JP2002541639A - 輝度制御システムを有するx線検査装置 - Google Patents

輝度制御システムを有するx線検査装置

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JP2002541639A JP2000610260A JP2000610260A JP2002541639A JP 2002541639 A JP2002541639 A JP 2002541639A JP 2000610260 A JP2000610260 A JP 2000610260A JP 2000610260 A JP2000610260 A JP 2000610260A JP 2002541639 A JP2002541639 A JP 2002541639A
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ベルケル,アルノルドゥス ペー エル ファン
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    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
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    • H05G1/64Circuit arrangements for X-ray apparatus incorporating image intensifiers

Abstract

(57)【要約】 X線検査装置は輝度制御信号入力のあるX線源と、被画像物体のX線画像を形成させるX線画像装置と、X線源とX線画像装置との間にあるX線吸収手段と、X線画像装置とX線画像から輝度制御信号を得るための輝度制御信号入力とに結合した輝度制御システムと、X線画像装置とX線画像に存在する吸収手段により生じた前記輝度制御信号から検出された吸収の程度を排除するための輝度制御信号入力との間に結合した検出手段とを具備する。直接の放射線、及びX線画像のピクセルのヒストグラムの検出された吸収範囲にある(フィルタのような)吸収手段は自動的に輝度制御から排除され、よって改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、独立請求項1のプレアンブル部にて定義されるX線検査装置に関す
る。
【0002】 かかるX線検査装置は、欧州特許出願第EP0629105号にて公知である
【0003】 公知なX線装置は、X線画像増強装置と画像ピックアップ装置とを具備する。
そのX線画像増強装置は、X線画像を光学画像へ変換する。その画像ピックアッ
プ装置は、光学画像から画像信号を得る。公知なX線検査装置の輝度制御システ
ムは、一部の光学画像の輝度値を測定する補助的光検出器を具備する。上記部分
は、測定場と呼ばれる。輝度制御システムは、測定場にて測定された輝度値に基
づいてX線検査装置を調整するように配設されている。特に、X線源からのX線
のエネルギーは、輝度制御システムにより調整される。公知なX線検査装置の測
定場は可調整であるが、一部のX線フィルタが測定場でその像が形成されるここ
とを回避することが困難であることが判明した。X線フィルタに相当する測定場
での輝度値は、X線検査装置のサブ最適調整を導く。
【0004】 例えば、X線フィルタは調整されて、被検査物体によりほとんど減衰されない
X線を減衰させる。特に、患者の脊柱の放射線学的検査を実行する際に、肺組織
を通過する一部のX線は同程度の容量の空気を含有する肺組織によりほとんど減
衰されない。かかる放射線学的検査の場合には、X線フィルタは、患者の肺の部
分に向かって指向するX線がX線フィルタにより相対的に強く減衰され、患者の
脊柱に向かって指向するX線がX線フィルタにより殆ど若しくは全く減衰されな
いように配置される。X線フィルタの正確な位置決めは、欧州出願特許第EP0
496438号に開示されている。しかしながら、X線検査装置の調整に対して
悪影響を及ぼす効果は、X線フィルタの正確な位置決めにもかかわらず発生する
ことが分かっている。
【0005】 本発明の目的は、X線検査装置の調整に及ぼすX線フィルタの影響を実質的に
軽減させた、X線検査装置を提供することである。
【0006】 上記の目的は、独立請求項1にて定義されるX線検査装置により達成される。
【0007】 本発明によれば、輝度制御システムは、閾値よりも大きいX線画像の輝度値に
基づいて、X線検査装置を調整するように配設される。閾値よりも小さい輝度値
は、X線フィルタにより引き起こされる少なくとも強いX線吸収に相当する。閾
値以下のX線画像のかかる輝度値はX線フィルタと関係するが、被検査物体の画
像情報とは関係しない。よって、閾値よりも大きい輝度値に基づいて、X線検査
装置を調整することにより、X線検査装置の調整に及ぼすX線フィルタの悪影響
の効果は実質的に回避される。特に、X線検査装置の調整は、X線源からのX線
のエネルギー設定と関係する。また、X線検査装置の調整は画像信号が印加され
る増幅器の利得要因の設定と関係する。閾値はX線エネルギーから、並びにX線
フィルタの組成から得る。本願では、閾値はX線フィルタによるX線吸収はX線
エネルギー、その材料及びX線フィルタの厚さに無関係であるという事実を考慮
する。結果として、正確な調整が達成され、特にX線フィルタの悪影響の効果は
、X線エネルギーのさまざまな値に対して回避される。特に、X線エネルギーに
変動は生じている場合でも、正確な調整は維持される。
【0008】 本発明によるX線検査装置の好適な実施例は、独立請求項にて定義される。
【0009】 X線検査装置の調整は、閾値よりも大きな輝度値の平均値に基づいて実行され
ることが好ましい。その平均は、X線画像の選択された部分の輝度値を利用して
行われ、また、その輝度値は選択部分を超える。その平均値は、X線画像の輝度
よりも、X線量子のノイズのようなノイズにあまり影響を受けない。よって、平
均値に基づいて、X線検査装置のより安定した調整が達成される。
【0010】 好適な実施例では、X線検出器はX線画像増強装置と、テレビカメラのような
画像ピックアップ装置とを具備する。その画像増強装置はX線画像から光学画像
を得る。したがって、光学画像の輝度値はX線画像の輝度値に相当する。結果と
して、X線検査装置の正確な調整は、閾値よりも大きな光学画像の輝度値に基づ
いて達成される。X線フィルタと関連する光学画像部分は、特に、閾値以下の輝
度値を有し、よって、X線検査装置の調整を誘導することを考慮しなくてもよい
【0011】 X線検査装置は、光学画像の選択部分における光強度を測定する光センサを具
有することが好ましい。その光センサは入射光を電流に変換し、光学画像の選択
部分を表示する電気的光センサ信号を発生させる。例えば、光センサ信号は光学
画像の選択部分における平均光強度に相当する。X線源からのX線強度は、X線
源に印加される電流により制御され、上記電流は、しばしばフィラメント電流と
呼ばれる。上記フィラメント電流はX線源のカソードを加熱し、X線源のアノー
ドへ電子を放出する。その電子はカソードとアノードとの間に印加された高電圧
により発生した電場中で加速される。電子がアノードに衝突すると、X線が放出
され、その強度はフィラメント電流に左右され、そのエネルギーは高電圧に依存
する。フィラメント電流に対する光センサ信号の信号レベルの比は、問題となる
光学画像の部分に像が形成されるX線フィルタの部分のX線吸収に対して、被検
査の一部の物体の平均X線吸収を表わす。フィラメント電流に対する光センサ信
号の信号レベルの比は、吸収比と呼ばれる。光学画像の個々の位置で、つまり光
学画像のピクセルでは、相対的輝度値は基準輝度値に対する輝度値の比である。
好ましくは、基準輝度値は選択部分の平均輝度値である。光学画像の各々のピク
セルにて、相対的輝度に対する吸収比の割合は、選択部分の平均輝度に無関係で
あり、輝度値、つまり光学画像にて問題とするピクセルでの光強度を生じさせる
X線吸収を表わす。本発明によるX線検査装置は、閾値以下の個々の相対的輝度
値に対する個々の吸収比の割合を有する光学画像の部分に基づいて調整される。
X線源の輝度制御信号は、光学画像の上記部分から得ることが望ましい。
【0012】 輝度制御システムの機能は、適切にプログラム化されたコンピュータにより実
行されることが好ましい。代替としては、輝度制御システムは輝度制御システム
の機能を果たすように配設された電子回路を具有する特別目的の(マイクロ)プ
ロセッサを有する。
【0013】 本発明による装置及び方法は、添付図面を参照して、さらなる効果とともにさ
らに説明し、類似構成部品は同じ参照番号により表示される。
【0014】 図1は、物体Oを照射するX線ビームの強度を制御する輝度制御入力3を有す
るX線源2のあるX線検査装置1の模式図を示す。X線をある程度吸収する、吸
収又はフィルタ手段Aは、大量のX線が装置1のX線画像装置4に未吸収で入射
しないようにするために、通常、物体Oに沿って配設されている。通常、装置4
は、模式的にのみ示した画像増強テレビシステムを有する。X線画像装置4は、
内科医により検査の目的で、モニター上に可視画像を表示する。また、装置1は
輝度制御システム6を具備し、X線画像は、通常デジタルデータの形で表示され
る。模式的に図示する偏向装置Uは、X線画像装置4から光学画像情報を受け、
上記画像情報をデジタル化し、加工し、処理ユニットPに保存する。処理ユニッ
トから検索して、デジタルデータDを生じさせる。デジタルデータDはX線画像
のピクセル(つまり、画素)のヒストグラムを表わし、以後、図2を参照して説
明する。X線画像のデータDから、輝度制御入力3に印加される輝度制御信号B
Cを得る。
【0015】 X線吸収手段Aは、原則として、全体のX線画像の平均輝度レベルを低下させ
る。次いで、輝度制御により関連部分、つまり物体Oが過剰露光されて不良な画
質が生じる。しかしながら、その過剰露光は以下の輝度制御システム6により補
正される。X線検査装置1は、X線画像装置4と輝度制御信号入力3との間に、
通常結合される検出手段7を具備する。その検出手段7は図1の実施例に例示し
たように、輝度制御システム6に含まれるが、これは必要条件ではない。検出手
段7は、X線画像に存在する吸収手段Aにより生じる吸収の測定又は程度を検出
するように配設され、検出された吸収の程度は、その後、輝度制御信号BCから
排除される。X線画像のヒストグラムにて排除された吸収部分の例を、図2のハ
ッチングの施した部分に表わす。
【0016】 図2は、可視画像のピクセルのヒストグラムの例を示す。このヒストグラムは
全ての起こり得るグレー値gr,0(全体が黒)からgrmax(全体は白)に対
して発生する頻度を示す。図2にて、ヒストグラムの右外領域は、X線画像装置
4に衝突する実質上未吸収の直接放射線を示す。吸収手段により生じる検出され
た吸収のハッチング部分を輝度制御から排除することは、輝度制御には正の効果
があり、ヒストグラムの残りの左部分(ハッチングされていない部分)を専ら基
礎とし、左部分は被画像物体Oのついての関連情報を有する。結果として、前述
の過剰露光無しに、改善された画質をもたらすように、輝度制御が被画像物体及
びその吸収特性に対して最適に適合される。
【0017】 再び図1を参照するに、図示するX線検査装置の実施例には、X線画像のヒス
トグラムデータを有する加工ユニットPと、X線画像にて排除されないピクセル
範囲以上に定義される輝度パラメータから輝度制御信号を得る検出手段7とに結
合したX線処理手段8を有する。データ処理手段8にてプログラミングされた適
当なソフトウェアを利用して、例えば、輝度パラメータは、X線画像のヒストグ
ラムにおけるピクセルの範囲での平均値、中央値若しくは最大値から得る。
【0018】 図1の装置は、物体Oに照射するX線ビームの強度及び周波数に関係する情報
を含む出力信号I1を形成するX線源データ出力9を有する。X線画像装置4は
吸収手段Aにより吸収されたX線画像装置4の入射する一部のX線ビームの強度
に関係する情報を含む出力信号I2を形成するX線画像データ出力10を有する
。検出手段7は双方のデータ出力9及び10と結合しており、吸収手段Aによる
吸収の程度を定量化するように配設される。
【0019】 吸収前後でのビーム強度を知ることは、吸収手段Aによる吸収の程度若しくは
速度をも知ることになる。次いで、ヒストグラムが排除レベルの左側で輝度制御
に関連する情報を含むように排除レベルgrexclを生じさせるように、吸収の程
度が問題となるX線画像の特定のヒストグラムに関連する。対応するレベルの信
号は、検出手段7も出力LSに提供され、そのレベルの信号は、輝度制御信号B
Cが吸収手段Aにより生じる吸収より影響を受けないヒストグラムのピクセルか
ら得るように、つまりピクセルが閾値gr以上のグレーレベルを有するように
、処理手段8の閾値入力Tに印加される。
【0020】 特定の実施例では、検出手段7は物体Oへの強度を表わすX線源2の電流が画
像手段4に入射するX線ビーム強度の情報を形成するフォトダイオード電流によ
り分割されるように、データ出力9及び10と結合している、模式的に示す分割
手段を有する。出力LSに送られた分担により、所定のX線ビームでの吸収の程
度の尺度を提供する。
【0021】 また、出力9は電圧制御端子11のX線源電圧情報を提供し、その電圧はX線
源ビームのエネルギーのスペクトル周波数範囲を表わし、吸収の計算された程度
は、相互に異なる源電圧でのさまざなま材料からなる吸収手段の吸収速度を比較
するために、スペクトル周波数に対して修正される。同様の修正は必要とみなさ
れるときはいつでも適用され、X線画像装置4も画像増強手段の画像フォーマッ
トに依存する前述の排除レベルの修正、及び/又はいわゆるSIDに依存する排
除レベルの修正は、X線源チューブとX線画像手段4との間の距離に関するもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるX線検査装置の実行可能な実施例を示す図である。
【図2】 本発明を説明するためのX線画像のピクセルを含有するヒストグラムの例を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21K 5/00 G21K 5/00 A 5/02 5/02 X (72)発明者 ファン ベルケル,アルノルドゥス ペー エル オランダ国,5656 アーアー アインドー フェン, プロフ・ホルストラーン 6 Fターム(参考) 4C092 AA01 AB13 AB22 AC01 AC04 AC11 BD14 CC03 CD07 CF14 CF24 DD07 4C093 AA30 CA36 CA50 EA11 EB02 FA15 FA45 FA60 FD01 FD03 FD09 FD20

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を発するX線源と、 X線画像から画像信号を得るためのX線検出器と、 前記X線源と前記X線検出器との間に配設されたX線フィルタと、 前記X線画像に基づいてX線検査装置を調整するための輝度制御システムとを
    具備するX線検査装置であって、 前記輝度制御システムは、 前記X線のエネルギーと前記フィルタの組成からの、前記X線フィルタのX線
    吸収性を表わす閾値を得て、 前記閾値よりも主に大きな輝度値を有する一部のX線画像に基づいて、前記X
    線検査装置が調整されるように配設されることを特徴とするX線検査装置。
  2. 【請求項2】 前記輝度システムはX線源と結合し、制御信号に基づいてX
    線源を調整し、 前記輝度制御システムは前記閾値よりも主に大きな輝度値を有するX線画像の
    部分から制御信号を得るように配設されることを特徴とする、請求項1に記載の
    X線検査装置。
  3. 【請求項3】 前記輝度制御システムは閾値よりも主に大きな輝度値を有す
    るX線画像の部分の平均輝度値に基づいてX線検査装置を調整するように配設さ
    れることを特徴とする、請求項1又は2に記載のX線検査装置。
  4. 【請求項4】 X線を発するX線源と、 X線画像から光学画像を得るX線画像増強装置と、 前記X線源と前記X線画像増強装置との間に配設されたX線フィルタと、 X線検査装置を調整する輝度制御システムとを具備するX線検査装置であって
    、 前記輝度制御システムは、 前記X線のエネルギーと前記フィルタの組成から、前記X線フィルタのX線吸
    収性を表わす閾値を得て、 前記閾値よりも主に大きい輝度値を有する一部の光学画像に基づき前記X線検
    査装置を調整するように配設されたことを特徴とするX線検査装置。
  5. 【請求項5】 前記X線源は電流供給源を装備しており、前記X線源へ電流
    を供給し、 前記輝度制御システムは少なくとも一部の光学画像の光強度を測定し、測定し
    た光強度を表わす光検出器信号を発生させる光検出器を具備し、 前記電流と前記光検出器信号の信号レベルの比と同等な吸収比を誘導し、 基準輝度に対する光学画像の各々の輝度値の比と同等な一つ以上の相対輝度を
    誘導し、 前記閾値以下の相対輝度値に対する吸収の比の主な割合を有する一部の光学画
    像に基づいて、前記X線検査装置を調整するように配設されることを特徴とする
    、請求項4に記載のX線検査装置。
  6. 【請求項6】 前記輝度制御システムは前記X線源と結合して制御信号に基
    づいて前記X線源を調整し、 前記輝度制御システムは前記閾値以下の前記相対輝度値に対する吸収の比の主
    な割合を有するX線画像の部分から前記制御信号を得るように配設させることを
    特徴とする、請求項5に記載のX線検査装置。
JP2000610260A 1999-04-02 2000-03-22 輝度制御システムを有するx線検査装置 Pending JP2002541639A (ja)

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