JPH02237278A - ディジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディシタル・サブトラクション・アンギオグ
ラフィ装置（以下、ＤＳＡ装置という）に関し、特に、
ｌ）　Ｓ　Ａ装置により心臓血管撮影を行う時に、心臓
の動きによるアーチファク１へを低減することができる
技術に関するものである。

〔従来技術〕

ＤＳＡ装置により心臓血管撮影を行う時に、心臓の動き
によるアーチファクトを低減するために、マスク像及び
ライブ像を撮影する際に、心電図も取り込み、心臓の動
きに合わせたマスク像を選択して表示を行う。第５図に
取り込みタイミングを示す。マスク像１８の取り込み時
の心電図１６より、Ｒ波１７を検出して、その時の画像
からＭ１〜Ｍ８とマスク像１８にナンバーリングを行う
。次に、ライブ像２１を取り込む時の心電図１９より■
く波２０を検出して、その時の画像からＬ１〜Ｌ８とラ
イブ像２１にナンバーリングする。表示するときに、ラ
イブ像２１のＬ］のマスク像１８をＭ１にすることによ
り、心臓の動きによるアーチファクトを最小にすること
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来技術においては、マスク像１８
を撮影する時と、ライブ像２１を撮影する時の心拍数が
変化すると、正しいマスク像１８が選択できなくなる。

第６図に心拍数が変化した場合を示す。マスク像２４を
取り込む時に心電図２２のＲ波２３よりマスク像２４に
ナンバーリンクし、ライブ像２７を取り込む時に心電図
２５のＲ波２６よりライブ像２７をナンバーリングする
。この時、Ｌ１とＭ１は正しい関係となるが、Ｌ４とＭ
４では、心臓の位相が異なる。

Ｌ４に対応するのは、Ｍ７かＭ８となる。従って、アー
チファクトが大きく発生する。また、Ｌ５とＭ」は、Ｒ
波の画像ではあるが、ＴＶカメラと心電図は同期してい
ないので、Ｌ５のマスクは、Ｍ１もしくはＭ８となり判
断がつかない。従って、アーチファク１〜が発生する場
合が多く、実際に撮影している時にこのサブＩ−ラクシ
ョン像を表示するのは問題があり、ライブ像を表示して
、後処理でこの処理を行わなければならないという問題
があった。特に、造影剤を注入した時に、ショックで心
拍数が変化することが多く、この心拍数が変化しても、
アーチファク１〜を最小限に低減してサブｈラクション
することが必要である。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、ＤＳＡ装置により心＋ａ血管撮影を行
う時に、心臓の動きによるアーチファク１一を低減する
ことができる技術を堤供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

前記目的分達成するために、本発明は、被検体にＸ線を
照射するＸ線管球と、該Ｘ線管球に対向して配置された
Ｘ線検出器と、該Ｘ線検出器の出力光学像を撮影するテ
レビカメラと、該テレビカメラからの出力信号をデイジ
タル化するアナログ・ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ
変換器という）と、該Ａ／Ｄ変換器からのデータを一連
の画像として記憶する記憶装置と、該記憶装置内の指定
した二画像間でサブトラクションを行う演算器と、該演
算器による演算結果をサブトラクション像として表示す
る画像表示装置と、前記各構成要素を制御する制御手段
を備えて成るＤＳＡ装置において，前記記憶装置内に複
数のマスク像を記憶する手段と、前記ライブ像に最適な
マスク像を、前記複数のマスク像とライブ像のサンプル
点についてサブ１〜ラクションを行うことにより決定す
る手段と、該最適なマスク像とライブ像のサブトラクシ
ョンを演算し、その演算結果をサブトラクション像とし
て表示する手段を備えたことを特徴とする。

また、前記ライブ像に最適なマスク像を、前記複数のマ
スク像とライブ像のサンプル点についてサブ１〜ラクシ
ョンを行うことにより決定する手段は、前記サンプル点
のサブトラクシゴンにおいて、所定のしきい値を設け、
それ以下もしくはそれ以上の値は除外して最適マスクを
決定することを特徴とする。

また、撮影後に、全画像についてサブｌヘラクションを
行い、最適マスクを決定することを特徴とする。

また、撮影後に、サンプル点を任意に設定することを特
徴とする。

〔作用〕

前記手段によれば、撮影したライブ像に対して、記憶装
置に記録した複数のマスク像の中から、サンプル点につ
いてあらかじめサブトラクションを行い、アーチファク
トが最小になるマスク像を選択して、そのマスク像との
間で全画像のサブｌ−ラクション演算を行い、その演算
結果を表示することにより、心拍数が変化してもアーチ
ファク１〜を最小に抑えることができるので、心臓血管
撮影を行う時に、心臓の動きによるアーチファクトを低
減することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

第１図は、本発明のＤＳＡ装置の一実施例の概略構成を
示すブロック図である。

本実施例のＤＳＡ装置は、Ｘ線管球から被検体にＸ線を
照射して該被検体のＸ線透過像を撮影するとともに，前
記被検体内に造影剤を注入して撮影した血管造影剤を得
て血管造影検査を行うものである。

第１図に示すように、被検体にＸ線を照射するＸ線管球
１が備えられている。このＸ線管球１は、被検体９に対
してＸ線を照射するものである。検出器２は、前記被検
体９の透過Ｘ線可視光に変換するものであり、例えば、
イメージ・インテンシファイヤから成り、被検体９を間
に挟んで前記Ｘ線管球１と対向して配置されている。テ
レビカメラ３は、前記検出器２の出力光学像を撮影して
電気信号に変換するものである。アナログ・テイジタル
変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）゛４は、前記テレ
ビカメラ３の出力信号をデイジタル量に変換するもので
ある。

記憶装置５は、前記Ａ／Ｄ変換器４によりテイジタル量
に変換された信号螢画像として記憶するものであり、各
撮影画像毎の別々の記録媒体としてフレームメモリ５ａ
，Ｅｉｂ，−５ｎを有している。５Ａは表示用メモリで
あり、サブ１〜ラクション用演算器６の演算結果である
サブトラクション像を記憶するためのものである。

サブトラクション用演算器６は、前記記憶装置５の各フ
レームメモリ５８〜５ｎに記憶された画像から指定した
二画像を読み出し、この二画像間でサブトラクション（
差演算）を行うものである。

画像表示装置７は、前記サブ１〜ラクション用演算器６
による演算結果を表示用メモリ５Ａから読み出して、サ
ブ１〜ラタション像として表示するものであり、画像の
コン１〜ラス１−を強調するエンハンス回路１０と，デ
イジタル信号をビデオ信号に変換するディジタル・アナ
ログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器という）１１と、この
ビデオ信号を画像として表示するモニタ１２とから成る
。

制御部８は、前記各構成要素を制御するものであり、制
御信号Ｓ１によりＸ線管球１からのＸ線の照射を制御し
たり、制御信号Ｓ２によりテレビカメラ３を走査して画
像の取り込みを制御したり、制御信号Ｓ３によってサブ
トラクション用演算器６を制御して前記取り込んだ画像
データをフレームメモリ５ａ〜５ｎのどこに格納する１
かを制御したり、また、制御信号Ｓ４によりサブ１ヘラ
クション用演算器６を制御して各フレームメモリ５ａ〜
５ｎの画像データに対して所要の演算処理を行わせるよ
うに制御するようになっている。

前記記憶装置５には、第１図及び第２図に示すように、
マスク像変更手段１５が接続されている。

このマスク像変更手段１５は、前記記憶装置５に記憶さ
れた画像から指定した画像を読み出し、この画像のマス
ク像として誤差が最小となるような画像を設定するもの
であり、制御部８から送出される制御信号Ｓ５により前
記記憶装置５内の任意の画像について新しいマスク像の
設定を行うように制御される。

前記マスク像変更手段１５は、第２図に示すように、前
記記憶装置５の各フレームメモリ５８〜５ｎの画像デー
タのうち制御信号Ｓ５により指定されたライブ像が読み
出され、そのライブ像（例えば、ライブ像Ｌ１　）とマ
スク像Ｍｌ，Ｍ２，Ｍ３，・・・・Ｍｎが順次読み出さ
れてマスク像変更用演算器（ＡＬＵ）１５Ａ，，，１５
Ａ，，１５Ａ３・・・１５Ａｎにそれぞれ入力されて、
ライブ像とそれぞれのマスク像Ｍｌ，Ｍ２，Ｍ３，　　
・・・・Ｍｎとの誤差が演算され、比較器（コンパレー
タ）１５Ｂに入力され、前記誤差のうち誤差が最小値の
ものが選択され、それに対応するセレクト信号ＳＳが出
力されるよう１こ構成されている。このセレク１・信号
ＳＳは、前記記憶装置５に入力され、前記指定されたラ
イブ像に最適なマスク像が選択されて読み出され、サブ
トラクション用演算器６に人力される。

なお、第１図において、符号１３は被検体９を寝載する
天板てあり、符号１４は検出器２からテレビカメラ３に
光を導びくデイス１〜リビュータである。

符号１６はＸ線発生用高電圧装置であり、１７はＸ線制
御装置である。

次に、本発明の最も主要な特徴である前記マスク像変更
手段１５の制御方法の原理について説明する。

第３図は、前記マスク像変更手段１５の制御方法の原理
を説明するための説明図であり、（イ）はマスク像、（
口）〜（二）はライブ像、■印はサンプル点である。

まず、被検者の生体情報、例えば、心電図の■〈波など
から、同−位相であると思われるマスク像を選び出す（
第３図の（イ））。そして、そのマスク像の前後数画像
、例えば、前後３画像から、サンプル点の平均二乗誤差
を（１）式により求め、この平均二乗誤差が最小となる
マスク像をリアルタイムで設定する。

月 ｆ（ｘ）＝　　ａ　−Ａ　　＋ｂ−１３　　−ｎ−Ｎ　
　ｎ　　　（１）ｆ（Ｘ）：誤差 ａ，ｂ：マスク像の画素値 Ａ，Ｂ：ライブ像の画素値 ｎ　：サンプル点の数 サンプル点は、あらかじめデホル１−として設定してお
いて、撮影を行い、リアルタイムでマスク像を設定すれ
ばよい。

また、後処理として、観察者が任意に関心領域（Ｒ○１
）などでサンプル点を設定し（第３図の（口）〜（二）
）、サブ１〜ラクション設定を行ってもよい。

また、例えば、４画素おき、８画素おき、などとサンプ
ル点を設定することも可能である。

ここで、問題となるのは、アーチファクｌ一と造影剤と
の区別をとのようにして行うかとりＸうことである。こ
の問題に対しては、リアルタイム処理であり、処理の簡
略化のため、しきｌ）値（スレショル１〜値）をもって
対処することにする。例え１丁、］０ビソ１〜（ｂｉｔ
）画像（画素値０〜画素値］Ｏ２３）では、造影剤によ
る輝度変化は、画素値として１．　Ｏ　Ｏ以」二の違い
がある画素に対しては造影剤の流入とみなし、処理を行
わないことにした。

なお、このしきい値は、撮影開始前に、観察者が任意に
設定することができる。後処理としては、血管にかかわ
らない部分に関心領域（ＲＯＩ）を設定しても良く、し
きい値を任意に変更してもよい。

次に、第２図に示すマスク像変更手段１５の一実施例の
動作にって説明する。

第４図は、マスク像変更手段１５を用いたサブ１〜ラク
ション制御の動作を説明するためのフローチャ−１〜で
ある。

第２図において、まず、記憶装置５のフレームメモリか
らあるライブ像、例えばライブ像１を選択し、モニタ１
２に表示し、関心領域（ＲＯＩ）、例えば、第３図の（
口）を設定する（第４図のステップ１０１）。

次に、前記記憶装置５の各フレームメモリ５８〜５ｎの
画像データのうち制御信号Ｓ５により指１４一 定されたライブ像（例えば、ライブ像Ｌｌ）が読み出さ
れ、そのライブ像Ｌ１とマスク像Ｍ］−　，　Ｍ２，Ｍ
３，　　・・・・Ｍｎが順次読み出されて、マスク像変
更手段１５のマスク像変更用演算器（ＡＬＵ）１５Ａ，
，１５Ａ．．１５ＡＪ・・・１５Ａｎにそれぞれ入力さ
れて、前記ライブ像１とそれぞれのマスク像１，２，３
，　　・・・・ｎとの誤差が演算され、その演算結果の
誤差が比較器（コンパレータ）１５Ｂに入力され、前記
誤差のうち誤差が最小値のものが選択され、それに対応
するセレク１一信号ＳＳ（例えば、マスク像１を選択す
る信号）が出力される。このセレクト信号ＳＳが、前記
記憶装置５に入力され、前記指定されたライブ像１に最
適なマスク像（例えば、マスク像１）が選択されて画像
データかフレームメモリから読み出され、サブ１ヘラク
ション用演算器６に入力される（第４図のステップ１０
２）。

次に、サブＩ−ラクション像をモニタ１２に表示する（
第４図のステップ１０３）。

次に、最適なマスク像のフレーム番号をライブ像のＩＤ
情報に書き込む（第４図のステップ１０４）。

次に、関心領域の変更（第４図のステップ１０５）、次
のフレーム番号の画像に対して処理を行う（第４図のス
テップ１０６）の入力がないときには、処理を終了する
。

次に、このように構成されたＤＳＡ装置において，血管
造影検査を行う際のサブトラクション処理について説明
する。

ます、第１図に示すＤＳＡ装置の撮影動作により、被検
体９の体内に造影剤を注入する前のマスク像を、心臓の
一心拍分の枚数を撮影し、フレムメモリ５ａ〜５ｎに記
憶させる。その造影剤注入後の造影剤の進入時相が異な
るライブ像を撮影することになる。このライブ像撮影毎
に、マスク像変更手段１５によって、前述した制御によ
り最適なマスク像をリアルタイムでフレームメモリ５ａ
〜５ｎから読み出して選択し、この選択された最適なマ
スク像と前記ライブ像とのサブトラクション演算を行い
、その演算結果を表示メモリ５Ａに一旦記憶し、エンハ
ンス回路１０，　Ｄ／Ａ変換器１１を通してサブ１〜ラ
クション像としてモニタ１２に表示する。

この動作を全ての撮影画像に対して行うことにより、撮
影時、一連のアーチファクトの少ない画像を得ることが
できる。

以上の説明からわかるように、本実施例によれば、撮影
時マスク像変更手段１５により、各ライブ像に最適なマ
スク像を設定し、サブトラクション用演算器６を用いて
サブｌ−ラクションを行うので、アーチファク１へが少
ないサブ１〜ラクション画像を得ることができる。

例えば、狭心症（心筋梗塞等）の患者において、造影剤
注入時のショックによる不整脈等で、心拍数が変化して
も安定したサブトラクション画像が得られるので、検査
を安全に進めることができ、サブ１ヘラクションによる
高いコントラスト分解能を有効に活用することができる
。また、従来、ライブ像を見ながら観察し、背骨との重
なり等で見えにくかった画像に対しても、アーチファク
１−が−　１．６ 少ないサブトラクション画像を容易に見ることができる
。

また、後処理としては、撮影画像を記憶装置５のフレー
ムメモリに記憶し、前述のように、サンプル点を関心領
域（Ｒ○■）で設定したり、あるいは、画像全体をサン
プル点としたりしきい値を任意に変更したりして、アー
チファクトの少ない画像を定量的に選択することも可能
である。

すなわち、時間差だけのサブトラクションではなく、サ
ンプル点により定量的に最適なマスク像によるサブ１〜
ラクション画像が得られることにより、良い診断情報を
得ることができる。

また、次回からの画像観察においては、最適マスク像の
番号を記憶装置５に画像情報として記憶することにより
、その度にマスク像を変更することを要さず、直ちにア
ーチファクトの少ないサブトラクション画像の観察が行
える。このことから、画像観察時の所要時間が短縮され
、診断能を向」ニすることができる。

なお、このように設定した最適なマスク像の番号は、記
憶装置５に画像情報として記憶されているので、次回か
らの画像観察においては、自動的に最適なマスク像が選
択され、一連のモーションアーチファクトの少ないサブ
トラクション像を表示することができる。

以」二、本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが
、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以」二、説明したように、本発明によれば、各ライブ像
に最適なマスク像を設定し、演算器を用いてサブ１−ラ
クシミンを行うので、アーチファクトが少ないサブトラ
クション画像を得ることができる。

また、後処理においても、時間差だけのサブトラクシゴ
ンではなく、サンプル点により定量的に最適なマスク像
によるサブトラクシ玉ン画像が得られるので、良い診断
情報を得ることができる。

また、次回からの画像観察においては、最適マスク像の
番号を記憶装置に画像情報として記憶することにより、
その度にマスク像を変更することを要さず、直ちにアー
チファクトの少ないサブトラクション画像の観察が行え
るので、画像観察時の所要時間が短縮され、診断能を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明のＤＳＡ装置の一実施例の概略構成を
示すブロック図、 第２図は、第１図に示すマスク像変更手段の一実施例の
概略構成を示すブロック図、 第３図は、第２図に示すマスク像変更手段の制御方法の
原理を説明するための説明図、第４図は、第２図に示す
マスク像変更手段を用いたサブトラクション制御の動作
を説明するためのフローチャート、 第５図は、従来技術におけるサブ１〜ラクション像表示
方法を説明するための図、 第６図は、心拍数がマスク像とライブ像で異った時のサ
ブトラクション像表示手段を説明するための図である。 図中、Ｉ　Ｘ線管球、２　−　Ｘ線検出器、３・・テレ
ビカメラ、４・・Ａ／Ｄ変換器、５・記憶装置、５Ａ・
・・表示用メモリ、６・・・サブ１ヘラクション用演算
器、７・・画像表示装置、８・・・制御部、９・・・被
検体、１５・マスク像変更手段、１５Ａ・・マスク像変
更用演算器、１５Ｂ・・・比較器（コンバレータ）　．
　１６，２２．　２５・・心電図、１７，　２３．　２
Ｇ・・Ｒ波、１８．　２４・・マスク像、２１．２７・
ライブ像。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体にＸ線を照射するＸ線管球と、該Ｘ線管球
   に対向して配置されたＸ線検出器と、該Ｘ線検出器の出
   力光学像を撮影するテレビカメラと、該テレビカメラか
   らの出力信号をディジタル化するアナログ・ディジタル
   変換器と、該アナログ・ディジタル変換器からのデータ
   を一連の画像として記憶する記憶装置と、該記憶装置内
   の指定した二画像間でサブトラクションを行う演算器と
   、該演算器による演算結果をサブトラクション像として
   表示する画像表示装置と、前記各構成要素を制御する制
   御手段を備えて成るディジタル・サブトラクシヨン・ア
   ンギオグラフィ装置において、前記記憶装置内に複数の
   マスク像を記憶する手段と、前記ライブ像に最適なマス
   ク像を、前記複数のマスク像とライブ像のサンプル点に
   ついてサブトラクションを行うことにより決定する手段
   と、該最適なマスク像とライブ像のサブトラクションを
   演算し、その演算結果をサブトラクション像として表示
   する手段を備えたことを特徴とするディジタル・サブト
   ラクション・アンギオグラフイ装置。
2. （２）前記ライブ像に最適なマスク像を、前記複数のマ
   スク像とライブ像のサンプル点についてサブトラクショ
   ンを行うことにより決定する手段は、前記サンプル点の
   サブトラクションにおいて、所定のしきい値を設け、そ
   れ以下もしくはそれ以上の値は除外して最適マスクを決
   定することを特徴とする請求項１に記載のディジタル・
   サブトラクション・アンギオグラフィ装置。
3. （３）撮影後に、全画像についてサブトラクションを行
   い、最適マスクを決定することを特徴とする請求項１に
   記載のディジタル・サブトラクション・アンギオグラフ
   ィ装置。
4. （４）撮影後に、サンプル点を任意に設定することを特
   徴とする請求項１に記載のディジタル・サブトラクショ
   ン・アンギオグラフィ装置。