JP2003250087A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｘ線診断装置のマスク画像撮影とコントラスト
画像撮影の位置ズレを補正することによって鮮明なサブ
トラクション画像を表示する。 【解決手段】Ｘ線診断装置はＸ線発生部２およびＸ線検
出部５と、これらを移動させる機構制御部６と、その移
動位置を検出し記憶する機構位置検出部７および位置情
報記憶回路３５と、前記Ｘ線検出部５から得られるマス
ク画像を記憶するマスク画像記憶回路２８と、前記Ｘ線
検出部５から得られるコントラスト画像と前記マスク画
像の各々の撮影位置を比較する位置情報比較回路３６
と、その比較結果に基づいて画像を補正してサブトラク
ション画像を得るピクセルシフト回路３０およびサブト
ラクション回路３１と、前記サブトラクション画像を表
示する表示部１１を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマスク画像とコント
ラスト画像とからサブトラクション画像を得るＸ線診断
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線診断装置とは、被験者の体内にＸ線
を放射し、この体内を透過したＸ線の強弱を検出器によ
って検出してその透過量を濃淡画像で表示する画像診断
装置であり、近年ではカテーテル手技の発展に伴い循環
器分野を中心に進歩を遂げている。

【０００３】循環器診断を目的としたＸ線診断装置は心
血管をはじめ、全身の動静脈の診断を対象としているが
とくに動脈系の診断が中心となり、血管内に造影剤を注
入し血流状態をＸ線透過像によって観察する。この場合
の基本的な装置構成はＸ線発生部とＸ線検出部そしてこ
れらを保持する保持機構とカテーテル寝台（天板）およ
び信号処理部である。保持機構は通常Ｃアームが用いら
れ天板片持ち方式のカテーテル寝台と組み合わせること
によって被検体（患者）に対して自由な位置や角度での
透視撮影を可能にしている。また体軸方向の移動におい
ては保持機構の替わりに天板を移動させることによって
同様な効果を得ることができる。

【０００４】さらに循環器用Ｘ線装置ではデジタルサブ
トラクションアンギオグラフィ（ＤＳＡ）に代表される
デジタルフルオログラフィ機能を有し、Ｘ線の透過画像
情報はデジタル信号に変換されるため種々の画像処理が
容易となる。血管内の狭窄部位の診断を行う場合、血管
内に造影剤を注入する前後で診断部位を撮影し、得られ
た２枚の画像間の引き算（サブトラクション）を行うこ
とによって造影剤が注入されている血管のみを高いコン
トラスト分解能で表示することができる。

【０００５】現行の循環器用Ｘ線診断装置によって下肢
などの広い領域における血管ＤＳＡ像を得る場合、1枚
の画像で全ての領域を観察することは不可能なためＣア
ームあるいは天板を移動させながら撮影を行う。すなわ
ち造影剤を注入する前の段階で保持機構の両端に装着さ
れたＸ線発生部のＸ線管とＸ線検出部のＸ線I.I.（イメ
ージインテンシファイア）を患者の体軸方向に移動させ
ながら複数の場所で基準画像（マスク画像）を撮影し、
さらに造影剤を注入した後に同じ位置で造影剤を含んだ
画像（コントラスト画像）を撮影する。次に同一部位で
得られたマスク画像とコントラスト画像のサブトラクシ
ョンを行ないＤＳＡ画像をリアルタイムでモニタ上に表
示する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】循環器用Ｘ線診断装置
によって鮮明なＤＳＡ画像を得るためにはコントラスト
画像とマスク画像の正確な位置合わせが要求される。コ
ントラスト画像の撮影において、血管中の造影剤の流れ
に沿ってＸ線管およびＸ線Ｉ．Ｉ．が保持機構とともに
移動している場合には、マスク画像が撮影された位置と
同じ位置に保持機構が到達したときにＸ線を曝射してコ
ントラスト像を得る方法が用いられており、コントラス
ト画像撮影時の保持機構の移動方向とマスク画像撮影時
の保持機構の移動方向が同じ場合にこの方法を用いれ
ば、各々の画像間の位置的なズレは少ない。この場合の
位置ズレは保持機構位置検出器の検出精度によって決定
されその誤差は通常０．１ｍｍ以下である。したがって
この場合のコントラスト画像とマスク画像の位置ズレが
ＤＳＡ画像上のアーチファクト発生に与える影響は少な
い。

【０００７】これに対して血管内の狭窄などに起因して
造影剤の流速が著しく遅い場合には、保持機構の移動が
先行し過ぎ、造影剤の位置まで戻すか、あるいは停止さ
せて造影剤が到達するまで待機する必要が生ずる。保持
機構が戻る場合にはコントラスト画像撮影時とマスク画
像撮影時の保持機構の移動方向が逆方向になり、後述す
る理由により無視できない画像間の位置ズレが発生する
可能性がある。

【０００８】また停止させた場合のコントラスト画像の
位置精度は保持機構の停止位置精度に依存し１ｍｍ以上
になる場合がある。すなわち保持機構を停止した状態で
得られるコントラスト画像と予め所定の一定速度で移動
しながら得られているマスク画像との位置ズレは１ｍｍ
程度あり、このズレはＤＳＡ画像上に許容できないアー
チファクトの発生をもたらす。

【０００９】本発明は保持機構が停止している場合やコ
ントラスト画像撮影時とマスク画像撮影時の保持機構の
移動方向が逆方向になる場合においても鮮明なＤＳＡ画
像が継続して得られるＸ線診断装置を提供することをそ
の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のＸ線診断装置では、被検体に対してＸ線を放
射するＸ線発生手段と、放射された前記Ｘ線を検出する
Ｘ線検出手段と、前記Ｘ線発生手段および前記Ｘ線検出
手段を一体化させた映像系機構部と被検体を乗せた天板
機構部のうち少なくともいずれかを移動させる機構部お
よび機構制御手段と、前記検出手段によって得られたＸ
線画像を記憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段か
ら造影剤を含まない前記被検体の画像をマスク画像とし
て取り出し、同様にして前記画像記憶手段から取り出し
た造影剤を含んだ前記被検体のコントラスト画像との間
でサブトラクションを行なうサブトラクション手段と、
前記マスク画像あるいは前記コントラスト画像の少なく
ともいずれかの画像をピクセルシフトした後これらの画
像間のサブトラクション画像を得るためのピクセルシフ
ト手段と、前記サブトラクション手段によって得られる
サブトラクション画像を表示する表示手段を有すること
を特徴とする。

【００１１】したがって本発明によれば、マスク画像撮
影とは異なる状況下でコントラスト画像を撮影する場合
であっても、鮮明なサブトラクション画像を得ることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るサブトラクシ
ョン画像をリアルタイム表示するＸ線診断装置の実施の
形態について図面を参照しながら説明する。

【００１３】本発明の第１の実施の形態を図１〜図４に
おいて説明する。

【００１４】図１は本発明の第１の実施の形態を示すブ
ロック図である。このＸ線診断装置は、Ｘ線を被検体３
に向け放射させるためのＸ線発生部２と、これに高電圧
を供給する高電圧発生器１と、被検体３を透過したＸ線
を検出するＸ線検出部５と、Ｘ線発生部２とＸ線検出部
５を保持しその移動を制御する機構制御部６とを有す
る。Ｘ線発生部２、Ｘ線検出部５、天板４は機構部を構
成しており、この機構部の位置を機構位置検出部７が検
出する。Ｘ線検出部５の検出信号は画像記憶・演算部１
０に供給されて記憶・演算される。画像記憶・演算部１
０の画像情報は表示部１１で表示される。なお、システ
ム制御回路８は操作卓９の指示により装置全体を制御す
る。

【００１５】高電圧発生器１は電源電圧を高電圧に変換
してＸ線管に供給するためのものであり、インバータ方
式により８０ＫＷ〜１００ＫＷの大出力容量を有してい
る。

【００１６】Ｘ線発生部２は被検体３に対しＸ線を曝射
するＸ線管２１と、当該Ｘ線管２１から曝射されたＸ線
をコリメートするＸ線絞り器２２から構成されている。
このＸ線管２１はＸ線を発生する真空管であり、高電圧
発生器１から供給される高電圧により電子を加速させ、
タングステンターゲットに衝突させることでＸ線を発生
させる。またＸ線絞り器２２はＸ線管２１と天板４上に
置かれた被検体３の間に位置し、Ｘ線管２１から放射さ
れたＸ線ビームを受像サイズに絞り込み鮮明な画像を得
る機能を有している。

【００１７】天板４はＸ線撮影中に被検体３を乗せる寝
台であり、Ｘ線が透過しやすい材料が使用されている。
天板４は、保持機構（Ｃアーム）２３によって所定の間
隔に配置されたＸ線発生器２とＸ線検出器５の間に配置
され、被検体３の所定部位の撮影を行なうために体軸方
向（図面に垂直方向）への移動が可能になっている。

【００１８】Ｘ線検出部５はＸ線Ｉ．Ｉ．２４とＸ線テ
レビカメラ２６によって構成されている。このＸ線Ｉ．
Ｉ．２４によってＸ線画像情報は可視光に変換され、さ
らに光−電子−光変換の過程で輝度の増倍を行ない感度
のよい光学画像に変換される。光学画像に変換されたＸ
線画像情報はＸ線テレビカメラ２６によって電気信号
（ビデオ信号）に変換される。なおＸ線テレビカメラ２
６はＣＣＤ撮像素子が使われる。なお以下ではＸ線発生
部２とＸ線検出部５をまとめて映像系と呼ぶ。

【００１９】機構制御部６は映像系機構部３８と、天板
機構部３９と、機構制御回路４０とから構成されてい
る。映像系機構部３８はＸ線発生部２およびＸ線検出部
５を支える保持機構２３と一体化されており、天板４の
周囲での回転や体軸方向へ水平移動のための機構が備え
られている。天板機構部３９は被検体３を乗せた天板４
と一体化されており、被検体３を載せた状態で天板４を
被検体体軸方向へ水平に移動させる機構が備えられてい
る。機構制御回路４０は映像機構部３８および天板機構
部３９における各々の方向への移動を制御する回路であ
り、各機構部に対して制御信号を出力する。またこの制
御回路４０からはＸ線発生部２とＸ線検出部５や天板４
の移動状態を識別する識別信号を発する。

【００２０】機構位置検出部７は位置検出器３７と位置
情報記憶回路３５と、位置情報比較回路３６とから構成
される。位置検出器３７は機構制御回路４０を介して映
像系機構部３８や天板機構部３９の可動部に取り付けら
れたエンコーダ（図示せず）からの位置信号を受信し、
Ｘ線発生部２とＸ線検出部５や天板４の位置を検出す
る。マスク画像収集時の機構位置検出結果は位置情報記
憶回路３５に予め記憶しておく。またコントラスト画像
収集時の機構位置検出結果は位置情報比較回路３６に送
られる。位置情報比較回路３６は位置情報記憶回路３５
から送られるマスク画像の位置情報と位置検出器３７か
ら直接送られるコントラスト画像の位置情報の比較を行
ない、両画像の位置情報が一致した場合には一致パルス
を出力する。

【００２１】システム制御回路８はＸ線透視画像データ
の収集に関する制御、及び収集した画像データの画像処
理に関する制御や映像系の移動制御を行う中央制御回路
であり、ＤＳＡ画像表示に際してのマスク画像撮影やコ
ントラスト画像撮影における映像系の制御、マスク画像
とコントラスト画像のサブトラクション制御をはじめと
するシステム全体の制御を行う。

【００２２】操作卓９には各種のスイッチやボタン、キ
ーボードや表示パネルなどが備えられており、検査の開
始、機構部の停止や停止解除、移動方向の切り替え、移
動速度の変更などの操作はこの操作卓９から装置操作者
によって行われる。

【００２３】画像記憶・演算部１０はＡ／Ｄ変器２７
と、マスク画像記憶回路２８と、アドレス制御回路３０
と、サブトラクション回路３１とから構成される。Ａ／
Ｄ変換器２７はＸ線テレビカメラ２６からのビデオ信号
をデジタル信号に変換する。マスク画像記憶回路２８は
マスク画像収集時に得られるマスク画像情報と機構位置
検出部７にて検出されるマスク画像位置情報とを対応さ
せて記憶する。すなわちマスク画像記憶回路２８ではマ
スク画像位置情報を入力することによって、その位置で
得られたマスク画像が出力される構成になっている。

【００２４】サブトラクション回路３１はマスク画像記
憶回路２８に記憶されたマスク画像情報と、コントラス
ト画像収集時にＡ／Ｄ変換器２７から送られてくるコン
トラスト画像情報とのサブトラクションを各画素単位で
行なう。またアドレス制御回路３０はコントラスト画像
とマスク画像のサブトラクション時にマスク画像をコン
トラスト画像に対して所定のピクセル数だけシフトさせ
る制御を行なう。具体的にはマスク画像記憶回路２８の
読みだしアドレスをシフトさせることで実現できる。

【００２５】表示部１１はＤ／Ａ変換器３２と、表示回
路３３と、モニタ３４から構成され、サブトラクション
回路３１の画像出力はＤ／Ａ変換器３２にてアナログ信
号に戻され、表示回路３３にてテレビフォーマット信号
に変換された後モニタ３４上に表示される。

【００２６】図２は本発明の第１の実施の形態における
撮影手順を示すフローチャートであり、図３および図４
は映像系の移動方法について示したものである。これら
の図を用いて装置全体の動作を説明する。

【００２７】本実施の形態はＸ線の透過画像情報を高速
デジタル変換し、その画像データをリアルタイムでサブ
トラクション処理して画像強調するものであり、マスク
画像とコントラスト画像とのサブトラクションによる動
脈や静脈などの血管系の観察を主なる目的にしている。
この撮影法では既に述べたように体内の血管内に注入さ
れた造影剤の流れを追跡するために保持機構２３に一体
化された映像系（すなわちＸ線発生部２とＸ線検出部
５）を移動させながらサブトラクション画像を得る。

【００２８】ところでＸ線ＤＳＡ診断の主なる対象部位
として足部大腿動脈がある。この診断では造影剤を鼠ケ
イ部の血管内に注入し、これが足先の抹消まで流れる状
態を透視画像下で観察する。このためコントラスト画像
撮影はこの流れに沿って行う必要があり、映像系も鼠ケ
イ部から末端部に向けて移動させて画像収集を行なう。
これに対してマスク画像撮影時の映像系の移動方向はと
くに決められていない。

【００２９】図３のマスク画像撮影時の映像系は鼠ケイ
部から足部末端部の方向（すなわちコントラスト画像撮
影時と同じ方向）に移動させた場合を示している。この
方法はマスク画像撮影からコントラスト画像撮影へ切り
替える場合に映像系をマスク画像撮影開始位置Ｘ１に戻
す面倒があるが、映像系機構部３８の機械誤差や後述す
るＸ線照射時間に起因する誤差が少ないため正確な位置
合わせが可能となる。

【００３０】以下ではこのときのＸ線診断装置の動作を
図２のフローチャートと対応させて述べる。

【００３１】マスク画像の撮影では最初に映像系機構部
３８および機構制御回路４０によって映像系をマスク画
像の撮影開始位置Ｘ１に移動させる（ステップＳ１）。
この撮影開始位置Ｘ１においてＸ線発生部２のＸ線管２
１から被検体３に向けＸ線を放射し、被検体３の後方に
配置されたＸ線Ｉ．Ｉ．２４によってＸ線透過画像を得
る。Ｘ線Ｉ．Ｉ．２４でＸ線画像は光学画像に変換さ
れ、さらにＸ線テレビカメラ２６によって電気信号（ビ
デオ信号）に変換される。このＸ線テレビカメラ２６か
ら出力されるビデオ信号は画像記憶・演算部１０のＡ／
Ｄ変換器２７にてデジタル信号に変換され、マスク画像
記憶回路２８に記憶される。

【００３２】一方、映像系と一体化された保持機構２３
に備えられているエンコーダの出力は機構制御回路４０
を介して機構位置検出部７の位置検出器３７に送られ
る。この位置検出器３７によって映像系の撮影開始位置
Ｘ1が検出され、その値は位置情報記憶回路３５に記憶
されるとともにマスク画像記憶回路２８において記憶さ
れたマスク画像情報にも付加される。次にこの撮影開始
位置Ｘ1から体軸方向（図３のＸ方向）にΔＸだけ移動
させ、撮影開始位置Ｘ1の場合と同様な動作が行なわれ
る。このようにして映像系の移動は所定間隔（ここでは
等間隔ΔＸとする）でＸＮまで繰り返され、得られたＮ
箇所のマスク画像は映像系位置情報とともに画像記憶・
演算部１０のマスク画像記憶回路２８に順次記憶され、
また映像系位置情報は機構位置検出部７の位置情報記憶
回路３５にも記憶される(ステップＳ２〜Ｓ３)。

【００３３】Ｘ１からＸＮまでの区間においてＮ枚のマ
スク画像撮影が終了したならば、映像系及び保持機構２
３は最初のマスク画像の撮影開始位置Ｘ１に戻される。
映像系がＸ１に戻された時点で被検体３の鼠ケイ部大動
脈に造影剤が注入され、コントラスト画像の撮影が開始
される。（ステップＳ４〜Ｓ５）。図３では、この場合
もマスク画像撮影と同様に映像系はＸ１から足部末端部
のＸＮに向け移動を開始する（ステップＳ５）。この映
像系の移動にともないその位置は機構位置検出部７の位
置検出器３７によって計数・検出され、その値は位置情
報比較回路３６に送られる。

【００３４】一方、位置情報記憶回路３５にはマスク画
像撮影時に記録されたＮ個所の撮影位置情報が既に記憶
されており、この位置情報も位置情報比較回路３６に送
られる。ここでコントラスト画像撮影時の映像系位置情
報と既に得られているマスク画像撮影時の位置情報とが
比較され、これらが一致した場合に出力される信号は高
電圧発生器１に送られる。すなわちコントラスト画像撮
影時の映像系の位置とマスク画像の撮影位置とが一致し
た場合には位置情報比較回路３６から一致パルスが出力
され、高電圧発生器１はこの一致パルスによってトリガ
されてＸ線発生部２よりＸ線が放射されて、コントラス
ト画像収集を行う。

【００３５】ところで体内の血管内を流れる血流の速さ
は血管径や狭窄の有無に依存し一様ではない。したがっ
て映像系は造影剤の流速に合わせてその移動速度を制御
する必要があるが、機構制御回路４０より映像系機構部
３８に送られる駆動信号の周波数を装置操作者が操作卓
９で切り替えることで制御できる。

【００３６】図３のように、コントラスト画像撮影時の
映像系の移動方向がマスク画像撮影時と同一であり、ま
た連続的な移動であれば、たとえその移動速度が一様で
ない場合でも、上記の撮影方法によりコントラスト画像
とマスク画像の撮影位置は高精度で一致させることがで
きる。

【００３７】位置情報比較回路３６からのトリガ信号に
より放射されたＸ線は被検体３を透過しＸ線Ｉ．Ｉ．２
４にそのＸ線透視画像（コントラスト画像）を形成す
る。このコントラスト画像はここで一旦光学像に変換さ
れた後、Ｘ線テレビカメラ２６によって電気信号に変換
される（ステップＳ７）。Ｘ線テレビカメラ２６からの
画像信号は画像記憶・演算部１０のＡ／Ｄ変換器２７で
デジタル信号に変換され、サブトラクション回路３１に
送られる。ここでコントラスト画像はマスク画像記憶回
路２８から送られてくる同一位置のマスク画像との間で
サブトラクション画像が生成され（ステップＳ９）、表
示部１１にてリアルタイム表示される（ステップＳ１
０）。

【００３８】この場合のマスク画像とコントラスト画像
の位置精度は良好であるためアドレス制御回路３０によ
る画像間の位置補正は不要である。このようにしてコン
トラスト画像撮影位置がＸＮに到達するまで繰り返さ
れ、撮影結果は図示しない記録装置にて必要に応じて記
録される。（ステップＳ１１〜Ｓ１２）これまでの説明
ではコントラスト画像撮影時の映像系はマスク画像撮影
時と同一方向に連続して移動する場合について述べてき
たが、次にコントラスト画像撮影時に映像系を途中で一
時的に停止する場合について図２および図４を用いて説
明する。

【００３９】図４は映像系を移動の途中で一時的に停止
する場合の映像系の移動方法について示したものであ
り、マスク画像の撮影方法（ステップＳ１〜Ｓ３）は既
に図３で述べたものと同様であるのでその説明は省略す
る。

【００４０】Ｘ１からＸＮまでのＮ枚のマスク画像撮影
が終了した時点で鼠ケイ部の大動脈に造影剤が注入さ
れ、コントラスト画像の撮影を開始する(ステップＳ
４)。

【００４１】映像系は図３の場合と同様にマスク画像の
撮影開始位置Ｘ１に戻され、足部末端部ＸＮに向け移動
しながらコントラスト画像撮影を行う。ただし映像系は
その末端部（ＸＮ）に向かう過程で造影剤の移動速度が
著しく遅いことが表示部１１で観測された場合、装置操
作者は操作卓９に設けられた停止ボタンを押すことによ
って映像系の移動を一時的に停止させ、造影剤が撮影領
域に到達するまで待機させる。ここではＸ０で映像系が
停止する場合を想定する。

【００４２】映像系の停止は装置の操作者がリアルタイ
ム表示されるサブトラクション画像中の造影剤の状況か
ら判断して実行される。操作者からの指示により映像系
は停止した状態でコントラスト画像撮影が所定の時間間
隔で行なわれ、このとき得られるサブトラクション画像
をモニタ３４に表示する。

【００４３】映像系が停止する場合のコントラスト画像
の撮影方法について以下に説明する。基準点Ｘ１をコン
トラスト画像撮影の開始点として足部末端部に向け映像
系を移動させ、Ｘ０に映像系が到達するまでは既に述べ
た連続移動の場合と同様に映像系の位置がマスク画像撮
影位置（例えばＸ１，Ｘ１＋ΔＸ、・・・・）と一致し
た時点で、位置情報比較回路３６からのトリガ信号によ
ってＸ線発生部２から被検体３に向けＸ線が放射され、
その透過像はＸ線検出部５によって検出される。

【００４４】このＸ線検出部５の出力信号は画像記憶・
演算部１０においてＡ／Ｄ変換された後サブトラクショ
ン回路３１に送られ、ここでマスク画像記憶回路２８か
ら送られてくる同一位置のマスク画像との間でサブトラ
クション画像が生成され表示部１１にて表示される（ス
テップＳ５）。ただしこの場合のマスク画像とコントラ
スト画像の間の位置ズレは少ないためアドレス制御回路
３０によるピクセルシフトは行わない。

【００４５】映像系がＸ０まで移動した時点で操作者が
操作卓９上の映像系移動停止ボタンを押した場合（ステ
ップＳ６）、Ｘ０が例えばマスク画像撮影位置ＸａとＸ
ｂの間に存在すれば映像系は足部末端部に近いマスク画
像撮影位置Ｘｂまでそのまま移動を継続する。

【００４６】次に位置検出器３７によって検出される映
像系の位置情報が位置情報記憶回路３５に記憶されてい
るマスク画像の撮影位置Ｘｂと一致した瞬間に位置情報
比較回路３６より一致パルスが出力され、この信号によ
って高電圧発生器１およびＸ線発生部２が駆動されてコ
ントラスト画像が撮影される。

【００４７】映像系停止の命令は操作卓９からシステム
制御回路８を介して出されるが、映像系機構部３８では
慣性力のため映像系は急停止できず、δＸだけ位置ズレ
を起こして停止するステップＳ１３）。すなわち実際の
映像系停止位置はＸｂ＋δＸとなる。このとき、機構制
御回路４０から映像系停止信号が切り替えスイッチ４１
に送られ、これまで位置情報比較回路３６から送られて
きた高電圧発生器１の駆動信号はシステム制御回路８か
ら所定間隔で送られてくる駆動信号に切り替えられる。

【００４８】この新たな駆動信号によって高電圧発生器
１が駆動されてＸ線が放射され、このＸ線によって得ら
れたコントラスト画像は画像記憶・演算部１０のＡ／Ｄ
変換器２７を介し、サブトラクション回路３１に送られ
る（ステップＳ１４〜Ｓ１５）。また、位置検出器３７
によって検出される映像系位置情報Ｘｂ＋δＸは位置情
報比較回路３６に送られる。

【００４９】このとき発生する映像系停止時の位置ズレ
δＸは位置検出器３７自身のもつ計測誤差と比較すると
1桁以上大きく、サブトラクション画像生成時にはアー
チファクト発生の主要因となるため補正が必要となる。

【００５０】次にその補正方法について述べる。位置検
出器３７で計測された映像系の位置情報Ｘｂ＋δＸは位
置情報比較回路３６にてマスク画像撮影位置Ｘｂとの位
置ズレδＸが検出され、その結果はシステム制御回路８
に送られる（ステップＳ１６）。

【００５１】このようにコントラスト画像撮影中の位置
情報比較回路３６は、映像系が移動中の場合はその位置
がコントラスト画像撮影位置と一致したときに一致パル
スを発生してＸ線発生部２を駆動する第１の機能を有
し、映像系が停止している場合はその停止位置とマスク
画像撮影位置との位置ズレを検出する第２の機能を有し
ている。

【００５２】ところでマスク画像およびコントラスト画
像の撮影条件はシステム制御回路８にて撮影前に設定さ
れている。例えばＸ線管２１、被検体３、Ｘ線Ｉ．Ｉ．
２４の位置から決定されるＸ線画像の拡大率、すなわち
画像の単位長さあたりのピクセル数は予め定められてい
る。したがってこの拡大率から映像系の位置ズレδＸと
Ｘ線画像上のピクセル数との関係は容易に算出できる。

【００５３】この位置ズレδＸのピクセル換算値をβと
すればＸｂ+δＸで得られたマスク画像をβピクセルだ
け体軸方向にシフトさせて撮影位置Ｘｂのコントラスト
画像に重ねれば良好な一致を得ることができる（ステッ
プＳ１７）。

【００５４】図５はピクセルシフトについて模式的に示
したものである。画像は１次元のピクセルで簡略化して
あり、コントラスト画像はマスク画像に対して２ピクセ
ル（すなわちβ＝２）位置ズレしている場合を示してい
る。図５（Ａ）はマスク画像、図５（Ｂ）はコントラス
ト画像、図５（Ｃ）はサブトラクション画像であり、Ａ
（１）〜Ａ（７）はマスク画像記憶回路２８の各画素の
出力アドレス、Ｂ（１）〜Ｂ（７）はＸ線テレビカメラ
２６の出力アドレス、またＣ（１）〜Ｃ（５）はサブト
ラクション回路３１の出力アドレスである。

【００５５】サブトラクション回路３１ではコントラス
ト画像におけるｎ＋２番目の画素Ｂ（ｎ＋２）と、マス
ク画像におけるｎ番目の画素Ａ（ｎ）のサブトラクショ
ンを行なう。すなわちＣ（ｎ）＝Ｂ（ｎ＋２）−Ａ
（ｎ）としてサブトラクション画像の画素Ｃ（ｎ）が計
算される。ただし実際のピクセルシフト演算はサブトラ
クション回路３１に入力させるマスク画像記憶回路２８
の読み出しアドレスをアドレス制御回路３０で制御する
ことによって容易に行われる。

【００５６】システム制御回路８にて算出されたシフト
量βの値はアドレス制御回路３０に送られ、このアドレ
ス制御回路３０の制御信号によって撮影位置Ｘｂのマス
ク画像をβだけピクセルシフトさせ、撮影位置Ｘｂ＋δ
Ｘのコントラスト画像との引き算を行なう。このピクセ
ルシフトによってアーチファクトの少ないサブトラクシ
ョン画像を表示部１１に表示できる（ステップＳ１８〜
Ｓ１９）。

【００５７】装置の操作者は表示部１１のモニタ３４を
観察し、造影剤が撮影中の領域に到達するまで映像系を
停止したままの状態で撮影を継続した後、操作卓９にあ
る映像系停止解除ボタン（図示せず）を押して再度映像
系を造影剤の流れに沿って移動させる。この動作は映像
系がＸＮに到達するまでステップＳ７〜Ｓ１１のプロセ
スを繰り返す。

【００５８】なお映像系を停止した状態のままで複数枚
のコントラスト画像を撮影する場合は１枚目のサブトラ
クション画像生成時に検出したピクセルシフト量が２枚
目以降もそのまま適用できるため、図２のフローチャー
トにおけるステップＳ１６の映像系の位置ズレ検出は省
略することができる。

【００５９】次に本発明の第２の実施の形態を図６と図
７を用いて説明する。図６は血流速度が極めて遅いため
に鼠ケイ部方向に戻す場合を含む映像系の移動方法を示
し、図７はその撮影手順を示すフローチャートである。

【００６０】マスク画像の撮影手順は既に図２のフロー
チャートで示したものと同様であり、映像系をマスク画
像撮影開始位置Ｘ１まで移動させ（ステップＳ３１）、
ここを基準点として体軸方向にほぼ等速で移動させて所
定間隔ΔＸ移動するごとにＸ線透過画像を得る。

【００６１】まず基準点においてＸ線発生部２から放射
されたＸ線によって得られるＸ線画像情報はＸ線検出部
５にて電気信号に変換され、マスク画像記憶回路２８に
記憶される。一方、映像系の位置情報Ｘ１は位置検出器
３７によって検出され、位置情報記憶回路３５とマスク
画像記憶回路２８において記憶される。同様な動作はマ
スク画像の撮影終了位置ＸＮまで繰り返される（ステッ
プＳ３２〜Ｓ３３）。

【００６２】次に映像系はマスク画像の撮影開始位置Ｘ
１に戻され、鼠ケイ部の大動脈に造影剤が注入されてコ
ントラスト画像の撮影が開始される。(ステップＳ３４
〜Ｓ３５)ここで図６を用いてコントラスト画像撮影時
の映像系の移動方法を説明する。映像系はＸ１から足部
末端部ＸＮに向け移動しながらコントラスト画像撮影を
行う。ただし映像系はその末端部（ＸＮ）に向かう途中
のＸ０で一旦停止した後、マスク画像撮影方向とは逆の
方向に移動させ、この移動は造影剤のフロントエッジが
観測可能になるＸＣに到達するまで行なわれる。

【００６３】次に映像系はＸＣで一旦停止した後、再度
足部末端部の方向に造影剤速度とほぼ同程度の速度で移
動を開始する。この場合、Ｘ０およびＸＣでの停止時間
がサブトラクション画像の更新時間より長い場合には、
第１の実施の形態における補正方法を適用すれば映像系
停止時において鮮明なサブトラクション画像が得られ
る。

【００６４】一方、Ｘ０およびＸＣでの停止が極めて短
い場合にはピクセルシフトによる補正は不要である。こ
こではＸ０およびＸＣで映像系はその移動方向を瞬時に
切り替えられる場合を想定し、コントラスト画像撮影時
の映像系の移動方向がマスク画像撮影方向と逆方向にな
った場合に生ずる画像間の位置ズレについて図８を用い
て説明する。

【００６５】図８はＸ線の曝射時間と撮影位置のズレと
の関係を示した図でありＸ線画像はＸ線の曝射開始から
曝射終了までの期間δｔの間で撮影される。このため撮
影時刻は曝射開始時刻からδｔ／２だけ遅れた時刻で代
表させることができる。したがってマスク画像撮影時の
映像系移動方向とコントラスト画像撮影時の移動方向が
逆方向になる場合には、コントラスト画像撮影時の映像
系位置がマスク画像撮影位置に一致した時点でコントラ
スト画像撮影を実施しても、実際には図８に示すように
ほぼδｔだけ時間差を与えて撮影したことと等価にな
る。

【００６６】この時の位置ズレδＹは映像系が速度Ｖで
移動すると仮定すればδＹ＝δｔ・Ｖで示される。この
ような位置ズレをもったコントラスト画像撮影時の撮影
手順を以下に説明する。

【００６７】Ｘ₁をコントラスト画像撮影の開始点とし
て足部末端部に向け映像系を移動させ（ステップＳ３
５）,Ｘ０に映像系が到達するまでは映像系位置がマス
ク画像撮影位置と一致した時点で位置情報比較回路３６
から一致信号が出力される。

【００６８】この信号によってＸ線発生部２から被検体
３に向けＸ線が放射されその透過像がＸ線検出部５によ
って検出される。このＸ線検出部５の出力信号は画像記
憶・演算部１０においてＡ／Ｄ変換された後サブトラク
ション回路３１に送られ、マスク画像記憶回路２８から
送られてくる同一位置のマスク画像との間でサブトラク
ション画像が生成されて表示部１１にて表示される（ス
テップＳ３７〜Ｓ４０）。ただしこの場合のマスク画像
とコントラスト画像の間の位置ズレは少ないためアドレ
ス制御回路３０によるマスク画像のピクセルシフトは必
要としない。

【００６９】映像系がＸ０まで移動した時点で、操作者
が操作卓９上の映像系移動方向切り替えボタンを押すこ
とによって映像系は移動方向を変更し、マスク画像撮影
方向と逆の方向に移動を開始する。（ステップＳ３６、
Ｓ４３） この映像系の移動の過程で、位置検出器３７
によって検出される位置情報が位置情報記憶回路３５に
記憶されているマスク画像撮影位置と一致した瞬間、位
置情報比較回路３６より一致パルスが出力される。

【００７０】この信号によって高電圧発生器１およびＸ
線発生部２が駆動されてコントラスト画像が撮影される
（ステップＳ４４）。ただしこのコントラスト画像はマ
スク画像と比較してδＹだけ位置ズレを有している。こ
のＸ線放射によって得られたコントラスト画像は画像記
憶・演算部１０のＡ／Ｄ変換器２７を介し、サブトラク
ション回路３１に送られる。（ステップＳ４５）。

【００７１】ところでＸ線曝射期間δｔは装置によって
予め決定され、また映像系速度Ｖは装置操作者によって
設定される量であるため、位置ズレδＹはシステム制御
回路８において算出可能である。またマスク画像および
コントラスト画像の撮影条件はシステム制御回路８にて
撮影前に設定されており、Ｘ線画像の拡大率、すなわち
画像の単位長さあたりのピクセル数についても同様に予
め定められている。したがってこの拡大率から位置ズレ
δＹとＸ線画像上のピクセル数との関係もシステム制御
回路８にて予め算出することができる。

【００７２】この位置ズレδＹのピクセル換算値をγと
すればマスク画像をアドレス制御回路３０によってγピ
クセルだけシフトさせてコントラスト画像に重ねれば良
好な一致を得ることができる。すなわちシステム制御回
路８にて算出されたシフト量γの値はアドレス制御回路
３０に送られ、マスク画像記憶回路２８はこのアドレス
制御回路３０からの制御信号によって撮影位置Ｘｂのマ
スク画像をγだけシフトさせてコントラスト画像とのサ
ブトラクションを行ない表示部１１に表示する。（ステ
ップＳ４６〜Ｓ４８）装置操作者は表示部１１のモニタ
３４にて造影剤が観察できるまで映像系の移動を続けた
後、映像系移動切り替えボタンによって再度映像系を造
影剤の流れに沿ってマスク画像撮影方向と同一方向に移
動させる。この動作は映像系がＸＮに到達するまでステ
ップＳ３７〜Ｓ４０のプロセスを繰り返す。

【００７３】以上の第１の実施の形態および第２の実施
の形態で述べた方法ではマスク画像撮影時の映像系移動
方向はコントラスト画像撮影時と同じため、正確な位置
合わせが可能であったが、この方法はコントラスト画像
撮影前に映像系を足部末端部ＸＮから鼠ケイ部Ｘ１に戻
す必要があり、診断効率を低下させる欠点を有してい
る。

【００７４】図９はこのような点の改善を目的とした第
３の実施の形態を示すものであり、コントラスト画像撮
影時の映像系の移動方向がマスク画像撮影時の映像系移
動方向に対して逆方向になる第２の実施の形態の変形例
である。

【００７５】図９ではマスク画像撮影時の映像系は足部
末端部から鼠ケイ部の方向（すなわちコントラスト画像
撮影時と反対の方向）に移動させた場合を示している。
この方法はマスク画像撮影からコントラスト画像撮影へ
切り替える場合に、映像系をそのまま方向切り替えすれ
ばよいため、効率のよい切り替えが可能である。

【００７６】ただしこの場合もコントラスト画像の撮影
方向とマスク画像の撮影方向は異なるため図８で示した
位置ズレδγが発生する。ただしその対策方法は第２の
実施の形態における映像系のＸ０からＸＣへの逆方向移
動の場合と同じ（ただしピクセルシフトの方向は逆）で
あるため詳細な説明は省略する。

【００７７】次に図１０を用いて本発明におけるピクセ
ルシフトの補正効果について述べる。図１０（ａ）はマ
スク画像、図１０（ｂ）はコントラスト画像であり造影
剤に関与しない生体内組織５１と造影剤注入前後の血管
壁５２および血管内の造影剤５３を模式的に示してあ
る。このコントラスト画像はマスク画像に対して映像系
の停止位置のズレに起因する誤差δＸ（βピクセル）を
有している。

【００７８】図１０（ｃ）はピクセルシフト無しでそれ
ぞれの画像のサブトラクションを行なった場合の画像で
あり、造影剤で強調される血管内造影剤画像５３の他に
生体内組織５１の辺縁５４および血管壁５２の辺縁５５
がアーチファクトとして残存している。これに対して図
１０（ｄ）はピクセルシフトにて誤差δＸを補正しサブ
トラクションした画像であり、造影剤の存在する血管の
みが強調して表示される。

【００７９】以上本発明の実施の形態について述べてき
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでは無
く、変形して使用することが可能である。例えば映像系
の移動誤差を補正する手段として、ピクセルシフトさせ
る画像はマスク画像に限定されるものではなくコントラ
スト画像であってもよい。ただしこれを実現するには図
１のＡ／Ｄ変換器２７とサブトラクション回路３１の間
に図示しないコントラスト画像記憶回路が挿入され、そ
の出力アドレス制御はアドレス制御回路３０によって行
なわれる。

【００８０】またコントラスト画像やマスク画像を撮影
する際の映像系と被検体の相対的な移動を実現する手段
として映像系の移動について述べてきたが、映像系を固
定し被検体すなわち天板を移動させる方法でもよい。さ
らに映像系と一体化した保持機構としてＣアーム構造に
ついて触れたがこれに限定されるものではない。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、映像系が停止した場合
やコントラスト画像撮影時とマスク画像撮影時の撮像系
の移動方向が逆方向になる場合において発生するサブト
ラクション画像上のアーチファクトが低減するため鮮明
なＤＳＡ画像を観測することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】本発明の第１の実施の形態のフローチャートを
示す図。

【図３】映像系を連続移動させた場合の映像系の移動方
法を示す図。

【図４】本発明の第1の実施の形態における映像系の移
動方法を示す図。

【図５】ピクセルシフト演算を示す図。

【図６】本発明の第２の実施の形態における映像系の移
動方法を示す図。

【図７】本発明の第２の実施の形態のフローチャートを
示す図。

【図８】本発明の第２の実施の形態における位置ズレ発
生メカニズムを示す図。

【図９】本発明の第３の実施の形態における映像系の移
動方法を示す図。

【図１０】本発明によるピクセルシフト補正の効果を示
す図。

【符号の説明】

２ Ｘ線発生部、 ５ Ｘ線検出部、 ７ 機構位置検
出部、 １１ 表示部、２８ マスク画像記憶回路、
３０ アドレス制御回路、３１ サブトラクション回
路、 ３５ 位置情報記憶回路、３６ 位置情報比較回
路、 ３８ 映像系機構部、 ３９ 天板機構部、 ４
０ 機構制御回路、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA16 AA24 BA07 BA09 CA08 DA02 EB02 EC16 EC33 ED07 EE02 FD01 FF12 FF34 FF37 FH02 5B057 AA08 BA03 BA24 BA26 CH08 CH11 DA04 DA07 DA08 DA12 DA16 DB02 DB09 DC33

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に対して異なる位置における複数
   のＸ線画像をマスク画像として、また造影剤が注入され
   た被検体に対して異なる位置における複数の画像をコン
   トラスト画像としてそれぞれ収集し、これら互いに対応
   する位置におけるマスク画像とコントラスト画像との間
   でサブトラクション画像を作成し、表示するＸ線診断装
   置において、前記サブトラクション手段は、前記マスク
   画像と前記コントラスト画像との対応位置にズレが生じ
   た際、このズレを解消するようにピクセルシフト処理を
   行うピクセルシフト手段を有することを特徴とするＸ線
   診断装置。
2. 【請求項２】 被検体に対してＸ線を放射するＸ線発生
   手段と、放射された前記Ｘ線を検出するＸ線検出手段
   と、前記Ｘ線発生手段および前記Ｘ線検出手段を一体化
   させた映像系機構部と被検体を乗せた天板機構部のうち
   少なくともいずれかを移動させる機構部および機構制御
   手段と、前記検出手段によって得られたＸ線画像を記憶
   する画像記憶手段と、前記画像記憶手段から造影剤を含
   まない前記被検体の画像をマスク画像として取り出し、
   同様にして前記画像記憶手段から取り出した造影剤を含
   んだ前記被検体のコントラスト画像との間でサブトラク
   ションを行なうサブトラクション手段と、前記マスク画
   像あるいは前記コントラスト画像の少なくともいずれか
   の画像をピクセルシフトした後これらの画像間のサブト
   ラクション画像を得るためのピクセルシフト手段と、前
   記サブトラクション手段によって得られるサブトラクシ
   ョン画像を表示する表示手段を有することを特徴とする
   Ｘ線診断装置。
3. 【請求項３】 前記ピクセルシフト手段は前記画像記憶
   手段からの画像の読み出しを制御するものであることを
   特徴とする請求項１または２記載のＸ線診断装置。
4. 【請求項４】 前記ピクセルシフトの値は位置検出手段
   によって計測されるマスク画像撮影時の機構部位置とコ
   ントラスト画像撮影時の機構部位置の差異に基づいて決
   定されることを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装
   置。
5. 【請求項５】前記ピクセルシフト手段は前記機構制御手
   段からの機構部停止信号に基づいてその動作を開始する
   ことを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
6. 【請求項６】 前記ピクセルシフト手段は、前記マスク
   画像を収集したときの位置と前記コントラスト画像を収
   集したときの位置が異なる場合に動作することを特徴と
   する請求項５記載のＸ線診断装置。
7. 【請求項７】 前記ピクセルシフト手段は前記マスク画
   像撮影時の機構部移動方向と前記コントラスト画像撮影
   時の機構部移動方向が逆方向の場合に動作することを特
   徴とする請求項１または２記載のＸ線診断装置。
8. 【請求項８】 前記ピクセルシフトの値はＸ線曝射時間
   に基づいて予め設定されたものであることを特徴とする
   請求項７記載のＸ線診断装置。
9. 【請求項９】 前記ピクセルシフト手段は前記サブトラ
   クション画像の生成中に前記機構部が逆方向に移動して
   いることを示す前記機構位置検出手段からの信号に基づ
   いて動作することを特徴とする請求項７記載のＸ線診断
   装置。