JPH0268040A - デイジタルテレビ断層撮影装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被検体を間に挟んで放射線源と放射線検出器
とを相対移動させ上記被検体に放射線を曝射して該被検
体内の任意断層面の断層像を撮影。

表示するディジタルテレビ断層撮影装置に関し、特に放
射線源と放射線検出器の相対移動間の位置情報を検出し
て放射線の曝射及び投影データの取り込みを制御するよ
うにディジタルテレビ断層撮影装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のディジタルテレビ断層撮影装置は、放射線源と、
被検体を間に挟んで上記放射線源と対向配置され透過放
射線像を可視光に変換する放射線検出器と、この出力光
学像をビデオ信号に変換するテレビカメラと、上記放射
線源と放射線検出器とを相対移動させる断層機械部と、
上記テレビカメラからのビデオ信号をディジタル量に変
換するＡ／Ｄ変換器と、このディジタルの投影データを
格納する記録装置と、この記録装置から投影データを読
み出して演算処理する演算装置と、この演算処理された
ディジタル信号をアナログビデオ信号に変換して表示す
る表示装置と、これらの各要素を制御するコントローラ
とを有し成っていた。

そして、上記放射線源と放射線検出器の対相的な位置を
変化さながら複数画像撮影し、上記被検体内の任意断層
面の断層像を演算９表示していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来のディジタルテレビ断層撮影装
置においては、被検体を移動中心として放射ＩＡ源を所
定方向に移動しながら放射線を曝射すると共に放射線検
出器を反対方向に相対移動し、放射線の曝射開始時より
被検体を撮影してその投影画像を放射線検出器及びテレ
ビカメラで独自に取り込んでいた。この場合、テレビカ
メラの同期信号と放射線源からの放射線曝射及び投影画
像の取り込みとは、全く同期がとられておらず、上記投
影画像の記録装置への取り込みは最大で１フレーム（１
／３０秒）のずれが生ずるものであった。

このような状態で、上記のようにして取り込んだ投影画
像を用いて、ある載断面からある距雛だけ離れた任意断
層面の断層像を再構成しようとすると、それぞれの投影
画像を放射線源のどの投影位置で撮影したかに応じて適
宜シフトして加算するが、その投影画像がどの投影位置
に対応するかが不確定となり、高精度のシフト量でシフ
トできないことがあった。従って、得られた任意断層面
の断層像にボケが生ずるものであった。また、放射線検
出器の検出面が球面状であると共にその検出面に放射線
が斜入射することにより、得られた投影画像には大きな
歪が生ずるが、このときもそれぞれの投影画像を放射線
源のどの投影位置で撮影したかの対応がわからないと入
射角を正しく出すことができず、歪補正を高精度に行え
ないことがあった。従って、得られた断層像がｗｉ察し
にくいものとなり、良い診断情報が得られないことがあ
った。

そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できるディジタルテレビ断層撮影装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の問題点を解決する本発明の手段は、放射線源と、
被検体を間に挟んで上記放射線源と対向配置され透過放
射線像を可視光に変換する放射線検出器と、この出力光
学像をビデオ信号に変換するテレビカメラと、上記放射
線源と放射線検出器とを相対移動させる断層機械部と、
上記テレビカメラからのビデオ信号をディジタル量に変
換するＡ／Ｄ変換器と、このディジタルの投影データを
格納する記録装置と、この記録装置から投影データを読
み出して演算処理する演算装置と、この演算処理された
ディジタル信号をアナログビデオ信号に変換して表示す
る表示装置と、これらの各要素を制御するコントローラ
とを有し、上記放射線源と放射線検出器の相対的な位置
を変化させながら複数画像撮影し、上記被検体内の任意
断層面の断層像を演算９表示するディジタルテレビ断層
撮影装置において、上記断層機械部には放射ＦＡ源と放
射線検出器の相対移動間の位置情報を検出するために、
ゼブラスケールとフォトセンサから成る位置情報検出器
を設け、この位置情報検出器からの検出信号を上記コン
トローラに送出し、その位置情報によって放射線源から
の放射線の曝射及び記録装置への投影データの取り込み
を制御するようにしたディジタルテレビ断層撮影装置に
よってなされる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明によるディジタルテレビ断層撮影装置の
実施例を示すブロック図である。このディジタルテレビ
断層撮影装置は、被検体に放射線を曝射して該被検体内
の任意断層面の断層像を撮影９表示するもので、放射線
源１と、放射線検出器２と、テレビカメラ３と、断層機
械部４と、Ａ／Ｄ変換器５と、記録装置６と、演算装置
７と、Ｄ／Ａ変換器８と、表示装置９と、コントローラ
１０とを有している。

上記放射線源１は、被検体１１に対して放射線を曝射す
るもので、例えばＸ線管から成る。放射線検出器２は、
上記被検体１１の透過放射線像を可視光に変換するもの
で、例えばイメージ・インテンシファイヤから成り、被
検体１１を間に挟んで上記放射線源１と対向配置されて
いる。テレビカメラ３は、上記放射線検出器２の出力光
学像を入射してビデオ信号に変換するものである。断層
機械部４は、連結棒１２の両端部に対向して取り付けら
れた放射線源１と放射線検出器２とを載断面１３上の一
点を中心として例えば矢印Ａ、Ｂ方向に相対移動させる
もので、その相対移動の動力源としての駆動部１４を有
している。Ａ／Ｄ変換器５は、上記テレビカメラ３から
出力されたビデオ信号を入力してディジタル量に変換す
るものである。記録装置６は、上記Ａ／Ｄ変換器５から
出力されたディジタルの投影データを各投影位置毎に格
納するもので、例えばフレームメモリから成る。演算装
置７は、上記記録装置６に格納された投影データを読み
出して演算処理するもので、画像歪の補正及びシフト加
算を行って、任意断層面の断層像を再構成するものであ
る。Ｄ／Ａ変換器８は、上記演算装置７によって演算処
理されたディジタル信号をアナログビデオ信号に変換す
るものである。表示装置９は、上記Ｄ／Ａ変換器８から
出力されたアナログビデオ信号を入力して断層像を表示
するもので、テレビモニタから成る。そして、コントロ
ーラ１０は、上記各要素を制御するもので、放射線源１
からの放射線の曝射制御をしたり、断層機械部４の駆動
制御をしたり、記録装置６への投影データの取り込みを
制御するようになっている。なお、第１図において、符
号１５は放射線源１へ高電圧を印加するための高電圧発
生器であり、符号１６は断層機械部４の駆動を制御する
断層１り御器であり、符号１７は断層撮影モードの設定
及び任意断層面の断層像表示のための操作を行う操作卓
である。

そして、上記被検体１１の二次元的な放射線の透過ある
いは吸収分布を、上記放射線′／ｇ１と放射線検出器２
の相対的な位置関係を変化させながら複数画像撮影し、
この複数枚の画像より被検体１１内の一点を通過する投
影データの組みに対して線形演算を行い、上記被検体１
１内の任意断層面の断層像を演算９表示するようなって
いる。

ここで、本発明においては、上記断層機械部４に位置情
報検出器１８が設けられている。この位置情報検出器１
８は、上記放射線源１と放射線検出器２の矢印Ａ、Ｂ方
向の相対移動間における開側の位置情報を検出するもの
で、上記断層機械部４に取り付けられたゼブラスケール
２０と、このゼブラスケールから放射線源１と放射線検
出器２の相対位置情報を読み取るフォトセンサから成る
。

そして、この位置情報検出器１８は信号線１９によりコ
ントローラ１ｏに接続されており、上記位置情報検出器
１８で検出した例えば撮影位置の検出信号Ｓ１は、上記
信号線１９を介してコントローラ１０へ送出されるよう
になっている。

次に、このように構成されたディジタルテレビ断層撮影
装置の動作について、第２図に示すタイミング線図を参
照して説明する。まず、第１図に示すテレビカメラ３の
垂直同期信号たとえば■２（第２図（ａ）参照）に同期
して、コントローラ１０から断層制御器１６に駆動信号
Ｓ２を送出する。すると、この断層制御器１６の制御に
より、断層機械部４が第２図（ｂ）に示すように上記垂
直同期信号ｖ２に同期してスキャンを開始する。

このとき、上記断層機械部４の駆動部１４が動作して、
連結棒１２を所定方向へ回動し、これにより放射線源１
と放射線検出器２は、矢印Ａ、Ｂで示すように相対移動
を始める。これと同時に、上記連結棒１２に設けられた
位置情報検出器１８も動作を開始し、第２図（ｃ）に示
すように、例えば撮影位置の検出信号Ｓ１を出力しコン
トローラ１０へ送出する。コントローラ１ｏは、上記検
出信号Ｓ１を第２図（ａ）に示す垂直同期信号Ｖ１゜Ｖ
２１　Ｖ３１　　・・■ｏごとに監視し、その値が予め
設定され一定値（スレッショルド）しを越えるとこれを
判断し、その直後の垂直同期信号たとえば■４に同期し
て、高電圧発生器１５に対して曝射信号Ｓ３を送出する
。すると、この高電圧発生器１５は、所定値の高電圧を
放射線源１へ印加し、これにより該放射線ｇ１は、第２
図（ｄ）に示すように、上記垂直同期信号Ｖ４に同期し
て放射線の曝射を開始する。

この放射線は、被検体１１を透過して対向Ｆ５！、置さ
れた放射線検出器２へ人射し、その放射線像が可視光に
変換され、さらにこの出力光学像がテレビカメラ３へ入
射してビデオ信号に変換される。

このテレビカメラ３から出力されたビデオ信号は、Ａ／
Ｄ変換器５へ入力してディジタル量に変換され、このＡ
／Ｄ変換器５から出力されたディジタルの投影データは
、記録装置６へ送出される。このとき、上記テレビカメ
ラ３の撮像管の立ち上がり直後においてまだビデオ信号
が安定していない間は、上記記録装置６は投影データを
取り込まない。そして、第２図（ｅ）に示すように、放
射線の曝射が開始された後しばらくして上記ビデオ信号
が安定したタイミング、たとえば垂直同期信号■６の時
点から各投影位置ごとに連続的に各フレームＦ　１１　
Ｆ　２１　Ｆ　３ｒ・・・Ｆ、、に投影データを取り込
む。このとき、同時に、上記位置情報検出器１８で検出
した放射線ｒＡ１の相対移動における刻々の位置情報、
例えば撮影位置の検出信号Ｓｌのデータをコントローラ
１０から入力して、各フレームＦ１〜Ｆｎの投影データ
と対応させて画像表示に影響のない領域に記録しておく
。そして、第２図（ｅ）に示すように、ｎフレームの投
影データを取り込んだところで、第２図（ｄ）に示すよ
うに放射線の曝射を停止し、さらに第２図（ｂ）に示す
ように例えば垂直同期信号ｖｎに同期して断層機械部４
のスキャンを停止する。

このようにして、被検体１１についての断Ｎ像が撮影さ
れた後、上記記録装置６から各フレームＦ１〜Ｆ、ごと
に投影データと位置情報とを読み出し、演算装置７によ
り画像歪の補正及びシフト加算を行って、任意断層面の
断層像を再構成する。

そして、この演算装置７で再構成された断層像のデータ
はＤ／Ａ変換器８でアナログビデオ（ｉ号に変換され、
このアナログビデオ信号は表示装置９へ入力して、その
画面に被検体１１の所望の任意の断層面の断層像が表示
される。

ここで、上述のように各投影データと共に記録装置６へ
記録された位置情報、例えば撮影位置の検出信号Ｓ１は
、以下のようにして画像歪の補正及びシフト加算の演算
処理に用いられる。まず、画像歪の補正については、画
像の歪は放射線検出器２としてイメージ・インテンシフ
ァイヤの使用や検出面への斜入射により複雑であるため
、画像の代表点の歪ベクトルを撮影位置ごとにとり、こ
の代表歪ベクトルから各画素に対する歪ベクトルを求め
るのが通常である。これに用いる代表歪ベク１−ルテー
ブルは第１表に示すようになる。

第　　１　　表 ここで、ＰＬ、　Ｐ２．・・　ｐｎは画像」二の代表点
であり、Ｘｉ、　ＸＺ、・・、ｘｏは撮影位置の代表位
置であり、数値ａｌ〜ａｎ、ｌ）１〜ｂｎ＋　”’Ｉ　
Ｑｌ〜では、各画像の投影データともに上記位ｌｉｔ　
Ｘ　１　＋Ｘ２＋・・・、Ｘｎに関する位置情報が記録
されているので、その位置方向に補間演算を行うことに
より、各撮影位置ごとの歪ベクトルを正確に得ることが
できる。従って、この歪ベクトルを用いて、画像歪の補
正が高精度に行える。

次に、シフト加算については、第２表に示すようなシフ
ト量テーブルを載断面ごとに用意する。

第　　２　　表 ここで、ｘｔ、　ＸＩ、・・・ＩＸｎは撮影位置の代表
位置であり、数値ｐ１〜Ｐｎ＋　ｑｌ〜’Ｔｎ＋・・・
、　ｚ１〜Ｚｎはそれぞれ位装置ｘｔ、　Ｘ２．・・・
ＩＸｎにおける必要シフト量を求めたものである０本発
明においては、各画像の投影データと共に上記位［Ｘ　
ｌ＋Ｘ２．・・・、Ｘｎに関する位置情報が記録されて
いるので、その位置方向に補間演算を行うことにより、
各撮影位置ごとのシフト量を正確に求めることができる
。従って、このシフト量を用いて、シフト加算が高精度
に行える。なお、第２表に示すようなシフト量テーブル
を使用するものに限られず、シフト量は断層撮影装置の
幾何学系が決まれば解析的に表すことが可能であり、直
接、位置に関する位置情報から計算して求めることもで
きる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、位置情報検出器
１８により放射線源１と放射線検出器２の相対移動間の
位置情報を検出して、放射線源１からの放射線の曝射及
び記録装置６への投影データの取り込みを制御すると共
に、上記記録装置６には各投影位置における投影データ
と対応させて放射線源１の位置情報を記録することがで
きる。

従って、各投影データについて放射線源１のどの投影位
置で撮影したかの対応づけを正しく行うことができる。

このことから、画像歪の補正において、各投影位置ごと
の歪ベクトルを正確に得ることができ、この歪ベクトル
を用いて画像歪の補正を高精度に行うことができる。ま
た、各投影データのシフト加算においては、各投影位置
ごとのシフト量を正確に求めることができ、このシフト
量を用いてシフト加算を高精度に行うことができる。

従って１画像歪やボケの少ない高画質の断層像を得るこ
とができ、ａｍがし易いと共に良い診断情報を得ること
ができる。さらに、上記のように各投影データについて
放射線源１のどの投影位置で撮影したかの対応づけが正
しくできることから、スキャン速度を変更したり或いは
投影データの取り込み位置を変更したりして、各種の撮
影モードを容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタルテレビ断層撮影装置の
実施例を示すブロック図、第２図は撮影動作を示すタイ
ミング線図である。 １・・・放射線源、２・・・放射線検出器、３・・・テ
レビカメラ、４・・・断層機械部、５・・・Ａ／Ｄ変換
器、６・・記録装置、７・・・演算装置、８・・・Ｄ／
Ａ変換器、９・・・表示装置、１０・・・コントローラ
、１１・・・被検体、１２・・・連結棒、１４・・・駆
動部、１８・・・位置情報検出器、１９・・・信号線、
２０・・・ゼブラスケール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射線源と、被検体を間に挟んで上記放射線源と対
   向配置され透過放射線像を可視光に変換する放射線検出
   器と、この出力光学像をビデオ信号に変換するテレビカ
   メラと、上記放射線源と放射線検出器とを相対移動させ
   る断層機械部と、上記テレビカメラからのビデオ信号を
   ディジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器と、このディジタ
   ルの投影データを格納する記録装置と、この記録装置か
   ら投影データを読み出して演算処理する演算装置と、こ
   の演算処理されたディジタル信号をアナログビデオ信号
   に変換して表示する表示装置と、これらの各要素を制御
   するコントローラとを有し、上記放射線源と放射線検出
   器の相対的な位置を変化させながら複数画像撮影し、上
   記被検体内の任意断層面の断層像を演算、表示するディ
   ジタルテレビ断層撮影装置において、上記断層機械部に
   は放射線源と放射線検出器の相対移動間の位置情報を検
   出するために、ゼブラスケールとフォトセンサから成る
   位置情報検出器を設け、この位置情報検出器からの検出
   信号を上記コントローラに送出し、その位置情報によつ
   て放射線源からの放射線の曝射及び記録装置への投影デ
   ータの取り込みを制御するようにしたことを特徴とする
   ディジタルテレビ断層撮影装置。 ２、上記位置情報検出器からの検出信号は、投影データ
   の取り込みと同時に取り込み記録することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のディジタルテレビ断層撮影
   装置。 ３、上記断層機械部の駆動は、テレビカメラの垂直同期
   信号に同期して行うことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のディジタルテレビ断層撮影装置。