JPH10328172A - 間接ｘ線撮影システム - Google Patents
間接ｘ線撮影システムInfo
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- JPH10328172A JPH10328172A JP10059145A JP5914598A JPH10328172A JP H10328172 A JPH10328172 A JP H10328172A JP 10059145 A JP10059145 A JP 10059145A JP 5914598 A JP5914598 A JP 5914598A JP H10328172 A JPH10328172 A JP H10328172A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/32—Transforming X-rays
- H04N5/321—Transforming X-rays with video transmission of fluoroscopic images
- H04N5/325—Image enhancement, e.g. by subtraction techniques using polyenergetic X-rays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低いＸ線量レベルで取得された対象物の一連
のフレーム像を作成する間接Ｘ線撮影システムで、選択
された背景の組織の画素のノイズを積極的に低減して、
間接Ｘ線撮影像の品質を改善する。 【解決手段】 Ｘ線を対象物（１０）に照射することに
よって、画素値のアレイより成るフレーム像を取得する
手段（１１−１７）、該フレーム像を受け取って、フレ
ーム像中の構造的特徴に対応する画素値を背景に対応す
る画素値から区別するマスクを作成する手段（６６）、
およびフレーム像を受け取り且つマスクに応答して、フ
レーム像中の背景に対応する画素値を選択的にフィルタ
リングする手段（５２、５４）を有する。
のフレーム像を作成する間接Ｘ線撮影システムで、選択
された背景の組織の画素のノイズを積極的に低減して、
間接Ｘ線撮影像の品質を改善する。 【解決手段】 Ｘ線を対象物（１０）に照射することに
よって、画素値のアレイより成るフレーム像を取得する
手段（１１−１７）、該フレーム像を受け取って、フレ
ーム像中の構造的特徴に対応する画素値を背景に対応す
る画素値から区別するマスクを作成する手段（６６）、
およびフレーム像を受け取り且つマスクに応答して、フ
レーム像中の背景に対応する画素値を選択的にフィルタ
リングする手段（５２、５４）を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にディジタルＸ
線イメージング・システムに関するものであり、更に詳
しくは心臓病の診療に使用されるようなＸ線フルオログ
ラフィ・システムすなわち間接Ｘ線撮影システムに関す
るものである。
線イメージング・システムに関するものであり、更に詳
しくは心臓病の診療に使用されるようなＸ線フルオログ
ラフィ・システムすなわち間接Ｘ線撮影システムに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】間接Ｘ線撮影システムでは、イメージ増
倍管によりＸ線を受けて、Ｘ線を明るい光学像に変換す
る。この光学像はイメージ増倍管の出力蛍光面に現れ
て、ビデオカメラによって撮像される。ビデオカメラは
この像をアナログ・ビデオ信号に変換する。アナログ・
ビデオ信号は画素のフレームにディジタル化される。
倍管によりＸ線を受けて、Ｘ線を明るい光学像に変換す
る。この光学像はイメージ増倍管の出力蛍光面に現れ
て、ビデオカメラによって撮像される。ビデオカメラは
この像をアナログ・ビデオ信号に変換する。アナログ・
ビデオ信号は画素のフレームにディジタル化される。
【０００３】これらのディジタル化されたＸ線データの
フレームは、典型的にはディジタル・ビデオ処理装置で
処理されて、不所望の信号が除去され且つ所望の特徴が
強調される。その結果の像データは次いでディジタル−
アナログ変換器に供給され、そこでＣＲＴモニタを駆動
するための適当なビデオ信号が作成される。ディジタル
化された像データのフレームは、心臓病専門医などによ
って様々な方法で使用される。前述のように、像データ
のフレームはＣＲＴモニタに直ちに表示することによ
り、心臓病専門医に実時間で患者の透視検査像または血
管映画撮影像を提供することが出来る。このような動作
モードは、例えば、病変部の処置の為に患者の血管系に
カテーテルを位置決めするときに使用することが出来
る。このモードでは、ディジタル・ビデオ処理装置によ
り行われる処理が、画像にちらつきを生じさせないフレ
ーム速度で行われるようにすることが必要である。
フレームは、典型的にはディジタル・ビデオ処理装置で
処理されて、不所望の信号が除去され且つ所望の特徴が
強調される。その結果の像データは次いでディジタル−
アナログ変換器に供給され、そこでＣＲＴモニタを駆動
するための適当なビデオ信号が作成される。ディジタル
化された像データのフレームは、心臓病専門医などによ
って様々な方法で使用される。前述のように、像データ
のフレームはＣＲＴモニタに直ちに表示することによ
り、心臓病専門医に実時間で患者の透視検査像または血
管映画撮影像を提供することが出来る。このような動作
モードは、例えば、病変部の処置の為に患者の血管系に
カテーテルを位置決めするときに使用することが出来
る。このモードでは、ディジタル・ビデオ処理装置によ
り行われる処理が、画像にちらつきを生じさせないフレ
ーム速度で行われるようにすることが必要である。
【０００４】この代わりに、取得した像フレームを記憶
させておいて、心臓病専門医により再生（プレイバッ
ク）することができる。例えば、心臓サイクルの完全な
１サイクルの間、一連の像フレームを取得し、ディジタ
ル化して、記憶させることが出来る。この一連の像フレ
ームは、特定の特徴を強調するために様々な方法で処理
して、ＣＲＴモニタ上で再生することが出来る。心臓病
専門医は、心臓サイクルの１サイクル全体の間にわたっ
て血管系を観察するために上記の処理された一連の像フ
レームを実時間で再生することができ、または各像フレ
ーム毎に歩進させることができ、或いは一連の像フレー
ムの内の特定の像フレームに留めておくことができる。
このような「オフライン」動作モードは、主に、何らか
の治療を行う前に病変部の位置を突き止めて診断するた
めに採用されている。
させておいて、心臓病専門医により再生（プレイバッ
ク）することができる。例えば、心臓サイクルの完全な
１サイクルの間、一連の像フレームを取得し、ディジタ
ル化して、記憶させることが出来る。この一連の像フレ
ームは、特定の特徴を強調するために様々な方法で処理
して、ＣＲＴモニタ上で再生することが出来る。心臓病
専門医は、心臓サイクルの１サイクル全体の間にわたっ
て血管系を観察するために上記の処理された一連の像フ
レームを実時間で再生することができ、または各像フレ
ーム毎に歩進させることができ、或いは一連の像フレー
ムの内の特定の像フレームに留めておくことができる。
このような「オフライン」動作モードは、主に、何らか
の治療を行う前に病変部の位置を突き止めて診断するた
めに採用されている。
【０００５】間接Ｘ線撮影システムにおける１つの問題
は、使用されるＸ線量が低いことに伴ってノイズ・レベ
ルが高いことである。このノイズは、モニタで像を実時
間で観察するときに特に厄介である。このノイズを低減
する為に現在使用されている方法はフレーム間積分を利
用しており、これは対象物がフレーム毎にかなり変化し
ていない場合に首尾良く働く。しかしながら、速く動い
ている心臓をイメージングする場合、このような積分法
は、心臓病専門医が許容できないほどのぼやけや他の運
動（ｍｏｔｉｏｎ）アーティファクトを生じる。
は、使用されるＸ線量が低いことに伴ってノイズ・レベ
ルが高いことである。このノイズは、モニタで像を実時
間で観察するときに特に厄介である。このノイズを低減
する為に現在使用されている方法はフレーム間積分を利
用しており、これは対象物がフレーム毎にかなり変化し
ていない場合に首尾良く働く。しかしながら、速く動い
ている心臓をイメージングする場合、このような積分法
は、心臓病専門医が許容できないほどのぼやけや他の運
動（ｍｏｔｉｏｎ）アーティファクトを生じる。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、各々の像フレームに別々に適
用し得る、間接Ｘ線撮影用のＸ線により作成された像に
対するフィルタを提供する。具体的には、このフィルタ
は、構造の画素を背景の画素から区別するためのマスク
をフレーム像データから作成する手段、該マスクをフレ
ーム像データに適用して背景画素を選択する手段、およ
び該選択された背景画素をフィルタリングするために適
用されるポアソン（Ｐｏｉｓｓｏｎ）フィルタを含む。
用し得る、間接Ｘ線撮影用のＸ線により作成された像に
対するフィルタを提供する。具体的には、このフィルタ
は、構造の画素を背景の画素から区別するためのマスク
をフレーム像データから作成する手段、該マスクをフレ
ーム像データに適用して背景画素を選択する手段、およ
び該選択された背景画素をフィルタリングするために適
用されるポアソン（Ｐｏｉｓｓｏｎ）フィルタを含む。
【０００７】本発明の一般的な目的は、間接Ｘ線撮影像
の品質を改善することである。ノイズ低減フィルタが、
選択された背景の組織の画素のノイズを積極的に低減す
る。血管やカテーテル・ワイヤのような心臓病専門医に
とって関心のある構造はフィルタリングによって除去さ
れず、これによりそれらのエッジは鮮明に残り、また構
造は明瞭に且つ明確に限定される。
の品質を改善することである。ノイズ低減フィルタが、
選択された背景の組織の画素のノイズを積極的に低減す
る。血管やカテーテル・ワイヤのような心臓病専門医に
とって関心のある構造はフィルタリングによって除去さ
れず、これによりそれらのエッジは鮮明に残り、また構
造は明瞭に且つ明確に限定される。
【０００８】本発明の一態様によれば、低いＸ線量レベ
ルで取得された対象物の一連のフレーム像を作成する間
接Ｘ線撮影システムが提供される。該間接Ｘ線撮影シス
テムは、Ｘ線を対象物に照射することによって、画素値
のアレイより成るフレーム像を取得する手段、該フレー
ム像を受け取って、フレーム像中の構造的特徴に対応す
る画素値を背景に対応する画素値から区別するマスクを
作成する手段、およびフレーム像を受け取り且つマスク
に応答して、フレーム像中の背景に対応する画素値を選
択的にフィルタリングする手段を有する。好ましい態様
では、選択的フィルタリング手段はポアソン・フィルタ
を含み、背景に対応する画素値がポアソン・フィルタに
通される。別の好ましい態様では、選択的フィルタリン
グ手段は、フレーム像を受け取って、フィルタリングさ
れたフレーム像を作成するフィルタ（例えば、ポアソン
・フィルタ）、および１つの入力にフレーム像を受け取
り且つ別の入力にフィルタリングされたフレーム像を受
け取り、前記マスクによりこれらの２つの入力の内の一
方を選択するように制御されるマルチプレクサを含む。
マスク作成手段は、受け取ったフレーム像をフィルタリ
ングして、フィルタリングされたフレーム像を作成する
フィルタ手段、該フィルタリングされたフレーム像中に
現れる構造的特徴のエッジを強調する手段、およびエッ
ジ強調フレーム像中の各々の画素を閾値と比較して、該
画素を２つの所定の値の内の何れか一方に設定すること
によってエッジ・マスクを作成する手段を含む。マスク
作成手段は更に、エッジ・マスク中の所定の値を検査し
て、指示されたエッジを連結することにより、前記構造
的特徴を定める手段も含む。
ルで取得された対象物の一連のフレーム像を作成する間
接Ｘ線撮影システムが提供される。該間接Ｘ線撮影シス
テムは、Ｘ線を対象物に照射することによって、画素値
のアレイより成るフレーム像を取得する手段、該フレー
ム像を受け取って、フレーム像中の構造的特徴に対応す
る画素値を背景に対応する画素値から区別するマスクを
作成する手段、およびフレーム像を受け取り且つマスク
に応答して、フレーム像中の背景に対応する画素値を選
択的にフィルタリングする手段を有する。好ましい態様
では、選択的フィルタリング手段はポアソン・フィルタ
を含み、背景に対応する画素値がポアソン・フィルタに
通される。別の好ましい態様では、選択的フィルタリン
グ手段は、フレーム像を受け取って、フィルタリングさ
れたフレーム像を作成するフィルタ（例えば、ポアソン
・フィルタ）、および１つの入力にフレーム像を受け取
り且つ別の入力にフィルタリングされたフレーム像を受
け取り、前記マスクによりこれらの２つの入力の内の一
方を選択するように制御されるマルチプレクサを含む。
マスク作成手段は、受け取ったフレーム像をフィルタリ
ングして、フィルタリングされたフレーム像を作成する
フィルタ手段、該フィルタリングされたフレーム像中に
現れる構造的特徴のエッジを強調する手段、およびエッ
ジ強調フレーム像中の各々の画素を閾値と比較して、該
画素を２つの所定の値の内の何れか一方に設定すること
によってエッジ・マスクを作成する手段を含む。マスク
作成手段は更に、エッジ・マスク中の所定の値を検査し
て、指示されたエッジを連結することにより、前記構造
的特徴を定める手段も含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】ディジタル間接Ｘ線撮影像を取得
するための典型的なシステムの基本的要素が図１および
図２に示されている。検査を受ける患者が参照符号１０
で示されている。Ｘ線源１１が患者１０の一方の側に配
置されて、Ｘ線像を作るために患者１０にＸ線ビームを
投射する。イメージ増倍管１２が患者１０の反対側に配
置される。イメージ増倍管１２の入力蛍光面１３が患者
のＸ線像を受ける。イメージ増倍管１２は入力蛍光面１
３上の光を変調された電子ビーム像に変換する。電子ビ
ーム像は出力蛍光面１４で受けて、明るい光学像に変換
される。
するための典型的なシステムの基本的要素が図１および
図２に示されている。検査を受ける患者が参照符号１０
で示されている。Ｘ線源１１が患者１０の一方の側に配
置されて、Ｘ線像を作るために患者１０にＸ線ビームを
投射する。イメージ増倍管１２が患者１０の反対側に配
置される。イメージ増倍管１２の入力蛍光面１３が患者
のＸ線像を受ける。イメージ増倍管１２は入力蛍光面１
３上の光を変調された電子ビーム像に変換する。電子ビ
ーム像は出力蛍光面１４で受けて、明るい光学像に変換
される。
【００１０】出力蛍光面１４上の光学像はビデオカメラ
１５で撮像されて、対応するアナログ・ビデオ信号に変
換される。アナログ・ビデオ信号はビデオカメラ１５か
ら先１６に出力されて、アナログ−ディジタル変換器
（ＡＤＣ）１７に入力される。アナログ−ディジタル変
換器１７はアナログ信号を各々の水平走査線毎に一連の
ディジタル信号に変換し、その値はＸ線像を構成する画
素の強度に対応する。これらの水平走査線のディジタル
画素データは母線１８を介してディジタル・ビデオ処理
装置（ＤＶＰ）１９に送られる。そこでは、１つの完全
なＸ線像フレームを形成する水平走査線がメモリに記憶
される。最新の間接Ｘ線撮影システムでは、各々の像フ
レームを表すディジタル画素データが生の形態で記憶さ
れており、これにより最初のデータを何時でもディジタ
ル・ビデオ処理装置１９によって呼び出して更に処理す
ることが出来るようになっている。ディジタル・ビデオ
処理装置１９は、線２０を介してアナログ−ディジタル
変換器１７に１２ＭＨｚのサンプル・クロックを供給す
る。
１５で撮像されて、対応するアナログ・ビデオ信号に変
換される。アナログ・ビデオ信号はビデオカメラ１５か
ら先１６に出力されて、アナログ−ディジタル変換器
（ＡＤＣ）１７に入力される。アナログ−ディジタル変
換器１７はアナログ信号を各々の水平走査線毎に一連の
ディジタル信号に変換し、その値はＸ線像を構成する画
素の強度に対応する。これらの水平走査線のディジタル
画素データは母線１８を介してディジタル・ビデオ処理
装置（ＤＶＰ）１９に送られる。そこでは、１つの完全
なＸ線像フレームを形成する水平走査線がメモリに記憶
される。最新の間接Ｘ線撮影システムでは、各々の像フ
レームを表すディジタル画素データが生の形態で記憶さ
れており、これにより最初のデータを何時でもディジタ
ル・ビデオ処理装置１９によって呼び出して更に処理す
ることが出来るようになっている。ディジタル・ビデオ
処理装置１９は、線２０を介してアナログ−ディジタル
変換器１７に１２ＭＨｚのサンプル・クロックを供給す
る。
【００１１】Ｘ線像データがディジタル・ビデオ処理装
置１９によって処理された後、ディジタル像データ信号
がディジタル・ビデオ処理装置１９から母線２１を介し
てディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２２に供給さ
れて、アナログ・ビデオ信号に変換される。アナログ・
ビデオ信号は線２３を介してＣＲＴモニタ２４に供給さ
れ、そのスクリーンに画像が表示される。Ｘ線像データ
の各々のフレームはビデオカメラ１５によって作成され
た通りに処理され、対象物の実時間表示を行うために直
ちにＣＲＴモニタ２４に表示することが出来る。この代
わりに、一続きのＸ線フレームを取得して記憶し、後で
再生して分析することも可能である。
置１９によって処理された後、ディジタル像データ信号
がディジタル・ビデオ処理装置１９から母線２１を介し
てディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２２に供給さ
れて、アナログ・ビデオ信号に変換される。アナログ・
ビデオ信号は線２３を介してＣＲＴモニタ２４に供給さ
れ、そのスクリーンに画像が表示される。Ｘ線像データ
の各々のフレームはビデオカメラ１５によって作成され
た通りに処理され、対象物の実時間表示を行うために直
ちにＣＲＴモニタ２４に表示することが出来る。この代
わりに、一続きのＸ線フレームを取得して記憶し、後で
再生して分析することも可能である。
【００１２】本発明は一部がディジタル・ビデオ処理装
置１９によって実施される。ディジタル・ビデオ処理装
置１９は、２つの全フレーム・ディジタル・メモリのよ
うな幾つかの電子部品、演算論理装置（ＡＬＵ）、マル
チプレクサ、データ母線によって相互接続されるレジス
タおよび乗算器、並びに生の又は処理された像のための
入力母線および間接撮影像を表示するためにＣＲＴモニ
タに像信号を送るための出力線２１を含む。ディジタル
・ビデオ処理装置中央処理装置（ＤＶＰ−ＣＰＵ）制御
器２７がディジタル・ビデオ処理装置１９の種々の構成
部品に制御データを供給して、像処理ステップのために
該構成部品を作動する。像処理ステップは、事実上、Ｄ
ＶＰ−ＣＰＵ制御器２７によって供給された命令または
信号によってデータ路、データ源およびデータ行先をア
ドレスし制御することを意味する。従って、ディジタル
・ビデオ処理装置１９は、ディジタル像を加減算し又は
像をシフトするような動作を行うためにテレビジョン・
フレーム速度内に適応させることが出来る。ディジタル
・ビデオ処理装置１９はまた、種々の処理ステップで必
要なときに像画素データに選択された係数を乗算するよ
うに制御することも出来る。ディジタル・ビデオ処理装
置としては、米国特許第４，４４９，１９５号明細書に
記載されているものが好ましい。
置１９によって実施される。ディジタル・ビデオ処理装
置１９は、２つの全フレーム・ディジタル・メモリのよ
うな幾つかの電子部品、演算論理装置（ＡＬＵ）、マル
チプレクサ、データ母線によって相互接続されるレジス
タおよび乗算器、並びに生の又は処理された像のための
入力母線および間接撮影像を表示するためにＣＲＴモニ
タに像信号を送るための出力線２１を含む。ディジタル
・ビデオ処理装置中央処理装置（ＤＶＰ−ＣＰＵ）制御
器２７がディジタル・ビデオ処理装置１９の種々の構成
部品に制御データを供給して、像処理ステップのために
該構成部品を作動する。像処理ステップは、事実上、Ｄ
ＶＰ−ＣＰＵ制御器２７によって供給された命令または
信号によってデータ路、データ源およびデータ行先をア
ドレスし制御することを意味する。従って、ディジタル
・ビデオ処理装置１９は、ディジタル像を加減算し又は
像をシフトするような動作を行うためにテレビジョン・
フレーム速度内に適応させることが出来る。ディジタル
・ビデオ処理装置１９はまた、種々の処理ステップで必
要なときに像画素データに選択された係数を乗算するよ
うに制御することも出来る。ディジタル・ビデオ処理装
置としては、米国特許第４，４４９，１９５号明細書に
記載されているものが好ましい。
【００１３】図２において、間接Ｘ線撮影システム全体
はホスト中央処理装置（ＣＰＵ）システム制御器２５に
よって制御される。オペレータ端末装置２６は、心臓病
専門医が多数の利用可能な間接Ｘ線撮影技術の内の何れ
かを使用して患者の特定の部分を可視化することが出来
るようにする。ホスト中央処理装置システム制御器２５
は、選択された形式の検査の為の像取得手順を定める一
般化された命令をＤＶＰ−ＣＰＵ制御器２７へ送る。こ
れらの命令はアドレス／データ母線２８、入出力インタ
ーフェイス２９および母線３０を介して供給される。そ
の際、ＤＶＰ−ＣＰＵ制御器２７は、検査技術を実行す
るための命令の処方またはリストを読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）３１から読み出して、入出力インターフェイ
ス３２および母線３３を介してディジタル・ビデオ処理
装置１９内の構成部品のレジスタへ適切な制御ワードを
送ることにより、該構成部品を適切な時に作動および不
作動にし且つディジタル・ビデオ処理装置１９内に適切
なデータ経路を定めて像取得および処理命令を実行させ
る。
はホスト中央処理装置（ＣＰＵ）システム制御器２５に
よって制御される。オペレータ端末装置２６は、心臓病
専門医が多数の利用可能な間接Ｘ線撮影技術の内の何れ
かを使用して患者の特定の部分を可視化することが出来
るようにする。ホスト中央処理装置システム制御器２５
は、選択された形式の検査の為の像取得手順を定める一
般化された命令をＤＶＰ−ＣＰＵ制御器２７へ送る。こ
れらの命令はアドレス／データ母線２８、入出力インタ
ーフェイス２９および母線３０を介して供給される。そ
の際、ＤＶＰ−ＣＰＵ制御器２７は、検査技術を実行す
るための命令の処方またはリストを読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）３１から読み出して、入出力インターフェイ
ス３２および母線３３を介してディジタル・ビデオ処理
装置１９内の構成部品のレジスタへ適切な制御ワードを
送ることにより、該構成部品を適切な時に作動および不
作動にし且つディジタル・ビデオ処理装置１９内に適切
なデータ経路を定めて像取得および処理命令を実行させ
る。
【００１４】一連のＸ線照射が手動スイッチ３４を作動
することによって開始される。Ｘ線制御回路３５がこれ
に応答して適切な時にＸ線源１１をターンオンおよびタ
ーンオフして、個々の照射を開始および停止させる。ビ
デオカメラ制御器３７がＤＶＤクロックからタイミング
信号を受け取り、またＤＶＰ−ＣＰＵ制御器２７に対す
る時間ベースがビデオカメラ１５から線３９を介して供
給される垂直帰線消去パルスによって発生される。
することによって開始される。Ｘ線制御回路３５がこれ
に応答して適切な時にＸ線源１１をターンオンおよびタ
ーンオフして、個々の照射を開始および停止させる。ビ
デオカメラ制御器３７がＤＶＤクロックからタイミング
信号を受け取り、またＤＶＰ−ＣＰＵ制御器２７に対す
る時間ベースがビデオカメラ１５から線３９を介して供
給される垂直帰線消去パルスによって発生される。
【００１５】オペレータ端末装置２６はキーボード４０
およびトラックボール４１を含む。トラックボール４１
はＣＲＴモニタ２４上のカーソルを動かす為に全ての方
向に回転することが出来る。米国特許第４，２４５，２
４４号明細書および同第４，４５４，５０７号明細書に
記載されているように、このようなグラフィックまたは
カーソル発生器は当業者に周知であり、ＣＲＴモニタの
スクリーン上のカーソルのｘ，ｙ座標に対応する一連の
パルスを発生する。カーソルの座標情報はホスト中央処
理装置システム制御器２５に供給され、次いでディジタ
ル・ビデオ処理装置１９に供給される。
およびトラックボール４１を含む。トラックボール４１
はＣＲＴモニタ２４上のカーソルを動かす為に全ての方
向に回転することが出来る。米国特許第４，２４５，２
４４号明細書および同第４，４５４，５０７号明細書に
記載されているように、このようなグラフィックまたは
カーソル発生器は当業者に周知であり、ＣＲＴモニタの
スクリーン上のカーソルのｘ，ｙ座標に対応する一連の
パルスを発生する。カーソルの座標情報はホスト中央処
理装置システム制御器２５に供給され、次いでディジタ
ル・ビデオ処理装置１９に供給される。
【００１６】ここで図３を参照すると、図３は、本発明
に従って像を作成する為にＤＶＰ−ＣＰＵ制御器２７か
ら供給された処方に応答してディジタル・ビデオ処理装
置１９によって実施される機能をブロック図の形で示し
ている。入力１８に受け取った一連のディジタル化され
たＸ線フレームが以下に述べるように処理されて、出力
２１に対応する一連のディジタル化されたＸ線フレーム
が発生される。入力１８の各々の像フレームが平均フィ
ルタ５０、ポアソン・フィルタ５２およびマルチプレク
サ５４に供給される。以下に詳しく説明するように、平
均フィルタ５０は、入力像フレーム中の血管やカテーテ
ル案内ワイヤのような構造要素を識別するマスク像の作
成における最初のステップである。このマスク像は、マ
ルチプレクサ５４を制御して、入力像フレーム中の構造
要素内にある画素がフィルタリングされることなく出力
２１に直接通過し且つ入力像フレーム中の背景内にある
画素が出力２１に結合される前にポアソン・フィルタ５
２を通るように、使用される。このように、本発明のフ
ィルタ・システムは、背景ノイズを低減するために周囲
の組織の空間フィルタリングを行いながら、心臓病専門
医にとって関心のある血管およびカテーテル・ワイヤの
全体像およびエッジ情報を保持する。
に従って像を作成する為にＤＶＰ−ＣＰＵ制御器２７か
ら供給された処方に応答してディジタル・ビデオ処理装
置１９によって実施される機能をブロック図の形で示し
ている。入力１８に受け取った一連のディジタル化され
たＸ線フレームが以下に述べるように処理されて、出力
２１に対応する一連のディジタル化されたＸ線フレーム
が発生される。入力１８の各々の像フレームが平均フィ
ルタ５０、ポアソン・フィルタ５２およびマルチプレク
サ５４に供給される。以下に詳しく説明するように、平
均フィルタ５０は、入力像フレーム中の血管やカテーテ
ル案内ワイヤのような構造要素を識別するマスク像の作
成における最初のステップである。このマスク像は、マ
ルチプレクサ５４を制御して、入力像フレーム中の構造
要素内にある画素がフィルタリングされることなく出力
２１に直接通過し且つ入力像フレーム中の背景内にある
画素が出力２１に結合される前にポアソン・フィルタ５
２を通るように、使用される。このように、本発明のフ
ィルタ・システムは、背景ノイズを低減するために周囲
の組織の空間フィルタリングを行いながら、心臓病専門
医にとって関心のある血管およびカテーテル・ワイヤの
全体像およびエッジ情報を保持する。
【００１７】図３を参照して具体的に述べると、マスク
像を作成するために先ず平均フィルタ５０内で入力像フ
レームを平滑化する。これは、３×３カーネルを使用し
て各画素でボックスカー平均を行うことによって達成さ
れる。このように平滑化された値は平方根計算及びスケ
ーリング回路５６に供給され、該回路５６は像画素値の
平方根を計算して、それらの値を０から２５５（すなわ
ち８ビットの値）までの範囲にスケーリングする。次い
で。像中の構造のエッジがエッジ強調回路５８によって
強調される。これは典型的には微分によって行われる
が、好ましい実施態様では像を３×３ソベル（Ｓｏｂｅ
ｌ）演算子で畳み込み積分することにより像の勾配を近
似的に見出す。その結果の値は、再びクランプ６０によ
って０から２５５までの範囲にスケーリングされる。
像を作成するために先ず平均フィルタ５０内で入力像フ
レームを平滑化する。これは、３×３カーネルを使用し
て各画素でボックスカー平均を行うことによって達成さ
れる。このように平滑化された値は平方根計算及びスケ
ーリング回路５６に供給され、該回路５６は像画素値の
平方根を計算して、それらの値を０から２５５（すなわ
ち８ビットの値）までの範囲にスケーリングする。次い
で。像中の構造のエッジがエッジ強調回路５８によって
強調される。これは典型的には微分によって行われる
が、好ましい実施態様では像を３×３ソベル（Ｓｏｂｅ
ｌ）演算子で畳み込み積分することにより像の勾配を近
似的に見出す。その結果の値は、再びクランプ６０によ
って０から２５５までの範囲にスケーリングされる。
【００１８】マスク像は、閾値を越える画素を検出する
ことによって作成される。最初に、閾値が閾値計算回路
６２で計算され、この値（Ｔ）が閾値計算回路６２で各
々の処理された像画素と比較される。閾値計算回路６２
は、クランプ６０によって作成された画素値の標準偏差
を計算する。標準偏差は、先ず像画素値とそれらの平均
値との差の自乗の和を画素の総数で割った値である分散
を求め、この分散の平方根を求めることにより計算され
る。標準偏差は閾値（Ｔ）として使用される。エッジ・
マスク作成回路６４が、クランプ６０によって作成され
た画素値を、計算された閾値（Ｔ）と比較する。エッジ
・マスク作成回路６４は、画素値が閾値（Ｔ）を越える
場合、該画素値を「２５５」に設定する。残りの画素値
は「０」に設定される。
ことによって作成される。最初に、閾値が閾値計算回路
６２で計算され、この値（Ｔ）が閾値計算回路６２で各
々の処理された像画素と比較される。閾値計算回路６２
は、クランプ６０によって作成された画素値の標準偏差
を計算する。標準偏差は、先ず像画素値とそれらの平均
値との差の自乗の和を画素の総数で割った値である分散
を求め、この分散の平方根を求めることにより計算され
る。標準偏差は閾値（Ｔ）として使用される。エッジ・
マスク作成回路６４が、クランプ６０によって作成され
た画素値を、計算された閾値（Ｔ）と比較する。エッジ
・マスク作成回路６４は、画素値が閾値（Ｔ）を越える
場合、該画素値を「２５５」に設定する。残りの画素値
は「０」に設定される。
【００１９】エッジ・マスク作成回路６４の出力はエッ
ジ・マスク・アレイであり、これがマスク作成回路６６
に供給される。マスク作成回路６６は、検出されたエッ
ジを連結する。これを行うには、一度にエッジ・マスク
・アレイの一行を走査して、２つ以上のエッジを接合す
べきかどうか判定する。そのために、「２５５」のエッ
ジ画素が孤立しているか又は同じ行の別のエッジ画素の
任意の画素窓内にあるかどうか判定する。システムがＸ
線透視検査モードにある場合、カテーテル・ワイヤが主
な関心事であり、この行の走査のみが行われる。然し、
映画撮影モードが選ばれている場合、血管系もまた関心
事であり、血管がカテーテル・ワイヤよりもずっと広い
ので、列ごとの走査も行われる。列の走査は、列方向に
おける「２５５」のマスク値の連結性を探すことを除い
て、行の走査と同じである。
ジ・マスク・アレイであり、これがマスク作成回路６６
に供給される。マスク作成回路６６は、検出されたエッ
ジを連結する。これを行うには、一度にエッジ・マスク
・アレイの一行を走査して、２つ以上のエッジを接合す
べきかどうか判定する。そのために、「２５５」のエッ
ジ画素が孤立しているか又は同じ行の別のエッジ画素の
任意の画素窓内にあるかどうか判定する。システムがＸ
線透視検査モードにある場合、カテーテル・ワイヤが主
な関心事であり、この行の走査のみが行われる。然し、
映画撮影モードが選ばれている場合、血管系もまた関心
事であり、血管がカテーテル・ワイヤよりもずっと広い
ので、列ごとの走査も行われる。列の走査は、列方向に
おける「２５５」のマスク値の連結性を探すことを除い
て、行の走査と同じである。
【００２０】マスク像の作成の最後のステップは、メジ
アン・フィルタ６８によりフィルタリングを行うことで
ある。メジアン・フィルタ６８によって３×３近傍カー
ネルが使用され、メジアン・フィルタ６８は各々の画素
を３×３近傍のメジアン値と置き換える。メジアン・フ
ィルタ６８は、マスク像中の特徴部のエッジをぼかさな
い。メジアン・フィルタ６８はまた、孤立した「２５
５」値を、広げることなく、除去する。除去されない場
合、孤立した「２５５」値は「ごま塩状」ノイズを生じ
る。このマスク像はマルチプレクサ５４に入力されて、
マスク像中の各々の画素が出力２１における出力像中の
対応する画素を選択する。
アン・フィルタ６８によりフィルタリングを行うことで
ある。メジアン・フィルタ６８によって３×３近傍カー
ネルが使用され、メジアン・フィルタ６８は各々の画素
を３×３近傍のメジアン値と置き換える。メジアン・フ
ィルタ６８は、マスク像中の特徴部のエッジをぼかさな
い。メジアン・フィルタ６８はまた、孤立した「２５
５」値を、広げることなく、除去する。除去されない場
合、孤立した「２５５」値は「ごま塩状」ノイズを生じ
る。このマスク像はマルチプレクサ５４に入力されて、
マスク像中の各々の画素が出力２１における出力像中の
対応する画素を選択する。
【００２１】マスク像中の画素が「２５５」である場
合、対応する入力像の画素がマルチプレクサ入力７０か
ら出力２１に直接結合される。これらの「２５５」画素
は、心臓病専門医にとって関心のある構造を表してお
り、何ら変更せずに通過する。他方、マスク像中の
「０」画素は、マルチプレクサ５４を制御して、入力７
２における対応する入力像画素を選択する。これらの
「０」画素は、出力２１に結合される前にポアソン・フ
ィルタ５２でフィルタリングされる。これらの「０」画
素は背景の組織を表しており、ポアソン・フィルタ５２
はこれらの領域内での余分な像ノイズを平滑化する。
合、対応する入力像の画素がマルチプレクサ入力７０か
ら出力２１に直接結合される。これらの「２５５」画素
は、心臓病専門医にとって関心のある構造を表してお
り、何ら変更せずに通過する。他方、マスク像中の
「０」画素は、マルチプレクサ５４を制御して、入力７
２における対応する入力像画素を選択する。これらの
「０」画素は、出力２１に結合される前にポアソン・フ
ィルタ５２でフィルタリングされる。これらの「０」画
素は背景の組織を表しており、ポアソン・フィルタ５２
はこれらの領域内での余分な像ノイズを平滑化する。
【００２２】図４は、ポアソン・フィルタの構成を示
す。入力１８で受け取った像データに加えて、ポアソン
・フィルタは入力８０に「シグマ」値を受け取る。この
値は選択されて、典型的には「８」またはその近くに設
定される。ポアソン・フィルタは、入力像から平均値を
除くことによって構成がかなり簡単化される。このため
に、平均計算回路８２により入力像の平均値が計算さ
れ、この平均値が加算回路８４によって入力像から減算
される。この平均値はまた、ポアソン・フィルタの他の
処理にも使用され、加算回路８６および割算回路８８に
入力される。加算回路８６はその他方の入力に、入力信
号ＳＩＧの自乗に等しい信号を自乗回路９０から受け取
る。加算回路８６の出力（ＳＩＧ2 ＋平均値）は割算回
路８８に供給され、そこで除数として作用する。割算回
路８８の出力（ｖａｒ＝平均値／（ＳＩＧ2 ＋平均
値））は乗算回路９２の一方の入力に供給される。乗算
回路９２の他方の入力は加算回路８４から入力像を受け
取る。乗算回路９２の出力（ｖａｒ＊（入力−平均
値））は加算回路９４に供給され、加算回路９４はそれ
に平均値信号を加算して、線７２にフィルタリングされ
た出力を生じる。
す。入力１８で受け取った像データに加えて、ポアソン
・フィルタは入力８０に「シグマ」値を受け取る。この
値は選択されて、典型的には「８」またはその近くに設
定される。ポアソン・フィルタは、入力像から平均値を
除くことによって構成がかなり簡単化される。このため
に、平均計算回路８２により入力像の平均値が計算さ
れ、この平均値が加算回路８４によって入力像から減算
される。この平均値はまた、ポアソン・フィルタの他の
処理にも使用され、加算回路８６および割算回路８８に
入力される。加算回路８６はその他方の入力に、入力信
号ＳＩＧの自乗に等しい信号を自乗回路９０から受け取
る。加算回路８６の出力（ＳＩＧ2 ＋平均値）は割算回
路８８に供給され、そこで除数として作用する。割算回
路８８の出力（ｖａｒ＝平均値／（ＳＩＧ2 ＋平均
値））は乗算回路９２の一方の入力に供給される。乗算
回路９２の他方の入力は加算回路８４から入力像を受け
取る。乗算回路９２の出力（ｖａｒ＊（入力−平均
値））は加算回路９４に供給され、加算回路９４はそれ
に平均値信号を加算して、線７２にフィルタリングされ
た出力を生じる。
【００２３】上記の動作モードでは、表示プロセスが、
各々の処理されたＸ線フレームを取得時に実時間で表示
するようにオペレータによって構成される。このような
透視検査動作モードは、冠状血管形成術のような手術を
行うときに心臓病専門医に役立つようにしばしば使用さ
れる。しかし、表示プロセスはまた、一連の処理された
Ｘ線フレームを記憶して、注意深く診断するために後で
再生できるように構成することが出来る。例えば、心臓
サイクルの１サイクル全体にわたる患者の心臓を示すよ
うに一連のＸ線フレームを取得することが出来る。この
一連のＸ線フレームは、表示プロセスによって実時間で
出力像アレイから読み出され、またはスローモーション
で読み出され、或いは心臓病専門医が特定の冠状動脈に
起こる変化を注意深く追跡できるようにステップ・バイ
・ステップで読み出される。
各々の処理されたＸ線フレームを取得時に実時間で表示
するようにオペレータによって構成される。このような
透視検査動作モードは、冠状血管形成術のような手術を
行うときに心臓病専門医に役立つようにしばしば使用さ
れる。しかし、表示プロセスはまた、一連の処理された
Ｘ線フレームを記憶して、注意深く診断するために後で
再生できるように構成することが出来る。例えば、心臓
サイクルの１サイクル全体にわたる患者の心臓を示すよ
うに一連のＸ線フレームを取得することが出来る。この
一連のＸ線フレームは、表示プロセスによって実時間で
出力像アレイから読み出され、またはスローモーション
で読み出され、或いは心臓病専門医が特定の冠状動脈に
起こる変化を注意深く追跡できるようにステップ・バイ
・ステップで読み出される。
【図１】本発明を利用するディジタル心臓血管Ｘ線シス
テムの絵画的斜視図である。
テムの絵画的斜視図である。
【図２】図１のディジタル心臓血管Ｘ線システムの構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】図２中のディジタル・ビデオ処理装置の一部で
ある本発明によるフィルタ・システムのブロック図であ
る。
ある本発明によるフィルタ・システムのブロック図であ
る。
【図４】図３のフィルタ・システムの一部を形成するポ
アソン・フィルタのブロック図である。
アソン・フィルタのブロック図である。
１０ 患者 １１ Ｘ線源 １２ イメージ増倍管 １３ 入力蛍光面 １４ 出力蛍光面 １５ ビデオカメラ １７ アナログ−ディジタル変換器 １９ ディジタル・ビデオ処理装置 ２２ ディジタル−アナログ変換器 ２４ ＣＲＴモニタ ２５ ホスト中央処理装置システム制御器 ２６ オペレータ端末装置 ２７ ディジタル・ビデオ処理装置中央処理装置制御
器 ２９、３２ 入出力インターフェイス ３４ 手動スイッチ ３５ Ｘ線制御回路 ３６ Ｘ線管電源 ３７ ビデオカメラ制御器 ５０ 平均フィルタ ５２ ポアソン・フィルタ ５４ マルチプレクサ ５６ 平方根計算及びスケーリング回路 ５８ エッジ強調回路 ６０ クランプ ６２ 閾値計算回路 ６４ エッジ・マスク作成回路 ６６ マスク作成回路 ６８ メジアン・フィルタ ８２ 平均計算回路 ８４、８６、９４ 加算回路 ８８ 割算回路 ９０ 自乗回路 ９２ 乗算回路
器 ２９、３２ 入出力インターフェイス ３４ 手動スイッチ ３５ Ｘ線制御回路 ３６ Ｘ線管電源 ３７ ビデオカメラ制御器 ５０ 平均フィルタ ５２ ポアソン・フィルタ ５４ マルチプレクサ ５６ 平方根計算及びスケーリング回路 ５８ エッジ強調回路 ６０ クランプ ６２ 閾値計算回路 ６４ エッジ・マスク作成回路 ６６ マスク作成回路 ６８ メジアン・フィルタ ８２ 平均計算回路 ８４、８６、９４ 加算回路 ８８ 割算回路 ９０ 自乗回路 ９２ 乗算回路
Claims (6)
- 【請求項１】 低いＸ線量レベルで取得された対象物の
一連のフレーム像を作成する間接Ｘ線撮影システムにお
いて、 Ｘ線を対象物に照射することによって、画素値のアレイ
より成るフレーム像を取得する手段、 前記フレーム像を受け取って、前記フレーム像中の構造
的特徴に対応する画素値を背景に対応する画素値から区
別するマスクを作成する手段、および前記フレーム像を
受け取り且つ前記マスクに応答して、前記フレーム像中
の背景に対応する画素値を選択的にフィルタリングする
手段、を有することを特徴とする間接Ｘ線撮影システ
ム。 - 【請求項２】 前記の選択的にフィルタリングする手段
はポアソン・フィルタを含み、前記の背景に対応する画
素値が前記ポアソン・フィルタに通される請求項１記載
の間接Ｘ線撮影システム。 - 【請求項３】 前記の選択的にフィルタリングする手段
は、前記フレーム像を受け取って、フィルタリングされ
たフレーム像を作成するフィルタ、および１つの入力に
前記フレーム像を受け取り且つ別の入力に前記フィルタ
リングされたフレーム像を受け取るマルチプレクサを含
んでおり、前記マスクにより前記マルチプレクサがその
２つの入力の内の一方を選択するように制御される請求
項１記載の間接Ｘ線撮影システム。 - 【請求項４】 前記フィルタがポアソン・フィルタであ
る請求項３記載の間接Ｘ線撮影システム。 - 【請求項５】 前記のマスクを作成する手段は、 受け取った前記フレーム像をフィルタリングして、フィ
ルタリングされたフレーム像を作成するフィルタ手段、 前記フィルタリングされたフレーム像中に現れる構造的
特徴のエッジを強調する手段、および前記のエッジ強調
フレーム像中の各々の画素を閾値と比較して、該画素を
２つの所定の値の内の何れか一方に設定することによっ
てエッジ・マスクを作成する手段、を含んでいる請求項
１記載の間接Ｘ線撮影システム。 - 【請求項６】 前記のマスクを作成する手段は更に、前
記エッジ・マスク中の前記所定の値を検査して、指示さ
れたエッジを連結することにより、前記構造的特徴を定
める手段を含んでいる請求項５記載の間接Ｘ線撮影シス
テム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/820794 | 1997-03-19 | ||
| US08/820,794 US5809105A (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Noise filter for digital x-ray imaging system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10328172A true JPH10328172A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=25231744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10059145A Withdrawn JPH10328172A (ja) | 1997-03-19 | 1998-03-11 | 間接ｘ線撮影システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5809105A (ja) |
| EP (1) | EP0866607A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10328172A (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8788020B2 (en) | 1998-10-23 | 2014-07-22 | Varian Medical Systems, Inc. | Method and system for radiation application |
| US6937696B1 (en) | 1998-10-23 | 2005-08-30 | Varian Medical Systems Technologies, Inc. | Method and system for predictive physiological gating |
| JP2002541696A (ja) | 1999-03-30 | 2002-12-03 | 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 | 線状移動物体を表す画像系列のノイズ圧縮用画像処理方法、システム及び装置 |
| JP4112762B2 (ja) | 1999-10-05 | 2008-07-02 | 株式会社東芝 | 画像処理装置およびｘ線診断装置 |
| DE60018430T2 (de) | 1999-10-26 | 2006-02-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Bildverarbeitungsverfahren, -system und-vorrichtung zur rauschverminderung in einer fadenförmigen struktur darstellenden bildsequenz |
| US6496716B1 (en) | 2000-02-11 | 2002-12-17 | Anatoly Langer | Method and apparatus for stabilization of angiography images |
| US7031504B1 (en) * | 2000-09-26 | 2006-04-18 | Vital Images, Inc. | Image data based retrospective temporal selection of medical images |
| FR2818855A1 (fr) * | 2000-12-26 | 2002-06-28 | Koninkl Philips Electronics Nv | Procede de traitement d'images |
| US6680995B2 (en) | 2001-10-31 | 2004-01-20 | Ge Medical Systems Global Technology Co., Llc | Method and apparatus of determining and displaying a helical artifact index |
| US6895077B2 (en) * | 2001-11-21 | 2005-05-17 | University Of Massachusetts Medical Center | System and method for x-ray fluoroscopic imaging |
| JP4413504B2 (ja) * | 2003-02-13 | 2010-02-10 | 株式会社東芝 | 医用画像処理装置、医用画像処理方法および医用画像処理プログラム |
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| US9375164B2 (en) | 2007-03-08 | 2016-06-28 | Sync-Rx, Ltd. | Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging |
| US11197651B2 (en) | 2007-03-08 | 2021-12-14 | Sync-Rx, Ltd. | Identification and presentation of device-to-vessel relative motion |
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| JP5639764B2 (ja) | 2007-03-08 | 2014-12-10 | シンク−アールエックス，リミティド | 運動する器官と共に使用するイメージング及びツール |
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| US9101286B2 (en) | 2008-11-18 | 2015-08-11 | Sync-Rx, Ltd. | Apparatus and methods for determining a dimension of a portion of a stack of endoluminal data points |
| US9095313B2 (en) | 2008-11-18 | 2015-08-04 | Sync-Rx, Ltd. | Accounting for non-uniform longitudinal motion during movement of an endoluminal imaging probe |
| US8855744B2 (en) | 2008-11-18 | 2014-10-07 | Sync-Rx, Ltd. | Displaying a device within an endoluminal image stack |
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