JPH10200816A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハレーション領域の低減のためのコリメータ操
作をオペレータによらずして行うことができ、作業効率
を向上し、安定した画質を得ることができるＸ線撮影装
置を提供する。 【解決手段】イメージインテンシファイア３の入射面３
ａにおけるＸ線の位置と強度に応じたデジタル画像デー
タに基づき、Ｘ線出射口と入射面３ａとの間の被検体11
の透視撮影画像を得る。その撮影領域の中で、予め設定
した強度以上のＸ線の入射領域に対応するハレーション
領域と、その強度未満のＸ線の入射領域に対応する非ハ
レーション領域との境界上の位置を、前記デジタル画像
データから検知する。その検知された境界上の位置と、
その撮影領域の周縁位置とに基づき、そのハレーション
領域を小さくするのに要するＸ線出射口の開口領域の変
更量を求め、その開口領域を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線の照射領域を
自動調節するオートコリメーション機能を有するＸ線撮
影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線管球と、イメージインテンシファイ
アと、そのイメージインテンシファイアに入射されるＸ
線の位置と強度に応じたデジタル画像データを生成する
手段とを備え、そのＸ線照射手段とイメージインテンシ
ファイアとの間に配置される被検体の透視撮影を行うデ
ジタルＸ線撮影装置が従来から用いられている。

【０００３】そのＸ線撮影装置において、被検体の撮影
対象領域よりもＸ線の照射領域が広いと、出射されたＸ
線の一部は被検体を透過することなく直接イメージイン
テンシファイアに入射される。そのようにイメージイン
テンシファイアに直接に入射されるＸ線は強度が過大で
あるため、いわゆるハレーション領域が撮影領域の中に
生じ、被検体を透過するＸ線により生成される透視撮影
画像に悪影響を及ぼす。

【０００４】そこで、そのＸ線の出射口の開口領域を、
コリメータリーフの移動により変更するコリメータが設
けられ、そのハレーション領域を低減するようにＸ線照
射領域を調節するコリメーションが行われている。

【０００５】従来、そのコリメーションを行うに先立
ち、全撮影領域をモニタ画面に外接させるのに必要なＸ
線出射口の開口領域を、モニタ画面のサイズに対応する
イメージインテンシファイアにおけるＸ線入射領域の大
きさ、すなわちイメージインテンシファイアの視野サイ
ズと、Ｘ線管球の焦点位置からイメージインテンシファ
イアのＸ線入射面までの撮影距離とに基づき求めてい
る。そして、その求めた開口領域と実際の開口領域とが
一致するようにコリメータを自動制御することで、全撮
影領域をモニタ画面に外接させていた。しかる後に、オ
ペレータがモニタ画面を観察しながらコリメータリーフ
を手動操作により移動させることで、ハレーション領域
を低減していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのようなハ
レーション領域の低減のためのコリメータ操作をオペレ
ータにより行う場合、手間と時間を要するため作業効率
が悪く、また、安定した画質を得ることができなかっ
た。

【０００７】本発明は、上記問題を解決することのでき
るＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｘ線を出射す
る手段と、その出射されるＸ線の入射面を有するイメー
ジインテンシファイアと、その入射面におけるＸ線の位
置と強度に応じたデジタル画像データを生成する手段と
を備え、そのＸ線の出射口と入射面との間に配置される
被検体の透視撮影画像を、そのデジタル画像データに基
づき得ることができるＸ線撮影装置において、その入射
面におけるＸ線の入射領域に対応する撮影領域の中で、
予め設定した強度以上のＸ線の入射領域に対応するハレ
ーション領域と、その強度未満のＸ線の入射領域に対応
する非ハレーション領域との境界上の位置を、前記デジ
タル画像データから検知する手段と、その検知された境
界上の位置と、その撮影領域の周縁位置とに基づき、そ
のハレーション領域を小さくするのに要するＸ線出射口
の開口領域の変更量を求める手段と、その求められた変
更量に応じてＸ線出射口の開口領域を変更する手段とが
設けられていることを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、デジタル化された画像デ
ータに基づき、ハレーション領域を小さくするのに要す
るＸ線出射口の開口領域の変更量を求め、その変更量に
応じてＸ線出射口の開口領域を変更することができる。
これにより、人手によらずして、ハレーション領域を低
減する上で最適なＸ線出射口の開口領域を自動的に得る
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１１】図１に示すＸ線透視撮影装置１において、
Ｘ線管球２とイメージインテンシファイア３は、Ｃ字形
アーム４により相対向するように支持される。そのアー
ム４は、保持装置５により横軸中心に回転駆動可能に支
持される。

【００１２】そのＸ線管球２から出射されるＸ線をコリ
メーションするコリメータ７が、そのＸ線管球２に取り
付けられている。そのコリメーションされたＸ線は、図
中一点鎖線で示すように、そのＸ線管球２とイメージイ
ンテンシファイア３との間に配置される載置台１０上の
被検体１１を透過した後にイメージインテンシファイア
３の入射面３ａに入射される。

【００１３】そのイメージインテンシファイア３に、光
学系１５、絞り１６を有するテレビカメラ１７が取り付
けられ、そのカメラ１７に画像処理装置１８が接続さ
れ、その画像処理装置１８に撮影画像表示用モニタ１９
が接続される。

【００１４】そのイメージインテンシファイア３は、そ
の入射面３ａから入射されるＸ線を可視光に変換し、そ
のカメラ１７は、光学系１５、絞り１６を介して入射さ
れるその可視光を電気信号に変換する。

【００１５】その画像処理装置１８は、ＡＤ変換器１８
ａ、フレームバッファ１８ｂ、加算器１８ｃ、およびＤ
Ａ変換器１８ｄを有し、そのカメラ１７から出力される
電気信号をＡＤ変換器１８ａによりデジタル化し、フレ
ームバッファ１８ｂ及び加算器１８ｃにより画像積分を
行うことで、その入射面３ａにおけるＸ線の位置と強度
に応じたデジタル画像データを生成する。例えば、撮影
画像の表示画面を１０２４×１０２４のマトリクス状に
配列される画素により構成し、そのＡＤ変換器１８ａに
よりＸ線強度に対応するアナログ電気信号を１０ｂｉｔ
のデジタル信号に変換する場合、そのデジタル画像デー
タは、各画素における１０２４階調の濃度データにより
構成できる。そのデジタル画像データをＤＡ変換器１８
ｄによりアナログ化することで映像信号とし、その映像
信号をモニタ１９に出力する。これにより、そのモニタ
１９に被検体１１の透視撮影画像を表示することができ
る。

【００１６】そのアーム４の保持装置５とコリメータ７
は、駆動制御装置２０に接続される。その駆動制御装置
２０は操作盤２１に接続される。その操作盤２１をオペ
レータが操作することにより、その駆動制御装置２０は
保持装置５にアーム４の駆動信号を出力し、また、コリ
メータ７にＸ線をコリメーションするための駆動信号を
出力することが可能とされている。

【００１７】図２に示すように、そのコリメータ７は、
円形のＸ線出射口７ａと、その出射口７ａの開口領域を
変更する移動片である第１〜第８コリメータリーフ４０
ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０
ｇ、４０ｈと、各コリメータリーフ４０ａ〜４０ｈを上
記駆動信号に基づき出射口７ａの径方向に独立して駆動
可能な駆動機構（図示省略）とを有する。各コリメータ
リーフ４０ａ〜４０ｈは、その内周縁がＸ線出射口７ａ
の開口領域の周縁になる８角形を構成するように配列さ
れる。各コリメータリーフ４０ａ〜４０ｈは、図中矢印
で示すように、その８角形の辺の中で自身が構成するも
のに対し直交する方向に、他の移動片から独立して移動
可能とされ、その移動方向は隣接するコリメータリーフ
の移動方向と４５°の角度をなすものとされている。各
コリメータリーフ４０ａ〜４０ｈの移動により出射口７
ａの開口領域が変更されることで、Ｘ線の照射領域を調
節するコリメーションがなされる。

【００１８】図１に示すように、その駆動制御装置２０
に演算処理装置３０が接続され、その演算処理装置３０
は上記画像処理装置１８に接続される。その演算処理装
置３０はコンピュータにより構成され、記憶したプログ
ラムに従い駆動制御装置２０を介して駆動信号をコリメ
ータ７に出力することで、以下のようにオートコリメー
ションを行うことが可能とされている。

【００１９】まず、その演算処理装置３０は、その画像
処理装置１８から送られるデジタル画像データから、上
記Ｘ線入射面３ａにおけるＸ線の入射領域に対応する撮
影領域の中で、ハレーション領域と非ハレーション領域
との境界上の位置を検知する。この際、コリメータリー
フ４０ａ〜４０ｈはＸ線出射口７ａの開口領域を最大と
する位置に配置される。そのハレーション領域は、予め
設定した強度以上のＸ線の入射領域に対応する領域であ
って、本実施形態では、Ｘ線強度が上記ＡＤ変換器１８
ａの有効レンジ以上の領域とされる。例えば、そのデジ
タル画像データが上記のように撮影画像を構成する各画
素の濃度データであって、上記ＡＤ変換器１８ａにより
Ｘ線強度に対応するアナログ電気信号を１０ｂｉｔのデ
ジタル信号に変換する場合、そのビットデータがオール
ハイ、すなわち画素の濃度値が１０２３の領域はハレー
ション領域とされる。また、そのＸ線の強度は、被検体
１１を透過することなくＸ線入射面３ａに直接に入射す
ることでＡＤ変換器１８ａの有効レンジ以上になり、被
検体１１を透過して低下することでＡＤ変換器１８ａの
有効レンジ未満になるように設定されている。これによ
り、例えば、図３に示すように人間の頭部正面の透視撮
影画像５０をモニタ１９に表示する場合、撮影領域の中
で被検体１１の頭部の周辺部分がハレーション領域Ｈに
なり、透視撮影画像５０の表示領域が非ハレーション領
域になる。本実施形態では、図４においてハッチングで
示すように、表示画面を構成する各画素の位置を特定す
るＸＹ座標によりハレーション領域Ｈが特定される。例
えば、その画素が１０２４×１０２４のマトリクス状に
配列される場合は、そのＸ座標とＹ座標は０〜１０２３
の間で１づつ変化する。そのＸＹ座標において、Ｘ軸方
向は第１、第２コリメータリーフ４０ａ、４０ｂの移動
方向に対応し、そのＹ軸方向は第３、第４コリメータリ
ーフ４０ｃ、４０ｄの移動方向に対応し、傾き１の直線
方向は第５、第６コリメータリーフ４０ｅ、４０ｆの移
動方向に対応し、傾き−１の直線方向は第７、第８コリ
メータリーフ４０ｇ、４０ｈの移動方向に対応する。演
算処理装置３０は、そのＸ軸座標が最小値（Ｘ＝０）で
あるＹ軸に平行な直線上にある撮影領域中の各画素の濃
度値を読み出し、その濃度値が１０２３未満か否かを判
断する。その濃度値が１０２３未満の画素を検知するま
で、その直線のＸ軸座標の値を増加させて同様の判断を
行う。これによって最初に検知される濃度値が１０２３
未満の画素の位置が、前記境界上の位置Ｐ１であって、
第１コリメータリーフ４０ａにおける前記多角形を構成
する辺に対応する直線に平行な直線との接点である。演
算処理装置３０は、その境界上の位置Ｐ１のＸ軸座標
（Ｘ１）を記憶する。演算処理装置３０は、そのＸ軸座
標が最大値（Ｘ＝１０２３）であるＹ軸に平行な直線上
にある撮影領域中の各画素の濃度値を読み出し、その濃
度値が１０２３未満か否かを判断する。その濃度値が１
０２３未満の画素を検知するまで、その直線のＸ軸座標
の値を減少させて同様の判断を行う。これによって最初
に検知される濃度値が１０２３未満の画素の位置が、前
記境界上の位置Ｐ２であって、第２コリメータリーフ４
０ｂにおける前記多角形を構成する辺に対応する直線に
平行な直線との接点である。演算処理装置３０は、その
境界上の位置Ｐ２のＸ軸座標（Ｘ２）を記憶する。演算
処理装置３０は、そのＹ軸座標が最大値（Ｙ＝１０２
３）であるＸ軸に平行な直線上にある撮影領域中の各画
素の濃度値を読み出し、その濃度値が１０２３未満か否
かを判断する。その濃度値が１０２３未満の画素を検知
するまで、その直線のＹ軸座標の値を減少させて同様の
判断を行う。これによって最初に検知される濃度値が１
０２３未満の画素の位置が、前記境界上の位置Ｐ３であ
って、第３コリメータリーフ４０ｃにおける前記多角形
を構成する辺に対応する直線に平行な直線との接点であ
る。演算処理装置３０は、その境界上の位置Ｐ３のＹ軸
座標（Ｙ３）を記憶する。演算処理装置３０は、そのＹ
軸座標が最小値（Ｙ＝０）であるＸ軸に平行な直線上に
ある撮影領域中の各画素の濃度値を読み出し、その濃度
値が１０２３未満か否かを判断する。その濃度値が１０
２３未満の画素を検知するまで、その直線のＹ軸座標の
値を増加させて同様の判断を行う。これによって最初に
検知される濃度値が１０２３未満の画素の位置が、前記
境界上の位置Ｐ４であって、第４コリメータリーフ４０
ｄにおける前記多角形を構成する辺に対応する直線に平
行な直線との接点である。演算処理装置３０は、その境
界上の位置Ｐ４のＹ軸座標（Ｙ４）を記憶する。図示の
例では、透視撮影画像５０の下部（頸部）にはハレーシ
ョン領域Ｈがないため、その位置Ｐ４のＹ軸座標（Ｙ
４）は零になる。演算処理装置３０は、傾きが−１であ
って撮影領域に外接する２つの直線の中でＹ軸切片の小
さい方の直線上にある各画素の濃度値を読み出し、その
濃度値が１０２３未満か否かを判断する。その濃度値が
１０２３未満の画素を検知するまで、その直線のＹ軸切
片の値を増加させて同様の判断を行う。これによって最
初に検知される濃度値が１０２３未満の画素の位置が、
前記境界上の位置Ｐ５であって、第５コリメータリーフ
４０ｅにおける前記多角形を構成する辺に対応する直線
に平行な直線との接点である。演算処理装置３０は、そ
の境界上の位置Ｐ５のＸＹ軸座標（Ｘ５、Ｙ５）を記憶
する。演算処理装置３０は、傾きが−１であって撮影領
域に外接する２つの直線の中でＹ軸切片の大きい方の直
線上にある各画素の濃度値を読み出し、その濃度値が１
０２３未満か否かを判断する。その濃度値が１０２３未
満の画素を検知するまで、その直線のＹ軸切片の値を減
少させて同様の判断を行う。これによって最初に検知さ
れる濃度値が１０２３未満の画素の位置が、前記境界上
の位置Ｐ６であって、第６コリメータリーフ４０ｆにお
ける前記多角形を構成する辺に対応する直線に平行な直
線との接点である。演算処理装置３０は、その境界上の
位置Ｐ６のＸＹ軸座標（Ｘ６、Ｙ６）を記憶する。演算
処理装置３０は、傾きが１であって撮影領域に外接する
２つの直線の中でＹ軸切片の大きい方の直線上にある各
画素の濃度値を読み出し、その濃度値が１０２３未満か
否かを判断する。その濃度値が１０２３未満の画素を検
知するまで、その直線のＹ軸切片の値を減少させて同様
の判断を行う。これによって最初に検知される濃度値が
１０２３未満の画素の位置が、前記境界上の位置Ｐ７で
あって、第７コリメータリーフ４０ｇにおける前記多角
形を構成する辺に対応する直線に平行な直線との接点で
ある。演算処理装置３０は、その境界上の位置Ｐ７のＸ
Ｙ軸座標（Ｘ７、Ｙ７）を記憶する。演算処理装置３０
は、傾きが１であって撮影領域に外接する２つの直線の
中でＹ軸切片の小さい方の直線上にある各画素の濃度値
を読み出し、その濃度値が１０２３未満か否かを判断す
る。その濃度値が１０２３未満の画素を検知するまで、
その直線のＹ軸切片の値を増加させて同様の判断を行
う。これによって最初に検知される濃度値が１０２３未
満の画素の位置が、前記境界上の位置Ｐ８であって、第
８コリメータリーフ４０ｈにおける前記多角形を構成す
る辺に対応する直線に平行な直線との接点である。演算
処理装置３０は、その境界上の位置Ｐ８のＸＹ軸座標
（Ｘ８、Ｙ８）を記憶する。

【００２０】次に、演算処理装置３０は、上記検知され
た境界上の各位置Ｐ１〜Ｐ８と、現在のイメージインテ
ンシファイア３のＸ線入射領域に対応する撮影領域の周
縁位置とに基づき、そのハレーション領域Ｈを可及的に
少なくするのに要する各コリメータリーフ４０ａ〜４０
ｈの移動量、すなわち、Ｘ線出射口７ａの開口領域の変
更量を求める。本実施形態では、その移動量は、上記記
憶された境界上の各位置Ｐ１〜Ｐ８の座標値と、撮影領
域の周縁がＸ軸、Ｙ軸に平行な直線、傾きが１の直線、
傾きが−１の直線と接する点の座標値と、イメージイン
テンシファイア３の視野サイズと、Ｘ線管球２の焦点位
置からイメージインテンシファイア３のＸ線入射面３ａ
までの撮影距離とから定まる。

【００２１】次に、演算処理装置３０は、その求められ
た移動量に応じて、駆動制御装置２０を介して駆動信号
をコリメータ７に出力し、各コリメータリーフ４０ａ〜
４０ｈを移動させてＸ線出射口７ａの開口領域を変更さ
せる。これにより、ハレーション領域Ｈを低減するため
のオートコリメーションが行われる。図５は、ハレーシ
ョン領域Ｈが低減された状態での透視撮影画像５０を示
す。

【００２２】上記構成によれば、デジタル化された画像
データに基づき、ハレーション領域Ｈを小さくするのに
要するＸ線出射口７ａの開口領域の変更量を求め、その
変更量に応じてＸ線出射口７ａの開口領域を変更するこ
とができる。これにより、人手によらずして、ハレーシ
ョン領域Ｈを低減する上で最適なＸ線出射口７ａの開口
領域を自動的に得ることができる。

【００２３】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、上記実施形態ではＸ線強度がＡＤ変換器１
８ａの有効レンジ以上の領域をハレーション領域とした
が、ＡＤ変換器１８ａの有効レンジ未満であって予め設
定したレンジ以上の領域をハレーション領域としてもよ
い。また、Ｘ線出射口の開口領域を変更するコリメータ
の構成は特に限定されず、例えば、コリメータリーフの
数や形状は任意に定めることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、ハレーション領域の低
減のためのコリメータ操作をオペレータによらずして行
うことができ、作業効率を向上し、また、安定した画質
を得ることができるＸ線撮影装置を提供できる。

【００２５】

【本発明の実施態様】本発明のＸ線撮影装置において、
そのＸ線出射口の開口領域変更手段は複数の移動片を有
し、それら移動片は、その内周縁がＸ線出射口の開口領
域の周縁になる多角形を構成するように配列され、各移
動片は、その多角形の辺の中で自身が構成するものに対
し直交する方向に、他の移動片から独立して移動可能と
され、撮影領域の中で、その多角形の各辺に対応する直
線に平行な直線と前記境界との接点が、前記境界上の位
置として検知され、前記ハレーション領域を小さくする
のに要するＸ線出射口の開口領域の変更量として、各移
動片の移動量が求められるのが好ましい。これにより、
複雑な構成を要することなく、ハレーション領域を低減
するための各移動片の移動量を簡単に求めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のＸ線撮影装置の構成説明図

【図２】本発明の実施形態のコリメータリーフの配置説
明図

【図３】本発明の実施形態のＸ線撮影装置によるハレー
ション領域低減前の透視撮影画像の一例を示す図

【図４】本発明の実施形態のＸ線撮影装置の作用説明図

【図５】本発明の実施形態のＸ線撮影装置によるハレー
ション領域低減後の透視撮影画像の一例を示す図

【符号の説明】

２ Ｘ線管球 ３ イメージインテンシファイア ３ａ 入射面 ７ コリメータ ７ａ Ｘ線出射口 １１ 被検体 １８ 画像処理装置 ３０ 演算処理装置 ４０ａ〜４０ｈ コリメータリーフ Ｈ ハレーション領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を出射する手段と、その出射される
   Ｘ線の入射面を有するイメージインテンシファイアと、
   その入射面におけるＸ線の位置と強度に応じたデジタル
   画像データを生成する手段とを備え、そのＸ線の出射口
   と入射面との間に配置される被検体の透視撮影画像を、
   そのデジタル画像データに基づき得ることができるＸ線
   撮影装置において、 その入射面におけるＸ線の入射領域に対応する撮影領域
   の中で、予め設定した強度以上のＸ線の入射領域に対応
   するハレーション領域と、その強度未満のＸ線の入射領
   域に対応する非ハレーション領域との境界上の位置を、
   前記デジタル画像データから検知する手段と、 その検知された境界上の位置と、その撮影領域の周縁位
   置とに基づき、そのハレーション領域を小さくするのに
   要するＸ線出射口の開口領域の変更量を求める手段と、 その求められた変更量に応じてＸ線出射口の開口領域を
   変更する手段とが設けられていることを特徴とするＸ線
   撮影装置。