JPH08510405A - Ｘ線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも二つの画像センサ（１１及び１２）と制御回路（４１）が、上記画像センサがシネモードにおいて同時ではなく交互に感光されるよう設けられた画像ピックアップ装置からなるＸ線装置。この段階によって、１秒当たりにピックアップされる対象物の画像の数はセンサが同時に感光させられる同様の装置と比べて増加させられるようになる。ＣＣＤセンサが使用されるとき、センサの積分時間が調節可能になるよう制御回路を設けることができる。上記二つの段階によって、例えば、拍動する心臓のような速く動く対象物の画像内の動きアーティファクトが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｘ線装置 本発明は、Ｘ線管と；Ｘ線画像増倍器と、第１及び第２の画像センサを有する 画像ピックアップ装置と、画像処理装置と、上記画像増倍器の出力スクリーンを 上記画像センサ上に画像化するため上記画像増倍器と上記画像ピックアップ装置 の間に設けられた光学ビームスプリッタとを含む画像増倍器／ピックアップ回路 とからなるＸ線装置に関する。 上記の形のＸ線装置はドイツ国特許出願第33 15 883号明細書により周知であ る。 引例の特許出願に開示されたＸ線装置は、Ｘ線源と画像増倍器／ピックアップ 回路の間にある対象物、例えば患者の画像を形成するため使用される。光学ビー ムスプリッタは空間解像度を増大するため使用される。この光学ビームスプリッ タは画像増倍器の出力スクリーンの像を少なくとも二つの画像センサ上に画像化 させる。 Ｘ線装置において画像センサを用いてピックアップされる画像の数は、特に、 露光時間と、積分時間と、読み出し時間と、使用される画像処理装置に依存する 。露光時間は、被験者内の吸収と、所望の画像のＳＮ比によって決められる。積 分時間は、センサによる光画像の電荷への変換によって決められ、センサの感度 と、画像増倍器からの光量とに依存する。読み出し時間は、例えば、ＣＣＤセン サ又はビジコンのような画像処理装置への供給用のセンサの電気的情報の読み出 しによって決められる。従来技術の画像センサの最小読み出し時間は固定されて いる。１秒当たりに捕捉されるべき画像の最大数はかかる最小読み出し時間、即 ち、センサに接続された画像処理装置が上記画像を処理し得るレートによって決 められる。 周知の装置の欠点は、１秒当たりにセンサによって捉え得る画像 の最大の数に制限があるためピックアップ速度が本質的に制限される点である。 第２の欠点は、高速に動く対象物が捉えられたとき、画像内に動きアーティファ クトが生じる点である。 本発明は、特に、センサの改造又はコスト高の変更を要することなく既存のセ ンサを利用して、ピックアップ装置の１秒当たりの画像の数を増加させ、画像内 の動きアーティファクトを減少させることを目的とする。 上記目的を達成するため、本発明による上記の形のＸ線装置は、画像ピックア ップ装置が画像情報のピックアップ用の画像センサの中の一つを交互に感光させ る制御回路よりなることを特徴とする。１秒当たりの画像の数、即ち、時間的解 像度は、画像センサを交互に切り換えることにより増大される。１秒当たりの画 像の数を増加させることは、例えば、動いている心臓の画像化のような既知の血 管応用の場合に利点がある。従来の装置との相違点は、本発明によれば複数のセ ンサは、空間解像度ではなく時間的解像度を増加させるため使用される点である 。 本発明の特定の一実施例によるＸ線装置は、画像センサが並列のラインに読み 出されるグリッド形センサであり、第１のセンサのグリッドラインの間に画像化 された出力スクリーンの点は第２のセンサのグリッドライン上に画像化されるよ う画像センサがビームスプリッタに対し配置されていることを特徴とする。この 段階の結果として、従来のピックアップ装置と比較すると、静止し又は遅く動く 対象物の画像化の場合に空間解像度は減少しない。 本発明の第２の実施例のＸ線装置は、画像センサがＣＣＤセンサであり、制御 ユニットはセンサの画像ピックアップ時間を調節し得るよう設けられていること を特徴とする。ＣＣＤセンサは電子制御によって積分時間に影響を与えることが 可能である。短い積分時間が使用される場合、ＣＣＤセンサ又は使用されたピッ クアップ装置によって用いられる読み出し時間とは無関係に、動きの不鮮明さは 低減される。光強度はＸ線照射量の増加によって大きくされる訳ではないので、 センサに必要とされるより高い光強度が妨げにはなることはない。従来の装置の シネモードにおいて、既に、画像増倍器からの光ビームの強度は、より短いセン サの積分時間を十分に補償し得る。従来の装置において、一定のコントラストの ために望まれる画像センサの光の量は、ビームストッピングによって低減される 。本発明が使用される装置に必要とされるビームストッピングは従来よりも少な く、現れた光は画像の診断の質を改良するため使用される。 更に、ＣＣＤセンサの使用により画像をＣＣＤセンサの画像メモリに一時的に 記憶させ得るようになるので、次いで、記憶された画像情報を画像処理装置に転 送することが可能になる。ＣＣＤセンサは僅かな空間しか占有せず、小形のカメ ラ装置の構成が得られるという別の利点がある。 本発明の他の実施例のＸ線装置は、二つのフィールドを用いて画像が表示され る画像処理装置に画像信号を供給するよう画像ピックアップ装置が配置されてい ることを特徴とする。この段階により、ビデオ装置に一般的であるようなインタ ーレース形走査が可能になる。 本発明の更なる実施例のＸ線装置は、第１のセンサの画像情報が画像の第１の フィールドに使用され、第２のセンサの画像情報は画像の第２のフィールドに使 用されることを特徴とする。この段階の結果として、動き画像の情報は、表示ス クリーンに時間順に正確に表示される。更に、次いで、第２のフィールドのライ ンは正確な順序で第１のフィールドのラインの間に表われる。このことは、遅い 動きのある場合、一つだけのセンサを使用する場合と比較して空間解像度が増加 することを自動的に示している。以下、その例に限定されることなく添付図面を 参照して本発明の詳細な説明を行なう。 添付図面の構成は以下の通りである： 図１は本発明が使用されるＸ線装置の第１の実施例を概略的に示す図である。 図２は本発明が使用されるＸ線装置の第２の実施例を概略的に示す図である。 図３はＸ線装置の制御回路と共に画像処理装置を概略的に示す図である。 図４は二つの画像センサ及び画像メモリに供給された制御信号を概略的に示す 図である。 図１には本発明を使用するＸ線装置の一実施例が概略的に示されている。Ｘ線 源１は、例えば、検査をうける患者のような対象物２に当てられるＸ線ビーム３ を発生する。対象物内のＸ線ビームの吸収は、Ｘ線画像増倍管５の入力ウィンド ウ４にＸ線の陰影画像を形成する。Ｘ線画像増倍管５はその入力スクリーンに形 成されたＸ線像を出力ウィンドウ６上で可視領域内の波長の光の像に変換する。 出力スクリーン６は、上記例では、単体レンズ８と、ダイヤフラム１０と、ビー ムスプリッタ２１として示された画像化装置を構成する光学系を用いて二つの画 像センサ１１及び１２の上に画像化される。光学系は、図示した構成以外の構成 をなし、例えば、ダイヤフラムと、ビームスプリッタとセンサの間に一部配置さ れたような数枚のレンズとからなる画像化装置を構成する場合がある。センサ１ １及び１２の画像情報は、画像処理装置１３によって処理され、例えば、光又は 磁気ディスク或いは半導体メモリのような記憶装置１５に格納され、場合によっ てはプリンタ１６により印刷され、モニター１４に表示される。以下図３を参照 して画像処理装置１３について説明する。 上記Ｘ線装置の実施例は、例えば、蛍光透視モードと、露光モードと、シネモ ードの３通りのモードで使用することが可能である。蛍光透視モードにおいて、 対象物は、まさしく許容可能なノイズレベルのＸ線画像増倍器の像を形成するの に十分な強度のＸ線ビーム に連続的に晒される。露光モードの露光間隔中、対象物は、例えば、蛍光透視モ ードの強度の１００倍以上の強度のＸ線ビームに晒され、対象物の画像は、例え ば、毎秒１００画像のレートで生成される。 本発明は、特に、シネモードにおける画像の形成に関する。上記実施例におい て、使用される画像センサ１１及び１２は、例えば、電荷結合デバイスセンサ又 はビジコンのような並列ラインで読み出されるグリッド形センサであり、センサ １１のグリッドラインの間に画像化された画像増倍器５の出力スクリーンの点は センサ１２のグリッドラインに画像化されるよう画像センサがビームスプリッタ ２１に対し配置されている。 商業的に入手可能なＣＣＤセンサよりなる従来の装置は、毎秒１００画像のピ ックアップレートを実現し得ない。本発明の装置は、センサ１１及び１２が交互 に感光され読み出されるよう画像処理装置１３を制御することにより信号が発生 されるシネモードにおいて毎秒１００画像のピックアップレートを得ることが可 能である。上記信号については図４を参照して説明を行なう。本発明を使用する ことにより、１秒当たりの画像の数は、両方のセンサが同時に感光される制御と 比較して２倍になる。従って、空間解像度は影響を受けるが、十分に高解像度を 有する画像センサが使用され、露光モードにおいて最大の空間解像度が得られる ならば、シネモードにおいて依然として許容することが可能である。静止対象物 の場合、最大の解像度はシネモードでも得られる。 シネモードでは画像増倍器からの十分な光が存在するので、ピックアップされ た画像のコントラストの短い積分時間に起因した損失は光学系のダイヤフラム１ ０を拡大することにより防止される。 図２には本発明を使用するＸ線装置の第２の実施例が示されている。図１に示 した素子と同一の素子は、同一の参照番号によって表わされ、もう一度詳細に説 明することはない。図１に示された実施例が第２のビームスプリッタ２０と、シ ネカメラ２２とを用いて増 補されている。ビームスプリッタ２０は、出力スクリーン６を一方でシネカメラ ２２上に画像化し、他方でビームスプリッタ２１上に画像化する。シネカメラは 像をフィルム上に記録する。 図３には画像処理装置と２台のセンサ用の制御回路の一実施例が示されている 。以下の機能は画像処理装置によって行なわれる。画像センサ１１及び１２の電 子画像信号は、夫々前置処理装置３１及び３２において処理され、次いで、アナ ログ−ディジタル変換器３３及び３４によりディジタル情報に変換され、４個の 画像メモリ３５、３６、３７及び３８の中の一つに格納される。次いで、ディジ タル−アナログ変換器３９は、メモリの一つからのディジタル情報をモニター上 に表示可能なアナログ信号に変換する。多重化装置よりなるディジタルバッファ ４０は、画像メモリ３５、３６、３７及び３８を、例えば、光又は磁気ディスク 装置のような他の記憶装置、或いは、画像メモリ３５、３６、３７及び３８から の情報を紙又はフィルム上に画像として記録させ得るディジタルプリンタに自由 に接続することが可能である。更に、例えば、画像情報が遅い動き又は静止画像 としてモニター１４上に表示されるよう装置１３を配置してもよい。 本発明によれば、「シネ」モードにおいて、制御装置４１は、センサ１１及び １２が交互に感光され読み出される信号を発生させる。次いで、情報は画像メモ リ３５、３６、３７及び３８の中の一つに転送される。信号は図４を参照した説 明される如く発生される。 図３に示した一実施例において、使用されるセンサは、例えば、フィリップス ＦＴ１２型ＣＣＤセンサのような適当なＣＣＤセンサである。一般的に言うと、 ＣＣＤセンサは、一つの半導体基板上に設けられた光電性部分とメモリ部分とか らなる。この実施例のＣＣＤ画像センサは、「フレーム転送」形をなす。「フレ ーム転送」形とは、光電性部分中の画素数はメモリ部分の画素数と等しいことを 意味する。上記センサの光電性部分において、光電性素子は、例え ば、５１２行１０２４列のマトリックス状に配置される。光電性部分の光子によ って発生された電荷像は、読み出される前に上記メモリに格納される。画像セン サ１１及び１２は以下の信号を用いて制御回路４１により制御される： − クリア信号ＣＬＲ１及びＣＬＲ２を用いて、光子により発生された電荷は放 出される。かかる信号が無い場合、光子により発生された電荷は蓄積される。 − 垂直転送信号ＶＴ１及びＶＴ２を用いて、光子により発生された電荷像は画 像センサに設けられたメモリに格納される。 − リードセンサ信号ＲＳ１及びＲＳ２を用いて、画像センサのメモリに格納さ れた情報は、画像メモリ３５、３６、３７及び３８の中の一つに供給されるよう 読み出される。 センサの画像情報は画像メモリ３５、３６、３７及び３８に格納される。例え ば、時間圧縮は、上記画像メモリと制御経路４１を用いて実行される。時間圧縮 は、情報が画像メモリから読み出される間の時間を情報がメモリに書き込まれた 間の時間よりも短縮する。望ましい応用において、圧縮は２０ｍｓのフィールド 内の５１２本のラインの情報を１０ｍｓの５１２本のラインの１フィールドに変 換するため使用される。画像メモリは以下の信号を用いて制御回路４１によって 制御される： − ライトメモリ信号ＷＭ１、ＷＭ２、ＷＭ３及びＷＭ４を用いて、センサ１１ 又は１２の画像情報の格納のために画像メモリ３５、３６、３７及び３８の中の 一つが選択される。 − リードメモリ信号ＲＭ１、ＲＭ２、ＲＭ３及びＲＭ４を用いて、例えば、使 用された装置に時間圧縮を用いて適合させられた１フィールドの画像情報を読み 出すよう画像メモリ３５、３６、３７及び３８の中の一つが選択される。 更に、制御回路４１は、センサ１１及び１２と、画像メモリ３５、３６、３７ 及び３８によって必要とされるクロック信号を供給する。 更に、モニター用の水平及び垂直同期信号は制御回路によって発生される。 本願で利用されたビデオ装置は、１００Ｈｚのフレーム周波数を有する。各フ レームは、インターレース形のライン数５１２の２個のフィールドにより構成さ れる。例えば、５０Ｈｚのフレーム周波数と、ライン数６２５の２個のインター レース形フィールドよりなるフレームとを有するビデオ装置、６０Ｈｚのフレー ム周波数と、ライン数５１２の２個のインターレース形フィールドよりなるフレ ームとを有するビデオ装置、或いは、７０Ｈｚのフレーム周波数と、インターレ ースのないライン数４８０のノンインターレース形フィールドとを有するビデオ 装置のような他のビデオ装置を利用することが可能である。更に、例えば、７６ Ｈｚのフレーム周波数と、インターレースのない１０２４本のラインとを有する フリッカーのない表示装置を利用し得る。 図４には、センサ１１及び１２を交互に感光させて読み出し、１００Ｈｚのフ レーム周波数と１フィールド当たり５１２本のラインを有するビデオ装置用の時 間圧縮を実現するため制御回路４１によって発生されるような本発明による信号 のシーケンスと間隔が概略的に示されている。信号ＣＬＲ１及びＣＬＲ２は、ハ イとローの値を交互に有する。シネモードにおいて、ＣＬＲ１とＣＬＲ２が同時 にローの値を有することは生じない。ＣＬＲ１又はＣＬＲ２がハイの値を有する 限り、センサの光電性部分で発生された電荷は散逸れる。センサの積分時間は、 信号ＣＬＲ１及びＣＬＲ２がローの値を有する時間間隔によって決められる。所 望の積分時間に達したとき、蓄積された電荷像は、パルスＶＴ１及びＶＴ２の間 でセンサのメモリに転送される。次いで、ＲＳ１又はＲＳ２によって選択された センサの情報は、信号ＷＭ１、ＷＭ２、ＷＭ３及びＷＭ４を用いて選択されたメ モリの中の一つに伝送される。モニター上への表示のため、画像情報は、信号Ｒ Ｍ１、ＲＭ２、ＲＭ３及びＲＭ４夫々 を用いて選択されるべき四つのメモリ３５、３６、３７又は３８の中の一つから 読み出される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． Ｘ線管と；Ｘ線画像増倍器と、第１及び第２の画像センサを有する画像ピ ックアップ装置と、画像処理装置と、上記画像増倍器の出力スクリーンを上記画 像センサ上に画像化するため上記画像増倍器と上記画像ピックアップ装置の間に 設けられた光学ビームスプリッタとを含む画像増倍器／ピックアップ回路とから なるＸ線装置であって、 上記画像ピックアップ装置は画像情報のピックアップのための上記画像センサ の中の一つを交互に感光させる制御回路を有することを特徴とするＸ線装置。 ２． 上記画像センサは並列のラインに読み出されるグリッド形センサであり、 第１のセンサのグリッドラインの間に画像化された出力スクリーンの点が第２の センサのグリッドライン上に画像化されるよう上記画像センサは上記ビームスプ リッタに対し配置されていることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３． 上記画像センサはＣＣＤセンサであり、上記制御ユニットは上記センサの 画像ピックアップ時間が調節され得るよう設けられていることを特徴とする請求 項１又は２記載の装置。 ４． 上記画像ピックアップ装置は、画像が二つのフィールドを用いて表示され る画像処理装置に画像信号を供給するよう設けられていることを特徴とする請求 項３記載の装置。 ５． 上記第１のセンサの画像情報は画像の第１のフィールドに使用され、上記 第２のセンサの画像情報は画像の第２のフィールドに使用されることを特徴とす る請求項４記載の装置。