JPH0287878A - Ｘ線撮像装置 - 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） 本発明は入射スクリーン及び出射スクリーンを有し、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。

（従来の技術） この種のＸ線撮像装置は米国特許第４，２２０，８９０
号明細書から既知である。

この米国特許明細書には、Ｘ線ビームを検査すべき物体
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。

（発明が解決しようとする課題） 連続撮像中、即ちＸ線撮像装置のいわゆる透視診断モー
ド中検査すべき物体を例えば％撮像周期当り１〜２μＲ
の比較的低い強度のＸ線を用いて照射する。単一露出を
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↑最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。

本発明は撮像及び表示の同期に関する上述した問題を解
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
ダイナミック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。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明は入射スクリーン及
び出射スクリーンを有し、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
置において、前記出射スクリーンは瞬時Ｌ０から減少す
るパルス応答を呈し、且つこれから、前記テレビジョン
撮像装置によって、前記出射スクリーンの瞬時光学像に
より決まるビデオ信号を、出発瞬時Ｌ≧ｔ０を有する時
間間隔Ｔ及びビデオ信号の少なくとも１つの像周期の期
間内に形成し得るようにしたことを特徴とする。

照射から得た像情報は放射線パルスの終了後も比較的長
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、次の情報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（、そのダイナミンク範囲内
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。

Ｘ線ビームを像搬送光ビームに変換する場合には雑音信
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
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線内容を存
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。

透視診断モード及び露出モードを有するＸ線撮像装置は
米国特許第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動的不尖鋭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
の特性に関しては同等詳細な記載がない。

本発明Ｘ線撮像装置の好適な例では撮像装置はＣＣＤ力
ラメを具える。

Ｘ線像増強管の出射スクリーンの像はテレビジョン撮像
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像視野はＡ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カメラでは像情報の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、その後情報の第２の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、ＣＣＤカメラに
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、第２像視
野の形成に対し同一像の第２電荷分布を形成し得す、従
って高解像度の好適な撮像を行うのが困難となる。ＣＣ
Ｄ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、従って好適な迩像を行うことが
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つの放射パルスを供給する必要は
なく、従って放射線量が制限されるようになる。

本発明Ｘ線撮像装置の好適な例では前記時間間隔内の瞬
時りに前記ビデオ信号をこの瞬時り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。

露出モードでテレビジョンモニタにフリッカのない表示
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、
且つ第１像視野を瞬時ｔ３に読取る場合には、ｇ（ｔ＋
）／ｇ（ｔ）の乗算を行うことにより瞬時しに読取った
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。

本発明Ｘ線撮像装置の他の例では同期装置と、ビデオゲ
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１最像装置の出力信号とする比較器とを具え、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
記憶とを像間期の４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多くとも等し
くし得るようにする。

本発明Ｘ線撮像装置の更に他の例では前記出射スクリー
ンは、Ｚｎ、ＳｉＯ，（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。

ＣＯＤカメラは比較的速いテ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。

（実施例） 図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示すＸ線源１によってそのＸ線ビーム５により
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Ｎ１６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。

第２図はＸ線撮像装置を線図的に示し、その像処理装置
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３
３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ＦＲＯＭ３５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（ｔ＋）／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のダイナミック範囲
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２像周期の開始時から同期装置
によって像ゲート３７及び像メモリ３８のビデオ信号の
記憶と、像間期のηに等しい周期とを同期し得るように
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。

第３図の曲線ａは慣例のテレビジョン撮像管、この場合
“ニュービコン管”のパルス応答を示す。

２つの像間期（４０ｍｓ）では曲線ａは瞬時１＝０の値
のほぼ２７％まで降下する。曲線す及びＣは夫々Ｚｎ、
Ｓｉ０４（Ｓ１０４（及びＺｎ２ＳｉＯｎ　（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Ｚｎ２ＳｉＯｎ
　（ＭｎＡｓ）及びＺｎ２ＳｉＯ４（Ｍｎ）を２対■の
割合で混合することによって、少なくとも１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。

【図面の簡単な説明】

第１図はＸ線種像装置の構成を示す説明図、第２図は像
処理装置の構成を示す説明図、第３図は慣例のテレビジ
ョン撮像管及び成る種のけい光体のパルス応答を示す特
性図である。 ■・・・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２
０・・・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・・・ＦＲＯＭ３６・・・同期装置
３７・・・ビデオゲート３８・・・像メモリ　　　　　
３９・・・増幅器ＦＩ６．１ ＦｌＧ、２ ＦＩＧ）、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入射スクリーン及び出射スクリーンを有し、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線撮像装置において、前記出射スクリーン
   は瞬時ｔ＿０から減少するパルス応答を呈し、且つこれ
   から、前記テレビジョン撮像装置によって、前記出射ス
   クリーンの瞬時光学像により決まるビデオ信号を、出発
   瞬時ｔ＿１≧ｔ＿０を有する時間間隔Ｔ及びビデオ信号
   の少なくとも１つの像周期の期間内に形成し得るように
   したことを特徴とするＸ線撮像装置。 ２、前記テレビジョン撮像装置はＣＣＤカメラを具える
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。 ３、前記時間間隔内の瞬時ｔに前記ビデオ信号をこの瞬
   時を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ことを特徴とする請求項１
   又は２に記載のＸ線撮像装置。 ４、連続撮像用の第１システムモードと、非連続撮像用
   の第２システムモードと、テレビジョンモニタと、像メ
   モリとを有し、更に同期装置と、ビデオゲートと、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、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す信号に多くとも等しくするよう
   にしたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＸ
   線撮像装置。 ５、前記出射スクリーンは、２ビデオ像周期後の値が瞬
   時ｔ＿０における値のほぼ２５％よりも左程低くない比
   較的ゆるやかなパルス応答を有するけい光体を具えるこ
   とを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮像装置。 ６、前記出射スクリーンは、Ｚｎ＿２ＳｉＯ＿４（Ｍｎ
   Ａｓ）及びＺｎ＿２ＳｉＯ＿４（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こ
   とを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮像装置。