JPH11309137A - 断層像画像化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影画像を断層像に変換する際の画質の劣化
防止及び変換時間の短縮化を図る。 【解決手段】 イメージ・インテンシファイヤ２３で撮
影画像に生ずる歪みを補正する歪み補正処理、及びＣア
ーム２１の回転により水平面に対して所定の傾き角を持
って撮影された画像を、水平面と平行な傾き角の画像に
変換する非線形処理は、いずれも画像の位置シフト処理
であるため、Ｃアーム２１の各傾斜角及び回転角毎に、
前記歪み補正処理及び非線形処理を一括して可能とする
歪み非線形処理情報を、予め歪み非線形処理情報メモリ
８に記憶制御する。そして、被検体の所望の部位に対し
てＣアーム２１を、例えば１度ずつ３６０度分回転制御
しながらＸ線の曝射を行い、これにより各回転角度毎に
得られた撮影画像に対して非線形処理部３が前記歪み非
線形処理情報に基づいて一括した歪み非線形処理を施
し、画像再構成部４が断層像を再構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば循環器用の
Ｘ線撮影装置、Ｘ線ボリューム（３Ｄ）ＣＴ装置等のよ
うに撮影方向（角度）を変化させながら連続的な撮影が
可能な装置に適用する断層像画像化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検体内の撮影を行う装置とし
て、例えばＵアームの両端部にＸ線管とイメージ・イン
テンシファイヤ（Ｉ・Ｉ）を対向配置した循環器用のＸ
線撮影装置、架台回転にそれぞれ対向するように配置さ
れたＸ線管球とＸ線検出器を有するＸ線ボリューム（３
Ｄ）ＣＴ装置、寝台上下にＸ線管球、Ｘ線検出器の平行
移動機構を有する消化器用のＸ線撮影装置等が知られて
いる。このうち、循環器用のＸ線撮影装置は、被検体の
右側方向、左側方向、頭側方向、足側方向等、あらゆる
角度から観察した被検者の透視画像を得る目的で用いら
れ、Ｘ線ボリュームＣＴ装置は、被検者の所望の部位の
ボリューム（３Ｄ）像を得る目的で用いられる。また、
消化器用のＸ線撮影装置は、寝台の角度付けにより、被
検者の体を傾けて体内の造影剤を所望の位置に移動さ
せ、その様子を観察する。また、消化器用のＸ線撮影装
置の一部には、Ｘ線管球とＸ線検出器を平行かつ逆方向
に移動させながら撮影を行うことにより、所望の断層画
像を撮影する断層撮影機能を有するものもある。

【０００３】例えば、消化器用のＸ線撮影装置で被検体
内の透視を行った結果、体内に胆石が発見された場合、
Ｘ線断層撮影機能により、その胆石が形成されている臓
器を含む複数枚の断層像を撮影し、この断層画像に基づ
いて胆石の形状や大きさ等の観察を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記Ｘ線撮影
装置及びＸ線断層撮影装置は、このように得られる画像
が異なるものであるため、通常、病院側においてはこの
２つの装置を両方用意する必要があり、これらを場合に
応じて使い分ける必要があった。このため、この２つの
装置を用意する必要がある病院側の金銭的負担が大きく
なると共に、これらの設置場所に困る問題があった。こ
のようなことから、断層像をも撮影可能なＸ線撮影装置
の開発が望まれている。

【０００５】ここで、この断層像をも撮影可能なＸ線撮
影装置を開発する際に問題となるのが画像の歪み及びこ
の歪みを補正する歪み補正処理時間の問題である。

【０００６】すなわち、現在のＸ線撮影装置には、Ｘ線
検出手段としてイメージ・インテンシファイヤが設けら
れており、このイメージ・インテンシファイヤによりＸ
線を電子に変換し、この電子を出力面に導いて出力面で
光に変換し、この光をテレビジョンカメラで撮像するこ
とで透視画像を得ているのであるが、前記イメージ・イ
ンテンシファイヤのＸ線入射面の表面形状が曲面である
ため画像に歪みを生じ、さらに電子が出力面に到達する
までに磁気の影響で異なる種類の歪みが加わる。

【０００７】消化器用のＸ線撮影装置で形成された撮影
画像は、断層面に対して平行な検出器面で撮影された画
像であるのに対して、循環器用のＸ線診断装置で形成さ
れた撮影画像は、断層面に対して斜めの角度の検出器面
で撮影された画像である。このため、前記イメージ・イ
ンテンシファイヤにより歪みが生じた撮影画像に基づい
て断層像を形成する場合、まず、歪み補正を行い、次に
その歪み補正した像に台形を正方形にするような非線形
処理を施し、その非線形処理画像に基づいて断層像を形
成することとなる。この非線形変換は、断層面から検出
器面への拡大率の場所に依存した差異を補正するための
処理である。

【０００８】しかし、この方法では、歪み補正を行うス
テップと、その歪み補正した画像に基づいて断層像を形
成するステップとの、計２つの処理ステップが必要とな
り、Ｘ線撮影装置で形成された撮影画像を断層像に変換
する変換処理時間が長くなる問題がある。さらに、２つ
の処理ステップで施される補間処理は画質を劣化させる
問題もある。

【０００９】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、例えば循環器用のＸ線撮影装置等のようにＸ
線検出手段としてイメージ・インテンシファイヤを用い
撮影方向（角度）を変化させながら連続的な撮影が可能
な装置において、断層像の撮影を可能とすると共に、こ
の断層像を形成するまでに要する時間を短縮化し、さら
に２度の補間処理によって起こる画質劣化を防止するこ
とができるような断層像画像化装置の提供を目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る断層像画像
化装置は、上述の課題を解決するためにＸ線発生手段及
びＸ線検出手段を用い撮影角度を変化させながら連続的
に撮影された各撮影画像に対して、撮影画像の歪みを補
正する歪み補正処理と、前記各撮影角度の撮影画像を所
定の基準面と平行な面の撮影画像に変換する非線形処理
とを、一括して施すための歪み非線形処理情報を前記各
撮影角度毎に記憶した記憶手段と、前記各撮影画像の撮
影角度に対応する歪み非線形処理情報を前記記憶手段か
ら読み出し、各撮影画像に対してこの歪み非線形処理情
報に基づく前記歪み補正処理及び非線形処理を一括して
施す画像シフト手段と、前記歪み補正処理及び非線形処
理を施した各撮影画像に基づいて、指定された断層位置
の断層像を形成する断層像形成手段とを有する。

【００１１】前記歪み補正処理及び非線形処理は、共に
画像の位置シフト処理である。このため、この２つの処
理を一括して施すための歪み非線形処理情報の形成が可
能となる。本発明に係る断層像画像化装置では、この歪
み非線形処理情報を各撮影角度毎に記憶手段に記憶して
おり、画像シフト手段が、前記各撮影画像の撮影角度に
対応する歪み非線形処理情報を該記憶手段から読み出
し、各撮影画像に対してこの歪み非線形処理情報に基づ
く前記歪み補正処理及び非線形処理を一括して施す。そ
して、断層像形成手段が、この各処理を一括して施した
各撮影画像に基づいて、指定された断層位置の断層像を
形成する。

【００１２】これにより、例えば循環器用のＸ線診断装
置等の回転（角度付け）撮影専用装置で撮影された撮影
画像に基づいて、所望の断層位置の断層像を形成するこ
とを可能とすることができる。このため、病院側におい
て、透視画像専用の装置及び断層像専用の装置の両方を
用意しなければならない不都合を防止することができ、
金銭的負担を軽減し、また、設置場所に困る不都合を防
止することができる。また、歪み補正処理及び非線形処
理を一括して行うようになっているため、断層像の形成
に要する時間を短縮化することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る断層像画像化
装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００１４】本発明に係る断層像画像化装置は、図１に
示すような循環器用のＸ線撮影装置に適用することがで
きる。この本発明の第１の実施の形態となる循環器用の
Ｘ線撮影装置は、Ｘ線撮影を行う撮影部１と、撮影部１
からアナログ情報として供給される撮影画像をデジタル
化するＡ／Ｄ変換器２と、Ａ／Ｄ変換器２からの撮影画
像に生じている歪みを補正処理及び撮影部１の撮影角度
に応じた撮影画像の非線形処理を一括して行う非線形処
理部３と、指定された断層位置の断層像を再構成する画
像再構成部４と、この断層像をアナログ化して表示部６
に供給するＤ／Ａ変換器６とを有している。また、この
Ｘ線撮影装置は、前記非線形処理部３において、歪み補
正処理及び撮影画像の非線形処理を一括して行うため歪
み・非線形処理情報が記憶されている歪み・非線形処理
情報メモリ７と、前記非線形処理部３及び画像再構成部
４が各処理を行う際に撮影画像を一旦記憶するためのメ
モリ８とを有している。

【００１５】画像再構成部４は、例えばジタル断層再構
成法により画像再構成を行うようになっており、非線形
処理部３からの撮影画像にいわゆるアフィン変換処理を
施すアフィン変換部９（ＡＦＩＮ）と、このアフィン変
換された撮影画像を加算処理して断層像を再構成する画
像加算部１０とで構成されている。

【００１６】撮像部１は、略Ｃの字形状を有するＣアー
ム２１を有している。このＣアーム２１の両端部には、
Ｘ線発生部２２及びイメージ・インテンシファイヤ２３
がそれぞれ相対向するように設けられている。イメージ
・インテンシファイヤ２３には、Ｘ線から光に変換され
たＸ線像を光学的に拡大、縮小等する光学系２７と、こ
の光学系２７を介したＸ線像を撮像し、この撮像信号を
前記Ａ／Ｄ変換器２に供給するテレビジョンカメラ２８
（ＴＶカメラ）が設けられている。

【００１７】Ｃアーム２１は、そのアームの形状方向に
沿って移動可能なように（スライド回転可能なように）
Ｃアーム保持部２４によって保持されている。このＣア
ーム保持部２４は、床上に据え付けられた支柱２５によ
り、回転軸２６を中心とした主軸回転が可能となるよう
に取り付けられている。従って、この撮像部１は、前記
スライド回転及び主軸回転を主とする回転動作により、
撮影する画像に対して様々な角度付け（撮影角度）が可
能となっている。

【００１８】ここで、当該Ｘ線撮影装置は、Ｘ線検出手
段としてイメージ・インテンシファイヤ２３を用いてい
るのであるが、イメージ・インテンシファイヤ２３で得
られた画像は図２（ａ）に示すように幾何学的な歪が生
じている。このため、この歪みを予め補正する必要があ
るが、この歪みは画像の各位置で異なっている。一方、
当該Ｘ線撮影装置は、撮影画像をあたかも断層面に平行
な検出器で撮影されたような画像に変換するのである
が、前記歪み補正処理及びこの非線形処理は、いわば
（スペースバリアント的な）画像の位置シフト処理であ
る。このため、当該Ｘ線撮影装置では、以下に説明する
ように歪み補正処理及び非線形処理を一括して行い、断
層像の形成に要する時間の短縮化を図るようになってい
る。

【００１９】すなわち、当該Ｘ線撮影装置は、例えばそ
の病院に設置する際や、設置場所を変更した際等に、イ
メージ・インテンシファイヤ２３の歪み分布を計測する
ための格子状のファントム３１を撮影し、この撮影画像
に基づいて歪み補正処理及び非線形処理を一括して行う
ための歪み非線形処理情報を収集し、これらを予め、歪
み・非線形処理情報メモリ７に記憶する。なお、撮影画
像に生ずる歪みは地磁気も影響するため、この歪み非線
形処理情報の収集は、前述のように当該Ｘ線撮影装置を
病院に設置する際や、設置場所を変更した際等に行うの
が好ましい。

【００２０】具体的には、まず、前記ファントム３１を
寝台３０上に水平に載置し、このファントム３１を当該
Ｘ線撮影装置のアイソセンタ（iso-center）の高さに位
置させる。アイソセンタは、Ｘ線管球とＸ線検出器の回
転軌道の回転中心である。次に、前記スライド回転若し
くは主軸回転を用いて、Ｘ線発生部２２及びイメージ・
インテンシファイヤ２３を、図３に示すように例えば１
度ずつ４０度分回転制御しながら画像の撮影を行う。そ
して、この各傾斜角度及び各回転角度毎に得られた撮影
画像に基づいて、図２（ｂ）に示すようなイメージ・イ
ンテンシファイヤ２３の歪み補正、及びＣアーム２１の
回転により水平面（床と平行な面）に対して所定の傾き
角を持って撮影された画像を、水平面と平行な傾き角の
画像に変換する非線形処理を行うための歪み非線形処理
情報を形成し、これを歪み・非線形処理情報メモリ７に
記憶する。

【００２１】前述のように、前記歪み補正処理及びこの
非線形処理が画像の位置シフト処理であることから、こ
の歪み・非線形処理情報メモリ７に記憶される歪み非線
形処理情報は、歪み補正処理及び非線形処理を一括して
行うことが可能な値となっている。

【００２２】このように、歪み・非線形処理情報メモリ
７に、各傾斜角度及び各回転角度毎の歪み非線形処理情
報が記憶されると、当該Ｘ線撮影装置において断層像の
再構成が可能となる。

【００２３】以下に、当該Ｘ線撮影装置における、撮影
画像に基づく断層像の再構成動作を説明する。

【００２４】まず、被検体が寝台３０に載置されると、
操作者は、スライド回転を用いて所望の傾斜角度にＸ線
発生部２２及びイメージ・インテンシファイヤ２３を設
定すると共に、主軸回転を用いてＣアーム２１を、例え
ば１度ずつ回転させながら計４０度分（４１パターン）
のＸ線の曝射を行うように図示しないコンソールを操作
する。これにより、寝台３０に載置された被検体の所望
の部位に対して、指定された傾斜角でのＸ線の曝射が行
われることとなる。

【００２５】被検体に対してＸ線が曝射されると、この
曝射されたＸ線が被検体を透過しＸ線像が形成される。
イメージ・インテンシファイヤ２３は、このＸ線像を光
に変換する。光に変換されたＸ線像は、光学系２７を介
してＴＶカメラ２８に入射されＴＶカメラ２８により撮
影される。そして、電気信号である撮影画像としてＡ／
Ｄ変換器２によりデジタル化され非線形処理部３に供給
される。

【００２６】前述のように、歪み・非線形処理情報メモ
リ７には、イメージ・インテンシファイヤ２３により撮
影画像に生じた歪みを補正する歪み補正処理、及びＣア
ーム２１の回転により水平面（床と平行な面）に対して
所定の傾き角を持って撮影された画像を、水平面と平行
な傾き角の画像に変換する非線形処理を一括して行うた
めの歪み非線形処理情報が、各撮影位置毎に形成され記
憶されている。このため、非線形処理部３は、現在の撮
影角度を示す角度情報が供給されると、この角度情報で
示された現在の撮影角度に対応する歪み非線形処理情報
を歪み・非線形処理情報メモリ７から読み出し、この歪
み非線形処理情報に基づいて、撮影画像に生じた前記歪
みを補正処理すると共に、Ｃアーム２１の回転により水
平面に対して所定の傾き角を持って撮影された画像を、
水平面と平行な傾き角の画像に変換する非線形処理を一
括して行う。そして、この歪み補正処理及び非線形処理
を施した撮影画像をメモリ８に一旦記憶制御する。画像
再構成部４は、このメモリ８に記憶された歪み補正処理
及び非線形処理の施された撮影画像に基づいて断層像を
形成する。

【００２７】すなわち、画像再構成部４のアフィン変換
部９には、操作者が所望する断層位置を示す断層位置情
報が供給されている。アフィン変換部９は、この断層位
置情報に対応する撮影画像をメモリ８から読み出し、例
えば平行移動、拡大、縮小等のアフィン変換処理を施
し、これを画像加算部１０に供給する。画像加算部１０
は、このアフィン変換後の各撮影画像を加算処理するこ
とにより、操作者が所望する断層位置の断層像を形成す
る。

【００２８】具体的には、例えば寝台横手方向をｘ軸
（患者の右手側が正）、垂直方向をｙ軸（上方向が
正）、寝台長手方向をｚ軸（患者の頭側が正）とし、ア
イソセンタ（アームの回転中心）を原点とする絶対座標
系を定義すると共に、イメージ・インテンシファイヤ２
３の検出面の中心を原点とし、撮影画像に向かって右方
向をｕ軸、上方向をｖ軸とする検出座標系を定義する。
この定義した各座標系に基づいて前記非線形処理を説明
すると、現在、例えばアイソセンタからイメージ・イン
テンシファイヤ２３の検出面中心へのベクトルがｘｙ面
でθの角度を有し、ｚ軸方向にφの角度を有していると
すると（角度の定義は極座標系のものに従う。）、アイ
ソセンタから前記検出面中心への単位ベクトル、検出座
標系の各軸を表す各単位ベクトルは、それぞれ以下に示
す（１）〜（３）式に示すようになる。

【数１】 検出面上の位置（ｕ０、ｖ０）と、断層面（ｙ＝ｙ０）
上の任意の座標（ｍ，ｎ）との関係は以下の（４）式で
示すことができる。なお、この（４）式におけるｍ，ｎ
は断層面上での座標系を示し、ｔは所定の係数を示す。

【００２９】

【数２】 また、この（４）式におけるＸ線焦点からディテクタ原
点までの距離であるＤ及びＰは、以下の（５）式及び
（６）式に示す値となる。この（５）式及び（６）式に
おけるｕ０、ｖ０は検出面上の任意の点を示すものであ
る。

【００３０】

【数３】 このような数式による演算を行うことにより、収集され
た検出面上の点ｕ０、ｖ０を、断層面上の点ｍ、ｎに変
換することができる。そこで、アイソセンタを含むＺ軸
を全て断層面の原点とし、任意の断層位置（ｙ＝ｙ０）
における検出器の原点（中心）に対応する断層面上の点
（ｍ０、ｎ０）の位置を各撮影角度毎に求める。そし
て、各撮影画像を（−αｍ０、−αｎ０）位置シフトし
た後、全ての撮影画像を足し合わせることにより、所望
の断層面を再構成することができる。ここで、α＝ｈ０
／ｈであり、ｈ０は、アイソセンタからＸ線管球の焦点
までのベクトルのｙ座標の差の絶対値、ｈは、断層面か
らＸ線管球の焦点までのベクトルのｙ座標の差の絶対値
を示している。

【００３１】ここで、断層像の撮影原理を説明すると、
まず、被検体を固体してＸ線発生部２２及びＸ線フィル
ムを相対的に運動させると、被検体の特定断面上の任意
の点は常にＸ線フィルム上の対応する１点に投影される
のであるが、この特定断面以外の点はＸ線フィルム上に
線として投影される。その結果、特定断面に対応するフ
ォーカスが合った画像と、それ以外のボケた画像とを足
し合わせた画像が得られることとなり、その画像からフ
ォーカスの合った特定断面の断層像を観察することがで
きる。特定断面からずれた断層像を観察したい場合は、
Ｘ線発生部２２及びＸ線フィルムの相対的な移動量を変
化させれば良い。例えば、特定断面よりＸ線発生部２２
寄りの断面を観察したい場合は、より移動量を大きく、
逆に特定断面よりＸ線フィルム寄りの断面を観察したい
場合は、より移動量を小さくすれば良い。これはＸ線発
生部２２及びＸ線フィルムの相対的な移動量はそのまま
で、撮影により得られた画像をシフトさせることでも実
現できる。

【００３２】当該Ｘ線撮影装置では、Ｘ線検出手段とし
てイメージ・インテンシファイヤ２３を用いているた
め、高速且つ連続的なデータ収集が可能となっており、
全ての位置での画像を別々の画像として（フィルム系の
ように加算したものではなくという意）保存することが
できる。このため、歪み補正処理及び非線形処理を施し
た撮影画像を、再構成したい断面の位置に応じて画像を
シフトして全ての画像を加算することにより、全ての断
面の再構成が可能となっている。このようにして形成さ
れた断層像は、Ｄ／Ａ変換器５によりアナログ化され表
示部６に供給される。これにより、表示部６の表示画面
上に所望の位置の断層像を表示することができる。

【００３３】以上の説明から明らかなように、当該第１
の実施の形態の循環器用のＸ線撮影装置は、イメージ・
インテンシファイヤ２３から得られた撮影画像に対する
歪み補正及び断層像用の非線形変換処理を一括して施す
ようにしているため、該歪み補正及び非線形変換処理に
要する時間を短縮化することができ、また、２度の補間
処理を行う場合に比べ（変換処理を２段階にわたって施
す場合に比べ）画質の劣化を防止することができる。

【００３４】また、透視撮影及び断層撮影の両方を可能
とすることができるため、病院側においては、当該Ｘ線
撮影装置を設置すれば、これを透視撮影及び断層撮影の
両方に用いることができ、前記２つの装置を用意するこ
とによる金銭的な負担の軽減、及び前記２つの装置の設
置場所に困る不都合を防止することができる。

【００３５】次に、本発明に係る断層像画像化装置の第
２の実施の形態の説明をする。上述の第１の実施の形態
は、本発明に係る断層像画像化装置を循環器用のＸ線撮
影装置に適用した例であったが、以下に説明する第２の
実施の形態は、本発明に係る断層像画像化装置をＸ線ボ
リュームＣＴ装置に適用した例である。なお、この第２
の実施の形態の説明において、上述の第１の実施の形態
と同じ動作を示す箇所には同じ符号を付し、その詳細な
説明を省略する。

【００３６】すなわち、この第２の実施の形態のＸ線ボ
リュームＣＴ装置は、図４に示すように回転架台にそれ
ぞれ相対向するように設けられたＸ線管４１及びＸ線検
出器４２と、Ｘ線検出器４２からのアナログ画像信号を
デジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器２と、Ａ／Ｄ
変換器２からの画像信号にサブトラクション処理を施す
ＤＳＡ処理部１１と、ＤＳＡ処理部１１からの信号に対
して所定のフィルタリング処理を施し、これを非線形処
理部３に供給するフィルタリング処理部４３を有してい
る。

【００３７】Ｘ線検出器４２は、Ｘ線像を光学像に変換
するイメージ・インテンシ・ファイヤ４４と、この光学
像をアナログ画像信号に変換するＴＶカメラ４５とによ
り被検体を透過したＸ線像を撮影して、そのＸ線像を画
像信号として出力する。

【００３８】ＤＳＡ処理部１１は、Ｘ線吸収係数と画像
の濃度値との関係を線形にするために造影剤注入前の画
像であるマスク像、及び造影剤注入後の画像である造影
像に対してＬｏｇ変換処理を施した後、これらのマスク
像と造影像との間で減算処理をすることによりサブトラ
クション像を求め、このサブトラクション像を出力す
る。メモリ１２は、ＤＳＡ処理部１１でサブトラクショ
ン像を作成するために必要なマスク像を記憶するように
構成されている。

【００３９】次に、本実施の形態のＸ線ボリュームＣＴ
装置の動作について説明する。

【００４０】まず、被検体Ｍに造影剤を注入しない状態
でＸ線ボリュームＣＴ装置の回転架台を回転駆動し、こ
れによりＸ線管４１及びＸ線検出器４２を相対的な位置
関係を保持した状態で回転して被検体Ｍに対して例えば
１度の回転角度毎にＸ線を曝射する。Ｘ線検出器４２
は、この曝射されたＸ線が被検体を透過することにより
形成されたＸ線像を各角度毎に電気的な画像データに変
換してＤＳＡ処理部１１に送る。ＤＳＡ処理部１１は、
この送られてきた３６０度分の画像データをマスク像と
してメモリ１２に記憶する。

【００４１】次に、被検体Ｍに造影剤を注入した状態で
Ｘ線ボリュームＣＴ装置の回転架台を回転駆動し、これ
によりＸ線管４１及びＸ線検出器４２を相対的な位置関
係を保持した状態で回転させて先のマスク像収集時と同
様にそれぞれの角度でＸ線を曝射する。Ｘ線検出器４２
は、このＸ線が被検体を透過することにより形成された
Ｘ線像を各角度毎に電気的な画像データ（造影像）に変
換してＤＳＡ処理部１１に送る。ＤＳＡ処理部１１は、
この送られてきた造影像と、メモリ１２に記憶されてい
る各造影像と同じ角度で撮影されたマスク像とにそれぞ
れＬｏｇ変換処理を施す。そして、Ｌｏｇ変換処理を施
した造影像からＬｏｇ変換処理を施したマスク像を減算
してサブトラクション像を形成し、これをフィルタリン
グ部４３に供給する。この造影像の撮影が１回転終了し
た時点でフィルタリング部４３には、３６０度分の３６
０枚のサブトラクション像が供給されることとなる。

【００４２】フィルタリング部４３は、例えばＳｈｅｐ
ｐ＆ＬｏｇａｎフィルタやＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎフ
ィルタ等のコンボリューションフィルタを用いて前記撮
影画像に対してフィルタードバックプロジェクション法
に対応するフィルタリング処理を施し、これを非線形処
理部３に供給する。

【００４３】この第２の実施の形態のＸ線ボリュームＣ
Ｔ装置の場合、Ｘ線検出器４２でＸ線像の取り込みを行
うことで撮影画像に生じた歪みを補正する歪み補正処
理、及びＸ線管４１、Ｘ線検出器４２が回転することに
より水平面（床と平行な面）に対して所定の傾き角を持
って撮影された画像を、水平面と平行な傾き角の画像に
変換し、また、垂直面（床と垂直な面）に対して所定の
傾き角を持って撮影された画像を、垂直面と平行な傾き
角の画像に変換する非線形処理を、一括して行うための
第１及び第２の歪み非線形処理情報が歪み・非線形処理
情報メモリ７に記憶されている。

【００４４】すなわち、当該Ｘ線ボリュームＣＴ装置を
例えばその病院に設置する際や、設置場所を変更した際
等に、撮影画像の歪み分布を計測するための前記格子状
のファントム３１が、床に対して平行に位置設定された
寝台に対して平行に載置され、例えば１８０度分の撮影
が行われる。ここで、３次元画像の座標系を第１の実施
の形態で説明したときと同様にｘｙｚとし、回転架台の
回転軸をｚ、Ｘ線管球焦点とＸ線検出器の中心はｘｙ平
面内で回転するとする。また、回転角度を、ｘ軸プラス
方向を０度、ｙ軸プラス方向を９０度と表現する。ファ
ントム３１を、ファントム３１の縦方向のワイヤがｘ軸
と平行となるように、横方向のワイヤがｚ軸と平行とな
るようにｘｚ面に平行に置き、４５度〜１３５度、２２
５度〜３１５度の１８０度分の撮影が行われる。そし
て、歪みを補正する歪み補正処理、及び前記水平面に対
して所定の傾き角を持って撮影された画像を該水平面と
平行な傾き角の画像に変換する非線形処理を一括して行
うための歪み非線形処理情報が各回転角度の各撮影画像
毎に形成される。これらの各歪み非線形処理情報が第１
の歪み非線形処理情報として歪み・非線形処理情報メモ
リ７に予め記憶されている。

【００４５】同様に、前記ファントム３１が、床に対し
て平行に位置設定された寝台に対して垂直に載置され、
第１の歪み非線形処理情報収集時と同様に、１８０度分
の撮影が行われる。但し、この場合は、ファントム３１
をファントム３１の縦方向のワイヤがｚ軸と平行となる
ように、横方向のワイヤがｙ軸と平行になるようにｙｚ
面に平行に置き、３１５度〜４５度と、１３５度〜２２
５度の１８０度分の撮影が行われる。言い換えれば、三
次元画像の座標系をｘｙｚ、回転架台の回転軸をｚ軸と
してファントム３１をｙｚ面に平行に置き撮影が行われ
る。そして、歪みを補正する歪み補正処理、及び前記垂
直面に対して所定の傾き角を持って撮影された画像を該
垂直面と平行な傾き角の画像に変換する非線形処理を一
括して行うための歪み非線形処理情報が各回転角度の各
撮影画像毎に形成される。これらの各歪み非線形処理情
報が第２の歪み非線形処理情報として歪み・非線形処理
情報メモリ７に予め記憶されている。

【００４６】非線形処理部３は、フィルタリング部４３
によりフィルタリング処理された撮影画像が供給される
と、別に供給される回転架台の回転角度を示す角度情報
に対応する第１或いは第２の歪み非線形処理情報を歪み
・非線形処理情報メモリ７から読み出し、この第１或い
は第２の歪み非線形処理情報に基づいて前記撮影画像に
対して歪み補正処理及び非線形処理を一括して施し、こ
れらを一旦メモリ８に記憶制御する。これにより、メモ
リ８には、歪み補正及び非線形処理の施された３６０度
分のサブトラクション像が供給される。

【００４７】画像再構成部４は、断層位置情報としてユ
ーザにより指定された断層位置に対応する非線形変換処
理が施された撮影画像を前記メモリ８から読み出し、こ
の撮影画像に基づいて逆投影演算を行うことでユーザに
より指定された断層位置の断層像を画像再構成する。

【００４８】このようにして再構成された断層像は、Ｄ
／Ａ変換器５によりアナログ化され表示部６に供給され
る。これにより、表示部６の表示画面上に所望の断層位
置の断層像を表示することができる。

【００４９】以上の説明から明らかなように、当該第２
の実施の形態のＸ線ボリュームＣＴ装置は、再構成処理
で最も演算に時間を要する逆投影演算は、回転軸に平行
な断層毎にＸ線光学系の拡大率を考慮しながら画像の非
線形演算を行いつつ、画像加算を行っていることに等し
い。しかし、当該実施の形態のＸ線ボリュームＣＴ装置
では、その非線形変換を既に歪み補正処理と同時に処理
しており、逆投影はアフィン変換（平行移動、拡大、縮
小等）と画像加算のみで行うことができる。従って、当
該実施の形態では、非線形変換を行う場合と比較して、
演算量を大幅に削減することができ、また、安価に市販
されているアフィン変換のボードを使用しても高速な画
像処理を可能とすることができる。

【００５０】また、Ｘ線検出器４２から得られた撮影画
像に対する歪み補正及び断層像用の非線形変換処理を一
括して施すようにしているため、該歪み補正及び非線形
変換処理に要する時間を短縮化することができ、また、
２度の補間処理を行う場合に比べ（変換処理を２段階に
わたって施す場合に比べ）画質の劣化を防止することが
できる。また、非線形変換を歪み補正と同時に行ってい
るため、無駄な演算を省略することができ、高速処理を
可能とすることができる。

【００５１】最後に、上述の各実施の形態は本発明の一
例であり、本発明は、これらの各実施の形態に限定され
ることはない。例えば、上述の実施の形態の説明では、
データ収集装置として回転架台に相対向するＸ線管球と
イメージ・インテンシ・ファイヤによって構成される装
置の例を示しているが、代わりに循環器用のＸ線撮影装
置を用いてもよい。また、前記ファントム３１は水平或
いは垂直に設置することとしたが、これは、水平面或い
は垂直面から所定の傾きを持って設置してもよく、この
他、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば
設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論であ
る。

【００５２】

【発明の効果】本発明に係る断層像画像化装置は、撮影
画像に生じた歪みを補正する処理及び撮影画像を断層像
に変換する処理の２つの処理を一度に実行することがで
きる。このため、前記撮影画像を断層像に変換する際に
要する変換時間を短縮化することができる。また、２度
の補間処理を行う場合に比べ（変換処理を２段階にわた
って施す場合に比べ）画質の劣化を防止することができ
る。

【００５３】また、例えば循環器用のＸ線撮影装置やＸ
線ボリューム（３Ｄ）ＣＴ装置等のようにＸ線検出手段
としてイメージ・インテンシファイヤを用い撮影方向
（角度）を変化させながら連続的な撮影が可能な装置に
適用することで、透視画像及び断層像の両撮影を可能と
することができる。このため、病院側において、例えば
循環器用のＸ線撮影装置と消化器用のＸ線撮影装置等の
ように、２つの性格の異なる装置を別々に用意しなけれ
ばならない不都合を防止することができると共に、金銭
的負担の軽減及び設置場所に困る不都合を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る断層像画像化装置の第１の実施の
形態となる循環器用のＸ線撮影装置のブロック図であ
る。

【図２】前記第１の実施の形態の循環器用のＸ線撮影装
置に設けられているイメージ・インテンシファイヤで生
ずる画像の歪みを説明するための図である。

【図３】前記第１の実施の形態の循環器用のＸ線撮影装
置の撮影時におけるＸ線発生部及びイメージ・インテン
シファイヤの移動状態を説明するための図である。

【図４】本発明に係る断層像画像化装置の第２の実施の
形態となるＸ線ボリュームＣＴ装置のブロック図であ
る。

【符号の説明】 １…撮影部、３…非線形処理部、４…画像再構成部、６
…表示部、８…メモリ、７…歪み・非線形処理情報メモ
リ、２１…Ｃアーム、２２…Ｘ線発生部、２３、４４…
イメージ・インテンシファイヤ、２７…光学系、２８…
ＴＶカメラ、４１…Ｘ線発生部、４２…Ｘ線検出器、４
３…フィルタリング部、４５…ＴＶカメラ、Ｍ…被検体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線発生手段及びＸ線検出手段を用い撮
   影角度を変化させながら連続的に撮影された各撮影画像
   に対して、撮影画像の歪みを補正する歪み補正処理と、
   前記各撮影角度の撮影画像を所定の基準面と平行な面の
   撮影画像に変換する非線形処理とを、一括して施すため
   の歪み非線形処理情報を前記各撮影角度毎に記憶した記
   憶手段と、 前記各撮影画像の撮影角度に対応する歪み非線形処理情
   報を前記記憶手段から読み出し、各撮影画像に対してこ
   の歪み非線形処理情報に基づく前記歪み補正処理及び非
   線形処理を一括して施す画像シフト手段と、 前記歪み補正処理及び非線形処理を施した各撮影画像に
   基づいて、指定された断層位置の断層像を形成する断層
   像形成手段とを有することを特徴とする断層像画像化装
   置。
2. 【請求項２】 前記断層像形成手段は、 前記画像シフト手段からの撮影画像に対してアフィン変
   換処理を施すアフィン変換手段と、 前記アフィン変換手段によりアフィン変換処理された撮
   影画像を加算処理することで断層像を形成する加算手段
   とを有することを特徴とする請求項１記載の断層像画像
   化装置。
3. 【請求項３】 前記各撮影画像は、弧状のアームの両端
   部にそれぞれ相対向するように設けられたＸ線発生手段
   及びイメージ・インテンシファイヤにより撮影されたも
   のであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   断層像画像化装置。
4. 【請求項４】 前記各撮影画像は、回転架台にそれぞれ
   相対向するように設けられたＸ線発生手段及びＸ線検出
   手段により回転撮影されたものであることを特徴とする
   請求項１又は請求項２記載の断層像画像化装置。