(57)【要約】【課題】Ｘ線可動絞りを急速かつ大幅に開いた場合でも透視像がハレーションを起こさないＸ線透視撮影装置を提供する。【解決手段】被検体にＸ線を曝射して当該被検体のＸ線透視画像を撮影するＸ線透視画像撮影手段と、前記Ｘ線の照射野を調整するＸ線照射野調整手段と、前記Ｘ線透視画像撮影手段により撮影されたＸ線透視画像に基づいて画像を表示する画像表示手段と、前記Ｘ線透視画像撮影手段により撮影されたＸ線透視画像信号に基づいて曝射Ｘ線を制御する自動輝度調節手段とを備え、所定の明るさの被検体のＸ線透視像を得るＸ線透視撮影装置において、Ｘ線照射野調整手段の開度を自動輝度調節手段の補正情報として付加する自動輝度補正手段を備え、光量（ビデオ信号）が増加する以前にＸ線照射量を抑える。【選択図】  図１
2004362876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を曝射して当該被検体のＸ線透視画像を撮影するＸ線透視画像撮影手段と、前記Ｘ線の照射野を調整するＸ線照射野調整手段と、前記Ｘ線透視画像撮影手段により撮影されたＸ線透視画像に基づいて画像を表示する画像表示手段と、前記Ｘ線透視画像撮影手段により撮影されたＸ線透視画像信号に基づいて曝射Ｘ線を制御する自動輝度調節手段とを備え、所定の明るさの被検体のＸ線透視像を得るＸ線透視撮影装置において、自動輝度調節手段により設定された輝度を、Ｘ線照射野調整手段の開度変更に追従して補正する輝度補正手段を備えることを特徴とするＸ線透視撮影装置。
【請求項２】
前記輝度補正手段は、Ｘ線照射野調整手段の開度を自動輝度調節手段の補正情報として付加することを特徴とする請求項１記載のＸ線透視撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体を透視したＸ線画像に基づいて患者の診断を行なうＸ線透視撮影装置に係り、特にＸ線の照射野を調整するＸ線可動絞り及びＸ線透視画像の輝度を自動的に調節する自動輝度調整（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：以下「ＡＢＣ」ともいう）手段を備えたＸ線透視撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線透視撮影装置において、被検体に低量のＸ線を照射し透過されたＸ線をＴＶモニタにより透視像を目視する場合に、被検体の診断部位を順次変えて診断するときは、被検体の診断部位によってＸ線の吸収量が異なるため、結果としてＴＶモニタに表示される透視像の輝度が変わり、目視が困難になる場合がある。
【０００３】
従来、この問題を解決するものとして自動輝度調節機能（ＡＢＣ機能）がある（特許文献１，２参照）。これはモニタの輝度レベルに相当するビデオ信号が常に最適になるよう自動的にＸ線照射量を制御する機能であり、ビデオ信号が最適レベルより低い（輝度が低い）場合にはＸ線照射量を増加させることによりビデオ信号レベルを上げ、逆に、ビデオ信号が最適レベルより高い（輝度が高い）場合にはＸ線照射量を減少させることによりビデオ信号レベルを下げるものである。これにより、ビデオ信号は被検体の診断部位が変化しても最適レベルに制御される。
【０００４】
ＡＢＣを行なう方式は、予めＸ線透視画像内の所定位置にある領域（採光野という）を定めておき、採光野の画像の平均輝度が一定となるように、Ｘ線条件をフィードバック制御するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１６８６１２号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平９−３１３４７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、Ｘ線透視撮影装置のＸ線管のＸ線窓前には、複数枚の鉛板（絞り羽根）を組み合わせることでＸ線照射野を必要最低限に絞って被曝量低減を促進するＸ線絞り機構が配置される。
【０００８】
例えば患者の色々な部位を見る場合であって、小さい部位を見るときは、不必要な部分が見えると画像が見難くなることもあって、この可動絞り装置を絞る。それに続いて胃などの大きい部位を見るときは、この可動絞り装置を開いて、臓器全体が見えるようにする。
【０００９】
しかしながら、このＸ線可動絞り装置を小さく閉じた状態から大きく開いた状態へと大きく変化させる操作を行なうと、Ｘ線照射範囲が大幅に広がり、特にＸ線吸収量の少ない部位ではイメージインテンシファイア（以下「Ｉ．Ｉ．」という）へのＸ線入射量が増加するため、出力される光量が増えＴＶカメラから出力されるビデオ信号レベルが急激に大きくなり、結果としてＴＶモニタに表示される透視像がハレーションを起こすことがある。
【００１０】
これに対応するため、前述したＡＢＣ機能によりＸ線照射量が制御されビデオ信号レベルが最適化されることになるが、ＡＢＣ機能が安定するまで数秒程度要するため、その間は透視像を確認できない状態となり、診断に支障をきたす場合があった。また、ＡＢＣ機能が安定するまで（ビデオ信号レベルが最適になるまで）は、短時間ではあるが過剰なＸ線が照射されるという問題もある。
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、Ｘ線可動絞りを開口率が大幅に変わるように開く操作を行なった場合でもＴＶモニタに表示される透視像のハレーションを抑えることにより、診断能を向上させかつＸ線照射量を低減し得るＸ線透視撮影装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線透視撮影装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、被検体にＸ線を曝射して当該被検体のＸ線透視画像を撮影するＸ線透視画像撮影手段と、前記Ｘ線の照射野を調整するＸ線照射野調整手段と、前記Ｘ線透視画像撮影手段により撮影されたＸ線透視画像に基づいて画像を表示する画像表示手段と、前記Ｘ線透視画像撮影手段により撮影されたＸ線透視画像信号に基づいて曝射Ｘ線を制御する自動輝度調節手段とを備え、所定の明るさの被検体のＸ線透視像を得るＸ線透視撮影装置において、自動輝度調節手段により設定された輝度を、Ｘ線照射野調整手段の開度変更に追従して補正する輝度補正手段を備えるものである。
【００１３】
また、より好適には、上述した課題を解決するために、請求項２に係る輝度補正手段は、Ｘ線照射野調整手段の開度を自動輝度調節手段の補正情報として付加するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のＸ線透視撮影装置に係る実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態におけるＸ線透視撮影装置の概略構成を図１に示す。図１によれば、Ｘ線透視撮影装置１は、寝台Ｂに載置された被検体Ｐに対してＸ線を曝射して当該被検体ＰのＸ線透視画像を撮影するＸ線透視画像撮影部２と、Ｘ線透視画像撮影部２により撮影されたＸ線透視画像に基づいてオペレータに対して画像を見せる画像表示部３と、Ｘ線透視画像撮影部２により撮影されたＸ線透視画像信号（ビデオ信号）に基づいて曝射Ｘ線を制御するＡＢＣ制御部４とを備えている。
【００１６】
Ｘ線透視画像撮影部２は、Ｘ線焦点ＦからＸ線を曝射するＸ線管１０と、曝射されたＸ線の照射野を調整するＸ線絞り４０と、このＸ線管１０から曝射され、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出面により検出して光学像に変換するＩ．Ｉ．１１とを備えている。
【００１７】
Ｘ線管１０には、当該Ｘ線管１０に管電圧、管電流を供給してＸ線を曝射制御する高電圧発生部１５と、この高電圧発生部１５が供給する管電圧及び管電流の値を制御するＸ線制御器１６が接続されている。
【００１８】
Ｘ線絞り４０には、複数枚の絞り羽根（鉛板）４０ａが組み合わされている。これら絞り羽根４０ａにはそれぞれ個別に、図示しないラックピニオン機構等を介して２系統のサーボモータが設けられている。オペレータが操作パネル４２上に設けられている絞り羽根４０ａに対応した操作ボタンを適当に操作すると、可動絞り制御部４１の制御に従って絞りドライバからサーボモータに駆動電流が供給されて、操作ボタンに応じた方向で操作量に応じた距離だけ絞り羽根４０ａが移動するようになっている。これによりオペレータは、絞り羽根４０ａの間の開口部分を、任意の大きさに変更することができる。
【００１９】
Ｘ線管１０とＩ．Ｉ．１１とは、支持アームＣによりその相対位置を保ったまま支持され、患者Ｐを挟んで対向配置されている。
【００２０】
そして、Ｘ線透視撮影部２は、Ｉ．Ｉ．１１により得られた光学像を所定の大きさの光学像に変換する光学系２０と、光学系２０により変換された所定の大きさの光学像をアナログ画像信号に変換するＴＶカメラ２１と、ＴＶカメラ２１により得られたアナログ画像信号に対し、各種補正を行なうＣＣＵ（カメラコントロールユニット）２２とを備えている。
【００２１】
画像表示部３は、ＣＣＵ２２により補正されたアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器２５と、このＡ／Ｄ変換器２５により変換されたディジタル画像信号を保持する画像メモリ２６と、モニタの特性や診断部位等に応じて予め定められた階調変換データ（γ曲線データ）をルックアップテーブル等に階調変換テーブルとして保持し、この階調変換テーブルを参照して画像メモリ２６に保持されたディジタル画像信号に対して階調変換処理を施す階調変換器２７とを有している。画像表示部３は、さらに、Ｄ／Ａ変換器２９，透視画像表示用のＴＶモニタ３０を有している。
【００２２】
一方、ＡＢＣ制御部４は、予め輝度設定値を設定するＡＢＣレベル設定器３９と、ＴＶカメラ２１からＣＣＵ２２に送られる透視画像信号（ビデオ信号）の内、採光野に対応するビデオ信号を受け取り積分処理する積分回路３７と、該積分回路３７において積分処理された積分結果とＡＢＣレベル設定器３９を介して予め設定された輝度設定値を比較する比較器３８とを備える。そして、比較器３８は、その比較結果をＸ線制御器１６に送るとともに、Ｘ線可動絞り４０が開閉された場合には、その絞り羽根開度信号を可動絞り制御部４１から受け取る。
【００２３】
そして、Ｘ線制御器１６は、ＡＢＣ制御部４により送られた積分値が設定値に近付くように、高電圧発生部１５が供給する管電圧及び管電流の値を制御するようになっている。
【００２４】
操作パネル４２は、Ｘ線制御器１６に対して透視の開始・終了を指示する透視スイッチを備える。また、オペレータの指示により、ＡＢＣレベル設定器３９に対してＡＢＣレベルの初期値を設定する信号を送出する。さらに撮影中は、オペレータの指示により、可動絞り制御器４１に対して、撮影対象に応じてＸ線可動絞り４０の開閉の信号を送出する。
【００２５】
なお、本実施例において、Ｘ線管１０、高電圧発生器１５、Ｘ線制御器１６、Ｉ．Ｉ．１１、光学系２０、ＴＶカメラ２１及びＣＣＵ２２が本発明におけるＸ線透視画像撮影手段を形成し、Ｘ線可動絞り４０及び可動絞り制御器４１が本発明におけるＸ線照射野調整手段を形成する。そして、Ａ／Ｄ変換器２５、画像メモリ２６、階調変換器２７、Ｄ／Ａ変換器２９及びＴＶモニタ３０が本発明における画像表示手段を形成し、ＡＢＣ制御部４及びＸ線制御器１６が本発明における自動輝度調節手段を形成する。また、可動絞り制御器４１及び比較器３８が、本発明の特長をなす輝度調節補正手段を形成する。
【００２６】
次に本構成のＸ線透視撮影装置１の全体動作について、ＡＢＣ制御部４の処理を中心に説明する。
【００２７】
被検体Ｐが載置された寝台Ｂを移動させて、被検体Ｐの診断対象部位（観察領域）をＩ．Ｉ．１１検出面の中心軸上に位置させる。そして、Ｘ線制御器１６の制御の下で高電圧発生器１５を介して供給された管電圧、管電流に応じてＸ線管１０のＸ線焦点ＦからＸ線が曝射される。曝射されたＸ線は、患者Ｐの診断対象部位を含む領域を透過し、この透過Ｘ線は、Ｉ．Ｉ．１１、光学系２０、ＴＶカメラ２１、及びＣＣＵ２２を介して各種補正が施されたアナログ画像信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換器２５によりディジタル画像信号に変換される。
【００２８】
変換されたディジタル画像信号は、上述した画像表示部３の各処理により、画像としてＴＶモニタ３０に表示され、その結果、オペレータは、診断対象部位を含む画像を視認することができる。
【００２９】
そして、ＡＢＣ制御部４では、積算回路３７は、採光野領域の画像信号（画素値）の積分値を計算し、この計算結果は、比較器３８において、ＡＢＣレベル設定器３９により予め設定された輝度設定値と比較される。次いで、その計算結果をＸ線制御器１６に送出する。
【００３０】
Ｘ線制御器１６では、送られた画像の積分値が設定値に近付くように、Ｘ線焦点Ｆから曝射されるＸ線の管電圧及び管電流を調整すべく、高電圧発生器１５に体して指示を出す。
【００３１】
以下、このＡＢＣ制御部４等で処理されるＡＢＣ制御について、図２を参照しながら説明する。
【００３２】
一般に、Ｘ線透視撮影装置においては、被検体に対して間欠パルスＸ線を曝射することにより被検体の透視を行なっている。
【００３３】
図２に示すように、オペレータによってＸ線透視スイッチが押されると、パルスＸ線による透視（曝射）が開始される。ここにいうパルスＸ線とは、同図に示すように、間欠的に繰り返し曝射されるＸ線のことを指す。該パルスＸ線による透視が開始されると、上述した制御方法によりＸ線透視画像の輝度レベル（ＡＢＣ条件）の最適化が行なわれる。まず、被検体に対して一回目のパルスＸ線の曝射（ａ）が行なわれると、前記積分回路３７を介して得られたＸ線透視画像の輝度レベルのデータは、図１に示す比較器３８へとフィードバックされ、該比較器３８において、ＡＢＣレベル設定器３９を介して予め設定された輝度レベル設定値（適正ＡＢＣ条件）と比較される。この比較結果はＸ線曝射の際の管電流、管電圧及びパルス幅を設定／制御するＸ線制御器１６へと送られ、該Ｘ線制御器１６において、次のＸ線曝射時のＸ線条件（管電流、管電圧及びパルス幅）が設定される。そして、このＸ線条件の下で二回目のパルスＸ線（ｂ）の曝射が行なわれ、再び、上述した制御が行なわれる。このような制御が繰り返されることで、Ｘ線透視画像の輝度レベルは徐々に適正値へと近づき、該Ｘ線透視画像の輝度レベルが適正値に達した時点で、この時のＸ線条件が前記Ｘ線制御器１６において固定される。これ以後、該Ｘ線条件に基づいてパルスＸ線の曝射が行なわれ、適正なＸ線透視画像の輝度の下で、被検体Ｐの透視が続行される。
【００３４】
続いて、ＡＢＣが適正レベルにある状態で、Ｘ線可動絞り４０の絞り羽根開度を急速かつ大幅に広げた場合の動作について、図３及び図４を参照して説明する。図３はＡＢＣが適正レベルになる遷移を示したものであり、図４はこの動作の流れを示すフローチャートである。なお、説明の簡明のため、ここでは間欠パルスＸ線としての説明は省略する。
【００３５】
被検体Ｐの診断部位を、小さな部位から大きな部位へと移動すると、Ｘ線可動絞り４０の絞り羽根開度を広げる。そうすると、Ｉ．Ｉ．１１に照射されるＸ線の照射範囲が広がる。
【００３６】
Ｘ線の照射範囲が広がることにより、特に被検体ＰのＸ線吸収量が少ない部位では、Ｉ．Ｉ．１１から出力される光量が大きく増加する。これにより、ＴＶカメラ２１から出力されるビデオ信号レベルも増加しＴＶモニタ３０ではハレーションを起こす。ここで、従来のＡＢＣ機能では、図３に破線で示すように、比較器３８によりＡＢＣ適正レベルになるようＸ線制御器１６に対しＸ線照射量（Ｘ線条件）を下げるようにＸ線条件信号を出力していたが、ＡＢＣ適正レベルになるまで、数秒の時間を要していた。（この間、ＴＶモニタはハレーションを起こしたままである）。
【００３７】
これに対し、本発明では、図３に実線で示すように、Ｘ線可動絞り４０の絞り羽根の開度を変更すると（図４に示すステップＳ１）、可動絞り制御器４１は、絞り羽根開度信号をＡＢＣ補正信号として比較器３８へ出力する（ステップＳ２）。
【００３８】
比較器３８では、この絞り羽根開度信号を受信すると（ステップＳ３）、これに連動して直ちにＡＢＣ条件を補正（ステップＳ４）することにより、Ｘ線条件を変更し（ステップＳ５）、Ｘ線制御器１６へＸ線条件を下げるＸ線条件信号を出力する（ステップＳ６）。
【００３９】
比較器３８からＸ線条件信号を受信したＸ線制御器１６は（ステップＳ７）、高電圧発生器１５へＸ線条件を下げるように指示を出力する（ステップＳ８）。
【００４０】
これにより、従来のＡＢＣ機能による場合より早期にＸ線照射量が減少し、結果としてＴＶカメラ２１から出力されるビデオ信号レベルは増加しないため、ＴＶモニタ３０はハレーションを起こさない。
【００４１】
しかしながら、このままＸ線制御器１６でＸ線条件を下げ続けると、今度はビデオ信号レベルが下がり過ぎるためＴＶモニタ３０の輝度が下がってしまい、透視像を目視することが困難になる。そこで、比較器３８にてＡＢＣ条件がＡＢＣ適正レベルにまで下がった時には、Ｘ線条件信号を固定することによりＸ線制御器１６でＸ線照射量の減少を止める。その後は従来のＡＢＣ機能により、ＡＢＣ適正レベルへの微調整を行なう。
【００４２】
本実施形態では、Ｘ線可動絞りの絞り羽根開度を急速かつ大幅に広げた場合について説明したが、逆に、Ｘ線可動絞りの絞り羽根開度を急速かつ大幅に狭めた場合においても、早期にＸ線条件を適正レベルに調整できることはいうまでもない。
【００４３】
また、以上に説明した実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものによって置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、ＴＶモニタの輝度が適正（ＡＢＣが適正レベルにある状態）な状態において、急速かつ大幅にＸ線可動絞りの絞り開度を開いた場合でもＴＶモニタのハレーションが抑えることが可能となる。その結果、ＴＶモニタに表示される透視像が常に適正な輝度を維持するため診断に支障をきたさないという効果が得られる。
【００４５】
また、従来のＡＢＣ機能のみの場合には安定時間に数秒必要としていたため、その間は過剰なＸ線が照射されていたのに対し、本発明によれば、Ｘ線の照射量が低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】通常のＡＢＣ制御による輝度レベル制御を示す図。
【図３】Ｘ線絞りを開いたときの輝度レベル制御を示す図。
【図４】Ｘ線絞りを開いたときの輝度レベル制御の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１  Ｘ線透視撮影装置
２  Ｘ線透視画像撮影部
３  画像表示部
４  ＡＢＣ制御部
１０  Ｘ線管
１１  Ｉ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）
１５  高電圧発生器
１６  Ｘ線制御器
２０  光学系
２１  ＴＶカメラ
２２  ＣＣＵ
２５  Ａ／Ｄ変換器
２６  画像メモリ
２７  階調変換器
２９  Ｄ／Ａ変換器
３０  ＴＶモニタ
３７  積分回路
３８  比較器
３９  ＡＢＣレベル設定器
４０  Ｘ線可動絞り
４０ａ  絞り羽根
４１  可動絞り制御器
４２  操作パネル
【図１】
2004362876.tif 000003
【図２】
2004362876.tif 000004
【図３】
2004362876.tif 000005
【図４】
2004362876.tif 000006