JP2002186606A - インスタント像を作成するためのｘ線診断装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インスタント像を表示できるＸ線診断装置の
作動方法を提供する。 【解決手段】 完全な解像力用のパラメータでＸ線像の
前処理し、Ｘ線像を低解像力の像へ変換し、低解像力の
像を、低解像力に適合する像および／またはパラメータ
で処理し、低解像力の像をインスタント再生し、続い
て、完全な解像力の用のパラメータでＸ線像を処理し、
完全な解像力を有するＸ線像を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線装置によりＸ
線像を作成し、演算ユニットによりＸ線像を処理し、再
生装置によりＸ線像を表示するＸ線診断装置の作動方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常のＸ線撮影法もしくは乳房撮影法に
おけるＸ線撮影現場では、Ｘ線検査の作業経過（ワーク
フロー）中に撮影した像をインスタント表示できればき
わめて有用である。通常使用されるフィルム‐箔カセッ
トシステムもしくはメモリ箔を用いるカセットシステム
では、像を見ることができるまでに数分かかるのが典型
的である。一方のシステムではフィルムの現像が必要で
あり、他方のシステムではメモリ箔を読出し装置に入れ
て読出さねばならない。しかもこの時点で初めて、技術
的に撮影が成功したか否か、また患者が検査レンジから
外れたかどうかを確認できる。このため、露光不足の場
合にはさらに時間の浪費が生じ、作業経過の障害や遅延
の原因になる。

【０００３】撮影と初回診断の間の時間が短ければ、そ
れだけ早期に撮影が技術的に良好であったか否か、ある
いは撮影を反復する必要があるか否かについて判定する
ことができる。したがって迅速な判定が行えれば、さら
に良好な作業経過を得ることができる。

【０００４】図１はドイツ特許第１９５ ２７ １４８
Ｃ１号から公知のＸ線診断装置であり、この装置は高電
圧発生器１から高電圧および線条電圧を供給するＸ線管
２を備えている。Ｘ線管２は円錐形のＸ線３を発生し、
Ｘ線は患者４を透過し、Ｘ線３に対して敏感なＸ線検出
器５の上でＸ線像を作る。Ｘ線検出器５の出力信号（像
データ６）は像装置７へ伝達される。像装置７は変換
器、像メモリおよび処理回路を備えている。像装置７は
撮影されたＸ線像を再生するためにモニタ８に接続され
ている。操作ユニット９は通信制御処理装置１０を介し
てＸ線診断装置のその他の部分に接続されている。

【０００５】図２にＸ線検出器５を一部切欠した拡大斜
視図で示す。Ｘ線検出器５の主要部分は固体‐ピクセル
マトリックス、ラインドライバおよび増幅器から成る。
たとえば固体‐ピクセルマトリックスはヨウ化セシウム
（ＣｓＩ）から成るシンチレータ１１を有する層から成
り、この層がＸ線３の入射時に非晶質シリコンから成る
ピクセルマトリックス１２に可視光子を供給し、その結
果、Ｘ線可視像を生じる。図２に拡大して示したように
このピクセルマトリックス１２の個々のピクセルもしく
は像点はフォトダイオード１３およびスイッチ１４から
成り、このスイッチは行線１５および列線１６に接続さ
れている。ピクセルマトリックス１２はガラス基材２０
上に設けられている。

【０００６】ひとつの行のすべてのピクセルはラインド
ライバ１７によりそれぞれ同時にアドレスおよび読出さ
れる。最も単純なケースではひとつの像が行ごとに連続
的に読出される。信号は処理回路１８へ伝達され、ここ
で多数の増幅器により同時に平行して処理され、マルチ
プレクサにより集められ、アナログ・デジタル変換器
（ａ／Ｄ‐変換器）で後続のデジタル処理のためデジタ
ル出力信号に変換される。

【０００７】たとえば非晶質シリコン（ａ−ＳＩ）から
成る能動読出しマトリックスを使用するこの種のＸ線像
表示用の固体検出器は数年前に開発された。これを用い
れば、たとえばヨウ化セシウム（ＣｓＩ）から成るＸ線
コンバータで像情報を変換し、マトリックスのフォトダ
イオードで電荷として蓄積し、次に適当な電子部材を備
えた能動スイッチ要素を介して読出し、アナログ‐デジ
タル変換することができる。この種の検出器だけでな
く、たとえばＣＣＤに基づくその他のデジタル検出器に
より、像装置７およびモニタ８の像ステーションへ像が
直接送られ、これにより原理的にはインスタント像を作
成する可能性が開ける。このインスタント像が得られれ
ば、ごく短時間（数秒以内）で撮影技師もしくは医師に
適正な撮影の判定に必要なフィードバックを行うことが
できる。

【０００８】しかし、実際には検出器ではさしあたり粗
像が得られるに過ぎず、この粗像では像として観察不可
能であるのが実情である。このため、所望の像表示を得
て判定を行うには、たとえばオフセット修正、ゲイン修
正および欠陥修正など一連の前処理ステップ、また、ダ
イナミックレンジ調整、グレーゾーンマッピング、グレ
ーゾーン反転、種々のフィルタリングおよび像装置７に
おけるフェンスタリングなどの一連の後処理を行う必要
がある。一般的なデジタルＸ線撮影および乳房撮影用の
像マトリックスは数千×数千（たとえば３０００×３０
００もしくはそれ以上）のピクセルから成っているの
で、大量のデータを処理しなければならない。特殊で高
価なハードウエアを使用したくない場合には、現在の標
準PC技術では（ただし処理の複雑さにもよるが）、３０
秒もしくはそれ以上の時間が必要となる。このような長
い時間は到底受け入れられない。一般にアルゴリズムの
複雑さは演算能力が改善されるに伴って増大するので、
長期的に見てこの種の問題はまったく変らないと思われ
る。

【０００９】ヨーロッパ特許第０ ５６７ １７４ Ｂ１
号から、オリジナルデータ（粗像）がロガリズム化後お
よび量子化後にメモリ蛍光物質用の読出し装置からデジ
タルプロセッサへ伝達され、また、セイフティコピーと
してワークステーションへ伝達されるＸ線像の再生方法
および装置が知られている。像プロセッサはクリッピン
グによる振幅を減少し、像がフィルム上に記録される。

【００１０】撮影予定の像はプレビューモニタ上に再生
される。撮影したひとつの像だけをフィルム上に記録し
たい場合、この像は減衰することなく完全に再生され
る。これに対し複数の像を１枚のフィルム上にモザイク
状に記録する場合は、ピクセルの数が減るので像の解像
力が相応して減衰する。このモザイク像もプレビューモ
ニタ上で再生され、検者がこれらの撮影について了承し
ている場合には、このような減衰状態でフィルム上にハ
ードコピーとして記憶させることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の平面的な像検出器を用いた像装置の作動
方法において、撮影が適正に露光されているか、また、
対象物が完全に撮影されているか否かという判定を像作
成の直後に行うことができるようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は以下のステップ、 ｉｉ Ｘ線像を解像力の低い像に変換する、 ｉｉｉ 解像力の低い像を低解像力に適合させた像およ
び／またはパラメータで処理する、 ｉｖ 解像力の低い像をインスタント再生する、 ｖ 続いてＸ線像を完全な解像力用のパラメータで処理
する、 を実施することにより解決される。

【００１３】この方法により、適当なアンダーサンプリ
ングを用いてデータ量を減少させながら、低い処理能力
と最小の時間消費で個々の前処理および後処理ステップ
が著しく速められ、その結果、粗像からＸ線像の作成後
きわめて短時間（たとえば数秒間）でモニタ上に像が再
生され、撮影が診断に必要なすべての点を有しているか
否か、すなわち撮影が適正に露光されているか、また、
対象物が完全に捕捉されているか否かについてこの像か
ら判定することができる。

【００１４】本発明によれば、第１のステップとして完
全な解像力用のパラメータによりＸ線像の前処理を行う
ことができる。

【００１５】本発明によりＸ線像を解像力の少ない像に
変換するためにＸ線像はアンダーサンプリングさせるこ
とができる。

【００１６】前処理および像処理のためのパラメータと
してこれらの処理に必要な像、サンプリング深度，減少
ファクタ（整数）、必要な像の数などをインプットする
と有利である。

【００１７】解像力の少ない像のインスタント再生なら
びに完全な解像力を有する像の再生のために第１の前処
理を行い、解像力の少ない像のインスタント再生後に完
全な解像力を有する像再生のために第２の前処理を行え
ば、さらに迅速な処理が可能となる。これによって、解
像力の少ない像のインスタント再生のための前処理の際
には前処理工程の一部、たとえば簡単な検査には必要の
ないフィルタリングなどを省くことができる。ただしこ
のフィルタリングは、完全な解像力を有する像の場合に
は診断の質の向上のために必要であり、後で行うことが
可能である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を以下に図示の実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００１９】図３は像装置７における演算ユニットの像
処理の時間的経過を示している。

【００２０】検出器５から供給された粗像から、まず第
１のステップ（ａ）として像の前処理を行うが、これは
必要に応じてであり、しかもこの処理がそれほど時間的
に切迫していない場合であり、完全な解像力（１：１）
で処理される。この前処理のために必要な像および完全
な解像力（１：１）用のパラメータがインプットされ
る。

【００２１】次に第２のステップ（ｂ）として、処理し
た粗像をアンダーサンプリング像の作成のために低いサ
ンプリング率（１：Ｎ）でサンプリングする。これに続
く像処理（１：Ｎ）では、必要なアンダーサンプリング
像の数およびアンダーサンプリングに適合するパラメー
タ（１：Ｎ）をインプットする。その後直ちに、インス
タント像の表示（いわゆるプレビュー）を行うことがで
きる。

【００２２】この時点で初めて（時間的に見て）最終ス
テップ（ｃ）として、演算に時間のかかる診断上完全な
解像力を有する像処理（１：１）を続行する。像処理に
は必要な像の数および完全な解像力（１：１）用のパラ
メータをインプットする。この後、処理された像が診断
上完全な解像力（１：１）で表示される。

【００２３】図４は像装置７における演算ユニットの簡
略化された像処理の時間的経過を示している。

【００２４】検出器５から供給された粗像から低解像力
（１：Ｎ）を有する像の作成を直接行う。次の像処理
（１：Ｎ）では必要なアンダーサンプリング像の数およ
びアンダーサンプリングに適合するパラメータ（１：
Ｎ）をインプットする。この後直ちにインスタント像の
表示が可能となる。

【００２５】次に、必要な完全な像処理を高い解像力で
続行する。この像処理には必要な像の数および完全な解
像力（１：１）用のパラメータをインプットする。その
後、完全な解像力で処理された像がモニタ８上に再生さ
れる。

【００２６】図５は本発明によるもうひとつの方法の時
間的経過を示している。この方法は図３に示した方法と
ほぼ同一であるが、高い解像力（１：１）を有する前処
理が細分化されている。

【００２７】検出器５からの粗像は、それほど時間的に
切迫していない処理ステップの第１の前処理で完全な解
像力（１：１）で処理される。この前処理にはそのため
に必要な像の数および完全な解像力（１：１）用のパラ
メータがインプットされる。

【００２８】その後、低い解像力（１：Ｎ）の像を作成
する。これに続く像処理（１：Ｎ）の際に必要なアンダ
ーサンプリング像の数およびアンダーサンプリングに適
合するパラメータ（１：Ｎ）をインプットする。その後
直ちにインスタント像が表示される。

【００２９】続いて、第２の前処理を完全な解像力
（１：１）で行い、次に必要な完全な像処理を高い解像
力で行う。この前処理および像処理には完全な解像力
（１：１）用の必要なパラメータをインプットする。そ
の後、完全な解像力で処理された像がモニタ８上に再生
可能となる。

【００３０】本発明によれば、プレビューによる迅速な
インスタント像表示を行うＸ線診断装置の作動方法にお
いて、簡単な手段で、すなわち高価で特殊なハードウエ
アを使用せずに像処理が可能である。さらには、被写体
が完全にかつ適正に露光したか否かを判定するのに完全
な解像力は必要ないという事実が考慮されており、した
がって、インスタント像（プレビュー）が最大数秒以内
に作成可能となる。このインスタント像は、アンダーサ
ンプリングによりデータ量を著しく減少させ（たとえば
１：３のアンダーサンプリングでほぼ１０倍も減少す
る）、迅速な像処理を行うことにより、演算技術的に得
られる。

【００３１】この場合、像マトリックスの減少（アンダ
ーサンプリング）は、たとえば３０００×３０００マト
リックスを１５００×１５００や１０００×１０００や
７５０×７５０のように整数倍に行うことができる。こ
の減少は次のファクタにより決定される。 （Ｉ）オリジナル像の大きさ （ＩＩ）像処理の複雑さ （ＩＩＩ）像装置７に使用される１個もしくは複数個の
演算ユニットの能力 （Ｉｖ）プレビュー像段階での所望解像力 （ｖ）プレビュー像を表示するための所望時間 アンダーサンプリング（１：Ｎ）の際にはすべての像、
すなわち粗像およびその後の像処理に必要な像（オフセ
ット像、ゲイン像など）を同様にしてサンプリングす
る。これらの必要像はたとえば前もって校正することに
よっても得られる。たとえば１：３のアンダーサンプリ
ングとは、粗像、オフセット像、ゲイン像など、すべて
の像のマトリックスの大きさがたとえばもともと３００
０×３０００であったものが１０００×１０００に減少
することを意味する。したがって、マトリックス内のｘ
方向およびｙ方向における２番目および３番目の点が無
視されることになる。すなわち、この時点で各像はきわ
めて少ないピクセルから形成され、たとえば粗像からの
オフセット像の抽出、抽出像とゲイン像の乗算、その他
のフィルタリングなどの各作業は像のはるかに少ないピ
クセルで行われることになる。本発明によれば、これに
よりインスタント像表示のための時間の節約が得られ
る。

【００３２】前および後処理機能はハードウエア上のソ
フトウエアで、ないしは一部はハードウエアとソフトウ
エア上で進行する。

【００３３】“プレビュー像の作成”と“完全解像力像
の作成“との像処理の分岐については図４に示したよう
に、検出器からの粗像を得た直後に行われる。また図３
に示したように、若干の時間を要する前処理ステップを
まず共通に施行した後に，分岐するのも有用である。

【００３４】プレビュー像の作成には、プレビュー像に
とって重要でない像処理（たとえばエッジの強調など）
を省くことができ、それによって処理はさらに迅速化さ
れる。

【００３５】本発明による作動方法は次のような考え方
を基礎にしたものである。すなわち、撮影が適正に露光
し、対象物が完全に捕捉されたか否かを判定するには必
ずしも完全な像解像力は必要ないので（もちろんこの時
点で完全な解像力を必要とするような診断は行われな
い）、適当なアンダーサンプリングによりデータ量を減
少させることにより、個々の前および後処理にかかる時
間を著しく迅速化できる（“プレビュー”）。これによ
って数秒ないしそれ以下の表示時間が可能となる。診断
用の解像力は撮影直後には必要ないので、完全な解像力
を有する像の算出はその後に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｘ線検出器を備えた公知のＸ線像装置の概略構
成図。

【図２】Ｘ線検出器の拡大斜視図。

【図３】本発明の一実施例のフローチャート。

【図４】本発明の別の実施例のフローチャート。

【図５】本発明の別の実施例のフローチャート。

【符号の説明】

１ 高電圧発生器 ２ Ｘ線管 ３ Ｘ線 ４ 患者 ５ Ｘ線検出器 ６ 像データ ７ 像装置 ８ モニタ ９ 操作ユニット １０ 通信制御処理装置 １１ シンチレータ １２ ピクセルマトリックス １３ フォトダイオード １４ スイッチ １５ 行線 １６ 列線 １７ ラインドライバ １８ 処理回路 ２０ ガラス基材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 3/40 Ｈ０４Ｎ 1/387 １０１ ５Ｃ０７６ Ｈ０４Ｎ 1/387 １０１ 5/321 5/321 7/18 Ｌ 7/18 Ｇ０１Ｔ 1/20 Ｅ // Ｇ０１Ｔ 1/20 Ａ６１Ｂ 6/00 ３５０Ｚ Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG19 GG20 GG21 JJ05 KK32 MM04 4C093 AA01 AA16 CA18 EB12 EB13 EB17 FA34 FA35 FF13 FG20 5B057 AA08 BA03 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB12 CB16 CD09 CD10 5C024 AX11 CY50 5C054 AA01 AA06 CA02 FE01 HA12 5C076 AA21 AA22 BB22 CB01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線装置によりＸ線像を作成し、演算ユ
   ニットによりＸ線像を処理し、再生装置によりＸ線像を
   表示するＸ線診断装置の作動方法において、以下のステ
   ップ、 ｉｉ Ｘ線像を低解像力の像へ変換する、 ｉｉｉ 低解像力の像を、低解像力に適した像および／
   またはパラメータで処理する、 ｉｖ 低解像力の像をインスタント再生する、 ｖ 続いて、Ｘ線像を完全な解像力用のパラメータで処
   理する、 ｖｉ 完全な解像力を有するＸ線像を再生する、 を実施することを特徴とするＸ線診断装置の作動方法。
2. 【請求項２】 第一のステップとして、 ｉ 完全な解像力用のパラメータによりＸ線像を前処理
   することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 Ｘ線像のアンダーサンプリングにより低
   解像力の像にＸ線像を変換することを特徴とする請求項
   １または２記載の方法。
4. 【請求項４】 前処理および像処理用のパラメータとし
   てサンプリング深度をインプットすることを特徴とする
   請求項１ないし３の１つに記載の方法。
5. 【請求項５】 低解像力での像処理用のパラメータとし
   て減少ファクタを整数としてインプットすることを特徴
   とする請求項１ないし４の１つに記載の方法。
6. 【請求項６】 低解像力での像のインスタント再生なら
   びに完全な解像力をでの像の再生のために第１の前処理
   を行い、低解像力の像のインスタント再生後に完全な解
   像力での像の再生のために第２の前処理を行うことを特
   徴とする請求項１ないし５の１つに記載の方法。
7. 【請求項７】 前処理および像処理用のパラメータとし
   て必要な像の数をインプットすることを特徴とする請求
   項１ないし６の１つに記載の方法。