JP2003334187A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、再構成処理時間を短縮できる
Ｘ線診断装置を提供することである。 【解決手段】本発明は、被検体の回り３６０度の中の複
数の撮影角度からＸ線造影剤注入前とＸ線造影剤注入後
の２組のＸ線投影画像を撮影し、同じ撮影角度で撮影し
たＸ線造影剤注入前のＸ線投影画像と、Ｘ線造影剤注入
後のＸ線投影画像とを引き算して造影剤影のみの引き算
画像を撮影角度毎に得て、これらの造影剤影のみの引き
算画像から造影部分の３次元データを再構成するＸ線診
断装置において、引き算画像から造影剤影を含む部分画
像を撮影角度毎に抽出し、これらの部分画像から造影部
分の３次元データを再構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の３次元デ
ータを再構成するＸ線診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のＸ線診断装置は、Ｘ線コンピュ
ータトモグラフィ（Ｘ線ＣＴ）のように、被検体を挟ん
で対向させたＸ線管とイメージインテンシファイアー
（I.I.）とを被検体体軸の法面内で回転させながら撮影
を繰り返すことで撮影角度の異なる複数フレームのＸ線
投影画像を得、これらのＸ線投影画像から被検体の３次
元データを逆投影や論理和により再構成することからI.
I.ＣＴとも呼ばれている。このI.I.ＣＴが抱える問題点
を以下に述べる。

【０００３】図２４（ａ）で点線で示す領域が再構成領
域である。この再構成領域は、全方位に関する円錐のＸ
線束に内接する球体として定義される。撮影は被検体Ｐ
がこの再構成領域内に収容されている状態で行う必要が
ある。これは、被検体Ｐが再構成領域内に収容されてい
ないことを考えれば理解される。図２４（ｂ）に示すよ
うに、再構成領域からはみ出した斜線で示す被検体Ｐの
一部分のデータは、ｂ方向からは取り込まれるが、ａ方
向からは取り込まれない。したがって、この斜線部のデ
ータがアーチファクトとして再構成画像に現れてしま
う。このためI.I.ＣＴでは、大口径のイメージインテン
シファイアが必要であった。また、Ｘ線管を被検体に接
近させて被検体内の特定の臓器を幾何学的に拡大して撮
影することができなかった。

【０００４】また、大きな構造物であるＸ線管とイメー
ジインテンシファイアーとを、少なくとも１８０°回転
させるため、回転支持機構が大型化され、また十分な回
転空間のある撮影室が必要であり、さらに撮影時間が長
時間化するといった問題があった。さらに、血管造影撮
影のとき、造影剤を注入する前に、いわゆるマクス画像
を撮影しておく必要があり、撮影時間が長時間化すると
いった問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、再構成処理時間を短縮できるＸ線診断装置を提供す
ることである。第２の目的は、回転角を１８０°より小
さくすることのできるＸ線診断装置を提供することであ
る。第３の目的は、造影剤を注入する前にマクス画像の
撮影が不要なＸ線診断装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体の回り
３６０度の中の複数の撮影角度からＸ線造影剤注入前と
Ｘ線造影剤注入後の２組のＸ線投影画像を撮影し、同じ
撮影角度で撮影したＸ線造影剤注入前のＸ線投影画像
と、Ｘ線造影剤注入後のＸ線投影画像とを引き算して造
影剤影のみの引き算画像を撮影角度毎に得て、これらの
造影剤影のみの引き算画像から造影部分の３次元データ
を再構成するＸ線診断装置において、前記引き算画像か
ら造影剤影を含む部分画像を撮影角度毎に抽出し、これ
らの部分画像から造影部分の３次元データを再構成す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の好適
な実施例を説明する。

【０００８】（第１実施例）図１に第１実施例によるＸ
線診断装置の構成を示している。コーンビーム形のＸ線
を被検体Ｐに照射するＸ線管１と、被検体Ｐを透過した
Ｘ線を検出するイメージインテンシファイア２とが、被
検体Ｐを挟んで対向した状態を維持したまま被検体体軸
の法面内で移動可能（回転可能）に図示しない支持機構
に支持される。イメージインテンシファイア２の光出力
面には光学系を介して例えばＣＣＤカメラ等のＴＶカメ
ラ５が装着される。高電圧発生装置３は、Ｘ線制御装置
４の制御により、Ｘ線管１に管電圧、管電流をパルス状
に加える。

【０００９】Ｘ線管１とイメージインテンシファイア２
とが、被検体Ｐの回りを回転しながら、撮影が繰り返さ
れ、撮影角度が例えば５°づつ異なる７２フレームのＸ
線投影画像が得られる。なお、Ｘ線管１の全方位に関す
る円錐のＸ線束に内接する球体として再構成領域を定義
し、この再構成領域内で再構成が為される。

【００１０】Ｘ線投影画像信号は、アナログディジタル
変換器（Ａ／Ｄ）６を介して、造影剤注入前には、撮影
角度をアドレスとして第１の画像メモリ７に記憶され、
造影剤注入後には、撮影角度をアドレスとして第２の画
像メモリ８に記憶される。第１の画像メモリ７と第２の
画像メモリ８から読み出されたＸ線投影画像データは、
サブトラクション処理手段９に送られる。

【００１１】サブトラクション処理手段９は、撮影角度
が同じ造影剤注入前後の２枚のＸ線投影画像データを引
き算（サブトラクション）する。これにより撮影角度の
異なる７２フレームのサブトラクション画像データが作
成される。

【００１２】３次元再構成手段１０は、７２フレームの
サブトラクション画像データに対して適当なコンボリュ
ーションフィルターを掛けた後、逆投影することにより
造影剤部分の３次元データを再構成する。

【００１３】３次元データは、画像メモリ１１に一旦記
憶される。表示画像作成手段１２は、図示しない入力装
置を介して特定された視点から見た例えば表面画像等の
表示画像データを画像メモリ１１の３次元データを使っ
て作成する。表示画像データは、ディジタルアナログ変
換器（Ｄ／Ａ）１３でアナログ信号に変換された後、Ｃ
ＲＴディスプレイ等のモニタ１４に表示される。

【００１４】次に本実施例の動作について説明する。図
２（ａ）に一点鎖線でマスク像撮影時のＸ線管軌道を示
し、実線で造影撮影時のＸ線管軌道を示し、図２（ｂ）
に、撮影角度の経時的な変化を造影剤注入タイミングと
共に示している。図３に３次元データを再構成するまで
の画像処理の流れを示している。なお、図２（ａ）では
移動軌跡を両Ｘ線管で区別して表すために、一点鎖線と
実線とを重ねないで記述しているが、実際には両Ｘ線管
は同一の周回軌道を回転する。

【００１５】まず、造影剤が被検体Ｐに注入されない状
態で、支持機構によりＸ線管１とイメージインテンシフ
ァイア２とが、時刻ｔ１からｔ２の間に被検体Ｐの回り
を１周する。この間、撮影が繰り返され、撮影角度が例
えば５°づつ異なる７２フレームのＸ線投影画像がマス
ク像として得られる。これら７２フレームのマスク像信
号は、アナログディジタル変換器６を介して、各々の撮
影角度をアドレスとして第１の画像メモリ７に記憶され
る。

【００１６】次にマスク像の撮影が終了した後、時刻ｔ
３において、被検体Ｐに造影剤が、注射器を使って医師
により、またはインジェクタにより自動化されて注入さ
れる。造影剤が関心領域に存在する時刻ｔ４からｔ５の
間に、支持機構によりＸ線管１とイメージインテンシフ
ァイア２とが、被検体Ｐの回りを１周する。この間、撮
影が繰り返され、撮影角度が例えば５°づつ異なる７２
フレームの血管造影画像がライブ像として得られる。こ
れら７２フレームのライブ像信号は、アナログディジタ
ル変換器６を介して、各々の撮影角度をアドレスとして
第２の画像メモリ８に記憶される。

【００１７】第１の画像メモリ７と第２の画像メモリ８
から読み出されたマスク像データとライブ像データは、
サブトラクション処理手段９に送られる。サブトラクシ
ョン処理手段９で、撮影角度が同じ造影剤注入前後の２
枚のマスク像とライブ像とを引き算する。これにより撮
影角度の異なる７２フレームのサブトラクション画像デ
ータが作成される。このサブトラクション画像には、造
影された血管影のみ存在する。

【００１８】これら７２フレームのサブトラクション画
像データは３次元再構成手段１０により適当なコンボリ
ューションフィルターを掛けられ、さらに逆投影され
る。これにより血管（造影部分）のみの３次元データが
再構成される。

【００１９】この３次元データは、画像メモリ１１に一
旦記憶される。表示画像作成手段１２により図示しない
入力装置を介して特定された視点から見た例えば表面画
像等の表示画像データが画像メモリ１１の３次元データ
から作成される。表示画像データは、ディジタルアナロ
グ変換器１３でアナログ信号に変換された後、ＣＲＴデ
ィスプレイ等のモニタ１４に表示される。

【００２０】このように造影剤注入の前後で撮影した２
枚の画像間でサブトラクションをして、このサブトラク
ション画像から造影剤の３次元データを再構成するの
で、図２４（ａ）を使って説明したように再構成領域か
らはみ出した被検体Ｐの一部分のデータはサブトラクシ
ョンにより排除され、したがってアーチファクトが解消
される。また、このように被検体Ｐの一部が再構成領域
からはみ出してもアーチファクトの無い３次元データが
得られるので、Ｘ線管を被検体に接近させ、イメージイ
ンテンシファイアを遠ざけて被検体内の特定の臓器（こ
の場合、血管）を幾何学的に拡大して撮影することがで
きる。

【００２１】（第２実施例）図４に第２実施例のＸ線診
断装置の構成を示し、図１と同じ部分には同符号を付し
て説明は省略する。第２実施例は、Ｘ線投影画像から造
影剤影を含む部分画像を撮影角度毎に抽出し、これらの
部分画像から造影部分の３次元データを再構成すること
を特徴とするものであり、以下に具体的に説明する。な
お、ここでも第１実施例と同様に、５°毎に撮影され、
撮影角度の異なる７２フレームのマクス像、撮影角度の
異なる７２フレームのライブ像が得られるものとする。

【００２２】７２フレームのマクス像とライブ像とか
ら、サブトラクション処理手段９により７２フレームの
サブトラクション画像が得られる。ここまでは第１実施
例と同じである。本実施例では、Ｘ線ＣＴの多段スライ
ス（マルチスライス）の考え方が流用され、スライス面
毎に再構成が行われる。つまり、各Ｘ線投影画像の１水
平ライン上のデータ列を、Ｘ線ＣＴでいうところの一次
元投影データ（プロジェクションデータ）として取り扱
い、全撮影角度のサブトラクション画像の中の同じ水平
ライン番号のデータ列から１スライス面の断層像を再構
成する。

【００２３】７２フレームのサブトラクション画像は、
画像メモリ１５を介してスライス分割手段１５に取り込
まれる。スライス分割手段１５は、各サブトラクション
画像について、水平ライン単位で水平ライン番号と撮影
角度とを属性させて１次元のデータ列として領域限定手
段１７に送り込む。

【００２４】領域限定手段１７は、水平ライン番号が同
じであって、撮影角度が相違する７２個のデータ列のデ
ータが全て０を示すとき、当該水平ライン番号（スライ
ス面）については断層像を再構成しない、換言すると再
構成対象から除外するように、当該水平ライン番号のデ
ータ列を２次元再構成手段１８に送らない。図５の斜線
部は領域限定手段１７による除去領域を示す。また、領
域限定手段１７は、水平ライン番号が同じであって、撮
影角度が相違する７２個のデータ列のデータに０以外の
データが含まれるとき、当該水平ライン番号（スライス
面）については断層像を再構成するように、当該水平ラ
イン番号の７２個のデータ列を２次元再構成手段１８に
送る。

【００２５】このように水平ライン毎にデータを選別す
ることにより、再構成する領域がスライス方向（被検体
体軸方向）に沿って限定される。関心部位（造影剤影、
通常は造影血管）は画像中央になるように撮影されるた
め、通常、画像上部および画像下部の数ラインには関心
部位は存在しないで、０レベルのデータとなる。各Ｘ線
投影画像で、上部および下部の数ラインを除く部分が、
造影剤影を含む部分画像に等価である。

【００２６】２次元再構成手段１８は、領域限定手段１
７から送られてきた水平ライン番号が同じであって、全
撮影角度のここでは７２個のデータ列から、断層像を再
構成する。この再構成は、領域限定手段１７から送られ
てきた全ての水平ライン番号（スライス面）について行
われる。これにより、複数枚の断層像が再構成される。
このように作成された複数枚の断層像は、３次元画像
メモリ１１に水平ライン番号をスライス位置として属性
され、書き込まれる。これにより３次元画像メモリ１１
には３次元データが構築される。

【００２７】第１実施例と同様に、画像メモリ１１に書
き込まれた３次元データから表示画像作成１２で表示画
像が作成され、ディジタルアナログ変換器１３を介して
モニタ１４に表示される。

【００２８】第２実施例によれば、再構成領域を限定で
きるので再構成処理時間を短縮できる。

【００２９】（第３実施例）図６に第３実施例のＸ線診
断装置の構成を示し、図４と同じ部分には同符号を付し
て説明は省略する。第３実施例のＸ線診断装置には、Ｘ
線管１とイメージインテンシファイア２とＴＶカメラ５
からなる第１の撮影系と、この第１の撮影系と同構成の
Ｘ線管２１とイメージインテンシファイア２２とＴＶカ
メラ２５からなる第２の撮影系との２系統の撮影系が装
備される。図７（ｂ）に示すように、Ｘ線管１からイメ
ージインテンシファイア２に至るＸ線束中心線と、Ｘ線
管２１からイメージインテンシファイア２２に至るＸ線
束中心線とが角度αで交差するように、両撮影系は図示
しない回転支持機構に保持される。この角度αは、小さ
いほど撮影時間短縮に効果的であるが、大型のイメージ
インテンシファイア２，２２の干渉を避けるために、３
°〜４５°の範囲内で特定の角度に設定される。回転支
持機構が回転すると、第１の撮影系は図７（ａ）の実線
で示す周回軌道を回転し、第２の撮影系は図７（ａ）の
一点鎖線で示すように第１の撮影系から角度α分の時間
遅延をもって同じ周回軌道を回転する。Ｘ線管２１には
高電圧発生装置２３が接続される。

【００３０】インジェクタ２７は造影剤自動注入器であ
り、シリンジ（注射筒）２９を介して造影剤が被検体Ｐ
に注入されるようになっている。インジェクタ２７は、
撮影期間中、被検体の造影剤濃度が経時的に変化するよ
うに、瞬時注入量を刻々と変化しながら造影剤を注入す
る。

【００３１】第１の撮影系は被検体Ｐの回りを回転しな
がら、撮影を繰り返し、撮影角度が例えば５°づつ異な
る７２フレームのＸ線投影画像（第１のＸ線投影画像と
いう）を得る。これらの第１のＸ線投影画像は、アナロ
グディジタル変換器６を介して第１の画像メモリ３１に
送られ、記憶される。同様に、第２の撮影系は被検体Ｐ
の回りを回転しながら、撮影を繰り返し、第１の撮影系
と同じように撮影角度が例えば５°づつ異なる７２フレ
ームのＸ線投影画像（第２のＸ線投影画像という）を得
る。これらの第２のＸ線投影画像は、アナログディジタ
ル変換器２６を介して第２の画像メモリ３２に送られ、
記憶される。

【００３２】サブトラクション処理手段９は、撮影角度
が同じ第１のＸ線投影画像と第２のＸ線投影画像を引き
算する。これにより撮影角度の異なる７２フレームのサ
ブトラクション画像が作成される。第１の撮影系がある
撮影角度について撮影を行ってから、角度α及び角速度
に応じた遅延時間を経て第２の撮影系が同じ撮影角度に
ついて撮影を行う。インジェクタ２７により被検体の造
影剤濃度が経時的に変化されているので、撮影角度が同
じ第１のＸ線投影画像と第２のＸ線投影画像との間には
遅延時間に応じた造影剤濃度差がある。したがって、撮
影角度が同じ第１のＸ線投影画像と第２のＸ線投影画像
とを引き算することにより、この濃度差に応じて造影部
分が抽出されることが可能である。

【００３３】サブトラクション処理手段９で作成された
７２フレームのサブトラクション画像は、２値化処理部
３０で、２値化される。２値化処理部３０は、サブトラ
クション画像の画素平均値をしきい値として計算し、こ
のしきい値以上の画素に１を、しきい値未満の画素に０
を割り当てる。これにより造影血管部分が画素値１、他
の部分が画素値０を持つ２値画像が得られる。

【００３４】７２フレームの２値画像は画像メモリ３３
に一旦記憶される。再構成手段３４は、７２フレームの
２値画像から逆投影及び論理和処理により造影血管の３
次元データを再構成する。この３次元データは画像メモ
リ３３に一旦記憶される。この３次元データから表示画
像作成手段１２で作成された表示画像はディジタルアナ
ログ変換器１３を介してモニタ１４に表示される。

【００３５】次に本実施例の動作について説明する。図
８に第１、第２撮影系の撮影角度の時間変化と造影剤注
入量の時間変化を示している。第１の撮影系は、時刻ｔ
１からｔ４の期間に、被検体の回りを撮影角度０°〜３
６０°で１回転する。第２の撮影系は、第１の撮影系か
ら遅延時間△ｔだけ遅れて、時刻ｔ３からｔ５の期間に
被検体の回りを撮影角度０°〜３６０°で１回転する。
造影剤は、時刻ｔ１とｔ３の間、つまり第１の撮影系が
０°を通過してから、第２の撮影系が０°を通過するま
での間の時刻ｔ２に注入開始され、時間経過に伴って瞬
間注入量が序々に増加されながら撮影期間中の継続的に
注入される。

【００３６】第１の撮影系は撮影角度０°〜３６０°で
被検体Ｐの回りを回転する間、一定周期で撮影を繰り返
す。これにより撮影角度が例えば５°づつ異なる７２フ
レームの第１のＸ線投影画像が得られ、これらの第１の
Ｘ線投影画像は、アナログディジタル変換器６を介して
第１の画像メモリ３１に送られ、記憶される。同様に、
第２の撮影系は撮影角度０°〜３６０°で被検体Ｐの回
りを回転する間、一定周期で撮影を繰り返す。これによ
り撮影角度が例えば５°づつ異なる７２フレームの第２
のＸ線投影画像が得られ、これらの第２のＸ線投影画像
は、アナログディジタル変換器２６を介して第２の画像
メモリ３２に送られ、記憶される。

【００３７】第１のＸ線投影画像と第２のＸ線投影画像
は、サブトラクション処理手段９に送られる。撮影角度
が同じ第１のＸ線投影画像と第２のＸ線投影画像が、引
き算される。これにより撮影角度の異なる７２フレーム
のサブトラクション画像が作成される。

【００３８】第１の撮影系が、例えば撮影角度１８０°
で撮影を行ってから、第２の撮影系が同じ撮影角度１８
０°で撮影を行うまでに、遅延時間△ｔの時間差が生じ
る。この遅延時間△ｔの間に、被検体に注入される造影
剤量は△Ｎ増加し、これに応じて撮影部位の造影剤濃度
も増加する。したがって、撮影角度が同じ第１のＸ線投
影画像と第２のＸ線投影画像とを引き算することによ
り、この濃度差に応じて造影部分が抽出されることにな
る。

【００３９】サブトラクション処理手段９で作成された
７２フレームのサブトラクション画像は、２値化処理部
３０で各々２値化される。この２値化のためのしきい値
は、２値化処理部３０でサブトラクション画像毎に、そ
の画素平均値として計算される。このしきい値以上の画
素が１を、しきい値未満の画素が０を割り当てられ、こ
れにより造影血管部分が画素値１、他の部分が画素値０
を持つ２値画像が得られる。

【００４０】７２フレームの２値画像は画像メモリ３３
に一旦記憶される。再構成手段３４により、これら７２
フレームの２値画像から、図９（ａ），（ｂ）に原理を
示すように逆投影及び論理和処理により造影血管の３次
元データが再構成される。この３次元データは画像メモ
リ３３に一旦記憶される。この３次元データから表示画
像作成手段１２で作成された表示画像はディジタルアナ
ログ変換器１３を介してモニタ１４に表示される。な
お、本実施例では２値化処理が含まれているため、造影
血管の濃淡情報は得られないが、造影血管の３次元の空
間情報が得られる。

【００４１】このように本実施例ではマスク像の撮影が
不要になるので、撮影時間の短縮化が図られる。なお、
この２値化されたサブトラクション画像をバックプロジ
ェクションして論理和をとることで、造影剤の３次元的
な位置を特定する３次元再構成法は、造影剤濃度を変化
させながら撮影すること限定する必要は無く、第１実施
例に記載したＸ線撮影方法によって得られるサブトラク
ション画像に対して２値化して同様の処理を行っても良
い。このとき撮影角度のピッチは細かいことが望ましい
が、対象となる血管が１本のときは、少なくとも対向し
ない２方向の画像を得て再構成すれば良い。また、対象
血管が２本以上ある、あるいは対象血管が太いときは、
少なくとも対向しない３方向以上の画像を用いることが
必要となる。

【００４２】（第４実施例）図１０に第４実施例のＸ線
診断装置の主要部の構成を示し、図６と同じ部分には同
符号を付して説明は省略する。第４実施例のＸ線診断装
置には、第３実施例と同様に、２系統の撮影系が装備さ
れる。図１１（ｂ）に示すように、２系統の撮影系は各
Ｘ線束中心線が９０°＋β／２で交差するように、図示
しない回転支持機構に保持される。なお、図１３に示す
ようにＸ線管１，２１からのＸ線束の広がり角をαとす
るとき、β＞αとなるようにβは設定されることが好ま
しい。

【００４３】造影前に、第１の撮影系で撮影された第１
のＸ線投影画像は、画像メモリ４１に記憶される。造影
後に、第１の撮影系で撮影された第１のＸ線投影画像
は、画像メモリ４２に記憶される。造影前に、第２の撮
影系で撮影された第２のＸ線投影画像は、画像メモリ４
３に記憶される。造影後に、第２の撮影系で撮影された
第２のＸ線投影画像は、画像メモリ４４に記憶される。

【００４４】サブトラクション処理手段４５は、撮影角
度が同じ造影前後の２枚の第１のＸ線投影画像間で引き
算をする。サブトラクション処理手段４６は、撮影角度
が同じ造影前後の２枚の第２のＸ線投影画像間で引き算
をする。サブトラクション処理手段４５，４６で得られ
たサブトラクション画像は、画像メモリ４７を介して先
の実施例と同様に図示しない３次元再構成手段に送られ
る。ここで、造影血管の３次元データが再構成される。
図示しない表示画像作成手段で３次元データから作成さ
れた表示画像はディジタルアナログ変換器を介してモニ
タに表示される。

【００４５】次に本実施例の動作について説明する。図
１１（ａ）にマスク像撮影時の第１、第２の撮影系（こ
こではＸ線管）の軌道を実線で示し、造影後のライブ像
撮影時の第１、第２の撮影系（ここではＸ線管）の軌道
を一点鎖線で示している。図１２に第１の撮影系の撮影
角度の時間変化を実線で示し、第２の撮影系の撮影角度
の時間変化を一点鎖線で示している。

【００４６】まず、マスク像撮影時には、第１、第２の
撮影系は各々初期の撮影角度（０°、９０°＋β／２）
から、時計逆回りに９０°＋β／２だけ回転する。これ
により、第１の撮影系の撮影角度は０°から９０°＋β
／２で変化し、第２の撮影系の撮影角度は９０°＋β／
２から１８０°＋βで変化する。この時刻ｔ１〜ｔ２の
間、第１、第２の撮影系共に撮影を繰り返し、それぞれ
複数の第１のＸ線投影画像、複数の第２のＸ線投影画像
をマスク像として撮影する。マスク像としての第１のＸ
線投影画像は、画像メモリ４１に記憶される。マスク像
としての第２のＸ線投影画像は、画像メモリ４３に記憶
される。

【００４７】時刻ｔ２の後、時刻ｔ３で造影剤が被検体
Ｐに注入される。そして、第１、第２の撮影系は各々マ
スク像撮影終了時の撮影角度（９０°＋β／２、１８０
°＋β）から、時計回りに９０°＋β／２だけ回転し、
各々初期の撮影角度に戻る。この時刻ｔ４〜ｔ５の間、
第１、第２の撮影系共に撮影を繰り返し、それぞれ複数
の第１のＸ線投影画像、複数の第２のＸ線投影画像をラ
イブ像（血管造影画像）として撮影する。ライブ像とし
ての第１のＸ線投影画像は、画像メモリ４２に記憶され
る。ライブ像としての第２のＸ線投影画像は、画像メモ
リ４４に記憶される。

【００４８】このように９０°＋β／２だけ回転するこ
とで、第１の撮影系により０°〜９０°＋β／２の範囲
のＸ線投影画像が得られ、第２の撮影系により９０°＋
β／２〜１８０°＋βの範囲のＸ線投影画像が得られ
る。つまり、２つの撮影系により０°〜１８０°＋βの
範囲のＸ線投影画像が得られることになり、したがっ
て、回転角度を狭小して、撮影時間の短縮を図ることが
できる。

【００４９】画像メモリ４２，４４に記録された造影後
のライブ像は、同じ撮影角度から撮影された画像メモリ
４１，４３の造影前のマスク像と引き算される。画像メ
モリ４に記録された造影剤注入後に撮影された画像は、
同じ角度から撮影された、画像メモリ３に記録されてい
る造影剤注入前の画像とサブトラクション処理される。
０°〜１８０°＋βの範囲の複数のサブトラクション
画像は３次元再構成手段に送られ、３次元再構成手段で
はサブトラクション画像に対し、適当なコンボリューシ
ョンフィルターを掛けた後逆投影することで、被検体の
造影部分の３次元データが得られる。３次元データは、
表示画像作成手段で、表示画像が作成される。この表示
画像はディジタルアナログ変換器を介してモニタに表示
される。

【００５０】（第５実施例）図１４に第５実施例のＸ線
診断装置の主要部の構成を示し、図１０と同じ部分には
同符号を付して説明は省略する。第５実施例のＸ線診断
装置には、第３実施例と同様に、２系統の撮影系が装備
される。図１５（ｂ）に示すように、２系統の撮影系は
各Ｘ線束中心線が９０°で交差、つまり直交するように
図示しない回転支持機構に保持される。撮影時には、２
系統の撮影系は９０°＋βの角度だけ回転する。この
間、各撮影系で撮影が繰り返される。したがって、撮影
角度９０°〜９０°＋βの間では、両撮影系で同じ撮影
角度で撮影が実行される。なお、図１３に示したように
Ｘ線管１，２１からのＸ線束の広がり角をαとすると
き、β＞αとなるようにβは設定されることが好まし
い。

【００５１】第１、第２の撮影系各々で造影前に撮影角
度９０°〜９０°＋βの間で撮影されたＸ線投影画像
が、比較手段５１に送られる。比較手段５１は第１、第
２の撮影系で同じ撮影角度の２枚のＸ線投影画像の画素
値（特定座標の画素値同士、または画素値合計同士）を
比較し、両撮影系の感度が同一になるように両撮影系各
々に対する第１，第２の補正係数を算出する。補正手段
５２には、画像メモリ４１から第１の撮影系で造影前に
撮影された第１のＸ線投影画像が送られる。補正手段５
２は、第１のＸ線投影画像の各画素に第１の補正係数を
掛け合わせて画素値を補正する。補正された第１のＸ線
投影画像は、撮影角度を属性して画像メモリ５７に記憶
される。同様に、補正手段５３には、画像メモリ４３か
ら第２の撮影系で造影前に撮影された第２のＸ線投影画
像が送られる。補正手段５３は、第２のＸ線投影画像の
各画素に第２の補正係数を掛け合わせて画素値を補正す
る。補正された第２のＸ線投影画像は、撮影角度を属性
して画像メモリ５７に記憶される。

【００５２】造影後についても同様で、第１、第２の撮
影系各々で造影後に撮影角度９０°〜９０°＋βの間で
撮影されたＸ線投影画像が、比較手段５４に送られる。
比較手段５４は第１、第２の撮影系で同じ撮影角度の２
枚のＸ線投影画像の画素値（特定座標の画素値同士、ま
たは画素値合計同士）を比較し、両撮影系の感度が同一
になるように両撮影系各々に対する第３，第４の補正係
数を算出する。補正手段５５には、画像メモリ４２から
第１の撮影系で造影後に撮影された第１のＸ線投影画像
が送られる。補正手段５５は、第１のＸ線投影画像の各
画素に第３の補正係数を掛け合わせて画素値を補正す
る。補正された第１のＸ線投影画像は、撮影角度を属性
して画像メモリ５８に記憶される。同様に、補正手段５
６には、画像メモリ４４から第２の撮影系で造影後に撮
影された第２のＸ線投影画像が送られる。補正手段５６
は、第２のＸ線投影画像の各画素に第４の補正係数を掛
け合わせて画素値を補正する。補正された第２のＸ線投
影画像は、撮影角度を属性して画像メモリ５８に記憶さ
れる。

【００５３】サブトラクション処理手段５９には、画像
メモリ５７，５８から造影前後のＸ線投影画像が読み込
まれる。サブトラクション処理部５９では、造影前後
で、撮影角度が同じ２枚のＸ線投影画像が引き算され
る。サブトラクション処理手段５９で得られたサブトラ
クション画像は、画像メモリ４７を介して先の実施例と
同様に図示しない３次元再構成手段に送られる。ここ
で、造影血管の３次元データが再構成される。図示しな
い表示画像作成手段で３次元データから作成された表示
画像はディジタルアナログ変換器を介してモニタに表示
される。

【００５４】次に本実施例の動作について説明する。図
１５（ａ）にマスク像撮影時の第１、第２の撮影系（こ
こではＸ線管）の軌道を実線で示し、造影後のライブ像
撮影時の第１、第２の撮影系（ここではＸ線管）の軌道
を一点鎖線で示している。図１６に第１の撮影系の撮影
角度の時間変化を実線で示し、第２の撮影系の撮影角度
の時間変化を一点鎖線で示している。

【００５５】まず、マスク像撮影時には、第１、第２の
撮影系は各々初期の撮影角度（０°、９０°）から、時
計逆回りに９０°＋βだけ回転する。これにより、第１
の撮影系の撮影角度は０°から９０°＋βで変化し、第
２の撮影系の撮影角度は９０°から１８０°＋βで変化
する。この時刻ｔ１〜ｔ２の間、第１、第２の撮影系共
に撮影を繰り返し、それぞれ複数の第１のＸ線投影画
像、複数の第２のＸ線投影画像をマスク像として撮影す
る。マスク像としての第１のＸ線投影画像は、画像メモ
リ４１に記憶される。マスク像としての第２のＸ線投影
画像は、画像メモリ４３に記憶される。

【００５６】時刻ｔ２の後、時刻ｔ３で造影剤が被検体
Ｐに注入される。そして、第１、第２の撮影系は各々マ
スク像撮影終了時の撮影角度（９０°＋β、１８０°＋
β）から、時計回りに９０°＋βだけ回転し、各々初期
の撮影角度に戻る。この時刻ｔ４〜ｔ５の間、第１、第
２の撮影系共に撮影を繰り返し、それぞれ複数の第１の
Ｘ線投影画像、複数の第２のＸ線投影画像をライブ像
（血管造影画像）として撮影する。ライブ像としての第
１のＸ線投影画像は、画像メモリ４２に記憶される。ラ
イブ像としての第２のＸ線投影画像は、画像メモリ４４
に記憶される。

【００５７】このように９０°＋βだけ回転すること
で、第１の撮影系により０°〜９０°＋βの範囲のＸ線
投影画像が得られ、第２の撮影系により９０°〜１８０
°＋βの範囲のＸ線投影画像が得られる。つまり、マス
ク像撮影時、及びライブ像撮影時で、９０°〜９０°＋
βの範囲では両撮影系での同じ撮影角度のＸ線投影画像
が得られることになる。

【００５８】撮影角度９０°〜９０°＋βの範囲中で同
じ撮影角度で撮影したマスク像が第１、第２の撮影系か
ら少なくとも１枚ずつ比較手段５１に送られる。比較手
段５１により、第１、第２の撮影系で同じ撮影角度の２
枚のマスク像の画素値（特定座標の画素値同士、または
画素値合計同士）が比較され、両撮影系の感度が同一に
なるように両撮影系各々に対する第１，第２の補正係数
が算出される。例えば第１の補正係数０．９、第２の補
正係数１．０が計算される。

【００５９】補正手段５２には、画像メモリ４１から第
１の撮影系で造影前に撮影された第１のマスク像が送ら
れる。補正手段５２は、第１のマスク像の各画素に第１
の補正係数を掛け合わせて画素値を補正する。補正され
た第１のマスク像は、撮影角度を属性して画像メモリ５
７に記憶される。同様に、補正手段５３には、画像メモ
リ４３から第２の撮影系で造影前に撮影された第２のマ
スク像が送られる。補正手段５３は、第２のマスク像の
各画素に第２の補正係数を掛け合わせて画素値を補正す
る。補正された第２のマスク像は、撮影角度を属性して
画像メモリ５７に記憶される。

【００６０】同様に、撮影角度９０°〜９０°＋βの範
囲中で同じ撮影角度で撮影したライブ像が第１、第２の
撮影系から少なくとも１枚ずつ比較手段５４に送られ
る。比較手段５４により、第１、第２の撮影系で同じ撮
影角度の２枚のライブ像の画素値（特定座標の画素値同
士、または画素値合計同士）が比較され、両撮影系の感
度が同一になるように両撮影系各々に対する第３，第４
の補正係数が算出される。例えば第３の補正係数０．
９、第４の補正係数１．０が計算される。

【００６１】補正手段５５には、画像メモリ４２から第
１の撮影系で造影後に撮影された第１のライブ像が送ら
れる。補正手段５５は、第１のライブ像の各画素に第３
の補正係数を掛け合わせて画素値を補正する。補正され
た第１のライブ像は、撮影角度を属性して画像メモリ５
８に記憶される。同様に、補正手段５６には、画像メモ
リ４４から第２の撮影系で造影後に撮影された第２のラ
イブ像が送られる。補正手段５６は、第２のライブ像の
各画素に第４の補正係数を掛け合わせて画素値を補正す
る。補正された第２のライブ像は、撮影角度を属性して
画像メモリ５８に記憶される。

【００６２】画像メモリ５７に記録された造影後のライ
ブ像は、同じ撮影角度から撮影された画像メモリ５８の
造影前のマスク像を引き算される。これにより撮影角度
０°〜１８０°＋βの複数枚のサブトラクション画像が
作成され、画像メモリ４７に記憶される。複数枚のサブ
トラクション画像は３次元再構成手段に送られ、３次元
再構成手段ではサブトラクション画像に対し、適当なコ
ンボリューションフィルターを掛けた後逆投影すること
で、被検体の造影部分の３次元データが得られる。３次
元データは、表示画像作成手段で、表示画像が作成され
る。この表示画像はディジタルアナログ変換器を介して
モニタに表示される。

【００６３】本実施例では第４実施例のように撮影時間
の短縮化が図られる他に、２系統の撮影系間での感度の
不均一性を是正することができる。

【００６４】（第６実施例）図１７に第６実施例のＸ線
診断装置の構成を示し、図１と同じ部分には同符号を付
して説明は省略する。第６実施例のＸ線診断装置は、図
１の構成に、サブトラクション処理手段９と３次元再構
成手段１０との間に画像メモリ６０、データ修正手段６
１、画像メモリ６２が追加された構成である。データ修
正手段６１は、マニュアルでサブトラクション画像を修
正する、例えば不要な部分を除去する等の処理を実行す
る。例えば、比較的長時間継続的に造影剤を注入するた
め、主に後半の画像で、静脈に造影剤が流入してしまう
ことがある。この造影された静脈部分を除去することを
目的としている。

【００６５】データ修正手段６１は図１８に示すよう
に、サブトラクション画像および修正後のサブトラクシ
ョン画像を一時的に記録しておく画像メモリ６９、サブ
トラクション画像を表示する表示装置６７、サブトラク
ション画像の除去する除去部分を指定するための座標入
力装置６８、座標入力装置６８を介して指定された除去
部分を除去、つまり背景と同じ０値に変換するＣＰＵ６
６とがデータ／制御バス６５に接続されて構成される。

【００６６】画像メモリ６０には全ての撮影角度のサブ
トラクション画像が記憶される。１枚づつサブトラクシ
ョン画像がデータ修正手段６１に送り込まれ、表示装置
６７に表示される。図１９に示すように、操作者は表示
画像を観察し、不要な物体が写っている位置を座標入力
装置６８を介して例えば矩形ＲＯＩにより指定する。矩
形ＲＯＩ内の画素値は全て背景と同じ０値に置き換えら
れる。このような修正作業が、図２０に示すように必要
なサブトラクション画像について実行され、修正後の及
び無修正のサブトラクション画像は、画像メモリ６２を
介して３次元再構成手段１０に送り込まれる。３次元再
構成手段１０ではサブトラクション画像に対し、適当な
コンボリューションフィルターを掛けた後逆投影するこ
とで、被検体の造影剤部分の３次元データを得る。

【００６７】このように再構成の前段で不要な部分を除
去するので、再構成処理の省力化を図り、また一部画像
にのみ上述したような造影静脈が写ることによるアーチ
ファクトの発生を防止することができる。また、この修
正処理は、サブトラクション画像を修正対象としたこと
で可能となる。なぜなら、修正後の画素値が不明なＸ線
投影画像（濃淡画像）については、修正不可能である。

【００６８】（第７実施例）図２１に第７実施例のＸ線
診断装置の主要部の構成を示し、図１７と同じ部分には
同符号を付して説明は省略する。再構成処理ではある撮
影角度ではとらえられる血管部分が、別の撮影角度では
とらえられないとき、つまり被写体が再構成領域から一
部はみ出しているとき、再構成結果にアーチファクトを
発生させてしまう。第７実施例では、この種のアーチフ
ァクトの発生を防止するものである。第７実施例のＸ線
診断装置は、図１７の構成に、画像メモリ６０とデータ
修正手段６１との間に再構成領域外データ判定手段７２
と、この再構成領域外データ判定手段７２の出力にデー
タ修正手段６１と画像メモリ６２とを選択的に接続する
スイッチ７３が追加された構成である。

【００６９】図２２に再構成領域外データ判定手段７２
の判定処理手順をフローチャートで示している。再構成
領域外データ判定手段７２は、ステップＳ１で、画像メ
モリ６０から１枚のサブトラクション画像を取り込む。
ステップＳ２で、このサブトラクション画像の周辺領域
を決定する。イメージインテンシファイアの入力窓の関
係で円形のサブトラクション画像に対し、図２３に斜線
で示す１画素幅の周辺領域が決定される。

【００７０】次に、ステップＳ３で、被検体（造影血
管）が写っている画素と写っていない画素を判定する為
の基準値が決定される。判定対象がサブトラクション画
像であるので、ここでは０値または０近似値に固定され
るが、例えばサブトラクション画像の全画素値の平均値
を基準値として計算するようにしてもよい。次にステッ
プＳ４で、サブトラクション画像の周辺画素を順次、基
準値と比較する。

【００７１】サブトラクション画像の全ての周辺画素が
基準値を下回っているとき、つまり、当該サブトラクシ
ョン画像中の全ての像が再構成領域内であると判定され
たとき、当該サブトラクション画像はスイッチ７３を介
して無修正で画像メモリ６２に送られる。一方、サブト
ラクション画像の少なくとも１つの周辺画素が基準値を
越えているとき、つまり、当該サブトラクション画像中
に再構成領域外の像が存在すると判定されたとき、当該
サブトラクション画像はスイッチ７３を介してデータ修
正手段６１に送られる。つまり、再構成領域外の像が存
在すると判定されたサブトラクション画像だけがデータ
修正手段６１に送られ、当該像の除去を操作者に促すこ
とができる。ここでは、図２３の点線で囲むような除去
すべき血管像の除去は、データ修正手段６１でマニュア
ルで行われる。

【００７２】こうして画像メモリ６２には再構成領域外
の像が存在しない全角度のサブトラクション画像が保持
される。このように本実施例では、アーチファクトの原
因となる再構成領域外の像の有無を判定して、この部分
の除去を操作者に促すことができる。本発明は上述した
実施例に限定されること無く種々変形して実施可能であ
る。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、再構成処理時間を短縮
できる。また本発明によれば、回転角を１８０°より小
さくすることができる。また本発明によれば、造影剤を
注入する前にマクス画像の撮影を不要にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の構成図。

【図２】 第１実施例の動作説明図。

【図３】 第１実施例の処理概要図。

【図４】 第２実施例の構成図。

【図５】 除去領域を示す図。

【図６】 第３実施例の構成図。

【図７】 第１，第２の撮影系の回転軌道を示す図。

【図８】 第３実施例の動作説明図。

【図９】 ３次元再構成の原理図。

【図１０】 第４実施例の主要部構成図。

【図１１】 第１，第２の撮影系の回転軌道を示す図。

【図１２】 第４実施例の動作説明図。

【図１３】 Ｘ線束の広がり角を示す図。

【図１４】 第５実施例の主要部構成図。

【図１５】 第１，第２の撮影系の回転軌道を示す図。

【図１６】 第５実施例の動作説明図。

【図１７】 第６実施例の構成図。

【図１８】 図１７のデータ修正手段の構成図。

【図１９】 データ修正の概念図。

【図２０】 第６実施例の処理概要図。

【図２１】 第７実施例の主要部の構成図。

【図２２】 図２１の再構成領域外データ判定手段の処
理手順を示すフローチャート。

【図２３】 周辺領域を示す図。

【図２４】 従来の一問題点の説明図。

【符号の説明】 １…Ｘ線管、２…イメージインテンシファイア、３…高
電圧発生装置、４…Ｘ線制御装置、５…ＴＶカメラ、６
…アナログディジタル変換器、７，８，１１…画像メモ
リ、９…サブトラクション処理手段、１０…３次元再構
成手段、１２…表示画像作成手段、１３…ディジタルア
ナログ変換器、１４…モニタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金箱 豊充 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 中谷 叔訓 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 中山 博士 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 小澤 政広 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 松本 国敏 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 Ｆターム(参考） 4C093 AA08 AA09 AA21 AA24 CA13 CA26 DA02 EA06 EB02 EE20 FD09 FF28 FF34 FF42 FG13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の回り３６０度の中の複数の撮影
   角度からＸ線造影剤注入前とＸ線造影剤注入後の２組の
   Ｘ線投影画像を撮影し、同じ撮影角度で撮影したＸ線造
   影剤注入前のＸ線投影画像と、Ｘ線造影剤注入後のＸ線
   投影画像とを引き算して造影剤影のみの引き算画像を撮
   影角度毎に得て、これらの造影剤影のみの引き算画像か
   ら造影部分の３次元データを再構成するＸ線診断装置に
   おいて、 前記引き算画像から造影剤影を含む部分画像を撮影角度
   毎に抽出し、これらの部分画像から造影部分の３次元デ
   ータを再構成することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 【請求項２】 被検体の回り３６０度の中で複数の撮影
   角度から撮影した複数のＸ線投影画像から被検体の３次
   元データを再構成するＸ線診断装置において、 被検体を挟んで対向配置される第１のＸ線管と第１のＸ
   線検出器とを有する第１の撮影系と、 被検体を挟んで対向配置される第２のＸ線管と第２のＸ
   線検出器とを有する第２の撮影系と、 前記第１のＸ線管から前記第１のＸ線検出器に至るＸ線
   束中心線と前記第２のＸ線管から前記第２のＸ線検出器
   に至るＸ線束中心線とが所定角度で交差する状態で前記
   第１の撮影系と前記第２の撮影系とを回転可能に支持す
   る支持手段と、 被検体の造影剤濃度が経時的に変化するように被検体に
   造影剤を注入する造影剤注入装置と、 前記第１の撮影系で撮影した第１のＸ線投影画像と、こ
   の第１のＸ線投影画像と同じ撮影角度であって異なる造
   影剤濃度の前記第２の撮影系で撮影した第２のＸ線投影
   画像とを撮影角度毎に引き算し、これらの引き算画像を
   ２値化することより造影剤の存在を表す複数の造影剤画
   像を得て、これらの造影剤画像から造影剤の３次元上の
   存在を表す３次元データを再構成する手段とを具備する
   ことを特徴とするＸ線診断装置。
3. 【請求項３】 被検体の回りの異なる撮影角度から撮影
   した複数のＸ線投影画像から被検体の３次元データを再
   構成するＸ線診断装置において、 Ｘ線管とＸ線検出器とからなる少なくとも２組の撮影系
   を備え、一方の撮影系により０度からａ度までの範囲内
   で撮影角度の異なる複数のＸ線投影画像を得、他方の撮
   影系によりａ度から２・ａ度までの範囲内で撮影角度の
   異なる複数のＸ線投影画像を得、これら２組の撮影系で
   得た撮影角度の異なる複数のＸ線投影画像から被検体の
   ３次元データを再構成することを特徴とするＸ線診断装
   置。
4. 【請求項４】 被検体の回りの異なる撮影角度から撮影
   した複数のＸ線投影画像から被検体の３次元データを再
   構成するＸ線診断装置において、 Ｘ線管とＸ線検出器とからなる少なくとも２組の撮影系
   を備え、一方の撮影系により０度からａ度までの範囲内
   で撮影角度の異なる複数のＸ線投影画像を得、他方の撮
   影系によりｂ度（ｂ＜ａ）からｃ度（ｃ＞ａ）までの範
   囲内で撮影角度の異なる複数のＸ線投影画像を得、ｂ度
   からａ度までの範囲で２組の撮影系で同じ撮影角度で造
   影剤注入前に撮影した２枚のＸ線投影画像から２組の撮
   影系間の感度差を求め、この感度差に基づいて造影剤注
   入後に２組の撮影系で撮影した複数のＸ線投影画像の感
   度補正をして、感度補正された複数のＸ線投影画像から
   被検体の３次元データを再構成することを特徴とするＸ
   線診断装置。
5. 【請求項５】 Ｘ線管とＸ線平面検出器とを対向させ、
   被検体の回り３６０度の範囲内で複数の撮影角度でＸ線
   投影画像をＸ線造影剤注入前とＸ線造影剤注入後とで撮
   影し、同じ撮影角度で撮影したＸ線造影剤注入前のＸ線
   投影画像と、Ｘ線造影剤注入後のＸ線投影画像とを引き
   算して、造影剤のみの引き算画像を撮影角度毎に得て、
   これらの引き算画像から造影剤の３次元データを再構成
   するＸ線診断装置において、 前記造影剤のみの引き算画像内の特定の領域について再
   構成することを特徴とするＸ線診断装置。
6. 【請求項６】 Ｘ線管とＸ線平面検出器とを対向させ、
   被検体の回り３６０度の範囲内で複数の撮影角度でＸ線
   投影画像をＸ線造影剤注入前とＸ線造影剤注入後とで撮
   影し、同じ撮影角度で撮影したＸ線造影剤注入前のＸ線
   投影画像と、Ｘ線造影剤注入後のＸ線投影画像とを引き
   算して、造影剤のみの引き算画像を撮影角度毎に得て、
   これらの引き算画像から造影剤の３次元データを再構成
   するＸ線診断装置において、 前記造影剤のみの引き算画像の周辺部のデータをゼロ値
   に置換して、再構成処理に供することを特徴とするＸ線
   診断装置。
7. 【請求項７】 被検体の回り３６０度の中の複数の撮影
   角度から撮影した複数のＸ線投影画像から被検体の３次
   元データを再構成するＸ線診断装置において、 同じ撮影角度から撮影したＸ線造影剤注入前のＸ線投影
   画像と、Ｘ線造影剤注入後のＸ線投影画像とを引き算し
   て、造影剤影のみの引き算画像を撮影角度毎に得て、こ
   れらの造影剤影のみの引き算画像から不要部分を除去
   し、不要部分を除去した引き算画像から造影部分の３次
   元データを再構成することを特徴とするＸ線診断装置。