(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を透過したＸ線を検出してＸ線透視像を撮像するイメージインテンシファイアを含むＸ線透視手段を有し、前記イメージインテンシファイアをピントの合ったフォーカス状態とピントのボケたデフォーカス状態とに切り換え、前記Ｘ線透視手段の両状態で得られた撮像データをサブトラクションするようにしたＸ線サブトラクション装置であって、前記イメージインテンシファイアのフォーカス状態とデフォーカス状態との切り換えを、イメージインテンシファイアのカソード電極の印加電圧の切り換えで行うようにしたことを特徴とするＸ線サブトラクション装置。
【請求項２】
（ａ）被検体にＸ線を照射するＸ線管と前記被検体を透過したＸ線を検出するイメージインテンシファイアを含んでいて、Ｘ線透視像を撮像するＸ線透視手段と、（ｂ）前記Ｘ線透視手段で得られたＸ線透視像をディジタルデータ（撮像データ）に変換する信号変換手段と、（ｃ）前記信号変換手段で変換された撮像データを記憶しておく画像記憶手段と、（ｄ）前記イメージインテンシファイアのカソード電極への印加電圧を、フォーカス用電圧またはデフォーカス用電圧に切り換える電圧切り換える手段と、（ｅ）前記カソード電極にデフォーカス用電圧が印加された状態においてＸ線透視手段で撮像されて前記信号変換手段で変換された撮像データ（マスク像）と、前記カソード電極にフォーカス用電圧が印加された状態でＸ線透視手段で撮像されて前記信号変換手段で変換された撮像データ（ライブ像）とをサブトラクションする演算手段とを備えていることを特徴とするＸ線サブトラクション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスク像とライブ像とを得てこれらマスク像とライブ像とをサブトラクションすることにより血管等のサブトラクション像を得るデジタルサブトラクションアンギオグラフィ装置（ＤＳＡ装置）などのＸ線サブトラクション装置に係り、特に、高画質のサブトラクション像が得られるＸ線デフォーカス方式のＸ線サブトラクション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＤＳＡ装置による血管造影撮影（ＤＳＡ）は、被検体に造影剤を投与していない状態で撮像して得たマスク像と、被検体に造影剤を投与して撮像して得たライブ像とをサブトラクションすることによりサブトラクション像（血管像）を得ている。
【０００３】
ところが、下肢の血管造影撮影のように、Ｘ線撮像装置（Ｘ線管とイメージインテンシファイア、ＴＶカメラなどからなる撮像系で構成される）と、被検体との相対位置関係を被検体の体軸方向に変位させながら広い範囲の複数の撮像部位のサブトラクション像を得ようとするとき、造影剤投与の前後の２回の撮像を要することから、各撮像部位の造影剤の投与されていない状態のマスク像と、造影剤が投与された状態のライブ像とを同じ位置で撮像することは、装置の移動駆動機構の機械的誤差、被検体の体動等で実質上難しく、そのためにこれらの画像間でサブトラクションを行うと、その位置ずれに起因したアーティファクトが生ずる。
【０００４】
この問題は、被写体とＸ線撮像装置との相対的な位置関係を固定してサブトラクション像を得て造影剤の移動状態を観察する場合でも、マスク像とライブ像とを撮像する間に被検体が動いた際にも生じ、一定時間静止していることが難しい患者や、動いている臓器などについては実際上、ＤＳＡ手法が適用出来ないこともある。
そこで、血管に造影剤を投与して血管に造影剤を流している間にマスク像とライブ像との両方の画像を撮像するように構成して、マスク像の撮像タイミングとライブ像の撮像タイミングのずれを極力短縮したＸ線デフォーカス方式のＤＳＡ装置が、本出願人により提案された（特開平７−１５４６９５号公報）。
【０００５】
特開平７−１５４６９５号公報の提案に係るＤＳＡ装置は、被検体に造影剤が投与された状態で、イメージインテンシファイアのカソード電極とアノード電極との間に介在するピント調整用のフォーカス電極の印加電圧を、デフォーカス用電圧が印加された状態と、フォーカス用電圧が印加された状態とに切り換えるようにし、被検体に造影剤が投与された状態で、マスク像の撮影時にはイメージインテンシファイアのフォーカス電極にデフォーカス用電圧が印加された状態でＸ線透視撮影を行なってピントのボケた像を得、ライブ像の撮像時にはイメージインテンシファイアのフォーカス電極にフォーカス用電圧が印加された状態でＸ線透視撮影を行なってピントの合った像を得て、これら両画像をサブトラクションすることにより、サブトラクション像（血管像）を得るようにしたものである。
【０００６】
このような構成によれば、マスク像とライブ像は、いずれも造影剤が投与された被検体から、ピント調整用のフォーカス電極への印加電圧を切り換えることにより撮像されるので、マスク像とライブ像との撮像の間に造影剤の投与するための時間を取る必要がなく、マスク像とライブ像は、フォーカス電極への印加電圧を切り換えるだけで得られるので、マスク像の撮像タイミングとライブ像の撮像タイミングは極接近しており、撮像タイミングのずれは非常に短い。
したがって、マスク像とライブ像の撮像の間の被検体の体動、ないし、下肢の造影撮影のように、Ｘ線撮像装置と被検体との相対位置関係を変位させながら広い範囲で複数の撮像部位でのサブトラクション像を得る場合に、マスク像とライブ像を撮像する際の位置ずれを極力少なくでき、マスク像とライブ像の位置ずれが少なくなり、得られたサブトラクション像に発生するアーティファクトを低減できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マスク像の撮影時とライブ像の撮像時とでイメージインテンシファイアのピント調整用のフォーカス電極の印加電圧をデフォーカス用電圧とフォーカス用電圧とに切り換えるＸ線デフォーカス方式のＤＳＡ装置では、マスク像とライブ像との位置的ずれ、時間的ずれに起因したアーティファクトは低減できるものの、次の問題がある。
【０００８】
イメージインテンシファイアは、周知のように、光電子を放出する入力蛍光面と光電陰極よりなるカソード電極と、カソード電極と対向する位置に配置された出力蛍光面と、カソード電極より放出された光電子を加速・集束させる出力蛍光面の前段に配置されたアノード電極とこのアノード電極とカソード電極との間に配置された少なくとも一個のピント調整用のフォーカス電極とで形成された電子レンズ系と、これらを収容する真空容器とで構成されており、入力蛍光面像を電子レンズ系を介して出力蛍光面に縮小して像を結ばせることで、入力蛍光面像の明るさを出力蛍光面で数千倍にまで増幅すものである。
そのために、電子レンズ系を形成するカソード電極は接地（アース）されてアノード電極に２０〜３０ＫＶの高電圧が印加され、ピント調整用のフォーカス電極には、１０００数百Ｖの高電圧が印加されている。
【０００９】
Ｘ線デフォーカス方式のＤＳＡ装置では、ピント調整用のフォーカス電極の印加電圧をマスク像の撮影時とライブ像の撮像時とで、デフォーカス用電圧Ｖｄとフォーカス用電圧Ｖｆとに切り換えるが、このためには電圧Ｖｆ／Ｖｄは、１０００数百Ｖの高電圧に達し、このような高電圧を切り換えるには、高耐電圧・高絶縁の電圧の切り換え器（スィッチ）と備えたイメージインテンシファイア付勢用の電源装置が必要で、装置が大型・高価になると共に、高電圧を切り換えることによるスィッチングノイズが発生するという問題がある。
また、ボケの均一なマスク像を得るには２つ以上のフォーカス電極の印加電圧をＶｆ／Ｖｄに切り換えるようにする必要があり、このようにすると装置がより大型・高価になる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、高電圧の切り換えを要することなく、マスク像の撮影時とライブ像の撮像時とでイメージインテンシファイアをデフォーカス状態とフォーカス状態とに切り換えできるようにしたＸ線デフォーカス方式のＸ線サブトラクション装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るＸ線サブトラクション装置は、イメージインテンシファイアのフォーカス状態とデフォーカス状態との切り換えを、イメージインテンシファイアのカソード電極の印加電圧の切り換えで行うようにしたことを特徴としている。
【００１２】
具体的には、被検体にＸ線を照射するＸ線管と前記被検体を透過したＸ線を検出するイメージインテンシファイアを含んでいるＸ線透視手段で撮像されたＸ線透視像を信号変換手段でディジタルデータ（撮像データ）に変換して画像記憶手段に記憶しておき、電圧切り換える手段でイメージインテンシファイアのカソード電極への印加電圧を、フォーカス用電圧またはデフォーカス用電圧に切り換え、カソード電極にデフォーカス用電圧が印加された状態においてＸ線透視手段で撮像されて信号変換手段で変換された撮像データ（マスク像）と、カソード電極にフォーカス用電圧が印加された状態でＸ線透視手段で撮像されて信号変換手段で変換された撮像データ（ライブ像）とを演算手段でサブトラクションするようにしている。
【００１３】
本発明のＸ線サブトラクション装置よれば、カソード電極の印加電圧の切り換えでもって、イメージインテンシファイアをフォーカス状態とデフォーカス状態とに切り換えるので、ピントの合ったフォーカス状態でアース電位（＝０Ｖ）にあるカソード電極を数十Ｖの電圧に切り換えることで、デフォーカス状態とすることができる。
【００１４】
したがって、イメージインテンシファイアのデフォーカス状態とフォーカス状態とを切り換えるのに、従来のこの種装置では１０００数百Ｖの高電圧を切り換えていたのに対して数十Ｖときわめて低い電圧の切り換えでよく、デフォーカス用電圧とフォーカス用電圧の切り換えに高耐電圧・高絶縁の電圧切り換え器（スィッチ）が不要で、イメージインテンシファイア付勢用の電源装置をコンパクトにできるので、装置を小型化でき、安価な装置が得られる。また、数十Ｖの低電圧の切り換えであるので、従来の高電圧を切り換える際のスィッチングノイズも発生しない。
【００１５】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は、Ｘ線透視装置と天板に仰臥された被検体との位置関係を正面から見た図である。実施例のＤＳＡ装置は、透視撮影を行うＸ線透視装置（Ｘ線透視手段）１０と信号処理を行う画像処理装置３０とからなる。
【００１６】
まず、Ｘ線透視装置１０から説明すると、図中、符号１は床面に設置された基台を示し、この基台１上には、被検体Ｍが仰臥された天板２が水平方向に移動自在に取付けられている。この天板２の水平方向への移動は、基台１に内設されたモータ３により駆動されるように構成され、このモータ３の駆動制御は、後述する画像処理装置３０の制御部３１により行われる。
Ｘ線管１１には、高電圧発生装置１４が接続されており、高電圧発生装置１４からの高電圧が供給されることにより、Ｘ線管１１からパルスＸ線が発生するように構成されている。このＸ線管１１からのパルスＸ線の照射（発生）タイミングは、高電圧発生装置１４を介して後述する画像処理装置３０の制御部３１により制御される。
【００１７】
Ｘ線管１１からのパルスＸ線はコリメータ１５でコリメーションされた上で、被検体Ｍに照射され、被検体Ｍを透過したＸ線がイメージインテンシファイア（以下、Ｉ．Ｉ装置という）１２に入射するように構成されている。Ｉ．Ｉ装置１２に入射したＸ線は、電子に変換され、カソード電極１２ａ、ピント調整用のフォーカス電極１２ｄ、１２ｅ、アノード電極１２ｂからなる電子レンズ系で縮小され、出力蛍光面１２ｃで可視光の画像に変換されて出力される。この出力光学画像は光学系１７を介してビデオカメラ１８に入射し、このビデオカメラ１８によりＸ線透視画像のビデオ信号に変換され、画像処理装置３０に供給される。
【００１８】
Ｉ．Ｉ装置１２のカソード電極１２ａには、電源部４１から出力されるフォーカス（ピントの合った）用電圧ＶＦ（＝０Ｖ）またはデフォーカス（ピントがボケた）用電圧ＶＤ（＝数十Ｖ）が、電圧切り換え手段としての電圧切り換え器４０で切り換え供給されるように構成されている。電圧切り換え器４０の切り換え制御は、後述する画像処理装置３０の制御部３１により制御される。
【００１９】
画像処理装置３０には、アナログのビデオ信号をディジタル信号に変換する信号変換手段としてのＡ／Ｄ変換器３２、撮像データを記憶するための画像記憶装置３４、サブトラクション像を算出するための演算手段としての演算装置３５、Ｄ／Ａ変換器３６、制御手段としての制御部３１を備えており、制御部３１で制御されながらＡ／Ｄ変換器３２で変換されたディジタル信号のＸ線透視像（撮像データ）をデータ処理（画像処理）してサブトラクション像を算出し、得られたサブトラクション像をＤ／Ａ変換器３６でアナログ信号に変換してモニタ５０に表示する。
【００２０】
制御部３１は、図示しない操作盤からの指示に従ってモータ３を駆動制御して、天板２に仰臥され、造影剤が投与された被検体Ｍを移動させ、被検体Ｍの撮像位置とＸ線透視装置１０のＸ線管１１及びＩ．Ｉ装置１２との位置合わせを行い、被検体Ｍに照射されるＸ線の照射位置を調整する。
その状態で、制御部３１は、ハンドスイッチ６０からの処理開始指示を受けて、高電圧発生装置１４、電圧切り換え器４０、Ａ／Ｄ変換器３２、画像記憶装置３４、演算装置３５、Ｄ／Ａ変換器３６を以下のように制御して、撮像部位のサブトラクション像を算出してモニタ５０に表示させる。
【００２１】
つづいて、ＤＳＡを実効する時の制御部３１の制御動作を図２のタイムチャートを参照して説明する。
ハンドスイッチ６０が押されると、ＯＮ信号が制御部３１に与えられ、制御部３１はそのＯＮ信号をトリガーとして、電圧切り換え器４０を切り換えてカソード電極１２ａへデフォーカス用電圧ＶＤ（＝数十Ｖ）を印加させる。また、この電圧切り換え器４０による切り換えが完了すると、高電圧発生装置１４から高電圧をＸ線管１１に供給させ、Ｘ線管１１からパルスＸ線ＸＭを照射させる。
このパルスＸ線ＸＭにより撮像された撮像データはピントのボケた画像であり、造影剤が投与された被検体Ｍの撮像部位の血管像などの高周波成分が除去された画像である。このように高周波成分が除去された画像をマスク像Ｄとして画像記憶装置３４に記憶させておく。こうしてマスク像Ｄが画像記憶装置３４に記憶されると、画像記憶装置３４の書き込みを不可にする。
【００２２】
つぎに、電圧切り換え器４０を切り換えて、カソード電極１２ａへフォーカス用電圧ＶＦ（＝０Ｖ）を印加させる。この電圧切り換え器４０による切り換えが完了すると、高電圧発生装置１４から高電圧をＸ線管１１に供給させ、Ｘ線管１１からパルスＸ線ＸＬを照射させる。
【００２３】
このパルスＸ線ＸＬにより撮像された撮像データはピントが合った画像であり、造影剤が投与された被検体Ｍの撮像部位の血管像などの高周波成分が残った画像である。このように高周波成分が残っている撮像データをライブ像Ｆとして演算装置３５に供給させるとともに、先に撮像して画像記憶装置３４に記憶させておいたマスク像Ｄを読み出し、演算装置３５に供給させる。そして、マスク像Ｄとライブ像Ｆとのサブトラクションを演算装置３５で行わせる。サブトラクションにより得られたサブトラクション像Ｓは、ライブ像Ｆから画像の低周波成分を除いた骨格や軟部組織の周縁（エッジ）と血管を含んだ画像となる。このサブトラクション像Ｓをモニタ５０に表示させる。
【００２４】
サブトラクション像が得られたら、再び制御器３１によりカソード電極１２ａの印加電圧が、デフォーカス用電圧ＶＤ（＝数十Ｖ）とフォーカス用電圧ＶＦ（＝０Ｖ）とにそれぞれ切り換えられて、上記のようにマスク像Ｄとライブ像Ｆを交互に得て差し引くことによりサブトラクション像Ｓを得るステップが、ハンドスイッチ６０が押されている間、繰り返し続けられ、モニタ５０の画面にサブトラクション像Ｓが表示され、ハンドスイッチ６０が離されることで撮像が終了する
。
【００２５】
図３は、図２のタイムチャートにハンドスイッチ６０が押されている撮像中天板２を移動させる工程が付加された、被検体Ｍを体軸方向に変位させる下肢等の走行アンギオのタイムチャートで、これによれば被検体Ｍを体軸方向の異なる撮像部位でのサブトラクション像Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３……Ｓｎが得られる。
【００２６】
以上のように、カソード電極の印加電圧の切り換えでもってイメージインテンシファイアをフォーカス状態とデフォーカス状態とに切り換えるので、ピントの合ったフォーカス状態でアース電位（０Ｖ）にあるカソード電極を数十Ｖの電圧に切り換えることでデフォーカス状態とすることができる。
したがって、従来のフォーカス電極に印加する高電圧（１０００数百Ｖ）を切り換えるものに比べ、デフォーカス用電圧とフォーカス用電圧の切り換えに高耐電圧・高絶縁の電圧切り換え器（スィッチ）を必要とせず、通常の低圧スイッチでよいので、イメージインテンシファイア付勢用の電源装置を小型化、安価にできる。
【００２７】
なお、マスク像Ｄは、高周波成分が除去された低周波成分のみの画像であるが、このマスク像Ｄを用いてサブトラクション像Ｓを算出する際、サブトラクション像Ｓから血管成分の情報を除去しないように、マスク像Ｄから血管成分が除去されている必要がある。つまり、マスク像Ｄを撮像する際のピントのぼかし加減を、血管が除去されるようにしておく必要がある。しかし、撮像部位によって、例えば、頭部のように毛細血管の多い撮像部位ではぼかし程度を低くしても血管成分は除去されるが、胸部の大動脈等は、ぼかし程度を高くする必要がある。
【００２８】
このように、撮像部位（除去する血管の種類）によって、ピントのぼかし加減が異なるので、実施例のようにデフォーカス用電圧ＶＤを１種類にした装置構成では、特定の撮像部位を対象としてのサブトラクション像Ｓが得られるに過ぎない。従って、電圧切り換え器４０でデフォーカス用電圧ＶＤを連続的に可変調整できるように電源部４１を可変電源構成とするか、複数のデフォーカス用電圧ＶＤ１、ＶＤ２…ＶＤｎから選択的に切り換えられるようにタップ切り換え式電源構成とするのが好ましい。
【００２９】
また、実施例ではマスク像を先に撮像しての後にライブ像を撮像するようにしたが、マスク像とライブ像とはそれぞれ被写体に造影剤が投与された状態で撮像されるので、いずれの撮像データを先に撮像してもよい。
さらに、実施例では、本発明に係るＸ線サブトラクション装置を血管造影撮影に適用した場合について説明したが、消化管や非血管系脈管、又は骨格等の血管像以外を撮像して関心部位の撮像対象だけを鮮明に抽出した画像を得る場合にも適用できるものである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ピントの合ったフォーカス状態でアース電位のカソード電極の印加電圧を数十Ｖの低電圧の切り換えでもって、イメージインテンシファイアをピントのぼけたデフォーカス状態とすることができるので、フォーカス電極の印加高電圧（１０００数百Ｖ）の切り換えでイメージインテンシファイアをフォーカス状態とデフォーカス状態とに切り換える従来のこの種装置のように高耐電圧・高絶縁の電圧切り換え器（スイッチ）を必要とせず、メージインテンシファイア付勢用の電源装置を含め、装置を小型化でき、装置が安価となる。
また、数十Ｖの低電圧の切り換えであるので、従来の１０００数百Ｖの高電圧を切り換えるようなスィッチングノイズも発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るＸ線サブトラクション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例装置によるＤＳＡ実行時の制御手順を示すタイムチャートである。
【図３】実施例装置によるＤＳＡ実行時の他の制御手順を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
２：天板
１２：イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ装置）
１２ａ…カソード電極              １２ｂ…アノード電極
１２ｃ…出力蛍光面        １２ｄ、１２ｅ…フォーカス電極
３０：画像処理装置（画像処理手段）
３１…制御部                      ３２…Ａ／Ｄ変換器
３４…画像記憶装置                ３５…演算装置
４０：電圧切り換え器                  ４１：電源部
Ｍ：被写体                          ＶＦ：フォーカス電圧
ＶＤ：デフォーカス電圧                  Ｄ：マスク像
Ｆ：ライブ像                    Ｓ…Ｓｎ：サブトラクション像
【図１】
0003690188.tif 000002
【図２】
0003690188.tif 000003
【図３】
0003690188.tif 000004