JPH01259842A - 放射線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、放射線画像に含まれるビートハードニング効
果を濃度補正する放射線診断装置に関する。

（従来の技術） 従来、放射ｍ診断装置には、Ｄ　Ｓ　Ａ　（Ｄ　１ａｉ
ｔａｌＳ　ｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ　　、Ａ　ｎｇｌｏｇ
ｒａｐｈｙ）として、被検体に対し造影剤が入っていな
い状態で得られたマスク像と、造影剤が入った状態で得
られたコントラスト像とを用いてディジタルサブトラク
ション画像を得ることができるものがある。またこのＤ
ＳＡにて血管造影または心室造影を行い、濃度計瀾法（
Ｄ　ｅｎｓｉｔｏｌｅｔｒＶ法）を用いて血管径の映像
化もしくは心室容積の計測を行なう手法がある。この方
法により得られた放射線画像（一般的にはＸ線を用いる
ので、以下Ｘ線画像と称する）には、被写体からの散乱
Ｘ線やビームハードニング効果によるＸ線計測誤差が重
畳されており、正確な計測方法でない。この計１１１ｉ
ｉ１！差のうち、前配敗乱Ｘ線を補正する方法は既に実
用に供せられ、実用上問題ない程度に誤差補正がなされ
ている。

一方、前記計測誤差の一要因であるビームハードニング
は、物′Ｉ４（被写体）の有する吸収係数のエネルギー
特性と、その透過する物質の厚さで決定されるものであ
る。例えば透過する物質を水とし、氷厚１０口における
平均吸収係数を０．２５とすれば、氷厚１５　ｃｔｘに
おける平均吸収係数は０．２４に変化する。したがって
、前記氷厚１０ｃ！ＲにおけるＸ−ｏ２ｓｘ＋。

線透過率はｅ　　　となり、氷厚１５ｃ１におけるＸ線
透過率はｅ−＋１２４ｘｉ５に変化する。

（発明が解決しようとする課題） すなわちビームハードニングにより平均吸収係数が氷厚
の変化に伴って変化するため、透過する物質の厚さ（氷
厚）とＸ線透過率とは線形の関係でなくなってしまう。

このため被検体のうち長い距離の部分、例えば胸部を透
過した撮影像の濃度は他の部分に対し一様でなくなり、
薄くなってしまう。このようにビームハードニング効果
はＸ線画像１１ｆｆの計測誤差に大きく影響するという
問題があった。

そこで本発明の目的は、ビームハードニング効果に対し
て適切な濃度補正を行い、放射ａｍ彰象の計測清度を向
上し得る放射線診断装置を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。被検体に対し造影剤が入っていない
状態で得られた放射線マスク像と、造影剤が入った状態
で得られた放射線コントラスト像とを用いてディジタル
サブトラクション画像を得、診断に供する放射検診ｉ装
置において、得られた画像の濃度および撮影条件を入力
し被写体の厚さを推定する等価厚推定手段、この等価厚
推定手段からの等価厚に対応した補正係数を予め格納す
る補正係数テーブル、この補正テーブルの補正係数を参
照しその厚さに対応する補正係数を原画像値に演篩する
演稗手段とからなるビームハードニング補正系を備える
ようにしたものである。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。散乱放射線系により散乱放射線が補正され、さ
らに推定手段に画像の濃度および撮影条件を入力され、
この等価厚推定手段により被写体の厚さが推定される。

そしてこの被写体の等価厚に対応した補正係数が補正係
数テーブルから参照され、演算手段によりその厚さに対
応する補正係数が原画像値に乗篩されるので、ビームハ
ードニング効果に対して放射線画像濃度の補正が適切に
行われ、放射線画像濃度の計測精度を向上することがで
きる。

（実施例） 第１図は本発明に係る故ｒＪＪ線診断装置の一実施例を
示す図である。第１図において、ｘｍ管１は図示しない
被検体に対しＸ線をｇｉｌＨするものであり、検出器２
は前記被検体から透過されたＸ線を検出し、光信号に変
換するものである。ＴＶカメラ３は前記光信号をＴＶＰ
ｌ！ｆｌ信号に変換するものである。マスク像用メモリ
４はＤＳＡ（［ｌ　１ｇ１ｔａｌ　　Ｓ　ｕｂｔｒａｃ
目ｏｎ　　Ａ　ｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）の際に、造影剤
が入っていない状態で得られたマスク像を記憶するもの
である。コントラスト像用メモリ５はＤＳＡの際に、造
影剤が入った状態で得られたコントラスト像を記憶する
ものである。減韓回路６は前記マスク像およびコントラ
スト像を入力し対数変換した侵、両方の像をサブトラク
ション（減Ｉｌ）するものである。サブトラクション像
用メモリ７は前記サブトラクションされた像を記憶する
ものである。ビームハードニング補正回路１０はビーム
ハードニングによる影響を補正するものであり、次のよ
うに構成されている。

等価厚推定手段１１は被写体の厚さを推定するものであ
る。この等価厚推定手段１１による等価厚の推定は次の
如く行われるものとなっている。すなわち水の吸収係数
をμとし、氷厚を１とすると、ビームハードニングの影
響は μ−Ｂ（１）　　　　　　　　　　　　・・・（１）で
表示される。なお水の吸収係数μｍＢ　（ｆ）は予め求
められるものとなっている。

第２図は氷厚ｌｉｊに対する平均吸収係数μを示す図で
ある。医用で使用するエネルギー範囲においては、第２
図に示す如く氷厚１ｉｊが大きくなるに従って、平均吸
収係数ｉは小さくなる傾向にある。また観察されるＸ線
の画素濃度Ｘｉｊはその濃度を与える場所での被写体厚
をｆｌｊとすると。

ＸｉＪ　　＝　　Ｉｏ、８−ｕ　°ｔ＋　　ｊ＝　■、
ｅ−Ｂ（４コ゛　ｚｌ　　Ｊ　　　　、、、　　（２〕
で表示される。（２）式において、Ｉｏは搬影条件から
予め推定が可能であるので、画素濃度Ｘｉｊに対応する
氷厚Ｌｉｊの表を予め求めておけば、水の等６厚１ｉｊ
が推定算出できるものとなっている。

ビームハードニング補正係数テーブル１３は前記等６厚
推定手段１１からの前記等価厚、Ｚｉｊに対応した補正
係数ｚｉｊを予め格納するものとなっている。

すなわちビームハードニング補正係数テーブル１３は補
正係数 Ｚｌｊ−ｅ扇゛石Ｊ、／／ｉ３帽°Ｌｔ　ｊ　　　　　
　、、、　（３）なる値をテーブルに格納するものとな
っている。

ここで（３式の分母に含まれるμは、ビームハードニン
グを発生した結果の平均吸収係数で、厚みＪｌｉｊに伴
って変化するものである。（３）式の分子に含まれるｉ
］−は基準となる平均吸収係数であり、例えば水１０α
のときの平均吸収係数である。（３式の補正係数Ｚｉｊ
は等６厚１に対し、ビームハードニングがあるときのＸ
線減衰に対するビームハードニングがないときのＸ線減
衰の比である。乗算回路１４は前記補正係数Ｚ１ｊと前
記原画像値Ｘｉｊを乗算し、ビームハードニング補正マ
スク像１５を得るものである。

一方、コントラスト像のビームハードニング処理系は次
のようになっている。すなわちコントラスト像中には造
影剤が含まれているので、ビームハードニングの特性は
前述した水と著しく異なる。

このため水による等６的な近似は著しく計測精度を低下
させるので、コントラスト像用のビームハードニング補
正係数テーブル１６が使用されるものとなっている。ま
た造影剤に対するビームハードニングは、造影剤の背後
の物質と造影剤自体との両者による効果が持たれる。し
たがって、ビームハードニング補正係数テーブル１６は
前記サブトラクション像用メモリ１からのサブトラクシ
ョン像および前記等価厚、、ｔｉｊを入力し、これらに
対応した補正係数を予め格納するものとなっている。

第３図は造影剤の平均吸収係数を示す図である。

造影剤の平均吸収係数μＣは図示の如く背景の氷厚１と
ｇｃ−ｔｃとの値で決定される。平均吸収係数μＣは使
用した造影剤の濃度により決定されるものである。

第４図は背景の氷厚が０踵のときの平均吸収係数μＣで
正規化したものを背景の氷厚ヱに対してプロットした図
である。造影剤に対しても前述したマスク像の処理方法
と同様にある基準の吸収係数を決定する。例えば背景の
氷厚が１０１のときを基準とする（第４図中で基準点Ａ
、Ｂ）。補正係数テーブル１６はある背景の氷厚ｆｌｊ
のもとで得られた造影剤濃度（サブトラクト（１）Ｓｉ
ｊすなわちＳｉｊ＝ｔｏｇＸＩＪ−４ｏｇＣｉｊ ＝１３（−ｔｃ　　　　・・・（４） を背＊ｉｏυのときのμｃ、ｏ−ｔｃに補正する如く補
正係数／−’Ｃ１０／πＣを予めテーブルに格納するも
のとなっている。乗算回路１７はビームハードニング補
正係数テーブル１６からの補正係数と前記サブトラクシ
ョン像Ｓｉｊとを乗算し、ビームハードニング補正サブ
鍮１８を得るものである。

次にこのように構成された実施例の作用を説明する。こ
こでは被写体が全て水により構成されている場合を例と
する。まず、マスク像に対するビームハードニング補正
処理を説明する。ビームハードニング効果の影響を受け
たＸ線信号は、ＴＶカメラ３からディジタル態様の信号
でマスク像用メモリ４に入力される。ここでこのマスク
像用メモリ４に記憶された任意なＸ線画素濃度をＸｉｊ
とする。さらに前記Ｘ線画素濃度ＸＩＪは等６厚推定手
段１１に入力され、これにより等６厚が推定される。そ
してこの等６厚推定手段１１より（２）式から求められ
る等６厚ｆｉｊ（、！１ｊ−ｆ　（Ｘｉｊ）　）が各画
素濃度毎に等６厚用メモリ１２に出力される。次に等６
厚用メモリ１２から前記等価厚み１問が請出され、ビー
ムハードニング補正係数テーブル１３に入力される。こ
のビームハードニング補正係数テーブル１３から前記等
価厚Ｌｉｊに対応する（３式の補正係数Ｚｉｊが参照さ
れ、この補正係数は補正係数テ−プル１３から乗算回路
１４に出力される。そして乗算回路１４により補正係数
Ｚ　ｉｊ　（原画像マスク（ｉｔ）とＸ線画素１ｍ度Ｘ
１ｊとが乗韓されると、ビームハードニング補正が行わ
れ、ビームハードニング補正マスク画像１５が得られる
。すなわち（２）　（３）式が乗算されるので、画素濃
度はＩｏｅ−“−Ｌｌｊ　　となる。

その結果、平均吸収係数を常に基準としてのμＳに補正
できるので、ビームハードニングを除去補正でき、画素
濃度の計３１精度を向上することができる。

次にフントラスト像に対するビームハードニング補正処
理を説明する。まず、マスク像およびコントラスト像が
減算回路６により対数１ｔＯＱ）変換された後、前記マ
スク像とコントラスト像との差が韓出される如く演算さ
れ、サブトラクト像Ｓｉｊ−ｆｏｇＸｉｊ−Ｊｌｏｏｃ
ｉｊが得られる。このサブトラクト像Ｓ１ｊにより造影
剤の含まれている部分が求められ、サブトラクト像用メ
モリ７に記憶される。このサブトラクトｍ５ｉｊの値が
大きくなると、造影剤の平均吸収係数７ｉｃとその厚み
ｔｃの積が大きいことを示す。そしてサブトラクト像用
メモリ７から（４）式で示すサブトラクト像Ｓ１ｊが前
記等価厚ＪＬｉＪとともに、ビームハードニング補正係
数テーブル１６に入力され、このビームハードニング補
正係数テーブル１６から対応する補正係数μＣ１０／μ
Ｃが参照される。例えば第４図に示す如く背景の氷厚１
１」が２０　ｃｍであるとき、造影剤１度（サブトラク
ト像）Ｓｉｊは０．８３−０．１　ｃ！Ｒ−０，０８３
となるが、補正係数テーブル１６により前記造影剤濃度
Ｓｉｊは０．９１０．８３倍され、０．９　・０．１−
０．０９に変更補正される。そしてこの補正係数ａｃ１
ｏ／ｕｃ　とｔＪ記す７トラ’）トａｓｉｊ−ｕＣ・ｔ
ｃとが乗算回路１７により乗算されると、ビームハード
ニングの補正されたサブトラクト像１８が得られる。

したがって、サブトラクト像１８は５ｉＪ−μＣ１゜・
ｔｃとなり、平均吸収係数を常に基準としてのｕ　Ｃ１
Ｏに変更補正できるので、ビームハードニング効果に対
して適切な濃度補正が行われ、Ｘ５Ｓ−影像の計測精度
を向上することができる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例では、ＤＳＡについて説明したが、Ｄ
ＳＡ以外の通常のＸ線撮影であってもよい。またビーム
ハードニング補正回路に加えて、前処理として散乱ＸＩ
補正を行なうことによりさらに計Ｉ１１度が向上できる
。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、散乱放射線補正系と、得られた画像の
濃度および撮影条件を入力し被写体の厚さを推定する等
６厚推定手段、この等６厚推定手段からの等６厚に対応
した補正係数を予め格納する補正係数テーブル、この補
正テーブルの補正係数を参照しその厚さに対応する補正
係数を原画像値に演算する演算手段とからなるビームハ
ードニング補正系とを備えるようにしたので、ビームハ
ードニング効果に対して適切な濃度補正が行われ、放射
ＩｍＷｋ影像の計測精度を向上し得る放射線診断装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射線診断Ｉ＠の一実施例を示す
図、第２図は氷厚に対する平均吸収係数を示す図、第３
図は造影剤の平均吸収係数を示す図、第４図は背景の氷
厚がＯＭＲのときの平均吸収係数４ｃで正規化したもの
を背景の氷厚１に対してプロットした図である。 １・・・Ｘ線管、２・・・検出器、３・・・ＴＶカメラ
、４・・・マスク像用メモリ、５・・・コントラスト像
用メモリ、６・・・減算回路、７・・・サブトラクト像
用メモリ、１０・・・ビームハードニング補正回路、１
１・・・等６厚推定手段、１２・・・等６厚用メモリ、
１３．１６・・・ビームハードニング補正係数テーブル
、１４．１７・・・乗算回路、１５・・・ビームハード
ニング補正マスク像、１８・・・ビームハードニング補
正サブ像。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦フＪくしＬ　　
（ｃｍ） 第２　図 Ｃ 背散り、］＜４ｊ（Ｃｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体に対し造影剤が入っていない状態で得られた放射
   線マスク像と、造影剤が入つた状態で得られた放射線コ
   ントラスト像とを用いてディジタルサブトラクション画
   像を得、診断に供する放射線診断装置において、得られ
   た画像の濃度および撮影条件を入力し被写体の厚さを推
   定する等価厚推定手段、この等価厚推定手段からの等価
   厚に対応した補正係数を予め格納する補正係数テーブル
   、この補正テーブルの補正係数を参照しその厚さに対応
   する補正係数を原画像値に演算する演算手段とからなる
   ビームハードニング補正系を具備したことを特徴とする
   放射線診断装置。