JPH11261893A - 対象のデジタル化x線撮影写真、特に動脈造影中の脚のパノラマ図を得る方法 - Google Patents
対象のデジタル化x線撮影写真、特に動脈造影中の脚のパノラマ図を得る方法Info
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Abstract
連続したX線撮影写真から対象全体のX線撮影写真を手
で切り張りせずに得ること。 【解決手段】 現在のリセット2次画像(IMi)のそ
れぞれについて、2つのリセット2次画像それぞれの2
つの中央水平線(LCi、LCj)によって境界が付け
られた、現在の画像およびその次のリセット2次画像に
共通な領域を決め、デジタル化された全体のX線撮影写
真(IG)を、この連続の最初のリセット2次画像(I
M1)の共通領域より上にある上側領域(RS1)、こ
の連続の最後のリセット2次画像(IM9)の共通領域
より下にある下側領域(RI9)、およびリセット2次
画像の各対の共通領域から作り出す。
Description
影した部分的に重なり合う連続した始めのX線撮影写真
から、対象のデジタル化した全体のX線撮影写真を得る
ことに関する。
画像、または脊柱に沿って得られた連続した画像からの
棘のX線撮影中に獲得された写真に有利に適用される
が、これに制限されることはない。
2本の脚両方の脈管検査中に検出される。
20mの長さの放射線フィルムのカセットを有する動脈
静脈造影ドラムを利用することである。したがって、患
者をX線にさらすことにより、下肢の全体の写真を直接
得ることができる。しかし、この解決策では、かさばる
機器を使用する必要がある。
されたアドバンス・テーブルと組み合わせたより小さい
サイズ(35×35)の連続したフィルムを使用するこ
とである。この場合、放射線医師は、例えば下肢の血管
中を流れるコントラスト生成物の進行を監視することが
できる。次いで様々な画像を、重なり合わないように手
作業で切断し、手作業で再度貼り付けて、脚全体を見る
ことができる1.20mの全長を有する画像を再構築す
る。
医師が脚のパノラマ図を再構築しようとするときにフィ
ルムを処理する必要がある。
な視点から撮影した部分的に重なり合う連続した最初の
X線撮影写真から対象全体のX線撮影写真を得る問題に
対する、より満足のいく解決策を提供することである。
は、部分的に重なり合うデジタル写真をコンピュータで
自動的に切断し、貼り付ける方法を提供する。
の間の部分的に重なり合う部分を使用して写真を「デジ
タルに貼り付け」、対象、特に脚のデジタル化した全体
の写真を得る。
々な視点から撮影した部分的に重なり合う連続した最初
または「1次」のX線撮影写真から、対象のデジタル化
した全体のX線撮影写真を得る方法を提案する。
ある所定要素を顕著にしたデジタル化した2次画像は、
各1次画像または写真から作り出される。このような2
次画像は、例えば動脈造影の適用分野では、対象の関心
のある所定要素、この場合では血管が現れる画像であ
る。このような2次画像は、例えばコントラスト生成物
を脚に注入した後の不透明画像(1次画像)と、いわゆ
る「マスク」画像、すなわちコントラスト生成物なしで
得られた画像との間の差をとることによって得ることが
できる。
るためのデジタル処理を、連続した画像の対ごとに実行
し、相互リセット・デジタル化2次画像を得る。このリ
セット処理は、対象の関心のある所定要素を顕著にして
実行され、例えば既知または未知のテーブルの変位ステ
ップなど患者に対する写真獲得システムの移動、および
対象(例えば脚)内部の関心のある様々な要素(例えば
血管)の深さを考慮に入れている。
れについて、現在の画像およびその次のリセット2次画
像に共通な領域を定める。この共通領域は2つのリセッ
ト2次画像それぞれの2つの中央水平線によって境界が
付けられる。次いで、撮影した連続した画像の最初のリ
セット2次画像の共通領域より上にある上側領域からデ
ジタル化された全体のX線撮影写真が作り出される。X
線撮影写真は、この連続の最後のリセット2次画像の共
通領域より下にある下側領域からも作り出される。最後
に、リセット2次画像の各対の共通領域から、全体のX
線撮影写真が作り出される。
ト2次画像について、共通領域の中央の切断線の両側に
それぞれ広がる上側共通ゾーンおよび下側共通ゾーンを
含む共通領域が定められる。次いで、現在の2次画像の
共通領域の上側共通ゾーン、およびその次の2次画像の
共通領域の下側共通ゾーンを各共通領域について使用す
ることにより、全体のX線撮影写真が作り出される。
次画像に共通な領域の中央にあるトレースとして決めら
れ、共通領域は、当該の対の最初(または2番目)の写
真の中央水平線(中央線)に対応する上側(または下
側)の横方向境界を有する。デジタル張り付けは、当該
の対の最初の写真の切断線より上にある区画(上側共通
ゾーン)および当該の対の2番目の写真の切断線より下
にある区画(下側共通ゾーン)を保持しながら、切断線
を整列させ、重ね合わせることによって実行される。
合わせるときには、視点、ならびにこれらの写真を生じ
させるX線の経路および吸収率が異なることに関連する
強度の差によって、全体のX線撮影写真上でその移行部
分が見える写真が得られることもある。
きる「2重ディゾルブ」によるデジタル貼付けを提案す
ることは非常に有利である。換言すれば、最終的な写真
は、最初の写真が次第に消え、その次の写真が導入され
ることによって1つの写真からその次の写真に次第に移
行することから生じる。したがって全体のX線撮影写真
で様々な切断線が見えなくなり、背景は連続的となる。
ば、全体のX線撮影写真は、各共通領域について、連続
する2つのリセット2次画像の上側および下側共通ゾー
ンのそれぞれの濃度レベルの対数の加重合計を使用する
ことによって作り出される。
1次画像の獲得は、「移動画像」と呼ばれる様々な視点
から撮影した1次画像の獲得、および「固定画像」と呼
ばれる同一の視点から撮影した連続したいくつかの1次
画像の少なくとも1つのグループの獲得を含むことがあ
る。この場合には、固定1次画像に対応する固定2次画
像が作り出され、これらの固定2次画像から、前記グル
ープの最初の固定画像の前の最後の移動2次画像、およ
び前記グループの最後の固定画像に続く最初の移動2次
画像とともにデジタル・リセット処理に使用される結果
の2次画像が作り出される。
定2次画像の対応するピクセル間の最大強度の探索を含
むことは有利である。
にするために、固定した視点で獲得した写真は、獲得し
た一連の写真の移動隣接写真と組み合わせて単一の写真
に予め融合させる。
像の生成は、関心のある要素が現れる1次画像(不透明
画像)と関心のある要素が現れないマスク画像(透明画
像)とを獲得する段階と、1次画像とマスク画像を減算
する段階とを含むことができる。
する獲得したマスク画像との間で予備リセット処理を実
行し、患者の移動によるアーチファクトの出現を防止す
ると有利である。
き、特に患者が載っているテーブルの変位ステップが事
前に分かっていないときには、1次画像の低域フィルタ
リングを実行して、マスク画像を得る。
きには、連続した2次画像間のリセット処理は、変位ス
テップを考慮に入れて、現在の画像の所定中央ゾーンと
その次の画像の同じ中央ゾーンとの間の一致の探索を含
む。
前に未知の変位ステップである場合には、2つの2次画
像間で一致を探索する、好ましくは計算の速度を上げる
ためにこれらの画像の縮小した領域について一致を探索
することによって、2次画像の内容から変位ステップが
決定される。
に非制限的な実施形態の説明および添付の図面を検討す
れば明らかになるであろう。
定の変位ステップPSで水平方向に移動させることがで
きるテーブルを表す。患者の脚JMは、動脈造影検査の
ためにこのテーブルの上に載っている。
れたX線を放射する光源Sは、脚JMを照らし、テーブ
ルTBの反対側で、35×35cmの画像に相当する最
大視野を有するイメージ増倍管IIを特に含むそれ自体
で既知の受光手段によって受けられる。
クリーンからなる処理装置MTは、このイメージ増倍管
IIに接続される。
な視点から撮影された、テーブルの様々な位置にそれぞ
れ対応する、マスク画像と呼ばれる連続した画像が獲得
される。したがって、ここでは、「固定」と呼ばれる画
像とは異なり、獲得された全ての画像が「移動」と呼ば
れる画像となるものと仮定し、その重要性について詳細
に考察する。
トラスト生成物を注入せずに撮影したX線撮影画像に対
応する。
トラスト生成物を患者の脚の血管中に注入し、その後、
それぞれが対応するマスク画像と同一の視点から1次画
像と呼ばれる不透明画像を獲得する。
場合、X線撮影写真の背景に対して血管を顕著にし、す
なわちはっきり見えるようにし、それにより以下でさら
に詳細に分かるように、その血管に関連した連続した画
像をリセットすることができるようにするために、各マ
スク画像を対応する1次画像から減算し、対象の関心の
ある所定要素、すなわち脚の血管を顕著にした2次と呼
ばれる画像を得る。
の上にマスクをリセットする自動処理を行い、患者の運
動によるアーチファクトの出現を防止する。写真リセッ
ト処理は、当業者には周知の従来の処理である。これは
一般に、写真を予備処理し、ある特定数のチェック・ポ
イント(ランドマークと呼ばれる)を選択し、これらの
ランドマークそれぞれにおけるゆがみを推定し、これら
のランドマークを妥当性検査し、写真全体についてのゆ
がみを補間し、補正した写真を復元することである。
その前の写真上に最もよく重ね合わせる横および縦方向
の移動を決定することを可能にする、類似性基準の計算
に基づく写真間の一致の探索を使用することができる。
トの方法は、フランス特許第8904085号(米国特
許第5048103号に対応)に提案されている。
も、1987年6月1〜5日にニースで開かれた信号と
画像処理に関する第11回シンポジュームの「血管造影
の弾性リセット」と題するJ.Lienardおよび
V.Leclercによる論文から周知である。当業者
なら、必要ならこうした従来の文書を参照することがで
きるが、その内容は情報として本記述の内容に組み込ま
れる。
類似性基準に最大値を与え、これにより1枚の写真のも
う1枚に対するXおよびYシフトを導出することがで
き、それによりマスク画像および1次画像をピクセルご
とに正しく減算することができる。
は、マスク画像および対応する1次画像の縮小した領域
について実行されることが好ましい。これに関して、各
画像の中央領域は、例えば横方向コリメータが存在する
可能性とともに写真の円形形状を考慮した高さと幅を有
する長方形領域をとることになる。これらの寸法の非制
限的な例として、高さは写真のサイズの4分の1に等し
い寸法となり、幅は最大で横方向コリメータの全幅だけ
縮小した写真のサイズ、最小で写真サイズの20分の1
だけ縮小した写真のサイズに等しい寸法となる。
後で、2次画像を2次元相互リセットするためのデジタ
ル処理を連続した2次画像の対ごとに実行し、相互リセ
ット・デジタル化2次画像を得る。
ブルの変位ステップが既知である場合でも、脚の様々な
血管の深さは正確には分からないからである。したがっ
て、様々な画像中で血管を円錐図法で見ると、それらの
その前の写真の位置からの変位は正確には分からない。
したがって、このXおよびYシフトを正確に決定し、写
真をデジタルに貼り付けて1枚の写真から別の写真まで
ほぼ完全に連続した血管を得ることができるようにする
ことが適当である。
写真に対してリセットする上述の方法と同様に実行され
る。さらに精密には、一致探索は、類似性基準を使用し
て、現在の写真の中央領域をテーブルの変位ステップだ
けシフトしているその次の写真の中央領域に移動させる
ことによって実行され、さらに、シフトの許容範囲はこ
の場合には脚である対象の最大厚さを考慮に入れてい
る。このように、テーブルの変位だけでなく、1枚の写
真と別の写真の間で生じうる関心のある脚の要素の深さ
の差も考慮される。
い高さ(例えば高さ10cm)を有する領域を中央領域
として選択する。様々な画像の連続撮影の間隔が6cm
(これはテーブルの所定変位ステップであると仮定す
る)である場合には、現在の写真中の選択された探索領
域を、脚の血管の深さに関する未知のパラメータを考慮
に入れ、例えば6cmプラスマイナス2cmだけシフト
させた現在の写真の中央領域とする。
の2次画像からとった2つの中央領域の間で類似性基準
を最適化することに基づく血管ゾーンの自動対応は、多
数解手法を使用して得る。さらに精密には、探索は最初
に、現在の写真の中央領域をその次の写真の探索領域に
行および列で4ピクセルに固定した探索増分で変位させ
ることによって、類似性基準の最大値の位置について行
う。次に、現在の写真の中央領域を、前段階で得られた
類似性基準の最大値の位置に対応する点に心合わせし、
2ピクセルに等しい探索増分で8つの隣接点を超えて移
動させ、新しい点で類似性基準の新しい最大値を決定す
る。最後に、中央領域を前段階で得られた新しい点に心
合わせし、1ピクセルの増分でこの新しい点の8つの隣
接点を超えて移動させることによって第3探索段階を実
行し、類似基準の最大値の最終的な位置を決定し、それ
によりその次の画像のその前の画像からのXおよびYシ
フトを得る。
で参照符IM1〜IM9で参照される一連のリセット2
次画像が得られる。実際に本明細書のこの例では、分か
りやすくするために、全体写真IGを得るために9個の
移動画像が獲得されているものと仮定する。
現在の写真の中央水平線LCi(写真の中央線)、およ
びその次の写真IMjの中央水平線LCjのプロットT
LCjによって境界を付けられた共通領域が決められ
る。
ン、すなわち上側共通ゾーンZSiおよび下側共通ゾー
ンZIiに分割する切断線LPijが決められる。
表すように連続した2つの画像の切断線が整列する。
の最初のリセット2次画像IM1の上側領域RS1、こ
の連続の最後の2次画像IM9の下側領域RI9、およ
びリセット2次画像の各対の共通領域RC12、RC2
3、RC34〜RC89を使用して、全体の写真IGが
作り出される。
は、単純に現在の写真の上側共通ゾーンおよびその次の
写真の下側共通ゾーンを使用することである。したがっ
て、例えば、写真IM2およびIM3に共通な領域であ
る共通領域RC23について、上側共通ゾーンZS20
のピクセルと、次いで下側共通ゾーンZI20のピクセ
ルとを連続して使用することができる。
の内側に様々な切断線が見える全体写真が得られること
がある。
動作を実行することが好ましい。さらに精密には、各共
通領域について、連続した2つのリセット2次画像の上
側および下側共通ゾーンそれぞれの濃度レベルの対数の
加重合計を使用する。
は、中央線LC2のレベルにあるピクセルについては、
ゾーンZS20のピクセルのレベルが100%使用さ
れ、ゾーンZS3のピクセルのレベルは0%使用され
る。
は、それらのレベルは、写真IM2の線LP23のピク
セルのレベルの50%と写真IM3の線LP23のピク
セルのレベルの50%とに等しくなる。
真IM3の線LC3のピクセルの100%、および写真
IM2の線TLC3ピクセルの0%に等しいレベルを有
することになる。
の加重合計に相当するこの2重ディゾルブ動作は、X線
医学では濃度計による厚さの加重加算に相当する。
て、特定の適用分野では、固定画像、すなわち同一の視
点つまりテーブルTBの同じ位置から撮影した連続画像
の獲得が必要なこともある。
物を伝搬させてより正確な血液網の図を得ることが、動
脈造影的に可能となる。これは例えば、図3に表す固定
画像IF5、IF6、およびIF7の場合である。血液
網の上側部分EI5が写真IF5に現れ、写真IF6に
は上側部分は依然として残っているが、血液網の中央部
分EI6よりコントラストが低く、画像IF7では血液
網の上側部分は消え、下側部分EI7は中央部分より高
いコントラストを有する。
タルに融合され、画像IF5の前の移動画像および画像
IF7に続く移動画像に対するリセットに使用されるこ
とになる単一の結果画像が得られる。これに関して、こ
の結果2次画像は、固定2次画像の対応するピクセル間
の最小強度の探索によって作り出される。換言すれば、
探索は、各固定画像中のコントラストの最大値について
行われ、そのコントラストの強い部分は、結果の2次画
像を作り出すために使用されることになる。
ての指標が与えられないときには、テーブルのステップ
は写真の内容から決定しなければならない。次いで写真
間類似性基準を、計算速度を上げるためにあらかじめそ
の寸法の4分の1に縮小しておいた1次画像について計
算し、各写真について、それをその前の写真に最もよく
重ね合わせる横および縦方向の並進を決定する。2枚の
写真を最適に重ね合わせると、類似性基準に最大値が与
えられ、これにより特にY変位、したがって連続した2
枚の写真の間の変位ステップを決定することが可能とな
る。このようになった場合には、この文脈では、この最
大値の探索は、写真の制限された領域を連続的に変位さ
せることによって実行される。実際に、類似性は、基準
の測定を損なう危険性のある先行コリメータなどの撮像
システムの固定機械部品を除いた解剖学的構造のみを含
む領域に関係していなければならない。測定領域は、測
定の補助となる縁を有する様々な器官をカバーするのに
十分広くする必要がある。最後に、測定領域のサイズを
制限し、計算時間を減少させなければならない。
コリメータが存在する可能性を考慮に入れた高さおよび
幅を有する長方形領域をとることができる。この場合に
は、写真サイズの4分の1に等しい高さ、および最大で
横方向コリメータのサイズ幅だけ、最小で写真サイズの
20分の1だけ縮小した写真サイズに等しい幅を、こう
した長方形領域について選択することもできる。
たは骨(例えば整形外科の骨検査の場合)が検査する範
囲全体にわたって連続的となり、切断線が見えず(背景
が連続的)、関心のある要素、とりわけ脈管構造でコン
トラストが最高となる、全体写真を得ることが可能とな
る。
の一連の画像を示す概略図である。
す概略図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 様々な視点から撮影した部分的に重なり
合う連続した1次X線撮影写真から、対象のデジタル化
した全体のX線撮影写真を得る方法であって、対象の関
心のある所定要素を顕著にしたデジタル化した2次画像
を各1次画像から作り出し、2次画像を2次元相互リセ
ットするためのデジタル処理を連続した画像の対ごとに
実行して相互リセット・デジタル化2次画像(IMi)
を得、現在のリセット2次画像のそれぞれについて、2
つのリセット2次画像それぞれの2つの中央水平線(L
Ci、LCj)によって境界が付けられた、前記の現在
の画像およびその次のリセット2次画像に共通な領域を
決め、デジタル化された全体のX線撮影写真(IG)
を、この連続の最初のリセット2次画像(IM1)の共
通領域より上にある上側領域(RS1)、この連続の最
後のリセット2次画像(IM9)の共通領域より下にあ
る下側領域(RI9)、およびリセット2次画像の各対
の共通領域から作り出すことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 各リセット2次画像の共通領域が、前記
共通領域の中央の切断線(LPij)の両側にそれぞれ
広がる上側共通ゾーンおよび下側共通ゾーンを含み、か
つ現在の2次画像の共通領域の上側共通ゾーン、および
その次の2次画像の共通領域の下側共通ゾーンを各共通
領域に対して使用することによって、全体のX線撮影写
真(IG)が作り出されることを特徴とする請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】 各リセット2次画像の共通領域が、前記
共通領域の中央の切断線(LPij)の両側にそれぞれ
広がる上側共通ゾーンおよび下側共通ゾーンを含むこ
と、ならびに連続する2つのリセット2次画像それぞれ
の上側の濃度レベルの対数の加重合計を各共通領域に対
して使用することによって、全体のX線撮影写真が作り
出されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 1次画像の獲得が、移動画像と呼ばれる
様々な視点から撮影した1次画像の獲得、および固定画
像(IF5〜IF7)と呼ばれる同一の視点から撮影し
た連続したいくつかの1次画像の少なくとも1つのグル
ープの獲得を含む場合に、固定1次画像に対応する固定
2次画像が作り出され、これらの固定2次画像から、前
記グループの最初の固定画像の前にくる最後の移動2次
画像、および前記グループの最後の固定画像に続く最初
の移動2次画像とともにデジタル・リセット処理に使用
される結果の2次画像が作り出されることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項5】 結果の2次画像の生成が、固定2次画像
(IF5〜IF7)の対応するピクセル間の最大強度の
探索を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 関心のある所定要素を顕著にした各2次
画像の生成が、撮影するたびに、関心のある要素が現れ
る1次画像および関心のある要素が現れないマスク画像
を獲得する段階と、1次画像およびマスク画像を減算す
る段階とを含むことを特徴とする請求項1ないし5のい
ずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】 予備リセット処理が、獲得した各1次画
像と、それに対応する獲得したマスク画像との間で実行
されることを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項8】 関心のある所定要素を顕著にした各2次
画像の生成が、撮影するたびに関心のある要素が現れる
1次画像を獲得する段階と、1次画像を低域フィルタリ
ングしてマスク画像を得る段階と、次いで1次画像およ
びマスク画像を減算する段階とを含むことを特徴とする
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項9】 移動画像を連続撮影する間隔が所定変位
ステップ(PS)であること、および連続した2次画像
間のリセット処理が、変位ステップを考慮に入れて、現
在の画像の所定中央ゾーンとその次の画像の同じ中央ゾ
ーンとの間の一致を探索する段階を含むことを特徴とす
る請求項1ないし8のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項10】 移動画像を連続撮影する間隔が事前に
未知の変位ステップである場合に、2つの2次画像間の
縮小した領域についてこれらの画像の一致を探索するこ
とによって、2次画像の内容から変位ステップが決定さ
れることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項
に記載の方法。
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