JPS60124188A - 放射線画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオカメラで得た画像をディスク等の記憶
媒体へ伝送する前に一時的に記憶する少なくとも１つの
大規模画像記憶装置を有するＸｉ画像形成システムに関
し、特に、記憶装置とディスクとの間の伝送データ量を
減少させることに関する。

今日、多くの通常のＸ線技法は、患者の動脈系統を通る
コントラスト剤の通過を示す画像の高速連続を配録する
ことを含んでいる。高速で運動している冠状動脈の中の
血液流動を正確に描画するためには、３０画像／秒のフ
レーム速度が必要である。このような画像に必要とされ
る詳細の水準は、また、少なくとも５１２Ｘ５１２のマ
トリックス寸法を要求する。４〜８フレ一ム／秒で行な
われるある種の脳血流の研究の場合は、１０２４Ｘ１０
２４のようなさらに大きなマトリックス寸法が望ましい
。両側とも、従来のディスク記憶装置の伝送速度を超え
るデータ量となる。したがって、フレーミング速度また
はマトリックス寸法のいずれかがディスク駆動装置がデ
ータを伝送できる速度についての現在の限界のために害
をこうむることになる。この問題を解決するにはシステ
ムに使用するディスク駆動装置の数を増やせは↓いこと
になるが、その場合は多大の費用が加わるのであまシ現
実的な解決策ではない。

本発明者らは、各画像の相当の部分は一旦確認した後に
有効的に無視し得る非関連情報を含むことを認識し、も
って、デジタル画像記憶装置と記憶媒体との間の有効デ
ータ伝送速度を増加させる方法および装置を見出した。

これは、画像のうち伝送のために記憶しなければならな
い狭められた領域を決定する自動手段を有する。このシ
ステムは、較正操作中に受け取った画像を詞へ、関連画
像情報の実際の広が９を決定する。これは、データ記憶
サブシステムを画像の関連部分の寸法および位置に適応
させ、関連画像データを含むマトリックス要素のみｔ−
記憶することを可能にする。またこのことは、典形的に
は、画像の寸法を相当狭めるとともに、画像記憶速度を
それに反比例する量だけ増大させる。好ましい実施態様
においては、第２の記憶装置が画像記憶装置と同等のｆ
ｆ　トＩＪツクス寸法を有し、第２の記憶装置内の各マ
）　ＩＪフッ２位置は対応する画像記憶装置位置のデー
タ値がディスクへ（から）伝送すべきか否かの信号を送
る制御要素として作用する単一のビットを含む。

以下、単に例示の目的で、本発明をテクニケア・コーポ
レーション（Ｔｅｃｈｎｉｃａｒｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔ
ｉｏｎ、米国オハイオ州ソロン　４４１３９）から入手
できるモデルＤＲ−９６０として知られる高速心臓画像
形成Ｋ特によく適した診断用Ｘｍシステムに関連して説
明する。本発明をデジタルＸ線写真システムの形態にお
いて説明するが、本発明は、デジタル画像記憶装置とデ
ィスクの間のような、大量のデータを高速で伝送する必
要があり、しかも、データのいくらかは何ら有用な情報
を加えないために除去し得るような、いかなる状況にも
一般に適用できるものでおる。

まず第１図について述べると、このＸ線写真システムは
Ｘ線管１０等の透過放射線源を含む。Ｘ線管への電力は
Ｘ線用発電機２０によって与えられる。調節可能コリメ
ータ１−２はＸ線管１０に隣接して配置され、Ｘ線管１
０が発する放射線のビームを整形して患者への放射線照
射量をできるだけ少なくする。コリメータは典型的には
第３図に示す２対の対向する直線縁のリードブレード１
３゜１３１および１４．１４ｍを含むか、ｔたは、第４
図に示すコリメータ１９のように可変の中央配置の絞シ
状円形開口を有するものを含む。システムが組立てられ
ると、コリメータ１２は実際にはＸ線管の上に配置され
、開閉して患者に照射されるＸ線ビームの断面積を制御
する。コリメータが与える開口の断面寸法はコリメータ
制御装置３０によって決定される。容易に明らかなよう
に、照準は関連情報を含む画像領域の面積に対して実質
的な減少効果を持ち得る。

このシステムは、さらに、患者を横切った放射線を衆知
のように受け入れ、その放射線を衆知のようにして２次
元光画像に変換する画像増強装置４０を含む。ＴＶビデ
オカメラ５０は画像増強装置が作った光画像をビデオ信
号に変換する。このビデオ信号は、カメラからラスター
状にフレーム毎に読み出され、画像形成装置６０で処理
された後、記憶されるか、または表示装置用電子機器Ｔ
Ｏで制御される画像表示装置８０等のＴＶ画像モニタに
表示される。第１図に図解したような現代のデジタルＸ
線写真システムは、高品質ＴＶカメラで画像の高速連続
をとらえ、それらの画像を磁気ディスク等のデジタル記
憶装置に記憶するようになっている。

第２図は、システムのデジタル部分における関連データ
の径路を図解したものである。ここに示スＰＤＰ　１１
／２３　等のコンピュータ９０は、中央処理装置として
機能する。このコンピュータと後述の他のデジタル機器
との間の連絡は、Ｉ１０コンピュータパス９５を介して
行なわれる。画像形成装置６０の他に、プログラム記憶
装置９１および各種の周辺インターフェース９２がコン
ピュータと連絡している。

画像形成装置６０は、ビクセルまたはマトリックス要素
当たＪ）１２ビツトのデータを持り５１２×５１２型マ
トリツクスを有する少なくとも１つの画像記憶装置６１
を含む。すなわち、画像記憶装置６１は、１つの画像フ
レーム当たシ各１２ビットの深さの５１２　語のュータ
を記憶する容量がある。

したがって、もしもこの記憶装置が記憶し得る全てのデ
ータを１秒当たり３０回伝送しなければならないとすれ
ば、システムは記憶装置とディスクとの間で１秒当たり
８００万程度の１２ビツト語を伝送しなければならず、
これは現在の限界をはるかに超える速度である。

画像記憶装置６１における従来のデータ伝送は、計時さ
れたパルスをアドレスカウンタ６３へ送るクロック回路
６２によって行なわれる。このパルスを受け取ると、ア
ドレスカウンタは画像記憶装置のマトリックスに対応し
たシーケンシャルアドレスを発生する。このアドレスは
、各アドレス指定されたマｌツクス位置に記憶された値
を逐次読み出すべく画像記憶装置６１へ伝送される。各
位は記憶装置から読み出されると、データレジスタ６４
に収納される。通常、クロック回路６２で発生したクロ
ックパルスはディスク制御回路６５（図示しないが）に
も直接送られ、そこで、データレジスタ６４に一時的に
記憶した値を収納してそれを記憶のためにディスク６６
に書き込むだめの信号として使用される。この技術は、
ディスク駆動装置６６によって課せられる固有のデータ
伝送速度制限によって直接制限される。このような従来
のデータ伝送システムは、本明細書においてコンピュー
タパス９５に連結した「ウィンドウ」メモリ６１′等の
第２の記憶装置の導入によって変更される。

好ましい実施態様においては、ウィンドウメモリ６１′
は画像記憶装置と同じマトリックス寸法であるので、ウ
ィンドウメモリ内の各位置は画像記憶装＠６１内の１つ
のマトリックス位置と対応する。ウィンドウメモリのマ
トリックスの各位置は論理「１」または「０」等の単一
のビットを含み、これら各ビットは対応する画像記憶装
置位置のデータがディスクへ／から伝送すべきものか否
かを示す。作動に際しては、クロック回路６２から発生
してアドレスカウンタ６３に加えられたクロックパルス
は記憶装置６１およびウィンドウメモリ６１′の両方へ
同時に伝送されるので、画像記憶装置がある特定の位置
から値を読み取ると同時にウィンドウメモリは対応する
位置のある特定の制御ビットを読み取る。この制御ビッ
トは次いでラッチ回路６７等のレジスタに収納される。

したがって、１２ビツトデ一タ語がデータレジスタ６４
に現われる時はいつでも、ラッチ６７にも単一ビットの
制御語が現われる。第２図に図解した変更態様において
は、クロック回路６２で発生したクロックパルスは、デ
ィスク制御装置６５へ直接送られないで、２人力ＡＮＤ
ゲート６８に印加される。ＡＮＤ回路６Ｂへの第２人力
はラッチ６Ｔからの制御ビット信号である。したがって
、ラッチ６７によって印加された信号が不伝送を表わす
論理「０」ならば、クロックパルスはディスク制御装置
には到達せず、データレジスタ６４に収納された語はデ
ィスク６６へは書き込まれない。次のクロックパルスが
クロック回路６２によって発生されると、データレジス
タ６４内の値は画像記憶装置から読み取った次のデータ
値に書き直され、この操作は、ラッチ６７に収納される
ウィンドウメモリ制御ビットがクロックパルスがディス
ク制御装置６５に到達するのを許容する論理「１」とな
るまで続けられる。各クロックパルスおよび論理判定に
消費される時間は単一語のデータを伝送するのに要する
時間に比べて無視できるので、クロック機構に要する時
間はデータ伝送速度をｉｔ　３１：する際に重大な因子
とはならない。全ての実際的目的について、伝送されな
い各マ）　ＩＪックス値は、記憶装置内の全マトリック
ス要素数に比例した正味の節約と考えることができる。

同じ技術で、ディスク６６から画像記憶装置６１への伝
送を制御することもできる。すなわち、ウィンドウメモ
リ６１′内の同一パターンのビットで、画像記憶装置６
１の読み出しおよび書き込みの両方を選択的に制御する
ことができる。これによって、画像記憶装置位置をそれ
が読み出されたと同じ位置へ読み込み返すことができる
。

あるいはまた、画像記憶装置の各マトリックス位置にあ
る１２ビツトのうちの１つを制御機能に供することによ
って、ウィンドウメモリの使用を回避する。これは、画
像記憶装置マトリックス内の各データ値を表わすには典
型的には１０ビツトで十分であるので、実現可能である
。この別法においては、画像記憶装置からの各データ値
はクロックパルスに応じてデータレジスタへ逐次読み込
まれるが、例えば最上位ビット（「ＭＳＢ」）位置が制
御機能を果たす場合には、データレジスタはＭＳＢとし
てゼロを持つ語はディスクに書き込まない。

さらに別の実施態様では、画像記憶、装置アレーよりも
解像度の低い、すなわちマトリックス寸法の小さいウィ
ンドウアレーを利用する。この変更実施態様においては
、１つの制御ビットが複数の画像記憶装置位置と対応す
る。

あるいはまた、別体のクロック回路を除去し、代わりに
アドレスカウンタをディスク制御装置から直接クロック
して、画像記憶装置内の位置のうちウィンドウメモリ内
の対応する真の制御ビットのあるもののみが伝送される
ようにする。

さらに別の実施態様では、ウィンドウメモリの代わりに
、所望のパターンの制御ビラトラコンパクトに記憶する
別の回路を用いる。このような装置は、値の伝送の開始
および／または停止を行なう場所に対応するアドレスの
リストを記憶する。

別の実施態様では、位置が記憶されるべきが否かをその
アドレスから計算する。これによって画像の周縁のまわ
シの位置、中心からある特定の半径以上等を除去するこ
とができる。

さらに別の実施態様では、ウィンドウメモリ内の各位置
に追加のビットを加える。各位置に関する１組の制御ビ
ットから論理判定を行なうために論理ネットワークを加
える。このネットワークから単一の論理値が出力され、
制御ビットとして作用する。これによって、多数のパタ
ーンを記憶し、論理組合せを制御ビットとして特定する
ことができる。

本発明を実施する最良の形態によれば、コンピュータは
画像データ値を読み取り、画像を検査して第３図および
第４図に示したコリメータブレードに覆われた領域のよ
うな伝送しなくてもよい不益領域を決定し、所望の記憶
パターンに関する真偽制御ビットのパターンを画像記憶
装ｖｉ６１’に宙き込む。

第５図は、画像中の選ばれた横断線１５．１（ｉおよび
１１を詞べることによってコリメータブに一ドの位置を
迅速に決定するための図である。コリメータが方形また
は円形の中央開口型である場合は、画像領域の位置を決
定するには、これらの線のみを調べればよい。もつと不
規則なコリメータ開口の場合には、画像全体をビクセル
毎に調べて、Ｘ線が少ししかまたは全く露光していない
ために記憶する画像から排除し得るピクセルを確認する
ことができる。コリメータブレードで覆われた部分の他
に、操作者は例えば第６図に示したように記憶から削除
すべき追加の領域を指定することができる。この領域は
、画像の非照準部分の隅部あるいは明らかに利益の少な
い背景の領域である場合がある。これらの領域は、従来
のようにして、例えばジョイスティック９３を使用して
従来のように周辺インターフェース９２を介シテマーク
することができる。

一般に、無視できる画像マトリックス部分が太きければ
大きいほど、データ伝送に要する時間の比例節約分が大
きくなる。したがって、コリメータブレードで覆われた
領域と操作者が描いた領域の組合せが入手可能画像域の
７５俤を削除するならば、マトリックス値の２５％すな
わち１／４ヲ伝送するだけでよく、その結果、有効デー
タ伝送速度は４倍に増大する。要するに、伝送すべき画
像領域の割合（ｆｒａｃｔｉｏｎ）はその逆数程度のデ
ータ伝送速度増加をもたらす。これによって、ある特定
の研究についてより高いフレーミング速度またはよシ高
解像度のマトリックスの使用を、システムに多大な費用
を加えることなく達成することができる。システムは、
コリメータ調整を行なう時に操作者が検査することがで
きるように潜在的なフレーミング速度を有するリアルタ
イム表示装置を含んでもよい。これによって、操作者は
特定の所望のフレーミング速度が得られるようにブレー
ドを調節することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は照準可能なＸ線源９画像増強装置、ビデオカメ
ラ、画像形成装置を含むデジタル画像処理サブシステム
およびビデオ画像表示装置を含むデジタルＸ線写真シス
テムのブロック図である。 第２図は本発明による第１図のシステムのデジタル電子
構成部品のさらに詳しいブロック図である。 第３図は従来の照準によるｌｉ！ｌｌｉ像領域の減少の
略図である。 第４図は絞り型コリメータによる画像領域の減少を示す
第３図に類似の略図である。 第５図は画像表示装置に対するコリメータブレードの位
置を迅速に決定するだめの計画を示す説明図である。 第６図は方形コリメータと操作者の描写による領域減少
の組合せによる増大した領域減少を表わす説明図でおる
。 １０・・・Ｘｍ管　４０・・・画像増強装置５０・・・
ビデオカメ′ニア　６０・・・画像形成装置６１・・・
画像記憶装置　６１′・・・ウィンドウメモリ６２・・
・クロック回路　６３・・・アドレスカウンタ６５・・
・ディスク制御装置 ６６・・・ディスク駆動装置 ８０・・・画像表示装置 特許出願人　テクニヶア・コーポレイション／え込り ｚｌそ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１内容が記憶媒体へ伝送可能な大きなマトリックス
   画像を記憶するためのコンピュータ制御画像記憶装置を
   有する放射線画像形成装置において、（１１）予め選定
   されたマトリックス寸法のウィンドウメモリ手段と、 （ｂ）各々が画像記憶装置内の少なくとも１つのマトリ
   ックス要素に対応し、かつ各々が画像記憶装置内の対応
   するマ）　ＩＪラックス素の受入または削除を指定する
   制御ビットのアレーを前記ウィンドウメモリ手段の中に
   発生させる制御ビットアレー発生手段と、 （ｃ）画像記憶装置と前記ウィンドウメモリ手段の両方
   に連結され、画像記憶装置からのデータのうちウィンド
   ウメモリ手段内の対応するマトリックス要素の中に受入
   ビットを有するマトリックス要素に記憶されているもの
   を記憶媒体へ伝送するデータ伝送手段、 を有することを特徴とする、画質を低下させることなく
   前記画像記憶装置と前記記憶媒体との間のデータ伝送を
   減少させる方式。 （２、特許請求の範囲第＋１）項記載の方式において、
   前記ウィンドウメモリ手段は制御ビットのｍＸｎ型アレ
   ーを有し、前記ウィンドウメモリ手段内の各ビットは画
   像記憶装置内の対応する１つのアドレスの画像データと
   対応することを特徴とする方式。 （３）特許請求の範囲第（１）項記載の装置において、
   前記データ伝送手段はＡＮＤゲートを含むことを特徴と
   する装置。 （４）特許請求の範囲第（３）項記載の装置において、
   前記画像記憶装置および前記ＡＮＤゲートとデータ連絡
   関係にあって、選ばれたデータを前記画像記憶装置と前
   記記憶媒体との間で順次伝送するだめのクロック手段を
   さらに有することを特徴とする装置。 （５）　記憶媒体へ伝送可能なデジタル化画像のフレー
   ムを順次獲得および処理するコンピュータ制御デジタル
   画像記憶装置を有し、該画像記憶装置は各々がデジタル
   値を記憶することができるｍ×ｎ個のマトリックス要素
   を有する型式の放射線画像形成装置において、 （ａ）前記画像記憶装置のうち情報内容が比較的少なく
   且つ少なくとも１つのマトリックス要素を含む少なくと
   も１つの可変部分を確認する確認手段と、 （ｂ）前記確認された可変部分の中のマトリックス要素
   に記憶された全ての画像データについてそれらが前記画
   像記憶装置と前記記憶媒体との間で伝送されるのを阻止
   することによって、画質を低下させることなく前記画像
   記憶装置と前記記憶媒体との間のデータ伝送を減少させ
   るべく前記確認手段に応動する手段 を備えた装置。 （６）　ｅ）第１の放射線画像を獲得してデジタル化す
   る工程と、 ０））以後のデータ処理およびビデオモニタでの表示の
   ために前記第１の放射線画像をデジタル記憶装置に収納
   する工程と、 （ｅ）情報関連性が比較的低い画像領域を確認すべく較
   正を行なう工程と、 （ｄ）対象の一連の放射線画像を順次獲得し、記画像を
   デジタルデータ値のアレーに変換し、各画像をデジタル
   記憶装置に順次収納する工程と、（−）前記画像記憶装
   置内のデータ値のうち確認された領域の外に位置するデ
   ータ値のみを前記画像記憶装置から記憶媒体へ伝送する
   工程、を含むことを特徴とする、リアルタイムダイナミ
   ック放射ｍ画像形成システムのデジタル画像記憶装置と
   それに関係する記憶媒体との間のデータ伝送を減少させ
   る方法。