JPS5969064A - パルスｘ線診断装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、Ｘ線撮影装置の技術分野に属し、特に、デ
ィジタルラジオグラフィを用いたパルスＸ線診断装置に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、Ｘ線診断、特に血管造影検査に関し、タイムザノ
トラクションの技法とディジタル処理技術とを応用した
「ディジタルラジオグラフィ」または［デイジタルフル
オロスコビイ」と称スる技術がＸ線診断装置に適用さｎ
ている（米国特許第４２０４２２５号、米国特許第４２
０４２２６号参照）。

前記ディジタルラジオグラフィを用いて、たとえば心臓
の機能を診断するために、通常用いらｎているＸｉの連
続曝射法によりＸ線撮影をしても、不鮮明な心臓の影像
しか得らｎない。こｔ″Ｌｌ″ｊ、、通常のＸｉテレビ
ジョンにおけるインターレース方式による画像表示では
、１フイールドのスキャンに１７′ｒｒＬｓ′ｅＣ程度
の時間を要するために、その時間内に被写体である心臓
が動いてしまうからである。

前記欠点を解消するために、Ｘ線を十分に短い時間に限
定すると共に、一定時間間隔で曝射する、所謂「Ｘ線間
欠曝射法」という技法が採用さ几るに至った。このＸ、
ｉ間欠曝射法は、たとえば、脈動している心臓を観測す
るために、十分に短いパルスＸ線を用いてザンプリング
する方法である。

前記「Ｘ線間欠曝射法」を採用するパルスＸ線診断装置
においても、従来のＸ１１ｉ！ｉ！テレビジョン方式と
同様に、得らｎる透過Ｘ線ｆ８！を一旦イメージインテ
ンシファイア（以下単にＩ−Ｉと称することがある６　
）Ｋより光学像に変換し、その光学像をＸ！テレビカメ
ラ内の撮像管の光導電膜上に結像し、次いでその結像を
走査してビデオ信号に変換さｎている。

前記撮像管の動作の一例について、第１図を参照しなが
ら、さらに説明する。

第１図に示すように、垂直同期信号（イ）と同期してＸ
′ｍ！パルス全発生させて、被写体にＸ線を曝射する。

Ｘ線パルスと同時に、撮像管のビーム制御系にブランキ
ング信号（ハ）を送り、光導電面でのビーム走査を停止
する。次いで、ブランキング期ｆｆｉ’ｌの終了後に、
ビーム走査を開始して、１フイールド毎のビデオ信号ｉ
Ｘ線テレビカメラより出力するのである。

ここで、インターレース方式の場合、第１フイールドの
ビデオ信号と第２フイールドのビデオ信号とを組み合わ
せて、１フレームのテレビジョン画像を表示装置に表示
する。以下、連続する各Ｘ線パルスにおいて得らｎる第
１フイールドと第２フイールドとのビデオ信号を用いて
、連続するフレームのテレビジョン画像を得る。

しかしながら、第２フイールドのビデオ信号は、第１フ
イールドのビデオ信号よりも信号レベルが格段に小さい
ため、得ら扛るテレビジョン画像は、フリッカ−の多い
低品質なものである。

また、第１フイールドのビデオ信号による走査が終了し
てから、第２フイールドのビデオ信号による走査が終了
するまで、約ｉ　７　ｍ５ｅｃ程度の時間を要するため
に、動きの速い被写体の場合には、き几いなテレビジョ
ン画像を得ることが困難である。

一方、１フイールド毎に１フレームのテレビジョン画像
を構成する、所謂「グログレッシブ方式」においても、
同様に、高い空間分解能を有するテレビジョン画像を得
るために、高速でビデオ信号を取り込むことは困難であ
る。もつとも、空間分解能をそのままにしてｃ　ｔｈに
高めずに）、ビデオ信号の取り込み速度を早めることも
できるが、そのためにはビーム走査における走査速度を
上げなけ几ばならない。そうすると、ビクセルサイズを
変えずにビーム走査するためには、撮像管の前置増幅器
の帯域幅を上げる必要がある。前記前置増幅器での信号
のＳＩＮは、次式で示さｎるところから、帯域幅を上げ
ると信号のＳＩＮが低下するという別の欠点が生ずる。

Ｔ。

なお、Ｂは前置増幅器の帯域幅、Ｉｓは信号電流、Ｉｎ
は平均雑音電流、Ｒは負荷抵抗、Ｒｅｑは前置増幅器の
等価雑音抵抗、ｃｏは撮像管の並列浮遊容量、んにボル
ツマン定数、１“は温度である。

〔発明の目的〕

この発明は、前記事情に鑑みてなさ几たものであり、高
い空間分解能および良好なシＷ比を有する画像を表示す
ることができると共に、早い速度でビデオ信号を取り込
むことのできるパルスＸ線診断装置を提供することを目
的とするものである。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するためのこの発明の概要は、Ｘ線管と
、前記Ｘ線管に対峙して配置さｎたイメージインテンシ
ファイアと、光学装Ｆｚｅ介して前記イメージインテン
シファイアの出力螢光像を同時に入力する複数のＸ線テ
レビカメラと、前記複数のＸｌＰＭテレビカメラより出
力さｎ、る複数のビデオ信号を組み合わせて１フレーム
の画像を表示する表示装置とを有することを特徴とする
パルスＸ線診断装置である。

〔発明の実施例〕

第２図はこの発明の一実施例金示す概略ブロック図であ
る。

同図において、１で示すのは被検体２にパルスＸ線を曝
射するＸ線管でちゃ、６で示すのはＸ線管１で曝射さｎ
たＸ線による被検体透過Ｘａ像が入射さｎｌこのＸ線像
を光学像に変換するイメージインテンシファイア（Ｉｌ
ＩＩ）である。

４で示すのは光学系装置である。さらに詳述すると、光
学系装置４は、Ｉ＠Ｉ６の出力螢光面の前方に配置さｎ
ると共にｌ−１６の出刃ｇ光面に、結像さ几た光学像よ
りの光を平行光線に変換するための１次レンズ４αおよ
びＸ線テレビカメラ５゜乙の撮像管入力面の前方にそ几
ぞｎ配置さｎると共に前記撮像管入力面にｍＪ記光学像
を結像するための２次レンズ４ｂ、４ｃｆ：有する所謂
タンデムレンズ系と、前記１次レンズ４αを透過したｌ
−１５の用力螢光像をたさえば５０：５０の光景に分配
して２台のＸ、［テレビカメラ５，６の撮像管入力面そ
ｎぞ１．に導びくための固定ハーフミラ−４ｄと、前記
２次レンズ４ｂ、４ｃの固定ハーフミラー４ｄ側の前方
にある焦点にほぼ位置すると共にバイアスＭ、を前記撮
像管入力面に照射するためのバイアスライト４ｅ、４ｆ
と前記バイアスライト４ｇ、４ｆの元がＩＩＩＩ乙の出
力螢光面に入射するのを防止するための遮光板４ｙ、４
Ａと％ｔｉＪ記バイアスライ）４ｅ。

４ｆの光を一様な光とする念め前記バイアスライト４ｅ
、４ｆと２次レンズ４ｂ、４ｃとの間に配置さｎたスリ
ガラス等よりなる拡散面ゎ、４ノと、２次レンズ４１）
、４ｃの前方に配置さ几ると共に、２次レンズ４Ａ、４
ｃＫ入射する出刃螢ｙｃ像の−Ｘ殖を自動調節する光学
絞り（オートアイリス）　４ｈ、４１とを有して’ｆｆ
ａｆ成さｎている。２台のＸ想カメラ５゜６そ几ぞ几に
装備する撮像管５α、６αは、ビジコン型撮像管たと、
ｔはビジコン、プランビコン、カルニコン、シリコンヒ
シコン、ニュービコン、サチコン（商品名）等を使用す
ることができ、特に、光導電材料としてＰｚＯを主体と
するビジコンが好ましい。

７で示すのけビデオミックス回路であり、２台のＸ線テ
レビカメラ５，６そ几ぞｎ７がら出力さｎるビデオ信号
を合成する。８で示すのはディジタ／ｌｚ　プロセッサ
であ夕％否の変換器、ディジタル。

フレームメモリ、サブトラクション処理をするためのア
ルゴリズノ、、Ｄ／Ａ変換器等を具備し、Ｘ線テレビカ
メラ５，６内の撮像管５α、６ａより出力さｎｌ　ビデ
オミックス回路７で合成さｎたビデオ信号をルの変換器
でディジタル信号に変換後、ディジタルビデオ信号をデ
ィジタルフレームメモリに格納し、アルゴリズムにより
マスク像からサブトラクション像を得、マスク像および
サブトラクション像としてのディジタルビデオ信号ｆ　
Ｄ／Ａ変換器でアナログのビデオ信号に変換してこｎを
出力するように構成さｔ”ｔでいる。９で示すのはビデ
オ出力変換器であり、ディジタルプロセッサ８よりｔｌ
」力さｎるビデオ信号を所定装置たとえば外部メモリと
してのビデオディスクレコーダあるいはビデオテープレ
コーダやテレビカメラ１１に出力するために、こｎ金切
り換えるものである。１２で示すのはシステムコントロ
ーラであり、２企のｘＨテレビカメラ５，６の同期信号
を初めとして。

ビデオミックス回路７、ディジタルプロセッサ８、ビデ
オ出力変換器９ｓＸＭｉコントローシそｎぞｎの同期信
号の基本となるパルス信号を発生し、２台のＸ線テレビ
カメラ５，６に制御信号全出力するほか、他の前記各装
置の動作タイミングを制御するための制御信号を出力す
るように構成さＩしている。１３で示すのはＸ１ｆｉＪ
コントローラであジ、Ｘ想曝射のタイミングを制御する
。１４で示すのはＸ線高電圧発生装置であシ、Ｘ線管１
に印加する高電圧を発生する。１５で示すのは造影剤注
入装置であり、被検体２の血管内に血管造影剤を注入す
る装置である。１６で示すのは視野絞りであゃ、Ｘ線管
球１８の前面に装備さ扛ると共に、第６図に示すように
、たとえば角穴のマーカ１６Ａが設けらｎていて、撮像
管５α、６αにより得らｎる２枚のフィールド画像を一
枚のフィールド画像に再構成する際の画像位置合せに前
記マーカを使用することができるようになっている。

次に、以上構成の作用について述べる。

たとえば、被写体の運動が速く、１秒間に約６０枚のＸ
線画像を撮像する場合について述べる。

先ず、システムコントローラ１２から２台のＸ線テレビ
カメラ５．乙に第４図（ロ）に示す同期信号が出力さｎ
ると共に、Ｘ線コントローラ１６の制御によりＸ線１か
ら被検体２に向って、前記同期信号のパルス１個おきに
前記同期信号に同期した第４図（句に示すＸ線パルスが
陽射さｎる。一方、システムコントローラ１２から２台
のＸ線テレビカメラ５，６にはそｎぞｎ第４（８）０に
示すようなブランキング信号が出力さ扛る。従って、撮
像管５α、６αには、Ｘ線パルスに同期した垂直同期信
号における第１元口のパルスから第２見目のパルスまで
フランキング信号が印加さ几るので、その期間中、Ｘ線
管１よシのＸ線パルスによる透過Ｘ線像をｌ−１５によ
り変換した出ノｊ螢光像をタンテムレンズ系を介して結
像した撮像管入力面はビーム走査さ几ない。そして、垂
直同期信号における第２見目のパルスからＸ線パルスに
同期する第６光間のパルスまでの期間中、ブランキング
信号が出力さ扛ないので、撮像管５ａ、６αの撮像管入
力面のビーム走査が開始さｎ、第４図いおよび（２）に
示すように、２台のＸ１ｍテレビカメラ５９６よりビデ
オ信号がビデオミックス回路７に出力さ１しる。

ビデオミックス回路７は、たとえば一方のＸ線テレビカ
メラ５よジのビデオ信号をインターレースにおける偶数
フィールドとし、他方のＸ線テレビカメラ６よりのビデ
オ信号を奇数フィールドとして混合し、混合さｎたビデ
オ信号をディジタルプロセッサ８に出力する。以上のシ
ーケンスを一単位として、以後同様にＸ、１ｉｊＪパル
スを曝射し、ビデオ信号をディジタルプロセッサ８に出
刃する。なお、２台のＸ線テレビカメラ５，６より出刃
さｎる２種のビデオ信号は、そｎぞｎ走査線１本分かず
ｎているように出力さｎ、２種のビデオ信号によるフィ
ールド画像による１枚のフレーム画像が正確に表示さ几
るようにしておく必要がある。そのために、あらかじめ
Ｘ線管１より空曝射をしておき、第３図に示すようにＸ
縁絞シ１６におけるマーカ１６Ａ′Ｊｋ基準に、フィル
ド画像の位置合わせをしておくのが好ましい。尚、２つ
の撮像管そｎぞｎは、ノンインターレースにて容易に実
施可能であるが、インターレース方式でも、偶数、奇数
フィールドが相反して切替わるようにすｎばよい。

ディジタルプロセッサ８でサブトラクション処理をさｎ
た後のマスク像およびサブトラクション像は、ビデオ出
力変換器９を介して、テレビモニタ１１の画面上に第５
図に示すような走査線をもって表示さｎる。第５図にお
いて、画面上の実線はＸ線テレビカメラ６よシ出力さｎ
るビデオ信号による走査線であり、破線で示すのはＸａ
テレビカメラ５より出力さｎるビデオ信号による走査線
である。

以上詳述したこの実施例によると、従来の走査速度であ
っても１秒間に６０枚のフレーム画像を得ることができ
る。

以上この発明の一実施例について詳述したが、この発明
は前記実施例に限定さｎるものではなく、この発明の要
旨の範囲内で適宜に変形して実施することができること
はいうまでもない。

前記実施例においては、２台のＸ線テレビカメラより出
刃さｒＬる２種のビデオ信号を組み合わせて、−万のビ
デオ信号を偶数フィールド用に用い、また他方のビデオ
信号を奇数フィールド用に用いていたが、他の実施例と
して、２台のＸ線テレビカメラ中の撮像管そｎぞｎで、
各５２５本ずつのビーム走査を行ない、１０５０本の走
査ｉを有するテレビモニタで前記２種のビデオ信号によ
るインク−レース走査を行なってもよい。このようにす
ると、冒解像度のテレビジョン画像を得ることができる
。ただしこの場合は、１フレーム中に１０５０本の走査
線を収めるため、２台の撮像管そｆぞｎがよｐ密度の高
い走査を行なえばよい。なお、上記の例においては２つ
のビデオ信号が、ビデオミックス回路７でミックスさｎ
ると書いたが、このことは必ずしも必要ではなく、そｎ
ぞｎのビデオ信号をＡＩＤ　変換器でディジタル信号に
変換して一旦デイジタルフレームメモリに格納しておい
て、後でそ几ぞｎの信号−Ｘミックスしてもよい。

また前記実施例におけるハーフミラ−４ｄのかわりに、
′全反射ミラーを用い、たとえば、ｌ−１５の出力螢光
像の下半分を前記全反射ミラーで撮像管６αの入力面に
結像させ、また、ｌ−１６の出力螢光像の上半分を撮像
管５αの入力面に結像させ、次いで２台のＸ線テレビカ
メラ５，６よｔ）　ｌ−１６の出力螢光像の上半分につ
いてのビデオ信号と１−１６の出力螢光像の下半分につ
いてのビデオ信号とを出力し、テレビモニタ１１には、
第６図に示すように、グログレツシプ走査方式で、Ｉ＠
Ｉ’）の出力螢光像の上半分についてのビデオ信号によ
る走査（実ａ）をして透過Ｘａｌ像の下半分を表示し、
次いでＩ−１”、の出力螢光像の下半分についてのビデ
オ信号による走査（破線）をして透過Ｘ線像の下半分を
表示するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

この発明によると、複数の撮像管を用いて同時にビーム
走査することにより複数種のビデオ信号を用刀し、この
複数種のビデオ信号により１枚のフレーム画像を構成す
るので、従来のビーム走査速度でありながら高速でＳｌ
Ｎ比の良好な１フレ一ム画像を構成することができる。

たとえば、インターレース走査方式における偶数フィー
ルドに相当するビデオ信号と奇数フィールドに相当する
ビデオ信号とを別々の撮像管より出力し、２種のビデオ
信号でテレビモニタ上に１フレームの画像を構成するの
で、１本の撮像管で１フレ一ム画像分のビデオ信号を出
力する時間の半分の時間で済ませることができる。また
、　　ｒ−ｒｓの出力螢光像を分割し、分割後の螢光像
を２台の撮像管で同時にビーム走査することにより２種
のビデオ信号を出力し、この２種のビデオ信号によりテ
レビモニタ上にグログレツシブ走査方式で１フレームの
画像を構成することができ、同様に、半分の時間で済ま
せることができる。さらに、そ几ぞ几の撮像管で５２５
木のビーム走査を同時に行ない、テレビモニタ上で１０
５０本の走査をすると、高Ｍ像度の画像を表示すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の撮像管の動作を示すタイムチャート、第
２図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第６図は
Ｘ線絞ジの一部を示す平面図、第４図は前記実施例の動
作を示すタイムチャート、第５図はインターレース走査
方式で表示さｎたテレビモニタを示す説明図、および第
６図はグログレツシブ走査方式で表示さｔ１５たテレビ
モニタを示す説明図である。 １・・・Ｘ線管、　　６・・・イメージインテン７フア
イア、　　４・・・光学装置、　　５．６・・・Ｘ線テ
レビカメ２、　１１・・・テレビモニタ（表示装置）。 ３２７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ線管と、前記Ｘ線管に対峙して配置さ几たイメージイ
   ンテンシファイアと、光学装置を介して前記イメージイ
   ンテンシファイアの出力螢光像全同時に入力する複数の
   Ｘ線テレビカメラと、前記複数のＸ線テレビカメラより
   出力さｎる複数のビデオ信号を組み合わせて１フレーム
   の画像を表示する表示装置とを有することを特徴とする
   パルスＸ線診断装置。