JPS6382627A - Ｘ線診断装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被写体のＸ線像を得るＸ線診断装置に関する
。

（従来の技術） 一般に、Ｘ線診断装置におけるＸ線検出器には、直接Ｘ
線と共に、被検体等で散乱した散乱Ｘ線が入射する。こ
の散乱Ｘ線は、画像のコントラスト鮮鋭度を劣化させる
主たる原因となる。このため、散乱Ｘ線を除去すること
が重要である。

散乱Ｘ線の除去手段としては従来は、Ｘ線検出器の前段
にグリッドを設けている。しかしながら、グリッドを設
けることにより直接Ｘ線も同時に減衰するため、ある条
件下ではグリッドを設けない方がＳ／Ｎ比の高いＸ線像
が得られる場合もおる。

また、グレーデル効果として広く知られているものに、
被写体とＸ線検出器との間の距離を大ぎくしで散乱Ｘ線
の入射口を低減させる技術がおる。

従って、Ｘ線曜影においては、例えばグリッドを用いた
方がよいか、あるいはグリッドを用いないで被写体−検
出器間距離を大ぎくした方がよいかを木＠影前に判断し
、画像のＳ／Ｎ比が最も高くなる倣形条件下で本比影を
行うべきである。

（発明がＶ！−決しようとする問題点）しかしながら、
従来装葺では本躍影に移行する前の敵影条件を、操作者
の勘や経験に基づいて決めてあり、散乱Ｘ線の影響が最
も少なくなる撮影条件を合理的に設定することがてぎな
いという問題点を有している。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので必り、その目
的とするところは、本躍影を行う前の準備段階で適切な
敵影条件を合理的に設定することができるＸ線診断装置
を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、本穎影に移行する前の準備段階躍影時に得ら
れた画像データに基づいて被写体の等価水厚を推定する
等価水厚推定手段と、冑られた等価水厚と該跋影時にお
ける管電圧値とから散乱Ｘ線含有率を推定する散乱Ｘ線
含有率推定手段と、該被写体と該Ｘ線検出器との間の距
離からグレーデル効果による散乱Ｘ線減衰率を推定する
散乱Ｘ線減衰率推定手段と、散乱Ｘ線含有率と散乱Ｘ線
減衰率とに基づいて該被写体のＸ線像のＳ／Ｎ比が最大
となる敵影条件を求めるＳ／Ｎ演算シミュレータとを有
するものである。

（作　用） 前記等価氷厚推定手段により、被写体の等価水厚が推定
され、前記散乱Ｘ線含有率推定手段により、散乱Ｘ線含
有率が推定され、前記散乱線減衰率推定手段により、グ
レーデル効果による散乱Ｘ線減衰率が推定される。そし
てこの散乱Ｘ線含有率及び散乱Ｘ線減衰率に基づいて、
Ｘ線像のＳ／Ｎ比が最大となる敵影条件が前記Ｓ／Ｎ演
算シミュレータにより求められ、この撮影条件が、後の
本躍影における撮影条件設定に供されることになる。こ
こで求められた撮影条件は前記Ｓ／Ｎ演算シミュレータ
のシミュレートによって求められたものであり、操作者
の勘や経験に基づくものではないから、この敵影条件に
基づいて、適切な撮影条件を合理的に設定することがで
きる。

（実施例） 次に本発明の一実施例について説明する。

ここで先ず、本発明の原理について説明する。

Ｘ線倣形においては、本穎影の準備段階としてＸ線透視
による被写体位置決めが行われる。このＸ線透視の際に
被写体の厚み（氷厚換算値）を求めることができる。こ
の被写体の厚みが求められると、検出器に入射するフォ
トン数及び（散乱線量／直接Ｘ線最）の値すなわち散乱
Ｘ線含有率を推定することができる。散乱Ｘ線含有率の
１１［定には種々の技術が報告されているが、最も容易
な手段としては、散乱Ｘ線含有率を関数として記憶する
テーブルを用いる方法が挙げられる。この場合、管電圧
及びグリッドにより散乱Ｘ線含有率が変わるので、管電
圧、氷厚換算値の入力により、散乱Ｘ線含有率が出力さ
れるテーブルをグリッドの有無に対応してそれぞれ準備
する。また、既）ホのようにグレーデル効果として被検
体−検出器間距離ＰＩＤ（第６図参照）を調整すること
により散乱Ｘ線の入射量を低減させる技術がある。これ
は、ＰＩＤ＝Ｏｃｍのときを１とすればＰＩＤを大きく
するに従って散乱Ｘ線量が相対的に１以下に減少すると
いうものでおる。これについても実験式が求められてい
るが、グリッドを配置した場合と取り外した場合とに分
けて予め測定し、この測定結果よりテーブルを形成して
おくとよい。このテーブルはＰＩＤを入力した場合に、
散乱Ｘ１ｆｆｉのＰＩＤ＝Ｏｃａに対する減衰比を出力
するものとする。

さて、Ｘ線検出器の前段にグリッドを配置すれば、この
グリッドにより散乱Ｘ線の入射量が減衰するのと同時に
直接Ｘ線成分も減衰する。ここで、グリッドを外した状
態でＸ線検出器の単位面積に入射する直接Ｘ線のフォト
ン数をｎとし、グリッドによる直接Ｘ線減衰率を刀とす
れば、グリッドを配置した状態での検出器単位面積当り
の直接入射フォトン数はｎ−刀と表わされる。また、散
乱Ｘ線に対しては上記テーブル群より、 ｎ−ａｌ　・Ｇ１（ｒ）・・・（グリッドのない状態で
の検出器単位面積当りの散乱Ｘ線入射フＡトン数） ｎ　−ａ２　・Ｇ２（ｒ）・・・グリッドを配置した状
態での検出器単位面積当りの散乱Ｘ線入射フォトン数） として得ることができる。ただしａｌ　、ａ２はそれぞ
れグ１ノットの有無に対するＰＩＤ＝ＯＣｍのときの散
乱Ｘ線含有率、Ｇｌ　　（ｒ’）、　Ｇ２　　（ｒ）は
それぞれＰＩＤの値をｒで表したときのグレーデル効果
による相対散乱Ｘ線減衰率（Ｏ〜１）である。結局、入
射する散乱Ｘ線と直接Ｘ線とのフォトン数は、それぞれ ｎ十ｎ−ａｌ・Ｇ１　（ｒ） ｎη十ｎ−ａ２・Ｇ２　（ｒ） となる。

一方、識別しようとする物体とそのまわりの物体との差
のフォトン数は、グリッドの無い状態をΔｎとすると、
Δｎ・ηとなる。従って、グリッドが無い場合のＳ／Ｎ
比を（Ｓ／Ｎ）６ｏとし、グリッドが有る場合のＳ／Ｎ
比を（Ｓ／Ｎ）ＧＣとすると、それぞれ （Ｓ／Ｎ）。。

＝（Δｎ）２／（ｎ（１＋ａ１　・Ｇｘ　　（ｒ））（
Ｓ／Ｎ）６Ｃ ＝（Δｎ　・７７）”　／（ｎ　（７７＋８２　・Ｇ２
　（ｒ））となる。そこで、グリッド無し、グリッド有
りのそれぞれにおいてｒ　（ＰＩＤを与える）を所定の
範囲内で変化させ、（Ｓ／Ｎ＞ＧＯと（Ｓ／Ｎ）ＧＣと
の最大値同志を比較し、大ぎい方を選択することにより
、＠影時のグリッド条件とＰＩＤの値とを決定すること
ができる。

例えば第７図に示すように推定氷厚鎖中に識別しようと
する物体１９を入れ、Ｘ線条件（管電圧。

管電流）を与えたとぎに、検出器単位面積当りに入射す
るフォトン＠ｎとｎ′　とを計算で求めることができる
。

今、仮に氷厚を２０ｃｍとし、管電圧７０ＫＶｐ、管電
流’ｌ　ｍＡ（７）条件を入れ、ｒｌ＝１００．ｍｌ’
　＝９９６を得たとする。この場合、グリッドの直接Ｘ
線減衰率ｎを０．７とすると、 ｎ＝１０００　　　　　　Δｎ＝４ ｎ−７７＝　７００　　　　　　Δｎ−ｙ＋＝２．　８
となる。グリッドを外した場合のＳ／Ｎ比は、ＰＩＤ＝
Ｏｃｍとして計算すると、 （Ｓ／Ｎ）ＧＯ＝４２／　（１０００（１＋　７．００
　Ｘ　１．０））＝１６／８００＝０．００２ となり、グリッドを用いた場合のＳ／Ｎ比は、（Ｓ／Ｎ
）ＧＣ−（２，８＞　２／（１０００（０，７＋０．９
　Ｘ　１．０））＝　７．８４／１６３０＝０．００５ となり、グリッドを用いた方がＳ／Ｎ比が高い。

次に、ＰＩＤ＝２８ｃｍとして計算すると、（Ｓ／Ｎ）
ＧＯ＝４”　／　（１０００（１＋　７．００　Ｘ　Ｏ
，１５））＝１６／２０５０＝０．００７８ （Ｓ／Ｎ）ＧＣ＝　（２，８）　”　／　（１０００（
０，７＋０．９３Ｘ　Ｏ，３８））＝　７．８４／１０
５３＝０．００７４となり、今度はグ１デッドを外した
方がＳ／Ｎ比が高い。従って幾何学的拡大率を考慮しな
ければ、グリッドを外し、ＰＩＤ＝２８ｃｍで躍影する
のが有利となる。

このようにして敵影条件を合理的に求めることができる
。

尚、管球−検出器間距離１’ＤＤ　（第６図参照）を一
定にしてＰＩＤを変化すればＸ線像の幾何学的拡大率が
変わるため、ＰＩＤを変えると同時にＦＤＤをも変える
のが好ましい。この場合、距離によって変化するファク
ターをフォトン数日に付加して上記と同様の比較を行え
ばよい。

次に、上記原理に則った本発明の一実施例について説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図に示すように本実施例装置は、Ｘ線管１、Ｉ−Ｉ（イ
メージインテンシファイア）２゜テレビカメラ３．Ａ／
Ｄ変換器４，２次元メモリ５、Ｘ線コントローラ６、等
価氷厚推定手段７゜散乱Ｘ線含有率推定手段８．散乱Ｘ
線減衰率推定手段９．Ｓ／Ｎ演譚シミュレータ１０．表
示部１１を有する。

Ｘ線管１は、被写体Ｐに曝射されるＸ線を発生するもの
で必り、Ｉ・■２は被写体等価Ｘ線像を光学像に変換す
るもので必る。このＩ・■２が本発明におけるＸ線検出
器に相当する。また、テレビカメラ３は光学像を画像し
て電気信号に変換するものて′あり、Ａ／Ｄ変換器４は
このテレビカメラ３の映像出力をディジタル信号に変換
するものである。２次元メモリ５はＡ／Ｄ変換器４の出
力を記憶するものであり、Ｘ１線コントローラ６は管電
圧制御及びＸ線曝射タイミング制御等のＸ線制御を行う
ものである。

等価氷厚推定手段７は被写体Ｐの等価氷厚（氷厚換鋒値
）を推定するものである。この推定は等価氷厚討痺のプ
ログラム実行によりソフト的に行ってもよいし、あるい
は、映像信号と等価氷厚との関係を予め記憶している変
換テーブルを有する専用のＡＬｔＪ　（アリスマテック
ロジックユニット）を設けておいて、前記映像信号の最
大値に対応する等価氷厚を読み出すことによって行って
もよい。

そしてこの等価水原推定手段７によって推定された厚み
情報（Ｊりは、後段に配置された散乱Ｘ線含有率推定手
段及びＳ／Ｎ演算シミュレータ１０に送出されるように
なっている。

散乱Ｘ線含有率推定手段８は、厚み情報（Ｊりと管電圧
情報（ＫＶ）とから直接Ｘ線量に対する散乱Ｘ線ｍ、す
なわち散乱Ｘ線含有率ａ１．ａ２を推定するものでおり
、認とＫＶとの入力に応じてａｌ　、　ａ、２を出力す
る変換テーブル、必るいはａｌ　、ａ２を算出する演算
回路を有して成る。

ａｌ　、ａ２の値の一例を第４図に示す。

散乱Ｘ線減衰率推定手段９は、被写体Ｐと工・Ｉ２どの
間の距離ｒ（ｒはＰＩＤの値を意味する）からグレーデ
ル効果による散乱Ｘ線減衰率Ｇｌ　。

Ｇ２を推定するものであり、ｒのに入力に応じてＧ１　
、Ｇ２を出力する変換テーブル、おるいはＧｌ　、Ｇ２
を算出する演算回路を有して成る。

Ｇｌ　、Ｇ２の値の一例を第５図に示す。

５ｌＮｉ寅算シミユレータ１０は、散乱Ｘ線含有率と散
乱Ｘ線減衰率とに基づいて被写体Ｘ線像のＳ／Ｎ比が最
大となる敵影条件を求めるものでおる。例えばこのＳ／
Ｎ演算シミュレータ１ｏは、第２図にその詳細を示すよ
うに、Ｘ線管１の管電圧、管電流等の管球条件を発生す
る管球条件発生手段１３と、ＦＤＤ　（Ｘ線管とＩ−１
との間の距離）の値を発生するＦＤＤ発生手段１４と、
ＰＩＤ（被写体とＩ−Ｉとの間の距離）の値ｒ＠発生す
るＰＩＤ発生手段１５と、管球条件、ＦＤＤ及び等価氷
厚値でに応じたフォトン数ｎ、Δｎをシミュレーション
により求めるフォトン演算手段１６と、このフォトン数
ｎ、△ｎ、ＰＩＤの１直ｒ。

ａｌ　、ａ２及びＧｌ　、Ｇ２に基づいて、グリッドを
付加した状態と外した状態それぞれについてのＳ／Ｎ比
を所定のアルゴリズムに従って演算するＳ／Ｎ演算手段
１７と、その演算結果より最大Ｓ／Ｎ比を与えるｉ影条
件を選択する最大Ｓ／Ｎ比選択手段１８とを有して成る
。

次に、第３図のフローヂャートに従って上記構成の作用
について説明する。

Ｘ線コントローラ６の制御下でＸ線管１よりＸ線が曝射
され、透視のための被写体透過Ｘ線情報の収集が行われ
る。被写体透過Ｘ線情報は■・Ｉ２により光学情報に変
換され、テレビカメラ３により電気信号に変換され、Ａ
／Ｄ変換器４によりディジタル信号に変換された後に２
次元メモリ５に書き込まれる。

そして、２次元メモリ５内の透視像情報と、透視条件（
Ｘ線条件）とが等価氷厚推定手段７に送出され、被写体
Ｐの等価氷厚ｌの推定に供されろくステップＳ１）。求
められた等価氷厚ｌは散乱Ｘ線含有率推定手段８及びＳ
／Ｎ演算シミュレータ１０に送出される。

Ｓ／Ｎ演算シミュレータ１０は、先ずグリッドを外した
状態を想定しくステップＳ２）、管電圧ＫＶの初期値Ｋ
Ｖｏを設定しくステップ３３）、このＫＶｏを散乱Ｘ線
含有率推定手段８に送出する。管電圧ＫＶの初期値ＫＶ
ｏと等価氷厚ｌとの入力により散乱Ｘ線含有率推定手段
８はａ２　（散乱Ｘ線含有率、ここでは、グリッドが無
い場合）を出力する（ステップＳ４＞。次にＳ　／　Ｎ
　２ｇ　算シミュレータ１０は、ＰＩＤの値ｒ＠Ｏｃｍ
＜初期値）としくステップＳ５）、これを散乱Ｘ線減衰
率推定手段９に送出する。すると、散乱Ｘ線減衰率推定
手段９よりＧ２　　（グレーデル効果によるイ百対散乱
Ｘ線減衰率）が出力され（ステップＳ６）、これがＳ／
Ｎ演算シミュレータ１０に取り込まれる。

Ｓ／Ｎ演算シミュレータ１０は、取り込まれた散乱Ｘ線
含有率及び減衰率から、氷厚中の物体を識別するときの
Ｓ／Ｎ比を計算し、その計算結果を、グリッド条件、管
電圧値、ＰＩＤの値ｒに対応させて記憶する（ステップ
Ｓ７）。そして、ｒ＝ｒｅｎｄが成立するか否か、すな
わち、ｒの変化範囲における最終値ｒｅｎｄに達したか
否かの判別を行い（ステップＳ８）、この判別において
“ｎ○″と判断された場合には、そのときのｒの値に１
を加え（ステップ３１３）、前記ステップＳ６の実行に
戻りステップＳ６．Ｓ７の実行を繰り返し行うことにな
る。このようにしてｒの所定変化範囲の全てについてＳ
／Ｎ比が求められると、ステップＳ８の判別において”
　ｙ　ｅ　ｓ　”と判断され、次にＫ　Ｖ　＝　Ｋ　Ｖ
　ｅｎｄが成立するか否か、すなわち、管電圧ＫＶの所
定変化範囲における最終値ＫＶｅｎｄに達したか否かの
判別が行われる（ステップＳ９）。この判別において“
’　ｎ　ｏ　”と判断された場合には、そのときのＫＶ
の値に１を加え（ステップＳ１／ｌ）、前記ステップＳ
４乃至＄８の実行及び判別を繰り返し行うことになる。

そしてこのステップＳ９の判別において“’　ｙ　ｅ　
ｓ　”と判断された場合には、グリッドを付けた状態か
否かの判別が行われる（ステップ５１０）。この判別に
おいて“ｎＯ″と判断された場合には、すなわらグリッ
ドを付けていない状態であると判断された場合には、グ
リッドを付けた状態を想定しくステップ５１５）、前記
ステップＳ３の実行に戻り、”　ｙ　ｅ　ｓ　”と判断
された場合、すなわち、グリッドを外した場合と付けた
場合とのそれぞれにおいて、ＰＩＤの値ｒ及び管電圧Ｋ
Ｖの所定変化範囲の全ての組み合せについてのＳ／Ｎ比
が算出された場合には、その中で最大Ｓ／Ｎ比を与える
敵影条件を求める（ステップ５１１）。そして求められ
た敵影条件（ここでは、グリッドの有無、ＰＩＤの値、
管電圧及び必要に応じてＦＤＤ）は、表示部１１に所定
のフォーマットで表示される（ステップ５１２）。

以上のようにして最大Ｓ／Ｎ比を与える敵影条件が表示
部１１に表示されるため、オペレータはこの表示内容を
基に本敵影時の適切な敵影条件を設定することができる
。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形実施を包含するのはいうまでもない。例えば上
記実施例ではＳ／Ｎ演算シミュレータ１０によって得ら
れた倣形条件を表示部１１に送出し、ここで表示するも
のについて説明したが、得られた敵影条件に基づいて装
置の自動設定を行うようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、本倣形を行う前の
準備段階で適切な敵影条件を合理的に設定することがで
きるＸ線診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本実施例装置におけるＳ／Ｎ演算シミュレータの詳細な
ブロック図、第３図は本実施例装置の作用を説明するた
めのフローチャート、第４図及び第５図はそれぞれ散乱
Ｘ線含有率及び散乱Ｘ線減衰率の値の一例を示す説明図
、第６図及び第７図は本発明の原理説明図である。 １・・・Ｘ線管、２・・・Ｉ・Ｉ（Ｘ線検出器）、７・
・・等価氷厚推定手段、 ８・・・散乱Ｘ線含有率推定手段、 ９・・・散乱Ｘ線減衰率推定手段、 １０・・・Ｓ／Ｎ演算シミュレータ、Ｐ・・・被写体。 代理人　弁理士　則　　近　　憲　　缶周　　　　　　
大　　　胡　　　典　　　夫第５図 ｌ９ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定管電圧の印加によりＸ線を発生するＸ線管と、該Ｘ
   線の被写体透過量を検出するＸ線検出器とを有し、該被
   写体のＸ線像を形成して診断に供するＸ線診断装置にお
   いて、本撮影に移行する前の準備段階撮影時に得られた
   画像データに基づいて該被写体の等価水厚を推定する等
   価水厚推定手段と、得られた等価水厚と該撮影時におけ
   る管電圧値とから散乱Ｘ線含有率を推定する散乱Ｘ線含
   有率推定手段と、該被写体と該Ｘ線検出器との間の距離
   からグレーデル効果による散乱Ｘ線減衰率を推定する散
   乱Ｘ線減衰率推定手段と、散乱Ｘ線含有率と散乱Ｘ線減
   衰率とに基づいて該被写体のＸ線像のＳ／Ｎ比が最大と
   なる撮影条件を求めるＳ／Ｎ演算シミュレータとを具備
   することを特徴とするＸ線診断装置。