JPH05228132A - Ｘ線画像入力装置およびこれに用いるライトシミュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実時間ＤＲ装置に用いるに好適なバイアスラ
イト量の調整を容易にしたＸ線画像入力装置、および、
これに用いるに好適なライトシミュレータを提供するこ
と。 【構成】 被写体を透過したＸ線情報をＸ線イメージイ
ンテンシファイアにより可視光に変換し、光学レンズ系
によりテレビカメラに結像させ、該テレビカメラの出力
信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル画像化し、画像処理し
てテレビ画面に表示するとともに、前記ディジタル画像
を記憶する記憶装置を備えたＸ線画像入力装置におい
て、前記Ｘ線源と並列に設けられ、該Ｘ線源によるＸ線
の照射と同一のタイムシーケンスで可視光を発光するラ
イトシュミレータと、該ライトシュミレータによる可視
光発光と前記Ｘ線源によるＸ線の照射との接続切り替え
手段とを有することを特徴とするＸ線画像入力装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線画像入力装置およ
びこれに用いるに好適なバイアスライト量の供給制御手
段(以下、これを「ライトシミュレータ」という)に関する
もので、特に入力手段としてテレビカメラ装置を用い
て、Ｘ線画像を実時間で取り込み、画像処理して診断を
行う「実時間ディジタルラジオグラフィ装置」(以下、「実
時間ＤＲ装置」という)等に用いるに好適なＸ線画像入力
装置およびこれに用いるライトシミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、実時間ＤＲ装置に用いられてい
るＸ線画像入力装置においては、Ｘ線源から被写体にＸ
線を照射し、被写体を透過したＸ線情報をＸ線イメージ
インテンシファイア(以下、「Ｘ線ＩＩ」という)で光の情
報に変換し、光学レンズ系でテレビカメラに結像させ、
該テレビカメラからの出力電流(ビデオ信号)をＡ／Ｄ変
換器でディジタル画像化し、記憶装置(以下、「画像デー
タメモリ」という)に取り込むことにより、処理，表示，
記憶を行っている。この種のＸ線画像入力装置において
は、テレビカメラの撮像管光電面の入射光の変化に対し
て出力電流の変化が時間的に遅れる、いわゆる「残像特
性」により、撮影後テレビカメラから出力されるビデオ
信号の第１フレームは、十分な信号が得られない。そし
て、この十分な信号が得られていない第１フレームを、
前記画像データメモリの表示装置で画像として出力した
場合には、高精細な画像は得られない。これに対して
は、例えば、特開昭61-242188号公報,同62-64187号公報
に開示されている如く、撮影前に、「バイアスライト」と
呼ばれる微弱な可視光をパルス状にテレビカメラの撮像
管の光電面に照射しておくことで第１フレームの立上り
を良くし、高精細な画像を得る方法が知られている。上
の例では、上述のバイアスライト用光源として、Ｘ線画
像入力装置のＸ線ＩＩとテレビカメラとの間にＬＥＤ等
の発光体をセットし、Ｘ線照射の前に数回照射させ、第
１フレームの立上りを良くしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如
く、バイアスライトを数回パルス状に照射する方式で
は、個々の撮像管により最適バイアスライト量が異なる
ので、撮像管を換えた場合、バイアスライトとしての可
視光光量が余計な(または足りない)バイアスライトを照
射する可能性があり、必ずしも最適なバイアスライトを
与えているとは言えない。つまり、余計な量のバイアス
ライトを照射すればダイナミックレンジが狭くなり、光
量の足りないバイアスライトを照射すれば、第１フレー
ムの立上りを悪くする可能性があるという問題がある。
また、従来は、上述の、個々の撮像管対応に最適なバイ
アスライト量を求めるために、テレビカメラをＸ線画像
入力装置から取り外して、テレビカメラ単体の(すなわ
ち、個々の撮像管の)残像特性を調べなければならない
という煩わしさがあった。本発明は上記事情に鑑みてな
されたもので、その目的とするところは、従来の技術に
おける上述の如き問題を解消し、実時間ＤＲ装置に用い
るに好適なバイアスライト量の調整を容易にしたＸ線画
像入力装置、および、これに用いるに好適なライトシミ
ュレータを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、Ｘ
線源から被写体にＸ線を照射し、被写体を透過したＸ線
情報をＸ線イメージインテンシファイアにより可視光に
変換し、光学レンズ系によりテレビカメラに結像させ、
該テレビカメラの出力信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル
画像化し、画像処理してテレビ画面に表示するととも
に、前記ディジタル画像を記憶する記憶装置(画像デー
タメモリ)を備えたＸ線画像入力装置において、前記Ｘ
線源と並列に設けられ、該Ｘ線源によるＸ線の照射と同
一のタイムシーケンスで可視光を発光するライトシュミ
レータと、該ライトシュミレータによる可視光発光と前
記Ｘ線源によるＸ線の照射との接続切り替え手段とを有
することを特徴とするＸ線画像入力装置によって達成さ
れる。

【０００５】

【作用】本発明に係るＸ線画像入力装置においては、ラ
イトシミュレータを内蔵し、該ライトシュミレータとＸ
線源を並列に接続し、両者を選択する手段を設けたこと
により、ライトシュミレータを選択すると、ライトコン
トローラにより垂直同期信号に同期して、前述のバイア
スライトや可視光の光強度と発光時間を制御し、Ｘ線撮
影と同一のタイムシーケンスの可視光を発光させ、その
可視光により、テレビカメラを取り外さずに、テレビカ
メラ単体の(つまり、撮像管の)残像特性を調べることが
できる。また、この特性を記憶手段に記憶させておき、
設定したＸ線条件と走査線数に基づき対応する情報を取
り出すことにより、バイアスライト量を調整するので、
撮像管を交換しても常に最適なバイアスライトを照射す
ることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す実時間Ｄ
Ｒ装置(以下、単に「装置」ともいう)のブロック構成図で
ある。本実施例に示す装置は、Ｘ線管４とこれを制御す
るＸ線コントローラ３とから成るＸ線源部、前述のＸ線
ＩＩ６，ミラーにより光路を切換え可能な光学レンズ系
７，テレビカメラ８およびバイアスライト１３,１３'か
ら成る検出部、画像データメモリ(ＧＤＭ)１、本発明で
特徴的なライトシミュレータ２１、および、接続選択手
段２から構成されている。なお、５は被写体である。画
像データメモリ１は、Ａ／Ｄ変換器を内蔵しており、テ
レビカメラ８から出力されたアナログ信号をディジタル
画像化し、4096×4096×16ビットのメモリに取り込み、
2000×2000画素の画面に表示する機能を有する。また、
上記画像データメモリ１は、水晶発信器を内蔵してお
り、画像取り込みの基準となる垂直同期信号等を発信す
る。更に、後述する如く、ライトシミュレータ２１内の
第１の記憶手段１１と第２の記憶手段１２および上記接
続選択手段２に、パルス信号による命令を出力する。

【０００７】ライトシミュレータ２１は、可視光発光部
１０とこれを制御するライトコントローラ９，後述する
第１の記憶手段１１および第２の記憶手段１２から構成
されている。可視光発光部１０は、高輝度緑色発光ダイ
オードを縦横８個ずつの計６４個用いている。また、上
記可視光発光部１０を制御するライトコントローラ９
は、後述する如く、種々の制御機能を有する。なお、上
記第１の記憶手段１１，第２の記憶手段１２は、ＲＯＭ
または磁気ディスクが一般的である。光学レンズ系７
は、その内部に回動可能なミラーを有し、その角度位置
が、図１中のａまたはｂのどちらかを選択可能に構成さ
れている。また、接続選択手段２は、オペレータが上述
の画像データメモリ１を操作することにより、本装置
を、ライトシュミレータ２１を選択するモード(Ａモー
ド)，Ｘ線コントローラ３とＸ線管４を選択するＸ線撮
影(Ｂモード)，両者を選択しＸ線撮影時にもバイアスラ
イトを併用するＸ線撮影(Ｃモード)の３つのモードのう
ちの１つにセットする機能を有するものである。

【０００８】可視光発光部１０を制御するライトコント
ローラ９は、前述の画像データメモリ１から垂直同期信
号を取り入れ、そのフレーム(周期)に同期させるよう
に、該ライトコントローラ９内で、 (１)撮像管の立上がり特性を良くするためのバイアスラ
イト信号 (２)上記バイアスライト発光終了時から可視光発光まで
のフレーム間隔信号 (３)Ｘ線源によるＸ線の照射と同一のタイムシーケンス
の可視光信号 (４)可視光発光からビデオ信号取り込みスタート信号ま
でのフレーム間隔信号 (５)テレビカメラ８から出力される信号を前述の画像デ
ータメモリ(ＧＤＭ)１に取り込むためのＧＤＭ取り込み
スタート信号 (６)上記各信号の一連の繰り返し信号 を制御する機能を有する。以下、上述の如く構成された
本実施例の動作を説明する。

【０００９】本発明に係る装置においては、テレビカメ
ラのセットアップ時、または、交換後等に、上記Ａモー
ドを用いてテレビカメラの残像特性を調べてこれを記憶
させておき、バイアスライトを用いる場合には上記記憶
内容に基づいて適正なバイアスライトを与えるようにす
ることが特徴である。以下、まず、Ａモードについて説
明する。なお、以下の説明では、例として、図２(ａ)に
示すシーケンスに従ってライトシミュレータを動作さ
せ、これに対応するテレビカメラ８の出力信号を計測す
る場合を説明する。図２(ａ)に示すシーケンスにおいて
は、垂直同期信号に同期して、予め定められたあるレベ
ルで可視光を４フレーム照射し、これに対応して出力さ
れるテレビカメラ８の出力信号を計測している。まず、
オペレータは、上述の画像データメモリ１を操作し、接
続選択手段２の機能により、ライトシュミレータ２１を
選択する。この場合、光学レンズ７の内部のミラーの角
度位置は、ｂの位置に合わせる。

【００１０】まず、予備データとして、可視光発光部１
０から計測対象である撮像管に輝度の異なる可視光を照
射して、その際に最終的に到達する出力電流値を計測
し、輝度−出力電流値の関係を示すグラフを作成する。
この例を図３に示す。次に、前述のライトコントローラ
９の各出力信号を図２(ａ)に示すシーケンスを実現する
ように設定し、テレビカメラ８の出力信号をディジタル
画像化して画像データメモリ１に取り込む。取り込まれ
たデータに対し、画像データメモリ１のソフトウェアに
より、以下の処理を行う。まず、同一の関心領域を設定
し、その領域内の画像データの平均値を、最初の１フレ
ーム内における時間の経過に対応して算出する。なお、
この値は、テレビカメラ８の出力電流に比例するので、
出力電流値をそのまま取ることも可能である。上の結果
を時間軸に対してプロットし、上記平均値(または出力
電流値)が、最終的に到達する値の90％に達するに必要
な時間を、内挿演算によって求める。以下、この時間を
「立上がり90％応答時間」と呼ぶことにする。

【００１１】次に、上述の「最終的に到達する値」を撮像
管の出力電流値に換算し、この値を横軸にとり、「立上
がり90％応答時間」を縦軸にプロットする。前述の輝度
の異なる可視光を照射した場合における、「立上がり90
％応答時間」をプロットすることにより、図４に示すグ
ラフを得ることができる。図４に示すグラフにおいて
は、図２(ａ)に示すシーケンス(バイアスライト無し)に
続けて、図２(ｂ)に示すシーケンス(バイアスライト有
り)を適用してバイアスライト量を３通りに変え、都合
バイアスライト量を４通りに変化させた場合の計測結果
を示している。この結果は、前述の第１の記憶手段１１
に転送して記憶させる。走査線数を変えた場合について
も、同様の関係を計測し、同じく、第１の記憶手段１１
に転送して記憶させる。なお、走査線の変更は、計測対
象部位により行われるものであり、本発明に関しては本
質的なものではない。

【００１２】次に、オペレータは、前述のＢモード、す
なわち、Ｘ線コントローラ３とＸ線管４を選択するＸ線
撮影のモードを選択して、被写体５を置かずに、Ｘ線Ｉ
Ｉ６に一様なＸ線を入射させ、入射するＸ線量とそれに
対応する出力電流(100％立上がったときの値)との間の
関係を求める。図５に一例を示す。なお、この結果は、
前述の第２の記憶手段１２に転送して記憶させる。次
に、前述のＣモード、すなわち、バイアスライトを併用
するＸ線撮影のモードを選択して、実際に被写体５の撮
像を行う場合には、オペレータが画像データメモリ１を
操作して、ライトシュミレータ２１と、Ｘ線コントロー
ラ３とＸ線管４から成るＸ線源部の両者を選択する。光
学レンズ７の内部のミラーの角度位置は、ａの位置に合
わせる。次に、オペレータによりＸ線コントローラ３で
設定されたＸ線条件(Ｘ線量)と画像データメモリ１で設
定された走査線数に対し、上記第２の記憶手段１２に記
憶されているデータを参照して、テレビカメラ８の出力
電流値を求める。

【００１３】上で求めたテレビカメラ８の出力電流値と
前述の走査線数の二つの情報を基に前記第１の記憶手段
１１に記憶されたデータを参照することにより、図４に
示した４種類のバイアスライト量に対する撮像管の立上
がり90％応答時間を、すべて予測することができる。こ
の結果から、立上がり90％応答時間をある時間以下にす
るのに必要なバイアスライト量が、上述の４種類の値か
ら選択できる。この結果に基づいてライトコントローラ
９でバイアスライト条件を設定し、この状態でＸ線照射
を行う。この場合のＸ線照射のシーケンスは、図２に示
した「可視光」がＸ線照射により生じたＸ線ＩＩ６出力面
からの発光であり、「バイアスライト」は可視光発光部１
０と同じ機能を有するバイアスライト１３,１３'の発光
となる。上記実施例によれば、バイアスライト量の調整
を容易にしたＸ線画像入力装置を備えた実時間ＤＲ装置
を実現できるという効果が得られる。より詳細には、撮
像管を換えても各撮像管の残像特性を調べることがで
き、その残像特性を第１および第２の記憶装置に記憶さ
せておくことにより、設定したＸ線条件で最適なバイア
スライト量を調整し、第１フレームを無駄にすることな
く、常にダイナミックレンジの広い高精細な画像を取り
込めるという効果が得られる。

【００１４】上記実施例は本発明の一例を示したもので
あり、本発明はこれに限定されるべきものではないこと
は言うまでもないことである。例えば、図２に示したシ
ーケンスは一例として示したものであり、これ以外のシ
ーケンスを用いることも可能であるという如くである。

【００１５】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、実時間ＤＲ装置等に用いるに好適な、バイアスラ
イト量の調整を容易にしたＸ線画像入力装置、および、
これに用いるに好適なライトシミュレータを実現できる
という顕著な効果を奏するものである。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す実時間ＤＲ装置のブロ
ック構成図である。

【図２】実施例における発光のシーケンスの一例を示し
た図である。

【図３】実施例における、輝度−出力電流値の関係を示
すグラフである。

【図４】実施例における、バイアスライト量をパラメー
タとした出力電流と第１フレーム立上り９０％応答時間
の関係を例示するグラフである。

【図５】実施例における、走査線数をパラメータにした
Ｘ線量と出力電流の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１：画像データメモリ、２：接続，選択手段、３：Ｘ線
コントローラ、４：Ｘ線管、５：被写体、６：Ｘ線Ｉ
Ｉ、７：光学レンズ、８：テレビカメラ、９：ライトコ
ントローラ、１０：可視光発光部、１１：第１記憶手
段、１２：第２記憶手段、２１：ライトシュミレータ、
１３,１３'：バイアスライト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 健 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線源から被写体にＸ線を照射し、被写
   体を透過したＸ線情報をＸ線イメージインテンシファイ
   アにより可視光に変換し、光学レンズ系によりテレビカ
   メラに結像させ、該テレビカメラの出力信号をＡ／Ｄ変
   換器でディジタル画像化し、画像処理してテレビ画面に
   表示するとともに、前記ディジタル画像を記憶する記憶
   装置(画像データメモリ)を備えたＸ線画像入力装置にお
   いて、前記Ｘ線源と並列に設けられ、該Ｘ線源によるＸ
   線の照射と同一のタイムシーケンスで可視光を発光する
   ライトシュミレータと、該ライトシュミレータによる可
   視光発光と前記Ｘ線源によるＸ線の照射との接続切り替
   え手段とを有することを特徴とするＸ線画像入力装置。
2. 【請求項２】 前記ライトシュミレータにより、前記Ｘ
   線源によるＸ線の照射と同一のタイムシーケンスで可視
   光を発光すると同時に、画像取り込み信号を作成して前
   記画像データメモリに送り、これに基づいて前記テレビ
   カメラから出力される出力画像信号を前記画像データメ
   モリに取り込む如く構成したことを特徴とする請求項１
   記載のＸ線画像入力装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のＸ線画像入力装
   置に用いるライトシュミレータであって、可視光を発光
   する可視光発光部と前記可視光を制御するライトコント
   ローラ，テレビカメラの撮像管の残像特性を記憶させる
   ための記憶手段から構成されることを特徴とするライト
   シミュレータ。