JP4149549B2 - Ｘ線診断装置の作動方法及び方法を実施するためのｘ線診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線放射線源と検出装置とを具備したＸ線診断装置の作動方法であって、Ｘ線放射線源には、放射線路内に選択的に取り付けることができる画点領域の過剰放射領域の補償用のフィルタ手段を配属し、検出装置を、個別画点を有しているように構成し、検出装置により、Ｘ線放射線を受信し、且つ、当該受信放射線に依存して、点状に画像信号を供給し、検出装置の後ろ側に、画像形成及び出力手段を接続した、Ｘ線診断装置の作動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線画像の撮影は、一般的に、先ず、被検体の最初の透過撮影が行われ、その際、特に、Ｘ線撮影の照射分布に関する情報を得るために行われる。この際、過度に強い照射領域が撮影内で生じ、それは、種々異なる濃度、従って、種々異なる吸収度の被検体位置に基づいて生じることがあり、これは、放射線路内に、相応のフィルタ手段、例えば、ウェッジフィルタ又は特性フィルタを設け、このフィルタ手段を用いて、この領域内の被検体に適用した線量、従って、最後に、検出器に現れる線量も低減され、つまり、濾波される。その際、フィルタ手段、例えば、半透過絞り片の位置決めは、操作者によって手動で行われ、この操作者は、放射線路内の過剰放射領域の特性に応じてフィルタ手段を摺動する。一方では、フィルタ手段の正確な位置と、他方では、フィルタ手段のフィルタ作用を知るために、及び、位置決めが十分であるかどうか決定するために、別の透過撮影が必要であり、即ち、別の放射線画像を撮影する必要がある。しかし、これは、例えば、患者にとっては、複数回Ｘ線線量に曝されるので、極めて不利である。更に、２回目の透過撮影自体を行うことも、検査過程全体にとって、時間的な観点で不利である。
【０００３】
更に、世界知的所有権機関公開第８４／０４８７８号公報から、続いて、放射線路内に設けられるフィルタ手段の製造用の装置が記載されている。その際、この製造は、フィルタ手段が、最初の透過の領域内で、放射線路内に設けられるようにして行われる。その際、撮影装置を用いて検出された伝送信号に依存して、フィルタ手段上の相応の装置を用いて、フィルタ材料が析出される。このフィルタ手段の完成後、続いて、このフィルタは、放射線路内に配設され、その後、本来の２回目の撮影が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、放射線撮影上のフィルタ手段の作用を十分に認識する際、適用放射線線量を最小化し、検査経過を加速することができる方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために、本発明によると、冒頭に記載した方法において、フィルタ手段なしに被検体を撮影するステップと、フィルタ手段なしに前記被写体を撮影した際に得られた１つ又は複数の画点領域の画像信号を画点形式で処理して、過剰放射領域の補償のために使用されるフィルタ手段の位置によって、画点領域の、補償すべき過剰放射領域の位置を定めるようにして、１つ又は複数の画点領域内で予期される画像に相応する計算画像を形成するステップと、計算画像を未処理画像信号と結合するステップと、未処理画像信号と結合された前記計算画像を出力するステップを有することが提案されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
信号処理の領域内で、それぞれの画点のグレイ値を処理すると、信号処理技術の観点から特に有利である。有利には、特定のフィルタ手段データの１つ又は複数の装置構成要素の特定の、場合によっては当該の１つ又は複数のパラメータに依存して処理を行うのであり、そのために、有利には、例えば、特定のフィルタ手段データとして、フィルタ手段の個数、フィルタ手段の幾何学的形状、フィルタ手段の材料乃至フィルタ手段の吸収特性を使用する。特定のフィルタ手段データは、全て、フィルタリングの形式並びにフィルタ手段によってカバーされる画像領域（その中でのみ信号処理が行われる）に最終的に影響を及ぼし、その結果、そのデータを認識して処理に利用することは、極めて正確且つ内容豊富な計算画像が得られる。特定のフィルタ手段データの他に、少なくとも１つの装置構成要素の特定のパラメータに依存して処理を行うこともでき、その際、ここでは、例えば、最初の放射線画像が撮影される発生器側のＸ線作動電圧を用いることができる。更に、全画像形成及び出力手段の特定のパラメータを考慮することも注目に値する。と言うのは、このパラメータは、最終的には、それぞれの出力装置で指示される画像内に一緒に入力され、即ち、処理に特有のパラメータとして考慮することができるからである。その種の特定のパラメータとして、最初の撮影の領域内で選定されたＸ線放射線源の電圧乃至検出装置の後ろに接続された手段の特定のパラメータを使用することができる。構成要素又はフィルタ手段に特有のパラメータ全体は、有利には、それぞれテーブルの形式で記録されており、このテーブルから、所与の状況で、それぞれのパラメータを選択することができる。
【０００７】
例えば、グレイ値の信号処理の領域で、先ず、得られた信号に基づく処理の領域内で、補正値を求め、該補正値を、続いて、計算画像内で使用される信号を形成するために得られた信号と計算上結合、例えば、減算すると、処理技術上の観点から有利であり、その際、例えば、グレイ値処理の場合に、グレイ値減弱値を求め、それから、計算画像値を得るために、この減弱値を、本来の出力値から減算する。本発明によると、補正値を、特定のフィルタ手段データに依存して求められた減弱値及び装置構成要素に依存して求められた減弱値に依存して、計算上結合、例えば、乗算することにより求めることができ、その際、装置構成要素用の特定の減弱値は、有利には、乗算係数である。
【０００８】
既述のように、本発明の方法は、予期されるＸ線画像の予備算出が可能である。その際、本発明の技術思想の有利な実施例では、連続的に、フィルタ手段の位置を検出し、前記位置又は前記位置の変化に依存して計算画像を形成するのである。その際、一方では、本発明の実施例によると、フィルタ手段の位置を自動的に検出することによって、処理が行われる領域を確定することができ、その結果、自動化を達成することができる。他方では、フィルタ手段の位置が変化した際、計算画像を形成することができる、この本発明の実施例を用いて、いわゆる「オンライン」作動も可能となり、それにより、連続的に計算画像を形成して出力することができるようになる。例えば、最初の計算画像の出力後、操作者によって手動で、フィルタ手段が再補正されて位置がずらされるが、この本発明の実施例によると、先ず、自動的にフィルタ手段の位置変化が検出され、続いて、第２の計算画像が出力され、その結果、操作者は、即座に、例えば、モニタを見ながら、手動による変化の作用を見ることができる。つまり、Ｘ線画像の「オンライン」シミュレーションが可能である。
【０００９】
本発明の方法の他に、本発明は、Ｘ線放射線源と検出装置とを具備した、作動方法を実施するためのＸ線診断装置であって、前記Ｘ線放射線源には、放射線路内に選択的に取り付けることができるフィルタ手段が配属されており、前記検出装置は、個別画点を有していて、Ｘ線放射線を受信し、且つ、受信放射線に依存して、点状に画像信号を供給し、前記検出装置には、画像形成及び出力手段が後置接続されているＸ線診断装置にも関している。このＸ線診断装置は、本発明によると、被検体の最初の撮影時にフィルタ手段なしで得られた信号に基づいて、別の撮影の領域内で予期される画像に相応して出力することができる計算画像を形成するための手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、フィルタ手段の位置を検出するための手段が設けられており、その際、計算画像の形成用の手段は、位置データに依存して形成するように構成されている。本発明の範囲内で、更に、計算画像の形成用の手段は、計算画像の形成が、特定のフィルタ手段データ、例えば、フィルタ手段の個数、前記フィルタ手段の幾何学的形状、前記フィルタ手段の材料乃至前記フィルタ手段の吸収特性に依存して行われるように構成されている。有利には、更に、計算画像の形成用の手段は、計算画像の形成が、少なくとも１つの装置構成要素の特定のパラメータに依存して、例えば、最初の撮影の領域内で選定されたＸ線放射線源の電圧に依存して、乃至、検出装置の後ろに接続された手段の特定のパラメータに依存して行われるように構成されている。このようにして、それぞれの信号の減弱及び処理の際に入力される全てのパラメータを計算画像形成の際に考慮することができる。
【００１１】
有利な別の本発明の実施例によると、フィルタ手段の位置を検出するための手段は、連続的に位置検出するために構成されており、計算画像の検出用の手段は、位置データの変化に依存して構成されており、その際、このようにして、計算画像を連続的に表示し、フィルタ手段の位置変化から得られた結果に追従することができるようになる。この「オンライン」画像形成作動の領域内で、定常的に、最初の画像撮影の信号から計算信号へ、計算機により計算上移行し、フィルタ位置が変化した際には、ほぼ元の位置に戻すことができ、メモリ手段は、最初の撮影の領域内で得られた信号のために設けられているようにすると、更に極めて有利であり、その際、別の計算画像の算出の領域内で、フィルタ手段の位置変化が生じると、この位置変化を即座に回復することができ、それから、新たな計算画像では、最早、フィルタ手段を用いてはカバーされない領域の場合には、即座に元の信号を回復することができる。さもないと、この元の信号は、逆算によってしか、形成せざるを得ないことになる。
【００１２】
【実施例】
図には、本発明の方法を実施するように構成されたＸ線診断装置が示されている。高電圧発生器１を介して作動されるＸ線放射線源２が示されており、このＸ線放射線源２は、Ｘ線放射線束３を送出し、このＸ線放射線束３は、被検体４を透過して、検出装置、例えば、マトリックス検出器に投射する。この検出装置５の後ろには、表示装置７、例えば、モニターを備えた画像形成及び出力用の手段６が接続されている。Ｘ線放射線源２のＸ線放射線束内には、フィルタ手段８が配設されており、このフィルタ手段は、Ｘ線放射線の予備濾波を行う。このフィルタ手段８は、例えば、ウェブフィルタであり、その際、状況に出来る限り正確に適合するために、その種の複数のフィルタ手段を設けてもよい。
【００１３】
本発明の方法の実施の範囲内で、Ｘ線診断装置は、先ず、透過撮影が実行され、この透過撮影の範囲内で、被検体４は、低線量Ｘ線放射線で透過され、それを用いて、一方では、被検体４の位置決めについての情報、他方では、照射の質についての情報が得られる。検出装置５には、被検体４によって減弱されたＸ線放射線が投射され、この検出装置５で、放射線依存の信号に変換され、この信号は、画像形成及び出力用手段６に供給される。この手段６は、メモリ手段９を有しており、このメモリ手段には、最初の透過の範囲内で得られた信号が記憶される。画像形成及び出力手段６内に供給された信号の処理後、透過画像が表示装置７に送出される。
【００１４】
送出された透過画像を用いて、操作者は、過剰透過領域があるかどうか決めて、この過剰透過領域をフィルタ手段８を用いて補償することができる。過剰照射領域がある場合には、表示装置７で検出することができる過剰照射領域の位置に依存して、フィルタ手段８が放射線路３内に配置される。フィルタ手段８には、フィルタ手段８の位置検出用の手段１０が配属されており、この手段１０を用いて、自動的に、検出装置に関するフィルタ手段８の位置、従って、表示装置７から分かる画像に関するフィルタ手段８の位置も検出される。その際、フィルタ手段８の装着は、Ｘ線放射線を用いずに行われる。フィルタ手段８の装着後得られる透過画像を形成するために、画像形成及び出力用の手段６には、一連の処理パラメータが供給される。一方では、送出されるＸ線放射線の質の尺度として使われる高電圧発生器１の作動パラメータであり（矢印ａ）、更に、手段６には、位置検出手段１０によって特定された、フィルタ手段８の位置データが供給される（矢印ｂ参照）。
【００１５】
画像形成及び出力手段６には、更に、２つのテーブルＴ１及びＴ２が配属されており、このテーブルには、手段６によってアクセスすることができる（矢印ｃ，ｄ）。その際、テーブルＴ１は、Ｘ線放射線源２の作動電圧に依存するフィルタ手段の吸収値を有している。これは、各源作動電圧に対して、対応した吸収値を検出することによって行うことができる。この吸収値は、フィルタ手段に特有であり、即ち、その際、この吸収値は、所要のフィルタデータ、例えば、フィルタの材料、フィルタの幾何学的形状等を考慮して決められる。それに対して、テーブルＴ２には、画像形成及び出力の領域内で生じた信号変化及び変動を考慮するのに使用される補正値が記録されている。と言うのは、使用されている手段６及び使用されている表示装置７の種類に依存して、当然、信号処理への種々異なる影響が生じ、それにより、その都度送出すべき信号に影響が及ぼされるからである。
【００１６】
予期される画像の算定は、画点毎に行われる。その際、フィルタ手段８によって「関係付け」された、処理領域内の画点だけが考慮される。即ち、その画点の信号は、フィルタ手段８を別の透過撮影の領域内の放射線路３内に挿入することによって変えられる。この画点は、フィルタ手段の位置を検出することから分かる。この画点は、以下のように、この画点のグレイ値だけが算出され、その際、この算出は、それぞれの画点に対して行われる：
先ず、フィルタ手段の減弱Ｓ_Ｂｉｌｄの算出が２つのステップで行われる：
１．検出器入力線量Ｓ_{Ｄｏｓｉｓ}の減弱：
Ｓ_{Ｄｏｓｉｓ}＝源電圧に依存する吸収値テーブルＴ１の値
２．グレイ値Ｓ_Ｂｉｌｄの減弱：
Ｓ_Ｂｉｌｄ＝Ｓ_{Ｄｏｓｉｓ}×テーブルＴ２の補正値からの補正値
そのようにして得られた画像減弱Ｓ_Ｂｉｌｄは、続いて、計算グレイ値を得るために、それぞれのグレイ値から減算される：
Ｇ_{Ｒｅｃｈｅｎ}＝Ｇ_{Ｄｕｒｃｈｌｅｕｃｈｔｕｎｇ}−Ｓ_Ｂｉｌｄ
計算上のグレイ値Ｇ_{Ｒｅｃｈｅｎ}を求めた後、直ぐ次ぎの画点に対して計算が行われ、全ての計算画点が処理される迄行われる。続いて、全計算画像を形成するために、計算上のグレイ値が、過剰照射されておらず、且つ、フィルタ手段によって覆われていない領域の残りの未処理グレイ値と結合され、この全計算画像は、続いて出力される。その際、この全計算画像を用いて、操作者は、その操作者がフィルタ手段８を手動により挿入することによって行われた予備濾波の結果を検出し、場合によっては、補正することができる。その種の補正が必要である場合には、フィルタ手段８が相応に摺動され、その際、新たな位置検出によって、計算画像の新たな形成が行われる。この場合には、手段６の側から、既にメモり手段９内に記録された最初の透過画像にアクセスされて、これに基づいて新たな計算画像が形成される。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の方法によると、２回目の透過撮影の領域内で、予期される画像を予め計算することができる、即ち、医療従事者が２回目の放射線撮影を実施しないで、この医療従事者によって放射線入力側に配設されたフィルタ手段の位置及び作用についての認識を得ることができるという特別な効果を奏することができる。このようにして、特に有利には、唯一回の、即ち、最初の透過撮影を実施しさえすればよく、フィルタ作用を検出するために、２回目の透過撮影は最早必要としない。従って、有利には、患者に適用されるＸ線線量が著しく低減され、同様に、検査経過も明らかに加速される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するように構成されたＸ線診断装置
【符号の説明】
１ 高電圧発生器
２ Ｘ線放射線源
３ エックス線放射線束
４ 被検体
５ 検出装置
６ 画像形成及び出力手段
７ 表示装置
８ フィルタ手段
９ メモリ手段
１０ フィルタ手段の位置検出手段
Ｔ１，Ｔ２ テーブル

Claims (16)

1. Ｘ線放射線源と検出装置とを具備したＸ線診断装置の作動方法であって、前記Ｘ線放射線源には、放射線路内に選択的に取り付けることができる画点領域の過剰放射領域の補償用のフィルタ手段を配属し、前記検出装置を、個別画点を有しているように構成し、前記検出装置により、前記Ｘ線放射線を受信し、且つ、当該受信放射線に依存して、点状に画像信号を供給し、前記検出装置の後ろ側に、画像形成及び出力手段を接続した、前記Ｘ線診断装置の作動方法において、
   フィルタ手段なしに被検体を撮影するステップと、
   前記フィルタ手段なしに前記被写体を撮影した際に得られた１つ又は複数の画点領域の画像信号を画点形式で処理して、過剰放射領域の補償のために使用されるフィルタ手段の位置によって、前記画点領域の、補償すべき前記過剰放射領域の位置を定めるようにして、前記１つ又は複数の画点領域内で予期される画像に相応する計算画像を形成するステップと、
   前記計算画像を未処理画像信号と結合するステップと、
   前記未処理画像信号と結合された前記計算画像を出力するステップ
   を有することを特徴とするＸ線診断装置の作動方法。
2. 信号処理の際、それぞれの画点のグレイ値を処理する請求項１記載の方法。
3. 特定のフィルタ手段データの１つ又は複数の装置構成要素の特定の、場合によっては当該の１つ又は複数のパラメータに依存して処理を行う請求項１又は２記載の方法。
4. 特定のフィルタ手段データとして、フィルタ手段の個数、フィルタ手段の幾何学的形状、フィルタ手段の材料乃至フィルタ手段の吸収特性を使用する請求項３記載の方法。
5. 少なくとも１つの装置構成要素の特定のパラメータに依存して処理を行う請求項３又は４記載の方法。
6. 特定のパラメータとして、最初の撮影の領域内で選定されたＸ線放射線源の電圧乃至検出装置の後ろに接続された手段の特定のパラメータを使用する請求項５記載の方法。
7. 得られた信号に基づく処理の領域内で、補正値を求め、該補正値を、続いて、計算画像内で使用される信号を形成するために得られた信号と計算上結合、例えば、減算する請求項１〜６迄の何れか１記載の方法。
8. 補正値を、特定のフィルタ手段データに依存して求められた減弱値及び装置構成要素に依存して求められた減弱値に依存して、計算上結合、例えば、乗算することにより求める請求項７記載の方法。
9. 装置構成要素用の特定の減弱値は乗算係数である請求項８記載の方法。
10. 連続的に、フィルタ手段の位置を検出し、前記位置又は前記位置の変化に依存して計算画像を形成する請求項１〜９迄の何れか１記載の方法。
11. Ｘ線放射線源と検出装置とを具備した請求項１〜１０迄の何れか１記載の作動方法を実施するためのＸ線診断装置であって、前記Ｘ線放射線源には、放射線路内に選択的に取り付けることができるフィルタ手段が配属されており、前記検出装置は、個別画点を有していて、Ｘ線放射線を受信し、且つ、受信放射線に依存して、点状に画像信号を供給し、前記検出装置には、画像形成及び出力手段が後置接続されているＸ線診断装置において、
    被検体（４）の最初の撮影時にフィルタ手段（８）なしで得られた信号に基づいて、別の撮影の領域内で予期される画像に相応して出力することができる計算画像を形成するための手段（６）が設けられていることを特徴とするＸ線診断装置。
12. フィルタ手段（８）の位置を検出するための手段（１０）が設けられており、その際、計算画像の形成用の手段（６）は、位置データに依存して形成するように構成されている請求項１１記載のＸ線診断装置。
13. 計算画像の形成用の手段（６）は、計算画像の形成が、特定のフィルタ手段データ、例えば、フィルタ手段（８）の個数、前記フィルタ手段（８）の幾何学的形状、前記フィルタ手段（８）の材料乃至前記フィルタ手段（８）の吸収特性に依存して行われるように構成されている請求項１１又は１２記載のＸ線診断装置。
14. 計算画像の形成用の手段（６）は、計算画像の形成が、少なくとも１つの装置構成要素の特定のパラメータ（Ｔ２）に依存して、例えば、最初の撮影の領域内で選定されたＸ線放射線源（２）の電圧に依存して、乃至、検出装置（９）の後ろに接続された手段（６，７）の特定のパラメータに依存して行われるように構成されている請求項１３記載のＸ線診断装置。
15. フィルタ手段（８）の位置を検出するための手段（１０）は、連続的に位置検出するために構成されており、計算画像の検出用の手段（６）は、位置データの変化に依存して構成されている請求項１２〜１４迄の何れか１記載の装置。
16. メモリ手段（９）は、最初の撮影の領域内で得られた信号のために設けられている請求項１１〜１５迄の何れか１記載の装置。

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