JP2000224481A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一般的なジオメトリー処理と歪み補正手段を
結合して一工程でこれら２つの処理を行うこと。 【解決手段】 歪み補正テーブル作成部はファントムワ
イヤー画像よりＩ．Ｉ．の構造に起因する透視画像歪み
を補正する全撮影角度毎の補正テーブルを作成して、Ｌ
ＵＴに格納する。現収集画像の撮影角度に対応する補正
テーブルを前記メモリから読み出し、これに回転などの
任意のジオメトリー処理を施し、得られた補正テーブル
のデータをアドレス発生器にセットする。これによっ
て、前記ジオメトリー処理を施された補正テーブルのデ
ータに基づいて、画像メモリに一旦記憶された現収集画
像を読み出す。読み出された画像は前記歪み補正とジオ
メトリー処理が一度になされた画像に成り、これがＤ／
Ａ変換されてモニタに表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検者にＸ線など
の放射線を当てて透視画像を撮像するＸ線診断装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線診断装置において、Ｘ線の照
射量を制御する方法としては、下記に示すような方法が
あった。

【０００３】Ｘ線フイルムを用いる方法の場合、Ｘ線を
照射するＸ線源、被写体、Ｘ線フィルムの順番に配置す
る。被写体とフィルムの間に、半導体検出器又はシンチ
レーティング光ファイバーを配置して、フィルムに入射
するＸ線量をモニターし、入射したＸ線量が所定の値に
達したところでＸ線を遮断する。

【０００４】また、Ｉ．Ｉ．（Image Intensifier)−テ
レビ（ＴＶ）システムの場合、Ｘ線源、被写体、イメー
ジ・インテンシファイア、光学系、ＴＶカメラの順番に
配置する。このシステムでは、Ｘ線管から被検体にＸ線
を曝射し、被検体を透過した透過Ｘ線像をイメージ・イ
ンテンシファイアで光学像に変換し、この光学像をＴＶ
カメラで映像信号に変換してＴＶモニタで前記被検体の
透視像を表示するものである。

【０００５】図１９は、従来のＸ線診断装置の構成例を
示したブロック図である。Ｘ線診断装置は、Ｘ線を曝射
する管球１、人体などの被検体２、透過Ｘ線像を光学像
に変換するイメージ・インテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）
３、光学像を映像信号にするＴＶカメラ４、管球１の動
作を制御するＸ線コントローラ５、Ｃアーム／寝台６、
管球１の動作に合わせＴＶカメラ４の動作を制御するタ
イミング制御部７、装置全体の制御を司るＣＰＵ８、こ
のＣＰＵ８が動作するためのワーキングメモリであるメ
モリ９、ＴＶカメラ４からの映像信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換部１０、ＴＶカメラ４で撮像した透
視画像の処理を行う画像処理部１１、Ｉ．Ｉ．−ＴＶシ
ステムで撮像した透視画像の歪みを補正するためのデー
タを一覧とした歪み補正テーブルを作成する歪み補正テ
ーブル作成部１２、デジタル透視画像をアナログの映像
信号に変換するＤ／Ａ変換部１３、アナログの映像信号
を画面に表示するモニタ１４を有している。また、上記
画像処理部１１は汎用画像処理部１１１と歪み補正処理
部１１２から成っている。

【０００６】図２０は図１９に示した画像処理部１１の
詳細構成例を示したブロック図である。画像処理部１１
は、画像メモリ１１１１、アドレス発生器１１１２、画
像の回転や拡大処理を行なうジオメトリー処理部１１１
３、補間処理部１１１４、ノイズリダクション処理部１
１１５、階調変換処理部１１１６、コントラスト強調処
理部１１１７、エッジ強調処理部１１１８、歪み補正処
理部１１２、補間処理部１１２１を有している。

【０００７】次に上記した従来例の動作について説明す
る。Ｘ線コントローラ５はＸ線曝射のタイミングや画像
処理に関する種々のタイミングを発生／制御し、このＸ
線コントローラ５により、Ｘ線管１は被検体２にＸ線を
曝射する。イメージ・インテンシファイア３は被検体２
の透過Ｘ線を検出して光学像に変換する。ＴＶカメラ４
は光学系を経由してきた前記光学像を映像信号に変換す
る。この映像信号はＡ／Ｄ変換部１０に入力され、ディ
ジタルＸ線画像信号に変換されてから後段の歪み補正テ
ーブル作成処理部１２及び画像処理部１１に入力され
る。

【０００８】歪み補正テーブル作成部１２は透視画像の
実収集時に必要な補正テーブルを作成する為のものであ
り、実収集時には使用しない。この場合、補正テーブル
作成作業では、実収集を行う前に、予め、補正テーブル
作成に必要な画像を収集する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のＩ．Ｉ．−ＴＶシステムでは、イメージ・インテ
ンシファイア３の表面の構造上及び地磁気等に起因する
歪みから画像が幾何学的に歪んだ画像が得られてしまう
ことが知られている。この幾何学的な歪み補正の方法に
関しては、既に幾つかの特許が出願済み（特願平９−３
１５１７４、特願平８−１６２１４５）である。この方
法は、事前処理として格子状のワイヤー・ファントム画
像の歪み分布をソフトウェア等で自動的に計測し、その
結果（補正テーブル）をリアルタイム収集画像に反映す
るというもので、図１９に示した従来例の歪み補正テー
ブル作成部１２も、上記した方法を用いて、補正テーブ
ルを作成している。

【００１０】このように補正テーブルを用いて前記幾何
学的な歪み補正を施し、更に、回転や拡大などのジオメ
トリー処理を施す場合、幾何学的な処理を２回行わなけ
れば成らず、処理に時間が掛かると共に、誤差分の混入
も２回となって、画像品質が悪化する恐れがあった。

【００１１】ところで、近年、回転ＤＳＡ（Digital Su
btraction Angiography)が施行されている。この回転Ｄ
ＳＡに限って言えば、収集画像の全てを補正するには非
常に多くの収集角度毎の補正テーブル（テーブルデー
タ）が必要となり、現実的ではない。また、全ての収集
角度毎の歪み分布抽出は自動計算により行われると言っ
ても、計測／計算の為に多大なインストール時間を費や
さねばならない。

【００１２】また、Ｘ線断層撮影は、Ｘ線を連続的に曝
射しつつ、例えばイメージ・インテンシファイア３を管
球１と平行且つ逆方向に患者の周り２０度もしくは４０
度程度動かし、得られたＸ線画像を全て単純加算するこ
とにより、フォルクラム面での断層画像を再生してい
る。しかし、画像中心付近では割と鮮明な画像を得るこ
とが出来るが、画像周辺部は不鮮明であることが多い。
その為、何らかの濃度斑補正手段を講じる必要がある。
また、この断層撮影においてもイメージ・インテンシフ
ァイア３の画像に歪みが存在するため、これについても
幾何学的な補正が必要であるが、従来例による歪み分布
の抽出では処理に多大な時間を要するという問題があっ
た。

【００１３】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、回転ＤＳＡにお
いては、任意角度間隔毎に補正テーブルを持つだけで全
撮影角度におけるＩ．Ｉ．の構造に起因する歪み補正を
リアルタイムに行ことができ、また、一般的なジオメト
リー処理と前記歪み補正処理を結合して一工程でこれら
２つの処理を行うことができ、更にＸ線断層撮影時に於
いても、Ｉ．Ｉ．構造に起因する歪み補正処理を行うこ
とができ、その上、画像周辺部の濃度斑を補正すること
ができるＸ線診断装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の特徴は、Ｘ線源から曝射されたＸ線を
被検体に透過させることにより得られる透過Ｘ線像をイ
メージ・インテンシファイアで光学像に変換し、この光
学像をテレビカメラで映像信号に変換し、テレビモニタ
に前記被検体の透視画像を表示するＸ線診断装置におい
て、前記イメージ・インテンシファイアの構造に起因す
る画像歪みを補正するテーブルデータを作成する補正デ
ータ作成手段と、この補正データ作成手段により作成さ
れたテーブルデータに任意のジオメトリー処理を施すジ
オメトリー手段と、収集された前記光学像のデジタル映
像信号を前記テーブルデータに従って補正する画像補正
手段とを備えたことにある。

【００１５】この第１の発明によれば、収集した透視画
像に対して歪補正に、回転とか拡大等のジオメトリー処
理を施す必要がある場合、対応する角度の歪み補正用テ
ーブルデータそのものに、必要なジオメトリー処理を施
した後、このテーブルデータを用いて収集した画像の座
標を変換する。これにより、イメージ・インテンシファ
イアの構造に起因する画像歪みと、前記必要なジオメト
リー処理が同時になされ、得られた画像は前記歪みが補
正され、且つ、拡大などの処理がなされたものと成る。

【００１６】第２の発明の特徴は、前記画像変換手段
は、補正データ作成手段により作成されたテーブルデー
タに任意のジオメトリ処理を施した後、収集された前記
光学像のデジタル映像信号を前記ジオメトリ処理された
テーブルデータに従って変換することにある。

【００１７】第３の発明の特徴の収集された光学像の撮
影角度に対応するテーブルデータがない場合、前記撮影
角度の近傍の撮影角度に対応するテーブルデータに補間
処理を施して、収集された画像の撮影角度に対応するテ
ーブルデータを作成することにある。

【００１８】この第３の発明によれば、当初作成して保
持しておく、歪み補正用のテーブルデータは全撮影角度
毎でなく、疎らな任意の撮影角度間隔毎であるため、作
成する補正用のテーブルの数を削減でき、処理時間を短
くすることができ且つ、前記テーブルデータを保持する
メモリなどの容量を小さくすることができる。

【００１９】第４の発明の特徴の前記補正データ作成手
段は、前記撮影角度の近傍の撮影角度に対応するテーブ
ルデータを極座標補間して収集された画像の撮影角度に
対応するテーブルデータを作成することにある。

【００２０】この第４の発明によれば、前記撮影角度の
近傍の撮影角度に対応するテーブルデータの回転中心を
求め、この回転中心を中心として必要な撮影角度のテー
ブルデータが得られるように極座標補間することによ
り、精度の高い補間を行うことができ、必要な撮影角度
のテーブルデータを精度良く得ることができる。

【００２１】第５の発明の特徴の前記補正データ作成手
段で補正データを作成する際、近接する既に作成された
テーブルデータからそれぞれ対応する点を求め、それぞ
れの点から一定範囲内だけを探索することにより新たな
補正データを作成することにある。

【００２２】第６の発明の特徴は、Ｘ線源からＸ線を被
検体に曝射しながらＸ線源とＸ線検出器を被検体の周り
１００度未満回転することにより得られた複数のＸ線透
視画像からＸ線断層画像を得るＸ線診断装置において、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器に関する空間的位置関係を
取得する測定手段と、前記得られた空間的位置情報に基
づいて、前記Ｘ線透視画像の濃度斑の補正を行う濃度補
正手段とを備えたことにある。

【００２３】この第６の発明によれば、例えば、Ｘ線が
イメージ・インテンシファイアなどのＸ線検出器面に入
射される入射角度や、Ｘ線軌跡長の相違で前記濃度斑が
生じるため、前記入射角度とＸ線軌跡長の相違による濃
度斑を補正する補正係数をそれぞれ画素毎に求め、これ
ら補正係数を画素毎の画像データに掛けることにより、
前記Ｘ線透視画像の濃度斑の補正が行なわれる。

【００２４】第７の発明の特徴の前記濃度補正手段は、
前記得られた空間的位置情報に基づいて、前記Ｘ線源か
らのＸ線の曝射量を調整するか、若しくは、前記Ｘ線源
からのＸ線の曝射間隔や前記Ｘ線源の移動速度を調整す
ることにある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明のＸ線診断装置の
第１の実施の形態を示したブロック図である。Ｘ線診断
装置は、Ｘ線を曝射するＸ線管球（以降単に管球と称す
る）２１、人体などの被検体２２、透過Ｘ線像を光学像
に変換するイメージ・インテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）
２３、光学像を映像信号にするＴＶカメラ２４、管球２
１の動作を制御するＸ線コントローラ２５、Ｃアーム／
寝台２６、管球２１の動作に合わせＴＶカメラ２４の動
作を制御するタイミング制御部２７、装置全体の制御を
司るＣＰＵ２８、このＣＰＵ２８が動作するためのプロ
グラムやデータを記憶するメモリ２９、ＴＶカメラ２４
からの映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部
３０、ＴＶカメラ２４で撮像した透視画像に歪み補正や
各種処理を施す画像処理部３１、実収集画像を格納する
画像メモリ３２、デジタル透視画像をアナログの映像信
号に変換するＤ／Ａ変換部３３、アナログの映像信号を
画面に表示するモニタ３４を有している。

【００２６】図２は図１に示した画像処理部３１の詳細
構成例を示したブロック図である。実収集画像を格納す
る画像メモリ（画像ストレージデバイス）３２、画像メ
モリ３２から画像データを読み出すためのアドレス発生
器３１１、イメージ・インテンシファイアの表面の幾何
学的歪みに起因した画像の歪みを補正する歪み補正テー
ブル作成部３１２、歪み補正テーブルの補間を行なう補
間処理部３１３、画像の回転、拡大、縮小などの幾何学
的な処理を行なうジオメトリー処理部３１４、画像のノ
イズを低減する処理を行なうノイズリダクション処理部
３１５、画像のコントラストを強調する処理を行なうコ
ントラスト強調処理部３１６、画像の階調を変換する階
調変換処理部３１９及び画像の縁を強調する処理を行な
うエッジ強調処理部３２０及び歪み補正テーブルを専用
に格納するルックアップテーブル（ＬＵＴ）３２１を有
している。

【００２７】次に本実施の形態の動作について説明す
る。Ｘ線コントローラ２５はＸ線曝射のタイミングや画
像処理に関する種々のタイミングを発生／制御し、この
Ｘ線コントローラ２５により、管球２１は被検体２２に
Ｘ線を曝射する。イメージ・インテンシファイア２３は
被検体２２の透過Ｘ線を検出して光学像に変換する。Ｔ
Ｖカメラ２４は光学系を経由してきた前記光学像を映像
信号に変換する。この映像信号はＡ／Ｄ変換部３０に入
力され、ディジタルＸ線画像信号に変換されてから後段
の画像処理部３１に入力される。

【００２８】画像処理部３１の歪み補正テーブル作成部
３１２は透視画像の実収集時に必要な補正テーブルを作
成する為のものであり、実収集時には使用しない。この
場合、補正テーブル作成作業は実収集を行う前に、予
め、補正テーブル作成に必要な画像を収集しておく必要
がある。以下にその具体例を示す。

【００２９】歪み補正テーブル作成部３１２は補正テー
ブル作成の為の被検体として、格子状の例えば図６に示
すようなワイヤーファントムを使用する。この格子状被
検体を用いて、検査に必要な撮影角度、ＳＩＤ（管球１
とＩ．Ｉ．間の距離）、イメージ・インテンシファイア
のサイズ毎に撮影を行う。

【００３０】次に収集されたファントム画像中の格子点
位置を割り出す。格子点の割り出しは歪み補正テーブル
作成部３１２により図３のフローチャートに示した処理
により行われる。

【００３１】先ず、収集された画像は中心部が明るく画
像の周辺部に行くほど暗くなるといっ濃度斑が存在する
為、ステップ３０１にて、濃度斑の補正を行う。次に、
濃度斑を補正した収集画像に対し、ステップ３０２に
て、垂直方向のみ及び水平方向のみぼけ処理を施した２
つのぼけ画像を作成する。ステップ３０３にて、それぞ
れのぼけ画像に対し閾値処理によって垂直方向及び水平
方向のワイヤー成分を抽出する。これによって、ワイヤ
ー成分とそうで無い成分で構成される２値化された２つ
の画像が作成される。更にステップ３０４にて、これら
の２値画像に対し細線化処理を施す。ステップ３０５に
て、この２つの細線化画像の論理積をとることにより、
格子点位置を計測する。最後にステップ３０６にて、画
像外縁部に対する格子点の外挿処理を行うことにより、
全ての格子点位置を詳細に把握する。

【００３２】前記の作業により格子点上の位置関係に限
っては、歪んだ収集画像と補正画像間の位置の対応関係
が決められる。しかしながら、格子点上にない画素につ
いては上記２画像間の位置関係は未だ決定されていな
い。そこで既に対応関係が決定されている格子点を利用
し、補間処理部３１３による４点近傍線形補間の様な補
間処理を用いて残りの画素の対応関係を導出する。以上
の処理により画像中の全画素に関する対応関係が決定さ
れ、歪み補正テーブル作成部３１２にて歪み補正テーブ
ルが作成される。

【００３３】この歪み補正テーブルは前記した様に、撮
影角度、ＳＩＤ、イメージ・インテンシファイアのサイ
ズにより異なる為、必要に応じた歪み補正テーブルを予
め作成しておく。これら一連の補正テーブル作成作業は
上記の様に専用のハードウェア（歪み補正テーブル作成
部３１２）を利用して行っても良いし、ＣＰＵ（ソフト
ウェア）８によって計算して作成しても良い。最後に作
成されたこれらの歪み補正テーフルはシステム内のメモ
リ２９に格納される。

【００３４】さて、本例の目的のひとつは汎用的な画像
処理の１つであるジオメトリー処理部３１４によるジオ
メトリー処理と、上記した歪み補正処理部３１２による
歪み補正処理を一工程で実行することである。ここでは
ジオメトリー処理として代表的な線形１次変換であるａ
ｆｆｉｎｅ変換を考える。ａｆｆｉｎｅ変換の概念は下
式で表すことが出来る。

【００３５】

【数１】 ここで（Ｘｎ、Ｙｎ）は変換後の画像座標、（ｘｎ、ｙ
ｎ）は変換前の画像座標を表す。ａｆｆｉｎｅ変換を用
いた一般的なジオメトリー処理は上式の概念をハードウ
ェア若しくは、ソフトウェアにて具体化することにより
実現される。本例では、変換前の画像座標の代わりに予
め作成された歪み補正テーブルを使用する。図４はこの
歪み補正テーブルの一例である。

【００３６】上記のように、歪み補正テーブルの（ｘ
ｎ、ｙｎ）に例えば回転などのジオメトリー処理を施す
ことは、先に歪み補正処理を施した後、例えば回転など
のジオメトリー処理を施すということと等価的な操作と
なる。

【００３７】先ず、ＣＰＵ２８が画像処理パラメータを
ジオメトリー処理部３１４にセットする。これらのパラ
メータのセッティングは被検体２２の透視画像の実収集
前に行われるか、若しくは実収集中の時はビデオ信号の
ブランキング期間を利用して行われ、複数処理に関する
パラメータのセッティングが可能である。本例の歪み補
正処理とジオメトリー処理の合成処理に関しては上式で
示した様なａｆｆｉｎｅ変換に関するパラメータ（ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｃ、ｆ）がセットされる。

【００３８】次に撮影角度、イメージ・インテンシファ
イアのサイズ、ＳＩＤの様な収集条件に基き、予め用意
された歪み補正テーブル群の中から条件に合った補正テ
ーブルを選択する。これには選択した補正テーブルをそ
の都度メモリ２９から読み出しても良いし、処理速度の
向上を図るなら選択した歪み補正テーブルを格納する為
のルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）３２１を本例の
ように設けても良い。

【００３９】以下、ジオメトリー処理部３１４は補正テ
ーブルを参照しながら上記したように任意のジオメトリ
ー変換を行い、座標に関する新たな対応関係を導出す
る。この新たな対応関係はアドレス発生器３１１に送ら
れる。

【００４０】一方、収集画像は画像メモリ３２上に一旦
格納される。次に、画像メモリ３２上に格納された収集
画像を基に補間処理部３１３にて補間処理を施す。この
際、画像デ一タの読み出しに必要なアドレス情報はアド
レス発生器３１１が発生する。

【００４１】これにより、画像メモリ３２から読み出さ
れた画像は、読み出された時点で、イメージ・インテン
シファイアによる画像歪みの補正と回転などのジオメト
リー処理が一度になされた画像となる。必要があれば、
次段の画像処理の為に画像メモリ３２ヘ処理済みの画像
を書き込み、任意の画像処理を引き続き実行する。任意
の画像処理が施された画像はＤ／Ａ変換部３３を経由し
てモニタ３４に出力される。

【００４２】本実施の形態によれば、イメージ・インテ
ンシファイアによる画像歪みを補正するための補正テー
ブルに任意のジオメトリー処理を施しておき、この補正
テーブルによって、実収集画像に補正を施せば、イメー
ジ・インテンシファイアによる画像歪み補正と任意のジ
オメトリー処理を同時に行なうことができる。これによ
り、画像に対する補正処理が１回で済むので、画像デ一
タに混入する誤差分を小さくすることができ、品質の良
好な透視画像を得ることができる。

【００４３】また、補間処理用のハードウェア・リソー
スが１つで済むため、回路規模を小さくでき、装置を小
型安価にすることができる。更に、２つの別々の工程で
行つていた処理をーつの工程で一気に処理できる為、処
理時間を短縮化することができる。

【００４４】次に上述した本発明のＸ線診断装置の第１
の実施の形態の変形例について説明する。但し、この場
合は第１の実施の形態で示したハードウェア構成例をそ
のまま適用出来るため、図１、図２に示した構成を借用
して説明する。歪み補正テーブルは収集時の角度、ＳＩ
Ｄ、イメージ・インテンシファイアのサイズの様な収集
条件に依存する。また、ジオメオリ処理に関するパラメ
ータは、患者に対するＣアーム／寝台２６のアクセス方
向が変更されたという状況等が生じない限り、透視画像
収集中は殆ど固定されたままである。このことを利用す
れば、収集条件によって選択された歪み補正テーブルそ
のものに必要なジオメトリー変換情報を付加し、新たな
歪み補正テーブルとして作成するという方法を講じるこ
とができる。

【００４５】即ち、透視画像の収集条件によって選択さ
れた歪み補正テーブルをメモリ２９若しくはＬＵＴ３２
１より呼び出し、その補正テーブルそのものをジオメト
リー処理部３１４により回転等の特定のジオメトリー処
理をする。更にこのジオメトリー処理された新規補正テ
ーブルを図中のＬＵＴ３２１に格納する。この情報はア
ドレス発生器３２１に送られ、歪み補正処理の際の画像
の呼び出しに必要なアドレス情報をセットする。これに
より、画像メモリ３２から読み出された画像は、読み出
された時点で、イメージ・インテンシファイアによる画
像歪みの補正及び回転などの特定のジオメトリー処理さ
れた画像となる。

【００４６】本実施の形態によれば、ジオメトリー処理
された新規補正テーブルを用いるため、その後、ジオメ
トリー処理を行なう必要がなくなり、第１の実施の形態
と同様の効果がある上に、一度ジオメトリー処理すれ
ば、実収集時は、これを行なう必要がないため、更に処
理時間を短縮化することができる。

【００４７】ところで、回転ＤＳＡの場合、冒頭の従来
技術のところでも指摘した様に、各収集画像の幾何学的
な歪みを補正するには全撮影角度毎の歪み補正テーブル
が必要となる。この場合、上記した第１及びその変形の
実施の形態で示した様に全撮影角度毎にワイヤーファン
トム像を収集して順次、歪み補正テーブルを作成しても
良いが、これは非現実的である。その理由は、全撮影角
度に加えて、ＳＩＤやイメージ・インテンシファイア・
サイズというパラメータも存在しているため、莫大な数
の補正テーブルを用意する必要がある上、それらをシス
テムにインストールするまでに莫大な時間がかかるから
である。

【００４８】次に本発明のＸ線診断装置の第３の実施の
形態について説明する。但し、この場合は第１の実施の
形態で示したハードウェア構成例をそのまま適用出来る
ため、図１、図２に示した構成を借用して説明する。一
般的には収集する角度の間で疎らに画像収集を行って歪
み分布を計測し、その間は付近のデ一タを用いて補間す
ることが考えられる。補間法としては、近傍点置換法や
２次元線形補間法が用いられているが、Ｓ字歪みの発生
原理から考えると、それらの補間法では誤差が大きくな
る。

【００４９】そこで、本例では、回転ＤＳＡ収集の場
合、図５のフローチャートに示すような方法により補間
時の誤差を少なくしている。先ず、ステップ５０１に
て、ある任意の角度間隔毎にワイヤー・ファントム画像
を収集し、次にステップ５０２に進み、図３に示した処
理と同様の処理で各収集画像上での格子点位置を詳細に
測定する。次にステップ５０３に進み、前記任意の角度
間隔毎に歪み補正テーブルを作成し、それをメモリ２９
に格納する。

【００５０】ここで、イメージ・インテンシファイアの
検出面以外は磁気シーシールドされており、磁気はイメ
ージ・インテンシファイア前面より入射する。その時、
電子ビ−ムの進行方向とのなす角が大きければ、大きい
力が電子ビ−ムにかかる。

【００５１】その結果、図６に示すように、画像面上で
は歪み分布が恰も回転している様に変化する。そこで、
前記したような１次線形補間の代わりに極座標補間を実
施する。極座標の原点は歪み分布の回転中心である。ス
テップ５０４では、この回転中心を求めている。但し、
歪み分布の回転中心は必ず画面中央に固定されると近似
的に仮定しても良し、図７に示したような作業で中心点
を算出しても良い。

【００５２】以下、前記回転中心を求める方法について
説明する。隣り合う歪み分布同士において、任意の矩形
領域について対角線を引くと、互いに対応した対角線同
士により２つの交点が得られる。この２つの交点で構成
する線分上の中点を導出し、この中点を歪み分布の回転
中心とする。この歪み分布の回転中心は各々の隣り合っ
た歪み分布同士について算出しておく。

【００５３】上記した前処理をした後、回転ＤＳＡの透
視画像の実収集が図８のフローチャートに示すような手
順で行なわれる。まず、ステップ８０１にて、任意の角
度で被検者２２の透視画像の実収集を開始する。ステッ
プ８０２にて、この時の収集角度、ＳＩＤ．Ｉ．Ｉ．サ
イズの諸条件に合うに補正テーブルがＬＵＴ３２１内に
存在するかどうか検索する。

【００５４】もし、ステップ８０３にて、存在すると判
明すれば、ステップ８０７に進んで、歪み補正テーブル
作成部３１２はその補正テーブルを用いて歪み補正処理
を行う。

【００５５】もし、ステップ８０４にて、存在しないと
判明すれば、ステップ８０５にて、ＬＵＴ３２１の補正
テーブルの中から最寄りの収集角度の補正テーブルを選
択する。次にステップ８０６にて、選択した補正テーブ
ルに補間処理部３１３による極座標補間処理をして、現
収集角度に合致した補正テーブルを作成する。この極座
標補間処理の際は前もって図５のステップ５０４にて算
出した極座標原点（回転中心点）を使用する。以降は第
１の実施の形態で示した様な処理の流れで、収集画像を
処理し、それを格納して表示する。

【００５６】本実施の形態によれば、ある任意の角度間
隔毎にワイヤー・ファントム画像を収集し、任意の角度
間隔間だけの補正テーブルを持ち、間の角度については
極座標補間処理を実施して、現収集条件用の歪み補正テ
ーブルを作成することによって、Ｉ．Ｉ．の画像歪みを
補正することができる。これにより、前記歪み補正のた
めの計測や計算を大幅に削減することができ、処理時間
を短縮化することができる。しかも、単純な１次線形補
間法よりも高精度な極座標補間処理を実施しているた
め、補間時の誤差を少なくすることができ、精度の高い
歪み補正を行なうことができる。

【００５７】その上、予め計測するデ一タ量を減らすこ
とが出来るので、データのインストール時間を短縮する
ことができ、更に、システム内に前もって格納しておく
べきテーブルデータ量も減るので、メモリ２９やＬＵＴ
３２１などの余分なハードウェア・リソースが不要にな
り、回路規模を小さくでき、装置を安価にすることがで
きる。

【００５８】従って、本発明は回転ＤＳＡ収集に限ら
ず、多くの歪み補正テーブルを前もつてシステムにイン
ストールしておく必要がある場合について適用すること
が出来、同様の効果を得ることができる。

【００５９】次に本発明のＸ線診断装置の第４の実施の
形態について説明する。但し、この場合は第１の実施の
形態で示したハードウェア構成例をそのまま適用出来る
ため、図１、図２に示した構成を借用して説明する。本
例は、回転ＤＳＡに於ける歪み分布は撮影角度に対する
依存性が強い。そこで、前回の角度の計測済みである歪
み分布を利用し、計測済みの歪み分布の交点付近のみを
検索し、現撮影角度の歪み分布を導出して、処理量の削
減を図ったものである。

【００６０】即ち、前回の収集角度の歪み補正テーブル
より、格子点が存在する座標を得る。これは補正テーブ
ルに変換する前の歪み分布デ一タを利用しても良い。こ
の座標情報を元に、新たに収集された歪みのあるワイヤ
ー・ファントム画像上に図９に示すように、前回の格子
点を含む所定領域についての処理ＲＯＩ（図中白抜きの
部分）を設置する。この設置したＲＯＩ内についてのみ
パターンマッチング等の格子点位置を決定する方法を適
用し、これにより、新収集ファントム画像上の任意の格
子点位置を把握する。

【００６１】従って、歪み補正テーブル作成部３１２は
上記作業を繰り返し、全格子点位置を取得して歪み分布
を得る。その後、補間処理を行い、歪み補正テーブルを
作成する。

【００６２】また、ＲＯＩ内の格子点位置を決定する方
法として、クロスフィルターを用いたパターン・マッチ
ングによって格子点位置の決定を行っても良い。クロス
フィルターは格子形状に併せて経験的に複数種類用意し
ても良いし、以下述べる様な単純な正クロスフィルタ一
を用いた閾値パターン・マッチングでも良い。

【００６３】図１０は正クロスフィルターによる閾値パ
ターン・マッチングの処理の流れを示したフローチャー
トである。歪み補正テーブル作成部３１２はステップ１
０１にて、前回収集した角度の補正テーブルの中から格
子点が存在する座標を取得する。ステップ１０２にて、
新たに収集された歪みのあるワイヤー・ファントム画像
において、上記格子点が存在する画像に処理ＲＯＩを設
置する。その後、ステップ１０３に進んだ場合は従来法
のパターンマッチングなどを用いて、格子点位置を決定
した後、ステップ１０５に進む。

【００６４】一方、ステップ１０４に進んだ場合は、任
意のクロスフィルターを用いたパターン・マッチング処
理による格子点位置の決定を行なう。ここで、正クロス
フィルタの一例を図１１に示し、ＲＯＩにより切り出さ
れた領域を図１２に示す。

【００６５】ここで、ステップ１０４の処理を更に詳し
く説明すると、設置された処理ＲＯＩ内について、正ク
ロスフィルターとＲＯＩによって切り出された画像領域
の論理積をとる。これにより、その画像領域中のワイヤ
ー成分とフィルターが重なり合う画素の数が把握でき
る。この作業をＲＯＩ内に於いて１画素ずつずらしなが
ら、重なり合う画素数を順次求めていく。全てについて
この作業が終了したならば、最大の重複画素数が得られ
た時の正クロスフィルターの中心位置に格子点が存在す
ると考えることが出来る。その後、ステップ１０５に進
み、格子点位置の詳細な測定を行なう。

【００６６】本実施の形態によれば、上記した一連の作
業を繰り返すことにより、新たに収集された歪み画像に
関する歪み分布を得ることが出来、更に、新たに収集す
る度にこの方法を講じて行けば、短時間で次々と全収集
角度の歪み補正テーブルを作成していくことが出来る。
また、ディジタル断層撮影収集に於いては収集角度が深
くなるにつれて図１２に示すように歪み分布が変形する
為、ステップ１０３の従来法だけでは抽出が困難である
が、ステップ１０４で示した方法を用いることにより、
ディジタル断層撮影についても、本例を適用することに
より、ディジタル断層用の歪み補正テーブルを作成する
ことができ、Ｉ．Ｉ．の構造に起因する断層像の歪みを
補正することができる。

【００６７】図１３は本発明のＸ線診断装置の第５の実
施の形態を示したブロック図である。本例のＸ線診断装
置は濃度班補正部３１７、画像加算部３１８を備え、デ
ィジタル断層撮影時の濃度斑補正機能を備えている。他
の構成は図１に示した第１の実施の形態と同様である。

【００６８】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図１４はディジタル断層撮影の概念を説明する図で
ある。ここでは説明を簡単にするため、Ｘ線源とＩ．
Ｉ．が平行且つ逆方向に移動しつつデータ収集する場合
を例に用いる。Ｘ線管球２１から曝射されるＸ線を複数
の角度から被検体２２に照射し、これをＸ線検出器３５
で受光することにより、その透視画像を撮影する。以
下、図１５を用いてディジタル断層撮影時の濃度斑補正
方法について説明していく。

【００６９】先ず、補正にあたり、基準値としてＳＩＤ
が最小値をとる撮影位置のＳＩＤ（＝ｍ）と検出面長
（＝ｄ）を採用する。任意の撮影位置で収集された画面
の或る画素位置に於けるＸ線軌跡と検出面１３２が為す
角度をθとする。また、補正面（濃度斑補正の際の概念
的な検出面。ＳＩＤ線ｍｌと直交する。）１３１と検出
面１３２がなす角度をφとする。

【００７０】Ｘ線の検出器面１３３への入射角度に起因
する濃度斑の補正は、この補正面長ｄｌと基準撮影位置
の検出面長ｄより算出された補正係数により補正するこ
とが出来る。補正面長ｄｌは予め正確に求めて良いが、
角度θを用いて近似的に次式で表しても良い。

【００７１】 ｄｌ＝ｄ＊ｃｏｓφ＝ｄ＊ｃｏｓ（π／２−θ） 従って、入射角度に対する補正係数αは次式で表され
る。

【００７２】α＝ｄ／ｄｌ＝１／ｃｏｓ（π／２−θ） この補正係数αを各画素に対して掛けることにより補正
がなされる。

【００７３】また、イメージ・インテンシファイアの様
に検出器面１３３が図１６に示すように構造的に歪んで
いるケースも考えられる。この時は或る画素位置に於け
る接線とその位置のＸ線軌跡がなす角度（θ´）を求
め、上式においてθの代わりにθ´を用いれば良い。

【００７４】次に、Ｘ線軌跡長の相違に起因する濃度斑
の補正について述べる。Ｘ線の強度は距離の２乗に反比
例することを利用する。図１５中のｍｌは次式で求める
ことが出来る。

【００７５】ｍｌ＝ｍ／ｓｉｎθ 従って、Ｘ線軌跡長の相違に起因する濃度斑の補正係数
βは、β＝ＩＸ／ｍ²÷（ＩＸ／ｍｌ²）＝ｍｌ²／ｍ²＝
１／ｓｉｎ²θとなる。

【００７６】但し、ＩＸはＸ線管球の曝射口付近でのＸ
線強度である。この補正係数を任意撮影位置の各画素毎
に求めて補正を行う。従って、濃度斑補正としては、こ
のαとβの２つの補正係数を各画素にかけることにより
行うことが出来る。また、検出器面１３３を任意角度に
傾けることが出来る検出器１３１を用いる場合は（平面
検出器３５の１つのバリエ一ションとして、この様な検
出器１３１も考えられるので、）Ｘ線軌跡に関する補正
だけを施せばよい。この場合、検出面１３２に対する検
出器３５の傾き角度情報と撮影位置に応じて、図１７に
示した線分ＢＣ及びＡＣの長さを求める手段を設けて
（若しくは、予め事前情報として持っておく）、ｍｌを
算出すれば良い。

【００７７】更に、Ｘ線軌跡の相違に起因する濃度斑補
正に関しては、図１８に示すように、フォルクラム面１
３４に投影したＸ線管球像の位置情報に基づいて、Ｘ線
量の調整を行っても良い。この場合は各撮影画像に対し
て或る補正係数を画像全体に一律にかけることと等価的
な補正処理となる。

【００７８】また、フォルクラム面１３４に投影したＸ
線管球像が等間隔になる様にＸ線の曝射間隔やＸ線管球
２１の移動速度を調整しても良い。この場合も上記の様
に収集画像に対して或る一律の補正をなしたことと等価
になる。これを実施した上で、上記で述べてきた様なＸ
線軌跡に対する補正（補正係数βを画素毎に求めてかけ
る）や入射角度に対する補正（補正係数αを各画素、毎
に求めてかける）を実施すれば、より正確な濃度斑補正
を実施することが出来る。

【００７９】また、フオルクラム面１３４で等間隔なＸ
線管球投影像が得られない場合は、フオルクラム面１３
４で隣接するＸ線管球２１間の距離と補正係数（＝γ）
との積が全撮影方向で一定になる様に各撮影位置での補
正係数を決定し、各画像にその補正係数（＝γｎ）をか
けても良い。これを実施した上で上記で述べてきた様な
補正係数α、βによる補正を施せば、より正確な濃度斑
補正を実施することが出来る。

【００８０】γｎ＝ｄｎ／Ｃｏｎｓｔ γｎは各撮影位置で画像中の全画素に対し、一律にかけ
る補正係数、ｄｎは隣接するＸ線管球投影像間の距離で
ある。ｃｏｎｓｔ．は任意。

【００８１】本実施の形態によれば、断層撮影によるフ
ォルクラム面１３４での断層画像に対して濃度班補正を
施すことにより、画像周辺部も鮮明な断層画像を再生す
ることができる。

【００８２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のＸ
線診断装置によれば、回転ＤＳＡにおいては、任意角度
間隔毎に補正テーブルを持つだけで全撮影角度における
Ｉ．Ｉ．の構造に起因する歪み補正をリアルタイムに行
ことができると共に、インストール時間の短縮化が図る
ことができる。また、一般的なジオメトリー処理と前記
歪み補正処理を結合して一工程でこれら２つの処理を行
うことができ、現状より少ないリソースで処理を実現出
来る。また、デ一タ補間作業が１度で済む為、画素値に
混入される誤差の影響を従来より低減することが出来
る。更にＸ線断層撮影時に於いても、Ｉ．Ｉ．の構造に
起因する透視画像歪みを補正することができると共に、
画像周辺部の濃度斑を精度良く補正することができ、周
辺部の画質向上、更に歪みのない鮮明な画像を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線診断装置の第１の実施の形態を示
したブロック図である。

【図２】図１に示した画像処理部の詳細構成例を示した
ブロック図である。

【図３】ファントム画像中の格子点位置を割り出す処理
を示したフローチャートである。

【図４】歪み補正テーブルの一例を示した表図である。

【図５】歪み補正テーブルの補間を行う前処理を示した
フローチャートである。

【図６】ワイヤーファントムの歪み分布を示した図であ
る。

【図７】ワイヤーファントムの中心を求める方法を示し
た説明図である。

【図８】歪み補正テーブルの補間処理を示したフローチ
ャートである。

【図９】ワイヤーファントム画像上に設定されたＲＯＩ
の一例を示した図である。

【図１０】正クロスフィルターによる閾値パターン・マ
ッチングの処理の流れを示したフローチャートである。

【図１１】正クロスフィルターの一例を示した図であ
る。

【図１２】ＲＯＩにより切り出された領域例を示した図
である。

【図１３】本発明のＸ線診断装置の第５の実施の形態を
示したブロック図である。

【図１４】ディジタル断層撮影の概念を説明する図であ
る。

【図１５】ディジタル断層撮影時の濃度班補正方法を説
明する図である。

【図１６】ディジタル断層撮影時の濃度班補正方法を説
明する他の図である。

【図１７】ディジタル断層撮影時の濃度班補正方法を説
明する更に他の図である。

【図１８】ディジタル断層撮影時の濃度班補正方法を説
明する更に他の図である。

【図１９】従来のＸ線診断装置の構成例を示したブロッ
ク図である。

【図２０】図１９に示した画像処理部の詳細構成例を示
したブロック図である。

【符号の説明】

２１ Ｘ線管球 ２２ 被検体 ２３ イメージ・インテンシファイア ２４ ＴＶカメラ ２５ Ｘ線コントローラ ２６ Ｃアーム／寝台 ２７ タイミング制御部 ２８ ＣＰＵ ２９ メモリ ３０ Ａ／Ｄ変換部 ３１ 画像処理部 ３２ 画像メモリ（画像ストレージ・デバイス） ３３ Ｄ／Ａ変換部 ３４ モニタ ３５ Ｘ線検出器 １３１ 補正面 １３２ 検出面 １３３ 検出器面 １３４ フォルクラム面 ３１１ アドレス発生器 ３１２ 歪み補正テーブル作成部 ３１３ 補間処理部 ３１４ ジオメトリー処理部 ３１５ ノイズ・リダクション処理部 ３１６ コントラスト強調処理部 ３１９ 階調変換処理部 ３２０ エッジ強調処理部 ３２１ ＬＵＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA01 CA39 EB02 FD07 FF02 FF11 5B057 AA08 AA09 BA03 BA15 CD12 CE11 CH07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線源から曝射されたＸ線を被検体に透
   過させることにより得られる透過Ｘ線像をイメージ・イ
   ンテンシファイアで光学像に変換し、この光学像をテレ
   ビカメラで映像信号に変換し、テレビモニタに前記被検
   体の透視画像を表示するＸ線診断装置において、 前記イメージ・インテンシファイアの構造に起因する画
   像歪みを補正するテーブルデータを作成する補正データ
   作成手段と、 この補正データ作成手段により作成されたテーブルデー
   タに基づく画像補正処理と、任意のジオメトリ処理とを
   同時に行う画像変換手段とを備えたことを特徴とするＸ
   線診断装置。
2. 【請求項２】 前記画像変換手段は、前記補正データ作
   成手段により作成されたテーブルデータに任意のジオメ
   トリ処理を施した後、収集された前記光学像のデジタル
   映像信号を前記ジオメトリ処理されたテーブルデータに
   従って変換することを特徴とする請求項１に記載のＸ線
   診断装置。
3. 【請求項３】 収集された光学像の撮影角度に対応する
   テーブルデータがない場合、前記撮影角度の近傍の撮影
   角度に対応するテーブルデータに補間処理を施して、 収集された画像の撮影角度に対応するテーブルデータを
   作成することを特徴とする請求項１乃至２いずれかに記
   載のＸ線診断装置。
4. 【請求項４】 前記補正データ作成手段は、前記撮影角
   度の近傍の撮影角度に対応するテーブルデータを極座標
   補間して収集された画像の撮影角度に対応するテーブル
   データを作成することを特徴とする請求項３に記載のＸ
   線診断装置。
5. 【請求項５】 前記補正データ作成手段で補正データを
   作成する際、近接する既に作成されたテーブルデータか
   らそれぞれ対応する点を求め、それぞれの点から一定範
   囲内だけを探索することにより新たな補正データを作成
   することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の
   Ｘ線診断装置。
6. 【請求項６】 Ｘ線源からＸ線を被検体に曝射しながら
   Ｘ線源とＸ線検出器を被検体の周り１００度未満回転す
   ることにより得られた複数のＸ線透視画像からＸ線断層
   画像を得るＸ線診断装置において、 前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器に関する空間的位置関係を
   取得する測定手段と、前記得られた空間的位置情報に基
   づいて、前記Ｘ線透視画像の濃度斑の補正を行う濃度補
   正手段とを備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
7. 【請求項７】 前記濃度補正手段は、前記得られた空間
   的位置情報に基づいて、前記Ｘ線源からのＸ線の曝射量
   を調整するか、若しくは、前記Ｘ線源からのＸ線の曝射
   間隔や前記Ｘ線源の移動速度を調整することを特徴とす
   る請求項６に記載のＸ線診断装置。