JPH10118055A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】透視可能なＸ線診断装置において、被検体の被
曝線量を低く抑えながら画質を向上させることである。 【解決手段】本発明は、Ｘ線管５から被検体６にパルス
Ｘ線を繰り返しばく射し、被検体６を透過したＸ線を繰
り返し撮像し、撮像した画像を動的に表示するＸ線診断
装置において、パルスＸ線のばく射レートに応じてＸ線
管５の管電流を調整することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内の動きを
Ｘ線で動的に観察（透視）することができるＸ線診断装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線撮影とは、比較的強いパルスＸ線を
単発で被検体に照射して、１フレーム又は少ないフレー
ムの比較的画質の良い画像を取得することであり、これ
に対してＸ線透視とは、比較的弱いＸ線を連続的又は繰
り返し被検体に照射し、被検体で減衰を受けたＸ線をテ
レビカメラで繰り返し撮像し、撮像した画像を動的に表
示することにより、低い画質ながらも体内の動きを捕ら
えることができるという技術である。

【０００３】このようなＸ線透視技術を応用したものと
して、予め視差だけずらして撮像した２枚の画像を観察
者が左右の目でそれぞれ見ることにより対象を立体視で
きるいわゆるステレオ透視がある。このステレオ透視で
は画質が低下すると立体視が困難になる。画質を向上さ
せるには、管電流を上げてＸ線量を高めることにより容
易に達成できるのであるが、単発で短時間ばく射すれば
よい撮影と違って長時間Ｘ線を被検体に照射し続けなけ
ればならない透視では、人体への影響を考慮してＸ線量
を高めることはできない。

【０００４】このため、ステレオ透視には、被検体に照
射されるＸ線量（被曝線量）を抑えながら画質を向上さ
せる技術が必要になってくる。この最も一般的な方法
は、少ないＸ線量で撮像した画像をフレーム間で加算す
る方法であり、この方法によりフレーム間で相関の強い
信号成分を強調し、逆にランダムに発生するノイズ成分
を抑制して画質を向上させることができる。

【０００５】このような加算により画質を向上するとい
う方法は、加算フレーム数を増加すれば、画質をより向
上させることができるのではあるが、加算フレーム数が
多くなれば、加算対象の最初と最後のフレーム間の撮像
時差が拡大して、被検体の動きによるボケが顕著になる
ので、あまり加算フレーム数を増やすことができず、十
分に画質を向上させることはできなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、被検
体の被曝線量を低く抑えながら画質を向上させることの
できるＸ線診断装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、Ｘ線管か
ら被検体にパルスＸ線を繰り返しばく射し、前記被検体
を透過したＸ線を繰り返し撮像し、撮像した画像を動的
に表示するＸ線診断装置において、前記パルスＸ線のば
く射レートに応じて前記Ｘ線管の管電流を調整すること
を特徴とする。

【０００８】また、第２の発明は、Ｘ線管から被検体に
パルスＸ線を繰り返しばく射し、前記被検体を透過した
Ｘ線を繰り返し撮像し、撮像した画像を動的に表示する
Ｘ線診断装置において、透視終了の指示がなされたと
き、該指示以前よりも高い管電流又は広いパルス幅で前
記パルスＸ線を少なくとも１回ばく射して撮像した画像
を繰り返し表示することを特徴とする。

【０００９】さらに、第３の本発明は、Ｘ線管から被検
体にパルスＸ線を繰り返しばく射し、前記被検体を透過
したＸ線を繰り返し撮像し、撮像した画像を動的に表示
するＸ線診断装置において、透視終了の指示がなされた
とき、該指示に従って前記パルスＸ線のばく射を停止
し、最後に撮像された少なくとも前後２フレームの画像
を加算して繰り返し表示することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よるＸ線診断装置を好ましい実施形態により説明する。
ここでは、被検体内の動きをＸ線で動的且つ立体的に観
察（透視）することができるいわゆるＸ線ステレオ透視
装置を例に説明するが、勿論、ステレオ透視でなくて
も、被検体内の動きを平面的に観察（透視）することが
できるＸ線透視装置であってもよい。 （第１実施形態）図１に第１実施形態に係るＸ線診断装
置の構成を示している。このＸ線診断装置はＣＰＵ３を
システム全体の制御中枢として次のように構成されてい
る。このＣＰＵ３には、装置とオペレータとのインタフ
ェースとして、透視条件設定手段１と透視スイッチ２と
が接続されている。この透視条件設定手段１を介して透
視条件が設定される。また、透視スイッチ２を介して、
通常モードと高画質モードとの切替の指示やＸ線透視の
オン／オフの指示が入力される。

【００１１】２焦点型のＸ線管５には２つのＸ線焦点が
設けられていて、いずれの焦点からもＸ線をばく射する
ことができるようになっている。これら２つのＸ線焦点
は観察者２２の左右の目それぞれに相当している。な
お、左目に相当する一方の焦点を使って撮像した画像を
以下、“Ｌ画像”と略し、右目に相当する他方の焦点を
使って撮像した画像を、以下、“Ｒ画像”と略すものと
する。

【００１２】Ｘ線制御手段４は、ＣＰＵ３により指示さ
れたばく射条件に従ってＸ線管５の２つのＸ線焦点から
Ｘ線をばく射させるために、管電圧を印加し、またＸ線
管５の管電流を調整する。管電流の調整は、フィラメン
ト電流によりなされるのは周知の通りである。

【００１３】Ｘ線管５の焦点からばく射されたＸ線は図
示しない絞り装置によりＸ線束に絞り込まれ、被検体６
に照射され、被検体６を通るうちに減衰を受けて、イメ
ージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）７で光学像に変換
される。この光学像は、光学系８を通ってテレビカメラ
９の撮像ステージに結像され、電気信号（ビデオ信号）
に変換される。

【００１４】このビデオ信号は、アナログディジタルコ
ンバータ（Ａ／Ｄ）１０で画像データに変換された後、
４つの画像メモリＬ（Ａ），Ｌ（Ｂ），Ｒ（Ａ），Ｒ
（Ｂ）に送られる。画像メモリＬ（Ａ），Ｌ（Ｂ）はＬ
画像データの一時記憶を担当し、画像メモリＲ（Ａ），
Ｒ（Ｂ）は、Ｒ画像データの一時記憶を担当している。
左右それぞれの画像に対して２つずつ画像メモリが設け
られ、いわゆるダブルバッファになっているのは、書き
込み（ライト）と読み出し（リード）とを同時に行うた
めである。

【００１５】４つの画像メモリＬ（Ａ），Ｌ（Ｂ），Ｒ
（Ａ），Ｒ（Ｂ）の入出力それぞれの側には、切替スイ
ッチセット１１，１６がそれぞれ設けられている。切替
スイッチセット１１，１６は、４つの画像メモリＬ
（Ａ），Ｌ（Ｂ），Ｒ（Ａ），Ｒ（Ｂ）のいずれかを択
一的に入出力端子１２、１３に接続できるように構成さ
れている。

【００１６】４つの画像メモリ（Ｌ（Ａ），Ｌ（Ｂ），
Ｒ（Ａ），Ｒ（Ｂ））から読み出された画像データは、
ディジタルアナログコンバータ（Ｄ／Ａ）１８を介して
画像モニタ２０に送られ、画像モニタ２０に表示される
ようになっている。

【００１７】入出力側の切替スイッチセット１１，１６
のスイッチングと、４つの画像メモリＬ（Ａ），Ｌ
（Ｂ），Ｒ（Ａ），Ｒ（Ｂ）それぞれの書き込み及び読
み出しとは、画像メモリ／スイッチコントローラ１７に
より制御され、この制御により先入れ先出し（ＦＩＦ
Ｏ）でＬ画像とＲ画像とが交互に読み出され、画像モニ
タ１９に表示される。

【００１８】画像モニタ１９の画面直前には液晶偏光シ
ャッタ２０が配置されていて、シャッタタイミングコン
トローラ２１によりＬ画像とＲ画像の交互表示に同期し
てシャッタがきられるようになっている。観察者２２は
偏光メガネ２３を介してＬ画像は右目で、Ｒ画像は左目
でそれぞれ見ることにより、対象を立体視することがで
きる。

【００１９】図２に本実施形態の動作を説明するタイム
チャートを示している。本実施形態では、通常モードと
高画質モードの２種類のモードを選択的に使って被検体
を透視することが可能になっている。通常モードと高画
質モードともに、パルスＸ線が２つの焦点から交互にば
く射され、Ｌ画像とＲ画像とが交互に撮像され、そして
画像メモリ（Ｌ（Ａ），Ｌ（Ｂ），Ｒ（Ａ），Ｒ
（Ｂ））を介して交互に表示されるのは同じである。

【００２０】通常モードと高画質モードとで相違するの
は、パルスＸ線のばく射レートと、Ｘ線管５の管電流と
である。パルスＸ線は、通常モードでは、第１のばく射
レート（Ｃ１）に従ってその逆数の第１の周期（１／Ｃ
１）で繰り返しばく射されるが、高画質モードでは、第
１のばく射レート（Ｃ１）より低い第２のばく射レート
（Ｃ２）に従って、第１の周期（１／Ｃ１）より長い第
２の周期（１／Ｃ２）で繰り返しばく射される。

【００２１】ただし、ＣＰＵ３又はＸ線制御手段４によ
り、単位時間（例えば１秒）当たりに被検体６に照射さ
れるＸ線量（単位時間当たりの被曝線量）、換言すると
単位時間当たりの管電流の積分値が、通常モードと高画
質モードとで、同じ値になるように設定される。

【００２２】これは、パルスＸ線のパルス幅が両モード
で同じである場合、高画質モードのときのＸ線管５の管
電流を、通常モードのときのＸ線管５の管電流よりも高
く調整し、またはＸ線管５の管電流が両モードで同じで
ある場合、高画質モードのときのパルスＸ線のパルス幅
を、通常モードのときのパルスＸ線のパルス幅よりも長
く調整することにより達成される。図２は前者の例を表
している。

【００２３】このように本実施形態では、パルスＸ線の
ばく射レートに応じて、管電流又はパルスＸ線のパルス
幅を調整することにより、被曝線量を抑えたままで画質
を向上させ、高精度な立体視を実現することができる。 （第２実施形態）第２実施形態に係るＸ線診断装置の構
成は、第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成と同じで
あり、ＣＰＵ３又はＸ線制御手段４による動作のみ相違
する。したがって、構成に関する説明は省略し、第１実
施形態と相違する動作についてのみ説明する。

【００２４】図３に本実施形態の動作を説明するタイム
チャートを示している。本実施形態は、透視スイッチ２
を介してオペレータにより透視が停止（オフ）されたと
きの動作に関する改良である。透視が停止される以前
は、第１実施形態で説明した通常モードと同じ動きで透
視が行われている。

【００２５】透視の停止が指示されたとき、パルスＸ線
のばく射が直ちに停止されるのではなく、左右の焦点か
らそれぞれ１回ずつ余計にパルスＸ線がばく射されてか
ら停止する。これら透視停止指示以後の余計なパルスＸ
線は、透視停止指示以前のパルスＸ線よりも、高い管電
流でばく射される。周知の通り、管電流が高くなると、
Ｘ線量が増加するので、この余計なパルスＸ線を使って
撮像された画像（Ｌ４，Ｒ５）は画質が向上する。

【００２６】この画質の高い画像（Ｌ４，Ｒ５）は、画
像メモリ（Ｌ（Ａ），Ｒ（Ｂ））から繰り返し読み出さ
れ、交互に繰り返し表示される。このようにＸ線のばく
射を途中で停止して、最後のパルスＸ線を高い管電流で
発生させ、取得した高画質の画像を使って立体視を継続
させることにより、被曝線量を抑えながら画質の高い画
像で高精度な立体視を実現している。 （第３実施形態）図４に第３実施形態に係るＸ線診断装
置の構成を示している。図４において図１と同じ部分に
は同じ符号を付して説明は省略する。本実施形態では、
４つの画像メモリＬ（Ｃ），Ｌ（Ｄ），Ｒ（Ｃ），Ｒ
（Ｄ）がアナログディジタルコンバータ１０の出力側に
スイッチ２７を介して追加されている。アナログディジ
タルコンバータ１０から出力される画像データは、スイ
ッチ２７が（Ａ）側に接続されているとき、切替スイッ
チセット２８を介して直接的に４つの画像メモリＬ
（Ｃ），Ｌ（Ｄ），Ｒ（Ｃ），Ｒ（Ｄ）に送り込まれ、
一方、スイッチ２７が（Ｂ）側に接続されているとき、
加算手段２６で１フレーム前に撮像された画像データと
フレーム間で加算されてから４つの画像メモリＬ
（Ｃ），Ｌ（Ｄ），Ｒ（Ｃ），Ｒ（Ｄ）に送り込まれ
る。加算された画像データは、除算手段３４により加算
数で除算され、つまり平均化された後に、切替スイッチ
３５に送り込まれる。

【００２７】この切替スイッチ３５が（Ａ）側に接続さ
れているとき、画像データは４つの画像メモリＬ
（Ａ），Ｌ（Ｂ），Ｒ（Ａ），Ｒ（Ｂ）を介して画像モ
ニタ１９に表示され、一方、切替スイッチ３５が（Ｂ）
側に接続されているとき、前後２フレーム間で平均化さ
れた画像データが他系統の４つの画像メモリＬ（Ｃ），
Ｌ（Ｄ），Ｒ（Ｃ），Ｒ（Ｄ）を介して画像モニタ１９
に表示される。

【００２８】図５に本実施形態の動作を説明するタイム
チャートを示している。本実施形態も、透視スイッチ２
を介して透視が停止（オフ）されたときの動作に関する
改良である。透視の停止が指示される以前は、スイッチ
３５は（Ａ）側に接続されており、第１実施形態で説明
した通常モードと同じ動きで透視が行われている。ま
た、スイッチ２７は（Ａ）側に接続されていて、４つの
画像メモリＬ（Ａ），Ｌ（Ｂ），Ｒ（Ａ），Ｒ（Ｂ）と
同様に、４つの画像メモリＬ（Ｃ），Ｌ（Ｄ），Ｒ
（Ｃ），Ｒ（Ｄ）に画像データが書き込まれそして読み
出される。

【００２９】透視スイッチ２を介して透視の停止がオペ
レータにより指示されたとき、パルスＸ線のばく射が直
ちに停止されるのではなく、左右の焦点からそれぞれ１
回ずつ余計にパルスＸ線がばく射されてから停止する。
なお、このときの管電流は第１実施形態と異なり透視停
止指示がなされる以前とで変化しない。

【００３０】このときスイッチ２７は（Ｂ）側に接続さ
れ、余計なパルスＸ線により最後に撮像された画像デー
タ（Ｌ４，Ｒ４）は、画像メモリ（Ｌ（Ｄ），Ｒ
（Ｄ））を介して１フレーム周期遅れてきた画像データ
（Ｌ３，Ｒ３）と加算手段２６でそれぞれ加算される。

【００３１】そして加算された画像データ（（Ｌ３＋Ｌ
４），（Ｒ３＋Ｒ４））はそれぞれ画像メモリ（Ｌ
（Ｃ），Ｒ（Ｃ））に書き込まれる。これら加算された
画像データ（（Ｌ３＋Ｌ４），（Ｒ３＋Ｒ４））はそれ
ぞれ画像メモリ（Ｌ（Ｃ），Ｒ（Ｃ））から繰り返し読
み出されて、除算手段３４で平均化された後、（Ｂ）側
に切り替えられている切替スイッチ３５を介して画像モ
ニタ１９に繰り返し表示される。

【００３２】このように本実施形態によれば、Ｘ線のば
く射を途中で停止して、最後に撮像した画像とその１フ
レーム前に撮像した画像とを平均化することにより高画
質画像を得、高画質画像により精度の高い立体視を行う
ことができる。 （第４実施形態）図６に第４実施形態に係るＸ線診断装
置の構成を示している。図６において図４と同じ部分に
は同じ符号を付して説明は省略する。第３実施形態では
加算手段２６が画像メモリ（Ｌ（Ｃ），Ｌ（Ｄ），Ｒ
（Ｃ），Ｒ（Ｄ））の入力側に設けていたが、本実施形
態では加算手段２６は画像メモリ（Ｌ（Ｃ），Ｌ
（Ｄ），Ｒ（Ｃ），Ｒ（Ｄ））の出力側に設けられてい
る。さらに画像メモリ（Ｌ（Ｃ），Ｌ（Ｄ），Ｒ
（Ｃ），Ｒ（Ｄ））と加算手段２６との間に設けられて
いる切替スイッチセット３６は、前後２フレームの画像
データを同期して加算手段２６に読み出すことができる
ように構成されている。

【００３３】図７に本実施形態の動作を説明するタイム
チャートを示している。本実施形態も、透視スイッチ２
を介して透視が停止（オフ）されたときの動作に関する
改良であり、本実施形態では、透視の停止が指示された
とき、透視停止指示がなされたときにばく射されている
パルスＸ線を最後にばく射が停止される。

【００３４】そして最後に撮像された画像（Ｌ３，Ｒ
３）と、その１フレーム前に撮像した画像（Ｌ２，Ｒ
２）とが切替スイッチセット３６を介して同期して加算
手段２６、除算手段３４に読み出されて平均化され、こ
の平均化された画像（（Ｌ２＋Ｌ３），（Ｒ２＋Ｒ
３）））が交互に画像モニタ１９に表示される。

【００３５】本実施形態によっても、第３実施形態と同
様に、Ｘ線のばく射を途中で停止して、最後に撮像した
画像とその１フレーム前に撮像した画像とを平均化する
ことにより高画質画像を得、高画質画像により精度の高
い立体視を行うことができる。

【００３６】本発明は上述した実施形態に限定されず、
種々変形して実施可能である。例えば、第３、第４実施
形態では、最後に撮像した画像とその１フレーム前に撮
像した画像とを平均化することにより高画質の画像を得
るようにしていたが、最後に撮像した画像とその数フレ
ーム前から撮像した複数フレームの画像とを平均化する
ことによりより高画質の画像を得るようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】第１の発明によれば、パルスＸ線のばく
射レートに応じてＸ線管の管電流を調整することによ
り、被検体の被曝線量を低く抑えながら画質を向上させ
ることができる。

【００３８】第２の発明によれば、透視終了の指示がな
されたとき、該指示以前よりも高い管電流又は広いパル
ス幅でパルスＸ線を少なくとも１回ばく射して撮像した
画像を繰り返し表示することにより、被検体の被曝線量
を低く抑えながら画質を向上させることができる。

【００３９】第３の発明によれば、透視終了の指示がな
されたとき、該指示に従ってパルスＸ線のばく射を停止
し、最後に撮像された少なくとも前後２フレームの画像
を加算して繰り返し表示することにより、被検体の被曝
線量を低く抑えながら画質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るＸ線診断装置の構
成を示すブロック図。

【図２】第１実施形態に係るＸ線診断装置による透視動
作を説明するためのタイミングチャート。

【図３】本発明の第２実施形態に係るＸ線診断装置によ
る透視動作を説明するためのタイミングチャート。

【図４】本発明の第３実施形態に係るＸ線診断装置の構
成を示すブロック図。

【図５】第３実施形態に係るＸ線診断装置による透視動
作を説明するためのタイミングチャート。

【図６】本発明の第４実施形態に係るＸ線診断装置の構
成を示すブロック図。

【図７】第４実施形態に係るＸ線診断装置による透視動
作を説明するためのタイミングチャート。

【符号の説明】

１…透視条件設定手段、 ２…透視スイッチ、 ３…ＣＰＵ、 ４…Ｘ線制御手段、 ５…２焦点型Ｘ線管、 ６…被検体、 ７…イメージインテンシファイア、 ８…光学系、 ９…カメラ、 １０…アナログディジタルコンバータ、 １１…切替スイッチセット、 Ｌ（Ａ）…Ｌ画像用画像メモリ、 Ｌ（Ｂ）…Ｌ画像用画像メモリ、 Ｒ（Ａ）…Ｒ画像用画像メモリ、 Ｒ（Ｂ）…Ｒ画像用画像メモリ、 １６…切替スイッチセット、 １７…画像メモリ／スイッチコントローラ、 １８…ディジタルアナログコンバータ、 １９…画像モニタ、 ２０…液晶偏光シャッタ、 ２１…シャッタコントローラ、 ２２…観察者、 ２３…偏光メガネ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線管から被検体にパルスＸ線を繰り返
   しばく射し、前記被検体を透過したＸ線を繰り返し撮像
   し、撮像した画像を動的に表示するＸ線診断装置におい
   て、前記パルスＸ線のばく射レートに応じて前記Ｘ線管
   の管電流を調整することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 【請求項２】 前記管電流の単位時間当たりの積分値が
   所定値になるように前記管電流を調整することを特徴と
   する請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 【請求項３】 前記パルスＸ線を通常モードでは第１の
   周期でばく射し、高画質モードでは前記第１の周期より
   長い第２の周期でばく射し、前記高画質モードにおける
   管電流を前記通常モードでの管電流よりも高くすること
   を特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
4. 【請求項４】 Ｘ線管から被検体にパルスＸ線を繰り返
   しばく射し、前記被検体を透過したＸ線を繰り返し撮像
   し、撮像した画像を動的に表示するＸ線診断装置におい
   て、透視終了の指示がなされたとき、該指示以前よりも
   高い管電流又は広いパルス幅で前記パルスＸ線を少なく
   とも１回ばく射して撮像した画像を繰り返し表示するこ
   とを特徴とするＸ線診断装置。
5. 【請求項５】 Ｘ線管から被検体にパルスＸ線を繰り返
   しばく射し、前記被検体を透過したＸ線を繰り返し撮像
   し、撮像した画像を動的に表示するＸ線診断装置におい
   て、透視終了の指示がなされたとき、該指示に従って前
   記パルスＸ線のばく射を停止し、最後に撮像された少な
   くとも前後２フレームの画像を加算して繰り返し表示す
   ることを特徴とするＸ線診断装置。
6. 【請求項６】 前記透視終了の指示の後、前記パルスＸ
   線を少なくとも１回ばく射してから停止することを特徴
   とする請求項５記載のＸ線診断装置。
7. 【請求項７】 前記透視終了の指示がなされたときにば
   く射しているパルスＸ線を最後にばく射を停止すること
   を特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。