JP2006167456A - Ｘ線診断装置およびｘ線診断装置の作動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】血管撮影Ｘ線診断装置のシステム全体の臨床上重要性の考慮のもとに画質保証を可能にし、それにより種々のＸ線設備並びに臨床上重要な対象の相互比較を可能にする。
【解決手段】Ｘ線管（５）を有するＸ線放射器（３）と、Ｘ線を透過させるテーブル板およびマットレスを有する患者寝台と、Ｘ線画像検出器（４）と、画像システム（１２）および画像処理部とを備えた血管撮影Ｘ線診断装置において、Ｘ線画像検出器（４）の出力信号を導かれる測定装置（１３）が設けられ、この測定装置（１３）が、臨床上重要な対象の再生品質を決定する値を決定する第１の装置と、異なるＸ線画像の均一な画像範囲におけるノイズの局所的分散を求める第２の装置と、第１の装置の出力と第２の装置の出力値との比を形成する装置とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】Ｘ線管（５）を有するＸ線放射器（３）と、Ｘ線を透過させるテーブル板およびマットレスを有する患者寝台と、Ｘ線画像検出器（４）と、画像システム（１２）および画像処理部とを備えた血管撮影Ｘ線診断装置において、Ｘ線画像検出器（４）の出力信号を導かれる測定装置（１３）が設けられ、この測定装置（１３）が、臨床上重要な対象の再生品質を決定する値を決定する第１の装置と、異なるＸ線画像の均一な画像範囲におけるノイズの局所的分散を求める第２の装置と、第１の装置の出力と第２の装置の出力値との比を形成する装置とを有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、Ｘ線管を有するＸ線放射器と、Ｘ線を透過させるテーブル板およびマットレスを有する患者寝台と、Ｘ線画像検出器と、画像システムおよび画像処理部とを備えた血管撮影Ｘ線診断装置に関する。更に、本発明は、Ｘ線診断装置を検査するための測定方法および標準化されたＸ線診断装置により臨床上重要な対象を検査するための測定方法に関する。
この種のＸ線透視もしくは血管撮影によるＸ線診断装置は今日では一般に特定の血管の病気の治療に利用される。インターベンションにおいて血管撮影の移植片、例えばステントが、患者の病気になった血管部位に挿入される。ステントを迅速かつ正確に据え付けるための鍵は、カテーテルおよびガイドワイヤの如き作業手段およびステントの如き移植片の優れたＸ線可視性にある。造形物の可視性はしばしば製造元ごとに異なる。これは一方ではＸ線診断装置に起因し、他方では対象の大きさに起因する。
Ｘ線診断装置の画質上重要な測定のために、例えば平面型検出器のためのＤＱＥ法（ＤＱＥ＝Ｄｅｔｅｃｔｉｖｅ Ｑｕａｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、検出量子効率、有効量子吸収）、分解能試験法およびエッジ法のような技術的ファントムを用いたさまざまの測定方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。これらは、もちろん孤立した技術的な問題提起を考慮するだけで、システム全体の臨床上重要な特性ではない。
"Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ"，Ｖｏｌｕｍｅ １，Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｐｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，Ｉｍａｇｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍｅｔｒｉｃｓ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０００
"Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ"，Ｖｏｌｕｍｅ １，Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｐｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，Ｉｍａｇｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍｅｔｒｉｃｓ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０００
本発明の課題は、血管撮影Ｘ線診断装置のシステム全体の臨床上重要性の考慮のもとに画質保証を可能にし、それにより種々のＸ線設備ならびに臨床上重要な対象の相互比較を可能にするように冒頭に述べたＸ線診断装置を構成することにある。更に、本発明の課題は、種々のＸ線設備ならびに臨床上重要な対象の相互比較が可能であるように冒頭に述べた方法を構成することにある。
Ｘ線診断装置に関する課題は、本発明によれば、Ｘ線画像検出器の出力信号を導かれる測定装置が設けられ、この測定装置が、臨床上重要な対象の再生品質を決定する値を決定する第１の装置と、異なるＸ線画像の均一な画像範囲におけるノイズの局所的分散を求める第２の装置と、第１の装置の出力値と第２の装置の出力値との比を形成する装置とを有することによって解決される。
この測定装置はＸ線診断装置内にハードウェアまたはソフトウェアとして組み込むことができる。しかし、測定装置は相応のソフトウェアを備えた別のコンピュータ、例えばパーソナルコンピュータ上で実現することもできる。
第１の装置は、臨床上重要な対象の位置を予測する予測段を有すると有利であることが判明した。
本発明によれば、第１の装置は、臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ知識を備えたルックアップテーブルを有するとよい。
第１の装置は、一連の連続画像から取出された現在の画像と背景画像との差を形成する減算段を有すると有利である。
本発明によれば、予測段、ルックアップテーブルおよび減算段の出力信号は、臨床上重要な対象の再生品質を決定する値を求める装置に導かれるとよい。
第２の装置は、背景画像からノイズの局所的分散を形成する手段および／または連続画像のうちの現在の画像からノイズの局所的分散を形成する手段を有すると有利であることが判明した。この場合、本発明に従って、第２の装置は、両手段の分散の和を形成する加算手段を有するとよい。
第１の装置は、予測段、ルックアップテーブルおよび減算段の出力信号を導かれるハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換装置、または、予測段、ルックアップテーブルおよび減算段の出力信号を導かれる分散形成装置を有すると有利である。
Ｘ線放射器は、コリメータおよび／または前置フィルタを備えた多分割絞りを備えているとよい。
Ｘ線画像検出器に散乱Ｘ線除去用グリッドが付設されているとよい。
臨床上重要な対象は例えばガイドワイヤ、カテーテルおよび／またはステントである。
Ｘ線診断装置を検査するための測定方法に関する課題は、本発明によれば、
ａ）技術的ファントムのＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、ディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像（静止画像とも呼ばれる）との差を形成するステップ、
ｃ）測定視野を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上でハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換を形成しそれから臨床上重要な対象のコントラストを決定するステップ、
ｆ）コントラストを２乗するステップ、
ｇ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｈ）ノイズ分散に対するコントラストの比を形成するステップ、
ｉ）２乗されたコントラスト−ノイズ比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）Ｘ線診断装置のための“臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）”を形成するステップ
によって解決される。
ａ）技術的ファントムのＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、ディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像（静止画像とも呼ばれる）との差を形成するステップ、
ｃ）測定視野を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上でハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換を形成しそれから臨床上重要な対象のコントラストを決定するステップ、
ｆ）コントラストを２乗するステップ、
ｇ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｈ）ノイズ分散に対するコントラストの比を形成するステップ、
ｉ）２乗されたコントラスト−ノイズ比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）Ｘ線診断装置のための“臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）”を形成するステップ
によって解決される。
代替として、Ｘ線診断装置を検査するための測定方法に関する課題は、
ａ）技術的ファントムのＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、ディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）関心領域（ＲＯＩ）を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上で臨床上重要な対象の分散を形成するステップ、
ｆ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｇ）ノイズ分散に対する分散の比を形成するステップ、
ｈ）分散の比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｉ）Ｘ線診断装置のための“臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）”を形成するステップ
によっても解決される。
ａ）技術的ファントムのＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、ディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）関心領域（ＲＯＩ）を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上で臨床上重要な対象の分散を形成するステップ、
ｆ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｇ）ノイズ分散に対する分散の比を形成するステップ、
ｈ）分散の比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｉ）Ｘ線診断装置のための“臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）”を形成するステップ
によっても解決される。
同様に、標準化されたＸ線診断装置により臨床上重要な対象を検査するための測定方法に関する課題は、
ａ）臨床上重要な対象のＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、標準化されたＸ線設備によりディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）測定視野を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上でハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換を形成しそれから臨床上重要な対象のコントラストを決定するステップ、
ｆ）コントラストを２乗するステップ
ｇ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｈ）ノイズ分散に対するコントラストの比を形成するステップ、
ｉ）２乗されたコントラスト−ノイズ比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）臨床上重要な対象のための“臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）”を形成するステップ
によっても解決される。
ａ）臨床上重要な対象のＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、標準化されたＸ線設備によりディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）測定視野を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上でハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換を形成しそれから臨床上重要な対象のコントラストを決定するステップ、
ｆ）コントラストを２乗するステップ
ｇ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｈ）ノイズ分散に対するコントラストの比を形成するステップ、
ｉ）２乗されたコントラスト−ノイズ比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）臨床上重要な対象のための“臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）”を形成するステップ
によっても解決される。
代替として、標準化されたＸ線診断装置により臨床上重要な対象を検査するための測定方法に関する課題は、
ａ）臨床上重要な対象のＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、標準化されたＸ線設備によりディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）関心領域（ＲＯＩ）を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上で臨床上重要な対象の分散を形成するステップ、
ｆ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｇ）ノイズ分散に対する分散の比を形成するステップ、
ｉ）分散の比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）臨床上重要な対象のための“臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）”を形成するステップ
によっても解決される。
ａ）臨床上重要な対象のＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、標準化されたＸ線設備によりディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）関心領域（ＲＯＩ）を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上で臨床上重要な対象の分散を形成するステップ、
ｆ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｇ）ノイズ分散に対する分散の比を形成するステップ、
ｉ）分散の比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）臨床上重要な対象のための“臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）”を形成するステップ
によっても解決される。
この方法によって、標準化された撮影条件のもとでＸ線画像内のガイドワイヤおよびステントの可視性を定量的に把握することができる。それにより、可視性における定められた最小限の良さを保証するために、ガイドワイヤおよびステントの画質証明発行が可能である。
以下において本発明を図面に示す実施例に基づいて更に詳細に説明する。
図１は本発明によるＸ線診断装置を示し、
図２は試験用ファントムのＸ線画像を示し、
図３は図１による品質測定値を決定する装置の第１の実施形態を示し、
図４は図１による品質測定値を決定する装置の第２の実施形態を示す。
図１は本発明によるＸ線診断装置を示し、
図２は試験用ファントムのＸ線画像を示し、
図３は図１による品質測定値を決定する装置の第１の実施形態を示し、
図４は図１による品質測定値を決定する装置の第２の実施形態を示す。
図１には、スタンド１に回転可能に支持されたＣアーム２を有するＸ線診断装置が示されている。Ｃアーム２の端部にはＸ線放射器３およびＸ線画像検出器４が取付けられている。
図示されたスタンド１の代わりに床架台または天井架台も使用可能である。Ｃアーム２は、Ｘ線放射器３およびＸ線画像検出器４の電子式カップリングが行なわれるいわゆる電子式Ｃアーム２によって置き換えることもできる。Ｘ線放射器３はＸ線管５を含み、かつコリメータおよび前置フィルタを有する多分割絞り６を備えている。
試験および測定の目的のために、患者寝台７上に、Ｘ線放射器３によって照射される技術的ファントム８が配置されているので、Ｘ線画像検出器４にはファントム８のＸ線透過度に応じて減弱された信号が入射する。患者寝台７は一般にテーブル板９およびマットレス１０を有する。
Ｘ線画像検出器４の前には散乱Ｘ線除去用グリッド１１が配置されている。散乱Ｘ線除去用グリッド１１は、公知のように、検査対象、この場合にはファントム８によって散乱させられたＸ線がＸ線画像検出器４に入射するのを防止する。
Ｘ線画像検出器４の出力信号はＸ線診断装置から画像システム１２に供給され、画像システム１２はＸ線診断装置の制御ならびにディジタル画像信号の継続処理を生じさせる。このように処理されたディジタル画像信号は、Ｘ線診断装置の品質を決定する値を本発明により求める際に、受信器ボード１３を介して、さらに後で説明する測定装置１４に導かれる。
ディジタル画像信号は、例えばＸ線検査の場合には、ネットワークを介して伝送することができる、および／またはアーカイブ１５に記憶することができる。画像システム１２は公知のようにディジタル画像信号からビデオ信号を作成し、ビデオ信号は観察モニタ１６で再生可能である。
受信器ボード１３はディジタル画像信号をＤＩＣＯＭ規格で導くことのできるＤＩＣＯＭインターフェース１７を有する。代替として、受信器ボード１３にビデオ信号も導くことができる。ビデオ信号は、フレームグラバー１８によりディジタル化され、ソフトウェアモジュール１９によって測定装置１４による測定値検出のために変換される。
Ｘ線診断装置の本発明による測定のために、次の特性を有する臨床上重要なファントムが使用される。
− ファントムは、解剖学的構造から成る静止背景物（例えば胸部）および／または技術的造形物を有する。
− ファントムは、ガイドワイヤおよび／またはステントのような測定すべき臨床上重要な造形物を含む動的な（可動）前景物を有する。
− 種々のＸ線システムの相互比較のためのファントムの標準化されたモデルが存在する。
− ファントムは、解剖学的構造から成る静止背景物（例えば胸部）および／または技術的造形物を有する。
− ファントムは、ガイドワイヤおよび／またはステントのような測定すべき臨床上重要な造形物を含む動的な（可動）前景物を有する。
− 種々のＸ線システムの相互比較のためのファントムの標準化されたモデルが存在する。
図２には、Ｘ線診断装置においてＸ線診断装置の品質を決定する値を本発明により求めるために使用することができるこのような技術的ファントム８のＸ線画像が示されている。ファントム８は、ガイドワイヤ２１が通されている回転可能な円板２０を有する。ガイドワイヤ２１の延長には、比較的高い識別性を有しかつガイドワイヤ２１の自動的な検出のための補助手段として役立ち得るマーカ２２が入れられている。背景物２３は、例えば、患者に似た散乱放射線特性を有するプレキシガラス、銅製段部およびコントラスト平坦部によって形成することができる。
図３には本発明によるＸ線診断装置の第１の実施形態が示されている。第１の実施形態においては、ファントム８に含まれているガイドワイヤ２１のＸ線画像から品質値が形成される。Ｘ線診断装置は、ＳＩＤアンギュレーション（ＳＩＤ＝Ｓｏｕｒｃｅ−Ｉｍａｇｅ−Ｄｉｓｔａｃｅ、線源受像面間距離）に対応する発信器信号３０を提供する。発信器信号３０から予測段３１がガイドワイヤ２１の位置の予測を行なう。ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３２には、投影面におけるガイドワイヤ２１の形状に関するアプリオリ知識が含まれ、このアプリオリ知識が呼び出されて予測段３１の出力信号と一緒に、例えば米国特許第３０６９６５４号明細書から公知のハフ変換（Ｈｏｕｇｈ変換）を実行するハフ変換装置３３に導かれる。ガイドワイヤ２１の形状は１次（線形）形式または２次形式であってよく、従って直線または放物線が生じる。
減算段３４において一連の連続画像３５から取出された現在の画像３６から背景画像３７が減算され、減算段３４の出力信号がＨｏｕｇｈ変換を実行するハフ変換装置３３の第３の入力に導かれる。Ｈｏｕｇｈ変換の実行後にコントラスト段３８においてコントラスト計算が行なわれる。コントラスト段３８は、例えばＨｏｕｇｈ変換の信号のノイズからＸ線画像内のガイドワイヤ２１を表す負のピークを検出し、周囲のノイズの平均値に対するピークの差を形成し、従ってピークはガイドワイヤ２１のコントラストＣに相当する信号を得る。コントラスト段３８のこの出力信号は２乗段３９に導かれる。
更に、背景画像３７のディジタル画像信号が、背後画像３７のノイズすなわちいわゆる背景ノイズから局所的分散を形成する装置４０に導かれ、そして、連続画像３５のその都度の現在の画像３６のディジタル画像信号が、現在の画像３６の均一な画像範囲のノイズから局所的分散を形成する装置４１に導かれる。両装置４０，４１の出力信号すなわち分散Ｖ2が加算段４２において加算される。後続の割算段４３がコントラストの２乗Ｃ2を分散Ｖ2で割算する。割算段４３の出力信号から平均値形成段４４において動的な平均値が形成される。この動的な平均値は、品質値としてのガイドワイヤに関するいわゆるＣＲＦＰ指数（Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｒｅｌｅｖａｎｔ Ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ、臨床上重要なＸ線透視性能指数）を形成する。
図４には本発明によるＸ線診断装置の第２の実施形態が示されている。第２の実施形態においては、ファントム８に含まれているステント５０のＸ線画像から品質値が形成される。ステント５０は、ここでもより良い識別のためにマーカ２２が配置されている連続Ｘ線画像５２における関心領域（ＲＯＩ）５１内に存在する。連続Ｘ線画像５２のその都度の最後のＸ線画像が現在のＸ線画像５３である。
ＳＩＤアンギュレーションの発信器信号３０から予測段５４がステント５０の位置を予測する。ルックアップテーブル（ＬＵＴ）５５には投影面におけるステント５０の形状に関するアプリオリ知識が含まれ、このアプリオリ知識が呼び出されて予測段５４の出力信号と一緒に分散形成装置５６に導かれる。ステント５０の形状は、直線または放物線が生じるように１次（線形）形式または２次形式であるとよい。
減算段３４においては、一連の連続Ｘ線画像５２から取出された現在のＸ線画像５３から背景画像３７が減算され、減算段３４の出力信号が分散ＶSを形成する分散ＶS形成装置５６の第３の入力に与えられる。
更に、背景画像３７のディジタル画像信号が、背景画像３７のノイズから局所的分散を形成する装置４０に導かれ、そして、連続画像５２のその都度の現在の画像５３のディジタル画像信号が、現在の画像５３の均一な画像範囲のノイズから局所的分散を形成する装置４１に導かれる。両装置４０，４１の出力信号すなわち分散Ｖrが加算段４２において加算される。後続の割算段４３が分散ＶSを分散Ｖrで割算する。割算段４３の出力信号から、平均値形成段４４において、ステントに関するいわゆるＣＲＦＰ指数をなす動的な平均値が形成される。
本発明に従って構成されたＸ線診断装置において一方では技術的ファントム８を使用することによって高精度の測定方法を実施することができ、他方ではファントム８は、患者に適用するときに検査者が認識するガイドワイヤやステントの如き臨床上重要な対象を含んでいる。Ｘ線診断装置は、患者におけるインターベンショナルなルーチン作業のために設計されているように作動される。測定方法は、Ｘ線診断装置によるガイドワイヤおよびステントの可視化検出に対して相関関係にある画質値をもたらす。
それによって、本発明によればＸ線診断装置に測定可能な性能指数が割り付けられる。この性能指数は、Ｘ線設備がインターベンショナルＸ線透視法において臨床上重要な対象を検査者に対してどの程度良好に表示するかを表す。
対象（ステントおよびガイドワイヤ）および動的特性のような上述の臨床上重要なＸ線透視特性を有するファントム８によって、Ｘ線設備の比較値が測定可能である。
Ｘ線診断装置の臨床上重要な画像良さを求めるための高精度の測定方法は、特に可視限界にあるガイドワイヤを考慮する。
本発明による構成によって、Ｘ線透視画像を取得できるインターベンショナルＸ線診断装置に、病院のルーチン作動の設定に基づいて、設備がインターベンショナルＸ線透視法において臨床上重要な対象を検査者に対してどの程度良好に表示するかを表す測定可能な性能指数が割り付けられる。Ｘ線診断装置およびその構成は、Ｘ線管５におけるＸ線発生（ｋＶ，ｍＡｓ，線量）、コリメータ、前置フィルタ、テーブル板９およびマットレス１０の影響、散乱Ｘ線除去用グリッド１１の影響、画像システム１２およびその画像処理部の影響を明確に含んでいる。
Ｘ線透視による一連のＸ線画像の取得は、ディジタルデータの記憶または観察モニタ１６に表示されるアナログビデオ信号のディジタル化によって、測定技術上の評価のためのいわゆるフレームグラバーにより行なわれる。Ｘ線画像検出器４は平面型画像検出器であるか、またはＸ線イメージインテンシファイアとアナログテレビカメラまたはＣＣＤカメラを有するテレビとの系であってもよい。
更に、本発明によるＸ線診断装置は、心臓用ガイドワイヤおよびステントの使用と必要な動特性の模擬とによる臨床上重要な特性を示すファントム８を有する。これは例えば図２に基づいて説明した回転ファントムによって達成される。
更に、Ｘ線診断装置は、ガイドワイヤのための精密な測定方法、すなわち動画像と背景画像（静止画像とも呼ばれる）とから差を形成する測定ソフトウェアを有する測定ＰＣを備えている。次に、上述の測定視野ならびにガイドワイヤの形状に関するアプリオリ情報を用いてＨｏｕｇｈ変換が差のグレー値画像上に形成され、それからガイドワイヤのコントラストが決定される。コントラストが２乗されてノイズ分散に対する比に変換される。ノイズ分散は均一な画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和からなる。２乗されたコントラスト−ノイズ比が動的に平均化され、それからＸ線診断装置の品質を決定する最終的なＣＲＦＰ指数（臨床上重要なＸ線透視性能指数）が生じる。
ステントのための本発明による精密測定方法においては、ここでも動画像と背景画像とから差が形成される。引続いて前述の測定視野とステントの形状に関するアプリオリ情報とにより前述のＲＯＩにおける分散が形成される。この分散はノイズ分散に対する比に変換される。ノイズ分散は均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散とからなる。分散の比は動的に平均化され、それからステントのための動的なＣＲＦＰ指数が生じる。
本発明によるＸ線診断装置により、検査者に例えば異なるＸ線診断装置の相互比較を可能にする血管撮影Ｘ線診断装置の画質保証方法を実施することができる。それによって、Ｘ線診断装置が画像良さについての最小限の要求を有することを保証することができる。
標準化されたＸ線診断装置によるＸ線画像の取得によって、例えばガイドワイヤおよびステントのような心臓病の作業手段に、インターベンショナルＸ線透視法における作業手段の可視化がどの程度良好であるかを表す測定可能な性能指数を割り付けることもできる。測定方法は、画質値、すなわち可視限界にあるガイドワイヤおよびステントの可視化検出に対して相関関係のある臨床上重要な画像良さを提供する。このために、標準化されたＸ線診断装置において、心臓病の作業手段が本発明による方法に基づいて検査されて測定される。ＣＲＦＰ指数をこれらの心臓病の作業手段に付与することができ、Ｘ線画像内に作業手段の可視性および識別性を指定することができるので、医師は、購入時に既にＣＲＦＰ指数によって、作業手段が設備においてまだ視認可能であるかどうか、あるいはより良好なＣＲＦＰ指数を持った心臓病の作業手段を選ぶべきかどうかがわかる。
１ スタンド
２ Ｃアーム
３ Ｘ線放射器
４ Ｘ線画像検出器
５ Ｘ線管
６ 多分割絞り
７ 患者寝台
８ ファントム
９ テーブル板
１０ マットレス
１１ 散乱Ｘ線除去用グリッド
１２ 画像システム
１３ 受信器ボード
１４ 測定装置
１５ アーカイブ
１６ 観察モニタ
１７ ＤＩＣＯＭインターフェース
１８ フレームグラバー
１９ ソフトウェアモジュール
２０ 円板
２１ ガイドワイヤ
２２ マーカ
２３ 背景物
３０ 発信器信号
３１ 予測段
３２ ルックアップテーブル
３３ ハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換装置
３４ 減算段
３５ 連続画像
３６ 現在の画像
３７ 背景画像
３８ コントラスト段
３９ ２乗段
４０ 局所的分散を形成する装置
４１ 局所的分散を形成する装置
４２ 加算段
４３ 割算段
４４ 平均値形成段
５０ ステント
５１ 関心領域（ＲＯＩ）
５２ 連続Ｘ線画像
５３ 現在のＸ線画像
５４ 予測段
５５ ルックアップテーブル
５６ 分散ＶS形成装置
Ｃ コントラスト
Ｖ2 分散
ＶS 分散
Ｖｒ 分散
２ Ｃアーム
３ Ｘ線放射器
４ Ｘ線画像検出器
５ Ｘ線管
６ 多分割絞り
７ 患者寝台
８ ファントム
９ テーブル板
１０ マットレス
１１ 散乱Ｘ線除去用グリッド
１２ 画像システム
１３ 受信器ボード
１４ 測定装置
１５ アーカイブ
１６ 観察モニタ
１７ ＤＩＣＯＭインターフェース
１８ フレームグラバー
１９ ソフトウェアモジュール
２０ 円板
２１ ガイドワイヤ
２２ マーカ
２３ 背景物
３０ 発信器信号
３１ 予測段
３２ ルックアップテーブル
３３ ハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換装置
３４ 減算段
３５ 連続画像
３６ 現在の画像
３７ 背景画像
３８ コントラスト段
３９ ２乗段
４０ 局所的分散を形成する装置
４１ 局所的分散を形成する装置
４２ 加算段
４３ 割算段
４４ 平均値形成段
５０ ステント
５１ 関心領域（ＲＯＩ）
５２ 連続Ｘ線画像
５３ 現在のＸ線画像
５４ 予測段
５５ ルックアップテーブル
５６ 分散ＶS形成装置
Ｃ コントラスト
Ｖ2 分散
ＶS 分散
Ｖｒ 分散
Claims (17)
- Ｘ線管（５）を有するＸ線放射器（３）と、Ｘ線を透過させるテーブル板およびマットレスを有する患者寝台と、Ｘ線画像検出器（４）と、画像システム（１２）および画像処理部とを備えた血管撮影Ｘ線診断装置において、
Ｘ線画像検出器（４）の出力信号を導かれる測定装置（１４）が設けられ、
この測定装置（１４）が、
臨床上重要な対象の再生品質を決定する値を決定する第１の装置（３１〜３４；５４〜５６，３４）と、
異なるＸ線画像の均一な画像範囲におけるノイズの局所的分散（Ｖr）を求める第２の装置（４０〜４２）と、
第１の装置（３１〜３４；５４〜５６，３４）の出力値と第２の装置（４０〜４２）の出力値との比を形成する装置（４３）と
を有することを特徴とするＸ線診断装置。 - 第１の装置（３１〜３４；５４〜５６，３４）は、臨床上重要な対象の位置を予測する予測段（３１；５４）を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
- 第１の装置（３１〜３４；５４〜５６，３４）は、臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ知識を備えたルックアップテーブル（３２；５５）を有することを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
- 第１の装置（３１〜３４；５４〜５６，３４）は、一連の連続画像（３５；５２）から取出された現在の画像（３６；５３）と背景画像（３７）との差を形成する減算段（３４）を有することを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載のＸ線診断装置。
- 予測段（３１；５４）、ルックアップテーブル（３２；５５）および減算段（３４）の出力信号は、臨床上重要な対象の再生品質を決定する値を求める装置（３３；５６）に導かれることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のＸ線診断装置。
- 第２の装置（４０〜４２）は、背景画像（３７）からノイズの局所的分散（Ｖr）を形成する手段（４０）を有することを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のＸ線診断装置。
- 第２の装置（４０〜４２）は、連続画像（３５）のうちの現在の画像（３６）からノイズの局所的分散（Ｖr）を形成する手段（４１）を有することを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載のＸ線診断装置。
- 第２の装置（４０〜４２）は、両手段（４０，４１）の分散の和を形成する加算手段（４２）を有することを特徴とする請求項７記載のＸ線診断装置。
- 第１の装置（３１〜３４）は、予測段（３１）、ルックアップテーブル（３２）および減算段（３４）の出力信号を導かれるハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換装置（３３）を有することを特徴とする請求項４乃至８の１つに記載のＸ線診断装置。
- 第１の装置（５４〜５６，３４）は、予測段（５４）、ルックアップテーブル（５５）および減算段（３４）の出力信号を導かれる分散（ＶS）形成装置（５６）を有することを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載のＸ線診断装置。
- Ｘ線放射器（３）は、コリメータおよび／または前置フィルタを備えた多分割絞り（６）を有することを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載のＸ線診断装置。
- Ｘ線画像検出器（４）に散乱Ｘ線除去用グリッド（１１）が付設されていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載のＸ線診断装置。
- 臨床上重要な対象はガイドワイヤ、カテーテルおよび／またはステントであることを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載のＸ線診断装置。
- ａ）技術的ファントム（８）のＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、ディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）測定視野を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上でハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換を形成しそれから臨床上重要な対象のコントラストを決定するステップ、
ｆ）コントラストを２乗するステップ、
ｇ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｈ）ノイズ分散に対するコントラストの比を形成するステップ、
ｉ）２乗されたコントラスト−ノイズ比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）Ｘ線診断装置のための臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）を形成するステップ
を有することを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載のＸ線診断装置を検査するための測定方法。 - ａ）技術的ファントム（８）のＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、ディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）関心領域（ＲＯＩ）を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上で臨床上重要な対象の分散を形成するステップ、
ｆ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｇ）ノイズ分散に対する分散の比を形成するステップ、
ｈ）分散の比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｉ）Ｘ線診断装置のための臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）を形成するステップ
を有することを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載のＸ線診断装置を検査するための測定方法。 - ａ）臨床上重要な対象のＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、標準化されたＸ線設備によりディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）測定視野を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上でハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換を形成しそれから臨床上重要な対象のコントラストを決定するステップ、
ｆ）コントラストを２乗するステップ、
ｇ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｈ）ノイズ分散に対するコントラストの比を形成するステップ、
ｉ）２乗されたコントラスト−ノイズ比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）臨床上重要な対象のための臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）を形成するステップ
を有することを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の標準化されたＸ線診断装置により臨床上重要な対象を検査するための測定方法。 - ａ）臨床上重要な対象のＸ線透視による一連のＸ線画像を取得し、標準化されたＸ線設備によりディジタルデータを記憶するステップ、
ｂ）動画像と背景画像との差を形成するステップ、
ｃ）関心領域（ＲＯＩ）を予測するステップ、
ｄ）臨床上重要な対象の形状に関するアプリオリ情報を求めるステップ、
ｅ）差のグレー値画像上で臨床上重要な対象の分散を形成するステップ、
ｆ）均一の画像範囲のノイズ分散と背景画像の分散との和形成によりノイズ分散を求めるステップ、
ｇ）ノイズ分散に対する分散の比を形成するステップ、
ｉ）分散の比の動的な平均値形成を行なうステップ、
ｊ）臨床上重要な対象のための臨床上重要なＸ線透視性能指数（ＣＲＦＰ指数）を形成するステップ
を有することを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の標準化されたＸ線診断装置により臨床上重要な対象を検査するための測定方法。
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