JP2647075B2 - デイジタル・フルオログラフイ装置 - Google Patents
デイジタル・フルオログラフイ装置Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
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- H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
- H05G1/30—Controlling
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、Ｘ線診断器として用いられディジタル画像
処理を行なうディジタル・フルオログラフィ装置に関す
る。
処理を行なうディジタル・フルオログラフィ装置に関す
る。
［発明の技術的背景と問題点］ ディジタル・フルオログラフィ装置とは、Ｘ線−光変
換器としてのイメージ・インテンシファイア（以下I.I
という）、テレビカメラ、テレビモニタを組合わせたＸ
線テレビ装置に映像信号のディジタル処理部を設けた装
置である。最近では、血管造影撮影の場合、撮影したＸ
線画像情報を演算処理して造影部位のみを抽出するディ
ジタル・サブトラクション撮影法が用いられている。こ
の撮影方法は、造影前の画像を造影後の画像から減算処
理し、造影剤によるＸ線吸収差を画像としたものであ
る。更に、この減算処理を映像信号の各フレームに対し
実施することにより造影剤の流れを動画観察することも
できる。この画像処理法において、診断効果の高い処理
像を得るためには、TVカメラへのＸ線入射光量がそのダ
イナミック・レンジ内に入るように制御する必要があ
る。しかし、このサブトラクション撮影法では、撮影
中、被写体への入射線量を変化させることは、減算処理
過程において不要な像が表われ、診断効果の低い処理像
しか得られないことになる。そのため、撮影状態に入る
前に被写体へのＸ線入射線量が最適に制御されていなく
てはならない。
換器としてのイメージ・インテンシファイア（以下I.I
という）、テレビカメラ、テレビモニタを組合わせたＸ
線テレビ装置に映像信号のディジタル処理部を設けた装
置である。最近では、血管造影撮影の場合、撮影したＸ
線画像情報を演算処理して造影部位のみを抽出するディ
ジタル・サブトラクション撮影法が用いられている。こ
の撮影方法は、造影前の画像を造影後の画像から減算処
理し、造影剤によるＸ線吸収差を画像としたものであ
る。更に、この減算処理を映像信号の各フレームに対し
実施することにより造影剤の流れを動画観察することも
できる。この画像処理法において、診断効果の高い処理
像を得るためには、TVカメラへのＸ線入射光量がそのダ
イナミック・レンジ内に入るように制御する必要があ
る。しかし、このサブトラクション撮影法では、撮影
中、被写体への入射線量を変化させることは、減算処理
過程において不要な像が表われ、診断効果の低い処理像
しか得られないことになる。そのため、撮影状態に入る
前に被写体へのＸ線入射線量が最適に制御されていなく
てはならない。
［発明の目的］ 本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、撮影
状態に入る前にＸ線管の電圧を最適撮影状態に設定し
て、被写体の厚さに応じて診断効果の高い最適なサブト
ラクション画像を得ることができ、しかも撮影管電圧の
有効管電圧範囲に比して広い範囲の被写体厚さに対応す
ることができるディジタル・フルオログラフィ装置を提
供することを目的とする。
状態に入る前にＸ線管の電圧を最適撮影状態に設定し
て、被写体の厚さに応じて診断効果の高い最適なサブト
ラクション画像を得ることができ、しかも撮影管電圧の
有効管電圧範囲に比して広い範囲の被写体厚さに対応す
ることができるディジタル・フルオログラフィ装置を提
供することを目的とする。
［発明の概要］ 上記目的を達成する為に本発明は、被写体に向けてＸ
線を曝射するＸ線管と、このＸ線管に透視時または撮影
時においてそれぞれ透視管電圧または撮影管電圧を供給
する高電圧発生装置と、前記Ｘ線管から曝射されたＸ線
を光に変換する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から出力される光の量を調整
する光学系と、この光学系を介してイメージインテンシ
ファイアからの光を撮像するテレビカメラと、このテレ
ビカメラからの映像信号に画像処理を施す画像処理部と
を有し、サブトラクション撮影を行うディジタル・フル
オログラフィ装置において、透視時において前記テレビ
カメラで撮影された画像が最適輝度を有するように前記
高電圧発生装置の透視管電圧を設定する透視Ｘ線条件設
定器と、被写体の厚さに応じて最適輝度を得るために透
視管電圧と撮影管電圧とを対応付けて予め記憶し、透視
時に透視Ｘ線条件設定器で設定された透視管電圧を基に
して撮影時における前記高電圧発生装置の撮影管電圧を
有効管電圧範囲内に設定する撮影Ｘ線条件設定器とを有
し、前記光学系の利得をこの撮影Ｘ線条件設定器で設定
された撮影管電圧に合うように設定することを特徴とす
るものである。
線を曝射するＸ線管と、このＸ線管に透視時または撮影
時においてそれぞれ透視管電圧または撮影管電圧を供給
する高電圧発生装置と、前記Ｘ線管から曝射されたＸ線
を光に変換する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から出力される光の量を調整
する光学系と、この光学系を介してイメージインテンシ
ファイアからの光を撮像するテレビカメラと、このテレ
ビカメラからの映像信号に画像処理を施す画像処理部と
を有し、サブトラクション撮影を行うディジタル・フル
オログラフィ装置において、透視時において前記テレビ
カメラで撮影された画像が最適輝度を有するように前記
高電圧発生装置の透視管電圧を設定する透視Ｘ線条件設
定器と、被写体の厚さに応じて最適輝度を得るために透
視管電圧と撮影管電圧とを対応付けて予め記憶し、透視
時に透視Ｘ線条件設定器で設定された透視管電圧を基に
して撮影時における前記高電圧発生装置の撮影管電圧を
有効管電圧範囲内に設定する撮影Ｘ線条件設定器とを有
し、前記光学系の利得をこの撮影Ｘ線条件設定器で設定
された撮影管電圧に合うように設定することを特徴とす
るものである。
［発明の実施例］ 以下、本発明に係るディジタル・フルオログラフィ装
置の一実施例を第１図を参照しながら説明する。図にお
いて、１はＸ線を被写体に向けて曝射するＸ線管、２は
Ｘ線管１に高電圧を供給する高電圧発生装置である。３
は被写体、４はイメージインテンシファイアである。I.
I4の出力部に光学絞り又は光学フィルタを備えた光学系
５が設けてある。更に光学系５の後方にテレビカメラ６
が設けてある。７は画像処理装置で、８は画像処理装置
７からの信号を可視状態にするテレビモニタである。９
は基準映像信号設定器で、10は画像処理装置７と基準映
像信号設定器９との映像信号を比較する映像信号比較器
である。11は、映像信号比較器10からの信号を受けて高
電圧発生装置２の電圧を制御する透視Ｘ線条件設定器で
ある。12は、透視Ｘ線条件設定器11からの信号を受けて
撮影時の高電圧発生装置２の電圧を制御する撮影条件設
定器である。
置の一実施例を第１図を参照しながら説明する。図にお
いて、１はＸ線を被写体に向けて曝射するＸ線管、２は
Ｘ線管１に高電圧を供給する高電圧発生装置である。３
は被写体、４はイメージインテンシファイアである。I.
I4の出力部に光学絞り又は光学フィルタを備えた光学系
５が設けてある。更に光学系５の後方にテレビカメラ６
が設けてある。７は画像処理装置で、８は画像処理装置
７からの信号を可視状態にするテレビモニタである。９
は基準映像信号設定器で、10は画像処理装置７と基準映
像信号設定器９との映像信号を比較する映像信号比較器
である。11は、映像信号比較器10からの信号を受けて高
電圧発生装置２の電圧を制御する透視Ｘ線条件設定器で
ある。12は、透視Ｘ線条件設定器11からの信号を受けて
撮影時の高電圧発生装置２の電圧を制御する撮影条件設
定器である。
次に上述の如く構成されたディジタル・フルオログラ
フィ装置の作用について述べる。高電圧発生装置２によ
り供給された高電圧にてＸ線管１より曝射されたＸ線
は、被写体３を透過し、I.I4にて光学像に変換される。
I.I4の出力光は、光学系５にて適性に調節されてテレビ
カメラ６に入射する。テレビカメラ６にて映像信号とな
り、画像処理装置７にて画像処理されてテレビモニタ８
に出力される。また、透視中は、画像処理装置７より映
像信号が出力され、映像信号比較器10に入る。映像信号
比較器10には基準映像信号設定器９よりの最適輝度信号
が送られ、映像信号と比較し最適値に到達するよう制御
信号を透視Ｘ線条件設定器11に送る。一方、撮影Ｘ線条
件設定器12には下記の如くして求められる透視Ｘ線管電
圧と撮影Ｘ線管電圧との関係（第２図）を記憶させてお
く。
フィ装置の作用について述べる。高電圧発生装置２によ
り供給された高電圧にてＸ線管１より曝射されたＸ線
は、被写体３を透過し、I.I4にて光学像に変換される。
I.I4の出力光は、光学系５にて適性に調節されてテレビ
カメラ６に入射する。テレビカメラ６にて映像信号とな
り、画像処理装置７にて画像処理されてテレビモニタ８
に出力される。また、透視中は、画像処理装置７より映
像信号が出力され、映像信号比較器10に入る。映像信号
比較器10には基準映像信号設定器９よりの最適輝度信号
が送られ、映像信号と比較し最適値に到達するよう制御
信号を透視Ｘ線条件設定器11に送る。一方、撮影Ｘ線条
件設定器12には下記の如くして求められる透視Ｘ線管電
圧と撮影Ｘ線管電圧との関係（第２図）を記憶させてお
く。
まず、以下に説明する関係式Ａ乃至Ｄを作成するため
の前提を説明する。被写体の代わりに複数の厚さの異な
るファントムを用意し、各ファントム毎に撮影を行い、
各撮影毎にテレビカメラから得られる輝度信号が最適輝
度信号となるように透視管電圧に対応した撮影管電圧を
設定する。有効撮影管電圧の範囲は、予め設定されてお
り、その上限は造影剤のコントラストがつき易い範囲と
なるように、また、下限は被検体の被曝線量が増加しな
い範囲として設定されている。そして、ファントムの厚
さは大きく４ブロックに分けてあり、各ブロック中に
は、３種類の厚さの異なるファントムを用意し、各厚さ
毎の実測値をプロットして後述の各直線Ａ乃至Ｄを得る
ようにしている。このように複数のブロックに分けるの
は、被写体の厚さが、胴体や頭，あるいは手，足等によ
って広い範囲に亘っているからである。以下具体的に説
明する。
の前提を説明する。被写体の代わりに複数の厚さの異な
るファントムを用意し、各ファントム毎に撮影を行い、
各撮影毎にテレビカメラから得られる輝度信号が最適輝
度信号となるように透視管電圧に対応した撮影管電圧を
設定する。有効撮影管電圧の範囲は、予め設定されてお
り、その上限は造影剤のコントラストがつき易い範囲と
なるように、また、下限は被検体の被曝線量が増加しな
い範囲として設定されている。そして、ファントムの厚
さは大きく４ブロックに分けてあり、各ブロック中に
は、３種類の厚さの異なるファントムを用意し、各厚さ
毎の実測値をプロットして後述の各直線Ａ乃至Ｄを得る
ようにしている。このように複数のブロックに分けるの
は、被写体の厚さが、胴体や頭，あるいは手，足等によ
って広い範囲に亘っているからである。以下具体的に説
明する。
まず、被写体３として最も厚い状態にてＸ線管１の最
適撮影Ｘ線管電圧が有効撮影Ｘ線管電圧範囲の上限とな
るようテレビカメラ系４、５、６、７、８、の利得を調
節する。この状態にて、被写体３の厚さに対応するファ
ントムの厚さを変化させてこのときのＸ線管１の最適管
電圧と透視管電圧の関係を実測し第２図の関係式Ａとし
て記憶する。次に関係式ＡにてＸ線管１の最適管電圧が
有効撮影管電圧範囲の下限Ｐを下回る被写体の厚さｐを
求める。次に、イメージインテンシファイア４の出力部
とテレビカメラ６の入射部との間の光学系５を調整しテ
レビカメラ６への入射光量を調節して被写体の厚さｐに
おける最適管電圧が有効撮影管電圧範囲の上限ｐ′とな
る光学系５の設定値を求める。この状態にて、被写体の
厚さｐに対応するファントムの厚さを順次変化させて、
このときのＸ線管１の最適管電圧及び透視管電圧の関係
を実測し、関係式Ｂとして記憶する。更に、関係式Ｂに
てＸ線管１の最適管電圧が有効撮影管電圧範囲の下限Ｑ
を下回る被写体の厚さｑを求める。再び、光学系５を調
整しテレビカメラ６への入射光量を調節して、被写体の
厚さｑにおけるＸ線管１の最適管電圧が有効撮影管電圧
範囲の上限Ｑ′となるように光学系５を調整する。この
状態にて、被写体の厚さｑに対応するファントムの厚さ
を順次変化させて、このときのＸ線管１の最適撮影管電
圧及び透視管電圧の関係を実測し関係式Ｃとして記憶す
る。この関係式を順次求めて行き、被写体３の最も薄い
状態にてＸ線管１の最適管電圧が有効撮影管電圧範囲の
下限を上回るまで繰り返す。この透視Ｘ線条件設定器11
には、上述した被写体の厚さに対応する透視管電圧と撮
影管電圧との関係が記憶されており、ある厚さの被写体
３を透視し、出力画像の輝度を一定にするように透視管
電圧を自動制御すると、この時の透視管電圧より被写体
の厚さが推定できる。この推定被写体の厚さより関係式
Ａを用いて最適管電圧を算出する。この手法を繰り返し
有効撮影管電圧範囲内の最適管電圧を求める。撮影時に
は、透視Ｘ線条件設定器11の信号が撮影Ｘ線条件設定器
12に送られる。撮影Ｘ線条件設定器12は高電圧発生装置
２に上述の如くして求められた最適管電圧をＸ線管１に
送るよう指示し、テレビカメラ系４、５、６、７、８、
の利得を設定した管電圧に合うよう設定する。この状態
にて撮影し画像処理をすることにより診断効果の最も高
い画像が得られる。
適撮影Ｘ線管電圧が有効撮影Ｘ線管電圧範囲の上限とな
るようテレビカメラ系４、５、６、７、８、の利得を調
節する。この状態にて、被写体３の厚さに対応するファ
ントムの厚さを変化させてこのときのＸ線管１の最適管
電圧と透視管電圧の関係を実測し第２図の関係式Ａとし
て記憶する。次に関係式ＡにてＸ線管１の最適管電圧が
有効撮影管電圧範囲の下限Ｐを下回る被写体の厚さｐを
求める。次に、イメージインテンシファイア４の出力部
とテレビカメラ６の入射部との間の光学系５を調整しテ
レビカメラ６への入射光量を調節して被写体の厚さｐに
おける最適管電圧が有効撮影管電圧範囲の上限ｐ′とな
る光学系５の設定値を求める。この状態にて、被写体の
厚さｐに対応するファントムの厚さを順次変化させて、
このときのＸ線管１の最適管電圧及び透視管電圧の関係
を実測し、関係式Ｂとして記憶する。更に、関係式Ｂに
てＸ線管１の最適管電圧が有効撮影管電圧範囲の下限Ｑ
を下回る被写体の厚さｑを求める。再び、光学系５を調
整しテレビカメラ６への入射光量を調節して、被写体の
厚さｑにおけるＸ線管１の最適管電圧が有効撮影管電圧
範囲の上限Ｑ′となるように光学系５を調整する。この
状態にて、被写体の厚さｑに対応するファントムの厚さ
を順次変化させて、このときのＸ線管１の最適撮影管電
圧及び透視管電圧の関係を実測し関係式Ｃとして記憶す
る。この関係式を順次求めて行き、被写体３の最も薄い
状態にてＸ線管１の最適管電圧が有効撮影管電圧範囲の
下限を上回るまで繰り返す。この透視Ｘ線条件設定器11
には、上述した被写体の厚さに対応する透視管電圧と撮
影管電圧との関係が記憶されており、ある厚さの被写体
３を透視し、出力画像の輝度を一定にするように透視管
電圧を自動制御すると、この時の透視管電圧より被写体
の厚さが推定できる。この推定被写体の厚さより関係式
Ａを用いて最適管電圧を算出する。この手法を繰り返し
有効撮影管電圧範囲内の最適管電圧を求める。撮影時に
は、透視Ｘ線条件設定器11の信号が撮影Ｘ線条件設定器
12に送られる。撮影Ｘ線条件設定器12は高電圧発生装置
２に上述の如くして求められた最適管電圧をＸ線管１に
送るよう指示し、テレビカメラ系４、５、６、７、８、
の利得を設定した管電圧に合うよう設定する。この状態
にて撮影し画像処理をすることにより診断効果の最も高
い画像が得られる。
［発明の他の実施例］ 前述の実施例ではＸ線管電圧を中心に制御していた
が、管電圧、管電流を同時に制御する方法を次に第３図
を参照して説明する。管電圧、管電流の組合せをあらか
じめ決めておき、自動条件設定時、この組合せ関数に従
い制御する。この組合せ関数は、有効管電圧範囲の下限
までは、管電流は最低値にて管電圧を制御可能な最小単
位にて増加させる。有効管電圧範囲内は、管電圧の最小
単位を１単位増加させる間に、管電流の最小単位にて増
加させる。管電流に依存する数は次の式にて決定する。
が、管電圧、管電流を同時に制御する方法を次に第３図
を参照して説明する。管電圧、管電流の組合せをあらか
じめ決めておき、自動条件設定時、この組合せ関数に従
い制御する。この組合せ関数は、有効管電圧範囲の下限
までは、管電流は最低値にて管電圧を制御可能な最小単
位にて増加させる。有効管電圧範囲内は、管電圧の最小
単位を１単位増加させる間に、管電流の最小単位にて増
加させる。管電流に依存する数は次の式にて決定する。
有効管電圧範囲の上限以上は、管電流は最大値にて管
電圧を増加させる。この組合せ関数を透視、撮影共に作
り前述した関係式を求める。管電圧、管電流を同時に制
御することにより、制御可能な被写体の変化を広くする
ことができる。
電圧を増加させる。この組合せ関数を透視、撮影共に作
り前述した関係式を求める。管電圧、管電流を同時に制
御することにより、制御可能な被写体の変化を広くする
ことができる。
［発明の他の実施例］ 本発明の第３の実施例においては、管電圧、管電流の
組合せ関数において、Ｘ線出力線量が一定に増加するよ
うな組合せ関数とする。一般に、Ｘ線線量に対する管電
圧の影響は、指数関数的変化をし、管電流の影響は、比
較的に変化する。そのため、前述の他の実施例の組合せ
関数において管電圧が増加した時、管電流を低くし、出
力線量的に一定増加する組合せ関数を作る。第４図に示
した組合せ関数を透視、撮影共に成し、前述した関係式
を求める。管電圧、管電流を同時制御し、Ｘ線出力線量
の均一化を実現することにより、制御可能な被写体変化
を広くすることができ、更に被写体の厚さを正確に推定
することができる。
組合せ関数において、Ｘ線出力線量が一定に増加するよ
うな組合せ関数とする。一般に、Ｘ線線量に対する管電
圧の影響は、指数関数的変化をし、管電流の影響は、比
較的に変化する。そのため、前述の他の実施例の組合せ
関数において管電圧が増加した時、管電流を低くし、出
力線量的に一定増加する組合せ関数を作る。第４図に示
した組合せ関数を透視、撮影共に成し、前述した関係式
を求める。管電圧、管電流を同時制御し、Ｘ線出力線量
の均一化を実現することにより、制御可能な被写体変化
を広くすることができ、更に被写体の厚さを正確に推定
することができる。
［発明の効果］ 以上述べた通り、本発明によれば撮影状態に入る前に
Ｘ線管の電圧を最適撮影状態に設定して、被写体の厚さ
に応じて診断効果の高い最適なサブトラクション画像を
得ることのできるディジタル・フルオログラフィ装置を
提供することができる。
Ｘ線管の電圧を最適撮影状態に設定して、被写体の厚さ
に応じて診断効果の高い最適なサブトラクション画像を
得ることのできるディジタル・フルオログラフィ装置を
提供することができる。
また、撮影管電圧を設定する際に光学系の調節量をも
制御しているので、撮影管電圧の有効範囲に比して広い
範囲の被写体厚さに対応することができる。
制御しているので、撮影管電圧の有効範囲に比して広い
範囲の被写体厚さに対応することができる。
第１図は、本発明に係るディジタル・フルオログラフィ
装置の一実施例を示すブロック図、第２図は、本発明に
おける透視Ｘ線管電圧と撮影Ｘ線管電圧の関係を示す
図、第３図は、本発明におけるＸ線管電圧、管電流の組
合せ関数の関係を示す図、第４図は、本発明におけるＸ
線管電圧、管電流の組合せ関数の関係を示す図である。 １……Ｘ線管、 ２……高電圧発生装置、 ３……被写体、４……イメージインテンシファイア、 ５……光学系、 ６……テレビカメラ、 ７……画像処理装置、 ８……テレビモニタ、 ９……基準映像信号設定器、 10……映像信号比較器、 11……透視Ｘ線条件設定器、 12……撮影Ｘ線条件設定器。
装置の一実施例を示すブロック図、第２図は、本発明に
おける透視Ｘ線管電圧と撮影Ｘ線管電圧の関係を示す
図、第３図は、本発明におけるＸ線管電圧、管電流の組
合せ関数の関係を示す図、第４図は、本発明におけるＸ
線管電圧、管電流の組合せ関数の関係を示す図である。 １……Ｘ線管、 ２……高電圧発生装置、 ３……被写体、４……イメージインテンシファイア、 ５……光学系、 ６……テレビカメラ、 ７……画像処理装置、 ８……テレビモニタ、 ９……基準映像信号設定器、 10……映像信号比較器、 11……透視Ｘ線条件設定器、 12……撮影Ｘ線条件設定器。
Claims (1)
- 【請求項１】被写体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、
このＸ線管に透視時または撮影時においてそれぞれ透視
管電圧または撮影管電圧を供給する高電圧発生装置と、
前記Ｘ線管から曝射されたＸ線を光に変換するイメージ
インテンシファイアと、このイメージインテンシファイ
アから出力される光の量を調節する光学系と、この光学
系を介してイメージインテンシファイアからの光を撮像
するテレビカメラと、このテレビカメラからの映像信号
に画像処理を施す画像処理部とを有し、サブトラクショ
ン撮影を行うディジタル・フルオログラフィ装置におい
て、透視時において前記テレビカメラで撮影された画像
が最適輝度を有するように前記高電圧発生装置の透視管
電圧を設定する透視Ｘ線条件設定器と、被写体の厚さに
応じて最適輝度を得るために透視管電圧と撮影管電圧と
を対応付けて予め記憶し、透視時に前記透視Ｘ線条件設
定器で設定された透視管電圧を基にして撮影時における
前記高電圧発生装置の撮影管電圧を有効管電圧範囲内に
設定する撮影Ｘ線条件設定器とを有し、前記光学系の利
得をこの撮影Ｘ線条件設定器で設定された撮影管電圧に
合うように設定することを特徴とするディジタル・フル
オログラフィ装置。
Priority Applications (4)
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