JPH0511471B2 - - Google Patents

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JPH0511471B2
JPH0511471B2 JP60114428A JP11442885A JPH0511471B2 JP H0511471 B2 JPH0511471 B2 JP H0511471B2 JP 60114428 A JP60114428 A JP 60114428A JP 11442885 A JP11442885 A JP 11442885A JP H0511471 B2 JPH0511471 B2 JP H0511471B2
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Shirubasuta Kiisu Gurei
Furedoritsuku Birangaa Berii
Rindosei Hooru An
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Publication of JPH0511471B2 publication Critical patent/JPH0511471B2/ja
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    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
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    • A61B6/482—Diagnostic techniques involving multiple energy imaging
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    • A61B6/40—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4035—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis the source being combined with a filter or grating
    • A61B6/4042—K-edge filters
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は普通デイジタル減算Ｘ線造影方法
（DSA）と呼ばれるこの方法を実施する装置に関
する。
デイジタル減算Ｘ線造影方法は、管状体、例え
ば身体の血管を見ることが出来る様にするＸ線方
式である。この方式は、関心のある管状体（例え
ば血管）を持つ撮影対象領域の、マスク像と呼ば
れるＸ線像を撮影することを含む。マスク像をデ
イジタル化し、マスク像の画素を表わすデイジタ
ル・データをデイジタル・フレーム・メモリに入
れる。或る時刻に、普通はマスク像を撮影する直
前に、沃素化化合物の様なＸ線造影剤を管状体系
（例えば血液循環系）に注射する。造影剤が関心
のある領域にある管状体（例えば血管）に達した
時、一連のＸ線像を撮影し、それらをデイジタ
ル・データに変換する。次にマスク像又は造影前
の像のデータを造影後の像のデータから減算し
て、両方の像に共通な全ての軟らかい組織及び骨
構造を相殺し又は減算して取除く。この場合、造
影剤で充たされた管状体（例えば血管）を表わす
データが残る。今述べた方法は、造影前の像又は
一連のこういう像と、造影後の像又は一連のそう
いう像とを収集する合間に実質的な時間が経過す
る為に、普通時間減算作像と呼ばれる。
時間減算方法に伴う１つの問題は、主に軟らか
い組織の動きの為に、造影前のマスク像と造影後
の像の間に整合状態が実質的に失われることがあ
ることである。造影前の像と造影後の像を収集す
る間に、軟らかい組織又はその他のものの動きが
あると、減算した又は差像のデータの表示に人為
効果（アーテイフアクト）が現われ、こういう人
為効果が、その内壁が造影剤によつて限定されて
いる管状体（例えば血管）の所望の像をぼやけさ
せる。
時間減算では、普通は不随意に動かない骨は良
好に相殺し又は減算することが可能である場合が
多いが、嚥下、呼吸、ぜん動及び管状体（血管）
の膨張及び収縮による様な組織の不随意運動によ
り、或る人為効果又は２つの像の間の画素の整合
外れが起ることがある。
別の像減算方法が普通はエネルギ減算と呼ばれ
ている。エネルギ減算は、身体又は任意の物質に
よるＸ線の減衰がＸ線のエネルギに依存した現象
であつて、このエネルギの依存性が、平均原子番
号が異なる物質では異なつていることに基づいて
いる。エネルギ減算では、管状体（血管）を含む
解剖学的な領域のＸ線像を、Ｘ線管に公称低のキ
ロボルト数（kV）を印加して求め、撮影対象
（例えば身体）を介して投射されたビームが、低
い平均エネルギを持つ帯内のエネルギ・スペクト
ル分布を持つ様にする。比較的低いエネルギの像
を求めた後、Ｘ線管に相対的に高いkVを印加し
て別の像を求め、スペクトル帯が一層高い平均エ
ネルギを持つ様にする。１対の内の２つの像は逆
の順序にしてもよい。即ち、高エネルギの露出を
低エネルギの露出より先にしてもよい。説明の便
宜の為並びに一貫性の為、こゝでは低エネルギ露
出が１対の内の最初の露出であると仮定する。時
間減算に於ける造影前及び造影後の間の典型的な
10秒という比較的長い期間に較べて、典型的には
33ミリ秒以内という様に、非常に短い期間内に、
低エネルギ及び高エネルギの像を求める。この
為、対象（例えば患者）の動きが原因で人為効果
が生ずる可能性が、エネルギ減算では著しく減少
する。普通の組織の検査では、２つの像は何等造
影剤を使わずに撮影される。血管造影法による検
査では、管状体（例えば血管）内に沃素化化合物
の様なＸ線造影剤が存在する時に２つの像を求め
る。何れにせよ、平均エネルギが高い像の画素デ
ータを平均エネルギが低い像のデータから減算
し、２つの像の間の差を表わすデータが残る様に
する。減算の前に、データに種々の重みをかけ又
は倍率をかけて、軟らかい組織が減算によつて相
殺される様にする。データは硬い組織（例えば
骨）も相殺する様に加重することが出来る。然
し、管状体（例えば血管）を限定し、それを見え
る様にする為に実際に頼りになるものである沃素
化造影剤の大部分をも減算せずに、硬い構造（骨
構造）を相殺することは出来ない。
混成減算と呼ばれる方法は、エネルギ減算方法
及び時間減算方法の組合せを用いる。混成減算で
は、相異なる２種類の平均Ｘ線エネルギで、即ち
Ｘ線管に２種類の異なるキロボルト数を印加し
て、Ｘ線像を求め、軟らかい組織による信号を抑
圧する様な形でこれらの像を組合せる。エネル
ギ・スペクトル帯の平均エネルギが低い及び高い
Ｘ線ビームを求める方法は周知である。１つの方
法は、Ｘ線管の陽極に一定のキロボルト数（kV）
を印加し、ビームの途中に交互に２種類の異なる
フイルタを介在させることである。一方のフイル
タはＸ線ビームを軟らかくする為、即ち低い平均
エネルギ帯より高い高エネルギ・スペクトルを除
去する為のものである。１つのフイルタは、ｋ−
エツジより低いエネルギを持つＸ線光子に対する
減衰が比較的小さく、ｋ−エツジより高いエネル
ギに対する減衰を大きくすべきであり、こうして
高エネルギ・スペクトルを除去する。他方のフイ
ルタは高エネルギ・ビームを硬化させ、低エネル
ギ・スペクトルを強力に減衰させ又は吸収する物
質で構成される。
平均エネルギが低及び高のＸ線ビームは、Ｘ線
管の陽極に低kV及び高kVを交互に印加すること
によつても得られる。低エネルギ及び高エネルギ
のＸ線ビームを発生する好ましい方法は、Ｘ線管
の印加電圧及びフイルタをそれに応じて切換える
ことである。
混成減算では、最初に対象（身体）を介して低
平均エネルギのＸ線ビーム（以下低エネルギ・ビ
ーム又は低エネルギ・スペクトル帯と呼ぶ）を投
射してマスクを求めた後、管状体系（例えば血液
循環系）に投射されたＸ線造剤が検査している撮
影対象領域にある管状体（血管）にまだ入つてい
ない時、平均エネルギが一層高いＸ線ビーム（以
下高エネルギ・ビーム又は高エネルギ・スペクト
ル帯と呼ぶ）を用いる。２種類のエネルギで得ら
れた、主に硬い組織（骨）及び軟らかい組織で構
成される像を作る画素の強度に対応する信号は、
適当な定数ｋを用いて倍率を掛け又は加重し、そ
の後像を減算して、軟らかい組織の変化による信
号が抑圧され、硬い構造（骨構造）が残る様なマ
スク像を発生する。次に、造影剤を構成する注射
した沃素化化合物が検査領域内の管状体（血管）
に達した時、１対の高エネルギ及び低エネルギの
Ｘ線像のデータを求める。この１対の像に対する
データは、最初の１対の像に使われたのと同じ一
定の加重係数を掛け、この対の内の一方の像を他
方から減算して、この結果得られた造影後の像
が、硬い組織（骨）と造影剤が入つている管状体
（血管）とを表わすデータを持つ様にする。混成
減算の最後の工程は時間減算と同等であり、２種
エネルギの造影後の像を２種エネルギの造影前の
マスク像から減算して、硬い組織（骨）を抑圧し
又は相殺し、造影剤が入つている管状体（血管）
を孤立させる。時間減算単独に較べた混成減算の
主な利点は、両方の２種エネルギ像で軟らかい組
織が抑圧され又は相殺される為、軟らかい組織の
動きによる人為効果の影響が少なくなることであ
る。
混成減算は、マスク像を得る時と造影後の像
（１つ又は複数）をとる時の間に動いたものがあ
つても、それを除く良好な方法である。然し、造
影後の低又は高エネルギの像を単に造影前のマス
ク像から減算する普通の時間減算の間、動きが全
くなければ、時間減算像を使うことが出来る。こ
れは、時間減算像は一般的に混成減算像よりも信
号対雑音比（SNR）が一層良いからである。
SNRが一層高ければ、表示される像は、所定の
ノイズ・レベルに於けるコントラストが一層よ
い。
或る検査手順では、軟らかい組織の動きが起る
確率が高いことが判つている。頸動脈の反対側分
岐の検査がその１例である。頸動脈の標準型の
DSA検査では、50％もの像は、患者の嚥下又は
沃素化造影剤の存在に対する不随意反応により、
軟らかい組織の動きによる人為効果がある。混成
減算はこういう人為効果をなくすのに成功してい
るが、その結果得られる像は時間減算よりも
SNRが本質的に低い。像の積分及び雑音減少方
法を使うこと等により、SNRを改善する試みが
なされているが、その成功の程度には違いがあ
る。混成減算によつて求めた像の雑音は、Ｘ線像
を解釈する為の診断を一層困難にするので、従
来、時間減算像と混成減算像を別々に且つ同時に
表示するのが常套手段であつた。時間減算像は、
動きによる人為効果が存在する場所を除き、像の
全体的な品質が最良である。混成減算像は動きに
よる人為効果を除去しているが、この像は時間減
算像よりも、雑音がより多く、又は雑音の構成が
異なつている。混成減算像及び時間減算像の両方
を別々のフイルム又は別々のビデオ・モニタのス
クリーンに出すことにより、解釈に当る技師は両
方の像を較べて、時間減算像では動きによる人為
効果の為に全体的にぼやけたり、混成像では雑音
の為又はSNRが低いことによつて低下している
様な血管の状態に関する判断を下すことが出来
る。
混成DSAに伴う２番目の問題は、像を減算す
る時、動きによる人為効果をなくす様に、適当な
加重係数又は定数ｋに関する判断を技師が下すこ
とである。これは経験的には、ビデオ・モニタを
見ながら行われるが、全体的な検査時間をかなり
長くする場合が多い。更に、慣れていない技師は
最適の加重係数を選択出来ず、その為混成減算方
法の利点を最大限に活用することが出来ない。
発明の要約 この発明の目的は、像にかなりの動きによる人
為効果が存在する場合、関心のある領域内で人為
効果を持つ区域に混成作像手順をかけ、或る補正
処理を実施した後、こういう区域を時間減算の差
像につぎ合せ、その結果像全体が、時間減算像か
ら人為効果を差し引いたものと実質的に同等の診
断情報を持つ様に、時間減算像を発生して表示す
る装置を提供することである。
この発明の別の目的は、動きによる人為効果を
減算によつて最適に除き又は相殺する為に、低エ
ネルギ及び高エネルギの差像のデータに乗じなけ
ればならない係数又は定数ｋを自動的に決定する
ことである。
この発明では、低エネルギ及び高エネルギの時
間差像を求め、これらの像を表わすデイジタル・
データを例えば磁気デイスクに貯蔵する。像収集
手順は係属中の米国特許出願通し番号第371683号
に詳しく記載されている。
像の収集は、関心のある管状体（例えば血管）
を含む撮影対象領域を、平均エネルギが高及び低
のＸ線ビームの密接に相次ぐ対の順序に露出する
ことを含む。この順序は、管状体系（例えば血液
循環系）に注入された造影剤がまだ関心のある管
状体（例えば血管）に到達していない時に開始さ
れる。造影剤が関心のある管状体（血管）に到着
し且つそれから出て行く時を通じて、低エネルギ
及び高エネルギの露出の対を連続的に行う。後者
が造影後の期間と呼ばれる。普通、この後、低エ
ネルギの造影前の像を加算し、低エネルギの造影
後の像も加算する。こうして加算した像に加重
し、一方を他方から減算して、動きによる人為効
果が存在しなければ、最善の像となる１個の低エ
ネルギの時間差像を表わすデータを求める。高エ
ネルギの造影前及び造影後の像も加算し、加重
し、減算して、高エネルギの時間差像を求める
が、これは低エネルギの時間差像のコントラスト
を持つていないのが普通である。
任意の良好な低エネルギの造影前の像を任意の
良好な造影後の低エネルギの像と組合せて、低エ
ネルギの時間差像を作ることが出来るが、前段に
述べた加算又は積分過程によつて普通は最善の像
が得られる。
低エネルギ及び高エネルギの造影前及び造影後
の各々の露出に対するデータを任意の時に貯蔵装
置から再生することが出来るので、任意の時に混
成減算像を発生する為のデータを利用し得る。前
に述べた様に、混成像は低エネルギ及び高エネル
ギの時間差像に適当な加重定数又は係数ｋを乗じ
て、加重した像を減算、即ち組合せた時、硬い組
織（例えば骨）及び軟らかい組織が相殺されて、
沃素化合物を含む管状体（血管）が残つて目に見
える様にするものである。然し、混成像は普通は
かなりの雑音を持つている。
この発明では、最善の時間差像をビデオ・モニ
タに表示し、この像を表わすデイジタル画素デー
タが表示装置制御器のメモリに貯蔵される。ビデ
オ信号の一方の極性に対して動きによる人為効果
が存在すると仮定すると、この人為効果は、黒色
又は黒色に近い不規則な形の区域と、像内にある
隣接した明るい区域とになつて現われ、これら
が、その区域内に存在していて見える筈の組織又
は沃素造影剤の真の形をぼかし又は消してしま
う。ビデオ信号が反対の極性を持つ場合、人為効
果は白色になつて現われる。こゝでは、動きによ
る人為効果が黒色に見える様にする様なビデオ信
号の極性を想定している。場合によつては、像の
大部分はきれいで診断可能であるが、その中に動
きによる人為効果のアイランドが存在する。この
発明の方法は、時間差像の内、、厄介な動きによ
る人為効果が存在する区域に置き換え又はつぎ合
せる為に、予定の区域の混成像を発生することが
出来る様にする。
利用者の観点からすると、この発明は動きによ
る人為効果を持つ表示された時間差像内に４つの
領域を限定することを含む。これらの領域が例え
ばトラツクボールによつて制御されるカーソルに
より、輪郭が定められる。第１の領域は患者の動
きによる人為効果を持つ１つ又は更に多くの領域
である。任意の選ばれた第１の領域をRaで表わ
す。こゝで添字ａは人為効果を表わす。
第２の領域Rsは支配的に良好な沃素造影剤信
号を持ち、こゝでｓは信号を表わす。第２の領域
は、白色に見える沃素化合物以外の何も存在しな
い様な管状体（例えば血管）の境界内に選ぶこと
が出来る。
第３の領域は動きによる人為効果の為にぼやけ
た管状体（例えば血管）の細部を見る為に、混成
減算を実施すべき領域である。第３の領域をRh
で表わす。こゝでｈは混成を表わす。時間減算像
内のこの様に呼ぶ第３の領域の内の２つ以上を、
混成像で置き換える為に選定することが出来る。
第４の領域は背景とも呼ぶオフセツトを測定す
る為に使われ、Rbで表わし、こゝでｂは背景を
表わす。背景又はオフセツトは像の中の何処にで
も存在するが、比較的明るいか灰色であつて、コ
ントラストの強い区域の外側にある区域内で識別
し得る。像を収集した後、各々のデイジタル画素
の値に一定量のオフセツトをわざと追加する。こ
れは、低エネルギ像及び高エネルギ像の対応する
画素を互いに減算する時、、負の数が発生するの
を避ける為である。例えば、像のグレースケール
は０から255に及ぶことがある。例えば約100のオ
フセツトを導入すると、一番明るい又は強度が最
低の範囲になり、これによつて減算結果が常に正
になることが保証される。像では、画素の負の値
は無意味である。計算機に正の数しか処理するこ
とが要求されなければ、計算時間を短縮すること
が出来る。
４つの領域Ra，Rs，Rb，Rhに含まれるデータ
を計算機の処理装置で用いて、時間差像の内、人
為効果を持つ区域の代りに置き換え又はつぎ合せ
て、実際に区域Rh内に存在する管状体（例えば
血管）を見ることが出来る様にする混成像を表わ
すデータを発生する。この発明では、計算機は、
像の収集中に起る解剖学的な部分の動きがあれ
ば、それを最適の形で相殺する様な加重係数ｋを
計算する様にプログラムされる。更に計算機は、
新しく発生された混成像の領域内にある各々の画
素に加算するオフセツトO*と、各々の画素に乗
ずる利得Ｇとを計算し、混成像内にある画素の強
度が時間差像の強度と同じ大きさになる様にす
る。即ち、両方の像のコントラストが同じにな
り、背景又はオフセツトも同じになる様にする。
次に図面について更に詳しく説明する。
好ましい実施例の説明 本発明のデイジタル減算形Ｘ線造影装置につい
て、これらが最も利用される血管造影を具体例と
して、以下実施例を説明する。
こゝで前に述べた様にして一連の交互の低エネ
ルギ及び高エネルギの造影前及び造影後のＸ線露
出が行われ、こうして得られた各々の像フレーム
を表わすデイジタル画素データが貯蔵されている
と仮定する。更に低エネルギの造影前のマスク像
（１つのこういう像又は幾つかのこういう像の和
で構成される）を、造影後の像の内の１つ又は和
から対応して減算して、時間減算像を表わすデイ
ジタル・データを発生したと仮定する。時間減算
像のデータがビデオ表示装置制御器のメモリに貯
蔵されており、これがビデオ・モニタの陰極線管
のスクリーンに像を表示させる。次に、表示され
た時間減算像が全般的に診断に適した品質である
が、動きによる人為効果を構成する黒色領域の様
な、細部を持たない区域を含んでおり、人為効果
が重要な区域にある血管をぼかしていると仮定す
る。この場合、人為効果を含む区域だけを混成像
に置き換えることが指示され、これはこの発明の
方法を使つて達成することが出来る。
後で混成減算像を発生する為に、高エネルギの
時間減算像も発生してフレーム・メモリに貯蔵す
る。高エネルギの時間減算像は表示する必要がな
いが、希望によつては表示してもよい。簡単の
為、高エネルギの時間減算像が低エネルギの時間
減算像程度であると仮定する。この為、関心のあ
るどの領域でも、混成像で置き換える為に、高エ
ネルギ像を処理することはしない。
この発明は、どの低エネルギ又は高エネルギの
時間減算像も３つの成分で構成されるという前提
に立つている。即ち次の式で表わすことが出来
る。
Il＝Is,l＋Ia,l＋Ol (1) Ih＝Is,h＋Ia,h＋Oh (2) こゝでIlは低エネルギ（低kV）の、Ihは高エネ
ルギ（高kV）の時間差像の全体信号を表わす。
Is,l（Is,h）は夫々低kV及び高kVの時間差像の信号
成分を表わす。これは、血管の境界を定めるＸ線
造影剤を表わすものであるから、有用な信号成分
である。Ia,l（Ia,h）は人為効果による夫々低kV及
び高kVの時間差像内の信号成分を表わす。Ol
（Oh）は、像を減算した後、画素の値が正になる
様に保証する為に、夫々低kV及び高kVの像デー
タに加算される背景又はオフセツト信号成分を表
わす。
繰返して説明すれば、“ｌ”は低、“ｈ”は高、
“ａ”は人為効果、“ｓ”は有用な信号、“Ｏ”は
オフセツトを夫々表わす。
混成像Ｈの式は次の通りである。
Ｈ＝Il−kIh (3) こゝで“ｋ”が加重係数又は混成組合せ係数で
あり、時間差像を減算する時に、組織の動きが原
因で生じた人為効果を相殺し、造影剤による信号
を残す為に、高kVの像Ihの画素データに乗じな
ければならない係数である。
式(3)を式(1)及び(2)で表わせば、次の様になる。
Ｈ＝Is,l−kIs,h ＋［Ia,l−kIa,h］＋Ol−kOh (4) 減算してなくし又は相殺したいのは人為効果信
号ａであるから、式(4)の括弧内をゼロに等しいと
おくことが出来る。この場合、低kV及び高kVの
時間差像の人為効果信号の測定値から“ｋ”の最
適値を決定することが出来る。即ち ｋ＝Ia,l／Ia,h (5) 人為効果信号の寄与をどの様に測定するかは後
で説明する。
次に、式(3)で表わした混成像の代りに、新しい
混成像H*を次の様に定義する。
H*＝GH＋O* (6) ＝Ｇ（Il−kIh）＋O* （6a） こゝでＧは、混成像H*の沃素発生信号による
コントラストを、H*をつぎ合せることによつて
動きによる人為効果を除去しようとする時間差像
のコントラストと同じ値に保つ為に、基本的な混
成像Ｈの画素データ又は像フレームに乗じなけれ
ばならない利得係数であり、O*は新しい混成像
のオフセツトを、人為効果を除去しようとする低
の時間差像と同じ値に保つオフセツト係数であ
る。
式(6)のＨは式(4)の第１項、第２項、第５項及び
第６項で構成される。式(4)の括弧内の項目は、基
本的な混成像Ｈを発生する時に、式(5)で表わされ
る様にｋを選択することによつて人為効果が相殺
される為に、消滅する。
式(5)で表わされるｋの値を式(4)に代入し、式(1)
と比較することにより、次の結果が得られる。
Ｇ＝（１−Ia,l／Ia,h・Is,h／Is,l）-1 (7) O*＝Ol［１−Ｇ（１−ｋOh／Ol）］ (8) Ｘ線イメージ・インテンシフアイヤの出力発光
体上に現われるＸ線像を光像に変換したものを見
るビデオ・カメラにより、像が収集される。カメ
ラから出力されるアナログ・ビデオ信号にオフセ
ツトを加算することが出来る。然し、信号に同じ
アドレス値が加算されるが、この結果得られる低
kV及び高kVの像の実際のオフセツトは、デイジ
タル化した画素に変換した後は、異なることがあ
る。１つの理由は、ビデオ・カメラ並びにその電
子回路の、像の相異なる輝度レベルに対する応答
が非線形であることがある為である。別の理由
は、アナログ・デイジタル変換器が、異なるレベ
ルの信号に対し、又は異なる時刻に得られた像に
対し、応答が異なる為である。後で説明するが、
この発明では、表示される低kVの時間差像につ
ぎ合わせる混成像H*を形成するのに使う為の低
及び高の時間差像の実際のオフセツトOl及びOh
を決定することが出来る。
次に、動きによる人為効果を持つ時間差像の選
ばれた領域に挿入された時に、画素の強度又は明
るさと、相対的なコントラストの点で、周囲の時
間差像と釣合い、人為効果によつてぼやけた像情
報を診断が出来る品質にまで復元し、動きによる
人為効果のない新しい混成像を発生する為に、式
(6)又は（6a）で必要とするパラメータｋ、Ｇ及
びO*を決定する方法を説明する。
これから説明するＸ線作像装置を使うことによ
り、低エネルギの造影前の像又はマスク像を低エ
ネルギの造影後の像から減算することによつて得
られる最善の時間差像を表わすデータが収集され
たと仮定する。この像フレームに対する画素デー
タがビデオ表示装置制御器のメモリに入つてお
り、これらのデータから発生された像が、第２図
に示す様に、ビデオ・モニタの陰極線管のスクリ
ーンに表示される。血管はＸ線造影剤で一杯にな
つていて、それによつて限定されると考えられ
る。図示例では、像を収集する際の組織の動きに
よる典型的な人為効果が第２図の円形の時間差像
の左下象限の黒色のアイランドとして現われてい
る。従つて、像の他の所では細部がはつきりして
いるが、動きによる人為効果によつてぼやけた区
域では、血管がどうなつているかを判定すること
が出来ない。人為効果を持つ区域だけを混成像で
置き換えることが必要である。
後で詳しく説明するが、装置は計算機と、像デ
ータを処理する為の適当なメモリとを持つてい
る。装置は、トラツクボールをも持つており、利
用者が任意の向きにこれを回転して、カーソル発
生すると共に、このカーソルをモニタ・スクリー
ン上で動かして、表示される時間差像の任意の規
則的又は不規則領域を指し、或いはその周りをた
どる様にすることが出来る。こゝでは、計算機
が、表示された時間減算像の上に書込まれたカー
ソルのトレースがたどる全ての画素の座標を決定
することが出来ると考えられたい。
この発明の人為効果を除く方法では、オペレー
タは、表示された時間減算像内の４つの関心のあ
る領域を選択し又は限定することが要求される。
第１の領域Raは大きな人為効果を持つ領域のサ
ンプルである。この領域が、第３図で円形像区域
の左下象限にある白線で囲つた矩形によつて限定
されている。この限定された領域が、後で詳しく
述べる様に、カーソル書込みトラツクボールを使
うことにより、表示装置のスクリーンに書込まれ
る。限定された領域内にある画素の座標が計算機
のメモリに保持される。限定された領域は、Ra
の様なパラメータを表わす領域を囲むに必要な任
意の形を持つていてよい。この領域は例えば円
形、４角又は梨形であつてよい。
選択して限定しなければならない第２の関心の
ある領域Rsは、血管内のＸ線に不透明な媒質の
密度を示している領域である。この領域は、第５
図の像の右下象限に現われる白線で囲つた矩形に
よつて限定される。この領域は、密度の一様性の
点で、明らかに造影剤で一杯になつた血管内に限
定されている。この場合、長軸を垂直にした楕円
又は平行四辺形を使うことが出来る。何れにせ
よ、限定された領域Rs内の画素の座標が決定さ
れ、計算機のメモリに貯蔵される。Rsは、最大
限の明瞭度で見ることが出来る血管を表わす良好
な信号である。
関心のある第３の領域は、背景又はオフセツト
の密度を表わす領域Rbであり、第４図に白線の
矩形で示してある。オフセツトRbは、比較的経
験のないオペレータでも、時間減算像の内、実質
的に密度変化がなく、且つ目につく様な解剖学的
な構造の変化のない区域を探すことによつて拾い
出すことが出来る。オフセツトは実質的に背景で
あつて、誰でも塗料を塗つた場合の背景、又は一
様性を持つ大きな区域を知覚するのと同様に決定
することが出来る。関心のある領域Rb内の画素
の座標が計算され、計算機のメモリに貯蔵され
る。
関心のある第４の領域Rhは、表示された時間
減算像内の対応する領域を混成減算像で置き換え
た領域である。第６図に白線でその輪郭を示した
２つのカーソルで限定される矩形は、オペレータ
が、隣接する、形の異なる２つの領域は、修正混
成減算像で置き換えた方がよい、と判断したこと
を示している。勿論、これらの領域は隣接してい
る必要はなく、混成像で置き換えた方がよい２つ
より多くの領域を限定してもよい。第６図の例で
は、領域Rhが、明白に人為効果を含む区域と、
不確実さがある惧れのある区域とを含む様に、オ
ペレータによつて限定されている。領域Rh内に
ある画素の座標が時間減算像から決定される。第
６図が完成品であることに注意されたい。後で説
明する方法により、修正された混成減算像が既に
挿入されている。第２図の基本的な時間減算像で
現われた動きによる人為効果Raが減少している。
前は人為効果の為にぼやけていた血管の形が、こ
の図では見ることが出来、診断が可能である。勿
論、診断の為に像を表示する時、カーソルをター
ンオフして、診断する者のじやまにならない様に
することが出来る。
関心のある４つの領域は任意の順序で選択する
ことが出来ることを承知されたい。
今説明した関心のある４つの領域を限定した
後、次の操作を実施する。
１ カーソルによつて限定された背景領域Rb内
で、低kV及び高kVの時間差像に対して別々
に、全ての画素強度の値の和を形成する。低
kV及び高kVの像で同一の領域Rbを使う。和
がオフセツトOl及びOhを限定し、これは次の
式で表わされる。
LOl＝L 〓j=1 Ib,l,j LOh＝L 〓j=1 Ib,h,j Ｌは単に限定された領域Rb内にある画素の
総数を意味する。Ｉは背景領域だけにある像の
強度を表わす。
２ カーソルによつて限定された人為効果を持つ
領域Ra内で、低kV及び高kVの時間差像に対
して別々に、全ての画素強度の値の和を形成す
る。低kV及び高kVの像で同一の領域Raを使
う。これらの和が次の式によつて表わされる。
Al＝N 〓j=1 Ia,l,j−NOl Ah＝N 〓j=1 Ia,h,j−NOh こゝでＮは限定された領域Ra内にある画素
の数であり、これは関心のあるオフセツト領域
内の画素の数Ｌ、及び関心のある造影剤信号領
域にある画素の数Ｍと異なつていることがあ
り、異なつているのが普通である。Ｉは領域
Ra内の像の強度である。
３ 動きによる人為効果を相殺する為に、式(5)の
最適の加重係数“ｋ”の値を生ずる様な、前述
の操作２の和の比を計算する。
ｋ＝Al／Ah ４ 関心のある限定された領域Rs（これは血管内
の造影剤による有効な信号を表わす）内で、低
kV及び高kVの時間差像に対して別々に、全て
の画素強度の値の和を形成する。低kV及び高
kVの像に同一の領域Rsを使う。これらの和は
次の式で表わされる。
Sl＝M 〓j=1 Is,l,j−MOl Sh＝M 〓j=1 Is,l,j−MOh こゝでＭは領域Rs内の画素の数である。
５ 前述の操作４に於ける和の比を計算し、式(7)
に代入して、時間差像と同じコントラストを保
つ様な混成像の利得係数Ｇを決定する。
Ｇ＝（１−Al／Ah・Sh／Sl）-1 ６ ｋ、Ｇ、Ol及びOhの値を式(8)に代入して、
混成像に加算すべきオフセツトO*を決定する。
７ 次に関心のある選ばれた領域Rh内にある
各々の画素に対し、式(6)及びｋ、Ｇ及びO*に
対して求めた値を使つて、時間差像内に限定し
た領域Rh（１つ又は複数）に挿入すべき混成像
H*を形成する為の強度の値を計算する。
８ 次に、低エネルギの時間差像で、領域Rh内
にある画素の値を、前述の操作７によつて計算
した画素の値に置き換え、この結果得られた複
合像又はつぎ合せ像をビデオ・モニタに表示す
る。
今述べた手順により、時間差像の大部分にわた
つて通常存在する比較的高い信号対雑音比が保た
れることが理解されよう。動きによる人為効果が
ある場合、人為効果を除く為に、最適の混成減算
を行う。動きによる人為効果が相殺された混成像
を発生する為の最適の加重係数ｋをみつける為
に、オペレータによる試行錯誤の必要がない。挿
入された区域が限られた修正混成像は、時間減算
像のコントラスト及び強度のレベルと同形であ
り、その為、限られた混成像をつぎ合せたことを
検出することは全く不可能である。完全な時間差
像と完全な混成像の２つの像又は表示を、互いに
隣合せに配置する従来の必要がなくなる。雑音の
多い修正されていない従来の混成像から真の診断
情報を取出す困難が少なくなる。像を収集する以
上にオペレータに要求される唯一の手間は、最適
手順の為に必要な関心のある４つの領域を限定す
ることである。
同時に表示される時間差像内の動きによる人為
効果を持つ領域を混成減算像に置き換えるこの発
明に使われる工程を説明したので、像データを処
理するこの発明のハードウエアを第１図について
説明する。
第１図の内、交互に密接に相次ぐ高エネルギ及
び低エネルギ（高kV及び低kV）の像を収集する
のに関係する部分は、公知である。これは、陽極
１１、陰極１２及び制御格子１３を持つＸ線管１
０で構成される。Ｘ線電源をブロツク１４で示
す。この電源は普通の高圧逓昇変圧器、整流器及
び切換え回路を持つているが、これらはどれも示
してない。こゝでは、電源が例えば70kV程度の
低キロボルト数（kV）を陽極１１及び陰極１２
の間に印加するのと交互して、130kV程度の高
kVをたて続けに印加して、夫々低い平均光子エ
ネルギ及び高い平均光子エネルギを持つＸ線ビー
ムを放出させることが出来ることが判つていれば
十分である。低kV及び高kVのビームと同期し
て、可動のＸ線フイルタ１５をビーム内に挿入す
ることが出来る。低kV及び高kVのビームのＸ線
光子エネルギ・スペクトルを狭くする為の適当な
フイルタは周知である。
バイアス電圧源がブロツク１６で示されてい
る。低kVをＸ線管の陽極に印加する時、バイア
ス源は制御格子１３にゼロ・バイアス電圧を印加
する様に制御される。この場合、Ｘ線管電流は、
高kVが陽極に印加され且つ負のバイアス電圧が
格子に印加される時の電流に較べて、一層大き
い。低エネルギ及び高エネルギのＸ線パルスのタ
イミング及び同期が、電源１４を制御する公知の
Ｘ線システム制御器によつて行われる。高エネル
ギ及び低エネルギのビームを発生する為の適当な
Ｘ線電源が米国特許第4361901号に記載されてい
る。
一連の対の低エネルギ及び高エネルギのＸ線ビ
ームが楕円１８で表わした身体を介して投射され
る。この身体が、デイジタル減算Ｘ線血管造影手
順によつてその状態を判定しようとする、例えば
分岐した血管１９を持つている。Ｘ線ビームを持
つ解剖学的な領域に軟らかい組織、骨及び血管を
持つＸ線像が、イメージ・インテンシフアイヤ２
１の入力発光体２０に入る。対応する光像がイン
テンシフアイヤの出力発光体２２上に現われる。
ビデオ・カメラ２３がこの光像を観て、それをア
ナログ・ビデオ信号に変換し、これが線２４に出
力される。アナログ信号がアナログ・デイジタル
変換器（ADC）２５によつてデイジタル信号に
変換される。デイジタル信号の値は、各々の像フ
レームを構成する画素の強度に対応する。デイジ
タル値は典型的には12ビツトの奥行である。これ
がブロツク２７で表わしたメモリ制御装置と呼ぶ
システム部品に入力される。これまで第１図につ
いて説明した構成並びに作用は、一般的にデイジ
タルＸ線透視法の当業者に知られていることであ
る。
第１図の装置はシステム制御器と呼ぶ主体の中
央処理装置（CPU）によつて制御され、これを
ブロツク３５で示してある。CPUブロツク３５
は、プログラム命令の為のメモリ、オペレイテイ
ング・システム、及び演算論理回路等の、普通は
主体CPUの一部分である部分を含む完全な計算
機処理システムを表わす。システムとのオペレー
タ・インターフエイスが利用者端末装置と呼ぶブ
ロツク３６で表わされている。これがCPU３５
に結合され、多重デイジタル信号線３７を介して
システムと両方向の通信をする。オペレータが、
端末装置に付設されたキーボード３８を使うこと
により、Ｘ線像収集手順及び像データ処理手順を
選択する。オペレータ用手動スイツチ３９が
CPU３５の隣りに示されている。このスイツチ
を一時的に閉じると、Ｘ線露出順序を実施する為
の初期設定機能及び動作を遂行する様に、CPU
に知らせると仮定する。こういう動作の中には、
スイツチ３９を閉じてから、低エネルギ及び高エ
ネルギの造影前の露出の対を開始するまでの時
間、並びに、その順序が進行する時、造影後の像
も収集出来る様に、Ｘ線に不透明な媒質又は造影
剤を注射すべき時刻を測定することが含まれる。
第１図では、生の低エネルギ及び高エネルギの
像データが初めの像収集の間、メモリ制御装置２
７を介して供給され、多重デイジタル線４０，４
１を介して、何れもデイジタル処理装置４２に通
じている２つの同様な像データ・チヤンネルに出
力される。第１のチヤンネルは書込みアドレス制
御装置４３、メモリＡ又は４４、読取アドレス制
御装置４５及びバツフア４６を含む。第２のチヤ
ンネルは書込みアドレス制御装置４７、メモリＢ
又は４８、読取アドレス制御装置４９及びバツフ
ア５０を含む。今述べた部品と、メモリ制御装置
２７及びデイジタル処理装置４２は、何れもタイ
ミング及び制御母線５１に結合されており、これ
はシステム制御器であるCPU３５から伸出して、
システム内の全ての部品をCPUによつて制御し
て、特定された機能を遂行すると共に、初めの像
データの収集の間並びに像データの再処理の間の
適当な時刻にそういうことをする様にする。
処理装置４２からデータ出力線又は母線５２
が、貯蔵処理装置と呼ぶブロツク５３に入力され
る。貯蔵処理装置５３は基本的にはデイジタル・
デイスク記録装置５４とインターフエイス接続す
る為の装置である。処理装置５３は、図に示して
ないが、一度に少なくとも４つの像フレームを表
わすデータを保有するデイジタル・メモリを持つ
ている。像データを処理装置４２から母線５２に
出力し、その後帰還又は循環母線５５を介してメ
モリ制御装置２７に戻すことが出来る。像データ
はデイスク記録装置５４から貯蔵処理装置５３を
介して呼出し、循環母線５５を介してメモリ制御
装置２７に戻すことも出来る。これは、前に述べ
た様に、例えば動きによる人為効果を持つ時間差
像内の領域に置き換える為に、関心のある領域の
混成減算像を形成するのに関連して行われる。
こゝで初めの像の収集が進行していると仮定す
る。低エネルギ及び高エネルギの像に対するデイ
ジタル・データを出力母線４０又は４１の内の一
方を介して直接的に貯蔵処理装置５３へと右に送
られ、その後貯蔵の為にデイジタル・デイスク記
録装置５４に供給することが出来る。云い換えれ
ば、チヤンネル内の部品は、CPUの制御信号に
より、収集された像を単純に通過させる様に設定
される。この為、生のデータ、即ち、低エネルギ
及び高エネルギの各々の露出に対するデータがデ
イスク５４に貯蔵され、この為、別にＸ線露出を
必要とせずに、任意の所望の方法で処理する為に
データを常に利用することが出来る。
露出順序の間に得られた任意の低エネルギ（低
kV）又は高エネルギ（高kV）の造影前又は造影
後の像と、時間差像又はエネルギ差像が発生され
る場合は、これらの像とを、任意の時にこの装置
で表示することが出来る。像フレームを表示する
為、それを表わすデイジタル画素データがデイス
ク記録装置５４から呼出され、ブロツク５６で表
わすビデオ表示装置制御器の完全フレーム・メモ
リに貯蔵される。こういうデイジタル・データが
母線５７又は５８を介して伝送される。
周知の様に、ビデオ表示装置制御器は１像フレ
ームに対するデイジタル画素データを貯蔵して、
画素信号を略ラスタ走査形式で出力することが出
来る。ビデオ表示装置制御器５６から出力される
デイジタル信号の値が、デイジタル・アナログ変
換器（DAC）５９でアナログ・ビデオ信号に変
換される。このアナログ・ビデオ信号がラスタ走
査形ビデオ・モニタ６０を駆動し、その陰極線管
のスクリーンに血管１９ａの像が表示される。
前に述べた様に、表示されている時間差像の動
きによる人為効果を持つ区域を含む関心のある領
域内の混成減算像を発生するには、トラツクボー
ル制御装置を用いて発生されるカーソルにより、
４つの領域を限定することが必要である。これら
の領域はRa（主に人為効果）、Rb（背景又はオフセ
ツト領域）、Rs（血管内にあるＸ線造影剤による
所望の信号又は画素強度）及びRh（混成減算像で
置き換えようとする時間差像内の領域）となる様
に選ばれている。トラツクボールを第１図ではブ
ロツク６２で示してある。グラフイツク発生器又
はカーソル発生器は、米国特許第4245244号及び
同第4454507号に詳しく記載されている。こゝで
は、トラツクボール制御装置のボール６３をどの
方向にも廻すことが出来ること、並びにそれが対
応するｘ、ｙ座標で一連のパルスを発生して、ビ
デオ表示スクリーン６１上に、第２図のRa，Rb，
Rs，Rhの様な任意の所望の囲まれた領域を限定
する明るいカーソルを作ることを述べておけば十
分である。トラツクボール・パルスが線６４から
伝送され、DAC５９でビデオ信号に挿入されて、
スクリーンに表示される像に重ねて書込まれるカ
ーソルを限定する。ビデオ表示装置制御器５６の
メモリに貯蔵されている時間差像のデータは、カ
ーソル信号の影響を受けない。トラツクボールが
母線６５を介してタイミング及び制御母線５１に
結合されている。カーソル信号の情報が母線６６
を介して主体CPU３５に供給される。これが４
つの領域を定めるカーソルに対する場所及び座標
データを貯蔵する。
像データの処理、像データの操作及び演算が、
デイジタル・ビデオ処理装置４２で実施される。
適当なDVPが米国特許第4449195号（米国特許出
願番号第321307号）に記載されている。この米国
特許には、DVPが演算論理装置、多重化器及び
メモリを母線で相互接続して構成されることが示
されている。主体CPUとDVPの間に処理装置制
御器が介在配置される。DVPが線３４を介して
ビデオ・カメラ２３にタイミング信号を供給す
る。これによつて、像データの収集を中断せず
に、或る動作が垂直帰線期間の間に実施されるこ
とが保証される。主体CPUは、像の収集及び像
データの処理を管理するプログラムを持つてい
る。像の収集の様な機能を遂行すべき時、CPU
が処方と呼ばれる少数個の適当なデイジタル命令
ワードを処理装置制御器に送る。処理装置が命令
を一連の指令ワードに翻訳し、これらのワードが
DVP内の選ばれた部品及びデータ通路をいろい
ろ作動し又は不作動にして、部品が、低kV及び
高kVの像の画素の加算又は積分、像データに対
する係数の乗算、生の画素データを自然対数の値
に変換すること、及び像を組合せ又は減算するこ
とという様な所望の動作を像データに対して遂行
する様にする。然し、上に述べた米国特許の
DVP制御方法は或る特徴が欠けており、この発
明はそういう特徴を補うものである。例えば、従
来の装置では、そのデータに操作する為に、１つ
のデイジタル・メモリを読出し、その結果を別の
メモリに書込む時、他方のメモリにある全ての位
置に書込まれる。云い換えれば、メモリの全部か
ら読取り又は全部に書込むか或いは何も読取らな
いか或いは書込まない様に強制されることは、計
算機のかなりの時間を消費する。この発明では、
領域Ra，Rb，Rs，Rhの様な像フレームの選ばれ
た部分にある画素を読出し且つ書込むことが出来
る様にする様式を説明する。この為、例えば
CPUが何個かのこういう領域にある画素を加算
しなければならないか、或いは混成像の一部分を
時間差像データを持つ表示装置制御器に転送しな
ければならない場合、関心のある画素だけを取扱
う必要がある。
第１図では、ブロツク７０が処理装置制御器を
表わす。これが制御及びタイミング母線７１及び
データ母線７２を介してCPU３５に結合される。
両方向母線７３が処理装置制御器７０をDVP４
２に結合する。前に述べた様に、主体CPUは、
カーソルの場によつて同定された像の画素の場所
を貯蔵している。オペレータが端末装置３６を使
うことによつて、その像を形成する為の指令を発
生することに応答して、完全な混成像が形成され
る。混成像が、デイジタルデイスク記録装置５４
から呼出したデータに基づいて形成され、DVP
４２にある幾つかの完全フレーム・メモリの内の
１つに貯蔵される。この後、DVPの演算論理装
置に式（6a）の計算を実行させることにより、
新しい又は修正した混成像H*が形成される。そ
の結果がDVP内のメモリに貯蔵される。CPUは
前以て利得Ｇ及びO*を計算しており、これが処
理装置制御器７０を介して、DVPにある演算装
置に送られる。この後残るのは、表示された時間
差像の対応する領域に置き換える為に、カーソル
によつて限定された、修正混成像の領域Rhだけ
を置き換えることである。
修正混成像が最小限の時間で、時間差像内の選
択された領域Rhに書込まれる。これは、この発
明では、Rhの限定された境界内にある画素だけ、
が、形成されてDVPのメモリに貯蔵されている
修正混成像から抽出されるからである。高速の書
込みを行う為、例えば特別の書込みアドレス制御
装置及び読取アドレス制御装置４３，４５が設け
られる。これらの制御装置は、普通とは違う形
で、デイジタル・メモリに対する書込み及び読取
りが出来る様にする。典型的には、ランダム・ア
クセス・メモリ（RAM）がレジスタを持つてお
り、メモリ・アレーに書込むべき画素データがこ
のレジスタに一時的に貯蔵される。然し、メモリ
に対する書込みが付能された時、データ転送時間
が開始し、メモリ内の全ての場所を順次進むまで
終らない。云い換えれば、メモリへの書込み並び
にメモリから読出しは、全部又は全くなしという
ことである。メモリの全部に書込むことは、大部
分が０を書込む場合でも、かなりの時間をくう。
この発明では、修正混成像の領域Rh内にある画
素だけの読取り及び書込みが希望である。
この発明では、完全な低エネルギの時間減算像
フレームがメモリＡ又は４４に装入される。時間
減算像を得る為、生の画素データがデイジタル・
デイスク記録装置５４からデイジタル処理装置４
２に転送され、そこで個別のデイジタル画素値を
自然対数の値に変換する。オペレータは、若干の
又は全部の低エネルギの造影前の像データ及び同
じ数の造影後の像データを積分するか或いは加算
してから、一方の積分したデータの組を他方から
減算して、低エネルギの時間減算像を得る様にし
てもよいし、或いはオペレータは良好な１つの造
影前の像及び良好な１つの造影後の像を、減算の
為に選ぶだけにしてもよい。何れにせよ、低エネ
ルギの時間減算像がデイジタル処理装置４２から
循環母線５５を介してメモリＡ又は４４に装入さ
れる。
同様に、前に述べた様に適当な利得Ｇ及びオフ
セツトO*を印加して、デイジタル処理装置４２
内で完全な修正混成像H*が形成され、この像が
メモリＢ又は４８に挿入される。
次に修正混成像H*の領域Rh、即ち時間減算像
で置き換えるべき領域を（読取アドレス制御装置
４９を使つて）メモリＢから読取し、デイジタ
ル・ビデオ処理装置４２、循環母線５５及び書込
みアドレス制御装置４３に通し、こうしてRhに
よつて限定されたメモリＡに対応する画素の値を
重ねて書込む。この為、時間差像には、関心のあ
る領域の修正混成像が挿入される。こうして組合
された全体の時間差像及び修正混成像のデータ
が、メモリＡからデイジタル・ビデオ処理装置４
２を介して読出され、表示装置制御器５６のメモ
リに送られる。一部分を修正混成像で置き換えた
時間差像が、第６図に示す様に、ビデオ・モニタ
６０の像１９ａとして表示される。
像１９ａは実質的に関心のある造影剤で充たさ
れた血管である。動きによる人為効果が除かれて
いるが、人為効果の為に好ましい時間差像で前は
ぼやけていた血管の一部分が見える様になつて、
明確に限定され、こうして診断する者によつて血
管の状態の正確な評価を下すことが出来る様にな
る。
時間差像の動きによる人為効果を持つ領域を混
成像で置き換えるこの発明の方法を説明した。好
ましい方法では、加重係数はオペレータの関与な
しに決定され、修正した、正確な置換用の混成像
を作成する時間が速い。動きによる人為効果を持
つ時間減算像の領域に修正混成像を挿入するこの
発明の考えは他の方法でも実施することが出来
る。最も基本的な方式は、時間減算像を単に表示
し、カーソルを使つて、人為効果を持つ領域Rh
を限定することである。時間減算像フレームをメ
モリＡに貯蔵すると共に、勿論表示装置制御器５
６のメモリにも貯蔵する。普通の混成減算像を作
成してメモリＢに貯蔵することが出来る。
メモリＡにある時間減算像の領域Rhにある画
素の値をこの後前述の様に混成減算像の対応する
領域にある画素で置き換える。その後、修正しな
い混成領域を持つ時間差像を表示することが出来
る。この方式は、混成像が普通は時間差像と同じ
輝度レベル又はオフセツト又は同じコントラスト
を持つていないけれども、混成減算工程によつて
動きによる人為効果を減少する結果として、診断
の効率を改善する。
前段に説明した方法では、装置が、加重係数ｋ
の幾つかの異なる値を選択する為のオペレータ制
御手段を備えていると仮定している。こうして、
造影剤で充たされた血管が残る様にしながら、全
てを最もよく相殺する結果が得られた値を最終的
に使うことが出来る様にする。特定の手順に対す
るｋの最善の値を貯蔵する。この基本的な方法
は、混成像Ｈを得る為に式(3)を実行することに相
当する。独特の特徴は、時間減算像に混成減算像
領域を置き換えて入れることである。
今述べた基本的な方法が、時間差像及び混成減
算像のコントラストを釣合せる別の工程を付け加
えることによつて改善される。これは、幾つかの
異なる利得係数C9を選択することにより、式(3)
の右側にオペレータが乗算することが出来る様に
する手段を設けることである。この為、式(3)は次
の様になる。
Ｈ＝（C9）（Il−kIh） （3a） 勿論、式（3a）では、式(3)の場合と同じく、
低エネルギの時間減算像及び高エネルギの時間減
算像を形成する前に、生の像データはそれに対応
する対数に変換される。
前段に述べた方法は、コントラストを釣合せる
だけでなく、時間減算像及び置き換える混成減算
像のオフセツト又は背景レベルを釣合せることに
より、更に改善することが出来る。この場合、装
置は、時間差像及びコントラストを補正した置換
用の混成像の輝度レベルが釣合う様な１つの値が
みつかるまで、画素に加えることの出来る幾つか
の異なるオフセツト値（Ob）をオペレータが試
みることが出来る様にする手段を備えている。こ
れは次の様に表わされる。
Ｈ＝（C9）（Il−kIh）＋Ob
【図面の簡単な説明】
第１図は混成像置換方法を実施するこの発明の
Ｘ線装置のブロツク図、第２図は動きによる人為
効果を示す時間減算像を示す写真に従つて作成さ
れた図であり、人為効果は円形像の左下象限の不
規則な形の領域であつて、黒色に近い色で現わ
れ、こゝで一番明るい領域は充填剤で充たされた
血管、特に頸動脈を示す。第３図は同じ像で、表
示される像にカーソルで書込んだ矩形によつて、
動きによる人為効果を表わす領域Raを限定した
場合を示す写真に従つて作成された図、第４図は
背景又はオフセツトを表わす領域Rbをカーソル
で区切つた同じ像の写真に従つて作成された図、
第５図は造影剤で充たされた関心のある血管の像
密度又は良好な信号を持つ領域Rsを示す同じ像
の写真に従つて作成された図、第６図は同じ時間
減算像を示す写真に従つて作成された図である
が、白線で区切つた２つの領域Rhでは、時間減
算像を修正混成減算像で置き換えてある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 解剖学的な領域の時間減算像を形成して、該
    像を構成する画素の強度に対応するデイジタル信
    号の値を貯蔵する手段、 前記時間減算像をビデオ・モニタに表示する為
    に、前記デイジタル信号の値をアナログ・ビデオ
    信号に変換する手段、 混成減算像を形成して、該混成減算像を構成す
    る画素の強度に対応するデイジタル信号の値を貯
    蔵する手段、 前記時間減算像の中に、画素信号の値を前記混
    成減算像の対応する領域（１つ又は複数）にある
    対応する画素信号の値でそれぞれ置き換えるべき
    領域（１つ又は複数）を定める手段、 貯蔵されている前記時間減算像内の対応する画
    素信号の値の代りに、前記混成減算像の前記領域
    からのデイジタル画素信号の値を挿入する手段、 この結果得られた組合せ像を前記ビデオ・モニ
    タに表示する為に、該組合せ像を表わすデイジタ
    ル画素信号をアナログ・ビデオ信号に変換する手
    段、から成るデイジタル減算形Ｘ線血管造影装
    置。 ２ 特許請求の範囲１に記載したデイジタル減算
    形Ｘ線血管造影装置に於て、前記時間減算像が、
    解剖学的な領域に注入したＸ線造影剤が関心のあ
    る血管に到達する前に撮影した、比較的低エネル
    ギの少なくとも１つの露出を表わす画素信号の値
    と、前記造影剤が関心のある血管に到達した後に
    撮影した前記比較的低エネルギの露出のそれぞれ
    の対応する少なくとも１つの像の減算によつて得
    られる低エネルギ時間減算像であるデイジタル減
    算形Ｘ線血管造影装置。 ３ 特許請求の範囲１又は２に記載したデイジタ
    ル減算形Ｘ線血管造影装置に於て、前記混成像の
    少なくとも前記対応する定められた領域にある画
    素信号の値に利得係数を乗ずる手段を含み、該係
    数は、組合せ像を表示する時、時間減算像の画素
    として挿入されるのと略同じコントラストを混成
    減算像に生ずる様な値にしたデイジタル減算形Ｘ
    線血管造影装置。 ４ 特許請求の範囲１乃至３のいずれか一項に記
    載したデイジタル減算形Ｘ線血管造影装置に於
    て、前記混成像の少なくとも前記対応する定めら
    れた領域にある画素信号の値に一定値を加算する
    手段を含み、該一定値は、組合せ像を表示する
    時、混成減算像の挿入される画素が時間減算像の
    画素と略同じ明るさを持つ様にする値であるデイ
    ジタル減算形Ｘ線血管造影装置。 ５ 人為効果を持つ時間減算像の領域を修正した
    混成減算像に置き換えて、人為効果によつてぼや
    けた血管を見ることが出来る様にするデイジタル
    減算形Ｘ線血管造影装置に於て、 時間減算像フレームを形成して、該像を構成す
    る画素の強度に対応するデイジタル信号の値を第
    １のデイジタル・メモリに貯蔵する手段、 前記時間減算像をビデオ・モニタに表示する為
    に、前記画素信号の値をアナログ・ビデオ信号に
    変換する手段、 人為効果を持つ前記時間減算像内にあつて、且
    つ修正混成像H*の画素によつてその画素を置き
    換えようとする前記時間減算像内の領域である領
    域Rhを少なくとも含む混成減算像Ｈを形成し、
    該混成減算像の少なくとも前記領域を表わす対応
    するデイジタル画素信号を第２のデイジタル・メ
    モリに貯蔵する手段、 当該修正混成像の相対的なコントラストが前記
    時間減算像と同じになる様な利得係数Ｇを、前記
    混成減算像内の前記領域Rh内にある各々の画素
    の値に乗ずると共に、この様に利得係数を乗じた
    各々の混成画素の値に、当該修正混成像H*内の
    画素の相対的な明るさが前記時間減算像と同じに
    保たれる様にするオフセツト信号の値O*を加算
    することにより、修正混成像H*を作る手段、 前記第１のメモリにある前記時間減算像の前記
    領域Rhにある画素信号の値を、それに対応する
    修正混成像の画素信号の値で置き換える手段であ
    つて、前記時間減算像内の前記領域Rhに前記修
    正混成像を表示するようにする手段、から成るデ
    イジタル減算形Ｘ線血管造影装置。 ６ 時間減算像の内、動きによる人為効果を持つ
    領域を修正混成減算像で置き換えて、人為効果に
    よつてぼやけた、Ｘ線造影剤を充填した血管を見
    ることが出来る様にするデイジタル減算形Ｘ線血
    管造影装置であつて、 関心のある血管を含む解剖学的な領域の一部分
    を、Ｘ線造影剤が該血管に到達する前に（造影
    前）並びに後に（造影後）交互に低kV及び高kV
    のＸ線ビームに露出する手段、 この結果得られた造影前及び造影後の低kV像、
    並びに造影前及び造影後の高kV像、或いは同じ
    数の造影前及び造影後の低kV及び高kV像の合成
    を減算して、低kV時間減算像Il及び高kV時間減
    算像Ihを作り、これらの像を構成する画素の強度
    を表わすデイジタル値を貯蔵する手段、 好ましくはIlに対するデイジタル画素の値を表
    示装置制御メモリの、該像内の画素の位置に対応
    する位置に貯蔵し、ビデオ・モニタを駆動して低
    kV時間減算像Ilを表示する為に、前記画素の値を
    アナログ・ビデオ信号に変換する手段、 前記表示された時間減算像内に、その画素の強
    度が人為効果を表わす様な領域Ra、その画素の
    強度が血管内のＸ線造影剤を表わす様な領域Rs、
    その画素の強度が像の信号の値の背景又はオフセ
    ツトを表わす様な領域Rb及び修正混成像で置き
    換えようとする人為効果を持つ領域Rhを任意の
    順序で定める手段、 前記背景領域Rbで、低kV及び高kV時間減算
    像内で別々に、全ての画素の強度の値の和を形成
    して、Ｌを領域Rb内の画素の数として、オフセ
    ツト値LOl及びLOhを夫々作る手段、 前記人為効果領域Ra内で、低kV及び高kV時
    間減算像内の全ての画素の強度の値の和Al及び
    Ahを夫々形成する手段、こゝで Al＝N 〓j=1 Ia,l,j−NOl Ah＝N 〓j=1 Ia,h,j−NOh であり、Ｎは定義した人為効果領域Ra内にある
    画素の数である、 ｋ＝Al／Ah として、新しい混成減算像H*内で人為効果を相
    殺する様な最適の加重係数ｋを計算する手段、 造影剤による信号の値が残る様に、像を減算す
    る時に、造影前及び造影後の像の間に於ける組織
    の動きによつて起つた低kV及び高kV時間減算像
    中の人為効果に対して、高kV像のデイジタル画
    素強度の値に乗じなければならない値を持つ係数
    ｋを用いて、Ｈ＝Il−kIhで表わされる混成減算像
    Ｈを作る手段、 造影剤領域Rs内で、低kV及び高kV時間減算像
    内の全ての画素の強度の値の和Sl及びShを形成す
    る手段、こゝで Sl＝M 〓j=1 Is,l,j−MOl Sh＝M 〓j=1 Is,l,j−MOh であり、こゝでＭは造影剤領域Rs内の画素の数
    である、 H*＝Ｇ（Il−kIh）＋O*＝Ｇ(H)＋O* で表わされる新しい混成像H*を定義する手段、
    こゝでＧは表示される時間減算像内のＸ線造影剤
    の強度に対し、新しい混成像内に時間減算像内に
    あるのと同じコントラストを保つ利得係数であ
    り、 O*は背景を低kVの時間減算像と同じ強度に保
    つオフセツト値（信号なしより高い背景）、 （Il−kIh）は最初の修正していない混成像Ｈと
    同等であり、 Ｇ＝（１−Al／Ah・Sh／Sl）-1 O*＝Ol［１−Ｇ（１−ｋOh／Ol）］ である、 混成減算像Ｈ内の領域Rhにある全ての画素の
    値にＧを乗じ、各々の画素にO*の値を加算して、
    表示された時間減算像内に定められたのと同じ領
    域Rh内で新しい混成像H*に対する画素の値を発
    生することにより、H*を計算する手段、 時間減算像を表わす前記表示装置制御メモリの
    内、前記領域Rh内だけで、その中の画素の値を、
    今述べた様に計算した画素の値H*で置き換える
    手段であつて、ビデオ・モニタに１個の像を表示
    する為に、時間減算像内に新しい混成減算像を代
    入するようにする手段、から成るデイジタル減算
    形Ｘ線血管造影装置。 ７ 時間減算像の定められた領域を修正混成減算
    像で置き換えるのに適したデイジタル減算形Ｘ線
    血管造影装置に於て、 時間減算Ｘ線像及び混成減算Ｘ線像を夫々表わ
    すデイジタル画素信号の配列を発生する手段と、 時間減算像のデイジタル信号の値を貯蔵するメ
    モリ、及び該デイジタル信号の値を、像を表示す
    るテレビジヨン・モニタを制御する為のアナロ
    グ・ビデオ信号に変換する手段を持つビデオ表示
    装置制御器と、 混成像の各々の画素の値に利得係数を乗ずると
    共に夫々にオフセツト値を加算することによつ
    て、混成減算像を表わすデイジタル画素信号の値
    を修正すると共に、この結果得られた修正混成像
    の信号配列をデイジタル・メモリに貯蔵し、且つ
    前記時間減算像内の対応する領域と置き換える為
    に、前記修正信号配列内の定められた領域にある
    デイジタル画素信号を選択する様に作用するデイ
    ジタル・ビデオ処理装置と、 入力及び出力手段、メモリ配列、及び入力デイ
    ジタル・データが、当該メモリ手段がデータを配
    列に書込むことが出来る様になるまで、貯蔵され
    る入力レジスタを持つ別のメモリ手段と、 該別のメモリ手段の入力手段を混成デイジタル
    画素信号を貯蔵するメモリに結合する手段と、前
    記出力手段を前記表示装置制御メモリに結合する
    手段と、 前記修正混成像の少なくとも一部分を前記時間
    減算像に対してつぎあてる為に、前記表示装置制
    御メモリ内の対応する位置に書込むべき混成像中
    の画素の位置を表わすデータを持つシステム制御
    器と、 前記別のメモリ手段に対する書込みアドレス制
    御手段及び読取アドレス制御手段とを有し、前記
    書込みアドレス制御手段は付能信号に応答して、
    前記入力レジスタから前記別のメモリ配列に画素
    データをアドレスすることが出来る様にし、前記
    読取アドレス制御手段は同じ付能信号に応答し
    て、前記読取アドレス制御手段がアドレスされた
    位置にあるデータを同時に読取ることが出来る様
    にし、 前記システム制御器は、前記画素が前記別のメ
    モリ手段の入力手段に結合される時に、前記混成
    像内の定められた領域中にある画素の位置に達し
    た時にだけ、前記付能信号を発生する様になつて
    いて、前記定められた領域にある混成像の画素の
    値だけが前記別のメモリ手段内の位置にアドレス
    され、これらの混成像の画素の値だけが前記制御
    装置制御メモリに結合されて、前記時間減算像内
    の対応する位置にある画素に置き換わる様にした
    デイジタル減算形Ｘ線血管造影装置。
JP60114428A 1984-06-01 1985-05-29 ディジタル減算形ｘ線造影装置 Granted JPS6150554A (ja)

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