JPS6216519B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、いわゆるＸ線テレビジヨン診断装置
（以下「テレビジヨン」は「TV」と称する）のご
ときＸ線透視撮影システムに関するものである。

医学分野で用いられるＸ線TV診断装置にあつ
ては、被検者を透過したＸ線強度分布をＸ線フイ
ルムに導びきこれを感光させることによつて静的
な透視画像を得る直接撮影方式（以下この方式に
よる撮影を単に「撮影」と称する）と、被検者を
透過したＸ線を、例えばイメージ・インテンシフ
アイア（以下「」と称する）のようなＸ線―
可視光変換系に導き、ここで可視光像をTVカメ
ラで撮像してモニタ上に表示することによつて動
的透視画像を得るTV透視方式（以下この方式に
よる透視を単に「透視」と称する）とが従来から
行なわれていた代表的なＸ線診断手段である。

第１図に上記Ｘ線TV診断装置の一例の構成を
示し、同図を参照して撮影と透視の方式について
説明する。

同図において、１はＸ線管、Ｐは被検体として
の被検者、２は散乱Ｘ線を除去するためのグリツ
ド、３はＸ線フイルムを収容しているカセツト、
４はである。５は光学系でありこの光学系５
は側レンズ５―１、TVカメラ側レンズ５―
２、フオトマルチプライヤ（以下「フオトマル」
と称する）５―３、フオトマル用ミラー５―４、
およびフオトマル側レンズ５―５で構成されてい
る。また、６はTVカメラであり、このTVカメラ
６はカメラヘツド６―１とカメラ制御器６―２で
構成されている。７はTVモニタ、８は撮影時間
制御回路、９はＸ線条件およびＸ線曝射、しや断
などの制御を行なうＸ線制御器、１０は撮影を行
なう時に用いるＸ線曝射スイツチ、１１は高電圧
発生器を示している。

診断はまず透視から行なわれる。Ｘ線制御器９
に付随する、図示されていない透視スイツチを押
すとあらかじめ設定されている透視条件でＸ線管
１からＸ線が照射される。この、透視時にはフイ
ルムを収納しているカセツテ３は図示破線のよう
にＸ線照射野外の待機位置Ａに移動している。被
検者Ｐを透過したＸ線は４で可視光像に変換
され、光学系５に導びかれる。この可視光像が
TVカメラ６で撮像され、モニタ７の画面上に透
視画像が得られる。この透視時には撮影時間制御
回路８は機能していない。透視中、必要に応じて
撮影が行なわれるが、このとき適正なコントラス
トのＸ線写真を得ることを目的として、撮影時間
制御回路８による、自動的なＸ線しや断が行なわ
れる。即ち、透視中にモニタ７の画面上において
撮影を必要とする部位あるいは状態を見出した時
点でＸ線曝射スイツチ１０を投入する。これによ
り、図示していない透視スイツチが切られ、カセ
ツテ３が図示撮影位置Ｂに移動した状態でＸ線が
曝射され、４の出力像に明るい光子像が得ら
れるが、この出力光の一部、例えば４の出力
画面の直径の１／２程度の直径を有する円内を採
光野として撮影時に得られる４の出力光はフ
オトマル５―３に導かれ電気信号に変換される。
この信号は、撮影時間制御回路８でまず適宜増幅
された後積分され、この積分値があらかじめ決め
られたスレツシユホールドレベルを越えた瞬間に
この撮影時間制御回路８からＸ線制御器９に信号
を送つてＸ線しや断を行なうようにしているわけ
である。この後、透視が再開され、再び上述した
ような撮影がくり返される。

このようにすれば、技術者すなわち操作者の経
験の多少にかかわらず一定の品質のフイルム画像
が得られ、スレツシユホールドレベルの設定によ
つて失敗の少ない写真が得られるので現在広く実
用に供されているものである。

ところで、このような従来の方式では採光野の
位置、面積が固定されており、また撮影の関心領
域と採光野をなるべく一致させたいがこれを透視
中に確認する有効な手段がなかつた。さらに胃の
造影剤充えい像のようにＸ線透過率が極端に低い
部位が採光野内に入つてくると撮影時間が望まし
い時間より長くなるため全体に黒ずんだ高濃度の
写真しか得られなかつた。また、逆にＸ線透過率
が極端に高い部分が採光野内にかかると撮影時間
が短かくなるから全体に白つぽい低濃度の写真と
なり、いずれも良好な結果が得られなかつた。し
かも、採光野が固定されているため、臓器によつ
ては採光野が大き過ぎ、最も診断したい部位が良
好な黒化度で表現されないという欠点があつた。

本発明は、上述した欠点を除去するためになさ
れたもので、被検体のＸ線透視映像を撮像し且つ
表示するためのＸ線透視系およびこのＸ線透視系
の透視視野と略共通の撮影視野を有し、前記被検
体のＸ線写真を撮影するためのＸ線撮影系を備え
たＸ線透視撮影システムにおいて、所望の撮影関
心領域について常に適正なＸ線撮影制御を行ない
得るＸ線透視撮影システムを提供することを目的
としている。

すなわち、本発明の特徴とするところは、Ｘ線
透視系による透視観察時に透視映像の表示画面上
に撮影関心領域を重畳表示し且つ該領域を所望に
より変更し得る領域表示手段と、Ｘ線撮影系によ
る撮影時に被検体を透過したＸ線の強度を検出し
撮影条件の制御に供するＸ線検出手段と、このＸ
線検出手段の検出野を前記領域表示手段で表示さ
れた関心領域に対応させる検出野制御手段とを具
備することにある。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第２図は本発明の一実施例における原理的構成
を示すものであり、第１図と同様の部分には同符
号を付してその詳細な説明を省略する。但し、後
述するように、撮影時間制御回路８およびＸ線制
御器９は相互間で積分タイミング信号ITの授受
を行なうものとする。また、同様にTVカメラ６
のカメラ制御器６―２は水平駆動パルスHD（以
下単に「HD」と称する）、垂直駆動パルスVD
（以下単に「VD」と称する）を出力するととも
に、診断関心領域（region of interest）（以下
「ROI」と称する）信号を受け、これを映像信号
と混合してTVモニタ７にROIを表示し得るもの
とする。そして、この場合、光学系５Ａは側
レンズ５―１とTVカメラ側レンズ５―２で構成
されている。第２図に示した１２はＸ線検出器で
あり、このＸ線検出器１２は例えば平板状の半導
体Ｘ線検出器で構成され、同一平面上に多数個例
えば16個の単位検出素子（エレメント）を分布配
置したもので、各単位検出素子の出力電流をそれ
ぞれ独立に取り出すことができる。

第３図に16エレメントとして構成したＸ線検出
器１２の原理図を示す。

第３図において、Ｅ１，Ｅ２，……Ｅ１６はそ
れぞれ単位検出素子であり、これら単位検出素子
Ｅ１〜Ｅ１６は図示のように略隙間なく均等に配
置されＸ線検出器１２を構成している。EO１〜
EO１６はそれぞれ単位検出素子Ｅ１〜Ｅ１６の
出力である。

１３はゲートパルス発生器であり、このゲート
パルス発生器１３はROI信号発生回路１３―１、
遅延パルス回路１３―２およびゲートパルス発生
回路１３―３から構成されている。このゲートパ
ルス発生器１３の主要な機能はあらかじめ指定さ
れたROIの面積と位置に相当するＸ線検出器１２
の単位検出素子を選択するゲートパルスを発生す
ることである。１４は検出信号ゲートユニツトで
あり、この検出信号ゲートユニツト１４は検出器
素子数に相当する増幅器１４―１およびゲート回
路１４―２から構成されている。この検出信号ゲ
ートユニツト１４では、ゲートパルス発生器１３
のゲートパルス回路１３―３で発生したゲートパ
ルスでゲートされた信号だけが撮影時間制御回路
８へ送出される。

次にゲートパルス発生器１３のより詳細な構成
例を第４図、および第５図を参照して説明する。

第４図はROI信号発生回路１３―１の一具体例
を示すもので、HD，VDを入力とし、ゲートパル
ス発生回路１３―３に送られるべきＨ（水平）ゲ
ート信号HGおよびＶ（垂直）ゲート信号VG、カ
メラ制御器６―２へ送られるべきROI信号RIを出
力する。

第４図において、HGGはＨゲート信号発生
部、VGGは図では省略しているがＨゲート信号
発生部HGGと略同様に構成されたＶゲート信号
発生部、ND１はナンドゲートであり、MM１〜
MM４は単安定マルチバイブレータ（以下「モノ
マルチ」と称する）、VR１〜VR４はそれぞれモ
ノマルチMM１〜MM４の時間幅調整用の可変抵
抗である。

第５図ａ〜ｉは第４図にかかわる各部の波形図
であり、それぞれ、同図ａはカメラ制御器６―２
からのHD、同図ｂはモノマルチMM１への入力
信号、同図ｃはモノマルチMM１の出力信号、同
図ｄはモノマルチMM２の出力信号、同図ｅはモ
ノマルチMM３の出力信号、同図ｆはモノマルチ
MM４の出力信号、同図ｇはこのROI信号発生回
路１３―１の最終出力としてカメラ制御器６―２
へ与えられるROI信号RI、同図ｈはＨゲート信号
発生部HGGからナンドゲートND１への出力信
号、同図ｉはＨゲート信号発生部HGGから出力
されるＨゲート信号HGの各波形を示している。
モノマルチMM１ではROIのＨ方向（水平軸方
向）についての始点のタイミングのHDに対する
時間遅れＴ１を決定しており、この時間幅Ｔ１は
可変抵抗VR１により調整される。また、Ｈ方向
についてのROIの大きさに対応する時間幅Ｔ２は
モノマルチMM２で決定され、この時間幅Ｔ２は
可変抵抗VR２で調整される。MM３およびMM４
はROIのＨ方向の境界線をTVモニタ７画面上に
表示するためのROI表示用信号を形成する回路を
構成し、境界線幅は可変抵抗VR３，VR４で調整
される。これらの機能は図示していないＶゲート
信号発生部VGGにおいても同様であり、実際に
構成する時はＨゲート信号発生部HGGの可変抵
抗VR１とこれに対応するＶゲート信号発生部
VGGの可変抵抗とをジヨイステイツクにより構
成すれば、ROIの位置決めが容易になる。

遅延パルス発生回路１３―２のより詳細な構成
例を第６図に示す。この遅延パルス発生回路１３
―２は、検出器１２のＨあるいはＶ方向に対向す
る単位検出素子数に相当する数だけ、１水平走査
期間あるいは１垂直期間走査期間の画像有効期間
を均等に分割するパルスを発生させる機能を有す
るものである。これを実現するのに第６図では各
分割単位毎にそれぞれモノマルチ２個を使用して
図示のように構成している。すなわち、HDP１
〜HDP４はそれぞれＨ方向の各分割単位に対応
する遅延パルスDH１〜DH４を発生する遅延パル
ス発生部VDP１〜VDP４はそれぞれＶ方向の各
分割単位に対応する遅延パルスDV１〜DV４を発
生する遅延パルス発生部であり、MM５，MM６
はモノマルチ、VR５およびVR６はそれぞれモノ
マルチMM５およびMM６の時間幅調整用の可変
抵抗である。遅延パルス発生部HDP２〜HDP４
およびVDP１〜VDP４は図示していないがいず
れも遅延パルス発生部HDP１と同様の構成を有
している。

また、第７図ａ〜ｅは遅延パルス発生部HDP
１〜HDP４にかかわる各部波形図であり、同図
ａはHDの波形を示し、同図ｂ〜ｅはそれぞれ遅
延パルス発生部HDP１〜HDP４の出力波形を示
している。第６図の可変抵抗VR５およびVR６に
よつてそれぞれ第７図の時間幅Ｔ３およびＴ４を
調整できる。前述したように検出器素子数を16エ
レメント（Ｈ方向４×Ｖ方向４）の例で説明して
いるから、水平方向については遅延パルス発生部
HDP１〜HDP４の出力DH１〜DH４、垂直方向
については遅延パルス発生部VDP１〜VDP４の
出力DV１〜DV４のそれぞれ４パルス列が遅延パ
ルス出力となる。この出力パルスDH１〜DH４、
DV１〜DV４は全てゲートパルス発生回路１３―
３に送出される。

ゲートパルス発生回路１３―３の構成例を第８
図、このゲートパルス発生回路１３―３にかかわ
る各部の波形を第９図ａ〜ｏに示した。

第８図において、PG１〜PG１６はそれぞれＸ
線検出器１２の各単位検出素子Ｅ１〜Ｅ１６に対
応するゲートパルスGP１〜GP１６を発生するパ
ルス発生部、TCはＸ線制御器９から出力される
積分タイミング信号ITに基づいてパルス発生部
PG１〜PG１６を制御するためのタイミング制御
部である。パルス発生部PG７において、FFはフ
リツプフロツプ、ND２はナンドゲート、IV１は
インバータである。タイミング制御部TCにおい
てMMはモノマルチVRはモノマルチMMの時間幅
調整用可変抵抗、IV２，IV３はインバータであ
る。さらに同図においてパルス発生部PG１〜PG
１６はすべて具体的回路を示したパルス発生部
PG７と同様に構成される。また、タイミング制
御部TCの２系統の出力は図においてパルス発生
部PG７について示されると同様に他のパルス発
生部PG１〜PG６，PG８〜PG１６に対しても入
力される。更にパルス発生部PG７の出力ゲート
パルスGP７はゲート回路１４―２へ送出される
が、他のパルス発生部PG１〜PG６，PG８〜PG
１６においても同様に出力ゲートパルスがゲート
回路１４―２へ送出される。

第９図ａ〜ｏにおいて、「Ｈレート」と表示し
た部分は時間軸が最も拡大されて示されており、
各部波形をHDとの関連において観察し得るよう
にしている。また、「Ｖレート」と表示した部分
は時間軸の拡大率がやや低く、すなわちＨレート
部より時間軸が圧縮されて示されており、各部波
形をVDとの関連において観察し得るようにして
いる。そして「長時間レート」と表示した部分は
時間軸が最も圧縮されて示されており、各部波形
をＸ線曝射との関連において観察し得るようにし
ている。そして、同図においてａはHD、ｂはＨ
ゲート信号HG、ｃはVD、ｄはＶゲート信号
VG、ｅは遅延パルスDH３、ｆは第８図Ｐ点にお
ける信号、ｇは遅延パルスDV２、ｈは第８図Ｑ
点における信号、ｉはパルス発生部PG７のイン
バータIV１の出力、ｊは積分タイミング信号
IT、ｋはタイミング制御部TCのモノマルチMM
の出力、１はパルス発生部PG７のナンドゲート
ND２の出力、ｍはパルス発生部PG７の（フリツ
プフロツプFFの）出力ゲートパルスGP７、ｎは
Ｘ線曝射パルスXP、ｏはＸ線曝射スイツチ１０
の動作波形の各波形をそれぞれ示している。この
ゲートパルス発生回路１３―３はROI部分に相当
するＸ線検出器１２の単位検出素子を選択し、選
択された単位検出素子の出力信号を少なくともＸ
線曝射中において、撮影時間制御回路８に入力さ
せるためのゲートパルスGP１〜GP１６を発生さ
せる機能を有するものである。これを達成するの
に、ここでは、Ｈ方向、Ｖ方向の選択を別々に行
なつた後、ROIに対応する単位検出素子を選択す
る。すなわちＨ方向のROI信号であるＨゲート信
号HGと例えば遅延パルスDH３から第９図ｆに示
すような信号を得、またＶ方向のROI信号である
Ｖゲート信号VGと例えば遅延パルス発生部DV２
から第９図ｈに示すような信号を得てこれらをナ
ンドゲートによつて両信号がハイレベルの時のみ
ハイレベル信号となる信号をインバータIV１の
出力に得ている。ところでＸ線制御器９から出力
される積分タイミング信号ITは、第９図ｊに示
されるようにＸ線曝射スイツチ１０の投入によつ
て立上り、この立上りからＸ線曝射が開始される
までの時間幅Ｔ５と撮影時間制御回路８によつて
設定される撮影時間幅Ｔ６の和によつて決る時
間、ハイレベルを維持した後立下るパルスであ
る。ここで時間幅Ｔ５は、フイルムが撮影視野に
運ばれ静止するまでに要する時間、すなわち第２
図のカセツテ３がＡの位置からＢの位置に移動し
静止するまでの時間であり、通常の場合１〜2sec
程度である。これに対し撮影時間Ｔ６は、ブレの
ない鮮鋭な画質を得るため、例えば0.1sec前後に
設定される。さて、上述した積分タイミング信号
ITはモノマルチMMによつて例えば画像の１フイ
ールド前後に相当するパルス幅をもつ第９図ｋに
示すような信号に変換されインバータIV１から
出力される信号とのナンドを取つて第９図１に示
すような信号が得られる。このパルスは例えばフ
リツプフロツプFFに導びかれゲートパルスGP７
をハイレベルにドライブする。また積分タイミン
グ信号ITの終了と共にゲートパルスGP７も同様
に終了する。このゲートパルスGP７等は次に説
明する検出信号ゲートユニツト１４に送出され
る。

第１０図は検出信号ゲートユニツト１４の原理
的な構成例を示すものであり、図において、EG
１〜EG１６は各単位検出素子Ｅ１〜Ｅ１６に対
応するエレメントゲート部である。エレメントゲ
ート部EG１〜EG１６は同様の構成を有してお
り、ここでは第８図に対応してエレメントゲート
部EG７について詳細に示し、他は省略してい
る。図から分るようにこのゲートユニツト１４の
機能は検出信号EO１〜EO１６の増幅とゲートパ
ルスGP１〜GP１６による前記検出信号のゲーテ
イングである。例えば、前述の信号GP７のよう
にゲートパルスが存在する場合はゲート後信号
GSとして撮影時間制御回路８へ検出信号が送出
されるがROIをはずれた単位検出器素子の検出信
号は、ゲート回路１４―２でしや断され、後段に
信号が伝わらないようになつている。なお、エレ
メントゲート部EG１〜EG１６の出力は、図示の
ように全て合成されてゲート後信号GSとして撮
影時間制御回路８に与えられる。

第１１図は撮影時間制御回路８の一具体例であ
り、オペアンプ（演算増幅器）OP１〜OP３、ス
イツチ素子SW、コンデンサＣ、ダイオードＤ等
を用いて構成されている。Ｘ線制御器９のＸ線曝
射スイツチ１０の投入によつて積分タイミング信
号ITが立上るとスイツチ素子SWが開状態になり
オペアンプOP２、コンデンサＣからなる積分回
路によつて積分が開始される。この積分値が次段
のスレツシユホールド値を越えるとしや断信号
CFが出力されＸ線制御器９に与えられてＸ線し
や断が行なわれると同時に積分タイミング信号
ITがローレベルに復帰し、スイツチ素子SWは閉
状態なる。

次にこのシステムの使用時の動作について説明
する。

まず、透視診断中にTVモニタ７画面上に映出
される透視像を見ながらROIの設定を行なう。本
例では画面の水平Ｈ、垂直Ｖ成分でROI面積を決
定している。従つて、この場合はROI面積は長方
形で表示されるが、この他円形やこれらの組合せ
で任意のROI形を表示することも可能である。

ところでROIの設定が終了し、造影剤の流れな
どの状態により撮影タイミングが到来したならば
操作者はＸ線曝射スイツチ１０を投入し、撮影を
行なう。第９図ａ〜ｏで説明したようにＸ線が出
るまでの期間Ｔ５にフイルムを収容しているカセ
ツテ３が撮影視野に入り、Ｘ線検出器１２の単位
検出素子Ｅ１〜Ｅ１６のうちROIに対応するもの
からの信号をゲートすべくゲートパルスGP１〜
GP１６が出力され、撮影時間制御回路８に信号
を送る単位検出素子の選択が終了する。同時に撮
影時間制御回路８の積分準備が完了する。撮影期
間Ｔ６では、フイルムに透視像の蓄積が行なわ
れ、これと平行して積分値が上昇する。積分値が
予定のスレツシユホールド値を越えるとＸ線しや
断信号CFが出力され、Ｘ線しや断が行なわれ
る。この時点で再びカセツテ３は撮影視野外に移
動をはじめ一連の電気的シーケンスは再び撮影待
機状態になる。

なお、上述のようにすれば、ROIの面積や形状
を変えることが可能となるが、ROIの面積を変え
た時には、当然のことながらこれに対応するＸ線
検出器１２の単位検出素子数は変化する。この単
位検出素子数の変化に対しては、それに対応して
撮影時間制御回路８または検出信号ゲートユニツ
ト１４内の増幅手段（オペアンプOP１または増
幅器１４―１等）の利得を補正しなければならな
い。つまりROIの面積が小さい場合には利得を増
加させるのであるが、これは公知周知の技術によ
り容易に実現できるので上述では詳細な説明を省
略した。

以上説明したように、透視中にROIの大きさ、
位置を任意に設定し、設定されたROIに応じて検
出器を選択しているので最も診断したい部位の黒
化度を良好に撮影でき、術者の経験の度合いによ
らず一定品位のフイルム画像を得ることができ
る。また、上述では直接撮影について説明したが
Ｉ，Ｉ、間接撮影モニタ間接撮影においても略同
様にして実施できることは勿論である。

なお、本発明は、上述し且つ図面に示す実施例
にのみ限定されることなく、その要旨を変更しな
い範囲内で種々変形して実施することができる。

例えば、ROIを上述したように長方形で表現す
るかわりに円形で表示することも可能であつて、
その場合、ゲートパルス発生器１３では例えば、
HD、VDパルスの２回積分を実施してパラボラ波
形を得、比較器を通してレベル検出した後ナンド
をとれば円表示が得られる。また、ROIの表示は
輪郭表示だけでなくROI領域そのものを表示画像
に適当なコントラストで重畳させることもでき
る。

また、Ｘ線検出器１２は上述のような多素子検
出器でなくともその検出野が適宜なる検出野制御
手段で制御できるようにすればどのような構成と
しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のＸ線TV診断装置の一例を示
す原理的ブロツク図、第２図は本発明の一実施例
における原理的構成を示すブロツク図、第３図〜
第１１図は同実施例の要部構成および動作を説明
するための図である。 １……Ｘ線管、２……グリツド、３……カセツ
テ、４……イメージ・インテンシフアイヤ（
）、５……光学系、６……TVカメラ、７……
TVモニタ、８……撮影時間制御回路、９……Ｘ
線制御器、１０……Ｘ線曝射スイツチ、１１……
高電圧発生器、１２……Ｘ線検出器、１３……ゲ
ートパルス発生器、１４……検出信号ゲートユニ
ツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検体のＸ線透視映像を撮像し且つ表示する
   ためのＸ線透視系およびこのＸ線透視系の透視視
   野と略共通の撮影視野を有し前記被検体のＸ線写
   真を撮影するためのＸ線撮影系を備えたＸ線透視
   撮影システムにおいて、前記Ｘ線透視系による透
   視観察時に透視映像の表示画面上に撮影関心領域
   を重畳表示し且つ該領域を所望により変更し得る
   領域表示手段と、前記Ｘ線撮影系による撮影時に
   被検体を透過したＸ線の強度を検出し撮影条件の
   制御に供するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段
   の検出野を前記領域表示手段で表示された関心領
   域に対応させる検出野制御手段とを具備してなる
   Ｘ線透視撮影システム。 ２ Ｘ線検出手段は、Ｘ線撮影系による撮影視野
   の略全域にわたつて複数の単位検出素子が配置さ
   れた多素子検出器で構成されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のＸ線透視撮影システ
   ム。 ３ 検出野制御手段は、多素子検出器の各単位検
   出素子の出力を撮影関心領域に応じて選択的に制
   御することを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載のＸ線透視撮影システム。