JP2776241B2 - Ｘ線テレビジョン装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線テレビジョン装
置、特に、モニタＴＶに表示される透視画像の輝度を一
定に保つ輝度自動調整機構を備えたＸ線テレビジョン装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種、Ｘ線テレビジョン装置は、透視
時のモニタＴＶに表示される透視画像の輝度（明るさ）
を一定に保つために透視輝度自動調整機構を備えてい
る。Ｘ線テレビジョン装置では、透視が行なわれないＸ
線の非曝射時には、Ｘ線管のフィラメントにＸ線が曝射
されない程度の加熱電流を流し、フィラメントを予備加
熱している。この状態で透視のためにＸ線曝射スイッチ
（透視スイッチ）が押されると、予め設定されている所
定の高電圧がＸ線管に印加されてＸ線の曝射が開始され
る。被検体を透過したＸ線は、イメージインテンシファ
イヤで可視光像に変換され、イメージインテンシファイ
ヤに結合されたテレビカメラで映像信号に変換し、被検
体の透過像をモニタＴＶ上に表示する。

【０００３】一方、モニタＴＶに表示された透過像の輝
度は、カメラコントロールユニット（以下ＣＣＵと称す
る）からの輝度比例信号（検出信号）と予め設定された
輝度基準信号とが比較され、前者が後者に一致するよう
に管電圧とフィラメント加熱電流の最適値が被検体に応
じて変化し、モニタＴＶに表示された透視画像の輝度
が、輝度基準信号で定まる一定値に保たれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線テレビジョン装置においては、次の問題がある。

【０００５】すなわち、透視スイッチが押される透視時
には、その都度、所定の予備加熱電流値でフィラメント
が予備加熱されているＸ線管に予め設定されている管電
圧が印加されてＸ線曝射が開始、換言すれば、透視の開
始時は、固定された管電圧とフィラメント加熱電流（予
備加熱電流値）でＸ線曝射が開始され、この後、透視輝
度自動調整機構で管電圧とフィラメント加熱電流が制御
されるので、所定輝度が得られる最適管電圧値ならびに
最適フィラメント加熱電流値に制御されるまでに時間を
要し、透視当初から輝度調整された透視像が表示できな
いという欠点があった。

【０００６】このことは、頻繁にＸ線の曝射をオン／オ
フする外科手術の分野で使用される外科用Ｘ線テレビジ
ョン装置、ならびに、被曝線量の低減の目的で秒１回２
００ｍ秒程度でＸ線を曝射し、このＸ線曝射時の透過像
をビデオメモリに録画し、次のＸ線曝射がなされるまで
のＸ線の絶えている間、ビデオメモリに録画された画像
を再生するようにした間欠パルス透視装置では、特に問
題となる。

【０００７】この発明は上記に鑑み、透視開始当初より
輝度制御された透視像をモニタＴＶに表示できるように
したＸ線テレビジョン装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、Ｘ線曝射中、所定輝度が得られるよう
に輝度自動調整機構で制御された高電圧を記憶する記憶
手段と、記憶された高電圧に対する管電流を算出する手
段と、記憶された高電圧と算出された管電流に基づいて
Ｘ線管のフィラメント電流を算出する手段とを設け、こ
の算出されたフィラメント電流でＸ線管フィラメントを
予熱すると共に次回のＸ線曝射時に記憶手段に記憶され
た高電圧をＸ線管に印加するようにしたことを特徴とし
ている。

【０００９】

【作用】記憶手段は、Ｘ線曝射中の輝度自動調整機構で
調整された管電圧、すなわち、被検体に応じてＣＣＵか
らの輝度比例信号が輝度基準信号に一致するように制御
され、安定した後のＸ線管に印加されている高電圧を最
適管電圧として記憶する。管電流を算出する手段は、最
適管電圧に対応するＸ線管に流がす最適管電流を算出す
る。フィラメント電流を算出する手段は、前記記憶手段
に記憶された最適管電圧と管電流算出手段で算出された
最適管電流より最適フィラメント電流を算出し、その値
を保持する。

【００１０】したがって、透視スイッチが離されＸ線曝
射が終了すると、透視終了時の所望輝度が得られるよう
に調整された最適管電圧と、最適管電流に対応する最適
予熱フィラメント電流がそれぞれ記憶保持されることに
なる。すなわち、透視終了時には輝度基準信号に一致す
るように制御された管電圧と、輝度基準信号に一致する
ように制御された管電圧と管電流に対応するフィラメン
ト電流のそれぞれの最適値が保持され、このフィラメン
ト電流値でフィラメントが予熱される。

【００１１】その結果、透視スイッチを押して透視を開
始すると、前回の透視終了時の管電圧と管電流でＸ線の
曝射が開始されることになり、これらの値は、前回の透
視終了時に得られた被検体よりの最適値であるので、被
検体の状態に変化があったとしても、短時間で輝度基準
信号に一致するように管電圧、管電流（フィラメント電
流）が調整される。したがって、モニタＴＶに表示され
た透過像の輝度が速やかに安定し、透視当初から所定輝
度に調整された透視像が観察できる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら動作との関連でその構成を説明する。図１
は、この発明に係るＸ線テレビジョン装置の一実施例の
構成を示すブロック図である。高圧発生器(4) から高電
圧がＸ線管に印加されるとＸ線管からＸ線が放射さ
れる。被検体を透過したＸ線をイメージインテンシフ
ァイヤ（以下Ｉ．Ｉ．と称する）の入射蛍光面で捕
え、可視光像に変換し出力蛍光面に出力する。このＩ．
Ｉ．の出力蛍光面に表示された可視光像は、光学系(8)
の一次レンズ(10)と二次レンズ(11)を経てテレビカメラ
の撮像管(19)の撮像面に結像する。

【００１３】透視状態で撮像管(19)の撮像面に結像した
可視光像をＣＣＵ（カメラコントロールユニット）(40)
により読みだしモニター(48)に可視光像を表示すると共
に、輝度比例信号(39)を作成しＸ線制御器(44)へ出力す
る。このモニター(48)の可視光像の輝度はＸ線制御器(4
4)により制御される。すなわち、可視光像の輝度がＣＣ
Ｕ(40)で輝度比例信号(39)として検出され、これがＸ線
制御器(44)を介してＸ線管に印加される高電圧とフィ
ラメント加熱電流にフィードバックされＸ線強度が調整
される。最初、標準の透視条件である透視管電圧基準信
号(45)、フィラメント予備加熱信号(75)がそれぞれマイ
クロコンピュータ(26)のＤ／Ａ変換器(62)とＤ／Ａ変換
器(60)から出力されている。

【００１４】Ｘ線曝射信号(43)がオフの状態ではスイッ
チＳ１がオンにされ、ＯＰアンプと抵抗Ｒ１とコンデン
サＣ１とで構成される積分器(16)がオフの状態にされ、
このとき、積分器(16)の出力ΔＶ１はゼロであり、加算
器(17)の一方の入力はゼロ、他方の入力はＤ／Ａ変換器
(62)からの透視管電圧基準信号(45)となっている。その
ため加算器(17)の出力、つまり透視管電圧信号(46)は透
視管電圧基準信号(45)の値となっている。同様にスイッ
チＳ２がオンにされ、ＯＰアンプと抵抗Ｒ２とコンデン
サＣ２とで構成される積分器(78)もオフの状態にされ、
このとき、積分器(78)の出力ΔＶ２はゼロであり、加算
器(79)の一方の入力はゼロ、他方の入力はＤ／Ａ変換器
(60)からのフィラメント予備加熱信号(75)となってい
る。そのため加算器(79)の出力つまりフィラメント加熱
信号(80)もフィラメント予備加熱信号(75)の値となって
いる。

【００１５】つぎに図示しないＸ線曝射ボタンが押され
ると、Ｘ線曝射中だけHighとなっているＸ線曝射信号(4
3)が高圧発生器(4) に与えられる。始め、透視管電圧は
透視管電圧基準信号(45)の値からスタートしていく。前
述したようにＣＣＵ(40)より輝度比例信号(39)がＸ線制
御器(44)の誤差増幅器(15)の一方の入力に入力される。
誤差増幅器(15)の他方の入力には輝度基準信号(41)が入
力され誤差増幅器(15)の出力には、輝度比例信号(39)と
輝度基準信号(41)の差が増幅され積分器(16)に入力され
る。また、Ｘ線曝射信号(43)は積分器(16)のスイッチＳ
１にも与えられる。スイッチＳ１がオフになることによ
り積分器(16)が動作を開始し、積分器(16)の出力ΔＶ１
が加算器(17)の一方の入力に与えられるようになる。他
方入力の透視管電圧基準信号(45)とこのΔＶ１とが加算
器(17)で加算され、透視管電圧信号(46)となる。

【００１６】透視管電圧信号(46)は管電圧制御回路(18)
に与えられ高圧発生器(4) から透視管電圧信号(46)に対
応した高電圧がＸ線管に印加される。印加された高電
圧は、高圧発生器(4) で検出され管電圧制御回路(18)に
フィードバックされて透視管電圧信号値に保たれるよう
制御されている。透視管電圧信号(46)は、また透視管電
流作成器(14)に与えられ、図２に示すように透視管電圧
に対応した透視管電流信号(76)を誤差増幅器(77)の一方
の入力に出力される。誤差増幅器(77)の他方の入力に
は、Ｘ線管に流れる管電流を高圧発生器(4) で検出し
透視管電流実測値信号(81)が入力される。誤差増幅器(7
7)の出力には透視管電流信号(76)と透視管電流実測値信
号(81)との差が増幅され積分器(78)に入力される。

【００１７】積分器(78)の出力ΔＶ２は、誤差増幅器(7
7)の出力である透視管電流信号(76)と透視管電流実測値
信号(81)との誤差を積分したものであり、加算器(79)に
よりフィラメント予備加熱信号(75)に加算されてフィラ
メント加熱信号(80)にフィードバックされる。透視管電
流実測値が変化して透視管電流信号(76)と一致すると、
誤差増幅器(77)の出力もゼロとなり、積分器(78)の入力
がゼロとなるので積分動作は停止する。こうして透視管
電流信号(76)と透視管電流実測値信号(81)が等しくなる
ようなフィードバック制御が行われ透視管電流実測値が
設定値に等しくなる。

【００１８】積分器(16)の出力ΔＶ１は誤差増幅器(15)
の出力（輝度比例信号(39)と輝度基準信号(41)との誤
差）を積分したものであり、加算器(17)により透視管電
圧基準信号(45)に加算されて透視管電圧信号(46)にフィ
ードバックされる。透視管電圧が適切に変化しそして輝
度比例信号(39)と輝度基準信号(41)が一致すると、誤差
増幅器(15)の出力もゼロとなり、積分器(16)の入力がゼ
ロとなるので積分動作は停止する。こうして輝度比例信
号(39)と輝度基準信号(41)が等しくなるようなフィード
バック制御が行われ透視画像の輝度が一定に保たれる。
透視管電圧信号(46)は、Ａ／Ｄ変換器(61)にも与えられ
ていて透視管電圧信号(46)を読み取りメモリ(22)に記憶
する。

【００１９】メモリ(20)にはあらかじめ透視管電圧信号
(46)に応じた透視管電流の値が図２に示すように格納さ
れている。メモリ(20)は、透視管電圧信号(46)で読み出
されそれに対応した透視管電流の値を透視管電流信号(7
6)を与える。メモリ(21)にはあらかじめ図３に示すよう
に透視管電圧ＦＫＶおよび透視管電流ＦｍＡに応じてフ
ィラメント予備加熱電流値ＦｉＡが記憶されている。メ
モリ(21)より前記透視管電圧と前記透視管電流に応じた
フィラメント予備加熱電流値を読み出しＤ／Ａ変換器(6
0)よりフィラメント予備加熱電流値信号(75)が出力され
る。この値は現在のフィラメント加熱信号(80)の値と一
致している。Ｘ線曝射ボタンが離されるとＸ線曝射信号
がｌｏｗになるとともに高圧発生器(4) から高電圧が遮
断されＸ線の発生が止まり、メモリ(22)には最終の透視
管電圧値が記憶される事になる。

【００２０】最終のフィラメント加熱信号(80)がＤ／Ａ
変換器(60)よりフィラメント予備加熱電流値信号(75)と
して出力されていることになり、透視終了時のフィラメ
ント加熱電流値でＸ線管のフィラメントを予熱されるこ
とになる。再度図示しないＸ線曝射ボタンが押されＸ線
が曝射されると、以前の被検体部位・位置に応じて透視
画像の輝度を最適に保っていた透視管電圧および透視管
電流に応じたフィラメント加熱電流値よりＸ線が発生さ
れることになる。従って速やかに透視画像の輝度が最適
に安定する。メモリ(21)に記憶されているフィラメント
予備加熱電流値のデータは、実際の装置とＸ線管の組み
合わせにおいて透視管電圧と透視管電流をパラメータと
して数点のデータを測定し、その他のデータについては
補間法などにより求める。

【００２１】

【変形実施例】

1) メモリ(21)にあらかじめ求めたデータを記憶させて
おきそれを透視管電圧、透視管電流の設定値でよみだす
という構成だけでなく、数点の測定データのみと演算プ
ログラム(23)とをも併せて記憶させておいて、透視管電
圧と透視管電流が設定されたとき、マイクロコンピュー
タを用いて数点のデータから演算プログラム(23)により
その透視管電圧、透視管電流の設定値に応じたフィラメ
ント予備加熱電流値を算出するように構成してもよい。 2) Ｘ線管によってフィラメント特性が大きく異なりＸ
線管毎にフィラメント特性を記憶する必要がある場合に
は、数点の透視管電圧を透視管電圧設定器(54)にて設定
し、安定した後、フィラメント加熱信号(80)を測定しフ
ィラメント予備加熱電流設定器(90)によりメモリ(21)に
記憶させておいてもよい。 3) 輝度信号をＣＣＵから得るようにしたが、イメージ
インテンシファイヤの出力蛍光面より、光学的に取り出
すようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】この発明のＸ線テレビジョン装置によれ
ばモニタＴＶに表示された透過像の輝度が安定するまで
の時間が速くなり、透視当初から所定輝度に調整された
透視像が表示できる。したがって、透視のオン／オフを
頻繁に繰り返えす外科用Ｘ線テレビジョン装置にこの発
明を適用すれば極めて有用であり、また、被曝線量を低
減する目的で行われる秒１回程度Ｘ線を照射する間欠パ
ルス透視においても、モニタＴＶに表示された透過像の
輝度を速かに安定させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１のメモリ(20)に記憶されている透視管電圧
と透視管電流との関係を示す特性図である。

【図３】図１のメモリ(21)に記憶されている透視管電
圧、透視管電流およびフィラメント加熱電流との関係を
示す特性図である。

【符号の説明】 ：高圧発生器 ：Ｘ線管
：被写体 ：イメージインテンシファイヤ
：光学系 ：アイリス 10：一次レンズ 1
1：二次レンズ 13：光分配器 14：透視管電流作成器 15：誤差増幅器 16：積分器 1
8：管電圧制御回路 19：撮像管 20，21，22，23：メモリ 39：輝度比例信号 40：ＣＣＵ 4
1：輝度基準信号 42：濃度設定器 43：Ｘ線曝射信号 4
4：Ｘ線制御器 45：透視管電圧基準信号 46：透視管電圧信号 4
7：映像信号加算器 48：モニタＴＶ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 英樹 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式 会社 島津製作所 三条工場内 (56)参考文献 特開 昭56−7400（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−76088（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05G 1/34 H05G 1/64

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の透過Ｘ線を可視光像に変換する
   手段と、変換された可視光像を映像信号に変換する手段
   と、変換された映像信号から可視光像の輝度信号を得る
   手段と、輝度信号に基づいてモニタＴＶに所定輝度の透
   視画像が得られるようにＸ線管に加える高電圧を制御す
   る手段と、前記制御された高電圧を記憶する記憶手段
   と、記憶された高電圧に対する管電流を算出する手段
   と、前記記憶手段に記憶された高電圧と前記算出された
   管電流に基づいてＸ線管フィラメントに流すフィラメン
   ト電流を算出する手段とを設け、前記算出されたフィラ
   メント電流でＸ線管フィラメントを予熱すると共に次回
   のＸ線曝射時に前記記憶手段に記憶された高電圧を管電
   圧としてＸ線管に印加するようにしたことを特徴とする
   Ｘ線テレビジョン装置。