JPH01320046A - Ｘ線システムの残像測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線源と、イメージインテンシファイヤとビ
デオカメラとを具えたＸ線システムにおいて、Ｘ線源と
イメージインテンシファイヤとの間に、比較的強いＸ線
吸収区域と比較的弱いＸ線吸収区域のパターンを有する
ディスクをその軸線がＸ線源により放射されるＸ線ビー
ムの軸線に略々平行になるように配置し、このディスク
をその軸線を中心に回転させ、ビデオカメラの出力信号
から当該Ｘ線システムの残像（残の遅れ）を測定する残
像測定方法に関するものである。

本発明は、Ｘ線源とイメージインテンシファイヤとビデ
オカメラとを具えたＸｖＡシステムの残像を測定する装
置であって、比較的強いＸ線吸収区域と比較的弱いＸ線
吸収区域のパターンを有するモータ被動ディスクを具え
、このディスクをＸ線源とイメージインテンシファイヤ
との間にその軸がＸ線源により放射されるＸ線ビームの
軸線に略々平行になるように配置してその軸線を中心に
回転し得るようにした残像測定装置にも関するものであ
る。

（従来の技術） 斯かる方法及び装置は’Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ　」１９８
６　；１５９　　；　ｐｐ２５９−２６３から既知であ
る。Ｘ線撮影システムにより発生された像の微細部分の
知覚度はＸ線の吸収により発生されるコントラスト、Ｍ
ＴＦ及びイメージノイズの量により決まる。静止物体に
対するＭＴＦは幾何学的拡大率と、焦点の大きさと、Ｘ
線検出−画像表示システムのＭＴＦとにより決まる。移
動物体に対するＭＴＦは像検出システムにより生ずる移
動ぼけにより悪影響を受ける。この移動ぼけは、例えば
Ｘ線透視システムにおいては検出器がＸ線強度の変化に
順応するのに若干の時間を要するために生ずる。この場
合のぼけをＸ線システムの像の遅れ（残像）という。し
かし、Ｘ線システムの残像は画質に悪影響を与えるだけ
でなく、低速システムの積分作用によりイメージノイズ
も減少する。Ｘ線システムにおいて、撮像すべき物体の
速度に応じて、短い残像による微細部分のコントラスト
の改存と長い残像によるイメージノイズの低減との最適
なかね合いを得るためには、動作状態におけるＸ線シス
テムの残像を測定する再現性のよい簡単な測定方法が必
要とされる。

既知の方法では残像を測定するために、半径方向にスロ
ット状の開口を有し、Ｘ線ビームに平行な軸線を中心に
回転する銅製ディスクをＸ線源とイメージインテンシフ
ァイヤとの間に配置する。

イメージインテンシファイヤに結合されたビデオカメラ
により回転ディスクの像はテレビジョンモニタ上に回転
する輝線の円として表示される。テレビジョンモニタの
表示スクリーン上のこの輝線の円の軌道上に、小さなス
ロット状開口を有する光惑知ダイオードをこの輝線に平
行に設ける９このダイオードの出力信号をオフシロスコ
ープ上に、ディスクの回転周波数に対応する時間軸で表
示する。このオッシロスコープ像は、高さが次第に減少
すると共にテレビジョンモニタの画像周波数の逆数に等
しい間隔で位置する静止した周期的パルスの列から成る
。オッシロスコープ像の１周期内では輝線の通過により
生じた強いパルスの後にシステムの残像を表わす次第に
減少する高さの複数のパルスが続く。この場合、残像は
第３のパ残像パルス″と第１の“輝線゛パルスとのパル
ス波高比から決定される。

（発明が解決しようとする課題） この測定方法の欠点は、回転ディスクのＸ線通過用スロ
ットの幅を狭くするため、テレビジョンモニタ上でこれ
らスコツ１〜像を目に見えるようにするためにテレビジ
ョンモニタの常規の動作状態とは著しく異なるコイトラ
スト調整を必要とする。

テレビジョンモニタのこのコントラスト及び輝度調整は
測定される残像に影響を与える。更に、上記の測定方法
を使用すると、減少する像強度に対する残像を測定し得
るのみで、増大する像強度に対する残像の影響は未知の
ままである。

本発明の目的は、常規動作状態と同一の状態においてＸ
線システムの残像を再現性良く精密に測定し得ると共に
、増大及び減少する像強度に対する残像の影響を決定し
得る残像測定方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的のために、本発明の測定方法においては、前記
ディスクのパターンはディスクと同心の少なくとも１個
のらせん状の比較的強いＸ線吸収区域を具えるものとし
、このディスクの中心部が表示される像部分に位置する
少なくとも１個のビデオラインを前記ビデオカメラによ
り発生されるジデオ信号から選択し、この選択したビデ
オラインの信号振幅を測定し、ディスクが静止している
間に測定された信号振幅とディスクが所定の速度で回転
している間に測定された信号振幅との比から残像を決定
することを特徴とする。本発明は、ディスクと同心のら
せん状パターンを有するディスクをその軸線を中心に回
転させると、このディスクの正面像の幅狭ストリップ内
では複数のライン又は縞が一定の速度で移動するという
事実の認識に基づくものである。この移動速度は同じら
せんの２個の順次のらせんトラック間の間隔とディスク
の回転周波数との積に等しい。この間隔を大きくするこ
とにより、所定の回転周波数において、移動速度を増大
させることができる。Ｘ線吸収らせんパターンの材料の
選択によって、試験物体を正規の動作状態において発生
する検査すべき微細部分、例えば血管内のカテーテル又
は造影剤のような医学的な微細部分に類似させることが
できる。

前記回転ディスクを通過したＸ線ビームはイメージイン
テンシファイヤにより光像に変換され、この像がビデオ
カメラによりライン走査される。選択手段によって、デ
ィスクの中心部が表示される像部分における１個以上の
ビデオラインを選択することができる。選択したビデオ
信号を適当な手段、例えばオッシロスコープにより表示
し、その振幅をディスクが静止中に測定されたビデオ信
号の振幅と比較する。ディスクが回転中に測定されたビ
デオ信号の振幅とディスクが静止中に測定されたビデオ
信号の振幅との比はＸ線システムの残像の状変である。

残像の状変としては回転ディスクを用いて測定されたビ
デオ信号の振幅と静止ディスクを用いて測定されたビデ
オ信号の振幅との比が所定の値になるときのディスクの
回転周波数を用いることもできる。

本発明の測定装置においては、前記ディスクのパターン
はディスクと同心の少なくとも１個のらせん状Ｘ線吸収
区域を有するものとし、且つ前記測定装置はビデオカメ
ラにより発生されたビデオ信号から少なくとも１個のビ
デオラインを選択する選択装置と、選択したビデオライ
ンの信号振幅を表示する表示装置とを具えていることを
特徴とする。

本発明方法の好適実施例においては、前記ディスクの回
転周波勘を前記ビデオカメラの画像周波とディスク上に
存在する同心らせん状の比較的強いＸ線吸収区域の数と
の商の整数倍に等しくする。

このようにするとストロボ効果が達成され、信号振幅の
読みが容易になる。各選択したビデオラインの信号振幅
は２個以上の順次のビデオ画像内の対応するビデオライ
ンと関連する信号を平均化した後に測定することもでき
る。この平均化処理の結果としてビデオ信号中に存在す
るノイズが消滅し、振幅決定の精度が増大する。ディス
クがＮ個の同心らせん状Ｘ線吸収区域を有する場合には
ディスクの像は１／Ｎ回転ごとに同一になる。ビデオカ
メラの所定の画像周波数においてＮの数を増大させるこ
とにより低い回転速度で十分となる。これは、動作が遅
いために試験物体の移動速度をあまり高くするとビデオ
信号の振幅が小さくなりすぎて精密な測定ができなくな
る低速システムの残像を測定するのに重要である。

本発明の他の好適実施例においては、前記ディスクの回
転周波数を前記ビデオカメラの画像周波数とディスク上
に存在する同心らせん状の比較的強いＸ線吸収区域の数
との商の整数（Ｄ）分の１に等しくする。前記整数りを
大きい値にすれば低速システムを測定するのに重要な低
い回転速度を、らせん状Ｘ線吸収区域の数を変える必要
なしに実現することができる。このような低いディスク
回転数においてはビデオ画像内のビデオラインの信号は
第１ビデオ画像のＤ周期後又はその整数倍の周期後の各
ビデオ画像内の対応するビデオラインの信号と同一にな
る。対応するビデオラインと関連する信号を平均化する
場合にはこの点を考慮する必要がある。

（実施例） 図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図はＸ線源１とイメージインテンシファイヤ３とビ
デオカメラ５とを具えたＸ線システムを示す。比較的強
いＸ線吸収区域と比較的弱いＸ線吸収区域を有するディ
スク２をＸ線ａＸとイメージインテンシファイヤ３との
間に、水を満たした容器４内に配置する。このディスク
と水容器を構成する材料は、水中に置かれたディスクが
人体に対応するＸ線吸収及び散乱を示す試験物体を構成
するように選択するのが好ましい。ディスク２はＸ線源
１により放射されるＸ線ビーム６の軸線に略々平行な軸
線を中心に回転し得る。ビデオカメラ５の出力信号はテ
レビジョンモニタ７に供給され、これにディスク２の像
が表示される。ビデオカメラ５の出力信号はディスク２
の中心部が表示される像部分に位置する少なくとも１本
のビデオラインを選択する選択装置９にも供給する。こ
の選択装置はフィリップス社のタイプＰＭ　８９１７の
ビデオラインセレクタ又はテクトロニックス社タイプ２
４３０オプション５のディジタルメモリオッシロスコー
プが好ましい。同期装置１１によってディスク２を駆動
するモータ１３（例えばステップモータ）を制御してデ
ィスクの回転周波数をビデオカメラ５の画像周波数とデ
ィスク２に存在する同心らせん状の比較的強いＸ線吸収
区域の数との商の整数倍又は整数分の１　（１／Ｄ）倍
に等しくする。オッシロスコープ１５によって、ビデオ
カメラ５の画像周波数に対応する時間軸上に選択したビ
デオラインと関連するビデオ信号の振幅を表示する。オ
ッシロスコープ１５のトリガ周波数は同期装置１１によ
り調整される。ディスクの回転周波数が画像周波数とＸ
線吸収区域の数との商の整数倍である場合にはオッシロ
スコープエ５のトリガ周波数は画像周波数に等しくする
。ディスクの回転周波数が画像周波数とＸ線吸収区域の
数との商の１／Ｄ倍に等しい場合には、オッシロスコー
プ１５のトリガ周波数は画像周波数の１／Ｄ倍に等しく
する。オッシロスコープ１５は、Ｄ周期（Ｄは１である
こともある）ごとの２以上のビデオ画像の対応するビデ
オラインと関連する信号の平均値を表示するメモリオッ
シロスコープとするのが好ましい。

第２図は同期装置ｌｌの構成例を示す。この同期装置は
入力端子に５０８Ｚの周波数の信号を受信し、出力端子
に１２００）１ｚの周波数の信号を発生する周波数逓倍
器４１を具えている。第１の可調整分周器がこの周波数
逓倍器４１の出力周波数を設定すべきモータ１３の回転
数により決まる値で分周する。トランジスタ装置を具え
た出力回路４３が分周器４２からの信号を同軸ケーブル
を経て伝送するのに好適なもとする。この信号はモータ
１３に供給される。第２の可調整分周器４４もその入力
端子に５ＱＩｌｚの信号を受信し、その周波数を整数値
りで分周する。この第２分周器４４の出力信号はオッシ
ロスコープ１５のトリガ入力端子に供給される。

第３図はモニタ７上に見られるディスク２の再生像２′
を示す。本例ではディスク２はディスクと同軸の２つの
らせん状Ｘ線吸収区域１７を具えている。このディスク
の像に、ディスクの中心の左側の点からディスクの右端
の右側の点まで水平方向に延在するストリップ状部分２
１を示しである。

ディスクが矢印１９で示す方向に回転すると、黒縞がス
トリップ２１上をディスクの中心から端に向かって均一
な速度で移動する。選択装置９により選択されるビデオ
ラインはこのストリップ２１内に存在する。ストリップ
２１内の黒縞の移動速度■は同一のらせんの２個の順次
のらせんトラック間の間隔ｄと回転周波数ｆとの積に等
しく、Ｖ＝ｄ　−ｆである。ディスクの回転速度が制限
される場合には、移動速度■はらせんトラックの間隔ｄ
を大きくすることにより増大させることができる。本例
では順次のらせんトラック間の空間に第１のらせん状Ｘ
線吸収区域と同心の第２のらせん状Ｘ線吸収区域を設け
る。この場合ストリップ２１内の像はディスクの半回転
ごとに同一になる。ストロボ効果の結果として見かけ上
静止したディスク２の像２′を得て信号振幅の読みを容
易にするためは、ディスクの回転数はビデオカメラ５の
画像周波数の半分又は画像周波数の半分の整数倍に等し
くする必要がある。所定の画像周波数におけるディスク
２の回転数はらせん状Ｘ線吸収区域の数（本例では２）
に逆比例して減少させることができる。

その結果として同じらせんの順次のトラック間の所定の
間隔ｄにおいて移動速度■を減少させることができる。

このことは、移動速度■が高すぎると小さすぎて精密な
測定ができない信号を発生する低速システムの残像の測
定に重要である。

第４図はディスクが静止しているときのストリップ２１
内に存在するとビデオラインの信号のオンシロスコープ
像を示す。ビデオ信号の振幅Ａを垂直軸上に、時間むを
水平軸上にプロ・ントシである。

ビデオ信号の振幅は高信号レベル２５と低信号レベル２
６との間の距離である。ビデオ信号中に存在するノイズ
の結果としてこれら信号レベル２５及び２６は明確に定
まらず、ビデオ信号の振幅の決定を妨げる。ビデオ信号
の振幅の決定は、更に、アナログオシシロスコープ上の
単一のビデオラインの信号は極めて低い強度を有するた
めに妨げられる。

数個の順次のビデオラインをストリップ２１内に選択装
置９により選択する場合には、オンシロスコープ像の輝
度が増大する。ストリップ２１の選択部分内に存在する
ビデオラインの信号は互いに略々等しくする必要がある
。この目的のためにストリップ２１の選択部分はディス
ク２の寸法に対し極めて幅狭にする必要がある。この場
合、選択されるビデオラインの数は１画像当りのライン
数の極めて小さな部分になる。

ビデオ信号の振幅の読みは、更に、オンシロスコープ像
の一定の移動により妨げられる。ディスク２の回転周波
数をビデオカメラ５の画像周波数に適合させることによ
り、上述のストロボ効果により静止したオンシロスコー
プ像を得ることができ、ディスクが静止して見える。こ
れにより振幅の決定が容易になると共にノイズの抑圧も
可能になるため、信号レベル２５及び２６が良好に定ま
り、その結果として信号振幅を一層精密に決定すること
ができる。この目的のために、ビデオ信号を複数の順次
の画像周期に亘って平均化する。統計的変動（ノイズ）
は略々平均化されて除去されるため、精密な振幅決定が
可能になる。

第５図は静止ディスクを用いて測定されたストリップ２
１内に位置するビデオラインの、１２８個の順次の画像
周期に亘って平均化されたビデオ信号のオッシロスコー
プ像を示す。

第６図は、回転するディスクを用い、その回転周波数を
ビデオカメラの画像周波数に上述したように適合させて
測定されたストリップ２１内に位置するビデオラインの
、１２８個の順次の画像周期に亘って平均化されたビデ
オ信号のオッシロスコープ像を示す。この信号の振幅は
静止ディスクを用いて測定された第４図に示す信号の振
幅の６３％である。Ｘ線信号の残像はディスクが回転し
ている間に測定された信号振幅とディスクが静止してい
る間に測定された信号の振幅とを比較することにより定
量化することができる。これは、例えば規定の回転速度
における振幅比（パーセント）で行なうことができる。

また、信号の振幅が所定のパーセントまで減少しだとき
の回転速度を決定することもできる。残像の明確な定量
測定のためには回転速度、相対信号減少及びＸ線の条件
を固定する必要がある。

本発明の詳細な説明では、本発明の好適実施例における
ビデオ信号表示用表示装置はオッシロスコープで構成し
た。しかし、この表示装置は例えば電圧計で構成するこ
ともでき、またアナログ−ディジタル変換器で構成し、
ディジタル出力信号をコンピュータで処理することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明残像測定装置の構成図、第２図は第１図
の装置内の同期装置の構成図、第３図は２重らせん状Ｘ
線吸収パターンを有するディスクの正面図、 第４図は静止ディスクに対するビデオ信号のオッシロス
コープ像を示す図、 第５図は静止ディスクに対するビデオ信号を１２８周期
に亘って平均化したビデオ信号のオッシロスコープ像を
示す図、 第６図は回転ディスクに対するビデオ信号を１２８周期
に亘って平均化したビデオ信号のオッシロスコープ像を
示す図である。 １・・・Ｘ線源　　　　　　２・・・ディスク３・・・
イメージインテンシファイヤ ４・・・水容器　　　　　　５・・・ビデオカメラ６・
・・Ｘ線ビーム　　　　７・・・テレビジョンモニタ９
・・・選択装置　　　　　１１・・・同期装置１３・・
・モータ　　　　　　１５・・・オッシロスコープＣワ ヒフ Ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｘ線源と、イメージインテンシファイヤとビデオカ
   メラとを具えたＸ線システムにおいて、Ｘ線源とイメー
   ジインテンシファイヤとの間に、比較的強いＸ線吸収区
   域と比較的弱いＸ線吸収区域のパターンを有するディス
   クをその軸線がＸ線源により放射されるＸ線ビームの軸
   線に略々平行になるように配置し、このディスクをその
   軸線を中心に回転させ、ビデオカメラの出力信号から当
   該Ｘ線システムの残像（残の遅れ）を測定する残像測定
   方法において、前記ディスクのパターンはディスクと同
   心の少なくとも１個のらせん状の比較的強いＸ線吸収区
   域を具えるものとし、このディスクの中心部が表示され
   る像部分に位置する少なくとも１個のビデオラインを前
   記ビデオカメラにより発生されるビデオ信号から選択し
   、この選択したビデオラインの信号振幅を測定し、ディ
   スクが静止している間に測定された信号振幅とディスク
   が所定の速度で回転している間に測定された信号振幅と
   の比から残像を決定することを特徴とするＸ線システム
   の残像測定方法。 ２、前記ディスクの回転周波数を前記ビデオカメラの画
   像周波数とディスク上に存在する同心らせん状の比較的
   強いＸ線吸収区域の数との商の整数倍に等しくすること
   を特徴とする特許請求の範囲１記載の方法。 ３、各選択したビデオラインの信号振幅は２個以上の順
   次のビデオ画像内の対応するビデオラインと関連する信
   号を平均化した後に測定することを特徴とする特許請求
   の範囲１又は２記載の方法。 ４、前記ディスクの回転周波数を前記ビデオカメラの画
   像周波数とディスク上に存在する同心らせん状の比較的
   強いＸ線吸収区域の数との商の整数分の１に等しくする
   ことを特徴とする特許請求の範囲１記載の方法。 ５、Ｘ線源とイメージインテンシファイヤとビデオカメ
   ラとを具えたＸ線システムの残像を測定する装置であっ
   て、比較的強いＸ線吸収区域と比較的弱いＸ線吸収区域
   のパターンを有するモータ被動ディスクを具え、このデ
   ィスクをＸ線源とイメージインテンシファイヤとの間に
   その軸がＸ線源により放射されるＸ線ビームの軸線に略
   々平行になるように配置してその軸線を中心に回転し得
   るようにした残像測定装置において、前記ディスクのパ
   ターンはディスクと同心の少なくとも１個のらせん状Ｘ
   線吸収区域を有するものとし、且つ前記測定装置はビデ
   オカメラにより発生されたビデオ信号から少なくとも１
   個のビデオラインを選択する選択装置と、選択したビデ
   オラインの信号振幅を表示する表示装置とを具えている
   ことを特徴とするＸ線システムの残像測定装置。 ６、前記測定装置は、前記ディスクの回転周波数が前記
   ビデオカメラの画像周波数とディスク上に存在する同心
   らせん状の比較的強いＸ線吸収区域の数との商の整数倍
   に等しくなるように前記モータを制御するよう構成され
   た同期装置を具えていることを特徴とする特許請求の範
   囲５記載の装置。 ７、２以上の順次のビデオ画像内の対応するビデオライ
   ンと関連する信号の平均値を決定する装置を前記選択装
   置と前記表示装置との間に設けてあることを特徴とする
   特許請求の範囲５記載の装置。 ８、前記ディスクは水を満たした容器内に位置させてあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲５記載の装置。