JP2550581B2 - ディジタルｘ線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、Ｘ線装置に関し、特にＸ線画像をディジ
タル化して取り扱うディジタル・ラジオグラフィ（DR）
を行う、ディジタルＸ線装置に関する。

【従来の技術】

現在広く用いられているＸ線装置は、フィルム・スク
リーン系によるＸ線撮影方式によるものであるが、解像
度に優れている反面、フィルム撮影像が固定化されてい
ることにより階調処理や空間周波数処理などの画像処理
に対する適応性がないという欠点がある。 そこで、近年、Ｘ線画像をディジタル化して取り扱う
DR装置が開発されている。これは、Ｘ線フィルムをレー
ザスキャナで読み取って処理するフィルム・ディジタル
方式や、イメージング・プレートを用いる方式などを採
用したものである。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、これらはすべて、主に画像の読み取り
に多大の時間を要し、撮影直後に画像表示することがで
きず、即時性に欠けるという問題がある。 また、これらは、Ｘ線の露光過程においてはフィルム
・スクリーン系と全く同じであるため、画像の取り込み
速度に限度があり、時間分解能が低い。 この発明は、画像の取り込み速度がフィルムなどに比
較して速くて時間分解能に優れ、即時性も高く、非常に
解像度の高いＸ線画像をリアルタイムで安定に表示する
ことを可能とする、構成簡単で、安価なディジタルＸ線
装置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

この発明によるディジタルＸ線装置は、Ｘ線管と、イ
メージインテンシファイアと、このイメージインテンシ
ファイアの出力画像を撮影し、読み取り走査線数が非常
に多く、しかも水平・垂直走査速度が低くて低いフレー
ムレートで高精細画像のビデオ信号を出力するテレビジ
ョンカメラと、このテレビジョンカメラからのビデオ信
号を各走査線ごとに多数点でサンプリングしA/D変換
し、得られた画像データを、複数画素のデータごとに出
力するA/D変換器と、該画像データが複数画素のデータ
ごとに転送されるスキャンコンバージョンメモリを含
み、該メモリを多数の画素単位で並列的に読み出すこと
により低い伝送速度で高いフレームレートの読み出しを
行なうスキャンコンバータと、この並列的に読み出され
た多数画素単位のデータを並列−直列変換した上で高速
にアナログ化してアナログビデオ信号を得るD/A変換器
とを備えることを特徴とする。

【作用】

読み取り走査線数の非常に多いテレビジョンカメラか
ら高精細画像のビデオ信号を出力する場合、水平・垂直
走査速度およびフレームレートを通常（NTSC方式）と同
様のものとすると、ビデオ信号の周波数帯域が広くなり
すぎて、ビデオ信号増幅系などを特殊なものとしなけれ
ばならないことになるし、水平走査速度が速いと水平方
向の解像度が高めることもむづかしくなる。そこで、こ
のテレビジョンカメラの水平・垂直走査速度を遅くし、
低いフレームレートでビデオ信号を出力させるようにし
ている。 このテレビジョンカメラからのビデオ信号は、A/D変
換器によって各走査線ごとに多数点でサンプリングされ
るが、A/D変換器からデジタルデータを１画素単位で出
力すると、伝送速度が高くなりすぎるため、複数画素単
位で出力することとして伝送速度を下げている。 この複数画素単位で送られるデジタルデータがスキャ
ンコンバージョンメモリに入力されて書き込まれ、その
読み出しは、多数の画素単位で並列的に行なわれる。そ
のため、低い伝送速度でも、高い（毎秒30フレーム程度
の）フレームレートでの読み出しを行なうことができ
る。この並列的に読み出された多数画素単位のデータ
は、D/A変換器に入力されて並列−直列変換された上で
高速にアナログ化され、アナログビデオ信号となる。 このアナログビデオ信号を表示装置に送って表示すれ
ば、非常に画素数の多い（たとえば2000×2000）高精細
な画像を表示することができる。この場合、表示画像の
フレームレートは通常程度とされて画面のちらつきは抑
えられるのであるが、テレビジョンカメラからのビデオ
信号自体のフレームレートが低いため、同じ画像が数フ
レームにわたって表示されることになる。 このような高精細のＸ線画像をちらつきがないような
フレームレートで表示することが（原画像の取り込みフ
レームレートが低いという制約を持ちながらも）可能と
なっている。そして、これが、拘束のハードウェアを用
いずに比較的簡易・安価な構成で実現される。すなわ
ち、原画像の取り込みフレームレートが通常のテレビジ
ョンに比べて低くても通常の医療用Ｘ線撮影では支障が
ないことからこれを低くするというある種の割り切りの
もとで、テレビジョンカメラの水平・垂直走査速度およ
びフレームレートを下げながら走査線数を多くして、狭
い周波数帯域のビデオ信号を得、これによりこのビデオ
信号をA/D変換するA/D変換器を高速のものでなくてもよ
いこととし、さらに、このA/D変換出力を複数画素ごと
に出力することで伝送速度を下げてスキャンコンバージ
ョンメモリへの書き込みを容易にし、このスキャンコン
バージョンメモリからの読み出しは多数画素単位で並列
的に行なうことによって読み出し速度を低いものとしな
がらフレームレートを下げずに読み出しを行なうように
し、その後、並列−直列変換した上でアナログ化すると
いう構成をとり、最後のアナログビデオ信号を得るため
のD/A変換器以外はすべて低速のものが使えるようにし
て、安価に実現できるようにしているのである。

【実 施 例】

図において、微小焦点Ｘ線管１から被検体２に向けて
照射されたＸ線は被検体２を透過して大口径イメージイ
ンテンシファイア（I.I.）３に入射し、Ｘ線透過像が可
視光像に変換される。この可視光像はテレビジョンカメ
ラ４に入力され、その撮像管ターゲット面上にＸ線透過
像に相当する電荷像が形成される。このとき、このテレ
ビジョンカメラ４では、ノンインターレース方式で撮像
面の電荷像読み出し走査が行われ、ビデオ信号が得られ
るが、電荷像読み出し水平走査線を通常（NTSC方式）の
約４倍である約2000本とし、１本の水平走査線における
走査速度を通常の1/2の速度として１本の水平走査線に
関する走査時間を通常の２倍にしている。これにより１
秒当り3.75フレームのレートでビデオ信号を得る。 このビデオ信号は画像処理装置５のA/D変換器６によ
りサンプリング周波数20MHzでサンプリングされ、水平
走査線１本当り2000点のサンプリング点でのA/D変換が
なされる。このように水平走査線の１本当りのサンプリ
ング点が非常に多いので、上記のように水平方向の走査
速度を遅くして、水平方向の解像度を確保するようにし
ている。すなわち、水平走査速度を遅くするとともに、
これに対応してサンプリング周波数を低くし、その結果
ビデオ信号の周波数帯域を下げ、ビデオ信号増幅系等に
おける信号の電気的劣化を防ぐようにしているのであ
る。こうして、2000×2000の画像マトリクスの高空間分
解能のディジタル画像データを3.75フレーム／秒で得
る。 ところで、このような高空間分解能の画像データを得
る場合、イメージインテンシファイアの空間分解能の限
界が問題となるが、上記のように微小焦点Ｘ線管１及び
大口径イメージインテンシファイア３を組み合わせ、被
検体２を実線のようにイメージインテンシファイア３の
入力面より離して配置してＸ線拡大撮影を行うことによ
り、これをクリアするようにしている。大口径イメージ
インテンシファイア３は拡大による実質的なMTFの向
上、及び拡大による視野制限に対して視野を確保する上
で必要不可欠である。Ｘ線拡大撮影を行うと、グレーデ
ル効果により散乱線が除去されるため、グリッド13は不
要であるので、ここでは拡大時にグリッド13を点線のよ
うに退避できるような機構（あるいは取り外すことので
きる着脱機構）を備え、Ｘ線の有効利用を図っている。
なお、点線で示すように被検体２をイメージインテンシ
ファイア３の入力面に密着させて行う密着撮影時にはグ
リッド13を実線のようにイメージインテンシファイア３
の入力面に装着する。 この画像データは20MHzの速度でA/D変換器６から得ら
れるが、これをそのままの速度で次の演算処理装置７に
送ったのでは演算処理装置７のハード的な能力に非常に
高度なものが必要となるので、ここでは、２画素単位で
送って伝送速度を1/2（10MHz）に下げ、演算処理装置７
の内部でも２画素単位で並列処理することにより、演算
処理装置７のハード的な負担を軽くしコスト低減を図っ
ている。この演算処理装置７では、たとえば内蔵するフ
レームメモリによる記録や、階調処理、空間周波数処
理、画素間演算などの画像処理が２画素単位で並列に行
われる。演算処理装置７は、Ｘ線管１に高電圧を与える
Ｘ線発生器11等とともにシステムコントローラ12により
制御される。この演算処理装置７の出力は２画素単位で
伝送速度10MHzにてスキャンコンバージョンメモリ８に
転送される。 このスキャンコンバージョンメモリ８に入力される画
像データはノンインターレース走査方式の3.75フレーム
／秒のレートのものであるが、これをそのままモニター
テレビ装置10で表示してもフレームレートが低すぎるた
め人間の目にはちらつきのある画像としてしか見えな
い。そこで、人間の目にちらつきのない安定した画像と
して見えるよう、このスキャンコンバージョンメモリ８
で走査方式及びフレームレートを変換するようにしてい
る。この実施例では、スキャンコンバージョンメモリ８
にノンインターレース走査方式の画像データが3.75フレ
ーム／秒のレートで書き込まれ、30フレーム／秒のレー
トでインターレース方式の読み出し走査が行われてい
る。 このスキャンコンバージョンメモリ８からは、16画素
単位で画像データが並列的に読み出されて、この画像デ
ータD/A変換器９に送られる。このとき、読み出しフレ
ームレートが30フレーム／秒であるにもかかわらず、16
画素単位での並列的な読み出しであるため、画像データ
の伝送速度は10MHzとなる。D/A変換器９では、16画素単
位で送られてきた画像データを並列−直列変換し、160M
Hzの速度でアナログ化し、アナログビデオ信号を得て、
これをモニターテレビ装置10に送る。したがって、この
モニターテレビ装置10では、縦・横2000×2000の画素を
有するきわめて高精細なＸ線画像がインターレース走査
方式により30フレーム／秒のフレームレートでリアルタ
イムに表示されることになる。

【発明の効果】

この発明のディジタルＸ線装置によれば、原画像の取
り込みフレームレートは通常のテレビジョンに比べて遅
いものの、フィルムなどに比較すれば十分に速く、しか
も、簡単・安価な構成で、空間分解能がきわめて高い高
精細なＸ線画像を人間の目にちりつきなく見易いように
高い表示フレームレートでリアルタイムに表示すること
ができる。また、テレビジョンカメラにおける走査線方
向の走査速度を遅くすることは、ビデオ信号の劣化を防
止し、画像の走査線方向の空間分解能を高めることにも
つながる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例のブロック図である。 １……微小焦点Ｘ線管、２……被検体、３……大口径イ
メージインテンシファイア、４……テレビジョンカメ
ラ、５……画像処理装置、６……A/D変換器、７……演
算処理装置、８……スキャンコンバージョンメモリ、９
……D/A変換器、10……モニターテレビ装置、11……Ｘ
線発生器、12……システムコントローラ、13……グリッ
ド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ線管と、イメージインテンシファイア
   と、このイメージインテンシファイアの出力画像を撮影
   し、読み取り走査線数が非常に多く、しかも水平・垂直
   走査速度が低くて低いフレームレートで高精細画像のビ
   デオ信号を出力するテレビジョンカメラと、このテレビ
   ジョンカメラからのビデオ信号を各走査線ごとに多数点
   でサンプリングしA/D変換し、得られた画像データを、
   複数画素のデータごとに出力するA/D変換器と、該画像
   データが複数画素のデータごとに転送されるスキャンコ
   ンバージョンメモリを含み、該メモリを多数の画素単位
   で並列的に読み出すことにより低い伝送速度で高いフレ
   ームレートの読み出しを行なうスキャンコンバータと、
   この並列的に読み出された多数画素単位のデータを並列
   −直列変換した上で高速にアナログ化してアナログビデ
   オ信号を得るD/A変換器とを備えることを特徴とするデ
   ィジタルＸ線装置。