JPH0822025B2 - 画像入力装置 - Google Patents

画像入力装置

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JPH0822025B2
JPH0822025B2 JP60034395A JP3439585A JPH0822025B2 JP H0822025 B2 JPH0822025 B2 JP H0822025B2 JP 60034395 A JP60034395 A JP 60034395A JP 3439585 A JP3439585 A JP 3439585A JP H0822025 B2 JPH0822025 B2 JP H0822025B2
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scanning
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文隆 高橋
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32Transforming X-rays
    • H04N5/3205Transforming X-rays using subtraction imaging techniques
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/60Circuit arrangements for obtaining a series of X-ray photographs or for X-ray cinematography

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像を電気信号に変換する装置としてTVカメ
ラを利用する分野、特に医療用のデイジタルラジオグラ
フイなどに用いるX線TVカメラ装置に関するものであ
る。
〔発明の背景〕
最近の医用X線診断装置の分野ではデイジタルX線装
置の開発が盛んであり、特にテレビレイトで造影剤注入
前後の画像間の差演算を行なうことによつて容易に血管
像が抽出されるデイジタルフルオログラフイ(DF)装置
が注目されている。この装置は従来から多用されてきた
照射線量の少ない(X線イメージインテンシフアイヤ:X
−II面上で約1μR)透視用のX線テレビ装置にデイジ
タルの画像処理装置を付加、透視だけでなく撮影(X線
II面で約1mRと照射線量が多い。)にも利用されるDF装
置に用いられるTVカメラは空間分解能,時間分解能およ
びSN比等の良いことが要求される。すなわち撮影時には
高空間分解能で高SN比を要求する場合と、高時間分解能
で高SN比を要求する場合がある。また透視時には照射線
量が少なくX線の量子ノイズσが目立つようになるた
めTVカメラの残像特性を利用してσの低減に努める必
要がある。透視時には低線量であるためTVカメラは低照
度撮影となり信号電流isが少なくなる。(例えばis<10
0nA)この場合には高残像特性が要求される。
そこでDF装置では空間分解能,時間分解能,残像特
性、およびSN比、等を考慮して空間分解能およびSN比
は良いが時間分解能をある程度犠牲にする撮影モード
1、時間分解能およびSN比は良いが空間分解能をある程
度犠牲にする撮影モード2、モード1,2の中間的特性、
すなわち空間分解能,時間分解能をある程度確保しなが
らSN比も良い撮影モード3、および小信号電流時の高残
像特性を要求する透視モード、等の多数モードを有する
傾向にある。
以上述べた多数モードの各々における目的を達成する
ためには各モードに最適な走査速度、信号電流isおよび
ビーム電流ibが存在している。
従来のTVカメラ装置では、撮像管のビーム電流を光電
変換面からの戻りビームが所定値になるように制御し、
もつて被写体各部の明るさに応じたビーム電流とし、残
光特性を制御する方法が知られている(特開昭49−1157
18号公報)。しかしながら上記のDF装置に用いるTVカメ
ラでは、撮像時と透写時では異なつた残像特性となるこ
とが要求され、さらに同じ撮像時でも空間分解能を優先
する場合と時間分解能を優先する場合がありそれぞれの
場合に応じた撮像管のビーム電流を与える必要があり、
従来のTVカメラではこのような要求に適応するものがな
かつた。
〔発明の目的〕
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものでX線
テレビの利用形態すなわち可変走査モードに応じてビー
ム電流を変化させ、常時SN比の良好な画像を、高空間分
解能あるいは高時間分解能で得たり、あるいはSN比のよ
い透視画像を得ることを目的とし、とくに透視時のSN比
を改善することを目的とする。
〔発明の概要〕
TVカメラ装置を医療用あるいは産業用などに利用する
場合、その信号電流,ビーム電流および毎秒の送像枚数
(以下コマ数と略記する。)等はそのカメラを利用する
装置に依存して多少の自由度がある。本特許の利用分野
の一例であるDF装置においてはTVカメラの利用形態とし
て前述したように撮影モード1〜3、透視モード、の計
4モードがあり、利用されるTVカメラとしてはこれらの
各モードでの機能や性能を満すために必要な特性を有し
ていなければならない。必要な特性のうち大切なものは
TVカメラに使用されている撮像管の振幅変調度特性(以
下AR特性と略記する。)で殆んど決定される空間分解能
と残像特性、および撮像管の信号電流isと前置増幅部の
特性で決定されるSN比、および毎秒のコマ数である。以
下これらの特性と本特許の関係について述べる。第1図
はTVカメラの必要な周波数帯域B、信号電流isとSN比の
関係を示している。この図からも分るようにSN比を良く
するためには帯域Bを狭くしたり、あるいは信号電流is
を大きくすればよい。このうちBは ここで m:水平解像度 n:走査線数 fV:垂直走査周波数(コマ数/秒) α:水平走査の帰線期間率 α:アスペクト比 で示されるため、1画像あたりの画像絵素数(一般には
m×m)と必要な時間分解能、つまりコマ数を決定する
と必然的に定まつてくる。信号電流isはBが定まり、か
つ要求されるSN比がX線のゆらぎに起因する量子ノイズ
σとの関係で決まると、そのSN比(SNR)と帯域Bか
ら求められる。つまりTVカメラの電気回路系からのノイ
ズ、つまり電気ノイズσは1/SNRで示され、このノイ
ズσが装置として必要なX線のダイナミツクレンジの
全領域でσ<σを満足するようなSN比、つまり上記
の条件を満足する信号電流が要求される。
表1は撮影モード1〜3と取込み絵素数、σq
範囲、およびその時要求される最大信号電流の関係を示
したものである。この時の条件はセンサ面での線量1m
R、ダイナミツクレンジを20,B=5MHzとしてある。
第2図は撮像管のビーム電流ibとAR特性の関係の一例
を示したもので、その時のisは400nAである。これらの
図から分るようにAR特性はibの影響を受け、ib/is
3、いわゆる3倍ビーム以下で使用することが望まし
い。
第3図は低照度時、いわゆる透視条件下での残像特性
(3フイールド後の値)とibの関係を示したもので、is
=30nAとしている。この図から分るように透視時SN比を
改善するため撮像管の残像特性を悪くする、いわゆる高
残像特性を得るためにはib/is<1.5にすることが望まし
い。
撮影モード1は、、高空間分解能を要求するモードの
ため取込み絵素数は1024×1024、SN比を確保するためis
=500nA,B=5MHz,コマ数7.5コマ,撮影モード2,3は絵素
数とコマ数が256×256,60コマと512×512,30コマと両者
それぞれ異なるがis=1μA,B=5MHz,透視モードは通常
撮影部位をモニタしたい場合に使用されるため、デイジ
タル化しての画像の取込みは行なわれず、TVカメラから
のビデオ出力がそのままTVモニタに表示される場合が多
い。しかしながら低照度撮影となるためis=30〜50nA,B
=5〜10MHz程度となり、σの低減のため高残像特性
が要求される。
以上述べたように各モードで走査速度が異なり、かつ
空間分解能やSN比を良くするため、モード毎に信号電流
が変化しており、そのためビーム電流も変化させる必要
が生じる。
〔発明の実施例〕
第4図は本発明の一実施例であり、デイジタルフルオ
ログラフイ(DF)装置に応用した場合の構成図である。
X線発生装置1で発生したX線は、被検体2を通つて
X線イメージインテンシフアイア(X線II)3に入射す
る。X線情報はX線IIで光情報に変換され、タンデムレ
ンズ4、可動光学絞り5を通つてテレビカメラ6で電気
信号に変換される。TVカメラからのビデオ信号は7のTV
モニタで表示されると同時に8のA/D変換器でデイジタ
ル信号に変換され、9の対数変換部で濃度情報に変換さ
れる。19は造影剤注入器であり造影剤を静脈に注入す
る。この造影剤が未到着時の関心部位のX線像、いわゆ
るマスク像を画像メモリ10に、造影剤が到着してから充
満し、続いて流れ去るまでのX線像、いわゆるライブ像
を画像メモリ11にそれぞれ記録し、10,11からの両信号
間の差信号を得たのち、画像処理部13で画像強調やガン
マ変換、等の画像処理を行ない、D/A変換器14でアナロ
グ信号に変換後のTVモニタ15で表示する。また必要に応
じて9の対数変換部の出力、あるいは差信号をデジタル
VTR12に記録する。
また必要に応じてマルチフオーマツトカメラ16を使用
して血管像のハードコピーをとる。
17は制御部であり、現在透視画像を得たいのが、ある
いは撮影する場合、その部位が脳、あるいは心臓なの
か、などにより術者よりモード指定が、18−1、18−
2、18−3、18−4を選択することで、制御部17に指示
されるので、そのモードに応じて取込み絵素数,取込み
コマ数,ビーム電流、等が設定される。
また、信号電流isが設定値になるようX線条件、可動
光学絞り5で調整する。X線条件は術者が制御するので
各モード毎のTVカメラへの入射光量の最大値はほぼ一定
に保つことが可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、可変走査モードを有するX線テレビ
カメラを構成する場合、各モードにおけるSN比や空間分
解能、あるいは時間分解能を最適値に設定でき、とくに
透視時のSN比を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はTVカメラにおける信号電流とSN比の関係図、第
2図はビーム電流と振幅変調度の関係図、第3図はビー
ム電流と残像の関係図、第4図は本発明の実施例であ
る。 is……撮像管からの信号電流、ib……撮像管のビーム電
流、B……TVカメラの周波数帯域、σ……X線の量子
ノイズ、σ……電気回路系のノイズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常岡 雅幸 千葉県柏市新十余二2―1 株式会社日立 メデイコ研究開発センタ内 (56)参考文献 特開 昭57−79775(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体のX線像を増幅して前記X線像を光
    に変換する画像増幅手段と、水平及び垂直方向に電子ビ
    ームを走査して前記可視光像の撮像を行なう撮像管を含
    むテレビカメラと、該テレビカメラからの信号電流をデ
    ジタル信号に変換するA/D変換器と、前記デジタル信号
    を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された前記デ
    ジタル信号に基づいて演算処理を行なう画像処理手段
    と、前記テレビカメラにより取り込む1画像あたりの絵
    素数、及び前記テレビカメラの走査速度の、それぞれが
    異なるあらかじめ設定された複数の走査モードから、い
    ずれかの走査モードを選択する選択手段と、前記テレビ
    カメラの動作を制御する制御手段とを有し、該制御手段
    が、前記の選択された走査モードに応じて、前記撮像管
    の前記電子ビームの電流値を制御する画像入力装置にお
    いて、前記の複数の走査モードは、前記テレビカメラか
    らの前記信号電流をデジタル信号に変換することなく表
    示装置に表示する第1の走査モードを含み、該第1の走
    査モードにおいて、前記電子ビームの電流値(ib)と前
    記信号電流(is)の比(ib/is)が1.5未満であることを
    特徴とする画像入力装置。
  2. 【請求項2】被検体のX線像を増幅して前記X線像を光
    に変換する画像増幅手段と、水平及び垂直方向に電子ビ
    ームを走査して前記可視光像の撮像を行なう撮像管を含
    むテレビカメラと、該テレビカメラからの信号電流をデ
    ジタル信号に変換するA/D変換器と、前記デジタル信号
    を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された前記デ
    ジタル信号に基づいて演算処理を行なう画像処理手段
    と、前記テレビカメラの走査速度が異なるあらかじめ設
    定された複数の走査モードから、いずれかの走査モード
    を選択する選択手段と、前記テレビカメラの動作を制御
    する制御手段とを有し、該制御手段が、前記の選択され
    た走査モードに応じて、前記撮像管の前記電子ビームの
    電流値を制御する画像入力装置において、前記の複数の
    走査モードは、前記テレビカメラからの前記信号電流を
    デジタル信号に変換することなく表示装置に表示する第
    1の走査モードを含み、該第1の走査モードにおいて、
    前記電子ビームの電流値(ib)と前記信号電流(is)の
    比(ib/is)が、1.5未満であることを特徴とする画像入
    力装置。
  3. 【請求項3】前記信号電流を、前記の選択された走査モ
    ードに対して設定された最大信号電流とするための手段
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項、又は
    第2項に記載の画像入力装置。
  4. 【請求項4】前記の複数の走査モードは、前記テレビカ
    メラにより取り込む1画像あたりの絵素数が、少なくと
    も512×512、1024×1024のいずれかを有する走査モード
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項、又は第
    2項に記載の画像入力装置。
  5. 【請求項5】前記の複数の走査モードは、毎秒の送像枚
    数が異なる走査モードを含むことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項、又は第2項に記載の画像入力装置。
  6. 【請求項6】光電変換を行なう撮像管を含むTVカメラ
    と、前記撮像管の信号電流を調整する手段と、少なくと
    も、前記TVカメラの走査速度、前記TVカメラに入射する
    最大入射光量に応じてあらかじめ設定された複数の走査
    モードを有し、前記の複数の走査モードの中からいずれ
    かの走査モードを指定する手段と、前記テレビカメラの
    動作を制御する制御手段とを有し、該制御手段が、前記
    の選択された走査モードに応じて、前記撮像管の電子ビ
    ームの電流値を制御する画像入力装置において、前記の
    複数の走査モードは、前記テレビカメラからの前記信号
    電流をデジタル信号に変換することなく表示装置に表示
    する第1の走査モードを含み、該第1の走査モードにお
    いて、前記電子ビームの電流値(ib)と前記信号電流
    (is)の比(ib/is)が、1.5未満であることを特徴とす
    る画像入力装置。
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