新型 DR CCD

新型DR装置 ･高精細CCDカメラⅩ線テ レビ装置の使用経験 107

新型 DR 装置 ･高精細 CCD カメ ラⅩ線 テ レビ 装置の使用経験

穐山 恒雄, 中井 睦郎, 梶本 和宏 1),光延 文裕l)

御船 尚志1),谷崎 勝朗l),越智 浩二2),

Ri azChowdhur y

2',佐藤 呂孝3),右近 弘栄3)

岡山大学医学部附属病院三朝分院放射線室

1)岡山大学医学部附属病院三朝分院内科

21岡山大学臨床検査医学

3)東芝 メディカル㈱

要旨 :画像の入力部に世界初100万画素の多画素 ･高精細のCCD(電荷結合素子)を用いたテ レビカメラを搭載 したX線テレビ装置とDi9itaい Radiography装置を導入 し,主 に消化管検 査を中心に多目的に任用 した｡このシステムは従来のscreen/fHmシステムの持つ膨大な情報 量を確保 しながらCCDカメラのメ リッ トを最大限に生か してお り,DRシステムの特長である リアルタイムのCRT撮影画像表示,透視像のFREEZE確認,動態解析,画像処理等を導入す ることにより診断能の向上がはかれた｡更に,従来X線フィルム ･撮像管に比較 して被曝量の 大幅な低減が期待できた｡また,デジタルであるため撮影像 をHDに保管すると共にMODに も記録 ･再生が可能である｡今後,PACSやフイルム レス電子媒体保管への展開の可能性 につ いても確認できた｡

索引用語 :増感紙/フイルム,光電子増倍管,デジタル ･イメージング,電荷結合素子,光磁 気ディスク,デジタルラジオグラフィ

Keywords:Screen/Film,Image･Intensifier(l･f),Digital･Imaging,CCD,MOD, DigitaJRadiography

Ⅰ.はじめに

Ⅹ線発見より,100年 になろ うとしているが, 従来の,Image･Intensifier(H)とTVカメラを 用いたシステムが現在 も医用画像分野の大部分を 占めてい る｡Ⅹ線診断装置 の歴 史 の中で は, CTの出現によりDigital･Imaging･System化が 実現 した｡近年 の医用画像分野で は,Ⅹ線CT,

US,DSA (DigitalSubtraction Angiogaphy), MRI, CR (Computed Radiography) 等 の Digital･Imaging技術が発達 し,画像処理技術 も 確立 されっっある｡

1980年 ごろか ら登場 して きたⅠ･I‑TV装置 の Digital･Imaging･Systemは,今 日DSA装置 と

して普及 してきた｡ しか し,全X線撮影検査 の寄1 台か らすると血管造影検査で用いる程度で限 られ

108 新型DR装置 ･高精細CCDカメラX線 テ レビ装置の使用経験

たものであ った｡またマ トリクス数が256×256, あるいは512×512と限 られた空間分解能 であ り screen/rilmシステムに劣 っているために一 般撮 影領域にまで広が ることは少 なか った｡ しか し, 近年医療現場ではさらに高 マ トリクスⅠ･Ⅰ‑TV方 式を望んでお り環境 は新 しい局面 を迎えて きた｡

当院では,1994年4月よ り画像の入力部 に世 界 初100万画素の多画素 ･高精細 のCCDを用 いたテ レビカメ ラを搭載 したX線 テ レビ装 置 (東芝 : FLUOREX:DTA‑380A)とDigital･RadlOg‑

raphy(以下DRと呼ぶ)装置 (東 芝 :DDX‑

1000A)を導入 し,消化器系検査 を中心 に婦 人科 領域の子宮卵管造影 ,骨盤計測,また内視鏡 検査 との併用など多 目的に使用す る機会を得た｡そ こ で今回 はその有用性 と問題点を検討 した｡

Ⅲ.装置の概略

当院に設置 したDRシステム (トⅠ‑DR)は, X線透視撮影台,操作 コンソール,演算処理 装置 の3つか らなる｡写真 1にX線 テ レビ透視撮影台 を示す｡X線 テ レビ装置の機能 と しては,断層撮 影 ･アンギオ撮影 (6枚/秒連続撮影 )･IP撮影 フォーマ ット機能の付 いたアイラン ドタイプの撮 影台であ り,トト TVチ ェー ンに は トリプル視野 (12/ 9/ 6イ ンチ)ア ドバ ンス ト ･スーパ ･メ タル形1･Ⅰと100万画素 ･高精細CCD方式TVカメ ラを搭載 してお りDRシステムの要 となっている｡

X線高電圧装置 は,出力80KWの イ ンバ ー タ方式 でイ ンテ リジェン トAECと名付 け られ た新方式 の自動露出制御 と相 まって濃度の安定 した撮影が 可能である｡各 フイルムサイズ左右2.3分割 2回 /秒･3回/秒の連続撮影 と0.4‑6コマ/秒 で 0.2ステ ップDR連続撮影が可能である｡ また,近 接操作卓 は防滴 タイプの シー トスイ ッチ ･水平解 像度1050本17イ ンチ高精細X線 モニタが装備 され ている｡写真2は遠隔操作卓 ･収集処理 コンソー ルを示す｡遠隔操作卓 には,水平解像度1050本15 イ ンチ形高 精 細 モ ニ タを搭載｡ DRとscreen/

fllm(以下Conventional)は,スイ ッチ一つで切 り替わ り.DR撮影画像 は,撮影 と同時 にCRT表 示 され,画像の確認 ,診断が可能である｡日 視野

サイズは.12/ 9/ 6イ ンチの3モー ドが スイ ッ チ一つで簡単 に選択で きる｡また,画像 マ トリク スサイズは1024×1024となって る｡収集処理 コン ソールでは,CCDカメラか らA/Dコ ンバ ー タを 通 しデ ジタル形式で画像 データを受 け取 り必要 な 処理 を施 してモニタに画像表示す る｡画像処理装 置 は,収集処理 コンソールで行 う｡また,収集 し たデータは種々の形式で外部 に出力す ることが可 能である｡

写真1 Ⅹ線 テ レビ透視撮影台 (DTA‑380A)

写真2 遠隔操作卓 (右)･収集処理 コ ンソール (左)

この システムを画像の流れに沿 って示 した もの が斑 1のI･ト DRシステムブロック図 であ り,図 2に機器の構成 を示 す｡CCDカメ ラで得 られ た 画像信号 は.カメラコン トロールユニ ッ トでA/

新型DR装置 ･高精細CCDカメラX線 テ レビ装置の使用経験 109

D変換 され,リカー シブフィル タ等 の処理 が行 わ れた後,デジタルデータ形式で画像処理装置 (演 算処理装置)に送 られ る｡実際の検査では 1枚撮 りの場合や連続撮影 の場合があるが,収集 された 一連の撮影画像 は全てメモ リ上 にテ ンポラリに記 録 され,それと同時に磁気デ ィスクに も転送 され る｡ メモ リ上の画像 は一時的に しか存在 しないが, 磁気ディスク上 の画像 は能動的に消去 され るまで

は存在す る｡ディスク容量 は約400画像 であ り, 数 日分の検査 データを蓄えておけるので この間必 要に応 じて再度呼出す ことがで きる｡

メモ リに記録 された画像 は,散乱線補正 や フィ ルタ処理,階調処理を行 い,必要 に応 じて拡大 や 回転が加え られて画像表示 され る｡ これ らの操作 は収集処理 コンソール (写真3)で行 い,タ ッチ パネル方式での操作を行 う｡

｢ 至 ･ ニ ｢ ^‑ 芸V ^{' :} 三

^"

^三

^I

^ト ｣

^{｢= 竺}

二 ニ 二 ー

^{処 竺}

: ‑ : ;

^ニ

A

^‑:

･ j ー

^̲了二二

l

｢ ニ ;

ト 后 _｣ ̲ ̲ ｢ 与手

^｣

図1 Ⅱ‑DRシステムブロック図

Xはテ レビ遠扶NLt2台 7t芝 FLUOREX:DTA‑380A 高t圧発生♯ ■ ★芝 KX0‑80N(恥kWインバータ)

X

^{NL甘 zl ★}芝 DRX‑3535HD(0̲帆 ‑ ) Il (光t子叫倍tf) ★芝 12m/6Jガ 丁ドパンストス‑,トノ^ウIい l テ レ ビ カ メ ラ ★芝 t(p万ぎJtCCDカメラ(MTV‑apA) デ ジタル胃〇九g装 I Jt芝 Dt)X‑1000A

レーザーイメージャー 自 ■ t 4 4 光甘 九デ ィス ク集Z VTR

カラープリンタ ー t子内扶+♯ ■

マ トリクス102lXIQ24.1bit コニカ Li‑lOA (白地現棚 旦) コニカ SRX‑503

‑Jコー RS‑9200Xi(652MB) 松 下 AQ‑7355

ビクターBR‑S601M)く2

★乏 TPC‑7070

才リン′tACLV‑U20D

図2 システム構成

写真3 収集 処理 コ ンソール (DDX‑1000A) タッチパ ネル方式 の操作 はシンプルで軽 快 ,繁雑 さを感 じない｡

画像 データは,画像表示と並行 して各種インター フェースを介 して外部 に出力 され レーザーイメー ジャ (写真4)へ は,イーサネ ッ トによ りデ ジタ ルデータを転送 し所定の フォーマ ッ トで フイルム 画像 を作成す る｡

写真4 右が レーザーイメージャ (Li‑10A)自 動現像機 (左 :SRX‑503)直結型｡

光磁気デ ィスクへ は一定 の フォーマ ッ トによる デ ジタルデータを出力 し,画像を一枚一枚記録 し 画像 ファイルす る｡ また,VTRへ の記録 の方式

としてはS‑VHS方式を用 い ビデオ信号 を出力 し 動態の画像記録 を行 ってい る｡RS‑232Cを介 し

110 新型DR装置 ･高精細CCDカメラX線テ レビ装置の使用経験

てVTRの動作制御 も行 っているので,記録画像 のファイル管理が行えるようにな っている｡ (写 真5)このシステムでは主に透視画像の記録を行 い,診断のための新 しい付加価値を模索 している｡

写真5 左側の上段下段 は内視鏡検査用VTR (B R‑S601M)

二段目が透視用動画像VTR (AG‑7355) 中段が光磁気ディスク (RS‑9200Xi) 上段は電子 内視鏡用 モニタ (KX‑14H Dl)

Ⅲ.各種機能

(∋ 患者情報登録 (編集,患者 リス ト,エラー回 復,表示形式)

患者情報を登録す るプログラムで,PCにて 患者番号を入力,検査名,性別 ,年齢 ,必要 に 応 じてコメント入力す る｡X線検査で透視 ･撮 影を行 う画像 メモ リや‑ー ドディスクに撮影像 が記録 され,これ らの画像を管理 している｡X 線検査をす る前に ｢患者情報登録｣プログラム で患者情報を入力,検査の準備がで きた らメイ ンコンソールの患者 モー ドで ｢患者選択｣模能 を実行すると患者検査 データベースに登録 され ている患者情報がタッチパネルに リス ト表示 さ れる｡表示 された患者情報の中か ら,これか ら 検査する患者情報を選択す る｡X線検査が始ま り,撮影 によって画像収集を行 うと,画像 メモ

リまたは‑‑ ドディスクに収集 した画像 に付随 して記録 される｡

② 画像処理 ･収集機能

画像処理装置の主な操作を行 う収集処理 コン ソールには,動作モー ドを選択するシー トスイッ チとモー ド内の機能を選択す るタッチパ ネル及 びVTRの保存画像 を再生操作す るジ ョグシャ

トルがあり,動作モー ドとタッチパネル機能 ス イッチには患者 モー ド･検査 モー ド･診断モー ド･MODモー ド･VTRモー ド･ユーティリティ モー ドがある｡他の シー トスイ ッチには,オー トウィンドウ処理 ･ネガポジ反転処理 ･前画像 ･ 後画像 ･モニタ選択 ･表示選択 ･セーブ等があ

る｡

③ 検査モー ドにおける機能

構成機能 は.透視線量 モー ド (低線量一 標 準線量)･透視記録 (VTR透視記錬 オ ンく‑ オ フ)･動画 フラッグ(VTR透視像注 目マーク)･

連続撮影 レイ ト･検査画像確認 (検査中に撮影 したイ ンデ ックス画像一括確認 )･検査画像削 除 (検査中に撮影 した画像の中か ら不要画像削 除)･画像処理条件 ･フイルムア ウ ト･検査画 像プ リント･プ リントキャンセル等の機能を有 す る｡

④ 診断モー ドにおける模能

収集処理 コンソール [DIAGNOSIS]キーで 収集 した画像を用いた診断を支援する診断モー

ドになる｡

構成機能 は,L‥ST(患者 リス ト又 は,画像内 か ら患者指定)･CONFIRM (画像確認 カ レン ト患者の画像をイ ンデ ックス画像一括確認 )･

ZO()M ･ROTATE(拡大/回転 )･SHUTTER (表示 シャッター矩形/ 円形 )･ANNOTATE (画像に注釈 ･コメント/矢印/定規/線分)･

動態診断 (頑だ し再生/撮影像検索再生/動画 フラッグ再生)･PRINT(レーザイメー ジャで 画像をフイルム)･CURRENT(多分割表示 の 時,画像処理対象画像を指定)がある｡

⑤ MODに関す る機能

収集処理 コンソール[MOD ]キーで収集 し た画像 を記 録 ｡ 記録 され た画像 を再 生 す る

新型DR装置 ･高精細CCDカ メ ラX線テ レビ装置の使用経験 lll

MODモー ドになる｡ は魅力である｡(写真6) ただ し,現在で は拡 構成披能は,MOD初期化 (INIT)･MOD削 大像をプ リントアウ トす ることが出来ない｡

除 (DELETE)･MODマ ウ ン ト/ デ ィスマ ウ ン ト･MOD記 録 (SAVE)･MOD再 生 (LOAD)がある｡

⑥ vTR/VDR機能

収集処理 コンソール[VTR/VDR ]キーで テープ/ディスクの再生/記壕 を支援するモー

ドになる｡

構成榛能は,チ‑フ初 期化 ･テープマウント･

テープディスマウント･TEMPがある｡

⑦ UTILITY

収集 処理 コ ンソール [UTILITY ]キ ーで UTILITY (HDD内画像の削除)がある｡

削除の実行 は,HDD内に空 がな くな った時 実行する｡

Ⅳ.

画像処理 と臨床評価 (9 強調画像処理

本装置で使用 している空間 フィルターは画像 成分の大部分が含まれる中間周波数領域を強調 し,ノイズの割合が多い高周波数領域を押 さえ るという特性を持 っている｡ さらに画像を観察 しなが ら強調の度合いを手動で連続的に調整で きる｡これ らにより鮮鋭度が高 くノイズの少な い画像を容易に得 られている｡臨床例では,未 処理よりも強調処理を した方 がDR画像 は見や すいようである｡

② 白黒反転画像

本装置では,骨黒 (ポジ)と骨白 (ネガ)が 簡単に切 り換え られる｡ポジは隆起の輪郭が見 やす くなりネガは表面の凹凸などの性状がわか りやすいように思えるが,これは,読影す るも のの主観に左右 されやすい｡

③ ZOOM (拡大)処理

収集 した画像の中で任意の範囲を指定 し,コ ンピュータ処理にて拡大 して表示す ることが出 来 る｡一般に拡大すると像 はボケるが,実際に 2倍に拡大 して も痕療底の性状や粘膜 ひだの集 中,周堤の状態などが見やす くなり,拡大画像 の任意移動 と共 に患者への迫力ある診断説明に

写真6 胃体中部潰療像

6イ ンチモー ドDR画像 ｡超高解像度 で細部 まで抽出されてお り,走査線 が ほとんど確認で きない｡

④ 自動露出機構の機能

本装置 はConventionalとDR撮影 のそれぞれ について専用の自動露出機構 を有 して いる｡C onventional撮影時 には,フイルム前面 に薄型

フォ ト検出器を内蔵 させた前面採光 フォ トタイ マ方式 (イ ンテ リジェン トAEC)にて撮影線 量を制御 して写真濃度の安定化を計 っている｡

また,DR撮影時 に は,光学系 の中 に内蔵 され

112 新型DR装置 ･高精細CCDカ メ ラX線 テ レビ装置 の使用経験

た 日 か らの光を もとに 日 フォ トタイマ方式 に て制御 してお り画像輝度の安定化を計 っている｡

しか し,実際にDR撮影ではⅠ･Ⅰ視野 サイズの9 イ ンチ

/6

イ ンチモー ドでの自動露 出横能 は収 集後の処理をす ることな く安定 した良い画質を 得ているが,12イ ンチモー ドでは露 出不足 な ど があ り不安定である｡(写真7)収集 後 の処理 によって画像の明暗を調整で きるが,Convent‑ iona】に比較 して評価 は良 くなか った｡

＼‑̲̲‑ J

′‑たrF

f･:‑バ′

写真7 12イ ンチ 96Kv 120mA 13msec

写真7 6イ ンチ 96Kv 120mA 21msec

写真7 9イ ンチ 96Kv 120mA 15msec

V.

まとめ 有用性 について

1. リアルタイム画像処理 によ り,即時診断 ,動 態解析が容易 となった｡

新型

DR

装置 ･高精細

CCD

カメラⅩ線テレビ装置の使用経験 113

2.Co n v e n t i o n a l

とほぼ同等 の画像評価が得 ら れた｡

3.被曝線量 も従来の消化管に比較 してかなり少 ないにもかかわらず (96Kv120mA15msec:9 インチモー ド)粒状性の優れた良好な画像が得 られた｡特に放射線被曝線量の軽減か ら子宮卵 管造影,骨盤計測などには有力な検査診断法 と

いえる｡

4.従来の撮影 システムか ら

,Ⅰ ･ Ⅰ‑DR

への切 り 替えが即時に選択でき,撮影条件 も自動露出機 構 によ り

Co n v e n t i o n a l

と同様 の撮影 が可 能 で

ある｡

5.撮像管に

CCD

カメラを使用 したことで速 い 動 きによる残像がな く,また撮像管 と異な って 経年的劣化がない｡

6.撮影像を画像 メモ リに記録すると共に,画像 処理を施 し

CRT

表示 しなが ら.イメージャに出 力 し検査情報 と共に

MOD

記録す ることがで き

る｡

7.読影,診断を目的 とした単発,連続の撮影モー ドで静止画像 として収集できる｡

8.患者情報 (日本語登録,コメント入力,表示) によって予約でき撮影像の表示内容が一 目で判 別でき便利である｡

9.

MOD

に記録 した撮影画像を再生 し

,VTR

に 記録 した透視画像をポス トプロセス再生が可能 となり,バ ックアップ機能としてのダブルチェッ クと再検査の防止が可能 となった｡

10.タッチパネル方式の操作 は,次に行 うべ き操 作を明快にすると共に軽快で,操作体系が シン

プルで繁雑 さを感 じない｡また,ソフ トウェア の拡張 (バージョンアップ)を受けやす くする｡

ll.内視鏡検査

VTR

と透視

VTR

とで繰 り返 し再 生 や ス ロー再生 を動 画 で表 現 で き るた め ,

ERCP,Br o n c h oFi b e r ,Co l o n o s c o p y

な ど

VT

R動態を含めた楼能診断にも応用できた｡

12.断層撮影では検査部位の透視確認,斜入角度 と戟断面 ･ステップの設定,照射角度選択 が遠 隔操作パネルで可能なため大変便利である｡ま た,検査時間の短縮 と再撮影の防止に役立 って いる｡

問題点について

1.患者入力

( PC

にて患者

N

ol日本語漢字氏名, 検査名,性別,年齢を入力 :約15秒 )か ら患者 選択,検査モー ド機能へ と検査開始までに時間 (約20秒)がかかる0

2.

CRT

表示 (15インチモニタ)画像 は

Co n v e n ‑ t i o n a l

な臨床写真 と視覚的に同等以上 の評価 は あるが,レ‑ザ‑イメージャーへのフイルム写 し込みでの画像評価はフイルム視野サイズの小 さくなる分だけ評価がやや劣る｡

3.画像処理機能 として画像拡大像 (2倍,4倍) /反転, コメ ン ト表示が可能であるが,プ リ

ントアウ トすることが出来ない｡

4.病変部の大 きさや骨盤計測検査での任意の2 点間の距離計測およびグリッド表示 (任意の高

さ)などができない｡

5.現在 の ところ

MOD

(300画像 )の容量が少 ないためルーチン検査に収集,保存処理 を行 う と2‑ 3日で一杯になる｡

以上有用性 と問題点を列記 した｡

当院では,今回Ⅹ線テ レビ装置を導入にあた り 消化管検査のみでな く内視鏡検査,婦人科領域 の 検査等あらゆる検査に対応できる万能性を要求 し てきた｡従 ってこの装置の検査項目としては,上 下部消化管検査 はもちろんのこと透視確認での断 層撮影

,Di

p,子宮卵管造影,骨盤計測

,ERCP

, 気管支鏡検査,ⅠvHの確認などを可能にしたO

現在の

DR

の

CRT

モニタ画像 は,12イ ンチには やや劣 るが9/ 6イ ンチとも

Co n v e n t i o n a l

と同 等かそれ以上の評価があるが,フイルム化 しての 画質の評価 は,視野サイズが小さいだけ少 し劣る｡

12イ ンチを含め同等の解像力の画像が得 られるよ うになれば総合点では

DR

の方が優れている｡?

まり

,DR

は,被曝線量の大幅な低減 を可能 に し, また,光磁気ディスク等にファイルで き,その画 像を短時間で検索できるような画像情報管理 とし ての能率化が計れるからである｡今年度4月1日 より医用画像情報の電子保存が承認 され,優れた

DR

画像がモニタ像による診断 を方向づ けた こと を示唆 している｡

さらに,今後病院内外で画像を観察 ,診断で き

114 新型DR装置 ･高精細CCDカメラⅩ線テ レビ装置の使用経験

るようなPACSへの方向や病院管理 システムの中 へ も組込むことによりシステムの完成度は高まり DRは益々重要な役割を占めるものと考える｡

文 献

1)田中耕次 :デジタルラジオグラフィー装置の 上部消化管撮影への応用 と臨床評価について,

CHnica.opp=Cation of a newly developed radiographicsystem including a fluoroscope equipedwithCCD and digitaJimageproces^‑ sor

Tsuneo Akiyama,Mutsuo Nakai,Kazuhiro Kajimotoz),Fumi hiro Mitsunobul),Takashi Mifunel),Yoshiro Tanizakil),KojiOchi2), RiazChowdhuryZ),MasatakaSatouS),Hiroe Ukon3)

Division of Roentgenology,Misasa Medical Branch,OkayamaUniversityMedicalSchool

1)Division of Medicine, Misasa Medical Branch,OkayamaUniversltyMedicalSchool

2)Department of Laboratory Medicine,

OkayamaUniversltyMedicalSchool

3)ToshibaMedicalSystemsCo′′LTd〝 WehaveclinlCallyappliedanewlydeveloped

映像情報(M) 8‑1991

2)小倉敏裕 :Ⅰ. Ⅰ‑TV (1024×1024マ トリ クス) リアルタイムデジタルラジオグラフィー, 映像情報(M) 8‑1991

3)小倉敏裕 :高精細I. I‑DRとその臨床応 用,ⅠNNERVISION (7･2) 1992

radiographic system which was introduced intoourinstituteinApril1994.

Thissystem consistsofa fluoroscope,CCD (charge‑coupleddevice)whichhadamillion matrix,and digital image processor, This system hasfollowlng advantagescomparison withaconventionalradiographicsystem ; (1)dosesofx‑rayexposuceduringexamina‑

tion isless,(2) a sharp fluoroscopicimage canbeobtainedbyreal‑timeimageprocess‑ ing,(3) radiographicimagescan bekeptin therecordingdevicesuch ashard disc(HD) andmagneticopticaldisc(MOD)sincethis hasa digitalradiographic system.By con‑

nectingthissystem withmainonlinesystem, itisexpected to beableto seethevarious diagnosticimagessimulataneouslyaswellas laboratory data at different spots of the hospital which is now available in other hospltal.