JP3317317B2 - デジタルx線撮影装置 - Google Patents

デジタルx線撮影装置

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JP3317317B2 JP15143794A JP15143794A JP3317317B2 JP 3317317 B2 JP3317317 B2 JP 3317317B2 JP 15143794 A JP15143794 A JP 15143794A JP 15143794 A JP15143794 A JP 15143794A JP 3317317 B2 JP3317317 B2 JP 3317317B2
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毅 尾崎
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、デジタルX線撮影装
置に関し、とくにX線イメージインテンシファイアおよ
びX線テレビカメラを組み合わせて得た画像信号をデジ
タル化した上で階調変換して表示コントラストを調整す
る機能を有するデジタルX線撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、X線管から被検体に向けてX
線を照射し、被検体を透過したX線をX線イメージイン
テンシファイアに入射させ、このX線イメージインテン
シファイアにX線テレビカメラを結合してX線透過像の
画像信号を得、これをモニタ装置などに透視像として表
示し、医学的な診断に役立てることが行なわれている。
X線イメージインテンシファイアへのX線入射強度は、
被検体の厚さや照射X線の強度などのさまざまな要因で
変化し、それに伴い、表示された透視像の輝度やコント
ラストなども変化する。
【0003】そこで、画像信号をデジタルデータに変換
した上で、時々刻々変化する画像データの大きさを監視
し、その大きさに合わせて表示階調を制御している。す
なわち、従来では、X線透過像の画像信号をいったんデ
ジタル信号に変換した上で、その画像データ(画素値を
表わすデータ)の最大値と最小値とを検出し、この最大
値が表示階調ウインドウの上限値となり、最小値が表示
階調ウインドウの下限値となるよう、階調変換を行な
う。これによると、各画像のダイナミックレンジに合わ
せた階調表示を行ない、原画像データのダイナミックレ
ンジを表示階調の全体にわたって展開できるので最適な
コントラストが得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにリアルタイムで順次1フレームずつ送られてくる
原画像データのダイナミックレンジに合わせて階調変換
特性を変化させていくことは、階調変換特性自体が画像
データに追従して刻々変化することであるから、心臓の
拍動や呼吸による横隔膜の動きなどの体内の周期的な運
動に対してもこの機能が働き、これらの周期的運動に応
じて画面全体のコントラストが周期的に変動することと
なる。
【0005】この発明は上記に鑑み、見にくさを改善し
ながら、画像の表示コントラストを原画像のダイナミッ
クレンジに合わせて自動調整することができる、デジタ
ルX線撮影装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるデジタルX線撮影装置においては、
被検体に向けてX線を照射するX線照射手段と、被検体
を透過したX線が入射させられてX線透過像の画像信号
を得るX線撮像手段と、上記の画像信号をデジタル化し
た上で画像データの最大値と最小値とを検出するととも
に、その検出した最大値の現在の時点に先行する所定時
間内での最大ピーク値と検出した最小値の現在の時点に
先行する所定時間内での最小ピーク値とを得る手段と、
これら最大値の最大ピーク値および最小値の最小ピーク
値に基づいて画像データの階調を変換する階調変換特性
を求める手段と、この求められた階調変換特性に応じて
表示コントラストを定める表示コントラスト調整手段と
が備えられることが特徴となっている。
【0007】上記の所定時間は任意に調整可能としても
よい。
【0008】
【作用】1フレームごとに画像データの最大値と最小値
とが検出されるが、その最大値と最小値の変動を現在の
時点に先行する所定の時間つまり所定数のフレームの間
監視し、その間における、最大値の最大ピーク値および
最小値の最小ピーク値を求める。そして、この最大値の
最大ピーク値および最小値の最小ピーク値に基づいて画
像データの階調を変換する階調変換特性を求め、この求
められた階調変換特性に応じて表示コントラストを定め
る。そのため、階調変換特性はつねにリアルタイムで変
えられることになるが、上記の時間内での最大値の最大
ピーク値や、上記の時間内での最小値の最小ピーク値が
変動しないかぎり、結果的に階調変換特性は変化しない
ことになる。そして、今まで出力されていた最大値の最
大ピーク値よりも大きな最大値や、今まで出力されてい
た最小値の最小ピーク値よりも小さな最小値が現われた
場合には、ただちにその新たなピーク値に応じた階調変
換特性に変えられる。そのため、原画像のダイナミック
レンジに応じた表示コントラストが得られるとともに、
階調変換特性の変化が頻繁ではなくなるため見にくさも
改善できる。とくに心拍運動や呼吸運動などの周期的な
運動の周期が上記の所定時間よりも短いものである場合
には、これらの周期的運動によっては階調変換特性は変
化しないこととなる。
【0009】上記の所定時間は任意に調整可能とするこ
とにより、心拍運動や呼吸運動などの周期的な運動の周
期に応じて、それらより長いものとして設定することが
できるようにすれば、周期的な運動に応じて階調変換特
性が変化することを確実に除去できる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図1において被検
体10が、検査室の床面に設置されたベッド11の天板
に横たえられて保持されており、この被検体10を挟む
ようにX線管21、およびX線イメージインテンシファ
イア22とX線テレビカメラ23の組み合わせが対向配
置される。これらX線管21と、X線イメージインテン
シファイア22、X線テレビカメラ23とは保持装置2
4により保持されている。
【0011】X線管21から発生したX線は被検体10
に向けて照射され、被検体10を透過したX線はX線イ
メージインテンシファイア22に入射する。すなわち、
X線による透過像がX線イメージインテンシファイア2
2に入射する。このX線イメージインテンシファイア2
2では、入射したX線透過像が可視光の画像に変換さ
れ、これが出力される。出力された可視光の画像はX線
テレビカメラ23により電気的な画像信号に変換され
る。
【0012】X線テレビカメラ23から得られる透視像
の画像信号は画像処理装置30に送られて、A/Dコン
バータ31によりデジタル画像データに変換される。こ
の画像データは最大値・最小値ピーク検出装置32、表
示コントラスト設定装置33を経てD/Aコンバータ3
4に送られアナログ画像信号に戻され、画像モニタ装置
41に送られる。表示コントラスト設定装置33は、階
調変換を行なう変換テーブル(ルックアップテーブル)
よりなり、入力された画像データ(画素値のデータ)を
表示に適した値に変換して出力する。その変換特性(入
出力特性)は最適コントラスト算出装置35によって定
められる。
【0013】すなわち、まず最大値・最小値ピーク検出
装置32により、入力画像データの最大値と最小値とを
1フレームごとに検出する。画像信号はX線テレビカメ
ラ23より1フレームずつ順次送られてくるので、こう
して1フレームごとに検出された最大値と最小値はフレ
ームごとに順次変動することになり、それぞれたとえば
図2の曲線イ、ロのようになる。そこで現在の時点T0
から所定の時間ΔTの間での最大値の最大ピーク値と、
最小値の最小ピーク値とを求める。こうして最大値・最
小値ピーク検出装置32より、所定の時間ΔT内の最大
値の最大ピーク値Aと、最小値の最小ピーク値Bとが得
られる。
【0014】最適コントラスト算出装置35は、これら
の値A、Bに基づいて最適コントラストを得るための入
出力変換特性を求める。この入出力変換特性は、値Aが
表示される最大輝度に、値Bが表示される最小輝度にな
るようなものとされる。こうして求められた変換特性に
応じて最適コントラスト算出装置35が表示コントラス
ト設定装置33を制御し、表示コントラスト設定装置3
3における階調変換特性の表示階調の上限の値と下限の
値とが定められる。これにより、現在の時点T0より前
のΔTの時間内で入力された複数フレームの画像データ
のうちの最も大きなものが画面上でいわゆる白つぶれを
起こさずかつ最も小さなものが黒つぶれを起こさないよ
う、最適なコントラストで表示されるようなものに変換
されることになる。
【0015】そして、このような表示コントラスト設定
装置33における表示コントラストの設定は、最大値・
最小値ピーク検出装置32が出力する最大値の最大ピー
ク値および最小値の最小ピーク値に応じて常に行なわれ
る。しかし、最大値や最小値が図2のイ、ロのように変
化しても、時間ΔTの間でそれらのピーク値A、Bが変
わらないかぎり、この最大値・最小値ピーク検出装置3
2が出力する最大値の最大ピーク値および最小値の最小
ピーク値は同じ値A、Bを出力し続ける。つまり、この
ような場合は、表示コントラスト設定装置33における
階調変換特性は変化することなく固定したものとなり、
値Aよりも大きな最大値が現われたときや値Bよりも小
さな最小値が現われたときは、ただちに、最大値・最小
値ピーク検出装置32が出力する最大値の最大ピーク値
や最小値の最小ピーク値がA,B以外の値に変更させら
れて、階調変換特性が変化させられる。また、現在から
先行する時間ΔT内の最大値の最大ピーク値がAである
図2のような状態から時間が経過して、その間ずっと最
大値Aよりも大きな最大値が現われないまま最大値Aを
とる画像がΔTの範囲外になった場合には、その時点で
最大値の最大ピーク値は値Aよりも小さな値に変更され
る。同様に、現在から先行する時間ΔT内の最小値の最
小ピーク値がBである図2のような状態から時間が経過
して、その間ずっと最小値Bよりも小きな最小値が現わ
れないまま最小値Bをとる画像がΔTの範囲外になった
場合には、その時点で最小値の最小ピーク値は値Bより
も小さな値に変更される。このように現在より先行する
時間ΔTの間の最大値の最大ピーク値および最小値の最
小ピーク値が変化したときのみ、表示コントラスト設定
装置33における階調変換特性が変化させられる。その
ため、頻繁に階調変換特性が変化することが抑えられ
て、画像も見易さが向上する。
【0016】とくに、被検体10内の臓器等の運動周期
がこの時間ΔTよりも短いものであるなら、この周期的
な運動による表示コントラストの変動は完全に抑えられ
る。また、たとえ運動周期がΔTよりも長いものであっ
ても、表示コントラストの変動頻度は少ないものとな
る。これに対して、保持装置24を操作して、X線管2
1、X線イメージインテンシファイア22およびX線テ
レビカメラ23等の撮像系を被検体10に対して動かす
ことにより撮像視野の位置や撮像方向を大きく変化させ
たときなどでは、最大値や最小値は大きく変わり、時間
ΔTの範囲内で検出される最大値の最大ピーク値Aや最
小値の最小ピーク値Bはそれに応じて直ちに変化するた
め、表示コントラスト設定装置33における階調変換特
性をこの撮像視野の位置や撮像方向の大きな変動に即座
に対応させ、すみやかに最適な表示コントラストとする
ことができる。
【0017】なお、上記の所定時間ΔTについては、一
般的な被検体に関して基準となるべき値が想定できるの
で、初期設定により固定にしておくこともできる。さら
に、このΔTを初期設定において一般的な基準値に定
め、後にある程度変化できるよう半固定式としておけ
ば、実際の状況に対応することができるようになり、よ
り望ましい。すなわち、時間ΔTを任意に調整可能とす
ることにより、心拍運動や呼吸運動などの周期的な運動
の周期に応じて、それらより長いものとして設定するこ
とができるようにすれば、周期的な運動の影響を確実に
除去できる。
【0018】
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明のデジタルX線撮影装置によれば、表示コントラ
ストを最適なものに定めるための階調変換特性の変化の
頻度を少なくしているので、原画像のダイナミックレン
ジに合わせた表示コントラストの自動調整を行ない、観
察し易い透視像の表示を可能としながら、より観察し易
い透視像を表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の模式図。
【図2】画像データの最大値および最小値の時間的な変
化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
10 被検体 11 ベッド 21 X線管 22 X線イメージインテンシファイア 23 X線テレビカメラ 24 保持装置 30 デジタル画像処理装置 31 A/Dコンバータ 32 最大値・最小値ピーク検出装置 33 表示コントラスト設定装置 34 D/Aコンバータ 35 最適コントラスト算出装置 41 画像モニタ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 毅 京都府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 (72)発明者 鈴木 英文 京都府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 (72)発明者 河合 益実 京都府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 (72)発明者 安見 正幸 京都府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 平1−212983(JP,A) 特開 平7−240886(JP,A) 特開 平7−327170(JP,A) 特開 昭60−182930(JP,A) 特開 平5−95512(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/325

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体に向けてX線を照射するX線照射
    手段と、被検体を透過したX線が入射させられてX線透
    過像の画像信号を得るX線撮像手段と、上記の画像信号
    をデジタル化した上で画像データの最大値と最小値とを
    検出するとともに、その検出した最大値の現在の時点に
    先行する所定時間内での最大ピーク値と検出した最小値
    の現在の時点に先行する所定時間内での最小ピーク値と
    を得る手段と、これら最大値の最大ピーク値および最小
    値の最小ピーク値に基づいて画像データの階調を変換す
    る階調変換特性を求める手段と、この求められた階調変
    換特性に応じて表示コントラストを定める表示コントラ
    スト調整手段とを有することを特徴とするデジタルX線
    撮影装置。
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JP6430865B2 (ja) * 2015-03-17 2018-11-28 株式会社日立製作所 X線透視撮影装置、透過x線画像変換方法およびプログラム

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