JPS598985B2 - Ｘ線テレビ透視撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＸ線テレビ（テレビを以下ＴＶと略称する）像
を光学カメラで撮影するＸ線テレビ透視撮影装置に関す
る。

Ｘ線により人体を透視撮影するＸ線ＴＶ透視撮影装置が
医療診断に広く用いられている。

それには第１図に示すようにＸ線イメージインテンシフ
アイア（以下１、１）と略称する）を用いて透視撮影す
右１、１）間接撮影方式と呼ばれる装置が撮影に１、１
）を用いない装置に比べて、被検者のＸ線被曝が少ない
点から良く用いられる。この装置の機能は次の様になつ
ている。Ｘ線発生機１より放射されたＸ線は被写体２で
変調され、この変調されたＸ線が１、１、３に入射して
明るい光の像に変換される。この１、１、３の出力像は
レンズ４およびＴＶカメラ５のレンズを通してＴＶカメ
ラ５の撮像管で撮像されＴＶカメラ制御器６を通してモ
ニターＴにＸ線ＴＶ像が写し出される。この人体の透視
Ｘ線ＴＶ像を見ながら撮影のタイミングを選び、撮影の
場合はミラー９を挿入して、レンズ４からの光を光学カ
メラ８のレンズヘ屈折させる。この時、Ｘ線がパルス的
に放射して光学カメラ８のフィルムに撮影する。これら
に要するＸ線量は例えば普通の大人の胃部を検査する場
合Ｘ線ＴＶによる透視の場合は人体のＸ線入射側でのＸ
線量率が６００ｍＲ／分位であるからＴＶ像１フレーム
当りの線量にＯ、３ｍＲ／１フレームとなる。カメラ８
に撮影する１、１）間接撮影の場合はＴＶカメラ等の電
子回路増倍プロセス等がなく、また写真の信号／Ｘ線量
子雑音の許容域内におさめるために、これより多くの線
量が必要で３０ｍＲ／１枚である。そこでモニター上の
Ｘ線ＴＶ像を光学カメラで撮影すれば感度は大巾に向上
すると考えられる。この考えに基ずき第２図のような装
置が用いられる。一般にこれをモニター間接撮影方式と
呼んでいる。次にこの装置の動作を説明する。

Ｘ線発生機２１から放射されたＸ線は被写体２２を通り
１、１、２３で光の像に変換増倍され、レンズ２４を通
してＴＶカメラ２５で撮影され、ＴＶカメラ制御器２６
を通してモニター２Ｔ、２９に受像される。そこでモニ
ター２Ｔで、Ｘ線透視像を観察し、撮影のタイミングを
選び並夕１ルた撮影用モニター２９に光学カメラ３０を
セットして置き、このモニター像を撮影する。この装置
に用いるＸｆｆＢＴＶの性能は例えば走査線９４５本で
飛越走査方式で映像帯域巾２３ＭＨｚの高解像度形のＸ
線Ｔを用いＩ，ｌｌには入力径（２３０１ｍ径）のＧＩ
形１，１１を用いると、モニター面での解像度が従来の
Ｘ線ＴＶの約２倍となり、約１８１ｐ／ｃ！ＲＬ解像す
る。従つて、モニター面を撮影した写真もほぼ１８１ｐ
／Ｃｒｎ解像し、第１図のＩ，Ｉ，３の像を光学カメラ
８で撮像したものよりはやや少るが、人体被曝Ｘ線量が
大巾に減少することを考えればその実用上大いに価値が
ある。Ｉ，Ｉ，３は糸巻歪を有するため画像の周辺部は
拡大されるので光学カメラ８で撮影する場合像が糸巻歪
を有し、大きさの相対関係が失なわれる。また更にこの
糸巻歪により画像の中心部より周辺部が引き延ばされる
ため像の周辺部が暗くなる所が、第２図のようにＴ像を
撮影する場合は途中の電子回路で種々の処理ができる。
即ち、糸巻歪は走査速度を補正することにより、また周
辺部の感度不足はその部分の利得を上げることにより修
正されるため非常に良好な画像が得られる。このように
ＴＶ像を光学カメラ３０で撮影する方式は第１図の方式
に比べ種々の利点がある。所が、この方式でＴ像の１フ
レームを撮影すると先に述べたように、Ｘ線量が極端に
少なくなるため、Ｘ線量子によるノイズカ泪立ち実用に
ならない。即ちＩ，Ｉ，２３の出力像のノイズは主とし
てＸ線量子によるもので画面ノイズはＩ，Ｉ，２３へ入
射するＸ線量子数の平方根に逆比例して減少する。従つ
て例えば第１図の撮影の場合にはＸ線量が３０ｍＲ／枚
に対し、第２図のＴＶ像撮影の場合は、０．３ｍＲ／枚
と約１／１００となるためＸ線量子ノイズによる画面ノ
イズが非常に目立つようになる。従つて、第２図のＸ線
ＴＶ像撮影の場合は本来ならば約１００フレーム連続に
１枚の写真に撮影することにより撮影のＸ線量を３０ｍ
Ｒ／枚とすることができるが、実際には１０フレーム分
前後を使い１０倍の３ｍＲ／枚程度でも電子回路による
増幅があるため十分撮影することが出来而も画面ノイズ
が実用になる程度となる。この場合でも第１図の場合に
比べ１／１０のＸ線量で済むためその効果は非常に大き
い。所が約１０フレームも重ねるためには１フレームに
ついて１／３０秒必要なため１／３秒の露光時間となり
被写体のわずかな動きによつても像がブレてボケてしま
う。このような撮影に広く用いられる人体の胃部の撮影
の場合０．０５秒位で撮影しないと像がボケると言われ
ている。従つてこの方式では、実用にならない。そこで
、このノ・イズおよび被写体の動きによるボケを改良し
良好な写真の撮影ができるようにするために次のような
方式が用いられる。この方式を第３図にて説明する。Ｘ
線発生機３１から発生したＸ線は被写体３２を通りＩ，
Ｉ，３３に入射する。Ｘ線像はＩ，Ｉ，３３で光の像に
変換され、レンズ３４を通じＣＴカメラ３５で撮影され
る。ＴＶカメラ制御器３６から得られた出力信号をモニ
ター３７に受像し、このＸｆｉＢＴ像を観察し撮影タイ
ミングを選び撮影制御器４５を操作する（例えば撮影ボ
タンを押す）撮影制御器４５より第４図のＸ線曝射指令
５１のパルスＡが発生する。このＸ線曝射指令５１によ
りレンズ系３４とＴＶカメラ３５の間にニユートラルデ
ンシテイ一（Ｎ−Ｄ）フ、イルタ一４１がＮ−Ｄフイル
タ一操作器４７により投入５７される。通常これに０．
１秒位の時間を要する。このＮ−Ｄフイルタ４１は下記
に述べるようにＴＶ透視時に比べ撮影の時は時間当りの
Ｘ線曝射を例えば１０倍位に増すためＴＶカメラ３５に
入射する光量が多くなり過ぎてＴカメラ３５が飽和する
のを防止するためである。なおこの説明では便宜上Ｎ−
Ｄフイルタ一を用いたが、光量を減衰させうる他の種類
のフイルタ一（例えば色フイルタ一）でも良い。

撮像管例えばカルニコンやビジコンでは、信号の立ち上
り現像がある。

即ち、第５図のように光量と信号電流の関係が第１フレ
ームについてはカーブ６１、第２フレームについてはカ
ーブ６２・・・等となるためＴＶ透視時は連続して多数
のフレームが撮像されているので、その感度特性はこの
安定した感度の良い特性６４で動作している。所が、撮
影の場合は、以下に述べるように撮像管の立ち上りの第
１フレームに相当するので感度が低い。しかし前述のよ
うに１０フレーム相当のようにＴＶ透視の１フレームに
比べ可成り多いＸ線量を曝射する場合は上記立上り現象
があつても、Ｔカメラが飽和するので、上述のように光
量を絞ることが必要となる。従つてＮ−Ｄフイルタ一４
１の代りにレンズ絞りを絞り込んでも良い。次にＴＶカ
メラ３５の垂直偏向（Ｖ−Ｄ）５６に同期してＡ′の点
よりＸ線透視のＸ線曝射５２を遮断する。すると観察用
モニター上の映像信号５８は図のように減衰して、Ｎ−
Ｄフイルタ一４１の投入が完了する約０．１秒後には、
ほとんどなくなる。つまりＴＶカメラ３５の撮像管のタ
ーゲツト上に残つていた信号がほぼ完全に除去され、次
に写される撮影像との混信が防がれる。これにＮ−Ｄフ
イルタ一４１の投入５７が完了したＢ点でＶ−Ｄ５６に
同期してＢ′点より撮影のＸ線曝射５２が行なわれる。
このＸ線曝射５２は前述のように被写体の動きによるボ
ケを防ぐため曝射時間を短かく、人体の胃部を撮影する
場合、例えば０．０５秒でＸ線量は画面ノイズを使用可
能な範囲に押えるため、例えばＴＶ透視の１０フレーム
分とするとそのＸ線の強さは、Ｔ−Ｖ１フレームは０．
０３３υ．υ ００１ＶＶ・・・秒であるから？×１０
？７となり約＾八Ｐ ７倍の強さのＸ線パルスとなる。

Ｂ点よりＸ線曝射５２が完了するＣ点を含む期間Ｔ・カ
メラ３５の撮像管のビーム電流をカツトオフするブラン
キング信号ＢＬ５５がＥ−Ｆ点のように発生し、Ｘ線曝
射５２のＢＩ−Ｃ′によるＩ，Ｉ，３３の出力光像を撮
像管のターゲツト上に蓄積する。次の垂直偏向Ｖ−Ｄ５
６に同期してＦ点で撮像管のブランキング信号５５が解
除されるので、Ｔカメラ３５が撮像を開始する。最初の
１フレーム（２フイールドから構成されている）は先に
蓄積された撮影像を取り出すので観測用モニター信号５
８のＧ′〜Ｈ′のようにＴＶ透視時とほぼ同じ大きさの
信号が得られる。この信号によるＴＶ像を光学カメラ４
０に撮影するために撮影モニター３９の制御器４３で撮
影ゲート信号５４のＧ〜Ｈを作り、撮影用モニター３９
に撮影用モニター映像信号５９のＧＩ−Ｈ″を送り受像
する。この像を光学カメラ４０で撮影する。従つて、短
時間に撮影に必要なＸ線曝射による像のみがフイルム上
に記録されるので、非常に鮮明でノイズの少ない像が得
られ、かつＴ系を利用した効果が合せ得られる。即ち電
子回路による増巾作用により感度が非常に良く画像の周
辺の輝度の落ち込の補正が出来る等の効果がある。次に
撮影ゲート信号５４がＨで解除されるとＴ−Ｖ透適用Ｘ
線が曝射される。

観察用モニター信号５８が出始める。撮影用Ｘ線曝射完
了のＣ′点より撮影のために投入されたＮ−Ｄフイルタ
一の除去が始まり約０．１秒位で終了（Ｄ点）する。こ
の時からＴＶ透視像も元の状態に戻る。また撮影用Ｘ線
曝射時間はＸ線管電圧、電流、Ｘ線管と１，Ｉ，３３ま
での隙間被写体の厚さ等により異なるのでＩ，，３３出
力光の一部をミラー、レンズおよび光電管よりなるフオ
トタイマ一４２の出力５３の大きさが一定の値になつた
時、Ｘ線曝射５２が遮断されるようにＸ線発生機３１を
、Ｘ線発生器制御装置４６で制御する。このように透視
と撮影でＸ線曝射および撮像管のビーム走査を区切るこ
とにより透視像と撮影像の混信や、それによる画面のシ
ュージンクの発生を防止し良好な撮影像を得ることがで
き・る。

しかし１フレームの走査は飛越し走査による２フイール
ドから構成されている。従つて撮影のための曝射のよう
に撮像管のターゲツトに像が蓄積されたものを１フイー
ルドで走査する飛越走査に際して１フイーノレド目のビ
ームと２フイーノレド目のビームが撮影管のターゲツト
面で一部オーバーラップするので１フイーノレド目の方
が２フイーノレド目より信号が大きくなる。従つて１フ
イールド目と２フイールド目の像のレベルをそろえる必
要がある。そこで２フイールド目の信号を増幅してそろ
える。また撮像管にビジコンのように光量〜信号電流特
性、即ちγ特性が１と異なるもの、ビジコンのγ？０．
６、を用いる場合は上記撮影像を走査した１フイーノレ
ド目と２フイーノレド目のレベノレをそろえるのに２フ
イールド目を単に増巾するだけでなくγ補正を行う。所
がこの１フイーノレド目と２フイーノレド目の信号の大
きさの関係は撮像管の入射光量においても若干ずれ、ま
た撮像管の動作条件例えばビーム電流においてもずれ、
また１フイーノレド目と２フイールド目を分離して増巾
率を変える回路が必要である。

また撮像管の信号電流一入射光量の関係を表わすγ特性
も入射光量により若干変わるので、増巾率を変え単純に
γ補正をするだけでは、１フイーノレド目と２フイーノ
レド目のレベノレを完全に一致させることはできない。
またこのようにしてレベノレをそろえると２フイーノレ
ド目はＳ／Ｎが悪くなり画質が劣る。そこで本発明はこ
れらの欠点を容易に改善することにある。

本発明の実施例について述べる。第３図のＴＶカメラ３
５およびＴＶカメラ制御器３６の垂直偏向回路を第７図
のように変更して、ＴＶ透視時には従来の１フレームが
２フイールドで構成される飛越走査をしているが撮影の
場合は１フレームが１フイールドで構成し、代りに垂直
の１フイールド当りの走査数を２倍にし、１フレーム当
りの走査線はどちらも同じにする。第６図ａに１フレー
ム２フイールドの走査を示す。円形９１はＩ，ｌ３３の
出力像面であり実線の走査線９２で１フイールドが形成
され、次に点線の走査線９３で１フイールドが形成され
、これを合せて１フレームを形成している。ｂは１フレ
ーム１フイールドの走査を示す。円形９４はＩ，Ｉ，３
３の出力像面であり、実線の走査線９５で１フィールド
が形成され、その走査線密度は９１の実線の査走線９２
と点線の走査線９３を合せたものに等しい。実線には９
１の場合の１フイールドと２フイールド間にある垂直偏
向の帰線期間が不要となるためその分だけ垂直走査がｂ
の場合は増せるのでむしろ解像度が良くなる。従つて写
真に撮影するように時間の要素がない場合その解像度は
実用的に等しいかやや良い。その回路構成は第３図の回
路中垂直偏向回路を第７図のように変更する。第７図の
ように撮影制御器８５より撮影制御信号９１がＴカメラ
８１の垂直偏向ヨークの電源切換回路８２に送られ、第
３図の説明にあつたＢ−Ｌ信号９７に同期して垂直偏向
回路切換信号９２により切り換えられる。第３図に説明
した１フレーム２フイールドの偏向回路８３から撮影ゲ
ート９３の間、１フレームが１フイールドとなるように
垂直の走査周波数が１／２になつた偏向回路８４に切換
信号９２で切換えられる。またこの偏向電源回路には撮
影制御器８５よりの撮影制御信号９１より、撮影のため
のＸ線パルス発生後１フイールドの走査をすべく垂直偏
向Ｖ−Ｄ９６に同期して作られた撮影ゲート信号により
偏向電流が作られ、垂直偏向ヨークに偏向電流９４が１
フイールド流れ、１フレームの走査を行いＴＶ信号を取
り出す。従つて垂直偏向ヨークにはＴＶ透視時には偏向
電流９５が流れ撮影の時は周波数が透視の１／２の偏向
電流９４が１フイールド分だけ流れる。撮影のためのＴ
モニター３９は撮影時のみしか受像しないのでこの撮影
時の偏向に同期させれば良い。透視用のモニター３７は
上記ＴＶカメラと同じく、垂直走査を切換えれば良い。
第４図のアルフアベツトと第８図のアルフアベツトの同
じものは同じタイミングを表わす。また透視を撮影の単
なる位置決めに使用するような場合は必ずしも１フレー
ムを１フイールドにして透視像のチラツキを防止しなく
ても良いので透視も１フレーム１フイールドとしても良
い。この場合は上記のような複雑な回路を必要としない
。撮影モニター３９の映像信号は９８のようになり、透
視モニター３７の映像信号は９９のようになる。このよ
うにすることにより従来のＴＶ像撮影における１フイー
ルド目と２フイールド目の信号レベルの差によるレベル
調整の困難さ、また不正確な像を撮影することによる危
険を避けることができ、その効果は非常に大きい。この
ように本発明によるＴＶ像間接撮影のメリツトである被
写体の被曝線量を大巾にへらし、かつノイズの少ないシ
ュージンクのない、解像度の高い撮影像が得られその実
用価値は非常に大きい。

また電子回路が介在しているので信号レベルを自由に調
整できるので、Ｘ線像の任意の変調度の所の変調を強調
また圧縮することにより、見たい所だけを強調すること
が非常に容易に出来る等その実用価値は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＩ，ｌｌ間接撮影装置を示す構成説明図
、第２図従来のＸＷ！ＴＶ透視撮影装置を示す構成説明
図、第３図は本発明に適用されるＸ線ＴＶ透視撮影装置
例を示す構成説明図、第４図は本発明に適用されるＸ線
ＴＶ透視撮影装置例の動作を説明するためのタイムスケ
ジユールを示す図、第５図は撮像管の特性例を示す図、
第６図は本発明のフレームとフイールドの関係の一例を
示す説明図、第７図は本発明の１フレーム２フイールド
から１フレーム１フイールドへの切換えの一例の説明図
、第８図は本発明の１フレーム２フイールドへの切換え
のタイムスケジユール例の説明図である。 ３１・・・・・・Ｘ線発生機、３２・・・・・・被写体
、３３・・・・・・レンズ、３５・・・・・・Ｔカメラ
、３６・・・・・・Ｔカメラ制御器、３７・・・・・・
モニター、３９・・・・・・撮影用モニター、４０・・
・・・・光学カメラ、４１・・・・・・Ｎ−Ｄフイルタ
一、４２・・・・・・フオトタイマ一、４３・・・・・
・制御器、４５・・・・・・撮影制御器、４６・・・・
・・Ｘ線発生機制御装置、４７・・・・・・Ｎ−Ｄフイ
ルタ一操作器、８１・・・・・・Ｔカメラ、８２・・・
・・・電源切換回路、８３，８４・・・・・・偏向回路
、８５・・・・・・撮影制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｘ線発生機から放射されたＸ線が被写体を透視し、
   Ｘ線イメージインテンシフアイアを通つて光学系を介し
   て撮像管カメラで撮像され、この撮像された像をテレビ
   受像機で再生したテレビ像を光学カメラで撮影するＸ線
   テレビ透視撮影装置において、光学カメラで撮影される
   Ｘ線テレビ像の画面の１フレームが少なくとも撮影時に
   垂直の走査周波数を２分の１とすることにより１フィー
   ルドの走査で形成されることを特徴とするＸ線テレビ透
   視撮影装置。