JPS60103876A - ディジタル放射線像撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像入力装置に係り、空間分解能は良いが時間
分解能（１画像の取込み時間）は多少犠牲にするモード
と、空間分解能は多少犠牲にしても、時間分解能を良く
するモードの２モードを有する放射線画像の入力装置を
提供するものである。

〔発明の背景〕

従来の放射線像の入力装置は放射線像を光学像に変換す
るセンサー、いわゆるシンチレータとして増感紙や蛍光
板、あるいはＸ線イメージインテンシファイヤ（以下、
Ｘ線ＩＩと記述する）を使用し、その光学像を高空間分
解能で記録したい場合のセンサーとしてはＸ線フィルム
を使用し、高時間分解能で記録したい場合はシネフィル
ム、あるいはＴＶカメラを使用している。上記の光学像
を記録するセンサーのうちフィルムを使用すると現像と
いう化学的な処理を要するため、上記の放射線像をオン
ラインで観察するのは困難である。

したがってオンラインで、かつ高時間分解能を得るため
にはＴＶカメラを使用する必要がある。

しかしながら従来のＴＶカメラではＴＶカメラの空間分
解能が悪いため、シンチレータが有している空間分解能
を十分利用できず、結果として装置全体の空間分解能が
不足するという問題が生じているうこの問題を解決する
ため高解像用撮像管と走査線数を従来（つ５２５本から
１０００本以上に増やした、いわゆる高精細ＴＶカメラ
が使用され空間分解能の不足が大分解消されてきた。し
かし、上記のような高精細ＴＶカメラを使用し、かつ１
０００本以上の走査線数をそのま＼使用した場合、時間
分解能を良くｌ−ようとすると必要な周波数帯域Ｂやビ
ーム電流１ｂが犬となりＸＳ／Ｎが悪くなる。つまシ、
高空間分解能で、かつ高時間分解能を有する画像入力装
置の開発は困難であった。

一方、上記の画像入力装置を利用する１例としての医療
分野では、心臓のように動きｂの速い部位の撮影では時
間分解能は秒間６０枚と高い値が要求されるが空間分解
能はＩＡｐ／ｍ程度で十分である。また、脳内血管や胃
のように動きの少ない部位の撮影では空間分解能は２〜
３ｔｐ／ＩＩ＋１１以上と高い値が要求されるが時間分
解能は秒間２〜５枚と低くても使用可能と云われている
。つまシ開発された装置を利用する分野では高空間分解
能、高時間分解能を同時に満足する装置の出現は望まし
いが、観察対象によっては常時両特性の良いものを要求
する必要はなく、使い分けが出来る装置の出現が望まれ
ている。本発明は上記の要求を実現する手段を提供する
ものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は空間分解能が良い場合と時間分解能が良
い場合の２つのモードを有する画像入力装置において放
射線像、あるいは光学像を記憶しているイメージングプ
レートを走査して電気信号に変換する時、上記の２モー
ドのいずれの場合でも上記のプレートの走査残りがない
ようにモードの変更に従って走査ビーム径を制御してＳ
Ｎ比の良い画像を得ることができる画像入力装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

取込み領域、すなわち視野を大きくシ、かつ高空間分解
能で画像を入力したい画像入力装置ではイメージングプ
レート上の走査面積は出来るだけ大きく、かつ走査する
光ビームや電子゛ビーム、などのビーム径は最小に調整
されている。

視野を小さくしないで時間分解能をあげるためには、（
１）観察対象物の像をイメージングプレート上に結像す
る時の結像面積を小さくシ、走査面積を狭くして１画像
の走査時間を短かくする方法、（２）イメージングプレ
ート上の結像面積は変更せず、走査ピッチを荒くし１画
像あたりの走査線数を少なくし、１画像の走査時間を短
かくする方法、の２つが考えられる。

（１）の方法では高空間分解能モードで使用する場合、
イメージングプレート上の結像面積を大きくする必要が
ある。つまシ高空間分解能モードで使用する場合と高時
間分解能モードで使用する場合、モード毎に走査面積を
変更する必要がある。この走査面積の変更は光学系や走
査系の設計、調整が複雑となるばかυでなく、イメージ
ングプレートとしてＴＶ左カメラの撮像管を使用する場
合は撮像管の焼付現象のため、上記の走査面積変更によ
る２モード切換えは困難である。

（２）の方法ではモード切換え毎に走査面積の変更をし
ないので（１）の方法で述べた問題は生じないが走査ピ
ッチを荒くするため走査残りが生じる恐れがある。この
走査残りを防ぐための相隣り合う走査線のビームの重な
りはビームの分布をガウス分布だと仮定するとピーク値
の３０％前後の値だと云われている。

本発明では（２）の方法を採用し、次に述べる方法で走
査残りを解決する。

イメージングプレー）を光ビームで走査する場合、第１
図に示すように波長をλ、レンズ２の焦点距離をｆ、レ
ンズへの入射ビーム径をＤとすると焦点面でのビーム径
Ｄ０はビームの分布をガウス分布だと仮定するとり。＝
（４／π）×（λ（／Ｄ）で示される。λは使用する光
により決まυ、ｆを変化させるのは光学系が複雑となる
ので、ＤＯを変化させるだめには絞＃）１を変化させ、
レンズに入射するビーム径りを制御すればよい。ただ、
この場合、焦点面での光量が変化するのでＤｏを大巾に
変更するのは得策でないが、実際にはＤＯを倍、半分も
変化させないので実用土問題ない。

また１、イメージンググレートを電子ビームで走査する
場合、例えばＴＶカメラの場合第２図に示すように電子
ビーム径Ｄｏは電子レンズ２に入射するビーム径をＤ１
電子レンズの焦点距離をｆ１焦点深度をΔｆとするとＤ
ｏ＝ＤＸΔｆ／ｆで示される。

この場合、ビーム径りはアパーチ１で決定され、とのＤ
を変化させるのは容易でないが、焦点距離ｆは容易に変
化する。すなわち、ｆは焦点コイルに流す電流最に比例
して変化するので、撮像’Ｗｆの焦点コイルの電流五を
制御することにより′戊子ビームの径１）ｏ　ｆ：変化
させることが出来る。

以上述べたように、本発明では放射線像、あるいは光学
像を電気信号に変えて入力する時、走査のビーム径を最
小に絞り、走査線数を多くして時間分解能は多少犠牲に
しても高空間分解能で入力するモードと、ビーム径を太
くシ、走査線数を少なくして空間分解能を多少犠牲にし
ても高空間分解能で入力するモードの２モードを有する
画像入力装置を提供する。

〔発明の実施例〕

本発明の１実施例を第３図に示す。この実施例では放射
線像をＸ線ＩＩとＴＶ左カメラ使用して取込む装置例を
示している。

１はＸ線発生装置、２は被験体、３はＸ線ＩＩである。

装置１から放射されたＸ線は被験体２を透過する。この
透過したＸｍ像はＸ線ＩＩ３で検出され光学像に変換さ
れる。４は光学レンズであり、Ｘ線ＩＩ３からの光学像
をＴＶ左カメラの撮像管面上に結像する。結像された像
のサイズは使用する撮像管で許容される最大限のサイズ
となる。

これは以下の理由による。

一般に多用されているＸ線ＩＩ３のサイズは９積は約１
１０ｍｍＸ１０＋が多用されており、その空間分解能は
６０　Ｌ　ｐ　／　ｗｍ前後である。Ｘ線ＩＩでは９イ
ンチ、すなわち２２０ｍｍφの視野で被験体の放射線像
を検出し、１インチの撮像管面上の１０ｍ＋口に結像す
る。つまり、撮像管面上の像は２２倍に拡大されるので
ＴＶ左カメラの空間分解能はＸ線、ＩＩ３面上では約２
．７　ｔ　、　／　ｔｔａｎとなる。

つまり、この装置全体の空間分解能を向上させるために
はＸ線ＩＩ３の入力面のサイズＡとＴＶ左カメラの走査
面積Ｓの比Ａ／Ｓを可能な限シ小さくすることが必要で
あり、そのためにはＳを大きくすることが必要である。

それはＡを小さくすると視野が狭くなシ利用者からの要
求が満せなくなるためである。７−１．７−２は撮像管
の焦点コイル、８−１．８−２は水平偏向コイル、９−
１゜９−２は垂直偏向コイル、６はＴＶ左カメラ制御回
路である。装置全体の制御部１４から今回のモードは高
空間分解能モードが、あるいは高時間分解能モードかの
指令がＴＶ左カメラ０制御回路６、Ａ／Ｄ変換部１０、
画像処理部１１、表示部１２、画像ファイル部１３の各
部に伝達されるので、各部はその指令に従った動作を行
なう。

上記の指令が高空間分解能モードの指令であれば制御回
路６は焦点コイル７を使って走査ビーム径が最小になる
ように調整し、かつ走査コイル８と９を使って毎秒の取
込み枚数が１５コマ、走査線数が１１２５本となるよう
にＴＶ左カメラ動作を設定する。

Ａ／Ｄ変換部１０は制御回路６からのビデオ信号をディ
ジタル化し、その２次元画像データを画像処理部１１に
転送する。画像処理部１１では制御部１４の指令に従っ
て取込まれた画像のガンマ補正とか、画像の強調とか、
白黒反転とか、２枚の画像間の差や和の演算、などの処
理を行ない、その結果を表示部１２で表示する。

また必要な場合はファイル部１３に処理結果を転送し放
射線像をファイルする。

また、制御部１４からの指令が置時間分解能モードであ
る場合は秒間の取込み枚数を６０コマ、走査線数を５２
５本となるようにＴＶ力メン系がセットさズし、装置１
０〜１３は高空間分解能モードの時と同様の動作を行な
う。ただこのモードでは放射線像は必ずファイルし、後
で放射線像を再チェックできるようにする。

以上の説明ではＸ線発生装置１の制御についでは特に言
及しなかったが、良好な放射線部を得るために必要な線
量の確保と、被験者に対して可能なかぎシ被ばく線量を
少なくするという制御がされているの云うまでもない。

また、Ｘ線管とじては上記の制御に十分耐える負荷容量
を有しているっ第４図は光ビームを使用した場合の１実
施例を示す。第３図と異なる部分は入力系である。

２１はＸ線発生装置、２２は被験体２３は増感紙、２４
は光異性化蛍光材料を使ったイメージングプレート、２
５は水平方向の走査を行なう回転多面体、２６−１．２
６−２は光学レンズ、２７は垂直方向の走査を行なうガ
ルバノミラ−１２８はＨｅ　−Ｎ　ｅレーザー２９は絞
り機構部、３０は回転多面体２５とガルバノミラ−２７
を制御する走査駆動制御部、３１はイメージングプレー
ト２４に記憶された放射線像を消去するための消去光源
、３２はイメージングプレートからの放射線像情報を検
出する光電子増倍管（以下ＰＭと略す。）である。

３３から３７は第３図の実施例の１０から１４と同様で
ある。すなわち、３３はＡ／Ｄ変換部、３４は画像処理
部、３５は表示部、３６は画像ファイル部、３７は装置
全体の制御部である。

Ｘ線発生装置２１から放射されたＸ線は被験体２２を透
過し放射線像を作成する。この放射線像は増感紙２３で
光学像に変換され、イメージンググレート・２４に光学
像として記憶される。

制御部３７からのモード指定が高空間分解能モードであ
れば絞シ機構部２９は絞りを可能な限り大きく開きレー
ザー２８からのレーザービーム径が最小になるようにす
る。また、駆動制御部３０は走査用ミラー２５と２７を
低速走査モードで動作させる。このようにして高空間分
解能モードではイメージングプレート２４上を最小ビー
ム径で、かつ最大の走査線数で走査しイメージングプレ
ート２４上に記憶されている放射線像を読み出しＰＭ３
２で検出する。検出された放射線像情報はＡ／Ｄ変換部
３３でディジタル化され第３図の実施例と同様の動作を
行なう。像の取込みが終了すると制御部３７は消去光源
３１に指令を送り、消去光をイメージンググレート２４
に照射し、次の放射線像の撮影にそなえる。

次に制御部３７からのモード指定が高時間分解能モード
であれば絞り機構部２９は絞りを指定された大きさにな
るまで動作させ、ビーム径を指定の大きさにする。また
、駆動制御部３０は走査用ミラー２５と２７を高速走査
モードで動作させ、放射線像を取込み、その後消去光を
照射し、再度高速走査を打力い像を取込む。

以上述べたように本発明では電気的、あるいは光学的走
査を利用して放射線像や光学像を高空間分解能で、ある
いは高時間分解能で効果的に入力することができ・る。

〔発明の効果〕

本発明では放射線像や光学像を電気的、あるいは光学的
に走査し、入力する時、簡単な手段で上記の走査ビーム
径と走査速度を可変にし、高空間分解能で入力したり、
おるいは高時間分解能で入力したシすることを効果的に
行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の原理図、第３図、第４図は本
発明の実施例の構成図である。 ｆ・・・光学レンズ、あるいは電子レンズの焦点距離、
Ｄ・・・レンズに入射する光ビーム、あるいは電子ビー
ムの入射径、ＤＯ・・・光ビーム、あるいは′「戊子ビ
ームの焦点面での径、λ・・・光の波長、Δｆ・・・電
子レンズの焦点深度。 ＼＋−７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放射線像および光学像を電気的あるいは光学的に走査径
   電気信号に変換する装置において、上記の装置の１画像
   あたシの走査線数を増減し、１画像の走査時間を可変に
   することによシ、上記の画像の単位時間あたシの取込み
   画像枚数を可変にする画像入力装置において、上記の走
   査線数の増減に追随して走査用のビーム径を制御するこ
   とを特徴とする画像入力装置。 絹