JPS63168153A - デイジタル断層撮影装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、被検体に放射線を曝射して該被検体内の任意
断層面の断層像を撮影、表示するディジタル断層撮影装
置に関し、特に−回の断層撮影だけで被検体の立体断層
像をも得ることができるディジタル断層撮影装置に関す
る。

従来の技術 従来の任意断層面の断層像を撮影、表示するディジタル
断層撮影装置は、第５図に示すように、Ｘｉ管などの放
射線源１と、被検体２を間に挟んで上記放射線源１と対
向配置され透過放射線像を可視光に変換するイメージ・
インテンシファイヤ（以下ｒＩ、１．）と略称する）な
どの放射線検出器３と、この出力光学像を電気信号に変
換する撮像管４と、上記放射線源１と放射線検出器３の
位置関係を変化させる走査装置と、上記撮像管４の出力
信号をディジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器５と、この
ディジタルの投影データを格納する記録メモリ６と、こ
の記録メモリ６から投影データを読み出して演算処理す
る演算装［７と、この演算処理されたディジタル信号を
アナログ信号に変換して表示する表示袋ｇ１８とを有し
て成っていた。そして、上記被検体２の二次元的な放射
線の透過あるいは吸収分布を、上記放射線源１と放射線
検出器３の相互の位置関係を変化させながら複数回計測
し、この複数枚の画像より、被検体２内の一点を通過す
るデータの組に対して線形演算を行い、上記被検体２内
の任意の断層面の断層像を演算１表示していた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このようなディジタル断層撮影装置においては
、被検体の撮影部位について任意の断層厚を有する立体
断層像を得ることはできなかった。

これに対して、従来のフィルムを用いた断層撮影装置に
おいては、立体断層撮影法という応用技術がある。これ
は、Ｘ線管を両眼視差に相当する角度だけ離して被検体
の同一撮影部位について二方向からそれぞれ断層撮影し
、左眼像用のフィルムに写った断層像と、左眼像用のフ
ィルムに写った断層像とをステレオスコープ等を用いて
両眼視差をもって立体視することにより、立体断層像を
得るものである。

しかし、この場合は、被検体の同じ撮影部位について方
向を変えて二回撮影しなければならず、−回目の撮影と
二回目の撮影との間で体動があった場合は、正確な立体
断層像が得られないことがあった。また、同一撮影部位
について二回撮影することから、撮影に要する全時間が
長くなって患者の負担が大きくなると共に、Ｘ線の被Ｉ
＠址も多くなるものであった。

そこで、本発明は、ディジタル断層撮影装置において一
回の断層撮影だけで被検体内の任意断層面の断層像を得
ると共に、立体断層像をも得ることができるディジタル
断層ｍ形装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、放射線源と、
放射線検出器と、撮像管と、走査装置と。

Ａ／Ｄ変換器と、記録メモリと、演算装置と１表示装置
とを有し、上記被検体内の任意の断層面の断層像を演算
および表示するディジタル断層撮影装置において、上記
演算装置には、記録メモリから両眼視差に相当する加算
範囲のずれを有する二組の連続する投影データを取り出
しそれぞれの範囲内でシフト加算処理を行い左眼像用と
左眼像用の断層像を作るための指令情報を送る演算指令
部を接続すると共に、該演算装置の出力側には、左眼像
用及び左眼像用に独立してそれぞれ表示用メモリと表示
装置とを設けたディジタル断層撮影装置によってなされ
る。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明によるディジタル断層撮影装置の実施例
を示すブロック図である。このディジタル断層撮影装置
は、被検体に放射線を曝射して該被検体内の任意断層面
の断層像を撮影、表示するもので、放射線源１と、放射
線検出器３と、撮像管４と、走査装置と、Ａ／Ｄ変換器
５と、記録メモリ６と、演算装置７とを有している。放
射線源１は、被検体２に対して放射線を曝射するもので
、例えばＸ線管から成り、ｌｌ１ｉ動装置９ａにより放
射線源走査軌道９ｂの上を移動するようになっている。

放射線検出器３は、上記被検体２の透過放射線像を可視
光に変換するもので、例えば１．Ｉ。

から成ると共にその検出面は球面状とされており、被検
体２を間に挟んで上記放射線源ｌと対向配置されている
。撮像管４は、上記放射線検出器３の出力光学像を入射
して電気信号に変換するものである。走査装置は、上記
放射線源１と放射線検出器３の位置関係を変化させるも
ので、前記駆動装置９ａ及び放射線源走査軌道９ｂや１
図示省略しであるが放射線検出器３の走査軌道等からな
る。

Ａ／Ｄ変換器５は、上記撮像管４の出力信号をディジタ
ル量に変換するものである。記録メモリ６は、上記Ａ／
Ｄ変換器５でディジタル量に変換された投影データを格
納するものであり、その書き込みのアドレスはアドレス
レジスタ１０によって指定される。演算装置７は、上記
記録メモリ６に格納された投影データを読み出して演算
処理するものである。

なお、第１図において、符号１１は曝射制御装置であり
、上記放射線源１に対して曝射指令を送出すると共に、
駆動装置９ａの出力信号を入力して放射線源１の走査位
置をモニタするものである。

また、符号１２は制御装置であり、上記曝射制御装置１
１から出力される放射線源１の走査位置のモニタ信号を
入力して、撮像管４に対して走査に必要な信号を発生す
ると同時に、Ａ／Ｄ変換器５に制御信号を送出し、且つ
アドレスレジスタ１０にも書き込みの制御信号を送出す
るものである。

さらに、符号１３は上記演算装置７に接続された歪補正
テーブルメモリであり、１．１．から成る放射線検出器
３の球面状の検出面により発生する像の歪を補正するも
ので、上記放射線検出器３による像の歪量を予め計測し
て得た歪量のデータをテーブル化した歪補正テーブルが
記憶されている。

そして、被検体２に放射線を曝射して断層像を撮影する
毎に、上記歪補正テーブルメモリ１３に記憶された歪補
正テーブルを用いて上記演算装置７により画像のデータ
を補正するものである。

そして、上記被検体２の二次元的な放射線の透過あるい
は吸収分布を、上記放射線源１と放射線検出器３の相互
の位置関係を変化させながら複数回計測し、この複数枚
の画像より、被検体２内の一点を通過するデータの組に
対して線形演算を行い、上記被検体２内の任意の断層面
の断層像を演算１表示するようになっている。

ここで、本発明においては、上記演算装置７に演算指令
部１４が接続されると共に、その演算装置７の出力側に
は二基列の表示用メモリ１５ａ。

１５ｂ及び表示装置１６ａ、１６ｂが設けられている。

上記演算指令部１４は、演算袋［７に対して、記録メモ
リ６から投影データを読み出して演算処理する際の指令
情報を送るものであり、被検体２の立体断層像を得ると
きに、上記記録メモリ６から第３図に示すように両眼視
差に相当する加算範囲１７ａ、１７ｂのずれを有する二
組の連続する投影データ１８ａ、１８ｂを取り出し、そ
れぞれの範ｌ１１１７ａ、１７ｂ内でシフト加算処理を
行い、左眼像用と左眼像用の断層像を作るための指令情
報を送るものである。また、上記二基列の表示用メモリ
１５ａ、１５ｂ及び表示装置１６ａ。

１６ｂは、上記演算装置ｉ１７の演算処理により作られ
た左眼像用の断層像と左眼像用の断層像とをそれぞれ表
示するためのもので、例えば第一の系列の表示用メモリ
１５ａ及び表示装ｇｌ　ｌ　６　ａが左眼像用とされる
と共に、第二の系列の表示用メモリ１５ｂ及び表示装置
１６ｂが左眼像用とされ、各系列が独立して設けられて
いる。上記各表示用メモリ１５ａ、１５ｂは、演算装置
７から出力される左眼像のデータ及び右眼像のデータを
表示のために書き込むものである。上記表示装！１１６
　ａ　１１６ｂは、各表示用メモリ１５ａ、１５ｂから
読み出したディジタル信号をアナログ信号に変換して表
示するもので、例えばＣＲＴモニタから成る。

次に、このように構成されたディジタル断層撮影装置の
動作について説明する。まず、第１図に示す放射線源１
と放射線検出器３の相互の位置関係を走査位置によって
、第２図に符号１ａ、ｌｂ。

・・・１ｎ及び３ａ、３ｂ、・・・３ｎで示すように直
線軌道上で変化させながら、被検体２の二次元的な放射
線の透過あるいは吸収分布を複数回計測し、複数枚の投
影画像１９ａ、１９ｂ、・・・１９ｎを撮影する０次に
、このような投影画像１９ａ〜１９ｎを撮像管４で電気
信号に変換し、この撮像管４の出力信号をＡ／Ｄ変換器
５によりディジタル量に変換し、その後このディジタル
の投影データを記録メモリ６に格納する０次に、アドレ
スレジスタ１０のアドレス指定により、上記記録メモリ
６から投影データが順次読み出され、演算装置７へ入力
する。そして、この演算袋［ｉ！７では、歪補正テーブ
ルメモリ１３に記憶された各画素の歪補正テーブルを参
照し、各投影画像１９ａ〜１９ｎについて放射線検出器
３の球面状の検出面により発生する像の歪が補正され、
その補正後の投影画像１９ａ〜１９ｎのデータについて
適当量シフトさせた後に加算（シフト加算）を行う。こ
の結果。

被検体２の任意の断層面についての断層像が得られる。

そして、この断層像は、第１図に示す一方の系列、例え
ば第一の表示用メモリ１５ａ及び第一の表示装置１６　
ａを用いて通常の断層像として表示される。

ここで、第２図において、Ｏｍａｘは投影画像１９ａ〜
１９ｎを撮影する際の最大曝射角である。

この最大曝射角θｍａｘは、上記断層像の層厚に関係す
る量であり、Ｏｔｍａｘが大きい程その層厚は薄くなり
、０ＩＩＩａｘを小さくすると上記層厚は大きくなる。

被検体２の立体断層像を得るには、一定範囲の断層像の
厚みが必要となり、θａ＋ａｘは小さくする必要がある
。これについては、ディジタル断層撮影においては、第
２図に示す投影画像１９ａ〜１９ｎのデータの加算範囲
を小さくすることでθｗａｘを小さくしたこととなり、
断層像の層厚を大きくすることは容易にできる。また、
第３図に示すように、投影データを加算する範［１１７
ａ　。

１７ｂをある位置を中心として左右に適宜の量だけずら
すことにより、両眼視差を有する二つの断層像のデータ
１８ａ、１８ｂを作成することができる。

次に、このような状態で、被検体２の任意断層面につい
ての立体１９ｉ層像を得るには、第１図に示す演算指令
部１４により演算装置７に対して、記録メモリ６から両
眼視差に相当する加算範囲のずれを有する二組の連続す
る投影データを取り出しそれぞれの範囲内でシフト加算
処理を行い、左眼像用と左眼像用の断層像を作るための
指令情報を送ればよい。すなわち、第４図に示すように
、被検体２に垂直に立てたθ＝０°の線を中心とし、左
右に角度θだけずらした位置をそれぞれ左眼像の加算範
囲１７ａの中心及び右眼像の加算範囲１７ｂの中心とす
ると、２θが両眼視差となる。従って、その両眼視差を
出すために、演算指令部１４から演算装置７に対して、
それぞれの加算範囲１７ａ、１７ｂの中心の情報として
角度Ｏを送る。

なお、この角度θは、装置の後回学系で定まるが、立体
視可能なある程度の幅を有している。また。

上記角度θの位置を中心としである角度αの範囲で投影
データを加算することにより、断層像の層厚が決まる。

従って、その断層像の層厚を一定範囲の厚さとするため
に、演算指令部１４から演算装置７に対して、投影デー
タを加算する範囲の情報として角度αを送る。なお、こ
の角度αが大きい程断層像の層厚は薄くなり、立体視領
域も狭くなる。逆に角度αが小さくなると断層像の層厚
は大きくなり、立体視領域は広くなる。そこで、この角
度αは、目的の撮影部位の構造により、自由に選べばよ
い。

このように、左眼像用と左眼像用の断層像を作るための
必要な指令情報として、角度０やα等が入力されると、
演算装置７は、０＝０°の位置を対称として左右に角度
θだけずれた位置を中心とし、それぞれ角度αの範囲内
の投影データを加算処理する。これにより、第３図に示
すように１両眼視差に相当する加算範囲１７ａ、１７ｂ
のずれを有する二組の連続する投影データ１８ａ、１８
ｂが取り出され、左眼像用と左眼像用の断層像がそれぞ
れ作られる。そして、左眼像用の断層像は、第一の表示
用メモリ１５ａを介して第一の表示装［１６ａに表示さ
れ、左眼像用の断層像は、第二の表示用メモリ１５ｂを
介して第二の表示装置１６ｂに表示される。この二つの
表示装ｇｌ　１６　ａ　。

１６ｂの画面を裸眼で直接、またはステレオスコープ等
を用いて両眼視差をもって立体視することにより、載断
面２０（第４図参照）を中心として上下にある層厚を有
する立体断層像を観察することができる。

このとき、ディジタル断層撮影においては、連続する投
影データのそれぞれを適当量シフトしてシフト加算する
ことにより、被検体２について載断面２０の異なった位
置で撮影したものとほぼ等価な断層像を得ることができ
る。従って、被検体２の立体断層像を得る際に２それぞ
れの加算範囲１７ａ、１７ｂの投影データを単純加算で
はなくシフト加算をすることにより、被検体２の任意の
位置に載断面２０を設定し５この載断面２０を中心とし
である層厚を有する立体断層像を得ることができる。

なお、第４図においては、θ＝Ｏ°の線を中心として左
右に角度θだけずらした位置をそれぞれ左眼像の加算範
囲１７ａの中心及び右眼像の加算範１１７ｂの中心とし
たが１本発明はこれに限らず１例えばθ＝０°の線より
やや左側に角度０１だけ傾いた線を中心として左右に角
度θだけずらした加算範［１７ａ、１７ｂとしてもよい
。この場合は、被検体２の正面に対して角度θ□だけ傾
いた方向から見た状態に相当する立体断層像を観察する
ことができ、ある物の斜め下の隠れた部分をも見ること
ができる。

また、第２図においては、放射線源１と放射線検出器３
とを１α線軌道上で走査移動させたものとして示したが
、これに限られず、上記両者を円軌道等の他の軌跡で走
査移動した場合も曲線部分を直線とみなすことにより同
様に適用できる。

発明の効果 本発明は以上のように構成されたので、−回の断層撮影
だけで被検体２内の任意断層面の断層像を得ると共に、
任意の層厚を有する立体断層像をも得ることができる。

従って、従来のフィルムを用いた断層撮影装置における
立体断層撮影法のように、被検体２の同一撮影部位につ
いて二回の撮影をする必要はない。このことから、被検
体２の体動の形響をほとんど受けず、正確な立体断層像
が得られ、対象部位について正確な診断情報を得ること
ができる。また、撮影に要する全時間が短くなり、患者
の負担を軽減できると共に、放射線の被曝量も少なくす
ることができる。さらに、断層撮影の本来の目的である
被検体２の断面構造の三次元的把握を容易とし、ディジ
タル断Ｋｊ撮影装置の付加価値を増大させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタル断層撮影装置の実施例
を示すブロック図、第２図は放射線源と放射線検出器と
を走査軌道上で移動し複数枚の投影画像を撮影する状態
を示す説明図、第３図は立体断層像を作成するために両
眼視差に相当する投影データの加算範囲のずれを示す説
明図、第４図は左眼像用と左眼像用の断層像を作るため
の指令情報を示す説明図、第５図は従来のディジタル断
層撮影装置を示すブロック図である。 １・・・放射線源、　２・・・被検体、　３・・・放射
線検出器、　４・・・撮像管、　５・・・Ａ／Ｄ変換器
、６・・・記録メモリ、　７・・・演算装置、　１４・
・・演算指令部、　　１５ａ、１５ｂ・・・表示用メモ
リ、　　１６ａ、Ｌ６ｂ・・・表示装置、　１７ａ・・
・左眼像用の加算範囲、　　１７ｂ・・・左眼像用の加
算範囲、　　１８ａ・・・左眼像用の投影データ、　　
１８ｂ・・・左眼像用の投影データ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線源と、被検体を間に挟んで上記放射線源と対向配
   置され透過放射線像を可視光に変換する放射線検出器と
   、この出力光学像を電気信号に変換する撮像管と、上記
   放射線源と放射線検出器の位置関係を変化させる走査装
   置と、上記撮像管の出力信号をディジタル量に変換する
   Ａ／Ｄ変換器と、このディジタルの投影データを格納す
   る記録メモリと、この記録メモリから投影データを読み
   出して演算処理する演算装置と、この演算処理されたデ
   ィジタル信号をアナログ信号に変換して表示する表示装
   置とを有し、上記被検体内の任意の断層面の断層像を演
   算および表示するディジタル断層撮影装置において、上
   記演算装置には、記録メモリから両眼視差に相当する加
   算範囲のずれを有する二組の連続する投影データを取り
   出しそれぞれの範囲内でシフト加算処理を行い左眼像用
   と右眼像用の断層像を作るための指令情報を送る演算指
   令部を接続すると共に、該演算装置の出力側には、左眼
   像用及び右眼像用に独立してそれぞれ表示用メモリと表
   示装置とを設けたことを特徴とするディジタル断層撮影
   装置。