JPH0414830B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、放射線撮影装置の技術分野に属
し、特にデジタルラジオグラフイを用いた放射線
診断装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、デジタルラジオグラフイを用いた放射線
診断装置たとえばパルスＸ線診断装置において
は、被検体を透過したＸ線によるＸ線透過像をイ
メージインテンシフアイアにより出力螢光像に変
換し、前記出力螢光像をＸ線テレビカメラ内の撮
像管たとえばピジコン形撮像管によりビデオ信号
に変換している。

しかしながら、Ｘ線テレビカメラ内の撮像管
は、１フイールドが1/60secであるインターレス
方式のテレビスキヤニングをしているので、ビデ
オ信号はたとえば４フイールド目で所定値に立ち
上るから、通常、４フイールド目および５フイー
ルド目のビデオ信号を１枚のＸ線像としてデジタ
ルフレームメモリに格納する。すなわち、Ｘ線の
パルス幅は少なくとも５フイールド分必要であ
る。そうすると、１回のパルスＸ線曝射で得られ
る多数のフイールド分の情報のうちの２フイール
ド分の情報のみをＸ線像として利用しているに過
ぎず、残りの多数のフイールド分の情報はＸ線像
として何ら利用されていないことになるのであ
る。たとえば、100ｍsecのパルス幅を有するパル
スＸ線を曝射した場合、被検者に被曝させたＸ線
量の約1/3のＸ線量のみを診断可能な画像に変換
しているのであつて、Ｘ線の利用率が悪く、その
結果、診断の質が著しく低下する。

また一方、前記Ｘ線診断装置におけるサブトラ
クト処理には、線型サブトラクト処理と対数変換
サブトラクト処理とがある。前記線型サブトラク
ト処理は、造影剤が被検体内の所定部位に到達す
る以前の被検体についてのビデオ信号から造影剤
が被検体内の所定部位に到達した後の被検体につ
いてのビデオ信号を減算することにより、Ｘ線像
中の背景を除去し、造影剤が到達した被検体内部
のみを強調したＸ線像を画像として出力する手法
である。また、前記対数変換サブトラクト処理
は、造影剤到達前のビデオ信号および造影剤到達
後のビデオ信号それぞれを対数変換し、次いで、
対数変換後のビデオ信号を減算する手法である。

しかしながら、前記のように、ビデオ信号を単
純に減算する線型サブトラクト処理は、ビデオ信
号中のバイアス成分を簡単に除去することができ
るという利点があるものの、減算後のサブトラク
トビデオ信号は、造影剤到達前の部位におけるビ
デオ信号中の平均減弱係数とその部位の厚みとの
積が大きければ大きい程、小さくなつてしまう。
バイアス成分とは、微量信号の黒レベルとＡ／
Ｄ変換器との不一致、撮像管の残像、Ｘ線テ
レビカメラ系で生ずる暗電流、被検体等で生ず
る散乱線によつて、微量信号に生ずる信号を示し
ている。たとえば造影剤が混入している血管や臓
器のサブトラクト画像は、背景によつて、画像濃
度が相違するのである。そうすると、そのような
サブトラクト画像により、医学的診断たとえば狭
窄の程度や動脈瘤の程度の的確な判断をしようと
しても、きわめて困難になる。また、単なる対数
変換サブトラクト処理は、サブトラクト画像につ
き背景の影響をかなり除去することはできるが、
微量信号中にバイアス成分が含まれるため造影剤
到達前の部位についてのＸ線像（マスク像）の明
るさに応じて、造影剤が混入する前記と同一の部
位の画像濃度がその部位の厚みと線型関係を有し
ないことにより、誤診を生ずるおそれがある。

〔発明の目的〕

この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので
あり、被検体を透過する放射線により得られる被
検体についての情報の全てを有効に診断用画像と
して表現すると共に被検体内の造影剤混入部位の
厚みとサブトラクト画像の画像濃度とが線型関係
を有する診断用画像として表現し、もつて診断用
画像の質の向上と定量的診断を可能にする放射線
診断装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
被検体に放射線を曝射して得られる放射線透過像
を光学像に変換するイメージインテンシフアイア
と、このイメージインテンシフアイアからの光学
像をビデオ信号に変換するテレビカメラと、この
テレビカメラより出力される各フイールドのビデ
オ信号を加算する加算処理部と、加算したビデオ
信号からあらかじめ求められているバイアス成分
を減算するバイアス補正処理部と、バイアス補正
後のビデオ信号を対数変換する対数変換処理部
と、前記加算処理部、バイアス補正処理部、対数
変換処理部によつて得られた前記被検体へ血管造
影剤注入前の画像データ及び血管造影剤注入後の
画像データを減算して差画像を形成する減算処理
部と、この減算処理部によつて得られた差画像を
表示する画像表示装置とを備えたことを特徴とす
るものである。

〔発明の実施例〕

この発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第１図にこの発明の一実施例を示す。同図にお
いて、１で示すのは、Ｘ線管１９よりの被検体透
過Ｘ線が入射され、このＸ線像を光学像に変換す
るイメージインテンシフアイア（・）であ
り、２および３で示すのは、この・１で変換
された光学像よりの光を一旦平行線に変換し、そ
の後撮像管たとえばピジコン型撮像管の光導電面
に結像させるための光学レンズ系、所謂タンデム
レンズ系である。また、４で示すのは撮像管側の
レンズ３の前方に配置して、平行光線量を調節す
る自動光学絞り（オートアイリス）であり、５で
示すのは前記光学レンズ３の後方にある焦点にそ
の光導電面が位置するように配置された撮像管た
とえばピジコン型撮像管である。６で示すのは被
検体であり、７で示すのは撮像管５を内蔵するＸ
線テレビカメラを制御するテレビカメラコントロ
ーラであり、映像信号ａと同期信号ｂとが分離し
て出力される。８で示すのは、Ａ／Ｄ変換器であ
り、前記テレビカメラコントローラ７よりのアナ
ログの映像信号を所定のタイミングでデジタルビ
テオ信号ｃに変換する。９で示すのはデジタルプ
ロセツサであり、所定のデジタルビデオ信号を加
算する加算処理部９Ａと、加算処理部９Ａより出
力される加算マスク像と加算コントラスト像（被
検体内の所定部位に造影剤が到達した後のＸ線
像）についての加算デジタルビデオ信号からバイ
アス成分を除去するバイアス補正処理部９Ｂと、
バイアス補正処理部９Ｂより出力されるバイアス
補正後の加算マスク像と加算コントラスト像につ
いての加算デジタルビデオ信号を対数変換する対
数変換処理部９Ｃと、対数変換処理後の加算マス
ク像と加算コントラスト像との減算を行なうサブ
トラクト処理部９Ｄと、サブトラクト処理部９Ｄ
より出力されるサブトラクト像等につきウインド
ウ処理等をするその他の画像処理部９Ｅとを有す
る。１０で示すのは、デジタルプロセツサ９で処
理された各種のデジタルビデオ信号を格納するデ
ジタルフレームメモリである。１１で示すのは、
前記デジタルプロセツサ９より出力されるデジタ
ルビデオ信号をアナログのビデオ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器である。１２で示すのは、Ｄ／Ａ変
換器１１より出力されるビデオ信号を所定の装置
に入力するためにこれを切り換えるビデオ出力切
換器である。１３で示すのは、外部アナログメモ
リたとえばビデオデイスクレコーダ、ビデオテー
プレコーダ、マルチフオーマツトカメラ等であ
り、１４で示すのはテレビモニタである。１５で
示すのは外部デジタルメモリたとえばマグネチツ
クテープ、フロツピーデイスク等である。１６で
示すのは、Ｘ線診断装置の全システムを制御する
システムコントローラであり、特に、デジタルプ
ロセツサ９の処理とＸ線曝射とのタイミングを制
御する。１７で示すのはＸ線曝射を制御するＸ線
コントローラであり、１８で示すのはＸ線管に印
加する高電圧を発生するためのＸ線高電圧発生装
置であり、１９で示すのはＸ線を曝射するＸ線管
である。

２０で示すのは被検体６の血管内に血管造影剤
を注入するための造影剤注入装置である。２１で
示すのは、たとえば、パルスＸ線処理モードと連
続Ｘ線曝射処理モードとのような主要モードを切
り換えるスイツチおよびＸ線の曝射条件を設定す
るスイツチを有するコントロールコンソールであ
る。

次に、以上の構成の作用について図面を参照し
ながら説明をする。

第１図および第２図に示すように、造影剤注入
装置２０により被検体６の血管内に造影剤を注入
した後、時間T₀たとえば数秒が経過してから、
Ｘ線管１９により第１回目のＸ線パルスを時間
T₂のあいだ被検体６に曝射する。このＸ線曝射
により、被検体６内の所定部位に造影剤が到達す
る前の所定部位についてのＸ線透過像をイメージ
インテンシフアイア１の入力面に入力し、イメー
ジインテンシフアイア１によりＸ線透過像を出力
螢光像に変換し、光学系装置内のタンデムレンズ
２，３を介して、撮像管５の光導電面に前記出力
螢光像を光パルスとして入力する。撮像管７はそ
の光導電面をインターレス方式のテレビスキヤニ
ングを行なうことにより、第２図に示すように、
たとえば８フイールド分のアナログのビデオ信号
を順次に出力する。このビデオ信号は、テレビカ
メラコントローラ７により映像信号ａと同期信号
ｂとに分離される。同期信号ｂは、システムコン
トローラ１６に出力され、システムコントローラ
１６中のタイミングジエネレータと比較される。
システムコントローラ１６、サンプリングタイミ
ング等を制御するタイミング信号をＡ／Ｄ変換器
８に出力する。前記映像信号は、Ａ／Ｄ変換器８
によりデジタルビデオ信号に変換されて、デジタ
ルプロセツサに入力する。デジタルプロセツサ９
は、第２図に示すように、１フイールド目と２フ
イールド目とのデジタルビデオ信号を一旦デジタ
ルフレームメモリ１０に格納し、次いでデジタル
プロセツサ９に３フイールド目のデジタルビデオ
信号が入力すると、前記デジタルフレームメモリ
１０より１フイールド目のデジタルビデオ信号を
読み出し、加算処理部９Ａで、１フイールド目の
デジタルビデオ信号と３フイールド目のデジタル
ビデオ信号とを加算し、加算して得たデジタルビ
デオ信号を前記デジタルフレームメモリ１０中に
格納する。また、デジタルプロセツサ９に４フイ
ールド目のデジタルビデオ信号が入力すると、前
記デジタルフレームメモリ１０より２フイールド
目のデジタルビデオ信号を読み出し、加算処理部
９Ａで、２フイールド目のデジタルビデオ信号と
４フイールド目のデジタルビデオ信号とを加算
し、加算して得たデジタルビデオ信号を前記デジ
タルフレームメモリ１０中に格納する。５フイー
ルド目から８フイールド目のデジタルビデオ信号
についても、前記と同様に加算処理することによ
り、時間T₃の間のデジタルビデオ信号につき１
フイールド目、３フイールド目、５フイールド目
および７フイールド目の各デジタルビデオ信号を
加算して得た加算デジタルビデオ信号P₁と、２
フイールド目、４フイールド目、６フイールド目
および８フイールド目の各デジタルビデオ信号を
加算して得た加算デジタルビデオ信号P₂とが、
デジタルフレームメモリ１０中に格納される。こ
こで、第２図中のＸ線テレビカメラより出力され
るビデオ信号の出力Ｓ／Ｎ比は、撮像管５の立上
がりに無関係であつて、１フイールド目から６フ
イールド目までは殆ど等しく、単に信号の出力値
が低いだけであるから、加算デジタルビデオ信号
P₁と加算デジタルビデオ信号P₂とでマスク像を
表示する場合、従来のように、４フイールド目の
デジタルビデオ信号と５フイールド目のデジタル
ビデオ信号とでマスク像を表示する場合に比し
て、Ｓ／Ｎ比は約√３倍だけ向上する。しかも撮
像管５の立下がり残像で生じた残像成分である７
フイールド目と８フイールド目とのデジタルビデ
オ信号をも加算しているので、時短T₂のＸ線パ
ルス巾に相当するＸ線透過情報を100％に近くに
までデジタルフレームメモリ１０に格納したこと
となる。次いで、次に述べる方法によりあらかじ
め求められたバイアス成分を前記加算デジタルビ
デオ信号P₁，P₂より減算することにより、バイ
アス補正処理を行なう。

バイアス成分は、次のようにして求められる。
すなわち、被検者のＸ線撮影を行なう前に、第３
図ａに示すような厚みを有するフアントムを被検
体６のかわりに寝台天板に載置し、フアントムに
パルスＸ線を曝射することにより、第３図ｂに示
すように、１〜８フイールド目までのデジタルビ
デオ信号を加算して得た加算デジタルビデオ信号
Ｖが得られる。なお、第３図ｂ中のVa，V₁，
V₂，V₃はフアントムにおける各部位における加
算デジタルビデオ信号を示す。次いで、システム
コントローラ１６により、Ｘ線コントローラ１７
により変化させた様々の管電流値によるパルスＸ
線曝射を次々と行ない、第３図ｃに示すような特
性図を得る。第３図ｃにおいて、管電流値を０に
外挿したＹ軸の交点がデジタルビデオ信号中のバ
イアス成分である。バイアス成分は、前記のよう
な管電流値を変化させて求めるほか、オートアイ
リス４の開口率を変化させることによつても、同
様に求めることができる。バイアス成分は、デジ
タルプロセツサ９中のバイアス補正処理部９Ｂに
格納され、バイアス補正に供される。

バイアス補正処理部９Ｂでバイアス成分が除去
された加算デジタルビデオ信号P₁，P₂は、対数
変換処理部９Ｃで、各画素毎に対数変換され、対
数変換後の対数変換デジタルビデオ信号は再びデ
ジタルフレームメモリ１０中に格納される。この
対数変換デジタルビデオ信号による画像がマスク
像である。対数変換デジタルビデオ信号は、デジ
タルフレームメモリ１０より読み出され、デジタ
ルプロセツサ９内の画像処理部９Ｅによりウイン
ドウ処理されてから、Ｄ／Ａ変換器１１によりア
ナログのビデオ信号となる。そして、そのアナロ
グのビデオ信号は、外部アナログメモリ１３に格
納されると共にテレビモニタ１４にマスク像とし
て表示されることになる。

次いで、第１回目のＸ線曝射後、第２図に示す
ように、所定の時間が経過してから第２回目以降
のＸ線曝射をする。第２回目以降のＸ線曝射によ
り得られる１フイールド目から８フイールド目ま
でのビデオ信号は、第１回目のＸ線曝射における
のと同様にして、デジタルプロセツサ９により、
加算処理、バイアス補正処理および対数変換処理
がなされ、その結果としての対数変換デジタルビ
デオ信号がデジタルフレームメモリ１０に格納さ
れる。この第２回目以降の各Ｘ線曝射により得ら
れる対数変換デジタルビデオ信号による画像が、
コントラスト像である。次いで、デジタルフレー
ムメモリ１０に格納されているマスク像とコント
ラスト像とについての２種の対数変換デジタルビ
デオ信号が各画素ごとに読み出されてデジタルプ
ロセツサ９内のサブトラクト処理部９Ｄに入力
し、サブトラクト処理部９Ｄでマスク像とコント
ラスト像との対数変換デジタルビデオ信号のサブ
トラクト処理が行なわれる。サブトラクト処理に
より得られるサブトラクト像についての対数変換
デジタルビデオ信号は、再びデジタルフレームメ
モリ１０中に格納される。

第２回目のＸ線曝射により得られるサブトラク
ト像は、第３回目のＸ線曝射によるサブトラクト
像が得られるまでの間に、デジタルプロセツサ９
中の画像処理部９Ｅでウインドウ処理され、次い
でＤ／Ａ変換器１１でＤ／Ａ変換された後、ビデ
オ出力切換スイツチ１２を介して、外部アナログ
メモリ１３に格納されると共に、テレビモニタ１
４の画面に表示される。

テレビモニタ１４の画面上のサブトラクト像
は、対数変換処理およびバイアス補正処理がなさ
れたので、被検体患部の背景に影響されず、しか
も、複数枚の画像間につき、同一のＸ線透過厚を
有する造影剤混入部位は同一の濃淡画像をもつて
表示される。

第３回目以後のＸ線曝射によるサブトラクト像
は、第２回目のＸ線曝射の場合と同様にして得ら
れる。

なお、Ｘ線曝射の間隔がたとえば１秒程度と長
い場合には、マスク像とサブトラクト像とをテレ
ビモニタ１４に表示するのと同時に外部デジタル
メモリ１５に格納してもよい。外部デジタルメモ
リ１５の採用は、外部アナログメモリ１３に比し
てＳ／Ｎ比を低下させることなく画像を格納する
ことができ、しかも、格納したデジタルビデオ信
号を再びデジタルプロセツサで位置ずれの補正や
濃度補正等の画像処理を行なうことができること
にある。

以上、この発明の一実施例について詳述した
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨の範囲内で適宜に変形して
実施することができるのはいうまでもない。たと
えば、上記実施例においては、６フイールド幅の
Ｘ線パルスを曝射した場合に、残像成分にフイー
ルド分を含めて８フイールドの加算処理をした
が、残像成分を含めずＸ線パルス幅時間T₂と加
算フイールド数による時間とを一致させてもよ
い。なお、加算処理とは、出力微量信号の立ち上
がり像と立ち下がり像に対応した加重係数つき加
算処理であつてもよい。

〔発明の効果〕

以上に詳述したこの発明によると、次のような
効果を奏することができる。

すなわち、Ｘ線曝射にあたりＸ線テレビカメラ
で得られる被検体のＸ線透過情報を有するビデオ
信号を加算しているので、テレビカメラの立ち上
がり特性を考慮することなく被曝線量に相当する
被検体のＸ線透過情報を診断用画像として表現す
ることができ、診断の質を向上させることができ
る。また、バイアス補正処理後、対数変換処理を
行うので、画像の明暗と実際の被検体のＸ線透過
厚とを１対１に対応させることができ、診断用画
像によつて定量的な診断をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第２図は前記実施例装置の動作を示すタイム
チヤート、並びに、第３図ａ，ｂおよびｃはバイ
アス信号補正処理に使用するバイアス成分を求め
る方法を示す説明図である。 １……イメージインテンシフアイア、５……撮
像管、６……被検体、９……デジタルプロセツ
サ、９Ａ……加算処理部、９Ｂ……バイアス補正
処理部、９Ｃ……対数変換処理部、１４……テレ
ビモニタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被検体に放射線を曝射して得られる放射線透
   過像を光学像に変換するイメージインテンシフア
   イアと、このイメージインテンシフアイアからの
   光学像をビデオ信号に変換するテレビカメラと、
   このテレビカメラより出力される各フイールドの
   ビデオ信号を加算する加算処理部と、加算したビ
   デオ信号からあらかじめ求められているバイアス
   成分を減算するバイアス補正処理部と、バイアス
   補正後のビデオ信号を対数変換する対数変換処理
   部と、前記加算処理部、バイアス補正処理部、対
   数変換処理部によつて得られた前記被検体へ血管
   造影剤注入前の画像データ及び血管造影剤注入後
   の画像データを減算して差画像を形成する減算処
   理部と、この減算処理部によつて得られた差画像
   を表示する画像表示装置とを備えた放射線診断装
   置。