JPS626320B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動露出制御系の改良を図つたＸ線診
断装置に関するものである。

Ｘ線診断装置の一つにＸ線テレビジヨン寝台装
置がある。この装置は起倒可能な寝台に透視用の
Ｘ線テレビジヨン装置と写真撮影用のスポツトシ
ヨツト装置を設けた装置であり、寝台上に載置し
た被検者の観察対象部位をＸ線テレビジヨン装置
にて観察しつつ所望の状態のとき、スポツトシヨ
ツト装置を作動させてＸ線フイルムに観察対象部
位の像を撮影するものである。

従来装置の構成を第１図に示す。図において１
はＸ線管、２はこのＸ線管１のＸ線放射口部分に
設けられたコリメータ、３は被検者４を載置する
寝台天板、５はこの寝台天板３及び被検者４を介
して前記Ｘ線管１に対峙させて設けたＸ線写真撮
影用のスポツトシヨツト装置、６はこのスポツト
シヨツト装置５の後方に設けられたＸ線像を光学
像に変換するためのイメージインテンシフアイア
（以下、I.Iと略称する）、７はこのI.I６にて光学
像に変換されたＸ線像を撮影するテレビカメラ、
８は光学像の光量を検出するための光量検出素子
例えば光電子増倍管、９は前記I.I６とテレビカ
メラ７との間に設けられ光学像をテレビカメラ７
と光電子増倍管８とに分配する光学系、１０は前
記テレビカメラ７の掃引等の制御を行ないテレビ
カメラ７の出力する映像信号をテレビジヨンモニ
タに与えるテレビカメラ制御器、１１はこのテレ
ビカメラ制御器１０より出力される掃引信号及び
映像信号を得てＸ線像を画像として表示するテレ
ビジヨンモニタ、１２は前記光電子増倍管８の出
力を得てその光量が所定値になるようＸ線制御器
１３を制御する自動露出制御器であり、前記Ｘ線
制御器１３はこの自動露出制御器１２出力に応じ
て透視時には前記Ｘ線管１の管電圧及び管電流等
の制御を行ない、撮影時には、曝射時間の制御を
行なう。

このような構成の装置はＸ線制御器１３を作動
させることにより予め設定した管電圧及び管電流
がＸ線管１に印加される。これによりＸ線管１か
らは印加された管電流、管電圧に対応する強さの
Ｘ線が曝射される。この曝射Ｘ線はコリメータ２
によりコリメートされ寝台天板３上の被検者４を
透過してI.I６に入射される。するとこの透過Ｘ
線による被検者４のＸ線像はこのI.I６によつて
光学像に変換されI.I６の出力面に可視像として
表われる。この可視像は光学系９によりテレビジ
ヨンカメラ７及び光電子増倍管８に分配される。
そして、テレビカメラ７にて映像信号に変換され
た被検者４のＸ線像はテレビジヨンモニタ１１に
送られ、ここで映像として表示される。

一方、光電子増倍管８によりI.I６の出力面に
表示された像の光量が検出され、その検出出力は
自動露出制御器１２に導びかれる。そして、透視
診断時においてはテレビジヨンモニタ１１の表示
像が最適状態になるよう予め設定してある基準値
に光電子増倍管８の検出出力が近づくよう、この
検出出力に応じて制御信号を出力し、Ｘ線制御器
１３を制御する。これによりテレビジヨンモニタ
１１上に最適状態の輝度で映像が表示されるよう
な強さのＸ線がＸ線管１より出力される。これに
より良好な映像が表示できる。

また、Ｘ線撮影を行ないたい場合にはスポツト
シヨツト装置５を作動させ同時に自動露出制御器
１２を積分器として作動させ基準値を撮影に必要
な値に切り換え、且つＸ線制御器１３を撮影条件
で作動させる。これによりＸ線制御器１３は撮影
条件の管電圧、管電流をＸ線管１に与え、Ｘ線管
１からはこの条件のＸ線が曝射される。そして、
スポツトシヨツト装置５のＸ線フイルムが露光さ
れ、写真が撮影される。このとき、I.I６にもＸ
線フイルム透過後のＸ線が入射され、その出力面
に光学像が現われる。この光学像は光学系９を介
して光電子増倍管８に入力され、その光量が検出
される。この光電子増倍管８の出力は自動露出制
御器１０に入力されると自動露出制御器１０はこ
の入力された検出出力を積算して、その積算値が
必要な値に達した段階でＸ線制御器１３にＸ線停
止信号を出力する。これによりＸ線曝射は停止さ
れ撮影を終了させる。この時点で、スポツトシヨ
ツト装置５のＸ線フイルムはＸ線照射野外に移動
され、再び透視診断時の状態に切り換えられる。

このように透視診断時には自動露出制御器１２
はテレビジヨンモニタ１１の表示像の輝度制御装
置として働いて最適輝度表示が成されるよう制御
し、また、撮影時にはＸ線フイルムが適正露光さ
れるよう働いて最適黒化度制御をする。

ところで、上記システムでは光電子増倍管８の
測光視野はI.I６の出力像が第２図ａの如くとす
ればその中心部のある有効面積Ａでその面積内の
平均採光により制御を行なつている。

即ち、その有効面積Ａ内の透過Ｘ線量を検出
し、その信号の強弱を被写体条件に対するＸ線条
件の過不足量として処理する。ここで、このシス
テムの使用例を考えると、観察対象が胃である場
合には第２図ｂに示す如く胃壁面の状態を明瞭に
するためにバリウム等の陰性造影剤Ｂを用いＸ線
像コントラストを増加させる。

この場合、前述した光電子増倍管の測光視野の
一部Ｂがこの陰性造影剤Ｃの部分によつて覆われ
た形となり、この部分のＸ線は透過しにくくなる
ため、光学像はその部分が暗くなり、撮影や透視
の状況によつては更にこの状態が変化する。も
し、同一被写体厚において、陰性造影剤が光電子
増倍管の測光視野を覆う割合が変化すると測光視
野の実面積が変化することとなつて、その結果、
同一被写体厚にもかかわらず光電子増倍管の検出
出力が変化することとなる。

このような現象が生じた場合、透視時の自動輝
度制御が行なわれているときには全体としての平
均的輝度が所定値となるように制御されることか
ら、陰性造影による影の部分が多いためにこの部
分以外の部分の輝度が増大され、その結果、輝度
増大部分がテレビジヨンモニタ上ではハレーシヨ
ンを引起す。

また、撮影時の黒化度制御では写真の黒化度を
過度にする危険性があり、更に測光視野に対する
陰性造影剤部分の被覆率によつてその影響度合が
変化し、得られる写真の濃度やテレビジヨンモニ
タ上の映像の輝度がバラつく恐れがあり、診断能
を低下させる。即ち、自動露出制御機能を十分に
果していないわけである。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、テ
レビカメラ制御器から全検出野に対応する映像信
号を抽出し、この信号から実検出野を面積比で割
出すと共にこれを全検出野に対する検出野面積の
補正分として自動露出制御系へ帰還させ、自動露
出制御系の補正を行なうようにすることにより、
陰性造影剤による像の被覆のために生ずる露出オ
ーバ等の不適正露出現象の発生を防止できるよう
にしたＸ線診断装置を提供することを目的とす
る。

以下、本発明の一実施例について第３図〜第６
図を参照しながら説明する。第３図は本発明によ
る装置の構成を示すブロツク図であり、図中第１
図と同一部分には同一符号を付してその説明は省
略する。本装置は基本的には第１図装置と同じで
あるが、テレビカメラ制御器１０から映像信号を
得て光電子増倍管８の測光視野内の映像信号を抽
出して全測光視野内の映像信号中に占める陰性造
影剤の陰になる部分の割合を検出し、全測光視野
中のうち実際に光のある部分の面積の割合を面積
比で割出すと共にこの比を光電子増倍管８の出力
の補正分として出力する補正回路３１を設け、こ
の補正回路３１の補正信号を自動露出制御器１２
に与えて光電子増倍管８の検出出力に補正を加え
るようにした点が異なる。

第４図はこの補正回路３１の具体的な回路構成
を示す図である。図において、４１はテレビカメ
ラ制御器１０から与えられる垂直同期信号VDを
分周し信号送り出しタイミングの調整をする分周
回路、４２はこの垂直同期信号VDを反転するイ
ンバータ、４３はテレビカメラ制御器１０から出
力される映像信号Viの信号レベルを基準信号Ｅ_c
と比較しこの基準信号Ｅ_cのレベルを超える期
間、出力を発生する比較回路、４４はこの比較回
路４３へ入力される映像信号Viの入力制御を行
なうアナログスイツチ、４５は映像信号Viのう
ち光電子増倍管８による予め設定した測光視野内
の映像信号発生期間に対応する期間分の水平及び
垂直信号発生区間、それぞれの区間信号を出力
し、これら両区間信号が共に発生している間、前
記アナログスイツチ４４をオンする測定区間検出
回路、４６は前記比較回路４３の出力を積分する
積分回路であり、この積分回路４６は演算増幅器
Ａ１の出力端子と非反転側入力端子間にコンデン
サＣ１を、また非反転側入力端子と比較回路４３
の出力側との間に抵抗Ｒ１を接続したものであ
る。４７は前記インバータ４２の出力にてオンオ
フされ、前記積分回路４６のコンデンサＣ１の充
電電荷を放電するためのアナログスイツチ、４８
は増幅器であり、この増幅器４８は演算増幅器Ａ
２を用いており、VR１はその増幅度調整用の抵
抗、Ｒ２は入力抵抗である。４９はこの増幅器４
８出力を反転して出力する補正信号出力用のホー
ルド回路であり、このホールド回路４９は所定の
タイミング（Ｘ線制御器１３の応答時間に対応し
た時間）毎にリセツト入力Ｒを受けてリセツトさ
れ、また、分周回路４１出力に対応して入力を断
続される。すなわち、このホールド回路４９は演
算増幅器Ａ３を用いその反転側入力端子を抵抗Ｒ
３及び前記分周回路４１の出力にてオンオフ制御
されるアナログスイツチSW３の直列回路を介し
て前記増幅器４８に接続すると共に反転側入力端
子と接地点間にホールド用のコンデンサＣ２を、
またこのコンデンサＣ２に並列に前記リセツト入
力Ｒにてオンオフ制御されるアナログスイツチ
SW４を設け更に出力端子側と非反転側入力端子
とを接続して構成したものである。

上記構成の本装置の動作について説明する。透
視時にテレビカメラ制御器１０から映像信号Vi
を得、前記測定区間検出回路４５にて光電子増倍
管８の測光視野部分に該当する領域Ａの映像信号
発生毎にその発生期間中、アナログスイツチ４４
をオンさせ、映像信号（第５図Vi）のサンプリ
ングを行なう。これにより、サンプリングされた
測光視野部分に該当する映像信号（第５図Vi
(a)）は比較回路４３に入力される。この比較回路
４３には映像信号Ｅ_cが与えられており、映像信
号Ｅ_cを基準にこのサンプリングされた映像信号
Vi(a)は比較される。そして基準信号Ｅ_cを超える
レベルにあるときにそのレベル以上にある区間
（この区間の時間幅をτ_０とする）、第５図の如く
出力信号ｂを出力する。例えば陰性造影剤を投与
して胃等の観察を行なつている場合等において、
その造影剤の部分を含む範囲を捉えているとする
と、映像信号Viは第６図Viに示すように造影剤
部分の映像信号レベルは黒レベルに近くなるので
造影剤の陰になる部分とそれ以外の部分では映像
信号レベルが大幅に異なつて来る。この場合、サ
ンプリングされた映像信号は第６図Vi(a)の如く
となり、比較回路４３からは基準信号Ｅ_cレベル
以上の範囲の映像信号Vi(a)の出力期間τ_１の時
間幅分、出力信号ｂ（第６図(b)）を発生する。即
ち、この出力信号ｂは基準信号Ｅ_cの設定によ
り、光電子増倍管８の測光視野内における実測光
視野（陰性造影剤により陰となる部分以外の部
分）領域に対応する時間幅に置換えた値となる。
従つて、基準信号Ｅ_cのレベルはＸ線透過域と見
做せる映像信号の下限値に同期信号Ｓのレベル分
を加算したレベルに設定しておけば実測光視野の
割合を示す信号としての出力信号ｂが得られる。

実測光視野の割合いを示すこの比較回路４３の
出力信号ｂは積分回路４６に入力され、ここで積
分される。

ここで、補正回路３１の出力する補正信号を測
光視野における実測光視野の面積比として出力す
るために陰性造影剤を投与しない状態で、即ち、
第２図(a)の如く実測光視野はＡと等しく、その出
力信号ｂの時間幅はＡの区間に相当する時間幅τ
_０である場合に、出力ピーク値が所定値（例えば
１）になるように積分器４６及び増幅器４８の増
幅度を設定する。この設定状態で、陰性造影剤投
与部分を含む部分を捕えた場合、実測光視野の全
測光視野に対する割合いｎはτ₁/τ₀となり、こ
のτ₁/τ₀なる比率の積分出力が増幅器４８を介
して出力される。

尚、積分器４６は−１／τ∫〓^０ _０ｂ dt（τ＝R1× C1）なる動作を行なう。ここで、出力信号ｂは
レベルが一定で時間幅のみが実測光視野に応じて
変化する信号であるから積分器４６の出力の傾斜
はα（＝τ_１／τ_０）となり実測光視野の割合いに対応 した出力となる。

この積分器４６は垂直同期信号VDに同期して
制御されるアナログスイツチ４７により垂直同期
信号発生毎にリセツトされ、フレーム走査であれ
ば１フレーム毎に、またフイールド走査であれば
１フイールド毎に新たに積分を開始される。一般
的なテレビジヨン方式では１秒30フレーム（１フ
レーム当り２フイールド）の走査方式であるか
ら、この場合には垂直同期信号VDは1/60〔秒〕
毎に発生される。

一方、垂直同期信号VDは信号送り出しタイミ
ング調整用の分周回路４１にて分周され、積分回
路４６のリセツトが成される直前の適宜なるタイ
ミングの信号とされた後、増幅器４８の出力を断
続するアナログスイツチSW３に制御信号として
与えられる。従つて、増幅器４８を介して与えら
れる積分器４６の出力はこのアナログスイツチ
SW３により定められるタイミングでホールド回
路４９に入力されこの積分出力はコンデンサＣ２
にホールドされる。ホールド回路４９はこのホー
ルドした電圧を反転して出力し、自動露出制御装
置１２に与えて光電子増倍管８の出力を補正させ
る。前述のように、積分器４６にて積分された信
号はリセツト直前においては１フイールド当りの
実測光視野の面積比に相当するものであり、実測
光視野が全測光視野に等しい場合を１としてあ
り、しかもホールド回路４９はそのサンプリング
時期を積分器４６のリセツト直前に設定してある
ので、実測光視野の面積比に等しい補正信号がホ
ールド回路４９より出力されることとなり、従つ
て、このホールド回路４９より出力される補正信
号にて光電子増倍管８出力の補正を行なえば実測
光視野の面積比に対応した補正が成され適正露光
制御が行なえる。尚、前記リセツト信号ＲはＸ線
制御器１３の応答時間を勘案して該応答が済む適
宜なるタイミングで発生されるようにし、ホール
ド回路４９はこのリセツト信号Ｒによりコンデン
サＣ２充放電制御用のアナログスイツチSW４を
制御させるものとする。

そして、前記リセツト信号Ｒによりホールド回
路４９は現在のホールド値をリセツトし、次の新
たな値をホールドできる態勢になる。

そのため、分周回路４１の分周比は少なくとも
このリセツト信号Ｒの発生周期に対応させてリセ
ツト信号Ｒの発生後に、且つ、インバータ４２の
出力タイミングよりやや早めに分周出力を出して
アナログスイツチSW３をオンさせ、積分回路４
６の積分値をホールドさせることが出来るように
する。積分回路４６ではフイールドまたはフレー
ム単位で比較回路４３の出力を積分しているか
ら、分周回路４１の出力及びリセツト信号Ｒによ
る制御によつてホールド回路４９はＸ線制御器１
３の補正制御応答に合せて応答終了毎に最新のフ
イールドまたはフレームでの積分値をもとにした
補正値を取込み、これを出力して補正制御を繰返
してゆくことになる。

尚、前記インバータ４２の出力と分周回路４１
の出力とのタイミング関係はインバータ４２の持
つ素子動作上の遅れ時間を考慮して前記条件に合
うようにしたり遅延時間要素を適宜付加するなど
の極一般的な慣用技術を利用することによつて得
ることが出来る。

また、補正信号による補正はτ₁/τ₀が１であ
るときには補正分を零とし、１＞τ₁/τ₀である
ときにはτ₁/τ₀の比だけ光電子増倍管８電圧を
上昇させて実測光視野の変化分を光電子増倍管検
出感度を補正することによつて行なつたり、或い
は光電子増倍管８の出力信号の増幅率補正や、自
動露出制御器１２内の比較レベル補正すること等
によつて行なう。

また、補正は透視時においてはリセツト信号Ｒ
毎に、また撮影時においては透視から撮影モード
へ切換わる時点で前記補正信号を読み取り、これ
に基づいて行なうようにすれば良い。

以上詳述したようにI.Iの出力面の所定範囲の
光学像を光電子増倍管で検出しその検出出力をも
とにＸ線の出力を制御する自動露出制御器を備え
たＸ線テレビジヨン寝台装置において、I.Iの出
力面に表示される光学像の映像信号のうち光電子
増倍管の測光視野内部分の映像信号を抽出すると
ともにこの抽出した映像信号のレベルから陰性造
影剤にかくれない部分の映像信号区間を抽出して
この区間分所定レベルの信号を出力させ、この出
力信号を積分して測光視野に対する実測光視野の
面積比に対応した信号を得、この信号を補正信号
として自動露出制御器または光電子増倍管の感度
を補正制御するようにしたので、実測光視野部分
の像の光量が最適となるよう曝射Ｘ線の線量制御
が成されるから、透視の場合にはハレーシヨンの
防止が成され、また撮影の場合には陰性造影剤に
覆われる部分以外の部分の過剰露光が防止され、
良好な画質の写真が得られる等、優れた特徴を有
するＸ線診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成を示すブロツク図、第
２図ａ及びｂは診断部位と光電子増倍管による測
光視野の関係を説明するための図、第３図は本発
明の一実施例を示すブロツク図、第４図は補正回
路の構成を示す回路図、第５図及び第６図はその
動作を説明するためのタイムチヤートである。 １……Ｘ線管、４……被検者、６……イメージ
インテンシフアイア、７……テレビカメラ、８…
…光電子増倍管、１０……テレビカメラ制御器、
１１……テレビジヨンモニタ、１２……自動露出
制御器、１３……Ｘ線制御器、３１……補正回
路、４３………比較回路、４４……アナログスイ
ツチ、４５……測定区間検出回路、４６……積分
器、４８……増幅器、４９……ホールド回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｘ線管より曝射されたＸ線による被写体像を
   光学像に変換しこの光学像をテレビカメラにて撮
   像してテレビジヨンモニタに表示すると共にＸ線
   写真を撮影する装置を備え、前記光学像の光量を
   検出する装置の出力に応じ前記Ｘ線管の出力を制
   御する装置により前記表示または撮影に対して自
   動露出制御を行なうようにしたＸ線診断装置にお
   いて、前記光学像の光量を検出する装置の検出領
   域に該当するテレビカメラからの信号を抽出する
   装置と、この装置の抽出した映像信号のうち予め
   設定した所定レベル以上の信号が発生する時間幅
   に対応した信号を出力する装置と、この装置の出
   力を積分して前記検出領域に対する前記所定レベ
   ル以上の信号による像が占める表示領域の比に対
   応する補正信号を発生する装置とより成る補正回
   路を用い、前記補正信号に応じて前記自動露出制
   御に補正を加えることにより、適性露出を得られ
   るようにしたことを特徴とするＸ線診断装置。