JPH04141156A - Ｘ線断層撮影装置 - 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】

この発明は、医用Ｘ線断層撮影装置に関し、とくにデュ
アルエネルギーサブトラクション法を適用したＸ線断層
撮影装置に関する。

【従来の技術】

従来より、医用Ｘ線撮影装置の分野では、Ｘ線管球とＸ
線フィルムとを被写体内の１点を中心にして互いに反対
方向に移動させながら多重露出することにより、上記フ
ィルムに上記の点付近の深さの裁断面における断層像を
撮影する断層撮影法が確立している。 一方、高エネルギーＸ線で得られた画像と低エネルギー
Ｘ線で得られた画像とを重み付け加算し、骨や石灰化病
変のみを、あるいは骨を消去し軟部組織のみを抽出する
デュアルエネルギーサブトラクション法が知られている
。 このデュアルエネルギーサブトラクション法を上記の断
層撮像法に適用したものとしては、従来では、イメージ
ングプレートを用いて、■高エネルギー、低エネルギー
の画像を２回に分けて撮像するもの、■２枚のイメージ
ングプレートの間に１枚のＣｕ板を挟んだ状態で１回の
撮影で高エネルギーの画像と低エネルギーの画像とをそ
の１枚ずつのイメージングプレートにおいて同時に得る
ものが知られている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のようにイメージングプレートを用
いて、高エネルギー、低エネルギーの画像を２回に分け
て撮像する場合には、２回の撮影の間に時間差があって
その間に被写体が動くことによるアーティファクトが生
じる問題がある。 また、２枚のイメージングプレートの間に１枚のＣｕ板
を挟んだ状態で撮影する場合には、上記の体動によるア
ーティファクトの問題は生じないが、Ｃｕ板のみでエネ
ルギー分離を行うため２つの画像のエネルギー分離が不
十分で良好なサブトラクション像が得られないという問
題がある。 さらに、これらの従来法では１回の撮影で特定の１つの
裁断面での断層像しか得られず、撮影後に裁断面を任意
に設定してその裁断面での断層像を得るというわけには
いかない。 この発明は、上記に鑑み、１回の撮影で任意の深さの裁
断面での断層像を容易に得ることができ、しかもＸ線の
エネルギー分離度を高めて良好なサブトラクション像を
得るように改善した、Ｘ線断層撮影装置を提供すること
を目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この発明によるＸ線断層撮
影装置においては、被写体にＸ線を照射するＸＩｉ管手
段と、ＴＶフレームに同期して１フレームずつの休止期
間を置きつつ上記ＸＩｌ管手段に交互に高圧管電圧と低
圧管電圧とを供給して該Ｘ線管手段より高圧Ｘ線と低圧
Ｘ線とを発生させるＸ！！電源手段と、高低２つのエネ
ルギー用のフィルタを有し、上記の高圧Ｘ線の発生時に
はこのＸ線が高エネルギー用Ｘ線フィルタを通り、低圧
Ｘ線発生時にはこのＸ線が低エネルギー用Ｘ線フィルタ
を通るようにこれら２つのフィルタを交互に交代させる
フィルタ手段と、被写体を透過したＸ線による画像のビ
デオ信号を上記の休止期間において得るＸ線撮像手段と
、被写体内に設定された基準裁断面の１点を中心にして
上記Ｘ線管手段及びＸ線撮像手段を互いに反対方向に移
動させる手段と、高圧Ｘ線による断層像及び低圧Ｘ線に
よる断層像を再構成する手段と、これら２つの断層像の
間の重み付けサブトラクションを行う減算手段とを備え
ることが特徴となっている。

【作　　用】

Ｘ線管手段からは高圧Ｘ線と低圧Ｘ線とが交互に発生し
ており、それらは交互に交代している高エネルギー用フ
ィルタと低エネルギー用フィルタとをそれぞれ通る。そ
のため、エネルギー分離度が高められた高エネルギーＸ
＆ｌと低エネルギーＸ線とが交互に被写体に照射される
ことになる。 高圧Ｘ線と低圧Ｘ線とはＴＶフレームの１フレームごと
に交互に発生するとともに、それぞれのＸ線発生のｆ＆
　１フレームずつの休止期間が置かれる。そしてこの休
止期間にＸ線撮像手段よりビデオ信号を得るようにして
いる。そのため、安定な画像のビデオ信号を得ることが
できる。 Ｘ線管手段とＸ線撮像手段は、被写体内に設定された基
準裁断面の１点を中心にして互いに反対方向に移動させ
られ、その移動行程の各位置ごとに、高圧画像と低圧画
像のビデオ信号が交互に出力される。そこで、これら複
数の高圧画像の位置をずらしながら加算することにより
高エネルギーＸ線による被写体中の所望の裁断面での断
層像を得ることができる。複数の低圧画像についても同
様にその位置をずらしながら加算することにより低エネ
ルギーＸ線による被写体中の所望の裁断面での断層像を
得ることができる。 こうして得られた高・低エネルギーＸ線による断層像の
間で重み付けサブトラクションが行われる。各断層像は
、エネルギー分離度の高い高エネルギーＸ線と低エネル
ギーＸ線とによって得た安定した画像のビデオ信号から
得られたものであり、そのため、重み付けサブトラクシ
ョンによって所望の部分のみ抽出できた良好な画像を得
ることができる。

【実　施　例】

以下、この発明の一実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図において、Ｘ線管１はＸ線電源
装置７から高圧管電圧及び低圧管電圧を交互に供給され
て高圧及び低圧のＸＩ！ビーム１１を被写体３に向けて
交互に照射するように構成されている。このＸ線ビーム
１１はフィルタ円板２を通るようにされている。 フィルタ円板２は高エネルギー用のＸ線フィルタと低エ
ネルギー用のフィルタとを備えており、モーター２１で
回転させられることによりこれらが交互にＸ線ビーム１
１中に位置するようにされる。高エネルギー用フィルタ
はここではたとえば厚さ１．５Ｍの半月状のＣｕ板を使
用し、低エネルギー用フィルタはたとえば輝度類増感紙
ｒ富十Ｇ−３」を用いた半月状のＧｄ板で構成すること
ができる。 そして高圧のＸＲビーム１１が発生しているときこのＸ
線ビーム１１がＣｕを通り、低圧のＸ線ビーム１１が発
生しているときこのＸ線ビーム１１がＧｄを通るように
、Ｘ線電源装置７における管電圧の切換とフィルタ円板
２の回転とが同期させられる。こうしてエネルギー分離
度の高い高エネルギーＸ！！ビーム１１と低エネルギー
Ｘ線ビーム１１とが交互に被写体３に向けて照射される
ことになる。 この被写体３を透過したＸ線ビーム１１はイメージイン
テンシファイア４に入射し、このイメージインテンシフ
ァイア４の出力面に光学的なＸ線透過像が得られる。こ
の光学的なＸｌ！透過像は撮像管５及びカメラコントロ
ールユニット６によりビデオ信号に変換される。このビ
デオ信号はＡ／Ｄ変換器６１に取り込まれてデジタル信
号に変換される。 このＸｉ管ｌ〈及びフィルタ円板２、モーター２１）と
、イメージインテンシファイア４（及び撮像管５）とは
、移動装置８によって、被写体３内に設定された基準裁
断面上の１点を中心にしてそれぞれ反対方向に移動させ
られる。この移動装置８は制御装置９により制御され、
上記のようにＸ線管１から高・低圧Ｘ線ビーム１１が照
射されている最中に上記の移動が行われるようにされる
。 また、この制御装置９はカメラコントロールユニット６
からのフレーム同期信号（第２図のＴＶ垂直同期信号）
を受けてこれに同期してＸＩＩ！電源装置７とモーター
駆動装置２２とを制御する。すなわち、管電圧が第２図
に示すように１フレームの休止期間をそれぞれ置いた上
で高圧（１２０ｋＶ）と低圧（６０ｋＶ）とに交互に切
り換えられる。たとえば第１フレームでは１２０ｋＶの
管電圧が与えられてＸ線照射され、そのっぎの第２フレ
ームでは管電圧は与えられずＸ線照射の休止期間となっ
ており、第３フレームでは６０ｋＶの管電圧が与えられ
てＸ線照射され、それにつづく第４フレームでは管電圧
は与えられずＸ線照射の休止期間となる。 そして、フィルタ円板２はこの第１フレームで第３図Ａ
の実線位置から点線位置へと９０”回転し、高圧Ｘ線ビ
ーム１１がＣｕ板のみを透過するようにされる。第２フ
レームではフィルタ円板２は第３図Ｂの実線位置から点
線位置へと９０°回転し、このときＸ線ビーム１１は発
生していないがそのＸ線ビーム１１が生じるはずの場所
をＣｕ板とＧｄ板との境界が横切ることになる。第３フ
レームではフィルタ円板２は第３図Ｃの実線位置から点
線位置へと９０°回転し、低圧Ｘ線ビーム１１がＧｄ板
のみを透過する。第４フレームではフィルタ円板２は第
３図りの実線位置がち点線位置へと９０°回転し、この
ときＸ線ビーム１１は発生していないがそのＸ線ビーム
１１が生じるはすの場所をＧｄ板とＣｕ板との境界が横
切る。このように管電圧を高・低に切り換えるとともに
それに同期してフィルタを高・低エネルギー用とに切り
換えているため、照射Ｘ線のエネルギー分離度が高めら
れる。 撮像管５では、第２図に示すように、Ｘ線照射が行われ
ているフレーム（第１、第３フレーム）て・カメラコン
トロールユニット６によりブランキング信号が与えられ
、電荷像の読み出しが停止させられる。したがって、こ
れらのフレームでは撮像管５において高・低圧Ｘ線によ
る電荷像の形成のみが行われる。そしてＸ線照射が休止
しているフレーム（第２、第４フレームンではこのブラ
ンキングが解かれ、電荷像の読み出しスキャンが行われ
て第２図に示すようにビデオ信号が出力されることにな
り、同時にこれらのフレームにおいて第２図に示すよう
にＡ／Ｄ変換器６１に画像取込信号が与えられて、ビデ
オ信号のサンプリング及びＡ／Ｄ変換が行われる。その
ため、高圧画像と低圧画像とがそれぞれ１フレームずつ
の休止期間を置いて交互に取り込まれることになる。こ
のようにＸ線照射フレームでは撮像管５にブランキング
をかけ、Ｘ線照射の停止フレームにおいてビデオ信号を
出力させるようにしたため、安定した画像のビデオ信号
が得られることになる。 こうして１５フレ一ム／秒のレートで高圧画像と低圧画
像とが得られ、これらがフレームメモリ６２．６３にそ
れぞれ格納される。この実施例では、たとえば高圧側・
低圧側の画像がフレームメモリ６２．６３にそれぞれ４
８枚ずつ格納されるまで、６．４秒の時間撮影を行う。 そしてこの間に移動装置８によりＸ線管１側とイメージ
インテンシファイア４側とを角度４０“の範囲に移動さ
せるようにして、各画像が得られたときの角度情報もフ
レームメモリ６２．６３に記憶させるようにする。フィ
ルタ円板２は７．５回／秒で回転することになる。 断層像再構成装置６４．６５はフレームメモリ６２．６
３に格納された各画像を、角度情報、被写体３の設定裁
断面に対するＸ線管１及びイメージインテンシファイア
４の位置間係情報とに応じて位置をずらして加算するこ
とにより、高圧側・低圧側の断層像をそれぞれ再構成す
る。ここでは２つの断層像再構成装置６４．６５を用い
たが１つの断層像再構成装置でこれら２つの断層像を作
るようにしてもよい。画像の位置ずれ量を変更すること
により任意の深さの断層像が得られる。 こうして得られた高圧側・低圧側の断層像は、減算器６
６において重み付け減算され、その結果得られたサブト
ラクション像（のデジタルビデオ信号）がＤ／Ａ変換器
６７を経てＴＶモニター装置６８に送られ、デュアルエ
ネルギーサブトラクション法による断層像が表示される
。

【発明の効果】

この発明のＸ線断層撮影装置によれば、エネルギー分離
度の高い高エネルギー、低エネルギーの画像のビデオ信
号が安定して得られ、骨、石灰化等のカルシウムのみの
画像または軟部組織の画像のみの抽出度が高まり、良好
なデュアルエネルギーサブトラクション断層像が得られ
る。とくに、肺野の石灰化病変は通常の断層像では血管
の像とよく似て現れ、石灰化病変の同定には難しいもの
があるが、上記のようにエネルギー分離度の高い画像が
得られるため、血管等の軟部組織の像をキャンセルし、
石灰化部分のみを抽出することができて診断を容易にす
ることができる。また、逆に骨の像を消去し、軟部組織
のみの像を抽出することもできるため、骨と重なった腫
瘍の診断にも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は動
作を説明するためのタイムチャート、第３図はフィルタ
円板の位置関係を説明するための模式図である。 １・・・ＸＩＩ？、１１・・・ＸＩｌビーム、２・・・
フィルタ円板、２１・・・モーター、２２・・・モータ
ー駆動装置、３・・・被写体、４・・・イメージインテ
ンシファイア、５・・・撮像管、６・・・カメラコント
ロールユニット、７・・・Ｘｌ！電源装置、８・・・移
動装置、９・・・制御装置、６１・・・Ａ／Ｄ変換器、
６２．６３・・・フレームメモリ、６４．６５・・・断
層像再構成装置、６６・・・減算器、６７・・・Ｄ／Ａ
変換器、６８・・・ＴＶモニター装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体にＸ線を照射するＸ線管手段と、ＴＶフレ
   ームに同期して１フレームずつの休止期間を置きつつ上
   記Ｘ線管手段に交互に高圧管電圧と低圧管電圧とを供給
   して該Ｘ線管手段より高圧Ｘ線と低圧Ｘ線とを発生させ
   るＸ線電源手段と、高低２つのエネルギー用のフィルタ
   を有し、上記の高圧Ｘ線の発生時にはこのＸ線が高エネ
   ルギー用Ｘ線フィルタを通り、低圧Ｘ線発生時にはこの
   Ｘ線が低エネルギー用Ｘ線フィルタを通るようにこれら
   ２つのフィルタを交互に交代させるフィルタ手段と、被
   写体を透過したＸ線による画像のビデオ信号を上記の休
   止期間において得るＸ線撮像手段と、被写体内に設定さ
   れた基準裁断面の１点を中心にして上記Ｘ線管手段及び
   Ｘ線撮像手段を互いに反対方向に移動させる手段と、高
   圧Ｘ線による断層像及び低圧Ｘ線による断層像を再構成
   する手段と、これら２つの断層像の間の重み付けサブト
   ラクションを行う減算手段とを備えることを特徴とする
   Ｘ線断層撮影装置。