JPH0412969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、透過放射線によつて形成された３次
元物体の断層像におけるひずみを減少させる断層
像のひずみ減少装置に関するものである。

従来技術 ドイツ連邦共和国公開公報2810608号によれば、
個々の透視像（Perspective images）を別個に
または重なり画像としてのいずれかで記録するこ
と、および断層像を形成するために好適な方法で
それら透視像をシフトして重ね合わせることがし
られている。再構成された断層像におけるアーテ
イフアクト（artefacts）を減少させるためには、
それらの透視像が選択された断層に属するかどう
かを決定するためにそれらの透視像の対応する点
が調べられる。この場合には、これらの透視像は
共通の断層像点として表示されなければならな
い。あるいは、それらの透視像がそれに属さない
かどうかを決定するためにそれらの透視像の対応
する点が調べられる。この場合には、それらの透
視像は撮像に対して無視される。相互比較に先立
つて、透視像をろ過すれば低空間周波数成分が減
衰させられる（Joseph W.Goodman“Fourier
Optics”McGraw−Hill，1968，147ページ，第
２章参照）。

１群のみの放射線源位置によつて記録された透
視像における対応する点からグレー値の絶対値が
取り出される公知の方法は、透視像のコントラス
トが高いので良好な結果を与える。したがつて、
この方法は、検査されるべき物体構造がコントラ
スト媒体によつて強調される血管造影検査に主に
適している。このような物体構造のいくつかは透
視像においては重ね合わされないものとする。こ
の理由は、さもなくばコントラストが小さくなる
からである。

発明の課題と手段 本発明の目的は、３次元物体の断層像における
欠陥が減少される断層像のひずみ減少装置を提供
することにある。

この目的は、特許請求の範囲に記載の如く構成
により達成される。

本発明による断層像のひずみ減少装置では、異
なつた方向からの放射線照射によつて物体の１つ
の同一の断層の１組の断層像（断層Ｘ線写真）が
形成される。

しかしながら、選択された物体断層の下方また
は上方に位置される他の物体断層が、関連断層像
にぼけた状態で含まれて、画像ひずみが生ずる。
また、各断層像に対して異なる放射線配置
（geometry）が各断層像に対して用いられるため
に、選択された物体断層の画像は異なる“ぼけ”
を示す。関連断層像における同一の（そのように
対応する）点にある画像情報の比較によつて、全
ての対応画像点に現われる画像情報は、補正断層
像における対応位置に移される場合にぼけを示す
画像が抑制され得る。一方、対応点における非対
応画像情報は抑制される。別個の断層像は、同一
輝度または密度で表示される。

断層像は、種々の方法で形成させることができ
る。例えば、これら断層像は放射線源と検出器と
が一定の関連通路に沿つて動かされる断層撮影法
により断層像を形成させることができる。したが
つて、単一物体断層の（パターンのぼけている）
断層像は、異なる通路に沿つて形成されるととも
に、断層像は異なる放射線位置で記録される。同
時にぼけパターンは透視像群を表わしている。

断層像は、パルス・トモシンセシス
（tomosynthesis）法によつて得ることもできる。
この場合に、１平面に位置される非常に多数の放
射線源位置から物体が放射線照射される。例え
ば、透視像群を得るために異なるグループの放射
線源位置から物体が放射線照射され得る。これら
透視像群から、物体断層に対して異なる放射線位
置で断層像を再構成し得る。

代わりに、１つの放射線源面に位置される非常
に多数の放射線源によつて物体に放射線照射し、
その都度物体から異なる距離に位置される互いに
平行な面に全ての透視像が記録されることも可能
である。（ドイツ国特許出願P2514988号明細書参
照）。その都度１平面の透視像から、断層像が得
られ、これら断層像はスケール（scale）に関し
て互いに適合されて後に比較される。

その都度撮像マトリツクス例えばレンズ・マト
リツクスの撮像画素の異なるグループで、異なる
透視像より成る重なり画像の組合わせ撮像によつ
て、異なる放射線配置を有する断層像もまた得ら
れる。前記撮像画素の配置は、放射線源位置の平
坦配置に対応している。この場合に、いくつかの
撮像画素は、異なるグループに属し得る。この方
法によれば、断層像の比較前のその断層像のスケ
ールの変化は、省略され得る。

したがつて、前述した方法によれば、関連透視
像群の各透視像はまた、対応する画像点において
適切にシフトした後に比較され得て、重なりがよ
り少ないアーテイフアクトを含む断層像を形成さ
せる。

本発明による断層像のひずみ減少装置は、物体
の外部に設けられた放射線源によつて得られる画
像に限定されるものではない。この装置はまた、
人体等の中にある放射線源、例えば原子核医学に
おける投与された放射性サンプルによつて発生さ
れる像にも関連する。

本発明による好適な実施態様における補正断層
像を得るためには、断層像の関連点におけるグレ
ー値が比較されて、アーテイフアクトの少ない断
層像が簡単に得られる。

本発明による好適な他の実施態様において補正
断層像を得るためには、グレー値の方向依存性変
化が、関連断層像において決定されて比較され
る。グレー値変化を決定することによつて、例え
ば一定方向における画像密度の２次導関数を決定
することによつて、物体構造の輪郭を主に示すい
わゆる輪郭画像を得ることができる。この種の輪
郭像（輪郭断層像）は、グレー濃淡情報を含まな
いが、グレー濃淡情報からいわゆるゼロトモグラ
ム（Xerotomogram）に相当する極端にアーテ
イフアクトの少ない補正断層像を、前述の点によ
る比較によつて得ることができる。明らかに断層
像は、このような補正断層像に重ね合わせる、ま
た加えられることができる。

実施例 次に、本発明による断層像のひずみ減少装置の
具体的実施例につき、図面を参照しつつ説明す
る。

第１図には、概略的に従来の断層撮影装置が示
されている。Ｘ線管１（Ｘ線源）は、例えば平坦
な円状通路２に沿つて移動される。このＸ線管１
は、適切にさえぎられた（stopped）放射線ビー
ム３によつて、物体台（検査台）４上に位置され
た物体５、例えば検査されるべき人体の器官にＸ
線を照射する。検査台４の下側には記録担体６、
例えばＸ線フイルムが設けられている。この記録
担体６は、放射線ビームにさらされて放射線源面
（円２の面）に平行な面に位置されている。Ｘ線
源１と記録担体６との運動は結合されており、こ
のため記録担体６と円状通路７を描く。所定の物
体断層５ａを鮮鋭に撮像するＸ線管１が、例えば
円状通路２上で連続的に作動され、物体断層５ａ
内に位置する物体細部８の鮮鋭像８ａが記録担体
６に形成される。一方、物体断層５ａ上に位置す
る物体細部９は、円形状ぼけ画像９ａとして記録
担体６上に撮像される。このようにして、アーテ
イフアクトを含む断層像が記録担体６上に形成さ
れる。記録担体６は、さらにＸ線画像増倍管の入
口スクリーンであり得て、関連透視像は電気的に
記憶されあるいは重ね合わせれることもできる。

第２ａ図には、物体細部８の鮮鋭像８ａおよび
物体細部９の円形状ぼけ画像９ａを有するそのよ
うな断層像１０が示されている。物体細部９は選
択された物体断層５ａ内に位置しないので、物体
細部９は断層像１０におけるアーテイフアクトを
表わしている。

このアーテイフアクトを除去するために、他の
断層像１１が同じ物体断層５ａに形成される。Ｘ
線管１および記録担体６は、最初の通路以外の通
路、例えば直線状通路を沿う。したがつて、物体
断層５ａに位置される物体細部８は、断層像１１
において鮮鋭に映像される。一方、物体細部９は
細条９ｂのようにぼけている。２つの断層像１
０，１１が同じ点でその都度走査される場合に
は、アーテイフアクトの少ない補正断層像１２が
得られる。この理由は、２個の比較される画像点
における画像情報が同じである場合に、この画像
情報が補正断層像１２における対応する位置で引
き続かれ、一方対応しない比較される点における
画像情報が補正断層像１２において全体的にまた
は部分的に抑制されるからである。

例えば、種々の画像点におけるグレー値は、画
像情報とみなされることができる。しかしなが
ら、個々の断層像１０，１１はまた、低空間周波
数成分を減衰させるために、ハイパス・フイルタ
によつてろ過され得る。断層像１０，１１におけ
るグレー値の変化はそのように測定されて、第３
ａ図乃至第３ｃ図に示されるような他の断層像１
０′，１１′が形成される。これら第３ａ図乃至第
３ｃ図は、物体細部９の円形状ぼけ画像９ａおよ
び細条９ｂの輪郭９a′，９b′（いわゆる輪郭像）
のみを示している。これら輪郭像もまた、補正断
層像１２′を得るために、説明したように走査さ
れあるいは比較され得る。このためには、輪郭像
はグレー値の符号、大きさ、位置を決定するため
に、例えば電子的にライン方法で走査される。２
個の輪郭像のそれら値の電子的な比較が、こうし
て補正断層像１２′を形成することができる。こ
のようにして、アーテイフアクトがさらに減少さ
れることができる。断層像１０，１１のハイパ
ス・フイルタリングは、電子的にあるいはたとえ
ばコヒレントまたはインコヒレントな光によつて
光学的に行なわれることができる。

明らかに、Ｘ線管１および記録担体６は、代わ
りに関連断層像に対して異なる他の適切な通路に
沿つて移動させ得る。さらに、この方法によれ
ば、補正断層像を得るために２個より多い断層像
が形成されて比較される。

提案された方法は、前述した断層撮影装置によ
つて形成された断層像に限定されず、一般的に任
意の方法によつて得られる断層像にも適用され
る。

第４図には、一例としてパルス・トモシンセシ
ス装置が示されている。この装置は２つのグルー
プのＸ線管１４，１５，１６，１７を具えてい
る。これらＸ線管１４，１５，１６，１７は、放
射線源面１３に配置され、それらの放射線ビーム
１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａによつて、物体
台１８の物体１９の共通の制限領域にＸ線照射す
る。各グループは、２個のＸ線管１４，１５，１
６，１７のみを具えているが、実際には多数のＸ
線管、例えば20〜60個のＸ線管が各グループに存
在する。これらグループは連続的に点滅され、対
応する透視像群２０，２１，２２，２３を記録す
る。物体細部２４，２５を含む透視像群２０，２
１，２２，２３は、放射線源面１３に平行な面
（明瞭にするため、第４図には２つの面が示され
ている。）における別個のフイルムＦに記録され
る。１つの群の透視像が、フイルムＦに別個にあ
るいは重ねて記録され得る。透視像群２０，２
１，２２，２３から、物体１９の断層像は公知の
方法によつて再構成されることができる（例え
ば、ドイツ国公開公報第2746035号参照）。

第５ａ図には、第４図における物体断層２６を
表わすそのような断層像２７が示されている。こ
の断層像２７は、透視像２０，２１から再構成し
た。この断層像２７は、物体細部２５および物体
細部２４を含んでいる。物体細部２４は、物体細
部２５から所定の距離に２箇所に現われるととも
に、断層像２７における欠陥を表わしている。

透視像２２，２３から再構成され、また所望の
物体断層２６を表わす第５ｂ図における断層像２
８また、物体細部２４，２５を含んでいる。しか
しながら、第５ａ図と比較すると、物体細部２
４，２５は、互いに異なつた距離に位置してお
り、断層像２７，２８の画像情報の点による比較
によつて前述のように補正された断層像２９（第
５ｃ図）が得られる。

しかしながら、第４図に示されている装置のＸ
線管１４〜１７はまた同時に点滅させることもで
きる（多重放射線源）。この場合には、例えば、
物体１９から異なる距離に位置する数個の平行面
における４つの透視像はその都度記録される。そ
の都度１つの平面の透視像から、断層像が比較さ
れ得る前に互いに関して同じスケール（scale）
にもたらされなければならないその断層像が形成
される。例えば、異なる面における透視像は、同
時カセツトによつて同時に記録させることができ
る。

各断層像の比較は、断層像のライン方法の走査
によつて前述したように電子的に実現することが
できる。この場合に、関連画像点におけるグレー
値の比較は、例えば２つの信号電圧の比較によつ
て実現される。これら２つの信号電圧の１つは比
較されるべき画像点の１つとその都度関連され
る。

補正された断層像を形成するためには、かわり
に、例えば、同一の物体断層を表わし、またグレ
ー値変化のみを含む２つの断層像（輪郭像）が、
高コントラストでフイルムに記録され得る。この
ようにして、得られた画像は重ね合わされて、高
コントラストでフイルムに再び記録される
（Joseph W.Goodman，“Fourier Optics”，
McGraw−Hill，1968，152ページ参照）。

第６図には、断層像または透視像の点による比
較用のための電子装置が示されている。１０およ
び１１は、第２ａ図および第２ｂ図に夫々に示さ
れている断層像を示す。これら画像は、電子カメ
ラ３０，３１によつてライン方法で走査される。
断層像１０，１１の対応画像点におけるグレー値
のみが比較されるべきである場合には、得られた
画像信号は、補正断層像を決定するために比較装
置３２に直接に供給される。この断層像１０，１
１は、モニタ３３に表示させることができ、ある
いはメモリ３４に記憶させることもできる。この
ためには、ハイパス・フイルタ３５，３６は、内
部的に橋絡（bridge）される。しかしながら、代
わりに輪郭像が、断層像１０，１１から作らなけ
ればならない場合には、カメラ３０，３１の出力
信号は、ハイパス・フイルタ３５，３６を介して
その後に比較装置３２に供給され、またはモニタ
３３あるいはメモリ３４に供給される。断層像１
０，１１の走査はまた、全ての輪郭を完全な記録
のために、異なる方向で実行されることもでき
る。もとの断層像１０，１１、例えば断層像１０
は補正断層像に重ね合わされる場合には、カメラ
３０の出力信号は、適切な方法において、遅延装
置３７を介してモニタ３３またはメモリ３４に直
接に供給されることができる。この場合に、種々
の動作が、演算装置３８によつて制御される。

明らかに、第６図に示されている装置はまた、
断層像１０，１１から光学的に得られる個々の輪
郭像の比較にも適している。この場合に、輪郭像
は断層像１０，１１の位置に配され、またハイパ
ス・フイルタ３５，３６が内部的に橋絡される。

この装置はまた、アーテイフアクトの少ない断
層像を得るために個々の透視像を点による比較の
ために適している。しかしながら、所定の物体断
層の再構成のために、透視像は互いに関して適当
にシフトされなければならない。これは、制御装
置３８によるカメラ３０，３１の適切な制御によ
つて実現され得る。同時に、比較装置３２におい
て、断層像における透視像への付加または重ね合
わせが行われる。この画像は、例えばモニタ３３
に供給される。比較装置３２では、断層像におい
て対応する透視像の点は、これらの点が対応する
画像情報を含むかどうかを定めるために同時に調
べられる。この場合には、これらは補正断層像に
おいて引き継がれる。あるいは、これらの点が対
応しない画像情報を含むかどうかを定めるために
同時に調べられる。この場合には、これらの点は
抑制される。さらに、透視像から輪郭像が得られ
ることができ、重ね合わせる前に、輪郭断層像を
形成するために前記輪郭像が前述したように重ね
合わされる。この輪郭断層像は、透視像にも加え
ることができることは勿論である。

断層像または透視像の比較は、その都度２つの
画像に限定される必要はなく、２つより多い画像
に対しても実行され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、可動放射線源および記録断層を有す
る断層撮影装置を示す図、第２ａ図乃至第２ｃ図
は、異なつた方法で実現されて同一物体断層を表
わす２つの断層像と、これらから形成された補正
断層像とを示す図、第３ａ図乃至第３ｃ図は、断
層像から得られた２つの輪郭像と、これらから得
られた補正断層像とを示す図、第４図は、パル
ス・トモシンセシス装置を示す図、第５ａ図乃至
第５ｃ図は、異なつた方法でそれによつて得られ
た同一物体断層の２つの断層像と、これらから得
られた補正断層像とを示す図、第６図は、断層像
または透視像の点による比較のための電子装置を
示す図である。 １，１４〜１７……Ｘ線管、３……放射線ビー
ム、５，１９……物体、５ａ，２６……物体断
層、６……記録担体、８，９，２４，２５……物
体細部、１０，１１，２７，２８……断層像、１
３……放射線源面、２０〜２３……透視像群、３
０，３１……電子カメラ、３２……比較装置、３
３……モニタ、３４……メモリ、３５，３６……
ハイパス・フイルタ、３７……遅延装置、３８…
…演算装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３次元物体の断層像におけるひずみを減少さ
   せる断層像のひずみ減少装置において、 複数の異なつた方向からの透過放射線によつて
   物体を照射することにより、一つの物体断層の複
   数の断層像を形成する手段と、 これらの複数の断層像中の対応点の情報を分析
   してこれらの点が対応の情報を有しているか否か
   を決定する分析器と、 対応する画像情報を含むこれらおのおのの前記
   断層像の点の情報を加算することにより、かつ対
   応する情報を含まない画像点の情報を少なくとも
   部分的に抑制することによつて、前記物体断層の
   最終的に修正された画像を形成する装置とを具え
   てなることを特徴とする３次元物体の断層像のひ
   ずみ減少装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の断層像のひず
   み減少装置において、異なつた放射線配置で断層
   像を形成するために、３次元物体は、第１断層像
   を再構成するための第１透視像群を記録するため
   に、１つの放射線源面に位置される第１グループ
   の放射線源位置から放射線照射され、次に前記物
   体は、他の断層像を再構成するための他の透視像
   群を記録するめに、前記放射線源面に位置され、
   少なくとも一部が前記第１グループの放射線源位
   置とずれている少なくとも１つの他のグループの
   放射線源位置から放射線照射されることを特徴と
   する断層像のひずみ減少装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の断層像のひず
   み減少装置において、前記透視像から断層像を再
   構成するに、３次元物体の放射線照射のための１
   つの放射線源面に位置される放射線源位置のグル
   ープと、また異なる画像において平行に位置され
   る記録媒体とを具えるとともに、前記透視像から
   異なつた放射線配置で断層像が形成され得、前記
   断層像のスケールを同じにする手段を具えること
   を特徴とする断層像のひずみ減少装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の断層像のひず
   み減少装置において、重なり画像を形成するため
   に１つの放射線源面に位置されるいくつかの放射
   線源位置から物体が放射線照射され得て、前記放
   射線源位置の配置によつてその撮像マトリツクス
   の撮像画像が配される撮像マトリツクスを具える
   とともに、異なる放射線配置で断層像を得るため
   に異なるグループの撮像画素でその都度重なり画
   像を再構成し得ることを特徴とする断層像のひず
   み減少装置。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか
   １項に記載の断層像のひずみ減少装置において、
   補正断層像を形成すために、前記断層像の関連点
   のグレー値を比較する分析器を設けたことを特徴
   とする断層像のひずみ減少装置。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の断層像のひず
   み減少装置において、前記分析器が、前記グレー
   値の方向依存性変化に関して識別することを特徴
   とする断層像のひずみ減少装置。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載の断層像のひず
   み減少装置において、前記分析器は電子回路であ
   ることを特徴とする断層像のひずみ減少装置。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の断層像のひず
   み減少装置において、前記分析器は光学システム
   であることを特徴とする断層像のひずみ減少装
   置。 ９ 特許請求の範囲第７項または第８項に記載の
   断層像のひずみ減少装置において、前記分析器が
   ハイパス・フイルタを具えることを特徴とする断
   層像のひずみ減少装置。 １０ 特許請求の範囲第１項から第９項のいずれ
   か１項に記載の断層像のひずみ減少装置におい
   て、補正断層像を記録し、また異なる放射線配置
   で得られた同一の物体断層を表わし、かつグレー
   値変化のみを含む２つの断層像を記録するため
   に、フイルムは高コントラストで露光され、また
   それから重なり画像を形成するためにフイルムは
   高コントラストで露光されることを特徴とする断
   層像のひずみ減少装置。 １１ 特許請求の範囲第１項から第１０項のいず
   れか１項に記載の断層像のひずみ減少装置におい
   て、補正断層像と直接形成された断層像とが重ね
   合わされ得ることを特徴とする断層像のひずみ減
   少装置。 １２ 特許請求の範囲第１項から第１１項のいず
   れか１項に記載の断層像のひずみ減少装置におい
   て、各断層像に対してそれら断層像を走査するカ
   メラが設けられ、カメラの出力端子は内部的に橋
   絡され得るハイパス・フイルタにその都度接続さ
   れ、これらハイパス・フイルタの出力端子は、前
   記断層像の対応点における画像情報を比較する比
   較装置に接続され、この比較装置は処理された画
   像を表示するモニタおよび記憶するメモリに接続
   されることを特徴とする断層像のひずみ減少装
   置。 １３ 特許請求の範囲第１２項に記載の断層像の
   ひずみ減少装置において、少なくとも１つのカメ
   ラは遅延手段に接続され、この遅延手段の出力端
   子は前記モニタまたはメモリに接続されることを
   特徴とする断層像のひずみ減少装置。 １４ 特許請求の範囲第１２項または第１３項に
   記載の断層像のひずみ減少装置において、前記カ
   メラとハイパス・フイルタと比較装置とは、走査
   されるべき前記断層像をシフトさせる制御装置に
   接続されることを特徴とする断層像のひずみ減少
   装置。