JPS60225541A - エネルギ−サブトラクシヨン用高速撮影装置 - 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】 （発明の分野） 本発明は、蓄積性螢光体シートを用いて行なう放射線画
像のデジタルサブトラクション処理において、サブトラ
クションに供する被写体の原画像を撮影する撮影装置に
関し、より詳細には放射線フィルタを高速で切り換えて
撮影を行なう高速撮影装置に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より放射線画像のデジタルサブトラクションが公知
となっている。この放射線画像のデジタルサブトラクシ
ョンとは、異なった条件で撮影した２つの放射線画像な
光電的にらのデジタル画像信号を両画像の各画素を対応
させて減算処理し、放射線画像中の特定の構造物の画像
を形成するための差信号を得る方法であり、このように
して得た差信号を用いて特定構造物のみが抽出された放
射線画像を再生することができる。

このサブトラクション処理には、基本的に次の２つの方
法がある。即ち、造影剤注入により特定の構造物が強調
された放射線画像の画像信号から、造影剤が注入されて
いない放射線画像の画像信号を引き算（サブトラクト）
することによって特定の構造物を抽出するいわゆる時間
サブトラクション処理と、同一の被写体に対して相異な
るエネルギー分布を有する放射線を照射し、それにより
特定の構造物が特有の放射線エネルギー吸収特性を有す
ることを利用して特定構造物が異なる画像を２つの放射
線画像間に存在せしめ、その後この２つの放射線画像の
画像信号間で必要に応じて適当な重みづけをした上で引
き算（サブトラクト）を行ない特定の構造物の画像を抽
出するいわゆるエネルギーサブトラクションこのサブト
ラク７ヨン処理は特に医療用のＸ線写真の画像処理にお
いて診断上きわめて有効な方法であるため、近年大いに
注目され、電子工学技術を駆使してその研究、開発が盛
んに進められている。この技術は、特にデジタルサブト
ラクション処理（通常ＤｉｇｉｔａｌＲａｄｉｏｇｒａ
ｐｈｙ　）と呼ばれ、ＤＲと略称されている。

さらに最近では例えば特開昭５８−１６３３４０号公報
に示されるように、きわめて広い放射線露出域を有する
蓄積性螢光体シートを使用し、これらの螢光体シートに
前述のように異なった条件で同一の被写体を透過した放
射線を照射して、これらの螢光体シートに特定構造物の
画像情報が異なる放射線画像を蓄積記録し、これらの蓄
積画像を励起光による走査により読み出してデジタル信
号に変換し、こラクションを行なうことも提案されてい
る。

上記蓄積性螢光体シートとは、例えば特開昭５５−１２
４２９号公報に開示されているように放射線（Ｘ線、α
線、β線、γ線、紫外線等）を照射するとその放射線エ
ネルギーの一部を螢光体中に蓄積し、その後可視光等の
励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて螢光
体が輝尽発光を示すもので、きわめて広いラチチュード
（露出域）を有し、かつ著しく高い解像力を有するもの
である。したがって、この螢光体シニトに蓄積記録され
た放射線画像情報を利用して前記デジタルサブトラクシ
ョンを行なえば、放射線量が変動しても常に十分な画像
情報を得ることができ、診断能の高い放射線画像を得る
ことができる。

上記の蓄積性螢光体シートを用いて行なうエネルギーサ
ブトラクション処理において、サブトラクションに供す
る２つの原画像を得る方法の一つとして、撮影位置の螢
光体シートを高速で交換するとともに、被写体に高エネ
ルギー、低エネルギーの放射線をＸ＃管の管電圧を高速
で切り換えることにより照射し、各放射線による放射線
画像をそれぞれのシートに記録する方法が知られている
（便宜上、この方法を「２回曝射法」と言うことにする
）。

このような２回曝射法においては、被写体の動きによる
偽画像（モーションアーティファクト）の発生を防止す
るため、２回の放射線撮影はできるだけ短時間間隔で行
なわれる。

しかしながら、管電圧を切り換えただけでは高エネルギ
ー放射線、低エネルギー放射線の互いのエネルギー分離
が充分とは言えず、サブトラクション画像において不要
部分が完全に消えない、あるいはノイズが多くなる、と
いった不具合が生じやすい。

そこで従来より、所望のエネルギー領域の放射線のみを
通過させる放射線フィルタを介して放射線撮影を行なう
ことが提案されているが、その場合には放射線フィルタ
の交換に時間を要しにモーションアーティファクトが生
じやすくなる不具合がある。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、前記放射線フィルタを用いてエネルギー分離の良い高
エネルギー画像、低エネルギー画像を得ることができ、
しかもこれら両画像を極めて短時間間隔で撮影すること
ができる高速撮影装置を提供することを目的とするもの
である。

（発明の構成） 本発明のエネルギーサブトラクション用高速撮影装置は
、放射線源から放射された後被写体を透過した放射線が
照射される撮影位置に配された蓄積性螢光体シートを、
該撮影位置から排出するとともに別の螢光体シートをこ
の撮影位置に供給するシート交換手段を設けるとともに
、放射線源と蓄積性螢光体シートとの間の放射線進路内
に異なった種類の放射線フィルタを撮影毎に切り換えて
配置するフィルタ切換手段を設け、さらに前記シート交
換手段とこのフィルタ切換手段と、放射線源の駆動を制
御する駆動制御手段とに信号を送り、シート交換手段に
前記撮影位置への蓄積性螢光体シートの供給を行なわせ
るとともにフィルタ切換手段にフィルタの切り換えを行
なわせ、その後放射線源駆動回路により前記放射線源を
駆動して放射線の照射を行なわせるコントローラを設け
てなるものである。

上記のようなフィルタ切換手段により放射線フィルタを
自動的に切り換えれば、フィルタ切換えは極めて短時間
内に行なわれるようになり、エネルギー分離の良い高エ
ネルギー画像、低エネルギー画像の高速撮影が可能にな
る。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明の詳細な説
明する。

第１図は本発明の一実施態様によるエネルギーサブトラ
クション用高速撮影装置を示すものである。上部が被写
体撮影台１とされたシート交換機２は、撮影位置Ｔ（す
なわち上記撮影台１をはさんで被写体３と対向する位置
）に配されている蓄積性螢光体シー）Ａをこの撮影位置
Ｔから排出し、代わりに待機位置Ｗに置かれていた蓄積
性螢光体シートＢを上記撮影位置Ｔに供給する、という
ように未撮影の蓄積性螢光体シートを順次撮影位置に送
るように構成されている。上記撮影台１の上方には、撮
影位置ＴのシートＡに向けてＸ線４を照射するＸ線源５
が配置されており、このＸ線源５はＸ線源駆動制御器６
により、その管電圧が所望値に設定されてＸ線を放射す
る。Ｘ線源５と被写体３との間のＸ線４の進路内には、
モータ、ロータリンレノイド等からなるフィルタ切換機
７によって切換自在にＸ線フィルタ板８が配されるよう
になっている。すなわちこのＸ線フィルタ板８は第２図
に示すように、銅板等からなる高エネルギー領域通過フ
ィルタ８ＡとＬａ、Ｙ等からなる、いわゆるに吸収端フ
ィルタと呼ばれる低エネルギー領域通過フィルタ８Ｂと
を備え、Ｘ線４の進路内に撮影毎に上記フィルタ８Ａ、
８Ｂのいずれかが選択的に配置されるように、フィルタ
切換機７によって回転される。

被写体３の心拍は心拍計９によって検出され、該心拍計
９が出力する心拍信号ｓ１は、コントローラ１０に入力
される。このコントローラ１０は前記シート交換機２、
フィルタ切換機７およびＸ線源駆動制御器６にそれぞれ
、シート交換信号Ｓ２、フィルタ切換信号ｓ３およびＸ
線放射信号Ｓ４を入力するようになっている。

次に上記構成の装置の作動について説明する。被写体３
が撮影台１上の所定位置に配されてからコントローラ１
０にマニュアルで撮影開始信号が入力されると、コント
ローラ１゜はまずシート交換機２、フィルタ切換機７に
それぞれシート交換信号Ｓ２、フィルタ切換信号Ｓ３を
入力して、蓄積性螢光体シートＡを撮影位置Ｔに配置さ
せ、また高エネルギー領域通過フィルタ８ＡをＸ線４の
進路内に配置させる。なおこれまでの操作は被写体３を
撮影台１上に配す前に行なわれてもよいし、またコント
ローラ１０を介さずにマニュアル操作で行なわれてもよ
い。

以上の状態が設定されたならば、コントローラ１０は入
力される心拍信号Ｓ、を基に、心拍の所定タイミングと
同期させてＸ線放射信号Ｓ４をＸ線源駆動制御器６に入
力し、Ｘ線源５を比較的高い管電圧（例えば１２０″に
、Ｖｐ））で駆動させる。こうして放射された比較的高
エネルギーのＸ線４は、前記高エネルギー領域通過フィ
ルタ８Ａを通過し、もし比較的低エネルギー領域のＸ１
ｍが含まれていればそれらは該フィルタ８Ａによりカッ
トされる。こうして高エネルギー領域のみのＸ線４によ
って、被写体３の透過Ｘ線画像が蓄積性螢光体シートＡ
に蓄積記録される。

以上のようにして高エネルギー画像が撮影されると次に
コントローラ１０は、シート交換機２にシート交換信号
Ｓ２を送って、上記シー）Ａを撮影位置Ｔかも排出する
とともに次の蓄積性螢光体シートＢを撮影位置Ｔに供給
させる。それと同時にコントローラｌＯはフィルタ切換
機７にフィルタ切換信号Ｓ３を送り、上記高エネルギー
領域通過フィルタ８Ａに代えて低エネルギー領域通過フ
ィルタ８ＢをＸ線進路内に配置させる。次いでコントロ
ーラ１０は、前記心拍の所定タイミングと同じタイミン
グでＸ＃放射信号Ｓ４をＸ線源駆動制御器６に入力し、
Ｘ線源５を比較的低い管電圧（例えば６０　ｋＶｐ）で
駆動させる。こうして上記フィルタ８Ｂを通過した低エ
ネルギー領域のみのＸ線４によって、被写体３の透過Ｘ
線画像が蓄積性螢光体シートＢ“に蓄積記録される。

以上説明のようにして得られたシートＡ。

Ｂの画像においては、被写体３の特定構造物が特有ｃ６
Ｘ線エネルギー吸収特性を有するために、該特定構造物
の画像情報が異なっている。このことを利用して、特定
構造物を抽出した画像を得るサブトラクション処理につ
いて、以下簡単に説明する。最初に、第３図に示すよう
な画像読取手段によってＸ線画像を読み取り、画像を表
わすデジタル画像信号を得る。先ず、蓄積性螢光体シー
トＡを矢印Ｙの″方向に副走査のために移動させながら
、レーザー光源２０からのレーザー光１１を走査ミラー
１２によってＸ方向に主走査させ、螢光体シートＡから
蓄積Ｘ＠エネルギーを、蓄積記録されたＸ線画像にした
がって輝尽発光光１３として発散させる。輝尽発光光１
３は透明なアクリル板を成形して作られた集光板１４の
一端面からこの集光板１４の内部に入射し、中を全反射
を繰返しつつフォトマル１５に至り、輝尽発光光１３の
発光量が画像信号Ｓとして出力される。この出力された
画像信ｌｏｇｓムに変換される。このデジタル画像信号
ＩｏｇＳＡは例えば磁気ディスク等の記憶媒体１７に記
憶される。次に、全く同様にして、もう１枚の蓄積性螢
光体シートＢの記録画像が読み出され、そのデジタル画
像信号ｌ　ｏｇｓＢが同様に記憶媒体１７に記憶される
。

次に、上述のようにして得られたデジタル画像信号１ｏ
ｓＡ　、　ｌｏｇｓＢｋ用いてサブトラクション処理を
行なう。まず記憶媒体１７から前記デジタル画像信号”
ｇＳＡ　＋　１０ｇ８Ｂｆ）；読み出され、サブトラク
ション演算回路１８に入力される。このサブトラクショ
ン演算回路１８Ｆｉ、、上記２つのデジタル画像信号ｌ
ｏｇ４とｌｏｇＳＢ？適当な重みづけ（下式のａおよび
ｂ　）？］ｌ−ｔ。

た上で対応する画素毎に減算し、デジタルの差信号 ８ｓｕｂ　＝　ａ−１ｏｇＳＡ−ｂ−ｌｏｇｓＢ　＋　
ｃ（ａ　、＋　ｂ　、　ｃは定数） 會求める。上式において、Ｃは差信号５ｓｕｂの濃度全
概略一定にするためのバイアス成分である。この差信号
８ｓｕｂは例えば階調処理等の信号処理を受けてからＣ
ＲＴ等のディスプレイ装置や、走査記録装置等の再生記
録装置に入力され、該差信号５ｓｕｂによってサブトラ
クション画像が再生記録される。第４図はサブトラクシ
ョン画像再生記録システムの一例として、画像走査記録
装置を示すものである。

感光フィルム３０ｆｉ矢印Ｙの副走査方向へ移動させる
とともにレーザービーム３１ｔ″この感光フィルム３０
上にＸ方向に主走査させ、Ｖ−ザーピーム３１ｔ−Ａ１
０変調器３２によシ画像信号供給器３３からの画像信号
によって変調することにより、感光フィルム３ｏ上に可
視信金形成する。この変調用画像信号として、前記差信
号５ｓｕｂ　全使用すれば、デジタルサブトラクション
処理によシ所望の特定構造物のみが抽出された画像？、
感光フィルム３０上に再生記録することができる。

上記エネルギーサブトラクションに供された２つの原画
像（すなわちシートＡに記録された高エネルギー画像と
、シー）Ｂに記録された低エネルギー画像）は、前述し
たように高エネルギー領域通過フィルタ８Ａと低エネル
ギー領域通過フィルタ８Ｂの作用で、互いに確実に分離
されたエネルギー領域のＸｌｓによって記録されている
から、得られたサブトラクション画像においては不要部
分が消えなくなることも無く、またノイズも低減される
ようになる。

なお、Ｘ線の曝射の順序は高エネルギーＸ線、低エネル
ギーＸ＃の順でなく、低エネルギーＸ線、高エネルギー
Ｘ線の順でも良い。

そして蓄積性螢光体シー）Ａ、Ｈの交換、フィルタ８Ａ
、８Ｂの切換え、Ｘ線源５の間欠駆動は総合して０．３
秒程度で行なえるから、高エネルギー画像と低エネルギ
ー画像の撮影は連続する２心拍の間に行なうことが十分
可能であり、サブトラクションした時にモーションアー
ティファクトの生じない原画像全撮影できる。

なお高エネルギー領域通過フィルタ８Ａと低エネルギー
領域通過フィルタ８Ｂとして、エネルギー分離能が十分
に高いもの全使用すれば、Ｘ線源５の管電圧全切シ換え
なくても、高エネルギー画像、低エネルギー画像業得る
ことができる。また放射線フィルタは高エネルギー領域
通過用、低エネルギー領域通過用の２つ全使用する必要
はなく、いずれか一方？使用してもよい。この場合一般
には、高エネルギー領域通過用フィルタのみが用いられ
るのが好ましい。、なぜならばＬａ　ｒ　Ｙ等などから
なるに吸収端フィルタによる低管電圧のＸ線に対する高
エネルギーＸ線除去の効果より、Ｃｕ等のフィルタによ
る高管電圧によるＸ線に対する低エネルギーＸ線除去の
効果の方が大きいからである。いずれか一方のフィルタ
全使用する場合には例えば第５Ａ図に示すようにフィル
タ切換機７によって９０°回転した位置ｔとシうるよう
な放射線フィルタ４０や第５Ｂ図に示すようにフィルタ
切換機７によって００．９０°、１８０°、２７０°回
転した位置金とりうるような放射線フィルタが使用可能
である。また第６図に示すように１回めの撮影時には電
磁石５１に吸着されて放射線進路から外され、２回めの
撮影時には上記電磁石５１が消磁されることによシバネ
５２に引張られて放射線進路内に配置される滑動式の放
射線フィルタ５０等が使用可能である。

上述のように、本発明は一種類の放射線フィルタのみ？
使用する場合も包含するものである。従って、本明細書
における「放射線の進路内に異なった種類の放射線フィ
ルタを撮影毎に切夛換えて配置する」という表現は、一
種類の放射線フィルタのみが使用される場合には、放射
線の進路内にそのフィルタが配置された状態と配置され
ない状態（すなわちフィルタ無しの状態）とが撮影毎に
切り換えられること全意味する。

また、本発明においては、上述の実施態様のように放射
線撮影を被写体の心拍と同期させ−て行なうことは必ず
しも必要ではないが、そのようにすれば心拍によるモー
ションアーティファクトの発生が防止されてより好まし
い。

さらに、心拍に同期させて撮影？行なう方法として、上
述の方法の他に、心拍信号によって、放射線源の駆動？
行ない、また、同期信号よりあるタイミング金おいて放
射線フィルタ切換機およびシート交換機にそれぞれフィ
ルタ切換信号およびシート交換信号全速シ、フィルタの
、切換および゛シートの交換？行なわせるという方法も
ある。

さらに上述の実施態様においては、放射線フィルタはＸ
線源と被写体との間のＸ線進路内に配置されているが、
本発明における放射線フィルタの配置場所はこれに限ら
れる、ものではなく、被写体と蓄積性螢光体シートとの
間のＸ線進路内にフィルタが配置されてもよい。しかし
ながら、被写体の被曝線量低減、放射線フィルタの小型
化等の点から、放射線フィルタはＸ線源−被写体間に配
置されるのが好ましく、さらには上述の実施態様のよう
にＸ線源に近接する位置に配置されるのがよシ好ましい
。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通シ本発明のエネルギーサブトラク
ション用高速撮影装置によれば、放射線フィルタを使用
して互いにエネルギー分離の良い高エネルギー画像、低
エネルギー画像？得ることができるから、ノイズが少な
く不要部分が完全に消失された、極めて診断能に優れた
サブトラクション画像音形成することができる。しかも
上記フィルタを使用しても、原画像撮影は十分高速で行
なわれうるから、モーションアーティファクトの発生は
確実に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様装置の構成？示す概略図、 第２図は上記実施態様装置に用いられる放射線フィルタ
？詳しく示す斜視図、 第３図は蓄積記録がなされた蓄積性螢光体シートからの
放射線画像情報読取シ全説明する概略図、 第４図はサブトラクション画像の再生記録システムの一
例？示す概略図。 第５Ａ図および第５Ｂ図は本発明装置に用いられる放射
線フィルタとフィルタ切換手段の他の例？示す斜視図、 第６′図は本発明装置に用いられる放射線フィルタとフ
ィルタ切換手段のさらに異なる例を示す斜視図である。 １・・・・・・・・・被写体撮影台　２・・・・旧・・
シート交換機３・・・・・・・・被　写　体　４・・・
・・川・Ｘ　線５・・・・・・・・・Ｘ　線　源　６・
・・・・・Ｘ線源駆動制御器７・・・・・・・・・フィ
ルタ切換機 ８Ａ、８Ｂ、４０．５０・・・・・・放射線フィルタｌ
Ｏ・・・・・・コントローラ　５１・・・・・・電　磁
　石５２・・・・・・バ　ネ　Ａ、Ｂ・・・蓄積性螢光
体シートＴ・・・・・・・・・蓄積性螢光体シー　トの
撮影位置Ｓ２・・・・・・シート交換信号　Ｓ３　・・
・・・・フィルタ切換信号Ｓ４・・・・・・点灯駆動信
号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）所定の撮影位置に配された蓄積性螢光体シート乞該
   撮影位置から排出するとともに別の蓄積性螢光体シート
   をこの撮影位置に供給するシート交換手段、前記撮影位
   置に配された蓄積性螢光体シートに向けて放射線を照射
   する放射線源、前記放射線源の駆動を制御する放射線源
   駆動制御手段、前記放射線源と蓄積性螢光体シートとの
   間の放射線の進路内に異なった種類の放射線フィルタを
   撮影毎に切り換えて配置するフィルタの切換手段、およ
   び前記シート交換手段への蓄積性螢光体シートの供給を
   行なわせるとともにフィルタ傘切換手段にフィルタの切
   り換えを行なわせ、その後放射線源駆動制御手段により
   前記放射線源を駆動させて放射線の照射を行なわせるコ
   ントローラを備えてなるエネルギーサブトラクション用
   高速撮影装置。 ２）前記コントローラが被写体の心拍に同期して前記放
   射線源駆動制御手段に信号を送ることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項　一記載の高速撮影装置。