JP2003135437A - X線画像診断装置 - Google Patents

X線画像診断装置

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JP2003135437A
JP2003135437A JP2001338934A JP2001338934A JP2003135437A JP 2003135437 A JP2003135437 A JP 2003135437A JP 2001338934 A JP2001338934 A JP 2001338934A JP 2001338934 A JP2001338934 A JP 2001338934A JP 2003135437 A JP2003135437 A JP 2003135437A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1回のテスト撮影で、動画を得るのに適した
撮影条件を最終的に決定する。 【解決手段】 透視によって算出した撮影条件のうち、
X線検出器30に設定される光学ゲインまたは感度を、
所定の比率αだけ下げてテスト撮影を行ない、これによ
り得られるX線画像が、所定の画像レベルになるように
計算により補正したテスト撮影画像としてモニタ60に
表示する。これが所望の画像レベルであればこのときの
補正値を本撮影のための撮影条件として設定する。更に
光学ゲインまたは感度、管電流、X線パルス幅などを追
加補正してもよい。これにより、テスト撮影によって得
たテスト撮影画像に対して、各種補正パラメータを変更
しながら最終的に得られる画像レベルを確認することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動画撮影に適した
X線画像診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば造影剤注入による血流の状態を詳
細に診断しようとする場合には、X線画像診断装置によ
って動画撮影を実施するのが有効である。動画撮影は、
被検体(患者)の血管に造影剤を注入しながら実施する
ので、被曝量が増え被検体へ大きな負担をかけることに
なる。そこで、撮影の失敗によるリスクを軽減するため
に、動画撮影を実施する場合には、本撮影に適した撮影
条件を導き出すために、事前にテスト撮影を行なってい
る。このテスト撮影は、想定した本撮影時の撮影条件
(管電圧、管電流、X線パルス幅などのX線条件および
NDフィルタ係数、光学絞りの径などの光学ゲインを含
む)で1枚だけ撮影を行なって静止画像を得、そのテス
ト撮影画像を観察することによって、本撮影のための条
件を決定するものである。ただし、1回のテスト撮影で
は、必ずしも適切な画像が得られるとは限らないので、
1回目のテスト撮影によって導き出した撮影条件を使っ
て再度テスト撮影を行い、その結果から本撮影時に適用
すべき最終的な撮影条件を決定するようにしていた。ま
た、撮影条件を補正する度に、その都度テスト撮影を行
なわなければならなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テスト
撮影を何度も繰り返すことは、被検体が被曝するX線量
が増加するという問題があった。本発明は、このような
問題を解決して、1回のテスト撮影だけで、本撮影に適
した撮影条件を最終的に決定できるようにすることを目
的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、本撮影時の撮影条件を、
テスト撮影により得た画像を基に設定するX線画像診断
装置において、透視によって撮影条件を算出する第1の
手段と、この第1の手段によって算出される撮影条件の
うち、入射X線に対して適切なレベルの出力信号を得る
ためにX線検出手段に設定される光学ゲインまたは感度
を、所定の比率だけ下げてテスト撮影を行なう第2の手
段と、この第2の手段により得られるX線画像を、所定
の画像レベルに補正したテスト撮影画像としてモニタに
表示する第3の手段とを具備することを特徴とする。こ
れにより、テスト撮影によって得たX線画像に対して、
自動的に最適な画像レベルに補正したテスト撮影画像を
確認して、本撮影のときの撮影条件を設定することがで
きる。よって、動画撮影をしようとする際のテスト撮影
を1回で済ませることができ、被検者への被曝線量を軽
減することができる。
【0005】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載のX線画像診断装置において、前記第3の手段に
より表示されたテスト撮影画像に対して、所望のパラメ
ータの補正を施す第4の手段を更に備え、この第4の手
段による補正に連動させて、前記所望のパラメータの補
正内容を反映させた画像を前記モニタ表示することを特
徴とする。これにより、テスト撮影によって得たテスト
撮影画像に対して、さらに各種補正用のパラメータを変
更しながら最終的に得られる画像レベルを確認すること
ができる。よって、動画撮影をしようとする際の1回の
テスト撮影で、より最適な撮影条件を得ることができ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るX線画像診断
装置の一実施の形態について、図1ないし図5を参照し
て詳細に説明する。図1は、本発明に係るX線画像診断
装置の一実施の形態を説明するために、循環器用X線診
断装置の概略的な構成を示した図である。循環器用X線
診断装置は、例えば略C字形に湾曲したアーム11を支
持している支持器10と、アーム11の一方の端に取着
されたX線管20と、アーム11の他方の端に取着され
たX線検出器30と、X線管20の管電圧、管電流、X
線パルス幅などの出力条件を制御して、X線管20から
所望のX線を発生させるX線発生装置40と、X線検出
器30に対してNDフィルタの係数や光学絞りの径を計
算して制御するX線制御器51やX線検出器30から得
られる映像信号に階調処理などを施す画像処理装置52
を有するX線画像制御装置50と、このX線画像制御装
置50から得られるX線画像を表示するモニタ60と、
被検体を載置する天板71を有する寝台70と、これら
支持器10、X線検出器30、X線発生装置40、X線
画像制御装置50、寝台70などを有機的に制御する演
算装置(CPU)やメモリを有するシステム制御器80
と、操作者が適宜操作するキーボードやマウス、トラッ
クボールなどを備えた操作部90とから構成されてい
る。なお、X線検出器30は、X線像を可視光像に変換
するイメージインテンシファイア(Image Intensifie
r:以下、I.I.と略称する。)31と、I.I.3
1の出力蛍光面に形成された可視光像の透過量を制御す
る光学系32と、光学系32を介して前記可視光像を撮
影するテレビカメラ33とから構成されている。
【0007】このように構成されている循環器用X線診
断装置を、臨床に供する場合の動作の概略について次に
説明する。先ずオペレータは、透視によって撮影部位の
位置決めを行なう。すなわち、X線管20とX線検出器
30とが対向する位置に被検体の撮影部位がくるように
天板71を移動させ、透視を行いながら所定の撮影部位
を確定し、天板71を停止させる。同時に、支持器10
に支持されているアーム11を、支点を軸として回転さ
せたり、湾曲方向に沿ってスライドさせたりして、撮影
部位に適するように、被検体に対する撮影方向を決め、
さらにX線検出器30を上下動させて被検体に対するX
線管20とX線検出器30の距離を確定し、その位置に
アーム11を固定する。透視の開始時にオペレータは、
X線条件などの初期設定を行なうが、上記の透視によっ
て撮影部位の位置決めがされるとX線画像制御装置50
は、被検体の体厚を推定してX線検出器30へのX線入
射量を計算したり、画像のS/Nを計算したりすること
によって、撮影に適した撮影条件を算出する。その結
果、管電圧、管電流、X線パルス幅などのX線条件をX
線発生装置40に設定し、NDフィルタの係数や光学絞
りの径などの光学ゲインをX線検出器30に設定する。
これにより撮影準備が整ったことになる。
【0008】なお、光学ゲインは、入射X線に対して適
切なレベルの出力信号を得るために、X線検出器30に
設定されるものであり、X線条件とともに所望のレベル
の画像(画像レベル)を得るのに大切なパラメータであ
る。また、2次元のX線画像において、被検体を透過し
たX線量の大きいところの画像レベルは高くなるので、
画素単位での画像レベルはまちまちとなる。そのため、
特に診断に必要な注目部位の画像レベルを適正にするた
めに、上記のパラメータを適宜補正する。そこで、撮影
操作を行なうと、撮影用のX線が照射され、X線検出器
30によって検出されたX線画像がX線画像制御装置5
0を経てモニタ60に表示される。ただし、X線を1度
だけ照射して得られるX線画像は静止画像であるが、X
線を連続的に照射すれば、動画像が得られる。なお、X
線画像を動画として記録する際には、テレビカメラ32
からのビデオ信号を録画装置に記録(アナログ信号とし
てでも、デジタル信号としてでも記録することは可能で
ある)したり、テレビカメラ32に代えてシネカメラを
設置して記録することもできる。
【0009】ところで、X線撮影を実施する際には、被
検体の体厚や撮影部位をはじめとして、当該循環器用X
線診断装置の有する特性などに応じて、良好なX線画像
を得るための撮影条件が予め決定される。この撮影条件
の決定は、オペレータが経験的に決定していたが、例え
ば特開平8−66389号公報に開示されているよう
に、客観的なデータに基づく演算によって、決定するこ
とも提案されている。しかしいずれにしろ、最適なX線
画像が得られるかどうかは、撮影した結果でしか確認す
ることができないので、特に、動画撮影を実施する場合
には、テスト撮影を欠かすことができない。そこで、最
適なX線画像が得られることを確認するためのテスト撮
影として、予め透視を実施して算出した管電圧、管電
流、X線パルス幅、光学ゲインなどの撮影条件の内、ハ
レーションが起こらないように、光学ゲインのみを低く
(例えば1/2に)設定してテスト撮影を行なうものと
する。光学ゲインの設定は、オペレータが操作部90か
ら指令を入力することにより、システム制御部80を介
してX線制御器51により光学系32に対して行われ
る。よって、テスト撮影によって得られる画像は通常よ
りも暗い画像となる。このときの、透視によって予め決
定した光学ゲインに対して、低く設定した光学ゲインの
比率をαとすると、その関係は(1)式で示される。 (テスト撮影時の光学ゲイン) =(予め決定した光学ゲイン)×α ・・・(1)
【0010】そして、このテスト撮影によって得られた
X線画像をモニタ60に表示する際は、画像処理装置5
2における計算によって、適正な画像レベルとなるよう
に補正値を求める。このとき得られた補正値をβとする
と、補正されて表示されるテスト撮影画像の画像レベル
は(2)式のようになる。 (補正されたテスト撮影画像の画像レベル) =(補正前のテスト撮影画像の画像レベル)/α×β ・・・(2) なお、画像レベルが補正されたテスト撮影画像をモニタ
60に表示する際には、ハレーション領域が存在する場
合、その領域を分かりやすくするために、黒く表示する
ものとする。すなわち、画像レベルは画素単位に閾値処
理されるので、所定の値よりも画像レベルが高い(明る
い)部分に対しては、暗くするようにレベルが変更され
る。従って、光学ゲインを変更すれば、ハレーション領
域も連動して変化することになる。このように、モニタ
60に表示された画像レベルの補正されたテスト撮影画
像を、オペレータが観察して、問題のない良好なX線画
像であると判断すると、テスト撮影画像をモニタ60に
表示するときに使用した補正値βを、テスト撮影を実施
したときの光学ゲインに掛けて、本撮影のための光学ゲ
インとする。よって、本撮影時の光学ゲインは、(3)
式で表される。 (本撮影時の光学ゲイン)=(予め決定した光学ゲイン)×β =(テスト撮影時の光学ゲイン/α)×β ・・・ (3) 従って、本撮影時には、(3)式によって決まる光学ゲ
インとなるように、X線制御装置51により光学系32
に対して設定を操作するとともに、X線発生装置40に
おける管電圧、管電流、X線パルス幅をテスト撮影時と
同じように設定すれば、本撮影として動画を撮影しても
良好な動画像を得ることができる。
【0011】しかし、モニタ60に表示された画像レベ
ルの補正されたテスト撮影画像を、オペレータが観察し
たときにも、満足すべき画像レベルにない(問題あり)
と判断する場合がある。この場合オペレータは、モニタ
60に表示されたテスト撮影画像に対して、更に光学ゲ
インの設定の変更を試みる。すなわち、画像処理装置5
2に対して光学ゲインの補正値を新たに追加して入力
し、追加補正されたテスト撮影画像をモニタ60に表示
させる。このときに追加した光学ゲインの補正値をγ1
とすると、モニタ90に表示される追加補正されたテス
ト撮影画像の画像レベルは、(4)式のようになる。 (追加補正されたテスト撮影画像の画像レベル) =(最初に補正されたテスト撮影画像の画像レベル)×γ1 =[(補正前のテスト撮影画像の画像レベル/α×β)]×γ1 ・・・ (4) よってオペレータは、補正値γ1により追加補正された
テスト撮影画像をモニタ60で観察しながら、満足すべ
き画像レベルとなるまで補正値γ1を適宜変更する。な
おこのときも、ハレーション領域が存在する場合は、そ
の領域を分かりやすくするために、黒く表示される。そ
して、最終的に決定した補正値を本撮影時の光学ゲイン
として採用することとし、X線検出器30にその値を設
定する。これによって、本撮影として、失敗の無い動画
撮影を実施することができる。
【0012】このような透視による位置決めから本撮影
までの手順をフローチャートに示すと、図2のようにな
る。先ずステップ1として、透視撮影を行なう。その結
果、ステップ2として、撮影に適した撮影条件が算出さ
れる。次にステップ3へ進み、最適な撮影条件の内、光
学ゲインだけを通常よりも低い光学ゲインに設定してテ
スト撮影を行なう。続いて、ステップ4として、ステッ
プ3のテスト撮影で得られたテスト撮影画像に対して、
所定の画像レベルになるように画像レベルの補正値を計
算し、その計算結果に基づき画像レベルを補正したテス
ト撮影画像をモニタに表示する。そして、ステップ5へ
進み、モニタに表示された画像をオペレータが観察し、
補正されたテスト撮影画像が適正な画像レベルか否かを
判断する。ここで適正な画像レベルである(OK)と判
断されればステップ6へ進み、テスト撮影によって補正
された光学ゲインを含む管電圧、管電流、X線パルス幅
などの撮影条件で本撮影を実施する。しかし、ステップ
5において適正な画像レベルではない(NG)と判断さ
れたときはステップ7へ進み、適正な画像レベルとなる
まで光学ゲインの補正値をさらに変更する。そして、適
正な補正値が決まると、その補正値をX線検出器30に
設定し、この設定された光学レベルを含む撮影条件によ
って、ステップ6として本撮影を実施する。
【0013】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、種々の形態で実施することができる。例
えば、光学ゲインの設定を追加して変更することに代え
て、管電流を新たな補正対象として撮影条件を変更する
ことも可能である。この場合の管電流の補正値をγ2と
すれば、モニタ90に表示される追加補正されたテスト
撮影画像の画像レベルは、(5)式のようになる。 (追加補正されたテスト撮影画像の画像レベル) =(最初に補正されたテスト撮影画像の画像レベル)×γ2 =[(補正前のテスト撮影画像の画像レベル/α×β)]×γ2 ・・・ (5) よって、オペレータは、補正値γ2により管電流の値を
補正したテスト撮影画像をモニタ60で観察しながら、
満足すべき画像レベルとなるまで補正値γ2を適宜変更
する。なおこのときも、ハレーション領域が存在する場
合は、その領域は黒く表示される。そして、最終的に決
定した補正値を本撮影時の管電流値として採用すること
とし、X線発生装置40にその値を設定する。これによ
っても、本撮影として、失敗の無い動画撮影を実施する
ことができる。
【0014】このときの最適なX線画像を得るための手
順をフローチャートに示すと、図3のようになる。ここ
で、図3と図2とを比べると、本実施の形態では、ステ
ップ7が、適正な画像レベルになるまで管電流を補正す
ることに変わっているだけで、その他は図2と同様であ
る。よって、同様な部分の説明は省略する。また、管電
流の代わりにX線パルス幅を新たな補正対象として撮影
条件を変更することもできる。この場合のX線パルス幅
の補正値をγ3とすれば、モニタ90に表示される追加
補正されたテスト撮影画像の画像レベルは、(6)式の
ようになる。 (追加補正されたテスト撮影画像の画像レベル) =(最初に補正されたテスト撮影画像の画像レベル)×γ3 =[(補正前のテスト撮影画像の画像レベル/α×β)]×γ3 ・・・ (6) よって、オペレータは、補正値γ3によりX線パルス幅
の値を補正したテスト撮影画像をモニタ60で観察しな
がら、満足すべき画像レベルとなるまで補正値γ3を適
宜変更する。このときも、ハレーション領域が存在する
場合は、その領域は黒く表示される。そして、最終的に
決定した補正値を本撮影時のX線パルス幅の値として採
用することとし、X線発生装置40にその値を設定す
る。これによっても、本撮影として、失敗の無い動画撮
影を実施することができる。このときの最適なX線画像
を得るための手順をフローチャートは図4のようにな
る。ここでも、本実施の形態では、ステップ7が、適正
な画像レベルになるまでX線パルス幅を補正すると変わ
っているだけなで、その他の部分の説明は省略する。
【0015】以上説明した実施の形態では、テスト撮影
によって得られたテスト撮影画像が満足すべき画像レベ
ルになかったときに、オペレータは、光学ゲイン、管電
流、X線パルス幅のいずれかを、満足すべき画像レベル
となるまで追加補正しようとするものであった。しか
し、これら光学ゲイン、管電流、X線パルス幅を任意に
選択して、2以上の補正値γ1、γ2、γ3を適宜変更
することも可能である。よって、この場合(4)式は
(7)式のようになる。 (追加補正されたテスト撮影画像の画像レベル) =(最初に補正されたテスト撮影画像の画像レベル)×γ1×γ2×γ3 =[(補正前のテスト撮影画像の画像レベル/α×β)]×γ1×γ2×γ3 ・・・ (7) このときの最適なX線画像を得るための手順を示すフロ
ーチャートは、図5のようになる。
【0016】すなわち、ステップ1〜ステップ5までと
ステップ6は、図2ないし図4と同様である。そして、
ステップ5において、適正な画像レベルではない(N
G)と判断されたときは、適正な画像レベルとするため
に補正するパラメータを選択する。先ず、ステップ7へ
進み、光学ゲインを更に変更するか否かを検討し、YE
Sであればステップ8へ進み、光学ゲインを補正値γ1
によって追加補正し、最終的に決定した補正値をX線検
出器30に設定する。なお、ステップ7において、光学
ゲインを変更しないと決めたときはステップ8をパスし
てステップ9へ進む。ステップ8において、光学ゲイン
を補正値γ1によって追加補正した後、およびステップ
7において光学ゲインを変更しないと決めたときはステ
ップ9へ進み、管電流を補正するか否かをさらに検討す
る。ここでYESであれば、ステップ10へ進み、所望
の画像レベルとなるように管電流の値を補正値γ2によ
って補正し、確定した補正値をX線発生装置40に設定
する。なお、ステップ9においてNOであれば、ステッ
プ10をパスしてステップ11へ進む。ステップ10に
おいて、管電流値を補正値γ2によって補正した後、お
よびステップ9において管電流値を変更しないと決めた
ときはステップ11へ進み、X線パルス幅を補正するか
否かをさらに検討する。ここでYESであれば、ステッ
プ12へ進み、X線パルス幅を補正値γ3によって補正
し、確定した補正値をX線発生装置40に設定する。
【0017】このステップ7からステップ12までの作
業によって、撮影条件を追加して補正することができる
ので、ステップ12での作業終了後およびステップ11
においてNOとしたときは、ステップ6へ進んで、これ
までに設定された撮影条件によって本撮影を実施すれば
よい。ただし、これまでの補正によってもなお満足すべ
き画像レベルが得られないときは、ステップ12の次に
ステップ13へ進んでもよい。すなわち、ステップ13
において、光学ゲイン、管電流、X線パルス幅の他のパ
ラメータで補正するか否かを検討し、YESであればス
テップ14へ進み、例えばX線補償フィルタを挿入する
ことを試みることもできる。勿論、ステップ13におい
てNOであれば、ステップ14をパスしてステップ6へ
進み本撮影を実施すればよい。なお、図1に示した循環
器用X線診断装置のX線検出器30は、I.I.31と
光学系32およびテレビカメラ33とから構成されるも
のとして説明した。しかし近時、例えばガラス基板上に
形成されるスイッチング素子や容量を、X線を電荷など
に変換する光導電膜などで覆うようにした半導体アレイ
で形成されるフラットパネル型放射線検出器(Flat Pa
nel Detector:FPD)が開発され実用に供されてい
る。このFPDは、高解像度、軽量・コンパクトで、画
像歪みも少ないという特徴を備えており、上記のI.
I.31、光学系32、テレビカメラ33とから構成さ
れるX線検出器30に代えてFPDを用いてもよいこと
は言うまでもない。ただし、FPDを使用する場合、本
発明の実施の形態として説明してきた「光学ゲイン」
は、FPDに対しては「感度」と読み替えるものとす
る。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1に
記載の発明によれば、テスト撮影によって得たX線画像
に対して、自動的に最適な画像レベルに補正したテスト
撮影画像を確認して、本撮影のときの撮影条件を設定す
ることができるので、動画撮影をしようとする際のテス
ト撮影を1回で済ませることができ、被検者への被曝線
量を軽減することができる。また、請求項2に記載の発
明によれば、テスト撮影によって得たテスト撮影画像に
対して、さらに各種補正用のパラメータを変更しながら
最終的に得られる画像レベルを確認することができるの
で、動画撮影をしようとする際の1回のテスト撮影で、
より最適な撮影条件を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るX線画像診断装置の、一実施の形
態の概略的な構成を示した説明図である。
【図2】本発明における位置決めから本撮影までの、手
順の一実施の形態を説明したフローチャートである。
【図3】本発明における位置決めから本撮影までの手順
の、他の実施の形態を説明したフローチャートである。
【図4】本発明における位置決めから本撮影までの手順
の、さらに他の実施の形態を説明したフローチャートで
ある。
【図5】本発明における位置決めから本撮影までの手順
の、他の実施の形態を説明したフローチャートである。
【符号の説明】
10 支持器 11 アーム 20 X線管 30 X線検出器 31 イメージインテンシファイア(I.I.) 32 光学系 33 テレビカメラ 40 X線発生装置 50 X線画像制御装置 51 X線制御器 52 画像処理装置 60 モニタ 70 寝台 71 天板 80 システム制御器 90 操作部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C093 AA01 AA07 CA34 EA02 EB02 EB12 EB13 EB17 FA18 FA27 FA35 FA45 FF08 FF09 FF30 FG11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本撮影時の撮影条件を、テスト撮影によ
    り得た画像を基に設定するX線画像診断装置において、 透視によって撮影条件を算出する第1の手段と、 この第1の手段によって算出される撮影条件のうち、入
    射X線に対して適切なレベルの出力信号を得るためにX
    線検出手段に設定される光学ゲインまたは感度を、所定
    の比率だけ下げてテスト撮影を行なう第2の手段と、 この第2の手段により得られるX線画像を、所定の画像
    レベルに補正したテスト撮影画像としてモニタに表示す
    る第3の手段とを具備することを特徴とするX線画像診
    断装置。
  2. 【請求項2】 前記第3の手段により表示されたテス
    ト撮影画像に対して、所望のパラメータの補正を施す第
    4の手段を更に備え、この第4の手段による補正に連動
    させて、前記所望のパラメータの補正内容を反映させた
    画像を前記モニタ表示することを特徴とする請求項1に
    記載のX線画像診断装置。
  3. 【請求項3】 前記所望のパラメータは、前記X線検出
    手段に設定される光学ゲインまたは感度であることを特
    徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載
    のX線画像診断装置。
  4. 【請求項4】 前記所望のパラメータは、X線管の管電
    流値であることを特徴とする請求項1または請求項2の
    いずれか1項に記載のX線画像診断装置。
  5. 【請求項5】 前記所望のパラメータは、X線管から照
    射されるX線のパルス幅であることを特徴とする請求項
    1または請求項2のいずれか1項に記載のX線画像診断
    装置。
  6. 【請求項6】 前記所望のパラメータは、X線検出手段
    に設定される光学ゲインまたは感度、X線管の管電流値
    およびX線管から照射されるX線のパルス幅のうち、少
    なくとも2つであることを特徴とする請求項1または請
    求項2のいずれか1項に記載のX線画像診断装置。
  7. 【請求項7】 前記所望のパラメータの補正によりハレ
    ーション領域が生ずるときは、前記パラメータの補正に
    連動させて前記モニタに表示されるテスト撮影画像に、
    当該ハレーション領域を表示することを特徴とする請求
    項2ないし請求項6のいずれか1項に記載のX線画像診
    断装置。
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