JPH1147122A - Ｘ線画像診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素の濃度分布の異なる透視画像と撮影画像
の表示階調が即座に最適とする。 【解決手段】 上記課題は、Ｘ線画像診断装置のテレビ
モニタ（表示器）９に、透視画像に対応する画像処理部
８からの出力信号の階調変換処理を行う透視制御回路２
２と、撮影画像に対応する画像処理部８からの出力信号
の階調変換処理を行う撮影制御回路２３と、透視制御回
路２２か撮影制御回路２３の何れかの出力信号にＸ線制
御器１１からの透視／撮影を切り換える切り換え信号に
基づき切り換える切換器２４と、切換器２４の出力した
画像を画面に表示するＣＲＴ２５を具備させ、切換器２
４で透視画像と撮影画像を切り換えてＣＲＴ２５に表示
することによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示器（テレビモ
ニタ）に画像を表示するＸ線画像診断装置において、特
に複数の様々なＸ線曝射条件から得られた画像を一つの
テレビモニタに表示するために改良したＸ線画像診断装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｘ線画像診断装置で得られる画像
としては、透視画像と撮影画像がある。 透視画像と
は、比較的微弱なＸ線を被検体にを曝射して得られる動
画像で、その用途は主に撮影画像収集の事前に造影剤を
注入するカテーテルやガイドワイヤー等を体内に挿入す
るときに位置の確認などを行う。最近では、出血部分に
コイルを挿入して止血したり、癌等の病変部に至る栄養
血管に抗ガン剤を注入したり、その血管にステントとい
われるコイル等を留置するなどのＩＶＲ（Intervention
al Radiology)と呼ばれる治療行為もこの透視画像を用
いて行うようになってきている。

【０００３】また、透視画像でＸ線の曝射を少なくして
いるのは、透視画像を収集する時間が全体の検査におい
て８０％近くになるため、被検者のＸ線被曝が多くなる
のを防ぐ配慮である。近年、被曝を可能な限り低減する
ように装置の改良が様々なアプローチから行われてい
る。また、透視画像は、例えば操作者（術者）が血管に
沿って病変部までカテーテルを進めるために、術者がこ
の動画像を用いて常にカテーテルの位置を把握しながら
慎重にカテーテルを進める必要があるので、リアルタイ
ムな画像表示が要求されるから、結果としてその表示の
態様が動画像となる。また、透視画像では常に被検者が
呼吸動作等で動いていることになるから、透視画像の画
素の階調（ダイナミックレンジ）は撮影画像のものと比
べて広範なものとなる。

【０００４】一方、撮影画像は、画像診断に供するため
の画像で、透視画像を見ながらカテーテル等を病変部ま
で進めてその位置等を設定した後に、透視画像の数十倍
のエネルギーのＸ線を曝射し、細かい血管まで描写して
診断を行うための画像である。

【０００５】また、撮影画像では、撮影直前にＸ線補償
フィルター等を用いて、透過Ｘ線が多い部分、すなわち
ＴＶカメラのハレーションもしくはハレーションに近い
部分にＸ線減弱フィルターを挿入して、ダイナミックレ
ンジを調整する手法も行われている。

【０００６】上記画像診断装置では、このような術者が
要求する表示特性の異なる透視画像と撮影画像を同一の
表示器に表示していた。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来のＸ線画像診断装置では、透視画像と撮影画像を同一
の表示器に表示するために、透視画像と撮影画像の画素
の濃度分布が大きくことなるから、表示器の表示特性を
術者によってその都度設定されなければならず、透視画
像，撮影画像の表示階調が即座に最適とならない問題が
あった。

【０００８】また、透視画像はリアルタイム性が要求さ
れる動画像であるため、撮影画像で用いられる機械的制
御のＸ線補償フィルタでは追従できないので、Ｘ線入力
系でダイナミックレンジを制御することが困難であると
いう問題があった。

【０００９】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的は、透視画像，撮影画像の表示階調
を即座に最適にできるテレビモニタを備えたＸ線画像診
断装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｘ線源から
のＸ線を被検体に曝射し、該被検体を透過したＸ線を検
出器で検出し、該検出器で検出した透過Ｘ線を変換して
Ｘ線画像を得、該Ｘ線画像を表示器に表示するＸ線画像
診断装置において、前記Ｘ線源のＸ線曝射条件に基づい
て前記表示器の表示特性を設定することを特徴とするＸ
線画像診断装置によって達成される。

【００１１】具体的には、透視画像と撮影画像において
テレビモニタの表示特性を切り替えることにより両方の
画像を最適表示すれば良い。テレビモニタの特性には、
主に電気特性，光学的特性，画質特性がある。電気特性
には、電極特性，電流特性，駆動特性、収束条件などが
ある。光学特性には蛍光面の発光出力、発光色等の特性
がある。画質に関する特性には、解像力，先鋭度，階
調，ひずみ特性がある。画質特性は、電気特性と光学特
性によっても設定できる。なお、比較的設定の容易な電
気特性を切り替えて画質特性を変更するのが好適であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を用いて説明する。図１は本発明のＸ線画像診断装置
の構成例を示すブロック図、図２は図１のテレビモニタ
９の構成例を示すブロック図、図３は図２と別の構成例
を示すブロック図、図４は図１のＸ線画像診断装置の動
作例を示すフローチャートである。

【００１３】まず、本発明のＸ線画像診断装置の構成に
ついて、図１を用いて説明する。図中の符号から説明す
ると、１はＸ線管球でＸ線を曝射する（Ｘ線源に相
当）。２は被検者３を乗せるテーブルである。３は被検
者である。４はＸ線管球１と常に対向配置され、Ｘ線管
球１からのＸ線を光学像に変換するイメージインテンシ
ファイア（Ｉ．Ｉ．）（検出器に相当）である。５はデ
ィストリビュータでＩ．Ｉ．４と機械的に接合され、光
学像を分けて一方はＴＶカメラ６に他方はフォトマル１
６にそれぞれ出力する。６はＴＶカメラでディストリビ
ュータ５と機械的に接合され入力した光学像をビデオ信
号に変換して出力する。７はＡ／Ｄ変換器でＴＶカメラ
６と電気的に接続され、ＴＶカメラ６からのビデオ信号
（アナログ）をコンピュータで処理することに好適とす
るためにディジタル信号に変換して出力する。８は画像
処理部でＡ／Ｄ変換器７と電気的に接続され、Ａ／Ｄ変
換器７からのデジタル信号に表示に好適な画像処理（例
えばフィルタ処理）を施し、その画像処理した結果（デ
ィジタル信号）を出力する。９はテレビモニタで画像処
理部８と電気的に接続され、画像処理したディジタル信
号をＸ線画像として表示する。１０は高電圧発生器でＸ
線管球１と高圧ケーブル等で接続され、Ｘ線管球１に電
圧，電流を供給する高電圧電源である。１１はＸ線制御
器で高電圧発生器１０とフットスイッチ３０とフォトマ
ル１６と電気的に接続され、フットスイッチ３０をオン
状態にすることにより高電圧発生器１０にＸ線管球１の
曝射条件となる電圧，電流，曝射時間の制御値を与え
る。また、フォトマル１６によりＩ．Ｉ．４の光学像の
出力に応じて露出が適正に保たれるようにＸ線の出力を
制御している。さらに、フットスイッチ３０により、透
視／撮影のモードを切り換えることを行っているので、
このモード切り換えをテレビノニタ９の表示切り換えに
利用する。１２はテーブル制御部でテーブル２およびシ
ステムコントローラ１４と電気的に接続され、システム
コントローラ１４から供給される制御値に基づいてテー
ブル２の長手方向，短手方向，設置床面からの高さ方向
の位置を制御する。１３は支持器制御部で支持器１８お
よびシステムコントローラ１４と電気的に接続され、シ
ステムコントローラ１４から供給される制御値に基づい
て支持器１８の旋回方向および高さ方向の位置を制御す
る。１４はシステムコントローラ（例えばＣＰＵ）でテ
ーブル制御部１２と支持器制御部１３とＸ線補償フィル
タ１９と操作卓１５と電気的に接続され、テーブル制御
部１２の各方向の位置に係る制御値の供給、支持器制御
部１３の各方向の位置に係る制御値の供給、Ｘ線補償フ
ィルタ１９の位置に係る制御値の供給等を術者が操作卓
１５にした入力に基づき制御する。１５は操作卓でシス
テムコントローラ１４と電気的に接続され、術者若しく
は術者と別の操作者によって前記各供給量を入力しシス
テムコントローラ１４に伝達する。１６はフォトマルで
Ｘ線制御器１１と電気的に接続され、ディストリビュー
タ５からの他方の光学像を検出して、Ｉ．Ｉ．４の光学
像の出力に応じて露出が適正に保たれるようにＸ線の出
力を制御する。１７は光学絞りでディストリビュータ５
とＴＶカメラ６の間に介在して、ＴＶカメラ６に入力す
る光学像を絞る。１８は支持器で支持器制御部１３と電
気的に接続されると共に、Ｘ線管球１とＩ．Ｉ．４をＣ
字状のアームの両端にそれぞれ対向配置するように取付
けられ、それぞれを支持する。１９はＸ線補償フィルタ
でシステムコントローラ１４と電気的に接続され、シス
テムコントローラ１４から供給される制御値に基づいて
被検体３に無用なＸ線を照射しないようにすると共に、
ハレーション現象かそれに近い濃度値を呈している画像
領域を覆って画像診断に供する適正な階調を確保する。

【００１４】次に、テレビモニタ９の構成例について、
図２を用いて説明する。図中の符号から説明すると、２
２は透視制御回路で画像処理部８と電気的に接続され、
透視画像に対応する画像処理部８からの出力信号の階調
変換処理を行う。２３は撮影制御回路で画像処理部８と
電気的に接続され、撮影画像に対応する画像処理部８か
らの出力信号の階調変換処理を行う。２４は切替器でＸ
線制御器１１と透視制御回路２２と撮影画像制御回路２
３とＣＲＴ２５と電気的に接続され、Ｘ線制御器１１か
らの信号線２７を通る透視／撮影切り換え信号（単に、
切り換え信号、という）に基づき透視制御回路２２の出
力か撮影制御回路２３の出力かを切り換えて出力する。
２５はＣＲＴ(Cathode Ray Tube)で切換器２４と電気的
に接続され、切換器２４の出力した画像を画面に表示す
る。

【００１５】次に、本発明のＸ線画像診断装置の作用に
ついて説明する。図１において、術者等がフットスイッ
チ３０を押して透視を開始すると、Ｘ線制御器１１が透
視条件のＸ線をＸ線管球１から曝射すると共に、テレビ
モニター９へ切り替え信号を信号線２７を用いて出力す
る。

【００１６】ＣＲＴの表示特性を切り換えるには電気特
性が好適なので、その一例を示す。電気特性のうちのス
クリーン輝度Ｂは以下の式で表されることが知られてい
る。 Ｂ=η（Eb,Ib)×Eb×Ib×Tｆ/Ｓ （１） Ｂは発光輝度、Ebは電子ビームの電圧、Ibは電子ビーム
の電流、Ｓはラスタ面積、Tｆはフェースプレートの透
過率を示す。ηは蛍光面の発光効率を示し、経験的に次
の比例式で表される。 η（Eb,Ib)×Eb×Ib∝(Eb-Eb0)α×(Ib)β （２） α，Eb0は蛍光体，蛍光面の塗布厚さ，メタルバック膜
厚等に依存する定数を示し、実用条件に近い範囲では、
α≒１，Eb0=３〜５ｋＶ，βは電子ビームの収束条件に
依存する定数である。

【００１７】従って、式（１）で示したように、テレビ
モニター９の発光輝度を、電子ビームの電圧（Eb），電
子ビームの電流（Ib）を変更することにより、透視時と
撮影時において切り換えることができる。

【００１８】例えば、透視画像においては、輝度Ｂが相
対的に大きくなるようにビーム電圧，電流を設定し、撮
影画像では、輝度Ｂを若干抑制した範囲内に設定し、解
像力特性を大とすればよい。これは、透視画像ではＸ線
量が少なく、光学絞りを開放しているので画像の解像力
がそれほど高くなくてもよく、撮影画像ではＸ線量が多
く、光学絞りを絞って高い解像力が得る必要があるため
である。

【００１９】また、電気的特性として、制御回路におけ
る階調変換等の特性を切り換えても良い。そのような特
性の例として、ブライトネス，コントラスト，ガンマ特
性等が挙げられる。

【００２０】次に、透視画像を参照してカテーテルを被
検者に挿入し病変部まで至らせ、撮影画像を表示するま
での工程を、図１，図２，図４を用いて説明する。

【００２１】ステップ．４０１ 術者等は操作卓１５にテーブル制御部１２の各方向の位
置に係る制御値と、支持器制御部１３の各方向の位置に
係る制御値を入力する（透視情報の入力）。

【００２２】ステップ．４０２ システムコントローラ１４は、入力されたテーブル制御
部１２および支持器制御部１３の各方向の位置に係る制
御値に基づき被検者３の乗ったテーブル２および支持器
１８の位置を決める（テーブル、支持器の位置決め）。

【００２３】ステップ．４０３ 術者等は、フットスイッチ３０を踏んでオン状態とし
て、透視画像を得るためのＸ線を被検者３に曝射する
（透視Ｘ線の曝射）。

【００２４】ステップ．４０４ ＣＲＴ２５は、少なくとも透視Ｘ線の曝射後には、スク
リーン輝度が相対的に大きくなるようにビーム電圧、電
流を設定する。Ｉ．Ｉ．４は被検者３を透過した透視用
のＸ線を検出し、光学像に変換して出力する。ディスト
リビュータ５は、光学像を全開の光学絞り１７を通して
ＴＶカメラ６に光学的に伝達する。ＴＶカメラ６は、光
学像をビデオ信号に変換してＡ／Ｄ変換器７に伝達す
る。Ａ／Ｄ変換器７は、ビデオ信号をディジタル信号に
変換して画像処理部８に伝達する。画像処理部８は、デ
ィジタル信号を表示に好適なフィルタ処理等の画像処理
を施し、この画像処理した結果をテレビモニタ９に伝達
する。テレビモニタ９は、画像処理した結果を透視制御
回路２２で階調変換し、切換器２４を経て、ＣＲＴ２５
にＸ線画像として表示する（透視画像の表示）。

【００２５】ステップ．４０５ 透視画像の表示を参照しつつ、被検者３の体内にカテー
テルを挿入し、カテーテルの先端部が病変部に至るま
で、カテーテル（図示せず），支持器１８，テーブル２
等を移動する（カテーテル等の移動）。

【００２６】ステップ．４０６ カテーテルの先端部が被検者３の病変部に至ったなら
ば、詳細な画像診断のできる撮影画像を表示するための
準備に入る。被検者３のの病変部周辺を除く部位に無用
なＸ線を照射しないために、Ｘ線を遮蔽するコリメータ
（図示しない）や透過量を抑制するＸ線補償フィルタ１
９で、被検者３の病変部周辺以外の部分を覆うために行
う。具体的には、術者等が操作卓１５にＸ線補償フィル
タ１９の位置に係る制御値を入力する（撮影情報の入
力）。

【００２７】ステップ．４０７ 術者等は、フットスイッチ３０を踏んでオン状態とし
て、撮影画像を得るためのＸ線を被検者３に曝射する
（撮影Ｘ線の曝射）。

【００２８】ステップ．４０８ フットスイッチ３０によってＸ線制御部１１は、透視／
撮影の切り換え信号を撮影を意味する信号へ切り換え
る。具体的手法は、例えば透視を意味する信号レベルを
Ｈレベルとし、撮影を意味する信号レベルをＬレベルと
するとき、ＨレベルからＬレベルに信号を切り換えて実
現する（表示特性の切換）。

【００２９】ステップ．４０９ ＣＲＴ２５は、少なくとも撮影Ｘ線の曝射後には、スク
リーン輝度を抑制し、解像力特性を大とするようにビー
ム電圧、電流を設定する。Ｉ．Ｉ．４は被検者３を透過
した撮影用のＸ線を検出し、光学像に変換して出力す
る。ディストリビュータ５は、光学像を絞った光学絞り
１７を通してＴＶカメラ６に光学的に伝達する。ＴＶカ
メラ６は、光学像をビデオ信号に変換してＡ／Ｄ変換器
７に伝達する。Ａ／Ｄ変換器７は、ビデオ信号をディジ
タル信号に変換して画像処理部８に伝達する。画像処理
部８は、ディジタル信号を表示に好適なフィルタ処理等
の画像処理を施し、この画像処理した結果をテレビモニ
タ９に伝達する。テレビモニタ９は、画像処理した結果
を透視制御回路２２で階調変換し、切換器２４を経て、
ＣＲＴ２５にＸ線画像として表示する（撮影画像の表
示）。

【００３０】このようにして、透視画像と撮影画像の表
示特性を切り換えることを行えば、透視画像、撮影画像
の表示階調を即座に最適にできると共に、診断，治療に
寄与する画像表示を適切に行うことができる。

【００３１】次に、第２の実施形態について、図３を用
いて説明する。図２での実施形態との相違点は、Ｘ線制
御部１１からの切り換え信号を信号線２８を通して画像
処理部に供給すること、画像処理内部８に信号合成回路
３１を設け、信号合成回路３１により画像処理結果と切
り換え信号を合成し、この合成信号を信号線２９を通し
て画像処理部８の出力とすること、テレビモニタ９に検
出回路２６を設け、検出回路２６により切り換え信号を
検出し、切換器２４に供給することである。ここで、信
号線２９をビデオ信号を送る同軸ケーブルやフィーダケ
ーブルとして、画像処理結果をビデオ信号で送り、切り
換え信号を直流電圧で搬送することを考慮すれば、ビデ
オ信号が交流成分のみによってなることが多いから（例
として、透視画像では電圧を付加せず、撮影画像では１
Ｖ程度付加すればよい。）、テレビモニター９と画像処
理８の距離が離れていたり、ケーブルを通しにくい配置
になる場合等において、ビデオ信号を送信する同軸ケー
ブル等が１本だけで済むことは、透視画像，撮影画像の
表示階調を即座に最適にできると共に、診断，治療に寄
与する画像表示を適切に行うことができることに加え、
ケーブルの敷設等の工数低減等にも優れているばかりで
はなく、シールド線であるためノイズ等に強い等の利点
もある。

【００３２】また、図２の実施の形態と、図３の実施の
形態を組合わせる場合もある。このように組み合わせれ
ばいずれかに何かの不具合で一方が動作しなくとも互い
の動作のバックアップをすることとなり、透視画像，撮
影画像の表示階調を即座に最適にできると共に、診断，
治療に寄与する画像表示を適切に行うことができること
に加え、動作の信頼性が向上するという利点もある。

【００３３】以上述べたように、本発明はＸ線曝射条件
による設定において、表示器の表示画像が透視画像であ
るか、撮影画像であるかによって切り換えられることに
限定するものではなく、表示画像の濃度分布が異なる複
数の画像表示モードがあったとき、それぞれの濃度分布
によって切り換えるものも含んでいる。

【００３４】また、ここで開示した実施の形態に限定さ
れることなく、あらゆる手法によってＸ線画像の表示に
応じた表示特性を設定するということが達成されれば、
この発明に含まれることはいうまでもない。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、透視画像，撮影画像の
表示階調を即座に最適にできるテレビモニタを備えたＸ
線画像診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線画像診断装置の構成例を示すブロ
ック図。

【図２】図１のテレビモニタ９の構成例を示すブロック
図。

【図３】図１のテレビモニタ９の図２とは別の構成図を
示すブロック図。

【図４】図１のＸ線画像診断装置の動作例を示すフロー
チャート。

【符号の説明】

９ テレビモニタ ２２ 透視制御回路 ２３ 撮影制御回路 ２４ 切換器 ２５ ＣＲＴ ２６ 検出回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線源からのＸ線を被検体に曝射し、該
   被検体を透過したＸ線を検出器で検出し、該検出器で検
   出した透過Ｘ線を変換してＸ線画像を得、該Ｘ線画像を
   表示器に表示するＸ線画像診断装置において、前記Ｘ線
   源のＸ線曝射条件に基づいて前記表示器の表示特性を設
   定することを特徴とするＸ線画像診断装置。
2. 【請求項２】 前記表示器の表示特性は、前記表示器の
   表示画像が透視画像である場合には輝度特性を大とし、
   撮影画像である場合には解像力特性を大とするように設
   定することを特徴とする請求項１記載のＸ線画像診断装
   置。
3. 【請求項３】 前記透視と撮影とを識別する信号を前記
   Ｘ線画像のビデオ信号に付加し、その付加したビデオ信
   号から透視と撮影を識別して前記表示器の表示特性を切
   り換える回路を設けたことを特徴とする請求項１または
   請求項２記載のＸ線画像診断装置。