ｄ撮影セットから行なわれ、これらは引続いて自動的に所望の撮影方向に変換される。
【００１３】
しかしながら、原則的に有利なことは、入力された計算パラメータを有する画像シリーズを１次データセットから直接に再構成することであり、これによって付加的な計算容量を節約することができる。
【００１４】
本発明によれば、所望の計算パラメータＲiは基準表示に対して相対的な所望の撮影軸Ａ、計算すべき画像シリーズの所望の時間／時相間隔Δｔおよび撮影期間もしくは計算すべき３Ｄ撮影セットの個数を含む。
【００１５】
更に、所望の表示画質に応じて、計算パラメータとして、計算すべき画像シリーズのための所望のスライス厚ｄを指定するとよい。
【００１６】
更に、本発明者は、撮影軸Ａの方位の規定に関して、撮影軸Ａの方位の規定が、モニタ上の３次元基準表示内に軸を視覚的に監視しながら手動で挿入することによって行なわれることを提案する。
【００１７】
しかしながら、代替として、撮影軸Ａの方位の規定は、観察された対象の画像認識法および予め与えられた標準軸への自動的な対応付けによって行なうことができる。
【００１８】
これによって、予め与えられた標準軸での所望の画像シリーズの作成をさらに自動化することができる。
【００１９】
画像認識法に関しては、例えば心尖、血管入口点などのような心臓の特徴のある領域を認識してこれらの特徴のある領域に応じて、公知のビュー「心臓長軸」、「心臓短軸」、「四腔断面もしくは五腔断面」に相応する標準軸を自動的に決定する公知の技術、特にニューロンネットワークを使用するとよい。
【００２０】
更に、本発明者は、３次元基準表示として、異なる撮影軸、特に互いに直交する撮影軸における少なくとも２つの２次元表示を使用することを提案する。この表示様式によって、所望の撮影軸をその３次元方位において２つの２次元入力によって決定することが可能である。しかしながら、代替として、例えばいわゆる３Ｄめがねの使用によって心臓を直接に立体表示することもできる。
【００２１】
本発明による方法の基本思想にしたがって、本発明者は、運動する検査対象を走査するコンピュータ断層撮影装置用、特に心臓ＣＴ装置用の運動する検査対象の画像シリーズを作成するための評価ユニットにおいて、上述の方法を実施するための手段を設け、この手段が少なくとも部分的にプログラムまたはプログラムモジュールによって実現することを提案する。
【００２２】
以下において本発明を図面を参照しながら有利な実施例に基づいて更に詳細に説明する。
図１は従来技術にしたがって既存の１次データセットを処理して３次元シリーズを形成するフローチャートを示し、
図２は画像シリーズ作成のためにＣＴの既存の１次データセットを処理するための本発明による方法のフローチャートを示す。
【００２３】
図１は、拍動する心臓のコンピュータ断層撮影の時相に依存する既存の１次データセットを処理して、心臓運動を表示するために３Ｄ撮影セットの画像シリーズを作成するための今日知られている方法を示す。
【００２４】
まず、左側に示されているように、患者のＣＴスキャン１１が行なわれる。ＣＴスキャンの得られたデータは１次データセット１２として記憶され、その後に継続処理のために使われる。
【００２５】
３次元画像シリーズの処理のための本来の方法は開始点１で始まる。ここでは、オペレータによって手動で、所望時点ｔxおよび計算すべきボリュームの入力による３Ｄ表示の選択が、方法ステップ２にしたがって決定される。次に、選択された３Ｄ画像データセットの再構成３が行なわれ、この再構成３は方法ステップ４でモニタに出力される。オペレータは、ここで方法ステップ５において、オペレータに提示された３Ｄ表示に基づいて、所望の撮影軸へ移動されるように既存の３Ｄ画像データセットを換算するパラメータ選定をしなければならない。主としてこれは基準撮影において使用された軸に関係して撮影軸の方位の指定を意味する。基準撮影において使用された軸は一般に撮影を行なう断層撮影システムのｚ軸と一致している。
【００２６】
オペレータがパラメータ選定を行なったならば、これらの選定されたパラメータがコンピュータに伝達される。コンピュータは、これらの新しいパラメータにより、新たに選定された撮影軸および場合によっては他の変更された画像パラメータに関して、既に計算された３Ｄ画像データセットの変換を方法ステップ６で行なう。特定の時点もしくは特定の心時相について新しく得られたこの３Ｄ画像データセットは方法ステップ７で記憶される。これは手動入力によって又は自動的に行なわれてもよい。続いて、判定点８で、他の時点もしくは他の心時相での他の３Ｄ画像データセットが処理されるべきか又は画像シリーズが完成したかどうかが判定される。
【００２７】
オペレータの手動入力９が「未完成」の状態を規定した場合、方法ステップ３に跳んで戻るので、画像シリーズ全体が変換されて判定点８でループが中断されるまで、３Ｄ画像データセットの再構成が行なわれ、所望の撮影軸への相応の変換が行なわれる。
【００２８】
オペレータの手動入力９が「完成」の状態を規定した場合、方法の終了１０が実行に移される。
【００２９】
この進行形式によりオペレータは全処理過程中、コンピュータユニットによって拘束される。というのは、方法ステップ３，８間のループ経過において常に繰り返し手動入力を必要とするからである。
【００３０】
本発明による方法は、一回限りの行為によって画像シリーズの所望のパラメータが規定され、その後コンピュータユニットによって画像シリーズ全体における所望の３Ｄ画像データセットの自動的な作成処理を自動的に行なうことができるようにすることによって、このような常に繰り返されるオペレータの手動入力を回避する。このような方法の典型的な実施例が図２に示され、ここでは、１次データから得られる画像シリーズの所望のビューの直接計算による特別な方法が示されている。
【００３１】
従来技術から知られているのと同様に、患者の拍動する心臓のＣＴスキャン１１１によって１次データセット１１２が作成されて記憶される。１次データセット１１２は本来の画像表示の継続処理のために使われる。
【００３２】
本来の画像シリーズ作成はここでも開始点１０１で始まる。その後手動入力により任意の時点での３Ｄ表示が方法ステップ１０２で選択される。続いてコンピュータユニットが方法ステップ１０３で１次データセットを利用して所望の３Ｄ画像データセットの再構成を実行し、そのようにして得られた心臓の３Ｄ表示を方法ステップ１０４で３次元表示としてモニタに出力する。
【００３３】
続いて、ここでも手動入力が必要であり、この手動入力ではオペレータが方法ステップ１０５で、計算すべき画像シリーズのためのパラメータを決定する。特にここでは作成すべき画像シリーズの撮影軸Ａ、スライス厚ｄおよび時間間隔Δｔが決定される。
【００３４】
これらのデータがコンピュータユニットの入力装置に入力されると、引続いてもはやオペレータの手動操作を必要としない。３Ｄ画像データセットの引続いた再構成、得られた３Ｄ画像データセットの記憶および変更された時間パラメータにてループがもう一度実行されなければならないかどうかの判定は、今や自動的にコンピュータユニットにおいて実行されるので、方法ステップ１０６〜１０８のループはオペレータの手動介入なしに可能である。ここでは方法ステップ１０６で３Ｄ画像データセットの再構成が、方法ステップ１０７で３Ｄ画像データセットの記憶が、そして方法ステップ１０８で全ての３Ｄ画像データセットが完成したかどうかの判定が、方法ステップ１０９における自動入力によって実行される。方法ステップ１０８で全ての３Ｄデータセットが完成したことが判定されると、これは方法の終了１１０へ移行する。画像シリーズに必要な全ての３Ｄデータセットが計算されると、ループは終了し、画像シリーズが所望のように使われる。
【００３５】
図２に示された方法に類似して、自動化されたループにおいても、まず１次データセットから得られた全ての３Ｄ画像データセットを有する画像シリーズが計算され、これらの３Ｄ画像データセットから画像シリーズ全体について所望の撮影方向が変換される。
【００３６】
この方法によってオペレータの必要とする時間負担が著しく軽減されるので、これによりコスト節減がもたらされる。更に、計算容量は画像シリーズの効率のよい計算様式により僅かですむ。
【００３７】
本発明による上述の特徴事項はその都度述べた組合せのみならず、本発明の枠を逸脱することなく他の組合せ又は単独で使用可能である。
【００３８】
所望の画像シリーズへの変換は、本発明による方法の場合、例えば公知の多断面変換表示（ＭＰＲ）により行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来技術にしたがって既存の１次データセットを処理して３次元シリーズを形成するフローチャート
【図２】画像シリーズ作成のためにＣＴの既存の１次データセットを処理するための本発明による方法のフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１０１          開始
１０２〜１０９  方法ステップ
１１０          終了
１１１          ＣＴスキャン
１１２          １次データセット
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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