JPH04207675A - エネルギー差分像撮影装置 - Google Patents
エネルギー差分像撮影装置Info
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- JPH04207675A JPH04207675A JP2337129A JP33712990A JPH04207675A JP H04207675 A JPH04207675 A JP H04207675A JP 2337129 A JP2337129 A JP 2337129A JP 33712990 A JP33712990 A JP 33712990A JP H04207675 A JPH04207675 A JP H04207675A
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Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
エネルギー差分法は、任意の着目元素のＸ線吸収係数が
着目元素の吸収端よりやや高いフォト〉エネルギーにお
いて非常に大きな値をとることを利用して、着目元素の
微小量の分布像を高感度で描出できる利点がある。 着目元素フィルタを用いて着目元素を選択的に描出する
エネルギー差分法については、第３回放射光装置国際会
議録（１９８８年）第ＢＯ３６頁 （ＴｈｅＰｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ 。 Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ
Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏ
ｎ （１９８８） Ｐ ＢＯ３６） に述べられてい
る。この方法は、Ｘ１ｌＡのエネルギー選択手段として
バンドパスフィルタと着目元素から成るフィルタを具備
し、バンドパスフィルタでは着目元素の吸収端より高い
エネルギーと低いエネルギーの両方のＸ線を選択し、着
目元素フィルタをＸ線ビーム光路から除去した状態で撮
影された画像と挿入した状態で撮影された画像とからエ
ネルギー差分演算により着目元素像を得るものである。 着目元素フィルタをＸ線ビーム光路に出し入れすること
は高速に行えるので、この方法はエネルギー差分計測を
高速化するに適している。 、
着目元素の吸収端よりやや高いフォト〉エネルギーにお
いて非常に大きな値をとることを利用して、着目元素の
微小量の分布像を高感度で描出できる利点がある。 着目元素フィルタを用いて着目元素を選択的に描出する
エネルギー差分法については、第３回放射光装置国際会
議録（１９８８年）第ＢＯ３６頁 （ＴｈｅＰｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ 。 Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ
Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏ
ｎ （１９８８） Ｐ ＢＯ３６） に述べられてい
る。この方法は、Ｘ１ｌＡのエネルギー選択手段として
バンドパスフィルタと着目元素から成るフィルタを具備
し、バンドパスフィルタでは着目元素の吸収端より高い
エネルギーと低いエネルギーの両方のＸ線を選択し、着
目元素フィルタをＸ線ビーム光路から除去した状態で撮
影された画像と挿入した状態で撮影された画像とからエ
ネルギー差分演算により着目元素像を得るものである。 着目元素フィルタをＸ線ビーム光路に出し入れすること
は高速に行えるので、この方法はエネルギー差分計測を
高速化するに適している。 、
エネルギー差分法を利用して着目元素の微小量の分布像
を高感度で描出するためには、着目元素の吸収端よりや
や高いフォトンエネルギーのＸ線による被検体吸収情報
を計測時にできるだけ多く取り込むことが重要である。 なぜなら、着目元素を高感度で検出するのはこのフォト
ンエネルギーのＸ線成分によるからで、他のフォトンエ
ネルギーのＸ線成分は背景構造を低減することに寄与す
るだけで、着目元素を高感度で検出することはできない
からである。 ところが、上記従来技術では、バンドパスフィルタで吸
収端上下の両方のＸ線を選択するので、着目元素フィル
タ無しの画像のコントラストは上記バンドパスフィルタ
と同一の帯域を持ち吸収端より上のＸ線のみを選択する
バンドパスフィルタで撮影する場合より低く、このため
、エネルギー差分像のＳ／Ｎ比が低下するという問題が
あった。 本発明の目的は、エネルギー差分像のＳ／Ｎ比を向上す
る計測を実現ことにある。 （課題を解決するための手段］ 上記目的は、Ｘ線エネルギー選択手段により着目元素の
吸収端半りわずかに高いフォトンエネルギーをもつＸ線
とその３倍高調波の両方を生成し、着目元素フィルタを
用いずに撮影されたＸ線像と、着目元素フィルタを併用
して撮影されたＸ線像とを計測し、それらのデータを用
いたエネルギー差分演算処理を実行することにより達成
される。
を高感度で描出するためには、着目元素の吸収端よりや
や高いフォトンエネルギーのＸ線による被検体吸収情報
を計測時にできるだけ多く取り込むことが重要である。 なぜなら、着目元素を高感度で検出するのはこのフォト
ンエネルギーのＸ線成分によるからで、他のフォトンエ
ネルギーのＸ線成分は背景構造を低減することに寄与す
るだけで、着目元素を高感度で検出することはできない
からである。 ところが、上記従来技術では、バンドパスフィルタで吸
収端上下の両方のＸ線を選択するので、着目元素フィル
タ無しの画像のコントラストは上記バンドパスフィルタ
と同一の帯域を持ち吸収端より上のＸ線のみを選択する
バンドパスフィルタで撮影する場合より低く、このため
、エネルギー差分像のＳ／Ｎ比が低下するという問題が
あった。 本発明の目的は、エネルギー差分像のＳ／Ｎ比を向上す
る計測を実現ことにある。 （課題を解決するための手段］ 上記目的は、Ｘ線エネルギー選択手段により着目元素の
吸収端半りわずかに高いフォトンエネルギーをもつＸ線
とその３倍高調波の両方を生成し、着目元素フィルタを
用いずに撮影されたＸ線像と、着目元素フィルタを併用
して撮影されたＸ線像とを計測し、それらのデータを用
いたエネルギー差分演算処理を実行することにより達成
される。
エネルギー選択手段により着目元素の吸収端よりわずか
に高いフォトンエネルギーを持つＸ＃！を生成し、これ
を用いて着目元素フィルタ無しの条件で撮影を行えば、
同一のエネルギー選択手段を用いて着目元素の吸収端の
上下両方のフォトンエネルギーを持つＸ線を生成してこ
れにより着目元素フィルタ無、しの条件で撮影する場合
に比較して、吸収端より高いフォトンエネルギニ成分は
約２倍に増加する。一方、背景構造を低減するために計
測される、着目元素フィルタ有りの計測は、エネルギー
選択手段で着目元素の吸収端よりわずかに高いフォトン
エネルギーをもつＸ線を生成する時に、この成分を損な
うことなく同時にその３倍高調波を生成し、この成分を
もって行う。この成分では着目元素の描出感度は低く、
着目元素による微細構造は描出されないので、Ｘ線強度
が弱く統計ノイズが天竺し゛場合１０は平滑化などのノ
゛イズ除去処理を適用しても着目元素の描出能力には悪
影響はない。したがって、上記のようにして着目元素フ
ィルタの有りおよび無しの２回計測を行って、エネルギ
ー差分演算を行えば、着目元−の分布像のＳ／Ｎ比は兜
上従来例より顕著に向上し、その結果、着目元素の微小
量の検出感度が向上する。
に高いフォトンエネルギーを持つＸ＃！を生成し、これ
を用いて着目元素フィルタ無しの条件で撮影を行えば、
同一のエネルギー選択手段を用いて着目元素の吸収端の
上下両方のフォトンエネルギーを持つＸ線を生成してこ
れにより着目元素フィルタ無、しの条件で撮影する場合
に比較して、吸収端より高いフォトンエネルギニ成分は
約２倍に増加する。一方、背景構造を低減するために計
測される、着目元素フィルタ有りの計測は、エネルギー
選択手段で着目元素の吸収端よりわずかに高いフォトン
エネルギーをもつＸ線を生成する時に、この成分を損な
うことなく同時にその３倍高調波を生成し、この成分を
もって行う。この成分では着目元素の描出感度は低く、
着目元素による微細構造は描出されないので、Ｘ線強度
が弱く統計ノイズが天竺し゛場合１０は平滑化などのノ
゛イズ除去処理を適用しても着目元素の描出能力には悪
影響はない。したがって、上記のようにして着目元素フ
ィルタの有りおよび無しの２回計測を行って、エネルギ
ー差分演算を行えば、着目元−の分布像のＳ／Ｎ比は兜
上従来例より顕著に向上し、その結果、着目元素の微小
量の検出感度が向上する。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は着目元素を５ヨウ素として、冠状動脈の造影撮影を
行うための実施例の装置構成を示す図である。２はシン
クロトロン放射光１を撮影時には通過状態、それ以外は
遮断状態とするＸ線シャノターである。３はアルミニウ
ム板で、描出を目的とするヨウ素の吸収端のエネルギー
（３３，２ｋｅＶ）より低いフォトンエネルギーをもつ
Ｘ線を吸収するためのものである。４は描出目的元素を
主要成分とするヨウ素フィルタで、厚さ０．６ｍｍのヨ
ウ化ナトリウム単結晶をガラス板に接着し、さらにガラ
ス板と接着剤で密封したものである。ヨウ素フィルタは
アーム５に固定されている。アーム５は紙面に垂直な回
転軸６に取り付けられており、ステッピングモーター７
により回転角が制御される。ステッピングモーター７が
所定の角度だけ回転往復運動するに伴い、ヨウ素フィル
タ４は上下運動し、シンクロトロン放射光の光路内に出
入りする。第１図にはヨウ素フィルタが光路内に存在す
る状態を示しである。ヨウ素フィルタ部を透過したシン
クロトロン放射光ビームは、シリコン（１１１）面を反
射面とする結晶分光器８に入射する。この結晶分光器は
前述したエネルギー選択手段を具体化したものである。 シリコン単結晶の表面は（１１１）面から３°ＯＩ−１
の角度で切り出されている。表面は入射する放射光に対
して、Ｏ’１３’ の角度をなすようにゴニオメータ９
て調節されている。 ヨウ素フィルタが光路内に存在しない時には出射される
Ｘ線ビーム１０の強度は、ピークかヨウ素のに吸収端エ
ネルギー３３．２ｋｅＶより０．４ｋｅＶ高く、吸収端
より低いフォトンエネルギーのＸ線はほとんど含まれな
い。また、３次高調波のピークは１００ｋｅＶで、その
強度は１次光（３３，６ｋｅＶ）の約１パーセントであ
る。 ヨウ素フィルタは３３．６ｋｅＶの成分を９９．９パー
セント吸収するが、３倍高調波は約３０パーセントしか
吸収しないので、ヨウ素フィルタを透過して結晶分光器
に入射した時に出射されるＸ線ビーム１０は、はとんど
３倍高調波成分となる。 分光器から出射されたＸ線は被検体試料１１を透過した
後、Ｘ線イメージインテンシファイア１２で可視光像に
変換される。Ｘ線イメージインテンシファイアの出力像
は１次レンズ１３によって平行光に変換される。第１図
におけるＡおよびＢは回転ミラー１４の２種類の回転角
状態を示している。Ａの状態にある回転ミラーは２次レ
ンズ１５を通してテレビカメラ１６の入力蓄積面の一部
１７−１に結像させる。Ｂの状態にある回転ミラーは２
次レンズ１５を通してテレビカメラ１６の入力蓄積面の
一部１７−２に結像させる。上記入力蓄積面に一時的に
記憶された画像は、テレビカメラコントローラ１８によ
りテレビカメラの電子線走査によって時系列信号として
読みだされ、増幅された後、ビデオデータ収録装置１９
においてアナログデジタル変換を経てメモリに記録され
る。 シーケンスコントローラ２ｏは計測のタイミング制御の
基準となる同期信号を生成する。ステッピングモータコ
ントローラ２１．２２．２３は所定の周波数で所定の数
のパルスをシーケンスコントローラから受け、それぞれ
、Ｘ線シャッタ２、ヨウ素フィルタ４、回転ミラー１４
を駆動するためのステッピングモーターを動作させる。 テレビカメラコントローラ１８はシーケンスコントロー
ラ２０から同期信号を受け、所定のタイミングでテレビ
カメラ１６の読出走査を実行する。 ヨウ素フィルタ内のヨウ素の量と透過率との関係を第２
図に示す。第２図において曲線Ａは３３．６ｋｅＶのＸ
線に対する透過率特性、曲線Ｂはその３倍高調波に対す
る透過率特性である。 本実施例においては、３３．６ｋｅＶのＸ線に対して２
パーセント以下の透過率とし、かつ３倍高調波に対して
減衰を少なく保つためにはフィルタ内ヨウ素量は０．１
ｇ／ｃｉ以上 ０．３ｇ／ｃｍ２以下の範囲が適切である。 上記のＸ線エネルギー選択手段として用いられている結
晶分光器の機能は、結晶面において回折されるＸ線のフ
ォトンエネルギーが結晶面間隔と結晶面へ入射するＸ線
の入射角によって次式で決定されるものである。 Ｅ＝１４．４Ｘｎ／ （２ＸｄＸｓｉｎθ） 式（１）
ただし、 Ｅ：選択されるＸ線の強度がピークとなるフォトンエネ
ルギー（単位： ｋｅＶ） ｄ：結晶面間隔（単位ニオングストローム）θ：入射角 ｎ：次数 Ｘ線の強度はｎが１の基本波が最大である。結晶の種類
と反射面の種類を選択することにより、ｎが３の３倍高
調波の強度をその１パ一セント程度にし、他の高調波の
強度は無視できるほど小さい値とすることができる。 結晶分光器の設定角を、基本波に対応するフォトンエネ
ルギーＥの値が着目元素の吸収端の１パ一セント増程度
になるように設定する。 着目元素フィルタ（以下、単にフィルタと略す）無しの
時、ビームは吸収端よりやや（１パ一セント程度）高い
フォトンエネルギーをもつＸ線とその３倍高調波の混合
ビームとなる。 フィルタ有りの時、吸収端よりやや高いフォトンエネル
ギーをもつＸ線はフィルタにより吸収され、その３倍高
調波はフィルタにより若干吸収される。その結果、ビー
ムは３倍高調波となる。 本装置を用いて冠状動脈の造影撮影は次のように行われ
る。被検体は着目する冠状動脈部位がＸ線ビーム１０を
横切る位置に来るよう固定される。 静脈を経由してヨウ素を含む血管造影剤を注入し、数秒
後に計測を開始する。 第３図は主要構成ヨウ素の計測時の動作状態を示すタイ
ムチャートである。まず、ヨウ素フィルタは素通しの状
態、回転ミラーはＡ位置の状態のもとてＸ線シャッタを
開にし、テレビカメラの入力蓄積面の１７−１の位置に
前述したＪエデータ相当の光学像を蓄積する。次に、Ｘ
線シャッタを閉とし、ヨウ素フィルタを動作状態に、回
転ミラーをＢ位置の状態にし、その状態でＸ線シャッタ
を開とし、テレビカメラの入力蓄積面の１７−２の位置
に前述したＪ２データ相当の光学像を蓄積する。次に、
Ｘ線シャッタを閉にし、ヨウ素フィルタおよび回転ミラ
ーは次の計測の開始に備え、それぞれ素通し状態、およ
びＡ位置の状態に戻され、テレビカメラの読出走査によ
り、Ｊ工およびＪ２データをメモリに記録する。 なお、検出器に入射するＸ線の単位時間当りの強度は、
ヨウ素フィルタ有りの場合はヨウ素フィルタ無しの場合
に比較しておよそ１０パーセント以下であるので、ヨウ
素フィルタ有りの場合にＸ線シャッタを開にしている時
間はヨウ素フィルタ無しの場合の数倍の長さに設定する
ことが適切である。 上記の計測を繰返すことにより、Ｊ工、Ｊ２データの組
を得るにの計測の終了後、被検体をＸＩＩＡビーム光路
から取り去った状態で同様の計測を行い、フィルタ無し
、および有りの時にそれぞれデータコ工、Ｊ２を得る。 これらのデータの物理適意味を式の形で以下に示す。 Ｊ□＝ＩｈＸＤｈＸＡｈＸｅｘｐ（−μｈＸｔ）＋ ｌ
３ＸＤ３ＸＡ３ＸｅＸＰ（−／！ａ×ｔ） 式（２
）Ｊ２＝Ｔ３Ｘ Ｉ、ＸＤ、ＸＡ、Ｘｅｘｐ（−μ、Ｘ
ｔ） 式（３）Ｊ ｙ ” Ｉ ｈ Ｘ Ｄ ｈ
＋Ｉ ３ Ｘ Ｄ ３ 式（４）Ｊ
４＝Ｔ３Ｘ Ｉ、ＸＤ、 式（５
）ただし、 ■ｈ：フィルタ無しの撮影時に被検体に入射する、吸収
端よりやや高いフォトンエネルギーのＸ線の量 ■３：フィルタ無しの撮影時に被検体に入射する、３倍
高調波の量 Ｄｈ＝吸収端よりやや高いフォトンエネルギーのｘｉに
対する検出器の検出効率 り、：３倍高調波に対する検出効率 Ａｈ：被検体内の着目元素以外の背景組織の、吸収端よ
りやや高いフォトンエネルギーのＸ線に対する透過率 Ａ３：被検体内の着目元素以外の背景組織の、３倍高調
波に対する透過率 μｈ：着目元素の、吸収端よりやや高いフォトンエネル
ギーのＸ線に対する吸収係数 ぉ３：着目元素の、３倍高調波に対する吸収係数 ｔ ：被検体内の着目元素の、Ｘ線ビームに沿った積分
量 Ｔ、＝３倍高調波に対するフィルタの透過率である。 吸収端よりやや高いフォトンエネルギーをもつＸ線に対
するＸｇ像Ｊｈは次式で求まる。 、Ｊｈ＝Ｊ１−Ｊ２／Ｔ、 式（６
）すへての計測が終了した後、すべてのＪｌ、Ｊ２デー
タのすべての画素について以下に示す演算が実行される
。 Ｊｅ” （ｉｎ（Ｊ３−Ｊ、／Ｔ３） −１１’ｌ（Ｊ
□−Ｊ２／Ｔわ）−ＫＸ（ｌｎＪ、−１ｎＪｚ）
式（７）ただし、Ｋは正数であり、任意パラメ
ータである。 式（７）で算出されるＪｅのデータの構造を以下に示す
。 Ｊ ｅ−（１” ｈ Ｋ ＸμｌＩ） Ｘｔ （１
ｎ Ａ ｈ Ｋ Ｘ ｌ ｎ Ａ ］ ）式（８） 式（８）の右辺の第１項はヨウ素濃度に比例する項であ
り、第２項はエネルギー差分像の中に残存する被検体の
像である。Ｋの値は差分像に含まれる被検体の像の強度
低下（Ｋは１ｎＡｈ／ｌｎＡ、に近いほど望ましい）と
ヨウ素に対する感度増加（Ｋはゼロに近いほど望ましい
）の兼ね合いで決定する。 得られた結果は一連のエネルギー差分像として記録され
る。 上記の計測において、Ｊ３およびＪ４のデータはビーム
強度と検出効率の不均一性を補正するためのものである
。この補正を行わない簡略化された演算の例として、次
式によりエネルギー差分像Ｊｅを求めることもできる。 Ｊｅ＝ＫＸｌｎ、Ｊ２１ｎ（Ｊｘ Ｊｚ／Ｔ、）
式（９）なお、式（９）の物理的意味は次式のように
なる。 Ｊｅ二（μ５−に×μ３）Ｘｔ −（ｉｎ（ＩｈＸＤｈＸＡ３） −Ｋ Ｘ１ｎ（Ｔ３Ｘ Ｉ 、 Ｘ Ｄ３Ｘ Ａ、））
式（１０）本実施例によれば、高速度で高感度でヨ
ウ素のエネルギー差分像が得られ、とくに冠状動脈の静
脈注入造影により得られる画質の向上に効果がある。 ［発明の効果］ 本発明によれば、着目元素の吸収端よりわずかに高いフ
ォトンエネルギーをもつＸ線を生成し、これを用いて着
目元素フィルタ無しの撮影が行えるので、エネルギー差
分像のＳｌＮ比を向上する計測を実現できる。
図は着目元素を５ヨウ素として、冠状動脈の造影撮影を
行うための実施例の装置構成を示す図である。２はシン
クロトロン放射光１を撮影時には通過状態、それ以外は
遮断状態とするＸ線シャノターである。３はアルミニウ
ム板で、描出を目的とするヨウ素の吸収端のエネルギー
（３３，２ｋｅＶ）より低いフォトンエネルギーをもつ
Ｘ線を吸収するためのものである。４は描出目的元素を
主要成分とするヨウ素フィルタで、厚さ０．６ｍｍのヨ
ウ化ナトリウム単結晶をガラス板に接着し、さらにガラ
ス板と接着剤で密封したものである。ヨウ素フィルタは
アーム５に固定されている。アーム５は紙面に垂直な回
転軸６に取り付けられており、ステッピングモーター７
により回転角が制御される。ステッピングモーター７が
所定の角度だけ回転往復運動するに伴い、ヨウ素フィル
タ４は上下運動し、シンクロトロン放射光の光路内に出
入りする。第１図にはヨウ素フィルタが光路内に存在す
る状態を示しである。ヨウ素フィルタ部を透過したシン
クロトロン放射光ビームは、シリコン（１１１）面を反
射面とする結晶分光器８に入射する。この結晶分光器は
前述したエネルギー選択手段を具体化したものである。 シリコン単結晶の表面は（１１１）面から３°ＯＩ−１
の角度で切り出されている。表面は入射する放射光に対
して、Ｏ’１３’ の角度をなすようにゴニオメータ９
て調節されている。 ヨウ素フィルタが光路内に存在しない時には出射される
Ｘ線ビーム１０の強度は、ピークかヨウ素のに吸収端エ
ネルギー３３．２ｋｅＶより０．４ｋｅＶ高く、吸収端
より低いフォトンエネルギーのＸ線はほとんど含まれな
い。また、３次高調波のピークは１００ｋｅＶで、その
強度は１次光（３３，６ｋｅＶ）の約１パーセントであ
る。 ヨウ素フィルタは３３．６ｋｅＶの成分を９９．９パー
セント吸収するが、３倍高調波は約３０パーセントしか
吸収しないので、ヨウ素フィルタを透過して結晶分光器
に入射した時に出射されるＸ線ビーム１０は、はとんど
３倍高調波成分となる。 分光器から出射されたＸ線は被検体試料１１を透過した
後、Ｘ線イメージインテンシファイア１２で可視光像に
変換される。Ｘ線イメージインテンシファイアの出力像
は１次レンズ１３によって平行光に変換される。第１図
におけるＡおよびＢは回転ミラー１４の２種類の回転角
状態を示している。Ａの状態にある回転ミラーは２次レ
ンズ１５を通してテレビカメラ１６の入力蓄積面の一部
１７−１に結像させる。Ｂの状態にある回転ミラーは２
次レンズ１５を通してテレビカメラ１６の入力蓄積面の
一部１７−２に結像させる。上記入力蓄積面に一時的に
記憶された画像は、テレビカメラコントローラ１８によ
りテレビカメラの電子線走査によって時系列信号として
読みだされ、増幅された後、ビデオデータ収録装置１９
においてアナログデジタル変換を経てメモリに記録され
る。 シーケンスコントローラ２ｏは計測のタイミング制御の
基準となる同期信号を生成する。ステッピングモータコ
ントローラ２１．２２．２３は所定の周波数で所定の数
のパルスをシーケンスコントローラから受け、それぞれ
、Ｘ線シャッタ２、ヨウ素フィルタ４、回転ミラー１４
を駆動するためのステッピングモーターを動作させる。 テレビカメラコントローラ１８はシーケンスコントロー
ラ２０から同期信号を受け、所定のタイミングでテレビ
カメラ１６の読出走査を実行する。 ヨウ素フィルタ内のヨウ素の量と透過率との関係を第２
図に示す。第２図において曲線Ａは３３．６ｋｅＶのＸ
線に対する透過率特性、曲線Ｂはその３倍高調波に対す
る透過率特性である。 本実施例においては、３３．６ｋｅＶのＸ線に対して２
パーセント以下の透過率とし、かつ３倍高調波に対して
減衰を少なく保つためにはフィルタ内ヨウ素量は０．１
ｇ／ｃｉ以上 ０．３ｇ／ｃｍ２以下の範囲が適切である。 上記のＸ線エネルギー選択手段として用いられている結
晶分光器の機能は、結晶面において回折されるＸ線のフ
ォトンエネルギーが結晶面間隔と結晶面へ入射するＸ線
の入射角によって次式で決定されるものである。 Ｅ＝１４．４Ｘｎ／ （２ＸｄＸｓｉｎθ） 式（１）
ただし、 Ｅ：選択されるＸ線の強度がピークとなるフォトンエネ
ルギー（単位： ｋｅＶ） ｄ：結晶面間隔（単位ニオングストローム）θ：入射角 ｎ：次数 Ｘ線の強度はｎが１の基本波が最大である。結晶の種類
と反射面の種類を選択することにより、ｎが３の３倍高
調波の強度をその１パ一セント程度にし、他の高調波の
強度は無視できるほど小さい値とすることができる。 結晶分光器の設定角を、基本波に対応するフォトンエネ
ルギーＥの値が着目元素の吸収端の１パ一セント増程度
になるように設定する。 着目元素フィルタ（以下、単にフィルタと略す）無しの
時、ビームは吸収端よりやや（１パ一セント程度）高い
フォトンエネルギーをもつＸ線とその３倍高調波の混合
ビームとなる。 フィルタ有りの時、吸収端よりやや高いフォトンエネル
ギーをもつＸ線はフィルタにより吸収され、その３倍高
調波はフィルタにより若干吸収される。その結果、ビー
ムは３倍高調波となる。 本装置を用いて冠状動脈の造影撮影は次のように行われ
る。被検体は着目する冠状動脈部位がＸ線ビーム１０を
横切る位置に来るよう固定される。 静脈を経由してヨウ素を含む血管造影剤を注入し、数秒
後に計測を開始する。 第３図は主要構成ヨウ素の計測時の動作状態を示すタイ
ムチャートである。まず、ヨウ素フィルタは素通しの状
態、回転ミラーはＡ位置の状態のもとてＸ線シャッタを
開にし、テレビカメラの入力蓄積面の１７−１の位置に
前述したＪエデータ相当の光学像を蓄積する。次に、Ｘ
線シャッタを閉とし、ヨウ素フィルタを動作状態に、回
転ミラーをＢ位置の状態にし、その状態でＸ線シャッタ
を開とし、テレビカメラの入力蓄積面の１７−２の位置
に前述したＪ２データ相当の光学像を蓄積する。次に、
Ｘ線シャッタを閉にし、ヨウ素フィルタおよび回転ミラ
ーは次の計測の開始に備え、それぞれ素通し状態、およ
びＡ位置の状態に戻され、テレビカメラの読出走査によ
り、Ｊ工およびＪ２データをメモリに記録する。 なお、検出器に入射するＸ線の単位時間当りの強度は、
ヨウ素フィルタ有りの場合はヨウ素フィルタ無しの場合
に比較しておよそ１０パーセント以下であるので、ヨウ
素フィルタ有りの場合にＸ線シャッタを開にしている時
間はヨウ素フィルタ無しの場合の数倍の長さに設定する
ことが適切である。 上記の計測を繰返すことにより、Ｊ工、Ｊ２データの組
を得るにの計測の終了後、被検体をＸＩＩＡビーム光路
から取り去った状態で同様の計測を行い、フィルタ無し
、および有りの時にそれぞれデータコ工、Ｊ２を得る。 これらのデータの物理適意味を式の形で以下に示す。 Ｊ□＝ＩｈＸＤｈＸＡｈＸｅｘｐ（−μｈＸｔ）＋ ｌ
３ＸＤ３ＸＡ３ＸｅＸＰ（−／！ａ×ｔ） 式（２
）Ｊ２＝Ｔ３Ｘ Ｉ、ＸＤ、ＸＡ、Ｘｅｘｐ（−μ、Ｘ
ｔ） 式（３）Ｊ ｙ ” Ｉ ｈ Ｘ Ｄ ｈ
＋Ｉ ３ Ｘ Ｄ ３ 式（４）Ｊ
４＝Ｔ３Ｘ Ｉ、ＸＤ、 式（５
）ただし、 ■ｈ：フィルタ無しの撮影時に被検体に入射する、吸収
端よりやや高いフォトンエネルギーのＸ線の量 ■３：フィルタ無しの撮影時に被検体に入射する、３倍
高調波の量 Ｄｈ＝吸収端よりやや高いフォトンエネルギーのｘｉに
対する検出器の検出効率 り、：３倍高調波に対する検出効率 Ａｈ：被検体内の着目元素以外の背景組織の、吸収端よ
りやや高いフォトンエネルギーのＸ線に対する透過率 Ａ３：被検体内の着目元素以外の背景組織の、３倍高調
波に対する透過率 μｈ：着目元素の、吸収端よりやや高いフォトンエネル
ギーのＸ線に対する吸収係数 ぉ３：着目元素の、３倍高調波に対する吸収係数 ｔ ：被検体内の着目元素の、Ｘ線ビームに沿った積分
量 Ｔ、＝３倍高調波に対するフィルタの透過率である。 吸収端よりやや高いフォトンエネルギーをもつＸ線に対
するＸｇ像Ｊｈは次式で求まる。 、Ｊｈ＝Ｊ１−Ｊ２／Ｔ、 式（６
）すへての計測が終了した後、すべてのＪｌ、Ｊ２デー
タのすべての画素について以下に示す演算が実行される
。 Ｊｅ” （ｉｎ（Ｊ３−Ｊ、／Ｔ３） −１１’ｌ（Ｊ
□−Ｊ２／Ｔわ）−ＫＸ（ｌｎＪ、−１ｎＪｚ）
式（７）ただし、Ｋは正数であり、任意パラメ
ータである。 式（７）で算出されるＪｅのデータの構造を以下に示す
。 Ｊ ｅ−（１” ｈ Ｋ ＸμｌＩ） Ｘｔ （１
ｎ Ａ ｈ Ｋ Ｘ ｌ ｎ Ａ ］ ）式（８） 式（８）の右辺の第１項はヨウ素濃度に比例する項であ
り、第２項はエネルギー差分像の中に残存する被検体の
像である。Ｋの値は差分像に含まれる被検体の像の強度
低下（Ｋは１ｎＡｈ／ｌｎＡ、に近いほど望ましい）と
ヨウ素に対する感度増加（Ｋはゼロに近いほど望ましい
）の兼ね合いで決定する。 得られた結果は一連のエネルギー差分像として記録され
る。 上記の計測において、Ｊ３およびＪ４のデータはビーム
強度と検出効率の不均一性を補正するためのものである
。この補正を行わない簡略化された演算の例として、次
式によりエネルギー差分像Ｊｅを求めることもできる。 Ｊｅ＝ＫＸｌｎ、Ｊ２１ｎ（Ｊｘ Ｊｚ／Ｔ、）
式（９）なお、式（９）の物理的意味は次式のように
なる。 Ｊｅ二（μ５−に×μ３）Ｘｔ −（ｉｎ（ＩｈＸＤｈＸＡ３） −Ｋ Ｘ１ｎ（Ｔ３Ｘ Ｉ 、 Ｘ Ｄ３Ｘ Ａ、））
式（１０）本実施例によれば、高速度で高感度でヨ
ウ素のエネルギー差分像が得られ、とくに冠状動脈の静
脈注入造影により得られる画質の向上に効果がある。 ［発明の効果］ 本発明によれば、着目元素の吸収端よりわずかに高いフ
ォトンエネルギーをもつＸ線を生成し、これを用いて着
目元素フィルタ無しの撮影が行えるので、エネルギー差
分像のＳｌＮ比を向上する計測を実現できる。
第１図は本発明の一実施例の装置構成図、第２図は原理
説明図、第３図は本発明の一実施例のシーケンス図であ
る。 符号の説明 １・・・シンクロトロン放射光、２・・Ｘ線シャッタ、
４・ヨウ素フィルタ、８ ・結晶分光器。
説明図、第３図は本発明の一実施例のシーケンス図であ
る。 符号の説明 １・・・シンクロトロン放射光、２・・Ｘ線シャッタ、
４・ヨウ素フィルタ、８ ・結晶分光器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、任意の着目元素を選択的に描出するエネルギー差分
像測定装置であって、上記着目元素の吸収端エネルギー
より高いフォトンエネルギーをもつＸ線とその３倍高調
波のＸ線とを選択するＸ線エネルギー選択手段と、上記
着目元素を含むＸ線フィルタとを具備し、上記フィルタ
を用いずに撮影されたＸ線像と、上記フィルタを併用し
て撮影されたＸ線像とを計測し、それらのデータを用い
た演算によりエネルギー差分像を生成することを特徴と
するエネルギー差分像撮影装置。 ２、Ｘ線源がシンクロトロン放射光であることを特徴と
する請求項１記載のエネルギー差分像撮影装置。 ３、Ｘ線エネルギー選択手段が結晶分光器であることを
特徴とする請求項１に記載のエネルギー差分像撮影装置
。 ４、０．１ｇ／ｃｍ＾２以上０．３ｇ／ｃｍ＾２以下の
ヨウ素を含むＸ線フィルタ ５、血管造影撮影装置であって、ヨウ素を造影剤として
用い、ヨウ素のに吸収端より高いフォトンエネルギーを
もつＸ線と、その３倍高調波のＸ線とを選択するＸ線エ
ネルギー選択手段で生成されたＸ線を用いて撮影された
Ｘ線像と、上記選択手段で生成されたＸ線に対してヨウ
素フィルタを用いて撮影されたＸ線像とを計測し、それ
らのデータを用いた演算によりエネルギー差分像を生成
することを特徴とする血管造影撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2337129A JPH04207675A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | エネルギー差分像撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2337129A JPH04207675A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | エネルギー差分像撮影装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04207675A true JPH04207675A (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=18305720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2337129A Pending JPH04207675A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | エネルギー差分像撮影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04207675A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008075595A1 (ja) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Hitachi Medical Corporation | Ｘ線ｃｔ装置 |
| JP2011504393A (ja) * | 2007-11-23 | 2011-02-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ｋエッジ造影を実行する医療用ｘ線検査装置 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2337129A patent/JPH04207675A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008075595A1 (ja) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Hitachi Medical Corporation | Ｘ線ｃｔ装置 |
| US7983383B2 (en) | 2006-12-20 | 2011-07-19 | Hitachi Medical Corporation | X-ray CT apparatus |
| JP5384115B2 (ja) * | 2006-12-20 | 2014-01-08 | 株式会社日立メディコ | Ｘ線ｃｔ装置 |
| JP2011504393A (ja) * | 2007-11-23 | 2011-02-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ｋエッジ造影を実行する医療用ｘ線検査装置 |
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