JPH08257020A - レントゲン診断装置により断層画像を生成する方法および装置 - Google Patents
レントゲン診断装置により断層画像を生成する方法および装置Info
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Abstract
のレントゲン診断装置を改善する。 【解決手段】 C字形アーチ状ホルダ7の端部にそれぞ
れ放射線投射器5と放射線受信器6とが互いに対向して
支持されている。メモリに記憶された信号が画像信号の
算出に際して用いられる。このために中心旋回点31に
関する信号、および/または口径触現象を補正する信
号、および/または幾何学的歪みを補正する信号、およ
び/またはフィルム−フォーカス間隔信号が用いられ
る。
Description
置により断層画像を生成する方法および装置に関する。
7471号公報から公知のこの種のレントゲン診断装置
は、被検体のための支持装置と、被検体を横断面におい
て放射線照射するために記録ユニットと支持装置との間
に相対的変位を生じさせる手段を有している。この場
合、放射線受信器の出力信号から横断面の横方向断層画
像がコンピュータにより算出される。
品質が高められるよう冒頭で述べた形式のレントゲン診
断装置を改善することにある。
は、レントゲン診断装置は記録ユニットを有しており、
該記録ユニットは、C字形アーチ状ホルダの一方の端部
に支持され扇状の放射線束を投射する放射線投射器と、
該放射線投射器と向き合うようにC字形アーチ状ホルダ
の他方の端部に配置され放射線束を受け取り電気信号を
発生させる放射線受信器として平面検出器を有してお
り、被検体のための支持装置と、前記被検体を断面にお
いて放射線走査するために前記の記録ユニットと支持装
置との間で相対的変位を生じさせる手段と、該相対的変
位に依存する放射線方向信号を発生させる信号発生器
と、計算ユニットとを設け、前記平面検出器の少なくと
も1つのラインの電気信号を前記計算ユニットへ供給
し、前記計算ユニットは、放射線走査に基づき得られた
平面検出器の電気信号から、前記放射線方向信号と組み
合わせて少なくとも1つの断層面の画像信号を算出し、
該画像信号を断層面の画像として表示装置に表示し、第
1のステップにおいてメモリに記憶されており放射線走
査の中心旋回点に関する信号を画像信号算出時に用いる
ことにより解決される。
項12および21に記載の構成により解決される。
装置において断層画像を生成するときに生じる装置に依
存する画像の不鮮明さを低減させることができる。
物体の放射線走査により得られる信号がそれら相互間の
最大間隔に関して評価され平均間隔信号が算出されて、
算出された平均間隔信号がメモリへ供給されるように構
成すると有利である。これにより、被検体および/また
は支持装置が記録装置に対し規定された対応づけをもっ
ていなくても、中心旋回点を求めることができる。
号が実際にそれら相互間で最大間隔を有しているか否か
を検査するのに有利であるのは、放射線方向が180゜
ずらされたときに最大間隔信号が発生したか否かを、放
射線方向信号に基づき計算ユニットが検査するように構
成することである。
口径触現象を補正する信号および/または幾何学的歪み
を補正する信号をメモリに格納し、画像信号の算出に際
してそれらの信号を利用すると有利である。
るためのプロセスが、殊に有利である。すなわち、第1
のステップにおいて、メモリに記憶されている中心旋回
点に関する信号および/または口径触現象を補正する信
号および/または幾何学的歪みを補正する信号が画像信
号を算出する際に利用すると有利である。
明を詳細に説明する。
ン診断装置の実施例が示されている。この場合、被検体
のための支持装置1、記録ユニット2、制御および調整
装置3、ならびに信号処理装置4が設けられている。記
録ユニット2は、放射線束を投射するための放射線投射
器5およびこれと向き合うように配置されており放射線
束を受け取るための放射線受信器6を有している。この
実施例の場合、放射線投射器5と放射線受信器6は、C
字形アーチ状ホルダ7の端部に支持されている。したが
って調節手段を介して、記録ユニット2を少なくとも1
80゜、支持装置1の長手軸を中心に変位させることが
できる。
放射線受信器6にテレビジョンカメラ8が後置接続され
ており、これにより被検体の走査時に発生する放射線陰
影を電気信号へ変換することができる。次に、テレビジ
ョンカメラ8から発生する電気信号はビデオ信号とし
て、後続処理のためおよびたとえば1つの画像を生成さ
せるために信号処理装置4へ供給され、この装置には画
像表示用のモニタ9が後置接続されている。必要に応じ
て被検体の走査に関して透射放射線を制御し記録パラメ
ータを入力するために入力装置10が設けられており、
これは信号処理装置4に対して作用を及ぼすものであ
り、さらにこの信号処理装置4を介して制御および調整
装置3に作用を及ぼすものである。
0を参照する。これらの図面では、図1中ですでに参照
符号の付されている部材については同じ参照符号が付さ
れている。この場合、放射線投射器5から有利には扇状
に送出される放射線束11はテスト物体12に当射し、
このテスト物体は種々異なる放射線吸収特性の領域1
3,14を有している。さらにこの場合、テスト物体1
2はプラスチックにより製造することができ、これには
高い放射線吸収特性を有する領域13として鉛線が埋め
込まれている。この鉛線13は平行な線として配置でき
るし、あるいは格子として配置することができる。しか
し、テスト物体12を、ほとんど放射線を吸収してしま
う材料により製造することも可能であって、この場合、
そこには僅かな放射線吸収特性の領域14として線状ま
たは格子状の溝が設けられている。
器6に当射し、ここでは説明を簡単にするため、そのう
ち電気信号を発生させる1本のライン6aだけを観察す
ることにする。図3には、放射線受信器6のライン6a
の出力信号が略示されている。図示されているように、
互いに間隔を有する信号振幅15が鉛線により発生して
いる。テスト物体12が障害なく結像しているとき、鉛
線も互いに等しい間隔を有していれば、間隔は等しくな
るはずである。しかし図3には、鉛線の間隔が等しいと
きに信号振幅15が種々異なる間隔を有している様子が
示されており、これは本発明にしたがって補正しなけれ
ばならない。この目的で、図2に示されている信号処理
装置4は計算ユニット16と少なくとも1つのメモリ1
7,18を有している。本発明の1つの変形実施例によ
れば、第1のメモリ17には目標間隔信号が記憶されて
おり、それらの信号は理想の結像状態の場合つまり障害
なく結像したときにテスト物体12の投影によって放射
線受信器6上に生じるであろうものである。この場合、
適切な目標間隔信号が記憶されているならば、鉛線が等
間隔に設けられいるかそれぞれ異なる間隔で設けられて
いるかは問題にならない。そして計算ユニット16は放
射線受信器6,6aから送出された実際間隔信号15と
の比較を行い、それぞれ対応づけられた実際間隔信号と
目標間隔信号との差を解消するために補正信号を発生す
る。これらの補正信号を第2のメモリ18に格納するこ
とができ、モニタ9で画像生成されたときに非線形性を
解消すべくそれらの補正信号を考慮できる。
もほぼ等間隔を有するように構成するのが有利である。
この場合に計算ユニット16は、放射線受信器6,6a
により送出された実際間隔信号から平均間隔信号を算出
し、個々の実際間隔信号と平均間隔信号との差から補正
信号を形成し、それらの補正信号が第2のメモリ18に
記憶される。したがってこの場合には第1のメモリ17
を省略できる。
よび半導体平面検出器として検出器セルを備えた放射線
受信器6は、画素信号を生成するために画素に応じてラ
インごとに読み出される。有利にはこの場合、計算ユニ
ット16は各信号振幅15の間に到来する画素信号の個
数を実際間隔信号として計数し、そのことから画素信号
の平均個数を目標間隔信号として算出する。次に、2つ
の信号振幅15の間でそのつど計数された画素信号が、
画素信号の平均個数と比較される。2つの信号振幅15
の間における画素信号の個数が算出された画素信号の平
均個数よりも大きければ、それに応じて画素信号の個数
が低減され、2つの信号振幅15の間における画素信号
の個数が算出された画素信号の平均個数よりも小さけれ
ば、それに応じて画素信号の個数が増やされる。消去さ
れた値または挿入された値は補正信号として第2のメモ
リ18に記憶され、画像生成に際して利用される。
15相互間の間隔だけでなく信号レベルも評価して補正
できる。図4には、放射線受信器6の走査されたライン
6aの信号が示されている。そこに示されているよう
に、各信号振幅は種々異なるレベルを有しており、この
ことは口径触現象あるいは放射線を変動させるシステム
により引き起こされる可能性がある。このような口径触
現象を補正するためには、鉛線(領域13)ないし領域
14の放射線吸収特性が少なくともほぼ等しくなるよう
にすべきである。透射に際して放射線受信器6ないし6
aから送出された信号は計算ユニット16へ供給され、
その実際信号レベルに関して評価される。実際信号レベ
ルから平均目標信号レベルが算出され、個々の実際信号
レベルと目標信号レベルの差から補正信号が形成されて
別のメモリ19に記憶される。しかしながら少なくとも
1つの所定の目標信号レベルをたとえばメモリ17に記
憶しておき、補正信号を発生させる際にその信号を利用
することも可能である。
信号を考慮することで、テスト物体12の透射に際して
信号処理装置4の出力側で取り出し可能な信号が生じ、
それらの信号は図5に示されている。
ライン6aに対してしか生成できないのではなく、すべ
てのラインについて、たとえばすべての検出器セルにつ
いて生成できることは自明である。しかしその際、複数
の検出器セルまたは複数のラインおよび放射線受信器列
のグループに対して補正信号を形成することもできる。
合、幾何学的z歪みを補正するためのものと同じテスト
物体を利用できる。しかし本発明の変形実施例によれ
ば、口径触現象を次のようにして補正することもでき
る。すなわち、放射線束11が放射線受信器6へ妨げら
れることなく当射するように、放射線に対し均一なテス
ト物体12を放射線経路中に挿入するかまたは、それど
ころかテスト物体12を省略するようにして補正するこ
ともできる。
物体12を用いた場合に、ないしはテスト物体12を省
略した場合に、放射線受信器6において走査されたライ
ン6aの信号が示されている。口径触現象を補正するた
め、放射線受信器6のライン6aまたは走査されたライ
ンのうち選択されたラインあるいはすべてのラインにお
ける信号から、平均目標信号レベルが算出され、1つま
たは複数あるいはすべてのラインにおける1つの画素信
号または複数の画素信号うち所定の選択された信号の個
々の実際信号レベルと目標信号レベルとの差から補正信
号が形成され、メモリ19に記憶される。
6aの相応に補正された信号が示されており、これは信
号処理装置4の出力側で取り出すことができる。
めに記録ユニット2を図8に示されているように水平面
内に配置することもできる。支持装置21つまりは被検
体20と記録ユニット2との間の相対的変位を生じさせ
るために、既述のように記録ユニット2および/または
支持装置21を少なくとも180゜、垂直軸22を中心
に旋回させることができる。また、支持装置21と記録
ユニット2を互いに逆方向に相対的にずらすこともで
き、このようにすれば走査を達成するのに半分の変位し
か必要なくなる。図8に示されているレントゲン診断装
置は、殊に歯の診断のために適している。
を発生させるには、計算ユニット16へ放射線受信器6
の画素信号ほかに放射線方向信号も供給する必要があ
る。この信号は記録ユニット2と支持装置1,21との
相対的変位ないしはたとえば被検体20に対する相互間
の相対的変位を表すものである。この目的で、簡単かつ
有利な実施形態によれば、支持位置24に対するC字形
アーチ状ホルダ7の変位を検出するために、変位センサ
23たとえばポテンショメータを設けることができる。
による被検体20の走査時に、被検体20の走査された
横断面25からの放射線陰影が放射線受信器6の検出器
エレメントに当射する。検出器エレメントは既述のよう
にラインごとに読み出され、その際、1つのラインのラ
イン信号は被検体20において走査された1つの横断面
26.1〜n(図10)の放射線陰影を表している。こ
れらのライン信号は、変位センサ23の信号とともに信
号処理装置4のライン信号メモリ27に記憶される。こ
の目的でたとえば記録ユニット2を1゜の角度だけ変位
させるごとに放射線が検出され、放射線受信器6の信号
がラインごとに読み出され、ライン信号メモリ27に記
憶される。このプロセスは、横断面25が放射線束11
の扇状角度に加えて少なくとも180゜だけ走査される
まで繰り返される。計算ユニット16は、画像信号の算
出のためにライン信号メモリ27に記憶されている信号
をアクセスし、それらの信号を第2および第3のメモリ
18,19に記憶されている信号に基づき補正し、たと
えば所定の断面28.1〜n(図10)の画像信号を算
出する。横断面25のただ1回の放射線走査により、ラ
イン信号メモリ26に記憶されている信号に基づき任意
の横断面28に対する画像信号を算出して、信号処理装
置4の画像信号メモリ29に記憶させることができる。
ライン信号メモリ27に記憶されている信号から、横断
面28.1〜nの画像信号だけでなく少なくとも球欠平
面30.1〜n(図10)の画像信号も、計算ユニット
16により算出できる。さらに入力装置10によって、
走査された横断面25の範囲内で任意に選択可能な面2
6,28,30の画像信号を算出させることができる。
選択可能な平面26,28,30に関して表示装置に表
示可能な画像信号の生成を簡単にするために有利である
のは、レントゲン診断装置を以下のプロセスにしたがっ
て作動させることである。すなわち、たとえば第1のス
テップにおいて、放射線走査の中心旋回点31に関して
メモリ17に記憶されている信号が画像信号の算出に際
して利用される。この実施例の場合、中心旋回点31は
被検体20の長手方向軸上に位置しており、かつC字形
アーチ状ホルダ7のアイソセンタに位置している(図9
参照)。このプロセスの変形実施例によれば、中心旋回
点31に関する信号は第1のステップでメモリ17へ供
給されるが、入力装置10を介しても供給することがで
きる。さらに別の変形実施例によれば、計算ユニット1
6は、テスト物体12の放射線走査により得られた信号
を第1のステップにおいてその相互間の最大間隔に関し
て評価し、平均間隔信号を計算して、算出された平均間
隔信号を中心旋回点31の信号としてメモリ17へ供給
する。この場合、第1のステップにおいて、放射線方向
が180゜ずらされたときに最大間隔信号が発生したか
否かについて、変位センサ23の放射線方向信号に基づ
き計算ユニット16が検査すると有利である。その際、
特徴的な放射線吸収特性を有する被検体20の対象領域
を、テスト物体12として利用できる。
テップにおいて、第2のメモリ18に記憶されており口
径触現象を補正する信号および/または幾何学的歪みを
補正する信号、および/またはフィルム−フォーカス間
隔を表す信号が、画像信号算出に際して利用される。既
述のようにこれらの信号は信号処理装置4により計算す
ることもできるし、あるいは第2、第3および/または
第4のステップにおいて入力装置10を介してメモリ1
7へ供給することもできる。しかし本発明の枠内では、
このようなステップの数字に関する特定によって必ずし
も実際の順序が規定されてしまうわけではない。
作用のような障害作用を回避するために、1つのステッ
プにおいて平面検出器における少なくとも2つのライン
6a,6bの信号を計算ユニット16へ供給することが
できる。計算ユニットは、平面検出器のそれぞれ1つの
列に対応づけられたライン6a、6bの画素信号から平
均画素信号を算出し、後続のステップにおいて横断面2
8,30の画像信号算出に際してこの平均画素信号を利
用できる。なお、2つのライン6a、6bの信号だけで
なく複数のラインのうち任意に選択されたものも、平均
画素信号の算出に利用できることは自明である。このよ
うにすれば殊に統計的に分散して発生する障害作用を低
減できるし、またはほとんど解消することができる。
対象物体の1つの横断面における断層平面だけでなく、
ライン信号メモリ27に記憶されている信号に基づき任
意に選択可能な断層面26,28,30を算出すること
ができ、このことはそれらの断層面26,28,30の
パラメータを入力装置10を介して信号処理装置へ供給
することで可能になる。
回避するために、調節可能なまたは多線の漂遊放射線ラ
スタ32を平面検出器として構成された放射線受信器6
に前置接続すると有利である。
である。
信号処理装置を示す図である。
のラインから導出可能な実際間隔信号の実例を示す図で
ある。
のラインから導出可能であり口径触補正のない実際間隔
信号を示す図である。
いる信号処理装置の出力信号を示す図である。
ラインから取り出し可能であり口径触補正のない実際信
号を示す図である。
図である。
を示す基本構成図である。
図である。
Claims (23)
- 【請求項1】 レントゲン診断装置により断層画像を生
成する方法において、 前記レントゲン診断装置は記録ユニット(2)を有して
おり、該記録ユニット(2)は、C字形アーチ状ホルダ
(7)の一方の端部に支持され扇状の放射線束(11)
を投射する放射線投射器(5)と、該放射線投射器
(5)と向き合うようにC字形アーチ状ホルダ(7)の
他方の端部に配置され放射線束(11)を受け取り電気
信号を発生させる放射線受信器(6)として平面検出器
を有しており、 被検体(20)のための支持装置(1)と、前記被検体
(20)を断面(25)において放射線走査するために
前記の記録ユニット(2)と支持装置(1)との間で相
対的変位を生じさせる手段と、該相対的変位に依存する
放射線方向信号を発生させる信号発生器(23)と、計
算ユニット(16)とを設け、 前記平面検出器の少なくとも1つのライン(6a)の電
気信号を前記計算ユニット(16)へ供給し、 前記計算ユニット(16)は、放射線走査に基づき得ら
れた平面検出器の電気信号から、前記放射線方向信号と
組み合わせて少なくとも1つの断層面(28,30)の
画像信号を算出し、該画像信号を断層面(28,30)
の画像として表示装置(9)に表示し、 第1のステップにおいてメモリ(17)に記憶されてお
り放射線走査の中心旋回点(31)に関する信号を画像
信号算出時に用いることを特徴とする、 レントゲン診断装置により断層画像を生成する方法。 - 【請求項2】 第1のステップにおいて中心旋回点(3
1)に関する信号を入力装置(10)によりメモリ(1
7)へ供給する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記計算ユニット(16)は、第1のス
テップにおいてテスト物体(12)の放射線走査により
得られた信号をそれら相互間の最大間隔に関して評価
し、平均間隔信号を算出し、算出された平均間隔信号を
中心旋回点(31)の信号として第1のメモリ(17)
へ供給する、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記計算ユニット(16)は第1のステ
ップにおいて放射線方向信号に基づき、放射線方向が1
80゜ずれたときに最大間隔の信号が発生したか否かに
ついて検査する、請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 被検体(20)の対象領域をテスト物体
(12)として用いる、請求項3または4記載の方法。 - 【請求項6】 第2のステップにおいてメモリ(19)
に記憶されている口径触現象補正信号を画像信号算出時
に用いる、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 第2のステップにおいて前記補正信号を
入力装置(10)によりメモリ(19)へ供給する、請
求項6記載の方法。 - 【請求項8】 第3のステップにおいてメモリ(18)
に記憶されている幾何学的歪み補正信号を画像信号算出
時に用いる、請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項9】 第3のステップにおいて前記補正信号を
入力装置(10)によりメモリ(18)へ供給する、請
求項8記載の方法。 - 【請求項10】 第4のステップにおいてメモリ(1
7)に記憶されておりフィルム−フォーカス間隔を表す
信号を画像信号算出時用いる、請求項1〜9のいずれか
1項記載の方法。 - 【請求項11】 第4のステップにおいて前記フィルム
−フォーカス間隔を表す信号を入力装置(10)により
メモリ(17)へ供給する、請求項10記載の方法。 - 【請求項12】 請求項1〜11のいずれか1項記載の
レントゲン診断装置により断層画像を生成する方法を実
施する装置において、 記録ユニット(2)が設けられており、該記録ユニット
(2)は、C字形アーチ状ホルダ(7)の一方の端部に
支持され扇状の放射線束(11)を投射する放射線投射
器(5)と、該放射線投射器(5)と向き合うようにC
字形アーチ状ホルダ(7)の他方の端部に配置され放射
線束を受け取り電気信号を発生させる放射線受信器
(6)として平面検出器とを有しており、 被検体(20)のための支持装置(1)と、前記被検体
(20)を断面(25)において放射線走査するために
前記の記録ユニット(2)と支持装置(1)との間で相
対的変位を生じさせる手段と、該相対的変位に依存する
放射線方向信号を発生させる信号発生器(23)と、計
算ユニット(16)と、信号を記憶する少なくとも1つ
のメモリ(17,18,19,27)とが設けられてお
り、 前記平面検出器の少なくとも1つのライン(6a)の電
気信号が前記計算ユニット(16)へ供給され、 前記計算ユニット(16)は、放射線走査に基づき得ら
れた電気信号から断層面(28,30)の画像信号を算
出し、該画像信号は断層面(28,30)の画像として
表示装置(9)において表示され、 前記メモリ(17,18,19,27)に記憶されてい
る信号が画像信号算出時に用いられることを特徴とす
る、 レントゲン診断装置により断層画像を生成する装置。 - 【請求項13】 平面検出器のライン信号がメモリ(2
7)に記憶される、請求項12記載の装置。 - 【請求項14】 中心旋回点(31)に関する信号がメ
モリ(17)に記憶される、請求項12または13記載
の装置。 - 【請求項15】 口径触現象を補正する信号がメモリ
(19)に記憶される、請求項12〜14のいずれか1
項記載の装置。 - 【請求項16】 幾何学的歪みを補正する信号がメモリ
(18)に記憶される、請求項12〜15のいずれか1
項記載の装置。 - 【請求項17】 フィルム−フォーカス間隔を表す信号
がメモリ(17)に記憶される、請求項12〜16のい
ずれか1項記載の装置。 - 【請求項18】 入力ユニット(10)を介して前記メ
モリ(17,18,19)へ信号が供給される、請求項
12〜17のいずれか1項記載の装置。 - 【請求項19】 調節可能な漂遊放射線ラスタ(32)
が前記平面検出器に前置接続されている、請求項12〜
18のいずれか1項記載の装置。 - 【請求項20】 多線漂遊放射線ラスタ(32)が前記
平面検出器に前置接続されている、請求項12〜18の
いずれか1項記載の装置。 - 【請求項21】 レントゲン診断装置により断層画像を
生成する方法において、 前記レントゲン診断装置は記録ユニット(2)を有して
おり、該記録ユニット(2)は、C字形アーチ状ホルダ
(7)の一方の端部に支持され扇状の放射線束(11)
を投射する放射線投射器(5)と、該放射線投射器
(5)と向き合うようにC字形アーチ状ホルダ(7)の
他方の端部に配置され放射線束(11)を受け取り電気
信号を発生させる放射線受信器(6)として平面検出器
を有しており、 被検体(20)のための支持装置(1)と、前記被検体
(20)を断面(25)において放射線走査するために
前記の記録ユニット(2)と支持装置(1)との間で相
対的変位を生じさせる手段と、該相対的変位に依存する
放射線方向信号を発生させる信号発生器(23)と、計
算ユニット(16)とを設け、 前記平面検出器の少なくとも2つのライン(6a,6
b)の電気信号を画素信号として前記計算ユニット(1
6)へ供給し、 前記計算ユニット(16)は第1のステップにおいて、
前記平面検出器のそれぞれ1つの列に対応づけられたラ
イン(6a,6b)の画素信号から平均画素信号を発生
し、 前記計算ユニット(16)は後続のステップにおいて、
平均画素信号から少なくとも1つの断層面(28,3
0)の画像信号を算出し、該画像信号を断層面(28,
30)の画像として表示装置(9)に表示することを特
徴とする、 レントゲン診断装置により断層画像を生成する方法。 - 【請求項22】 別の後続のステップにおいて入力装置
(10)により前記計算ユニット(16)へ、放射線に
より走査される断面(25)における任意に選定可能な
パラメータを入力し、前記計算ユニット(16)は選択
可能な前記のパラメータに基づき該パラメータにより規
定された断層面(28,30)の画像信号を算出する、
請求項1または21記載の方法。 - 【請求項23】 請求項21または22記載の方法を実
施する装置。
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