JPH07171142A - 放射線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】前面採光型平面検出器やフォトピックアップに
よる画質への悪影響を排除し、テスト曝射を行なうこと
なく適正な露光量が得られる放射線診断装置を提供する
こと。 【構成】放射線曝射手段１０と、放射線像を光学像に変
換するイメージインテンシファイア２０と、前記光学像
を撮影するＴＶカメラ４０を備えた放射線診断装置にお
いて、ＴＶカメラ４０に組み込まれた非破壊読み出し可
能な固体撮像素子と、この固体撮像素子から非破壊読み
出しにより画像の画素値を加算する手段７３と、積算す
る手段７３により積算された画素値が所定値を越えたと
きに放射線曝射を停止する手段７４と、曝射停止後前記
固体撮像素子に蓄積された画像情報を読み出す手段５
０，６０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体に放射線を曝射
して得られた放射線像をイメージインテンシファイア
（以下、「Ｉ．Ｉ．」と称する。）により光学像に変換
し、この光学像をＴＶカメラを介してモニタに表示する
ことにより被検体を診断する放射線診断装置に関し、特
に放射線曝射量を適正に制御する機能を有する放射線診
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から放射線診断装置の一つであるＸ
線診断装置であって、被検者を透過したＸ線をフィルム
に直接撮像するスポット寝台装置では、露光計としてフ
ィルムの前面に前面採光型平面検出器を配置し、この検
出器に入射したＸ線量をモニタすることで、適正な露光
量を計測するようにしている。すなわち、検出器に入射
した合計の放射線量があるしきい値を越えた時点でＸ線
管にＸ線曝射を停止するように制御が行なわれている。

【０００３】一方、別のＸ線診断装置であって、被検者
を透過したＸ線をＩ．Ｉ．で光学像に変換し、この光学
像をＴＶカメラで撮影するデジタルＸ線装置では、Ｉ．
Ｉ．とＴＶカメラの間にフォトピックアップと光電子倍
増管（ＰＭＴ）を配置し、Ｉ．Ｉ．出力を常にモニタす
ることで適正光量をＴＶカメラに入射するようにしてい
る。なお、この装置では、予め何度かテスト曝射を行な
い、ＰＭＴ出力が適正な露光量を示す設定値に達した時
点でＸ線曝射が停止するようにして、撮影時のＸ線曝射
条件を決定し、その後、撮影を行なうようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の露
光量計測方法を備えたＸ線診断装置にあっては次のよう
な問題があった。すなわち、前面採光型平面検出器を用
いたスポット寝台装置にあってはＸ線照射野に検出器が
配置されるため画質が低下する等の悪影響があるという
問題があった。一方、フォトピックアップを用いたデジ
タルＸ線装置にあっては、テスト曝射を必要とするため
被検者の被曝線量が増すという問題があった。また、
Ｉ．Ｉ．出力光路上にフォトピックアップが配置されて
いるため、ケラレ等が発生し、画質が低下するという問
題もあった。さらに、専用の回路または機構を必要とす
るため、コストが高くなるという問題があった。

【０００５】そこで本発明は、前面採光型平面検出器や
フォトピックアップによる画質への悪影響を排除し、テ
スト曝射を行なうことなく適正な露光量が得られる放射
線診断装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は、放射線を曝射する放射線曝
射手段と、この放射線曝射手段と被検体を挟んで対向配
置され前記放射線によって生じた上記被検体の放射線像
を光学像に変換するイメージインテンシファイアと、前
記光学像を撮影するＴＶカメラを備えた放射線診断装置
において、前記ＴＶカメラに組み込まれた非破壊読み出
し可能な固体撮像素子と、この固体撮像素子から非破壊
読み出しにより画像の画素値を加算する手段と、前記加
算する手段により累積された画素値が所定値を越えたと
きに放射線曝射を停止する手段と、曝射停止後前記固体
撮像素子に蓄積された画像情報を読み出す手段とを備え
るようにした。

【０００７】また、前記固体撮像素子において非破壊読
み出しを行なう領域を指定する手段を具備することが好
ましい。さらに、前記非破壊読み出しにより得られた画
素値に対し、所定の重み係数を掛けることが好ましい。

【０００８】

【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。すなわち、放射線ＴＶカメラの入力デバイスとして
非破壊読み出し可能な固体撮像素子を用いている。とこ
ろで、非破壊読み出し不可能な固体撮像素子は受光状態
にあると、素子の各画素にはその入射光量に応じた電荷
が蓄えられるが、この蓄積された電荷を画像情報として
素子の外部に取り出した時点で素子内部には電荷が無く
なる。このため、一旦画像情報を読み出すと、読み出さ
れた時点以降に受光した電荷しか読み出すことはできな
い。一方、非破壊読み出し可能な固体撮像素子では、蓄
積された電荷を画像情報として素子の外部に取り出して
も素子内部の電荷は破壊されない。したがって蓄積途中
の各画素の電荷量に比例する出力を得ることができると
ともに、引き続き蓄積動作を実行できる。このため、上
記電荷量に比例する出力が基準値を越えた時点で放射線
曝射を停止し、この時点で素子の全領域の画像情報を読
み出して通常の画像信号として出力すれば、適正な露光
量を得ることが可能である。また、素子の非破壊読み出
しを行なう領域を指定すれば、露光量はその領域が適正
な明るさを得た時点で放射線の曝射を止めるようにする
ことが可能である。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るＸ線診断装置
の構成を示すブロック図である。この図において、１０
はＸ線管、２０はＩ．Ｉ．、３０は光学系、４０はＴＶ
カメラ、５０はＴＶカメラ駆動部、６０は信号処理部、
７０は自動輝度調整回路を示している。

【００１０】Ｘ線管１０はＸ線制御器１１によってＸ線
曝射条件が制御されている。Ｘ線制御器１１には後述す
る比較器７４の出力が接続されている。ＴＶカメラ４０
の入力デバイスには非破壊読み出しが可能で、かつラン
ダムアクセス可能な固体撮像素子であるＣＭＤ（charge
modulation device）が用いられている。

【００１１】ＴＶカメラ駆動部５０は、ＴＶカメラ４０
を駆動するドライバ５１と、ＴＶカメラ４０の画像情報
を読み出す領域を指定するアドレス発生部５２を備えて
いる。なお、アドレス発生部５２は後述するフォトタイ
マモード時に、予め指定された採光野に対応する複数の
領域ＲＯＩ（region of interest）から画素を読み出す
ためのアドレス指定情報を複数有している。さらに、ア
ドレス発生部５２は、通常の撮影モード時の全画素読み
出し動作を行なうためのアドレス指定情報を有してい
る。

【００１２】信号処理部６０は、ＴＶカメラの出力を増
幅するアンプ６１と、増幅された信号をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器６２と、信号を後述するような処理を行な
う処理部６３と、処理後の信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ
変換器６４を備えている。なお、処理部６３には後述す
る比較器７４の出力が接続され、出力には図示しないプ
ロセッサが接続されている。

【００１３】自動輝度調整回路７０は、オペレータの指
定する採光野の領域ＲＯＩ及びアドレス指定情報に対応
する重み係数のセットを複数記憶する重みメモリ７１
と、Ａ／Ｄ変換器６２の出力と重みメモリ７１に記憶さ
れた情報とをかけあわせる第１演算部７２と、この第１
演算部７２の出力を加算する第２演算部７３と、この第
２演算部７３の出力が予め適正な露光量となるように与
えられた基準値とを比較し、基準値を越えたときにＸ線
制御器１１に信号を出力する比較器７４を備えている。

【００１４】なお、アドレス発生部５２及び重みメモリ
７１には予めオペレータにより所定の情報が操作卓（不
図示）を介して入力されている。このように構成された
本実施例のＸ線診断装置は次のように動作する。すなわ
ち、撮影の準備として、オペレータは図３の（ａ），
（ｂ）に示すような形状のサンプルの中から採光野の領
域ＲＯＩを診断を行なう部位が含まれるように操作卓に
より選択する。準備が完了した時点で、オペレータが撮
影開始を指令すると、Ｘ線管１０からＸ線がＸ線管１０
とＩ．Ｉ．２０との間に位置する被検者Ｐに対して曝射
される。同時に、アドレス発生部５２では、フォトタイ
マモードが自動的に開始し、は予め選択された採光野の
領域ＲＯＩを指定するアドレスを発生し、ドライバ５１
を介してＴＶカメラ４０の撮像素子ＣＭＤを駆動する。

【００１５】フォトタイマモードにおいては、ＴＶカメ
ラ４０から出力された画像信号はアンプ６１、Ａ／Ｄ６
２を通って、処理部６３及び自動輝度調整回路７０の第
１演算部７２に入る。このとき、処理部６３では処理が
行なわれない。予め選択された採光野の領域ＲＯＩに基
づいて読み出される画素の順番が予め決められた順でＴ
Ｖカメラ４０より出力される。その順番（タイミング）
に合わせて重みメモリ７１から予めオペレータにより指
定された採光野の領域ＲＯＩ及びアドレス指定情報に対
応するセットの重み値が読み出され、第１演算部７２に
おいて対応する画素に重み係数が掛けられる。なお、こ
の重み係数は選択された採光野の領域ＲＯＩの中でも特
に診断に必要な部分の露光が後述するサンプル値におい
て反映されるように大きい値が設定されている。

【００１６】一方、第１演算部７２で得られた画像信号
は第２演算部７３において累積され、ＴＶカメラ４０の
採光野の領域ＲＯＩ内の画像データのサンプル値とな
る。この画像データのサンプル値がｔ₁ におけるサンプ
ル値として比較器７４にかけられる。比較器７４では予
め決められた基準値と入力されたサンプル値とを比較す
る。アドレス発生部５２はフォトタイマモードが終了す
るまで所定のサイクルでアドレス信号の発生を繰り返す
ので、ＴＶカメラ４０のＣＭＤに蓄えられた電荷は時間
ｔ₂ 〜ｔ_n において、順次サンプル値という形でモニタ
される。比較器７４では、サンプル値が基準値を越えた
時点ｔ_n でＸ線制御器１１に対してＸ線停止信号を出力
する。なお、基準値を越えない場合は、次のサンプル値
が入力されるまで待つ。このとき、サンプル値の入力の
サイクルはＲＯＩ領域の画素数に比例するので、ＲＯＩ
領域が狭いほど新たなサンプル値の入力タイミングは早
くなり、より正確な露光量の画像が得られる。

【００１７】このようにしてＸ線曝射が停止すると、ア
ドレス発生部５２はフォトタイマモードを終了し、撮影
モードを開始する。撮影モードにおいては、画像情報の
読み出しが行なわれる。ＴＶカメラ４０のＣＭＤは非破
壊読み出しされていたため、曝射開始時からの情報を失
うことなく蓄えており、ランダムアクセスされて、全領
域の画像情報が無駄なく高速に読み出される。読み出さ
れた画像情報は増幅器６１、Ａ／Ｄ変換器６２を介して
処理部６３に入力され、処理部６３により画像処理が行
なわれる。処理された画像情報はプロセッサ及びＤ／Ａ
変換器６４に出力される。Ｄ／Ａ変換器６４でＤ／Ａ変
換された画像情報はモニタへ出力され、適正な露光量の
画像が表示される。

【００１８】上述したように本実施例に係るＸ線診断装
置では、非破壊読み出し可能なＣＭＤを用いることによ
り、検出器やフォトピックアップを用いることなく、露
光量を計測することができるので、モニタに表示される
画像の画質への悪影響は生じない。

【００１９】一方、フォトタイマモードにおいては、予
め指定された採光野の領域ＲＯＩ内のみの露光のサンプ
ル値を測定するため、全画素を読み出す場合に比べサン
プル値が得られる間隔を短くでき、より精密な露光量の
測定が可能となる。また、画像全体の露光量を平均的に
適正にするのではなく、指定した部位の露光に対して重
み係数を掛けることとしているので、診断に必要な部位
の露光量が適正となる。さらに、アドレスに複数の数種
類のアドレス指定情報を持たせることにより、オペレー
タが撮像部位に適合する採光野の領域ＲＯＩを選択する
ことが可能である。なお、この方法により設定される採
光野の領域ＲＯＩはその大きさ、形状がほぼ自由である
ので、診断に適した領域を操作者が適宜選択できる。

【００２０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、領域ＲＯＩの形状は図３に示
したものに限られない。また、予め用意された領域ＲＯ
Ｉのサンプルから選ぶのではなく、オペレータが任意の
形状の領域ＲＯＩを指定するようにしてもよい。さらに
得られた画像データを写真化してもよい。このほか本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるの
は勿論である。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、非破壊読み出し可能な
固体撮像素子から画素値を読み出し、この画素値が所定
値を越えた時点で放射線曝射を停止するようにしている
ので、適正な露光量が得られ、また固体撮像素子内の画
像データは読み出しにより破壊されないので、放射線曝
射停止後に画像データを読み出すことが可能である。し
たがって、検出器やフォトピックアップを用いることな
く、露光量を計測することができるので、モニタに表示
される画像の画質への悪影響がなく、また、テスト曝射
を行なう必要がないので、被検者への被曝が最小限に抑
えることが可能な放射線診断装置を得られる。

【００２２】なお、露光量計測時は、予め指定された採
光野のみの露光量を測定するため、全画素を読み出す場
合に比べ、より精密な露光量の測定が可能となる。ま
た、画像全体の露光量を平均的に適正にするのではな
く、指定した部位の露光に対して重み係数を掛けること
としているので、診断に必要な部位の露光量が適正とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＸ線診断装置の構成を
示すブロック図。

【図２】同装置のフォトタイマモード時におけるサンプ
ル値を示す図。

【図３】同装置に記憶された採光野の領域ＲＯＩの形状
の例を示す図。

【符号の説明】

１０…Ｘ線管 １１…Ｘ線制御器 ２０…Ｉ．Ｉ． ３０…光学系 ４０…ＴＶカメラ ５０…ＴＶカメラ
駆動部 ５１…ドライバ ５２…アドレス発
生部 ６０…信号処理部 ６１…アンプ ６２…Ａ／Ｄ変換器 ６３…処理部 ６４…Ｄ／Ａ変換器 ７０…自動輝度調
整回路 ７１…重みメモリ ７２…第１演算部 ７３…第２演算部 ７４…比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名渕 好一郎 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 永井 清一郎 栃木県大田原市下石上1385番の１ 東芝メ ディカルエンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線を曝射する放射線曝射手段と、この
   放射線曝射手段と被検体を挟んで対向配置され前記放射
   線によって生じた上記被検体の放射線像を光学像に変換
   するイメージインテンシファイアと、前記光学像を撮影
   するＴＶカメラを備えた放射線診断装置において、 前記ＴＶカメラに組み込まれた非破壊読み出し可能な固
   体撮像素子と、この固体撮像素子から非破壊読み出しに
   より得られた画像の画素値を加算する手段と、前記加算
   する手段により累積された画素値が所定値を越えたとき
   に放射線曝射を停止する手段と、曝射停止後前記固体撮
   像素子に蓄積された画像情報を読み出す手段とを備えて
   なることを特徴とする放射線診断装置。
2. 【請求項２】前記固体撮像素子において非破壊読み出し
   を行なう領域を指定する手段を具備することを特徴とす
   る請求項１に記載の放射線診断装置。
3. 【請求項３】前記非破壊読み出しにより得られた画素値
   に対し、所定の重み係数を掛けることを特徴とする請求
   項１または２に記載の放射線診断装置。