JPH04109935A - digital tomography device - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

(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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、医用Ｘ線断層撮影装置に関し、とくにデジ
タル的な処理を行うことにより断層像を得るデジタル断
層撮影装置に関する。The present invention relates to a medical X-ray tomography apparatus, and particularly to a digital tomography apparatus that obtains tomographic images by performing digital processing.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来より、医用Ｘ線撮影装置の分野では、Ｘ線管球とＸ
線フィルムとを被写体内の１点を中心にし、て互いに反
対方向に移動させながら多重露出することにより、上記
フィルムに上記の点付近の深さの断層像を撮影する断層
撮影法が確立している。この断層撮影法は、胸部の撮影・診断に用いられること
が多い。また、Ｘ線フィルムの代わりにＸ線イメージインテンシ
ファイアとＸｔａＴＶカメラとを用い、Ｘ線透過像のビ
デオ信号を得て、このビデオ信号をデジタル化し、上記
の多重露出をデジタル処理により行い任意深さの裁断面
での断層像を再構成する方法が、Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｏ
ｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（デジタル断層撮像法）として
知られている（断層映像研究会雑誌　第１５巻第２号　
ｐ４８−６３　　昭和６３年９月１日）。Traditionally, in the field of medical X-ray imaging equipment, X-ray tubes and
A tomography method has been established in which a tomographic image is taken at a depth near the point on the film by multiple exposures while moving the line film and the line film in opposite directions, centering on one point within the subject. There is. This tomography method is often used for imaging and diagnosing the chest. In addition, an X-ray image intensifier and an XtaTV camera are used instead of X-ray film to obtain a video signal of an X-ray transmission image, and this video signal is digitized. Digital To
It is known as mosynthesis (digital tomography) (Temographic Imaging Study Group Magazine Vol. 15 No.
p48-63 September 1, 1988).

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、従来のデジタル断層撮影装置では、Ｘ線
管球とＸ線イメージインテンシファイアとを結ぶ直線に
直角な裁断面での断層像しか再構成できず、任意の角度
の裁断面での断層像を再構成することができないという
不都合があった。そのため、従来では、被検者の任意の角度の裁断面での
断層像を得るためには、被検者自体をＸ線管球及びＸ線
イメージインテンシファイアに対して斜めに配置しなけ
ればならず、被検者に無理な体位を強いるという問題が
あったのである。この発明は、上記に鑑み、デジタル的な画像データを収
集した後のデータ処理で任意の角度の裁断面での断層像
を容易に得ることができるように改善した、デジタル断
層撮影装置を提供することを目的とする。However, conventional digital tomography devices can only reconstruct tomographic images at a cut plane perpendicular to the straight line connecting the X-ray tube and the X-ray image intensifier; There was an inconvenience that it was not possible to reconstruct the . Therefore, conventionally, in order to obtain a tomographic image of the subject at a cut plane at an arbitrary angle, the subject must be placed diagonally with respect to the X-ray tube and X-ray image intensifier. However, there was a problem in that the test subject was forced into an uncomfortable position. In view of the above, it is an object of the present invention to provide a digital tomography apparatus that is improved so that a tomographic image on a cut plane at an arbitrary angle can be easily obtained through data processing after collecting digital image data. The purpose is to

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するため、この発明によるデジタル断
層撮影装置においては、被検体にＸ線を照射するＸ線照
射手段と、被検体を透過したＸ線による像の映像信号を
得るＸ線撮像手段と、被検体内に設定された基準裁断面
の１点を中心にして上記Ｘ線照射手段及びＸ線撮像手段
を互いに反対方向に平行移動させてその移動行程の各位
置で上記Ｘ線撮像手段からそれぞれ原画像の映像信号を
出力させる手段と、この各原画像を得たときのＸ線照射
手段とＸ線撮像手段とを結ぶ線の傾き角度を検出する傾
き角度検出手段と、上記の映像信号をＡ　、、ｚ　Ｄ変
換してデジタル映像信号を得る手段と、任意の角度卯い
た再構成裁断面のその角度と上記の各傾き角度とから再
構成裁断面上の各ラインが各原画像上で投影される位置
を計算し、その位置にあるラインのアドレスを各原画像
について指定するアドレス指定手段と、上記の各原画像
のデジタル映像信号から、上記の指定されたアドレスの
ライン上のデータを取り出して加算することにより再構
成裁断面の各ライン上のデータを作成する画像再構成手
段とを備えることが特徴となっている。In order to achieve the above object, the digital tomography apparatus according to the present invention includes an X-ray irradiation means for irradiating a subject with X-rays, and an X-ray imaging means for obtaining a video signal of an image of the X-rays transmitted through the subject. Then, the X-ray irradiation means and the X-ray imaging means are moved in parallel in mutually opposite directions around one point on a reference cut plane set inside the subject, and the X-ray imaging means is moved at each position of the movement stroke. means for outputting video signals of the respective original images from the respective original images; tilt angle detection means for detecting the tilt angle of the line connecting the X-ray irradiation means and the X-ray imaging means when each of the original images is obtained; A means for obtaining a digital video signal by converting the signal into A, , z D, and each line on the reconstructed cut plane is converted into each original image from the angle of the reconstructed cut plane taken at an arbitrary angle and each of the above-mentioned inclination angles. an addressing means for calculating the projected position on the line and specifying the address of the line at that position for each original image; It is characterized by comprising an image reconstruction means that creates data on each line of the reconstructed cut surface by extracting and adding data.

【作　　用】[For production]

Ｘ線照射手段とＸ線撮像手段とを、被検体内に設定され
た基準裁断面の１点を中心にして互いに反対方向に平行
移動させることにより、その移動行程の各位置ごとに、
上記Ｘ線撮像手段からそれぞれ原画像の映像信号が出力
される。こうして複数の原画像が得られる。これら原画
像の映像信号はデジタル映像信号に変換される。この各原画像とともに、それらが得られたときの修き角
度、つまりＸ線照射手段とＸ線撮像手段とを結ぶ線の傾
き角度が検出される。再構成しようとする裁断面として基準裁断面から傾いた
ものが定められると、この再構成裁断面の角度と上記傾
き角度とから、再構成裁断面上のある１ラインが各々の
原画像上で投影される位置が計算される。そしてその位
置にあるラインのアドレスが各々の原画像について指定
される。上記の原画像のデジタル映像信号より、アドレス指定さ
れたライン上のデータが、各原画像ごとに取り出され、
それらが加算される。この加算されて得た１ラインのデ
ータは、再構成画像の上記の１ラインのデータとなる。このようにして、再構成画像上の各ラインごとにデータ
を作成していき、全ラインのデータが揃うと、それによ
って再構成画像が作られたことになる。こうして任意角度だけ傾いた裁断面での断層像が再構成
されることになる。By moving the X-ray irradiation means and the X-ray imaging means in parallel in opposite directions centering on one point on a reference cutting plane set inside the subject, at each position of the movement process,
Video signals of original images are output from the X-ray imaging means. In this way, a plurality of original images are obtained. These original image video signals are converted into digital video signals. Along with each of these original images, the correction angle at which they were obtained, that is, the inclination angle of the line connecting the X-ray irradiation means and the X-ray imaging means is detected. When a cut plane to be reconstructed that is tilted from the standard cut plane is determined, one line on the reconstructed cut plane is determined on each original image based on the angle of the reconstructed cut plane and the above-mentioned inclination angle. The projected position is calculated. The address of the line at that position is then designated for each original image. From the digital video signal of the above original image, the data on the addressed line is extracted for each original image,
They are added together. One line of data obtained by this addition becomes the above-mentioned one line of data of the reconstructed image. In this way, data is created for each line on the reconstructed image, and when the data for all lines is collected, the reconstructed image has been created. In this way, a tomographic image on a cut plane tilted by an arbitrary angle is reconstructed.

【実　施　例】【Example】

以下、この発明の一実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図において、Ｘ線管球１１とイメ
ージインテンシファイア１２とが図示しない被検体を間
に挟んで対向配置され、被検体内に設定された基準裁断
面上の１点を中心にして互いに平行移動させられるよう
になっている。このＸ線管球１１とイメージインテンシファイア１２と
を結ぶ直線の傾き角度θ１は、ポテンショメータ１６で
検出される。イメージインテンシファイア１２にはＴＶカメラ１３が
結合されており、Ｘ線透過像のビデオ信号が得られる。このビデオ信号はＡ／Ｄ変換器１４を経てデジタルビデ
オ信号に変換された後、フレームメモリ１５に格納され
る。上記のようにしてＸ線管球１１とイメージインテン
シファイア１２とが移動させられていくとき、その各位
置ごとに原画像が得られ、それら多数の原画像がデジタ
ルビデオ信号の形態でフレームメモリ１５に納められる
。こうしてたとえば約３０枚はどの原画像をフレームメ
モリ１５に蓄積することができる。つぎに断層像を再構成すべき裁断面が第２図のように定
められて、その角度θ２がＣＰＵ２１に入力されると、
つぎにような計算がアドレスジェネレータ２２において
行われる。Ｙｉ＝ｈｉ／　［ｈｓｔａｎθ２−　Ｑ　１ｃｏｓｆ（
π／２）−θ２）］×Ｑ　１ｃｏｓＨπ／２）−θ２）
（ｔａｎθ２−ｔａｎθ１）二こで、ｈｉはＸ線管球１
１のＸ線焦点からイメージインテンシファイア１２の受
像面までの距離、ｂｓはＸ線焦点から基準の裁断面まで
の距離であり、これらはあらかじめ分かっているのでＣ
ＰＵ２１を介して入力しである。Ｑｌは断層像を再構成
すべき任意角度の裁断面上での座標である。θ１はＸ線
管球１１とイメージインテンシファイア１２とを結ぶ直
線の頭き角度で上記のようにポテンショメータ１６で検
出されている。この計算により、断層像を再構成すべき角度θ２の裁断
面上の座標Ｑ１に位置する点Ａを通るライン（第２図の
紙面に直角な方向のライン）が、Ｘ線管球１１とイメー
ジインテンシファイア１２とを結ぶ直線の傾き角度がθ
１となっているときのイメージインテンシファイア１２
の受像面上で（つまりこのとき得られる原画像上で）投
影される位置Ａ′の座標ｙｉが求められる。そして、この座標ｙｉに相当する原画像上のラインのア
ドレスが、第３図に示すような原画像１．２、・・・ｎ
ごとにアドレスジェネレータ２２から発生させられ、原
画像１からｙｉｌのラインのデータが、原画像２からは
ｙｉ２のラインのデータが、原画像ｎからはｙｉｎのラ
インのデータがそれぞれ読み出されるというようにして
、各原画像から点Ａを通るラインの投影ラインのみがつ
ぎつぎに取り呂される。このように原画像１．２、・・・からつぎつぎに読み出
された各ラインのデータはまず加算器２３を通ってライ
ンバッファ２４に一旦格納された後、加算器２３でつぎ
の原画像のラインのデータと加算される。これが最後の
原画像ｎまで繰り返され、結局、第３図に示すように原
画像１がらのｙｉｌのラインのデータ、原画像２からの
ｙｉ２のラインのデータ、・・・、原画像ｎがらのｙｉ
ｎのラインのデータが加算される。こうして作られた１
ラインのデータは上記点Ａを通るラインつまり断層像を
再構成しようとする裁断面の座標Ω１のラインのデータ
となる。この１ラインのデータがフレームメモリ２５の
アドレスＱ１に格納される。このフレームメモリ２５の
アドレスもアドレスジェネレータ２２によって指定され
る。このような処理を再構成裁断面の座標＝Ｑｍから＋Ｑｍ
までの各座標ごとに行い、この再構成裁断面での全ライ
ンのデータを作成し、その各ラインのデータをフレーム
メモリ２５のそれぞれのアドレスに格納すれば、フレー
ムメモリ２５においてこの裁断面での断層像の再構成が
できたことになる。このフレームメモリ２５上で再構成された断層像のデー
タは、Ｄ／’Ａ変換器２６を経てアナログビデオ信号に
変換されＣＲＴ表示装置２７に送られて表示される。したがって、任意角度の裁断面での断層像が、その裁断
面の角度を入力することにより再構成されて表示され、
観察できることになる。そのため、裁断面の角度を入力
し直せば他の角度の裁断面での断層像を再構成して観察
できることになる。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, an X-ray tube 11 and an image intensifier 12 are placed facing each other with a subject (not shown) in between, and are mutually centered around a point on a reference cut plane set inside the subject. It can be moved in parallel. The inclination angle θ1 of the straight line connecting the X-ray tube 11 and the image intensifier 12 is detected by a potentiometer 16. A TV camera 13 is coupled to the image intensifier 12, and a video signal of an X-ray transmission image is obtained. This video signal is converted into a digital video signal via the A/D converter 14 and then stored in the frame memory 15. When the X-ray tube 11 and the image intensifier 12 are moved as described above, an original image is obtained for each position, and these many original images are stored in a frame memory in the form of a digital video signal. It is paid in 15. In this way, for example, approximately 30 original images can be stored in the frame memory 15. Next, the cut plane on which the tomographic image is to be reconstructed is determined as shown in FIG. 2, and its angle θ2 is input to the CPU 21.
The following calculation is performed in the address generator 22. Yi=hi/[hstanθ2−Q 1cosf(
π/2)-θ2)]×Q 1cosHπ/2)-θ2)
(tanθ2-tanθ1) where hi is X-ray tube 1
The distance from the X-ray focal point 1 to the image receiving surface of the image intensifier 12, and bs is the distance from the X-ray focal point to the cutting surface of the reference, and since these are known in advance, C
It is input via PU21. Ql is a coordinate on the cut plane at an arbitrary angle for which a tomographic image is to be reconstructed. θ1 is the head angle of the straight line connecting the X-ray tube 11 and the image intensifier 12, and is detected by the potentiometer 16 as described above. Through this calculation, a line passing through point A located at coordinate Q1 on the cut plane at angle θ2 for reconstructing a tomographic image (a line perpendicular to the plane of the paper in FIG. 2) is connected to the X-ray tube 11 and the image The inclination angle of the straight line connecting the intensifier 12 is θ
Image intensifier 12 when set to 1
The coordinates yi of the projected position A' on the image receiving surface (that is, on the original image obtained at this time) are determined. Then, the address of the line on the original image corresponding to this coordinate yi is the original image 1.2,...n as shown in FIG.
data is generated from the address generator 22 for each time, and the data of the line yil is read from the original image 1, the data of the line yi2 is read from the original image 2, the data of the line yin is read from the original image n, and so on. Then, only the projection line passing through point A from each original image is taken over one after another. In this way, the data of each line read out one after another from the original images 1, 2, . . . first passes through the adder 23 and is temporarily stored in the line buffer 24. Added to line data. This is repeated until the last original image n, and eventually, as shown in FIG. yi
The data of n lines are added. 1 made in this way
The line data is the line passing through the point A, that is, the line at the coordinate Ω1 of the cut plane on which the tomographic image is to be reconstructed. This one line of data is stored at address Q1 of frame memory 25. The address of this frame memory 25 is also designated by the address generator 22. Such processing is performed by reconstructing cutting plane coordinates = Qm to +Qm
By creating data for all lines on this reconstructed cutting surface and storing the data for each line at each address in the frame memory 25, the data for this cutting surface in the frame memory 25 can be This means that the tomographic image has been reconstructed. The tomographic image data reconstructed on the frame memory 25 is converted into an analog video signal via a D/'A converter 26, and sent to a CRT display device 27 for display. Therefore, a tomographic image at a cut plane at an arbitrary angle can be reconstructed and displayed by inputting the angle of the cut plane.
It will be possible to observe. Therefore, by re-inputting the angle of the cutting plane, it is possible to reconstruct and observe a tomographic image at a cutting plane at a different angle.

【発明の効果】【Effect of the invention】

この発明のデジタル断層撮影装置によれば、Ｘ線透過像
のビデオ信号をデジタル化して−旦収集してしまえば、
後にこのデータを処理することにより任意の角度の裁断
面での断層像を容易に得ることができ、被検者に無理な
体位を強いずに所望の断層像を得ることができる。また
、−旦データ収集してしまえば、それから任意角度の裁
断面での断層像が得られるため、被検者に対する被曝線
量を低減することができる。According to the digital tomography apparatus of the present invention, once the video signal of the X-ray transmission image is digitized and collected,
By later processing this data, it is possible to easily obtain a tomographic image at a cut plane at any angle, and a desired tomographic image can be obtained without forcing the subject into an unreasonable body position. Moreover, once the data is collected, a tomographic image at a cut plane at an arbitrary angle can be obtained, so that the radiation dose to the subject can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は位
置関係を説明するための模式図、第３図は原画像からの
画像再構成を説明するための模式１１・・・Ｘ線管球、
１２・・・イメージインテンシファイア、１３・・・Ｔ
Ｖ左カメラ１４・・・Ａ／Ｄ変換器、１５．２５・・・
フレームメモリ、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・アドレ
スジェネレータ、２３・・・加算器、２４・・・ライン
バッファ、２６・・・Ｄ／Ａ変換器、２７・・・ＣＲＴ
表示装置。箋２レイメージインテンシファイアFig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram for explaining the positional relationship, and Fig. 3 is a schematic diagram for explaining image reconstruction from an original image. wire tube,
12...Image intensifier, 13...T
V left camera 14...A/D converter, 15.25...
Frame memory, 21...CPU, 22...Address generator, 23...Adder, 24...Line buffer, 26...D/A converter, 27...CRT
Display device. note 2 reimage intensifier

Claims (1)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]（１）被検体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、被検体
を透過したＸ線による像の映像信号を得るＸ線撮像手段
と、被検体内に設定された基準裁断面の１点を中心にし
て上記Ｘ線照射手段及びＸ線撮像手段を互いに反対方向
に平行移動させてその移動行程の各位置で上記Ｘ線撮像
手段からそれぞれ原画像の映像信号を出力させる手段と
、この各原画像を得たときのＸ線照射手段とＸ線撮像手
段とを結ぶ線の傾き角度を検出する傾き角度検出手段と
、上記の映像信号をＡ／Ｄ変換してデジタル映像信号を
得る手段と、任意の角度傾いた再構成裁断面のその角度
と上記の各傾き角度とから再構成裁断面上の各ラインが
各原画像上で投影される位置を計算し、その位置にある
ラインのアドレスを各原画像について指定するアドレス
指定手段と、上記の各原画像のデジタル映像信号から、
上記の指定されたアドレスのライン上のデータを取り出
して加算することにより再構成裁断面の各ライン上のデ
ータを作成する画像再構成手段とを備えることを特徴と
するデジタル断層撮影装置。(1) An X-ray irradiation device that irradiates the subject with X-rays, an X-ray imaging device that obtains a video signal of an image of the X-rays that have passed through the subject, and one point on the reference cut plane set inside the subject. means for causing the X-ray irradiation means and the X-ray imaging means to move in parallel in opposite directions to each other, and outputting video signals of original images from the X-ray imaging means at each position of the movement; an inclination angle detection means for detecting the inclination angle of a line connecting the X-ray irradiation means and the X-ray imaging means when the original image is obtained; and means for A/D converting the video signal to obtain a digital video signal. , calculate the position where each line on the reconstructed cut plane is projected on each original image from the angle of the reconstructed cut plane tilted at an arbitrary angle and each of the above tilt angles, and calculate the address of the line at that position. from the digital video signal of each original image,
A digital tomography apparatus comprising: image reconstruction means for creating data on each line of the reconstructed cut surface by extracting and adding data on the line at the specified address.