JP2716949B2

JP2716949B2 - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JP2716949B2
Application number: JP7132583A
Authority: JP
Inventors: 研一小松
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-05-08
Filing date: 1995-05-08
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPH0847491A

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、被検体を透過したＸ線
を基に被検体のＸ線像を可視化して診断に供するＸ線診
断装置に関するものである。【０００２】【従来の技術】近年、診断用Ｘ線映像技術としてディジ
タル画像収集及び処理法が種々開発され、診断能の向上
が図られている。ところで、被検体Ｘ線像の可視化にお
いて、撮影部位が心臓のように動きの早い場合、小視野
かつ高速撮影が望ましく、また、撮影部位が頭部のよう
に動きは少ないが高解像度を要求される部位にあって
は、広視野かつ拡大撮影が望ましい。さらに、撮影の位
置決めを行う際の透視モードにおいては、高速（３０Ｆ
Ｌ／sec 以上）、広視野かつ高感度であることが望まし
く、また、目的部位の撮影をする撮影モードにおいて
は、広ダイナミックレンジ（８０dB以上）、広視野かつ
高解像度であることが望ましい。しかしながら、従来装
置においては、広ダイナミックレンジ、広視野、高解像
度、高感度なる条件を全て満たすものではなく、撮影部
位及び透視モード，撮影モードに応じてＸ線像の適切な
る可視化を行うことができないのが現状である。【０００３】【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、
撮影部位及び透視モード，撮影モードに応じてＸ線像の
適切なる可視化を行うことができるＸ線診断装置を提供
することにある。【０００４】【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願請求項１記載の発明は、被検体に向けてＸ線を曝射
するＸ線発生手段と、Ｘ線の曝射範囲を決定する絞り手
段と、マトリクス状に配置された画素毎に、前記Ｘ線に
応じた電荷を発生する手段と前記電荷を蓄積する手段と
前記蓄積手段に蓄積された電荷情報を読み出すためのト
ランジスタを備えた撮影手段と、前記トランジスタを順
次読み出し状態にする信号を発生することにより前記画
素に蓄積された電荷をライン毎に読出すものであり、順
次読出し状態とするラインの範囲を切替え可能に構成さ
れた読出し手段と、前記撮影手段の読出し範囲に応じ
て、前記絞りを制御する手段を備えたことを特徴とする
Ｘ線診断装置である。【０００５】【作用】本願請求項１記載の発明は、読出し手段は画素
情報を読出し状態とする範囲を切替えることにより撮像
手段の撮像範囲を切替える。この撮像範囲と連動してＸ
線の曝射範囲を切替えることにより、不要領域へのＸ線
曝射を少なくすることができる。【０００６】【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。第１図は本発明の一実施例たるＸ線診断装置のブロ
ック図である。同図ＸＴは被検体Ｐに向ってＸ線を曝射
するＸ線管、１は被検体Ｐを透過したＸ線を検出する検
出器である。この検出器１は被検体Ｐの透過Ｘ線情報を
画素単位で電気信号に変換して蓄積し、且つ、蓄積した
電気信号を画素単位で読み出し可能なものであり、被検
体Ｐを透過したＸ線を光に変換するシンチレータ（例え
ばCsＩ）２と、このシンチレータ２よりの光に応じて電
子を放出する光電体（例えばCs₃ Sb) ３と、この光電体
３よりの電子を加速後に再び光に変換する螢光体（例え
ば（ZnCd)S) ５と、この螢光体５よりの光を電気信号に
変換して蓄積する２次元固体検出器６とを有して構成さ
れる。また、７は制御部であり透視モード，撮影モード
及び撮影部位に応じて前記検出器１の読み出しアドレス
を制御するものである。８はこの制御部７の制御によっ
て読み出された情報（電気信号）を積分する複数の積分
器より成る積分器群、９はこの積分器９の出力をディジ
タル信号に変換する複数のＡ／Ｄ（アナログ・ディジタ
ル）変換器より成るＡ／Ｄ変換器群、１０はこのＡ／Ｄ
変換器群９の出力を基に演算処理する演算部、１１はこ
の演算部１０の出力を記憶するメモリ、１２はこのメモ
リ１１の記憶内容を基に画像表示を行うモニタである。
ここに、前記２次元固体検出器６は、例えばその等価回
路を第２図に示すように、ダイオード１３ａとコンデン
サ１３ｂとの並列回路（１画素に相当）が２０４８個×
２０４８個整然と２次元的に配列され、且つ、並列回路
毎に薄膜トランジスタを用いたスイッチ１３ｃが直列接
続されて成るものであり、読み出し信号Ｓ₁ 〜Ｓ₂₀₄₈で
スイッチ１３ｃをオンさせることにより各画素毎の情報
Ｉ₁ 〜Ｉ₂₀₄₈を読み出すことができる。例えばこの２次
元固体検出器６は大面積ガラス基板の上に、薄膜蒸着技
術とＩＣプロセス技術とを駆使して作成されるものであ
る。次に、２次元固体検出器，制御部，積分器及びＡ／
Ｄ変換器の接続関係を第３図を基に説明する。第３図は
２次元固体検出器，制御部，積分器及びＡ／Ｄ変換器の
接続関係を示すブロック図である。制御部７は例えばＲ
ＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）７ａ，７ｂを有し
て成るものである。ＲＡＭ７ａはアドレスクロックＢ_X
の入力に応じて読み出し信号Ｓ₁ 〜Ｓ₂₀₄₈を２次元固体
検出器６に出力するように成っており、また、ＲＡＭ７
ｂはアドレスクロックＢＹの入力に応じてスイッチ駆
動信号ＳＹ₁ 〜ＳＹ₂₀₄₈を積分スイッチ１４−１〜１４
−２０４８に出力するように成っている。この積分スイ
ッチ１４−１〜１４−２０４８は前記２次元固体検出器
６の出力端に直列接続されたものであり、トランジスタ
などが適用される。積分スイッチ１４−１〜１４−２０
４８を介して出力される情報Ｉ₁ 〜Ｉ₂₀₄₈はそれぞれ積
分器８−１〜８−２０４８に入力され、次いでＡ／Ｄ変
換器９−１〜９−２０４８に入力されるように成ってい
る。次に、演算部の構成について第４図を基に説明す
る。第４図は本実施例における演算部の構成を示すブロ
ック図である。この演算部１０は、Ａ／Ｄ変換器９−１
〜９−２０４８に対応して配置されたラッチ回路と、こ
のラッチ回路４個毎の出力を加算する加算手段１０ａ
と、各ラッチ回路の出力又は加算手段１０ａの出力を選
択して出力するセレクタ１０ｂとを有して成る。尚、第
４図においては、ラッチ回路１０−１〜１０−２０４８
中１０−１〜１０−４のみを示す。次に、以上のように
構成される実施例装置の作用について第５図及び第６図
をも参照しながら説明する。第５図及び第６図は本実施
例装置の動作タイミング図である。Ｘ線管ＸＴより曝射
され、かつ、被検体Ｐを透過したＸ線が検出器１のシン
チレータ２に入射すると、入射したＸ線に応じてシンチ
レータ２が発光し、この発光に応じて光電体３より電子
が放出される。放出された電子は空間部４で加速され、
螢光体５に到達する。すると、螢光体５が発光し、この
発光による情報が２次元固体検出器６に蓄積される。２
次元固体検出器６よりの情報の読み出しは次のように行
われる。【０００７】〈透視モード〉透視モードにおいては、撮影の位置決めを行う関係上、
高速，広視野かつ高感度であることが望ましい。そこ
で、この透視モードには、２０４８×２０４８マトリク
ス画像を１６ピクセル加算することにより５１２×５１
２マトリクス画像とし、これを３２フレーム／sec で収
集する加算高速モード（ＳＵＭ−ＨＳ）が適用される。
（第５図参照）。ＲＡＭ７ａには、読み出し信号Ｓ₁ 〜
Ｓ₄ ，Ｓ₅〜Ｓ₈ ，Ｓ₉ 〜Ｓ₁₂，…の如く、４個の信号
毎に同時に高レベルとなるデータが書き込まれ、また、
ＲＡＭ７ｂには、スイッチ駆動信号ＳＹ₁ 〜ＳＹ₂₀₄₈が
同時に高レベルとなるデータが書き込まれるものとす
る。この書き込みはモード切り換え時などに行う。アド
レスクロックＢ_X の入力に応じて、読み出し信号Ｓ₁ 〜
Ｓ₄ ，Ｓ₅ 〜Ｓ₈ ，Ｓ₉ 〜Ｓ₁₂，…毎に順次高レベルに
なる。すると、２次元固体検出器６のマトリクス上４列
毎の情報読み出しが行われる。この時、ＲＡＭ７ｂの出
力たるスイッチ駆動信号ＳＹ₁ 〜ＳＹ₂₀₄₈が同時に高レ
ベルとなることから、各行のうちＳ₁ 〜Ｓ₄ に対応する
画素の情報がそれぞれ行毎に加算されて出力される。そ
して、積分器群８により積分され、Ａ／Ｄ変換器９によ
りディジタル信号に変換された後、演算部１０に入力さ
れる。演算部１０では、入力されたデータを先ずラッチ
回路１０−１〜１０−２０４８でラッチし、ラッチ回路
４個毎に配置された加算手段１０ａによりラッチ回路４
個毎の加算処理を行う。そして加算処理結果はセレクタ
１０ｂを介してメモリ１１内に書き込まれる。ラッチ回
路のラッチは１００ms前後の速度で行う。５１２個のデ
ータを書き込む毎にメモリアドレス信号がリセットさ
れ、次々と５１２×５１２の画像が収集される。本モー
ドによれば、大画面の多数画素から成る画像に対して近
傍の数画素毎に加算処理することにより、画素数を減少
させることができるので、１枚の画像を構成する１画素
の収集速度を不変とすることにより、画素を減少した分
だけ収集時間を高速化できる。また、画素の加算処理を
行うことにより、低線量下でも十分な感度が得られ、良
好な画質が得られる。【０００８】〈撮影モード〉撮影モードにおいては、被検体の目的部位の撮影を行う
関係上、広ダイナミックレンジ，広視野かつ高解像度で
あることが望ましい。そこで、このモードには、２０４
８×２０４８のマトリックス画像を２フレーム／sec で
収集する高解像低速モード（ＨＲ−ＬＳ）が適用され
る。（第６図参照）。ＲＡＭ７ａには、読み出し信号Ｓ
₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ，…の如く、順次高レベルとなるデータ
が書き込まれ、また、ＲＡＭ７ｂには、スイッチ駆動信
号ＳＹ₁ 〜ＳＹ₂₀₄₈が同時に高レベルとなるデータが書
き込まれるものとする。この書き込みはモード切り換え
時などに行う。アドレスクロックＢ_X の入力に応じて、
読み出し信号Ｓ₁ 〜Ｓ₂₀₄₈が順次高レベルになり、２次
元固体検出器６より画素毎の情報が読み出される。読み
出された情報は積分器群８により積分され、Ａ／Ｄ変換
器群９によりディジタル信号に変換された後、演算部１
０に入力される。演算部１０では、入力されたデータを
ラッチ回路１０−１〜１０−２０４８でラッチする。そ
して、各ラッチ回路にラッチされたデータは１００ｍse
c 前後の速度で読み出され、メモリ１１内に書き込まれ
る。これにより、２枚／sec で２０４８×２０４８のマ
トリクス画像が収集される。本モードによれば、画素数
が細かく、高解像度の画像が得られ、また、線量に応じ
た広ダイナミックレンジを確保できる。撮影モードにお
いて、例えば撮影の所望部位が心臓などのように、小視
野かつ高速撮影が要求される場合には、次のように行
う。２０４８×２０４８マトリクス画像中の所望領域の
みのを読み出すことにより、５１２×５１２マトリクス
画像を３０フレーム／sec で収集するものである。例え
ばＲＡＭ７ａには、読み出し信号Ｓ₇₆₉ 〜Ｓ₁₂₈₀までが
順次高レベルとなるデータが予め書き込まれ、また、Ｒ
ＡＭ７ｂには、スイッチ駆動信号ＳＹ₇₆₉ 〜ＳＹ₁₂₈₀が
同時に高レベルとなるデータが予め書き込まれるものと
する。このデータの書き込みは、上記同様モード切り換
え時などに行う。アドレスクロックＢ_X の入力に応じ
て、読み出し信号Ｓ₇₆₉ 〜Ｓ₁₂₈₀までが順次高レベルと
なり、これにより２次元固体検出器６より該当する領域
内の情報が順次読み出される。そして、アドレスクロッ
クＢ_Y の入力に応じてスイッチ駆動信号ＳＹ₇₆₉ 〜ＳＹ
₁₂₈₀が同時に高レベルとなることから、積分器群８、Ａ
／Ｄ変換器群９及び演算部１０を介してメモリ１１に書
き込まれているものは、５１２×５１２マトリクス画像
となる。しかも、５１２×５１２マトリクス画像が３０
フレーム／sec で収集できることから、小視野かつ高速
撮影が可能となる。この撮影モードにおいては撮影の所
望部位以外のデータは不要となるので、この不要領域の
被検体部位にはＸ線が照射されないようにＸ線ビームを
規制するのが好ましい。Ｘ線ビームの規制は例えば第７
図に示すように、Ｘ線管ＸＴのＸ線曝射側に配置された
Ｘ線スリット１５をＡ又はＢで示すように連動制御する
ことにより行われる。連動制御は次のように行うことが
できる。Ｘ線管ＸＴと検出器１との間ＦＤＤの距離を、
両者の機械的移動に追従して計数する距離メータで測定
する。Ｘ線スリット１５がＸ線管焦点位置からＤ₁ の距
離にあり、また、検出器１において５１２×５１２なる
領域の面積がＬ² であれば、スリット開口幅Ｗは次式に
よって求められるので、このＷに応じてＸ線スリット１
５を制御する。【０００９】【数１】【００１０】尚、ＦＤＤの測定はレーザ光、超音波など
を利用した距離計測法を用いることができる。また、視
野を５１２×５１２に設定する前にスリット開口幅Ｗを
決めるようにしても良い。例えば弱いＸ線を曝射しなが
ら読み出し信号Ｓ₁₀₂₄のみを高，低レベルに繰り返し、
Ｙ方向にスリットを絞って行く。この時スイッチ駆動信
号ＳＹ₇₆₉ 及びＳＹ₁₂₈₀は高レベルに設定しておく。そ
して、コンパレータによりＡ／Ｄ変換器の出力を“０”
近傍の値と比較すればスリットがこの２チャネルを横切
った瞬間Ａ／Ｄ変換器の出力は“０”となるので、これ
により、Ｘ線スリット１５の絞りを動かすモータを止め
るようにすれば良い。尚、Ｘ方向はＹ方向と同じに設定
すれば良い。このようにＸ線スリットを１５を制御して
Ｘ線ビームを規制することにより、不要領域へのＸ線照
射を防ぐことができる。このように本実施例装置にあっ
ては、撮影部位及び透視モード，撮影モードに応じてＸ
線像の適切なる可視化を行うことができる。【００１１】以上、本発明の実施例装置について説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で適宜に変形実施が可能であるの
はいうまでもない。例えば上記実施例ではＲＡＭを有し
て制御部７を構成したが、各モード毎に異なるデータを
記憶するＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）を有して構
成することもでき、また、シフトレジスタなどを有して
構成することも可能である。さらに、透視モードにおい
て、ＲＡＭの内容を４個おきに高レベルを出力するよう
にデータを書き込んでおけば、加算なしの５１２×５１
２マトリクス画像を得ることができる。この場合、欠損
画素を同一データあるいは近傍２点間の中間値で補間す
るのが好ましい。また、Ａ／Ｄ変換器群９の前段にアナ
ログ加算器を配置し、４個の積分器毎にその出力を加算
するようにしても良い。このようにすると、１台のＡ／
Ｄ変換器により順次切り換えてＡ／Ｄ変換することがで
きるのでハード的に有利となる。【００１２】【発明の効果】本発明によれば、読出し手段は画素情報
を読出し状態とする範囲を切替えることができるので、
画素情報の読出し範囲を狭くすることにより高解像のＸ
線固体平面検出器で高速なフレームレートの画像を撮影
をすることができる。また、この撮像範囲に連動して絞
りを駆動するので、不要領域へのＸ線曝射を少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】【図１】本発明の一実施例たるＸ線診断装置のブロック
図である。【図２】本実施例装置における２次元固体検出器の等価
回路図である。【図３】本実施例装置における２次元固体検出器，積分
器及びＡ／Ｄ変換器の接続関係を示すブロック図であ
る。【図４】本実施例装置における演算部の構成を示すブロ
ック図である。【図５】本実施例装置の動作タイミング図である。【図６】本実施例装置の動作タイミング図である。【図７】本実施例装置におけるＸ線スリットの制御を説
明するための説明図である。【符号の説明】１検出器、７制御部１０ａ加算手段Ｐ被検体。

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線発生手段と、Ｘ線の曝射範囲を決定する絞り手段と、マトリクス状に配置された画素毎に、前記Ｘ線に応じた
電荷を発生する手段と前記電荷を蓄積する手段と前記蓄
積手段に蓄積された電荷情報を読み出すためのトランジ
スタを備えた撮影手段と、前記トランジスタを順次読み出し状態にする信号を発生
することにより前記画素に蓄積された電荷をライン毎に
読出すものであり、順次読出し状態とするラインの範囲
を切替え可能に構成された読出し手段と、前記撮影手段の読出し範囲に応じて、前記絞りを制御す
る手段を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。２．前記制御する手段は、前記Ｘ線の曝射範囲と前記撮
影手段の読出し範囲が一致するように制御するものであ
ることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。３．前記読出し手段は、フレームレートが速くなった時
に読出し状態とするラインの範囲を狭くするものである
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。