(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
様々な視点からＸ線を放射する光源Ｓを用いて撮影した部分的に重なり合う連続した１次Ｘ線撮影画像から、対象のデジタル化した全体のＸ線撮影画像を得る方法であって、
対象の関心のある所定要素を顕著にしたデジタル化した２次画像を各１次画像から作り出し、２次画像を２次元相互リセットするためのデジタル処理を連続した画像の対ごとに実行して相互リセット・デジタル化２次画像（ＩＭｉ）を得、現在のリセット２次画像のそれぞれについて、２つのリセット２次画像それぞれの２つの中央水平線（ＬＣｉ、ＬＣｊ）によって境界が付けられた、前記の現在の画像およびその次のリセット２次画像に共通な領域を決め、デジタル化された全体のＸ線撮影画像（ＩＧ）を、この連続の最初のリセット２次画像（ＩＭ１）の共通領域より上にある上側領域（ＲＳ１）、この連続の最後のリセット２次画像（ＩＭ９）の共通領域より下にある下側領域（ＲＩ９）、およびリセット２次画像の各対の連続する共通領域から作り出すことを特徴とする方法。
【請求項２】
各リセット２次画像の共通領域が、前記共通領域の中央の切断線（ＬＰｉｊ）の両側にそれぞれ広がる上側共通ゾーンおよび下側共通ゾーンを含み、かつ現在の２次画像の共通領域の上側共通ゾーン、およびその次の２次画像の共通領域の下側共通ゾーンを各共通領域に対して使用することによって、全体のＸ線撮影画像（ＩＧ）が作り出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各リセット２次画像の共通領域が、前記共通領域の中央の切断線（ＬＰｉｊ）の両側にそれぞれ広がる上側共通ゾーンおよび下側共通ゾーンを含むこと、ならびに連続する２つのリセット２次画像それぞれの上側の濃度レベルの対数の加重合計を各共通領域に対して使用することによって、全体のＸ線撮影画像が作り出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
１次画像が、移動画像と呼ばれる様々な視点から撮影した１次画像、および固定画像（ＩＦ５〜ＩＦ７）と呼ばれる同一の視点から撮影した連続したいくつかの１次画像の少なくとも１つのグループを含む場合に、固定１次画像に対応する固定２次画像が作り出され、これらの固定２次画像から、前記グループの最初の固定画像の前にくる最後の移動２次画像、および前記グループの最後の固定画像に続く最初の移動２次画像とともにデジタル・リセット処理に使用される結果の２次画像が作り出されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
結果の２次画像の生成が、固定２次画像（ＩＦ５〜ＩＦ７）の対応するピクセル間の最大強度の探索を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
予備リセット処理が、獲得した各１次画像と、それに対応する獲得したマスク画像との間で実行されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、様々な視点から撮影した部分的に重なり合う連続した始めのＸ線撮影写真から、対象のデジタル化した全体のＸ線撮影写真を得ることに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、下肢の動脈造影中に得られた画像、または脊柱に沿って得られた連続した画像からの棘のＸ線撮影中に獲得された写真に有利に適用されるが、これに制限されることはない。
【０００３】
下肢の動脈の硬化、狭窄、および遮断は、２本の脚両方の脈管検査中に検出される。
【０００４】
従来の１つの解決策は、その各面に約１．２０ｍの長さの放射線フィルムのカセットを有する動脈静脈造影ドラムを利用することである。したがって、患者をＸ線にさらすことにより、下肢の全体の写真を直接得ることができる。しかし、この解決策では、かさばる機器を使用する必要がある。
【０００５】
さらに、より最近の解決策は、プログラムされたアドバンス・テーブルと組み合わせたより小さいサイズ（３５×３５）の連続したフィルムを使用することである。この場合、放射線医師は、例えば下肢の血管中を流れるコントラスト生成物の進行を監視することができる。次いで様々な画像を、重なり合わないように手作業で切断し、手作業で再度貼り付けて、脚全体を見ることができる１．２０ｍの全長を有する画像を再構築する。
【０００６】
したがって、こうした解決策では、放射線医師が脚のパノラマ図を再構築しようとするときにフィルムを処理する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、様々な視点から撮影した部分的に重なり合う連続した最初のＸ線撮影写真から対象全体のＸ線撮影写真を得る問題に対する、より満足のいく解決策を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様では、部分的に重なり合うデジタル写真をコンピュータで自動的に切断し、貼り付ける方法を提供する。
【０００９】
これに関して、本発明では、連続した写真の間の部分的に重なり合う部分を使用して写真を「デジタルに貼り付け」、対象、特に脚のデジタル化した全体の写真を得る。
【００１０】
したがって、本発明の一実施態様では、様々な視点から撮影した部分的に重なり合う連続した最初または「１次」のＸ線撮影写真から、対象のデジタル化した全体のＸ線撮影写真を得る方法を提案する。
【００１１】
この方法の一実施態様では、対象の関心のある所定要素を顕著にしたデジタル化した２次画像は、各１次画像または写真から作り出される。このような２次画像は、例えば動脈造影の適用分野では、対象の関心のある所定要素、この場合では血管が現れる画像である。このような２次画像は、例えばコントラスト生成物を脚に注入した後の不透明画像（１次画像）と、いわゆる「マスク」画像、すなわちコントラスト生成物なしで得られた画像との間の差をとることによって得ることができる。
【００１２】
次いで、２次画像を２次元相互リセットするためのデジタル処理を、連続した画像の対ごとに実行し、相互リセット・デジタル化２次画像を得る。このリセット処理は、対象の関心のある所定要素を顕著にして実行され、例えば既知または未知のテーブルの変位ステップなど患者に対する写真獲得システムの移動、および対象（例えば脚）内部の関心のある様々な要素（例えば血管）の深さを考慮に入れている。
【００１３】
次いで、現在のリセット２次画像のそれぞれについて、現在の画像およびその次のリセット２次画像に共通な領域を定める。この共通領域は２つのリセット２次画像それぞれの２つの中央水平線によって境界が付けられる。次いで、撮影した連続した画像の最初のリセット２次画像の共通領域より上にある上側領域からデジタル化された全体のＸ線撮影写真が作り出される。Ｘ線撮影写真は、この連続の最後のリセット２次画像の共通領域より下にある下側領域からも作り出される。最後に、リセット２次画像の各対の共通領域から、全体のＸ線撮影写真が作り出される。
【００１４】
この方法の一実施態様によれば、各リセット２次画像について、共通領域の中央の切断線の両側にそれぞれ広がる上側共通ゾーンおよび下側共通ゾーンを含む共通領域が定められる。次いで、現在の２次画像の共通領域の上側共通ゾーン、およびその次の２次画像の共通領域の下側共通ゾーンを各共通領域について使用することにより、全体のＸ線撮影写真が作り出される。
【００１５】
換言すれば、切断線は、一対の連続した２次画像に共通な領域の中央にあるトレースとして決められ、共通領域は、当該の対の最初（または２番目）の写真の中央水平線（中央線）に対応する上側（または下側）の横方向境界を有する。デジタル張り付けは、当該の対の最初の写真の切断線より上にある区画（上側共通ゾーン）および当該の対の２番目の写真の切断線より下にある区画（下側共通ゾーン）を保持しながら、切断線を整列させ、重ね合わせることによって実行される。
【００１６】
しかし、このようにして２つの切片を組み合わせるときには、視点、ならびにこれらの写真を生じさせるＸ線の経路および吸収率が異なることに関連する強度の差によって、全体のＸ線撮影写真上でその移行部分が見える写真が得られることもある。
【００１７】
したがって、この問題を解決することができる「２重ディゾルブ」によるデジタル貼付けを提案することは非常に有利である。換言すれば、最終的な写真は、最初の写真が次第に消え、その次の写真が導入されることによって１つの写真からその次の写真に次第に移行することから生じる。したがって全体のＸ線撮影写真で様々な切断線が見えなくなり、背景は連続的となる。
【００１８】
換言すれば、本発明の有利な変形によれば、全体のＸ線撮影写真は、各共通領域について、連続する２つのリセット２次画像の上側および下側共通ゾーンのそれぞれの濃度レベルの対数の加重合計を使用することによって作り出される。
【００１９】
特定の適用分野、とりわけ動脈造影では、１次画像の獲得は、「移動画像」と呼ばれる様々な視点から撮影した１次画像の獲得、および「固定画像」と呼ばれる同一の視点から撮影した連続したいくつかの１次画像の少なくとも１つのグループの獲得を含むことがある。この場合には、固定１次画像に対応する固定２次画像が作り出され、これらの固定２次画像から、前記グループの最初の固定画像の前の最後の移動２次画像、および前記グループの最後の固定画像に続く最初の移動２次画像とともにデジタル・リセット処理に使用される結果の２次画像が作り出される。
【００２０】
固定画像から生じる２次画像の生成が、固定２次画像の対応するピクセル間の最大強度の探索を含むことは有利である。
【００２１】
換言すれば、例えば動脈網を完全に不透明にするために、固定した視点で獲得した写真は、獲得した一連の写真の移動隣接写真と組み合わせて単一の写真に予め融合させる。
【００２２】
関心のある所定要素を顕著にした各２次画像の生成は、関心のある要素が現れる１次画像（不透明画像）と関心のある要素が現れないマスク画像（透明画像）とを獲得する段階と、１次画像とマスク画像を減算する段階とを含むことができる。
【００２３】
次いで、獲得した各１次画像とそれに対応する獲得したマスク画像との間で予備リセット処理を実行し、患者の移動によるアーチファクトの出現を防止すると有利である。
【００２４】
マスク画像がそれ自体で獲得されないとき、特に患者が載っているテーブルの変位ステップが事前に分かっていないときには、１次画像の低域フィルタリングを実行して、マスク画像を得る。
【００２５】
テーブルの所定の変位ステップが既知のときには、連続した２次画像間のリセット処理は、変位ステップを考慮に入れて、現在の画像の所定中央ゾーンとその次の画像の同じ中央ゾーンとの間の一致の探索を含む。
【００２６】
ただし、移動画像を連続撮影する間隔が事前に未知の変位ステップである場合には、２つの２次画像間で一致を探索する、好ましくは計算の速度を上げるためにこれらの画像の縮小した領域について一致を探索することによって、２次画像の内容から変位ステップが決定される。
【００２７】
本発明のその他の利点および特徴は、完全に非制限的な実施形態の説明および添付の図面を検討すれば明らかになるであろう。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１において、参照符ＴＢは、所定の変位ステップＰＳで水平方向に移動させることができるテーブルを表す。患者の脚ＪＭは、動脈造影検査のためにこのテーブルの上に載っている。
【００２９】
この目的のために、ＲＹと参照符が付けられたＸ線を放射する光源Ｓは、脚ＪＭを照らし、テーブルＴＢの反対側で、３５×３５ｃｍの画像に相当する最大視野を有するイメージ増倍管ＩＩを特に含むそれ自体で既知の受光手段によって受けられる。
【００３０】
基本的にコンピュータおよび画像を見るスクリーンからなる処理装置ＭＴは、このイメージ増倍管ＩＩに接続される。
【００３１】
この方法の最初の段階では、それぞれ様々な視点から撮影された、テーブルの様々な位置にそれぞれ対応する、マスク画像と呼ばれる連続した画像が獲得される。したがって、ここでは、「固定」と呼ばれる画像とは異なり、獲得された全ての画像が「移動」と呼ばれる画像となるものと仮定し、その重要性について詳細に考察する。
【００３２】
これらのマスク画像は、脚の血管中にコントラスト生成物を注入せずに撮影したＸ線撮影画像に対応する。
【００３３】
こうしてマスク画像を獲得した後で、コントラスト生成物を患者の脚の血管中に注入し、その後、それぞれが対応するマスク画像と同一の視点から１次画像と呼ばれる不透明画像を獲得する。
【００３４】
血管はこれらの１次画像上に現れる。その場合、Ｘ線撮影写真の背景に対して血管を顕著にし、すなわちはっきり見えるようにし、それにより以下でさらに詳細に分かるように、その血管に関連した連続した画像をリセットすることができるようにするために、各マスク画像を対応する１次画像から減算し、対象の関心のある所定要素、すなわち脚の血管を顕著にした２次と呼ばれる画像を得る。
【００３５】
この場合に、この減算演算の前に１次画像の上にマスクをリセットする自動処理を行い、患者の運動によるアーチファクトの出現を防止する。写真リセット処理は、当業者には周知の従来の処理である。これは一般に、写真を予備処理し、ある特定数のチェック・ポイント（ランドマークと呼ばれる）を選択し、これらのランドマークそれぞれにおけるゆがみを推定し、これらのランドマークを妥当性検査し、写真全体についてのゆがみを補間し、補正した写真を復元することである。
【００３６】
さらに精密には、各写真について、それをその前の写真上に最もよく重ね合わせる横および縦方向の移動を決定することを可能にする、類似性基準の計算に基づく写真間の一致の探索を使用することができる。
【００３７】
特に相関係数を使用する写真の空気リセットの方法は、フランス特許第８９０４０８５号（米国特許第５０４８１０３号に対応）に提案されている。
【００３８】
符号基準の変化を使用する写真のリセットも、１９８７年６月１〜５日にニースで開かれた信号と画像処理に関する第１１回シンポジュームの「血管造影の弾性リセット」と題するＪ．ＬｉｅｎａｒｄおよびＶ．Ｌｅｃｌｅｒｃによる論文から周知である。当業者なら、必要ならこうした従来の文書を参照することができるが、その内容は情報として本記述の内容に組み込まれる。
【００３９】
一般に、２枚の写真の最適な重ね合わせは類似性基準に最大値を与え、これにより１枚の写真のもう１枚に対するＸおよびＹシフトを導出することができ、それによりマスク画像および１次画像をピクセルごとに正しく減算することができる。
【００４０】
その場合、類似性基準を使用する一致探索は、マスク画像および対応する１次画像の縮小した領域について実行されることが好ましい。これに関して、各画像の中央領域は、例えば横方向コリメータが存在する可能性とともに写真の円形形状を考慮した高さと幅を有する長方形領域をとることになる。これらの寸法の非制限的な例として、高さは写真のサイズの４分の１に等しい寸法となり、幅は最大で横方向コリメータの全幅だけ縮小した写真のサイズ、最小で写真サイズの２０分の１だけ縮小した写真のサイズに等しい寸法となる。
【００４１】
一連のデジタル化した２次画像が得られた後で、２次画像を２次元相互リセットするためのデジタル処理を連続した２次画像の対ごとに実行し、相互リセット・デジタル化２次画像を得る。
【００４２】
この理由は、ここで述べる例においてテーブルの変位ステップが既知である場合でも、脚の様々な血管の深さは正確には分からないからである。したがって、様々な画像中で血管を円錐図法で見ると、それらのその前の写真の位置からの変位は正確には分からない。したがって、このＸおよびＹシフトを正確に決定し、写真をデジタルに貼り付けて１枚の写真から別の写真までほぼ完全に連続した血管を得ることができるようにすることが適当である。
【００４３】
この自動リセット処理は、マスクを不透明写真に対してリセットする上述の方法と同様に実行される。さらに精密には、一致探索は、類似性基準を使用して、現在の写真の中央領域をテーブルの変位ステップだけシフトしているその次の写真の中央領域に移動させることによって実行され、さらに、シフトの許容範囲はこの場合には脚である対象の最大厚さを考慮に入れている。このように、テーブルの変位だけでなく、１枚の写真と別の写真の間で生じうる関心のある脚の要素の深さの差も考慮される。
【００４４】
例として、写真のサイズの４分の１に等しい高さ（例えば高さ１０ｃｍ）を有する領域を中央領域として選択する。様々な画像の連続撮影の間隔が６ｃｍ（これはテーブルの所定変位ステップであると仮定する）である場合には、現在の写真中の選択された探索領域を、脚の血管の深さに関する未知のパラメータを考慮に入れ、例えば６ｃｍプラスマイナス２ｃｍだけシフトさせた現在の写真の中央領域とする。
【００４５】
計算の速度を上げるために、連続する２つの２次画像からとった２つの中央領域の間で類似性基準を最適化することに基づく血管ゾーンの自動対応は、多数解手法を使用して得る。さらに精密には、探索は最初に、現在の写真の中央領域をその次の写真の探索領域に行および列で４ピクセルに固定した探索増分で変位させることによって、類似性基準の最大値の位置について行う。次に、現在の写真の中央領域を、前段階で得られた類似性基準の最大値の位置に対応する点に心合わせし、２ピクセルに等しい探索増分で８つの隣接点を超えて移動させ、新しい点で類似性基準の新しい最大値を決定する。最後に、中央領域を前段階で得られた新しい点に心合わせし、１ピクセルの増分でこの新しい点の８つの隣接点を超えて移動させることによって第３探索段階を実行し、類似基準の最大値の最終的な位置を決定し、それによりその次の画像のその前の画像からのＸおよびＹシフトを得る。
【００４６】
このデジタル・シフト処理の最後に、図２で参照符ＩＭ１〜ＩＭ９で参照される一連のリセット２次画像が得られる。実際に本明細書のこの例では、分かりやすくするために、全体写真ＩＧを得るために９個の移動画像が獲得されているものと仮定する。
【００４７】
現在の２次画像ＩＭｉそれぞれについて、現在の写真の中央水平線ＬＣｉ（写真の中央線）、およびその次の写真ＩＭｊの中央水平線ＬＣｊのプロットＴＬＣｊによって境界を付けられた共通領域が決められる。
【００４８】
次いで、この共通領域を２つの等しいゾーン、すなわち上側共通ゾーンＺＳｉおよび下側共通ゾーンＺＩｉに分割する切断線ＬＰｉｊが決められる。
【００４９】
２次画像を２次元リセットすると、図２に表すように連続した２つの画像の切断線が整列する。
【００５０】
次に、処理手段ＭＴのメモリで、この連続の最初のリセット２次画像ＩＭ１の上側領域ＲＳ１、この連続の最後の２次画像ＩＭ９の下側領域ＲＩ９、およびリセット２次画像の各対の共通領域ＲＣ１２、ＲＣ２３、ＲＣ３４〜ＲＣ８９を使用して、全体の写真ＩＧが作り出される。
【００５１】
使用する共通領域に関して、１つの解決策は、単純に現在の写真の上側共通ゾーンおよびその次の写真の下側共通ゾーンを使用することである。したがって、例えば、写真ＩＭ２およびＩＭ３に共通な領域である共通領域ＲＣ２３について、上側共通ゾーンＺＳ２０のピクセルと、次いで下側共通ゾーンＺＩ２０のピクセルとを連続して使用することができる。
【００５２】
このような場合、このような解決策は、その内側に様々な切断線が見える全体写真が得られることがある。
【００５３】
この欠点を克服するには、２重ディゾルブ動作を実行することが好ましい。さらに精密には、各共通領域について、連続した２つのリセット２次画像の上側および下側共通ゾーンそれぞれの濃度レベルの対数の加重合計を使用する。
【００５４】
換言すれば、例えば共通領域ＲＣ２３では、中央線ＬＣ２のレベルにあるピクセルについては、ゾーンＺＳ２０のピクセルのレベルが１００％使用され、ゾーンＺＳ３のピクセルのレベルは０％使用される。
【００５５】
切断線ＬＰ２３上にあるピクセルに関しては、それらのレベルは、写真ＩＭ２の線ＬＰ２３のピクセルのレベルの５０％と写真ＩＭ３の線ＬＰ２３のピクセルのレベルの５０％とに等しくなる。
【００５６】
最後に、線ＬＣ３上にあるピクセルは、写真ＩＭ３の線ＬＣ３のピクセルの１００％、および写真ＩＭ２の線ＴＬＣ３ピクセルの０％に等しいレベルを有することになる。
【００５７】
その後に指数演算を行う濃度レベルの対数の加重合計に相当するこの２重ディゾルブ動作は、Ｘ線医学では濃度計による厚さの加重加算に相当する。
【００５８】
様々な視点から撮影した移動画像に加えて、特定の適用分野では、固定画像、すなわち同一の視点つまりテーブルＴＢの同じ位置から撮影した連続画像の獲得が必要なこともある。
【００５９】
これにより、検査、特にコントラスト生成物を伝搬させてより正確な血液網の図を得ることが、動脈造影的に可能となる。これは例えば、図３に表す固定画像ＩＦ５、ＩＦ６、およびＩＦ７の場合である。血液網の上側部分ＥＩ５が写真ＩＦ５に現れ、写真ＩＦ６には上側部分は依然として残っているが、血液網の中央部分ＥＩ６よりコントラストが低く、画像ＩＦ７では血液網の上側部分は消え、下側部分ＥＩ７は中央部分より高いコントラストを有する。
【００６０】
本発明によれば、これら３つの画像はデジタルに融合され、画像ＩＦ５の前の移動画像および画像ＩＦ７に続く移動画像に対するリセットに使用されることになる単一の結果画像が得られる。これに関して、この結果２次画像は、固定２次画像の対応するピクセル間の最小強度の探索によって作り出される。換言すれば、探索は、各固定画像中のコントラストの最大値について行われ、そのコントラストの強い部分は、結果の２次画像を作り出すために使用されることになる。
【００６１】
イメージ増倍管に対する患者の移動についての指標が与えられないときには、テーブルのステップは写真の内容から決定しなければならない。次いで写真間類似性基準を、計算速度を上げるためにあらかじめその寸法の４分の１に縮小しておいた１次画像について計算し、各写真について、それをその前の写真に最もよく重ね合わせる横および縦方向の並進を決定する。２枚の写真を最適に重ね合わせると、類似性基準に最大値が与えられ、これにより特にＹ変位、したがって連続した２枚の写真の間の変位ステップを決定することが可能となる。このようになった場合には、この文脈では、この最大値の探索は、写真の制限された領域を連続的に変位させることによって実行される。実際に、類似性は、基準の測定を損なう危険性のある先行コリメータなどの撮像システムの固定機械部品を除いた解剖学的構造のみを含む領域に関係していなければならない。測定領域は、測定の補助となる縁を有する様々な器官をカバーするのに十分広くする必要がある。最後に、測定領域のサイズを制限し、計算時間を減少させなければならない。
【００６２】
指示として、写真の円形形状および横方向コリメータが存在する可能性を考慮に入れた高さおよび幅を有する長方形領域をとることができる。この場合には、写真サイズの４分の１に等しい高さ、および最大で横方向コリメータのサイズ幅だけ、最小で写真サイズの２０分の１だけ縮小した写真サイズに等しい幅を、こうした長方形領域について選択することもできる。
【００６３】
したがって、本発明により、主要な血管または骨（例えば整形外科の骨検査の場合）が検査する範囲全体にわたって連続的となり、切断線が見えず（背景が連続的）、関心のある要素、とりわけ脈管構造でコントラストが最高となる、全体写真を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する装置を示す概略図である。
【図２】  本発明の方法によって全体の画像を得るための一連の画像を示す概略図である。
【図３】  動脈造影中に獲得された３つの固定画像を示す概略図である。
【符号の説明】
Ｓ  光源
ＪＭ  患者の脚
ＲＹ  Ｘ線
ＴＢ  テーブル
ＰＳ  変位ステップ
ＩＩ  イメージ増倍管
ＭＴ  処理装置
【図１】
0004676582.tif 000002
【図２】
0004676582.tif 000003
【図３】
0004676582.tif 000004