JPH11103417A - Ｘ線画像診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学絞り（光学絞り）とＮＤフィルタの組み
合わせの光学絞り系の光量が連続的に絞れるＸ線画像診
断装置を提供する。 【解決手段】 上記課題は、前記光学絞りの開口の光学
像の通過を遮ることができるように挿入するＮＤフィル
タ６８ｂを備え、ステップモータ電源兼制御部６１はＮ
Ｄフィルタ６８のに基づいて光学絞り６５の口径を調整
することで解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージインテン
シファイア（Ｉ．Ｉ．）とＴＶカメラの間に配置される
光学絞りを有するＸ線画像診断装置に係り、特にＮＤフ
ィルタと光学絞りを組み合わせて使用し、これらの組み
合わせの光学絞り系が光学像を連続的に絞ることができ
るように改良したＸ線画像診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線画像診断装置は、被検体にＸ
線を曝射するＸ線源と、被検体を透過したＸ線を光学像
に変換するＩ．Ｉ．と、光学像をビデオ信号に変換する
ＴＶカメラと、口径を絞ってＴＶカメラに入力される光
学像の光量を調整する光学絞りと、表示画像が診断に好
適なようにフィルタ処理をビデオ信号に施したりする画
像処理部と、画像処理部にてフィルタ処理等を施された
ビデオ信号をモニタに表示する表示器を有している。

【０００３】かかるＸ線画像診断装置には、画像表示の
ための複数のモードが用意されている。第１に透視モー
ドと呼ばれるもので、比較的低いエネルギのＸ線を連続
的に発生しながら被検体を相対的に移動させて、患部を
探す等に用いられる。第２に撮影モードと呼ばれるもの
で、高いエネルギのＸ線を瞬時に発生して透視モードで
探した患部の鮮明な画像を得るのに用いられる。

【０００４】このような複数のモードを有するＸ線画像
診断装置では、光学絞りを次のように作動させている。
透視モードの時はエネルギの小さいＸ線のため、Ｉ．
Ｉ．からの光学像の光量は少ないから、光学絞りの開口
を大きく（好適には光学絞りを全開に）してできるだけ
鮮明な光学像をＴＶカメラに入力するようにする。

【０００５】一方、撮影モードの時は中程度のエネルギ
ではそのムラによりノイズ（カンタムノイズ）が発生す
るので、瞬時的ではあるが極めて高いエネルギのＸ線を
被検体に曝射するから、光学像の入力が光量オーバーを
起こさないようにＴＶカメラに入力される光学像の光量
を光学絞りで絞って調整する。

【０００６】また、撮影モードにあっては、光学絞りの
開口が小さくなると、ピンポイントカメラで知られるレ
ンズ効果により焦点深度が大きくなり、ＴＶカメラのレ
ンズに付着するわずかな埃があれば結像されてしまう。
また、ＴＶカメラの光学系がタンデムレンズ構造であっ
て、これらタンデムレンズの間でＴＶカメラ自身の光量
補正センサに光学像を導くプリズムがある場合には、前
記焦点深度が大きければプリズムが結像されてしまう。

【０００７】このような光学絞りの開口を小さくすると
埃やプリズムなどが結像されてしまうという問題は、光
の波長に依存しないで光量のみを抑制するフィルタ（Ｎ
Ｄ（Nutral Density）フィルタ）を前記開口に配置し、
前記問題がでない程度に前記開口を拡げるように設定す
るといった調整をＸ線画像を見ながら行って解決してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＸ線画像診断装置は、光学絞りとＮＤフィルタを単
に組み合わせて使用することは行われていたが、これら
を組み合わせた光学絞り系の光量を連続的に調整する配
慮がなされていないという問題があった。

【０００９】また、光学絞りの種類によっては開口の口
径の設定に下限値の有るものがあって、この下限値以下
の口径に設定したいという要求があっても、当然ながら
前記下限値以下の口径には設定できないという問題があ
った。また、光学絞りの口径は焦点深度との関係である
値以下にできないという問題があった。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、光学絞りとＮＤフィル
タの組み合わせの光学絞り系の光量が連続的に絞れるＸ
線画像診断装置を提供することにある。

【００１１】また、前記組み合わせの光学絞り系によ
り、従来の光学絞りよりも開口の設定範囲を拡げたＸ線
画像診断装置を提供することにある。また、ＮＤフィル
タを挿入することで口径をさらに小さくしなくとも出力
光量が可変できるようにしたＸ線画像診断装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、被検体の透
過Ｘ線を光学像に変換するイメージインテンシファイア
と、前記光学像をビデオ画像に変換するＴＶカメラと、
前記イメージインテンシファイアと前記ＴＶカメラの間
に配置され前記光学像が通過する開口の大きさを所定値
の範囲で可変設定する開口調整部を有する光学絞り系を
備えたＸ線画像診断装置において、前記光学絞り系に前
記開口に挿入するＮＤフィルタを設け、光学絞りの開口
径が前記所定値の下限値以下に設定されるときに前記Ｎ
Ｄフィルタを挿入し、前記ＴＶカメラに入力される光量
が前記絞りの口径の下限値における光量以下の範囲で連
続的に変化するように前記光学絞りの開口径を前記絞り
開口の可変設定値の範囲内で調整することを特徴とする
Ｘ線画像診断装置によって達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のＸ線画像診断装置の一実
施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発
明のＸ線画像診断装置の一実施の形態を示す概略構成
図、図２は図１の光学絞り系の概略構成図、図３は光学
絞り制御カウンタ値と光学絞り開口径の関係を示すグラ
フ、図４は図３の光学絞りの開口制御によって連続的に
光量を調整できる様子を示す光学絞り制御カウンタ値と
光量の関係を示すグラフ、図５は本発明のＸ線画像診断
装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【００１４】本発明のＸ線画像診断装置は、図１に示さ
れるように、Ｘ線管球１とテーブル２とＩ．Ｉ．４とデ
ィストリビュータ５と光学絞り系６とＴＶカメラ７とＡ
／Ｄ変換器８と画像処理部９とテレビモニタ１０と操作
卓１１とＸ線補償フィルタ１２とフットスイッチ１３と
Ｘ線制御部１４と高電圧発生部１５と支持器１６とテー
ブル制御部１７と支持器制御部１８とシステムコントロ
ーラ１９から構成される。

【００１５】Ｘ線管球１はテーブル２に乗せた被検体３
にＸ線を曝射する。Ｉ．Ｉ．４はＸ線管球１と対向配置
され被検体３を透過したＸ線を光学像に変換して出力す
る。ディストリビュータ５はＩ．Ｉ．４に取付けられ
Ｉ．Ｉ．４の光学像の出力を光学絞り系６に導く。光学
絞り系６はディストリビュータ５に取付けられ後段のＴ
Ｖカメラ７に入力する光学像の光量をシステムコントロ
ーラ１９の制御に基づき調整する。ＴＶカメラ７は光学
絞り系６に取付けられ光学絞り系６を通った光学像を入
力しビデオ信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器８は
ＴＶカメラ７と電気的に接続されＴＶカメラ８からのビ
デオ信号を画像処理に好適なディジタル信号に変換して
出力する。画像処理部９はＡ／Ｄ変換器８と電気的に接
続されテレビモニタ１０に画像診断に適した画像が表示
できるように画像処理を行いその画像処理結果を出力す
る。具体的にはＸ線画像のダイナミックレンジが少なく
とも４キロ階調以上と広く、かつ病巣部の呈する輝度値
がさまざまな値であるので、低域通過フィルタ処理，中
間域通過フィルタ処理，高域通過フィルタ処理等を必要
に応じて演算する。テレビモニタ１０は画像処理部９と
電気的に接続され画像処理部９の画像処理結果を表示す
る。操作卓１１はオペレータ（図示省略）がシステムコ
ントローラ１９へ光学絞り系６とＸ線補償フィルタ１２
とＸ線制御部１４とテーブル制御部１７と指示器制御部
１８の制御情報を入力する。Ｘ線補償フィルタ１２は、
Ｘ線管球１のＸ線の曝射方向に配置されいわゆるハレー
ションを起こさないようにＸ線を減弱する。フットスイ
ッチ１３はＸ線制御部１４と電気的に接続されオペレー
タが操作卓１１に入力したＸ線制御部１４に与えるＸ線
曝射条件に基づくＸ線を発生する。Ｘ線制御部１４はフ
ットスイッチ１３とシステムコントローラ１９とそれぞ
れ電気的に接続され、システムコントローラ１９を介し
てオペレータが操作卓１１に入力したＸ線曝射条件に基
づきオペレータのフットスイッチ１３の入力されたＸ線
曝射条件を出力する。高電圧発生部１５はＸ線制御部１
４と電気的に接続されＸ線曝射条件に基づくＸ線管電
圧，Ｘ線管電流，Ｘ線曝射時間をＸ線管球１に出力す
る。指示器１６はＸ線管球１とＩ．Ｉ．４を対向配置す
る関係を維持してそれぞれ支持する。テーブル制御部１
７はシステムコントローラ１９と電気的に接続されると
ともにテーブル２に取付けられ、システムコントローラ
１９を介してオペレータが操作卓１１に入力したテーブ
ル位置情報に基づきテーブル２の被検体３に対する位置
を設定する。支持器制御部１８はシステムコントローラ
１９と電気的に接続されるとともに支持器１６に取付け
られ、システムコントローラ１９を介してオペレータが
操作卓１１に入力した支持器位置情報に基づき支持器１
６の被検体３に対する位置を設定する。システムコント
ローラ１９は操作卓１１と電気的に接続されオペレータ
のＸ線曝射条件，テーブル位置情報，支持器位置情報，
ハレーション防止情報及び光学像の絞り情報を、Ｘ線制
御部１４，テーブル制御部１７，支持器制御部１８，Ｘ
線補償フィルタ１２及び光学絞り系６にそれぞれ出力す
る。

【００１６】次に、光学絞り系６の構成について、図２
を用いて説明する。光学絞り系６は、ステップモータ電
源兼制御部６１とステップモータ６２とモータ側ギア６
３と光学絞り側ギア６４と光学絞り６５とモータ電源兼
制御部６６とモータ６７とＮＤフィルタ６８（図には光
学像を遮らない状態６８ａと光学像を遮る状態６８ｂと
示している）とから構成される。

【００１７】ステップモータ電源兼制御部６１はシステ
ムコントローラ１９と電気的に接続されオペレータの操
作卓１１の入力で与えられた光学絞りの開口の開閉情報
に基づきステップモータ６２の制御量としてステップモ
ータ６２に電源を供給する。ステップモータ６２はステ
ップモータ電源兼制御部６１と電気的に接続され前記制
御量に基づき回転する。ここで、ステップモータ６２の
回転の方向の一方向を正転とし、その逆方向の回転を逆
転ということとする。モータ側ギア６３はステップモー
タ６２に取付けられステップモータ６２の動力を光学絞
り側ギア６４に伝達する。光学絞り側ギア６４はモータ
側ギア６３に接合されモータ側ギア６３を介してステッ
プモータ６２の動力を光学絞り６５に伝達する。光学絞
り６５は光学絞り側ギア６４に取付けられ光学絞り側ギ
ア６４を介してステップモータ６２の動力を受けて正転
では開口が閉まり、逆転では開口が開くように開口を開
閉する。モータ電源兼制御部６６はシステムコントロー
ラ１９と電気的に接続されオペレータの操作卓１１の入
力で与えられた光学絞り６５の開口が最小値でありさら
に光学像を絞る必要が生じた時点でモータ６７の第２の
制御量としてモータ６７に電源を供給する。モータ６７
はモータ電源兼制御部６６と電気的に接続され前記第２
の制御量に基づき回転する。この回転は、図示したよう
に、ＮＤフィルタ６８が光学像を遮らない状態６８ａと
遮る状態６８ｂに遷移する程度に回転すればよい。ＮＤ
フィルタ６８はモータ６７に取付けられ光学像を遮らな
い状態６８ａと遮る状態６８ｂとの間を移動する。

【００１８】次に、光学絞り６５とＮＤフィルタ６８の
組み合わせ制御の原理について、図３，図４を用いて説
明する。ステップモータはパルス波形により制御される
ことが知られている。つまり正転方向に光学絞り制御カ
ウント値が増加すれば、光学絞りの開口径は閉まってい
くこととなる。

【００１９】図３に示すように、まずＮＤフィルタを挿
入しない（ＮＤフィルタ無）状態で正転方向に光学絞り
制御カウント値を横軸にとって光学絞り制御カウント値
を増加していけば、縦軸に示される光学絞りの開口径が
閉まって（小さくなって）いき、設定できる最小値とな
る。そしてこの最小値よりさらに光学像を絞る必要があ
るときにはＮＤフィルタを挿入する（ＮＤフィルタ有）
の状態にする。さらにＮＤフィルタ挿入前と同じ光量と
なるように光学絞りの開口を拡げる。具体的には、透過
率を８０％にするＮＤフィルタがあり光学絞りの最小径
を１０ｍｍとすれば、ＮＤフィルタ有の状態での開口の
面積は１．２５倍であればよいから、光学絞りの開口径
を約１１．２ｍｍ（１０×（透過率の平方根の逆数））
に拡げればよい。このように調整して再び開口を小さく
すれば、図４に示すように、連続的に光学絞り系の光量
を絞ることができる。

【００２０】次に、本発明のＸ線画像診断装置の動作の
一例を、図５を用いて説明する。システムコントローラ
は、オペレータの入力に基づいて光学絞りの開口を所定
値に設定する。ここではＮＤフィルタは挿入されていな
い、すなわち図２で示す６８ａの位置にある（ステップ
５０１）。

【００２１】テレビモニタ１０には、光学絞りのみを通
過した光学像が表示される（ステップ５０２）。オペレ
ータは、テレビモニタ１０に表示された画像が鮮明であ
るかどうかを判断する。鮮明であれば（Ｙ）処理を終了
し、鮮明でなければ（Ｎ）次のステップに進む（ステッ
プ５０３）。

【００２２】オペレータは、表示画像を鮮明とするべ
く、光学絞りの口径を絞る旨の入力を操作卓１１に行
い、システムコントローラ１９を経て光学絞り系６の光
学絞り６５の開口を小さくする（ステップ５０４）。

【００２３】システムコントローラ１９は、光学絞り６
５の開口を小さくする際、その開口が最小値であるかど
うかを判断する。最小値でなければ（Ｎ）ステップ５０
２に戻り、最小値であれば（Ｙ）次のステップに進む。
ここで最小値はシステムコントローラ１９が読み出し可
能なレジスタに予めストアされているものとする（ステ
ップ５０５）。

【００２４】システムコントローラ１９は、光学絞り６
５の開口の光学像の通過を遮るようにＮＤフィルタ６８
ｂを挿入する（ステップ５０６）。システムコントロー
ラ１９は、ＮＤフィルタ挿入後の光量とＮＤフィルタ挿
入前の光学絞りの最小径の光量が同じとなるように調整
する。具体的には上述の原理に基づいて調整する（ステ
ップ５０７）。

【００２５】テレビモニタ１０には、光学絞りのみを通
過したに等しい光量の光学像が表示される（ステップ５
０８）。オペレータは、テレビモニタ１０に表示された
画像が鮮明であるかどうかを判断する。鮮明であれば
（Ｙ）処理を終了し、鮮明でなければ（Ｎ）次のステッ
プに進む（ステップ５０９）。

【００２６】オペレータは、表示画像を鮮明とするべ
く、光学絞をさらに絞る旨の入力を操作卓１１に行い、
システムコントローラ１９を経て光学絞り系６の光学絞
り６５の開口を小さくする（ステップ５１０）。

【００２７】システムコントローラ１９は、光学絞り６
５の開口を小さくする際、その開口が最小値であるかど
うかを判断する。最小値でなければ（Ｎ）ステップ５０
８に戻り、最小値であれば（Ｙ）これ以上光学像を絞る
ことができないので処理を終了する（ステップ５１
１）。

【００２８】また、上記ＮＤフィルタと光学絞りの組み
合わせで十分に絞りきれないときは、さらに透過率の低
いＮＤフィルタと交換して、上記各ステップを実施して
もよい。また、複数のＮＤフィルタと光学絞りを組み合
わせて、上記各ステップを実施してもよい。

【００２９】ここで述べた発明の実施の形態は、種々の
組み合わせの態様が可能であり、ＮＤフィルタと光学絞
りを組み合わせて使用し、これらの組み合わせの光学絞
り系の光量が連続的に絞ることができる機能する技術の
あらゆるものを含むことはいうまでもない。

【００３０】

【発明の効果】本発明は光学絞りとＮＤフィルタの組み
合わせの光学絞り系の光量が連続的に絞れるＸ線画像診
断装置を提供するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線画像診断装置の一実施の形態を示
す概略構成図。

【図２】図１の光学絞り系の概略構成図。

【図３】光学絞り制御カウンタ値と光学絞り開口径の関
係を示すグラフ。

【図４】光学絞り制御カウンタ値と光量の関係を示すグ
ラフ。

【図５】本発明のＸ線画像診断装置の動作の一例を示す
フローチャート。

【符号の説明】

６ 光学絞り系 ６５ 光学絞り（光学絞り） ６８，６８ａ，６８ｂ ＮＤフィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の透過Ｘ線を光学像に変換するイ
   メージインテンシファイアと、前記光学像をビデオ画像
   に変換するＴＶカメラと、前記イメージインテンシファ
   イアと前記ＴＶカメラの間に配置され前記光学像が通過
   する開口の大きさを所定値の範囲で可変設定する開口調
   整部を有する光学絞り系を備えたＸ線画像診断装置にお
   いて、前記光学絞り系に前記開口に挿入するＮＤフィル
   タを設け、光学絞りの開口径が前記所定値の下限値以下
   に設定されるときに前記ＮＤフィルタを挿入し、前記Ｔ
   Ｖカメラに入力される光量が前記絞りの口径の下限値に
   おける光量以下の範囲で連続的に変化するように前記光
   学絞りの開口径を前記絞り開口の可変設定値の範囲内で
   調整することを特徴とするＸ線画像診断装置。