JP2011239804A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像処理パラメータをＸ線検査中に自動的に変更することが可能なＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】 Ｘ線検査装置により透視を実行しているときには、常に、被検者２６の体厚と、Ｘ線管２１への管電圧および管電流からなるＸ線条件と、コリメータ部２３による視野サイズとが、検査条件として測定され、その測定値に基づいて、画像処理部により画像処理パラメータとしての周波数強調量と、ダイナミックレンジ圧縮量と、ノイズの抑制量とが常に最適なものに変更される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、Ｘ線を利用した透視や撮影を行うことにより被検者の検査を行うＸ線検査装置に関する。

このようなＸ線検査装置を利用して透視や撮影を行う場合においては、透視や撮影のための検査条件だけではなく、透視や撮影がなされた画像を表示するための画像処理条件を設定する必要がある。この検査条件や画像処理条件は、被検者である患者に必要な診断の種類や撮影部位、あるいは、患者の体格等によって異なっている。

従来、このような条件を設定する場合においては、オペレータが、Ｘ線管の管電圧、管電流およびＸ線照射時間等を指定するともに、透視を行う場合には、単位時間あたりのフレーム数を指定している。また、画像処理条件を設定する場合においては、オペレータが、画像表示部に画像を表示するときの各種の条件を指定している。

一方、Ｘ線管の管電圧、管電流およびＸ線照射時間等の撮影条件と、オペレータが手動で行うべき手動操作条件とを関連づけて記憶するようにした放射線撮影装置も提案されている(特許文献１参照)。

特開２００９−２５４４１１号公報

例えば、循環器を透視する検査装置においては、一度のＸ線照射の間に、様々な部位の透視が連続して実行される。このときには、各部位ごとのＸ線吸収量の違いを補うために、ＩＢＳ信号（自動輝度調整信号）を利用してＸ線管の管電圧や管電流をフィードバック制御することにより、画像表示部に表示される画像の輝度を一定にする構成が採用されている。

しかしながら、管電圧や管電流等のＸ線の照射条件をコントロールして画像表示部に表示される画像の輝度を一定に維持したとしても、被検者の体厚が厚くなった場合には、透視画像のコントラスト自体が低下し、あるいは、ノイズ量が次第に増加するという現象が生ずる。このため撮影部位が変化することにより被検者の体厚が変化した場合や、撮影角度等が変化することにより被検者の体厚が変化した場合には、画像表示部に表示される画像の画質が変化するという問題が生ずる。

このため、従来は、オペレータが、検査を実行中に、コントラストの改善や、ノイズの抑制のために、画像処理パラメータを調整している。しかしながら、この作業は煩雑であり、また、検査を迅速に行う必要がある場合には、画像処理パラメータの調整作業自体を行うことが困難となるという問題が生ずる。このような問題は、被検者の体厚の変化のみならず、Ｘ線管の管電圧や管電流等のＸ線条件や、コリメータによる視野サイズ等が変更された場合にも、同様に生ずる問題である。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、検査条件に基づいて、画像処理パラメータをＸ線検査中に自動的に変更することが可能なＸ線検査装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器からの画像信号を画像処理する画像処理部と、前記画像処理部により画像処理された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを備えたＸ線検査装置において、Ｘ線検査中に、Ｘ線検査の検査条件を測定する検査条件測定手段と、前記検査条件測定手段により測定した検査条件に基づいて、前記画像処理部により画像処理を行う画像処理パラメータをＸ線検査中に変更する画像処理パラメータ変更手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記検査条件測定手段は、Ｘ線検査中に、被検者の体厚を測定する体厚測定手段である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記体厚測定手段は、前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件と、前記Ｘ線検出器に到達したＸ線量とから、被検者の体厚を測定する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、被検者の体厚と画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルを備え、前記画像パラメータ変更手段は、前記テーブルを使用して、前記画像処理部により画像処理を行う画像処理パラメータをＸ線検査中に変更する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記Ｘ線検査は透視であり、前記体厚測定手段は、前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件とＩＢＳ信号とに基づいて、被検者の体厚を測定する。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記Ｘ線検査は撮影であり、前記体厚測定手段は、前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件とフォトタイマーの信号とに基づいて、被検者の体厚を測定する。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、 前記検査条件測定手段は、Ｘ線検査中の管電圧または管電流を測定するＸ線条件測定手段である。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、 前記検査条件測定手段は、Ｘ線検査中のコリメータによる視野サイズを測定する視野サイズ測定手段である。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の発明において、前記パラメータ変更手段は、画像信号における特定周波数を強調する周波数強調量、画像信号のダイナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮量、フィルターを使用して画像信号からノイズを除去するノイズの抑制量の少なくとも一つを変更する。

請求項１に記載の発明によれば、検査条件測定手段により測定した検査条件に基づいて画像処理を行うための画像処理パラメータをＸ線検査中に変更することが可能となる。このため、検査条件に最適な画像処理パラメータを使用して画像処理を実行することにより、画像表示部に適正な画像を表示することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、Ｘ線検査中に測定した被検者の体厚に基づいて、その被検者の体厚に最適な画像処理パラメータを使用して画像処理を実行することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線管によるＸ線の照射条件とＸ線検出器に到達したＸ線量とから被検者の体厚を測定することにより、その被検者の体厚に最適な画像処理パラメータを正確に選択することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、被検者の体厚と画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルを使用して画像処理パラメータを変更することから、画像処理パラメータを正確かつ迅速に決定することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、透視による検査時に、Ｘ線管によるＸ線の照射条件とＩＢＳ信号とに基づいて被検者の体厚を測定することにより、画像処理パラメータを変更することが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、撮影による検査時に、Ｘ線管によるＸ線の照射条件とフォトタイマーの信号とに基づいて被検者の体厚を測定することにより、画像処理パラメータを変更することが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、Ｘ線検査中の管電圧または管電流に基づいて画像処理パラメータを変更することにより、その管電圧または管電流に最適な画像処理パラメータを使用して画像処理を実行することが可能となる。

請求項８に記載の発明によれば、Ｘ線検査中のコリメータによる視野サイズに基づいて画像処理パラメータを変更することにより、その視野サイズに最適な画像処理パラメータを使用して画像処理を実行することが可能となる。

請求項９に記載の発明によれば、画像処理パラメータとしての、画像信号における特定周波数を強調する周波数強調量、画像信号のダイナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮量、フィルターを使用して画像信号からノイズを除去するノイズの抑制量の少なくとも一つを変更することにより、画像表示部に適正な画像を表示することが可能となる。

この発明の第１実施形態に係るＸ線検査装置の概要図である。 コリメータ部２３の要部を示す斜視図である。 この発明の第１実施形態に係るＸ線検査装置の主要な電気的構成を示すブロク図である。 この発明の第２実施形態に係るＸ線検査装置の概要図である。 この発明の第２実施形態に係るＸ線検査装置の主要な電気的構成を示すブロク図である。 この発明の第３実施形態に係るＸ線検査装置の概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係るＸ線検査装置の概要図であり、図２は、そのコリメータ部２３の要部を示す斜視図である。

このＸ線検査装置はＸ線検査としての透視を実行するものであり、被検者２６を載置するテーブル２７と、Ｘ線管２１と、このＸ線管２１から照射され被検者２６を通過したＸ線を検出するＸ線検出器としてのフラットパネルディテクタ２２と、Ｘ線管２１から射出されたＸ線が被検者２６に照射される領域である視野のサイズを変更するためのコリメータ部２３とを備える。コリメータ部２３は、図２に示すように、各々往復移動可能な４枚のコリメータリーフ２４を備える。このコリメータ部２３の作用により、Ｘ線管２１から被検者２６に照射されるＸ線の領域である視野Ｅが規定される。

図３は、この発明の第１実施形態に係るＸ線検査装置の主要な電気的構成を示すブロク図である。このＸ線検査装置は、記憶部１１と画像処理部１２とを含む制御部１０を備える。

高電圧発生部３２には、Ｘ線管２１によるＸ線の照射条件およびＩＢＳ信号と被検者２６の体厚の関係とを示すテーブルが記憶されている。また、制御部１０における記憶部１１には、各種のデータの他に、次のテーブルが記憶されている。すなわち、この記憶部１１には、被検者２６の体厚とそれに最適な画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルと、Ｘ線管２１への管電圧および管電流とそれに最適な画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルと、コリメータ部２３による視野サイズとそれに最適な画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルとが記憶されている。

また、画像処理部１２は、画像処理パラメータを設定、変更する機能を有するものであり、画像信号における特定周波数を強調するための周波数強調量を制御する周波数強調部１３と、画像信号のダイナミックレンジを圧縮するためのダイナミックレンジ圧縮量を制御するダイナミックレンジ圧縮部１４と、フィルターを使用して画像信号からノイズを除去するためのノイズの抑制量を制御するノイズ抑制部１５とを備えている。

この制御部１０は、上述したフラットパネルディテクタ２２およびコリメータ部２３と接続されている。また、この制御部１０は、ＩＢＳ信号（自動輝度調整信号）を発生するＩＢＳ回路３１およびＸ線管２１に印加する管電圧および管電流を制御する高電圧発生部３２を介して、上述したＸ線管２１に接続されている。さらに、この制御部１０は、Ｘ線透視画像やその他の画像を表示するための画像表示部３３と、キーボード等の入力部３４とも接続されている。この制御部１０は、コリメータ部２３による視野サイズの情報と、高電圧発生部３２によりＸ線管２１に印加する管電圧、管電流および体厚の情報とを常に入手している。

以上のような構成を有するＸ線検査装置において透視を行うときには、予め、被検者２６の体格や撮影部位等に対応したデータが、入力部３４により入力される。また、上述したように、制御部１０における記憶部１１には、各種のテーブルと、入力部３４から入力された情報を含む各種のデータが記憶されている。このような条件の下、初期設定が完了すれば、高電圧発生部３２からＸ線管２１に所定の管電圧および管電流が付与され、Ｘ線管２１からＸ線が照射されて透視が開始される。

Ｘ線管２１から照射されたＸ線は、コリメータ部２３により照射領域を制限されて被検者２６に照射される。そして、被検者２６を通過したＸ線は、フラットパネルディテクタ２２により検出され、その画像信号が制御部１０に送られる。この画像信号は、画像処理部１２において画像処理された後、画像表示部３３に送られる。そして、画像表示部３３において、Ｘ線透視画像が表示される。

また、フラットパネルディテクタ２２から制御部１０に送信された画像信号に基づいて、ＩＢＳ信号（自動輝度調整信号）が作成される。ＩＢＳ回路３１は、このＩＢＳ信号に基づいて高電圧発生部３２に制御信号を送信する。高電圧発生部３２は、この制御信号に基づいて、Ｘ線管２１に付与する管電圧および管電流をフィードバック制御する。これにより、画像表示部３３に表示される透視画像の輝度が一定に維持される。

このＸ線検査装置により透視を実行しているときには、被検者２６の体厚と、Ｘ線管２１への管電圧および管電流からなるＸ線条件と、コリメータ部２３による視野サイズとが、常に検査条件として測定され、その測定値に基づいて、画像処理部１２により画像処理パラメータが常に最適なものに変更される。

被検者２６の体厚は、Ｘ線管２１によるＸ線の照射条件と、フラットパネルディテクタ２２に到達したＸ線量とから測定される。このときには、ＩＢＳ回路３１におけるＩＢＳ信号が利用される。すなわち、高電圧発生部３２には、Ｘ線管２１に供給する管電圧および管電流からなるＸ線の照射条件と、被検者２６を通過しフラットパネルディテクタ２２に到達したＸ線の線量と相関関係を有するＩＢＳ信号との関係から、そのときの被検者２６の体厚を求めるためのテーブルが記憶されている。このため、このテーブルを利用することにより、Ｘ線管２１によるＸ線の照射条件とＩＢＳ信号とに基づいて、透視の実行中に、一定時間ごとに被検者２６の体厚を測定することが可能となる。

そして、画像処理部１２は、体厚が測定されるたびに、画像処理パラメータを最適のものに変更する。このときには、記憶部１１に記憶された被検者２６の体厚とそれに最適な画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルが使用される。そして、周波数強調部１３と、ダイナミックレンジ圧縮部１４と、ノイズ抑制部１５とにより、周波数強調量と、ダイナミックレンジ圧縮量と、ノイズの抑制量とが、最適なものとなるように変更される。

ここで、周波数強調部１３により変更される周波数強調量は、画像信号における特定周波数を強調するためのものである。被検者２６の体厚に対応して、画像信号を構成する信号の周波数のうちの特定の周波数を強調して、特定領域における強調の度合いを変更することにより、画像表示部３３に表示される透視画像をより鮮明なものとすることが可能となる。

また、ダイナミックレンジ圧縮部１４により変更されるダイナミックレンジ圧縮量は、画像信号におけるダイナミックレンジを圧縮するためのものである。被検者２６の体厚に対応して、各画素における特定の輝度値の領域を拡張し、他の領域を圧縮するダイナミックレンジ圧縮を実行することにより、画像表示部３３に表示される透視画像のうち、特定の輝度の領域をより鮮明なものとすることが可能となる。

さらに、ノイズ抑制部１５により変更されるノイズ抑制量は、画像信号における特定周波数の領域に対してローパスフィルター等のフィルターを適用して、画像信号からノイズを除去するためのものである。被検者２６の体厚に対応して、画像信号を構成する信号の周波数のうちの特定の周波数を除去して、画像の粒状性を改善することにより、画像表示部３３に表示される透視画像をより鮮明なものとすることが可能となる。

上述した被検者２６の体厚の測定と並行して、Ｘ線管２１への管電圧および管電流からなるＸ線条件と、コリメータ部２３による視野サイズとが、常に検査条件として測定される。画像処理部１２は、これらのＸ線条件と視野サイズが測定されるたびに、画像処理パラメータを最適のものに変更する。このときにも、記憶部１１に記憶されたＸ線管２１への管電圧および管電流とそれに最適な画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルと、コリメータ部２３による視野サイズとそれに最適な画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルとが使用される。そして、周波数強調部１３と、ダイナミックレンジ圧縮部１４と、ノイズ抑制部１５とにより、周波数強調量と、ダイナミックレンジ圧縮量と、ノイズの抑制量とが、最適なものとなるように変更される。

以上のように、この発明に係るＸ線検査装置によれば、被検者２６の体厚と、Ｘ線管２１への管電圧および管電流からなるＸ線条件と、コリメータ部２３による視野サイズという三種類の検査条件が検査中に常に測定され、この検査条件に基づいて、画像処理部１２により画像処理を行う画像処理パラメータが、Ｘ線検査中にダイナミックに変更される。このため、検査条件に最適な画像処理パラメータを使用して画像処理が実行されることになり、画像表示部３３に常に適正な画像を表示することが可能となる。このＸ線検査装置における体厚の測定手段と、Ｘ線条件の測定手段と、視野サイズの測定手段は、この発明に係る検査条件測定手段として機能する。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図４は、この発明の第２実施形態に係るＸ線検査装置の概要図である。また、図５は、この発明の第２実施形態に係るＸ線検査装置の主要な電気的構成を示すブロク図である。なお、上述した第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

上述した第１実施形態に係るＸ線検査装置は、Ｘ線検査としての透視を実行するものであるのに対し、この第２実施形態に係るＸ線検査装置は、Ｘ線検査としてのＸ線撮影を連続して実行している。このため、上述した第１実施形態においては、被検者２６の体厚をＩＢＳ信号を利用して測定していたが、この第２実施形態においては、被検者２６に対するＸ線の照射量の積算値を検出するためのフォトタイマー２５の信号を利用して被検者２６の体厚を測定するようにしている。

すなわち、この第２実施形態においては、高電圧発生部３２には、Ｘ線管２１に供給する管電圧および管電流からなるＸ線の照射条件と、そのときに被検者２６を通過しフラットパネルディテクタ２２に到達したＸ線の線量と相関関係を有するフォトタイマー２５からの信号との関係に基づいて、その条件下での被検者２６の体厚を求めるためのテーブルが記憶されている。このため、このテーブルを利用することにより、Ｘ線管２１によるＸ線の照射条件とフォトタイマー２５からの信号とに基づいて、連続したＸ線撮影の実行中に、一定時間ごとに被検者２６の体厚を測定することが可能となる。そして、第１実施形態の場合と同様、画像処理部１２は、体厚が測定されるたびに、画像処理パラメータを最適のものに変更する。

なお、Ｘ線管２１への管電圧および管電流からなるＸ線条件と、コリメータ部２３による視野サイズとに基づいて画像処理パラメータを最適のものに変更する点は、上述した第１実施形態と同様である。

次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図６は、この発明の第３実施形態に係るＸ線検査装置の概要図である。なお、上述した第１、第２実施形態と同一の構成については説明を省略する。

上述した第１、第２実施形態に係るＸ線検査装置は、Ｘ線管２１とフラットパネルディテクタ２２とを固定した状態で透視や連続撮影等のＸ線検査を実行している。これに対して、この第３実施形態においては、略Ｃ字状のアーム５３を利用してＸ線照射部５１とＸ線検出器５２とを移動させながら、透視や連続撮影等のＸ線検査を実行している。

このＸ線検査装置は、その内部に後述するＸ線管を備え、テーブル５６上の被検者５０に対してＸ線を照射するＸ線照射部５１と、被検者５０を通過したＸ線を検出するＸ線検出器５２と備える。Ｘ線照射部５１とＸ線検出器５２とは、略Ｃ字状のアーム５３により支持されている。このアーム５３は、天井に固定されたガイド部材５５に案内されることにより一方向に移動するキャリッジ５４に支持されている。

例えば、Ｘ線による心血管撮影の場合には、心臓の表裏を３次元的に取り巻く冠動脈の血管画像を得るためには、多方向からの撮影を行う必要がある。このような場合には、この実施形態のようなＣ型のアーム５３を備えたＸ線検査装置が使用される。このＸ線検査装置においては、アーム５３を移動させながら透視や連続撮影を実行することから、被検者５０の体厚は連続的に変化する。このため、上述した第１、第２実施形態と同様の方法により、被検者５０の体厚を常に測定する。そして、画像処理部は、体厚が測定されるたびに、画像処理パラメータを最適のものに変更する。その他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。

なお、上述した実施形態においては、いずれも、画像処理部１２により画像処理を行う画像処理パラメータとしての周波数強調量と、ダイナミックレンジ圧縮量と、ノイズの抑制量とを、Ｘ線検査中に変更している。但し、周波数強調量、ダイナミックレンジ圧縮量、ノイズの抑制量のうち、少なくとも一つのみを変更するようにしてもよい。また、これら以外の画像処理パラメータを変更するようにしてもよい。

１０ 制御部
１１ 記憶部
１２ 画像処理部
１３ 周波数強調部
１４ ダイナミックレンジ圧縮部
１５ ノイズ抑制部
２１ Ｘ線管
２２ フラットパネルディテクタ
２３ コリメータ部
２４ コリメータリーフ
２５ フォトタイマー
２６ 被検者
２７ テーブル
３１ ＩＢＳ回路
３２ 高電圧発生部
３３ 画像表示部
３４ 入力部
５０ 被検者
５１ Ｘ線照射部
５２ Ｘ線検出器
５３ アーム

Claims (9)

1. Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器からの画像信号を画像処理する画像処理部と、前記画像処理部により画像処理された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを備えたＸ線検査装置において、
   Ｘ線検査中に、Ｘ線検査の検査条件を測定する検査条件測定手段と、
   前記検査条件測定手段により測定した検査条件に基づいて、前記画像処理部により画像処理を行う画像処理パラメータをＸ線検査中に変更する画像処理パラメータ変更手段と、
   を備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
2. 請求項１に記載のＸ線検査装置において、
   前記検査条件測定手段は、Ｘ線検査中に、被検者の体厚を測定する体厚測定手段であるＸ線検査装置。
3. 請求項２に記載のＸ線検査装置において、
   前記体厚測定手段は、前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件と、前記Ｘ線検出器に到達したＸ線量とから、被検者の体厚を測定するＸ線検査装置。
4. 請求項３に記載のＸ線検査装置において、
   被検者の体厚と画像処理パラメータとの関係を記憶したテーブルを備え、前記画像パラメータ変更手段は、前記テーブルを使用して、前記画像処理部により画像処理を行う画像処理パラメータをＸ線検査中に変更するＸ線検査装置。
5. 請求項４に記載のＸ線検査装置において、
   前記Ｘ線検査は透視であり、
   前記体厚測定手段は、前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件とＩＢＳ信号とに基づいて、被検者の体厚を測定するＸ線検査装置。
6. 請求項４に記載のＸ線検査装置において、
   前記Ｘ線検査は撮影であり、
   前記体厚測定手段は、前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件とフォトタイマーの信号とに基づいて、被検者の体厚を測定するＸ線検査装置。
7. 請求項１に記載のＸ線検査装置において、
   前記検査条件測定手段は、Ｘ線検査中の管電圧または管電流を測定するＸ線条件測定手段であるＸ線検査装置。
8. 請求項１に記載のＸ線検査装置において、
   前記検査条件測定手段は、Ｘ線検査中のコリメータによる視野サイズを測定する視野サイズ測定手段であるＸ線検査装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のＸ線検査装置において、
   前記パラメータ変更手段は、画像信号における特定周波数を強調する周波数強調量、画像信号のダイナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮量、フィルターを使用して画像信号からノイズを除去するノイズの抑制量の少なくとも一つを変更するＸ線検査装置。
   

Images