JPH09294738A

JPH09294738A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JPH09294738A
Application number: JP8282304A
Authority: JP
Inventors: Ken Ishikawa; 川謙石; Fumitaka Takahashi; 橋文隆高; Hiroshi Tazaki; 崎寛田; Takashi Ishiguro; 黒隆石
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 1997-11-18
Anticipated expiration: 2016-10-24
Also published as: JP3662688B2; US5878107A

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像素子を利用したＸ線撮影装置において、
高解像度の静止画像の収集と共に動画像の収集をするこ
とを可能とする。【解決手段】光分配手段３で分配された各光学像の画
像全体をそれぞれ電気信号に変換する複数個の撮像素子
（４，５）のうち一つは被検体１４を低線量で透視する
透視用撮像素子４とし、他の一つは被検体１４を高線量
で撮影する撮影用撮像素子５とし、この撮影用撮像素子
５は上記透視用撮像素子４より解像度が高く且つ撮像速
度が低速であるものとしたものである。これにより、撮
影用撮像素子５による高解像度の静止画像の収集と、透
視用撮像素子４による動画像の収集とが共に実行でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体にＸ線を照
射し例えばＸ線イメージインテンシファイアとテレビカ
メラにより診断部位の透視画像又は撮影画像を得て画像
表示するＸ線撮影装置に関し、特に撮像素子を利用した
ものにおいて高解像度の静止画像の収集と共に動画像の
収集をすることができるＸ線撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線画像診断の分野では、撮影のディジ
タル化による即時表示及び診断、操作性向上、ネットワ
ークへの対応等が期待されているが、例えばＸ線イメー
ジインテンシファイアとテレビカメラによるＸ線画像撮
影システムを用いディジタル化した画像をフレームメモ
リに取り込んで高解像度の透視Ｘ線画像を得ることがで
きるディジタルラジオグラフィ装置（以下「ＤＲ装置」
と略称する）として、撮像管を使った走査線2000本クラ
スの高解像度ＤＲ装置が実現されている。このような高
解像度ＤＲ装置において、従来のＸ線イメージインテン
シファイア間接撮影と同等の画像とするためには少なく
とも百万画素が必要である。また、Ｘ線直接撮影と同等
の画像とするためには少なくとも四百万画素が必要であ
る。

【０００３】一方、近年、ＣＣＤ（電荷結合素子）を利
用したＣＣＤ撮像素子が技術的に急速に進歩している。
ＣＣＤは、撮像管と比較して小型、軽量、安価、調整容
易なものが得られるようになってきた。このようなこと
から、最近ではＣＣＤは撮像管にとってかわりつつあ
る。そして、このようなＣＣＤ撮像素子で高解像度画像
を得る方法としては、１枚で数百万画素の超高解像度Ｃ
ＣＤを使う方法や、８０万画素程度の通常の解像度のＣ
ＣＤを複数個使う方法等がある。ＣＣＤ撮像素子を利用
して高解像度画像を得る技術としては、特願昭４９−３
５２７７号、特願昭６０−２７６８５６号の明細書に記
載されたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＣ
ＣＤ撮像素子を利用した走査線2000本クラスの高解像度
ＤＲ装置を実現するには、次のような問題点がある。ま
ず、数百万画素の超高解像度ＣＣＤを使う場合、撮像管
と異なり走査モードが固定されているので、高解像度静
止画像の収集と共に動画像の収集をすることが困難であ
った。また、数百万画素のように画素数が多いと、欠陥
画素の無いＣＣＤ撮像素子を得ることが困難であった。
さらに、通常の解像度のＣＣＤを複数個使う場合は、画
像全体を部分画像に分割して撮影するにしろ、画素ずら
しをしながら撮影するにしろ、素子の位置や方向や利得
の調整を高精度で行わなければならないものであった。
このとき、調整が不十分だと画像のつなぎ目等において
アーチファクトが生じることがあった。また、ＣＣＤ撮
像素子は、撮像管と比較して最大蓄積電荷が少ないた
め、画像の中の光が良く当っている部分のＳ／Ｎが良く
ないものであった。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、撮像素子を利用したものにおいて高解像度の静止
画像の収集と共に動画像の収集をすることができるＸ線
撮影装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【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Ｘ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射
するＸ線管と、このＸ線管から照射され上記被検体を透
過したＸ線像を光学像に変換するＸ線イメージインテン
シファイアと、このＸ線イメージインテンシファイアか
らの出力光学像を複数の光路に分配する光分配手段と、
この光分配手段で分配された各光学像の画像全体をそれ
ぞれ電気信号に変換する複数個の撮像素子と、これら複
数個の撮像素子によって得られたそれぞれの電気信号を
取り込み表示のために画像処理する画像処理装置と、こ
の画像処理装置からの画像信号を入力して画像として表
示する表示装置とを有して成るＸ線撮影装置において、
上記複数個の撮像素子のうち一つは被検体を低線量で透
視する透視用撮像素子とし、他の一つは被検体を高線量
で撮影する撮影用撮像素子とし、この撮影用撮像素子は
上記透視用撮像素子より解像度が高く且つ撮像速度が低
速であるものとしたものである。

【０００７】また、上記Ｘ線イメージインテンシファイ
アからの出力光学像を複数の光路に分配する光分配手段
は、同一の出力光学像を同時に複数の光路に分配するよ
うに構成してもよい。

【０００８】さらに、上記Ｘ線イメージインテンシファ
イアからの出力光学像を複数の光路に分配する光分配手
段は、同一の出力光学像を同時に複数の光路に分配する
と共にその分配後の各光学像を被検体を寝載するベッド
の幅内にてその長手方向と略平行に出力するように構成
してもよい。

【０００９】さらにまた、上記撮影用撮像素子の前面に
は、該撮影用撮像素子に対する露光終了後直ちに閉とな
るシャッターを設けてもよい。

【００１０】また、上記透視用撮像素子の前面には、該
透視用撮像素子に入射する光量を調節する光学絞り手段
を設け、撮影用撮像素子による撮影が行われる際に上記
光学絞り手段で透視用撮像素子の受光量を減少させるよ
うにしてもよい。

【００１１】さらに、上記画像処理装置は、透視用撮像
素子で透視した画像信号と撮影用撮像素子で撮影した画
像信号とを合成表示するために合成処理を行うものとし
てもよい。

【００１２】さらにまた、上記画像処理装置は、撮影用
撮像素子の欠陥画素に隣接する画素の画像信号と、該欠
陥画素に対応する透視用撮像素子の画素の画像信号とを
合成して、上記欠陥画素の画像信号を予測するものとし
てもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるＸ
線撮影装置の実施の形態を示すブロック図である。この
Ｘ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射し例えばＸ線イメ
ージインテンシファイアとテレビカメラにより診断部位
の透視画像又は撮影画像を得て画像表示するもので、図
１に示すように、Ｘ線管１と、Ｘ線イメージインテンシ
ファイア(以下「Ｘ線I.I.」と略称する)２と、光分配手
段３と、複数個の撮像素子（４，５）と、画像処理装置
６と、表示装置７とを有して成る。

【００１４】上記Ｘ線管１は、被検体１４にＸ線を照射
するもので、Ｘ線制御装置８から電源が供給されて所定
のＸ線曝射を行うようになっている。Ｘ線I.I.２は、上
記Ｘ線管１から照射され被検体１４を透過したＸ線像を
光学像に変換するもので、複数個の光電子増倍管を組み
合わせて成る。光分配手段３は、上記Ｘ線I.I.２からの
出力光学像を複数の光路に分配するもので、例えば同一
の出力光学像を同時に複数の光路に分配するハーフミラ
ーから成り、例えば入射光線に対して約４５度傾斜して
取り付けられている。

【００１５】この光分配手段３の前後には、一次レンズ
９と、二次レンズ１０ａ，１０ｂと、シャッター１１と
から成る光学系１２が設けられている。一次レンズ９は
上記Ｘ線I.I.２からの出力光を平行光線に変換し、一方
の二次レンズ１０ａは上記光分配手段３で光路を変えら
れた平行光線を焦点位置に収束させ、他方の二次レンズ
１０ｂは上記光分配手段３を通過した平行光線を焦点位
置に収束させるものである。また、シャッター１１は上
記光分配手段３を通過した平行光線を通過させたり遮断
したりするものである。複数個の撮像素子（４，５）
は、上記光分配手段３で分配された各光学像の画像全体
をそれぞれ電気信号（ビデオ信号）に変換するもので、
ＣＣＤから成る。

【００１６】また、画像処理装置６は、上記複数個の撮
像素子（４，５）によって得られたそれぞれの電気信号
を取り込み表示のために画像処理するもので、例えばビ
デオプロセッサから成る。さらに、表示装置７は、上記
画像処理装置６からの画像信号を入力して画像として表
示するもので、例えばテレビモニタから成る。なお、図
１において、符号１３は画像処理装置６からの画像信号
を入力して記憶するフレームメモリを示している。

【００１７】ここで、本発明においては、上記複数個の
撮像素子（４，５）のうち一つは透視用撮像素子４と
し、他の一つは撮影用撮像素子５とし、この撮影用撮像
素子５は上記透視用撮像素子４より解像度が高く且つ撮
像速度が低速であるものとされている。上記透視用撮像
素子４は、被検体１４を低線量で透視するもので、例え
ば1000×1000の百万画素のＣＣＤ撮像素子から成り、撮
像速度が１秒当り画像３０枚程度とされている。また、
撮影用撮像素子５は、被検体１４を高線量で撮影するも
ので、例えば2000×2000の四百万画素のＣＣＤ撮像素子
から成り、露光時間の制限が可変であり、その前面に設
けられたシャッター１１は該撮影用撮像素子５の露光終
了後直ちに閉となるようになっている。

【００１８】また、上記光分配手段３としてのハーフミ
ラーは、Ｘ線I.I.２からの同一の出力光学像を同時に複
数の光路に分配する際にその光量を異なる分配比に分配
するようになっており、例えば入射光の８／10が反射さ
れて透視用撮像素子４に導かれ、入射光の２／10が通過
して撮影用撮像素子５に導かれるようになっている。た
だし、この光量の分配比は、透視時において透視用撮像
素子４に想定される最も光量が多く入射する画素の１フ
レーム当りの蓄積電荷が概ねその画素の１フレーム当り
の最大蓄積電荷になるようにするということと、撮影時
において撮影用撮像素子５に想定される最も光量が多く
入射する画素の１フレーム当りの蓄積電荷が概ねその画
素の１フレーム当りの最大蓄積電荷になるようにすると
いうこととを、透視モード時又は撮影モード時の画像一
枚当りの露光時間や、透視用撮像素子４又は撮影用撮像
素子５の量子効率や、透視用撮像素子４又は撮影用撮像
素子５の画素数や、光学系１２も含めたシステム感度等
の総てを考慮して決めればよい。この場合、撮影モード
時は透視モード時に比べ100倍程度のＸ線条件になるの
で、上記のように光量の分配比は小さくても、撮影用撮
像素子５にとっては十分な光量が確保できる。

【００１９】なお、上記透視用撮像素子４としては、電
子シャッターが可能なフレームトランスファー型ＣＣＤ
かインターライン型ＣＣＤを用い、露出時間を変えるこ
とにより撮影時の感度調整を瞬時に行うようにする。ま
た、撮影用撮像素子５としては、多画素用に適したフル
フレーム型ＣＣＤを用いればよい。さらに、上記透視用
撮像素子４の前面には、該透視用撮像素子４に入射する
光量を調節する光学絞り手段（図示省略）を設け、撮影
用撮像素子５による撮影が行われる際に上記光学絞り手
段で透視用撮像素子４の受光量を減少させるようにして
もよい。これにより、撮影用撮像素子５による撮影時の
画像が透視用撮像素子４で観察することができる。

【００２０】また、前記画像処理装置６は、透視用撮像
素子４で透視した画像信号と撮影用撮像素子５で撮影し
た画像信号とを合成表示するために合成処理を行うもの
とされている。さらに、上記画像処理装置６は、撮影用
撮像素子５の欠陥画素に隣接する画素の画像信号と、該
欠陥画素に対応する透視用撮像素子４の画素の画像信号
とを合成して、上記欠陥画素の画像信号を予測するもの
とされている。

【００２１】次に、このように構成されたＸ線撮影装置
の動作について、図２を参照しながら説明する。まず、
透視時には、Ｘ線管１からＸ線を曝射し、被検体１４の
透過Ｘ線像をＸ線I.I.２で光学像に変換し、この光学像
が１次レンズ９、光分配手段３、２次レンズ１０ａの光
路を通って例えば３０フレーム／秒の高フレームレート
の透視用撮像素子４に入射する。このとき、上記透視用
撮像素子４に入射する光量を光分配手段３としてのハー
フミラーで８０％を分配する。この透視用撮像素子４で
透視された画像信号は、画像処理装置６を介して表示装
置７へ送られ、その画面に表示される。これにより、低
線量のＸ線透視画像を観察することができる。この場
合、高解像度の撮影用撮像素子５にはイメージエリアに
蓄積された電荷をクリアするリセット信号を加え、撮影
待機状態として電荷を蓄積できない状態に保つ。

【００２２】次に、撮影時には、操作者は表示装置７の
画面で上記表示されたＸ線透視画像を観察してタイミン
グを計り、図２（ａ）に示すように撮影ボタンを押す。
この撮影ボタンの入力に同期して、図２（ｂ）に示すよ
うに、撮影用撮像素子５は電荷をクリアするリセット信
号を解除する。このリセット信号の解除の後、図２
(ｃ）に示すように、Ｘ線曝射信号がオンとなりＸ線管
１からＸ線が曝射される。これにより、被検体１４の透
過Ｘ線像がＸ線I.I.２で光学像に変換され、この光学像
が１次レンズ９、光分配手段３、シャッター１１、２次
レンズ１０ｂの光路を通って撮影用撮像素子５に入射す
る。この撮影用撮像素子５で撮影された画像信号は、画
像処理装置６へ送られる。

【００２３】次に、上記のＸ線曝射により撮影が終る
と、撮影用撮像素子５の前面側に設けられた機械シャッ
ター又は電子シャッター、液晶シャッター等の高速のシ
ャッター１１を、図２（ｄ）に示すように直ちに閉じ
る。これにより、図２（ｅ）に示すように画像読み出し
を開始することができると共に、直ちに透視用撮像素子
４による透視を再開することができる。画像の読み出し
終了後は、再び電荷クリアリセット信号を加え、シャッ
ター１１を開け、次回の撮影に備える。

【００２４】上記のＸ線撮影時には、透視用撮像素子４
には大光量が導かれるが、その前面に設けられた光学絞
り手段（図示省略）は、このとき最も多くの光量の入る
画素においても電荷が飽和してしまわないように、その
画素に入射する光量に量子効率を掛けたものが最大飽和
電荷になる程度に受光量を減少させるようになってい
る。

【００２５】そして、前記画像処理装置６においては、
撮影を行ったときの画像と全く同じタイミングで得られ
た透視用撮像素子４で得た例えば1000×1000画素の画像
を、撮影用撮像素子５で撮影した画像と合成することに
より、よりＳ／Ｎの高い画像を得ることができる。その
合成処理の方法を図３を参照しながら説明する。図３
（ａ）は、撮影用撮像素子５で得られた例えば2000×20
00画素の画像のうちある隣接した四つの画素Ｘ₁₁，
Ｘ₁₂，Ｘ₁₃，Ｘ₁₄及びその画素値を表わしている。図３
（ｂ）は、透視用撮像素子４で得られた例えば1000×10
00画素の画像のうちＸ線I.I.２から出力される光学像の
上記図３（ａ）と同じ位置を表わす部分の一つの画素Ｘ
₂及びその画素値を表わしている。

【００２６】ここで、上記画像処理装置６で合成処理し
て作成される2000×2000画素の画像において、画素Ｘ₁₁
を表わす部分の新たな画素値をＸａとし、Ｓ／Ｎを良く
するための定数をｒとし、定数をｋとすると、Ｘａは次
式によって求められる。Ｘａ＝ｒ（Ｘ₁₁＋Ｘ₁₂＋Ｘ₁₃＋Ｘ₁₄）／４＋（１−ｒ）Ｘ₂ ＋ｋ（３Ｘ₁₁−Ｘ₁₂−Ｘ₁₃−Ｘ₁₄）／４＝［（３ｋ＋ｒ）Ｘ₁₁−（ｋ−ｒ）（Ｘ₁₂＋Ｘ₁₃＋Ｘ₁₄）］／４＋（１−ｒ）Ｘ₂ …（１）すなわち、撮影用撮像素子５が撮像した画像信号を高空
間周波数成分と低空間周波数成分に分離し、これらと透
視用撮像素子４が撮像した画像信号とをそれぞれの重み
を付けて加算することにより、合成画像のＳ／Ｎをより
良く改善できる。このとき、ｒ：（１−ｒ）を撮影用撮
像素子５が撮像した画像信号の低空間周波数成分のＳ／
Ｎと、透視用撮像素子４が撮像した画像信号のＳ／Ｎと
の比の二乗に略一致させれば、最もＳ／Ｎの良い画像を
得るためのＳ／Ｎが得られる。その理由は、このときの
各画像のＳ／Ｎをα，βとすれば、ｒ：（１−ｒ）＝α
²：β²のとき合成した画像のＳ／Ｎが√（α²＋β²）と
なって最大になるからである。また、エッジ強調したい
場合には上記式（１）においてｋを１よりしだいに大き
くし、平滑化したい場合にはｋを１よりしだいに小さく
すればよい。

【００２７】一方、2000×2000画素の画像の画素Ｘ₁₁が
欠陥画素であった場合には、上記合成される画像のその
位置の画素値は、次式によって求められる。Ｘａ＝４Ｘ₂−Ｘ₁₂−Ｘ₁₃−Ｘ₁₄ …（２）このとき、撮影用撮像素子５及び透視用撮像素子４の感
度の補正は、Ｘ₂およびＸ₁₂，Ｘ₁₃，Ｘ₁₄の画素近傍の
画素の画素値をもとに補正すればよい。

【００２８】なお、図１においては、光分配手段３とし
てハーフミラーを用いた場合を示したが、本発明はこれ
に限らず、Ｘ線I.I.２からの出力光学像を複数の光路に
分配することができるものならば他の手段、例えば一定
方向に回転しながら光を複数の光路に切り換える回転ミ
ラーを用いてもよい。

【００２９】図４は本発明によるＸ線撮影装置の他の実
施形態を示す装置概要図であり、被検体１４を寝載する
ベッド１５を側方から見た状態を示している。この実施
形態は、透視用撮像素子４及び撮影用撮像素子５等の映
像系がベッド１５の下方に配置されるオーバーチューブ
型のＸ線撮影装置に適用した場合を示している。このよ
うなオーバーチューブ型のＸ線撮影装置においては、図
１に示すように光分配手段３でＸ線I.I.２からの出力光
学像を９０度の角度で二方向に分配し、透視用撮像素子
４及び撮影用撮像素子５等の映像系をベッド１５の下方
にて該ベッド１５の長手方向及びそれに直交する方向に
それぞれ配置すると、映像系全体が大形化して大きなス
ペースを占有するものであった。そして、ベッド１５の
下方にて該ベッド１５の長手方向と直交方向、すなわち
被検体１４の体軸と直交方向の術者の位置する側に向け
て配置された一方の映像系が術者側に移動したり、術者
がベッド１５に接して立ちその足が該ベッド１５の下方
に入り込む場合は、術者の足と映像系のヘッドとがぶつ
かることがあった。あるいは、上記映像系を術者の位置
する側と反対のベッド１５の支柱側に向けて配置する
と、該支柱の根元はベッド１５の中心側まで張り出して
いるので、上記映像系が体軸と直交方向に移動した場合
は、上記支柱と映像系のヘッドとがぶつかることがあっ
た。これでは、撮影がスムーズにできないと共に、映像
系が損傷することがあった。

【００３０】そこで、図４に示す実施形態では、上記光
分配手段３を、同一の出力光学像を同時に複数の光路に
分配すると共にその分配後の各光学像を被検体１４を寝
載するベッド１５の幅内にてその長手方向と略平行に出
力するように構成したものである。図４において、Ｘ線
管１は、被検体１４を寝載するベッド１５の上方に配置
されている。また、Ｘ線I.I.２は、上記ベッド１５の下
方にてＸ線管１と対向する位置に配置されている。そし
て、光学系１２は、上記Ｘ線I.I.２の下面側にて該Ｘ線
I.I.２からの光学像の出力面に設けられ、一次レンズ９
と二次レンズ１０ａ，１０ｂとを有して成る。一次レン
ズ９は、全反射ミラー９ａとレンズ本体９ｂとから成
り、上記Ｘ線I.I.２からの出力光学像の光路をＸ線軸方
向から横方向に９０度曲げると共に平行光線に変換し、
映像系のＸ線軸方向の寸法を短縮している。

【００３１】上記一次レンズ９からの出力光学像の光路
上には、光分配手段３が設けられている。この光分配手
段３は、上述のように同一の出力光学像を同時に複数の
光路に分配すると共にその分配後の各光学像を被検体１
４を寝載するベッド１５の幅内にてその長手方向と略平
行に出力するもので、図５に示すように構成されてい
る。図５は、図４に示す一次レンズ９及び光分配手段３
並びに透視用撮像素子４、撮影用撮像素子５を下面側か
ら見た説明図である。

【００３２】上記光分配手段３は、図５（ａ）に示すよ
うに、一次レンズ９からの出力光学像の光路上に４５度
の角度を付けて設置されたハーフミラー３ａと、このハ
ーフミラー３ａの側方にベッド１５の幅内にて設けられ
やはり４５度の角度を付けて平行に設置された全反射ミ
ラー３ｂとから成る。ハーフミラー３ａは、例えば入射
光の８／10を透過すると共に２／10を反射して一次レン
ズ９からの出力光学像を同時に複数の光路に分配する際
にその光量を異なる分配比に分配するようになってい
る。また、全反射ミラー３ｂは、上記ハーフミラー３ａ
で反射された光を入射してその全部を反射するようにな
っている。そして、上記ハーフミラー３ａと全反射ミラ
ー３ｂとは、一次レンズ９からの出力光学像の光路に対
してそれぞれ４５度の角度を付けて平行に設置されてい
るので、ハーフミラー３ａを透過した光と、該ハーフミ
ラー３ａで反射された光を入射して全反射ミラー３ｂで
反射された光とは、互いに平行となる。また、上記ハー
フミラー３ａと全反射ミラー３ｂとで分配された光は、
図４に示すように、被検体１４を寝載するベッド１５の
長手方向と略平行に出力するようにされている。

【００３３】上記ハーフミラー３ａからの透過光路上に
は、図５（ａ）に示すように二次レンズ１０ａと透視用
撮像素子４とが設けられている。この二次レンズ１０ａ
は、ハーフミラー３ａを透過した平行光線を透視用撮像
素子４の撮像面に収束させるものである。また、上記全
反射ミラー３ｂからの反射光路上には、二次レンズ１０
ｂと撮影用撮像素子５とが設けられている。この二次レ
ンズ１０ｂは、全反射ミラー３ｂで反射された平行光線
を撮影用撮像素子５の撮像面に収束させるものである。
そして、これらの透視用撮像素子４及び撮影用撮像素子
５は、図４及び図５（ａ）から明らかなように、互いに
平行とされると共に、被検体１４を寝載するベッド１５
の幅内にてその長手方向と略平行に配置されている。

【００３４】従って、図４に示す実施形態においては、
透視用撮像素子４及び撮影用撮像素子５等の映像系がベ
ッド１５の下方にて該ベッド１５の幅内に収めて配置さ
れ、映像系全体を小形化すると共に占有するスペースを
小さくすることができる。このことから、上記映像系の
ヘッドが移動しても、該映像系のヘッドが術者の足にぶ
つかったり、ベッド１５の支柱にぶつかったりすること
はない。従って、映像系が損傷することはないと共に、
撮影がスムーズにできる。

【００３５】図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す光分配手
段３の変形例を示す下面側から見た説明図である。この
変形例は、上記全反射ミラー３ｂをハーフミラー３ａに
対してその側方にて９０度の角度で交わるように配置し
たものである。この場合は、一次レンズ９から透視用撮
像素子４に向かう出力光学像の光路はそのままである
が、該一次レンズ９から撮影用撮像素子５に向かう出力
光学像の光路が上記全反射ミラー３ｂで透視用撮像素子
４に向かう光路と反対側に180度折り曲げられている。
この変形例においても、透視用撮像素子４及び撮影用撮
像素子５は、互いに平行とされると共に、被検体１４を
寝載するベッド１５の幅内にてその長手方向と略平行に
配置されることとなる。

【００３６】図６は、図５に示す光分配手段３の他の変
形例を示す側面側から見た説明図である。この変形例
は、図４及び図５（ａ）においては光分配手段３を構成
するハーフミラー３ａと全反射ミラー３ｂとをベッド１
５の面に平行な面内で側方に並べたものに対し、上記ハ
ーフミラー３ａと全反射ミラー３ｂとをベッド１５の面
に垂直な面内で上下に並べたものである。この場合は、
図６から明らかなように、透視用撮像素子４及び撮影用
撮像素子５は、上下位置にて互いに平行とされると共
に、被検体１４を寝載するベッド１５の幅内にてその長
手方向と略平行に配置されることとなる。

【００３７】なお、図５及び図６においては、光分配手
段３をハーフミラー３ａと全反射ミラー３ｂとで構成し
たものとしたが、上記ハーフミラー３ａを全反射ミラー
とし、この全反射ミラー（３ａ）を例えば４５度の角度
範囲で回動させるようにしても良い。そして、一次レン
ズ９からの出力光学像を透視用撮像素子４に導く場合
は、上記全反射ミラー（３ａ）を例えば４５度の角度で
回動させて該透視用撮像素子４に向かう光路と平行に位
置させ、一次レンズ９からの出力光学像を撮影用撮像素
子５に導く場合は、上記とは反対方向に全反射ミラー
（３ａ）を例えば４５度の角度で回動させて透視用撮像
素子４に向かう光路と４５度の角度で交わるように位置
させればよい。これにより、透視用撮像素子４に向かう
出力光学像と、撮影用撮像素子５に向かう出力光学像と
を上記全反射ミラー（３ａ）の回動動作で切り換えるこ
とができる。

【００３８】また、図５及び図６に示す実施例において
は、一次レンズ９のレンズ本体９ｂと二次レンズ１０
ａ，１０ｂとはそれぞれタンデムレンズを構成し、レン
ズ本体９ｂと一方の二次レンズ１０ａとのタンデムレン
ズ間の光路に対し、レンズ本体９ｂと他方の二次レンズ
１０ｂとのタンデムレンズ間の光路の方が長くなる。こ
のようにタンデムレンズ間の光路が長くなると、その場
合に得られる光像は周辺光量が低下することがある。

【００３９】以下、これに対する対策について説明す
る。まず、一次レンズ、二次レンズの焦点距離と明るさ
とが決まっているとき、周辺光量の低下が無いために必
要なタンデム間隔の限界値が簡易的に計算できる（この
とき各レンズの開口効率を100％と仮定する）。ここ
で、タンデム配置されたレンズ間の光線は、平行光線と
なる。軸外からの光束は、二つのレンズの間では光軸と
斜めの平行光線束となり、その主光線がレンズ面を切る
高さによって必要なレンズの直径が決まる。このような
状況で、タンデム間隔Ｌは次式で与えられる。Ｌ＝（ｆ₁ ²Ｆ₂−Ｆ₁ｆ₁ｆ₂）／（２Ｆ₁Ｆ₂ｈ₁） …（３）ただし、ｆ₁：一次レンズ９のレンズ本体９ｂの焦点距
離ｆ₂：二次レンズ１０ｂの焦点距離Ｆ₁：レンズ本体９ｂのＦ値Ｆ₂：二次レンズ１０ｂのＦ値ｈ₁：Ｘ線I.I.２の出力面の半径この式（３）から二次レンズ１０ｂのＦ値（Ｆ₂）が大
きくなるほど、タンデム間隔Ｌの限界値が大きくなるこ
とが分かる。そして、上記式（３）で求めたタンデム間
隔Ｌ以下の範囲に、図５及び図６に示すハーフミラー３
ａと全反射ミラー３ｂとが配置できれば周辺光量の低下
の無い画像を得ることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
光分配手段で分配された各光学像の画像全体をそれぞれ
電気信号に変換する複数個の撮像素子のうち一つは被検
体を低線量で透視する透視用撮像素子とし、他の一つは
被検体を高線量で撮影する撮影用撮像素子とし、この撮
影用撮像素子は上記透視用撮像素子より解像度が高く且
つ撮像速度が低速であるものとしたことにより、撮像素
子を利用したＸ線撮影装置において高解像度の静止画像
の収集と共に動画像の収集をすることができる。このと
き、撮影用撮像素子による高解像度の静止画像の撮影
と、透視用撮像素子による動画像の収集とが、素子の位
置や方向や利得の調整を高精度で行う必要がなく、かつ
画像のつなぎ目等においてアーチファクトが生じること
なしに、共に実行できる。

【００４１】また、上記撮影用撮像素子の前面に該撮影
用撮像素子に対する露光終了後直ちに閉となるシャッタ
ーを設け、上記透視用撮像素子の前面に該透視用撮像素
子に入射する光量を調節する光学絞り手段を設け、撮影
用撮像素子による撮影が行われる際に上記光学絞り手段
で透視用撮像素子の受光量を減少させるようにしたもの
においては、それぞれの撮像素子の最大蓄積電荷を最大
限有効に使うことができ、特に光が当っている部分のＳ
／Ｎを良くすることができる。

【００４２】さらに、画像処理装置が、透視用撮像素子
で透視した画像信号と撮影用撮像素子で撮影した画像信
号とを合成表示するために合成処理を行ったり、撮影用
撮像素子の欠陥画素に隣接する画素の画像信号と、該欠
陥画素に対応する透視用撮像素子の画素の画像信号とを
合成して、上記欠陥画素の画像信号を予測するようにし
たものにおいては、合成画像の低空間周波数成分のＳ／
Ｎの最適な改善、合成画像のエッジ強調もしくは平滑化
を行ったり、撮影用撮像素子における欠陥画素の画素値
推定を行うことができる。

【００４３】さらにまた、Ｘ線イメージインテンシファ
イアからの出力光学像を複数の光路に分配する光分配手
段を、同一の出力光学像を同時に複数の光路に分配する
と共にその分配後の各光学像を被検体を寝載するベッド
の幅内にてその長手方向と略平行に出力するように構成
したものにおいては、透視用撮像素子及び撮影用撮像素
子等の映像系がベッドの下方にて該ベッドの幅内に収め
て配置され、映像系全体を小形化すると共に占有するス
ペースを小さくすることができる。このことから、上記
映像系のヘッドが移動しても、該映像系のヘッドが術者
の足にぶつかったり、ベッドの支柱にぶつかったりする
ことはない。従って、映像系が損傷することはないと共
に、撮影がスムーズにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線撮影装置の実施の形態を示す
ブロック図である。

【図２】上記Ｘ線撮影装置の動作を説明するためのタイ
ミング線図である。

【図３】画像処理装置における画像の合成処理の方法を
示す説明図である。

【図４】本発明によるＸ線撮影装置の他の実施形態を示
す装置概要図であり、被検体を寝載するベッドを側方か
ら見た状態を示している。

【図５】図４に示す一次レンズ及び光分配手段並びに透
視用撮像素子、撮影用撮像素子を下面側から見た説明図
である。

【図６】図５に示す光分配手段の他の変形例を示す側面
側から見た説明図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線管２…Ｘ線I.I. ３…光分配手段３ａ…ハーフミラー３ｂ…全反射ミラー４…透視用撮像素子５…撮影用撮像素子６…画像処理装置７…表示装置８…Ｘ線制御装置９…一次レンズ９ａ…全反射ミラー９ｂ…レンズ本体１０ａ，１０ｂ…二次レンズ１１…シャッター１２…光学系１３…フレームメモリ１４…被検体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石黒隆東京都千代田区内神田１丁目１番14号株式会社日立メディコ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体にＸ線を照射するＸ線管と、この
Ｘ線管から照射され上記被検体を透過したＸ線像を光学
像に変換するＸ線イメージインテンシファイアと、この
Ｘ線イメージインテンシファイアからの出力光学像を複
数の光路に分配する光分配手段と、この光分配手段で分
配された各光学像の画像全体をそれぞれ電気信号に変換
する複数個の撮像素子と、これら複数個の撮像素子によ
って得られたそれぞれの電気信号を取り込み表示のため
に画像処理する画像処理装置と、この画像処理装置から
の画像信号を入力して画像として表示する表示装置とを
有して成るＸ線撮影装置において、上記複数個の撮像素
子のうち一つは被検体を低線量で透視する透視用撮像素
子とし、他の一つは被検体を高線量で撮影する撮影用撮
像素子とし、この撮影用撮像素子は上記透視用撮像素子
より解像度が高く且つ撮像速度が低速であるものとした
ことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】上記Ｘ線イメージインテンシファイアか
らの出力光学像を複数の光路に分配する光分配手段は、
同一の出力光学像を同時に複数の光路に分配するように
構成したことを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装
置。
【請求項３】上記Ｘ線イメージインテンシファイアか
らの出力光学像を複数の光路に分配する光分配手段は、
同一の出力光学像を同時に複数の光路に分配すると共に
その分配後の各光学像を被検体を寝載するベッドの幅内
にてその長手方向と略平行に出力するように構成したこ
とを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】上記撮影用撮像素子の前面には、該撮影
用撮像素子に対する露光終了後直ちに閉となるシャッタ
ーを設けたことを特徴とする請求項１，２又は３記載の
Ｘ線撮影装置。
【請求項５】上記透視用撮像素子の前面には、該透視
用撮像素子に入射する光量を調節する光学絞り手段を設
け、撮影用撮像素子による撮影が行われる際に上記光学
絞り手段で透視用撮像素子の受光量を減少させるように
したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
Ｘ線撮影装置。
【請求項６】上記画像処理装置は、透視用撮像素子で
透視した画像信号と撮影用撮像素子で撮影した画像信号
とを合成表示するために合成処理を行うものであること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線撮影
装置。
【請求項７】上記画像処理装置は、撮影用撮像素子の
欠陥画素に隣接する画素の画像信号と、該欠陥画素に対
応する透視用撮像素子の画素の画像信号とを合成して、
上記欠陥画素の画像信号を予測するものであることを特
徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＸ線撮影装
置。