JPH0461850A - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体を透過したＸ線により形成されたＸ線
画像をイメージインテンシファイア（以下１．１．　と
記す）とＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて可視画像に変
換しＣＲＴデイスプレィ等の表示手段に表示するＸ線診
断装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種のＸ線診断装置として、例えば第７図に示
すようなものがある。図においてこのＸ線診断装置１０
０は、ｘＨ画像を可視光像に変換する画像変換手段とし
ての１．１．１０１と、て１．１．１０１から送られる
光像を画素毎に電気信号に変換する固体撮像素子として
のＣＣＤＩＯ２と、ＣＣＤ１０２から出力される画素の
信号から生成される１フレーム画像を記憶する記憶手段
としてのメモリ１０３と、このフレーム画像を表示する
表示手段としてのモニタ］０４とを備えている。

被検体撮影時には、撮影部１０５においてＸ線管１０６
により被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ
線がＩ、１．１０１に入射してＸ線画像を形成する。１
．１．１０１はこのＸ線画像を可視光像に変換し、この
光像を光学系１０７を介してＣＣＤ１０２に送る。ＣＣ
Ｄ１０２はこの光像を画素毎に電気信号に変換して画像
情報信号として出力する。この信号は信号処理回路１０
８によりノイズ抑圧、増幅、ＤＣレベル調整等の処理が
行われた後、Ａ／Ｄ変換器１０９によりデジタル化され
、１フレーム分のデジタルデータから生成されるフレー
ム画像がメモリ１０Ｂに記憶される。この画像データは
不図示の画像処理回路により画像処理が行われた後、Ｄ
／Ａ変換器１１０によりアナログ化されて映像信号とし
てモニタ１０４に送られ、モニタ１０４上に被検体Ｐの
撮影画像としてのフレーム画像か表示される。

ところで、被検体ＰにＸ線を照射して得られる透視像を
上記と同様の動作によりモニタ１０４上に表示した後、
必要に応じて被検体Ｐの検査部位を撮影することが行わ
れているか、このような透視時においてもＣＣＤ１０２
は撮影時と同一の画素数で動作するので、透視像と撮影
画像は同一の画素数、フレーム率で得られることになる
。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから上記した従来技術において、透視時には１
フレーム画像の画素数は例えば５００×５００画素程度
に少なくてもよいか、フレーム率は３０　ｆ／Ｓ等のよ
うな高フレーム率にして、画像データの収集を高速で行
うことが必要とされる。一方、撮影時にはフレーム率は
低くてもよいが、１フレーム画像の画素数は１００ＯＸ
１００Ｏまたは２００ＯＸ２００Ｏ画素等のように多く
して、高画質の撮影画像を得ることか必要とされる。し
かし、上記したようにＣＣＤ１０２は透視時も撮影時も
同画素数で動作するので、透視時と撮影時とて画素数及
びフレーム率を異ならせて最適な透視像及び撮影画像を
得ることは困難であった。

本発明は上記したような従来技術の課題を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、画素数及
びフレーム率を必要に応じて変化させることが可能で、
特に、透視時には高フレーム率で画像データを高速で収
集し、かつ、撮影時には画素数を多くして高画質の撮影
画像を得ることかできるＸ線診断装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明にあっては、被検体
にＸ線を照射して得られるＸ線画像を可視光像に変換す
る画像変換手段と、該画像変換手段から送られる光像を
画素毎に電気信号に変換する固体撮像素子と、該固体撮
像素子から出力される画素の信号から生成される１フレ
ーム画像を記憶する記憶手段と、このフレーム画像を表
示する表示手段とを備えて成るＸ線診断装置において、
前記固体撮像素子で得られる複数の画素の信号を必要に
応じて電荷的に加算して１画素の信号とする加算手段が
設けられて成ることを特徴とする。

上記装置において、透視、撮影の切換時に加算手段に透
視／撮影切換信号を送る制御部を設け、加算手段か該制
御部から送られる透視／撮影切換信号に応じて固体撮像
素子に対する加算動作を行うようにしてもよい。また、
加算手段か固体撮像素子に対して垂直方向の画素の信号
の加算と水平方向の画素の信号の加算とを独立に行うよ
うにしてもよい。

（作用） 上記構成を有する本発明のＸ線診断装置では、上記加算
手段により固体撮像素子における複数の画素の信号を電
荷的に加算して１画素の信号とすることができるので、
固体撮像素子から出力される画像情報信号の画素数及び
フレーム率を必要に応じて変化させることができる。特
に、上記制御部から加算手段に透視／撮影切換信号を送
り、それに応じて加算手段の加算動作を行うようにすれ
ば、透視時と撮影時とで画素数及びフレーム率を異なら
せることができるので、透視時には高フレーム率で画像
データを高速で収集し、かつ、撮影時には画素数を多く
して高画質の撮影画像を得ることが可能になる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例のＸ線診断装置の電気的構成を示
すブロック図である。図においてこのＸ線診断装置１は
、第７図に示した前記従来例と同様な撮影部２．固体撮
像素子としてのＣＣＤ３．信号処理回路４．Ａ／Ｄ変換
器５．記憶手段としてのメモリ６、Ｄ／Ａ変換器７及び
表示手段としてのＣＲＴデイスプレィ等のモニタ８とを
備えており、撮影部２には前記従来例と同様に、被検体
ＰにＸ線を照射するＸ線管９と、画像変換手段としての
１．１．１０と、光学系１１とか設けられている。

さらに、本実施例装置には、ＣＣＤ３で得られる複数の
画素の信号を電荷的に加算して１画素の信号とする加算
手段としての駆動パルス発生部１２と、透視、撮影の切
換時に駆動パルス発生部１２に透視／撮影切換信号を送
る制御部１３とか設けられている。制御部１３は、Ｘ線
管９のＸ線曝射量を制御するＸ線コントローラ１４にも
上記透視／撮影切換信号を送り、それによって、Ｘ線管
９から被検体Ｐに照射されるＸ線の量が透視時と撮影時
とでは異なるようにＸ線コントローラ１４により制御さ
れる。

次に、上記した駆動パルス発生部１２による信号の加算
動作について詳しく説明する。まず、ＣＣＤ３として１
０００　Ｘ　］、　０００画素でインクレース走査を行
うＩＴ（インクライントランスファー）ＣＣＤを用いて
、透視時には１フレームを５００Ｘ５００画素としてフ
レーム率を高め、撮影時には画素数を多くして１００Ｏ
Ｘ１００Ｏ画素とする場合について説明する。

この場合には、第２図（ａ）に示すように、ＣＣＤ３の
垂直方向においては、１０００画素分の信号の電荷を蓄
積する１０００個のフォトダイオード２０と、これらの
１０００画素分の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転
送ＣＣＤ２１とが交互に配列されている。撮影時の電荷
転送の際には、駆動パルス発生部１２からＣＣＤ３にフ
ィールドシフトパルスが送られ、まず奇数フィールドの
フォトダイオード２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、−の信号電
荷が垂直転送ＣＣＤ２１に転送され、これらの信号電荷
が第３図に示す水平転送ＣＣＤ２２に転送されてから水
平方向に転送され、不図示の出力端に送られる。

この後、偶数フィールドのフォトダイオード２０ｂ、２
０ｄ、２Ｏｆ、・・・の信号電荷が同様に垂直転送ＣＣ
Ｄ２１から垂直方向に転送され、水平転送ＣＣＤ２２か
ら水平方向に転送されて出力端に送られる。そして、全
ての奇数フィールドの信号と偶数フィールドの信号がＣ
ＣＤ３から１フレーム分の画像情報信号として出力され
る。第２図（ａ）に示す実線矢印は奇数フィールドの電
荷転送、破線矢印は偶数フィールドの電荷転送を示す。

垂直転送ＣＣＤ２１は水平方向に１０００個配列されて
おり、上記動作によりＣＣＤ３から１フレームの画像情
報信号として１００ＯＸ１００Ｏ画素の信号を出力する
ことができる。

透視時には、制御部１３から駆動パルス発生部１２に透
視／撮影切換信号が送られ、駆動パルス発生部１２はＣ
ＣＤ３の出力信号か１フレーム５００Ｘ５００画素とな
るようにＣＣＤ３に駆動パルスを送る。垂直方向の加算
動作について説明すると、この場合はＣＣＤ３はインク
レース走査方式なので、フィールドシフトパルス供給法
を変更することにより、第２図（ｂ）に示すように、奇
数フィールドのフォトダイオード２０ａ、２０ｃ。

２０ｅ、・・・とこれらのフォトダイオードに隣接する
偶数フィールドのフォトダイオード２０ｂ、２０ｄ、２
Ｏｆ、・・・の信号電荷が垂直転送ＣＣＤ２１上で加算
されるように、奇数フィールドと偶数フィールドの信号
電荷をフィールドシフトすることができる。それによっ
て、フィールドシフトの際に垂直方向において２画素の
信号が加算されて１画素の信号とされ、垂直方向の画素
数を１０００画素から５００画素に半減させることかで
きる。

水平方向の加算動作について説明すると、第３図に示す
ように、各垂直転送ＣＣＤ２１から水平転送ＣＣＤ２２
に信号電荷を転送する際に、隣接する２個の垂直転送Ｃ
ＣＤ２１から転送される２画素の信号電荷を水平転送Ｃ
ＣＤ２２上で加算して１画素の信号電荷とする。この加
算動作について、ＣＣＤ３が水平方向２相駆動ＣＣＤで
あり、水平転送ＣＣＤ２２が２本の水平ＣＣＤ２２Ａ。

２２Ｂ及びゲート２３から成る場合を例にとって説明す
る。この場合には、第４図に示すように、垂直転送ＣＣ
Ｄ２１ａ、２１ｃ、・・・に対向する電極２２　ａ　、
　　２２　ｃ　、−と、垂直転送ＣＣＤ　２　］、　ｂ
　。

２１ｄ、・・・に対向する電極２２ｂ、２２ｄ、・・・
とが水平転送ＣＣＤ２２の２本の水平ＣＣＤ２２Ａ。

２２Ｂ上に交互に並んでおり、電荷転送の際には、駆動
パルス発生部１２から電極２２ａ、２２ｃ。

・・・へは駆動パルスφＨ１が、電極２２ｂ、２２ｄ。

・・へは駆動パルスφＨ２か送られる。

そして、水平方向の信号の加算を行わない場合には、垂
直転送ＣＣＤ２１ａ、２１ｃ、・・・からラインシフト
（垂直転送ＣＣＤから水平転送ＣＣＤへの電荷転送）さ
れた信号電荷が水平転送ＣＣＤの一方の水平ＣＣＤ２２
Ａにおける電極２２ａ２２Ｃ１・・・に送られて水平転
送され、垂直転送ＣＣＤ２１ｂ、２１ｄ、・・・からラ
インシフトされた信号電荷かゲート２３を介して水平転
送ＣＣＤの他方の水平ＣＣＤ２２Ｂにおける電極２２ｂ
、２２ｄ、・・・に送られて水平転送される。この後両
系統の信号電荷が合されて１フレームの信号とされる。

水平方向の信号の加算を行う場合には、垂直転送ＣＣＤ
２１ａ、２１ｂ、、２１ｃ、２１ｄ、＝−からラインシ
フトされた信号電荷は水平転送ＣＣＤの一方の水平ＣＣ
Ｄ２２Ａ　（または２２Ｂ）のみに送られ、駆動パルス
発生部１２から水平転送ＣＣＤ２２に第５図に示すよう
な駆動パルスφＨ。

φＨ２か送られる。同図においてＨＤは水平同期パルス
、ＨＢＬは水平ブランキング期間を示す。

同図に示すように、この場合の駆動パルスφＨ１φＨ２
は水平ブランキング期間ＨＢＬ中の時刻ｔては同位相で
あるが、時刻ｔ２には異なる位相となり、このとき水平
転送ＣＣＤの電極２２ａ。

２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、−・・の電位は第６図に示す
ようになる。

すなわち、電極２２ａ、２２ｃ、・・・と電極２２ｂ、
２２ｄ、・・・の電位は時刻ｔ１には同じであるが、時
刻ｔ２には電位差が生じて、同図に示すように電極２２
　ａ、　　２２　ｃ、・・・の信号電荷が電極２２ｂ、
２２ｄ、・・・に転移する。それによって、水平方向に
おいて２画素の信号が加算されて１画素の信号とされ、
水平方向の画素数も１０００画素から５００画素に半減
させることができる。この水平方向の信号の加算が行わ
れた後、信号電荷が水平ＣＣＤ２２Ａ　（または２２Ｂ
）から水平転送されて、ＣＣＤ３から５００Ｘ５００画
素の信号が出力される。

さらに、ＣＣＤ３として１００ＯＸ１００Ｏ画素てノン
インタレース走査を行うＩＴＣＣＤを用いて、画素数を
透視時には５００Ｘ５００画素。

撮影時には１００ＯＸ１００Ｏ画素に切換える場合につ
いて説明する。

この場合にも制御部１３から駆動パルス発生部１２に透
視／撮影切換信号か送られ、駆動パルス発生部１２はこ
の透視／撮影切換信号に応して、１フレームの画素数か
透視時には５００Ｘ５００画素、撮影時には１００ＯＸ
１００Ｏ画素となるようにＣＣＤ３に駆動パルスを送る
。しかし、この場合にはＣＣＤ３は１０００本ノンイン
タレス走査か可能な構造なので垂直転送ＣＣＤ内で信号
電荷を２画素分ずつ加算することは困難である。

この場合には、ラインシフトを２回続けて行うことによ
り、垂直方向における２画素の信号電荷か水平転送ＣＣ
Ｄ内で加算されて１画素の信号となるので、垂直方向に
おける信号電荷の画素数を１０００画素から５００画素
に半減させることができる。

すなわち、透視時には、駆動パルス発生部１２から垂直
転送ＣＣＤに駆動パルスを送りラインシフトを２回終了
した後、駆動パルス発生部１２から水平転送ＣＣＤに第
５図に示した上記の場合と同様な駆動パルスを送り、水
平方向においても２画素の信号電荷を加算して１画素の
信号電荷とした後、信号電荷を水平転送する。それによ
り、ＣＣＤ３から５００Ｘ５００画素の信号が出力され
る。撮影時には、垂直方向においても水平方向において
もこのような信号加算動作を行わずに電荷の転送を行う
ように、駆動パルス発生部１２からＣＣＤ３に駆動パル
スが送られ、ＣＣＤ３から１０００Ｘ１００Ｏ画素の信
号が出力される。

本実施例においては上記したように、透視時には画素数
を５００Ｘ５００画素に減らしてフレーム率を高め、撮
影時には画素数を１０００×１０００画素に増やすこと
ができる。従って、透視時には画像データを高速で収集
して、優れた時間分解能の透視像を速やかに得ることが
でき、かつ、撮影時には高画質の撮影画像を得ることが
できる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく種々変形実施が可能である。

例えば、画素数の切換えは透視／撮影切換えのみではな
く、診断部位によっても実施することができる。すなわ
ち、同し撮影であっても、心臓は高フレーム率、少画素
数、その他の部位は低フレーム率、大画素数のように切
換えて実施することもてきる。

［発明の効果］ 本発明のＸ線診断装置は以上の構成及び作用を有するも
ので、画素数及びフレーム率を必要に応じて変化させる
ことか可能であり、特に透視時と撮影時とで画素数及び
フレーム率を異ならせて、透視時には高フレーム率で画
像データを高速で収集し、かつ、撮影時には画素数を多
くして高画質の撮影画像を得ることができる。従って、
透視時には優れた時間分解能の透視像を速やかに得るこ
とができ、かつ、撮影時には高画質の撮影画像を得て、
高い診断能力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＸ線診断装置の電気的構成
を示すブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）は同実施例に
おけるフィールドシフトを説明するための説明図、第３
図は同実施例における水平方向の信号加算を説明するた
めの説明図、第４図は同実施例におけるＣＣＤとして水
平方向２相駆動ＣＣＤの例を示す図、第５図は同実施例
における水平転送ＣＣＤに送られる駆動パルスを示すタ
イミングチャート、第６図は同実施例における水平転送
ＣＣＤ上の電極の電位を示す電位図、第７図は従来例の
Ｘ線診断装置の電気的構成を示すブロック図である。 １・・・Ｘ線診断装置 ３・・・ＣＣＤ　（固体撮像素子） ６・・・メモリ（記憶手段） ８・・・モニタ（表示手段） １０・・・１．１．（イメージインテンシファイア。 画像変換手段） １２・・・駆動パルス発生部（加算手段）１３・・・制
御部　　　　　Ｐ・・・被検体第２図（０） 第２図（ｂ） 第５図 第６図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体にＸ線を照射して得られるＸ線画像を可視
   光像に変換する画像変換手段と、該画像変換手段から送
   られる光像を画素毎に電気信号に変換する固体撮像素子
   と、該固体撮像素子から出力される画素の信号から生成
   される１フレーム画像を記憶する記憶手段と、このフレ
   ーム画像を表示する表示手段とを備えて成るＸ線診断装
   置において、 前記固体撮像素子で得られる複数の画素の信号を必要に
   応じて電荷的に加算して１画素の信号とする加算手段が
   設けられて成ることを特徴とするＸ線診断装置。
2. （２）透視、撮影の切換時に加算手段に透視／撮影切換
   信号を送る制御部が設けられ、加算手段は該制御部から
   送られる透視／撮影切換信号に応じて固体撮像素子に対
   する加算動作を行うことを特徴とする請求項１記載のＸ
   線診断装置。
3. （３）加算手段は固体撮像素子に対して垂直方向の画素
   の信号の加算と水平方向の画素の信号の加算とを独立に
   行うことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。