JPH04105477A - Ｘ線画像診断装置 - 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、被検体透過Ｘ線をイメージインテンシファイ
アで光に変換し、その出力光をＴＶカメラに与え、その
出力信号をＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換し、その出力信号
を画像処理装置で適宜処理して所定の画像信号を得るＸ
線画像診断装置の改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、イメージインテンシファイア（以下、１．１
と略記する）の出力光をＴＶカメラ及びスポットカメラ
双方に与え、ＴＶ像及びＸ線フィルム像か得られるよう
に構成されたＸ線画像診断装置が、主に胃や胸部の集団
検診に使用されている。

第５図に、そのようなＸ線画像診断装置の撮影系を取り
出して示す。この図において、Ｘ線管球１から曝射され
たＸ線は、ヘット２上の被検体３を透過し、１．１．４
に入射される。１．１．４で入射Ｘ線を光に変換し、デ
ィストリビュータ５によって、ＴＶカメラ６又はスポッ
トカメラ７に分配、入射される。すなわち１．１．４の
出力光を、透視状態ではＴＶ左カメラ側に入射させ、ベ
ット２や被検体３を移動させて診断に必要な位置に視野
を決め、撮影時には、スポットカメラ７側に入射するよ
うにしてＸ線を曝射し、撮影を終了する。

第６図は、前記ディストリビュータ５の内部構成を示し
た図で、この図において、１．１．４からの光は、ハー
フミラ−８に入射される。ハーフミラ−８は、図示状態
において、全体の９０％以上が反射されてＴＶ左カメラ
側へ、数％が透過して光検出器９側に入射される。光検
出器９は、図示透視状態における受光量に基づき、撮影
時のＸ線条件を設定し、実際の撮影においてＸ線曝射時
間を制御して、１．１．４からの光量を制御する。例え
ば胃の検査においては、バリウムを飲んで撮影を行うが
、関心領域にバリウムが付着してよく見えるのは短時間
であり、透視から撮影に速やかに移らないとバリウムが
流出してしまう問題がある。しかしこの際、光検出器９
にて前記光量を自動制御すれば、スポットカメラ７への
受光量制御の面から上記問題に対処できる。

第７図に、従来装置における光検出器９の構成を示す。

すなわち上記光検出器９は、１．１．４の有効視野１０
中の、数箇所にフォトダイオード１１を適宜配置させて
なり、画像各部の明るさを検出するようになされている
。ここで、フォトダイオード１１が複数配置されている
のは、関心領域外にＸ線透過の非常に高い、すなわち非
常に明るい部分があったり、逆にＸ線透過が殆どない部
分、すなわち非常に暗い部分があったりする場合に、そ
れらの部分も含めて、Ｘ線条件や光量制御を行うと、関
心領域が抽出されない場合が発生するからである。非常
に明るいところや暗いところのフォトダイオード１１の
出力信号を用いず、関心領域に近いフォトダイオード１
１の出力信号だけ用いることにより、Ｘ線条件や光量制
御を適切に行うことが可能となる。

ところで近年、ＴＶカメラ６の性能向上や画像処理装置
の高性能化により、従来のスポットカメラ７によるＸ線
フィルム（以下、フィルムと略称する）への撮影から、
ＴＶカメラ６にて撮影を行い、画像処理装置にて画像処
理を行ってＣＲＴモニタに表示する、フィルムレス方式
のＸ線画像診断装置が考えられている。

第８図にその構成例を示す。第８図において、ＴＶカメ
ラ６により撮影を行い、その出力信号をＡ／Ｄ変換器１
２によりディジタル化し、画像処理装置１３により画像
処理を行い、ＴＶモニタ１４に表示させるものである。

この場合、最近の技術向上により、ＴＶカメラ６及びＴ
Ｖモニタ１４共に、走査線数１０００本以上のものが使
用されており、この面での画質の向上は図られている。

なお、第５図〜第８図において、同一符号は同−又は相
当部分を示す。

［発明か解決しようとする課題］ 上記のように、画像撮影をスポットカメラ７フイルム系
からＴＶカメラ６−ＴＶモニタ１４系に置き換えた場合
に、Ｘ線条件設定ないし光量制御が問題となる。すなわ
ち、フィルムのダイナミックレンジは、ＴＶカメラ６に
比へて大きいので、前記フォトダイオード１１による方
法でも光量制御が可能ではあるが、ＴＶカメラ６におい
てはハレーションが発生するなどの問題がある。これに
つき、以下に詳述する。

第９図に従来装置での光量制御手段の構成を、第１０図
に上記光量制御手段によるＸ線制御のタイムチャートを
示す。第９図において、光量制御手段は、Ｘ線曝射開始
後にスイッチ１２０を閉し、光検出器９の各フォトダイ
オード１１の出力信号を積分器１３０で積分し、各積分
器１３０の出力信号の加算を加算器１４０で行い、その
加算結果（各積分信号の総和）と予め設定した基準値（
基準発生器１６０の出力値）とを比較器１５０て比較し
、等しくなった時にＸ線を遮断する。

この方法では、光量制御の程度は各フォトタイオート１
１の出力信号の積分値の総和、換言すればフォトダイオ
ード１１の個数で定まる。−力、フォトダイオード１１
の個数は実装置−の制限かあるので所望数、所望位置に
配置させることは困難である。

このため、ＴＶカメラ６のようなダイナミックレンジの
小さい撮影系の光量制御のための光検出にフォトダイオ
ード１１を用いても目すと限界かあり、ハレーションの
発生や、関心領域以外に露出を合わせてしまうという問
題は依然として解消されなかった。また、フォトダイオ
−１・１１を用いた場合には動作速度が遅いという問題
もあった。

本発明の目的は、ＴＶ左カメラ用による撮影において、
光量制御を精度よく、かつ高速に行うことのできるＸ線
画像診断装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、被検体を透過（、たＸ線を光に変換するイ
メージインテンシファイアと、このイメージインテンシ
ファイアからの出力光が入射されるＴＶカメラと、この
ＴＶカメラの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と
、このＡ／Ｄ変換器からの出力信号が入力され、これを
適宜処理して所定の画像信号を出力する画像処理装置と
を備えたＸ線画像診断装置において、前記イメージイン
テンシファイアからの出力光の一部を取り出す光分配手
段と、この光分配手段で取り出された光を受光する固体
撮像素子と、この固体撮像素子で受光された光量に基づ
いて前記イメージインテンシファイアからＴＶカメラへ
の入射光量を制御する光量制御手段とを設けることによ
り達成される。

［作　用］ 前記固体撮像素子は、光分配手段で分配されたイメージ
インテンシファイアからの出力光を受光する。また前記
光量制御手段は、前記固体撮像素子で受光された光量に
基づいて前記イメージインテンシファイアからＴＶカメ
ラへの入射光量を制御する。

ここで固体撮像素子、例えばＣＣＤは、従来装置で用い
られたフォトダイオードに比へ、その受光機能をもつエ
レメントは微小である。したかって、単位面積当たりの
受光エレメント数はフォトダイオードに比べて多くとれ
る。これにより、光量制御が精度よく行われる。また動
作速度についても、従来装置のフォトダイオードに比べ
て高速であり、光量制御が高速に行われる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は、本発明によるＸ線画像診断装置、ここではフィルム
レス方式のＸ線画像診断装置の一実施例を示すブロック
図で、図中１７は固体撮像素子、ここではＣＣＤ　（Ｃ
ｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）である。

このＣＣＤ１７は、図示するように、光分配手段である
ディストリビュータ５内の従来装置での光検出器９（第
６図参照）の位置に配置され、その受光面に１．１．４
からの出力光の一部か入射される。

１８はＣＣＤ１７の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換器である。

１９は光量制御装置で、ＣＣＤ１７の受光量、ここでは
Ａ／Ｄ変換器１８の出力信号の積算量、に基づいて前記
１．１．４からＴＶ右カメラへの入射光量を制御する。

入射光量の制御とは、ここでは前記積算量か所定値に達
したときのＸ線制御器２０へのＸ線遮断信号の出力動作
（Ｘ線曝射の停止）をいう。

２１は、Ｘ線条件や画像処理条件の設定などを行う操作
卓である。

その他、第１図において第５図〜第８図と同一符号は同
−又は相当部分を示す。

次に動作について説明する。すなわちＸ線は、操作卓２
１で設定されたＸ線条件に従い、Ｘ線制御器２０で制御
されるＸ線管球１より曝射される。

ベツド２上の被検体３を透過したＸ線は、１．１４によ
り光に変換され、ディストリビュータ５によってＣＣＤ
１７とＴＶ右カメラに分配される。

ＴＶ右カメラの出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１２によりデ
ィジタル化され、画像処理装置１３により画像処理が行
われた後、ＴＶモニタ１４に画像として表示される。

ＣＣＤ１７の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１８によってデ
ィジタル化され、画像処理装置１３内の光量制御装置１
９に入力され、所定時点てＸ線制御器２０にＸ線遮断信
号の出力し、Ｘ線曝射を停止、すなわち光量制御処理を
行う。

この光量制御処理の詳細を以下に述べる。ます、透視中
、透視画像を見てＣＣＤ１７受光面上のＴＶ左カメラ有
効視野に対応する領域（以下、受光領域という）につい
て、有効ブロックの選択を行う。第２図は受光領域を１
６ブロツクとした例を示す。このように受光領域、換言
すれば画面をブロック■〜［相］までに分割し、撮影部
位やポシショニングに応じ、光量制御処理で必要とする
出力信号サンプリングに不要なブロックが存在する場合
は、操作卓２１によりその選択２指示を行う。この不要
ブロックの選択（有効ブロックの選択）は、胃、胸部な
どの撮影部位に応じ、装置構成時から固定設定しておい
てもよい。

上記不要ブロックが存在しなければ上記選択はしなくて
もよいし、ブロック■〜［相］毎に、そこからの出力信
号の大きさに重み付けをしておいてもよい。また、中心
部に関心領域をもってくるのが普通であるので、予め中
心部に重みを付けておき、操作卓２１によるブロック選
択をしなくても済むようにしてもよい。更に、１．１．
４の出力面は円形なのでブロック■〜［相］の各々の面
積が同一とはならす、したがって各ブロック■〜［相］
の面積に応じて重み付けを行ってもよい。

必要なブロックの選択４重み付けが終った後にＸ線を曝
射し、撮影を開始する。

曝射後の処理を、光量制御装置１９の具体的構成例を示
した第３図を用いて説明する。すなわち、ＣＣＤ１７受
光領域の特定ブロックについてのＡ／Ｄ変換器１８から
のディジタルデータは、メモリ２４の特定アドレスに書
き込まれる。ＣＣＤｌ７の第２回目走査によるＡ／Ｄ変
換器１８からのディジタルデータは、前回走査での同じ
ブロックのデータに加算器２２で加えられ、再度メモリ
２３の同じアドレスに書き込まれる。各回の走査の各ブ
ロックについてこの処理が繰り返される。

その間、ＣＰｔＪ２４は、メモリ２３の内容、ここでは
各アドレスの加算データ値を読み込み、それら加算デー
タ値の総和（積算値）を求め、操作卓２１などで予め設
定された基準値に達したとき、Ｘ線制御器２０にＸ線遮
断信号を出力し、Ｘ線曝射を停止させてＴＶ右カメラへ
の光量制御を行う。

ここで上記基準値は、ＴＶ右カメラへの光量が最適に、
すなわちハレーションの発生や、関心領域以外に露出を
合わせるということのないような値に、理論的に又は経
験的に求められる。

なおＣＰＵ２４は、メモリ２３の各アドレスの加算デー
タ値の総和（積算値）を求める際、先に操作卓２１で指
定した不要ブロックは除かれ、重み付けが行われていた
場合はその処理を含めて積算処理する。

また、ＣＰＵ２４がＸ線遮断信号を出力してから、Ｘ線
が実際に遮断されるまでの遅延時間がある場合は、ＣＰ
Ｕ２４は上記遅延時間を考慮して、すなわち早めに、Ｘ
線遮断信号を出力するようにしてもよい。第４図はその
一例を示すもので、この図に示すように、Ｘ線曝射開始
時点ｔ１からの各データ取込み時点ｔ２．ｔ３・・・に
おける積算値（メモリ２３の各アドレスの加算データ値
の総和）と時間の関係をプロットし、指定した積算値に
なる前の、遅延時間（ｔｌｏ−ｔ９）を加えた時点ｔ９
でＸ線遮断信号を出力してもよい。

次に、動作速度について説明する。実際のＸ線曝射時間
は、１０〜１００ミリセ力ンド程度であり、１ミリセ力
ンド程度で上述光量制御ができればよい。現在、ＴＶ左
カメラのＣＯＤはマトリックスサイズが５１２Ｘ５１２
程度であり、毎秒３０画像取込むものとして、１画像当
たり３３ミリセコンドでしか使用できない。しかし上述
光量制御では、４Ｘ４画素、すなわち１６ブロツクあれ
ばよく、０．１ミリセコンド程度で１６ブロツクのデー
タを取込むことが可能である。これにより、取り込まれ
たデータを処理してＸ線を止めるか否かを１ミリセコン
ド以内に決定し、光量を制御することか可能で、従来装
置の光検出器（フオ）・タイオード）に比較して、動作
か高速化される。

なお上述実施例では、１．１．４からＴ〜！カメラ６へ
の入射光量を制御（入射光遮断）する光量制御を、Ｘ線
曝射停止により達成した例について述へたか、これのみ
に限定されることはない。例えば、ＴＶカメラ６の受光
部にシャッタを設け、これを先に閉じ、その後にＸ線の
曝射を停止させたり、１．１．４にブランキングをかけ
ることによって達成してもよい。いずれの例も、前記Ｃ
ＰＵ２４がＸ線遮断信号をＸ線制御器２０に出力してか
ら、実際にＸ線が遮断するまでの遅延時間が大きい場合
に有効である。

［発明の効果］ 本発明によれば、１．１からの光の一部を固体撮像素子
で受光し、この固体撮像素子で受光された光量に基づい
て１．１．からＴＶカメラへの光量制御するようにした
ので、その光量制御を高精度かつ高速に行うことができ
るという効果がある。そしてこれによれば、特に、撮影
失敗による再撮影が回避でき、被検体への必要以上の被
曝が回避できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図はＣＣＤの受光領域（画面）のブロック分割を示す図
、第３図は本発明装置の光量制御装置の具体例を示すブ
ロック図、第４図は動作遅延を考慮したＸ線遮断を説明
するためのグラフ、第５図は従来装置の撮影系の概略構
成図、第６図は第５図中のディストリビュータ部分の構
成図、第７図は従来装置での光量制御に用いられる光検
出器の構成図、第８図はフィルムレス方式の従来装置の
ブロック図、第９図は第８図に示した従来装置での光量
制御手段のブロック図、第１０図は同上光量制御手段の
動作説明のためのタイミングチャートである。 ストリビュータ（光分配手段）、６・・・ＴＶカメラ、
７・・スポットカメラ、８・・・ハーフミラ−１９・光
検出器、１０・・・有効視野、１１・・・フォトダイオ
ド、１２．１８・・・Ａ／Ｄ変換器、１３・・・画像処
理装置、１４・・・ＴＶモニタ、１７・・・ＣＣＤ、１
９・・・光量制御装置（光量制御手段）、２０・・・Ｘ
線制御器、２１・・・操作卓、２２・・・加算器、２３
・・・メモリ、２４・・・ＣＰＵ、１２０・・・スイッ
チ、１３０・・・積分器、１４０・・・加算器、１５０
・・・比較器、１６０・・基準発生器。 特　許　出　願　人　株式会社日立メディコ代理人弁理
士　　　　秋　　本　　正　　実１・・・Ｘ線管球、２
・・・ベツド、３・・・被検体、４・・・１．１．　（
イメージインテンシファイア）、５・・・ディ第２図 第３図 第４ 図 第５図 １Ｘ珠啼璋゛ 第 図 第 ？ 図 ９を硬土器 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検体を透過したＸ線を光に変換するイメージイン
   テンシファイアと、このイメージインテンシファイアか
   らの出力光が入射されるＴＶカメラと、このＴＶカメラ
   の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／
   Ｄ変換器からの出力信号が入力され、これを適宜処理し
   て所定の画像信号を出力する画像処理装置とを備えたＸ
   線画像診断装置において、前記イメージインテンシファ
   イアからの出力光の一部を取り出す光分配手段と、この
   光分配手段で取り出された光を受光する固体撮像素子と
   、この固体撮像素子で受光された光量に基づいて前記イ
   メージインテンシファイアからＴＶカメラへの入射光量
   を制御する光量制御手段とを具備することを特徴とする
   Ｘ線画像診断装置。 ２、前記光量制御手段は、前記固体撮像素子で受光され
   た光量が所定量に達したとき、Ｘ線の曝射を停止させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。 ３、前記光量制御手段は、前記固体撮像素子で受光され
   た光量が所定量に達したとき、前記ＴＶカメラの受光部
   に設けられたシャッタを閉じ、その後にＸ線の曝射を停
   止させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診
   断装置。 ４、前記光量制御手段は、前記固体撮像素子で受光され
   た光量が所定量に達したとき、前記イメージインテンシ
   ファイアにブランキングをかけることを特徴とする請求
   項１に記載のＸ線画像診断装置。 ５、前記光量制御手段は、前記固体撮像素子で受光され
   た光量の推移から所定量に達する時点を求め、実際にそ
   の時点に達する前に前記イメージインテンシファイアか
   らＴＶカメラへの入射光量を制御することを特徴とする
   請求項１に記載のＸ線画像診断装置。 ６、前記光量制御手段は、前記固体撮像素子の各ブロッ
   クからの信号値の積算値に基づいて前記イメージインテ
   ンシファイアからＴＶカメラへの入射光量を制御するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。 ７、前記光量制御手段は、前記固体撮像素子の各ブロッ
   クからの信号値の積算の際、前記ＴＶカメラの有効視野
   内の各位置に対応する前記ブロックの位置に応じて重み
   付けをすることを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像
   診断装置。