JPH04168883A - Ｘ線透視撮影装置 - 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、被検体を透過したＸ線像をＸ線テレビカメ
ラやＣＣＤカメラなと゛でｔ最偉し、モニタデイスプレ
ィに表示することのできるＸ線透視撮影装置に関する。

Ｂ、従来技術 この種のＸ線透視撮影装置を用いての透視撮影は、以下
のようにして行われる。

Ｘ線管から被検体に向けてＸ線を曝射し、Ｘ線管に対向
配置されているＸ線イメージインテンシファイヤで被検
体を透過したＸ線像を、Ｘ線強度変化を輝度変化とする
可視光像に変換する。Ｘ線イメージインテンシファイヤ
の出力側に設置されているＸ線テレビカメラ（または、
ＣＣＤカメラ）で、その可視光像を撮像して映像信号に
変換し、画像処理系に送出する。

画像処理系は、Ｘｉａテレビカメラからの出力映像信号
をＡ／Ｄ変換器でデジタル化して画像メモリに格納する
とともに、Ｄ／Ａ変換器でアナログ映像信号に変換して
、その透視画像をモニタデイスプレィに表示する０表示
する際に、エツジ強調やコントラスト強調など、術者が
画像を読影しやすいような画像処理が施されている。

また、Ｘ線管とＸｗＡイメージインテンシファイヤとの
対向姿勢を保持したまま、これらを被検体の体軸方向に
沿って互いに反対方向に移動させ、移動過程で撮影した
透視像を加電し、移動中心にある部位の断層像を撮影す
る場合もある。

Ｃ９発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述したｘａｓｔｉｘ視撮影装置で得ら
れた画像中には以下に述べる各種のノイズが存在してい
る。

（］）量子ノイズ：照射するＸ線量が少ないときに発生
するノイズで、画像上では輝度が時間的に変化するノイ
ズとして現れる。

［２）ＴＶノイズ：Ｘ線テレビカメラはＸ線イメージイ
ンテンシファイヤから出力される可視光像を一旦蓄え、
これを電子ビームで走査することにより映像信号に変換
するが、この電子ビームの走査が、ｘｌテレビカメラに
発生した電気的ノイズを受けて乱れたときに発生するノ
イズで、（１）と同様、画像上では輝度が時間的に変化
するノイズとじて現れる。

（３）構造ノイズ：Ｘ線イメージインテンシファイヤの
入力けい光面を形成する、例えば、Ｃｓ１等の蒸着膜の
不均一性が原因となって現れるノイズで、入力けい光面
の不均一性は発光輝度の不均一性となり、画像上には輝
度のムラとなって現れる。蒸着膜形成の不均一性が極端
な場合は、その部分に相当する画像上に粒状の黒点ノイ
ズが混入することがある。

上記ノイズのうち、（１）の量子ノイズはＸ線量を上げ
ることにより、（２）のＴＶノイズは画像データに積分
演算処理を施すことにより、それぞれ軽減することがで
き、既に実施されているが、（３）の構造ノイズを軽減
するための処理は行われていないことが多い。これは、
画像上に現れるノイズとしては、（１〕の量子ノイズと
（２）のＴＶノイズが支配的であること、（３）の構造
ノイズが、Ｘ線イメージインテンシファイヤの製造工程
での誤差に起因し、個々のＸ！！イメージインテンシフ
ァイヤによってノイズの発生仕方に差があるため、−概
に軽減するのが困難であること、による。

しかし、構造ノイズの軽減を図らずに、従来技術に記載
したようなエツジ強調処理などを施すと、ノイズ自体も
強調されてしまい、量子ノイズとＴＶノイズが支配的で
あるといっても、構造ノイズを無視することはできず、
大幅な画質劣化を招く結果となる。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、構造ノイズを軽減し、高品質な画像を得ることが
できるＸ線透視撮影装置を提供することを目的としてい
る。

０４課題を解決するための手段 この発明は、上記目的を達成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、ＸＩＩ曝射用のＸ線管と、透過Ｘ線
像を可視光像に変換するｘｌイメージインテンシファイ
ヤと、前記可視光像を撮像して映像信号を生成する撮像
手段とを備えたＸ線透視撮影装置において、前記映像信
号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、一様な
Ｘ線透過係数をもつ被写体を撮像して得られた補正用画
像のデジタルデータを記憶する補正用画像メモリと、被
検者を撮像して得られた被検者像のデジタルデータと、
これに対応する前記補正用画像メモリ内のデジタルデー
タとの割算処理を行う割算器と、割算処理後の画像を読
影者に対して出力する出力手段とを備えたことを特徴と
している。

８０作用 この発明によれば、被検者の撮影を行う前に、−ＷなＸ
線透過係数をもつ被写体と、Ｘ線イメージインテンシフ
ァイヤとを透過した補正用画像の撮影が行われる。補正
用画像は、Ａ／Ｄ変換器により、デジタルデータに変換
されて補正用画像メモリに記憶される。

このとき、Ｘ線イメージインテンシファイヤの入力けい
光面が不均一に形成され、構造ノイズが存在していれば
、一様なＸ線透過係数をもつ被写体を撮影した画像は、
その構造ノイズに起因した画像となる。

補正用画像の邊影後、被検者のＸ線像の撮影を行う、こ
の被検者を透過した画像中にも先と同様に構造ノイズは
存在し、その部分の濃度データは、被検者へ曝射したＸ
線強度に対して前記補正用画像の構造ノイズ部分″の濃
度値を乗夏したものになる。

割算器は、補正用画像メモリに記憶されている補正用画
像の濃度データと、これに対応する被検者像の濃度デー
タとの割算処理を行う。この処理によって、被検者像と
補正用画像の同じ位置にある構造ノイズデータは排除（
補正）される。

出力手段は、補正後の高品質な画像を読影者に対して出
力する。

Ｆ、実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、Ｘ線透視撮影装置の概略構成を示したブロッ
ク図である。

図中、符号１は被検者Ｍに向けてＸ線を曝射するＸ線管
、２は透！！Ｘ線像を可視光像に変換するＸ線イメージ
インテンシファイア（Ｘ＆ｉ１１．Ｉ　）、３はＸ１１
．Ｉ　２からの出力光像を撮像して映像信号を出力する
Ｘ線テレビカメラである。

Ｘ線管１は支持アーム（図示せず）の首振り動作によっ
て、被検者Ｍの体軸方向に移動可能に構成され、Ｘ線１
．１２とＸ線テレビカメラ３は移動機構（図示せず）の
水平移動によって、Ｘ線管１と対向姿勢を保持したまま
、被検者Ｍの体軸に沿ってこれと反対方向に移動可能に
構成されている。

以上の構成は従来と同様で、単なる透視撮影のみならず
、断層撮影も可能になっている。

符号４はＸ線テレビカメラ３からの出力映像信号をデジ
タル信号すなわち多値化された濃度データに変換するＡ
／Ｄ変換器で、デジタル濃度データはスイッチＳＷＩに
より、構造ノイズの補正を行う割算器５と、スイッチＳ
Ｗ２に出力光が切り換えられるように構成されている。

スイッチＳＷｔは、４つの入出力端子Ｃ，Ｄ。

Ｅ、Ｆを有しており、入力端子Ｃは前記スイッチＳ　Ｗ
　＋に、入力端子りは前記割算器５に接続され、出力端
子Ｅは積分器６を介して補正用画像メモリ７に、出力端
子Ｆは画像メモリ８に接続されている。

積分器６は主として前述のＴＶノイズを軽減するために
付加されているものである。補正用画像メモリ７は、構
造ノイズの補正に用いる任意の被写体を撮影した画像（
補正用画像）の濃度データを一旦記憶しておくメモリで
ある。したがって、スイッチＳＷオの入力端子Ｃと、出
力端子Ｅが接続された状態で、補正用画像の取り込みが
行われ、入力端子りと出力端子Ｆが接続された状態で構
造ノイズ補正後の画像が、画像メモリ８に取り込まれる
ように構成される。

割算器５は、２つの対数変換デープル９Ａ、９Ｂと、差
分器１０、逆対数変換テーブル１１とを備えている。対
数変換デープル９Ａには、スイッチＳＷＩの切り換えに
よって被検者Ｍを透過したデジタル電度データが与えら
れ、対数変換デープル９Ｂには、補正用画像メモリ７に
記憶されている補正用画像のデジタル濃度データが与え
られるように構成されている。逆対数変換テーブル１１
の出力データ（補正後の画像データ）は前記スイッチＳ
Ｗ２に与えられるように構成されている。

スイッチＳＷ、とスイッチＳＷｔとの切り換え制御、お
よび補正用画像メモリ７の読み出し制御を行うのが制御
部１２であり、この制御部１２に対して指令を与えるの
が、医者（またはＸ線技師）によって操作されるコンソ
ール１３である。

なお、符号１４は補正後の画像に対してエツジ強調処理
やコントラスト強調処理など読影者の所望する画像処理
を行う画像処理部、１５ばデジタル濃度データをアナロ
グの映像信号に変換するＤ／Ａ変換器、１６は出力手段
として、画像を読影者に表示するモニタデイスプレィで
ある。なお、出力手段としてはこの他にもレーザプリン
タなど、画像を印刷物として出力するものを用いてもよ
い。

また、符号１７は補正用画像を収集に用いる一様なＸ線
透過係数をもつ被写体としてのファントムであり、アク
リル板や銅板などの均一な材質で形成されている。なお
、このファントム１７を用いずに補正用画像を収集する
ことも可能である。その場合、Ｘ線照射域に存在する均
一な物質としての“空気“が一様なＸ線透過係数をもつ
被写体に相当する。ただし、ファントム１７を用いる方
が、より被検者Ｍに近い状態の補正用画像を収集できる
ので好ましい。

次に、上述した構成のＸ線透視撮影装置による構造ノイ
ズの補正について説明する。

通常、Ｘ線管１およびＸ線１．＋　２、Ｘ線テレビカメ
ラ３を撮影位置にセットすると、被検者Ｍの撮影を行う
のであるが、本発明の装置では、まず、Ｘ線１．Ｊ　２
の構造ノイズが抽出された像（補正用画像）の撮影を行
う。すなわち、構造ノイズが存在している状態で、均一
な被写体を撮影すれば、構造ノイズの部分だけ濃度値が
変化する画像が得られる。そこで、被検者Ｍのかわりに
ファントム１７ヲヘツド１８に乗せ、コンソール１３か
ら、補正用画像の指令を制御部１２に与える。

制御部１２は、スイッチＳＷ、を出力端子Ａ側に切り換
え、スイッチＳＷｔが入力端子Ｃと出力端子Ｅとを接続
するようにこれを切り換える。この状態でＸ線管ｌから
Ｘ線を曝射する。なお、量子ノイズの軽減を図るため、
ここでは多めのＸ線量での曝射を行う。

ｘｍは、ファントム１７を透過した後、Ｘ線１．１２の
入光面に入射し可視光像に変換される。Ｘ線テレビカメ
ラ３はその可視光像を電子ビームでラスク走査し、生成
した一次元の映像信号をＡ／Ｄ変換器４に出力する。Ａ
／Ｄ変換器４は映像信号の連続したアナログ濃度値を所
定の周期でサンプリングし、例えば、８ピントで表現さ
れる多値のデジタル濃度データに変換する。Ａ／Ｄ変換
器４から出力される濃度データのビ・７ト列は、スイッ
チＳＷ、のＡ端子、スイッチＳＷ、のＣ端子、Ｅ端子を
通って積分Ｆｉ６に入力する。積分器６は、入力した濃
度データに対して積分演算処理を施した後、補正用画像
メモリ７に格納する。したがって、補正用画像メモリ７
に格納される画像は、量子ノイズとＴＶノイズが軽減さ
れた画像、つまりはＸ線［１２の構造ノイズだけが現れ
る画像となる。

第２図（ａ）に撮影された補正用画像の濃度値分布を示
す。

ここでは、構造ノイズとして画像中に粒状黒点が現れた
例を挙げる。図中、画素ナンバーＰｉに相当するＸ！％
１１．Ｉ　２の入力けい光面に黒点が存在していると設
定しており、そこだけ、濃度値が極端に高くなっている
。この濃度値は照射されるＸ線強度に応じて変化し、一
般にはＸＭ強度の乗算式で表される。例えば、Ｘ線強度
を１とし、ノイズ部分の濃度値をＤとすると、ｒＤ＝α
ＸＩＪで表される。符号αは乗算係数である。

したがって、構造ノイズを補正するには、被検者Ｍを撮
影して得られた画像の濃度データを、構造ノイズが抽出
された画像の濃度データで割真することが有効になる。

そこで、上述のような補正用画像を収集した後、被検者
Ｍの撮影に入る。

すなわち、先のファントム１７をベツド１８から退去さ
せ、被検者Ｍをベツド１８に乗せて、コンソール１３か
ら、被検者画像の撮影指令を制御部１２に与える。

制御部Ｉ２は、スイッチＳＷ、をＢ端子側に切り換え、
スイッチＳＷｔが入力端子りと出力端子Ｆとを接続する
ようにこれを切り換える。この状態でＸｗＡ管１からＸ
線を曝射する。

被検者Ｍを透過したＸ線像はＡ／Ｄ変換器４で順次デジ
タル濃度データに変換され、スイッチＳＷｌを介して対
数変換デープル９Ａに与えられる。

ここで、Ｘ線撮影された被検者像の濃度分布の一例を第
２図ら）に示す。この図に示すように、黒点ノイズ位置
に相当する被検者像の濃度値Ｄ′は、その点のＸ線強度
に、黒点ノイズの濃度値Ｄ（同図（ａ）参照）を乗算し
たものになる。

そこで、この黒点ノイズを補正するために、制御部１２
は、前記のＡ／Ｄ変換器４による被検者像データのサン
プリングタイミングに同期して、補正用画像メモリ７の
濃度データの読みだしを順次開始する。補正用画像メモ
リ７から出力される濃度データのビット列は、対数変換
デープル９Ｂに与えられる。これと同しくして、Ａ／Ｄ
変換器４から出力される被検者像の濃度データのビット
列も順次、対数変換デープル９Ａに与えられる。

対数変換デープル９Ａと対数変換デープル９Ｂで同時に
対数変換（ＬＯＧ変換）された被検者像の濃度データと
、補正用画像の濃度データは、差分器１０で減電処理さ
れ、次いで、逆対数変換テーブル１１で逆対数変換され
て、割算処理される。

その結果、被検者像に現れているＸ１１．Ｉ　２の黒点
ノイズは補正され、被検者Ｍを透過した濃度データのみ
が画像メモリ８に格納される。

画像メモリ８に格納された濃度データは順次読み出され
て画像処理部１４に与えられ、ここで、エツジ強調やコ
ントラスト強調処理などの読影者が所望する画像処理が
施された後、Ｄ／Ａ変換器１５でアナログ映像信号に変
換されてモニタデイスプレィ１６に表示される。

なお、上述した実施例では、単なるＸ線透視像について
説明を行ったが、本装置を用いて被検者Ｍの断層像を撮
影する場合にも同様にして、構造ノイズを補正すること
ができる。

すなわち、断層像の撮影においては、Ｘ線管１と、Ｘ線
１．１２およびＸ線テレビカメラ３とを被検者Ｍの体軸
に沿って互いに反対方向に移動させながらＸ線撮影を行
うので、補正用画像もそれと同様にして撮影を行い、各
撮影位置における構造ノイズが抽出された補正用画像を
複数の補正用画像メモリ７に格納しておく。そして、被
検者像を撮影し、各撮影位置に対応する補正用画像と被
検者像との間で、上記の割算処理を行って、構造ノイズ
を補正する。各補正後の画像を加算すると、前記移動中
心部位の鮮明な断層像が得られる。このような断層撮影
において、本発明は特に有効に作用する。すなわち、断
層撮影のように複数の画像を加算すると、構造ノイズも
強調されるため、構造ノイズを補正する本発明のＸ線透
視撮影装置では殊に鮮明な断層像が得られる。

また、上述した実施例では、Ａ／Ｄ変換器４のサンプリ
ングタイミングに同期して補正用画像メモリ７のデータ
の読み出しを開始し、リアルタイムに構造ノイズを補正
すようにしたが、補正前の被検者像を格納する被検者像
メモリを新たに設けて、撮影後に、被検者像メモリ内の
データと補正用画像メモリ７内のデータとの割算処理を
行って、構造ノイズを補正するようにしてもよい。

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Ｘ線透
視撮影装置は、予め、一様なＸ線透過係数をもつ被写体
を撮影して得られた画像、つまり、Ｘ線イメージインテ
ンシファイヤの構造ノイズに起因する画像、を補正用画
像として記憶しておき、補正用画像と被検者像との割算
処理を行うようにしたから、Ｘ線イメージインテンシフ
ァイヤの構造ノイズによる不要な陰影像を軽減（補正）
することができる。

したがって、出力手段によって読影者に出力される画像
は、構造ノイズが軽減された高品質な画像となり、正確
な画像診断に寄与することができる。

特に、画像の工ンジ強調処理など、画像診断にかかわる
画像処理を行う場合には、構造ノイズを補正しであるか
ら、画質の劣化を抑えることができ、診断にかかわる画
像処理の適用範囲を拡大することができる。

また、Ｘ線イメージインテンシファイヤの入力けい光面
の周辺部の輝度低下（入力けい光面の形状は一般にフラ
ットではなく、周辺部が若干、窪んだ形状になっており
、この部分で輝度が低下する）を前記割算処理によって
補正できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は、この発明の一実施例に係り、第
１図はＸ線透視撮影装置の概略構成を示したブロック図
、第２図（ａ）は補正用画像の濃度分布の一例図、同図
（ｂ）は被検者像の濃度分布の一例図である。 １・・・Ｘ線管 ２・・・Ｘ線イメージインテンシファイヤ３・・・Ｘ線
テレビカメラ　　４・・・Ａ／Ｄ変換器５・・・割算器
　　　　７・・・補正用画像メモリ１５・・・Ｄ／Ａ変
換器　　１６・・・モニタディスプレイ第１図 第２図 （ｂ） Ｌ 画素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線曝射用のＸ線管と、透過Ｘ線像を可視光像に
   変換するＸ線イメージインテンシファイヤと、前記可視
   光像を撮像して映像信号を生成する撮像手段とを備えた
   Ｘ線透視撮影装置において、前記映像信号をデジタルデ
   ータに変換するＡ／Ｄ変換器と、一様なＸ線透過係数を
   もつ被写体を撮像して得られた補正用画像のデジタルデ
   ータを記憶する補正用画像メモリと、被検者を撮像して
   得られた被検者像のデジタルデータと、これに対応する
   前記補正用画像メモリ内のデジタルデータとの割算処理
   を行う割算器と、割算処理後の画像を読影者に対して出
   力する出力手段とを備えたことを特徴とするＸ線透視撮
   影装置。