JPH07184884A - 放射線診断装置 - Google Patents

放射線診断装置

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Publication number
JPH07184884A
JPH07184884A JP5334192A JP33419293A JPH07184884A JP H07184884 A JPH07184884 A JP H07184884A JP 5334192 A JP5334192 A JP 5334192A JP 33419293 A JP33419293 A JP 33419293A JP H07184884 A JPH07184884 A JP H07184884A
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JP
Japan
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ccd
radiation
image
field
diagnostic apparatus
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Application number
JP5334192A
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English (en)
Inventor
Seiichiro Nagai
清一郎 永井
Masayuki Nishiki
雅行 西木
Kouichirou Nabuchi
好一郎 名渕
Akira Tsukamoto
明 塚本
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Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ステレオX線撮影を診断目的に応じて高精細な
画像と、高速な画像とを切り替えることの可能な放射線
診断装置を提供すること。 【構成】所定の間隔を有する2つの位置(R,L)から
放射線を被検体Pに向けて曝射する放射線発生手段10
と、被検体P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20と、前記光学像を撮像するTVカ
メラを具備した放射線診断装置において、前記TVカメ
ラはインターレース走査を行うCCD30を備え、CC
D30を所定の画素数の撮像を行うフレーム蓄積モード
と、奇フィールドと偶フィールドとで同一の複数の水平
ラインの画素信号を加算するフィールド蓄積モードとを
切り替えて駆動する手段50と、CCD30のモードに
応じて放射線発生手段10を駆動する放射線駆動手段1
1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、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、左右から
のパルス曝射を行なうことによりステレオ画像を得るこ
とのできる放射線診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ノンインターレース走査をするCCDを
用いたX線TVカメラを使って、左右からX線パルス曝
射を行うことによりステレオX線撮影をするX線診断装
置が用いられている。このようなX線診断装置において
は、図9に示すようなタイミングでX線がパルス曝射さ
れる。すなわち、1組のX線パルス(R,L)がCCD
の垂直同期信号(VD)をはさんで所定の時間間隔αで
曝射される。このとき、左右1組のステレオ画像を時間
的に近接したものとするためには時間間隔αを小さくす
ればよい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のX線診
断装置では次のような問題があった。すなわち、2つの
X線パルス対の時間間隔は2フレーム期間となり、動き
のある被写体の場合、違和感のある画像表示となってし
まう虞があった。また、このようなステレオ画像を得る
ためのX線診断装置においてノンインターレースCCD
を用いたものはあったが、一般のテレビジョン用に使用
されているインターレースCCDを用いたものはなかっ
た。
【0004】そこで本発明は、ノンインターレース及び
インターレースの走査方式を行うCCDを用いて、ステ
レオX線撮影を診断目的に応じて高精細な画像と、動画
を自然に表示する高速な画像とを切り替えることの可能
な放射線診断装置を提供することを目的としている。
【0005】
【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、所定の間隔を有する2つの
位置から放射線を被検体に向けて曝射する放射線発生手
段と、前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、前記光学像を撮像するTVカ
メラを具備した放射線診断装置において、前記TVカメ
ラはインターレース走査を行うCCDを備えるようにし
た。また、前記インターレース走査を行うCCDを所定
の画素数の撮像を行うフレーム蓄積モードと、奇フィー
ルドと偶フィールドとで同一の複数の水平ラインの画素
信号を加算するフィールド蓄積モードとを切り替えて駆
動する手段と、前記CCDのモードに応じて前記放射線
発生手段を駆動する放射線駆動手段を備えることが好ま
しい。
【0006】さらに、前記インターレース走査を行うC
CDはインターライン型CCD若しくはフレームインタ
ーライントランスファ型CCDであることが望ましい。
一方、所定の間隔を有する2つの位置から放射線を被検
体に向けて曝射する放射線発生手段と、前記被検体の放
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、前記光学像を撮像するTVカメラを備えるようにし
た。また、前記TVカメラはノンインターレース走査を
行うCCDと、このCCDの所定の画素を加算する手段
とを備えることが望ましい。さらに、前記ノンインター
レース走査を行うCCDはフレームトランスファ型CC
Dであることが望ましい。
【0007】
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。所定の間隔を有する2つの位置から曝射された像
を、インターレース走査を行うCCDで撮影する場合
は、このCCDを所定の画素数の撮像を行うフレーム蓄
積モードと、奇フィールドと偶フィールドとで同一の複
数の水平ラインの画素信号を加算するフィールド蓄積モ
ードとを切り替えて駆動し、CCDのモードに応じて前
記放射線を発生させるタイミングを制御することによ
り、高精細な画像と、動画を自然に表示する高速な画像
とを切り替えることが可能となる。
【0008】一方、ノンインターレース走査を行うCC
Dで撮影した場合は、CCDの所定の画素を加算する手
段を備えることにより画素数を減らして読み出し速度を
速めて動画を自然に表示する高速な画像を得ることが可
能となる。
【0009】
【実施例】図1は本発明の第1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り、図2は本実施例のX
線診断装置に入力デバイスとして組み込まれたインター
ライン型のインターレースCCD(以下、「IT型CC
D」と称する。)の構造の一部を示す図である。
【0010】図1中10は左右1対(R,L)の焦点を
有しX線を曝射するステレオX線管、11はステレオX
線管10のX線曝射を制御するX線曝射制御部、20は
被検者Pを透過して形成されたX線像を光学像に変換す
るI.I.、21はI.I.20の出力する光学像を伝
達する光学系、30は光学像を撮影するIT型CCD、
40はIT型CCD30の画像信号出力を増幅する増幅
器、41は画像信号をA/D変換するA/D変換器、4
2はA/D変換された画像信号を処理する画像処理回
路、43は処理された画像信号をD/A変換するD/A
変換器、44はD/A変換された画像を表示するCR
T、50はX線曝射制御部11、IT型CCD30及び
画像処理回路42を制御する制御部を示している。ステ
レオX線管10は左右1対のR側とL側から異なるタイ
ミングで曝射をすることができる。
【0011】IT型CCD30は図2に示すように、複
数のフォトダイオード31が複数列設けられており、各
列の間に設けられた垂直転送路32と、各垂直転送路3
2の一端に接続された水平転送路33を備えている。
【0012】このように構成されたX線診断装置は撮影
においては高精細ステレオ画像収集モードで作動し、透
視においては高速ステレオ画像収集モードで作動する。
最初に高精細ステレオ画像収集モードの動作を説明す
る。図3は高精細ステレオ画像収集モードにおけるパル
ス曝射タイミングを示すタイミングチャートである。こ
のモードではIT型CCD30はフレーム蓄積インター
レースモードで駆動される。フレーム蓄積インターレー
スモードにおいては、奇数行のフォトダイオード31に
蓄積された電荷が奇数フィールド(odd)の開始直後
に垂直転送路32へ転送され、奇数フィールド内にIT
型CCD30から画像信号として出力される。次に偶数
行のフォトダイオード31に蓄積された電荷が偶数フィ
ールド(even)の開始直後に垂直転送路32へ転送
され、偶数フィールド内に水平転送路33を介してIT
型CCD30から画像信号として出力される。
【0013】一方、X線曝射は次のようなタイミングで
行われる。すなわち、図3に示すように、第1フレーム
の奇数フィールドの開始直前にステレオX線管10のR
側焦点からパルス曝射が行われる。次に、この奇数フィ
ールドの終了直後にステレオX線管10のL側焦点から
曝射される。したがって、左右1対のX線パルス曝射の
間隔は1フィールド期間に奇数フィールドと偶数フィー
ルドとの間のシフトパルスに要する時間αを加えた時間
となる。
【0014】R側焦点からのX線パルス曝射によりIT
型CCD30上に生じた電荷は、第1フレームの奇数フ
ィールド、偶数フィールドでIT型CCD30から出力
される。L側焦点からのX線パルス曝射によりIT型C
CD30上に生じた電荷は第2フレームの奇数フィール
ド、及び偶数フィールドで出力される。
【0015】このようにして、第1フレームの奇数フィ
ールドの直前、直後に曝射されたX線に対応する画像情
報は第1フレーム、第2フレームで読み出される。第3
フレーム以後も第1、第2フレームと同様な方法によ
り、ステレオ画像収集が行われる。この高精細ステレオ
画像収集モードの特徴は、ステレオ画像を構成する左右
1対のX線パルス曝射の間隔を最も近接させると1フィ
ールド+αとなる点と、ステレオ画像を構成する2枚の
画像のマトリクスサイズがそれぞれIT型CCD30の
マトリクスサイズに等しいため高精細である点と、ステ
レオ画像1組が2フレーム毎にしか生成されないため、
動画として観察する目的には適さない点である。
【0016】次に高速ステレオ画像収集モードの動作を
説明する。図4は高速ステレオ画像収集モードにおける
パルス曝射タイミングを示すタイミングチャートであ
る。このモードではIT型CCD30はフィールド蓄積
インターレースモードの変形として駆動される。すなわ
ち、通常のフィールド蓄積インターレースモードでは、
奇数フィールドの開始直後に全てのフォトダイオード上
の電荷が垂直転送路に転送され、垂直方向に2画素ずつ
電荷加算される。そして、奇数フィールド内にIT型C
CD30から画像信号として出力される。次に、偶数フ
ィールドの開始直後に再び全フォトダイオード31上の
電荷が垂直転送路32に転送され、垂直方向に奇数フィ
ールドととは異なる組み合わせで電荷加算される。つま
り奇数フィールドでn行目の画素+(n+1)行目,
(n+2)行目+(n+3)行目,…と加算される場
合、偶数フィールドでは(n+1)行目+(n+2)行
目,(n+3)行目+(n+4)行目と加算される。し
かしながら、本装置の高速ステレオ画像収集モードで
は、ちらつき防止のため偶数フィールドにおける電荷加
算の組み合わせを奇数フィールドと同一にする。
【0017】奇数フィールドの開始直前で曝射されたR
側焦点のX線に対する画像情報は第1フレームの奇数フ
ィールドでIT型CCD30から出力される。次に奇数
フィールドの開始直後にL側焦点のX線が曝射されたX
線に対応する画像情報は次の偶数フィールドでIT型C
CD30から出力される。
【0018】第2フレーム以後は第1フレームと同様な
動作を行なう。本モードの特徴はステレオ画像を構成す
る2つのX線のパルス曝射が最も近接した場合、CCD
のフィールドシフトパルス幅αとすることができる点
と、ステレオ画像が毎フレーム生成される点と、変形し
たフィールド蓄積インターレースモードで作動するた
め、画像の垂直方向の画素数がCCDが有する画素数の
1/2となり精細度が低下する点である。
【0019】上述したように本実施例のX線診断装置で
は、解像度が重要な撮影では高精細ステレオ画像収集モ
ードとし、動きが重要な透視では高速ステレオ画像収集
モードとするように診断目的に応じてモードを切り替え
ることが可能となる。
【0020】図5は本発明の第2実施例に係るX線診断
装置に組み込まれた入力デバイスとしてフレームインタ
ーライントランスファ型のインターレースCCD(以
下、「FIT型CCD」と称する。)60の構造の一部
を示す図である。なお、本実施例の構成は図1に示した
ものにおいて、IT型CCD30の代わりにFIT型C
CD60を設けたものであるので、その説明は省略す
る。
【0021】FIT型CCD60は図5に示すように、
複数のフォトダイオード61が複数列設けられており、
各列の間に設けられた垂直転送路62と、各垂直転送路
62にそれぞれ接続されたフィールドメモリ63と、各
フィールドメモリの一端に接続された水平転送路64を
備えている。
【0022】このように構成されたX線診断装置は撮影
においては高精細ステレオ画像収集モードで作動し、透
視においては高速ステレオ画像収集モードで作動する。
最初に高精細ステレオ画像収集モードの動作を説明す
る。図6は高精細ステレオ画像収集モードにおけるパル
ス曝射タイミングを示すタイミングチャートである。こ
のモードではFIT型CCD60はフレーム蓄積インタ
ーレースモードで駆動される。
【0023】一方、X線曝射は次のようなタイミングで
行われる。すなわち、図6に示すように、第1フレーム
の奇数フィールドの開始直前にステレオX線管10のR
側焦点からパルス曝射が行われる。フォトダイオード6
1上には電荷が生ずる。次に、この奇数フィールドの開
始直後に第1フィールドシフトAが行われ、奇数行のフ
ォトダイオード61の電荷が垂直転送路62へ転送され
る。次に垂直転送路62上の電荷のフィールドメモリ6
3への転送Bが行われる。次に第2フィールドシフトC
が行われ、偶数行のフォトダイオード61の電荷が垂直
転送路62へ転送される。第2フィールドシフトCの直
後にL側焦点からパルス曝射が行われ、フォトダイオー
ド61上に電荷が生じる。R側焦点X線により生じ、フ
ィールドメモリ63に記憶されている奇数行の画素の電
荷は水平転送路を介して第1フレームの奇数フィールド
において読み出される。すなわち、奇数行の画素の電荷
読み出しが終了してから、垂直転送路62に保持されて
いた偶数行の電荷のフィールドメモリ63への転送D
が、この奇数フィールドの終了直前に行われる。フィー
ルドメモリ63に転送された偶数行の画素の電荷は水平
転送路を介して第1フレームの偶数フィールドにおいて
読み出される。
【0024】L側焦点X線によりフォトダイオード61
上に生じた電荷は第2フレームの奇数フィールドの開始
直後までフォトダイオード61上で保持されており、第
2フレームの奇数フィールドの開始直後に第1フィール
ドシフトEが行われ、奇数行のフォトダイオード61の
電荷が垂直転送路62へ転送される。次に垂直転送路6
2上の電荷のフィールドメモリ63への転送Fが行われ
る。次に第2フィールドシフトGが行われ、偶数行のフ
ォトダイオード61の電荷が垂直転送路62へ転送され
る。L側焦点X線により生じ、フィールドメモリ63に
記憶されている奇数行の画素の電荷は第2フレームの奇
数フィールドにおいて読み出される。垂直転送路62に
保持されていた偶数行の電荷のフィールドメモリ63へ
の転送Hがこの奇数フィールドの終了直前に行われる。
フィールドメモリ63に記憶されている偶数行の画素の
電荷は第2フレームの偶数フィールドにおいて読み出さ
れる。
【0025】このようにして、第1フレームの奇数フィ
ールドの開始直前、開始直後にそれぞれ曝射されたR
側、L側X線の情報を2フレーム期間中に読み出すこと
ができる。第3フレーム以後も第1、第2フレームと同
様な方法により、ステレオ画像収集が行われる。この高
精細ステレオ画像収集モードの特徴は、ステレオ画像を
構成する左右1対のX線パルス曝射の間隔を最も近接さ
せると、上述した電荷の転送(A,B,C)に要する時
間の合計となる点と、ステレオ画像を構成する2枚の画
像のマトリクスサイズがそれぞれFIT型CCD60の
マトリクスサイズに等しいため高精細である点と、ステ
レオ画像1組が2フレーム毎にしか生成されないため、
動画として観察する目的には適さない点である。
【0026】高速ステレオ画像収集モードにおいては、
第1実施例における高速ステレオ画像収集モードの場合
と同様にフィールド蓄積インターレースモードの変形と
して駆動される。なお、この場合のタイミングチャート
は第1実施例におけるタイミングチャートで示した図4
と同様であるので省略する。また、本モードの特徴はス
テレオ画像を構成する2つのX線のパルス曝射が最も近
接したCCDのフィールドシフトパルス幅程度とするこ
とができる点と、ステレオ画像が毎フレーム生成される
点と、変形したフィールド蓄積インターレースモードで
作動するため、画像の垂直方向の画素数がCCDが有す
る画素数の1/2となり精細度が低下する点である。
【0027】上述したように本実施例のX線診断装置で
は、解像度が重要な撮影では高精細ステレオ画像収集モ
ードとし、動きが重要な透視では高速ステレオ画像収集
モードとするように診断目的に応じてモードを切り替え
ることが可能となる。また、高精細ステレオ画像収集モ
ードにおいては、第1実施例に比べ、FID型CCDを
用いているため2つのX線のパルス曝射の間隔を短いも
のとすることが可能であり、左右1対の画像の時間差を
小さくすることができる。
【0028】図7は本発明の第3実施例に係るX線診断
装置に組み込まれた入力デバイスとしてフレームトラン
スファ型のノンインターレースCCD(以下、「FT型
CCD」と称する。)70の構造の一部を示す図であ
る。なお、本実施例の構成は図1に示したものと同様な
ので省略する。
【0029】ノンインターレースCCD70は、複数の
フォトダイオード71が複数列設けられており、各列の
一端に接続された水平転送路72を備えている。このよ
うに構成されたX線診断装置は撮影においては高精細ス
テレオ画像収集モードで作動し、透視においては高速ス
テレオ画像収集モードで作動する。
【0030】最初に高精細ステレオ画像収集モードにお
いては、従来と同様に図9に示すようなタイミングでX
線がパルス曝射される。すなわち、1組のX線パルス
(R,L)がCCDの垂直同期信号をはさんで所定の時
間間隔αで曝射される。この高精細ステレオ画像収集モ
ードの特徴は、ステレオ画像を構成する2つのX線パル
ス対の間隔を最も近接させると1フレーム+αとなる点
と、ステレオ画像を構成する2枚の画像のマトリクスサ
イズがそれぞれノンインターレースCCD70のマトリ
クスサイズに等しいため高精細である点と、ステレオ画
像1組が2フレーム毎にしか生成されないため、動画と
して観察する目的には適さない点である。
【0031】次に高速ステレオ画像収集モードの動作を
説明する。図8は高速ステレオ画像収集モードにおける
パルス曝射タイミングを示すタイミングチャートであ
り、図中VD2は1フレーム期間を示している。このモ
ードではFT型CCD70上の画素に蓄積された電荷を
垂直方向に2画素分加算する。すなわち、第n行の画素
+(n+1)行目,(n+2)行目+(n+3)行目,
…というように加算を行なう。このような加算により、
出力する画素数は1/2となるためCCD1枚分の画像
出力期間は高精細ステレオ画像収集モードに比較して半
分の時間となる。したがって、通常の1フレーム期間の
間に2フレームの出力が行われる。一方、X線曝射は高
精細ステレオ収集モードの場合と同様に行われることに
より、ステレオ画像が通常の1フレーム期間で出力され
る。本モードの特徴はステレオ画像を構成する2つのX
線のパルス曝射の間隔を1フレームとすることができる
点と、ステレオ画像が毎フレーム生成されるため高速に
収集できる点と、画素に蓄積された電荷を垂直に加算す
るため、画像の垂直方向の画素数がCCDが有する画素
数の1/2となり精細度が低下する点である。
【0032】上述したように本実施例のX線診断装置で
は、ノンインターレースCCDを用いて、解像度が重要
な撮影では高精細ステレオ画像収集モードとし、動きが
重要な透視では高速ステレオ画像収集モードとするよう
に診断目的に応じてモードを切り替えることが可能とな
る。また、高精細ステレオ画像収集モードにおいては、
第1実施例に比べ、2つのX線のパルス曝射の間隔を短
いものとすることが可能である。なお、ノンインターレ
ースCCDの例としてFT型CCDを示したが、本内容
はFT型にのみ成り立つのではなく、他のノンインター
レースCCDでも適用できる。なお、本発明は前記各実
施例に限定されるものではなく、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。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、インターレースCCD
やノンインターレースCCDを用いたTVカメラを用い
た放射線診断装置において、高精細なステレオ放射線画
像を収集するモードと、高速にステレオ放射線画像を収
集するモードとを切り替えることができるので、撮影及
び透視等の診断目的に応じたステレオ画像を得ることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1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】同装置に組み込まれたIT型CCDの構造の一
部を示す平面図。
【図3】同装置の高精細ステレオ画像収集モードにおけ
るCCDの垂直同期信号と、X線の曝射タイミングを示
すタイミングチャート。
【図4】同装置の高速ステレオ画像収集モードにおける
CCDの垂直同期信号と、X線の曝射タイミングを示す
タイミングチャート。
【図5】同装置に組み込まれたFIT型CCDの構造の
一部を示す平面図。
【図6】同装置の高精細ステレオ画像収集モードにおけ
るCCDの垂直同期信号と、X線の曝射タイミングを示
すタイミングチャート。
【図7】同装置に組み込まれたFIT型CCDの構造の
一部を示す平面図。
【図8】同装置の高精細ステレオ画像収集モードにおけ
るCCDの垂直同期信号と、同装置の高速ステレオ画像
収集モードにおけるCCDの垂直同期信号と、X線の曝
射タイミングを示すタイミングチャート。
【図9】従来のX線診断装置におけるCCDの垂直同期
信号と、X線曝射タイミングを示すタイミングチャー
ト。
【符号の説明】
10…ステレオX線管 11…X線曝射制
御部 20…I.I. 21…光学系 30…IT型CCD 31,61,71
…フォトダイオード 32,62…垂直転送路 33,64,72
…水平転送路 40…増幅器 41…A/D変換器 42…画像処理回
路 43…D/A変換器 44…CRT 50…制御部 60…FIT型C
CD 63…フィールドメモリ 70…FT型CC
───────────────────────────────────────────────────── 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 塚本 明 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

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の間隔を有する2つの位置から放射線
    を被検体に向けて曝射する放射線発生手段と、前記被検
    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、前記光学像を撮像するTVカメラを具備した
    放射線診断装置において、 前記TVカメラはインターレース走査を行うCCD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】前記インターレース走査を行うCCDを所
    定の画素数の撮像を行うフレーム蓄積モードと、奇フィ
    ールドと偶フィールドとで同一の複数の水平ラインの画
    素信号を加算するフィールド蓄積モードとを切り替えて
    駆動する手段と、前記CCDのモードに応じて前記放射
    線発生手段を駆動する放射線駆動手段を備えてなること
    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】前記インターレース走査を行うCCDはイ
    ンターライン型CCDであ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。
  4. 【請求項4】前記インターレース走査を行うCCDはフ
    レームインターライントランスファ型CCDであること
    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。
  5. 【請求項5】所定の間隔を有する2つの位置から放射線
    を被検体に向けて曝射する放射線発生手段と、前記被検
    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、前記光学像を撮像するTVカメラを具備した
    放射線診断装置において、 前記TVカメラはノンインターレース走査を行うCCD
    と、このCCDの所定の画素を加算する手段とを備えて
    なることを特徴とする放射線診断装置。
  6. 【請求項6】前記ノンインターレース走査を行うCCD
    はフレームトランスファ型CCDであることを特徴とす
    る請求項5に記載の放射線診断装置。
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