JPH105206A - ディジタルx線撮影装置 - Google Patents

ディジタルx線撮影装置

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Publication number
JPH105206A
JPH105206A JP8163535A JP16353596A JPH105206A JP H105206 A JPH105206 A JP H105206A JP 8163535 A JP8163535 A JP 8163535A JP 16353596 A JP16353596 A JP 16353596A JP H105206 A JPH105206 A JP H105206A
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JP
Japan
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image
ray
distance
observer
parallax
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Application number
JP8163535A
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English (en)
Inventor
Masayuki Yasumi
正幸 安見
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モニタの画面に映し出されるX線画像を、患
部についての3次元的な情報を正確に得られるようなも
のにする。 【解決手段】 この発明のディジタルX線撮影装置で
は、観察者距離測定部13がステレオ表示を行うモニタ
LM,RMとX線画像の観察者との距離を測定するとと
もに、観察者距離測定部13による検出距離に基づき、
画像距離制御部14がモニタLM,RMの画面上にステ
レオ表示する2つのX線画像の中心間距離をステレオ表
示に対する観察視差と撮影視差とが略等しくなるよう自
動調節することにより、ステレオ表示を適切な立体視の
できるものにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、いわゆる回転D
A(Digital Angiography)、あるいは、回転DSA(Di
gital Subtraction Angiography)といった血管造影撮影
法などによるX線画像のステレオ表示ができるよう構成
されたディジタルX線撮影装置に関し、特に、X線画像
のステレオ表示を適切に行うための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルラジオグラフィとしてのディ
ジタルX線撮影装置では、被検体を挟んで対向支持され
たX線管とイメージインテンシファイアとが保持機構に
より被検体の周りを回転させられて種々の撮影角度に設
定されながら、各撮影角度ごとに撮影が繰り返される一
方、様々な撮影角度で撮影されたX線画像がディジタル
信号のかたちで画像メモリに記憶されるとともに、撮影
後(ないし撮影中)、記憶中のX線画像のうちの適当な
ものが読み出されて表示用のモニタの画面に表示される
よう構成されている。また、このディジタルX線撮影装
置では、回転DAあるいは回転DSAと呼ばれる血管造
影撮影法によるX線画像の撮影・表示が行われる。
【0003】前者の回転DA撮影法の場合は、血管に造
影剤を注入した後、X線管とイメージインテンシファイ
アを被検体の周りを回転させながら様々な撮影角度で撮
影を行い多数のX線画像を得て記憶し、撮影後ないし撮
影中に多数のX線画像を順次連続的に表示用のモニタに
映し出して動画観察を行う。
【0004】後者の回転DSA撮影法の場合は、血管に
造影剤を注入する前に、X線管とイメージインテンシフ
ァイアを被検体の周りを回転させながら様々な撮影角度
で撮影を行い多数のX線画像(マスク像)を予め得て記
憶しておいてから、血管に造影剤を注入した後、DA撮
影法の場合と同様にしてX線画像(ライブ像)から得る
とともに、各ライブ像から同じ撮影角度で得たマスク像
を差し引く画像処理を施しDSA像を得て、これを表示
用のモニタの画面に映し出し、血管像だけの動画観察を
行う。いずれの場合も、動画観察により、各血管像の位
置の前後関係などを主観的に確認したりして、患部につ
いての3次元的な情報を得ている。この患部についての
3次元的な情報は的確な診断をくだす上で非常に有益で
ある。
【0005】さらに、患部における3次元的な情報を得
る方法として、上記の動画観察以外に、X線画像のステ
レオ観察がある。すなわち、二焦点型のX線管を用いて
得た撮影角度の異なる2つのX線画像を左右に並べてモ
ニタに同時表示したものを両眼視することにより3次元
的な情報を得るのである。X線画像のステレオ観察によ
り患部についての3次元的な情報を得る方法は、人間の
眼による立体視の原理に基づいていて、奥行き感が把握
し易い方法であるため、患部についての3次元的な情報
を得る方法としては適当である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
動画観察やステレオ観察では、患部についての3次元的
な情報を正確に得ることが難しいという問題がある。前
者のX線画像の動画観察で3次元的な情報を得る場合、
画面に映っている幾つかの像の間の移動速度の相違を判
別するなどの必要があるが、各像の間の移動速度の相違
を動いている画面を見て素早く判別することは熟練者で
も容易ではなく、3次元的な情報を正確に得ることは難
しい。
【0007】また、後者のX線画像のステレオ観察で3
次元的な情報を得る場合、適切な立体視がなされるため
には、X線画像のステレオ表示を観察する観察者の各眼
の視る角度の差(以下、適宜「観察視差」と略記)と、
ステレオ表示対象の各X線画像の撮影角度の差(以下、
適宜「撮影視差」と略記)とが同じである必要がある
が、実際には観察視差と撮影視差は一致しておらず、両
視差の間にかなりのずれのある場合が多く、3次元的な
情報を正確に得ることは難しい。
【0008】この発明は、上記事情に鑑み、モニタの画
面に映し出されたX線画像を観察することにより、患部
についての3次元的な情報を正確に得ることができるデ
ィジタルX線撮影装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係るディジタ
ルX線撮影装置は、上記の課題を解決するために次のよ
うな構成を採る。すなわち、この発明は、被検体を挟ん
で対向支持されたX線管とイメージインテンシファイア
とを種々の撮影角度に設定する保持機構と、前記保持機
構により設定される各撮影角度ごとに行われる被検体へ
のX線照射に伴って前記イメージインテンシファイアか
らX線画像をディジタル信号のかたちで得る映像信号検
出手段と、前記映像信号検出手段により得られたX線画
像を記憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶
されたX線画像を表示する表示用のモニタとを備えたデ
ィジタルX線撮影装置において、前記保持機構による撮
影角度の設定が異なる2つのX線画像を前記画像記憶手
段から読み出して前記モニタの画面上にステレオ表示す
るステレオ表示手段と、前記モニタとX線画像の観察者
との間の距離を測定する観察者距離測定手段を備えると
ともに、前記観察者距離測定手段により測定された距離
に基づき、前記ステレオ表示の2つのX線画像を観察す
る観察者の各眼の視る角度の差(観察視差)と各X線画
像の撮影角度の差(撮影視差)とが略等しくなるようモ
ニタの画面上での2つのX線画像の中心間距離を調節す
る画像距離制御手段を備えていることを特徴としてい
る。
【0010】
【作用】この発明のディジタルX線撮影装置により患部
についての3次元的な情報を得る際の作用は次のとおり
である。この発明のディジタルX線撮影装置では、被検
体を挟んで対向支持されたX線管とイメージインテンシ
ファイアとが保持機構で被検体の周りを回転させられて
少なくともステレオ表示対象の2つのX線画像が得られ
る撮影角度に設定される一方、映像信号検出手段によ
り、各撮影角度において被検体へのX線照射に伴ってイ
メージインテンシファイアからディジタル信号のかたち
でX線画像が得られるとともに、得られたX線画像が記
憶手段に記憶される。他方、ディジタルX線撮影装置の
ステレオ表示手段により、撮影角度の設定が異なる記憶
中の2つのX線画像を表示用のモニタの画面上にステレ
オ表示する際、観察者距離測定手段により測定される表
示用のモニタと観察者との間の距離に基づき、画像距離
制御手段がステレオ表示の両X線画像の中心間距離を自
動的に調節し、ステレオ表示を観察する観察者の各眼の
視る角度の差(観察視差)と各X線画像の撮影角度の差
(撮影視差)とを略等しくする。つまり、この発明のデ
ィジタルX線撮影装置では、ステレオ表示に対する観察
視差がモニタの画面にステレオ表示される両X線画像の
中心間距離と比例関係にあることに着目して、観察視差
が撮影視差に一致するよう両X線画像の中心間距離を自
動的に変化させているのである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の一実施例を説明する。図1は、この発明のディジ
タルX線撮影装置の一実施例の要部構成をあらわすブロ
ック図である。実施例のディジタルX線撮影装置は、図
1に示すように、被検体Mを挟んで対向支持されたX線
管1とイメージインテンシファイア2を備えるととも
に、X線管1とイメージインテンシファイア2を種々の
撮影角度に設定する保持機構3を備えている。保持機構
3は、X線管1とイメージインテンシファ2を両端に固
定したC型アーム3aを有するとともに、このC型アー
ム3aを回動させる例えば、ラック・ピニオン駆動部
(図示省略)を有している。保持機構制御部5からの制
御に従ってラック・ピニオン駆動部がC型アーム3aを
回動(例えば90°回転)させるのに連動して、X線管
1とイメージインテンシファイア2が対抗設置を維持し
たまま天板4の上に仰臥した被検体(患者)Mの周りを
回転する。回転動作は移動と停止を繰り返す間歇的なも
のであり、基準位置でのX線管1とイメージインテンシ
ファイア2を結ぶ直線と各停止位置でのX線管1とイメ
ージインテンシファイア2を結ぶ直線のなす角度が撮影
角度である。また、X線管1はX線曝射制御部6による
高電圧の印加により、被検体MへX線を曝射する。そし
て、X線管1とイメージインテンシファイア2が保持機
構3により順次種々の撮影角度に設定されながら、各撮
影角度において被検体Mに対するX線曝射が行われて、
X線撮影が繰り返されることになる。
【0012】また、イメージインテンシファイア2に
は、光学系7および絞り8を介して映像信号検出部(映
像信号検出手段)9が接続されている。被検体Mを透過
したX線はイメージインテンシファイア2で可視光に変
換増倍された後、光学系7および絞り8を経て映像信号
検出部9からX線画像がディジタル信号のかたちで出力
される。映像信号検出部9は、テレビカメラと、テレビ
カメラの出力信号を増幅するなどの処理を行うCCU
(カメラコントロールユニット)とを有する他に、CC
Uで増幅などの処理がなされた出力信号をディジタル信
号に変換するA/D(アナログ→ディジタル)変換器を
有するものである。
【0013】また、実施例装置は、映像信号検出部9で
得られたディジタル信号形式のX線画像に対して必要に
応じて強調やサブトラクト処理を行う画像処理部10、
および、画像処理後のX線画像を記憶する磁気ディスク
などの画像メモリ11を備えている。画像メモリ11で
は、各X線画像がその撮影角度と対応付けされて記憶さ
れる。
【0014】さらに、実施例装置は、X線画像のステレ
オ表示を行うための構成として、ステレオ表示部(ステ
レオ表示手段)12、観察者距離測定部(観察者距離測
定手段)13、画像距離制御部(画像距離制御手段)1
4、2つのフレームメモリLm,Rm、および、2つの
表示用のモニタLM,RMを備えているとともに、装置
の操作を行うための操作卓15を備えている。操作卓1
5には、ステレオ表示の選択、および、ステレオ表示の
撮影角度や撮影視差をセットする操作スイッチ(図示省
略)などが設けられている。撮影視差は、通常、6°〜
10°の範囲から選ばれる。なお、上記の画像処理部1
0やステレオ表示部12あるいは画像距離制御部14
は、CPU(マイクロプロセッサ)および制御プログラ
ムなどを中心に構成されている。さらに、観察者距離測
定部13としては、赤外線子を利用した距離センサや超
音波を利用した距離センサなどが例示される。
【0015】ステレオ表示部12は、操作卓15でステ
レオ表示が選択された時に、2つのフレームメモリL
m,Rmに(後述するように)格納されたX線画像をモ
ニタLM,RMへ同時に映し出して交差法によるステレ
オ表示を静止画式で行わせるものである。観察者距離測
定部13は、モニタLM,RMとX線画像の観察者(医
師や撮影技師)との間の距離を測定するものである。画
像距離制御部14は、観察者距離測定部13により測定
された距離(検出距離)に基づき、ステレオ表示の2つ
のX線画像に対する観察者の観察視差と両X線画像の撮
影視差とが略等しくなるようステレオ表示の際の両X線
画像の中心間距離を調節する機能を有するものであり、
具体的には、ステレオ表示対象の2つのX線画像をフレ
ームメモリLm,Rmに格納する時に観察者距離測定部
13の検出距離に対応した分だけ格納エリア(番地)を
シフトさせる。
【0016】続いて、実施例のディジタルX線撮影装置
により、回転DSA撮影法によるステレオ表示を行う場
合を例にとり具体的に説明する。回転DSA撮影を実施
する場合、血管に造影剤を注入する前に、X線管1とイ
メージインテンシファイア2を保持機構3により被検体
Mの周りを適当な角度(例えば90°)だけ回転させな
がら様々な撮影角度から撮影を行い、各撮影角度で得ら
れたX線画像に対し画像処理部10で強調処理等を施し
た各X線画像をマスク像として画像メモリ11に撮影角
度と対応付けして次々記憶する。
【0017】次に、被検体Mの血管に造影剤を注入した
後、X線管1とイメージインテンシファイア2を保持機
構3により被検体Mの周りを回転させながら同様に様々
な撮影角度から撮影を行い、各撮影角度で得られたX線
画像(ライブ像)に対して画像処理部10で強調処理等
を施すとともに、各撮影角度で得られたライブ像から同
一撮影角度のマスク像を差し引く画像処理を施し、これ
をDSA像として画像メモリ11に撮影角度と対応付け
して次々記憶する。
【0018】このようにして、画像メモリ11へのDS
A像の記憶が終われば、操作卓15において、ステレオ
表示を選択するととともに、ステレオ表示対象の撮影角
度(撮影角度θ1)と撮影視差θaをセットすると、観
察者距離測定部13が、図3に示すように、モニタL
M,RMとX線画像の観察者との間の距離(検出距離)
Aを測定する。観察者距離測定部13で測定された検出
距離Aは、直ちに画像距離制御部14へ送られる。
【0019】一方、記憶メモリ11からは、ステレオ表
示対象の2枚のDSA像が順次読みだされて画像距離制
御部14に送られる。2枚のDSA像のうちの一方(D
SA像L)は、図2に示すように、X線管1とイメージ
インテンシファイア2が直線maで結ばれる位置にある
撮影角度θ1の時の画像であり、もう一方(DSA像
R)は、図2に示すように、X線管1とイメージインテ
ンシファイア2が直線mbで結ばれる位置にある撮影角
度(θ1+θa=θ2)の時の画像であり、DSA像L
とDSA像Rは撮影視差θaの関係とある。この撮影視
差θaは、 θa=V×F÷r……(1) で表される。Vは回転速度(V°/秒)、すなわち保持
機構3による1秒当たりの回転角度であり、rは画像収
集速度(r fr /秒)、すなわち1秒当たり収集される
X線画像の枚数であり、Fは画像ステップ数、すなわち
DSA像L,Rの間のX線画像の枚数である。したがっ
て、画像メモリ11からは、撮影角度θ1のDSA像L
と、DSA像LからF(=θa×r÷V)ステップ後の
DSA像Rとが読み出されてくることになる。
【0020】他方、画像距離制御部14は、観察者距離
測定部13の検出距離Aに対応したずれを考慮しながら
DSA像LをフレームメモリLmへ格納し、DSA像R
をフレームメモリRmへ格納する。検出距離Aとフレー
ムメモリLm,Rmにおける各DSA像L,Rの格納エ
リアの関係は以下のとおりである。図3に示すように、
観察者の観察視差θb、検出距離A、観察者の両眼の間
の距離(すなわち人間の眼の間隔)B、DSA像L,R
の中心間距離Cとすると、これらの間には、 C=2Atan(0.5×θb)−B……(2) という関係が成立する。(2)式中の検出距離Aと距離
Bは既に確定しているから、後は中心間距離Cの値で、
観察視差θbを決定できることが分かる。
【0021】そして、θb=θaであれば、観察視差と
撮影視差が等しい適切なステレオ表示になる。このθb
=θaの場合、上記(1)式の関係を参照すれば、
(2)式は、下記の(3)式ないし(4)式で表せる。 C=2Atan(0.5×θa)−B……(3) C=2Atan(0.5×V×F÷r)−B……(4) 上記(3),(4)式の右辺のパラメータA,B,θ
a,V,F,rの値は既に確定している。したがって、
残りのDSA像L,Rの中心間距離Cが右辺の値どおり
であれば、観察視差と撮影視差が等しい適切なステレオ
表示が実現されることになる。画像距離制御部14は、
上記式の右辺の値を算出し中心間距離Cが算出値となる
ように以下の制御を行う。
【0022】各フレームメモリLm,Rmは、図4に示
すように、X方向に0番地〜m番地、Y方向に0番地〜
n番地の有効エリアを有しており、画像距離制御部14
は、検出距離Aが基準距離A0の場合、図4に実線で示
すように、DSA像L,Rの中心LC,RCがフレーム
メモリLm,Rmの中心に位置するようDSA像L,R
をフレームメモリLm,Rmへ格納する。この格納状態
でのステレオ表示は、図5に実線で示すように、DSA
像LC,RCの中心がモニタLM,RMの中心に位置
し、DSA像L,Rの中心間距離が、θb=θaとなる
基準中心間距離C0になるよう調整されている。また、
DSA像L,Rの中心LC,RCがフレームメモリL
m,RmおよびモニタLM,RMの中心に一致している
場合、記憶エリアにも表示エリアにも左右に未だ十分な
余裕がある状態にある。
【0023】しかし、検出距離Aが基準距離A0より小
さい(A<A0)場合、(3)式などから明らかなよう
に、観察視差と撮影視差が等しくなるDSA像L,Rの
中心間距離が、2〔A0tan(0.5×θa)−At
an(0.5×θa)〕=Caだけ基準中心間距離C0
より減少する。したがって、画像距離制御部14は、図
4に一点鎖線で示すように、DSA像L,Rをフレーム
メモリLm,Rmへ格納する際、DSA像L,Rの中心
LC,RCがフレームメモリLm,Rmの中心から距離
0.5Caに相当する分だけ、フレームメモリLmでは
右側(番地の大きい側)へ、フレームメモリRmでは左
側(番地の小さい側)へそれぞれシフトするように格納
番地を変化させる。そうすると、図5に一点鎖線で示す
ように、モニタLM,RMの画面上のステレオ表示にお
いては、両DSA像L,RのLC,RCがそれぞれ0.
5Caだけ中央に接近してDSA像L,Rの中心間距離
が距離Caだけ減少し、観察視差と撮影視差が等しくな
る。
【0024】逆に、検出距離Aが基準距離A0より大き
い(A>A0)場合、(3)式などから明らかなよう
に、観察視差と撮影視差が等しくなるDSA像L,Rの
中心間距離が、2〔Atan(0.5×θa)−A0t
an(0.5×θa)〕=Cbだけ基準中心間距離C0
より増加する。したがって、画像距離制御部14は、図
4に二点鎖線で示すように、DSA像L,Rをフレーム
メモリLm,Rmへ格納する際、DSA像L,Rの中心
LC,RCがフレームメモリLm,Rmの中心からモニ
タLM,RMの画面の距離0.5Cbに相当する分だ
け、フレームメモリLmでは左側(番地の小さい側)
へ、フレームメモリRmでは右側(番地の大きい側)へ
それぞれシフトするように格納番地を変化させる。そう
すると、図5に二点鎖線で示すように、モニタLM,R
Mの画面上のステレオ表示においては、両DSA像L,
RのLC,RCがそれぞれ0.5Cbだけ中央から離反
してDSA像L,Rの中心間距離が距離Cbだけ増加
し、観察視差と撮影視差が等しくなる。
【0025】実施例装置では、このように、画像距離制
御部14によるDSA像L,Rの中心間距離の調節によ
り、ステレオ表示における観察視差が撮影視差に自動的
に等しくなるため、観察者は常に適切な奥行き感をもっ
て両DSA像L,Rの観察を行い、患部についての3次
元的な情報を正確に得ることができる。
【0026】この発明は、以下のように変形実施するこ
とが可能である。 (1)実施例の場合は、DSA像L,Rの中心間距離の
調節をフレームメモリの記憶エリアのシフトにより実現
していたが、DSA像L,Rの中心間距離の調節をモニ
タの電子ビームの左右シフトやモニタ全体の左右シフト
で行う構成のものを変形例として挙げることができる。
【0027】(2)実施例の場合は、表示モニタを2個
使用してステレオ表示を行ったが、表示モニタを1個だ
けとして、ひとつの画面に2個のX線画像を同時に映し
出しステレオ表示を行うものを変形例として挙げること
ができる。
【0028】(3)実施例では、DSA像のステレオ表
示を例に挙げたが、この発明は、DA像など種類の違う
像のステレオ表示に対しても、もちろん有効である。
【0029】(4)実施例では、X線およびイメージイ
ンテンシファイアを被検体Mの周りを90°回転させる
ようにしたが、この発明の場合、必ずしも90°回転さ
せる場合に限らず、ステレオ表示に必要な2つの撮影角
度の間だけの狭い範囲を回転させるようであってもよ
い。
【0030】(5)実施例では、ステレオ表示を静止表
示としたが、ステレオ表示を動画表示とする構成として
もよい。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明のディジタルX線撮影装置によれば、奥行き感の把握
が容易なX線画像のステレオ表示を行える構成を備えて
いる上、X線画像の観察者との間の距離に合わせて観察
視差と撮影視差とが略等しくなるように自動的にコント
ロールする構成を備えていることから、観察者が適切な
立体視を行うことができ、患部についての3次元的な情
報を正確に得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るディジタルX線撮影装置の要部構
成を示すブロック図である。
【図2】ディジタルX線撮影装置における撮影視差を説
明する模式図である。
【図3】ディジタルX線撮影装置における観察視差を説
明する模式図である。
【図4】実施例装置のフレームメモリの記憶の具体例を
示す模式図である。
【図5】実施例装置の表示モニタのX線画像の表示の具
体例を示す模式図である。
【符号の説明】
1…X線管 2…イメージインテンシファイア 3…保持機構 9…映像信号検出部 11…画像メモリ 12…ステレオ表示部 13…観察者距離測定部 14…画像距離制御部 LM…表示用のモニタ RM…表示用のモニタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体を挟んで対向支持されたX線管と
    イメージインテンシファイアとを種々の撮影角度に設定
    する保持機構と、前記保持機構により設定される各撮影
    角度ごとに行われる被検体へのX線照射に伴って前記イ
    メージインテンシファイアからX線画像をディジタル信
    号のかたちで得る映像信号検出手段と、前記映像信号検
    出手段により得られたX線画像を記憶する画像記憶手段
    と、前記画像記憶手段に記憶されたX線画像を表示する
    表示用のモニタとを備えたディジタルX線撮影装置にお
    いて、前記保持機構による撮影角度の設定が異なる2つ
    のX線画像を前記画像記憶手段から読み出して前記モニ
    タの画面上にステレオ表示するステレオ表示手段と、前
    記モニタとX線画像の観察者との間の距離を測定する観
    察者距離測定手段を備えるとともに、前記観察者距離測
    定手段により測定された距離に基づき、前記ステレオ表
    示の2つのX線画像を観察する観察者の各眼の視る角度
    の差(観察視差)と各X線画像の撮影角度の差(撮影視
    差)とが略等しくなるようモニタの画面上での2つのX
    線画像の中心間距離を調節する画像距離制御手段を備え
    ていることを特徴とするディジタルX線撮影装置。
JP8163535A 1996-06-25 1996-06-25 ディジタルx線撮影装置 Pending JPH105206A (ja)

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