JPH04293370A - Ｘ線診断装置 - 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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体を透過したＸ線
を蛍光像に変換し、この蛍光像を基に被検体の透視像を
表示するＸ線診断装置に関し、より詳しくは透視像の自
動輝度調整の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＸ線診断装置１における透視像
の表示は、一般に次のように行われている。図６に示す
ようにまずＸ線管２からＸ線を照射すると、そのＸ線は
被検体Ｐを透過してイメージ・インテンシファイヤ（以
下「Ｉ．Ｉ．」ともいう。）３に入射する。Ｉ．Ｉ．３
は、入射されたＸ線を蛍光像に変換し光学系Ｌを介して
後段に出力する。この蛍光像はカメラ５により撮影され
、ＴＶ映像信号としてＴＶモニタ６に出力される。ＴＶ
モニタ６はそのＴＶ映像信号に基づいて被検体Ｐの透視
像を表示する。

【０００３】また従来のＸ線診断装置１における透視像
の輝度調整は次のように行われている。同図に示すよう
に、輝度制御部７が光学系Ｌに配置された光電子増倍管
（以下「ホトマル」という。）４の検出した光量を基に
、Ｘ線制御部８の１次側の制御を行う。Ｘ線制御部８は
輝度制御部７の制御に基づき、このＸ線制御部８の２次
側からＸ線管２に印加する管電圧，管電流等の撮影条件
を制御する。これによりＴＶモニタ６に表示される透過
像の輝度が一定に保たれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このＸ線診断装置にお
いて被検体の体位を変更しながらＸ線透視を行う場合が
ある。この場合においても透視像の輝度が一定であるこ
とは、診断上必要である。しかしながら、従来の輝度調
整は、最終出力段であるＴＶモニタから信号伝達経路上
遠い位置にあるＸ線制御部の１次側を制御することによ
り行われている。このため輝度調整は、Ｘ線制御部の２
次側応答遅れ等によりその体位変更による被検体の厚さ
の変化（すなわち被検体を透過するＸ線強度が変化する
ことを意味する）に迅速に追従できない。これにより、
被検体の体位により透視像の輝度に差が生じ、誤診断を
招くという問題があった。

【０００５】またＸ線制御部の２次側応答遅れを改善す
るため、テトロードユニットにより２次側でＸ線条件を
制御可能とした装置が知られているが、その応答遅れの
改善はわずかであり、装置が高価となるという問題があ
った。

【０００６】そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされ
たものであり、輝度調整の応答遅れのより一層の改善を
図り、しかも構造が簡素なＸ線診断装置を提供すること
を目的とするものである。 ［発明の構成］

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成としている。

【０００８】請求項１記載の発明は、Ｘ線制御部の制御
による撮影条件でＸ線を被検体に向けて照射するＸ線管
と、前記被検体を透過したＸ線の信号を光信号に変換す
るイメージ・インテンシファイヤと、前記光信号を電荷
信号に変換してＴＶ映像信号として出力する固体撮像素
子と、前記ＴＶ映像信号に基づき前記被検体の透視像を
表示するＴＶモニタとを有するＸ線診断装置において、
前記固体撮像素子に入射する前記光信号により励起され
る電荷信号を制御により放電する電子シャッターと、前
記被検体透過後の信号を基に前記透視像の輝度が一定と
なるように前記電子シャッターの開閉時間を制御する制
御手段とを具備することを特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記制御手段は前記被検体透過後の信号に
基づく前記電子シャッターの制御では不十分と判断した
場合に、前記Ｘ線制御部を制御して前記撮影条件を変更
するものである。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記透視像上の部分領域に対応する
前記被検体透過後の信号を選択し得る選択手段と、前記
透視像の目標輝度を設定し得る設定手段とを具備し、前
記制御手段は前記選択手段が選択した信号に基づく演算
値と前記目標輝度との比較により前記透視像の輝度が目
標輝度となるように各部を制御するものである。

【００１１】

【作用】次にこのように構成されたＸ線診断装置の作用
について説明する。

【００１２】請求項１記載の装置によれば、制御手段は
最終出力段であるＴＶモニタから信号伝達経路上近い位
置にある電子シャッターを制御するので、応答遅れが少
なくなり、電子シャッター自体も応答遅れが少ないため
より一層応答性が向上する。請求項２記載の装置によれ
ば、制御手段が電子シャッターの制御では不十分と判断
した場合にＸ線制御部を制御する。これにより、輝度調
整範囲の拡大を図れる。

【００１３】請求項３記載の装置によれば、制御手段は
選択手段により選択された透視像上の部分領域に対応す
る被検体透過後の信号の限られた領域について演算を行
うため、演算時間が短くなり、迅速制御が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して詳述
する。

【００１５】図１は本発明の一実施例のＸ線診断装置１
０の概略構成図を示すものである。本装置１０は、図６
に示す従来例装置１と同様のＸ線管２，Ｉ．Ｉ．３，光
学系Ｌ，ＴＶモニタ６，Ｘ線制御部８を備え、他にＩ．
Ｉ．３から光学系４を介して出力される蛍光像の光量を
粗調整する機械式シャッター９と、同じく蛍光像の撮像
光量を微調整する電子シャッター１５ａと、この電子シ
ャッター１５ａを備える固体撮像素子を用いたＣＣＤカ
メラ１５と、ＣＣＤカメラ１５の出力するＴＶ映像信号
Ｓ１　を基に機械式シャッター９，電子シャッター１５
ａ又はＸ線制御部８を制御する輝度制御部１７とを有し
て概略構成されている。

【００１６】図２は前記輝度制御部１７の構成図を示す
ものである。この輝度制御部１７は、ＣＣＤカメラ１５
が出力するＴＶ映像信号Ｓ１　をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器２１と、予め設定された画像領域を記
憶する領域指定メモリ２２と、この領域指定メモリ２２
から出力される選択信号Ｓ２　に基づき必要な領域の画
像データのみを選択する選択手段としての選択回路２３
と、選択回路２３により選択された画像データを基に最
小値，平均値，最大値等の統計値の演算を行う統計演算
回路２４と、ＴＶモニタ６の目標輝度を設定可能な選定
手段としての設定器２５と、設定器２５により設定され
た目標輝度と統計演算回路２４による演算値との比較に
よりシャッターパルス発生回路２６又はＸ線制御部８に
制御信号Ｓ３，Ｓ３　′，Ｓ４　を出力する判定回路２
７と、電子シャッター１５ａ又は機械式シャッター９を
駆動するドライバ２８とを備えて構成されている。輝度
制御部１７は、通常は電子シャッター１５ａを制御する
ことにより輝度調整の対応ができるように調整範囲を設
定しており、この電子シャッター１５ａの制御では対応
できない場合に機械式シャッター９を制御し、この機械
式シャッター９の制御では対応できない場合にＸ線制御
部８を制御するようにしている。この電子シャッター１
５ａ又は機械式シャッター９は、最終出力段であるＴＶ
モニタ６から信号伝達経路上近い位置に配置し、輝度調
整の応答遅れを少なくしている。更に電子シャッター１
５ａ自体も上述のように応答遅れが少ないため、輝度調
整の応答遅れのより一層の改善を図れる。

【００１７】前記領域指定メモリ２２は、例えばグラフ
ィックのビットマップメモリにおける関心領域の指定の
如く、ＴＶモニタ６の表示画面に対応する画像領域に対
しオペレータの選択操作に基づいて指定された部分領域
のアドレス情報を記憶するものである。例えば腹部の様
に全体がほぼ同一の被検体厚であり、ＴＶモニタ６の表
示画面全体にその腹部が表示される場合は、全領域を指
定するとよい。また、四肢の様に周辺が直接Ｘ線として
Ｉ．Ｉ．３に入力する場合は、直接Ｘ線の入射するＩ．
Ｉ．３領域に相当する画像領域を避け、被検体Ｐを透過
したＸ線が入射する領域を指定するとよい。これにより
診断対象部位の輝度を一定にできるだけでなく、統計演
算回路２４による演算が限られた範囲について行うため
、演算時間が短くなり、迅速制御が可能となる。

【００１８】前記電子シャッター１５ａは、ＣＣＤカメ
ラ１５の大きさをほとんど変わらない程に小型なもので
ある。また電子シャッター１５ａは、シャッターパルス
発生回路２６からドライバ２８を介して送出されたパル
ス信号Ｓ５　に基づき応答時間約１／１０００秒でシャ
ッターが開となり、フレームの切り替えにより閉となる
ものである。これによりＣＣＤカメラ１５での蓄積電荷
量を調整するようにしている。ＣＣＤカメラ１５での蓄
積電荷量は、図３に示すようにシャッターの開のタイミ
ングを調整することによりできる。すなわちシャッター
を１フレームの最後で開（すなわち１フレームの間は全
閉）とすればＣＣＤカメラ１５への入射光量は０と等価
になり、シャッターを１フレームの最初から開とすれば
、１フレームの時間（約３０ミリ秒）により定まる入射
光量と等価になる。

【００１９】前記機械式シャッター９は、機械式動作に
より応答時間１／２秒程度でシャッターの開閉を行うも
のである。シャッターパルス発生回路２６からのパルス
信号Ｓ５　′に基づき、幅広い入射光量制御ができるよ
うになっている。すなわち図４に示すように、機械式シ
ャッター９は、パルス信号Ｓ５　′に基づきシャッター
の閉度１００％（Ｆ），７５％（Ｌ），５０％（Ｍ），
２５％（Ｈ）の４段階の開閉動作をするようになってい
る。 更に同図に示すように、１つの閉度で電子シャッター１
５ａの開のタイミングを制御することにより、その閉度
で定まる範囲内で入射光量の微調整を可能としている。

【００２０】次にこのように構成された上記実施例装置
１０の作用を図５をも参照して説明する。同図中、Ｆ１
　乃至Ｆ１０はフレーム番号を示す。またフレーム間隔
時間は３０ミリ秒として説明する。

【００２１】フレーム部番号Ｆ１　乃至Ｆ４　までは、
Ｉ．Ｉ．３の出力光量が変化しないとする（すなわち被
検体Ｐの体動等による透過Ｘ線の変化がないことを意味
する）。ＣＣＤカメラ１５はそのＩ．Ｉ．３の出力光に
基づきＴＶ映像信号Ｓ１　をＴＶモニタ６に出力すると
共に、輝度制御部１７のＡ／Ｄ変換器２１にもその信号
Ｓ１を出力する。Ａ／Ｄ変換器２１は、送出されたＴＶ
映像信号Ｓ１　をディジタル信号に変換し、選択回路２
３に入力する。選択回路２３は、領域指定メモリ２２か
らの選択信号Ｓ２　により指定された領域に対応するＴ
Ｖ映像信号Ｓ１　のみを選択し、統計演算回路２４に出
力する。

【００２２】統計演算回路２４は、選択されたＴＶ映像
信号Ｓ１　を基に所定の統計演算を行い、その演算値を
判定回路２７に出力する。判定回路２７は、統計演算回
路２４からの演算値と輝度測定器２５に予め設定された
目標輝度とを比較し、その比較結果に基づき、シャッタ
ーパルス発生回路２６又は、Ｘ線制御部８に制御信号Ｓ
３　，Ｓ３　′，Ｓ４　を送出する。フレーム番号Ｆ１
　乃至Ｆ４　までは、Ｉ．Ｉ．３の出力光量は所定光量
となっているので、判定回路２７は、制御信号Ｓ３　，
Ｓ３　′をシャッターパルス発生回路２６にのみ送出す
る。

【００２３】シャッターパルス発生回路２６は、送出さ
れた制御信号Ｓ３　，Ｓ３　′に基づき、機械式シャッ
ター９にパルス信号Ｓ５　′を送り、電子シャッター１
５ａに例えば１フレーム（３０ミリ秒）の中程でドライ
バ２８を介してパルス信号Ｓ５　を送る。機械式シャッ
ター９は、送出されたパルス信号Ｓ５　′に基づき、例
えば閉度５０％（Ｍ）となるように動作する。一方、電
子シャッター１５ａは、パルス信号Ｓ５　に基づきシャ
ッターを開とする。ＣＣＤカメラ１５に光が入射し、電
荷蓄積が開始する。図５中斜線を施した領域は、電荷蓄
積時間を示す。ＣＣＤカメラ１５は、１フレーム毎（３
０ミリ秒毎）に、蓄積した電荷をＴＶ映像信号Ｓ１　と
してＴＶモニタ６に送る。ＴＶモニタ６は送出されたＴ
Ｖ映像信号Ｓ１　に基づき被検体Ｐの透視像を表示する
。

【００２４】次に例えば被検体Ｐが動いて、Ｉ．Ｉ．３
の出力光量が低下したとする（フレーム番号Ｆ５　以降
）。この場合は、輝度調整回路１７へのＴＶ映像信号Ｓ
１　の出力値も低下する。判定回路２７は、設定された
目標輝度に対して演算値が大きく下まわるためシャッタ
ーパルス発生回路２６が出力するパルス信号Ｓ５　の出
力タイミングを前側にずらすよう制御信号Ｓ３　を出力
する。するとシャッターパルス発生回路２６は、図５に
示すように、フレーム番号Ｆ５　乃至Ｆ７　においては
、１フレームの中間より前側でパルス信号Ｓ５　を電子
シャッター１５ａに送出する。ＣＣＤカメラ１５に入射
する光量は増大し、ＴＶモニタ６は輝度が低下せずにフ
レーム番号Ｆ１　乃至Ｆ４　における透視画像と同程度
の輝度で画像表示する。

【００２５】次にフレーム番号Ｆ７　において、Ｉ．Ｉ
．３の出力光量が所定光量以下に低下し、機械式シャッ
ター９を全開とし、電子シャッター１５ａを全開として
も一定の輝度が保障できなくなった場合は、判定回路２
７は、Ｘ線制御部８に制御信号Ｓ４　を送り、Ｘ線管２
に印加する管電圧，管電流等を増やし、被検体Ｐに照射
するＸ線量を増加させる。フレーム番号Ｆ８　において
は、機械式シャッター９，電子シャッター１５ａは全開
となる。

【００２６】次にフレーム番号Ｆ９　，Ｆ１０において
は、Ｉ．Ｉ．３の出力光量が元に戻るに従い、Ｘ線制御
部８は、当初のＸ線条件のＸ線管２のＸ線曝射を行わせ
、再びシャッターパルス発生回路２６からパルス信号Ｓ
５　が発生する。ＴＶ映像信号Ｓ１の出力値は初期のレ
ベルに回復し、ＴＶモニタ６に表示される透視像の輝度
は初期の値となる。

【００２７】このような上記実施例装置１０によれば、
被検体の体位を変更しながらＸ線透視を行う場合でも、
機械式シャッター９，電子シャッター１５ａのシャッタ
ーの開閉制御又はＸ線条件の制御により、広範囲な輝度
設定が行え、その設定した輝度で安定した透視像を表示
できる。輝度が安定しているため長時間透視像を読影，
診断等におけるオペレータの眼疲労等を軽減できる。ま
たＸ線透視を行いながらカテーテルを被検者等の血管内
に挿入する場合に、カテーテルの先端を見失うことなく
安全に挿入等の操作を行うことができる。

【００２８】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
その要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施可能であ
る。例えば、輝度制御部に入力される被検体透過後の信
号は、光学系４にホトマルを配置し、このホトマルが検
出した光検出信号等の他の信号としてもよい。また電子
シャッターの開閉制御の基をなす統計演算は、ヒストグ
ラムや最大値，最小値等によってもよい。シャッターは
機械式シャッターを設けずに電子シャッターのみとして
もよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、以下の効
果を奏する。

【００３０】請求項１記載の発明によれば、輝度調整の
ために最終出力段であるＴＶモニタから信号伝達経路上
近い位置にある電子シャッターを制御するようにしてい
るので、応答遅れが少なくなり、電子シャッター自体も
応答遅れが少ないため、輝度調整の応答遅れのより一層
の改善を図れ、また単に小型な電子シャッター機能付Ｃ
ＣＤをカメラに使用した構造としているので、構造が簡
素となるＸ線診断装置を提供することができる。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、輝度調整の
ために電子シャッターだけでなくＸ線制御部をも制御す
るようにしているので、請求項１記載の効果に加え、輝
度調整範囲の拡大を図れる。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、透視像上の
部分領域に対応する被検体透過後の信号に基づいて輝度
調整のための演算を行うようにしているので演算時間が
短くなるため、請求項１又は２記載の効果を奏すると共
に、請求項１記載の発明と比較して応答遅れのより一層
の改善を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＸ線診断装置の概略構成図
である。

【図２】図１に示す装置の輝度制御部の概略構成図であ
る。

【図３】図１に示す装置の電子シャッターの作用を示す
図である。

【図４】図１に示す装置の電子シャッターと機械式シャ
ッターの作用を示す図である。

【図５】図１に示す装置の作用を示す図である。

【図６】従来のＸ線診断装置の概略構成図である。

【符号の説明】

３　　イメージ・インテンシファイヤ ６　　ＴＶモニタ １０　　Ｘ線診断装置 １５　　ＣＣＤカメラ １５ａ　　電子シャッター １７　　輝度制御部 Ｐ　　被検体 Ｓ１　ＴＶ映像信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｘ線制御部の制御による撮影条件でＸ
   線を被検体に向けて照射するＸ線管と、前記被検体を透
   過したＸ線の信号を光信号に変換するイメージ・インテ
   ンシファイヤと、前記光信号を電荷信号に変換してＴＶ
   映像信号として出力する固体撮像素子と、前記ＴＶ映像
   信号に基づき前記被検体の透視像を表示するＴＶモニタ
   とを有するＸ線診断装置において、前記固体撮像素子に
   入射する前記光信号により励起される電荷信号を制御に
   より放電する電子シャッターと、前記被検体透過後の信
   号を基に前記透視像の輝度が一定となるように前記電子
   シャッターの開閉時間を制御する制御手段とを具備する
   ことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 【請求項２】　　前記制御手段は前記被検体透過後の信
   号に基づく前記電子シャッターの制御では不十分と判断
   した場合に、前記Ｘ線制御部を制御して前記撮影条件を
   変更する請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 【請求項３】　　前記透視像上の部分領域に対応する前
   記被検体透過後の信号を選択し得る選択手段と、前記透
   視像の目標輝度を設定し得る設定手段とを具備し、前記
   制御手段は前記選択手段が選択した信号に基づく演算値
   と前記目標輝度との比較により前記透視像の輝度が目標
   輝度となるように各部を制御する請求項１又は２記載の
   Ｘ線診断装置。