JPH04279153A - Ｘ線条件の自動制御機構 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医用検査用のＸ線制御
装置におけるＸ線条件の自動制御機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の医用検査用のＸ線制御装置におい
ては、その操作性の向上、省力化や画質の向上のために
Ｘ線条件を被検体の状況に応じて自動制御し、透視画像
の適正な明るさ、または適正な写真黒化度を得ることが
必要不可欠である。

【０００３】従来からの上記所望する結果を得るための
Ｘ線条件の自動制御機構としては数多くの方式が存在す
るが、図２に基本的な構成のブロック図を示す

【０００
４】図２に示す従来のＸ線条件自動制御設定機構は、Ｘ
線を照射するＸ線管１と、Ｘ線管１に印加する所定の出
力を発生する高電圧発生器２と、Ｘ線条件であるところ
の電圧〔ｋＶ〕、電流〔ｍＡ〕、時間〔ｓ〕とＸ線像の
見え具合の基準となる輝度基準信号の制御を司る中央処
理装置３と、中央処理装置３から出力されるデジタルの
輝度基準信号をアナログ信号に変換するデジタル／アナ
ログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と称する）４と、中央
処理装置３から出力されるデジタルの電圧信号をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器５と、電圧〔ｋＶ〕、電
流〔ｍＡ〕、時間〔ｓ〕の設定入力によりＸ線条件を制
御するＸ線制御回路６とを有する。

【０００５】さらに、Ｘ線管１より出力され被検体１５
を透過してきたＸ線を入力してそれを可視光像に変換す
るイメージ・インテンシファイア（以下、Ｉ．Ｉ．と称
する）７と、Ｉ．Ｉ．７が出力する可視光像を電気信号
に変換するテレビカメラ８と、Ｉ．Ｉ．７が出力する可
視光像を連続的に映画としてフィルム上に撮影するシネ
カメラ９と、Ｉ．Ｉ．７の出力光学像をテレビカメラ８
とシネカメラ９に分配する映像分配器１０と、映像分配
器１０に内蔵され、採光野と呼ばれる一部の明るさを測
定し、その明るさの度合いを電気信号に変換して出力す
るフォトピックアップ１１とを有する。

【０００６】そして、フォトピックアップ１１の出力信
号と上記Ｄ／Ａ変換器４からの輝度基準信号を比較する
比較器１２と、比較器１２の出力と上記Ｄ／Ａ変換器５
からの電圧信号を加減算する加算器１３と、検査部位別
にＸ線条件をあらかじめプリセットしておき、必要に応
じてそのＸ線条件を呼び出すためのプログラム選択スイ
ッチ１４とを備えている。

【０００７】次に動作について説明する。まず操作者が
Ｘ線条件を呼び出すためのプログラム選択スイッチ１４
を操作すると、それに該当するあらかじめ設定された電
圧〔ｋＶ〕信号をＤ／Ａ変換器５に出力し、輝度基準信
号をＤ／Ａ変換器４に出力して、さらに電流〔ｍＡ〕、
時間〔ｓ〕信号をＸ線制御回路６に出力する。これによ
り、設定された所定のＸ線がＸ線制御回路６によって制
御されるＸ線管１より照射されると、Ｘ線は被検体１５
を透過してＩ．Ｉ．７に入力される。Ｉ．Ｉ．７により
Ｘ線は可視光像に変換され映像分配器１０で分配されて
、テレビカメラ８とシネカメラ９に入力される。テレビ
カメラ８に入力されたものは透視像用のテレビ信号とな
り、また、シネカメラ９に入力されたものは写真撮影用
に供される。

【０００８】そして、透視像の輝度および写真の黒化度
に対応する被検体を透過したＸ線情報信号は、フォトピ
ックアップ１１の出力信号として比較器１２に入力され
る。ただし、フォトピックアップ１１に入力される入射
光は通常Ｉ．Ｉ．７に入力される面積の一部分であり、
この取り込む部分を採光野と称する。さらに、比較器１
２でフォトピックアップ１１の出力信号と輝度基準信号
を比較して、フォトピックアップ１１の出力信号が輝度
基準信号よりも大きい場合には加算器１３により電圧信
号を減じ、フォトピックアップ１１の出力信号が輝度基
準信号よりも小さい場合には加算器１３により電圧信号
に加算する。

【０００９】以上により、実際のＸ線透過量で補正され
た電圧信号が加算器１３よりＸ線制御回路６に入力され
、Ｘ線条件が輝度基準信号で決められた所定のＸ線量よ
り大きいときにはＸ線条件が下がり、小さいときには上
がる。これによってフォトピックアップ１１の出力信号
が常に一定、すなわちＸ線像が常に同じ見え具合となる
ように動作する。

【００１０】ここで問題となるのが、操作者が所望する
関心領域の像の見え具合と適正なＸ線条件により作り出
された像の見え具合との差である。人体はいろいろな組
織や臓器の集合体であり、そのＸ線吸収量の差をフィル
ム等の媒体に投影したものがＸ線像である。ところが、
像のどのような見え具合を最適とするかは操作者の判断
によって決定される。

【００１１】この操作者の経験と勘に基づく判断をＸ線
条件の自動制御に反映するために、Ｘ線のセンサーを複
数個照射野内に並べたり、撮影する部位に相当する切替
スイッチを操作卓盤面に用意しその切替スイッチを操作
することによりＸ線条件の自動制御の基準パラメータを
切り替える、いわゆる部位別プログラミングなどの従来
技術があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では被写
体のＸ線透過状況に応じて、Ｘ線条件が直ちに適正な値
となるように自動制御するという方法を用いる。

【００１３】しかし、もしＸ線センサーの採光野に他の
部位に比較して極端にＸ線透過量の多い部位がかかった
とすると、上記自動制御機構によりこのＸ線透過量の多
い部位が最適な見え具合となるようにＸ線量がコントロ
ールされるわけである。そのため、上記極端にＸ線透過
量の多い部位以外に対しては相対的にＸ線の透過量は不
足してしまうので、像の輪郭は認識できても詳細な内部
状態はほとんどあるいは全く認識できない状態となる。 具体的には、心臓カテーテル検査において、カテーテル
先端をＸ線テレビによる透視で確認しながら心内腔へ進
める際に、肺の部分がセンサーの採光野にかかると、肺
は上記極端にＸ線透過量の多い部位であるので、心臓は
輪郭だけの画像となり内部にあるカテーテル先端や組織
は全く認識できなくなる。

【００１４】また、動きのある物体に対して上記自動制
御を行う場合には、Ｘ線透過量の変化に対して、Ｘ線条
件が直ちに追従し適正な値になるように動作するわけで
あるから、センサーの採光野にかかる部位のＸ線透過量
が刻々と変化すると、それに応じてこの採光野のかかる
部位が最適な見え具合となるようにＸ線条件が刻々とコ
ントロールされるわけである。しかし、Ｘ線透過量が変
化するのがセンサーの採光野を含む一部分だけでその周
辺部分のＸ線透過量がほとんど変化しなかった場合には
、本来変化している部分の見え具合が変化せずに変化し
ていない部分の見え具合が逆に変化することになり、関
心領域がセンサーの採光野の外側のＸ線透過量が変化し
ない部分にあったとすると、見え具合が刻々と変化して
大変見づらくなっていた。具体的には、心臓カテーテル
検査において、心内腔に造影剤を注入して心筋の収縮状
態や血流動態をＸ線テレビまたは映画（シネアンギオ）
で観察する場合、心臓の拡張、収縮に伴って造影剤がセ
ンサーの採光野の部分を通過するので心内腔の見え具合
は一定でも、心筋を含めた全体像は心臓の拡張、収縮に
同期して変化してしまい大変見づらいものとなってしま
うという問題があった。

【００１５】本発明の目的は、１つの画像上に極端にＸ
線透過量の多い部位がある場合や、画像上の一部分のＸ
線透過量が刻々変化するような場合でも、操作者の関心
領域に応じて観察するに耐え得る画像が得られるＸ線装
置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、Ｘ線透過量が多い部位がある場合には撮影部位に応
じてＸ線条件に下限値を設け、またＸ線透過量が刻々変
化する場合には撮影部位に応じてフィードバック制御さ
れるＸ線条件の制御の応答速度を検出値の時間変化より
意識的に遅くする手段を講じたものである。

【００１７】

【作用】センサーの採光野に極端にＸ線透過量の多い部
位がかかったときに、自動制御機構はＸ線条件を下げる
ように動作するが、ここに下限値を設けることにより所
定のＸ線条件以下にはならないようにする。これによっ
て上記極端にＸ線透過量の多い部位の見え具合はＸ線量
過多となってしまうが、上記極端にＸ線透過量の多い部
位以外の見え具合は若干Ｘ線透過量が不足しても像を認
識するに支障のないレベルを維持できる。

【００１８】また、センサーの採光野にかかる部位のＸ
線透過量が刻々変化する場合、自動制御機構はこの採光
野にかかる部位が最適な見え具合となるようにＸ線条件
を刻々と変化させるように動作するが、ここに自動制御
の応答速度を意識的に遅くする手段を講ずることにより
、Ｘ線透過量が急激に変化した場合にも自動制御機構に
よるＸ線条件の変化応答は所定の速さとなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。構成は図２で説明した従来のＸ線条件自動設定機構
に以下の要素を追加したものである。すなわち図２の構
成へフォトピックアップ１１の出力信号と輝度基準信号
を比較する比較器１２の出力信号の時間的変化ｄｖ／ｄ
ｔを小さくする時定数回路１６と、時定数回路１６の時
定数を切り替える継電器１６ａ〜ｄと、中央処理装置３
からの信号で継電器１６ａ〜ｄのいずれかを断続させる
ラッチ回路１７と、中央処理装置３からのデジタル電圧
下限信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１８と
、加算器１３からの出力が上記電圧下限信号を下回った
場合に加算器１３からの出力を電圧下限信号に置き換え
るリミッター１９を加えたものである。

【００２０】次に動作について説明する。まず、操作者
がＸ線条件を呼び出すためのプログラム選択スイッチ１
４のうち所望のスイッチを操作すると、中央処理装置３
はそれに該当するあらかじめ設定された電圧〔ｋＶ〕信
号をＤ／Ａ変換器５に出力し、また輝度基準信号をＤ／
Ａ変換器４に出力し、電流〔ｍＡ〕、時間〔ｓ〕信号を
Ｘ線制御回路６に出力し、さらに、時定数信号をラッチ
回路１７に出力し、そして、電圧下限信号をＤ／Ａ変換
器１８に出力する。

【００２１】このようにして設定された所定のＸ線がＸ
線管１より照射されると、Ｘ線は被検体１５を透過して
Ｉ．Ｉ．７に入力される。ここでＩ．Ｉ．７によりＸ線
は可視光像に変換され、その可視光像は映像分配器１０
で分配されてテレビカメラ８とシネカメラ９に入力され
る。テレビカメラ８に入力されたものは透視像表示のた
めのテレビ信号となり、シネカメラ９に入力されたもの
は連続写真撮影に供される。

【００２２】そして、透視像の輝度及び写真の黒化度に
対応する被検体を透過したＸ線情報信号は、フォトピッ
クアップ１１の出力信号として比較器１２に入力され、
輝度基準信号と比較され、その差が時定数回路１６に入
力される。時定数回路１６ではフォトピックアップ１１
の出力信号と輝度基準信号との差の信号の時間変化率ｄ
ｖ／ｄｔを小さくするので、前記差信号が所定の時定数
以上の周期で変動した場合には、時定数回路１６の出力
はほぼ一定となり加算器１３に入力される。この場合、
つまりフォトピックアップ１１の採光野における被検体
のＸ線吸収量が所定の周期以上で変動した場合には、Ｘ
線条件は前記変動には追従せずほぼ一定となるように動
作する。

【００２３】また、加算器１３において以上のようにＸ
線透過量で補正された電圧信号が、中央処理装置３から
出力されＤ／Ａ変換器１８により変換された電圧下限信
号を下回った場合には、リミッター１９により電圧下限
信号に置き換えられＸ線制御回路６に入力されるのでＸ
線条件は所定の下限値となる。

【００２４】本実施例によれば、フォトピックアップの
採光野における被検体のＸ線吸収量が所定の周期以上で
変動した場合には、Ｘ線条件はその変動には追従せずほ
ぼ一定となるので、関心領域がフォトピックアップの採
光野以外の場所にある場合、関心領域の見え具合が一定
となり診断能が向上する。

【００２５】そして、Ｘ線条件のプログラムのパラメー
タの中に含まれる上記時定数は大小の各種を具備してい
るので、動きのある様々な部位に対応できる。また、Ｘ
線透過量が急峻に変化するような撮影テクニックでは、
意図的に時定数を大きくしてＸ線条件をゆっくり変化さ
せておきその間に連続的に画像を撮れば、様々なＸ線透
過量の組織の見え具合が連続的に変化する画像が得られ
る。この中で関心領域に見合った画像のみを診断に利用
するなどの応用も考えられる。

【００２６】また、フォトピックアップの採光野に極端
にＸ線透過量の多い部位がかかった場合でもＸ線条件が
所定の下限値で抑えられ極端に低くはならないので、極
端にＸ線透過量の多い部位はハレーションを起こすが、
関心領域がその他の部分にある場合にはその部分は診断
能を失わない範囲で維持できる。

【００２７】さらに、Ｘ線条件のプログラムのパラメー
タの中に上記下限値データを具備しているので、撮影部
位、関心領域に応じてそれを設定できる。例えば、関心
領域のＸ線透過量が周りの組織に比べ大きい場合には下
限値は固定しておく。また、図３に示す実施例のように
フォトピックアップ１１の出力信号と、Ｘ線制御回路６
から実際にＸ線管１に印加したＸ線条件信号を中央処理
装置３に入力する構成として、輝度基準信号との比較演
算、時定数演算及び電圧下限演算を中央処理装置３で行
うことも可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、センサーの採光野にお
ける被検体のＸ線吸収量が所定の周期以上で変動した場
合にもＸ線条件はその変動に即座に追従せずほぼ一定と
なるので、関心領域がセンサーの採光野以外の場所にあ
る場合、関心領域の見え具合が一定となり診断能が向上
する。

【００２９】例えば、心臓カテーテル検査で心内腔に造
影剤を注入して心筋の収縮状態や血流動態を観察する場
合のように、心臓の拡張、収縮に伴ってＸ線透過量が周
期的に変化するような場合に特に有効で、上記自動制御
の応答速度を心臓の拡張、収縮の周期よりも遅く設定す
ることにより、Ｘ線透過量が変化しても画像全体の見え
具合は変化しないことになる。

【００３０】また、Ｘ線条件のパラメータの中に上記時
定数の大小を具備しているので、動きのある様々な部位
に対応できる。

【００３１】つまり、操作者の関心領域別に上記自動制
御の応答速度値を設けることで、操作者の関心領域の像
を認識するに支障ない画像を提供することができる。

【００３２】さらに、本発明においてはセンサーの採光
野に極端にＸ線透過量の多い部位がかかった場合でもＸ
線条件が所定の下限値で抑えられ、極端に低くはならな
いので極端にＸ線透過量の多い部位はハレーションを起
こすが、関心領域がその他の部分にある場合にはその部
分は診断能を失わない範囲で維持できる。

【００３３】また、Ｘ線条件のパラメータの中に上記下
限値データを具備しているので、撮影部位、関心領域に
応じてそれを設定できる。

【００３４】つまり、操作者の関心領域別にＸ線条件の
下限値を設けることで、操作者の関心領域の像を認識す
るに支障のない画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路のブロック図

【図
２】従来のＸ線条件の自動制御回路のブロック図

【図３
】本発明の一実施例の応用回路を示すブロック図

【符号の説明】

３　　　　中央処理装置 ４　　　　Ｄ／Ａ変換器 ５　　　　Ｄ／Ａ変換器 ６　　　　Ｘ線制御回路 ７　　　　Ｉ．Ｉ． １０　　映像分配器 １１　　フォトピックアップ １２　　比較器 １３　　加算器 １４　　プログラム選択スイッチ １６　　時定数回路 １７　　ラッチ回路 １８　　Ｄ／Ａ変換器 １９　　リミッター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体透過後のＸ線量を計測するセンサー
   と、このセンサーの出力信号を用いて被検体へ照射する
   Ｘ線条件をフィードバック制御する手段を有するＸ線条
   件自動制御機構において、実際に設定し得るＸ線条件の
   下限値を設定する手段と、フィードバック制御によって
   求められたＸ線条件が前記下限値を下回った場合にはＸ
   線条件を前記下限値を以って設定する手段とを備えたこ
   とを特徴とするＸ線条件自動制御機構。
2. 【請求項２】被検体透過後のＸ線量を計測するセンサー
   と、このセンサーの出力信号を用いて被検体へ照射する
   Ｘ線条件をフィードバック制御する手段を有するＸ線条
   件自動制御機構において、Ｘ線条件のフィードバック制
   御における追従する速さを可変設定する手段を備えたこ
   とを特徴とするＸ線条件自動制御機構。