JPH01214838A - ディジタルラジオグラフィー型ｘ線撮影装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、旧来のＸ　Ｉ）？Ｉ　逼影装置のように光
像として得られたＸ線画像をそのまま取り扱うのでは無
く、更にその光像をディジタル電気信号に変換すること
により、マスク画像（不要部分）の減算とか輪郭の強調
あるいはスムージングなどの各種の有用なディジタル画
像処理を任意に行えるように構成されているディジタル
ラジオグラフィー（以下、ＤＲと記載する）型のＸｖＡ
撮影装置に関する。

Ｂ、従来技術 この種のＤＲ型型線線撮影装置一例として、最近、Ｄ　
Ｓ　Ａ　（Ｄｉｇｉｔａｌ　５ｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ　
Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）という画像間の差分処理法を
用いて構成される心血管造影装置が知られている。これ
は、血管内に造影剤を注入した後の画像（造影像）から
造影剤注入前の画像（マスク画像）を差し引くことによ
り、血管のみの画像を得るという手法であり、かかる画
像処理を行う上で、前述したＤＲ（ディジタルラジオグ
ラフィー）という基本的手法は極めて有効である。

ところで、かかるＤＳＡ型心血管造影装置は、現在のと
ころ、血管の位置、形状５血流の動特性などを観察する
言わば定性的な測定に用いられている段階であるが、こ
のような定性的測定においても、より細い血管をより少
ない造影剤で検出可能にしたいという基本的要求があり
、また、将来的には、微妙な造影剤濃度差あるいは組織
のＸ線吸収差を定量的に測定することにより病巣を発見
できるようにしたいという更なる要求もある。従って、
これらの要求に応えるためには、コントラスト分解能お
よび空間分解能の向上を達成することが必須の条件とな
る。

さて、第３図は従来構成のＤＲ型型線線撮影装置ＤＳＡ
型心血管造影装置）を示し、この図において、ｌは被写
体Ｈに測定用Ｘ線を照射するためのＸ線管であり、２は
前記被写体Ｈを透過したＸ線の吸収度の差からその光像
ｌを出力するＸ線イメージインテンシファイア（以下、
ＸＲＩＴと記載する）であり、ａは光学レンズ系３を介
して前記被写体Ｈの光像１を撮影してアナログ電気信号
として出力する光電変換手段Ｚとしてのテレビカメラで
あり、そして、４は前記テレビカメラａからアナログ電
気信号として出力された画像情報をディジタル処理する
ためのディジタル処理手段であって、アンプ５．Ａ／Ｄ
変換器６．複数個のメモリー７　ａ、　　７　ｂ　（，
７ｃ−”）−、ＣＰｔＪおよびその周辺機器から成る演
算処理装置８等で構成され、また、９は前記ディジタル
処理手段４による処理画像を表示／記録するための出力
手段であって、Ｄ／Ａ変換器１０．ＣＲＴなどのモニタ
ー装置ｔ　１．マルチフォーマットカメラなどのハード
コピー装置１２等で構成されている。

なお、上記のように構成されたＤＳＡ型心血管造影装置
においては、被写体Ｈの血管内に造影剤を注入する前の
画像（マスク画像）のディジタルデータを予めひとつの
メモリー７ａ内に記録しておき、他のメモリー７ｂ（，
７ｃ・・・）には、造影剤を注入した後の画像（造影像
）のディジタルデータを一定時間毎に記録し、それら両
データの差を前記演算処理装置８により求めることによ
って、血管のみの画像を一定時間間隔で順次径られる（
つまり、造影剤の軌跡で表される血液の流れ状態を時間
経過と共に測定できる）ように構成されている。

Ｃ８発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述したように、従来構成のＤＲ型Ｘ線
揚影装置（ＤＳＡ型心血管造影装置）においては、ＸＲ
ＩＴ２から出力される被写体Ｈの光像■をアナログ電気
信号に変換するための光電変換手段Ｚとして、テレビカ
メラａを用いていたために、次のような欠点があった。

即ち、テレビカメラａは、−ａにノイズレベルが高く、
かつ、ダイナミックレンジが比較的小さい（約１０００
：１程度）ために、低コントラスト差の描出が不十分と
なり、また、被写体ＨのＸ線吸収差の大きい部位でカメ
ラが焼きつく虞れがあるため、前記第３図に示している
ように、被写体ＨのＸ線吸収の少ない部分を覆うように
補償フィルターｒを付設しなければならないという面倒
な対策が必要である。

そこで、上記したような従来欠点を解決する手段として
、第４図に示すように、光電変換手段Ｚを、前述のテレ
ビカメラａの代わりに、多数のフォトダイオードを平面
的に並列配置して成る２次元ＣＣＤを用いたＣＯＤカメ
ラｂで構成することが考えられる。

ところが、２次元ＣＯＤカメラｂの場合には、たしかに
ノイズレベルが低くてダイナミックレンジも大きい（約
８０００　：　１程度）から、低コントラスト差を十分
に描出でき、また、カメラの焼きつきが生じる虞れが少
ないので前述の補償フィルターｆを設ける手間が省ける
ものの、現在入手できる２次元ＣＣＤカメラはテレビカ
メラに比べて空間分解能が劣っているという問題点があ
る。

ＣＣＤの素子数を増して空間分解能を上げる努力がなさ
れているが、素子数を増やすとＣＣＤ内の信号転送領域
の割合が急激に大きくなり、そのためにを効受光領域が
小さくなりＳ／Ｎが悪化するなど困難が多い。

このような事情から、第５図に示すように、多数のフォ
トダイオードｆｄ・・・を直線状（第５図においては紙
面に直交する方向）に並列配置して成る１次元フォトダ
イオードアレイ１３と、そのフォトダイオードｆｄ・・
・の並列方向全長に亘るスリットＳを備え、かつ、その
１次元フォトダイオードアレイ１３の直前に一体的に設
けられたスリット部材１４とから成る言わば１次元光電
変換カメラＣを設けると共に、この１次元光電変換カメ
ラＣを、ＸＲ１１２から出力される被写体Ｈの光像■に
対して第５図において矢印■、■で示すように、前記フ
ォトダイオードｆｄ・・・の並列方向に直交する方向に
往復直線移動させる直線走査用駆動機構１５を設けるこ
とによって、第６図に示すように、前記被写体Ｈの光像
Ｉ全体を直線平面走査するように構成した光電変換手段
Ｚを用いることが提案されている。

このように、光電変換手段Ｚとして１次元光電変換カメ
ラＣによる直線平面走査方式を採用した場合には、先に
説明したテレビカメラａを用いる場合の欠点を解消でき
ることは勿論、１次元フォトダイオードアレイ１３自体
は２次元ＣＣＤに比べて安価に構成できると共に、素子
数を増加させることも容易であるから、１次元光電変換
カメラＣの走査間隔を細かくすれば空間分解能を大幅に
向上させることができて、先に説明した２次元ＣＣＤカ
メラｂを用いる場合の問題点をも解消できるのであるが
、実際のところ、１次元光電変換カメラＣに上記したよ
うな往復直線動作という複雑な動きを必要とする直線的
スキャニングを行わせるための駆動機構１５は非常に複
雑な構成となって高価につくのみならず、その直線的ス
キャニング速度が遅いために、−枚の画像を得るのに長
時間（例えば、１〜２秒）を要するために、造影剤の流
れをリアルタイム（例えば、６０フレ一ム／秒）で観察
することができないという問題点がある。

この発明は、上記したような事情に鑑みてなされたもの
であって、被写体の光像をアナログ電気信号に変換する
ための光電変換手段として、優れたコントラスト分解能
および空間分解能を発揮し得る１次元フォトダイオード
アレイを用いた安価な１次元光電変換カメラを採用しな
がらも、その駆動機構に独特の工夫を加えることによっ
て、その簡素化およびコスト低減を達成できると共に、
実用上十分に高速（６０フレ一ム／秒程度）のリアルタ
イム画像を容易に得ることができるディジタルラジオグ
ラフィー型Ｘ線撮影装置を提供することを目的としてい
る。

Ｄ、課題を解決するための手段 この発明は、上記問題点を解決するために次のような構
成を備えている。

即ち、この発明は、Ｘ線イメージインテンシファイアか
ら出力される被写体の光像を光電変換手段によりアナロ
グ電気信号に変換し、更にそのアナログ電気信号をディ
ジタル電気信号に変換して各種の画像処理を行えるよう
に構成されているディジタルラジオグラフィー型Ｘ線撮
影装置において、前記光電変換手段は、多数のフォトダ
イオードを直線状に並列配置して成る１次元フォトダイ
オードアレイとその直前に設けられ且つその全長に亘る
スリットを備えたスリット部材とから成る１次元光電変
換カメラで構成され、且つ、前記被写体の光像全体を回
転平面走査するように前記１次元光電変換カメラを回転
駆動させる機構を備えたことを特徴としている。

８０作用 上記のような特徴構成を備えていることにより発揮され
るこの発明の作用は下記の通りである。

即ち、この発明に係るディジタルラジオグラフィー型Ｘ
ｙａ撮影装置においては、Ｘ線イメージインテンシファ
イアから出力される被写体の光像をアナログ電気信号に
変換するための光電変換手段として、従来用いられてい
たテレビカメラに比べてノイズレベルが低くてダイナミ
ックレンジが大きいという基本的特性を有し、かつ、２
次元ＣＣＤカメラに比べて格段に安価に製造できると共
に、空間分解能を高めるべく素子数を増加させることも
比較的容易である１次元フォトダイオードアレイを用い
た１次元光電変換カメラを採用しているから、非常に優
れたコントラスト分解能および空量分解能を発揮し得る
と共に、たとえ被写体のＸ線吸収差の大きい部位を測定
対象とする場合であっても、従来のテレビカメラの場合
のように補償フィルターを設けなくても、カメラの焼き
つきといった不都合な事態が生じる虞れが少ない。

しかも、上記のように構成された１次元光電変換カメラ
の走査用駆動機構としては、前記第５図に示した比較例
のように複雑な動き（往復直線動作）を必要とする直線
的スキャニングを行わせるのではなく、単純な回転駆動
を行わせるだけの機構（例えばモーター）を採用してい
るので、その回転走査用駆動機構をごく面素で安価なも
のに構成できるのみならず、被写体の光像全体に対する
走査を非常に高速で（１次元光電変換カメラの半回転で
１回の走査が完了する）且つスムーズに行わせることが
できるため、６０フレ一ム／秒程度のリアルタイム画像
を精度良く得るという課題も容易に達成することができ
る。

Ｆ、実施例 以下、この発明の実施例を図面（第１図および第２図）
に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係（るディジタルラジオグラフィ
ー型Ｘ線揚影装置の一実施例としてのＤＳＡ型心血管造
影装置の全体概略構成図を示しているが、この間におい
て、この発明装置の要部に係る光電変換手段Ｚ以外の部
分については、前記第３図を用いて説明した従来装置の
ものと同様であるため、同じ機能を有する部材には同じ
参照符号を付することにより、ここでの説明は省略する
。

さて、前記光電変換手段Ｚは次のように構成されている
。

即ち、第１図の中央部分および第２図にその概略構成お
よび動作を模式的に示しているように、多数のフォトダ
イオードｆｄ・・・を直線状（第１図においては紙面に
直交する方向）に並列配置して成る１次元フォトダイオ
ードアレイ１３と、そのフォトダイオードｆｄ・・・の
並列方向全長に亘るスリットＳを備え、かつ、その１次
元フォトダイオードアレイ１３の直前に設けられたスリ
ット部材１４とを支持部材１５により一体的に連結して
成る１次元光電変換カメラｄを設けると共に、この１次
元光電変換カメラｄを、ＸＲ１１２から出力される被写
体Ｈの光像Ｉに対向する状態で、その１次元光電変換カ
メラｄ自体の中心軸周りに回転させる回転走査用駆動機
構１７（例えばモーター）を設けることにより、第２図
に示すように、該被写体Ｈの光像■全体を回転平面走査
するように構成されている。なお、図中、１６は１次元
光電変換カメラｄからの出力信号を取り出すためのスリ
ップリングであり、これは例えばフォトカプラーなどの
他の非接触出力手段に代えてもよい。また、前記１次元
光電変換カメラｄは、第１図および第２図において矢印
■で示すように、一方向に連続的に回転駆動され、その
半回転の間に、被写体Ｈの光像■に対する１回の走査（
１画面の測定）が完了する。従って、１次元光電変換カ
メラｄの１回転について２画面のデータが得られること
になる。

ところで、前記１次元フォトダイオードアレイ１３の素
子数を多くすればするほど、径方向（フォトダイオード
の配列方向）の空間分解能を高めることができ、また、
信号処理手段４によるデータ取り込み時間間隔が一定の
もとでは、１次元光電変換カメラｄの回転速度を遅くす
るほど周方向（フォトダイオードの配列方向と直交する
方向）の空間分解能を高くすることができる。しかし、
１次元光電変換カメラｄの回転速度を遅くすると、単位
時間当たりに得られる画像数が減少することになるから
、リアルタイム画像（６０フレ一ム／秒程度）を得るた
めには、１次元光電変換カメラｄの回転数を３０〜６０
ｒｐｓ程度に設定するのが適当である。

一方、前記スリット部材１４のスリットＳの間隔をあま
りに狭くしすぎると受光量が減るから、検出信号がノイ
ズレベルに近づいて信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が低下す
るため、数１０μｍ〜数１００μｍ程度に設定するのが
適当である。

この他、特に空間分解能の方を重視するとか、あるいは
、Ｓ／Ｎ比の方を重視するなど、特殊な要望がある場合
には、その事情に応じて、１次元光電変換カメラｄの回
転速度やスリット部材１４のスリットＳの間隔を夫々適
宜に調整すればよい。

Ｇ０発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係るディジ
タルラジオグラフィー型Ｘ線撮影装置によれば、Ｘ線イ
メージインテンシファイアから出力される被写体の光像
をアナログ電気信号に変換するための光電変換手段を構
成するに、多数のフォトダイオードを直線状に並列配置
して成る１次元フォトダイオードアレイとその直前に設
けられ且つその全長に亘るスリットを備えたスリット部
材とから成る１次元光電変換カメラを採用しているから
、ノイズレベルの低減およびダイナミックレンジの増大
による優れたコントラスト分解能および空間分解能の向
上を達成できると共に、従来のテレビカメラを用いる場
合のように補償フィルターを設けなくてもカメラの焼き
つきといった不都合な事態が生じる虞れが少なくなる。

また、特に、前記１次元光電変換カメラを前記被写体の
光像に対向する状態でそれ自体の中心軸周りに回転させ
る機構を設けることにより、該被写体の光像全体を回転
平面走査する、というようにその１次元光電変換カメラ
に対する駆動機構に独特の工夫を加えているから、装置
の簡素化およびコスト低減を達成できると共に、リアル
タイム画像を得ることができるから、血液中の造影剤の
流れを連続的に観察することができるという、優れた効
果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示し、第１
図はディジタルラジオグラフィー型Ｘ線撮影装置の一例
であるＤＳＡ型心血管造影装置の全体概略構成図、第２
図はその要部の動作説明図である。 また、第３図ないし第６図は、この発明の技術的背景な
らびに従来技術の問題点を説明するためのものであって
、第３図はテレビカメラを用いたディジタルラジオグラ
フィー型Ｘ線撮影装置の全体概略構成図、第４図は２次
元ＣＣＤカメラを用いた従来例の概略構成図、第５図は
１次元光電変換カメラを往復駆動して走査する従来例の
概略構成図、第６図は第５図に示した従来例の動作説明
図である。 ２・・・・・・・・・Ｘ線イメージインテンシファイア
、Ｈ・・・・・・・・・被写体、 ｌ・・・・・・・・・被写体Ｈの光像、Ｚ・・・・・・
・・・光電変換手段、 ｆｄ・・・・・・フォトダイオード、 １３・・・・・・１次元フォトダイオードアレイ、Ｓ・
・・・・・・・・スリット、 １４・・・・・・スリット部材、 ｄ・・・・・・・・・１次元光電変換カメラ、１７・・
・・・・回転走査用駆動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線イメージインテンシファイアから出力される
   被写体の光像を光電変換手段によりアナログ電気信号に
   変換し、更にそのアナログ電気信号をディジタル電気信
   号に変換して各種の画像処理を行えるように構成されて
   いるディジタルラジオグラフィー型Ｘ線撮影装置におい
   て、前記光電変換手段は、多数のフォトダイオードを直
   線状に並列配置して成る１次元フォトダイオードアレイ
   とその直前に設けられ且つその全長に亘るスリットを備
   えたスリット部材とから成る１次元光電変換カメラで構
   成され、且つ、前記被写体の光像全体を回転平面走査す
   るように前記１次元光電変換カメラを回転駆動させる機
   構を備えたことを特徴とするディジタルラジオグラフィ
   ー型Ｘ線撮影装置。