(57)【要約】三次元データーセットを画像化するため、本発明の方法は、順に、次なるステップで構成する。つまり、画像を取得し、三次元データーセットを再構築し、続いて可視化し、可視化するために、再構築は、出発点から、限局的な中央投射の方向への、配向性において限定された初期範囲から始まり、前記取得は、前記可視化ステップの間継続され、前記再構築は、最終結果に至るまで得られる追加的な前記取得ステップに従って更新される。特に、選択された部分は、第一再構築ステップは、２０以上３０°以下の中央投射を伴いながら、前記出発点から４０以上６０°以下の範囲を網羅するステップで構成される。
2004535858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元データーセットを画像化する方法であって、該方法は、順に：
画像を取得するステップ；
三次元データーセットを再構築するステップ；及び
続いて可視化されるステップ；で構成され、
前記再構築は、初期的に、出発点から限局的な中央投射の方向へと、配向性において限定された初期範囲から始まり、かつ可視化され；
前記取得ステップは、前記可視化ステップの間継続され；
前記再構築は、最終結果に至るまで得られる追加的な前記取得ステップに従って更新される；ことを特徴とするところの、方法。
【請求項２】
前記第一再構築ステップは、２０以上３０°以下の中央投射を伴いながら、前記出発点から４０以上６０°以下の範囲を網羅することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一再構築ステップは、３０以上４５°以下の中央投射を伴いながら、前記出発点から６０以上９０°以下の範囲を網羅する第二再構築に続くことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記再構築ステップは、全範囲を網羅するまで継続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記可視化ステップは、範囲の再構築が完了した後、即座に実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
前記最終再構築は、１８０°の範囲を網羅することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項７】
前記第一再構築ステップは、２０以上３０°以下の中央投射を伴いながら、前記出発点から４０以上６０°以下の範囲を網羅することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第一再構築ステップは、３０以上４５°以下の中央投射を伴いながら、前記出発点から６０以上９０°以下の範囲を網羅する第二再構築に続くことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
検査される物体に対して移動可能なＸ線源；及び
データー加工手段を用いて、一つの範囲にわたって画像を採取するための、前記Ｘ線源の少なくとも一つに面するＸ線検出器；で構成され、
１８０°以下の範囲にわたったＸ線画像の少なくとも一つを、該Ｘ線画像を使って、可視化することを可能にする手段を構成する；
ことを特徴とする、医療用三次元データーセットの連続的に増加した範囲を可視化する装置。
【請求項１０】
前記最終範囲は、１８０°を網羅することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、請求項１に開示した方法に関する。
【０００２】
広範な医療検査領域において、デジタル三次元画像データーを生成するための様々に異なる技術は、３Ｄ−ＣＴ、３Ｄ−ＭＲＩ、３Ｄ−超音波、３Ｄ−血管造影、３Ｄ−Ｘ線、及びその他の検査などに使用されている。この医療領域には、限定されないが、治療計画、外挿、教示、獣医のためのこのような可視化の使用を含み、一般に、生命体関連する様々な臓器に対して適用される。Ｍｅｄｉｃａ  ｍｕｎｄｉ，  ４２巻、３号、８〜１４ページ（１９９８年１１月）には、三次元構造物の画像形成に関する方法が述べられており、該方法は、以下の連続したステップで構成される：つまり、画像を取得し、さらなる加工のための適切な様式にて、これら画像を採取し、修正後に三次元画像を再構築し、かつ可視化するステップで構成される。この発明における発明者は、限定された初期範囲内にて取得した後に再構築を行い、続いて、全範囲においてさらに大きな範囲にて連続して再構築を行うことにより達成可能であるという、さらなる利点を認識していた。特に、このような方法は、様々な角度から観察した情報を得る可能性に加えて、初期段階での取得における関連する領域の状況に関する概観を許容する。発明者がまた認識していたことは、通常の可視化方法に加えて、上述の範囲にて概観することは、さらに、断層撮影的可視化が、使用者に、観察下における物体の空間的詳細に関して、さらに重要な情報を与えることを許容するということである。
【０００３】
（発明の内容）
さらに、本発明の目的は、出発地点から限定された範囲内にて得た初期画像を可視化し、全範囲において取得されるまで連続的に広範な範囲における画像を可視化することである。従って、一つの面において、本発明は、請求項１の特徴部分に開示された特徴を有している。本発明の更なる有利な面は、従属項に開示した。
【０００４】
（図の簡単な説明）
本発明におけるこれら、及びさらなる面及び利点は、この後に、さらに詳細に、好適実施例の開示に対する参照文、及び、特に、添付した図に対する参照文にて述べられるだろう。
【０００５】
図１は、図２ａから２ｅに示したような画像を取得するための装置である。
【０００６】
図２ａから２ｅは、空間画像の段階的な展開を示しており、それぞれ、０〜６０°（中間投影３０°）、０〜９０°（中間投影４５°）、０〜１２０°（中間投影６０°）、及び０〜１５０°（中間投影７５°）であり、さらに０〜１８０°（中間投影９０°）なる範囲での最大の空間画像を示している。
【０００７】
図３は、様々な角度を以て、全体の空間的分光学的画像の進展における、連続したステップの概観を示しており、図２ａから２ｅに示した中間投影に一致している。
【０００８】
（一般的な考察）
本発明における方法を考察すると、発明者は、データーセットのための追加的な生成技術として、断層合成（ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）の可能性を認識している。この断層合成技術は、たった一つの画像平面地点を得ることに焦点を置いているが、連続的な、平行したシフト又はこの平面の段階化は、カバーされる同様の特性を有する領域を許容するだろう。さらに、このような単一平面の、上述したような同様の範囲における分光学的角度に対する回転は、この単一画像平面におけるオリジナルの鋭さや解像度を保持するだろう。従って、平面の分光学的ペアの段階付けを介して、断層合成技術は、上述した断層撮影的手法の原理を適用するために許容するだろう。
【０００９】
本発明における方法により得られる追加的な利点には、第一可視化を得るために必要な時間が、完全な領域の可視化を得るために必要な時間に比べて、実質的に短いということである。
【００１０】
（好適実施例に関する詳細な説明）
本発明における方法は、一般に、物体に対してＸ線スキャンを行うなどの、常套的な２次元画像化方法を適用することにより開始する。三次元の回転されたＸ線データーセットは、例えば、Ｘ線の「視野方向」の軸に垂直な軸の周りを１８０°にわたって回転するなど、種々の角度に沿った２次元制御を繰り返すことにより得られる。上述の回転角度の、実質的に１８０°以下への減少により、結果的な概観上の質が低下するだろう。一方、回転角度の、実質的に１８０°以上への増加は、より多くの情報を供すべき場合、一般的にコスト面で効果的でない。この分野における独自の文献は、特に、様々な画像を収載する、Ｌ．Ａ．  Ｆｅｌｄｋａｍｐら”Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｃｏｎｅｂｅａｍ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ”、Ｊ．  Ｏｐｔ．  Ｓｏｃ．  Ａｍ．  １巻、６号、６１２〜６１９Ａページ（１９８４年６月）である。参考文には、また、Ｍ．Ｇｒａｓｓら、”Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ＯＢｊｅｃｔｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃ−Ａｒｍ  Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”、Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ、２３巻、３１１〜３２１ページ（１９９９）がある。これらアルゴリズム又はその他の高性能なコンピューターアルゴリズムは、データーセットを、三次元点関連データーセットへと変換する。この三次元データーセットは、物体の三次元画像を表示スクリーンに与えるために即座に使用される。この画像は、シフトや回転など、様々な動きを与えられてもよい。動脈、骨、臓器、及び種々のその他の種類の組織との区別を許容できる物体に関して、可能な限り最良な概観を得るためである。
【００１１】
本発明者は、画像の質における実質的な向上は、空間において、望まない、かつ興味のない地点に関連するこのような情報を切り取り、従って、効果的な可視化条件における主要な向上を許容することにより達成可能であることを認識していた。例えば、骨構造の背後にある組織部分を見ることは、これら骨構造に関連する部分が、切り取りにより排除された際、大いに向上する。同様な考慮は、興味ある領域の背後にある構造に対して適用する。同様の考慮は、３Ｄ−ＭＲＩ、３Ｄ−超音波、３Ｄ−血管造影、３Ｄ−Ｘ線、及びその他の検査など、その他の診断的技術に適用される。
【００１２】
切り取りを使用することは、Ｈｕｓｅｙｉｎ  Ｋｅｍａｌ、”ＩＶＯＲ：  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  ａｎｄ  Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  ｏｆ  ３Ｄ−Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄａｔａ  ｗｉｔｈ  ３Ｄ−Ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ  Ｍａｐｐｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”，  （ｈｔｔｐ：／／ｉｒｅｇｔｌ．ｉａｉ．ｆｚｋ．ｄｅ／ＶＲＴＲＡＩＮ／ｄｉｐｌｏｍａｒｂｅｉｔ．ｈｔｍ）に提示されている。ここでは、三つの相互に垂直なクリッピング平面が使用されている。しかし、第一及び第二クリッピング平面との間の中間聴域に対する制限された画像化領域は、存在する制御内容において、引用したＫｅｍａｌらの技術に比べてより効果的である。
【００１３】
図１は、本発明における方法を実行するための装置である。図１の番号１を参照すると、検討される物体３、例えば、テーブル４に配された、患者などの２次元Ｘ線画像を形成する機能を有する画像化装置を示している。画像化装置１は、Ｘ線源１２、及び、Ｘ線源と互いに相対して配置され、それ自身が、一部のみを記載したスタンド１１に結合された（ｊｏｕｒｎａｌｌｅｄ）円形セクション１０の円弧（Ｃ−ａｒｍなどと呼ぶ）にマウントされた、Ｘ線画像ピックアップ装置１３を含んでいる。Ｃ−ａｒｍ１０自身、一方での垂直軸の周りを回転可能で、他方での両矢印の方向２０における中心部を、例えば、１８０°に渡って、駆動モーター（示していない）によって、回転可能である。この動作の間、画像ピックアップシステム１２、１３における、異なる角度位置から（いくつかを破線で示した）の検査領域３、４で再現する数個のＸ線画像を形成してもよい。Ｘ線画像ピックアップ装置１３は、テレビ線が繋がれたＸ線画像増幅装置であってもよい。これからの出力信号は、メモリー１５へ保存するために、アナログデジタル変換器１４にて、デジタル化される。したがって、検査の最終段階にて、Ｘ線画像の全体のシリーズが保存される。これらＸ線画像は、画像加工ユニット１６によって加工可能である。形成される画像（…Ｄｉ−１、Ｄｉ、Ｄｉ＋１、Ｄｉ＋２…）は、連続的に増加した範囲にわたる画像のシリーズとして、モニター１８上に表示可能である。Ｘ線装置の個々の部材は、連続的に増加した範囲の表示を統括するユニットで構成する調節ユニット１７によって制御可能である。
【００１４】
図２ａ〜２ｅは、種々の範囲を可視化することにより得られる結果を示している。
【００１５】
図２ａは、６０°（中央投射３０°）までの範囲にて、手を可視化したものを示している。
【００１６】
図２ｂは、９０°（中央投射４５°）までの範囲にて、手を可視化したものを示している。
【００１７】
図２ｃは、１２０°（中央投射６０°）までの範囲にて、手を可視化したものを示している。
【００１８】
図２ｄは、１５０°（中央投射７５°）までの範囲にて、手を可視化したものを示している。
【００１９】
図２ｅは、１８０°でのすべての範囲で、中央投射９０°にて完了した手を可視化したものを示している。
【００２０】
特に、図２ａは、全体画像を得るために必要な時間に比較して、限定された時間内に関連する、物体の初期情報を与えている。加えて、手の「隠れた部分」の少なくとも一部は、図２ｅにて見ることが可能である。
【００２１】
図３は、それぞれの中央投射とともに、可視化を得る種々の角度の概観を示している。
【００２２】
もし応用可能ならば、見出される特定の画像化された構造は、反復した利用のためのメモリーに保存されてもよい。医療画像における当業者は、断層合成技術を認識するだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図２ａから２ｅに示したような画像を取得するための装置である
【図２ａ】６０°（中央投射３０°）までの範囲にて、手を可視化したものを示している。
【図２ｂ】９０°（中央投射４５°）までの範囲にて、手を可視化したものを示している。
【図２ｃ】１２０°（中央投射６０°）までの範囲にて、手を可視化したものを示している。
【図２ｄ】１５０°（中央投射７５°）までの範囲にて、手を可視化したものを示している。
【図２ｅ】１８０°でのすべての範囲で、中央投射９０°にて完了した手を可視化したものを示している。
【図３】様々な角度を以て、全体の空間的分光学的画像の進展における、連続したステップの概観を示しており、図２ａから２ｅに示した中間投影に一致している。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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