JP2874317B2 - X線断層撮影装置 - Google Patents

X線断層撮影装置

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JP2874317B2 JP2263413A JP26341390A JP2874317B2 JP 2874317 B2 JP2874317 B2 JP 2874317B2 JP 2263413 A JP2263413 A JP 2263413A JP 26341390 A JP26341390 A JP 26341390A JP 2874317 B2 JP2874317 B2 JP 2874317B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、医用X線断層撮影装置に関し、とくにデ
ュアルエネルギーサブトラクション法を適用したX線断
層撮影装置に関する。
【従来の技術】
従来より、医用X線撮影装置の分野では、X線管球と
X線フィルムとを被写体内の1点を中心にして互いに反
対方向に移動させながら多重露出することにより、上記
フィルムに上記の点付近の深さの裁断面における断層像
を撮影する断層撮影法が確立している。 一方、高エネルギーX線で得られた画像と低エネルギ
ーX線で得られた画像とを重み付け加算し、骨や石灰化
病変のみを、あるいは骨を消去し軟部組織のみを抽出す
るデュアルエネルギーサブトラクション法が知られてい
る。 このデュアルエネルギーサブトラクション法を上記の
断層撮像法に適用したものとしては、従来では、イメー
ジングプレートを用いて、高エネルギー、低エネルギ
ーの画像を2回に分けて撮像するもの、2枚のイメー
ジングプレートの間に1枚のCu板を挟んだ状態で1回の
撮影で高エネルギーの画像と低エネルギーの画像とをそ
の1枚ずつのイメージングプレートにおいて同時に得る
ものが知られている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のようにイメージングプレートを
用いて、高エネルギー、低エネルギーの画像を2回に分
けて撮像する場合には、2回の撮影の間に時間差があっ
てその間に被写体が動くことによるアーティファクトが
生じる問題がある。 また、2枚のイメージングプレートの間に1枚のCu板
を挟んだ状態で撮影する場合には、上記の体動によるア
ーティファクトの問題は生じないが、Cu板のみでエネル
ギー分離を行うため2つの画像のエネルギー分離が不十
分で良好なサブトラクション像が得られないという問題
がある。 さらに、これらの従来法では1回の撮影で特定の1つ
の裁断面での断層像しか得られず、撮影後に裁断面を任
意に設定してその裁断面での断層像を得るというわけに
はいかない。 この発明は、上記に鑑み、1回の撮影で任意の深さの
裁断面での断層像を容易に得ることができ、しかもX線
のエネルギー分離度を高めて良好なサブトラクション像
を得るように改善した、X線断層撮影装置を提供するこ
とを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明によるX線断層
撮影装置においては、被写体にX線を照射するX線管手
段と、TVフレームに同期して1フレームずつの休止期間
を置きつつ上記X線管手段に交互に高圧管電圧と低圧管
電圧とを供給して該X線管手段より高圧X線と低圧X線
とを発生させるX線電源手段と、高低2つのエネルギー
用のフィルタを有し、上記の高圧X線の発生時にはこの
X線が高エネルギー用X線フィルタを通り、低圧X線発
生時にはこのX線が低エネルギー用X線フィルタを通る
ようにこれら2つのフィルタを交互に交代させるフィル
タ手段と、被写体を透過したX線による画像のビデオ信
号を上記の休止期間において得るX線撮像手段と、被写
体内に設定された基準裁断面の1点を中心にして上記X
線管手段及びX線撮像手段を互いに反対方向に移動させ
る手段と、高圧X線による断層像及び低圧X線による断
層像を再構成する手段と、これら2つの断層像の間の重
み付けサブトラクションを行う減算手段とを備えること
が特徴となっている。
【作用】
X線管手段からは高圧X線と低圧X線とが交互に発生
しており、それらは交互に交代している高エネルギー用
フィルタと低エネルギー用フィルタとをそれぞれ通る。
そのため、エネルギー分離度が高められた高エネルギー
X線と低エネルギーX線とが交互に被写体に照射される
ことになる。 高圧X線と低圧X線とはTVフレームと1フレームごと
に交互に発生するとともに、それぞれのX線発生の後1
フレームずつの休止期間が置かれる。そしてこの休止期
間にX線撮像手段よりビデオ信号を得るようにしてい
る。そのため、安定な画像のビデオ信号を得ることがで
きる。 X線管手段とX線撮像手段は、被写体内に設定された
基準裁断面の1点を中心にして互いに反対方向に移動さ
せられ、その移動行程の各位置ごとに、高圧画像と低圧
画像のビデオ信号が交互に出力される。そこで、これら
複数の高圧画像の位置をずらしながら加算することによ
り高エネルギーX線による被写体中の所望の裁断面での
断層像を得ることができる。複数の低圧画像についても
同様にその位置をずらしながら加算することにより低エ
ネルギーX線による被写体中の所望の裁断面での断層像
を得ることができる。 こうして得られた高・低エネルギーX線による断層像
の間で重み付けサブトラクションが行われる。各断層像
は、エネルギー分離度の高い高エネルギーX線と低エネ
ルギーX線とによって得た安定した画像のビデオ信号か
ら得られたものであり、そのため、重み付けサブトラク
ションによって所望の部分のみ抽出できた良好な画像を
得ることができる。
【実 施 例】
以下、この発明の一実施例について図面を参照しなが
ら詳細に説明する。第1図において、X線管1はX線電
源装置7から高圧管電圧及び低圧管電圧を交互に供給さ
れて高圧及び低圧のX線ビーム11を被写体3に向けて交
互に照射するように構成されている。このX線ビーム11
はフィルタ円板2を通るようにされている。 フィルタ円板2は高エネルギー用のX線フィルタと低
エネルギー用のフィルタとを備えており、モーター21で
回転させられることによりこれらが交互にX線ビーム11
中に位置するようにされる。高エネルギー用フィルタは
ここではたとえば厚さ1.5mmの半月状のCu板を使用し、
低エネルギー用フィルタはたとえば輝度類増感紙「富士
G−3」を用いた半月状のGd板で構成することができ
る。 そして高圧のX線ビーム11が発生しているときこのX
線ビーム11がCuを通り、低圧のX線ビーム11が発生して
いるときこのX線ビーム11がGdを通るように、X線電源
装置7における管電圧の切換とフィルタ円板2の回転と
が同期させられる。こうしてエネルギー分離度の高い高
エネルギーX線ビーム11と低エネルギーX線ビーム11と
が交互に被写体3に向けて照射されることになる。 この被写体3を透過したX線ビーム11はイメージイン
テンシファイア4に入射し、このイメージインテンシフ
ァイア4の出力面に光学的なX線透過像が得られる。こ
の光学的なX線透過像は撮像管5及びカメラコントロー
ルユニット6によりビデオ信号に変換される。このビデ
オ信号はA/D変換器61に取り込まれてデジタル信号に変
換される。 このX線管1(及びフィルタ円板2、モーター21)
と、イメージインテンシファイア4(及び撮像管5)と
は、移動装置8によって、被写体3内に設定された基準
裁断面上の1点を中心にしてそれぞれ反対方向に移動さ
せられる。この移動装置8は制御装置9により制御さ
れ、上記のようにX線管1から高・低圧X線ビーム11が
照射されている最中に上記の移動が行われるようにされ
る。 また、この制御装置9はカメラコントロールユニット
6からのフレーム同期信号(第2図のTV垂直同期信号)
を受けてこれに同期してX線電源装置7とモーター駆動
装置22とを制御する。すなわち、管電圧が第2図に示す
ように1フレームの休止期間をそれぞれ置いた上で高圧
(120kV)と低圧(60kV)とに交互に切り換えられる。
たとえば第1フレームでは120kVの管電圧が与えられて
X線照射され、そのつぎの第2フレームでは管電圧は与
えられずX線照射の休止期間となっており、第3フレー
ムでは60kVの管電圧が与えられてX線照射され、それに
つづく第4フレームでは管電圧は与えられずX線照射の
休止期間となる。 そして、フィルタ円板2はこの第1フレームで第3図
Aの実線位置から点線位置へと90゜回転し、高圧X線ビ
ーム11がCu板のみを透過するようにされる。第2フレー
ムではフィルタ円板2は第3図Bの実線位置から点線位
置へと90゜回転し、このときX線ビーム11は発生してい
ないがそのX線ビーム11が生じるはずの場所をCu板とGd
板との境界が横切ることになる。第3フレームではフィ
ルタ円板2は第3図Cの実線位置から点線位置へと90゜
回転し、低圧X線ビーム11がGd板のみを透過する。第4
フレームではフィルタ円板2は第3図Dの実線位置から
点線位置へと90゜回転し、このときX線ビーム11は発生
していないがそのX線ビーム11が生じるはずの場所をGd
板とCu板との境界が横切る。このように管電圧を高・低
に切り換えるとともにそれに同期してフィルタを高・低
エネルギー用とに切り換えているため、照射X線のエネ
ルギー分離度が高められる。 撮像管5では、第2図に示すように、X線照射が行わ
れているフレーム(第1、第3フレーム)でカメラコン
トロールユニット6によりブランキング信号が与えら
れ、電荷像の読み出しが停止させられる。したがって、
これらのフレームでは撮像管5において高・低圧X線に
よる電荷像の形成のが行われる。そしてX線照射が休止
しているフレーム(第2、第4フレーム)ではこのブラ
ンキングが解かれ、電荷像の読み出しスキャンが行われ
て第2図に示すようにビデオ信号が出力されることにな
り、同時にこれらのフレームにおいて第2図に示すよう
にA/D変換器61に画像取込信号が与えられて、ビデオ信
号のサンプリング及びA/D変換が行われる。そのため、
高圧画像と低圧画像とがそれぞれ1フレームずつの休止
期間を置いて交互に取り込まれることになる。このよう
にX線照射フレームでは撮像管5にブランキングをか
け、X線照射の停止フレームにおいてビデオ信号を出力
させるようにしたため、安定した画像のビデオ信号が得
られることになる。 こうして15フレーム/秒のレートで高圧画像と低圧画
像とが得られ、これらがフレームメモリ62、63にそれぞ
れ格納される。この実施例では、たとえば高圧側・低圧
側の画像がフレームメモリ62、63にそれぞれ48枚ずつ格
納されるまで、6.4秒の時間撮影を行う。そしてこの間
に移動装置8によりX線管1側とイメージインテンシフ
ァイア4側とを角度40゜の範囲に移動させるようにし
て、各画像が得られたときの角度情報もフレームメモリ
62、63に記憶させるようにする。フィルタ円板2は7.5
回/秒で回転することになる。 断層像再構成装置64、65はフレームメモリ62、63に格
納された各画像を、角度情報、被写体3の設定裁断面に
対するX線管1及びイメージインテンシファイア4の位
置関係情報とに応じて位置をずらして加算することによ
り、高圧側・低圧側の断層像をそれぞれ再構成する。こ
こでは2つの断層像再構成装置64、65を用いたが1つの
断層像再構成装置でこれら2つの断層像を作るようにし
てもよい。画像の位置ずれ量を変更することにより任意
の深さの断層像が得られる。 こうして得られた高圧側・低圧側の断層像は、減算器
66において重み付け減算され、その結果得られたサブト
ラクション像(のデジタルビデオ信号)がD/A変換器67
を経てTVモニター装置68に送られ、デュアルエネルギー
サブトラクション法による断層像が表示される。
【発明の効果】
この発明のX線断層撮影装置によれば、エネルギー分
離度の高い高エネルギー、低エネルギーの画像のビデオ
信号が安定して得られ、骨、石灰化等のカルシウムのみ
の画像または軟部組織の画像のみの抽出度が高まり、良
好なデュアルエネルギーサブトラクション断層像が得ら
れる。とくに、肺野の石灰化病変は通常の断層像では血
管の像とよく似て現れ、石灰化病変の同定には難しいも
のがあるが、上記のようにエネルギー分離度の高い画像
が得られるため、血管等の軟部組織の像をキャンセル
し、石灰化部分のみを抽出することができて診断を容易
にすることができる。また、逆に骨の像を消去し、軟部
組織のみの像を抽出することもできるため、骨と重なっ
た腫瘍の診断にも有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図は動
作を説明するためのタイムチャート、第3図はフィルタ
円板の位置関係を説明するための模式図である。 1……X線管、11……X線ビーム、2……フィルタ円
板、21……モーター、22……モーター駆動装置、3……
被写体、4……イメージインテンシファイア、5……撮
像管、6……カメラコントロールユニット、7……X線
電源装置、8……移動装置、9……制御装置、61……A/
D変換器、62、63……フレームメモリ、64、65……断層
像再構成装置、66……減算器、67……D/A変換器、68…
…TVモニター装置。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被写体にX線を照射するX線管手段と、TV
    フレームに同期して1フレームずつの休止期間を置きつ
    つ上記X線管手段に交互に高圧管電圧と低圧管電圧とを
    供給して該X線管手段より高圧X線と低圧X線とを発生
    させるX線電源手段と、高低2つのエネルギー用のフィ
    ルタを有し、上記の高圧X線の発生時にはこのX線が高
    エネルギー用X線フィルタを通り、低圧X線発生時には
    このX線が低エネルギー用X線フィルタを通るようにこ
    れら2つのフィルタを交互に交代させるフィルタ手段
    と、被写体を透過したX線による画像のビデオ信号を上
    記の休止期間において得るX線撮像手段と、被写体内に
    設定された基準裁断面の1点を中心にして上記X線管手
    段及びX線撮像手段を互いに反対方向に移動させる手段
    と、高圧X線による断層像及び低圧X線による断層像を
    再構成する手段と、これら2つの断層像の間の重み付け
    サブトラクションを行う減算手段とを備えることを特徴
    とするX線断層撮影装置。
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