(57)【要約】【課題】  放射線管に印加される管電圧にかかわらず、同じＳＮ比で画像を表示することが可能な放射線撮像装置を提供すること。【解決手段】  放射線を照射するＸ線管１と、被検体４を通過したＸ線を検出するフラットパネルディテクタ２と、このフラットパネルディテクタ２で検出されたＸ線による映像信号を利用して放射線透視像を表示する画像表示部５と、ＩＢＳ信号に基づいて画像表示部５における放射線透視像の輝度が目標値となるようにＸ線管１の管電流を決定するＩＢＳゲート回路１２と、Ｘ線管１に印加される管電圧の大きさに応じて画像表示部５における輝度の目標値を変更する目標輝度変更回路２１とを備える。【選択図】        図１
2010207507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線管と、
前記放射線管と対向配置され、被検体を通過した放射線を検出する放射線検出器と、
前記放射線検出器で検出された放射線に基づいて作成された映像信号を利用して、放射線透視像を表示する表示手段と、
前記表示手段における放射線透視像の輝度が目標値となるように、前記放射線管の管電流を決定する放射線制御部と、
前記放射線管に印加される管電圧の増加につれて、前記輝度の目標値を増加させる目標輝度変更手段と、
を備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
放射線を照射する放射線管と、
前記放射線管と対向配置され、被検体を通過した放射線を検出する放射線検出器と、
前記放射線検出器で検出された放射線に基づいて作成された映像信号を利用して、放射線透視像を表示する表示手段と、
前記放射線検出器で検出された放射線に基づく信号が入力されることにより自動輝度調整信号を作成するＩＢＳゲート回路と、
前記ＩＢＳゲート回路からの自動輝度調整信号に基づいて、前記表示手段における放射線透視像の輝度が目標値となるように、前記放射線管の管電流を決定する放射線制御部と、
前記放射線管に印加される管電圧の増加につれて、前記ＩＢＳゲート回路に入力される信号に乗算するゲインを減少させるゲイン変更手段と、
を備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線撮像装置において、
前記放射線制御部は、管電流の変更のみでは放射線像の輝度が目標値とならない場合に、放射線管の管電流とともに管電圧を変更する放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の放射線撮像装置において、
前記放射線制御部により決定された管電圧が大きいほど、前記表示手段に表示される画像の輝度が小さくなるように、前記映像信号を補正するデータ処理手段を備える放射線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検体を透過した放射線をフラットパネルディテクタ等の放射線検出器で検出することにより放射線撮像を行う放射線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような放射線撮像装置の一種として、Ｘ線撮像装置が知られている。このＸ線撮像装置は、Ｘ線管から被検体に向けてＸ線を照射し、被検体を通過したＸ線をフラットパネルディテクタ（フラットパネル型放射線検出器：ＦＰＤ）等の放射線検出器により検出し、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を得るものである。
【０００３】
このようなＸ線撮像装置においては、被検体の静止画を撮影する前に、透視が行われる。この透視は、撮影時より小さなエネルギーのＸ線を被検体に照射し、被検体の映像を液晶パネル等の画像表示部に表示して、被検体を連続して観察するためのものである。
【０００４】
この透視時においては、被検体の厚みが厚いとＸ線が被検体でより多く吸収されることから、画像表示部の画像が暗くなる。このため、この透視時においては、画像表示部の明るさを一定とするため、被検体の厚みに応じてＸ線管に印加する管電圧および管電流を変更してＸ線量を調整していた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６１７２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｘ線管に印加される管電圧が大きい場合、管電圧が小さい場合と比較して、放射線検出器が捕捉するフォトン数が少なくても、放射線検出器から映像信号を受けた画像表示部において高い輝度を得ることができる。一方、画像表示部に表示される画像の画質の優劣を示すＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）は、捕捉するフォトン数に依存する。このため、Ｘ線管に印加される管電圧が高い場合には、管電圧が低い場合と比較して、画像表示部に表示される画像の輝度が同一であっても、ＳＮ比が劣化してしまうという問題が生ずる。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、放射線管に印加される管電圧にかかわらず、同じＳＮ比で画像を表示することが可能な放射線撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、放射線を照射する放射線管と、前記放射線管と対向配置され、被検体を通過した放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器で検出された放射線に基づいて作成された映像信号を利用して、放射線透視像を表示する表示手段と、前記表示手段における放射線透視像の輝度が目標値となるように、前記放射線管の管電流を決定する放射線制御部と、前記放射線に印加される管電圧の増加につれて、前記輝度の目標値を増加させる目標輝度変更手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、放射線を照射する放射線管と、前記放射線管と対向配置され、被検体を通過した放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器で検出された放射線に基づいて作成された映像信号を利用して、放射線透視像を表示する表示手段と、前記放射線検出器で検出された放射線に基づく信号が入力されることにより自動輝度調整信号を作成するＩＢＳゲート回路と、前記ＩＢＳゲート回路からの自動輝度調整信号に基づいて、前記表示手段における放射線透視像の輝度が目標値となるように、前記放射線管の管電流を決定する放射線制御部と、前記放射線管に印加される管電圧の増加につれて、前記ＩＢＳゲート回路に入力される信号に乗算するゲインを減少させるゲイン変更手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記放射線制御部は、管電流の変更のみでは放射線像の輝度が目標値とならない場合に、放射線管の管電流とともに管電圧を変更する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記放射線制御部により決定された管電圧が大きいほど、前記表示手段に表示される画像の輝度が小さくなるように、前記映像信号を補正するデータ処理手段を備える。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、放射線検出器に入射される放射線エネルギーの強度にかかわらず、同じＳＮ比で画像を表示することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、管電流と管電圧の両方を制御することにより、輝度を目標値と正確に一致させることが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、放射線管に付与される管電圧が大きくなった場合においても、表示手段に表示される画像の輝度を一定にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の第１実施形態に係る放射線撮像装置の概要図である。
【図２】管電圧と輝度の目標値との関係の求め方を説明する説明図である。
【図３】この発明の第２実施形態に係る放射線撮像装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係る放射線撮像装置の概要図である。
【００１７】
この放射線撮像装置は、Ｘ線を利用したＸ線撮像装置であり、放射線照射手段としてのＸ線管１からテーブル３上の被検体４に向けてＸ線を照射し、被検体４を通過したＸ線を放射線検出器としてのフラットパネルディテクタ２により検出し、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を得るものである。
【００１８】
この放射線撮像装置においては、被検体４の静止画を高精度に撮影する場合には、Ｘ線管１から高いエネルギーを有するＸ線を照射する。一方、このような撮影の前には、撮影時より小さなエネルギーのＸ線を被検体４に照射して、被検体４の映像を液晶表示パネル等の画像表示部５に表示することにより、被検体４を連続して観察する透視が行われる。
【００１９】
このような透視を実行する場合、被検体４を通過してフラットパネルディテクタ２にＸ線が入射すると、Ｘ線の情報が電気信号となって制御手段１０のデータ処理手段１１に送信される。データ処理手段１１においては、この電気信号から映像信号が作成され、画像表示部５に送られる。そして、画像表示部５においては、この映像信号に基づいて、放射線透視像が表示される。
【００２０】
一方、データ処理手段１１から送信された電気信号は、ＩＢＳ信号（自動輝度調整信号）を作成するためのＩＢＳゲート回路１２にも送られる。ＩＢＳゲート回路１２では、データ処理手段１１から送信された電気信号に基づいて、画像表示部５の明るさを一定とするためのＩＢＳ信号が作成される。
【００２１】
このＩＢＳ信号は、Ｘ線制御部１３に送信される。Ｘ線制御部１３は、ＩＢＳ信号に基づいて、高電圧発生部１４の制御信号を作成する。そして、この制御信号により、高電圧発生部１４が制御され、Ｘ線管１の管電流が決定される。
【００２２】
すなわち、被検体４の厚みが厚い場合等には、Ｘ線が被検体４でより多く吸収され、画像表示部５に表示される画像の輝度が低くなる。このため、この透視時においては、画像表示部５の明るさを一定とするため、映像信号から得られたＩＢＳゲート信号を利用してＸ線管１の管電流を制御することで、画像表示部５の画像が一定の明るさとなるように調整している。より具体的には、ＩＢＳゲート回路１２を利用して、ＩＢＳ信号が一定の値となるように、フィードバック制御が行われる。すなわち、ＩＢＳ信号が大きければ、Ｘ線管１の管電流を下げてＩＢＳ信号が小さくなるようにし、ＩＢＳ信号が小さければ、Ｘ線管１の管電流を上げてＩＢＳ信号が大きくなるようにしている。
【００２３】
ところで、上述したように、Ｘ線管１に印加される管電圧が大きい場合には、Ｘ線管１に印加される管電圧が小さい場合に比べて、フラットパネルディテクタ２が捕捉するフォトン数が少なくても、画像表示部５において高い輝度を得ることができる。一方、画像表示部５に表示される画像のＳＮ比は、捕捉するフォトン数に依存することから、Ｘ線管１に印加される管電圧が大きい場合には、Ｘ線管１に印加される管電圧小さい場合と比較して、画像表示部５に表示される画像の輝度が同一であっても、ＳＮ比が劣化してしまうという問題が生ずる。
【００２４】
このため、この発明に係る放射線撮像装置においては、制御手段１０において、Ｘ線管１とＩＢＳゲート回路１２との間に、目標輝度変更回路２１が配設されている。この目標輝度変更回路２１は、ＩＢＳ信号により決定されたＸ線管１に印加される管電圧に応じて、画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値を変更するものである。
【００２５】
すなわち、この目標輝度変更回路２１は、ＩＢＳゲート回路１２によりＩＢＳ信号を一端決定した後に、Ｘ線管１に印加される管電圧が大きいほど、画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値を大きくする。これにより、後述するように、フラットパネルディテクタ２に入射されるフォトン数を調整することができ、透視時における画像表示部５に表示される画像のＳＮ比を一定とすることができる。
【００２６】
このときの、Ｘ線管１に印加される管電圧と画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値との関係は、予め、次のようにして求められている。すなわち、テーブル２３に記憶されたＸ線管１に印加される管電圧と画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値との関係を求める場合には、最初に、Ｘ線管１に印加する管電圧を変更しながら所定のアクリルファントムを複数回撮影し、各管電圧毎に得られた画像から分散を計算することにより、ＳＮ比を求める。この場合には、図２（ａ）に示すように、管電圧ｋＶが大きいほど、ＳＮ比が小さくなる。
【００２７】
これを元に、ＳＮ比が一定となるような管電圧と管電流との関係を実験的に求める。すなわち、Ｘ線管１に印加する管電圧を変更しながら所定のアクリルファントムを複数回撮影した場合、図２（ａ）において実線で示すように、管電圧ｋＶが大きいほどＳＮ比は小さくなる。これを、図２（ａ）において破線で示すように、管電圧ｋＶの値にかかわらずＳＮ比が一定になるようにする必要がある。このためには、管電圧ｋＶと管電流ｍＡとの関係を、図２（ｂ）において実線で示す状態から破線で示す状態となるように、管電流ｍＡを上げてフォトンが増加する方向とする必要がある。この管電圧ｋＶと管電流ｍＡとの調整は、実験的に行われる。
【００２８】
そして、図２（ｃ）に示すように、このようにして求められた管電圧ｋＶと管電流ｍＡとを、Ｘ線管１に印加して一様照射を行ったときの輝度を、管電圧ｋＶを変更しながら複数回求める。これにより、Ｘ線管１に印加される管電圧ｋＶと画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値との関係を求めることができる。なお、求めた管電流ｍＡに一律の所定の値を加えることで一様照射を行ったときの目標輝度を調整することができる。
【００２９】
そして、Ｘ線管１に印加される管電圧と画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値との関係の情報は、テーブル２３に記録される。目標輝度変更回路２１は、このテーブル２３のデータを利用して、Ｘ線管１に印加される管電圧に基づいて画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値を変更する。
【００３０】
画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値が変更になった場合には、Ｘ線制御部１３は、高電圧発生部１４を制御することにより、Ｘ線管１の管電流の大きさを、画像表示部５に表示される画像の輝度が変更後の目標値となるように調整する。このときには、Ｘ線管１の管電流は、輝度の目標値との差異が大きいほど大きく変更されることになる。
【００３１】
このような構成を採用することにより、Ｘ線管１に印加される管電圧に対応して、画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値を正確に変更することができる。そして、このようにして輝度の目標値が変更されることにより、Ｘ線管１の管電流が調整されて、フラットパネルディテクタ２が捕捉するフォトン数が一定となることから、ＳＮ比の劣化を防止することが可能となる。
【００３２】
なお、上述した構成を採用した場合には、Ｘ線管１に印加する管電圧が高くなったときには、画像表示部５に表示される画像が通常より明るくなってしまうことになる。このため、制御部１０におけるデータ処理手段１１は、Ｘ線制御部１３により決定されたＸ線管１の管電圧が大きいほど、画像表示部５に表示される画像の輝度が小さくなるように、画像表示部５に入力される映像信号を補正する。これにより、Ｘ線制御部１３により決定されたX線管１の管電圧が大きくなり、これに伴ってＸ線管に付与される管電圧や管電流が大きくなった場合においても、表示手段に表示される画像の輝度を一定にすることが可能となる。
【００３３】
上述した実施形態において、Ｘ線管１の管電流の大きさを変更した場合においても、画像表示部５に表示される画像の輝度が変更後の目標値と完全には一致しない場合がある。このような場合においては、Ｘ線管１の管電流とともに管電圧を変更する。すなわち、上述した管電流のフィードバック制御のみでは輝度が目標値と一致しない場合には、例えば、Ｘ線管１に印加する管電圧を増加させる。この管電圧の増加に伴い、目標輝度変更回路２１は、輝度の目標値を再度変更する。この場合においても、テーブル２３に記憶されたＸ線管１に印加される管電圧と画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値との関係が使用される。しかる後、上述した実施形態と同様、Ｘ線制御部１３が高電圧発生部１４を制御することにより、Ｘ線管１の管電流の大きさを、画像表示部５に表示される画像の輝度が変更後の目標値となるように調整する。
【００３４】
なお、上述した第１実施形態においては、目標輝度変更回路２１が、Ｘ線管１に印加される管電圧が大きいほど輝度の目標値を大きくしている。しかしながら、輝度の目標値を、高低の２段階にのみ切り換えるようにしてもよい。
【００３５】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図２はこの発明の第２実施形態に係る放射線撮像装置の概要図である。なお、上述した実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３６】
上述した第１実施形態に係る放射線撮像装置においては、Ｘ線管１とＩＢＳゲート回路１２との間に目標輝度変更回路２１を配設し、Ｘ線管１に印加される管電圧に応じて、画像表示部５に表示される画像の輝度の目標値を変更している。これに対して、この第２実施形態に係る放射線撮像装置においては、Ｘ線管１とデータ処理手段１１との間に、ゲイン変更回路２２を配設し、ＩＢＳ信号を作成するためにデータ処理手段１１からＩＢＳゲート回路１２に入力される信号に乗算するゲインを変更することにより、Ｘ線管１に印加される管電圧に応じて、ＩＢＳゲート回路１２に入力される信号に乗算されるゲインを変更している。
【００３７】
すなわち、このゲイン変更回路２２は、Ｘ線管１に印加される管電圧が大きいほど、データ処理手段１１からＩＢＳゲート回路１２に入力される信号に乗算されるゲインを小さくする。ここで、データ処理手段１１からＩＢＳゲート回路１２に入力される信号は、フラットパネルディテクタ２により検出されたＸ線情報を示す信号に基づいて作成されている。これにより、上述した実施形態と同様、Ｘ線管１に印加される管電圧に対応してＸ線管１の管電流が変更される。従って、フラットパネルディテクタ２に入射されるフォトン数を調整することができ、透視時における画像表示部５に表示される画像のＳＮ比を一定とすることができる。
【００３８】
このときのＸ線管１に印加される管電圧とＩＢＳ信号に乗算されるゲインとの関係も、予め、テーブル２３に記録されている。Ｘ線管１に印加される管電圧とゲインの目標値との関係は、上述した実施形態と同様の工程により求められる。このときのゲインの目標値は、上述した輝度の目標値との関係では、逆数となる。ゲイン変更回路２２は、このテーブル２３のデータを利用して、Ｘ線管１に印加される管電圧に基づいてデータ処理手段１１からＩＢＳゲート回路１２に入力される信号に乗算されるゲインを変更する。このような構成を採用することにより、Ｘ線管１に印加される管電圧に対応して、ＩＢＳゲート回路１２に入力される信号に乗算されるゲインを正確に変更することが可能となる。
【００３９】
なお、上述した第２実施形態においては、ゲイン変更回路２２が、Ｘ線管１に印加される管電圧が大きいほどデータ処理手段１１からＩＢＳゲート回路１２に入力される信号に乗算されるゲインを小さくしている。しかしながら、このゲインを高低の２段階にのみ切り換えるようにしてもよい。
【００４０】
また、上述した第２実施形態においても、第１実施形態と同様、Ｘ線管１の管電流とともに管電圧を変更してもよい。
【００４１】
さらに、上述した第１、第２実施形態においては、いずれも、放射線検出器としてフラットパネルディテクタ２を使用しているが、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）等のその他の放射線検出器を使用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１      Ｘ線管
２      フラットパネルディテクタ
３      テーブル
４      被検体
５      画像表示部
１０    制御手段
１１    データ処理手段
１２    ＩＢＳゲート回路
１３    Ｘ線制御部
１４    高圧電源部
２１    目標輝度変更回路
２２    ゲイン変更回路
２３    テーブル
【図１】
2010207507.tif 000003
【図２】
2010207507.tif 000004
【図３】
2010207507.tif 000005