JPS63102748A - Television tomographic imaging apparatus - 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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、Ｘ線管球から被検体にＸ線を照射して該被検
体内の任意断層面の断層像をテレビカメラで撮影、表示
するテレビ断層撮影装置に関し、特に任意の傾斜断面の
断層像を再構成できるようにしたテレビ断層撮影装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a television that irradiates a subject with X-rays from an X-ray tube and photographs and displays tomographic images of arbitrary tomographic planes within the subject using a television camera. The present invention relates to a tomography apparatus, and particularly relates to a television tomography apparatus capable of reconstructing a tomographic image of an arbitrary inclined cross section.

従来の技術 従来のテレビ断層撮影装置は、第１２図に示すように、
Ｘ線管球１と、被検体２を間に挟んで上記Ｘ線管球１と
対向配置され透過Ｘ線を可視光に変換する検出器３と、
この出力光学像を撮影するテレビカメラ４と、上記Ｘ線
管球１と検出器３の位置関係を変化させる走査装置と、
上記テレビカメラ４の出力信号をディジタル量に変換す
るＡ／Ｄ変換器５と、このディジタル信号を格納する記
憶装置としてのフレームメモリ６ａ、６ｂ、・・・６ｎ
と、これらのフレームメモリ６ａ〜６ｎからデータを読
み出して演算処理する演算装置７と、この演算処理され
たディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換
器８及びそのアナログ信号を表示するモニタ９から成る
表示装置とを有して成っていた。そして、上記被検体２
の二次元的なＸ線の透過あるいは吸収分布を、上記Ｘ線
管球１と検出器３の相互の位置関係を矢印Ａ、Ｂのよう
に変化させながら複数回計測し、この複数枚の画像より
、被検体２内の一平面を通過するデータの組に対して演
算を行い、上記被検体２内の任意の断層面の断層像を演
算、表示していた。BACKGROUND ART A conventional television tomography apparatus, as shown in FIG.
an X-ray tube 1; a detector 3 that is placed opposite the X-ray tube 1 with the subject 2 in between and converts transmitted X-rays into visible light;
a television camera 4 that captures this output optical image; a scanning device that changes the positional relationship between the X-ray tube 1 and the detector 3;
An A/D converter 5 that converts the output signal of the television camera 4 into a digital quantity, and frame memories 6a, 6b, . . . 6n as storage devices that store this digital signal.
, an arithmetic unit 7 that reads data from these frame memories 6a to 6n and processes it, a D/A converter 8 that converts the processed digital signal into an analog signal, and a monitor 9 that displays the analog signal. It consisted of a display device consisting of. Then, the subject 2
The two-dimensional X-ray transmission or absorption distribution is measured multiple times while changing the mutual positional relationship between the X-ray tube 1 and the detector 3 as shown by arrows A and B, and these multiple images are Therefore, calculations are performed on a set of data passing through one plane within the subject 2, and a tomographic image of an arbitrary tomographic plane within the subject 2 is calculated and displayed.

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来のテレビ断層撮影装置において
は、上記演算装置７により、各フレームメモリ６ａ〜６
ｎから読み出した各投影画像のデータを、その平面内で
適宜のシフト量でシフト処理すると共に加算平均して画
像を再構成しているだけなので、第１２図に示す被検体
２を寝載する天板１０に平行な断層面の断層像が得られ
るだけであった。従って、被検体２の体内の診断情報と
しては平面的なものしか得られず、装置の臨床価値を十
分に増大させることはできなかった。Problems to be Solved by the Invention However, in such a conventional television tomography apparatus, the arithmetic unit 7 processes each frame memory 6a to 6.
Since the image is simply reconstructed by shifting the data of each projection image read out from n by an appropriate shift amount within the plane and adding and averaging, the subject 2 shown in FIG. 12 is placed lying down. Only a tomographic image of a tomographic plane parallel to the top plate 10 was obtained. Therefore, only two-dimensional diagnostic information inside the body of the subject 2 could be obtained, and the clinical value of the device could not be sufficiently increased.

これに対処して、第１３図に示すように、検出器３を適
宜の角度で傾斜させて撮影すれば、被検体２に対する載
断面１１を傾斜することができ、傾斜断面の断層像を得
ることができる。しかし。To deal with this, as shown in FIG. 13, by tilting the detector 3 at an appropriate angle and photographing, the plane 11 on which the object 2 is placed can be tilted, and a tomographic image of the tilted cross section can be obtained. be able to. but.

この場合は、上記検出器３を傾斜させる機構を必要とし
、装置が複雑化すると共に大形化するものであった。ま
た、−回の走査移動による断層撮影では、そのときの検
出器３の傾斜角度による一種類の傾斜断面の断層像しか
得られないので、任意の傾斜断面の断層像を撮影するた
めには、検出器３の傾斜角度をいくつか変更して何回も
撮影しなければならない。従って、断層像の撮影に時間
がかかると共に、被検体２に対するＸ線の被曝量が増大
するものであった。In this case, a mechanism for tilting the detector 3 is required, making the device complicated and large. Furthermore, in tomography performed by - times of scanning movements, only one type of inclined cross-sectional tomographic image can be obtained depending on the inclination angle of the detector 3 at that time, so in order to obtain a tomographic image of an arbitrary inclined cross-section, It is necessary to change the inclination angle of the detector 3 and take pictures many times. Therefore, it takes time to take a tomographic image, and the amount of X-rays that the subject 2 is exposed to increases.

そこで、本発明は、検出器３を傾斜させることなく、任
意の傾斜断面の断層像を再構成することができるテレビ
断層撮影装置を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a television tomography apparatus that can reconstruct a tomographic image of an arbitrary inclined cross section without tilting the detector 3.

問題点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、Ｘ線管球と、
検出器と、テレビカメラと、走査装置と、Ａ／Ｄ変換器
と、記憶装置と、演算装置と、表示装置とを有し、上記
被検体内の任意の断層面の断層像を演算、表示するテレ
ビ断層撮影装置において、上記演算装置の制御部には、
被検体のある断層面からある高さだけ離れた位置につい
てＸ線管球の各投影位置毎の投影画像のずれ量を求め上
記検出器に平行な任意断層面の断層像を再構成するため
のシフト量を高さ方向に求めて成るシフト処理テーブル
を記憶したシフト処理テーブルメモリを接続すると共に
、断層像を求めようとする傾斜断面を決定するための空
間座標を入力する傾斜断面入力手段を接続して成り、上
記決定された傾斜断面と上記検出器に平行で上記傾斜断
面の高さ方向に稠密な各断層面とが交わる部分のデータ
の位置を各投影画像上に求め、これらのデータに対して
上記シフト処理テーブルを用いてシフト加算及び平均処
理をすることにより傾斜断面の断層像を再構成するよう
にしたテレビ断層撮影装置によってなされる。Means for Solving the Problems The means of the present invention for solving the above problems comprises an X-ray tube,
It has a detector, a television camera, a scanning device, an A/D converter, a storage device, a calculation device, and a display device, and calculates and displays a tomographic image of an arbitrary tomographic plane within the subject. In the television tomography apparatus, the control unit of the arithmetic unit includes:
To reconstruct a tomographic image of an arbitrary tomographic plane parallel to the detector by calculating the amount of deviation of the projected image for each projection position of the X-ray tube at a position a certain height away from a certain tomographic plane of the subject. A shift processing table memory storing a shift processing table formed by determining the shift amount in the height direction is connected, and an inclined section input means for inputting spatial coordinates for determining an inclined section from which a tomographic image is to be obtained is connected. The data position of the intersection of the determined inclined cross section and each tomographic plane parallel to the detector and dense in the height direction of the inclined cross section is determined on each projection image, and these data are On the other hand, this is performed by a television tomography apparatus that reconstructs a tomographic image of an inclined cross section by performing shift addition and averaging processing using the shift processing table.

作用 本発明によるテレビ断層撮影装置は、第１図に示すよう
に、Ｘ線管球１に対向して相対移動する検出器３を傾斜
させることなく被検体を寝載した天板に平行な状態で撮
影したときの、上記Ｘ線管球１の各投影位置に対応する
各投影画像１２，１２、・・・を用いて、立体像切断法
により任意の傾斜断面の断層像を再構成するものである
。この立体像切断法とは、第１図に示すように検出器３
を傾斜させない状態で撮影したときの各投影画像１２゜
１２、・・・をシフト加算平均処理して、第２図に示す
ように、目的の傾斜断面１３の各高さにおける平行な断
層面１４ａ、１４ｂ、・・・を稠密に再構成して得られ
る立体１５を仮定し、この立体１５を任意の傾斜面で切
断したときの切断面を目的の傾斜断面１３として得るも
のである。Function: As shown in FIG. 1, the television tomography apparatus according to the present invention allows the detector 3, which moves relative to the X-ray tube 1, to be in a state parallel to the top plate on which the subject is placed, without tilting it. A tomographic image of an arbitrary inclined cross section is reconstructed by a stereoscopic image cutting method using each projection image 12, 12, . . . corresponding to each projection position of the X-ray tube 1 when photographed by It is. This three-dimensional image cutting method is as shown in Fig. 1.
The projection images 12° 12, . , 14b, .

ここで、第１図におけるある断層面１４ａを載断面とし
、この載断面１４ａに平行な断層面１４ｂ、・・・（第
２図参照）を稠密に再構成するには時間がかかるし、そ
の稠密な断層面を記録しておく媒体の容量も大きくなる
ので、上記稠密な断層面１４ａ、１４ｂ、・・・を再構
成することは実際には行わない、この場合、第２図に示
すように、傾斜断面１３を再構成するうえで必要なデー
タは、ある高さ２の平行な断層面１４ｂと目的の傾斜断
面１３とが交わる部分のデータ列りである。そこで、こ
のデータ列りが撮影により得られた各投影画像１２（第
１図参照）上でどの位置に投影されるかを求め、これを
データ列にとする。このとき、同じ高さ２のデータ列り
は直線に投影される。そして、上記のデータ列ｋをすべ
ての各投影画像１２゜１２、・・・について求め、これ
らをシフト加算処理後平均化することにより、傾斜断面
１３上の高さ２の位置にあるデータ列りを求める。この
処理を、上記傾斜断面１３上のすべての高さについて稠
密に行うことにより、目的の傾斜断面１３の断層像が再
構成される。Here, it takes time to take a certain fault plane 14a in FIG. 1 as a loaded plane and densely reconstruct the fault planes 14b, . . . (see FIG. 2) parallel to this loaded plane 14a. Since the capacity of the medium for recording dense tomographic planes becomes large, it is not actually necessary to reconstruct the dense tomographic planes 14a, 14b, etc. In this case, as shown in FIG. In addition, the data necessary to reconstruct the inclined cross section 13 is a data sequence of the portion where the parallel tomographic plane 14b of a certain height 2 intersects with the intended inclined cross section 13. Therefore, the position at which this data string is projected on each projection image 12 (see FIG. 1) obtained by photographing is determined and used as a data string. At this time, data rows of the same height 2 are projected onto a straight line. Then, by obtaining the above-mentioned data string k for all the projected images 12°12, . seek. By performing this process densely for all heights on the inclined cross section 13, a tomographic image of the intended inclined cross section 13 is reconstructed.

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。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第３図は本発明によるテレビ断層撮影装置の第一の実施
例を示すブロック図である。このテレビ断層撮影装置は
、Ｘ線管球から被検体にＸ線を照射して該被検体内の任
意断層面の断層像をテレビカメラで撮影、表示するもの
で、Ｘ線管球１と、検出器３と、テレビカメラ４と、Ａ
／Ｄ変換器５と、記憶装置と、演算装置！７と、表示装
置とを有している。Ｘ線管球１は、被検体２に対してＸ
線を照射するものである。検出器３は、上記被検体２の
透過Ｘ＃Ｉを可視光に変換するもので１例えばイメージ
・インテンシファイヤから成り、被検体２を間に挟んで
上記Ｘ線管球１と対向配置されている。テレビカメラ４
は、上記検出器３の出力光学像を撮影して電気信号に変
換するものである。FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the television tomography apparatus according to the present invention. This television tomography apparatus irradiates a subject with X-rays from an X-ray tube and photographs and displays a tomographic image of an arbitrary tomographic plane within the subject using a television camera, and includes an X-ray tube 1, Detector 3, TV camera 4, and A
/D converter 5, storage device, and arithmetic device! 7 and a display device. The X-ray tube 1 transmits X to the subject 2.
It irradiates a beam. The detector 3 converts the transmitted X#I of the object 2 into visible light, and is composed of, for example, an image intensifier, and is arranged opposite to the X-ray tube 1 with the object 2 in between. ing. TV camera 4
is for photographing the output optical image of the detector 3 and converting it into an electrical signal.

走査装置は、上記Ｘ線管球１と検出器３の位置関係を例
えば矢印Ａ、Ｂのように変化させるもので。The scanning device changes the positional relationship between the X-ray tube 1 and the detector 3 as shown by arrows A and B, for example.

図示省略したが、Ｘ線管球１の走査軌道及び検出器３の
走査軌道並びにそれらの駆動装置等から成る。Ａ／Ｄ変
換器５は、上記テレビカメラ４の出力信号をディジタル
量に変換するものである。記憶装置は、上記Ａ／Ｄ変換
器５によりディジタル量に変換された信号を記憶するも
ので、各投影画像毎の別々のフレームメモリ６ａ、６ｂ
、・・・６ｎ及びバッファ用フレームメモリ６′と出力
用フレームメモリ６′から成る。演算装置７は、上記各
フレームメモリ６８〜６ｎに格納されたデータを読み出
して演算処理するものである。表示装置は、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
信号に変換して表示するもので、Ｄ／Ａ変換器８とモニ
タ９とから成る。Although not shown, it consists of the scanning trajectory of the X-ray tube 1, the scanning trajectory of the detector 3, their driving devices, etc. The A/D converter 5 converts the output signal of the television camera 4 into a digital quantity. The storage device stores signals converted into digital quantities by the A/D converter 5, and includes separate frame memories 6a and 6b for each projection image.
, . . 6n, a buffer frame memory 6', and an output frame memory 6'. The arithmetic device 7 reads the data stored in each of the frame memories 68 to 6n and performs arithmetic processing on the data. The display device converts the digital signal processed by the arithmetic device 7 into an analog signal and displays it, and is composed of a D/A converter 8 and a monitor 9.

なお、第１図において、符号１６はＡ／Ｄ変換器５から
のディジタル信号を対数変換する対数変換器であり、符
号１７は各フレームメモリ６ａ〜６ｎからの画像のコン
トラストを強調するエンハンス回路である。また、符号
１８は各構成要素を制御する制御部であり、制御信号Ｓ
１によりＸ線管球１からのＸ線の照射を制御したり、制
御信号Ｓ２によりテレビカメラ４を走査して画像の取り
込みを制御したり、制御信号Ｓ、によって演算装置７を
制御し、上記取り込んだ画像データをフレームメモリ６
８〜６ｎのどこに格納するかを制御したり、さらに制御
信号Ｓ４により演算装置７を制御し、各フレームメモリ
６８〜６ｎの画像データに対して所要の演算処理を行わ
せるように制御するものである。In FIG. 1, numeral 16 is a logarithmic converter that logarithmically converts the digital signal from the A/D converter 5, and numeral 17 is an enhancement circuit that emphasizes the contrast of the images from each frame memory 6a to 6n. be. Further, reference numeral 18 is a control unit that controls each component, and the control signal S
1 to control the irradiation of X-rays from the X-ray tube 1, control signal S2 to scan the television camera 4 to control image capture, control signal S to control the arithmetic device 7, and The captured image data is stored in frame memory 6.
8 to 6n, and further controls the arithmetic unit 7 using the control signal S4 to perform necessary arithmetic processing on the image data in each frame memory 68 to 6n. be.

そして、上記Ｘ線管球１からのＸ線の照射に対してテレ
ビカメラ４が走査を行い、上記被検体２の二次元的なＸ
線の透過あるいは吸収分布を、上記Ｘ線管球１と検出器
３の相互の位置関係を矢印Ａ、Ｈのように変化させなが
ら複数回計測し、この複数枚の画像より、被検体２内の
一平面を通過するデータの組に対して演算を行い、上記
被検体２内の検出器３面に略平行な任意の断層面の断層
像を演算、表示する。このとき、上記演算装置７は、各
フレームメモリ６ａ〜６ｎから読み出した各投影画像の
データを、適宜のシフト量でシフト処理し、加算平均し
て画像を再構成する。Then, the television camera 4 scans the X-ray irradiation from the X-ray tube 1, and the two-dimensional X-ray of the subject 2 is scanned.
The transmission or absorption distribution of the rays is measured multiple times while changing the mutual positional relationship between the X-ray tube 1 and the detector 3 as shown by arrows A and H, and from these multiple images, the inside of the subject 2 is determined. Computation is performed on a set of data passing through one plane, and a tomographic image of an arbitrary tomographic plane substantially parallel to the plane of the detector 3 within the subject 2 is computed and displayed. At this time, the arithmetic unit 7 shifts the data of each projection image read out from each frame memory 6a to 6n by an appropriate shift amount, adds and averages the data, and reconstructs the image.

ここで、本発明においては、上記演算装置７の制御部１
８に、シフト処理テーブルメモリ１９が接続されると共
に、傾斜断面入力手段２０が接続されている。上記シフ
ト処理テーブルメモリ１９は、Ｘ線管球１の移動に伴う
各投影位置毎の投影画像における投影中心と画像とのず
れ量を補正するもので、被検体２のある断層面、例えば
第１図に示す断層面１４ａからある高さ２だけ離れた位
置についてＸ線管球１の各投影位置毎の投影画像のずれ
量を予め計測し、検出器３に平行な任意断層面（例えば
１４ｂ）の断層像を再構成するためのシフト量を高さ方
向に求め、そのシフト量のデータをテーブル化したシフ
ト処理テーブルが記憶されている。Here, in the present invention, the control section 1 of the arithmetic device 7
A shift processing table memory 19 is connected to 8, and an inclined section input means 20 is also connected thereto. The shift processing table memory 19 is for correcting the amount of shift between the projection center and the image in the projection image for each projection position due to the movement of the X-ray tube 1. The amount of deviation of the projected image for each projection position of the X-ray tube 1 is measured in advance at a position separated by a certain height 2 from the tomographic plane 14a shown in the figure, and an arbitrary tomographic plane (for example, 14b) parallel to the detector 3 is measured. A shift processing table is stored in which the shift amount for reconstructing the tomographic image of is determined in the height direction and the data of the shift amount is tabulated.

次に、上記シフト処理テーブルメモリ１９へ格納するシ
フト処理テーブルの作成について、第４図及び第５図を
参照して説明する。初めに、第４図に示すように、第３
図に示す被検体２を寝載する天板１０の上面にｘ、ｙ、
ｚの直交座標系を設定し、上記天板１０の上面にて被検
体２を寝載する位置に、第５図（ａ）〜（Ｑ）に示すよ
うに、例えば直径１ｍｍの鉄球から成る計測用ファント
ム２１．２１．・・・を、例えば（ａ）図に示すように
高さ方向の間隔Δｚ＝１０ｍｍで複数個（例えば１３個
）配列する。次に、このように配列された計測用ファン
トム２１，２１．・・・を、Ｘ線管球１を矢印入方向に
移動しながらＸ線を照射して、各投影位置毎に順次撮影
する。そして、このように撮影した投影画像毎に、各計
測用ファントム２１゜２１、・・・の位置を求める１次
に、ある特定の計測用ファントム２１の位置から、他の
各計測用ファントム２１，２１．・・・の位置までの距
離（画素数）を１画素以下の精度で求め、各位置におけ
るシフト量を求める。これにより、上記特定の計測用フ
ァントム２１の高さを載断面としたときの他の各計測用
ファントム２１，２１．・・・の位置におけるシフト量
がわかる。そして、上記各位置におけるシフト量を用い
て、高さ方向に互いに隣り合う計測用ファントム２１，
２１間（間隔１０ｆｆＩｎ）のシフト量を補間により高
さ１ｍの単位で求め、このデータをテーブル化する。こ
れにより、任意断層面の断層像を再構成するためのシフ
ト処理テーブルが作成される。Next, creation of a shift processing table to be stored in the shift processing table memory 19 will be explained with reference to FIGS. 4 and 5. First, as shown in Figure 4,
x, y,
An orthogonal coordinate system of z is set, and at the position where the subject 2 is placed on the upper surface of the top plate 10, as shown in FIGS. Measurement phantom 21.21. For example, as shown in Figure (a), a plurality of (for example, 13) arrays are arranged at intervals of Δz=10 mm in the height direction. Next, the measurement phantoms 21, 21 . ... are sequentially imaged at each projection position by irradiating X-rays while moving the X-ray tube 1 in the direction of the arrow. Then, for each projection image photographed in this way, the position of each measurement phantom 21, 21, . 21. . . . The distance (number of pixels) to the position is determined with an accuracy of one pixel or less, and the amount of shift at each position is determined. This allows each of the other measurement phantoms 21, 21 . The amount of shift at the position of... can be found. Then, using the shift amount at each position, the measurement phantoms 21, which are adjacent to each other in the height direction,
21 (interval 10ffIn) is determined by interpolation in units of 1 m in height, and this data is tabulated. As a result, a shift processing table for reconstructing a tomographic image of an arbitrary tomographic plane is created.

上記傾斜断面入力手段２０は、これから断層像を求めよ
うとする傾斜断面を決定するための空間座標を入力する
もので、例えばキーボード等の入力装置から成り、第２
図に示す傾斜断面１３上の任意の三点Ｐ、Ｑ、Ｈの空間
座標を入力するようになっている。The inclined section input means 20 is for inputting spatial coordinates for determining an inclined section from which a tomographic image is to be obtained, and is composed of an input device such as a keyboard.
The spatial coordinates of arbitrary three points P, Q, and H on the inclined cross section 13 shown in the figure are input.

次に、このように構成されたテレビＩｌｆｒＭ撮影装置
の動作について、第６図及び第７図を参照して説明する
。まず、第３図に示すＸ線管球１と検出器３の相互の位
置関係を走査装置によって変化させながら、被検体２の
二次元的なＸ線の透過あるいは吸収分布を各投影方向毎
（第７図の符号１ａ。Next, the operation of the television IlfrM photographing apparatus configured as described above will be explained with reference to FIGS. 6 and 7. First, while changing the mutual positional relationship between the X-ray tube 1 and the detector 3 shown in FIG. Reference numeral 1a in FIG.

・・・ＩＱ、・・・１ｎ参照）に計測し、第７図に示す
ように複数枚の投影画像１２ａ、・・・１２℃、・・・
１２ｎを撮影する。すると、これらの投影画像１２ａ〜
１２ｎのデータは、第３図に示すＡ／Ｄ変換器５及び対
数変換器１６を介して各フレームメモリ６ａ〜６ｎに格
納される。この状態で、記憶装置内に設けられた出力用
フレームメモリ６′をゼロクリアしておく（第６図のス
テップＡ）。次に、傾斜断面入力手段２ｏにより演算袋
Ｍ７へ、第２図に示すこれから断層像を求めようとする
傾斜断面１３を決定する三点Ｐ、Ｑ、Ｈの空間座標を入
力する（ステップＢ）。例えば、点Ｐは載断面１４ａ上
のある点とし、点Ｑは上記載断面１４ａから高さ２の位
置の断層面１４ｂ上のある点とし、点Ｒは一番下の断層
面上のある点とすればよい。...IQ, ...1n), and as shown in FIG. 7, a plurality of projected images 12a, ...12°C, ...
Photograph 12n. Then, these projected images 12a~
The data of 12n is stored in each frame memory 6a to 6n via the A/D converter 5 and the logarithmic converter 16 shown in FIG. In this state, the output frame memory 6' provided in the storage device is cleared to zero (step A in FIG. 6). Next, the spatial coordinates of the three points P, Q, and H that determine the sloped cross section 13 from which a tomographic image is to be obtained shown in FIG. 2 are input into the calculation bag M7 by the slope section input means 2o (step B). . For example, point P is a certain point on the loaded plane 14a, point Q is a certain point on the tomographic plane 14b at a height of 2 from the above-mentioned cross section 14a, and point R is a certain point on the lowest tomographic plane. And it is sufficient.

すると、演算装置７は、上記三点Ｐ、Ｑ、Ｒの空間座標
から求めるべき傾斜断面１３の方程式を決定する（ステ
ップＣ）。次に、上記のように各投影画像１２ａ〜１２
ｎのデータが格納された記憶用のフレームメモリ６ａ〜
６ｎから第り投影画像（Ｌ＝１．２．・・・ｎ）を読み
出す（ステップＤ）。Then, the arithmetic unit 7 determines the equation of the inclined cross section 13 to be obtained from the spatial coordinates of the three points P, Q, and R (step C). Next, as described above, each projection image 12a to 12
Frame memories 6a to 6a for storage in which n data are stored.
The first projected image (L=1.2...n) is read from 6n (step D).

例えば、第一のフレームメモリ６ａから第７図に示す第
１投影画像１２ａを読み出す。次に、演算装置７は、制
御部１８の制御により、第３回に示すシフト処理テーブ
ルメモリ１９へ予め記憶されたシフト処理テーブルから
、第２図に示すように載断面１４ａから高さ２の位置に
ある断層面１４ｂを求めるときのシフト量を読み出す（
ステップＥ）。次に、第７図に示すように、傾斜断面１
３上の高さ２の位置にあるデータ列りが、第ａ投影位置
のＸ線管球ＩＱからのＸ線照射によって正射影される第
Ｑ投影画像１２Ｑ上で投影される位置のデータ列ｈ′を
求める（ステップＦ）。そして、このデータ列ｈ′をス
テップＥで読み出したシフト量だけシフト処理して、上
記第一のフレームメモリ６ａから読み出した第１投影画
像１２ａ上に投影される位置のデータ列ｋを求める（ス
テップＧ’）。次に、このシフト処理されたデータ列ｋ
を第３図に示すバッファ用フレームメモリ６′の高さ２
の位置に相当する一行へ出力する（ステップＨ）。これ
により、求めるべき傾斜断面１３上の高さ２の位置にあ
るデータ列りについてのシフト処理が終了する。For example, the first projection image 12a shown in FIG. 7 is read out from the first frame memory 6a. Next, under the control of the control unit 18, the arithmetic unit 7 calculates the shift processing table at a height of 2 from the mounting surface 14a as shown in FIG. Read the shift amount when finding the tomographic plane 14b at the position (
Step E). Next, as shown in FIG.
The data string h at the position where the data string at the height 2 on 3 is projected on the Q-th projection image 12Q, which is orthogonally projected by the X-ray irradiation from the X-ray tube IQ at the a-th projection position. ′ (Step F). Then, this data string h' is shifted by the shift amount read out in step E to obtain a data string k at a position projected onto the first projection image 12a read out from the first frame memory 6a (step G'). Next, this shifted data string k
The height 2 of the buffer frame memory 6' shown in FIG.
Output to one line corresponding to the position (step H). This completes the shift process for the data array located at the height 2 on the inclined cross section 13 to be determined.

このような状態で、上記傾斜断面１３の全ての高さにつ
いて処理したかどうか判断する（ステップＩ）。いまは
、ある高さ２についてのみシフト処理しただけであるの
で、ステップエは（１Ｎ　Ｏ１９側へ進み、ステップＥ
の前へ戻る。そして、ステップＥでは、シフト処理テー
ブルから次なる別の高さ２の位置の断層面を求めるとき
のシフト量を読み出し、その後ステップＥ→Ｆ→Ｇ→Ｈ
→工を繰り返す。このようにして、傾斜断面１３の全て
の高さについて処理が終了すると、ステップエはＹＥＳ
”側へ進む。これにより、求めるべき傾斜断面１３につ
いて、例えば第１投影画像１２ａに対応する処理データ
が生成される。次に、ステップＨのバッファ用フレーム
メモリ６′に格納された第り投影画像の処理データ、例
えば上記第１投影画像１２ａに対応する処理データを、
第３図に示す出力用フレームメモリ６′に格納された一
つ前の第（Ｌ−１）投影画像の処理データ（第り投影画
像が第１投影画像１２ａであるときは、第（Ｌ−１）投
影画像に該当するものは存在しない）と加算し、その加
算結果を上記出力用フレームメモリ６＃へ出力する（ス
テップＪ）。これにより、求めるべき傾斜断面１３につ
いて、各投影画像１２ａ、・・・１２Ω、・・・に対応
する処理データが加算処理される。In this state, it is determined whether all heights of the inclined cross section 13 have been processed (step I). Right now, we have only performed the shift processing for a certain height 2, so Step E moves to (1N O19 side and Step E
Return to previous page. Then, in step E, the shift amount for obtaining the next tomographic plane at another height 2 position is read from the shift processing table, and then in step E→F→G→H
→Repeat the process. In this way, when the processing is completed for all heights of the inclined cross section 13, the step E is YES.
As a result, processing data corresponding to, for example, the first projection image 12a is generated for the inclined cross section 13 to be obtained.Next, the processing data corresponding to the first projection image 12a in step H is Image processing data, for example, processing data corresponding to the first projection image 12a,
Processed data of the previous (L-1)th projection image stored in the output frame memory 6' shown in FIG. 3 (when the next projection image is the first projection image 12a, 1) There is no corresponding projection image), and the addition result is output to the output frame memory 6# (step J). As a result, the processing data corresponding to each projection image 12a, . . . 12Ω, .

このような状態で、第７図に示す全ての投影画像１２ａ
〜１２ｎについて処理したかどうか判断する（ステップ
Ｋ）、未だ処理の途中であれば、ステップには“Ｎｏ”
側へ進みステップＤの前へ戻る。そして、ステップＤ−
４Ｅ−４Ｆ→Ｇ→Ｈ→工→Ｊ→Ｋを繰り返す。このよう
にして、全投影画像１２ａ〜１２ｎについて処理が終了
すると、ステップには“Ｙ　Ｅ　Ｓ　”側へ進む。次に
、第３図に示す各フレームメモリ６ａ〜６ｎから順次読
み出されて上記のようにシフト処理し、かつ加算処理し
て出力用フレームメモリ６′に格納された処理データを
、全投影画像１２ａ〜１２ｎの数で除算し、平均化する
（ステップＬ）。この結果、傾斜断面１３についての断
層像が再構成される。そして、この傾斜断面１３の断層
像のデータは、第３図に示すエンハンス回路１７及びＤ
／Ａ変換器８を介してモニタ９へ入力し、その画面に表
示される。In this state, all the projected images 12a shown in FIG.
Determine whether ~12n has been processed (step K). If processing is still in progress, enter "No" in the step.
Go to the side and return to before Step D. And step D-
Repeat 4E-4F → G → H → Engineering → J → K. When the processing for all the projected images 12a to 12n is completed in this way, the process proceeds to the "YES" side in step. Next, the processed data sequentially read out from each of the frame memories 6a to 6n shown in FIG. 12a to 12n and averaged (Step L). As a result, a tomographic image regarding the inclined cross section 13 is reconstructed. The data of the tomographic image of this inclined section 13 is then processed by the enhancement circuit 17 and D shown in FIG.
The signal is input to the monitor 9 via the /A converter 8 and displayed on the screen.

なお、第６図に示すフローチャートのステップＢにおい
て、傾斜断面１３を決定するために入力する三点の空間
座標を任意に指定することにより、所望の任意の傾斜断
面１３の断層像を再構成することができる。In step B of the flowchart shown in FIG. 6, the tomographic image of any desired inclined section 13 is reconstructed by arbitrarily specifying the spatial coordinates of three points to be input to determine the inclined section 13. be able to.

第８図は本発明の第二の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、演算装置７の制御部１８に、Ｘ線管球
１と被検体２を寝載する天板１０との距離を検出して高
さ方向に稠密な各断層面ごとの像の拡大率の変化を補正
する拡大率補正手段２２を接続したものである。Ｘ線管
球１と被検体２の載断面１４ａと検出器３との位置関係
を拡大して示すと、第９図に示すようになるが、この図
からも明らかなように、被検体２がＸ線管球１に近づく
程、検出器３の入射面上の像は拡大される。FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the control unit 18 of the arithmetic unit 7 detects the distance between the X-ray tube 1 and the top plate 10 on which the subject 2 is placed, and generates images for each tomographic plane that are dense in the height direction. It is connected to an enlargement ratio correction means 22 for correcting changes in enlargement ratio. An enlarged view of the positional relationship between the X-ray tube 1, the mounting surface 14a of the subject 2, and the detector 3 is shown in FIG. The closer to the X-ray tube 1 the image on the entrance plane of the detector 3 is magnified.

ここで、第９図において、Ｘ線管球１と被検体２の載断
面１４ａとの距離をＱｉとし、上記載断面１４ａと検出
器３の入射面との距離をＱ、ｌとし、上記載断面１４ａ
とある断層面１４ｂとの距離を２とすると、検出器３の
入射面上の像の拡大率Ｍは、次式で表される。Here, in FIG. 9, the distance between the X-ray tube 1 and the mounting surface 14a of the subject 2 is Qi, the distance between the above-mentioned cross section 14a and the entrance surface of the detector 3 is Q, l, and the above-mentioned Cross section 14a
Assuming that the distance to a certain tomographic plane 14b is 2, the magnification M of the image on the entrance plane of the detector 3 is expressed by the following equation.

Ｑ□−２ そして、第７図に示すような傾斜断面１３においては、
載断面１４ａとある断層面１４ｂとの距離２が、高さ方
向に稠密な断層面ごとに変化するので、各断層面で上記
拡大率Ｍが異なり、処理結果の像が歪むこととなる。こ
のとき、Ｘ線管球１と検出器３との間の距離（Ｑ□＋ρ
２）は一定であるので、被検体２を寝載する天板１０の
位置を検出すれば、その位置におけるＱｌｅ　Ｑｌｅ　
Ｚは全て計算で求めることができる。そこで、この実施
例においては、拡大率補正手段２２によって、上記天板
１０の位置を検出し、第（１）式に各位を代入して拡大
率Ｍを求め、この拡大率Ｍの相違を補正するものである
。この場合は、得られる傾斜断面１３の断層像の歪を除
去できる。Q□-2 And in the inclined cross section 13 as shown in Fig. 7,
Since the distance 2 between the loaded plane 14a and a certain tomographic plane 14b changes for each tomographic plane that is dense in the height direction, the magnification factor M differs for each tomographic plane, and the image resulting from the processing is distorted. At this time, the distance between the X-ray tube 1 and the detector 3 (Q□+ρ
2) is constant, so if the position of the top plate 10 on which the subject 2 is placed is detected, Qle at that position is
All Z can be obtained by calculation. Therefore, in this embodiment, the position of the top plate 10 is detected by the magnification correction means 22, and the magnification factor M is obtained by substituting each position into equation (1), and the difference in the magnification factor M is corrected. It is something to do. In this case, distortion of the obtained tomographic image of the inclined cross section 13 can be removed.

第１０図は本発明の第三の実施例を示すブロック図であ
る。この実施例は、演算装置７の制御部１８に、テレビ
カメラ４における画面の画素サイズを検出器３における
入射面の実寸法に変換して像の歪を補正する実寸補正入
力手段２３を接続したものである。第７図において、傾
斜断面１３については、ＸｅＶ平面は検出器３を介して
テレビカメラ４の画素単位で表され、２方向は実寸法（
■単位）で表されるので、このまま上記傾斜断面１３の
断層像を再構成すると−Ｘ、’ｊ軸と２軸とで座標軸の
単位が異なり、処理結果の像が歪むこととなる。そこで
、この実施例においては、実寸補正入力手段２３によっ
て、上記テレビカメラ４の１画素の大きさを実寸で表し
、処理をすべて実寸で行うように補正するものである。FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, an actual size correction input means 23 is connected to the control unit 18 of the arithmetic unit 7. The actual size correction input means 23 converts the pixel size of the screen of the television camera 4 into the actual size of the incident surface of the detector 3 to correct image distortion. It is something. In FIG. 7, regarding the inclined cross section 13, the XeV plane is expressed in units of pixels of the television camera 4 via the detector 3, and the two directions are the actual dimensions (
If the tomographic image of the inclined section 13 is reconstructed as is, the units of the coordinate axes will be different between the -X and 'j axes and the two axes, and the image resulting from the processing will be distorted. Therefore, in this embodiment, the size of one pixel of the television camera 4 is expressed in actual size by the actual size correction input means 23, and correction is made so that all processing is performed in the actual size.

すなわち、第１１図に示すように、検出器３の入射径を
ｉインチとし、テレビカメラ４における画像を構成する
マトリクスをｐ画素×ｐ画素とすると、このときの１画
素の大きさＳ（ａｍ／画素）は、１インチが２５ｎａで
あるから。That is, as shown in FIG. 11, if the incident diameter of the detector 3 is i inch, and the matrix constituting the image on the television camera 4 is p pixels x p pixels, then the size of one pixel S (am /pixel) because 1 inch is 25 na.

（１行余白） ｉ　×２５ Ｓ＝□・・・　（２） となる。従って、実寸補正入力手段２３によって上記第
（２）式に値１ｙＰを入力して画素の大きさを実寸に補
正すればよい。この場合は、得られる傾斜断面１３の断
層像の歪を除去できる。(1 line margin) i × 25 S = □... (2) It becomes. Therefore, the actual size correction input means 23 inputs the value 1yP into the above equation (2) to correct the size of the pixel to the actual size. In this case, distortion of the obtained tomographic image of the inclined cross section 13 can be removed.

なお、以上の第三の実施例についての説明では、実寸補
正入力手段２３のみを設けた場合について述べたが１本
発明はこれに限らず、第１０図に示すように、拡大率補
正手段２２と実寸補正入力手段２３の両方を設けたもの
であってもよい。この場合は、傾斜断面１３による像の
拡大率の変化を補正できると共に、テレビカメラ４の画
素サイズを実寸に補正でき、得られる傾斜断面１３の断
層像の歪をほとんど除去して良好な画像とすることがで
きる。In the above description of the third embodiment, a case has been described in which only the actual size correction input means 23 is provided; however, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. and actual size correction input means 23 may be provided. In this case, it is possible to correct the change in the magnification of the image due to the inclined section 13, and also to correct the pixel size of the television camera 4 to the actual size, and almost all distortions in the obtained tomographic image of the inclined section 13 are removed, resulting in a good image. can do.

発明の効果 本発明は以上のように構成されたので、被検体２につい
て天板１０に平行な任意断層面の断層像だけではなく、
任意の傾斜断面１３の断層像を再構成することができる
。従って、被検体２の体内の診断情報として三次元的に
把握でき、診断能を向上させることができると共に、装
置の臨床価値を増大させることができる。Effects of the Invention Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain not only a tomographic image of an arbitrary tomographic plane parallel to the top plate 10 of the subject 2;
A tomographic image of an arbitrary inclined cross section 13 can be reconstructed. Therefore, diagnostic information inside the body of the subject 2 can be grasped three-dimensionally, improving diagnostic performance and increasing the clinical value of the device.

また、検出器３は水平のままでよいので、該検出器３を
傾斜させる機構を何ら必要とせず、装置が複雑化、大形
化することはない。Further, since the detector 3 can remain horizontal, no mechanism for tilting the detector 3 is required, and the device does not become complicated or large.

さらに、−回の走査移動による断層撮影によって、天板
１０に平行な任意断層面の断層像を再構成できると共に
、任意の傾斜角度の傾斜断面１３の断層像をも再構成で
きるので、同じ被検体２について何回も撮影することを
要さず、断層像の撮影時間を短縮できると共に、被検体
２に対するＸ線の被曝量を減少させることができる。Furthermore, by tomography performed by - times of scanning movement, it is possible to reconstruct a tomographic image of an arbitrary tomographic plane parallel to the top plate 10, and also a tomographic image of an inclined plane 13 having an arbitrary inclination angle. It is not necessary to image the subject 2 many times, and the time required to take a tomographic image can be shortened, and the amount of X-rays to which the subject 2 is exposed can be reduced.

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

第１図は本発明のテレビ断層撮影装置における傾斜断面
の断層像を再構成する原理を示す説明図、第２図はその
原理としての立体像切断法により任意の傾斜断面を得る
状態を示す説明図、第３図は本発明によるテレビ断層撮
影装置の第一の実施例を示すブロック図、第４図及び第
５図はシフト処理テーブルを作成するための計測用ファ
ントムの配列状態を示す説明図、第６図は本発明の装置
における傾斜断面の断層像を再構成する手順を示すフロ
ーチャート、第７図は上記傾斜断面の断層像を再構成す
る動作を模式的に示す斜視図、第８図は本発明の第二の
実施例を示すブロック図、第９図は第二の実施例におけ
る拡大率補正の例を示す説明図、第１０図は本発明の第
三の実施例を示すブロック図、第１１図は第三の実施例
における画・素サイズの実寸を求める例を示す説明図、
第１２図は従来のテレビ断層撮影装置を示すブロック図
、第１３図は他の従来例において傾斜断面の断層像を得
る状態を示す説明図である。 １・・・Ｘ線管球、　２・・・被検体、　３・・・検出
器、４・・・テレビカメラ、　５・・・Ａ／Ｄ変換器、
　６ａ〜６ｎ、６’　、６’・・・フレームメモリ（記
憶装置）、　７・・・演算装置、　８・・・Ｄ／Ａ変換
器、　９・・・モニタ、　１０・・・天板、　　１２，
１２ａ〜１２ｎ；・・投影画像、　　１３・・・傾斜断
面、　１４ａ・・・載断面、　１４ｂ・・・断層面、　
　１８・・・制御部、１９・・・シフト処理テーブルメ
モリ、　２０・・・傾斜断面入力手段、　２２・・・拡
大率補正手段、　２３・・・実寸補正入力手段。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of reconstructing a tomographic image of an inclined cross section in the television tomography apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which an arbitrary inclined cross section is obtained by the stereoscopic image cutting method as the principle. 3 are block diagrams showing the first embodiment of the television tomography apparatus according to the present invention, and FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams showing the arrangement of measurement phantoms for creating a shift processing table. , FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for reconstructing a tomographic image of an inclined section in the apparatus of the present invention, FIG. 7 is a perspective view schematically showing the operation of reconstructing a tomographic image of an inclined section, and FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of magnification correction in the second embodiment, and FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. , FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of determining the actual pixel/element size in the third embodiment,
FIG. 12 is a block diagram showing a conventional television tomography apparatus, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state in which a tomographic image of an inclined cross section is obtained in another conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... X-ray tube, 2... Subject, 3... Detector, 4... Television camera, 5... A/D converter,
6a to 6n, 6', 6'... Frame memory (storage device), 7... Arithmetic device, 8... D/A converter, 9... Monitor, 10... Top plate, 12 ，
12a to 12n: Projected image, 13: Inclined section, 14a: Mounted section, 14b: Tomographic plane,
18... Control unit, 19... Shift processing table memory, 20... Inclined section input means, 22... Enlargement rate correction means, 23... Actual size correction input means.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）Ｘ線管球と、被検体を間に挟んで上記Ｘ線管球と
対向配置され透過Ｘ線を可視光に変換する検出器と、こ
の出力光学像を撮影するテレビカメラと、上記Ｘ線管球
と検出器の位置関係を変化させる走査装置と、上記テレ
ビカメラの出力信号をディジタル量に変換するＡ／Ｄ変
換器と、このディジタル信号を格納する記憶装置と、こ
の記憶装置から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信
号に変換して表示する表示装置とを有し、上記被検体内
の任意の断層面の断層像を演算、表示するテレビ断層撮
影装置において、上記演算装置の制御部には、被検体の
ある断層面からある高さだけ離れた位置についてＸ線管
球の各投影位置毎の投影画像のずれ量を求め上記検出器
に平行な任意断層面の断層像を再構成するためのシフト
量を高さ方向に求めて成るシフト処理テーブルを記憶し
たシフト処理テーブルメモリを接続すると共に、断層像
を求めようとする傾斜断面を決定するための空間座標を
入力する傾斜断面入力手段を接続して成り、上記決定さ
れた傾斜断面と上記検出器に平行で上記傾斜断面の高さ
方向に稠密な各断層面とが交わる部分のデータの位置を
各投影画像上に求め、これらのデータに対して上記シフ
ト処理テーブルを用いてシフト加算及び平均処理をする
ことにより傾斜断面の断層像を再構成するようにしたこ
とを特徴とするテレビ断層撮影装置。(1) An X-ray tube, a detector placed opposite to the X-ray tube with the subject in between and converting the transmitted X-rays into visible light, and a television camera that photographs the output optical image; A scanning device that changes the positional relationship between the X-ray tube and the detector, an A/D converter that converts the output signal of the television camera into a digital quantity, a storage device that stores this digital signal, and a storage device that stores the digital signal. It has an arithmetic device that reads out data and processes it, and a display device that converts the processed digital signal into an analog signal and displays it, and calculates and displays a tomographic image of any tomographic plane within the subject. In the television tomography apparatus, the control unit of the arithmetic unit is configured to calculate the amount of deviation of the projected image for each projection position of the X-ray tube for a position that is a certain height away from a certain tomographic plane of the subject, and perform the above-mentioned detection. A shift processing table memory storing a shift processing table for determining the shift amount in the height direction for reconstructing a tomographic image of an arbitrary tomographic plane parallel to the vessel is connected, and a tilted cross section for which a tomographic image is to be obtained is connected. a slope cross section input means for inputting spatial coordinates for determining the cross section, and a portion where the determined slope cross section intersects with each tomographic plane parallel to the detector and dense in the height direction of the slope cross section. The present invention is characterized in that a tomographic image of an inclined section is reconstructed by determining the position of the data on each projection image and performing shift addition and averaging processing on these data using the shift processing table. TV tomography equipment. （２）上記演算装置の制御部には、Ｘ線管球と被検体寝
載部との距離を検出して上記稠密な各断層面ごとの像の
拡大率の変化を補正する拡大率補正手段を接続したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のテレビ断層撮
影装置。(2) The control unit of the arithmetic unit includes a magnification correction unit that detects the distance between the X-ray tube and the subject bed and corrects changes in the magnification of the image for each of the dense tomographic planes. 2. A television tomography apparatus according to claim 1, wherein: a television tomography apparatus according to claim 1; （３）上記演算装置の制御部には、テレビカメラにおけ
る画面の画素サイズを検出器における入射面の実寸法に
変換して像の歪を補正する実寸補正入力手段を接続した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載のテレビ断層撮影装置。(3) The control unit of the arithmetic device is connected to an actual size correction input means for converting the pixel size of the screen of the television camera into the actual size of the incident surface of the detector to correct image distortion. A television tomography apparatus according to claim 1 or 2.