JP2960734B2 - X線撮像装置 - Google Patents
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Description
入射スクリーン上に投影すべきX線像を出射スクリーン
上に検出すべき光学像に変換するX線像増強管と、前記
出射スクリーンと共働して出射スクリーンの光学像を像
の周期的な形成用のビデオ信号に変換するテレビジョン
撮像管とを具えるX線撮像装置に関するものである。
書から既知である。
体に照射した後、X線像増強管の入射スクリーンに入射
するようにしたX線撮像装置が記載されている。この入
射スクリーンは好適にはCsIより成るけい光体層と、光
電陰極とを具える。このけい光体層ではX線を光量子に
変換し、これにより光電陰極で電子を放出する。X線像
増強管ではこの放出電子を加速し、けい光体スクリーン
を具える出射スクリーンに集束し、これにより電子像を
像搬送光ビームに変換する。この光ビームの一部分を半
透鏡により写真フィルムに投影し、この光ビームの他の
部分をテレビジョン撮像管の入射スクリーンに入射し、
これにより光ビームをテレビジョンモニタに表示し得る
ビデオ信号に変換する。
ード中検査すべき物体を例えば、撮像周期当り1〜2μ
Rの比較的低い強度のX線を用いて照射する。露出だけ
を行う場合、即ち、いわゆる露出モードでは比較的高い
強度のX線を用いて例えば50〜70μRの高い信号対雑音
比を得るようにする。この露出モードでテレビジョン撮
像管が露出過多となるのを防止するためにはX線撮像管
の出射スクリーン及びテレビジョン撮像管の入射スクリ
ーン間に制御可能なダイアフラムを介挿する必要があ
る。露出の開始及び期間が露出モードにおけるテレビジ
ョン撮像管の同期に関連しない場合には、露出終了後テ
レビジョン撮像管の入射スクリーンに蓄積された像情報
の読取りを制御するために複雑なインターフェースを必
要とする。テレビジョン撮像管の入射スクリーンの像記
録及びテレビジョンモニタの像情報の表示に同期して上
記入射スクリーンに蓄積された像情報の読取りが同期し
ないため、例えば帰線消去された走査ビームを有するビ
ジコンテレビジョン撮像管を用いる必要がある。
解消し、X線像増強管の出射スクリーンの光強度が可制
御ダイアフラムを用いる必要なくテレビジョン撮像装置
の動作範囲内にあるようにしたX線撮像装置を提供する
ことを目的とする。
および出射スクリーンを有し、出射スクリーン上に投影
されるX線像を出射スクリーン上に検出される光学像に
変換するX線像増強管と、前記出射スクリーンと共働し
て出射スクリーンの光学像を像の周期的な形成に用いら
れるビット信号に変換するテレビジョン撮像管とを具
え、前記ビット信号は出射スクリーンの瞬時光学像によ
って決まり、前記出射スクリーンは瞬時t0から前記ビッ
ト信号の少なくとも1撮像周期で減少するパルス応答を
呈し、前記テレビジョン撮像管は、前記瞬時t0よりも遅
い出発瞬時t1およびビデオ信号の少なくとも1撮像周期
の時間幅を有する時間間隔内に前記ビデオ信号を形成す
るように配列したX線撮像装置において、このX線撮像
装置はさらに基準回路、比較器、ビデオゲート、像メモ
リおよび同期装置を具え、前記テレビジョン撮像装置の
出力端子は前記比較器の第1入力端子に結合し、前記基
準回路はその出力端子を前記比較器の第2入力端子に結
合するとともに前記比較器の第2入力端子に基準信号を
供給するように配列し、前記テレビジョン撮像装置の出
力端子は前記ビデオゲートにも結合し、前記比較器はそ
の出力端子を前記同期装置に結合するとともに前記基準
信号および前記ビデオ信号に応答して前記同期装置を作
動させるように配列し、前記同期装置は前記ビデオゲー
トおよび前記像メモリのビデオ信号の記憶を同期するよ
うに配列したことを特徴とする。
長期間に亘ってX線像増強管の出射スクリーンに残存す
るため、次の撮像周期が開始するまでテレビジョン撮像
装置の入射スクリーンに保持することはもはや必要なく
なる。これがため、テレビジョン撮像装置の入射スクリ
ーンに蓄積さた像情報の読取りを抑圧する必要はない。
X線像増強管の出射スクリーンにより放出される光ビー
ムの強度が減少するため、光ビームのダイアフラム又は
フィルタを必要とすることなく、その動作範囲内に位置
する信号部分をテレビジョン撮像装置によって再現する
ことができる。
信号を発生し、これによりX線像のコントラストを低減
し得るようになる。光を放出するようにX線像増強管の
出射スクリーンのけい光体で電子を捕捉すると量子雑音
が生じるようになる。比較的ゆるやかなパルス応答のけ
い光体又は比較的速いパルス応答のけい光体を有するテ
レビジョン撮像装置を用いることによって特に透視診断
モードにおいて出射スクリーンの一定のX線内容を有す
る像視野を繰返し読取ることができ、量子雑音の積分は
像の組合せによって行うことができる。これがため、信
号対雑音比が改善されるようになる。
は米国特許4,017,679明細書から既知である。この米国
特許明細書には露出モードにおいて像メモリ装置及び像
表示装置における撮像及び像記憶の同期を行い、従って
表示された像が尖鋭でない動作及びフリッカ効果を呈さ
ない同期装置が記載されている。しかし、この米国特許
明細書には像増強管の構成及びテレビジョン撮像管の特
性に関しては何等詳細な記載がない。
用いたカラメを具える。
像装置の入射スクリーンに例えば電荷分布の形態で残存
する。テレビジョン撮像管ではこの電荷分布は互いに垂
直方向に推移した2つの像視野より成るラインパターン
で読取られる。1つの像視野は1/2撮像周期で走査され
るようになる。この像視野が読取られる場合には電荷分
布が消去され、次の像に関する電荷分布が形成され得る
ようになる。CCDを用いたカメラ(以下CCDカメラと称す
る)では像情報の1つの像視野のみを入射スクリーンに
蓄積することができる。この像視野は読取ることがで
き、その後情報の次の像視野を蓄積することができる。
1つのテレビジョン像を好適に形成するためには2つの
像視野を必要とする。しかし、カメラのCCDに電荷を生
成するに要する時間周期がX線像増強管の出射スクリー
ンのアフターグローと比較して長い場合には光学像の強
度がすでに十分に減少しているため、次の像視野の形成
に対し同一像の次の電荷分布を形成し得ず、従って高解
像度の好適な撮像を行うのが困難となる。CCDカメラと
組合せるX線像増強管の出射スクリーンにパルス応答の
ゆるやかなけい光体を用いることにより、出射スクリー
ンのアフターグローの時間内に複数の像視野を再生する
ことができ、従って好適な撮像を行うことができる。こ
れがため、CCDカメラによって好適な撮像を行うために
例えば2つの放射線パルスを供給する必要はなく、従っ
て放射線量が制御されるようになる。
瞬時tに前記ビデオ信号をこの瞬時tにおける前記出射
スクリーンのパルス応答の逆数で乗算する乗算器を更に
具えるようにする。
示を行うためには1つの像を共に構成する2つの像視野
の輝度レベルを同一とする必要がある。量子雑音の積分
を行うために、複数の像視野を加算する場合には、これ
ら視野の輝度レベルをも同一とするのが有利である。X
線像増強管の出射スクリーンのけい光体のアフターグロ
ーの曲線のデータを用いて、像視野をアフターグロー曲
線の逆数で乗算することによって輝度レベルの差を補償
することができる。アフターグロー曲線に相当する出射
スクリーンのパルス応答の部分を関数g(t)で表わ
し、且つ最初の像視野を瞬時にt3に読取る場合には、g
(t3)/g(t)の乗算を行うことにより瞬時tに読取っ
た視野の輝度を瞬時t3に読取った視野の輝度に等しくす
る。
ートと、前記システムモードに依存する基準信号を発生
する基準回路と、入力信号を前記基準回路及びテレビジ
ョン撮像装置の出力信号とする比較器とを具えており、
この比較器によって入力信号が等しい場合に前記同期装
置を作動させ、この同期装置によって少なくとも1つの
像周期中前記ビデオゲートと前記像メモリへのビデオ信
号の記憶とを撮像周期の1/2の周期で同期し、前記基準
信号を、テレビジョン撮像装置により再現し得る出射ス
クリーンの最大像強度によって決まるビデオ信号にほぼ
等しくし得るようにする。
は、Zn2SiO4(MnAs)及びZn2SiO4(Mn)をほぼ2対1の
混合比で含む混合けい光体を有するけい光層を具えるよ
うにする。
るレビジョン撮像装置であるため、X線像増強管の出射
スクリーンの像遅れによって像増強管/テレビジョン撮
像装置の組合せの出射スクリーンの像遅れを決めるよう
にする。混合けい光体の像遅れは、像増強管/テレビジ
ョン撮像装置の組合せの像遅れが慣例のテレビジョン撮
像管と組合せて比較的速いパルス応答のけい光体を有す
るX線像増強管の像遅れに近似するようにして決めるこ
とができる。
り検査すべき物体3を照射する。物体から出た像搬送X
線ビーム6は好適には散乱グリッド7を経てX線像増強
管10の入射スクリーン8に入射する。この入射スクリー
ン8のシンチレーション材料層ではX線量子を光量子に
変換し、これにより光電陰極に電子を放出し得るように
する。像搬送電子ビーム12は電子光学系14によってけい
光体層16を具える出射スクリーン15に結像する。けい光
体層16では電子像を像搬送光ビーム18に変換する。この
場合、光ビーム18は光学系20及び半透鏡22によってフィ
ルムカメラ24及びテレビジョン撮像管26の入射スクリー
ン25に結像する。テレビジョン撮像管26によって光学像
をビデオ信号に変換し、このビデオ信号を像処理装置29
を経て像メモリ30又はモニタ28に供給する。
置29を詳細に示す。テレビジョン撮像装置26の入射スク
リーンをCCDマトリックス27によって形成する。基準回
路32の入力端子には装置の作動モードに依存する制御信
号を供給する。この基準回路32によって基準信号を発生
し、この信号を比較器34を用いて増幅器33により乗算さ
れたビデオ信号と比較する、露出モードではX線像増強
管の出射スクリーン15のけい光体のアフターグロー曲線
でプログラムされたPROM35と、増幅器39とを具える乗算
器によって上記ビデオ信号を瞬時t3から関数g(t3)/g
(t)で示されるように乗算する。基準回路により供給
される基準信号は、露出モードにおけるCCDカメラ26の
動作範囲の上限に相当する。比較器34の両入力信号が高
レベルにある場合にはこの比較器によって同期装置36を
作動させるようにする。次の1/2撮像周期の開始時から
同期装置によってビデオゲート37及び像メモリ38のビデ
オ信号の記憶を、撮像周期の1/2に等しい周期で同期し
得るようにする。X線像は、モニタ28の表示に対し像メ
モリ38から取出し得るようにする。
合“ニュービコン管”のパルス応答を示す。2つの撮像
周期(40ms)では曲線aは瞬時t=0の値のほぼ27%ま
で降下する。曲線b及びcは夫々Zn2SiO4(MnAs)及びZ
n2SiO4(Mn)を含むけい光体スクリーンを具えるX線像
増強管の出射スクリーンのパルス応答を示す。けい光体
Zn2SiO4(MnAs)及びZn2SiO4(Mn)を2対1の割合で混
合することによって、少なくとも1撮像周期の期間に亘
って曲線aに従いほぼ延在するパルス応答を有する混合
けい光体を得ることができる。
体のパルス応答を示す特性図である。 1……X線源 3……被検物体 5……X線ビーム 6……像搬送X線ビーム 7……散乱グリッド 8……入射スクリーン 10……X線像増強管 12……像搬送電子ビーム 14……電子光学系 15……出射スクリーン 16……けい光体層 18……像搬送光ビーム 20……光学系 22……半透鏡 24……フィルムカメラ 25……入射スクリーン(26) 26……テレビジョン撮像管 27……CCDマトリックス 28……モニタ 29……像処理装置 30……像メモリ 32……基準回路 33……増幅器 34……比較器 35……PROM 36……同期装置 37……ビデオゲート 38……像メモリ 39……増幅器
Claims (7)
- 【請求項1】入射スクリーンおよび出射スクリーンを有
し、出射スクリーン上に投影されるX線像を出射スクリ
ーン上に検出される光学像に変換するX線像増強管と、
前記出射スクリーンと共働して出射スクリーンの光学像
を像の周期的な形成に用いられるビット信号に変換する
テレビジョン撮像管とを具え、前記ビット信号は出射ス
クリーンの瞬時光学像によって決まり、前記出射スクリ
ーンは瞬時t0から前記ビット信号の少なくとも1撮像周
期で減少するパルス応答を呈し、前記テレビジョン撮像
管は、前記瞬時t0よりも遅い出発瞬時t1およびビデオ信
号の少なくとも1撮像周期の時間幅を有する時間間隔内
に前記ビデオ信号を形成するように配列したX線撮像装
置において、このX線撮像装置はさらに基準回路、比較
器、ビデオゲート、像メモリおよび同期装置を具え、前
記テレビジョン撮像装置の出力端子は前記比較器の第1
入力端子に結合し、前記基準回路はその出力端子を前記
比較器の第2入力端子に結合するとともに前記比較器の
第2入力端子に基準信号を供給するように配列し、前記
テレビジョン撮像装置の出力端子は前記ビデオゲートに
も結合し、前記比較器はその出力端子を前記同期装置に
結合するとともに前記基準信号および前記ビデオ信号に
応答して前記同期装置を作動させるように配列し、前記
同期装置は前記ビデオゲートおよび前記像メモリのビデ
オ信号の記憶を同期するように配列したことを特徴とす
るX線撮像装置。 - 【請求項2】前記同期装置は少なくとも1撮像周期中前
記ビデオゲートおよび前記像メモリのビデオ信号の記憶
を前記撮像周期の半分に等しい周期に同期するように配
列したことを特徴とする請求項1に記載のX線撮像装
置。 - 【請求項3】前記基準信号は、前記テレビジョン撮像装
置により再生し得る出射スクリーンの最大強度によって
決まるビデオ信号にほぼ等しくしたことを特徴とする請
求項1または2に記載のX線撮像装置。 - 【請求項4】前記基準信号は装置のモードに依存するよ
うにしたことを特徴とする請求項1、2または3に記載
のX線撮像装置。 - 【請求項5】前記テレビジョン撮像装置は電荷結合装置
(CCD)のカメラを具えるとともに、前記出射スクリー
ンの光学像のアフターグロー時間は前記CPUカメラに電
荷を充電するに必要な時間周期よりも充分長くすること
を特徴とする請求項1に記載のX線撮像装置。 - 【請求項6】前記テレビジョン撮像装置はテレビジョン
撮像管を具え、前記X線像増強管の出射スクリーンは蛍
光体スクリーンを含み、且つ前記テレビジョン撮像管の
パルス応答は蛍光体スクリーンのパルス応答に従ってほ
ぼ延在するようにしたことを特徴とする請求項1に記載
のX線撮像装置。 - 【請求項7】前記蛍光体スクリーンはZn2SiO4(MnAs)
およびZn2SiO4(Mn)を2対1の割合で含むことを特徴
とする請求項1に記載のX線撮像装置。
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