JP3388839B2 - Ｘ線回転立体撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、テーブル上の被検体の
周りにＸ線管装置及びＸ線検出器を回転させつつ上記被
検体にＸ線を放射しその透過Ｘ線像を検出して撮影し該
被検体の診断部位を立体画像として観察し得るＸ線回転
立体撮影装置に関し、特にＸ線管装置及びＸ線検出器を
支持する回転支持器の動きと被検体の撮影に必要な各構
成要素の動作とを同期させることができるＸ線回転立体
撮像装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のこの種のＸ線回転立体撮影装置
は、図４に示すように、被検体１を寝載するテーブル２
の周りに回転可能に設けられた回転支持器３と、この回
転支持器３に固定され被検体１にＸ線を放射するＸ線管
装置４と、上記テーブル２を間に挟み回転支持器３上で
Ｘ線管装置４と対向配置され被検体の透過Ｘ線像を光学
像に変換するＸ線検出器５と、このＸ線検出器５からの
出力光学像を撮影する撮像装置６と、この撮像装置６か
らの映像信号をディジタル化すると共にこのディジタル
信号を処理し処理後の画像データをアナログ変換する画
像処理装置７と、この画像処理装置７からの映像信号を
入力して画像表示する表示装置８と、上記回転支持器３
の回転動作を制御する回転制御装置９と、上記各構成要
素の動作を制御するシステム制御装置１０とを備えて成
っていた。そして、上記テーブル２上の被検体１の周り
にＸ線管装置４及びＸ線検出器５を所定の速さで連続回
転し、刻々と変化する撮影角度において被検体１の周り
に多方向から一連の撮影を行い、画像表示していた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のＸ線回転立体撮影装置においては、上記回転支持器
３の動きと撮像装置６及び画像処理装置７の動作とは同
期せずに独立していたので、回転支持器３を回転させな
がらスキャン撮影を複数回行う場合、その回転支持器３
が回転を開始し各回の所定の撮影開始位置に達したとき
に、各回の撮影において撮像装置６の同期信号の位相は
一定していなかった。すなわち、回転時の画像の撮影タ
イミングは撮像装置６のフレーム周期で行われるので、
撮影開始後最初の画像を撮影する角度が、図３（ｂ）に
示すように、例えば第１回目のスキャンでの撮影開始位
置Ｓ₁と、第２回目のスキャンでの撮影開始位置Ｓ₂とで
ずれるものであった。このときの角度誤差がθとなる。 【０００４】この角度誤差θは、最大で撮像装置６の１
フレーム周期中に回転支持器３が回転する角度に相当す
る。そして、上記回転支持器３が定常速度で回転するの
であれば、上記角度誤差θは、回転の全周にわたる撮影
角度の誤差となってしまうものであった。従って、複数
回の撮影を行い同一撮影角度の画像を抽出して積算等の
演算を行ったり、或いは造影剤注入前の画像と注入後の
画像とを同一撮影角度同士で差演算を行ったりすると、
角度誤差によるアーチファクトが発生することがあっ
た。このことから、画像の観察が困難となり、診断能の
高い画像が得られないことがあった。 【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、Ｘ線管装置及びＸ線検出器を支持する回転支持器
の動きと被検体の撮影に必要な各構成要素の動作とを同
期させることができるＸ線回転立体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】上記目的を達成するため
に、本発明によるＸ線回転立体撮影装置は、略中央部に
被検体テーブルを水平方向に挿入するための開口部を有
するガントリに支持され上記開口部の周りに回転可能に
設けられた回転支持器と、この回転支持器に固定され被
検体にＸ線を放射するＸ線管装置と、上記テーブルを間
に挟み回転支持器上でＸ線管装置と対向配置され被検体
の透過Ｘ線像を検出しこれを電気信号に変換する映像装
置と、この映像装置の出力信号を処理して画像データを
生成する画像処理装置と、該生成された画像データを画
像として表示する表示装置と、上記回転支持器の回転動
作を制御する回転制御装置とを備えたＸ線回転立体撮影
装置において、上記回転支持器がその回転により撮影開
始位置に到達する時刻に相当する回転角度より所定時間
に相当する角度だけ手前の回転角度の位置で同期パルス
を出力すると共に画像処理装置へ送出する同期手段を設
け、この同期パルスで被検体の撮影に必要な上記各構成
要素の動作を同期させるようにしたものである。 【０００７】 【作用】このように構成されたＸ線回転立体撮影装置
は、同期手段により、回転支持器がその回転により撮影
開始位置に到達する時刻に相当する回転角度より所定時
間に相当する角度だけ手前の回転角度の位置で同期パル
スを出力すると共に画像処理装置へ送出し、この同期パ
ルスで被検体の撮影に必要な各構成要素の動作を同期さ
せる。これにより、上記同期パルスを用いて回転支持器
の動きと被検体の撮影に必要な各構成要素の動作とを同
期させることができる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明によるＸ線回転立体撮影
装置の全体構成を示すブロック図である。このＸ線回転
立体撮影装置は、被検体の周りにＸ線管装置及びＸ線検
出器を回転させつつ上記被検体にＸ線を放射しその透過
Ｘ線像を検出して撮影し該被検体の診断部位を立体画像
として観察し得るもので、図に示すように、回転支持器
３と、Ｘ線管装置４と、Ｘ線検出器５と、撮像装置６
と、画像処理装置７と、表示装置８と、回転制御装置９
と、システム制御装置１０とを備えて成る。 【０００９】上記回転支持器３は、後述のＸ線管装置４
及びＸ線検出器５を回転可能に支持するもので、略中央
部に被検体テーブル２を水平方向に挿入するための開口
部を有するガントリ（図示省略）に支持され、上記テー
ブル２の近傍に回転中心を有するリング状に形成される
と共に、該テーブル２の周りに回転可能に設けられ、図
示省略の駆動機構により回転されるようになっている。
なお、上記テーブル２の上面にて回転中心の位置に被検
体１が寝載される。 【００１０】Ｘ線管装置４は、上記テーブル２上に寝載
された被検体１にＸ線を放射するもので、高電圧装置１
１から所定の高電圧を供給されるようになっている。Ｘ
線検出器５は、上記Ｘ線管装置４から放射され被検体１
を透過したＸ線像を検出して光学像に変換するもので、
例えばＸ線イメージインテンシファイアから成り、上記
テーブル２を間に挟み前記回転支持器３上でＸ線管装置
４と対向配置されている。撮像装置６は、上記Ｘ線検出
器５から出力された光学像を撮影して電気信号に変換す
るもので、例えばテレビカメラから成り、Ｘ線検出器５
の出力面に設けられた光学系により結像される光学像を
撮影するように設けられている。なお、上記Ｘ線検出器
５と撮像装置６とで、被検体１の透過Ｘ線像を検出しこ
れを電気信号に変換する映像装置を構成している。 【００１１】画像処理装置７は、上記撮像装置６からの
映像信号をディジタル化すると共にこのディジタル信号
を処理し、この処理後の画像データをアナログ変換する
もので、撮像装置６から出力されるアナログの映像信号
を入力してディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３
と、このＡ／Ｄ変換器１３から出力される画像データを
記憶する記憶装置１４と、この記憶装置１４から読み出
した画像データを入力して所要の演算をする演算器１５
と、この演算器１５から出力される画像データを再びア
ナログの映像信号に変換するＤ／Ａ変換器１６と、上記
記憶装置１４を制御するためのアドレスや撮像装置６を
制御するための同期信号を発生するアドレス制御器１７
とで構成されている。そして、表示装置８は、上記画像
処理装置７から出力される映像信号を入力して画像とし
て表示するもので、例えばテレビモニタから成る。 【００１２】また、回転制御装置９は、前記回転支持器
３の回転方向及び速度、角度などの回転動作を制御する
もので、該回転支持器３の実位置を検出するロータリエ
ンコーダ１８からの信号を入力するようになっている。
さらに、システム制御装置１０は、上記各構成要素の動
作を制御するものである。なお、図１において、符号１
９は上記システム制御装置１０に対して各種の操作指令
を入力するための操作器を示し、符号２０は被検体１の
体内に造影剤を注入する造影剤注入器を示している。 【００１３】ここで、本発明においては、上記回転制御
装置９の内部に同期パルス発生回路２１が設けられてい
る。この同期パルス発生回路２１は、前記回転支持器３
がその回転により撮影開始位置に到達する時刻に相当す
る回転角度より所定時間に相当する角度だけ手前の回転
角度の位置で同期パルスＰを出力すると共に、この同期
パルスＰを画像処理装置７へ送出する同期手段となるも
ので、上記同期パルスＰは画像処理装置７内のアドレス
制御器１７へ入力するようになっている。そして、この
アドレス制御器１７は、上記同期パルスＰを用いて、前
記回転支持器３の動きと撮像装置６及び画像処理装置７
全体の動作とを同期させるように働く。 【００１４】次に、このように構成されたＸ線回転立体
撮影装置の動作について説明する。まず、術者は、図１
において操作器１９を操作し、画像の撮影開始位置、画
像の撮影終了位置、取り込み画像数及び撮影周期等を予
め設定しておく。そして、この状態で術者が操作器１９
により撮影開始の操作をすると、システム制御装置１０
は回転制御装置９へ制御信号を送り、この回転制御装置
９の制御により回転支持器３を回転させる。このとき、
上記回転制御装置９内の同期パルス発生回路２１は、回
転支持器３がその回転により撮影開始位置に到達する時
刻に相当する回転角度より所定時間に相当する角度だけ
手前の回転角度の位置で同期パルスＰを出力する。 【００１５】この同期パルス発生回路２１が同期パルス
Ｐを出力するタイミングをどのように決めるかについ
て、図２を参照して説明する。図２は、図１に示す回転
支持器３が回転を始めるときの時間−速度曲線を示すグ
ラフである。図２において、時刻０から回転を始め、加
速期間Ｔ₀を経過した後、時刻ｔ₀で一定速度Ｖに達する
ものとする。なお、この加速期間Ｔ₀の長さは、上記回
転支持器３の機械系の摩擦や駆動系のモーターの電源電
圧などの外的要因により変動する可能性がある。そし
て、上記の時刻ｔ₀より所定時間以上経過した時刻ｔ₂の
タイミングで撮影開始位置に到達するものとすると、そ
の時刻ｔ₂より所定時間Ｔだけ先立った時刻ｔ₁のタイミ
ングで同期パルスＰを出力する必要がある。このよう
に、撮影開始位置に到達する前に同期パルスＰを出力す
るのは、撮像装置６としてのテレビカメラの同期信号の
位相を変化させた場合に出力が安定するのに数テレビフ
レームを要するためであり、その出力が安定するのに要
する所定時間Ｔは、予め決めておけばよい。 【００１６】上記の状態において、回転支持器３の回転
が一旦一定速度Ｖに達した時刻ｔ₀の後は、図１に示す
回転制御装置９の制御により上記回転支持器３の回転速
度は一定に保たれる。そして、この回転速度が一定であ
れば、回転支持器３の回転角度は時間に比例することと
なる。従って、上記同期パルスＰを出力するタイミング
である時刻ｔ₁までの間に回転支持器３の回転を一定速
度Ｖに安定させておけば、撮影開始位置に到達するタイ
ミングである時刻ｔ₂より所定時間Ｔだけ先立った時刻
ｔ ₁ に相当する回転角度において同期パルスＰを出力す
ればよいこととなる。そこで、同期パルス発生回路２１
は、ロータリエンコーダ１８からの回転支持器３の回転
角度情報を用いて、撮影開始位置に到達する時刻ｔ₂に
相当する回転角度を計測し、この回転角度より所定時間
Ｔに相当する角度だけ手前の回転角度の位置で上記同期
パルスＰを出力するようにすればよい。 【００１７】上記のようにして出力された同期パルスＰ
は、画像処理装置７内のアドレス制御器１７へ入力す
る。すると、この同期パルスＰにより上記アドレス制御
器１７の動作位相がリセットされ、このアドレス制御器
１７により制御されている撮像装置６や、Ａ／Ｄ変換器
１３及び記憶装置１４並びに演算器１５、Ｄ／Ａ変換器
１６などの動作が総て上記同期パルスＰに同期する。そ
して、上記回転支持器３が撮影開始位置に到達すると、
高電圧装置１１はパルス状の高電圧を発生し、これによ
りＸ線管装置４はパルスＸ線を放射する。 【００１８】この放射されたパルスＸ線は被検体１を透
過し、その透過Ｘ線像がＸ線検出器５へ入射する。する
と、上記透過Ｘ線像はＸ線検出器５で光学像に変換さ
れ、光学系を介して撮像装置６へ入射して撮影される。
この撮影により上記光学像は電気信号に変換され、画像
処理装置７へ送出される。そして、この電気信号に変換
された映像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル化さ
れ、画像データとして記憶装置１４に記憶される。 【００１９】このとき、上記パルスＸ線の発生及び画像
データの取り込みは、回転支持器３が撮影終了位置に達
するまで一定周期で繰り返される。このように、上記回
転支持器３は一定速度で回転を続け、撮像装置６及び画
像処理装置７は一定のフレーム周期で動作するので、互
いの動作は同期がとられる。従って、図３（ａ）に示す
ように、例えば第１回目のスキャンでの撮影開始位置Ｓ
₁と、第２回目のスキャンでの撮影開始位置Ｓ₂とはずれ
ることなく一致する。すなわち、図３（ｂ）に示す従来
例のように撮影角度の誤差θが生ずることはない。この
ことから、複数回の撮影を行い、同一撮影角度の画像を
抽出して両者間で演算処理を行ってもアーチファクトが
発生することはない。 【００２０】なお、サブトラクション画像を得るには、
上記一連の動作を２回以上繰り返し実行し、例えば第１
回目のスキャンでは被検体１内に造影剤を注入せずに撮
影し、第２回目のスキャンで造影剤を注入して撮影し、
両スキャンの同一位相の画像間で差演算を行えばよい。 【００２１】 【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
同期手段により、回転支持器がその回転により撮影開始
位置に到達する時刻に相当する回転角度より所定時間に
相当する角度だけ手前の回転角度の位置で同期パルスを
出力すると共に画像処理装置へ送出し、この同期パルス
で被検体の撮影に必要な各構成要素の動作を同期させ
る。これにより、上記同期パルスを用いて回転支持器の
動きと被検体の撮影に必要な各構成要素の動作とを同期
させることができる。従って、複数回の撮影を行っても
画像の撮影角度に誤差を生ずることがない。このことか
ら、複数回の撮影の間で同一撮影角度の画像を抽出し、
両者間で演算処理を行ってもアーチファクトが発生する
ことはなく、画像の観察がし易い診断能の高い画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明によるＸ線回転立体撮影装置の全体構成
を示すブロック図である。 【図２】図１に示す回転支持器が回転を始めるときの時
間−速度曲線を示すグラフである。 【図３】本発明及び従来例のスキャン方式における各回
のスキャンでの撮影開始位置の関係を示す説明図であ
る。 【図４】従来のＸ線回転立体撮影装置を示すブロック図
である。 【符号の説明】 １…被検体 ２…テーブル ３…回転支持器 ４…Ｘ線管装置 ５…Ｘ線検出器 ６…撮像装置 ７…画像処理装置 ８…表示装置 ９…回転制御装置 １０…システム制御装置 １３…Ａ／Ｄ変換器 １４…記憶装置 １５…演算器 １６…Ｄ／Ａ変換器 １７…アドレス制御器 １８…ロータリエンコーダ ２１…同期パルス発生回路

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】略中央部に被検体テーブルを水平方向に挿
   入するための開口部を有するガントリに支持され上記開
   口部の周りに回転可能に設けられた回転支持器と、この
   回転支持器に固定され被検体にＸ線を放射するＸ線管装
   置と、上記テーブルを間に挟み回転支持器上でＸ線管装
   置と対向配置され被検体の透過Ｘ線像を検出しこれを電
   気信号に変換する映像装置と、この映像装置の出力信号
   を処理して画像データを生成する画像処理装置と、該生
   成された画像データを画像として表示する表示装置と、
   上記回転支持器の回転動作を制御する回転制御装置とを
   備えたＸ線回転立体撮影装置において、 上記回転支持器がその回転により撮影開始位置に到達す
   る時刻に相当する回転角度より所定時間に相当する角度
   だけ手前の回転角度の位置で同期パルスを出力すると共
   に画像処理装置へ送出する同期手段を設け、この同期パ
   ルスで被検体の撮影に必要な上記各構成要素の動作を同
   期させることを特徴とするＸ線回転立体撮影装置。