JP2001340321A - X線診断装置 - Google Patents
X線診断装置Info
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Abstract
応じた適切な輝度制御処理を容易に実行することができ
るX線診断装置を提供すること。 【解決手段】 X線絞り装置の絞りに関する位置情報に
基づいて、当該透視画像がX線絞りによって影響を受け
る領域を把握する。この影響を受ける領域と、X線透視
画像の第1の輝度計測領域(関心領域)とが重なるか否
かを判別し、重ならない場合には第1の輝度計測領域に
基づいて自動輝度制御を実行する。また、重なる場合に
は、第1の輝度計測領域を変形し、上記影響を受ける領
域と重ならない第2の自動輝度計測領域を基準として自
動輝度制御を実行する。
Description
を有するX線診断装置に関する。
したX線の強弱を濃淡画像として表示する画像装置であ
り、診断・治療等の目的に応じて種々のものが存在す
る。この透過したX線像を可視化する手段は、大きく分
けて撮影と透視の二つの方法に分けられる。例えば、透
視を利用したX線診断装置では、収集したX線画像をテ
レビジョンのモニタにリアルタイムに動画として観察す
ることができ、即時性に優れている。
(以下、X線診断装置)は、一般に自動輝度調整と呼ば
れる機能を有している。この機能は、X線条件を変化さ
せて、表示するX線透視画像の輝度を一定に自動調節す
るものである。
輝度調整機能を説明するための図であり、TVモニタに
表示されたX線透視像を示している。
(例えば、フォトマルやビデオレベルを計測する手段)
によって、例えば図7に示すX線透視像内の輝度計測領
域70の平均輝度が計算される。そして、輝度計測領域
70の明暗を判別し、適切な輝度となるようにX線条件
を決定してX線発生系にフィードバックすることで、自
動輝度調節を行っていた。
いて、被検体の余分な被曝の防止或いは表示された画像
をより見やすくする等を目的として、X線発生系から曝
射されるX線ビームをX線絞り装置により絞る場合があ
る。この場合、X線透視画像は当該絞りによる影響を受
け、図7に示すように表示される画像領域が限定され
る。
示すように輝度計測領域70に掛かる様な絞りが実行さ
れると、上述した従来の自動輝度調節機能では、輝度計
測領域70に基づいて平均輝度を計算するため、絞りの
影響を受けた領域を含んだ輝度調節を実行してしまう。
従って、X線透視画像を過度に明るくする輝度調節とな
ってしまい、最適な輝度を提供しうるX線条件を決定す
ることができない。
って異なるのが一般的である。しかし、従来のX線診断
装置における輝度計測領域70は、撮影対象(部位)に
関わらず一定の形状・大きさに固定されていた。従っ
て、表示された部位によっては、輝度計測領域70は関
心領域と対応していない場合があり、部位に応じた適切
な輝度調節が実行できないことがあった。
みてなされたもので、X線絞りの影響を受けず、また、
検査部位に応じた適切な輝度制御処理を容易に実行する
ことができるX線診断装置を提供することを目的とし、
以下の特徴を具備するものである。
に対して所定のX線条件でX線を曝射するX線発生手段
と、上記X線の曝射領域を限定する絞り手段と、上記被
検体の体内を透過したX線に基づいて所定サイズの画像
を生成する生成手段と、上記画像中の所定領域に関する
輝度を計算する輝度計算手段と、上記輝度値に基づいて
X線条件を決定し、当該X線条件を上記X線発生手段に
フィードバック制御する制御手段と、上記画像中におい
て、上記絞り手段の影響を受けた領域と上記所定領域と
が重なるか否かを判別する判別手段と、を具備し、上記
判別手段が重なると判別した場合、上記輝度計算手段
は、上記所定領域を上記絞り手段の影響を受けた領域と
は重ならない他の領域に変形し、当該他の領域に基づい
て輝度を計算し、上記制御手段は、上記他の領域に関す
る輝度に基づいて他のX線条件を決定し、当該他のX線
条件を上記X線発生手段にフィードバック制御すること
を特徴とするX線診断装置である。
受けた領域と所定領域とが重なると判別した場合、絞り
手段の影響を受けない他の領域に基づいて輝度を計算す
る。そして、当該輝度に基づいてX線条件を決定し、フ
ィードバック制御することで、適切なX線画像を得る。
その結果、X線絞りに影響されない適切な輝度制御処理
を容易に実行することができる。
において、上記所定領域は、診断部位に応じた形状又は
大きさのうち少なくとも一方を有することを特徴とする
ものである。
適切な領域に基づいて輝度計算が実行される。その結
果、診断部位に合うように、上記領域を改めて設定する
手間を省くことができ、作業性を向上させることができ
る。
において、上記輝度計算手段が実行する上記他の領域に
関する輝度計算、及び上記制御手段が実行する上記他の
X線条件に関するフィードバック制御は、上記絞り手段
による絞り操作に連動してリアルタイムで実行されるこ
とを特徴とするものである。
動して、当該X線しぼりの影響を受けない領域について
輝度計算を行う。そして、当該輝度に基づいてリアルタ
イムで輝度制御処理が実行される。従って、絞り操作に
連動してリアルタイムで適切なX線画像を得ることがで
きる。
前記所定領域を変更する変更手段をさらに具備し、前記
判別手段は、前記変更手段が前記所定領域を変更した場
合には、前記画像中において、当該変更後の所定領域と
前記絞り手段の影響を受けた領域とが重なるか否かを判
別することを特徴とするX線診断装置である。
線撮影画像を撮影することができ、また、撮影形態が変
更された場合であっても、再び絞り位置情報を取得する
必要が無く、診断作業の効率化を図ることができる。
従って説明する。本発明は、透視によるX線診断装置及
び撮影によるX線診断装置(或いは、透視モードと撮影
モードとによる画像撮影を行うX線診断装置)の双方に
ついて適用可能である。
概略構成を示した図である。
生装置11、X線管球13、X線絞り装置15、検出器
17と、透視画像処理装置20に設けられた、検出器イ
ンタフェース22、輝度算出用画像メモリ24、X線絞
りインタフェース26、高電圧発生装置インタフェース
28、CPU30、ビデオ信号変換部32と、装置本体
に接続されたTVモニタ34、操作卓36を具備してい
る。
線管球13に高電圧を供給する装置である。
あり、高電圧発生装置11で発生された高電圧により電
子を加速させ、ターゲットに衝突させることでX線を発
生させる。
体の間に設けられ、X線管球13のX線焦点から曝射さ
れたコーン状のX線ビームを整形し、所要の立体角のX
線ビームを形成する。
絞りにに関する位置情報を検出し、X線絞りI/F26
を介してCPU30へ送り出す。具体的には、絞り装置
15がX線を成形する領域のサイズと、当該絞り装置1
5から検出器17までの距離等を検出し、位置情報とし
てCPU30へ送り出す。
距離に関しては、当該位置検出装置16によらず、別の
検出器によって距離を検出しCPU30に転送する構成
であってもかまわない。
過データを検出し、検出器インタフェース22へ出力す
る。検出器には、一般に、半導体デバイスを使用した平
面検出器と、X線蛍光増倍管(イメージ・インテンシフ
ァイア)と光学系とから構成される検出器とがある。本
発明に係るX線診断装置には、いずれを用いてもかまわ
ないが、本実施形態では、説明の簡略化のため、平面検
出器とする。
によってデジタル変換されたデジタル透視画像データを
入力し、CPU30や輝度算出用画像メモリ24等に転
送する。
タフェース22からのデジタル透視画像データを入力
し、フレーム毎に記憶する記憶部である。
6からの制御信号を所定の信号列に変換し、X線絞り装
置15への送信を行う。
線発生のためのCPU30からの制御信号を、高電圧発
生装置11に転送するインタフェースである。
に関する制御、及び収集した画像データの画像処理に関
する制御を行う中央処理装置である。また、CPU30
は、輝度算出用画像メモリ24に記憶されたX線透視画
像データの輝度計算、X線絞り装置15から入力する絞
り位置情報に基づく輝度計測領域の変更、計算された輝
度に基づくX線条件の決定、当該X線条件の高電圧発生
装置11へのフィードバック等の制御を実行する。
視画像データの信号列を、ビデオフォーマットにラ信号
変換する。
り出力された画像データを表示する。
チ、マウス等を備えた入力装置である。
構成したX線診断装置において、X線絞り操作を実行し
た場合の自動輝度制御処理を、透視によって診断を行う
場合を例として以下図3、図4を参照しながら説明す
る。
像中の基準領域に関する平均輝度が適切な輝度となるよ
うに、X線条件を再設定し高電圧発生装置11にフィー
ドバックする制御法である。なお、X線条件とは、X線
管電流、X線電圧等である。
の一つである、輝度測定領域を随時変更可能な自動輝度
制御の手順の一例を示すフローチャートである。
の図であり、TVモニタに表示された背骨のX線透視画
像と、初期設定されている関心領域(ROI)とを示し
ている。
検査プロトコルが決定される(ステップS1)。この検
査プロトコルは、検査部位の選択等によって決定され
る。
6よりX線絞り装置15の絞りに関する位置情報を取得
する(ステップS2)。
ーム画像においてX線絞りによって影響を受ける領域を
算出し、当該領域と初期設定された関心領域(以下、本
実施形態では、第1の輝度計測領域と称する)とが重な
るか否かを判別する(ステップS3)。
る領域のサイズと、当該絞り装置15から検出器17ま
での距離とがわかれば、検出器17上のX線照射領域を
特定することができる。
域40と絞りによって影響を受けた範囲とが重なる(図
7参照)と判別された場合には、ステップS4に移行
し、本発明の特徴の一つである、以下に述べる自動輝度
調節に関する基準領域の変更を実行する。
おいて特定した絞りの影響を受ける領域に基づいて、図
3に示した第1の輝度計測領域40を、図4に示した絞
りの影響を受けない第2の輝度計測領域42に変更す
る。そして、CPU30は、第2の輝度計測領域42を
自動輝度調節に関する基準領域として設定する。(ステ
ップS4)。
において述べたX線照射領域が一フレーム内に占める領
域を算出することで求めることができる。
計測領域と絞りによって影響を受けた範囲とが重ならな
いと判別された場合には、ステップS3に移行し、自動
輝度制御の基準領域を第1の輝度計測領域40に設定す
る(ステップS5)。
36からの変更操作により任意の形状に変更することが
できる。また、第1の輝度計測領域40は、撮影対象
(撮影部位)によって適切な形状、大きさ等が存在す
る。従って、適切な形状、大きさ等を有する第1の輝度
計測領域40が、撮影対象に応じて自動的に設定される
構成であることが好ましい。この内容については、後で
詳しく説明する。
13からX線が曝射され、被検体Pを透過したX線透過
データが検出器17によって取得される(ステップS
6)。
はステップS5において設定された基準領域に関する自
動輝度制御を実行する(ステップS7)。
検出器インタフェース22を介して、輝度算出用画像メ
モリ24にフレーム毎に記憶される。CPU30は、輝
度算出用画像メモリ24に記憶された一のフレームのデ
ジタル透視画像を読み出し、当該画像中に設定された基
準領域に関する輝度計算を実行する。この輝度計算は、
当該基準領域の全画素の平均として算出される。そし
て、CPU30は、基準領域内の透視画像が適切な輝度
となるようなX線条件を設定し、高電圧発生装置11に
フィードバックする。
度調節が行われたX線透視画像を、TVモニタ34に表
示する(ステップS8)。
ない最適な輝度制御を行い、適切な輝度でX線透視画像
を表示することができる。なお、当該輝度制御機能は、
連続して実行することも可能である。その手順を以下簡
単に述べる。
X線絞り操作を実行した場合の自動輝度制御処理を説明
するための図である。
画像に対して絞り操作を加えた結果、図5(b)に示す
第2の輝度計測領域42が設定され、当該領域に基づく
自動輝度制御処理が実行されたとする。
して、所定の絞り操作をさらに加えた場合には、図2に
示した手順を再び繰り返すことで、図5(c)に示すよ
うに第3の輝度計測領域44が設定され、当該領域に基
づく自動輝度制御処理が実行される(今の場合、検査プ
ロトコルは変更されていないので、実際にはステップS
2からの処理となる。さらに、ステップS3の判別及び
ステップS5の処理は第2の輝度計測領域42に基づい
て実行され、また、ステップS4の処理は、第3の輝度
計測領域44に基づく)。更なる絞り操作、或いは開放
操作によっても同様な自動輝度制御処理が実行されるこ
とは、言うまでもない。
計測領域を自動設定する機能について説明する。
され、診断において特に重要な透視画像情報が表示され
る領域である。この関心領域は、撮影対象(撮影部位)
によって適切な形状、大きさ等が存在する。従って、診
断対象に応じた領域が設定されることが好ましい。この
事情に鑑み、本発明に係るX線診断装置は、撮影対象ご
とに自動的設定される機能を有している。この機能につ
いて、図6を参照しながら以下説明する。
する機能を説明するための図である。
述したように検査部位の選択等によって決定され、例え
ば「頭部プロトコル」、「腹部プロトコル」、「下肢プ
ロトコル」等に分類されている。CPU30は、図2の
ステップS1において決定された検査プロトコルに基づ
いて、それぞれの部位に対応させて予め登録されている
第1の輝度計測領域40によって、図2のステップS3
の判別が実行される。図6には、各部位に対応させた第
1の輝度計測領域の例を示してある。これらの各領域
は、当然のごとく、登録内容を変更することで任意の形
状・大きさにすることができる。
ることができる。
響を受けた領域と絞りの影響を受けない領域とを含む輝
度計測領域のままで自動輝度制御を行っていたので、適
切な輝度調節が実行されていなかった。
は、基準領域である第1の輝度計測領域40を、例えば
図5に示すように絞りの影響を受けない第2の輝度計測
領域42に変更するので、当該絞りによる影響を受けな
い適切な輝度調節を容易に実行することができる。その
結果、適切で見やすいX線透視画像を提供することがで
きる。
いるので、X線絞り操作を行った場合でも、適切で見や
すいX線透視画像を容易にリアルタイムで提供すること
ができる。
域が自動設定されるので、所定の部位観察に適した輝度
を提供することができる。従って、基準領域の変更処理
を省くことができ、効率化を図ることができる。
断装置が行う自動撮影条件推定処理について説明する。
象の詳細な静止画像或いは動画像を取得するための撮影
モードと、一連のX線画像を連続的又は周期的に取得
し、可視像をリアルタイムで表示する透視モードとによ
る撮影が可能である。撮影モードによる撮影と透視モー
ドによる撮影とを比較した場合、初期設定されるROI
の大きさ、照射されるX線強度等が異なる。具体的に
は、撮影モードにおいて初期設定されるROIの大きさ
は、撮影対象を含む領域とされることから、一般的に透
視モードにおいて初期設定されるROI(すなわち、上
述した「第1の輝度計測領域」)よりも大きい。これに
対し、現実の透視モードでは位置決めを目的として撮影
系を移動させながらの観察が多いことから、第1の輝度
計測領域は、フレーム画像の中心付近に設定される場合
が多い(なお、例えば図3に示す第1の輝度計測領域
は、説明をわかりやすくする観点から、比較的大きな領
域としてある。)。また、診断画像を収集するための撮
影モードにおける照射X線の強度は、位置決めを目的と
する透視モードのものよりも強い。
て、例えば、透視モードによって撮影系(X線管球1
3、X線絞り装置15、検出器17、これらが設置され
た図示していないCアーム等)の適切な位置決めをした
後、撮影モードによる診断画像の撮影を行う場合があ
る。係る場合において、透視モードから撮影モードに移
行するとき、上述した様に種々の条件が異なることか
ら、通常のX線診断装置では全ての条件はリセットされ
る。従って、撮影モードを開始するとき、撮影モード用
の新たな条件設定を行う必要があり、通常では、例えば
撮影モードの一回目のX線照射に基づいて撮影条件が求
められ、設定される。
ードによって撮影系の適切な位置決めの後、撮影モード
による診断画像の撮影を行う場合には、透視モードにお
いて得られた情報を撮影モードに利用する自動撮影条件
推定処理を実行する。この自動撮影条件推定処理によれ
ば、撮影モードにおける一回目のX線照射から適切な撮
影条件の設定ができ、迅速なX線診断画像の収集が可能
となる。
線診断装置の一連の撮影動作を説明するためのフローチ
ャートである。
従って、透視モードによる撮影系の位置決めを行う(ス
テップS9)。なお、ここでは上述したステップS1〜
ステップS8までの処理が実行されるものとする。
力により、撮影モードに移行する(ステップS10)。
図2ステップS3において算出された一フレーム画像に
おいてX線絞りによって影響を受ける領域と、撮影モー
ドにおいて初期設定されているROI(以下、「撮影モ
ードROI」)とが重なるか否かを判別する(ステップ
S11)。
Iと絞りによって影響を受けた範囲とが重なる(図7参
照)と判断された場合には、ステップS12に移行し、
撮影モードROIを、絞りの影響を受ける領域とは重な
らない最適化ROIへと変更し、基準領域とする。
おいて特定した絞りの影響を受ける領域に基づいて、例
えば図3に示した撮影モードROIを図4に示す絞りの
影響を受けない最適化ROIに変更する。そして、CP
U30は、最適化ROIを自動輝度調整に関する基準領
域として設定する(ステップS12)なお、最適化RO
Iは、第2の輝度計測領域42の場合と同様に、ステッ
プS2において述べたX線照射領域が一フレーム内に占
める領域を算出することがきる。
ドROIと絞りによって影響を受けた範囲とが重ならな
いと判断された場合には、ステップS13に移行し、撮
影モードROIを基準領域に設定する(ステップS1
3)。
本撮影モードにおいての撮影条件を自動算出する(ステ
ップS14)。すなわち、透視モードにおいて取得され
た絞りの位置或いは最適な輝度値等の情報を利用して、
X線照射を伴わずに撮影モードにおいての撮影条件を算
出する。
13からX線が曝射され、被検体Pを透過したX線撮影
データが検出器17によって取得される(ステップS1
5)。
いはステップS13において設定された基準領域に関す
る自動輝度制御を実行する(ステップS16)。本自動
輝度制御は、既に述べた通りである。
度調節が行われたX線撮影画像を、TVモニタ34に表
示することができる(ステップS17)。
ば、透視モードで撮影系の位置決め処理を行い、引き続
いて撮影モードにて診断画像を撮影する場合には、前段
の撮影系の位置決め処理において取得した絞り位置情報
を利用してROIの最適化を行うことができる。すなわ
ち、透視モードにおいて取得した情報を利用すること
で、当該透視モードにおけるROIよりも大きな撮影モ
ードROIが初期設定される撮影モードであっても、初
回のX線照射から適切な自動輝度制御を行うことができ
る。従って、本X線診断装置によれば、適切で見やすい
X線撮影画像を撮影することができ、また、撮影モード
において再び絞り位置情報を取得する必要が無く、診断
作業の効率化を図ることができる。
たが、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、
各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それ
ら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するも
のと了解される。例えば以下に示すように、その要旨を
変更しない範囲で種々変形可能である。
れかのステップにおいて、割り込み操作として任意のタ
イミングでX線絞りの位置が変更された場合には、再び
ステップS1に戻って、新たなX線絞り位置情報に基づ
いた処理が実行される構成とすればよい。
わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得ら
れる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含
まれており、開示される複数の構成要件における適宜な
組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実
施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削
除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた
課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果
の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が
削除された構成が発明として抽出され得る。
受けず、また、検査部位に応じた適切な輝度制御処理を
容易に実行することができる。
を示した図である。
度制御の手順の一例を示すフローチャートである。
制御処理を説明するための図であり、TVモニタに表示
されたX線透視像を示している。
度制御処理を説明するための図であり、TVモニタに表
示されたX線透視像を示している。
絞り操作を実行した場合の自動輝度制御処理を説明する
ための図であり、TVモニタに表示されたX線透視像を
示している。
機能を説明するための図である。
断装置の一連の撮影動作を説明するためのフローチャー
トである。
めの図である。
Claims (4)
- 【請求項1】被検体に対して所定のX線条件でX線を曝
射するX線発生手段と、 前記X線の曝射領域を限定する絞り手段と、 前記被検体の体内を透過したX線に基づいて所定サイズ
の画像を生成する生成手段と、 前記画像中の所定領域に関する輝度を計算する輝度計算
手段と、 前記輝度に基づいてX線条件を決定し、当該X線条件を
前記X線発生手段にフィードバック制御する制御手段
と、 前記画像中において、前記絞り手段の影響を受けた領域
と前記所定領域とが重なるか否かを判別する判別手段
と、 を具備し、 前記判別手段が重なると判別した場合、前記輝度計算手
段は、前記所定領域を前記絞り手段の影響を受けた領域
とは重ならない他の領域に変形し、当該他の領域に基づ
いて輝度を計算し、 前記制御手段は、前記他の領域に関する輝度に基づいて
他のX線条件を決定し、当該他のX線条件を前記X線発
生手段にフィードバック制御すること、 を特徴とするX線診断装置。 - 【請求項2】前記所定領域は、診断部位に応じた形状又
は大きさのうち少なくとも一方を有することを特徴とす
る請求項1記載のX線診断装置。 - 【請求項3】前記輝度計算手段が実行する前記他の領域
に関する輝度計算、及び前記制御手段が実行する前記他
のX線条件に関するフィードバック制御は、前記絞り手
段による絞り操作に連動してリアルタイムで実行される
ことを特徴とする請求項1又は2記載のX線診断装置。 - 【請求項4】撮影形態に応じて前記所定領域を変更する
変更手段をさらに具備し、 前記判別手段は、前記変更手段が前記所定領域を変更し
た場合には、前記画像中において、当該変更後の所定領
域と前記絞り手段の影響を受けた領域とが重なるか否か
を判別すること、 を特徴とするX線診断装置。
Priority Applications (6)
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