JPH0133171B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はＸ線およびγ線等の放射線の被写体透
過情報を利用して医学的診断を行なう放射線診断
装置に関するものである。 放射線を用いた診断装置として最も一般的なも
のはフイルムを用いてＸ線撮影を行なうＸ線フイ
ルム診断装置である。 しかしながら、従来のＸ線フイルム診断装置で
はＸ線フイルムを使用しているために像の濃度分
解能即ち、コントラストが低く、特にＸ線吸収率
の似かよつた組織や軟質で薄い組織などでは微細
な差が表われにくいので、診断が行ないにくく、
またフイルムであるために被写体の透過情報を表
現している画像を重ね合わせたり（いくつかの画
像毎に加えて平均化し、新たな画像を合成する）、
或いは画像処理を行なうなどして診断を行ない易
い画像にすることは容易でないと云う欠点を有す
る。 他方、コンピユータ・トモグラフイ（CT装置）
などのＸ線断層装置やシンチレーシヨン・カメラ
装置等ではデイジタル化した画像データを用いる
ので上述のような画像処理は簡単に行なえるが、
この装置によつて得られた画像に対する画像処理
は放射線量子のゆらぎが画質を決定すると云う物
理原理に即して実行されていない欠点を有してい
る。 即ち、これまでの装置では放射線量子のゆらぎ
以下のわずかな濃度変化の像はこのゆらぎに埋も
れて像として表われず、見ることができないと云
う欠点を有していた。 従つて、小さな病変などは放射線量子のゆらぎ
に埋もれて発見できないことが多かつた。 本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、検
出できる放射線量子数が多ければ多い程、Ｓ／Ｎ
比が向上すると云う物理的原理を利用してある決
められた開口面積を有する放射線検出器で得た被
写体の放射線透過情報を加重平均などの手法でデ
ータ処理することによつて、被曝線量を増大する
ことなくこれまで放射線量子のゆらぎに埋もれて
いて表示できなかつた情報を画像として表示でき
るようにして医学的に有用な画像を得ることがで
きるようにした放射線診断装置を提供することを
目的とする。 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。 第１図は本発明装置の構成を示すブロツク図で
あり、図中１は発生する放射線の強度を調整で
き、且つ被写体２への放射線照射野を調節できる
機構を備えた放射線発生器である。３はこの放射
線発生器１に被写体２を介して対峙される放射線
検出器であり、この放射線検出器３は放射線を検
出して電気信号に変換する検出素子をｍ個一次元
または二次元配列して構成されていて、被写体２
を透過した放射線はこの放射線検出器３の入射対
応位置にある各検出素子により検出される。従つ
て、各々の検出素子が１画素に対応し、各々の検
出素子の開口面に入射するＸ線経路の検出値が
各々の画素の濃度値となる。 ここで、前記放射線発生器１と放射線検出器３
は各々対峙させて一体に支持すると共に被写体２
に対して相対的に移動できる架台４に取り付けら
れており、データ収集時には放射線発生器１と放
射線検出器３は所望とする位置に固定し、被写体
２を例えば体軸方向へ移動させて一方向から投影
した被写体二次元像のデータを得る。 ５は前記放射線検出器３の各検出素子より出力
される電気信号を所定時間積分し、これを定電流
放電させる二重積分などの手法でデータとして収
集し、これをデイジタル変換して出力するデータ
収集器であり、放射線検出器３によつて検出され
た被写体２の透過放射線量子数に相当するアナロ
グ信号はこのデータ収集器５によつてデイジタル
信号に変換される。９はこのデータ収集器５によ
り出力されるこのデイジタル信号を放射線の透過
情報として記憶する透過情報記憶装置であり、７
はこのデイジタル信号を被写体２の放射線吸収係
数と厚さとの積に相当する対数変換情報に変換す
る対数変換器である。８は計算機であり、前記対
数変換情報は計算機８によつて画像処理され、そ
の処理後の画像データは図示しないが画像記憶用
のフレームメモリに一旦記憶された後、この記憶
装置を順次読み出して映像信号化し、画像表示装
置９に与えて画像として表示する。 また、１０は計算機８の出力する画像処理後の
画像データを記憶する画像記憶装置である。１１
は計算機８に対する各種制御コマンドや情報など
を与える操作パネルである。 尚、上記計算機８は上述の画像処理の他、前記
放射線発生器１、放射線検出器３、架台４、デー
タ収集器５、透過情報記憶装置６、対数変換器
７、画像表示装置９並びに画像記憶装置１０の制
御を司る。 このような構成の本装置は所望の投影方向に位
置決めした放射線検出器１より被写体２に向け放
射線を照射する。これにより、被写体２を透過し
た放射線は検出素子をｍ個一次元または二次元配
列した放射線検出器３によつて検出される。 即ち、放射線検出器３の各々の検出素子に入射
した放射線エネルギに対応した検出出力が各々の
検出素子より得られる。一枚の透視像を得るには
被写体２を一方向に適宜移動させるなどして所望
の撮影領域の放射線検出信号を得る。 この放射線検出器３の各検出素子より出力され
た被写体２の透過放射線量子数に相当するアナロ
グの検出信号はデータ収集器５によつてデイジタ
ル変換される。そして、このデイジタル化された
データは透過情報記憶装置６に画像データとして
記憶される。 更に上記データは対数変換器７によつて被写体
２の放射線吸収係数と厚さとの積に相当する対数
変換情報に変換される。この対数変換情報は更に
計算機８によつて後述する画像処理が成され、画
像表示装置９に画像として表示される。 また、この処理された画像のデータは画像記憶
装置１０にも記憶され、保存される。 第２図は上述の如くして得た画像２１を示す。
図中２２は単位画素、２３は病変部分の像であ
る。この画像の空間分解能（解像度）は放射線検
出器３の各検出素子の開口面積Ｓにより決まり、
開口面積Ｓの1/2乗となる。 他方、画像２１の濃度値の分解度（コントラス
トの細かさ）は放射線量子のゆらぎによつて決ま
り、開口面積Ｓの1/2乗に反比例し、且つ放射線
検出器３の検出素子で検出する放射線量子数の1/
２乗にも反比例する。 ここで、濃度値の分解度が小さい時、即ち、細
かい差が検出可能であるときは被写体２における
病変部分など周囲の組成と異なる診断の目的とな
るべき対象部分（以下、変化部分と称す）の厚さ
が薄く、または放射線吸収係数の差が小さくとも
見分けがつくことを意味する。 即ち、被写体２の被曝線量を一定に保ち且つ放
射線検出器３の各検出素子の開口面積を一定値Ｓ
とするならば、画像２１の濃度値の分解度はある
一定値を示す。ここで画像２１の濃度値の分解度
をC₂₁とおく。画像２１は検出素子の開口面積に
等しいＳなる面積を持つ前記変化部分に対しては
最高の濃度の分解度を与えている。 しかしながら、Ｓ以上の面積を持つ前記変化部
分に対しては画像２１が最高の濃度値の分解度を
示さない。 従つて、このような場合に濃度値の分解度を高
めるべく計算機８で画像処理を行なう。 即ち、本装置には画像処理法を指定できる2n
＋１個のコマンド用の押ボタンが設けられた操作
パネル１１があり、そのうち、所望の押ボタンの
一つを押すと以下の手順で処理が始まり、画像表
示装置９に新しい画像３１が表示される。 第３図に操作パネル１１の詳細を示す。 ここでBT_a、BT_b、BT_cは押ボタンであり、押
ボタンBT_aのキートツプには対応させて“１”か
ら“ｎ”までの数字が示されており、例えば
“ｎ”の数字は画像２１の濃度値の分解度の

【式】倍だけ濃度値の分解度を向上させるべく

【式】となるような処理を施こす指令を計算機 ８に与えるとを意味している。 従つて、数字“ｎ”の押ボタンBT_aを押すと、
この押ボタンBT_aからの信号は計算機８に送ら
れ、この計算機８は透過情報記憶装置６に記憶さ
れている透過放射線量子数に相当しているデイジ
タルのデータをｎ画素分ずつ取り出し、これに対
して加重平均などのデータ処理を行なう。 そして、このデータ処理されて得られたデータ
は対数変換器７によつて対数変換情報に変換さ
れ、フイルタリングやウインドウ処理などの画像
処理が成されて該ｎ個の画素についてそのデータ
処理後の新しいデータに置き換えた形でフレーム
メモリに格納後、順次読み出してＤ／Ａ変換し、
画像表示装置９に送つてこの画像表示装置９に第
４図の如き新画像３１として表示する。 また、この新画像３１も画像記憶装置１０に記
憶される。 ここで、データ処理がＳ／Ｎ比を向上させる処
理であるため、当初の画像２１では放射線量子の
ゆらぎに埋もれていて被写体２の小さな病変部分
のわずかな濃度変化は画像として表示できなかつ
たが、上述のようにいくつかの画素毎に平均化し
て置き換える加重平均等のデータ処理を施した後
の新画像３１では第４図の如く被写体２のわずか
な組成変化部分を３２で示す如き明確な濃度値変
化となるように表示できることになる。 尚、操作パネル１１上にはこのようにして処理
された濃度値の分解度の異なる２つ以上の画像を
更に重ね合わせて上述の如きデータ処理を行なう
ための指示押ボタンBT_bとその２つ以上の画像を
指定するための“１”〜“ｎ”までの押ボタン
BT_cがあつて、例えば１／√２倍と１／√５倍の
濃度値の分解度向上を図つた新画像の重ね合わせ
を行なう場合にはBT_cの押ボタンのうち“２”の
表示のあるものと“５”の表示のある押ボタンを
押し且つ指示押ボタンBT_bを押せば計算機８はそ
の両画像の重ね合わせにより新画像を作る。 従つて、画像２１と画像３１を重ね合わせる場
合には押ボタンBT_bとBT_cより送られた信号が計
算機８に与えられ、この計算機８は画像記憶装置
１０より画像２１と画像３１の情報を取り出して
加重平均操作を施こし、平均化した新たなデータ
を得て、これにて画像表示装置９に新画像を表示
する。 この新画像も画像表示装置１０に記憶する。こ
の新画像は当初の画像２１の利点と次に用いた画
像３１の利点を備えており、空間分解能はやや犠
牲になるものの濃度分解能は飛躍的に向上し、今
まで像として表われていなかつた濃度変化の小さ
い像がいくつかの画素をもとにした加重平均によ
つて廻りの像に対して濃度変化が高まり、像とし
て表われるようになり微小なガンなどの病変が見
えるようになる。 以上、詳述した如く、本発明によれば、従来装
置では放射線量子のゆらぎによつて識別できなか
つた被写体のわずかな変化部分でも被曝線量の増
大を行なうことなく明確な濃度変化として表示で
きるから、微小な腫瘍等、まわりとのコントラス
トのつきにくい病変を識別することができるよう
になり、診断能の飛躍的な向上を図ることのでき
る画像の得られる放射線診断装置が得られる。 尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限
定することなく、その要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施し得るものであり、例えば上述
した実施例では放射線検出器で検出したデータを
記憶する装置として透過情報記憶装置６を設けて
あるが、これを用いず、指数変換器を利用して画
像記憶装置１０に記憶してある対数変換情報を指
数変換し、上述したデータ処理を行なつてこれを
対数変換器７により計数変換情報に変換し、これ
を画像表示装置９に表示するようにしても良い。
また、２つ以上の画像の重ね合わせ操作の際に透
過情報記憶装置６に記憶されている透過放射線量
子数に相当するデータについて加重平均を施こし
ても濃度値の分解度の高い画像を得ることがで
き、また、関心領域を指定できるようにして、そ
の領域内の画像についてのみ上述の如きデータ処
理を行なうようにして処理時間の短縮を図るよう
にしても良く、更に同一被写体に対して測定条件
（放射線エネルギやMAS値）が異なる画像につい
ても上述した処理を施こすことができることは云
うまでもない。 以上詳述したように本発明は放射線源と、被写
体を介してこの放射線源に対峙して設けられ、被
写体の一方向からの透過放射線の検出を行なつて
被写体の各位置の透過放射線検出信号を各別に得
る放射線検出器と、これら透過放射線検出信号を
デイジタル化し、前記被写体の各位置の透過放射
線データを画像データとして抽出するデータ収集
器と、この画像データを所望の画素数単位で加重
平均して該画素の新たなデータとすると共にこの
データによる新画像を出力する計算機と、この画
像を表示する装置とを備え、画像データを所望の
画素数毎に荷重平均して新たなデータとすること
により放射線量子のゆらぎに埋もれていた像を明
確にして表示することができるので、わずかな病
変でも像として見ることが可能となり、診断能を
飛躍的に向上させることができるなど優れた特徴
を有する放射線診断装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図は本装置により収集したデータ処理前の画
像、第３図は本装置の操作パネルを示す図、第４
図は第２図画像をデータ処理して得た新たな画像
を示す図である。 １……放射線発生器、２……被写体、３……放
射線検出器、４……架台、５……データ収集器、
６……透過情報記憶装置、７……対数変換器、８
……計算機、９……画像表示装置、１０……画像
記憶装置、１１……操作パネル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線を照射する放射線源と、 被写体を介してこの放射線源に対峙して設けら
   れ、被写体の一方向からの透過放射線の検出を行
   なつて該被写体の各位置の検出信号を各別に得る
   放射線検出器と、 これら検出信号をデイジタル化し、放射線投影
   による前記被写体の各位置対応の画素の画像デー
   タとして抽出する装置と、 異なる画素位置の複数の画像データを加重平均
   し、該画素の新たなデータとすると共にこのデー
   タによる新画像を出力する計算機と、 この画像を表示するための装置とより構成した
   ことを特徴とする放射線診断装置。 ２ 加重平均条件の異なる画像同士を重ね合せ操
   作し、新たな画像を得る手段を計算機に持たせた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ
   線診断装置。