JPH04366598A - 自動露出機構付きｘ線撮影装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線管から放射するＸ
線照射量を自動的に制御する自動露出機構を有し被検体
にＸ線を照射して撮影するＸ線撮影装置に関し、特に得
られるＸ線画像の濃度をＸ線管の管電圧だけで調節する
ことなく、画像の濃淡比が大きく変化しないで常に適正
な濃度調節ができる自動露出機構付きＸ線撮影装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】心臓や脳の血管などの循環器系の疾患を
診断するために使用される医療診断用Ｘ線撮影装置では
、被検体の診断部位の血管にＸ線吸収係数が大きい造影
剤を注入し、血管と他の組織との間にＸ線吸収量の差を
つけて血管の形態を描出する血管造影撮影が行なわれる
。ここで得られる透過Ｘ線像は、イメージインテンシフ
ァイア（以下「Ｉ．Ｉ．」と略称する）やシネカメラな
どの撮像系装置によって可視像化し、必要に応じて記録
される。

【０００３】このようなＸ線撮影装置において、Ｘ線管
からＸ線を放射する際、該Ｘ線管に印加する管電圧が高
いほど、波長が短く物質の透過能力が大きいＸ線が発生
し、反対に管電圧が低いほど、波長が長く物質の透過能
力が小さいＸ線が発生する。このため、Ｘ線管の管電圧
が高いと、被検体の診断部位が厚くても十分な透過Ｘ線
量が得られるが、被検体組織の違いや造影剤の有無によ
るＸ線画像の濃淡の比が小さくなり、細部の診断がしに
くくなる。反対に、Ｘ線管の管電圧が低いと、Ｘ線画像
の濃淡の比は良好となるが、被検体の診断部位が厚い場
合は透過Ｘ線量が不足して濃度の低い画像となる。従っ
て、良好な診断用画像を得るためには、Ｘ線管の管電圧
を適正な範囲に保つ必要がある。そこで、上記Ｘ線画像
の濃度を略一定とするため、Ｘ線管から放射するＸ線照
射量を自動的に制御する自動露出機構を備えたＸ線撮影
装置が提供されている。

【０００４】この種の従来の自動露出機構付きＸ線撮影
装置は、図３に示すように、目標管電圧Ｖ０及びＸ線の
放射時間を指定するパルス信号Ｐ０を入力して高電圧を
発生するＸ線高電圧発生装置１と、このＸ線高電圧発生
装置１から高電圧を供給されて被検体２にＸ線を放射す
るＸ線管３と、このＸ線管３に対してフィラメント電流
を供給しその管電流を制御するフィラメント加熱回路４
と、上記Ｘ線管３から放射されて被検体２を透過した透
過Ｘ線像を可視光に変換しこの出力光学像を撮影する撮
像系装置５と、上記出力光学像の一部を入力し被検体を
透過したＸ線画像の濃度を検出する濃度検出器６と、こ
の濃度検出器６からの検出濃度信号Ｓ１と所定の目標濃
度の信号Ｓ０との差をとり上記Ｘ線高電圧発生装置１に
対して露出制御のための信号を送出する比較手段７と、
この比較手段７からの信号を入力してＸ線管３へ印加す
べき高電圧（以下「管電圧」という）を決定する目標管
電圧決定回路８と、所定のＸ線の放射時間を指定するパ
ルス信号Ｐ０を上記Ｘ線高電圧発生装置１へ送出するパ
ルス信号発生器９とを有して成っていた。なお、上記撮
像系装置５は、被検体２の透過Ｘ線像を可視光に変換す
るＩ．Ｉ．１０と、このＩ．Ｉ．１０の出力光学像を濃
度検出器６側ともう一方側とに分配する分光器１１と、
この分光器１１でもう一方側に分配された光学像を入射
して例えばシネフィルムに撮影するシネカメラ１２とか
ら成っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の自動露出機構付きＸ線撮影装置においては、目的と
する略一定のＸ線画像の濃度を得るために、パルス信号
発生器９からＸ線高電圧発生装置１へ送出するパルス信
号Ｐ０は一定とし、目標管電圧決定回路８から送出する
管電圧Ｖ０の信号を変化させ、Ｘ線高電圧発生装置１か
らＸ線管３に供給する管電圧だけを変化させて、得られ
るＸ線画像の濃度を調節していた。すなわち、図４の（
ａ）に示すように、上記パルス信号Ｐ０で指定されるＸ
線の放射時間ｔ０は一定のままで、管電圧をＶ０又はＶ
０′のように変化させていた。例えば、Ｘ線撮影中に被
検体２が動いてＸ線の透過する部位の厚さが厚くなると
、管電圧をＶ０からＶ０′のように高くしてＸ線画像の
濃度が一定となるように自動的に露出制御をしていた。 このように、管電圧だけの変化では、管電圧が高くなり
すぎると、Ｘ線画像の濃淡の比が小さくなったり、造影
剤のＸ線吸収量が急激に低下して細部の血管が見えにく
くなることがあった。また、管電圧が低くなりすぎると
、透過Ｘ線量が不足して予期したより濃度の低い画像と
なってしまうことがあった。

【０００６】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、得られるＸ線画像の濃度をＸ線管の管電圧だけで
調節することなく、画像の濃淡比が大きく変化しないで
常に適正な濃度調節ができる自動露出機構付きＸ線撮影
装置を提供することを目的とする。

【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、本発明による自動露出機構付きＸ線撮影装置は、目
標管電圧及びＸ線の放射時間を指定するパルス信号を入
力して高電圧を発生するＸ線高電圧発生装置と、このＸ
線高電圧発生装置から高電圧を供給されて被検体にＸ線
を放射するＸ線管と、このＸ線管に対してフィラメント
電流を供給しその管電流を制御するフィラメント加熱回
路と、上記Ｘ線管から放射されて被検体を透過した透過
Ｘ線像を可視光に変換しこの出力光学像を撮影する撮像
系装置と、上記出力光学像の一部を入力し被検体を透過
したＸ線画像の濃度を検出する濃度検出器と、この濃度
検出器からの検出濃度信号と所定の目標濃度の信号との
差をとり上記Ｘ線高電圧発生装置に対して露出制御のた
めの信号を送出する比較手段とを有して成る自動露出機
構付きＸ線撮影装置において、上記比較手段とＸ線高電
圧発生装置との間に、上記検出濃度信号と目標濃度信号
との差に応じたパルス幅変調信号を発生してＸ線高電圧
発生装置へ送出するパルス幅変調回路を設け、上記Ｘ線
高電圧発生装置には一定の目標管電圧信号を入力させる
ようにしたものである。

【０００８】また、上記比較手段とＸ線高電圧発生装置
との間には、上記検出濃度信号と目標濃度信号との差に
応じたパルス幅変調信号を発生してＸ線高電圧発生装置
へ送出するパルス幅変調回路を設けると共に、同じく上
記検出濃度信号と目標濃度信号との差に応じた目標管電
圧の信号を発生してＸ線高電圧発生装置へ送出する目標
管電圧決定回路を設けるようにしてもよい。

【０００９】

【作用】このように構成された自動露出機構付きＸ線撮
影装置は、Ｘ線高電圧発生装置には一定の目標管電圧信
号を入力させた状態で、比較手段とＸ線高電圧発生装置
との間に設けられたパルス幅変調回路により、濃度検出
器で検出したＸ線画像の濃度信号と目標濃度信号との差
に応じたパルス幅変調信号を発生して上記Ｘ線高電圧発
生装置へ送出するように動作する。これにより、上記Ｘ
線高電圧発生装置は、上記入力したパルス幅変調信号で
指定されたＸ線の放射時間を有する管電圧をＸ線管に供
給することとなる。従って、Ｘ線管に印加する管電圧に
ついてＸ線の放射時間を変化させて画像の濃度を調節す
ることができる。

【００１０】また、上記比較手段とＸ線高電圧発生装置
との間に、パルス幅変調回路を設けると共に目標管電圧
決定回路を設けたものにおいては、Ｘ線管に印加する管
電圧を変化させると共に、その管電圧についてＸ線の放
射時間も変化させて、画像の濃度を調節することができ
る。

【００１１】

【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は本発明による自動露出機構付き
Ｘ線撮影装置の第一の実施例を示すブロック図である。 この自動露出機構付きＸ線撮影装置は、Ｘ線管から放射
するＸ線照射量を自動的に制御して露出を調節する機構
を有し被検体にＸ線を照射して撮影するもので、図に示
すように、Ｘ線高電圧発生装置１と、Ｘ線管３と、フィ
ラメント加熱回路４と、撮像系装置５と、濃度検出器６
と、比較手段７とを有し、さらにパルス幅変調回路１３
を備えて成る。

【００１２】上記Ｘ線高電圧発生装置１は、目標管電圧
及びＸ線の放射時間を指定するパルス信号を入力して高
電圧を発生するもので、単相全波整流方式、３相全波整
流方式、定電圧方式又はインバータ方式などのいずれの
高電圧発生方式のものでもよい。

【００１３】Ｘ線管３は、上記Ｘ線高電圧発生装置１か
ら高電圧を供給され管電流が流れることによりＸ線を放
射するもので、図示省略のテーブル上に寝載された被検
体２に向けてＸ線を放射するようになっている。そして
、フィラメント加熱回路４は、上記Ｘ線管３に対してフ
ィラメント電流を供給しその管電流を制御するもので、
Ｘ線管３内の陰極にあるフィラメントにフィラメント電
流を供給し、そのフィラメントの温度を制御して上記陰
極から発生する熱電子の量を調節することにより、該Ｘ
線管３に流れる管電流を制御するようになっている。

【００１４】撮像系装置５は、上記Ｘ線管３から放射さ
れて被検体２を透過した透過Ｘ線像を可視光に変換しこ
の出力光学像を撮影するもので、上記被検体２の透過Ｘ
線像を可視光に変換するＩ．Ｉ．１０と、このＩ．Ｉ．
１０の出力光学像を濃度検出器６側ともう一方側とに分
配する分光器１１と、この分光器１１でもう一方側に分
配された光学像を入射して例えばシネフィルムに撮影す
るシネカメラ１２とから成る。

【００１５】また、濃度検出器６は、上記被検体２を透
過したＸ線画像の濃度を検出するもので、上記分光器１
１で分配されたＩ．Ｉ．１０の出力光学像の一部を入力
して検出するようになっている。さらに、比較手段７は
、上記濃度検出器６で検出した検出濃度信号Ｓ１と、所
定の目標濃度の信号Ｓ０との差をとり、前記Ｘ線高電圧
発生装置１に対して露出制御のための信号を送出するも
ので、上記目標濃度の信号Ｓ０は操作者によって外部の
操作器から入力されるようになっている。

【００１６】ここで、本発明においては、上記比較手段
７とＸ線高電圧発生装置１との間に、パルス幅変調回路
１３が設けられ、上記Ｘ線高電圧発生装置１には一定の
目標管電圧Ｖ１の信号が入力されるようになっている。 上記パルス幅変調回路１３は、比較手段７で求めた前記
検出濃度信号Ｓ１と目標濃度信号Ｓ０との差を入力し、
その差に応じたパルス幅変調信号Ｐ１を発生して上記Ｘ
線高電圧発生装置１へ送出するものである。このとき、
上記パルス幅変調信号Ｐ１は、検出濃度信号Ｓ１と目標
濃度信号Ｓ０との差の大きさに応じて適正な濃度のＸ線
画像が得られるようにＸ線の放射時間を指定するパルス
幅に調節した信号とされる。また、目標管電圧Ｖ１の信
号は、最終的に得られるＸ線画像が所望の濃淡の比の画
像となるように操作者によって外部の操作器から一定の
管電圧信号として入力される。これにより、上記Ｘ線高
電圧発生装置１は、上記入力された目標管電圧Ｖ１を電
圧とし、上記パルス幅変調回路１３から入力した可変の
パルス幅変調信号Ｐ１によって指定されたパルス幅をＸ
線の放射時間とした管電圧Ｖ１を、Ｘ線管３に供給する
こととなる。

【００１７】このときのＸ線管３に印加される管電圧の
電圧波形の時間的な変化を示すと、図４（ｂ）に示すよ
うになる。すなわち、管電圧Ｖ１は常に一定とされ、被
検体２の診断部位の厚さ等に応じてＸ線の放射時間が例
えばｔ１又はｔ１′（ｔ１＜ｔ１′）のように変化され
る。これにより、目標濃度の信号Ｓ０に対応した濃度に
自動的に露出制御することができ、上記管電圧Ｖ１が一
定であるため、得られるＸ線画像の濃淡比を変化させる
ことなく濃度を一定に保つことができる。

【００１８】図２は本発明の第二の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例は、比較手段７とＸ線高電圧発
生装置１との間に、パルス幅変調回路１３と目標管電圧
決定回路８とを並列に設けたものである。上記パルス幅
変調回路１３は、図１に示す第一の実施例と同様に、比
較手段７で求めた検出濃度信号Ｓ１と目標濃度信号Ｓ０
との差を入力し、その差に応じたパルス幅変調信号Ｐ２
を発生して上記Ｘ線高電圧発生装置１へ送出するもので
ある。また、目標管電圧決定回路８は、図３に示す従来
例と同様に、比較手段７で求めた検出濃度信号Ｓ１と目
標濃度信号Ｓ０との差を入力し、その差に応じてＸ線管
３へ印加すべき管電圧Ｖ２を決定しその信号を上記Ｘ線
高電圧発生装置１へ送出するものである。この場合は、
上記目標管電圧決定回路８によって管電圧Ｖ２の大きさ
が変化されると共に、パルス幅変調回路１３によってＸ
線の放射時間が変化されることとなる。これにより、上
記Ｘ線高電圧発生装置１は、上記入力された可変の目標
管電圧Ｖ２を電圧とし、並列に入力された可変のパルス
幅変調信号Ｐ２によって指定されたパルス幅をＸ線の放
射時間とした管電圧Ｖ２，Ｖ２′をＸ線管３に供給する
こととなる。

【００１９】このときのＸ線管３に印加される管電圧の
電圧波形の時間的な変化を示すと、図４（ｃ）に示すよ
うになる。すなわち、被検体２の診断部位の厚さ等に応
じて、管電圧が例えばＶ２又はＶ２′（Ｖ２＜Ｖ２′）
のように変化すると共に、Ｘ線の放射時間がｔ２又はｔ
２′（ｔ２＜ｔ２′）のように変化される。これにより
、目標濃度の信号Ｓ０に対応した濃度に自動的に露出制
御することができ、得られるＸ線画像の濃淡比は図１の
第一の実施例に比べてやや変化するが、より広い範囲の
被検体２の診断部位の厚さ変化に対して十分な濃度調節
を行うことができる。

【００２０】なお、以上の説明では、撮像系装置５のう
ちの受像手段としてはシネカメラ１２を示したが、本発
明はこれに限らず、テレビカメラであってもよいし、又
はディジタル・サブトラクション・アンジオグラフィ装
置などのディジタル受像装置であってもよい。また、比
較手段７及び目標管電圧決定回路８並びにパルス幅変調
回路１３は、電気回路によるものでも、或いはマイクロ
コンピュータなどのソフトウェアによるものであっても
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、
図１に示す第一の実施例においては、Ｘ線高電圧発生装
置１には一定の目標管電圧信号を入力させた状態で、比
較手段７とＸ線高電圧発生装置１との間に設けられたパ
ルス幅変調回路１３により、濃度検出器６で検出したＸ
線画像の濃度信号Ｓ１と目標濃度信号Ｓ０との差に応じ
たパルス幅変調信号Ｐ１を発生して上記Ｘ線高電圧発生
装置１へ送出することができる。これにより、上記Ｘ線
高電圧発生装置１は、上記入力したパルス幅変調信号Ｐ
１で指定されたＸ線の放射時間を有する管電圧Ｖ１をＸ
線管３に供給することとなる。従って、図４（ｂ）に示
すように、Ｘ線管３に印加する管電圧Ｖ１についてＸ線
の放射時間を例えばｔ１又はｔ１′のように変化させて
画像の濃度を調節することができる。このことから、目
標濃度の信号Ｓ０に対応した濃度に自動的に露出制御す
ることができ、上記管電圧Ｖ１が一定であるため、得ら
れるＸ線画像の濃淡比を変化させることなく、常に適正
な濃度調節をして濃度を一定に保つことができる。

【００２２】また、図２に示すように、比較手段７とＸ
線高電圧発生装置１との間に、パルス幅変調回路１３を
設けると共に目標管電圧決定回路８を設けた第二の実施
例においては、Ｘ線管３に印加する管電圧を変化させる
と共に、その管電圧についてＸ線の放射時間も変化させ
て、画像の濃度を調節することができる。すなわち、図
４（ｃ）に示すように、被検体２の診断部位の厚さ等に
応じて、管電圧を例えばＶ２又はＶ２′のように変化さ
せると共に、Ｘ線の放射時間もｔ２又はｔ２′のように
変化させることができる。これにより、目標濃度の信号
Ｓ０に対応した濃度に自動的に露出制御することができ
、得られるＸ線画像の濃淡比は図１の第一の実施例に比
べてやや変化するが、より広い範囲の被検体２の診断部
位の厚さ変化に対して十分な濃度調節を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による自動露出機構付きＸ線撮影装
置の第一の実施例を示すブロック図、

【図２】　　本発明の第二の実施例を示すブロック図、

【図３】　　従来の自動露出機構付きＸ線撮影装置を示
すブロック図、

【図４】　　Ｘ線管に印加される管電圧の電圧波形の時
間的な変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１…Ｘ線高電圧発生装置、　　２…被検体、　　３…Ｘ
線管、　　４…フィラメント加熱回路、　　５…撮像系
装置、　　６…濃度検出器、　　７…比較手段、　　８
…目標管電圧決定回路、　　１０…Ｉ．Ｉ．（イメージ
インテンシファイア）、　　１１…分光器、　　１２…
シネカメラ、　　１３…パルス幅変調回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　目標管電圧及びＸ線の放射時間を指定
   するパルス信号を入力して高電圧を発生するＸ線高電圧
   発生装置と、このＸ線高電圧発生装置から高電圧を供給
   されて被検体にＸ線を放射するＸ線管と、このＸ線管に
   対してフィラメント電流を供給しその管電流を制御する
   フィラメント加熱回路と、上記Ｘ線管から放射されて被
   検体を透過した透過Ｘ線像を可視光に変換しこの出力光
   学像を撮影する撮像系装置と、上記出力光学像の一部を
   入力し被検体を透過したＸ線画像の濃度を検出する濃度
   検出器と、この濃度検出器からの検出濃度信号と所定の
   目標濃度の信号との差をとり上記Ｘ線高電圧発生装置に
   対して露出制御のための信号を送出する比較手段とを有
   して成る自動露出機構付きＸ線撮影装置において、上記
   比較手段とＸ線高電圧発生装置との間に、上記検出濃度
   信号と目標濃度信号との差に応じたパルス幅変調信号を
   発生してＸ線高電圧発生装置へ送出するパルス幅変調回
   路を設け、上記Ｘ線高電圧発生装置には一定の目標管電
   圧信号を入力させるようにしたことを特徴とする自動露
   出機構付きＸ線撮影装置。
2. 【請求項２】　　上記比較手段とＸ線高電圧発生装置と
   の間には、上記検出濃度信号と目標濃度信号との差に応
   じたパルス幅変調信号を発生してＸ線高電圧発生装置へ
   送出するパルス幅変調回路を設けると共に、同じく上記
   検出濃度信号と目標濃度信号との差に応じた目標管電圧
   の信号を発生してＸ線高電圧発生装置へ送出する目標管
   電圧決定回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   自動露出機構付きＸ線撮影装置。