JP3587312B2 - ディジタル血管撮影装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、被検体の血管内に造影剤を注入して放射線を照射しその検出信号をディジタル化した後に画像処理を行って血管像を得るディジタル血管撮影装置に関し、特に透視画像から撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出してその算出位置へ濃度補償フィルタを自動挿入することができるデイジタル血管撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のディジタル血管撮影装置は、被検体内に造影剤を注入する造影剤注入器と、上記被検体に放射線を照射する放射線源と、この放射線源の前面に配置され照射される放射線を減衰させる濃度補償フィルタと、上記被検体を間に挾んで上記放射線源と対向配置され被検体からの透過放射線像を可視光像に変換する放射線検出器と、この放射線検出器からの出力光学像を電気信号に変換するテレビカメラと、このテレビカメラからの出力信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器からのディジタル信号を画像データとして格納する記憶装置と、この記憶装置から画像データを読み出して演算処理し再び上記記憶装置に送る演算装置と、上記記憶装置から演算処理後のディジタル信号を読み出してアナログ信号に変換するD/A変換器と、このD/A変換器からのアナログ信号に基づいて画像表示する表示装置と、上記各構成要素の動作を制御する制御装置とを有して成っていた。そして、医師等の操作者は、得られる画像がハレーションを起こさないように、上記表示装置の画面に表示される透視画像を見ながら濃度補償フィルタを手動操作により必要な領域へ挿入していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のディジタル血管撮影装置においては、医師等の操作者が表示装置の画面に表示される透視画像を見ながら判断して濃度補償フィルタを手動操作により必要な領域へいちいち挿入していたので、被検体について撮影を行う度に必要な領域へ濃度補償フィルタを挿入しなければならなかった。この場合、被検体についての血管像の撮影操作は、被検体の所要部位へカテーテルを挿入したり、撮影位置を決定する等、種々の複雑な操作を行わなければならず、操作者が更に上記濃度補償フィルタを適正位置に挿入するのは大変な負担となるものであった。従って、濃度補償フィルタの挿入操作を行う専属の技師が一人必要となることがあった。また、手動操作による濃度補償フィルタの挿入は、適正な位置に挿入セットするのに時間がかかり、被検体に精神的な苦痛を与えると共に、検査効率が低下するものであった。
【0004】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、透視画像から撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出してその算出位置へ濃度補償フィルタを自動挿入することができるディジタル血管撮影装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるディジタル血管撮影装置は、被検体内に造影剤を注入する造影剤注入器と、前記被検体に放射線を照射する放射線源と、この放射線源の照射方向に配置され複数の羽根からなり上記放射線源より照射される放射線を減衰する濃度補償フィルタと、上記放射線源と対向配置され上記被検体の透過放射線像データを検出する放射線検出器と、該検出された上記透過放射線像データを格納する記憶装置と、この記憶装置から上記透過放射線像データを読み出して演算処理する演算装置と、該演算処理後の透過放射線像データを画像表示する表示装置と、上記透過放射線像データのうちの透視画像データを格納する透視画像記憶装置と、を有して成るディジタル血管撮影装置において、上記透視画像記憶装置に格納された透視画像データを読み出し、その透視画像の画像中心に対し、上記濃度補償フィルタの複数の羽根を挿入すべき領域を予め割り当て、それぞれの領域内について2値化処理により上記濃度補償フィルタを挿入すべき画素の集まりである連結成分の重心位置の値を求め、その求められた値から撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出する挿入位置算出手段と、該算出された挿入位置へ上記濃度補償フィルタを挿入制御するフィルタコントロール装置と、を設けたものである。
【0006】
【作用】
このように構成されたディジタル血管撮影装置は、テレビカメラからの出力信号をディジタル化するA/D変換器の出力側に接続された透視画像記憶装置により上記A/D変換器から出力された透視画像のデータを格納し、その後段の挿入位置算出手段で上記透視画像記憶装置から画像データを読み出して撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出し、その後段のフィルタコントロール装置により上記挿入位置算出手段で算出された位置へ上記濃度補償フィルタを挿入制御するように動作する。これにより、透視画像から撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出してその算出位置へ濃度補償フィルタを自動挿入することができる。
【0007】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明によるディジタル血管撮影装置の実施例を示すブロック図である。このディジタル血管撮影装置は、被検体の血管内に造影剤を注入して放射線を照射しその検出信号をディジタル化した後に画像処理を行って血管像を得るもので、図1に示すように、造影剤注入器2と、X線管球3と、X線補償フィルタ4と、イメージインテンシファイア(以下「I.I.」と略称する)5と、テレビカメラ6と、A/D変換器7と、フレームメモリ8と、演算装置9と、D/A変換器10と、表示装置11と、中央処理装置12とを有し、更に透視画像メモリ13と、挿入位置算出手段14と、フィルタコントロール装置15とを備えて成る。
【0008】
上記造影剤注入器2は、テーブル16上に寝載された被検体1の血管内に造影剤を注入するもので、上記被検体1に挿入されたカテーテルに接続されると共に、後述の中央処理装置12で制御されるようになっている。X線管球3は、上記被検体1に放射線(X線)を照射する放射線源となるもので、中央処理装置12で制御されるX線制御器17及び高圧発生器18により高電圧を印加されX線を放射するようになっている。X線補償フィルタ4は、上記X線管球3から放射されるX線を減衰させ、得られる透視画像がハレーションを起こさないようにする濃度補償フィルタとなるもので、X線管球3の前面に図3に示すように例えば2枚の矩形の羽根41 ,42 が配置されると共に、適宜開閉可能とされている。
【0009】
I.I.5は、上記X線管球3から放射され被検体1を透過した放射線像(透過X線像)を入射して可視光像に変換する放射線検出器となるもので、上記被検体1を間に挾んでX線管球3と対向配置されている。テレビカメラ6は、上記I.I.5からの出力光学像を撮影して電気信号に変換するもので、I.I.5の光学的出力面に接続されている。A/D変換器7は、上記テレビカメラ6からの出力信号をディジタル信号に変換するものである。また、フレームメモリ8は、上記A/D変換器7から出力されたディジタル信号を入力して画像データとして格納する記憶装置となるものである。さらに、演算装置9は、上記フレームメモリ8から画像データを読み出して所要の演算処理をし、再びそのフレームメモリ8へ送るものである。
【0010】
D/A変換器10は、上記フレームメモリ8から演算処理後のディジタル信号を読み出してアナログ信号に変換するものである。また、表示装置11は、上記D/A変換器10から出力されるアナログ信号に基づいて血管像を画像表示するもので、例えばテレビモニタから成る。
【0011】
そして、中央処理装置12は、上記の各構成要素の動作を制御する制御装置となるもので、操作卓19から撮影モードや撮影部位の選択あるいは撮影スタート等のコマンド入力を行うようになっている。
【0012】
ここで、本発明においては、上記A/D変換器7の出力側に、透視画像メモリ13と、挿入位置算出手段14と、フィルタコントロール装置15とが設けられている。上記透視画像メモリ13は、A/D変換器7から出力される透視画像のデータを入力して格納する透視画像記憶装置となるもので、例えばフレームメモリから成る。また、挿入位置算出手段14は、上記透視画像メモリ13から画像データを読み出して、撮影時のX線補償フィルタ4のX線管球3に対する挿入位置を算出するものである。さらに、フィルタコントロール装置15は、上記挿入位置算出手段14によって算出された位置へ上記X線補償フィルタ4を挿入制御するもので、その内部構成は、図2に示すように、挿入位置算出手段14から送られてくるフィルタコントロールパラメータP1 ,P2 とX線補償フィルタ4から送られてくる各羽根41 ,42 の位置情報S1 ,S2 とを比較するフィルタ位置比較装置20と、このフィルタ位置比較装置20から出力される比較結果S3 を入力して上記X線補償フィルタ4の各羽根41 ,42 の位置制御をするモータ(図示省略)に対し、その駆動信号Sm を送出するモータドライバ21とから成る。そして、このモータドライバ21からの駆動信号Sm がX線補償フィルタ4のモータに入力して該モータが動作することにより、自動的に各羽根41 ,42 の挿入,退避が行われるようになっている。
【0013】
次に、このように構成されたディジタル血管撮影装置におけるX線補償フィルタ4の制御動作について、図3及び図4を参照して説明する。まず、図1において、X線管球3より放射されたX線は、被検体1を透過してI.I.5で可視光像に変換される。このI.I.5からの出力光学像はテレビカメラ6で撮影され、このテレビカメラ6からの出力信号はA/D変換器7でディジタル信号に変換される。このディジタル信号に変換された画像データは、操作卓19で入力される撮影モードが「透視」のときは透視画像メモリ13へ格納され、撮影モードが「撮影」のときは直接又は演算装置9で演算された後にフレームメモリ8へ格納される。
【0014】
次に、上記透視画像メモリ13へ格納された画像データはその後読み出され、挿入位置算出手段14へ入力してX線補償フィルタ4の挿入が必要な領域か或いは必要でない領域かを区別するために2値化処理が行われ、連結成分毎にラベル付けがされる。このとき、上記2値化処理のしきい値は、テレビカメラ6からの出力信号のサチュレーション値などにより予め定めておくものとする。そして、上記ラベル付けされた各連結成分は、それぞれ重心位置が算出される。このような状態で、X線補償フィルタ4の挿入位置が決定される。
【0015】
図3はX線補償フィルタ4が2枚の矩形の羽根41 ,42 で構成され、各々が水平方向に画像Iの中心部まで挿入が可能な場合のフィルタ挿入位置決定方法の一例を示す説明図である。この場合、連結成分の重心位置が画像Iの右半分に位置するときには右側の羽根41 を、画像Iの左半分に位置するときには左側の羽根42 をそれぞれ挿入するものとする。このとき、図4に示すように、それぞれの領域内の連結成分A 1 ,A 2 のように複数個ある場合に、各々について重心位置を求め、前記重心位置のうち、画像中心までの距離が最短になるものを以降の演算処理において用いる。これらの値から各羽根41 ,42 の挿入位置D1 ,D2 を次式に従って求める。
D1=|x0−x1|−d1 …(1)
D2=|x0−x2|−d2 …(2)
ここで、d1 ,d2 は、連結成分A1 ,A2 の重心位置(x1,y1),(x2,y2 )を通る直線x=x1 ,x=x2 と、この直線より画像Iの中心側にある連結成分A1 ,A2 の各座標との距離の最大値を示している。
【0016】
上記各羽根41 ,42 の挿入位置D1 ,D2 は、図1に示すI.I.5の透視時の視野サイズSi 及びX線管球3の焦点からI.I.5までの距離Df 或いはX線補償フィルタ4まで距離D4 を用い、以下の式に従ってフィルタコントロールパラメータP1 ,P2 への変換が行われる。
P1={(D4×Si)/(Df×Smax)}×D1 …(3)
P2={(D4×Si)/(Df×Smax)}×D2 …(4)
ここで、Smax は、I.I.5の最大視野サイズを表している。そして、このようにして算出されたフィルタコントロールパラメータP1 ,P2 は、図1に示す挿入位置算出手段14からフィルタコントロール装置15へ送られる。
【0017】
その後、図2に示すように、上記フィルタコントロールパラメータP1 ,P2 は、フィルタコントロール装置15内のフィルタ位置比較装置20でX線補償フィルタ4から送られてくる各羽根41 ,42 の位置情報S1 ,S2 と比較され、この比較結果S3 に基づいてモータドライバ21がX線補償フィルタ4のモータ(図示省略)に対しその駆動信号Sm を送出することにより、上記モータが動作して図3に示す各羽根41 ,42 が矢印のように自動的に挿入,退避して所要の位置に停止する。
【0018】
図5はX線補償フィルタ4の他の実施例を示す説明図である。この実施例は、4枚の矩形の羽根41 ,42 ,43 ,44 を有し、各羽根41 〜44 がそれぞれ四方向から画像Iの中心部に向けて挿入,退避可能に構成したものである。この場合は、図6に示すように、画像中心(x0,y0)に対し、それぞれの羽根41 〜44 を挿入すべき領域E1 ,E2 ,E3 ,E4 を予め割り当て、それぞれの領域E1 〜E4 内の連結成分の重心から画像中心(x0,y0)までの距離を最短とする連結成分の重心位置を求め、これらの値から各羽根41 〜44 の挿入位置を求めればよい。
【0019】
このとき、左右方向の羽根41 ,42 の挿入位置D1 ,D2 は、前述の式(1),(2)に従って求める。一方、上下方向の羽根43 ,44 の挿入位置D3 ,D4 は、次式に従って求める。
D3=|y0−y3|−d3 …(5)
D4=|y0−y4|−d4 …(6)
ここで、y3 ,y4 は、領域E3,E4内の連結成分の重心から画像中心(x0 ,y0 )までの距離を最短とする連結成分A3 ,A4 の重心位置(x3,y3),(x4,y4)のy成分を表している。また、d3 ,d4 は、上記連結成分A3 ,A4 の重心位置を通る直線y=y3 ,y=y4 と、この直線より画像中心(x0 ,y0 )側にある連結成分A3 ,A4 の各座標との距離の最大値を表している。
【0020】
このようにして求めた各羽根41 〜44 の挿入位置D1 〜D4 は、図3に示す実施例と同様に、フィルタコントロールパラメータP1 〜P4 に変換された後に、図1に示すフィルタコントロール装置15へ送られ、X線補償フィルタ4の各羽根41 〜44 を挿入制御する。
【0021】
なお、図1に示す実施例においては、フレームメモリ8と透視画像メモリ13とを別個独立に構成したものとしたが、共通の一つのメモリを用い、それぞれの画像データを格納するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、テレビカメラからの出力信力をディジタル化するA/D変換器の出力側に接続された透視画像記憶装置により上記A/D変換器から出力された透視画像のデータを格納し、その後段の挿入位置算出手段で上記透視画像記憶装置から画像データを読み出して撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出し、その後段のフィルタコントロール装置により上記挿入位置算出手段で算出された位置へ上記濃度補償フィルタを挿入制御することができる。これにより、透視画像から撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出してその算出位置へ濃度補償フィルタを自動挿入することができる。従って、従来のように濃度補償フィルタの挿入操作を行う専属の技師が必要となることはない。また、濃度補償フィルタを自動挿入により短時間でセットすることができるので、被検体に与える精神的な苦痛を軽減できると共に、検査効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデイジタル血管撮影装置の実施例を示すブロック図である。
【図2】フィルタコントロール装置の内部構成を示すブロック図である。
【図3】X線補償フィルタの制御動作を示す説明図である。
【図4】上記X線補償フィルタの各羽根の挿入位置を算出する状態を示す説明図である。
【図5】X線補償フィルタの他の実施例を示す説明図である。
【図6】上記他の実施例におけるX線補償フィルタの各羽根の挿入位置を算出する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 被検体
2 造影剤注入器
3 X線管球
4 X線補償フィルタ
41〜44 X線補償フィルタの羽根
5 I.I.
6 テレビカメラ
7 A/D変換器
8 フレームメモリ
9 演算装置
10 D/A変換器
11 表示装置
12 中央処理装置
13 透視画像メモリ
14 挿入位置算出手段
15 フィルタコントロール装置
20 フィルタ位置比較装置
21 モータドライバ
Claims (1)
- 被検体内に造影剤を注入する造影剤注入器と、前記被検体に放射線を照射する放射線源と、この放射線源の照射方向に配置され複数の羽根からなり上記放射線源より照射される放射線を減衰する濃度補償フィルタと、上記放射線源と対向配置され上記被検体の透過放射線像データを検出する放射線検出器と、該検出された上記透過放射線像データを格納する記憶装置と、この記憶装置から上記透過放射線像データを読み出して演算処理する演算装置と、該演算処理後の透過放射線像データを画像表示する表示装置と、上記透過放射線像データのうちの透視画像データを格納する透視画像記憶装置と、を有して成るディジタル血管撮影装置において、上記透視画像記憶装置に格納された透視画像データを読み出し、その透視画像の画像中心に対し、上記濃度補償フィルタの複数の羽根を挿入すべき領域を予め割り当て、それぞれの領域内について2値化処理により上記濃度補償フィルタを挿入すべき画素の集まりである連結成分の重心位置の値を求め、その求められた値から撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出する挿入位置算出手段と、該算出された挿入位置へ上記濃度補償フィルタを挿入制御するフィルタコントロール装置と、を設けたことを特徴とするディジタル血管撮影装置。
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