JPH01501998A - Ｘ線断層撮影像を得る装置 - 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】 ｘｍｉ層撮層像影像る装置 この発明は、ｘＩｓ源を有し、その放射を物体透過後置信器により受信し、それ をイメージ変換器により原画像のＸ線放射での画素様式に対応した電気信号に変 換し、その電気信号を電子回路を介し画像表示装置、例えばモニタ等に供給し、 機！装置が照射中に受信器Ｘ線源間の断層撮影的相対運動を惹き起こす、コント ラスト特性を向上したＸ線断層撮影像を得る装置に関する。

周知の如く断層撮影法によりｘＩａ写真撮影時に個々の身体断層を表示すること ができ、各身体断層の深さや厚さは調整可能であり、残りの身体断層はすべて不 鮮明に表示される。多くの場合断層は身体（物体）の長手軸と平行に写真撮影さ れる。ＪＩ３知の写真撮影法では他の断層、つまり写真撮影平面に属さない断層 の陰影の直径が断層撮影運動を行う機械装置の運動範囲より大きいとき、この強 い陰影により惹き起こされるコントラストの影響を完全には防ぐことがで餘ない 欠点がある。しかも、陰影輪郭の一部でも断層撮影運動の曲線推移に順位した曲 線推移を有する場合、比較的小さな陰影障害が真の画像を歪める斑点として結像 される。それゆえ、従来一般的な装置で得られる画像のコントラスト、解像度は 満足のゆくものでない、これらの欠点を複雑な断層撮影運動で取り除く試みがな されたが、希望する成果をもたらさなかった。しかも周知方法では記録を放射線 透過写真法の放射線量で行わねばならないのでＸ線使用量がかなり多くなる欠点 がある０周知のコンピュータ断層撮影法でも、特に計算機を使つて多数の横断面 から縦断面を算出する場合、同じことが云える。コンビエータ断層撮影方式に共 通する欠点は費用が比較的高いことにある。いわゆる「間接断層撮影法」では、 画像を縮小サイズのフィルム上で積分する前に信号の光度増幅を達成するため、 通常の断層撮影システムと組合わせてイメージ増幅管が使用される。しかしこれ によっても画像８買の向上を何ら達成できないことが判明した。

この発明は、周知の断層撮影法および装置の前記欠点を取り除き％コントラスト 特性を向上した断層撮影像を比較的僅かな費用で達成することができかつ画像の 記録に僅かな放射線量を必要とするだけの装置を提供することを目的とする。こ の目的が、冒頭述べた種類の装置を前提に本発明によれば、電子回路が相ｌＩｊ ＋接した画素間のコントラストを複数枚のＫｍ像について繰り返し比較して個々 のコントラスト比較を統計的に検出する評価回路を有し、評価回路より供給され た信号に応じて厚画像信号を変更する変換回路が設けてあり、変換回路の出力端 子が画像表示装置に接続しであることにより達成される。これにより、コントラ スト特性の本質的に向上したＸ線断層撮影像を得、冒頭触れた障害を本質的に低 減しまたはそりくり取り除くことができる。その際費用は、所要の評価回路や変 換回路が通常の部品から組み立てることができ、特別の製造工程をほとんど省く ことができるので比較的少ない、更に本発明装置では画像８買を損なうことなく Ｘ線の放射を蛍光透視法の線量に低減することができる。これにより患者や操作 員がＸ線照射時に受ける負荷が少なくなる。

本発明装置では評価回路内でコントラストの比較、すなわちＸ線装置の断層撮影 運動中に記録されるｙ！、画像のコントラストの情報の評価が繰り退し行われる 。

好ましくは多くの原画像、場合によっては全原画像についてコントラストの比較 を繰り返すことにより、特定のコントラストが原画像系列中に繰り退し現れるか どうか、特に大部分のＪ！［ｍ像中にそれが現れるかどうか確認される。その際 、相隣接した画素間のコントラストを利用するのが望ましい、しかしフントラス トの比較は例えば１個または場合によりては複数個の画素を挟んで分離された各 ２画素間で行うのも有意義であると考えられよう、このコントラスト比較は、検 査中の断層に付属したコントラスト、その位置、徴候は比較的短時間の断層撮影 運動中変化しないものであるとの理論的認識に基づく、この「真の」コントラス トを見い出すため本発明ではまず１画像についてコントラストの徴候および位置 の比較を行う、その際、原画像のコントラスト値はコントラスト徴候はど重要で はないとの認識も重要である。つまり例えば特定画素対について特定のコントラ スト徴候が全原画像中、または利用可能な原画像の明らかに大多数において繰り 返し現れる場合、被検断層中にこのコントラストが存在することは確かであると 考えることがで診る。この統計分析の精度は原画像の数が増すにつれ高まり、満 足のゆく結果を得るにはすでに約百枚の原画像で間に合うことが判明した。

コントラスト比較の統計的検出に続いて本発明装置では、コントラスト比較の統 計的検出時に得た情報を頼りにＷ、画像の変換が行われる。換言するなら、コン トラスト比較を介して獲得した副情報を頼りに、断層撮影運動中に記録した原画 像の改善が行われる。ｙ！原画像品質をこれにより著しく改善することかでか、 しかもこれが比較的簡単な回路部品で可能であることが判明した。

本発明の好ましい冥施憇様によれば、評価回路が、断層撮影運動の間に少くとも ２つの相交差する部分内、好ましくは２つの互いに直交する部分内で発生される Ｍｍ像信号を別々に記憶しｉ！価する少くとも２つのメモリを有する。断層撮影 運動をこのように少くとも２つの互いに異なる方向で行う記録部分に分割するこ とで、コントラスト統計的評価を著しく改善することができる。費用上の理由か ら、２つの異なる方向、主に互いに直交した方向での運動で一般には間に合うが 、断層撮影運動において３以上の異なる運動方向を利用することも考えられよう 、しかし断層撮影運動の２つの方向（以下Ｘ方向、Ｙ７１ｒ向と呼ぶ）が物体の 軸線と一致する必要はない、重要なことはＸ方向での運動中に獲得した原画像を Ｙ方向での運動中に獲得した原画像とは別にコントラストの統計的評価に利用す ることだけであり、つまり２つの統計的コントラスト比較をそれぞれ独自に行い 、モしてこれを共に変換回路において原画像信号の改善に利用することができる 。

このことが、被検断層に属さない他の断層の影響を排除して画像品質を向上する のに大きく寄与する。断層撮影運動がＸ方向からＹ方向に３行する間、Ｘ線放射 の不利な影響をできるだけ小さく抑えるためＸ線源は切るのが望ましい。

評価回路により獲得したコントラストデータ（以下、Ｘ方向のデータをＫｘ値、 Ｙ′ｊｆ同のデータをＫｙ値と呼ぶ）に応じて原画像信号を変換する陽、このに χ僅とＫｙ値は共に各原画像を別途改善するのに利用される。

ＩＫ両画像各画素のレベルが段階的に変更され、ステップの高さは常に著しく、 かつ使用マトリックスのグラウスカナルの最小間隔に等しい、各画素に付属した 信号レベルを高めるだけであり、それを低減することはない、更に本発明の１展 開によれば、変換回路に原画像信号を群ごとに記憶するメモリを設け、これに付 属してコントラスト比較の統計的検出結果を記憶する別のメモリを設けることが 望ましい、こうして各原画像の画素をそれぞれ２群に分割し、チェス盤の黒目と 白目のように２群に分割し記憶する０次に特定の規則に従りて各画素ごとに段階 的上昇を別途行うことができる。その際まず一方の群の画素を検出し、そしてこ の変換過程が終了したなら、こうして獲得した結果でもって他群の画素を検出す る。こうして、コヒーレント画像を破壊することなく画素レベルを高めることが もはやで幹なくなる状況を達成するまで、変換操作を所要回数行う。

こうして獲得した変換画像は個々に見てもすでにかなりの診断上の価値を有する 場合がある。しかしこうして改善して獲得した原画像を周知の方法で積分し、そ の結果を例えば画像表示装置のモニタで表示するのが望ましい。

第１図は本装置の簡単なブロック線図を示す、第２図は詳細なブロック線図、３ ＠３図は原画像を獲得し記憶するのに必要な回路部分をやはりブロック線図で示 す、′Ｍ４図はＸ線源の断層撮影運動を示す、　′ｓ５９は３４４図に示す運動 のタイムチャート、第６図はＫｘ値、ｙｙ僅を付き止めるのに必要な回路部分、 ３４７図はＫｘ値、Ｋｙ値を頼りに原画像を改善するのに必要な回路部分、第８ 図はその際に通用する改善操作の細部図式。

Ｎ９図は画素の組合わせを示す、第１０図は記憶したＫｘ値の例、第１１図は特 定画素について輝度値の段階的変化を示す、第１２図と第１３図は′ｓ９図に示 す画素組合わせの５画素について改善前、改善後の輝度分布を示す、モして纂１ ４図は４ｇ素の輝度分布を判定する際考えられる矛盾状況を概略示す。

本装置はＸ線源１（兎１．２．３図）を有し、その放射線で物体２が検査される 。物体はＸ線を透過するテーブル２°に載っている。テーブル２°の下には通常 どおりＸ線放射に調整した放射受信器３がある。受信器はイメージ増幅管とテレ ビカメラを装置している。テレビカメラの出力端子は記録回路５０のＡＤ変換器 ４に接続しである。ＡＤ変換器は個々の画素ごとに個々の画素の輝度に応じてデ ィジタル化された画素信号を２つの直接アクセス式メモリ８．９に供給する。Ｘ ＡＩ源１にｖｌｔするｘｉ！発生器５は照射パラメータを設定する１ｉｌＪａｌ ｌ装置６を僅えている。更にＸ＆ｌ源１と放射受信器３とを動かす機構が設けで ある。概略図示しただけのこの機構が運動腕を有し、これがＸ線放射源１にテー ブル２°と平行な平面で行う運動を付与する。第４図に示したこの運動は２つの 互いに交差、主に互いに直交した部分ａ−ｂ、　ｃ−ｄからなる。この開部分の 順序には意味がない、しかし開運動部分の始めと終わりはｘ帽１の運動腕に結合 されたセンサフが監視し、その出力信号は記録回路５０の論理回路１３に供給さ れる。第４図に示した運動のうち部分ａ−ｂａ以下Ｘ部分と呼び、その運動実行 中ＡＤＲｐＡ器からメモリ８にＸ信号が入力されるのに対し、部分Ｃ−ｄはＹ部 分であり、その運動実行中変換器４からメモリ９にＹ信号が入力される０通常の 機構を基礎にするなら第４図に示した運動周期の実行は約８秒続く。

通常のテレビジ■ンチェーンは毎秒２５枚の画像を発生するので、部分ａ−ｂま たはｃ−ｄ当り画像総枚数は約７０枚である０画像の記録に役立たないこの照射 時間をできるだけ短く抑えるため、ｘ１１部分からＹ部分（またはその逆）へと ３行する際運動は加速するのが望ましい（！５図に示すタイムチャートを見よ） 。

蛍光写真法のＸ線線量またはそれより僅かに強い線量で記録するには２×フ０− １４０枚の画像で十分である。以下これをＭ画像と呼ぶ、これにより通常の断層 撮影法の場合に使用されるＸ線線量に比較して著しい低減を達成することがで艶 、思考や検査者が保護される。

前述の信号からＸ線断層撮影像を得るため記録回路５０、評価回路５１　（′ｓ １．２．６図）および変換回路５２　（３ｉ１，２．７図）により主に次の３つ の主要評価位相を行う。

位相工：これは主に記録回路５０（第３図）内で行う、この位相では断層撮影運 動の２つのセクタに応じて原画像の記録分割が行われる。

位相ｌＸ：これは主に評価回路ｓｔ　（＠ｔ、２．６の）内で行う、この位相で は２つの互いに直交した走査運動方向で相ａ接した画素のコントラストの統計的 評価が行われる。

位相１１！＝この位相には変換回路５２　（東１，２゜７図）を利用する。ここ では篇二位相で獲得した僅を利用して第一位相で記録した全原画像が改善される 。

第一位相では３Ｉ換器４から得たディジタル画像信号がＸ部分、Ｙ部分ごとに別 々にメモリ８＊たは９に記憶される。この分層を制御する論理回路１３はプロセ ッサ１フの他の論理回路１０，１１．１２，１４゜１５．１６とともに共通通路 ４４（ＢＬＩＳ）に接続しである。論理回路１０は同期発生器として構成してあ り、ＡＤ変換器４またはそれから供給される映像信号を、Ｍ理回路】２．１５か ら両メモリ８または９に供給されるアドレス信号と同期させる。プロセッサ１フ はコンソール１８から制御され、コンソールからは断層撮影運動の両部分＠−ｂ 、ｃ−ｄ（第４図）の画像枚数を断層撮影運動装置の設定した照射時間に合わせ て選択することができる。このデータは論理回路１１に記憶される０画像枚数に 応じて操作者は、論理回路１４内で以下なお説明するＲ換過程にとフて必要とさ れる確率しきい値ＰＦＬを設定する。論理回路１６はスタート回路として構成し てあり、これにより露光の開始、従って原画像画像記録過程の開始がコンソール １８の方から開始される。共通パス＠４４を介し論理回路１６は同期信号を発生 し断層撮影運動の運動部分を検出する論理回路１０．１３と連動する。

メモリ８または９に原画像のＸ信号、Ｙ信号を記録し終わるや、評価回路５１　 （’５１．２．６図）内で最初の評価操作として原画像の個々の画素に付属した 特性偏口、）！３１の獲得が行われる。評価回路５１は、支出を減らすため望ま しくは記録回路５０の構成部品でもある二三の回路部分、例えばメそり８，９を 宥する。

特性値Ｋｘ、　Ｋｙの獲得を前述のＸ信号、Ｙ信号の記録と同時に行うことも可 能である。また理解し易くする意味で、そして回路簡素化のため、この過程を分 離すると好都合である。

メモリ８または９に記憶した原画像のＸ部分、Ｙ部分の画像信号は、両部分のそ れぞれについて別々に、以下ａ）〜ｄ）とした４つの操作に従う：ａ）＊ず各画 素対について評価回路５１において第４図に示すＸ運動部分の隣接した２画素の 正または負のコントラスト差が確定される。コントラスト差は画素対の輝度に対 応した電気信号のレベル差と定義しである。しかし記憶されるのはコントラスト 差の大きさに拘りなく前置符号、つまり＋または−にすぎない。

任意のディジタル画像の５画素子字形配列を示すｙｈ９図を基にこの点を詳しく 説明する。中央の画素Ａを基準に４つのコントラスト、つまりＸ方向に２つ、Ｙ ７向に２つのコントラスト、ＢＡ、ＡＣ，ＤＡ、＾Ｅが存在する。コントラスト はそれぞれ当該画素のレベル値に依存して＋または−の前置符号を有することが できる。

前置符号の定義は望ましくはＢＡの前置符号中がＡ＞Ｂを意味するよう選定され る。ＡＣの前置符号中はＣ＞Ａを意味する。従ってＤＡの前置符号中はＡＤＤ％ ＡＥのそれはＣ＞Ａ、またＢＡの−はＢ〉＾、ＡＣの−はＡｒｃ。

ＤＡの−はＤ＞Ａ、＾Ｅの−はＡ＞Ｅをそれぞれ意味する。コントラストの前置 符号をこのように選定することは、画素の記録方向または読み取りを通常どおり 、つまりＸ方向のコントラストについては画像の左側から右側へと、モしてＸ方 向のコントラストについては画像上部から下部へと行う場合望ましい（３４４図 ）。

ｂ）次に全画像の各同一画素対について同じ前置符号に属するコントラスト差が 計数される。換言するなら、コントラスト差の特定画素対ごとにそれぞれ同じ前 置符号のコントラスト差を生じる画像枚数が全画素対について確定される。Ｎ＋ とＮ→２つの僅が生じる。

Ｃ）減！　（Ｎ＋）−（Ｎ−）により得られる値ＰＦは特定画素対に付属したコ ントラストの確率という役割を演する。

ｄ）最後に、個々の画素対について獲得したＰＦ値と、有効であるために原画像 中に各コントラストが現れねばならない百分率という役目を演する所定の前記し きい値ＰＦＬとの対比が行われる。操作Ｃ）で獲得した正または負のＰＦ値が限 界値ＰＦＬを超えると当該前置符号がに×値またはＭｙ値として記憶される。

ｉ！価回路５１において、得られたＫｘ価はメモリ２６（！２．６図）に、Ｍｙ 値はメモリ２７に記憶される。

その際、ＫＸ値またはＭｙ（Ｉ［を得るのに役立つＸ信号またはＹ信号はメモリ ８または９から呼び出され、同期論理回路１０により同期させられたレジスタ１ ９Ｃ５ｆｋ２゜６図）がメモリ８または９に画素のアドレス指定を行い、各画素 レベルの値がコントラスト検出器２０に記憶される。この値はこの検出器内に成 る時間、当該画素と比較すべき別の画素、特に隣接画素のアナログ値を検知する ため、記憶される０次に比較段２１において前述のａ）操作に相当する比較が行 われ、結果は単一画像マトリックスを表す直接アクセス式メモリ２５に記憶され る。前述のレベル比較の結果はへのレベルがＢのレベルより大きいとき＋１．Ａ のレベルがＢのレベルより小さいとき−１でメモリ２５のアドレスＡに記憶され る。レベルＡ−レベルＢのと幹には記憶が行われず、当該記憶場所は空きのまま である。

統計的評価を目的とした前置符号の記憶は望ましくは以下の規則に従って行う： 画素対Ｂ＾（３ｇ９図）のコントラスト前置符号はアドレスＡに記憶し、画素対 ＡＣのコントラスト前置符号はアドレスＣに記憶し、画素対りへのコントラスト 前置符号はアドレスＡに記憶し、画素対＾Ｅのコントラスト前置符号はアドレス Ｅに記憶する。それゆえ、仮定した例ではアドレスＡで２ｆｌ類の情報の記録が 行われる。そのための最良の解決策として直接アクセス式メモリを２個使用し、 一方のメモリは車にＸ方向で測定したコントラストの記録に振り向け、他方のメ モリはＸ方向で記憶したコントラストを記録するのに使用する。

次に原画像に相当する画素Ａのレベルと次の画素Ｂのアナログレベルとからこの 比較操作が繰り返され、結果は事前に実行された減算操作と、メモリ２５に接続 された積分器２２において加算される。従って積分器２７は比較段２１内で実行 された２つの比較操作後、当該画素（例えばＡ）に関し＋２、＋１．０、−１ま たは−２の価を有することができる。結果は単一画像マトリックスを形成する別 の直接アクセス式メモリ２６のアドレスＡに記憶される。同様にして次に比較段 ２１において（メモリ８または９から供給された）纂三ｙ！、画像の、同−ｍ素 に付属したコントラスト信号が検出され、同一時間にメモリ２６に記憶された僅 に加算される。結果はメモリ２５に記憶される。コントラスト検出器２０、比較 段２１、積分器２３は全原画像について上述の如く動作し、メモリ２５．２６（ Ｘ値の場合）または２７（Ｙ値の場合）内にそれまであった値がそれぞれ新たな 値に連続的に代えられス式メモリマトリックスを使りて行うこともできるが、前 述のパリエージ■ンの方が動作が早い。

上述の如く写真Ｘ部分の７０枚の原画像すべてについて前述の操作ａ）、ｂ）、 ｃ）が終了したなら、最後のＰＦ値がメモリ２６に記憶される。ダイミング機能 を行う論理回路１ＢＣＮ２図）がいまや前記しきい値ＰＦＬを記憶している論理 回路１４を起動させる。最後のＰＦ価はいま−１メモリ２６に入力し、別の比較 段２３において所定のＰＦＬ値と比較される０次にＰＦＬより小さい値がすべて メモリ２６から取り除かれる。残りの僅はメモリ２６に留まり、そこでＫｘ値を 生じる（第１０図）０位置Ａ（′ｔ％９図参照）のＫｘ前置符号は画素Ｂ、Ａ間 のコントラストを意味する。原画像のＹ部分についても同様に処理される。物体 のＹ走査方向において隣接した画素間でコントラストの比較が行われ（３４４図 ）、つまり例えば第９図において上から下へとアドレス指定を行う場合、画素Ｄ ％Ａ　（第３図）間で１１度の比較が行われる。メモリ２フに留まりた記憶値が ａｙ値となる。

メモリ２６または２７に留まりたＫｘ値またはＭｙ僅は正または負である。　Ｋ ｘ値またはＭｙ僅の数は所与の物体の場合操作者の設定するＰＦＬ値に依存する 。しきい値ＰＦＬが小さいとＫｘ値、Ｍｙ値は多くなる。　ＰＦＬ　Ｌきい僅が 大きいとメモリ２６．２フ内のＫＸ％Ｋｙ記憶が少なくなるが、しかしこの場合 情報は一層信頼できるものとなる。実際には特定物体タイプごとに妥協点を容易 に見つけることがで診る。

以上の様にして位相１１の最後にメモリ２６．２フに記憶されたコントラスト値 はその後、位相１１１においてなお詳しく説明する如＜ｒ！！、画像の改善に利 用される。第１０図は正負コントラストの分散例を示す、この例では簡略化のた め２５画素（ＳＸＳ）からなるごく小さいマトリックスが選択しである。しかし 容易に理解できるように、ごく大きなマトリックス（例えば実際に使用される５ １２Ｘ５１２画素のマトリックス）における最終的符号分布も類似したものにな る。第１０図はｉｔｘコントラストのみの分布（またはＫｙコントラストのみの 分布）をそれが示すものと理解すべきである。

このステップの終了後１時間経通を制御する論理回路１６が次の工程（位相ＩＩ Ｉ）を開始させる。これには第２．７図には詳しく図示した変換回路５２が役立 つ、この変換回路５２は、原画像のＸ部分、Ｙ部分を記憶する２つのメモリ８． ９と、更に前述の工程のＫｘ値、Ｍｙ値を記憶する２つのメモリ２６．２フを使 用する。これらのデータは、各原画像を個々に変換するのに使用される。この変 換では記憶データ間の矛盾が防止される。かかる矛盾が第１４図に図示しである 。記憶した僅からＲ−Ｓ％Ｓ−Ｗとなり、更にＲ＞Ｔ、Ｔ〉Ｗの場合、記憶され たＲ僅、Ｗ値開に明らかに矛盾がある、実際においてディジタル画像走査中に不 可避的に現れるかかる矛盾を取り除くため、メモリ８．９に記憶した画像マトリ ックスの画素は、Ａ−Ｙの２５の画素アドレスを有する５×５のマトリックスに ついて第８図に図示したように２つの別々の群！、ＩＩに分割される。この分割 は個々の画素情報が、両方で常に阜−の画像を表す２つの群に交互に分割される よう行われる。蔦８図に示すこの画素群は個々の画素に付属した情報中の矛盾が 消えるよう交互に変換される。この変換は、個々の画素の値を段階的に変え、各 画像が干渉性に留まって原画像が改善されるよう行われる。従って画素レベルを 段階的に高める前に画像の連続性、つまり全画像情報中の矛盾が点検される。そ の際望ましくは各画素ごとに水平方向および垂直方向で隣接した２画素間でコン トラストを、場合によりてはＫｘ情報、Ｉｙ情報も含めて点検しくＮ９図）、画 像の連続性が守られている場合にのみ当該画素のレベルが更に歩道的に上昇する よう処理する。上昇できなくなった画素のレベルは「阻止された」状態にある。

この状態は全画素とも最終変換ステップの後に生じる。こうして原画像の原状態 から改善された原画像が生じる。

各画素の改善は終了した最後の変換ステップで突き止めたレベル値より常に多い ステップで行われる。第一の画像変換ステップでは付属の原画像とｌｘ値とを考 慮して篇−の画像群１　（第８図）の画素に含まれた情報が検出されるにすぎな い、Ｎ二の変換ステップでは第二群！１（第８図）の画素が検出され、先行の変 換時に得られた第一の値を考慮して変換される。第三のステップではこうして得 られたヌニ群の僅を考慮して第一群が再度変換される。

つまり各原画像に付属した画像群の歩道的変換は常にｌｘ値、ＩＩｙ僅を考慮し て数回繰り返して行われる。

その際個々の画素の輝度レベルは後になお詳しく説明する規則に従りて所定の最 大値Ｍになるまで段階的ステップで高められる。このことが第１１図に画素Ａに ついて示してあり、画素のｖｉ度レしルＬは縦座標時間ｔは横座標に記載しであ る。この段階的上昇のステップ高さは使用マトリックスのグレースケールのステ ップ高さに等しく、つまり比較的小さい、このように小さいステップ高さを使用 することの利点は画像中の不規則なコントラストを除去して各変換ステップで観 察した画素周囲のコントラスト編成を判定する際実証される。

その都度観察した画素（例えば３４９図のＡ）周囲のコントラスト編成を前述の 如く考慮しまたはこの画素の新しい輝度値を突き止めるのに利用するのは１４の 情報、すなわちまず各原画像中の画素Ａ％Ｂ、Ｃ。

Ｄ、Ｈの輝度レベル、更にその都度最後の変換ステップ時に発生された各画像の アナログ画素の輝度レベル、そして最後に画素対ＡＢ、　ＡＣ，＾Ｄ、ＡＥのコ ントラストについて４つのＫｘ％Ｉｌｙ前置符号値である。このため最初に挙げ た５つの情報がメモリ８．９（′Ｍ２．７図）から、更に前述の５つの情報は単 一画像マトリックスを表す直接アクセス式メモリ２８から、そして最後に触れた ４つの情報がメモリ２６．２フから導射出される。処理のため設けであるプロセ ッサモジュール３１．３５．３６．３９は、各画素ごとに前述の１４のデータを 互いに比較しかつこの比較に応じてその都度隣接した画素（例えばＡ）の輝度レ ベルを後になお詳しく説明する規則に従って更に段階的に高めるかどうかを決定 するようプログラミングしである。変換プロセスの開始位相のとき、変換を使用 マトリックスのグレースケール範囲最大値の定輝度レベルに適合するため、コン トラスト編成を考慮することなく両群の全画素の輝度レベルの上昇が行われる。

この輝度レベルの少なくと１画素が特定変換ステップに達するやこの開始位相が 終了し、レベル補償・コントラスト改善位相が始まる９個別画素レベルの段階的 変化はステップ発生器３フと積分器３８とにより行われる。積分器は観察中の画 素の、モジエール３６内に現れるレベルを、ステップ発生器３フにより発生され た阜ステップ信号と積分し、新しい値をメモリ２８に入力する。積分器３８は使 用マトリックスのグレースケール範囲最大値に一政した設定しきい値を有する。

このしぎい値になるに示す十文字状に隣接した検出画素配列ごとに、メモリ８． ９．２６．２フ、２８の内容を連続的に呼び出して前述の第二位相を開始する。

この第二位相では原画像の画素レベルを、以下説明する規則に従って、一方の群 の画素と他群の画素とを交互に、段階的に高める０段階的レベル上昇の規則とは 次のとおりである：下記３つの場合を除き画素Ａのレベルを常に１ステツプずつ 高める。

ａ）画素Ａのレベルマトリックスのグレースケール範囲最大値に達した場合、こ の輝度レベル制限は最終的なものである。すなわち観察した画素のレベルはもは や上昇しない。

ｂ）観察した画素Ａのレベルが４つの隣接画素Ｂ、Ｃ％Ｄ、Ｅの各レベルより大 きい場合、この場合画素Ａの輝度上昇は各Ｒ換ステップの間のみ阻止され、この 阻止は次の変換ステップで解除することができる。

Ｃ）観察した画素Ａに１ｌｊＩ接した画素Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｈの一つ、例えば画素り が、すでに最終的に阻止され（例えばａ）の場合に相当）、コントラスト八Ｂの 前置符号が、Ａ＜Ｂ％厚画像のこの前置符号が確認されかつ八Ｂ位置についてｌ ｘの前置符号と一政する旨を表示する場合このレベル阻止は最終的のものである 。

原画像に対応した他の画素も当然同様に処理される。それぞれ相並んだ３つの被 検画素について′ｓ９図の画素編成を基準に変換前（第１２図の上図）、変換後 （第１２図の下図）の輝度レベルが′１４１２．１３図に示しである。にＸが位 置Ｂ＾に見られる（しかもＡ＞Ｂ）にＸが位置ＡＣで働かないことが前提条件、 第１３図についてはＫｙが位置ＯＡ、＾Ｅで働かないことが前提条件である。

上述の第二位相のど幹アドレスレジスタ３０．３２．３４およびステップ発生器 ３７が第８図に示した両群のそれぞれについて画素をアドレス指定し、そして付 加的に観察画素Ａの周囲にある画素Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ（第９図）のアドレス指定を 行う、この二重のアドレス指定が第７図では隼にメモリ８．９について図示して あり、３３は付加的アドレス指定モジュールを形成する。各画像の全画素が阻止 されるや当該画素の変換が終了し、次の画像が同じ様に変換される。変換し終わ った１４０枚の画像は別の直接アクセス式メモリ２９（ｉ２．７図）に記録する 。この場合アドレス指定はテレビジョン画像の記録で一般に行われている方法に よりアドレスモジュール４２を頼りに行う、モジュール４１は周知構造の積分器 を形成する。

３８図に図示した合計２５画素の行列では左部（１）がメモリ２９、右部（ＩＩ ）がメモリ２８に相当する。

２つの別のマトリックスメモリを使用することは第三画像変換位相ＴＩＴにおけ る装置の機能より重要である。つまり新しいコントラスト値を用いて画像または 隼に画像小部分を変更する場合これに通常の方法を連用すると困難が生じる。と いうのもこの場合新しいコントラスト値が画像の不連続性を惹ぎ起こすかまたは 画像の全コントラスト値の変更を強いるからである。

その結果明らかに画像は原ｍ像と強く相違し、それゆえ選択位置の画像が肝要で ある断層撮影にとりて価値のないものとなる。更に新しいコントラスト値を新し い不可避的画素レベル値と一緒に導入するとコントラストとこれに付属したレベ ル値との間で容易に矛盾を生じることになる。この困難を防ぐため上述の変換操 作（位相ＩＩＩ）を適用する。

チェス盤の白黒目配置に類似した画素配分を第８図（黒目は例えば３４８図の部 分工、白目は例えば第８図の部分１１により代表される）、マトリックス１はメ モリに適した通常のアドレス指定プログラムにより、アドレスＡの後にアドレス Ｃ，Ｅ％Ｇ、Ｉ、に等が続くようアドレス指定される。マトリックスＩＩも同様 にＢ１Ｄ％Ｆ、Ｈ，Ｊ等の順序でアドレス指定される０重要なのは当該マトリッ クス内でその都度アドレス指定された画素が両Ｘ方向、両ｙ方向、で隣接した自 由画素のみ有することである。かかるレベル値分布は原画像に含まれた原コント ラストと直接結び付いていない画像を表す、そのことから、かかる配列において これら各レベルのあらゆる変更が画像の連続性にとって不利でないとの結論を引 ぎ出すことができる。明らかにこの種の画像はそれ自体実際的価値がなく、上述 の処理方式に関連し、それぞれマトリックスＩにもマトリックスＴＩ（４８図） にも記録された全画素により形成される完全画像を変換する手段として使用され るにすぎない。

１画素、例えば画素Ｍについて変換過程を再度詳しく説明する０画素Ｍのレベル 値を両方向で変更（上昇が画像の連続性と合わない場合まず上昇、そして次に低 下）しなければならなくなるのを防ぐため、前述の画素レベルの段階的上昇が適 用される。これにより画素レベルＭがＮ＋１の値に高めてよい、ここに１はでき るだけ小さく選定されるべきステップ高さを意味する。しかしこのレベル上昇は 特定条件が存在する場合にのみ行われる（前述の３つの例外ａ％ｂ％Ｃを見よ） 、これらの条件は必然的にｍ素片しＭ、　ＭＮ、　）ＩＮ。

ＭＲ（３４８図、行列Ｉ）間にＫｘ、　ｌｔｙ前置符号（それが存在する場合） を含み、Ｍレベルの上昇は導入された変化がＫｘ位置（またはＫ１位置）のフン トラストを低減しないとの条件の下でのみ許される。コントラスト前置符号Ｋｘ Ｃまたはにｙ）がこの条件に関し有効なのはコントラスト前置符号が変換を受け る原画像により確認される場合のみである。他方１Ｍレベルの上昇はその帰結が Ｋｘ（またはＫｙ）位置におけるコントラスト上昇そのものであるときいずれも 許される。こうして「真の」コントラストの増幅（または利得）が生じる。残り の前記条件（項目ａ）、ｂ）、ｃ）を見よ）は変換プロセスのスタート、ストッ プに対し実際的影響を有する。

段階的変化は全画素またはそれに付属したマトリックスＩの輝度レベルにおいて 同一条件下で行われる。

新しいレベルは付加的メモリを媒介にして記録され、マトリックスＩＩの画素レ ベルが変更されるとき次の変換ステップにおいて基準値として利用される。この マトリックス内の画素Ｎを観察するとき、Ｎ＋１に上昇する条件を判定するには 舅’Ｎ、　ＮＯｏ、　Ｉ’Ｎ％ＮＳ’のコントラストが利用される。レベル値關 °、０°、■゛、Ｓｏは、（前記条件が満たされたとき）マトリックス！内でま さに変更されたものであるから、先の画素Ｍ、Ｏ１Ｉ％Ｓに付属したレベルとは 別のものである０条件が満たされていない場合には勿論これらのレベルのすべて を＋１高める必要はない、しかし変換プロセスの先のステップにおいて阻止され た値の数は普通多くないと仮定することができる。というのも当該画素のレベル 上昇を停止することの主要な影響は発生する画像が不連続になる虞があり、モし てこれは特定Ｋｘまたは口の位置が正しくない（コントラスト配置が矛盾する） 場合にのみ現れるからである。　ＫｘまたはＫｙのこのように正しくない前置符 号または位置は、Ｋｘ値、Ｋｙ値を見つけ出す第二の主要方法ステップ（位相Ｉ Ｉ）が十分にｗｌ悪であるので、蓋然性がない、他方、位相ＩＩＩで適用される 変換ステップの適用で画像が破壊されて不連続になることは決してない、特定の 間這うたＫｘまたはＫｙはレベル値を早めに阻止し位相ＩＩＩを停止させるにす 「ない、しかも（位相Ｉかうの）原画像８０枚の次の画像の変換から、観察した ＫｘまたはＫｙが真の僅であることがわかる（Ｒ換を受けた特定Ｈａ像の前置符 号と位置とにより確認）場合があり、また得られた画像は断層像のコントラスト 解像度が高レベルであることを示す場合がある。

コントラストの矛盾した配列が３Ｎ１４図に示しである。Ｎ１４図に付記した式 Ｒ冨Ｓ％Ｓ−Ｗ％Ｒ＞Ｔ。

ＴＯＷは、Ｋｘが位置Ｒ５になく、Ｋｙも位置ＳＷにないが、−Ｋｘが位置７ｗ 、＋Ｉ＋３１が位置ＲＴにあるものと理解すべきと同時に小さくもあるというこ とは有りえないので矛盾は不可避である。それゆえ実際にはコントラストＫｘ。

Ｋｙのいずれかが正しくないかまたは位置Ｒ５，またはＳｗのコントラストが存 在するにちがいない、しかし上に述べたように位相ＩＩＩの変換プロセスはかか る矛盾配列の影響を少くとも一部消去するのに役立つ。

３４１１図は１例を基に特定画素のレベル値の段階的変化（上昇）の系列を示す 、各ステップは２つのマトリックスＩ、　１１　（ｊ４８図）のいずれかに含ま れた変換ステップに付属している。前述の条件ａ）、ｂ）、ｃ）に従りてもはや 上昇が不可能になるとレベルＭは阻止状態における最終値を表す、ステップが長 くなると、特表千１−５０１９９８　（９） 連続した２変換ステツプのレベル値が一定に留まり得ることを意味する。このこ とは、レベル値ＢＣＤＥが２ステツプにおいて任意の画素Ａ（第９図の十文字配 列）の周囲で、レベル上昇条件Ａを満たす価に達し得る阜−ステップ後ではまだ そうでないことで説明することができる。これはまた、時々レベル価が阻止され ることに拘りなく、各画素にとっての上昇条件が全変換ステップの間常に点検さ れねばならないことをも意味する。

画素値の段階的変化の結果が、これにより達成されるコントラスト改善に関連し て第１２．１３図に示しである。Ｎ１２図の上図は例として３４９図の画素Ｂ１ Ａ、Ｃ，つまりＸ方向で相並んだ３画素についての最初のレベル値分布を示す０ 画素対ＢＡについては口が存在し、その前置符号は＋、つまりＡ＞Ｂである０位 置ＡＣについてはＫｘが存在しない、変換の結果は（簡略化して）第１２図の下 部に示してあり、Ｂ＾コントラストの増大とコントラストＡＣの完全な抑圧とを 示しており、コントラストＡＣは検査した層には現れていない。

Ｙ方向について同様の事情を′Ｍ１３図が示す、Ｂ＾位置にも＾Ｅ位置にもそれ ぞれＩＩｙが存在しないと仮定しである。帰結する変換画像から両コントラスト が完全に抑圧されているのがわかる。というのも両コントラストは承知するとこ ろによると被検層に属さないからである。

メモリ２８にモニタ４３が接続してあり、連続的に変換された全画像、そして場 合によりては変換位相や変換ステップもモニタで観察することができる０個々の 変換画像からでもすでに診断を行うことができるが、Ｈ画像に含まれた全情報を 完全に評価するため合計１４０枚の画像を積分するのが望ましい、この積分はモ ジエール４１内で行い、結果はモニタ４２で表示することができる。

以上説明した装置はさまざまなバリエージ脂ンが可能である０例えば： Ｎ９図に示す十文字状に配列した画素組合わせは、より多くの画素を含む組合わ せ、例えば９画素の十文字状画素組合わせに代えることができる。更にコントラ スト事情は互いに直ＭｋｌｉｊＩ接した画素間で検出するのでなく、互いに多少 離間した画素、例えば第一画素と第三画素等とを基準に検出することも可能であ る。この方法は特に、大きな行列を分解すべき場合有利である。

更に、多くの断層撮影縦断面に付属した画像から単数または複数の断層撮影横断 面を計算機で得ることも可能である。そのために適した装置は知られている。

更に、幾何学的歪みを防ぐため主ビームがイメージ増幅管のシールドに対し常に 直角に延びた投影に相当する数多くの画像から１断面像を再構成する周知方法を 適用するのが望ましい場合もある。

すでに述べたように、前述の２つの互いに交差した断層撮影運動の運動方向を補 足してなお１つまたは複数の別の運動方向を加味することも本発明の枠内で可能 である。しかし一般には２成分運動で間に合わすことができる。

ＦＩｏ、　４　ＦＩＧ、　５ ■　ｒ＼ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８ｇｋの８）昭和６３年　７月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｘ線源を有し、その放射を物体透過後受信器により受信し、それをイメージ センサにより原画像の受信したＸ線放射に画素ごとに対応した電気信号に変換し 、電気信号を電子回路を介し画像表示装置、例えばモニタ等に供給し、機械装置 が照射中受信器、Ｘ線源間に相対的断層撮影運動を惹き起こす、コントラスト特 性を向上したＸ線断層撮影像を得る装置において、電子回路が相隣接した画素（ 例えばＡ、Ｂ、Ｃ・・）間のコントラストを複数枚の原画像について繰り返し比 較して個々のコントラスト比較を統計的に検出する評価回路（５１）を有し、評 価回路（５１）より供給された信号に応じて原画像信号を変更する変換回路（５ ２）が設けてあり、変換回路の出力端子が画像表示装置、例えばモニタ（４３） に接続してあることを特徴とする装置。 ２）評価回路（５１）が、多くの原画像、好ましくは全原画像のコントラスト比 較を行うようになっていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３）評価回路（５１）が、相隣接した画素のコントラスト比較を行うようになっ ていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。 ４）評価回路（５１）が、断層撮影運動の間に少くとも２つの相交差する部分内 、好ましくは２つの互いに直交する部分（Ｘ、Ｙ）内で発生される原画像信号を 別々に記憶し評価する少くとも２つのメモリ（８、９）を有することを特徴とす る請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の装置。 ５）評価回路（５１）が、全画像のコントラストを比較するため積分段（２３） を含むことを特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の装置。 ６）評価回路（５１）が、コントラスト比較を統計的に検出するため主にコンソ ール（１８）で設定可能なしきい値（ＰＦＬ）を考慮するしきい値段（１４）も 有することを特徴とする請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の装置。 ７）評価回路（５１）が、コントラスト比較を統計的に検出した結果を記憶する ２つのメモリ（２６、２７）を有し、これに付属して更に変換回路（５２）の別 のメモリ（２８）が設けてあり、これが、コントラスト比較結果を考慮して算出 した変換画素値を群ごとに記憶することを特徴とする請求の範囲第１〜６項のい ずれかに記載の装置。 ８）積分器（３８）を頼りに原画像信号の画素の輝度レベルを段階的に増大する ステップ発生器（３７）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第７項に記載 の装置。 ９）記録回路（５０）が２つの直接アクセス式メモリ（８、９）を有し、これに ディジタル化原画像信号がＸ線源（１）の２つの運動方向別に別々に供給され、 また該メモリがプロセッサ（１７）に接続してあり、核プロセッサにコンソール （１８）からしきい値（ＰＥＬ）が入力され、前記両メモリ（８、９）がプロセ ッサ（１７）を介し評価回路（５１）に接続してあり、評価回路がコントラスト の比較を行う別のメモリと積分器（２２）とを有し、該積分器の出力信号がしき い値（ＰＦＬ）との比較後２つのメモリ（２６、２７）に記憶され、変換回路（ ５２）がプロセッサ（１７）に接続された別のメモリ（２８）を有し、これがス テップ発生器（３７）とプロセッサ（１７）の積分器（３８）とに接続してあり 、変換回路（５２）が、プロセッサ（１７）のモジュール（４０、４１、４２） に接続された別のメモリ（２９）を有し、ステップ発生器（３７）と結ばれたメ モリ（２８）に画像表示装置（４３）、特にモニタが接続してあることを特徴と する請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載の装置。