JPH10192267A - X-ray unit - Google Patents

X-ray unit

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JPH10192267A
JPH10192267A JP9004986A JP498697A JPH10192267A JP H10192267 A JPH10192267 A JP H10192267A JP 9004986 A JP9004986 A JP 9004986A JP 498697 A JP498697 A JP 498697A JP H10192267 A JPH10192267 A JP H10192267A
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理香 馬場
Takeshi Ueda
健 植田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To distribute X-ray dose so as to increase S/N of the three dimensional image of the target area of a subject against the identical X-ray total sum, by controlling the radiation dose so as to obtain an X-ray image with a prescribed X-ray relative noise value based on an image intensity within a prescribed area of the X-ray image. SOLUTION: An X-ray controller 611 is connected to an image data collecting high speed imaging control circuit system 603 and an X-ray tube 612 and supplies X-ray tube supply voltage to the X-ray tube 312 based on a control signal from the image data collecting high speed imaging control circuit system 603. The image data collecting high speed imaging control circuit system 603 collects an X-ray image converted into digital signals, calculates the imaging condition, controls a rotation gantry 604, an optical system diaphragm 634, a TV camera 624, and an X-ray controller 611, and controls the irradiation dose so as to obtain an X-ray image with a prescribed X-ray relative noise value based on the image intensity within a prescribed area of the X-ray image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、X線装置に関し、
特に、検者が最も関心を払っている部位(着目領域)の
撮像において、被検体に照射するX線量を低く抑えると
共に、高画質のX線像を得ることが可能なX線装置に関
するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an X-ray apparatus,
In particular, the present invention relates to an X-ray apparatus capable of obtaining a high-quality X-ray image while suppressing an X-ray dose applied to a subject in imaging of a region (a region of interest) where the examiner is most interested. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のX線装置には、X線管と2次元X
線検出器を対にして被検体に対して種々の方向から被検
体の2次元X線像を透視したり連続的に撮影するX線透
視撮影装置があった。また、X線管と2次元X線検出器
を対にして被検体の周囲を回転しながら、被検体の2次
元X線透過像を連続的に撮影するX線回転撮影装置があ
った。これらのX線装置では、撮影によって得られた画
像を実時間で表示したり、撮影後に連続的に表示するこ
とが可能であった。
2. Description of the Related Art Conventional X-ray devices include an X-ray tube and a two-dimensional X-ray tube.
2. Description of the Related Art There has been an X-ray fluoroscopic apparatus in which a two-dimensional X-ray image of a subject is seen through or continuously photographed from various directions with respect to the subject by using a pair of ray detectors. Further, there has been an X-ray rotary imaging apparatus that continuously captures a two-dimensional X-ray transmission image of a subject while rotating around the subject with an X-ray tube and a two-dimensional X-ray detector as a pair. In these X-ray apparatuses, it is possible to display an image obtained by imaging in real time or to continuously display the image after imaging.

【0003】また、前述するX線回転撮影装置を計測系
として有し、画像処理系として3次元画像再構成手段を
有するコーンビームCT装置があった。この装置は、撮
影した一連の2次元X線透過像から被検体内部のX線吸
収係数の3次元分布を画像化することが可能である。
Further, there has been a cone-beam CT apparatus having the above-mentioned X-ray rotary imaging apparatus as a measurement system and having a three-dimensional image reconstruction means as an image processing system. This apparatus can image the three-dimensional distribution of the X-ray absorption coefficient inside the subject from a series of two-dimensional X-ray transmission images taken.

【0004】このほかには、1次元X線検出器または複
数台の1次元検出器からなる検出器配列を有し、一度に
1枚または複数枚のX線断層像を計測するX線CT装置
があった。しかしながら、このX線CT装置では、X線
吸収係数の3次元分布を画像化するためには繰り返し計
測が必要であった。これに対して、コーンビームCT装
置は、多数枚のX線断層像を再構成するための2次元X
線透過像を一度に収集できるので、より短時間で3次元
画像を撮影することができるという特徴がある。
In addition, an X-ray CT apparatus having a one-dimensional X-ray detector or a detector array comprising a plurality of one-dimensional detectors and measuring one or more X-ray tomographic images at a time. was there. However, in this X-ray CT apparatus, repetitive measurement was necessary to image the three-dimensional distribution of the X-ray absorption coefficient. On the other hand, a cone beam CT apparatus uses a two-dimensional X-ray for reconstructing a large number of X-ray tomographic images.
Since a line transmission image can be collected at a time, a three-dimensional image can be captured in a shorter time.

【0005】このようなコーンビームCT装置には、た
とえば、JAMIT Frontier ’95’誌2
3〜28頁に開示される、2次元X線検出器にX線イメ
ージインテンシファイアと光学レンズ系とテレビカメラ
とから構成される検出器を用いたコーンビームCT装置
があった。また、BME誌第33巻特別号(第34回日
本ME学会大会論文集)109頁に開示される、2次元
X線検出器に蛍光板と光学レンズ系とテレビカメラとか
ら構成される検出器を用いるコーンビームCT装置があ
った。
[0005] Such a cone beam CT apparatus includes, for example, JAMIT Frontier '95', 2
There has been a cone beam CT apparatus using a two-dimensional X-ray detector disclosed on pages 3-28 using a detector comprising an X-ray image intensifier, an optical lens system, and a television camera. In addition, a two-dimensional X-ray detector disclosed on page 109 of BME Vol. 33, Special Issue (34th Annual Meeting of the ME Society of Japan) includes a fluorescent plate, an optical lens system, and a television camera. There was a cone beam CT device used.

【0006】しかしながら、2次元X線検出器は、X線
CT装置に用いられる1次元X線検出器に比較してダイ
ナミックレンジが小さいので、検出器に入射するX線量
の微少な差が計測系で検出できない。このため、2次元
X線検出器は、1次元X線検出器に比較して計測データ
の濃度分解能が低かった。このため、コーンビームCT
装置によって得られた3次元画像の濃度分解能は、1次
元X線検出器を有するCT装置を用いて撮影した場合に
比較して劣るものとなっていた。その結果、従来のコー
ンビームCT装置では、被検体によるX線の吸収量が多
くX線透過率が小さい被検体条件では画像化できず、画
像化可能な最大被検体厚さが小さくなるという短所があ
った。
However, the dynamic range of the two-dimensional X-ray detector is smaller than that of the one-dimensional X-ray detector used in the X-ray CT apparatus. Cannot be detected. For this reason, the two-dimensional X-ray detector has lower density resolution of the measurement data than the one-dimensional X-ray detector. For this reason, the cone beam CT
The density resolution of a three-dimensional image obtained by the apparatus is inferior to that obtained by imaging using a CT apparatus having a one-dimensional X-ray detector. As a result, in the conventional cone-beam CT apparatus, imaging cannot be performed under the conditions of the subject where the amount of X-rays absorbed by the subject is large and the X-ray transmittance is small, and the maximum subject thickness that can be imaged is reduced. was there.

【0007】一方、2次元X線検出器を用いて回転撮影
を行う場合の撮影条件は、原理的には一般のX線CT装
置の場合と同一とすることも可能であった。さらには、
2次元検出器を用いる回転撮影において、X線透過率が
小さい被検体に対する濃度分解能を向上し、画像化可能
な最大被検体厚さを増大するための従来技術として、一
般にX線透視においてX線量を制御するために用いられ
ている自動露出制御手段の転用が考えられていた。すな
わち、被検体によるX線吸収率が大きい場合には、自動
的にX線量を増大し画像のレベルを増加することによ
り、検出器のダイナミックレンジの狭さを補償するとい
う考え方である。
[0007] On the other hand, imaging conditions for performing rotational imaging using a two-dimensional X-ray detector could in principle be the same as those of a general X-ray CT apparatus. Moreover,
2. Description of the Related Art In rotational imaging using a two-dimensional detector, as a conventional technique for improving the density resolution of an object having a small X-ray transmittance and increasing the maximum thickness of an object that can be imaged, an X-ray dose is generally used in X-ray fluoroscopy. The diversion of the automatic exposure control means used for controlling the exposure has been considered. That is, when the X-ray absorption by the subject is large, the concept is to automatically increase the X-ray dose and increase the image level to compensate for the narrow dynamic range of the detector.

【0008】この自動露出手段を用いたX線装置は、た
とえば、日本放射線技術学会誌第45巻第8号1014
頁に開示されている。このX線装置では、2次元X線検
出器を構成する光学レンズ系の内部に光センサを設置
し、該光センサによりX線イメージインテンシファイア
の出力蛍光面のある着目領域における平均輝度を計測
し、光センサの出力値が一定となるようにX線管電圧を
制御していた。
An X-ray apparatus using this automatic exposure means is described, for example, in Journal of the Japanese Society of Radiological Technology, Vol. 45, No. 8, No. 1014.
Page. In this X-ray apparatus, an optical sensor is installed inside an optical lens system that constitutes a two-dimensional X-ray detector, and the average luminance in an area of interest on an output phosphor screen of an X-ray image intensifier is measured by the optical sensor. Then, the X-ray tube voltage is controlled so that the output value of the optical sensor becomes constant.

【0009】この自動露出手段の考え方を回転撮影装置
あるいはコーンビームCT装置に適用すると、所定の回
転角度において被検体の体厚が増大して着目領域におけ
るX線吸収率が増大すると、光センサの出力値が低下す
る。これを補償するために自動的にX線管電圧を増加す
る制御を行うことにより、X線管から放射させるX線量
を増大することによって、画像のレベルを増加する。し
たがって、2次元X線検出器のダイナミックレンジの狭
さを補償できる。
When the concept of the automatic exposure means is applied to a rotary photographing apparatus or a cone beam CT apparatus, when the body thickness of the subject increases at a predetermined rotation angle and the X-ray absorptivity in the region of interest increases, the optical sensor Output value decreases. The level of the image is increased by increasing the amount of X-ray emitted from the X-ray tube by performing control to automatically increase the X-ray tube voltage to compensate for this. Therefore, the narrow dynamic range of the two-dimensional X-ray detector can be compensated.

【0010】また、一般のX線CT装置において、被検
体に照射するX線量を低減するため撮影角度毎にX線量
を変更するX線CT装置が特開昭53−126291号
公報に記載されている。このX線CT装置では、まず、
予備計測として被検体のX線撮像を行う。次に、このX
線像に基づいて、予め被検体の断面の形状あるいはX線
吸収に関する情報(X線吸収情報)を作成する。本計測
においては、この断面形状あるいはX線吸収情報に基づ
いて、X線管に印加する電圧の印加時間を制御すること
によって、検出器に入射するX線量を一定に保ってい
た。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-126291 discloses a general X-ray CT apparatus which changes the X-ray dose for each imaging angle in order to reduce the X-ray dose applied to the subject. I have. In this X-ray CT apparatus, first,
X-ray imaging of the subject is performed as preliminary measurement. Next, this X
Based on the line image, information on the cross-sectional shape of the subject or X-ray absorption (X-ray absorption information) is created in advance. In this measurement, the X-ray dose incident on the detector was kept constant by controlling the application time of the voltage applied to the X-ray tube based on the cross-sectional shape or the X-ray absorption information.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
SUMMARY OF THE INVENTION As a result of studying the above prior art, the present inventor has found the following problems.

【0012】コーンビームCT装置に用いる回転撮影の
計測系において、同一のX線量総和に対して着目領域の
3次元画像のS/Nを向上するためには、X線量の配分
と画像レベルとを調整すべきである。ただし、X線量総
和とは一連の回転撮影においてすべての角度における撮
影に用いられるX線量の総和をさす。
In order to improve the S / N of a three-dimensional image of a region of interest with respect to the same sum of X-rays in a rotational imaging measurement system used in a cone beam CT apparatus, the distribution of X-rays and the image level must be adjusted. Should be adjusted. Here, the total X-ray dose refers to the total sum of X-ray doses used for imaging at all angles in a series of rotation imaging.

【0013】しかしながら、自動露出手段を備える回転
撮影装置およびコーンビームCT装置、ならびに、特開
昭53−126291号公報に記載されるX線CT装置
は、1枚のX線像を撮像する際に、できる限り画質の良
いX線像を撮像することが目的とされていた。すなわ
ち、前述する従来のX線装置では、着目領域の3次元画
像のS/Nが同一のX線量総和に対して適切になるよう
に、X線量の配分が調整されていなかったので、3次元
再構成画像の濃度分解能をさらに向上することができな
いという問題があった。また、被検体に照射するX線量
をさらに減少させることができないという問題があっ
た。
However, the rotary photographing apparatus and the cone beam CT apparatus provided with the automatic exposure means, and the X-ray CT apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-126291 are not suitable for capturing one X-ray image. It has been intended to capture an X-ray image with as high an image quality as possible. That is, in the above-described conventional X-ray apparatus, the distribution of the X-ray dose is not adjusted so that the S / N of the three-dimensional image of the region of interest is appropriate for the same total X-ray dose. There is a problem that the density resolution of the reconstructed image cannot be further improved. Further, there is a problem that the X-ray dose applied to the subject cannot be further reduced.

【0014】また、透視や連続撮影においては、被検体
の特性の時間変化に対応してX線量を増減する論理の自
動露出では、X線管電圧が変化し、同一の被検体部位の
画像コントラストが変化してしまうという問題があっ
た。
In fluoroscopy and continuous radiography, in the automatic exposure of the logic for increasing or decreasing the X-ray dose in response to the time change of the characteristics of the subject, the X-ray tube voltage changes, and the image contrast of the same subject site is changed. Was changed.

【0015】X線装置の計測系においては、撮影角度毎
にX線量を適切に設定し、設定されたX線量に対して検
出器のダイナミックレンジを最大限に利用するために画
像信号レベルが調整されるべきである。画像信号レベル
を調整するためには光学系における光学絞りを調整し
て、カメラ入射光量レベルを調整することが望ましい。
In the measurement system of the X-ray apparatus, the X-ray dose is appropriately set for each imaging angle, and the image signal level is adjusted to maximize the dynamic range of the detector for the set X-ray dose. It should be. In order to adjust the image signal level, it is desirable to adjust the optical aperture in the optical system to adjust the camera incident light level.

【0016】このカメラ入射光レベルを調整する機構を
有したディジタルX線撮影装置が特開平4−33604
5号公報に記載されている。このディジタルX線撮影装
置では、X線の照射線量は前述する自動露出によって制
御する。一方、テレビカメラの入射光量は、テレビカメ
ラの前面に光学絞り機構を設け、該光学絞り機構を制御
することによって行っていた。具体的な制御方法は、テ
レビカメラ出力であるビデオ信号の最大値と該ビデオ信
号のピーク値との比に基づいて、光学絞りを調整すると
いうものである。しかしながら、ディジタルX線撮影装
置では、被検体に照射するX線量とテレビカメラに入射
する線量との制御がそれぞれ別々に行われていたので、
X線像をデジタル信号に変換するAD変換器のダイナミ
ックレンジを最大限に使用することはできるが、自動露
出制御に関する問題を解決できないので、本願発明とは
異なる発明である。
A digital X-ray apparatus having a mechanism for adjusting the level of incident light on a camera is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-33604.
No. 5 publication. In this digital X-ray imaging apparatus, the X-ray irradiation dose is controlled by the automatic exposure described above. On the other hand, the amount of light incident on the television camera is controlled by providing an optical diaphragm mechanism on the front of the television camera and controlling the optical diaphragm mechanism. A specific control method is to adjust the optical aperture based on the ratio between the maximum value of the video signal output from the television camera and the peak value of the video signal. However, in the digital X-ray imaging apparatus, the control of the X-ray dose applied to the subject and the control of the dose input to the television camera are performed separately.
Although the dynamic range of an AD converter that converts an X-ray image into a digital signal can be used to the utmost, the problem relating to automatic exposure control cannot be solved, so that the present invention is different from the present invention.

【0017】また、X線管電圧を変更すると、X線の線
質、すなわちX線量子エネルギーの分布が変化する。X
線管電圧が増大すると、X線量子エネルギーの平均値が
増大してしまい、この結果、被検体の対象部位や背景部
位のX線吸収係数は一般に低下し、対象部位と背景部位
のX線吸収係数の比は変化してしまっていた。このた
め、3次元再構成により得られる吸収係数の値は不正確
かつ、位置によって変化するものとなっていた。その結
果、画像の分散は増大し、管電圧を一定のままX線量を
制御する場合に比較して、濃度分解能が低下してしまう
という問題があった。
When the X-ray tube voltage is changed, the quality of X-rays, that is, the distribution of X-ray quantum energy changes. X
When the tube voltage increases, the average value of the X-ray quantum energy increases. As a result, the X-ray absorption coefficient of the target portion and the background portion of the subject generally decreases, and the X-ray absorption coefficient of the target portion and the background portion generally decreases. The ratio of the coefficients had changed. Therefore, the value of the absorption coefficient obtained by the three-dimensional reconstruction is inaccurate and varies depending on the position. As a result, there is a problem that the dispersion of the image is increased and the density resolution is reduced as compared with the case where the X-ray dose is controlled while the tube voltage is kept constant.

【0018】本発明の目的は、被検体の着目領域の3次
元画像のS/Nが同一のX線量総和に対して増大するよ
うにX線量の配分を実現することが可能な技術を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of realizing the distribution of X-rays such that the S / N of a three-dimensional image of a region of interest of a subject increases with respect to the same total X-rays. It is in.

【0019】本発明の他の目的は、被検体に照射するX
線量を低減することが可能な技術を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide an X-ray irradiating object.
An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing a dose.

【0020】本発明のその他の目的は、ダイナミックレ
ンジが限定された2次元X線検出器をもつ計測系におい
て、該検出器の限られたダイナミックレンジをそれぞれ
の角度ごとの撮影において最大限に利用する、X線量と
画像レベルとの設定を両立して行うことが可能な技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a measurement system having a two-dimensional X-ray detector having a limited dynamic range, in which the limited dynamic range of the detector is used to the maximum extent in imaging at each angle. It is an object of the present invention to provide a technique capable of simultaneously setting an X-ray dose and an image level.

【0021】本発明その他の目的は、X線像の濃度分解
能を向上することが可能なX線装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide an X-ray apparatus capable of improving the density resolution of an X-ray image.

【0022】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0024】なお、以下の説明において、撮像手段はX
線透過像を生成する手段である。
In the following description, the imaging means is X
This is a means for generating a line transmission image.

【0025】(1)X線を被検体に照射し、該被検体の
X線像を得るX線装置において、X線を被検体に照射す
るX線照射手段と、該被検体のX線像を得る撮像手段
と、該X線像の所定領域内の画像強度に基づいて、所定
のX線相対ノイズ値のX線像が得られるように照射線量
を制御する照射線量制御手段とを具備する。
(1) In an X-ray apparatus for irradiating an X-ray to an object to obtain an X-ray image of the object, X-ray irradiating means for irradiating the object with X-rays, an X-ray image of the object And an irradiation dose control unit that controls the irradiation dose so as to obtain an X-ray image with a predetermined relative X-ray noise value based on the image intensity in a predetermined region of the X-ray image. .

【0026】(2)X線を被検体に照射し、該被検体の
X線像を得るX線装置において、X線を被検体に照射す
るX線照射手段と、該被検体のX線像を得る撮像手段
と、該X線像の所定領域内の画像強度に基づいて、所定
のX線相対ノイズ値のX線像が得られるように照射線量
を制御する照射線量制御手段と、前記X線像の所定領域
内の画像強度に基づいて、前記撮像手段内におけるディ
ジタル化する前のアナログ信号が所定値以下となるよう
に入射線量あるいは/および信号増幅率を制御する信号
制御手段とを具備する。
(2) In an X-ray apparatus for irradiating an X-ray to an object to obtain an X-ray image of the object, X-ray irradiating means for irradiating the object with X-rays, an X-ray image of the object Imaging means for obtaining an X-ray image, irradiation dose control means for controlling an irradiation dose such that an X-ray image having a predetermined X-ray relative noise value is obtained based on the image intensity in a predetermined area of the X-ray image, Signal control means for controlling an incident dose and / or a signal amplification factor based on an image intensity in a predetermined area of the line image so that an analog signal before digitization in the image pickup means becomes a predetermined value or less. I do.

【0027】(3)前述する(2)に記載のX線装置に
おいて、前記信号制御手段は、前記X線像の所定領域内
の画像強度の最大値に基づいて、前記X線相対ノイズ値
を設定する。
(3) In the X-ray apparatus according to the above (2), the signal control means calculates the X-ray relative noise value based on a maximum value of an image intensity in a predetermined area of the X-ray image. Set.

【0028】(4)前述する(1)ないし(3)の内の
いずれかに記載のX線装置において、前記照射線量制御
手段は、前記X線像の所定領域内の画像強度の最小値に
基づいて、前記X線相対ノイズ値を設定する。
(4) In the X-ray apparatus according to any one of the above (1) to (3), the irradiation dose control means sets the minimum value of the image intensity in a predetermined area of the X-ray image. Based on this, the X-ray relative noise value is set.

【0029】(5)前述する(1)ないし(4)の内の
いずれかに記載のX線装置において、前記X線像は、直
前に撮像した1以上のX線像である。
(5) In the X-ray apparatus according to any one of the above (1) to (4), the X-ray image is one or more X-ray images taken immediately before.

【0030】(6)前述する(3)ないし(5)の内の
いずれかに記載のX線装置において、前記X線像に基づ
いて、次に撮影される予測X線像を1次直線あるいは2
次以上の曲線を用いて生成するX線像予測手段を具備
し、前記照射線量制御手段は前記予測X線像の所定領域
内の画像強度の最小値を予め設定した基準条件に変換し
た第1の変換値と、前記X線像の所定領域内の画像強度
の最小値を前記基準条件に変換した第2の変換値との比
率を計算し、該比率と前記基準条件におけるX線量との
積演算から前記照射線量を算出する。
(6) In the X-ray apparatus according to any one of the above (3) to (5), based on the X-ray image, a predicted X-ray image to be captured next is converted to a primary straight line or 2
X-ray image predicting means for generating using a curve equal to or more than the following, wherein the irradiation dose control means converts a minimum value of image intensity in a predetermined area of the predicted X-ray image into a predetermined reference condition. Is calculated, and the ratio of the second converted value obtained by converting the minimum value of the image intensity in the predetermined area of the X-ray image into the reference condition is calculated, and the product of the ratio and the X-ray dose under the reference condition is calculated. The irradiation dose is calculated from the calculation.

【0031】(7)前述する(3)ないし(5)の内の
いずれかに記載のX線装置において、前記照射線量制御
手段は前記第2の変換値と、前記基準値との比率を計算
し、該比率と前記基準条件におけるX線量との積演算か
ら前記照射線量を算出するフィードバック制御である。
(7) In the X-ray apparatus according to any one of the above (3) to (5), the irradiation dose control means calculates a ratio between the second converted value and the reference value. Then, feedback control is performed to calculate the irradiation dose from a product operation of the ratio and the X-ray dose under the reference condition.

【0032】(8)前述する(1)あるいは(2)に記
載のX線装置において、前記X線相対ノイズ値は、予め
撮像した被検体のX線像に基づいて設定する。
(8) In the X-ray apparatus according to the above (1) or (2), the X-ray relative noise value is set based on an X-ray image of the subject taken in advance.

【0033】(9)前述する(1)あるいは(2)に記
載のX線装置において、前記X線相対ノイズ値は、X線
撮像以外の計測によって得た被検体の情報と、過去に行
ったX線撮像の照射線量とに基づいて設定する。
(9) In the X-ray apparatus according to the above (1) or (2), the X-ray relative noise value is obtained in the past with information on the subject obtained by measurement other than X-ray imaging. The setting is made based on the irradiation dose of X-ray imaging.

【0034】(10)前述する(1)ないし(9)の内
のいずれかに記載のX線装置において、当該X線装置で
の設定可能範囲となる照射線量値および入射線量あるい
は増幅率と、設定可能範囲を越えた場合の照射線量値お
よび入射線量あるいは増幅率とを格納する設定可能範囲
格納手段を具備し、計算された照射線量値および入射線
量あるいは増幅率が前記設定可能範囲を越えた場合に
は、前記照射線量制御手段および前記出力値制御手段は
前記設定可能範囲格納手段に格納される値を計算値とす
る。
(10) In the X-ray apparatus according to any one of the above (1) to (9), an irradiation dose value and an incident dose or an amplification factor which can be set in the X-ray apparatus; A settable range storing means for storing an irradiation dose value and an incident dose or an amplification factor when the set irradiation range is exceeded, wherein the calculated irradiation dose value and the incident dose or the amplification ratio exceed the settable range. In this case, the irradiation dose control means and the output value control means use a value stored in the settable range storage means as a calculated value.

【0035】(11)前述する(1)ないし(10)の
内のいずれかに記載のX線装置において、前記照射線量
制御手段は、前記X線照射手段におけるX線管パルス幅
を制御する。
(11) In the X-ray apparatus according to any one of the above (1) to (10), the irradiation dose control means controls an X-ray tube pulse width in the X-ray irradiation means.

【0036】(12)前述する(1)ないし(10)の
内のいずれかに記載のX線装置において、前記照射制御
手段は、前記X線照射手段におけるX線管電圧値を制御
する。
(12) In the X-ray apparatus according to any one of the above (1) to (10), the irradiation control means controls an X-ray tube voltage value in the X-ray irradiation means.

【0037】(13)前述する(1)ないし(12)の
内のいずれかに記載のX線装置において、前記X線照射
手段と前記撮像手段とを被検体の周りに回転する回転手
段と、前記X線像から被検体の断層像を再構成する再構
成手段とを具備する。
(13) In the X-ray apparatus according to any one of the above (1) to (12), rotating means for rotating the X-ray irradiating means and the imaging means around a subject, Reconstructing means for reconstructing a tomographic image of the subject from the X-ray image.

【0038】(14)前述する(2)ないし(13)の
内のいずれかに記載のX線装置において、信号制御手段
が光学絞りあるいはアンプゲインである。
(14) In the X-ray apparatus according to any one of the above (2) to (13), the signal control means is an optical aperture or an amplifier gain.

【0039】前述した(1)、(4)〜(6)および
(10)の手段によれば、X線像予測手段が生成した次
に撮影される予測X線像の所定領域内の画像強度に基づ
いて、照射線量制御手段が予測X線像の所定領域内の画
像強度の最小値を予め設定した基準条件に変換した第1
の変換値と、直前に撮像した1以上のX線像の所定領域
内の画像強度の最小値を前述の基準条件に変換した第2
の変換値との比率を計算し、該比率と基準条件における
X線量との積演算から照射線量を算出し、X線照射手段
が該照射線量のX線を被検体に照射するので、被検体の
着目領域の3次元画像のS/Nが同一のX線量総和に対
して増大するようにX線量の配分を実現することができ
る。したがって、被検体に照射するX線量を低減できる
と共に、撮像したX線像の濃度分解能を向上することが
できる。
According to the above-mentioned means (1), (4) to (6) and (10), the image intensity in a predetermined area of the predicted X-ray image to be photographed next, which is generated by the X-ray image prediction means, The irradiation dose control means converts the minimum value of the image intensity within a predetermined area of the predicted X-ray image into a predetermined reference condition based on the first condition.
And the second value obtained by converting the minimum value of the image intensity in a predetermined region of one or more X-ray images captured immediately before to the above-described reference condition.
Is calculated from the product of the ratio and the X-ray dose under the reference condition, and the X-ray irradiating means irradiates the X-ray with the irradiation dose to the subject. X-ray distribution can be realized such that the S / N of the three-dimensional image of the region of interest increases with respect to the same total X-ray dose. Therefore, the X-ray dose applied to the subject can be reduced, and the density resolution of the captured X-ray image can be improved.

【0040】このとき、計算された照射線量値が当該X
線装置での設定可能範囲となる照射線量値を越えた場合
には、照射線量制御手段は、設定可能範囲格納手段に格
納される値を照射線量値とするので、計算された照射線
量値が当該X線装置での設定可能範囲外の値となった場
合でも、X線像の濃度分解能の低下を最小限に抑えるこ
とができる。
At this time, the calculated irradiation dose value is
If the irradiation dose value exceeds the settable range in the X-ray apparatus, the irradiation dose control unit sets the value stored in the settable range storage unit as the irradiation dose value. Even when the value falls outside the settable range of the X-ray apparatus, it is possible to minimize a decrease in the density resolution of the X-ray image.

【0041】一方、照射線量制御手段が前記第1の変換
値と、前記基準値との比率を計算し、該比率と前記基準
条件におけるX線量との積演算から前記照射線量を算出
するフィードバック制御であっても、前述する効果とほ
ぼ同じ効果が得られる。
On the other hand, the irradiation dose control means calculates a ratio between the first conversion value and the reference value, and performs feedback control for calculating the irradiation dose from a product operation of the ratio and the X-ray dose under the reference condition. However, almost the same effect as described above can be obtained.

【0042】なお、前述する効果の詳細は、後述する。The details of the above-described effects will be described later.

【0043】前述した(2)〜(6)および(10)の
手段によれば、X線像予測手段が生成した次に撮影され
る予測X線像の所定領域内の画像強度に基づいて、照射
線量制御手段が予測X線像の所定領域内の画像強度の最
小値を予め設定した基準条件に変換した第1の変換値
と、直前に撮像した1以上のX線像の所定領域内の画像
強度の最小値を前述の基準条件に変換した第2の変換値
との比率を計算し、該比率と基準条件におけるX線量と
の積演算から照射線量を算出し、X線照射手段が該照射
線量のX線を被検体に照射するので、被検体の着目領域
の3次元画像のS/Nが同一のX線量総和に対して増大
するようにX線量の配分を実現することができる。
According to the above-mentioned means (2) to (6) and (10), based on the image intensity in a predetermined area of the predicted X-ray image to be photographed next generated by the X-ray image prediction means, A first conversion value obtained by the irradiation dose control unit converting the minimum value of the image intensity in a predetermined area of the predicted X-ray image into a predetermined reference condition; and a first conversion value in the predetermined area of one or more X-ray images taken immediately before The ratio of the minimum value of the image intensity to the second conversion value obtained by converting the minimum value into the above-described reference condition is calculated, and the irradiation dose is calculated from the product operation of the ratio and the X-ray dose under the reference condition. Since the subject is irradiated with the X-ray of the irradiation dose, the distribution of the X-ray dose can be realized such that the S / N of the three-dimensional image of the region of interest of the subject increases with respect to the same total X-ray dose.

【0044】さらには、出力値制御手段がX線像の所定
領域内の画像強度の最大値に基づいて、撮像手段内にお
けるディジタル化する前のアナログ信号が所定値以下と
なるように入射線量あるいは/および信号増幅率を制御
するので、検出器の限られたダイナミックレンジをそれ
ぞれの角度ごとの撮影において最大限に利用することが
できる。
Further, based on the maximum value of the image intensity in a predetermined region of the X-ray image, the output value control means controls the incident dose or the incident light so that the analog signal before digitization in the image pickup means becomes a predetermined value or less. And / or by controlling the signal amplification factor, the limited dynamic range of the detector can be maximally utilized in imaging at each angle.

【0045】したがって、X線量と画像レベルとの設定
を両立して行うことができる。
Therefore, the setting of the X-ray dose and the image level can be performed simultaneously.

【0046】一方、照射線量制御手段が前記第1の変換
値と、前記基準値との比率を計算し、該比率と前記基準
条件におけるX線量との積演算から前記照射線量を算出
するフィードバック制御であっても、前述する効果とほ
ぼ同じ効果が得られる。
On the other hand, the irradiation dose control means calculates a ratio between the first converted value and the reference value, and feedback control for calculating the irradiation dose from a product operation of the ratio and the X-ray dose under the reference condition. However, almost the same effect as described above can be obtained.

【0047】前述した(11)の手段によれば、照射線
量の変化をX線照射手段に印加するパルス電圧のパルス
幅で制御するので、X線の線質の変化に伴う濃度分解能
の低下を防止できる。
According to the above-mentioned means (11), the change of the irradiation dose is controlled by the pulse width of the pulse voltage applied to the X-ray irradiation means. Can be prevented.

【0048】前述した(13)の手段によれば、前述す
る効果に加え、撮像したX線像の濃度分解能を向上する
ことができるので、濃度分解能の高い3次元再構成像を
得ることができる。
According to the above-mentioned means (13), in addition to the above-described effects, the density resolution of the captured X-ray image can be improved, so that a three-dimensional reconstructed image with high density resolution can be obtained. .

【0049】前述した(14)の手段によれば、撮像手
段内におけるディジタル化する前のアナログ信号を簡便
に制御することができ、検出器のダイナミックレンジを
最大限に利用することができる。
According to the above-mentioned means (14), the analog signal before digitization in the imaging means can be easily controlled, and the dynamic range of the detector can be used to the maximum.

【0050】(原理)以下に、X線装置の一形態である
3次元画像再構成の演算過程を示し、演算過程及び最終
画像において、撮影方向ごとの被検体のX線吸収特性お
よび撮影方向毎のX線量と、データの分散との関係を説
明し、本発明の有効性(効果)を説明する。
(Principle) The calculation process of the three-dimensional image reconstruction, which is one form of the X-ray apparatus, will be described below. In the calculation process and the final image, the X-ray absorption characteristics of the subject in each imaging direction and each imaging direction are shown. The relationship between the X-ray dose and the variance of the data will be described, and the effectiveness (effect) of the present invention will be described.

【0051】X線回転撮影においては、X線吸収係数の
3次元画像の値を求めるために種々の方向からX線吸収
投影像を撮影する。撮影するX線吸収投影像の枚数をN
とする。i方向からの撮影のモデルを図1に示す。図1
は、簡単のため、紙面がX線管の回転軌道面を示し、3
次元モデルの断面を2次元表示している。
In X-ray rotation imaging, X-ray absorption projection images are taken from various directions in order to determine the value of a three-dimensional image of the X-ray absorption coefficient. The number of X-ray absorption projection images to be taken is N
And FIG. 1 shows a model of shooting from the i direction. FIG.
For simplicity, the paper surface shows the rotation orbit plane of the X-ray tube,
The cross section of the two-dimensional model is displayed two-dimensionally.

【0052】図1において、201は被検体、202は
X線源、203はX線検出器、204は回転中心O、2
05は回転中心から見たX線源方向、206は着目する
画像再構成点P、207はX線源Sから点Pへ向かう着
目X線ビームの方向、208は着目X線ビームが回転中
心へ向かうX線ビームとなす角度α、209は着目X線
ビームが被検体201内を通過する位置を示す弦、21
0はi方向からのX線ビームで1チャネル当たり検出さ
れるX線量子数ni(α)、211はi方向の投影生デ
ータ出力信号Ii(α)を示す。また、図1中のL
i(α)は弦209の長さ、μは被検体のX線吸収係数
をあらわす。
In FIG. 1, reference numeral 201 denotes an object; 202, an X-ray source; 203, an X-ray detector;
05 is the direction of the X-ray source viewed from the rotation center, 206 is the image reconstruction point P of interest, 207 is the direction of the X-ray beam of interest from the X-ray source S to point P, and 208 is the X-ray beam of interest to the rotation center. The angle α, 209, which forms the X-ray beam heading, is a chord indicating the position where the focused X-ray beam passes through the subject 201, 21.
0 denotes an X-ray quantum number n i (α) detected per channel by an X-ray beam from the i direction, and 211 denotes a raw projection data output signal I i (α) in the i direction. Also, L in FIG.
i (α) represents the length of the string 209, and μ represents the X-ray absorption coefficient of the subject.

【0053】投影生データIi(α)(ただし、i=
1,・・・,Nの自然数)は、X線量子数ni(α)を
用いて、下記の数1に示すようにあらわせる。
The raw projection data I i (α) (where i =
1,..., N) are expressed by the following equation 1 using the X-ray quantum number n i (α).

【0054】[0054]

【数1】 Ii(α)=c0・ni(α)+ε ・・・・・(1) ただし、c0は光学絞りを制御する定数、εはA/D変
換時のビット数の制限によるノイズを含む回路ノイズで
ある。
[Number 1] I i (α) = c 0 · n i (α) + ε ····· (1) However, c 0 is a constant that controls the optical diaphragm, epsilon is the number of bits at the time of A / D converter This is circuit noise including noise due to restriction.

【0055】図2にコーンビームCTにおける回転X線
撮影から3次元画像の値の算出、および、3次元画像の
表示に至るデータ処理の流れを説明するための図を示
し、以下、図2に基づいて、データ処理の流れを説明す
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining the flow of data processing from rotation X-ray imaging with a cone beam CT to calculation of values of a three-dimensional image and display of the three-dimensional image. Based on this, the flow of data processing will be described.

【0056】ただし、図2では、本発明が問題とする計
測系の位置関係や検出器の固有の歪みの補正等の画像の
S/Nに直接関係しない要素は、説明を簡単にするため
に省略する。
However, in FIG. 2, elements which are not directly related to the S / N ratio of the image, such as the positional relationship of the measurement system and the correction of the inherent distortion of the detector, which are problems of the present invention, are described in order to simplify the explanation. Omitted.

【0057】まず、X線源202と検出器203とを被
検体201の周りに回転させながら、被検体201のX
線像を撮像する(ステップ301)。
First, while rotating the X-ray source 202 and the detector 203 around the subject 201, the X-ray
A line image is captured (step 301).

【0058】次に、ステップ302において、ノイズの
平均値を別途計測しておき、生データIi(α)を計測
したときと同一条件におけるノイズの期待値E(ε)を
算出し、これを引き算により補正する。このときの補正
は、下記の式(2)によって計算できる。
Next, in step 302, the average value of the noise is separately measured, and the expected value E (ε) of the noise under the same conditions as when the raw data I i (α) is measured is calculated. Correct by subtraction. The correction at this time can be calculated by the following equation (2).

【0059】[0059]

【数2】 Ji(α)=Ii(α)−E(ε) ・・・・・(2) ただし、式(2)によるノイズ補正では、A/D変換時
のビット数の制限によるノイズ成分の補正はできない。
J i (α) = I i (α) −E (ε) (2) However, in the noise correction according to the expression (2), the number of bits at the time of A / D conversion is limited. Noise components cannot be corrected.

【0060】回路ノイズ補正データJi(α)は、X線
量子数がポアソン分布に従うことを利用すると、その期
待値E{Ji(α)}と分散V{Ji(α)}は、それぞ
れ下記の式(3)、式(4)となる。
When the circuit noise correction data J i (α) is based on the fact that the X-ray quantum number follows the Poisson distribution, the expected value E {J i (α)} and the variance V {J i (α)} are The following equations (3) and (4) are obtained, respectively.

【0061】[0061]

【数3】 (Equation 3)

【0062】ただし、式(4)におけるV(ε)は、回
路ノイズの分散である。
Where V (ε) in equation (4) is the variance of circuit noise.

【0063】次に、対数変換を行う(ステップ30
3)。このときの変換は、下記の式(5)となる。
Next, logarithmic conversion is performed (step 30).
3). The conversion at this time is represented by the following equation (5).

【0064】[0064]

【数4】 Pi(α)=−c1・ln(Ji(α)) ・・・・・(5) ただし、Pi(α)は、対数変換後の投影像を示す。P i (α) = − c 1 · ln (J i (α)) (5) where P i (α) indicates a projected image after logarithmic transformation.

【0065】次に、投影像Pi(α)に対し、ビーム強
度や検出器の感度の不均一性の補正を行う(ステップ3
04)。この補正は、本計測とは別に被検体を配置せず
に撮影して得られた画像に対して、ノイズの補正を行っ
て得られた画像を対数変換して得られた感度画像を前述
のPi(α)から差し引くことにより行う。ただし、こ
のときの不均一性補正データQi(α)が、下記の式
(6)、式(7)となることが解析結果から得られてい
る。
Next, the non-uniformity of the beam intensity and the sensitivity of the detector is corrected for the projection image P i (α) (step 3).
04). In this correction, a sensitivity image obtained by performing logarithmic conversion on an image obtained by performing noise correction on an image obtained without placing the subject separately from the main measurement is described above. This is performed by subtracting from P i (α). However, it is obtained from the analysis result that the non-uniformity correction data Q i (α) at this time is represented by the following equations (6) and (7).

【0066】[0066]

【数5】 (Equation 5)

【0067】次に、コンボリューション演算を行う(ス
テップ305)。このコンボリューション演算は、下記
の式(8)となる。
Next, a convolution operation is performed (step 305). This convolution operation is represented by the following equation (8).

【0068】[0068]

【数6】 (Equation 6)

【0069】ただし、式(8)において、w(k)はコ
ンボリューションフィルタ、kはサンプリング間隔ts
を単位とした距離を示す。この距離kは、典型的なコン
ボリューションフィルタとしてShepp&Logan
のフィルタを用いる場合は、下記の式(9)となる。
In the equation (8), w (k) is a convolution filter, and k is a sampling interval ts.
Indicates the distance in units of. This distance k is the value of Shepp & Logan as a typical convolution filter.
When the filter of (1) is used, the following equation (9) is obtained.

【0070】[0070]

【数7】 (Equation 7)

【0071】また、コンボリューションの結果の期待値
と分散とは、それぞれ下記の式(10)、式(11)と
なる。
The expected value and the variance of the convolution result are expressed by the following equations (10) and (11), respectively.

【0072】[0072]

【数8】 (Equation 8)

【0073】次に、逆投影演算を行う(ステップ30
6)。一般に、画像再構成に用いる投影枚数をN、XY
Z空間上の点(x,y,z)の再構成画像をY(x,
y,z)とし、対応するコンボリューションデータを便
宜上c1・μ・Si(x,y,z)と記述すると、再構成
画像Y(x,y,z)は下記の式(12)となり、X線
量の配分の仕方には依存しない値となる。
Next, backprojection calculation is performed (step 30).
6). Generally, the number of projections used for image reconstruction is N, XY
A reconstructed image of a point (x, y, z) on the Z space is represented by Y (x,
y, z) and the corresponding convolution data is described as c 1 · μ · S i (x, y, z) for convenience, the reconstructed image Y (x, y, z) is given by the following equation (12). , X-ray doses do not depend on the distribution method.

【0074】[0074]

【数9】 (Equation 9)

【0075】一方、再構成画像の分散V{Y(x,y,
z)}は、下記の式(13)となる。
On the other hand, the variance V {Y (x, y,
z)} is given by the following equation (13).

【0076】[0076]

【数10】 (Equation 10)

【0077】ただし、式(13)の第1項は回路ノイズ
に関係しない項、第2項は回路ノイズの影響の項であ
る。
However, the first term of the equation (13) is a term not related to the circuit noise, and the second term is a term relating to the influence of the circuit noise.

【0078】一方、画像の相対ノイズは、下記の式(1
4)の左辺で定義され、その内容は右辺となる。
On the other hand, the relative noise of the image is given by the following equation (1).
4) is defined on the left side, and its contents are on the right side.

【0079】[0079]

【数11】 [Equation 11]

【0080】ここで、この式(14)の分母は、被検体
のX線吸収特性とコンボリューションフィルタのみに依
存する項であり、計測方法には無関係である。一方、式
(14)の分子は、各方向からの撮影により計測される
X線量子数ni(x,y,z)(ただし、n=1,・・
・,Nの自然数)と、回路ノイズ標準偏差σi(ε)お
よび回路ゲイン等に依存する定数c0とに依存する。た
だし、ni(x,y,z)は、下記の式(15)とな
る。
Here, the denominator of the equation (14) is a term that depends only on the X-ray absorption characteristics of the subject and the convolution filter, and is irrelevant to the measurement method. On the other hand, the numerator of the formula (14) is an X-ray quantum number n i (x, y, z) (where n = 1,...) Measured by imaging from each direction.
, N) and a constant c 0 depending on the circuit noise standard deviation σ i (ε) and the circuit gain. Here, n i (x, y, z) is given by the following equation (15).

【0081】[0081]

【数12】 (Equation 12)

【0082】ただし、式(15)において、n0iはi方
向からの撮影において被検体の厚さがゼロの位置のX線
量子数であり、i方向からの撮影に用いられるX線量に
比例する。
In the equation (15), n 0i is the X-ray quantum number at the position where the thickness of the subject is zero in the imaging from the i direction, and is proportional to the X-ray dose used for the imaging from the i direction. .

【0083】一方、従来のコーンビームX線CT装置で
は、n0iは変化させていないので、均等分配でiによら
ず一定であり、下記の式(16)となる。
On the other hand, in the conventional cone-beam X-ray CT apparatus, since n 0i is not changed, the distribution is uniform and constant irrespective of i, and the following equation (16) is obtained.

【0084】[0084]

【数13】 (Equation 13)

【0085】ただし、nTは、X線量総和である。Here, n T is the total X-ray dose.

【0086】これに対して、本願発明では、被検体に応
じて撮影線量の配分を行い、下記の式(17)の条件の
もとで、式(14)をより小さくするn0iを与える。
On the other hand, in the present invention, the imaging dose is distributed according to the subject, and n 0i that makes equation (14) smaller is given under the condition of the following equation (17).

【0087】[0087]

【数14】 [Equation 14]

【0088】ここで、式(14)の分子のルート内の第
2項が第1項に比較して無視できる場合、すなわち、回
路ノイズの標準偏差σ(ε)がc0に比較して、無視で
きる程度に小さい場合には、式(14)を最小にするn
0iは、シュワルツの不等式から解析的に、下記の式(1
8)となる。
[0088] Here, if the second term in the root of the molecule of formula (14) is negligible compared to the first term, i.e., the standard deviation of the circuit noise sigma (epsilon) is then compared to c 0, If it is negligibly small, n that minimizes equation (14)
0i is analytically calculated from Schwartz's inequality by the following equation (1)
8).

【0089】[0089]

【数15】 (Equation 15)

【0090】この式から明らかなように、ある着目点の
S/Nを最適化するためには、式(16)の代わりに、
この式(18)によりX線透過率の平方根に反比例する
X線量を配分すればよい。ただし、このときの最小値
は、下記の式(19)となる。
As is apparent from this equation, in order to optimize the S / N at a certain point of interest, instead of equation (16),
According to this equation (18), an X-ray dose that is inversely proportional to the square root of the X-ray transmittance may be allocated. However, the minimum value at this time is represented by the following equation (19).

【0091】[0091]

【数16】 (Equation 16)

【0092】したがって、式(19)の最小値と従来法
による値σcとの比は、下記の式(20)となる。
Therefore, the ratio between the minimum value of the equation (19) and the value σ c according to the conventional method is given by the following equation (20).

【0093】[0093]

【数17】 [Equation 17]

【0094】以上の説明から明らかなように、X線透過
率の平方根に反比例するX線強度を各撮影に分配するこ
とにより、式(14)で示す相対ノイズを減少し、画像
ノイズを理想的な最小値に近づけることができる。ただ
し、着目位置のX線透過率の情報は、被検体を配置して
撮影(計測)した計測画像と、被検体を配置しないで同
一のX線条件で撮影したブランク画像との比から求める
ことができる。
As is clear from the above description, by distributing the X-ray intensity which is inversely proportional to the square root of the X-ray transmittance to each imaging, the relative noise represented by the equation (14) is reduced, and the image noise is reduced to the ideal. The minimum value. However, the information on the X-ray transmittance at the position of interest is obtained from the ratio of a measurement image photographed (measured) with the subject arranged and a blank image photographed under the same X-ray conditions without the subject arranged. Can be.

【0095】一方、第2項が無視できない場合につい
て、シミュレーションによって、その効果を確認した。
On the other hand, the effect of the case where the second term cannot be ignored was confirmed by simulation.

【0096】図3はシミュレーションの方法を説明する
ための図であり、図3(a)および図3(b)は、胸部
を模擬した形状の被検体について、2種類の着目位置を
通るX線ビームを示している。
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a simulation method. FIGS. 3A and 3B show X-rays passing through two kinds of target positions for a subject simulating a chest. The beam is shown.

【0097】図3に示す模擬被検体の断面形状は、楕円
形の外形401を持ち、内部に肺野を模擬した吸収の無
い2個の円形領域402,403、および、背骨を模擬
した円形領域404を持つ。ただし、被検体の形状は縦
軸に関して対称と仮定する。着目位置は図3(a)では
回転中心405、図3(b)では1つの肺野の中心位置
とした。図3(a)における直線411〜420は着目
領域405を通るX線ビームの位置を、X線源の回転角
が0度から90度迄の10度間隔で示したものである。
一方、図3(b)における直線421〜430は、着目
領域406を通るX線ビームの位置を、X線源の回転角
が0度から90度迄の10度間隔で示したものである。
また、X線源の回転半径は、72cmである。
The cross-sectional shape of the simulated subject shown in FIG. 3 has two circular regions 402 and 403 having an elliptical outer shape 401 and simulating a lung field and having no absorption therein, and a circular region simulating a spine. It has 404. However, it is assumed that the shape of the subject is symmetric with respect to the vertical axis. The focus position is the rotation center 405 in FIG. 3A, and the center position of one lung field in FIG. 3B. Lines 411 to 420 in FIG. 3A indicate the positions of the X-ray beam passing through the region of interest 405 at intervals of 10 degrees from 0 to 90 degrees of the rotation angle of the X-ray source.
On the other hand, straight lines 421 to 430 in FIG. 3B show the positions of the X-ray beam passing through the region of interest 406 at intervals of 10 degrees from 0 to 90 degrees of the rotation angle of the X-ray source.
The radius of rotation of the X-ray source is 72 cm.

【0098】図4(a)の折れ線501は、図3の被写
体に対し、図3に示した10度毎の回転X線源によって
撮影を模擬し、X線透過率の平方根に反比例するX線量
で撮影する場合のX線量の分配結果を求め、X線量の平
均値を1に規格化して表示したものである。この平面内
のデータで視野中心から両側に6.85度の範囲を着目
領域とし、X線透過率は着目領域内での最小値を用い
た。回路ノイズの標準偏差は1、画像のフルスケールは
1023とし、1画素当たりのX線量子数をパラメータ
とした。シミュレーション結果は、X線強度は0度付近
の急峻なピークと60〜120度に渡る幅広いピークを
持つ。被検体の対称性により、データは90度の倍数の
角度でほぼ対称形となる。
A polygonal line 501 in FIG. 4A represents an X-ray dose simulating the subject shown in FIG. 3 by a rotating X-ray source at every 10 degrees shown in FIG. 3 and inversely proportional to the square root of the X-ray transmittance. The distribution result of the X-ray dose in the case of imaging is calculated, and the average value of the X-ray dose is normalized to 1 and displayed. In the data in this plane, a range of 6.85 degrees on both sides from the center of the visual field was set as the region of interest, and the X-ray transmittance used the minimum value in the region of interest. The standard deviation of the circuit noise was 1, the full scale of the image was 1023, and the number of X-ray quanta per pixel was used as a parameter. The simulation result shows that the X-ray intensity has a steep peak near 0 degree and a wide peak ranging from 60 to 120 degrees. Due to the symmetry of the subject, the data is approximately symmetric at multiples of 90 degrees.

【0099】また、図4(a)の折れ線502は、光学
絞り(アイリス)の効率の設定値の例を示したものであ
る。前述の着目領域内での最大値が計測系の飽和レベル
を越えないよう、一定値となるように設定した結果を相
対値で示してある。折れ線501と502の増減が独立
であることが読み取れる。これは、X線量の増減と光学
絞りの効率はそれぞれ独立に最適値を決定することがで
きることを示している。
A polygonal line 502 in FIG. 4A shows an example of the set value of the efficiency of the optical diaphragm (iris). The relative value indicates the result of setting the constant value so that the maximum value in the region of interest does not exceed the saturation level of the measurement system. It can be seen that the increase and decrease of the polygonal lines 501 and 502 are independent. This indicates that the optimum value can be independently determined for the increase / decrease of the X-ray dose and the efficiency of the optical diaphragm.

【0100】図4(b)および(c)は、前述の方法で
得られた画像ノイズと従来法のノイズとの比をそれぞれ
視野中央部の着目点405及び肺野部の着目点406に
ついて、求めたものである。
FIGS. 4B and 4C show the ratio between the image noise obtained by the above-described method and the noise of the conventional method, respectively, for the point of interest 405 in the center of the visual field and the point of interest 406 in the lung field. It is what I sought.

【0101】本方法によれば、典型的なX線量における
撮影では、視野中央部では従来法との差がほとんどない
が、肺野部では従来法に比較してノイズが顕著に減少す
る。
According to the present method, in radiography at a typical X-ray dose, there is almost no difference from the conventional method in the central part of the visual field, but the noise is significantly reduced in the lung field compared with the conventional method.

【0102】このように、回路ノイズすなわち式(1
3)の第2項が無視できない場合においても、前述の方
式によるX線分配の効果は非常に大きいことが分かる。
Thus, the circuit noise, that is, the equation (1)
It can be seen that even when the second term of 3) cannot be ignored, the effect of the X-ray distribution by the above-described method is very large.

【0103】次に、使用する画像の枚数と、そのときの
特徴について以下に述べる。
Next, the number of images to be used and the characteristics at that time will be described below.

【0104】直前の画像のみを用いる場合は、画像デー
タは1枚となるので、制御回路が実現されやすい。ま
た、回転撮影における角度ピッチが小さい場合には、十
分な精度の予測画像として機能する。
When only the immediately preceding image is used, only one image data is used, so that a control circuit is easily realized. When the angle pitch in the rotation imaging is small, it functions as a sufficiently accurate predicted image.

【0105】直前の画像と1枚前の画像の合計2枚の画
像を利用する場合は、まず、現在における平均変化率情
報を用いて予測画像を生成する。次に、その特徴量を予
測することにより、直前の画像だけを用いる場合に比較
して、次の画像の予測の精度が向上し、画像の濃度分解
能が向上する。
When using a total of two images, the immediately preceding image and the immediately preceding image, first, a predicted image is generated using the current average change rate information. Next, by predicting the feature amount, the accuracy of prediction of the next image is improved and the density resolution of the image is improved as compared with the case where only the immediately preceding image is used.

【0106】直前の画像と、1枚前の画像と、2枚前の
画像の合計3枚の画像を利用する場合は、今後の変化率
の変化を推定して予測画像を生成し、その特徴量を予測
する。この場合は、2枚の画像のみを用いる場合に比較
して、予測の精度がさらに向上するので、画像の濃度分
解能がさらに向上できる。また、回転撮影における角度
ピッチが大きい場合にも十分な精度の予測画像として機
能する。
When a total of three images including the immediately preceding image, the immediately preceding image, and the two preceding images are used, a predicted image is generated by estimating a change in the rate of change in the future, and the characteristic Predict the amount. In this case, the accuracy of prediction is further improved as compared with the case where only two images are used, so that the density resolution of the image can be further improved. Also, it functions as a predicted image with sufficient accuracy even when the angle pitch in rotational imaging is large.

【0107】[0107]

【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with embodiments (examples) of the invention.

【0108】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0109】(実施の形態1)図5は本発明の実施の形
態1のX線装置である回転撮影装置の概略構成を説明す
るための図であり、特に、図5(a)は回転撮影装置の
概略構成を示す図であり、図5(b)はX線画像計測系
の概略構成を説明するための図である。
(Embodiment 1) FIG. 5 is a view for explaining a schematic configuration of a rotary imaging apparatus which is an X-ray apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In particular, FIG. FIG. 5B is a diagram illustrating a schematic configuration of the apparatus, and FIG. 5B is a diagram illustrating a schematic configuration of an X-ray image measurement system.

【0110】図5(a)および図5(b)において、6
01はX線発生装置系(X線照射手段)、602はX線
画像計測装置系(撮像手段)、603は画像データ収集
・高速撮影制御回路系(照射線量制御手段)、604は
回転ガントリー(回転手段)、605は被検体保持用ベ
ッド、611はX線制御装置、612はX線管、621
は散乱線遮蔽グリッド、622はX線イメージインテン
シファイア(以下、X線I.I.と記す)、623は光
学系、624はテレビカメラ、631aは第1の1次レ
ンズ、631bは第2の1次レンズ、632は信号制御
手段の一例である光学絞り、633はミラー、634は
2次レンズを示す。
In FIGS. 5A and 5B, 6
01 is an X-ray generator system (X-ray irradiation unit), 602 is an X-ray image measurement system (imaging unit), 603 is an image data collection / high-speed imaging control circuit system (irradiation dose control unit), and 604 is a rotating gantry ( 605, an X-ray controller, 612, an X-ray tube, 621
Is a scattered radiation shielding grid, 622 is an X-ray image intensifier (hereinafter referred to as X-ray II), 623 is an optical system, 624 is a television camera, 631a is a first primary lens, and 631b is a second lens. , 632 denotes a mirror, 634 denotes a secondary lens, and 634 denotes a secondary lens.

【0111】図5(a)において、X線発生装置系60
1は、X線制御装置611とX線管612とから構成さ
れている。このX線制御装置611は、画像データ収集
・高速撮影制御回路系603およびX線管612に接続
されており、画像データ収集・高速撮影制御回路系60
3からの制御信号に基づいて、X線管612にX線管供
給電圧を供給する。また、X線管612は、回転ガント
リー604に固定されている。
In FIG. 5A, the X-ray generator system 60
Reference numeral 1 denotes an X-ray control device 611 and an X-ray tube 612. The X-ray control device 611 is connected to the image data acquisition / high-speed imaging control circuit system 603 and the X-ray tube 612, and the image data acquisition / high-speed imaging control circuit system 60
An X-ray tube supply voltage is supplied to the X-ray tube 612 based on the control signal from the X-ray tube 3. The X-ray tube 612 is fixed to the rotating gantry 604.

【0112】X線画像計測装置系602は、散乱線遮蔽
グリッド621、X線イメージインテンシファイア62
2、光学系623およびテレビカメラ624から構成さ
れる。また、このX線画像計測装置系602は、X線管
612と対向して回転ガントリー604に固定されてい
る。
The X-ray image measuring device system 602 includes a scattered radiation shielding grid 621 and an X-ray image intensifier 62.
2. It is composed of an optical system 623 and a television camera 624. The X-ray image measuring system 602 is fixed to the rotating gantry 604 so as to face the X-ray tube 612.

【0113】画像データ収集・高速撮影制御回路系60
3は、テレビカメラ624と接続されており、テレビカ
メラ624でデジタル信号(デジタル情報)に変換され
たX線像を収集する。また、画像データ収集・高速撮影
制御回路系603は、撮影条件演算と、回転ガントリ
ー、光学系絞り、テレビカメラおよびX線発生装置の制
御とを行う。画像データ収集・高速撮影制御回路系60
3は、本発明に固有の構成と機能を持つものである。な
お、詳細については後述する。
Image data collection / high-speed photographing control circuit system 60
Reference numeral 3 is connected to a television camera 624, and collects X-ray images converted into digital signals (digital information) by the television camera 624. The image data acquisition / high-speed imaging control circuit system 603 performs imaging condition calculation and controls the rotating gantry, optical system aperture, television camera, and X-ray generator. Image data collection / high-speed shooting control circuit 60
Reference numeral 3 has a configuration and a function unique to the present invention. The details will be described later.

【0114】回転ガントリ604は、図示しない回転駆
動装置の動力により、被検体保持ベッド605の周りに
X線管612およびX線画像計測系602を回転させ
る。
The rotating gantry 604 rotates the X-ray tube 612 and the X-ray image measurement system 602 around the subject holding bed 605 by the power of a rotation driving device (not shown).

【0115】図5(b)において、散乱線遮蔽グリッド
621は周知の放射線遮蔽グリッドであり、X線I.
I.622の入力面に配置される。
In FIG. 5B, a scattered radiation shielding grid 621 is a well-known radiation shielding grid.
I. 622 on the input surface.

【0116】X線I.I.622は、周知のX線I.
I.であり、入力面から入射した放射線の像を光学像に
変換し出力面より出力する。
X-ray I. I. 622 is a well-known X-ray I.O.
I. The image of the radiation incident from the input surface is converted into an optical image and output from the output surface.

【0117】光学系623は、タンデムレンズ系を構成
する第1の1次レンズ631aと第2の1次レンズ63
1b、2次レンズ632、ミラー633および光学絞り
634から構成される。本光学系では、第1の1次レン
ズ631aは、X線I.I.622の出力面の側に配置
されており、該出力面から出射される光学像が入射す
る。なお、光学系623は、周知の光学系である。
The optical system 623 includes a first primary lens 631a and a second primary lens 63 that constitute a tandem lens system.
1b, a secondary lens 632, a mirror 633, and an optical stop 634. In the present optical system, the first primary lens 631a is an X-ray I.D. I. 622 is disposed on the side of the output surface, and an optical image emitted from the output surface enters. The optical system 623 is a known optical system.

【0118】テレビカメラ624は、撮像素子にCCD
画像センサ素子を用いる周知のテレビカメラであり、光
学系623の2次レンズ632側に配置される。
The television camera 624 has a CCD as an image sensor.
This is a well-known television camera using an image sensor element, and is disposed on the secondary lens 632 side of the optical system 623.

【0119】なお、本実施の形態1の回転撮影装置での
撮影動作は、画像データ収集・高速撮影制御装置系60
3の制御信号に基づいて行われると言う点においては、
周知の回転撮影装置の撮影動作と同じとなるので、省略
する。
Note that the photographing operation of the rotary photographing apparatus according to the first embodiment is performed by the image data collection / high-speed photographing control system 60.
3 in that it is performed based on the control signal.
Since the operation is the same as that of a well-known rotary imaging device, the description is omitted.

【0120】図6は、本実施の形態1の画像データ収集
・高速撮影制御回路系の概略構成を説明するためのブロ
ック図であり、101は制御用パソコン、102はカメ
ラ同期信号制御回路、103はカメラインターフェー
ス、104は画像データ蓄積用フレームメモリ、105
は画像間演算部(X線像予測手段)、106は演算領域
指定レジスタ、107は撮影条件用制限条件設定レジス
タ(設定可能範囲格納手段)、108はディジタル信号
演算器演算部(DSP演算部)、109は演算結果レジ
スタ、110は外部機器制御部、115はパソコンイン
ターフェースを示す。
FIG. 6 is a block diagram for explaining a schematic configuration of an image data acquisition / high-speed photographing control circuit system according to the first embodiment. Reference numeral 101 denotes a control personal computer; 102, a camera synchronization signal control circuit; Is a camera interface, 104 is a frame memory for storing image data, 105
Denotes an inter-image operation unit (X-ray image prediction means), 106 denotes an operation area designation register, 107 denotes a photographing condition restriction condition setting register (settable range storage means), and 108 denotes a digital signal operation unit operation unit (DSP operation unit). , 109 are operation result registers, 110 is an external device control unit, and 115 is a personal computer interface.

【0121】図6において、制御用パソコン101は周
知の情報処理装置であり、テレビカメラ624、X線制
御装置611および回転ガントリ604の図示しない回
転駆動装置等の制御、ならびに、撮像画像および3次元
再構成像等の表示を行う。
In FIG. 6, a control personal computer 101 is a well-known information processing device, and controls a television camera 624, an X-ray control device 611, a rotary drive device (not shown) of the rotary gantry 604, and the like, and a captured image and three-dimensional image. A reconstructed image or the like is displayed.

【0122】テレビカメラ同期信号制御回路102は、
周知のテレビカメラ同期信号制御回路であり、カメライ
ンターフェース103を介して、テレビカメラ624の
撮影モードおよび光学絞り等を制御する。ただし、本実
施の形態においては、テレビカメラ624の動作モード
は12ビット,40MHz,512×512画素とす
る。
The television camera synchronization signal control circuit 102
This is a well-known television camera synchronization signal control circuit, and controls a shooting mode, an optical aperture, and the like of the television camera 624 via the camera interface 103. However, in the present embodiment, the operation mode of the television camera 624 is 12 bits, 40 MHz, and 512 × 512 pixels.

【0123】カメラインターフェース103は、画像デ
ータ収集・高速撮影制御系603の信号形式をテレビカ
メラ624の信号形式に変換する周知のテレビカメラ用
のインターフェース回路である。したがって、カメライ
ンターフェース103は、パソコンインターフェース1
15、画像データ蓄積用フレームメモリ104、演算部
105、テレビカメラ同期信号制御回路102およびテ
レビカメラ624とそれぞれ接続される。
The camera interface 103 is a well-known TV camera interface circuit for converting the signal format of the image data collection / high-speed shooting control system 603 into the signal format of the TV camera 624. Therefore, the camera interface 103 is connected to the personal computer interface 1
15, the image data storage frame memory 104, the arithmetic unit 105, the television camera synchronization signal control circuit 102, and the television camera 624.

【0124】画像データ蓄積用フレームメモリ104
は、たとえば、周知の半導体メモリを用いるフレームメ
モリであり、本実施の形態においては、512×512
画素、12ビットの画像を288枚以上連続的に収集可
能な容量を有する。
Image data storage frame memory 104
Is, for example, a frame memory using a well-known semiconductor memory. In the present embodiment, 512 × 512
Pixels have a capacity to continuously collect 288 or more 12-bit images.

【0125】画像間演算部105は、撮影条件演算用フ
レームメモリと、該演算用フレームメモリに格納した画
像に対して演算を行うための画像間重み付加減算手段と
からなり、次の予測画像を求める。したがって、画像間
演算部105は、カメラインターフェース103、画像
データ蓄積用フレームメモリ104、演算領域指定レジ
スタ106およびDSP演算部108に接続される。
The inter-image calculation unit 105 is composed of a frame memory for calculating photographing conditions, and an inter-image weighting / subtraction unit for performing calculations on the images stored in the calculation frame memory. Ask. Therefore, the inter-image calculation unit 105 is connected to the camera interface 103, the frame memory 104 for storing image data, the calculation area designation register 106, and the DSP calculation unit 108.

【0126】演算領域指定レジスタ106は、たとえ
ば、検者が制御用パソコン101から入力した演算領域
を格納する周知のレジスタであり、画像間演算部105
およびパソコンインターフェースに接続する。
The calculation region designation register 106 is a well-known register for storing, for example, a calculation region input from the control personal computer 101 by the examiner.
And connect to PC interface.

【0127】撮影条件用制限条件設定レジスタ107
は、X線パルス幅に関する初期値、現在値、上限値およ
び下限値、ならびに、光学絞りに関する初期値、現在
値、上限値および下限値を格納するレジスタであり、た
とえば、周知の半導体メモリを使用する。したがって、
撮影条件用制限条件設定レジスタ107は、パソコンイ
ンターフェース115およびDSP演算部108に接続
される。
Restriction condition setting register 107 for photographing conditions
Is a register for storing an initial value, a current value, an upper limit value and a lower limit value regarding the X-ray pulse width, and an initial value, a current value, an upper limit value and a lower limit value regarding the optical aperture. I do. Therefore,
The shooting condition restriction condition setting register 107 is connected to the personal computer interface 115 and the DSP calculation unit 108.

【0128】DSP演算部108は、周知のディジタル
シグナルプロセッサからなる演算器であり、現在の画像
および画像間演算部で求めた画像に対し、演算領域内に
おける画像強度を示す画素値の最大値と最小値とを算出
する。したがって、DSP演算部108は、画像間演算
部105、撮影条件用制限条件設定レジスタ107およ
び演算結果レジスタ109に接続される。なお、DSP
演算部108の詳細は、後述する。
The DSP operation unit 108 is an operation unit composed of a well-known digital signal processor. The DSP operation unit 108 calculates the maximum value of the pixel value indicating the image intensity in the operation area with respect to the current image and the image obtained by the inter-image operation unit. Calculate the minimum value. Therefore, the DSP operation unit 108 is connected to the inter-image operation unit 105, the photographing condition restriction condition setting register 107, and the operation result register 109. Note that the DSP
The details of the arithmetic unit 108 will be described later.

【0129】演算結果レジスタ109は、たとえば、周
知の半導体メモリからなり、DSP演算部108で決定
された次画像撮影用のX線パルス幅と次画像撮影用の光
学絞りとを格納する。
The operation result register 109 is, for example, a well-known semiconductor memory, and stores the X-ray pulse width for the next image photographing determined by the DSP operation unit 108 and the optical aperture for the next image photographing.

【0130】外部機器制御部110は、X線制御装置6
11および回転ガントリー604の駆動装置の回転制御
装置等を制御する。したがって、該外部機器制御部11
0に含まれるX線発生装置制御部は、X線パルス幅と同
一のパルス幅を持つTTLレベルパルスを出力する。出
力のタイミングは、図示しないCPUで制御する。ま
た、連続計測の場合のパルス幅は、0.3ms〜5ms
である。このほか、単発計測も可能である。さらには、
該外部機器制御部110に含まれる光学絞り装置制御部
は、光学絞り装置に対して、絞り値に対応する直流電圧
を出力する。このときの制御電圧範囲は、5.0V〜1
0.0Vである。ただし、5.5V以下で開放(φ78
以上)となり、10.0Vでφ10以下に絞られる。
[0130] The external device control unit 110 includes the X-ray control device 6.
11 and the rotation control device of the driving device of the rotating gantry 604 is controlled. Therefore, the external device control unit 11
The X-ray generator control unit included in 0 outputs a TTL level pulse having the same pulse width as the X-ray pulse width. The output timing is controlled by a CPU (not shown). The pulse width in the case of continuous measurement is 0.3 ms to 5 ms.
It is. In addition, single-shot measurement is also possible. Moreover,
An optical diaphragm device control unit included in the external device control unit 110 outputs a DC voltage corresponding to an aperture value to the optical diaphragm device. The control voltage range at this time is 5.0 V to 1
0.0V. However, open at 5.5V or less (φ78
Above) and is reduced to φ10 or less at 10.0 V.

【0131】次に、図7に本実施の形態1の画像データ
収集・高速撮影制御回路系の動作を説明するためのフロ
ーを示し、以下、図7に基づいて、図6に示す本実施の
形態1の画像データ収集・高速撮影制御回路系の動作を
説明する。
Next, FIG. 7 shows a flow for explaining the operation of the image data acquisition and high-speed photographing control circuit system according to the first embodiment. Hereinafter, based on FIG. 7, the present embodiment shown in FIG. The operation of the image data acquisition / high-speed shooting control circuit system according to the first embodiment will be described.

【0132】まず、計測開始前に、画像データ収集・高
速撮影条件制御装置系の外部機器制御部110により、
回転ガントリーの回転制御動作を行う。すなわち、静止
状態にある回転ガントリーに回転動作を開始させ、所定
の時間に所定の位置を通過する状態から回転撮影を開始
する。典型的な計測では、288枚の512×512画
素、12ビット,40MHzCCDカメラのディジタル
信号画像(Ak(ただし、k=0,・・・,277))
を毎秒60フレームの速度で連続的に収集する。
First, before the measurement is started, the external device control unit 110 of the image data collection / high-speed photographing condition control device system
Performs rotation control operation of the rotating gantry. That is, the rotating gantry in a stationary state starts a rotating operation, and starts rotating imaging from a state where the rotating gantry passes a predetermined position at a predetermined time. In a typical measurement, digital signal images (A k (where k = 0,..., 277) of 288 512 × 512 pixel, 12-bit, 40 MHz CCD cameras)
Are collected continuously at a rate of 60 frames per second.

【0133】このとき、演算用フレームメモリ104
は、現在の画像すなわち直前に撮像した画像、1フレー
ム前の画像および2フレーム前の画像の3枚を常に上書
きして保持する。また、演算用フレームメモリ104
は、前述の画像間演算によって求められた画像すなわち
予測画像を常に保持する。
At this time, the arithmetic frame memory 104
Always overwrites and holds the current image, that is, the image taken immediately before, the image before one frame, and the image two frames before. The calculation frame memory 104
Always holds the image obtained by the above-described inter-image operation, that is, the predicted image.

【0134】一方、演算領域指定レジスタ106は、後
述する演算を実行するための演算領域を4個の変数によ
り指定する。このときの演算領域に関するパラメータを
説明するための図を図8に示す。
On the other hand, the operation area designation register 106 designates an operation area for executing an operation described later by using four variables. FIG. 8 is a diagram for explaining parameters relating to the calculation area at this time.

【0135】次に、画像データ収集・高速撮影制御回路
系による画像処理になるが、この処理は、i番目の画像
iの計測がなされた時に実時間で、次画像の撮影条件
すなわちX線パルス幅αi+1と光学絞り(面積)βi+1
決定する場合の演算例である。
Next, image processing is performed by the image data collection / high-speed imaging control circuit system. This processing is performed in real time when the i-th image A i is measured, and the imaging conditions of the next image, that is, X-rays It is a calculation example when determining the pulse width α i + 1 and the optical stop (area) β i + 1 .

【0136】(1)第1ステップ:演算部105の撮影
条件演算用フレームメモリに、現在の画像Aiおよび1
フレーム前の画像Ai-1の2枚を保持する(801)。
この2枚の画像を用いて次の画像を予測するためであ
る。
(1) First step: The current images A i and 1 are stored in the photographing condition calculation frame memory of the calculation unit 105.
Two images A i-1 before the frame are held (801).
This is for predicting the next image using these two images.

【0137】(2)第2ステップ:演算領域指定レジス
タ106から図8に示す4個の座標パラメータh,v,
x,yで指定される演算領域E(m,n)を決定する
(802)。この演算領域の代表例は、画像中央部の3
84画素(横)×256画素(縦)である。ただし、こ
の演算領域は、よい画質にしたい撮影部位を含み、たと
えば、ハレーションが生じている部分のような、周辺部
は含まないように設定する。
(2) Second step: The four coordinate parameters h, v, and
An operation area E (m, n) specified by x and y is determined (802). A typical example of this calculation area is 3 in the center of the image.
It is 84 pixels (horizontal) × 256 pixels (vertical). However, this calculation area is set so as to include a photographed part desired to have a good image quality and not to include, for example, a peripheral part such as a part where halation occurs.

【0138】(3)第3ステップ:撮影条件演算用フレ
ームメモリの画像Aiに対し、演算領域内の最大値ma
xAiと最小値minAiとを求める(803)。
(3) Third step: For the image A i in the frame memory for calculating the photographing conditions, the maximum value ma in the calculation area is calculated.
xA i and the minimum value minA i are obtained (803).

【0139】(4)第4ステップ:画像Aiと画像Ai-1
を用いて、次に撮影することになる画像すなわち予測画
像(予測X線像)Bi+1 *を求める(804)。
(4) Fourth Step: Image A i and Image A i-1
Is used to obtain an image to be captured next, that is, a predicted image (predicted X-ray image) B i + 1 * (804).

【0140】この予測画像Bi+1 *の計算方法は、まず、
初期条件(基準条件)での撮影を仮定したときの画像を
求めるための変換係数fiを求める。この計算方法は、
下記の式(21)となる。
The method of calculating the predicted image B i + 1 * is as follows.
Obtaining transformation coefficients f i for obtaining an image, assuming the shooting in the initial condition (standard condition). This calculation method is
The following equation (21) is obtained.

【0141】[0141]

【数18】 (Equation 18)

【0142】ただし、α0はX線パルス幅の初期値、β0
は光学絞りの初期値、αiは現在のX線パルス幅、βi
現在の光学絞りを示す。なお、fi-1は、下記の式(2
2)の演算によって、先に求められているものとする。
Here, α 0 is the initial value of the X-ray pulse width, β 0
Is the initial value of the optical aperture, α i is the current X-ray pulse width, and β i is the current optical aperture. Note that fi -1 is calculated by the following equation (2)
It is assumed that the value is previously obtained by the calculation of 2).

【0143】[0143]

【数19】 [Equation 19]

【0144】ただし、αi-1は1フレーム前のX線パル
ス幅、βi-1は1フレーム前の光学絞りを示す。
Here, α i-1 indicates the X-ray pulse width one frame before, and β i-1 indicates the optical stop one frame before.

【0145】次に、式(23)により、直前に撮影した
画像と該画像の1枚前に撮影した画像との2枚の画像を
用いて、これから撮影する画像すなわち次の画像を直線
外挿により予測する。このときの計算式は、下記の式と
なる。
Next, according to equation (23), an image to be taken, that is, the next image is extrapolated to a straight line by using two images, the image taken immediately before and the image taken one image before the image. Predict by The calculation formula at this time is as follows.

【0146】[0146]

【数20】 (Equation 20)

【0147】したがって、前述する予測画像Bi+1 *が計
算できる。
Therefore, the above-described predicted image B i + 1 * can be calculated.

【0148】(5)第5ステップ:演算領域内の予測画
像Bi+1 *の最大値maxBi+1 *および最小値minB
i+1 *を求める(805)。
(5) Fifth step: The maximum value maxB i + 1 * and the minimum value minB of the predicted image B i + 1 * in the calculation area
i + 1 * is obtained (805).

【0149】(6)第6ステップ:DSP演算部108
において、下記の式(24)により、初期X線パルス幅
に対する補正係数giを求める。また、下記の式(2
5)により、次の撮影のX線パルス幅候補αi+1 *を求め
る。この後、下記の式(26)により光学絞り候補β
i+1 *を引き続いて求める。ただし、式(24)は、第1
の変換値と第2の変換値との比率の計算を示すものであ
る。
(6) Sixth step: DSP operation unit 108
, A correction coefficient g i for the initial X-ray pulse width is obtained by the following equation (24). Also, the following equation (2)
According to 5), the X-ray pulse width candidate α i + 1 * for the next imaging is obtained. Thereafter, the optical stop candidate β is calculated by the following equation (26).
Continue to find i + 1 * . However, Expression (24) is the first
3 shows the calculation of the ratio between the converted value of the second and the second converted value.

【0150】[0150]

【数21】 (Equation 21)

【0151】前述する式(26)は、被検体のX線透過
率とX線量とが変化した場合であっても、画像の最大値
が変化しないように光学絞りを設定することを意味す
る。
The above-mentioned expression (26) means that the optical aperture is set so that the maximum value of the image does not change even when the X-ray transmittance and the X-ray dose of the subject change.

【0152】(7)第7ステップ:DSP演算部108
において、αi+1 *と撮影条件用制御条件設定レジスタ1
07に記憶されているX線パルス幅に関する上限値ma
xαおよび下限値minαとの大小関係、ならびに、β
i+1 *と光学絞りに関する上限値maxβ、下限値min
βおよび1フレーム時間での変化可能な最大変化量βv
との大小関係を判別する。このときの具体的な判別条件
は、以下に示す(a)〜(h)であり、この結果に基づ
いて、実現可能な次撮影のX線パルス幅αi+1と光学絞
りβi+1とを決定する。このときの判別の様子を図9に
示す。なお、以下に示す(a)から(h)と図9中の領
域(a)から(h)は対応している。
(7) Seventh step: DSP operation unit 108
At α i + 1 * and the photographing condition control condition setting register 1
07 relating to the X-ray pulse width stored in ma
xα and the lower and upper limit value minα, and β
i + 1 * , upper limit value maxβ, lower limit value min regarding optical aperture
β and the maximum change amount βv that can be changed in one frame time
Is determined. Specific determination conditions at this time are the following (a) to (h). Based on the results, the feasible X-ray pulse width α i + 1 of the next imaging and the optical aperture β i + 1 And decide. FIG. 9 shows a state of the determination at this time. Note that the following (a) to (h) correspond to the regions (a) to (h) in FIG.

【0153】[0153]

【数22】 (Equation 22)

【0154】(a)γi+1 *≧maxα・βu,i+1のとき(A) When γ i + 1 * ≧ maxα · β u, i + 1

【0155】[0155]

【数23】 (Equation 23)

【0156】(b)γi+1 *≦minα・βl,i+1のとき(B) When γ i + 1 * ≦ minα · β l, i + 1

【0157】[0157]

【数24】 (Equation 24)

【0158】(c)minα≦αi+1 *≦maxαかつβ
l,i+1≦βi+1 *≦βu,i+1のとき
(C) minα ≦ α i + 1 * ≦ maxα and β
l, i + 1 ≤ β i + 1 * ≤ β u, i + 1

【0159】[0159]

【数25】 (Equation 25)

【0160】(d)前述以外の場合であり、かつ、β
i+1 *≧βu,i+1のとき
(D) The case other than the above, and β
When i + 1 * ≧ β u, i + 1

【0161】[0161]

【数26】 (Equation 26)

【0162】(h)前述の(d)の場合の内で、αi+1 *
<minαのとき
(H) In the case of the above (d), α i + 1 *
<Minα

【0163】[0163]

【数27】 [Equation 27]

【0164】(f)前述以外の場合、すなわち、βi+1 *
≦βl,i+1のとき
(F) In cases other than the above, ie, β i + 1 *
≤ β l, i + 1

【0165】[0165]

【数28】 [Equation 28]

【0166】(g)前述する(f)の場合の内で、α
i+1 *>maxαのとき
(G) In the case of (f) described above, α
When i + 1 * > maxα

【0167】[0167]

【数29】 (Equation 29)

【0168】一方、式(23)による直線外挿を、下記
の式(44)に変更することにより2次曲線による外挿
とすることができる。
On the other hand, the linear extrapolation by the equation (23) can be changed to the following equation (44) to make an extrapolation by a quadratic curve.

【0169】[0169]

【数30】 [Equation 30]

【0170】このとき、X線量および光学絞りが装置の
限界値を越えて計算された場合の設定値、たとえば、
(a)および(b)をX線量と光学絞りとの積が一定の
線上に設定したのは、他の設定値に設定する場合に対し
て、画像の質の低下を最小限に抑えることができるから
である。
At this time, setting values when the X-ray dose and the optical aperture are calculated beyond the limit values of the apparatus, for example,
The reason why (a) and (b) are set on the line where the product of the X-ray dose and the optical aperture is constant is that the deterioration of the image quality is minimized as compared with the case where other setting values are set. Because you can.

【0171】次に、図10および図11に本実施の形態
1の回転撮影装置におけるタイムシーケンスの一例を示
す図を示し、以下、図10および図11に基づいて、本
実施の形態1の回転撮影装置の撮影動作を説明する。
Next, FIGS. 10 and 11 show an example of a time sequence in the rotary photographing apparatus of the first embodiment. Hereinafter, the rotation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The photographing operation of the photographing device will be described.

【0172】図10(a)は、超高速撮影時のタイミン
グシーケンスを示す図である。この場合には、外部同期
信号は、16.67ms(図10(a)中では、16.
7msと記す)毎にカメラ同期信号制御回路102によ
り、テレビカメラ624に与えられる(t0)。X線照
射パルス(図中に示すX線照射)は、外部同期信号に同
期して外部機器制御部210から与えられる(t0)。
同時に、外部同期信号により、テレビカメラ624はC
CDにおける画像蓄積を行う(t0)。この画像蓄積時
間は、制御用パソコン101からの指示に基づいて、本
計測における最大X線パルス幅以上に設定する。CCD
蓄積動作を終了すると(t2)、CCDからの画像読み
出しを開始する(t2)。CCD読み出しは、たとえ
ば、画面の上から下の方向へ行う。ただし、図中の斜線
領域は、画像入力と同時に行われる画像演算(図7のス
テップ801〜805)を示す(t3〜t4)。撮影条
件演算は、DSP演算部108による演算(図7のステ
ップ806〜807)を示す(t4〜t5)。光学絞り
の移動は、撮影条件演算が終了すると実行され(t
5)、次のフレームの外部同期信号の時間迄に移動を終
了する(t6)。
FIG. 10A is a diagram showing a timing sequence at the time of ultra-high-speed photographing. In this case, the external synchronization signal is 16.67 ms (16.67 ms in FIG. 10A).
7 ms) to the television camera 624 by the camera synchronization signal control circuit 102 (t0). The X-ray irradiation pulse (X-ray irradiation shown in the figure) is provided from the external device control unit 210 in synchronization with the external synchronization signal (t0).
At the same time, the external synchronization signal causes the TV camera 624 to
Image storage on the CD is performed (t0). The image accumulation time is set to be equal to or longer than the maximum X-ray pulse width in the main measurement based on an instruction from the control personal computer 101. CCD
When the accumulation operation is completed (t2), image reading from the CCD is started (t2). The CCD reading is performed, for example, from the top to the bottom of the screen. However, the shaded areas in the figure indicate image calculations (steps 801 to 805 in FIG. 7) performed simultaneously with image input (t3 to t4). The shooting condition calculation indicates the calculation by the DSP calculation unit 108 (steps 806 to 807 in FIG. 7) (t4 to t5). The movement of the optical diaphragm is executed when the photographing condition calculation ends (t
5) The movement is completed by the time of the external synchronization signal of the next frame (t6).

【0173】以上に説明した図10(a)のシーケンス
によれば、t4〜t6間での期間に次のフレーム(t6
〜t7)における撮影用のX線パルス幅および光学絞り
を制御することができるので、超高速の制御が可能とな
る。
According to the above-described sequence of FIG. 10A, during the period between t4 and t6, the next frame (t6
Since the X-ray pulse width and the optical aperture for imaging in (t7) can be controlled, ultra-high-speed control is possible.

【0174】図10(b)は、図10(a)のシーケン
スを2フレーム時間に分割して実行する場合のシーケン
スの一例である。このシーケンスでは、撮影条件演算の
終了後(t1)、次のX線照射の終了を待ち(t3)、
このX線照射が終了してから新しい光学絞り条件を実現
するための光学絞りの移動を行い(t4)、移動はその
次のX線照射迄に終了する(t5)。
FIG. 10B is an example of a sequence in the case where the sequence of FIG. 10A is divided into two frames and executed. In this sequence, after completion of the imaging condition calculation (t1), the end of the next X-ray irradiation is waited (t3).
After the end of the X-ray irradiation, the optical stop is moved to realize a new optical stop condition (t4), and the movement ends by the next X-ray irradiation (t5).

【0175】以上説明したように、このシーケンスで
は、1フレーム時間の遅れを持って制御を行うものであ
る。したがって、図10(a)のシーケンスに比較し
て、画像蓄積時間と光学絞り移動時間とをそれぞれ約2
倍に長くとることができる。この場合は、DSP演算部
108での画像予測演算としては、次の次のフレームす
なわち2フレーム先のフレームの予測を行うのが適切で
ある。このためには、前述の1次外挿の式(23)は、
下記の式(45)または式(46)に変更する。
As described above, in this sequence, control is performed with a delay of one frame time. Therefore, as compared with the sequence of FIG. 10A, the image storage time and the optical stop moving time are each set to about 2 times.
Can be twice as long. In this case, as the image prediction calculation in the DSP calculation unit 108, it is appropriate to predict the next frame, that is, the frame two frames ahead. For this purpose, the above-mentioned first-order extrapolation equation (23) is given by
The following equation (45) or equation (46) is used.

【0176】[0176]

【数31】 (Equation 31)

【0177】2次外挿の式(44)は、下記の式(4
7)に変更する。
The equation (44) for the quadratic extrapolation is given by the following equation (4)
Change to 7).

【0178】[0178]

【数32】 (Equation 32)

【0179】次の図11(a)は、制御を2フレーム時
間に分割し、1フレーム時間の遅れで該制御を実行する
シーケンスの別の例である。この図11(a)に示す制
御では、画像読み出しおよび画像演算は、次のフレーム
のX線照射と同時に進行する(t6〜t7)。
FIG. 11A shows another example of a sequence in which the control is divided into two frame times and the control is executed with a delay of one frame time. In the control shown in FIG. 11A, the image reading and the image calculation proceed simultaneously with the X-ray irradiation of the next frame (t6 to t7).

【0180】したがって、このシーケンスでは図10
(b)のような待ち時間がなく、その分をさらに画像蓄
積または演算領域の画像読み出しおよび演算時間に用い
ることができるので、X線照射量範囲の増大、または、
着目領域を拡大することにより、より高画質な画像を得
ることができるという効果がある。
Therefore, in this sequence, FIG.
Since there is no waiting time as in (b) and the time can be further used for image storage or image reading and calculation time of the calculation area, the X-ray irradiation dose range can be increased or
By expanding the region of interest, there is an effect that a higher quality image can be obtained.

【0181】図11(b)に示すシーケンスでは、制御
を2フレーム時間に分割し、1フレーム時間の遅れで該
制御を実行するシーケンスのその他の例である。本シー
ケンスでは、奇数フレームまたは偶数フレームのどちら
かの一群のみを制御し、引き続くフレームは直前のフレ
ームと同一の撮影条件で撮影する。たとえば、第1のX
線照射(t0〜t1)のデータを用い、次の第2のX線
照射(t3〜t4)は1フレーム前の第1のX線照射
(t0〜t1)と同一条件とし、その次の第3のX線照
射(t5〜t6)の条件を制御する。一方、光学的絞り
移動は、X線照射の間にも行うことが可能である。した
がって、光学絞りの応答時間が1フレーム時間より長い
場合にも、本発明を適用したX線装置を提供することが
できる。
The sequence shown in FIG. 11B is another example of a sequence in which the control is divided into two frame times and the control is executed with a delay of one frame time. In this sequence, only one group of the odd-numbered frame and the even-numbered frame is controlled, and the succeeding frame is shot under the same shooting conditions as the immediately preceding frame. For example, the first X
Using the data of the X-ray irradiation (t0 to t1), the next second X-ray irradiation (t3 to t4) has the same conditions as the first X-ray irradiation (t0 to t1) one frame before, and The conditions of X-ray irradiation (t5 to t6) of No. 3 are controlled. On the other hand, the optical diaphragm movement can be performed during X-ray irradiation. Therefore, even when the response time of the optical diaphragm is longer than one frame time, an X-ray apparatus to which the present invention is applied can be provided.

【0182】ただし、この場合には1次外挿の式(2
3)は、前述の式(46)となる。
However, in this case, the primary extrapolation equation (2)
3) becomes the above-mentioned equation (46).

【0183】以上説明したように、本実施の形態1の回
転撮影装置では、DSP演算部108が、まず、直前に
撮影した画像Ai上に検者が予め設定した演算領域Eに
おける最大値maxAiと最小値minAiとを決定す
る。次に、DSP演算部108が直前に撮影した、たと
えば、2枚の画像Ai,Ai-1とから、次に撮影した場合
に得られることになる予測画像Bi+1 *を求める。次に、
DSP演算部108は、予測画像Bi+1 *の演算領域にお
ける最大値maxBi+1 *と最小値minBi+1 *とを求
め、該最大値maxBi+1 *および最小値minBi+1 *
ならびに、前述の最大値maxAiおよび最小値min
iとからX線パルス幅候補αi+1 *および光学絞り候補
βi+1 *を求める。次に、このX線パルス幅候補αi+1 *
よび光学絞り候補βi+1 *と条件設定レジスタに格納する
条件とから、実現可能なX線パルス幅αi+1および光学
絞りβi+1を求める。次に、外部機器制御部110が、
この値に基づいて、X線管612の照射X線量および光
学絞り634を制御して、実際に次のX線画像を撮影す
ることにより、被検体の着目領域である演算領域の画像
のS/Nが同一のX線量総和に対して増大するようにX
線量の配分を実現することができる。
As described above, in the rotary photographing apparatus according to the first embodiment, the DSP computing section 108 firstly sets the maximum value maxA in the computing area E set by the examiner on the image A i photographed immediately before. i and the minimum value minA i are determined. Next, from the two images A i and A i−1 taken immediately before, for example, by the DSP calculation unit 108, a predicted image B i + 1 * to be obtained in the next shooting is obtained. next,
The DSP calculation unit 108 calculates the maximum value maxB i + 1 * and the minimum value minB i + 1 * in the calculation area of the predicted image B i + 1 * , and obtains the maximum value maxB i + 1 * and the minimum value minB i + 1 * ,
And the above-mentioned maximum value maxA i and minimum value min
An X-ray pulse width candidate α i + 1 * and an optical stop candidate β i + 1 * are obtained from A i . Next, from the X-ray pulse width candidate α i + 1 * and the optical stop candidate β i + 1 * and the condition stored in the condition setting register, the feasible X-ray pulse width α i + 1 and the optical stop β i Find +1 . Next, the external device control unit 110
Based on this value, by controlling the irradiation X-ray dose of the X-ray tube 612 and the optical aperture 634, the next X-ray image is actually taken, so that the S / S of the image in the calculation region that is the region of interest of the subject is obtained. X so that N increases for the same total X-ray dose
A dose distribution can be realized.

【0184】また、ダイナミックレンジが限定された2
次元X線検出器をもつ計測系において、該検出器の限ら
れたダイナミックレンジをそれぞれの角度ごとの撮影に
おいてX線量と画像レベルとの設定を両立して行うこと
ができる。
In addition, the dynamic range is limited to 2
In a measurement system having a dimensional X-ray detector, it is possible to set an X-ray dose and an image level in a limited dynamic range of the detector in imaging at each angle.

【0185】したがって、X線像の濃度分解能を向上す
ることできる。
Therefore, the density resolution of the X-ray image can be improved.

【0186】また、本実施の形態においては、X線パル
ス幅を制御することによって、X線量を制御することと
したが、これに限定されることはなく、たとえば、X線
管6に印加するX線管電圧値を制御してX線量を制御す
る構成にしてもよいことはいうまでもない。
In this embodiment, the X-ray dose is controlled by controlling the X-ray pulse width. However, the present invention is not limited to this. It goes without saying that the configuration may be such that the X-ray dose is controlled by controlling the X-ray tube voltage value.

【0187】(実施の形態2)図12は本発明の実施の
形態2のX線装置である回転撮影装置の画像データ収集
・高速撮影制御回路系の概略構成を説明するためのブロ
ック図であり、1101は制御用パソコン、1102は
カメラ同期信号制御回路、1103はカメラインターフ
ェース1104は画像データ蓄積用フレームメモリ、1
110は外部機器制御部を示す。
(Embodiment 2) FIG. 12 is a block diagram for explaining a schematic configuration of an image data acquisition / high-speed imaging control circuit system of a rotary imaging apparatus which is an X-ray apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Reference numeral 1101 denotes a control personal computer; 1102, a camera synchronization signal control circuit; 1103, a camera interface 1104; a frame memory for storing image data;
Reference numeral 110 denotes an external device control unit.

【0188】ただし、以下の説明においては、実施の形
態1の回転撮影装置と異なる部分についてのみ説明す
る。
However, in the following description, only parts different from the rotary photographing apparatus according to the first embodiment will be described.

【0189】図12において、テレビカメラ1111の
動作モードの代表例は、実施の形態1と同様に12ビッ
ト、40MHz、512×512画素である。
In FIG. 12, a representative example of the operation mode of the television camera 1111 is 12 bits, 40 MHz, 512 × 512 pixels as in the first embodiment.

【0190】制御用パソコン1101とカメラ同期信号
制御回路1102との機能により、カメラインターフェ
ース1103を通じてカメラ1111を制御し、カメラ
から出力されるディジタル画像を蓄積用フレームメモリ
1104に連続的に収集する。蓄積用フレームメモリ1
104は512×512画素、12ビットの画像を28
8枚以上連続的に収集することが可能である。
The functions of the control personal computer 1101 and the camera synchronization signal control circuit 1102 control the camera 1111 through the camera interface 1103, and the digital images output from the camera are continuously collected in the storage frame memory 1104. Frame memory for storage 1
104 represents a 512 × 512 pixel, 12-bit image
It is possible to collect eight or more sheets continuously.

【0191】本実施の形態においては、あらかじめ設定
されたX線相対ノイズの値に対し、本計測によって得ら
れるX線透過像における着目領域のX線相対ノイズの値
がほぼ同等になるように設定するため、あらかじめ複数
の方向からのX線透過像を予備撮影として少ないX線量
で撮影を行う。ただし、X線相対ノイズとは、X線像の
信号成分中に占めるノイズ成分の比を示す。
In the present embodiment, the value of the X-ray relative noise of the region of interest in the X-ray transmission image obtained by the main measurement is set to be substantially equal to the value of the preset X-ray relative noise. For this purpose, X-ray transmission images from a plurality of directions are preliminarily photographed with a small amount of X-rays. Here, the X-ray relative noise indicates a ratio of a noise component in a signal component of the X-ray image.

【0192】予備撮影を行った条件では、予備撮影の画
像からあらかじめ設定されたX線相対ノイズの条件を満
足するX線量を算出して用いる。また、予備撮影を行わ
なかった条件にたいしては、予備撮影から得られた条件
から補間により求める。求めた計測条件を用い、たとえ
ば、制御用パソコン1101に設定したプログラム制御
により一連の撮影を行う。
Under the conditions of the preliminary photographing, an X-ray dose that satisfies the preset condition of the relative X-ray noise is calculated from the image of the preliminary photographing and used. In addition, for the condition in which the preliminary photographing is not performed, the condition is obtained by interpolation from the condition obtained from the preliminary photographing. Using the obtained measurement conditions, for example, a series of photographing is performed under program control set in the control personal computer 1101.

【0193】次に、図12に基づいて、実施の形態2の
画像データ収集・高速撮影条件制御装置系の動作を説明
する。
Next, the operation of the image data collection / high-speed photographing condition control system according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

【0194】実施の形態2の画像データ収集・高速撮影
条件制御装置系では、予備撮影、本撮影ともに、計測開
始前に、画像データ収集・高速撮影条件制御装置系の外
部機器制御部1110により回転ガントリーの回転制御
動作を行う。すなわち、静止状態にある回転ガントリー
に回転動作を開始させ、所定の時間に所定の位置を通過
する状態から回転撮影を開始する。本撮影における典型
的な例では、288枚の512×512画素、12ビッ
ト,40MHzCCDカメラのディジタル信号画像(A
k(ただし、k=0,・・・,277))を毎秒60フ
レームの速度で連続的に収集する。
In the image data collection / high-speed shooting condition control system according to the second embodiment, both the preliminary shooting and the main shooting are rotated by the external device control unit 1110 of the image data collection / high-speed shooting condition control system before starting the measurement. Performs gantry rotation control operation. That is, the rotating gantry in a stationary state starts a rotating operation, and starts rotating imaging from a state where the rotating gantry passes a predetermined position at a predetermined time. In a typical example of the actual photographing, a digital signal image (A) of 288 512 × 512 pixels, 12 bits, 40 MHz CCD camera is used.
k (where k = 0,..., 277)) are continuously collected at a rate of 60 frames per second.

【0195】予備撮影の前または後に、本撮影における
着目画素領域におけるX線ノイズ相対値、X線パルス幅
に関する上限値および下限値、ならびに、光学絞りに関
する上限値および下限値を設定する。ただし、予備撮影
は、一定のX線量、光学絞り、およびアンプゲインの条
件で複数の方向からの撮影を行う。
Before or after the preliminary photographing, an X-ray noise relative value, an upper limit value and a lower limit value regarding the X-ray pulse width, and an upper limit value and a lower limit value regarding the optical aperture in the pixel region of interest in the main photographing are set. However, in the preliminary imaging, imaging is performed from a plurality of directions under the conditions of a fixed X-ray dose, an optical aperture, and an amplifier gain.

【0196】制御用パソコン1101において、予備撮
影で得られた画像に対し、着目演算領域内における最大
値と最小値の両方を算出する。次に、これらの値と撮影
X線量と着目領域におけるX線相対ノイズの仕様から、
予備撮影と同一の被検体条件(撮影角度)における本撮
影のX線条件および光学絞りの条件とを、演算により求
める。次に、予備撮影を行わなかった条件にたいして
は、予備撮影から得られた条件に基づいて、補間により
求める。
The control personal computer 1101 calculates both the maximum value and the minimum value in the calculation area of interest for the image obtained by the preliminary photographing. Next, from these values, the imaging X-ray dose, and the specification of the X-ray relative noise in the region of interest,
The X-ray condition and the optical aperture condition of the main imaging under the same subject condition (imaging angle) as the preliminary imaging are calculated. Next, the condition for which the preliminary photographing was not performed is obtained by interpolation based on the condition obtained from the preliminary photographing.

【0197】次に、本計測を行う全ての撮影角度条件に
ついて、X線パルス幅に関する上限値および下限値、な
らびに、光学絞りに関する上限値および下限値の制限か
ら実現可能な値を、本計測のX線パルス幅および光学絞
りとして決定する。
Next, for all the imaging angle conditions for performing the main measurement, the values that can be realized from the upper and lower limits of the X-ray pulse width and the upper and lower limits of the optical aperture are determined by the main measurement. The X-ray pulse width and the optical aperture are determined.

【0198】前述の手順で求めた計測条件を用い、たと
えば、プログラム制御により一連の撮影を行う。このと
きの計測条件は、パソコンのインターフェースを通し
て、外部機器制御部1110へ送られ、X線制御装置6
11と光学絞り634を制御する。
Using the measurement conditions obtained in the above-described procedure, a series of photographing is performed by, for example, program control. The measurement conditions at this time are sent to the external device control unit 1110 through the interface of the personal computer, and the X-ray controller 6
11 and the optical stop 634 are controlled.

【0199】次に、図13に本実施の形態2の画像デー
タ収集・高速撮影制御回路系の動作を説明するためのフ
ローを示し、以下、図7に基づいて、図6に示す本実施
の形態1の画像データ収集・高速撮影制御回路系の詳細
な動作を説明する。
Next, FIG. 13 shows a flow for explaining the operation of the image data acquisition / high-speed photographing control circuit system according to the second embodiment. Hereinafter, based on FIG. 7, the present embodiment shown in FIG. The detailed operation of the image data acquisition / high-speed shooting control circuit system according to the first embodiment will be described.

【0200】ただし、図13は、i番目の予備計測画像
0iの計測がX線パルス幅をα0、光学絞りをβ0の条件
で行われた場合における本画像の撮影条件すなわちX線
パルス幅αiと光学絞り(面積)βiを決定するアルゴリ
ズムの演算例を示すものである。
However, FIG. 13 shows the photographing condition of the main image, that is, the X-ray pulse when the measurement of the i-th preliminary measurement image D 0i is performed with the X-ray pulse width α 0 and the optical aperture β 0. 9 shows an example of an operation of an algorithm for determining a width α i and an optical stop (area) β i .

【0201】本計測画像の着目領域内のX線相対ノイズ
の目標仕様をRiとする。この相対ノイズを実現する条
件については予め実験により求めておく。この相対ノイ
ズを実現する計測条件の1例を、X線パルス幅αr、光
学絞りβr、この条件でX線相対ノイズがRrとなるとき
の画像レベルをDrとする。
The target specification of the relative X-ray noise in the region of interest of the main measurement image is R i . Conditions for realizing the relative noise are obtained in advance by experiments. An example of a measurement condition to realize this relative noise, X-rays pulse width alpha r, optical diaphragm beta r, X-rays relative noise under this condition the image level when the R r and D r.

【0202】(1)第1ステップ:4個の座標パラメー
タh,v,x,yにより指定される演算領域E(m,
n)を決定する(1201)。
(1) First step: A calculation area E (m, m) specified by four coordinate parameters h, v, x, y
n) is determined (1201).

【0203】(2)第2ステップ:予備計測画像D0i
対し、演算領域内の最大値maxD0iと最小値minD
0iを求める(1202)。
(2) Second step: For the preliminary measurement image D 0i , the maximum value maxD 0i and the minimum value minD in the calculation area
0i is obtained (1202).

【0204】(3)第3ステップ:下記の式(48)に
よりX線パルス幅候補αi *を、下記の式(49)により
光学絞り候補βi *を求める(1203)。
(3) Third step: An X-ray pulse width candidate α i * is obtained by the following equation (48), and an optical stop candidate β i * is obtained by the following equation (49) (1203).

【0205】[0205]

【数33】 [Equation 33]

【0206】ただし、hはディジタル画像の最大値であ
る。
Here, h is the maximum value of the digital image.

【0207】(4)第4ステップ:予備撮影を行わなか
った条件にたいして、予備撮影から得られた条件から補
間により求める。
(4) Fourth step: For the condition where the preliminary photographing was not performed, the condition is obtained by interpolation from the condition obtained from the preliminary photographing.

【0208】すべての予測画像に対し、前述する第2か
ら第4ステップを繰り返す。
The above-described second to fourth steps are repeated for all the predicted images.

【0209】(5)第5ステップ:すべてのαiとX線
パルス幅とに関する上限値maxαおよび下限値min
αとの大小関係、ならびに、すべての光学絞りβiと該
光学絞りに関する上限値maxβ、下限値minβおよ
び1フレーム時間において変化可能な最大変化量βv
の大小関係を判別し、実現可能な次撮影のX線パルス幅
αiと光学絞りβiとを決定する。この決定方法は、前述
する実施の形と同じである。
(5) Fifth step: Upper limit value maxα and lower limit value min for all α i and X-ray pulse width
It is possible to determine the magnitude relationship between α and all optical stops β i and the upper limit value maxβ, the lower limit value minβ, and the maximum change amount β v that can be changed in one frame time with respect to the optical stops β i. The X-ray pulse width α i and the optical stop β i for the next imaging are determined. This determination method is the same as in the above-described embodiment.

【0210】次に、外部機器制御部1110が、X線管
612のX線パルス幅がαiとなるように制御すると共
に、光学絞り634がβiとなるように制御するので、
被検体の着目領域である演算領域の画像のS/Nが同一
のX線量総和に対して増大するようにX線量の配分を実
現することができる。
Next, the external device control unit 1110 controls the X-ray pulse width of the X-ray tube 612 to be α i, and controls the optical diaphragm 634 to be β i .
The X-ray dose can be distributed so that the S / N ratio of the image of the calculation region, which is the region of interest of the subject, increases with respect to the same total X-ray dose.

【0211】また、ダイナミックレンジが限定された2
次元X線検出器をもつ計測系において、該検出器の限ら
れたダイナミックレンジをそれぞれの角度ごとの撮影に
おいてX線量と画像レベルとの設定を両立して行うこと
ができる。
[0211] The dynamic range is limited 2
In a measurement system having a dimensional X-ray detector, it is possible to set an X-ray dose and an image level in a limited dynamic range of the detector in imaging at each angle.

【0212】したがって、X線像の濃度分解能を向上す
ることできる。
Therefore, the density resolution of the X-ray image can be improved.

【0213】次に、図14に本実施の形態2の回転撮影
装置の制御のタイムシーケンスの一例を示し、以下図1
4に基づいて、本実施の形態2における回転撮影装置の
動作を説明する。
Next, FIG. 14 shows an example of a time sequence of control of the rotary photographing apparatus according to the second embodiment.
4, the operation of the rotary photographing apparatus according to the second embodiment will be described.

【0214】外部同期信号は、前述する実施の形態1と
同様に、16.67ms毎に外部のカメラ同期信号制御
回路1102により与えられる(t0)。X線照射パル
スは外部同期信号に同期して、外部機器制御部から出力
される(t0〜t1)。同時に、外部同期信号により、
テレビカメラ1111はCCDにおける画像蓄積を行う
(t0〜t2)。この画像蓄積時間は、制御用パソコン
1101により、本計測における最大X線パルス幅以上
に設定する。CCD蓄積動作を終了すると(t2)、C
CDからの画像読み出しを開始する(t2)。CCDか
らの読み出しは、たとえば、画面の上から下の方向へ行
う。また、光学絞りの移動は、画像読み出しが開始する
と実行され(t2)、次のフレームの外部同期信号の時
間迄に移動を終了する(t3)。
The external synchronizing signal is provided by the external camera synchronizing signal control circuit 1102 every 16.67 ms as in the first embodiment (t0). The X-ray irradiation pulse is output from the external device control unit in synchronization with the external synchronization signal (t0 to t1). At the same time, the external synchronization signal
The television camera 1111 stores images in the CCD (t0 to t2). The image storage time is set by the control personal computer 1101 to be equal to or longer than the maximum X-ray pulse width in the main measurement. When the CCD accumulation operation is completed (t2), C
Image reading from the CD is started (t2). Reading from the CCD is performed, for example, from the top to the bottom of the screen. The movement of the optical diaphragm is executed when the image reading is started (t2), and the movement is completed by the time of the external synchronization signal of the next frame (t3).

【0215】このように、図14に示す制御シーケンス
では、次のフレームのX線および光学絞りを制御するこ
とができるので、超高速の制御が可能となる。
As described above, in the control sequence shown in FIG. 14, since the X-ray and the optical stop of the next frame can be controlled, ultra-high-speed control is possible.

【0216】(実施の形態3)図15は実施の形態3の
回転X線装置のX線検出器の概略構成を示す図であり、
本実施の形態3の回転撮影装置は、X線検出器が光学絞
りを有しないという点が実施の形態1の回転撮影装置と
異なる。
(Embodiment 3) FIG. 15 is a view showing a schematic configuration of an X-ray detector of a rotary X-ray apparatus according to Embodiment 3.
The rotary imaging apparatus according to the third embodiment is different from the rotary imaging apparatus according to the first embodiment in that the X-ray detector has no optical diaphragm.

【0217】1501はシンチレータ、1502はフォ
トダイオード、1503は第1のアンプ、1504は切
替スイッチ、1505は第2のアンプ、1506はAD
変換器を示す。
1501 is a scintillator, 1502 is a photodiode, 1503 is a first amplifier, 1504 is a changeover switch, 1505 is a second amplifier, and 1506 is an AD.
3 shows a converter.

【0218】なお、図15には2次元検出器の一列分を
取り出した図であり、実際のX線検出器は、図15に示
すシンチレータ1501、フォトダイオード1502、
切替スイッチ1503、第1のアンプ1504、第2の
アンプ1505およびAD変換器1506が複数個順番
に配列されている。
FIG. 15 is a diagram showing one row of the two-dimensional detector taken out. The actual X-ray detector includes a scintillator 1501, a photodiode 1502,
A plurality of changeover switches 1503, a first amplifier 1504, a second amplifier 1505, and an AD converter 1506 are arranged in order.

【0219】図15において、シンチレータ1501は
周知のシンチレータであり、一方の側にはシンチレータ
で発光した光を検出するためのフォトダイオード150
2が配置されている。
In FIG. 15, a scintillator 1501 is a well-known scintillator, and a photodiode 150 for detecting light emitted from the scintillator is provided on one side.
2 are arranged.

【0220】フォトダイオード1502は周知のフォト
ダイオードであり、その出力は第1のアンプ1503に
接続される。
The photodiode 1502 is a known photodiode, and its output is connected to the first amplifier 1503.

【0221】第1のアンプ1503はフォトダイオード
1502の抵抗変化を出力電圧の変化に変換する1段目
のアンプであり、その出力は切替スイッチに接続され
る。また、第1のアンプ1503はフォトダイオード1
502と1対1で接続されている。
The first amplifier 1503 is a first-stage amplifier that converts a change in the resistance of the photodiode 1502 into a change in the output voltage, and the output is connected to a changeover switch. The first amplifier 1503 is connected to the photodiode 1
502 and one-to-one.

【0222】切替スイッチ1504は第1のアンプ15
03の出力を順番に切り替えて、第2のアンプ1505
の入力に接続するための周知の切替スイッチである。
The changeover switch 1504 is connected to the first amplifier 15
03 is switched in order and the second amplifier 1505
This is a well-known changeover switch for connecting to the input of the switch.

【0223】第2のアンプ1505は切替スイッチを介
して接続される第1のアンプ1503の出力を増幅する
周知のアンプであり、その出力はAD変換器1506に
接続される。また、第2のアンプ1505は、演算結果
に基づいて、増幅率が可変できる。
The second amplifier 1505 is a well-known amplifier that amplifies the output of the first amplifier 1503 connected via the changeover switch, and the output is connected to the AD converter 1506. Further, the second amplifier 1505 can change the amplification factor based on the calculation result.

【0224】AD変換器1506は周知のAD変換器で
あり、第2のアンプ1505から出力される電圧をデジ
タル信号に変換する。
[0224] The AD converter 1506 is a well-known AD converter, and converts the voltage output from the second amplifier 1505 into a digital signal.

【0225】次に、図15に示すX線検出器を用いる回
転撮影装置の動作を実施の形態1の回転撮影装置と異な
る部分についてのみ説明する。
Next, the operation of the rotary imaging apparatus using the X-ray detector shown in FIG. 15 will be described only for the parts different from the rotary imaging apparatus of the first embodiment.

【0226】本実施の形態3の回転撮影装置では、X線
検出器に光学絞りがないので、実施の形態1において、
光学絞りを変更する代わりに、第2のアンプ1505の
増幅率(アンプゲイン)を制御する。したがって、AD
変換器1505の限られたダイナミックレンジを有効に
使用できるので、ダイナミックレンジの広いX線を撮像
できる。
In the rotary imaging apparatus according to the third embodiment, since the X-ray detector has no optical stop,
Instead of changing the optical aperture, the gain (amplifier gain) of the second amplifier 1505 is controlled. Therefore, AD
Since the limited dynamic range of the converter 1505 can be used effectively, X-rays with a wide dynamic range can be imaged.

【0227】なお、本実施の形態3においては、第2の
アンプ1505の増幅率を制御する構成としたが、これ
に限定されることはなく、たとえば、第1のアンプ15
03あるいは第1および第2のアンプ1503,150
5の増幅率を制御してもよいことは言うまでもない。
In the third embodiment, the amplification factor of the second amplifier 1505 is controlled. However, the present invention is not limited to this.
03 or first and second amplifiers 1503 and 150
It goes without saying that the gain of 5 may be controlled.

【0228】また、前述する実施の形態1〜3以外に
も、あらかじめ、被検体の幅や奥行き方向の厚さなど、
X線透過率を決定する主な項目をX線撮影以外の計測に
より求めておき、過去の類似の条件のときのX線量の値
のプログラム制御をそのまま適用したり、一部のプログ
ラムに修正を加えて適用することもできる。
In addition to the first to third embodiments, the width of the subject and the thickness of the subject in the depth direction are determined in advance.
The main items that determine the X-ray transmittance are obtained by measurements other than X-ray imaging, and the program control of the X-ray dose value under similar conditions in the past can be applied as it is, or some programs can be modified. In addition, it can be applied.

【0229】さらには、演算領域E(m,n)の設定に
ついては、たとえば、3次元画像上でターゲットの画像
を設定し、該ターゲットが回転撮影の各投影画像中のど
の座標位置に撮影されるかを計算してやり、該座標位置
をよい画質にしたい撮影部位として設定してもよいこと
は言うまでもない。
Further, as for the setting of the calculation area E (m, n), for example, an image of a target is set on a three-dimensional image, and the target is photographed at any coordinate position in each projected image of the rotation photographing. It is needless to say that the coordinate position may be calculated, and the coordinate position may be set as the imaging part desired to obtain a good image quality.

【0230】また、本実施の形態においては、DSP演
算部108によるX線パルス幅候補αi+1 *および光学絞
り候補βi+1 *を求める基準となる画像を、予測画像B
i+1 *としたが、これに限定されることはない。たとえ
ば、直前に撮影した画像Aiあるいは直前に撮影した画
像Aiとその前の画像Ai-1とを基準にしてもよい。この
場合には、たとえば、直前に撮影した画像Aiの最大値
および最小値のみ、あるいは、直前に撮影した画像Ai
とその前の画像Ai-1との最大値および最小値を平均し
た値等からX線パルス幅候補αi+1 *および光学絞り候補
βi+1 *を計算する、いわゆる、フィードバック制御を行
う。
In the present embodiment, the image used as the reference for obtaining the X-ray pulse width candidate α i + 1 * and the optical stop candidate β i + 1 * by the DSP calculation unit 108 is referred to as the predicted image B
i + 1 * , but is not limited to this. For example, the immediately preceding image A i or the immediately preceding image A i and the preceding image A i-1 may be used as a reference. In this case, for example, the maximum value and the minimum value of the image A i taken immediately before only, or image A i taken immediately before
A so-called feedback control for calculating an X-ray pulse width candidate α i + 1 * and an optical stop candidate β i + 1 * from a value obtained by averaging the maximum value and the minimum value of the image A i-1 and the preceding image A i−1 Do.

【0231】また他の方法としては、被検体の体厚およ
び横幅等のX線透過率に関係する情報を直接計測した計
測情報と、過去に撮影したX線画像から求めた透過率等
と基づいて、X線パルス幅候補αi+1 *および光学絞り候
補βi+1 *を求めるてもよいことは言うまでもない。
Another method is based on measurement information obtained by directly measuring information relating to the X-ray transmittance such as the body thickness and the width of the subject, and the transmittance obtained from an X-ray image taken in the past. It goes without saying that the X-ray pulse width candidate α i + 1 * and the optical stop candidate β i + 1 * may be obtained.

【0232】本実施の形態では、本発明を典型的なX線
回転撮影装置に適用した場合について説明したが、これ
に限定されることはなく、たとえば、本発明の全部また
は1部は、X線透視撮影装置やX線CT装置にも適用可
能である。たとえば、X線透視撮影装置に本発明を適用
する場合には、着目領域を被検体の体軸の中心部分に設
定することにより、前述する実施の形態1〜3に述べる
効果が得られる。また、X線CT装置に本発明を適用す
る場合には、画像データ蓄積用フレームメモリ104か
ら被検体の周囲の透過像を読み出し、該透過像を再構成
する周知の再構成手段を設けることにより、被検体のC
T像すなわち断層像を再構成することができる。このと
きの撮影条件等は、前述する実施の形態に記載する撮影
条件で被検体のX線CT像の再構成を行うことができ
る。
In the present embodiment, a case has been described in which the present invention is applied to a typical X-ray rotary imaging apparatus. However, the present invention is not limited to this. The present invention is also applicable to a fluoroscopic apparatus and an X-ray CT apparatus. For example, when the present invention is applied to an X-ray fluoroscopy apparatus, the effects described in the above-described first to third embodiments can be obtained by setting the region of interest at the center of the body axis of the subject. Further, when the present invention is applied to an X-ray CT apparatus, a well-known reconstructing means for reading a transmission image around the subject from the image data storage frame memory 104 and reconstructing the transmission image is provided. , C of the subject
A T image, that is, a tomographic image, can be reconstructed. At this time, the X-ray CT image of the subject can be reconstructed under the imaging conditions described in the above embodiment.

【0233】本発明が関わるX線回転撮影は、X線管と
X線画像計測系が対になって被検体の周囲を回転する撮
影装置だけでなく、被検体が回転テーブルの上に配置さ
れ、X線管とX線画像計測系は回転テーブルをはさんで
対向し、計測時には、X線管とX線画像計測系は静止状
態のまま、被検体を載せた回転テーブルが回転しなが
ら、あるいは、ステップ状に回転と静止を繰り返しなが
ら計測する系にも適用可能である。このような回転テー
ブル方式の装置は、回転部が小さいため制作が容易で安
価に実現できる利点がある。また、計測時には静止状態
とすることができるので、時間とともに移動や変形がな
い被検体に対して、撮影系または被検体の動きの影響が
全くない高解像度の撮影が行えるという利点がある。
In the X-ray rotation imaging according to the present invention, not only an imaging apparatus in which an X-ray tube and an X-ray image measurement system are paired and rotated around the subject, but also the subject is arranged on a rotary table. The X-ray tube and the X-ray image measurement system are opposed to each other with the rotary table interposed therebetween. At the time of measurement, the X-ray tube and the X-ray image measurement system remain stationary while the rotary table on which the subject is mounted rotates. Alternatively, the present invention is also applicable to a system that measures while repeating rotation and stationary in a step-like manner. Such a rotary table type device has an advantage that it can be easily manufactured at a low cost because the rotating portion is small. In addition, since the stationary state can be set at the time of measurement, there is an advantage that high-resolution imaging can be performed on an object that does not move or deform over time without any influence of the imaging system or the movement of the object.

【0234】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。
As described above, the invention made by the present inventors is described below.
Although specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments of the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .

【0235】[0235]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0236】(1)被検体の着目領域の3次元画像のS
/Nが同一のX線量総和に対して増大するようにX線量
を配分できる。
(1) S of the three-dimensional image of the region of interest of the subject
X doses can be distributed such that / N increases for the same total X dose.

【0237】(2)被検体に照射するX線量を低減でき
る。
(2) The X-ray dose applied to the subject can be reduced.

【0238】(3)ダイナミックレンジが限定された2
次元X線検出器をもつ計測系において、該検出器の限ら
れたダイナミックレンジをそれぞれの角度ごとの撮影に
おいて最大限に利用する、X線量と画像レベルとの設定
を両立して行うことができる。
(3) Dynamic range limited 2
In a measurement system having a two-dimensional X-ray detector, the setting of the X-ray dose and the image level can be made compatible so that the limited dynamic range of the detector is used to the maximum in imaging at each angle. .

【0239】(4)X線像の濃度分解能を向上すること
ができる。
(4) The density resolution of an X-ray image can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】被検体を所定の方向から撮影するときの撮影の
モデルを示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an imaging model when an object is imaged from a predetermined direction.

【図2】コーンビームCT装置における回転X線撮影か
ら3次元画像の値の算出、および、3次元画像の表示に
至るデータ処理の流れを説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a flow of data processing from rotation X-ray imaging to calculation of a value of a three-dimensional image and display of the three-dimensional image in the cone beam CT apparatus.

【図3】第2項が無視できない場合について、被検体の
形状を仮定してシミュレーションする方法を説明するた
めの図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of performing a simulation assuming the shape of a subject when a second term cannot be ignored;

【図4】第2項が無視できない場合における本発明の効
果を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the present invention when the second term cannot be ignored.

【図5】本発明の実施の形態1のX線装置である回転撮
影装置を概略構成を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a schematic configuration of a rotary imaging apparatus which is the X-ray apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本実施の形態1の画像データ収集・高速撮影制
御回路系の概略構成を説明するためのブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an image data acquisition / high-speed imaging control circuit system according to the first embodiment;

【図7】本実施の形態1の画像データ収集・高速撮影制
御回路系の動作を説明するためのフローである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the image data acquisition / high-speed imaging control circuit system according to the first embodiment;

【図8】演算領域指定レジスタの変数により指定する演
算領域に関するパラメータを説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining parameters related to a calculation area specified by a variable of a calculation area specification register;

【図9】DSP演算部における具体的な判別条件を説明
するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining specific determination conditions in a DSP calculation unit.

【図10】本実施の形態1の回転撮影装置におけるタイ
ムシーケンスの一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a time sequence in the rotary imaging device according to the first embodiment.

【図11】本実施の形態1の回転撮影装置におけるタイ
ムシーケンスの一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a time sequence in the rotary imaging device of the first embodiment.

【図12】本発明の実施の形態2のX線装置である回転
撮影装置の画像データ収集・高速撮影制御回路系の概略
構成を説明するためのブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram for explaining a schematic configuration of an image data acquisition / high-speed imaging control circuit system of the rotary imaging apparatus which is the X-ray apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本実施の形態2の画像データ収集・高速撮影
制御回路系の動作を説明するためのフローである。
FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the image data acquisition / high-speed imaging control circuit system according to the second embodiment;

【図14】本実施の形態2の回転撮影装置の制御のタイ
ムシーケンスの一例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a time sequence of control of the rotary imaging device according to the second embodiment.

【図15】本発明の実施の形態3の回転撮影装置のX線
検出器の概略構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a schematic configuration of an X-ray detector of the rotary imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,1101…制御用パソコン、102,1102
…カメラ同期信号制御回路、103,1103…カメラ
インターフェース、104,1104…画像データ蓄積
用フレームメモリ、105…画像間演算部、106…演
算領域指定レジスタ、107…撮影条件用制限条件設定
レジスタ、108…ディジタル信号演算器演算部(DS
P演算部)、109…演算結果レジスタ、110,11
10…外部機器制御部、115…パソコンインターフェ
ース、201…被検体、202…X線源、203…検出
器、601…X線発生装置系、602…X線画像計測装
置系、603…画像データ収集・高速撮影制御回路系、
604…回転ガントリー、605…被検体保持用ベッ
ド、611…X線制御装置、612…X線管、621…
散乱線遮蔽グリッド、622…X線イメージインテンシ
ファイア(以下、X線I.I.と記す)、623…光学
系、624…テレビカメラ、631a…第1の1次レン
ズ、631b…第2の1次レンズ、632…光学絞り、
633…ミラー、634…2次レンズ。
101, 1101 ... Control personal computer, 102, 1102
... camera synchronization signal control circuit, 103, 1103 ... camera interface, 104, 1104 ... frame memory for storing image data, 105 ... inter-image calculation unit, 106 ... calculation area designation register, 107 ... restriction condition setting register for shooting condition, 108 ... Digital signal operation unit operation unit
P operation unit), 109 ... operation result register, 110, 11
10: External device control unit, 115: PC interface, 201: Subject, 202: X-ray source, 203: Detector, 601: X-ray generator system, 602: X-ray image measurement system, 603: Image data collection・ High-speed shooting control circuit,
604: rotating gantry, 605: subject holding bed, 611: X-ray controller, 612: X-ray tube, 621
Scattered ray shielding grid, 622: X-ray image intensifier (hereinafter referred to as X-ray II), 623: optical system, 624: TV camera, 631a: first primary lens, 631b: second Primary lens, 632 ... optical aperture,
633: mirror, 634: secondary lens.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 X線を被検体に照射し、該被検体のX線
像を得るX線装置において、 X線を被検体に照射するX線照射手段と、該被検体のX
線像を得る撮像手段と、該X線像の所定領域内の画像強
度に基づいて、所定のX線相対ノイズ値のX線像が得ら
れるように照射線量を制御する照射線量制御手段とを具
備することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus for irradiating a subject with X-rays to obtain an X-ray image of the subject, comprising: an X-ray irradiating unit configured to irradiate the subject with X-rays;
Imaging means for obtaining a line image, and irradiation dose control means for controlling the irradiation dose so as to obtain an X-ray image having a predetermined X-ray relative noise value based on the image intensity in a predetermined area of the X-ray image. An X-ray apparatus, comprising:
【請求項2】 X線を被検体に照射し、該被検体のX線
像を得るX線装置において、 X線を被検体に照射するX線照射手段と、該被検体のX
線像を得る撮像手段と、該X線像の所定領域内の画像強
度に基づいて、所定のX線相対ノイズ値のX線像が得ら
れるように照射線量を制御する照射線量制御手段と、前
記X線像の所定領域内の画像強度に基づいて、前記撮像
手段内におけるディジタル化する前のアナログ信号が所
定値以下となるように入射線量あるいは/および信号の
増幅率を制御する信号制御手段とを具備することを特徴
とするX線装置。
2. An X-ray apparatus for irradiating an object with X-rays to obtain an X-ray image of the object, comprising: an X-ray irradiator for irradiating the object with X-rays;
Imaging means for obtaining a line image, and irradiation dose control means for controlling an irradiation dose so as to obtain an X-ray image having a predetermined X-ray relative noise value based on an image intensity in a predetermined region of the X-ray image, Signal control means for controlling an incident dose and / or an amplification factor of a signal based on an image intensity in a predetermined area of the X-ray image so that an analog signal before digitization in the image pickup means becomes a predetermined value or less. An X-ray apparatus comprising:
【請求項3】 請求項2に記載のX線装置において、 前記信号制御手段は、前記X線像の所定領域内の画像強
度の最大値に基づいて、前記X線相対ノイズ値を設定す
ることを特徴とするX線装置。
3. The X-ray apparatus according to claim 2, wherein the signal control unit sets the X-ray relative noise value based on a maximum value of an image intensity in a predetermined area of the X-ray image. An X-ray apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 請求項1ないし3の内のいずれか1項に
記載のX線装置において、 前記照射線量制御手段は、前記X線像の所定領域内の画
像強度の最小値に基づいて、前記X線相対ノイズ値を設
定することを特徴とするX線装置。
4. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the irradiation dose control unit is configured to perform a control based on a minimum value of an image intensity in a predetermined area of the X-ray image. An X-ray apparatus, wherein the X-ray relative noise value is set.
【請求項5】 請求項1ないし4の内のいずれか1項に
記載のX線装置において、 前記X線像は、直前に撮像した1以上のX線像であるこ
とを特徴とするX線装置。
5. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the X-ray image is one or more X-ray images taken immediately before. apparatus.
【請求項6】 請求項3ないし5の内のいずれか1項に
記載のX線装置において、 前記X線像に基づいて、次に撮影される予測X線像を1
次直線あるいは2次以上の曲線を用いて生成するX線像
予測手段を具備し、前記照射線量制御手段は前記予測X
線像の所定領域内の画像強度の最小値を予め設定した基
準条件に変換した第1の変換値と、前記X線像の所定領
域内の画像強度の最小値を前記基準条件に変換した第2
の変換値との比率を計算し、該比率と前記基準条件にお
けるX線量との積演算から前記照射線量を算出すること
を特徴とするX線装置。
6. The X-ray apparatus according to claim 3, wherein a predicted X-ray image to be photographed next is set to one based on the X-ray image.
X-ray image predicting means for generating using a quadratic line or a quadratic or higher-order curve, wherein the irradiation dose control means
A first conversion value obtained by converting the minimum value of the image intensity in a predetermined region of the line image into a predetermined reference condition, and a first conversion value obtained by converting the minimum value of the image intensity in a predetermined region of the X-ray image into the reference condition. 2
An X-ray apparatus comprising: calculating a ratio of the irradiation value to the converted value; and calculating the irradiation dose from a product operation of the ratio and the X-ray dose under the reference condition.
【請求項7】 請求項3ないし5の内のいずれか1項に
記載のX線装置において、 前記照射線量制御手段は前記第2の変換値と、前記基準
値との比率を計算し、該比率と前記基準条件におけるX
線量との積演算から前記照射線量を算出するフィードバ
ック制御であることを特徴とするX線装置。
7. The X-ray apparatus according to claim 3, wherein the irradiation dose control means calculates a ratio between the second converted value and the reference value, and Ratio and X in the reference condition
An X-ray apparatus, wherein feedback control is performed to calculate the irradiation dose from a product operation with the dose.
【請求項8】 請求項1あるいは2に記載のX線装置に
おいて、 前記X線相対ノイズ値は、予め撮像した被検体のX線像
に基づいて設定することを特徴とするX線装置。
8. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the relative X-ray noise value is set based on an X-ray image of the subject captured in advance.
【請求項9】 請求項1あるいは2に記載のX線装置に
おいて、 前記X線相対ノイズ値は、X線撮像以外の計測によって
得た被検体の情報と、過去に行ったX線撮像の照射線量
とに基づいて設定することを特徴とするX線装置。
9. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the X-ray relative noise value is information on a subject obtained by measurement other than X-ray imaging and irradiation of X-ray imaging performed in the past. An X-ray apparatus characterized by setting based on a dose.
【請求項10】 請求項1ないし9の内のいずれか1項
に記載のX線装置において、 当該X線装置での設定可能範囲となる照射線量値および
入射線量あるいは増幅率と、設定可能範囲を越えた場合
の照射線量値および入射線量あるいは増幅率とを格納す
る設定可能範囲格納手段を具備し、計算された照射線量
値および入射線量あるいは増幅率が前記設定可能範囲を
越えた場合には、前記設定可能範囲格納手段に格納され
る値を計算値とすることを特徴とするX線装置。
10. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein an irradiation dose value and an incident dose or an amplification factor that can be set in the X-ray apparatus, and a settable range. A settable range storing means for storing an irradiation dose value and an incident dose or an amplification factor in the case where the calculated irradiation dose value and the incident dose or the amplification factor exceed the settable range. An X-ray apparatus, wherein a value stored in the settable range storage means is a calculated value.
【請求項11】 請求項1ないし10の内のいずれか1
項に記載のX線装置において、 前記照射線量制御手段は、前記X線照射手段におけるX
線パルス幅を制御することを特徴とするX線装置。
11. The method according to claim 1, wherein
The X-ray apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the irradiation dose control unit is configured to control X-rays in the X-ray irradiation unit.
An X-ray apparatus for controlling a line pulse width.
【請求項12】 請求項1ないし10の内のいずれか1
項に記載のX線装置において、 前記照射制御手段は、前記X線照射手段におけるX線管
電圧値を制御することを特徴とするX線装置。
12. One of claims 1 to 10.
13. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the irradiation control unit controls an X-ray tube voltage value in the X-ray irradiation unit.
【請求項13】 請求項1ないし12の内のいずれか1
項に記載のX線装置において、 前記X線照射手段と前記撮像手段とを被検体の周りに回
転する回転手段と、前記X線像から被検体の断層像を再
構成する再構成手段とを具備することを特徴とするX線
装置。
13. One of claims 1 to 12
The X-ray apparatus according to Item, wherein a rotating unit configured to rotate the X-ray irradiation unit and the imaging unit around the subject, and a reconstructing unit configured to reconstruct a tomographic image of the subject from the X-ray image An X-ray apparatus, comprising:
【請求項14】 請求項2ないし13の内のいずれか1
項に記載のX線装置において、 前記信号制御手段が、光学絞りあるいはアンプゲインで
あることを特徴とするX線装置。
14. A method according to claim 2, wherein
The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the signal control means is an optical diaphragm or an amplifier gain.
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