JPH02119382A - Ｘ線像の組合せによる像を表わすデータを発生する方法 - 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】 この発明は減算形放射線蛍光透視法並びに放射線撮影法
に関する。

Ｘ線鷹の減算（５ｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ　）　　は、イ
象の中のコントラストの低い構造を更に目立つ様にする
公知のラフ法である。普通のＸ線像では、主に診断の為
に関心が持たれる骨、血管又はその他の組織の様な構造
は、関心が持たれる構造をぼかしたり、それを容易に見
ることが出来なくするような組織又は寸が囲んでいたり
、上又は下に重なっていることがある。減算処理の作用
は、上又は下に重なる関心のない構造による混乱を招く
様な惧れのある影響を除き又は抑圧し、こうして関心が
持たれる構造の検出能力を高めることである。

従来、像の減算は、主に血管造影撮影法（ａｎｇｉｏｇ
ｒａｐｈＹ　）　、即ち心臓の血管の様な血管のＸ線検
査を行う為に使われていた。この方法では、まず心臓の
Ｘ線写真像又は蛍光透視法によるＸ線像を撮影して記録
する。この１番目の壕はマスクと呼ばれる。その少し後
、血管に注射された沃素化合物のａｉなＸ線に不透明な
媒質（造影剤）が、関心のある血管に達し、そこでもう
１つの像を撮影する。注射の前後に於ける像の中で、関
心が”持たれる血管は殆んど常に、その上又は下に重な
る骨又はその他の組織によってぼやけ、この為それを目
で確認するのが困難になる。然し、像を互いに減算する
（すなわち、２つの像の差を求める）と、混同を招いた
解剖学的な構造の効果が弱められ又は実質的に除去さｆ
ｌ、沃素を注入した血管のコントラストの高い、従って
一層見易い儂が残／り。

比較的低い速度で、マスク偉並びに１枚又は更に多くの
像を相次いでとることは、経時的減算法（ｔｅｍｐｏｒ
ａｌ　５ｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ　）　　と呼ばれる。こ
れは、その位置が動かないか又はゆつくシとしか変化し
ない様な解剖学的な部分を扱うには満足であるが、心臓
の様に動きの激し７い器官の脈管状態を検査する時、相
次ぐ像の間で整合性がかなり失われる場合が多い。これ
は減算によって得られた像のほやけ並びに細部の消滅と
なって現われる。ぜん動及び呼吸の様なことによる解剖
学的な領域の動きできえ、経時的に得られた減算像に動
きのアーティファクトが生じることがある。多くの用途
では、２１類又は更に多くの相異なるＸ線エネルギ・レ
ベルで像をとることにより、コントラストの低い解剖学
的な構造の区別をつけることが出来る。例えば、Ｘ線管
ンこビーク約７０キロポル）　（ｋｖｐ）が印加された
時に対応するＸ線光子エネルギ・レベルでは、骨及び軟
組織の質量減衰係数は　同じエネルギ・レベルに於ける
沃素の質量減衰係数よりずっと小さいことが知られてい
る。エネルギ目盛の上で更に上の方に進んで、例えば１
３５又は１４０ｋｖｐになると、軟組織の質量減衰係数
は比較的僅かしか変化しないが、沃素は大きく変化する
ことも知られている。この為、ｘｍイメージ・インテン
シファイヤによって、低及び高）Ｃｖｐの儂をたて続け
に発生することが出来る。相次ぐ儂をイメージ・インテ
ンシファイヤ管の出力発光体上で１個のビデオ・カメラ
で観察し、各々の像に対するアナログ波形をディジタル
化して、別々の記憶装置に貯蔵する。次に、２つの記憶
装置の対応する位置にディジタル形式で貯鷺された画素
を組合せて、コントラストを高めた像に対するデータを
作り、あまシ関心のない骨及び軟組織による強度レベル
の様な成る強度レベルは抑圧する。この方式では、使わ
れる１個の撮偉管又はビデオ・カメラはＸ線照射の閣は
消去しておいて、毎回の照射の後に走査又は読出す。然
し、露出の合間の期間に較べで、ビデオ撮儂装置の応答
時間が長い為、重なる像が出来る傾向があり、そのこと
自体の為に、減算又は組合せ像の品質は比較的悪くなる
ことになる。

この問題を軽減する方法は、帰線時間の間、非常に強い
電子ビーム電流を用いて、ビデオ・カメラのターゲット
・プレートを消去（ｓｃｒｕｂｂｌｎｇ）することであ
る。許される１ミリ秒又はその程度以内に、それまでの
全てのラスター線を消すのに必要なビーム偏向電力の為
、この方式は、現在利用し得る標準型のビデオ・カメラ
には使えない。

消去並びに読取る為の時間が必要なため、１個の撮像装
置を用いるシステムでは２つの制約がある。

第１に、最高の像獲得速度は毎秒約１０フレームである
。第２に、高エネルギ及び低エネルギのＸ線パルスは少
なくとも２フレ一ム時間、即ち約７０　ｍｓ　　たけ離
れていなければならない。高及び低エネルギのＸ線パル
スの間にかなシの時間が経過するから、解剖学的な構造
が動いていて、前に述べた減算される又は組合される対
の像の間の整合性が失われるという望ましくない結果が
起る惧れが大きくなる。更に、場合によっては、例えば
医者が２０秒又はそれ以上の期間にわたり、造影剤の進
行を連続的に且つ実時間で観察したい時、又は心臓の動
きを停止した効果を発生するのに十分な位、フレーム速
度を高くしなければならない場合、ビデオ・カメラの様
な撮像装置を１個だけ使った時、消去のための時間が得
られない。

この発明はビデオ・カメラ又は電荷結合イメージ・プレ
ートの様な任意の適当な形式の撮像装置を２個使うこと
を基本とする。実施例では、電子ビームで読取り得るイ
メージ・プレートを撮像装置として使ったビデオ・カメ
ラが実際に使われている。一方のカメラは、Ｘ線管のピ
ーク・キロボルト数（ｋｖｐ　）が低い状態で発生され
た像に対する儂データを得る様に作用し、他方のカメラ
はＸ線管のキロボルト数を更に高くして得られた像に対
するデータを得る為に使わｈる 静止像及び動画像の両方を得る方式を説明する。静止像
は、解剖学的な部分のスナップ写真しか必要としない為
に、遅い速度で求める像である。

こ＼で説明する実施例では、ビデオ撮像装置内のイメー
ジ・プレートの漸進的な走査及び消去を利用する。

動画像の作像とは、高エネルギ及び低エネルギのＸ線パ
ルスが時間的に接近（〜でいて、例えば２０秒までの長
い期間の間、高速で交互に変わる様な一連のＸ線露出を
行いこの結果、正規のビデオ速度又はＴＶ速度で一連の
減算偉が記鎌され、動いている器官を実時間で見ること
が出来るようにすることである。実施例では、毎秒３０
７レーム又はその低倍数を得る為に、飛越しビデオ走査
を用いる。

１つのエネルギ・レベルのＸ線パルスを用い−ｃ得らｈ
＊像が、別のエネルギ・レベルノＸＩＩＭパルスを用い
て得られた儂に対するマスクになる。

Ｘ線パルスは持続時間が短い。２番目のパルスは、１対
のパルスの内の１番目が終るや否や始めることが出来る
。像の間に時間的な遅延が実質的にないから、解剖学的
な部分が速い動きをしていても、儂の整合性が失われる
ことはない。１個の撮像装置を使う従来のやり方に較べ
て、２つのＴＶカメラ撮儂手段又はその他の撮像装置を
使って、静止像又は動画像の為の重みをかけたデータを
発生する為に、アナログ及びディジタル手段を用いる。

次に図面に示した複数個のカメラを用いた装置の種々の
実施例を説明する所から、この発明がどの様にして実崩
されるかが理解されよう。

第１図の装置は２つの撮像装置を用いる。この実殉例で
は、これらがビデオ・カメラ１．２である。電子式イメ
ージ・インテンシフ゛Ｔイヤ管を用いてＸ線像が発生さ
れる。このイメージ・インテンシファイヤ管の入力スク
リーンが破線４で示しである。例えば血管造影撮影法に
よる被検体が全体的に参照数字５で示しである。検査中
、被検体をＸ線管６の上方に配置する。このＸ線管６は
普通のもので、陽極ターゲット７、陰罹又はフィラメン
ト８、及びこの特定の例では制御格子９を有する。Ｘ線
管が付勢されると、そのビームが被検体５を介して投射
され、イメージ・インテンシファイヤ３０入カスクリー
ン４上に差別的に減衰したＸ線像を形成する。インテン
シ７アイヤは普通のもので、Ｘｌ／ｓ像を電子像に変換
し、この電子像が最終的にはインテンシファイヤ管の出
方発光体上で縮小された明るい光学像に変換される。発
光体を破線１０で示しである。

Ｘ線管の電源をブロック１１で示す。これはＸａ露出を
行う為に、陽極及び＠極の間に高いキロボルト数の電圧
を供給するものである。この場合、Ｘ線電源は、低いｋ
ｖｐで、そｉＫ対応して光子エネルギの低い、持続時間
の短いパルスと、それに続く一層高いｋＶｐで、それに
対応して光子エネルギが一層高いパルスとを発生するこ
とが出来ることを承知されたい。これに限るつもりはな
りが、例として云うと、典型的なパルスの持続時間は約
１乃至６ｍｓ　　の範囲内である。この発明では、作像
過程中の解剖学的な動きにより、整合性が失われるのを
最／Ｊ−Ｋに抑える為、１対をなす低及び高エネルギの
Ｘ線パルスは、その間に実質的に時間をお刀・すに続け
て発生される。動く器官をＲｖｋする時に用いる様な実
時間の作０１！ンこは、パルス対の長い列を使うことが
出来る。こ＼で説明する装置は、低エネルギ・パルスが
高エネルギ・パルスより先に来ることに制限されない。

Ｘ線管に低及び高エネルギのパルスを発生させる制御装
［がブロック１２で示してろり、これはパルス駆動装置
と呼ぶ。

例とし２て云うと、こ＼で説明する減算方法によって血
管を目で見える様にする為に造影剤として沃素を使う時
、低エネルギのＸ線パルスは、Ｘ線管の陽極と陰極の間
に約７０　ｋＶｐ　　が印加されたことに対応するエネ
ルギを持ち、高エネルギ・）（ルスは約Ｉ　Ａ　Ｏｋｖ
ｐが印加されたことに対応するエネルギを持つ。パルス
駆動装置が、Ｘ線管の格子９に種々のバイアス電圧を印
加することにより、Ｘ線管の電圧及び１！流を変調する
。Ｘ線管の高圧回路を切換える制御装置を用いてもよし
）。

第１図では半透明の挑１５の形をした像分割器がイメー
ジ・インテンシ７アイヤ管の出力発光体１０からの光路
内に配置され、発光体上に現われる１＃！全ビデオ・カ
メラ１．２６’Ｃ向ける。カメラ１は破線の太い！１１
６で表わしたシャツタ装置を備えている。サーボ・アイ
リス、回転形アイリス又はシャッタ羽根の様な任意の適
当な高速シャ・ツタを使うことが出来る。実例では、写
真の分野で周知のサーボ・シャッタを使った。このシャ
ッタが、Ｘ線パルスの発生と同期して作動きれる。シャ
ッタ１６及びカメラ１に対するシャッタ駆動装置をブロ
ック１７で示す。低エネルギのＸ線パルスが発生した時
、サーボ・シャッタ１６が開き、この為、テレビ・カメ
ラ１内にある撮像プレート（図に示してない）が、イメ
ージ・インテンシファイヤから像分割器１５を介して伝
達された像に対応する電荷パターンを発生する。カメラ
のアイリスの最大許容開口は、カメラが受取る最も明る
い像によって撮像グレートの飽和が起らない様な点に定
められる。この作用が、ブロック２０で示した自動利得
制御回路によって行われる。これは閉ループの利得制御
回路であり、典型的にはカメラが受取った傷の明るさを
表わす信号を線２１を介して利得制御回路に伝達し、利
得制御回路がそれに応答して、線２２に信号を発生し、
それがシャッタ駆動装置１７によって、アイリスを正し
い向きに調節させ、最大許容輝度を制限する様にする。

ビデオ・カメラ２として示す他方の撮像装置もカメラ１
と同様である。カメラ２もサーボ・シャッタ１８及び駆
動装置１９を備えている。カメラ２が高エネルギのＸ線
パルスによって得られた像を表わす電荷パターンをその
撮像プレート上に発生する。低エネルギのＸ線パルスの
間、カメラ１に対するシャッタ１６が開き、カメラ２に
対するシャッタ１８が閉じる。逆に、高エネルギ・パル
スが存在する間、カメラ２に対するシャッタ１８が開き
、カメラ１に対するシャッタ１６が閉じる、云うまでも
ないことであるがシャッタの動作、Ｘ線管のパルス駆動
、像の読出し、即ち、ビデメ・カメラ内の撮像プレート
の電子ビームによる走査、及び装置内のその他の動作は
同期していなければならない。同期パルスはいずれか一
方のカメラから取出してもよいが、その存在を明らか釦
する為、こ−では、同期クロック２３で表わした別個の
源によって供給されるものとして示しである。

第１図で、アナログ・ビデオ波形信号がカメラ１からケ
ーブル２４を介して取出される。このケーブルが増幅器
２５の入力に接続される。カメラ２からのビデオ波形出
力がケーブル２６によって取出され、このケーブルが別
の増幅器２７の入力に接続されている。増幅器２５．２
７は、対数増幅が必要である為、対数増幅器シこするこ
とが出来、これはディジタル化の前又は後のいずれに行
ってもよい。例えば、ディジタル処理の場合、対数増幅
は、装置の一部分であるディジタル・プロセッサで行う
ことが出来、これは後で説明する。

静止像を作成する時、カメラ１．２は飛越し走査様式で
はなく、順次走査様式で動作させることが好ましい。比
較的間隔をおいて、静止像又はスナップ写真形の像プと
けを求める場合、Ｘ線パルスの合間にカメラの撮像手段
を電子的に消去する十分な時間がある。静止像の作成の
場合、高及び低のＸ線パルスの持続時間け１乃至２０ｍ
５の範囲内とすることが考えられる。フレーム速度は、
Ｘ線パルス、カメラの胱出し、及び消去の時間の和によ
って制限きれる。前に述べた様に、これによって毎秒約
１０フレームに制限が加えられることがある。

第１図で、カメラを続出したことによって得られたビデ
オ・アナログ波形が、ブロック２８で示すマルチプレク
サ（ＭＵＸ　）　　に入力される。マルチプレクサは、
交互のカメラからのアナログ信号を、ブロック２９で示
すアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）ｆ換器に送出す様に
同期的に切換えられる。これがカメラの撮像手段からの
各々の水平走査線に対するビデオ・アナログ波形を画素
の強度を表わす対応するディジタルの値に変換する。変
換器２９がそのテイジタル画素信号をブロック３０で示
すマルチプレクサ（ＭＵＸ　）　Ｋ出力する。この−マ
ルチプレクサが一方のカメラがら読出された信号を第１
の記憶装置又は貯蔵装置３１に切換えて入力すると共に
、他方のカメラからの信号を第２の記憶装ｆ５２の方へ
切換える。この為、チャンネル１の記憶装置３１が各々
の低エネルギのＸ線パルスに対する新しい画素マトリク
スを貯蔵し、グヤンネル２の記憶装ｆｊ！Ｌ３２が制エ
ネルギのｘＭパルスが発生する度に、新しい画素マトリ
クスを貯蔵する。勿論、マルチプレクサはカメラの露出
期間と同期して切換えらｉｌｌ、当然ながらＡ　／　Ｄ
変換器２９は時分割である。いずれにせよ、１対の低及
び高エネルギのＸ′ｍパルスが発生した少し、後、夫々
の像に対応するディジタル・データが第１及び第２の記
憶装置３ｊ、５２に貯蔵される。

第１図の実施例では、ブロック３３で示す適当なディジ
タル処理装置を使って、第１の記憶装置３１にある低エ
ネルギの儂を表わす重みをかけたデータを、第２の記憶
装置３２にある高エネルギの像を表わす重みをかけたデ
ータと組合せる。

ディジタル処理装ｆＩＩＬが同期的に動作して、像デー
タを利用し得る時に、それを堰出し、一方の記憶装置に
ある画素信号を他方の記憶装置にある幾何学的に対応す
る画素信号と、重みをかけた減算の様な組合せ金行って
、減算像を表わすディジタル画素データのマトリクスを
作る。ディジタル処理装置３３は後で更に詳しく説明す
る。こ＼では、ディジタル処理装置３３からのデータを
ディジタル形式で抽出して、ビデオ速度でデータを受取
ることの出来るディジタル・ディスク又はテープ装置に
貯蔵し得ることを承知されたい。

ディジタル貯蔵装置に代る別の選択は、ブロック３４で
示した計算機を使うものである。選ばれた計算機が、現
在利用し得る幾分高価で一層高速の計算機と較べてミニ
コンピユータの様な割合動作がゆっくりしているものの
場合、データ母線５４を介してディジタル・ディスク又
はテープ装置（図に示してない）で更に処理又は貯蔵す
る為に、記憶装置！ｉＳ＋、５２の読出しが比較的遅い
速度に制限されることがある。こうして処理されたデー
タを遅い速度で１つの記憶装置に戻し、その後ディジタ
ル処理装置３３によってビデオ速度で続出して、ディジ
タル・アナログ変換し、アナログ表示することが出来る
。

計算機３４として、ディジタル処理装置の様にデータを
ビデオ速度で処理する様な高速の更に高級の計算機を選
んだ場合、この計算機は、例えはビデオ速度で平滑作用
の様な付加的な処理を行う為に使うことが出来る。この
場合、ディジタル処理装置から来るビデオ速度の子ィジ
タル・データは、付加的な処理の為、ビデオ速度のデー
タ母線５２を介して計算機３４に供給することが出来る
。処理されたデータはその後ビデオ速度の母線５３を介
してＤ／’Ａｆ換器３５に送られ、貯蔵又−は表示の為
に、アナログ・ビデオ信号に変換される。計算機３４を
使うのは随意選択であると承知されたい。システム内に
計算機があると、今述べた作用を行う他に、種々の制御
作用を行う為忙もそれを利用することが出来て有利であ
る。

重みをかけた減算像を表わす、処理袋［３３内Ｖこある
ディジタル・データがディジタル・アナログ変換器３５
に送られて、アナログ波形を発生する。これはビデオ・
モニタの陰極線管（ＣＲＴ）３６で表示することが出来
る。アナログ・ビデオ波形はとチオ・ディスク記録装置
（ＶＯＲ）５７又はビデオ・テープ記録装置（ＶＴＲ）
３８で記録することも出来る。

第１図の実施例の典型的なディジタル処理装置内にある
ｍ成部品が第７図に示されている。処理装置は、第１図
に示した２つの記憶装置及びＡ　／　Ｄ　変換器２９に
通常付設されている３つの入力チャンネルＣｂｔ、　Ｃ
ｈ２．　Ｃｈ５　　で構成される。

各チャンネルがディジタル・ルックアップ・テーブル（
ＬＵＴ）　３９．４０及びディジタル掛算器（ＭｔＴＬ
Ｔ）４１．４２を夫々持っている。掛算器４１．４２は
、必要に応じてディジタル信号を修正し又は重みをかけ
る為の選ばれた定数を入力する為の別の入力に１ｅＫ！
をも夫々持っている。この為、減算像は、単純な減算に
よってではなく、２つのエネルギの儂の重みをかけた線
形の組合せ、即ちＫＩ　Ｉｔ　−Ｋｇ　Ｉ２として形成
される。普通、Ｋは１以外の数である。

これが１である場合、偉データエは、この明細書では、
依然として重みをかけたものとみなす。第７図で、２つ
のチャンネルからの重みをかけたデータが組合され、例
えば演算論理装置（ＡＬＵ）４３で減算され、その後第
３のしＵＴ４４で修正されてから、マルチプレクサ（Ｍ
ＵＸ、）　４５を介して母線４６を通じてディジタル信
号出力ボートへ又は母線４７を通じてＤ／Ａ　ｉ換器（
図に示してない）へ送られる。ディジタル処理装置内に
ある全ての部品はビデオ速度で動作することが出来、こ
の為データは少なくとも毎秒５０フレームの速度で処理
装置に通すことが出来る。

例えば解剖学的な状態が変化する領域を通して撮影した
特定の造影剤を含む血管の減算像に一定の信号レベルを
保つ為、減算は、低エネルギ及び高エネルギの像データ
の対数に基づいて行うことが必要である。前に述べた様
に、これは第１図に示したアナログ対数増幅器２５．２
７を用いてディジタル化の前に行ってもよいし、或いは
対数変換機能を備えたＬＵＴを用いてディジタル後に行
ってもよい。ディジタル処理装置の入力側のしＵＴ３９
．４０がこの作用をする。第７図のディジタル処理装置
にある掛算器４１．４２か、低エネルギ及び高エネルギ
の像データの間で重みをかけた減算を行うだめの手段に
なる。ＡＬＵ　４３の後に来るＬＵＴ＃−１：、差の像
データ又は組合された儂データを増幅して、第１図のＤ
　／　Ａ変換器３５の動的範囲を埋めることが出来る様
にする。これは最終的なアナログ像に対する電子的なビ
デオ雑音の影響を最小限に抑える為である。

第１図では、ブロック５０で示すシステム制御器を用い
て、種々の電子部品を適当な順序で作用させることが出
来る。典型的には順序化信号は母線５１を介して柵々の
部品に送出すことが出来る。

第１図の静止像作像装置を用いて減算像を発生する時の
時間順序が第２図に示されている。この図から判る様に
、シャッタ１６が開いている期間の間、最初に低エネル
ギＸ線パルスが発生するっこれによってカメラ１の撮像
プレートが充電される。この時、チャンネル２にあるカ
メラ２のシャッタは閉じている。低エネルギＸ線パルス
及びチャンネル１のシャッタの開放が終了すると、カメ
ラ１は、第２図のチャンネル１の時間線図でビデオ走査
と記された期間の間、順次走査様式でそのビデオ走査の
読出しを開始する様に同期している。

この時間の間、ディジタル化された走査データが第１図
の第１の記憶装ｆｉ１３１に送出される。カメラ１の頴
次ビデオ走査又は読出しのビデオ走査が完了すると、こ
のカメラの撮像プレートは、チャンネル１の時間線図に
記す消去期間の間、消去する、即ち電荷を均等にする。

チャンネル２０時間線図に見られる様に、低エネルギＸ
＃！パルスの後にカメラ１が走査されている時間の間、
１対の内の２番目即ち高エネルギのＸ線パルスが発生し
、この間カメラ２のシャッタは開いている。図示の様に
、カメラ２のシャッタが閉じるや否や、順次ビデオ走査
か開始され、この後消去期間が続く。

夫々の順次走査の間、それから取出されたデータが第１
図の記憶装ｆｉ３１．３２へ交互にマルチプレクサによ
り送られる。チャンネル２の高エネルギＸ線パルスは、
チャンネル１のパルスが終了し７てシャッタ２が開いた
後の任意の時刻に発生し得ることが理解されよう。静止
像を作像する場合、順次走査は、これが本質的にスナッ
プ撮影であるから、可能でもあるし、望ましいことでも
ある。

こ＼で、上に述べた様に２つの撮像手段を持つ装置を用
いると、重要な結果が達成されたことが理解されよう。

即ち、高エネルギ及び低エネルギのＸ線パルスの間の時
間が、Ｘｌｓ管の切換え速度及びシャッタ速度のみによ
って制限され、この時間はカメラ又は撮像装置の特性に
略無関係であることである。

当業者であれば、第１図の実施例でＭＵＸ２Ｂ。

Ａ／Ｃ１ｆ換器２９及びＭＵＸ　３０で表わした同期的
に切換わるＡ／Ｄ変換器は、２つの別々のＡ／Ｄ変換器
に取替えて、増幅器２５．２７からの低エネルギ及び高
エネルギのＸ＠像のデータを夫々のＡ／Ｄ変換器を介し
て夫々第１及び第２の記憶装置３１．５２に送出しても
よいことが理解されよう。

第１図の装置は、Ｘ線パルスの幅、パルスの間隔、及び
ビデオ走査時間に関する限シ、完全な融通性を持つ点で
有利である。例として云うと、５１２　Ｘ　５／２個の
画素から成るマトリクスの走査は１１５０秒で行うこと
が出来、１０２４　Ｘ　１０２４　　のマトリクスは同
じディジタル化速ｌｆ、を用いて、１／７．５秒で走査
することが出来る。然し、第１図の２つの撮像装置を用
いたシステムはかなシの記憶容量を必要とし、また静止
像を作るのに最も適切であることに注意されたい。

容量の大きな個別の専用の記憶装置又は貯蔵装置を使わ
ずに済む、２重チャンネルを用い、２つの撮像装置を用
いるＸｌｓ像減算装置が第３図に示されている。この実
地例で、第１図の実施例と同様な部品には同じ参照数字
を用いている。第１図の増幅器２５．２７の出力までは
全部間じであるから、この増幅器より前の部品について
は再び説明する必要はない。異なるタイミング方式を使
うことにより、第３図の装置は、これから説明する様に
、静止像にも動画像にも使える。

第５図の実施例では、−度にカメラ１又は２の内の一方
のターゲット又は撮像プレートを貯蔵装置として使う。

こうすると、第１図の実施例で使われた記憶装置３１．
３２が省ける。２つの別個のＡ１０変換器６０．６１を
使って、低エネルギ及び高エネルギのＸ線データをディ
ジタル処理装置３３の入力ボートに直接的に送出す。デ
ィジタル処理装置の作用並びに構成は第１図及び第７図
の処理装置と同一であり、第１図の実施例に示した他の
部品の作用並びに構成も同じであるから、これらは説明
しない。第３図の装置を静止像作成様式で動作させた時
の時間線図が第４図に示されている。チャンネル１に見
られる様に、低エネルギのＸ線パルスが終了し、カメラ
１のシャッタが閉じた後、カメラ１の撮像装置は、次の
高エネルギＸ線パルスが終了するまでブランク（ｂｌａ
ｎｋ）状態に留まる。そして、高エネルギＸ線パルスが
発生している間にカメラ２のシャッタが開いている結果
として、カメラ２の撮像プレート又は撮像装置に電荷像
が蓄積される。この時、各々のカメラのイメージ・プレ
ートにはＸ線像を表わす電荷パターンが貯蔵されている
。次いで、第４図の時間線図に見られる様に、両方のカ
メラ１．２を同時に順次走査様式で走査又は読出して、
高エネルギ及び、低エネルギのＸ線像に対するデータが
同時に利用出来る様にする。２つのチャンネルのビデオ
信号が母線２４．２６を介して同時に増幅器２５．２７
に供給され、その後天々のＡ／Ｄ　′に換器６０，６１
に入力される。変換器６０．６１からのディジタル画素
信号の出力がディジタル処理装置３３に入力され、そこ
で前忙説明した様に重みをかけて組合せ又は減算し又は
その他の形で処理される。

こうして得られた減算像か、ディジタル・テープ又はデ
ィスクにディジタル形式で貯斌する為に１母線４６にデ
ィジタル形式で得られる。処理装［３３からのテイジタ
ル画素データ出力はＤ／ＡＸ換器３５にも送られ、アナ
ログ形式に変換して、ビデオ・モニタの陰極線管（ＣＲ
Ｔ）３乙に表示するか、或いはとデオ・ディスク記録装
置（ＶＤＲ）５７又はビデオ・テープ記録装置（ＶＴＲ
）３８に記録する。

後で説明するが、第３図の実施例は、事象のタイミング
が後で説明する第６図に示す様になっている場合、動画
像の作成にも使うことが出来る。

第５図はディジタル処理を利用した第１図及び第５図の
実施例と対照的に、アナログ信号処理方法並ひンζアゾ
ログ信号減算方法を用いた２つの撮像装置を使う別の実
施例を示す。第５図で、第１図及び第３図と同様な部品
には同じ参照数字を用いている。第５図では、低エネル
ギＸ線パルスの儂に対］−てカメラ１の撮像プレートを
走査することによって得られたアナログ・ビデオ信号が
ケーブル２４を介してブロック６５で示したアブログ処
理装置に送られる。同様に、カメラ２の撮像プレートを
走査することによって得ら九たアナログ・ビデオ信号が
、ケーブル２６を介してアナログ処理装置６５に送られ
る。この処理装置は図式的にではあるが第８図に更に詳
しく示してあり、低エネルギ及び高エネルギのＸ線像の
画素を表わす信号に重みをかけ又はその他の形でそれを
修正すると共に、これらの信号を減算して、減算像を表
わすアナログ・ビデオ出力信号を発生することが出来る
。第８図で、アナログ処理装置６５がチャンネル１及び
２にある夫々のカメラからの原ビデオ信号を受取り、各
々のチャンネルで次の作用を行う。部品６６．６７で、
夫々の到来ビデオ信号にオフセットを加えてクランプす
る。夫々のアナログ信号がこの後バッファ増幅器６８．
６９を介して対数形又は可変カンマ増幅器７０．７１の
入力に結合され、そこで重みをかける為にオフセット及
び利得の調節が出来る様にして、信号が対数増幅される
。バッファ増幅器６８．６９は演算増幅器であって入力
インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低く、増
幅器７０，７ｉの入力インピーダンスをビデオ信号の源
のインピーダンスに釣合せる。この後両方のチャンネル
の信号が差動増幅器７２に送られ、そこで高エネルギ及
び低エネルギのＸ線像に￥４する同相のビデオ信号が組
合され又はｇ算される。減算ビデオ信号を同軸ケーブル
７４で表わすビデオ出力負荷と釣合せる為にバッファ演
算増幅器７３を使う。同様に１アナログ・ビデオ信号比
カケープルが第５図に数字７４で示さｈている。アナロ
グ処理装置６５は、減算によって得られた像を陰極線管
又はテレビ・モニタ３６で表示する為の複合同期信号を
も発生する。減算像を表わすアナログ・データは、ＶＤ
Ｒで示す記録装置３７にあるビデオ・ディスク又はＶＴ
Ｒと記した記録装置Ｓ８にあるビデオ・テープに記録す
ることも出来る。

第５図の装ａが静止像作成様式で動作する時の時間線図
は、前に第３図の実施例について、その静止像作成様式
の動作を説明した際に示した第４図の時間線図と同じで
ある。

第３図及び第５図に示す装置は動画像の作成にも適して
いる。動画像を作成する場合のタイミングを次に第６図
について説明する。前に述べた様に、動画像の作成には
、Ｘ＠写真を撮影する被検体内で起っている事象を実時
間で表示する。云い換えれば、動きの検討を行うことが
出来る。血管造影撮影法の場合、実時間とは、２０秒又
はそれ以上という実質的な期間にわたり、血管中のＸ線
に不透明な媒質（造影剤）の進路を連続的に観察するこ
とを意味する。この為には、標準のビデオ・モニタで表
示する為、又は後で表示する為にビデオ・ディスク或い
はビデオ・テープに記録する為に、減算像のデータをビ
デオ速度で発生することが必要である。実時間減算方式
は、電力線路周波数が例えば６０Ｈｚである場合、６０
Ｈｚの飛越しフィーダを持つ標準的なビデオ速度に従っ
て、両方の撮像装置を連続的に走査することが必要であ
る。ディジタル処理を使う第３図の実施例及びアナログ
処理を使う第５図の実施例は、第６図に示す時間線図に
従って実時間で動作し得る。

第６図について説明すると、実時間で表示し得る減算像
を作る為に、Ｘ線管のｋｖｐは１２１１　Ｈｚという様
に電力線路周波数の２倍で切換える。８０に示す様なり
ロック・パルスと８１に示す様な次のクロック・パルス
との間の時間は、この例では１７１２０秒である。一連
のクロック・パルスの内の１番目のクロック・パルスが
発生した時、破線８２で示す低エネルギのＸ線パルスが
発生する。

この時、実線の波形８３で示す様に、カメラ１のジャツ
メ１６が開いている。次のクロック・パルス８１が発生
する時撞でに、カメラ１のシャッタが閉じ、第６図にタ
イミング波形８４で示す様に、カメラ１におるイメージ
・ブレードのビデオ走査又は続出１．が開始される。２
つのカメラのシャッタ又はアイリスを同じ速度で開閉し
て、適正な撮像プレートを選択的に照射出来る様にする
が、それらが父互に開閉することは云うまでもない。例
えば、第６図のクロック・パルス８０．８１の間の期間
は、カメラ１の撮像プレートのビデオ走査が開始される
１での遅延期間である。云い換えれば、カメラ１はこの
期間の間ブランク状態のま＼でおυ、この為、このカメ
ラのイメージ・グレートが一時的な像貯蔵素子として作
用する。パルス８０から始まる様な相次ぐクロック・パ
ルスの対の内の次のクロック・パルス８１が発生すると
、高エネルギのＸ線パルス８５が発生し、この時、カメ
ラ２のシャッタは、実線のタイミング波形８６で示す様
に、ｘａパルスの持続時間を越える短い期間の間、開い
ている。高エネルギのＸ線パルス８５の開始と同時に、
第６図の時間線図の一番下側に示したタイミング波形８
７で示す様に、カメラ２にあるイメージ・プレートの走
査又は読出しが開始される。図から判る様に、カメラの
２つの撮像プレートは同相で読出きれ又は走査され、こ
の為、夫々低エネルギ及び高エネルギのＸ線パルスによ
る１対の１／６０秒のフィールドがカメラから得られる
。各フィードの持続時間は２つのクロック・パルスの期
間に対応し、これは１／６０秒すなわちクロック・パル
スの時間線図のクロック・パルス８１．８８の間の時間
に対応する。次の１対のパルスが別の１対のフィールド
を発生し、それらが夫々の前のフィールドに対して飛越
し走査される。

夫々のフィールドに対するデータが夫々増幅器２５．２
７を介して第３図の実施例のディジタル処理装置３５又
は第５図の実施例のアナログ・プロセッサ６５に夫々場
合に応じで送られ、そこでフィールドに対するデータに
重みをかけ、減算して、前に説明した様に減算像を呈示
する為に、ＣＲｒ表示装置を駆動する信号形式に変換さ
れる。この後、第６図の時間線図に見られる様に、一連
の低エネルギ及び高エネルギのＸ線パルスの対が引続い
て発生し２）各月のパルスに対し、各々のカメラの撮像
プレートによって１／６０秒の同相の走査が行わｆｌて
、別の１対の高エネルギ及び低エネルギのフィールドが
発生さｆｚ、それらが処理装置で減算され、例えばＣＲ
Ｔによって１フレームとして呈示する為の形式に変換さ
れる。夫々第５図及び第５図の実施例に使われる処理装
置５５．６５は、その１対が１ビデオ・フレームを構成
する様な飛越しフィールドとして、減算像を表示する為
又は記録する為、普通の形でビデオ・モニタ（ＣＲＴ　
）　、ビデオ・ディスク記録装置（ＶＤＲ）及びビデオ
・テープ記録装置（ＶＴＲ）を制御する複合ビデオ・タ
イミング信号を発生する。プロセッサにディジタル記憶
装置（図に示してない）を内蔵するか付設して、前に述
べた様に、フレームの一体化、並びに雑音の減少及びグ
レースケールの調節の様な種々の信号の修正を行うこと
が出来る。

以上、関心のある解剖学的部分をほかす様に作用する他
の解剖学的な部分の効果を弱める為に、データにムみを
かけて減算することによって表わされるＸ線像を作る装
置を説明した。この装置をよ、血管内の造影剤が非常に
希薄である時、コントラストが改善された減算像を作る
ので、血管の検討を容易に出来る様にする。つまシ、造
影剤を関心が持たれる場所から離れた血管に注射するこ
とが出来、使う造影剤は、従来必要でおった量よシ少な
くてよい。この装置は、Ｘ線減衰特性に殆んど差がない
様な軟組織を区別することが出来る様にする減算像を得
るのにも役立つ。この装置は２つの撮像装置を２重エネ
ルギＸＪＩパルス源と組合せて使う。メチの装置では、
２つのテレビ用撮像カメラが交番的に変化するキロボル
ト数を持つ発生器と共に使われて、動きによるアーティ
ファクトのないコントラストを高くした減算像を作成し
た。

従来の装置では、１つのカメラしか使わなかったので、
ビデオ・カメラの特性によって像の品質に制約が加えら
れていたが、それが著しく軽減される。静止像及び動画
像又は実時間儂が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はディジタル減算方法及び記憶装置を用いた２チ
ャンネル形静止像作儂装置の機能的なブロック図、第２
図は第１図の装置の動作を説明する時間線図、第３図は
データをディジタル形式で処理し、記憶装置を使わない
様な２チヤンネル形デイジタル減算装置の機能的なブロ
ック図、第４図は静止像作成様式に於けるｉｇｓ図の装
置の動作を説明するのに役立つ時間線図であシ、この図
は第５図の装置の動作をも例示している。第５図は信号
をアナログ形式で処理する２チヤンネル形減算装置のブ
ロック図、第６図は動画像作成様式で動作する為の第５
図並びに第３図の装置の動作を説明するのに役立つ時間
線図、第７図は像減算装置に使われるディジタル処理装
置のブロック図、第８図は装置に使われるアナログ処理
装置のブロック図である。 王な符号の説明 １．２　　＋　ビデオ・カメラ ３　：　イメージ・インテンソファイヤ５：被検体 ６：Ｘ線管 １６、１８　＋シャッタ ２５、２７　：対数増幅器 ２？、　６０．６１　：　Ａ／Ｃ１変換器５１、３２　
：記憶装置 ３３、６５　＋処理装置 −一よ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｘ線源から被検体を介して相異なるエネルギを持つ
   Ｘ線ビーム・パルスを交互に投射することにより対をな
   すＸ線像を相次いで発生して、相次ぐ作像過程を定め、
   これらのＸ線像をその発生と一致してそれぞれ対応する
   光学像に変換し、ビデオ・カメラ手段にアナログ・ビデ
   オ信号を発生し、これらの信号をディジタル信号に変換
   し、ディジタル像データを貯蔵し、差像を得るために対
   の像を減算する各段階を含む、Ｘ線像の組合せによる像
   を表わすデータを発生する方法において、２つのビデオ
   ・カメラ手段を用いて、第１のビデオ・カメラ手段の撮
   像手段で、一方のエネルギにおけるＸ線像に対応する光
   学像を受けて、走査された時にアナログ・ビデオ信号を
   発生し、第２のビデオ・カメラ手段の撮像手段で、他方
   のエネルギにおけるＸ線像に対応する光学像を受けて、
   走査された時にアナログ・ビデオ信号を発生すること、 ならびに、それぞれの像を表わすディジタル・データに
   重みをかけて、一方のエネルギにおける像を表わす重み
   をかけたディジタル・データと他方のエネルギにおける
   像を表わす重みをかけたディジタル・データとを組合せ
   ることにより、相次ぐ対のＸ線像の各対の像間の差を表
   わすディジタル・データを発生すること、を特徴とする
   方法。 ２）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、各々の
   撮像手段が順次走査様式で走査されて、夫々の像を表わ
   すアナログ・ビデオ信号を発生する方法。 ３）特許請求の範囲１）又は２）に記載した方法に於て
   、前記像の間の差を表わすディジタル・データをアナロ
   グ・ビデオ信号に変換し、該アナログ・ビデオ信号をア
   ナログ貯蔵装置並びにテレビジョン・モニタに供給し、
   該テレビジョン・モニタが前記信号に応答して可視差像
   を表示する様にした方法。 ４）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、各々の
   撮像手段の光路内にシャッタを設け、他方のシャッタを
   閉じている間、一方のシャッタを開いて１つのエネルギ
   のＸ線ビームに対応する像を通過させ、そして前記一方
   のシャッタが閉じている間に、前記他方のシャッタを開
   いて別のエネルギのＸ線ビームに対応する像を通過させ
   、シャッタが夫々の対応する像を通過させる為に開いて
   いる間に、Ｘ線源を制御して前記１つのエネルギ及び前
   記別のエネルギのＸ線ビーム・パルスを発生し、前記一
   方のシャッタが閉じた後の所定の期間の間一方の撮像手
   段を走査し、該期間の一部分の間は他方のシャッタを開
   放し、その後他方の撮像手段のシャッタが閉じた後の所
   定の期間の間、他方の撮像手段を走査し、次いで次のＸ
   線パルスが発生する前の所定の期間の間、各々の撮像手
   段を消去する方法。 ５）特許請求の範囲４）に記載した方法に於て、撮像手
   段が順次走査様式で走査される方法。 ６）特許請求の範囲４）に記載した方法に於て、Ｘ線パ
   ルス、走査期間及び走査期間及び消去期間に使われる合
   計時間は、毎秒最大約１０個の差像を発生する様になっ
   ている方法。 ７）特許請求の範囲１）乃至６）に記載した方法に於て
   、１つのＸ線ビーム・エネルギに対応する光学像を受け
   る第１の撮像手段、及び別のＸ線ビーム・エネルギに対
   応する光学像を順次受ける第２の撮像手段を用意し、該
   撮像手段は走査に応答して夫々の像を表わすアナログ・
   ビデオ信号を発生し、第２の撮像手段が前記別のＸ線ビ
   ーム・エネルギに対応する像を受けるまで、前記第１の
   撮像手段が１つのＸ線ビーム・エネルギに対応する像を
   貯蔵することが出来る様にし、その後両方の撮像手段を
   同時に走査して前記アナログ・ビデオ信号を別々に発生
   させ、別々のアナログ・ビデオ信号を、前記１つのＸ線
   エネルギ及び前記別のＸ線エネルギで発生された像を表
   わすディジタル・データに同時に変換する段階を含む方
   法。 ８）特許請求の範囲７）に記載した方法に於て、シャッ
   タが相次いで開いている間、前記１つのエネルギ及び前
   記別のエネルギのＸ線パルスを対として順次発生する様
   にＸ線源を制御し、前記撮像手段の走査は１対の両方の
   パルスが発生した後に行われ、各々の撮像手段が走査さ
   れた後且つ対になる次のＸ線パルスが発生する前に、各
   々の撮像手段を消去する方法。 ９）特許請求の範囲７）に記載した方法に於て、動画像
   を作成する為、電力線路周波数の２倍又は偶数倍に等し
   い速度で一連のクロック・パルスを発生し、一方及び他
   方の撮像手段に対する光路内にシャッタを用意し、前記
   一連の内の１つのクロック・パルスが発生するのと略一
   致して一方のシャッタを開閉して前記一方のシャッタが
   開いている間に、且つ前記一連の内の次のクロック・パ
   ルスが発生する前に、１つのエネルギのＸ線パルスを発
   生して、撮像手段が対応する像を貯蔵する様にし、前記
   一連の内の次のクロック・パルスが発生するのと略一致
   して他方のシャッタを開閉して、該他方のシャッタが開
   いている間且つ別の１つのクロック・パルスが発生する
   前に、別のエネルギのＸ線パルスを発生し、前記次のク
   ロック・パルスが発生するのと略一致して両方の撮像手
   段の同時の走査を開始して、前記アナログ・ビデオ信号
   を発生する各段階を含む方法。 １０）特許請求の範囲９）に記載した動画像を作成する
   方法に於て、クロック・パルス速度が毎秒パルス数１２
   ０であり、各々の撮像手段が略１／６０秒の間走査され
   、各々の撮像手段に対する相次ぐ走査が飛越し走査形に
   なっていて、毎秒３０フレームの速度で差像が発生され
   る様にした方法。 １１）Ｘ線源から被検体を介して相異なるエネルギを持
   つＸ線ビーム・パルスを交互に投射することにより対を
   なすＸ線像を相次いで発生して、相次ぐ作像過程を定め
   、該Ｘ線像をその発生と一致して対応する光学像に変換
   することを含む、Ｘ線像の組合せによる像を表わすデー
   タを発生する方法に於て、 １つのＸ線ビーム・エネルギに対応する光学像を受ける
   第１の撮像手段及び別のＸ線ビーム・エネルギに対応す
   る光学像を順次受ける第２の撮像手段を用意し、該撮像
   手段は走査に応答して夫々の像を表わすアナログ・ビデ
   オ信号を発生し、第２の撮像手段が前記別のＸ線ビーム
   ・エネルギに対応する像を受けるまで、前記第１の撮像
   手段が前記１つのＸ線ビーム・エネルギに対応する像を
   貯蔵することが出来る様にし、その後両方の撮像手段を
   同時に走査して、別々にアナログ・ビデオ信号を発生し
   、高及び低エネルギの像に夫々対応するアナログ・ビデ
   オ信号に重みをかけて、重みをかけた信号を組合せて、
   像の間の差を表わすアナログ信号を発生する各段階を含
   み、相次ぐ作像過程の各々の作像過程中における被検体
   の動きによる整合性の損失を最小限に抑えるために、Ｘ
   線源から交互に投射する１つのエネルギのＸ線ビーム・
   パルスと別のエネルギのＸ線ビーム・パルスとの間の時
   間を実質的にゼロにできることを特徴とする方法。 １２）特許請求の範囲１１）に記載した方法に於て、各
   々の撮像手段に対する光路にシャッタを設け、他方のシ
   ャッタを閉じている間、一方のシャッタを開いて前記１
   つのエネルギのＸ線パルスに対応する像を通過させるこ
   と、並びに前記一方のシャッタが閉じている間前記他方
   のシャッタを開いて前記別のエネルギのＸ線パルスに対
   応する像を通過させることを交互に行い、Ｘ線源を制御
   して、シャッタが交互に開く間、前記１つのエネルギ及
   び前記別のエネルギのＸ線パルスを対として順次発生し
   、前記撮像手段の走査は１対の内の両方のパルスが発生
   した後に行われ、各々の撮像手段が走査された後で且つ
   対となる次のＸ線パルスが発生する前に、各々の撮像手
   段を消去する方法。 １３）特許請求の範囲１１）又は１２）に記載した方法
   に於て、撮像手段が順次走査様式で走査される方法。 １４）特許請求の範囲１３）に記載した方法に於て、発
   生される差像の最大数が毎秒約１０個である方法。 １５）特許請求の範囲１１）に記載した方法に於て、動
   画像を作成する為、電力線路周波数の偶数倍に等しい速
   度で一連のクロック・パルスを発生し、前記一方及び前
   記他方の撮像手段の光路にシャッタを設け、前記一連の
   内の１つのクロック・パルスが発生するのと実質的に一
   致して一方のシャッタを開閉して、該一方のシャッタが
   開いている間且つ前記一連の内の次のクロック・パルス
   が発生する前に、１つのエネルギのＸ線パルスを発生し
   、一方の撮像手段が前述の如く対応する像を貯蔵する様
   にし、前記一連の内の次のクロック・パルスが発生する
   のと実質的に一致して他方のシャッタを開閉して、前記
   別のエネルギのＸ線パルスを発生し、前記他方のシャッ
   タが開いている間且つ別の１つのクロック・パルスが発
   生する前に、他方の撮像手段が像を受ける様にし、前記
   次のクロック・パルスの発生と略一致して両方の撮像手
   段の走査を同時に開始して、前記アナログ・ビデオ信号
   を発生する各工程を含む方法。 １６）特許請求の範囲１５）に記載した方法に於て、電
   力線路周波数が６０Ｈｚであり、クロック・パルス速度
   が毎秒クロック数１２０であり、各々の撮像手段が略１
   ／６０秒の内に走査される方法。