JPH0381350B2 - - Google Patents

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線像の減算（subtraction）は、像の中のコ
ントラストの低い構造を更に目立つ様にする公知
の方法である。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
は骨が囲んでいたり、上又は下に重なつているこ
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
（angiography）、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番目の像はマスク
と呼ばれる。その少し後、血管に注射された沃素
化合物の様な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つてぼやけ、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れ、沃素を注入した血管の
コントラストの高い、従つて一層見易い像が残
る。

比較的低い速度で、マスク像並びに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
（temporal subtraction）と呼ばれる。これは、
その位置が動かないか又はゆつくりとしか変化し
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。これは減算によつて得られた像の
ぼやけ並びに細部の消滅となつて現われる。ぜん
動及び呼吸の様なことによる解剖学的な領域の動
きでさえ、経時的に得られた減算像に動きのアー
テイフアクトが生じることがある。多くの用途で
は、２種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線管にピーク約70キロボルト
（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
衰係数よりずつ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
135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、Ｘ線イメー
ジ・インテンシフアイヤによつて、低及び高kVp
の像をたて続けに発生することが出来る。相次ぐ
像をイメージ・インテンシフアイヤ管の出力発光
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イジタル化して、別々
の記憶装置に貯蔵する。次に、２つの記憶装置の
対応する位置にデイジタル形成で貯蔵された画素
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、あまり関心のない骨及び軟組織によ
る強度レベルの様な或る強度レベルは抑圧する。
この方式では、使われる１個の撮像管又はビデ
オ・カメラはＸ線照射の間は消去しておいて、毎
回の照射の後に走査又は読出す。然し、露出の合
間の期間に較べて、ビデオ撮像装置の応答時間が
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
ラのターゲツト・プレートを消去（scrubbing）
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フレーム時間、即ち約
70msだ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りの時間が経過
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、場合によつては、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
つた時、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
置として使つたビデオ・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
る像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れる。

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ツプ写真し
か必要としない為に、遅い速度で求める像であ
る。こゝ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していて、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速度で一連の減算像が記録され、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フレーム又は
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線パルスを用いて
得られた像が、別のエネルギ・レベルのＸ線パル
スを用いて得られた像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、像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
カメラ撮像手段又はその他の撮像装置を使つて、
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、アナログ及びデイジタル手段を用い
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
の様にして実施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
実施例では、これらがビデオ・カメラ１，２であ
る。電子式イメージ・インテンシフアイヤ管を用
いてＸ線像が発生される。このイメージ・インテ
ンシフアイヤ管の入力スクリーンが破線４で示し
てある。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で示してある。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、陽極ターゲツト７、陰極又はフイラ
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
アイヤ３の入力スクリーン４上に差別的に減衰し
たＸ線像を形成する。インテンシフアイヤは普通
のもので、Ｘ線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アイヤ管の出力発光体
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で示してある。

Ｘ線管の電源をブロツク１１で示す。これはＸ
線露出を行う為に、陽極及び陰極の間に高いキロ
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kVpで、それに対応して光
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い
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
われるのを最小限に抑える為、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
間をおかずに続けて発生される。動く器官を観察
する時に用いる様な実時間の作像には、パルス対
の長い列を使うことが出来る。こゝで説明する装
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
る制御装置がブロツク１２で示してあり、これは
パルス駆動装置と呼ぶ。

例として云うと、こゝで説明する減算方法によ
つ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70kVp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・パルス
は約140kVp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
管の電圧及び電流を変調する。Ｘ線管の高圧回路
を切換える制御装置を用いてもよい。

第１図では半透明の鏡１５の形をした像分割器
がイメージ・インテンシフ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
る像をビデオ・カメラ１，２に向ける。カメラ１
は破線の太い線１６で表わしたシヤツタ装置を備
えている。サーボ・アイリス、回転形アイリス又
はシヤツタ羽根の様な任意の適当な高速シヤツタ
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・シヤツタを使つた。このシヤツタ
が、Ｘ線パルスの発生と同期して作動される。シ
ヤツタ１６及びカメラ１に対するシヤツタ駆動装
置をブロツク１７で示す。低エネルギのＸ線パル
スが発生した時、サーボ・シヤツタ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
アイヤから像分割器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
い像によつて撮像プ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、ブロツク２０で示
した自動利得制御回路によつて行われる。これは
閉ループの利得制御回路であり、典型的にはカメ
ラが受取つた像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
ヤツタ駆動装置１７によつて、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・シヤ
ツタ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線パルスによつて得られた像
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
に対するシヤツタ１６が開き、カメラ２に対する
シヤツタ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に対するシヤツタ１８
が開き、カメラ１に対するシヤツタ１６が閉じ
る。

云うまでもないことであるがシヤツタの動作、
Ｘ線管のパルス駆動、像の読出し、即ち、ビデ
オ・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、その存在を明らかに
する為、こゝでは、同期クロツク２３で表わした
別個の源によつて供給されるものとして示してあ
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によつて
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２５，２７は、対数増
幅が必要である為、対数増幅器にすることが出
来、これはデイジタル化の前又は後のいずれに行
つてもよい。例えば、デイジタル処理の場合、対
数増幅は、装置の一部分であるデイジタル・プロ
セツ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
ナツプ写真形の像だけを求める場合、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は１乃至20ms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、カメラの読出し、及び消去の時間の和に
よつて制限される。前に述べた様に、これによつ
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、カメラを読出したことによつて得ら
れたビデオ・アナログ波形が、ブロツク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・デイジタル
（Ａ／Ｄ）変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イジタルの値に変換する。
変換器２９がそのデ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）に出力す
る。このマルチプレクサが一方のカメラから読出
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の記憶装置３２の方へ切換える。この
為、チヤンネル１に記憶装置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、チヤンネル２の記憶装置３２が高エネ
ルギのＸ線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れ、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線パルスが発生
した少し後、夫々の像に対応するデイジタル・デ
ータが第１及び第２の記憶装置３１，３２に貯蔵
される。

第１図の実施例では、ブロツク３３で示す適当
なデイジタル処理装置を使つて、第１の記憶装置
３１にある低エネルギの像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
イジタル処理装置が同期的に動作して、像データ
を利用し得る時に、それを取出し、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
な組合せを行つて、減算像を表わすデイジタル画
素データのマトリクスを作る。デイジタル処理装
置３３は後で更に詳しく説明する。こゝでは、デ
イジタル処理装置３３からのデータをデイジタル
形式で抽出して、ビデオ速度でデータを受取るこ
との出来るデイジタル・デイスク又はテープ装置
に貯蔵し得ることを承知されたい。

デイジタル貯蔵装置に代る別の選択は、ブロツ
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
作がゆつくりしているものの場合、データ母線５
４を介してデイジタル・デイ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３１，３２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
イジタル処理装置３３によつてビデオ速度で読出
して、デイジタル・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、デイ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、例えば
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、デイジタル処
理装置から来るビデオ速度のデイジタル・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／Ａ変換器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にも
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、処理装置３３内
にあるデイジタル・データがデイジタル・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
波形はビデオ・デイスク記録装置（VDR）３７
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イジタル処理装置
内にある構成部品が第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
ヤンネルch1，ch2，ch3で構成される。各チヤン
ネルがデイジタル・ルツクアツプ・テーブル
（LUT）３９，４０及びデイジタル掛算器
（MULT）４１，４２を夫々持つている。掛算器
４１，４２は、必要に応じてデイジタル信号を修
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K₁，K₂をも夫々持つている。こ
の為、減算像は、単純な減算によつてではなく、
２つのエネルギの像の重みをかけた線形の組合
せ、即ちK₁I₁−K₂I₂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、像デ
ータＩ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つのチヤンネル
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LUT４４で修正されてから、マルチプレク
サ（MUX）４５を介して母線４６を通じてデイ
ジタル信号出力ボートへ又は母線４７を通じて
Ｄ／Ａ変換器（図に示してない）へ送られる。デ
イ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30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２５，２７を用いてデ
イジタル化の前に行つてもよいし、或いは対数変
換機能を備えたLUTを用いてデイジタル後に行
つてもよい。デイジタル処理装置の入力側の
LUT３９，４０がこの作用をする。第７図のデ
イジタル処理装置にある掛算器４１，４２が、低
エネルギ及び高エネルギの像データの間で重みを
かけた減算を行うための手段になる。ALU４３
の後に来るLUTは、差の像データ又は組合され
た像データを増幅して、第１図のＤ／Ａ変換器３
５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、ブロツク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を介して種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、シヤツタ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。
これによつてカメラ１の撮像プレートが充電され
る。この時、チヤンネル２にあるカメラ２のシヤ
ツタは閉じている。低エネルギＸ線パルス及びチ
ヤンネル１のシヤツタの開放が終了すると、カメ
ラ１は、第２図のチヤンネル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、デイジタル化された走査デー
タが第１図の第１の記憶装置３１に送出される。
カメラ１の順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、
チヤンネル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。チヤンネル２の
時間線図に見られる様に、低エネルギＸ線パルス
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のシヤツタは開いている。図
示の様に、カメラ２のシヤツタが閉じるや否や、
順次ビデオ走査が開始され、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図の記憶装置３１，３２へ交互にマル
チプレクサにより送られる。チヤンネル２の高エ
ネルギＸ線パルスは、チヤンネル１のパルスが終
了してシヤツタ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ツプ撮影で
あるから、可能でもあるし、望ましいことでもあ
る。

こゝで、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、Ｘ線管の切換え速度
及びシヤツタ速度のみによつて制限され、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MUX２
８、Ａ／Ｄ変換器２９及びMUX３０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線像のデータを
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３１，３２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り、完全な融
通性を持つ点で有利である。例として云うと、
512×512個の画素から成るマトリクスの走査は1/
３０秒で行うことが出来、1024×1024のマトリクス
は同じデイジタル化速度を用いて、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りの記憶容量を必要
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重チヤンネルを用い、２つ
の撮像装置を用いるＸ線像減算装置が第３図に示
されている。この実施例で、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の出力までは全部同じである
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３図の実施例では、一度にカメラ１又は２の
内の一方のターゲツ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Ａ／Ｄ変換器６０，６１を使つて、低エネルギ
及び高エネルギのＸ線データをデイジタル処理装
置３３の入力ポートに直接的に送出す。デイジタ
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。チヤンネル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のシヤツタが
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（blank）
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のシヤツタが開いてい
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つのチヤンネルのビデ
オ信号が母線２４，２６を介して同時に増幅器２
５，２７に供給され、その後夫々のＡ／Ｄ変換器
６０，６１に入力される。変換器６０，６１から
のデイジタル画素信号の出力がデイジタル処理装
置３３に入力され、そこで前に説明した様に重み
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が、デイジタル・テー
プ又はデイスクにデイジタル形式で貯蔵する為
に、母線４６にデイジタル形式で得られる。処理
装置３３からのデイジタル画素データ出力はＤ／
Ａ変換器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（CRT）３６に
表示するか、或いはビデオ・デイスク記録装置
（VDR）３７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図に示す様になつて
いる場合、動画像の作成にも使うことが出来る。

第５図はデイジタル処理を利用した第１図及び
第３図の実施例と対照的に、アナログ信号処理方
法並びにアナ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
像に対してカメラ１の撮像プレートを走査するこ
とによつて得られたアナログ・ビデオ信号がケー
ブル２４を介してブロツク６５で示したアナログ
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つて得られたアナロ
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
ヤンネル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、各々のチヤンネルで次の作用
を行う。部品６６，６７で、夫々の到来ビデオ信
号にオフセツ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ツフア増幅器６８，６９を
介して対数形又は可変ガンマ増幅器７０，７１の
入力に結合され、そこで重みをかける為にオフセ
ツ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。バツフア増幅器６８，６９は演算
増幅器であつ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７０，７１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。この後両方のチヤンネルの信号が
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線像に対する同相のビデオ信号が
組合され又は減算される。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
為にバツフア演算増幅器７３を使う。同様に、ア
ナログ・ビデオ信号出力ケーブルが第５図に数字
７４で示されている。アナログ処理装置６５は、
減算によつ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、
VDRで示す記録装置３７にあるビデオ・デイス
ク又はVTRと記した記録装置３８にあるビデ
オ・テープに記録することも出来る。

第５図の装置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線写真を撮影する被検
体内で起つ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・デイスク或いはビデオ・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、60Hzの飛越しフイー
デを持つ標準的なビデオ速度に従つて、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
イ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
線図に従つ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120Hzとい
う様に電力線路周波数の２倍で切換える。８０に
示す様なクロツク・パルスと８１に示す様な次の
クロツク・パルスとの間の時間は、この例では1/
１２０秒である。一連のクロツク・パルスの内の１
番目のクロツク・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のシヤ
ツタ１６が開いている。次のクロツク・パルス８
１が発生する時までに、カメラ１のシヤツタが閉
じ、第６図にタイミング波形８４で示す様に、カ
メラ１にあるイメージ・プレードのビデオ走査又
は読出しが開始される。２つのカメラのシヤツタ
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
らが交互に開閉することは云うまでもない。例え
ば、第６図のクロツク・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
開始されるま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ゝ
でおり、この為、このカメラのイメージ・プレー
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ツク・パルスの対
の内の次のクロツク・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のシヤツタは、実線のタイミング波形８
６で示す様に、Ｘ線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８７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され又は走査され、
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秒のフイールドがカメラか
ら得られる。各フイードの持続時間は２つのクロ
ツク・パルスの期間に対応し、これは1/60秒すな
わちクロツク・パルスの時間線図のクロツク・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対のフイールドを発生し、それ
らが夫々の前のフイールドに対して飛起し走査さ
れる。夫々のフイールドに対するデータが夫々増
幅器２５，２７を介して第３図の実施例のデイジ
タル処理装置３３又は第５図の実施例のアナロ
グ・プロセツサ６５に夫々場合に応じて送られ、
そこでフイルー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、CRT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、各対のパルスに対し、
各々のカメラの撮像プレートによつて1/60秒の同
相の走査が行われて、別の１対の高エネルギ及び
低エネルギのフイールドが発生され、それらが処
理装置で減算され、例えばCRTによつて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３図及び第５図の実施例に使われる処理装置３
３．６５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イールドとして、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・デイスク記録装置
（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。プロセツサにデイジタル記憶装置（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ぼかす様に作
用する他の解剖学的な部分の効果を弱める為に、
データに重みをかけて減算することによつて表わ
されるＸ線像を作る装置を説明した。この装置
は、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。つまり、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、従来必要であつた量よ
り少なくてよい。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Ｘ線パルス源と組
合せて使う。図示の装置では、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、動きによるアーテイフア
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
かつたので、ビデオ・カメラの特性によつて像の
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像が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデイジタル減算方法及び記憶装置を用
いた２チヤンネル形静止像作像装置の機能的なブ
ロツク図、第２図は第１図の装置の動作を説明す
る時間線図、第３図はデータをデイジタル形式で
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ツク図、第４
図は静止像作成様式に於ける第３図の装置の動作
を説明するのに役立つ時間線図であり、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
算装置のブロツク図、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
置に使われるデイジタル処理装置のブロツク図、
第８図は装置に使われるアナログ処理装置のブロ
ツク図である。 主な符号の説明、１，２……ビデオ・カメラ、
３……イメージ・インテンシフアイヤ、５……被
検体、６……Ｘ線管、１６，１８……シヤツタ、
２５．２７……対数増幅器、２９，６０，６１…
…Ａ／Ｄ変換器、３１，３２……記憶装置、３
３，６５……処理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｘ線源、及び該Ｘ線源を制御して、対をなす
   相異なるエネルギのＸ線ビーム・パルスを相次い
   で放出させる様に作用する手段を有し、前記ビー
   ムが被検体を介して投射されることにより、該ビ
   ームを投射した被検体の部分の相次ぐ作像過程を
   形成する相次ぐ対の異なるエネルギのＸ線像が発
   生され、更に前記Ｘ線像を対応する光学像に変換
   する手段を有する診断用Ｘ線装置に於て、 それぞれ光学像を受けて、これをアナログ・ビ
   デオ出力信号に変換する２つの光学像撮像手段で
   あつて、その一方の撮像手段が高エネルギＸ線パ
   ルスに対応する光学像を受け、かつ他方の撮像手
   段が低エネルギＸ線パルスに対応する光学像を受
   けるように配列されていて、それぞれ受けた像
   を、相異なるエネルギの像を表わすアナログ・ビ
   デオ出力信号に変換する当該２つの光学像撮像手
   段と、 それぞれの低及び高エネルギの像を表わす信号
   に重みをかける手段、ならびに一方のＸ線エネル
   ギで作られた像を表わす信号と他方のＸ線エネル
   ギで作られたその次の像を表わす信号とを組合せ
   て、これらの一対の像の間の重みをかけた差を表
   わす信号を発生する手段を有する信号処理手段
   と、を含んでいることを特徴とする診断用Ｘ線装
   置。 ２ 特許請求の範囲１に記載した診断用Ｘ線装置
   に於て、像変換手段及び撮像手段の間の各々の光
   路に夫々介在配置されたシヤツタ手段と、Ｘ線パ
   ルスの発生と同期して前記シヤツタ手段を作動し
   て、前記第２の撮像手段が閉塞されている間、前
   記第１の撮像手段が１対の内の１つのエネルギの
   Ｘ線パルスに対する光学像を受ける様にすると共
   に、前記第１の撮像手段が閉塞されている間、１
   対の内の別のエネルギのＸ線パルスに対応する光
   学像を第２の撮像手段を受ける様にする手段とを
   有する診断用Ｘ線装置。 ３ 特許請求の範囲１又は２に記載した診断用Ｘ
   線装置に於て、夫々の撮像手段からの相次ぐビデ
   オ信号を、夫々異なるエネルギのＸ線パルスを用
   いて発生された像を構成する画素を表わすデイジ
   タル・データに変換するアナログ・デイジタル変
   換手段と、第１及び第２の記憶手段と、１つのＸ
   線エネルギに対応する１対の内の一方の像を表わ
   すデイジタル・データを一方の記憶手段に送ると
   共に別のＸ線エネルギに対応する像を表わすデイ
   ジタル・データを他方の記憶手段に送る手段とを
   有し、前記信号処理手段が前記記憶手段からのデ
   イジタル・データを受取る入力手段、並びに減算
   によつて得られた像を表わすデイジタル・データ
   に出力する出力手段を持つデイジタル・データ処
   理装置手段で構成されている診断用Ｘ線装置。 ４ 特許請求の範囲１，２又は３に記載した診断
   用Ｘ線装置に於て、各々の撮像手段からのアナロ
   グ・ビデオ信号が、各々の撮像手段を順次走査様
   式で読取ることによつて得られる診断用Ｘ線装
   置。 ５ 特許請求の範囲３に記載した診断用Ｘ線装置
   に於て、入力手段及び出力手段を持つマルチプレ
   クサ手段を有し、入力手段は撮像手段に結合され
   て相異なるＸ線エネルギの像を表わすアナログ・
   ビデオ信号を順次受取り、出力手段は前記アナロ
   グ・デイジタル変換手段に結合され、前記マルチ
   プレクサ手段は像を表わすアナログ信号を逐次的
   に変換手段に供給する様に作用し、前記デイジタ
   ル・データを送る手段が、前記変換手段に結合さ
   れた入力手段及び前記記憶手段に結合された出力
   手段を持つ別のマルチプレクサ手段を含んでいる
   診断用Ｘ線装置。 ６ Ｘ線源及び該Ｘ線源を制御して相次ぐ対のＸ
   線ビーム・パルスを放出させる様に作用する手段
   を有し、１対の内の交互のパルスは相異なるエネ
   ルギを持ち、前記ビームが被検体を介して投射さ
   れることにより、被検体の相次ぐ作像過程を定め
   る相次ぐ対の異なるエネルギのＸ線像が発生さ
   れ、更に前記Ｘ線像を光学像に変換する手段を有
   する診断用Ｘ線装置に於て、１対の内の一方の像
   を別の像と組合せる手段を設け、該手段は、１対
   の内の相異なるエネルギの像に対応する光学像を
   夫々受取る第１及び第２の撮像手段を有し、各々
   の撮像手段はそれが最後に受取つた像を表わすア
   ナログ・ビデオ信号を発生する様な走査様式で動
   作することが出来るものであり、更に、像変換手
   段から夫々の撮像手段への各々の通路内に配置さ
   れたシヤツタ手段と、前記第１の撮像手段が１つ
   のＸ線エネルギに対応する像を受取る間、前記第
   ２の撮像手段が前記１つのＸ線エネルギに対応す
   る像を受取ることが防止され、且つ前記第２の撮
   像手段が別のＸ線エネルギに対応する像を受取る
   間、且つ前記第１の撮像手段が依然としてその像
   を貯蔵している間、第１の撮像手段が前記別のＸ
   線エネルギに対応する像を受取ることが防止され
   る様に、前記シヤツタ手段を調時関係をもつて作
   動する手段と、前記第１及び第２の撮像手段の走
   査を同時に開始して、相異なるエネルギの夫々の
   像を表わすアナログ信号を発生させる手段と、相
   異なるエネルギの像を表わすアナログ・ビデオ信
   号を夫々対応するデイジタル・データに変換する
   第１及び第２のアナログ・デイジタル変換手段
   と、夫々のアナログ・デイジタル変換手段に結合
   されていて、各々の像を表わすデイジタル・デー
   タに重みをかけ、１つのＸ線エネルギで発生され
   た像に対応する重みをかけられたデイジタル・デ
   ータを、別のＸ線エネルギで発生された像に対応
   する重みをかけられたデータと組合せて、１対の
   内の像の間の差を表わすデイジタル・データを発
   生する様に作用するデイジタル処理装置手段とを
   有し、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線源から放出される相次ぐ対のＸ
   線ビーム・パルスの各対のパルス間の時間を実質
   的にゼロにできることを特徴とする診断用Ｘ線装
   置。 ７ 特許請求の範囲６に記載した診断用Ｘ線装置
   に於て、差を表わすデイジタル・データをアナロ
   グ・ビデオ信号に変換するデイジタル・アナログ
   変換を有する診断用Ｘ線装置。 ８ 特許請求の範囲６に記載した装置に於て、撮
   像手段が順次走査様式で走査される診断用Ｘ線装
   置。 ９ 特許請求の範囲６に記載した診断用Ｘ線装置
   に於て、撮像手段を飛越し走査様式で走査して動
   画像を作成する様になつている診断用Ｘ線装置。 １０ 特許請求の範囲８に記載した診断用Ｘ線装
   置に於て、各々の撮像手段を同時に走査した後、
   別のＸ線パルスが発生する前に各々の撮像手段を
   消去する様にした診断用Ｘ線装置。 １１ 特許請求の範囲６に記載した診断用Ｘ線装
   置に於て、電力線路周波数の偶数倍に対応する速
   度で一連のクロツク・パルスを発生する手段を有
   し、前記一連のクロツク・パルスの内の１つのク
   ロツク・パルスの発生が一方の撮像手段に対する
   シヤツタの開閉、並びに該シヤツタが開いている
   間の前記１つのエネルギを持つＸ線パルスの発生
   に対応して、該一方の撮像手段が像を受取り且つ
   貯蔵する様にし、前記一連のクロツク・パルスの
   内の次のクロツク・パルスの発生は他方の撮像手
   段に対するシヤツタの開閉、並びに該シヤツタが
   開いている間の前記別のエネルギを持つＸ線パル
   ス発生に対応し、前記別のパルスの発生は、両方
   の撮像手段の同時の走査の開始に略対応する診断
   用Ｘ線装置。 １２ 特許請求の範囲６に記載した診断用Ｘ線装
   置に於て、電力線路周波数が60Hzであり、クロツ
   ク・パルス速度が120Hzであり、同時の走査が1/6
   ０秒の間行われる診断用Ｘ線装置。 １３ Ｘ線源、及び該Ｘ線源を制御して相次ぐ対
   のＸ線ビーム・パルスを放出させる様に作用する
   手段を持ち、１対の内の交互のパルスは相異なる
   エネルギを持ち、前記ビームが被検体を介して投
   射されることにより、被検体の相次ぐ作像過程を
   定める相次ぐ対の異なるエネルギのＸ線像が発生
   され、更に該Ｘ線像を光学像に変換する手段を有
   する診断用Ｘ線装置に於て、１対の内の一方の像
   を他方の像と組合せる手段を設け、該手段は、１
   対の内の相異なるエネルギの像に対応する光学像
   を夫々受ける第１及び第２の撮像手段を有し、
   各々の撮像手段は最後に受取つた像を表わすアナ
   ログ・ビデオ信号を発生する様な走査様式で作用
   することが出来るものであり、更に前記手段が、
   像変換手段から夫々の撮像手段への各々の光路内
   に配置されたシヤツタ手段と、第１の撮像手段が
   １つのＸ線エネルギに対応する像を受取る間、第
   ２の撮像手段が該１つのＸ線エネルギに対応する
   像を受けることを防止し、且つ第２の撮像手段が
   別のＸ線エネルギに対応する像を受取る間且つ前
   記第１の撮像手段が依然としてその像を貯蔵して
   いる間、第１の撮像手段が前記別のＸ線エネルギ
   に対応する像を受取ることを防止する様に、前記
   シヤツタ手段を調時関係をもつて作動する手段
   と、前記第１及び第２の撮像手段の走査を同時に
   開始して、夫々相異なるエネルギの像を表わすア
   ナログ・ビデオ信号を発生させる手段と、相異な
   るエネルギの夫々の像を表わすアナログ信号に重
   みをかけ、前記１つのＸ線エネルギで撮影された
   像に対応する、重みをかけたアナログ信号を、前
   記別のＸ線エネルギで撮影された像に対応する、
   重みをかけたアナログ・ビデオ信号と組合せて、
   像の間の差を表わすアナログ信号を発生するアナ
   ログ処理装置手段とで構成されており、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
   線源から放出される相次ぐ対のＸ線ビーム・パル
   スの各対のパルス間の時間を実質的にゼロにでき
   ることを特徴とする診断用Ｘ線装置。 １４ 特許請求の範囲１３に記載した装置に於
   て、撮像手段が順次走査様式で走査される診断用
   Ｘ線装置。 １５ 特許請求の範囲１３に記載した診断用Ｘ線
   装置に於て、撮像手段を飛越し走査様式で走査し
   て動画像を作成する様になつている診断用Ｘ線装
   置。 １６ 特許請求の範囲１４に記載した診断用Ｘ線
   装置に於て、各々の撮像手段を同時に走査した
   後、別のＸ線パルスが発生する前に各々の撮像手
   段を消去する様にした診断用Ｘ線装置。 １７ 特許請求の範囲１３に記載した診断用Ｘ線
   装置に於て、電力線路周波数の偶数倍に対応する
   速度で一連のクロツク・パルスを発生する手段を
   有し、前記一連のクロツク・パルスの内の１つの
   クロツク・パルスの発生が一方の撮像手段に対す
   るシヤツタの開閉、並びに該シヤツタが開いてい
   る間の前記１つのエネルギを持つＸ線パルスの発
   生に対応して、該一方の撮像手段が像を受取り且
   つ貯蔵する様にし、前記一連のクロツク・パルス
   の内の次のクロツク・パルスの発生は他方の撮像
   手段に対するシヤツタの開閉、並びに該シヤツタ
   が開いている間の前記別のエネルギを持つＸ線パ
   ルスの発生に対応し、前記別のパルスの発生は、
   両方の撮像手段の同時の走査の開始に略対応する
   診断用Ｘ線装置。 １８ 特許請求の範囲１３に記載した診断用Ｘ線
   装置に於て、電力線路周波数が60Hzであり、クロ
   ツク・パルス速度が120Hzであり、同時の装置が
   １／６０秒の間行われる診断用Ｘ線装置。