(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体（Ｓ）に放射線を照射するＸ線源（１１）と、Ｘ線を光学画像に変換して第１の光学画像を形成する第１変換手段（１２）と、前記第１の光学画像を第２の光学画像に変換する第２変換手段（２０）と、前記第２の光学画像をユーザに表示する表示手段（４０）とを備えた放射線装置において、前記第２の光学画像を形成する第２変換手段は、変換装置の出力端から放射線装置の出力端に向かって、前記第１変換手段（１２）の第１の光学画像に直接露光される画像拡大アセンブリ（２２）と、拡大された画像の光学的に増強する光学増強アセンブリ（２３）と、前記第２の光学画像を形成する感光性マトリクスセンサ（２５）とを順次含む光学装置を有し、前記拡大アセンブリ（２２）は画像の離散化を行わない光学素子のみから構成されることを特徴とする放射線装置。
【請求項２】
前記光学増強拡大アセンブリ（２２）は、所定の範囲内で所望の拡大係数により画像を拡大できる可変拡大アセンブリ（２２）であることを特徴とする請求項１に記載の放射線装置。
【請求項３】
前記変換手段の中間面のほぼ平行な面に光学装置の素子の移動手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線装置。
【請求項４】
光学装置の素子の移動を制御する制御ＣＰＵ（３０）を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項５】
前記制御ＣＰＵは装置の他の素子から物理的に離れていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項６】
前記画像の照射と拡大率とを制御する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項７】
前記画像の光学増強アセンブリ（２３）はＭＣＰタイプの構成部品を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項８】
前記感光性マトリクスセンサから送られる第２の画像をデジタル化する画像デジタル化手段（３１）を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項９】
デジタル周辺装置に向けられた画像供給インターフェースを含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項１０】
デジタル化された第２の画像のディスプレイスクリーンを含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項１１】
Ｘ線を光学画像に変換する第１変換手段（１２）は、燐をコーティングしたスクリーンタイプの透視検査スクリーンからなることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項１２】
前記光学装置は、Ｘ線を光学画像に変換する第１変換手段（１２）の中間面の垂直線とは異なる軸に沿って配向され、放射線装置は、第１の画像を光学装置に反射するミラーを含み、放射線装置はまた、Ｘ線から光学装置の素子を保護する遮蔽板（２７）を含むことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項１３】
光学装置が、再集束レンズ（２４）を含むことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項１４】
前記光学増強アセンブリ（２３）から送られる画像を分離するミラー（２８）と、デジタルビデオカメラ（２９）とを含むことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の放射線装置。
【請求項１５】
前記光学増強アセンブリ（２３）とセンサ（２５）との光学結合が、光ファイバー（２４'）により行われることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の放射線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、一般に医学的な放射線装置に関する。より詳しくは、本発明は、検査を望む器官または組織（以下、本文では便宜上、これを「被写体」という包括的な表現で示す）、ならびに被写体のあらゆる所望の領域で解像度の高いデジタル画像を得る装置に関する。
【０００２】
Ｘ線源と、被写体を通ったＸ線の軌跡のディスプレイモジュールとを利用した放射線装置は、ずっと以前から知られており、広く普及している。放射線装置に対しては、全体として次のような類型に分けることができる。
【０００３】
・Ｘ線源とＸ線感知フィルムとの間に被写体を置く放射線装置。このタイプの装置は、歴史的に最初に使用された最も普及している装置であり、被写体の静的画像を提供する。被写体は、Ｘ線照射時に、Ｘ線によるフィルム露光を行うのに十分な時間の間、動かないでいなければならない。このタイプの装置は、非常に役立ってきたが、一方で幾つかの欠点を有し、その主なものは次の２点である。
【０００４】
＊  静止画像の生成に限られるので、被写体の動的な変化をディスプレイして被写体の動作の一定の側面を特徴付けることができない。
【０００５】
＊  放射線技師がＸ線に繰り返しさらされるので、健康上、危険性がある。
【０００６】
・他方、透視検査装置は動画像を提供する。この装置では、Ｘ線源とディスプレイ手段との間に被写体を置き、ディスプレイ手段がリアルタイムで次のように変換する。
【０００７】
＊  直接ディスプレイ。この場合、放射線技師は「第１の」画像を直接ディスプレイする。第１の画像は、ディスプレイ手段がＸ線から形成する第１の画像である。その場合、ディスプレイ手段は、燐をコーティングしたスクリーンタイプの変換装置からなる。
【０００８】
＊  または、間接ディスプレイ。この場合、放射線装置は、変換装置の出力スクリーンの範囲全体を撮るビデオカメラを含む光学装置により変換装置の出力の第１の画像を収集する手段と（変換装置は、燐をコーティングしたスクリーンタイプとすることができる）、画像のデジタル化手段と、（異なるサイト上にある）異なる端末で画像を処理し、保存し、供給する手段とを含む。米国特許第４８９６３４４号明細書はこの種の装置の例を開示している。
【０００９】
（直接ディスプレイおよび間接ディスプレイの）いずれの場合にも、ディスプレイ手段は、被写体の一時的な変化の動的な表示を可能にし、これが利点となって、利用可能性が広がる（被写体の動作を示すシーケンスの記録、手術補助の中継等々、．．．）。
【００１０】
しかしながら、これらの透視検査装置はまた数々の欠点を有し、なかでも、放射線にさらされる時間が長くなると、放射線技師（および患者）の安全性を理由としてＸ線の照射強度を弱くする必要性が生じ、画像の品質がＸ線写真の画像の品質よりも劣るようになる（特にコントラストの観点から）。
【００１１】
透視検査装置に関するこの問題の重大性を減じるため、メーカーは、Ｘ線を高効率で光学画像に変換可能にするイメージ増強管を利用した（すなわち入射Ｘ線により多数の光子を生成する）。
【００１２】
これらの装置は、生成される画像の光強度を増して視覚化の改善を図ることによって、拡大される第２の画像が収集手段により予め離散化される。そのため、Ｎが拡大係数であるとき、観察される画像の解像度は、収集手段の解像度のＮ分の一である。
【００１３】
しかも、イメージ増強管を備えた装置の場合、第１の画像の解像度は、一般に１mm当たり約１〜２組の線にすぎないイメージ増強管自体の解像度により既に著しく制限される。
【００１４】
このような欠点は、たとえばmm寸法である幾つかの胃ガンの早期症状のような、非常に小寸法の一定細部を検知不能であることとなって現れる。
【００１５】
さらに、透視検査装置のイメージ増強管は、通常、幾つかの画像部分で収差を発生する湾曲した入力スクリーンを含む。
【００１６】
本発明の目的は、上記の欠点を解消し、被写体の任意の望ましい部分で高解像度の画像を供給する放射線装置を実現するとともに、有効な方法によってこのような装置を使用可能にすることにある。
【００１７】
本発明の別の目的は、特に画像がほとんど変形されないリアルタイムの放射線装置を実現可能にすることにある。
【００１８】
これらの目的を達成するために、本発明は、第１の特徴によれば、被写体に放射線を照射するＸ線源と、Ｘ線を光学画像に変換して第１の光学画像を形成する第１変換手段と、第１の光学画像を第２の光学画像に変換する第２変換手段と、第２の光学画像をユーザに表示する表示手段とを備えた放射線装置において、第２の光学画像を形成する第２変換手段は、変換装置の出力端から放射線装置の出力端に向かって、第１変換手段の第１の光学画像に直接露光される画像拡大アセンブリと、拡大された画像の光学的に増強する光学増強アセンブリと、第２の光学画像を形成する感光性マトリクスセンサとを順次含む光学装置を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明を限定するものではないが、本発明による放射線装置の好適な特徴は、次の通りである。
【００２０】
・拡大アセンブリは、所定の範囲内で所望の拡大係数により画像を拡大することができる、可変拡大アセンブリである。
【００２１】
・拡大アセンブリは、画像の離散化を行わない光学素子だけから構成される。
【００２２】
・変換手段の中間面のほぼ平行な面に、光学装置の素子の移動手段を含む。
【００２３】
・放射線装置は、光学装置の素子の移動を制御する制御ＣＰＵを含む。
【００２４】
・制御ＣＰＵは装置の他の素子から物理的に離れている。
【００２５】
・画像の照射と拡大率とを制御する手段を含む。
【００２６】
・画像の光学増強アセンブリがＭＣＰタイプの構成部品を含む。
【００２７】
・装置は、感光性マトリクスセンサから送られる第２の画像のデジタル化手段を含む。
【００２８】
・装置は、デジタル周辺装置に向けた画像供給インターフェースを含む。
【００２９】
・装置は、デジタル化された第２の画像のディスプレイスクリーンを含む。
【００３０】
・Ｘ線を光学画像に変換する手段は、燐をコーティングしたスクリーンタイプの透視検査スクリーンからなる。
【００３１】
・光学装置は、Ｘ線を光学画像に変換する手段の中間面の垂直線とは異なる軸に沿って配向され、放射線装置は、第１の画像を光学装置に反射するミラーを含み、放射線装置はまた、Ｘ線から光学装置の素子を保護する遮蔽板を含む。
【００３２】
・光学装置は、再集束レンズを含む。
【００３３】
・放射線装置は、光学増強アセンブリから送られる画像を分離するミラーと、デジタルビデオカメラとを含む。
【００３４】
・光学増強アセンブリとセンサとの光学結合が、光ファイバーによって行われる。
【００３５】
第２の特徴によれば、本発明はまた、リアルタイムの放射線検査（特に工業および海運業の分野への適用）のために上記の放射線装置の一実施形態を使用することを対象とする。
【００３６】
本発明の他の特徴、目的、および長所は、添付図面に関してなされる本発明の３つの実施形態の以下の説明により明瞭になるであろう。
【００３７】
まず図１を参照する。Ｘ線源１１と蛍光スクリーン１２とを含む第１のモジュール１０が概略的に示されている。このモジュール１０は、従来の透視検査モジュールとすることができ、スクリーン１２は、モジュール１０から出力として第１の可視画像を送る。この画像は、Ｘ線源１１から放射された、Ｘ線源１１とスクリーン１２との間に介在する被写体Ｓを通った後のＸ線の軌跡に対応する。
【００３８】
装置は、また、第１の画像を収集して第２の画像を形成する第２のモジュール２０を同様に含む。以下、本文で詳述するように、これらの第２の画像の空間的なカバーエリアは、蛍光スクリーン１２に形成された第１の画像のカバーエリアに対応するか、または第１の画像のカバーエリアの一部のみに対応することができる。
【００３９】
モジュール２０は、遮光性のエンクロージャ内に、
・蛍光スクリーン１２に焦点を合わせた、画像の可変拡大光学アセンブリ２２と、
・アセンブリ２２によって拡大された画像から光度の強い画像を生成する光学増強アセンブリ２３と、
・光学増強アセンブリ２３の出力に増強画像を再形成するための再集束レンズ２４と、
・レンズ２４の焦点を合わせて拡大増強画像を収集し、離散化された同様の第２の画像にこれを変換する光学センサ２５とを含む。このセンサは、たとえばＣＣＤタイプのマトリクスとすることができる。
【００４０】
直列に組み立てて光学装置を形成するモジュール２０の光学素子２２、２３、２４、２５は、さらに、図示されていない２軸移動システムに取り付けられる。このシステムは、これらの光学素子を蛍光スクリーン１２と同一平面上にある２方向に移動し、特に、このスクリーンの任意の望ましいゾーンの正面に拡大アセンブリ２２を導くことができる。
【００４１】
放射線装置は、モジュール２０から送られる画像を処理し出力する第３のモジュール３０を含む。モジュール３０は、放射線装置の制御ＣＰＵを構成し、図１に示した実施形態では、互いに接続される以下の素子を含む。
【００４２】
・センサ２５から送られるアナログ信号をデジタル化し、これらの信号を処理する電子手段を含むユニット３１と、
・デジタル画像の局部的な保存ユニット３２と、
・（センサ２５から送られる、および／または、ビデオ周辺装置宛の）ビデオ信号を切り換えるインターフェースユニット３３と、
・デジタル信号を切り換えるインターフェースユニット３４と、
・露光・拡大制御ユニット３５とを含む。
【００４３】
モジュール３０は、また、モジュール２０の光学装置の素子、特に拡大アセンブリ２２の移動システムの制御手段（図示せず）を含む。
【００４４】
放射線装置は、さらに、モジュール３０のユニットに接続される解像度の高いビデオスクリーンから構成可能な、局部画像ディスプレイインターフェース４０を含む。インターフェース４０は、モジュール３０のユニット３１によってデジタル化された第２の画像を受信するデジタルスクリーンとすることができる。
【００４５】
この装置は、後述するように同様に本発明の対象となる連続モードに従って動作可能である。
【００４６】
被写体は、Ｘ線源１１の照射にさらされるとスクリーン１２に動画像を形成し、放射線技師は、スクリーン４０にリアルタイムで第２の画像をディスプレイすることができる。第２の画像は、スクリーン１２に形成された第１の画像全体に対応し、たとえば被写体の拡大範囲をカバーし、放射線技師は、この拡大範囲の中で特定の調査ゾーンを調査する。
【００４７】
モジュール３０の移動システムの制御手段と、露出・拡大制御ユニット３５とにより、放射線技師は、その後、スクリーン１２の面に平行な面で素子２２、２３、２４、２５からなる光学装置の連続移動と、レンズ２２の出力で形成されて光学装置の他の光学素子に伝達される画像の拡大率とを制御する。拡大率は、放射線技師が、所定の範囲にあるあらゆる所望の値に固定可能であり、これは、アセンブリ２２の選択に依存する。
【００４８】
モジュール３０の素子の全てまたは一部は、放射線装置の他の構成要素（特にモジュール１０、２０）から離れて、たとえば放射線装置の制御および画像ディスプレイ専用の別室か、あるいはまた別の建物に配置してもよい。この場合、モジュール３０とモジュール２０との間の接続線の長さを調節する（接続線は、少なくとも１つのケーブルから構成され、光学センサ２５からモジュール３０に画像を伝送し、モジュール２０の光学装置の素子にモジュール３０から送られる命令を伝送する）。
【００４９】
これらの移動、露出、および拡大手段を制御するために、放射線技師は、インターフェース（図示せず）を使用する。インターフェースは、ディスプレイスクリーン４０に接続してもよい。このインターフェースは、画像選択・ピックアッププロセスをマニュアルで作動するモジュール３０に接続された制御ケーブルを使用してもよい。
【００５０】
スクリーン４０はまた、既知のあらゆるタイプのスクリーン、特に液晶スクリーンとすることができる。モジュール３０はまた、放射線装置の制御部（露出制御部、光学装置の移動制御部および拡大制御部）がはめ込まれたＰＣタイプの制御コンピュータに接続可能である。このようなＰＣは、装置制御メニューを実施する放射線装置の使用プログラムを含むことができる。メニューは、装置の出力画像と組み合わせてスクリーン４０に表示される。
【００５１】
本発明によれば、光学素子だけから構成されるアセンブリ２２が画像を少しも離散化しないので、拡大率を変えても画像の解像度が全く劣化しない。
【００５２】
かくして、放射線技師は、拡大範囲を有する画像から特別な関心ゾーンを識別し、次いで、光学素子を移動し、選択された１つまたは複数のゾーンをズーム撮影し、解像度が少しも劣化しない画像をアセンブリ２２の出力で得ることができる。
【００５３】
本発明によれば、様々な拡大率を有する様々なゾーンの撮影を既知の方法でつなぎ合わせることができ、これは、使用が容易であるという観点から長所となる。
【００５４】
（拡大された、または拡大されない）像は、アセンブリ２２により光学増強器２３に送られる。光学増強器２３は、好適には、いわゆる「channel multiplyer plate：ＭＣＰ」素子から構成される。米国特許第３６６０６６８号明細書にこのような素子の実施例が記載されている。ＭＣＰタイプの複数の増強素子を直列接続し、約１０３〜１０７の光学利得を得ることも可能である。
【００５５】
光学増強器２３により、Ｘ線源１１の光度は、増強器を備えた透視検査装置で一般に使用されているレベルと同等のレベルに制限され、すなわち、放射線技師および被写体の露光が長引いても健康上の危険性がない。
【００５６】
さらに、ＭＣＰタイプの素子から構成される光学増強器は、透視検査装置で一般に使用されている光学増強器の入力スクリーン等の膨らんだ形状の素子を含まない。
【００５７】
これは、この特徴によって画像の歪みがないことを考慮すると、長所になる。従って、拡大アセンブリ２２が、装置で湾曲部分を含む唯一の光学素子であり、そのため、画像の幾つかのゾーンの収差および光学的な歪みが最小限に抑制される。
【００５８】
かくして、放射線技師は、素子２２、２３、２４、２５から形成される光学装置を移動し、ユニット３５を介して所望の各ゾーンで連続して画像の拡大を制御することにより、被写体の様々なゾーンを連続して検査することができ、画像を拡大しても画像の空間的な解像度は劣化しない。
【００５９】
さらに、制御ユニット３５を介して画像の拡大を連続調整可能であり、これは、本発明による装置の使用上の柔軟性をさらに増す。
【００６０】
同様に、所定の検査プログラムを行うために連続移動・拡大プログラミングユニットをモジュール３０に組み込むことも可能である。
【００６１】
また、モジュール２０の光学装置の他の素子２３、２４、２５からアセンブリ２２を物理的に切り離して、蛍光スクリーン１２の正面にあるアセンブリ２２の移動だけを制御することもできる。この場合、光ファイバーリンク等の画像伝送手段をアセンブリ２２と光学増強器２３との間に設ける。
【００６２】
上記の放射線検査プロセスは、被写体を露出するＸ線の強度を変えずに実施できる。事実、画像を拡大しても解像度は劣化しないので、小寸の細部ゾーンをディスプレイするために光線量を増す必要はない。
【００６３】
デジタル画像は、ユニット３２により保存され、あらゆるタイプのデジタル周辺装置に供給することができる（あるいは、ビデオ信号の切換インターフェースユニット３３により、あらゆるタイプのアナログ周辺装置に供給できる）。これらの周辺装置は、ディスプレイスクリーン、高解像度のプリンタ、伝送保存・記録手段等とすることができる。周辺装置は、上記の装置と同じサイトに置いてもよいし、あるいはモジュール３０とのリンクを備えた別のサイトに送ってもよい。
【００６４】
上記の装置により、放射線技師はまた、最初に被写体全体を含む拡大範囲を速やかに撮影し、次いで、Ｘ線源１１を作動せずに生成画像をゆっくりと検査することができる。放射線技師は、もっと詳しく調べたい特定ゾーンを識別した後、Ｘ線源１１を再作動して、センサアセンブリ２５の最大限の解像度でこれらのゾーンの詳細な画像を得ることができる。本発明のこうした使用方法により、放射線技師および放射される被写体の露光レベルをさらに下げることができる。
【００６５】
モジュール３０は、また、特にユニット３１に、画像操作手段（ゾーンの選択、回転、コントラストの処理、閾値決定操作、．．．）等の、画像をデジタル処理するあらゆる既知の手段を含むことができる。
【００６６】
本発明による装置によって生成される画像の解像度は、光学増強器を用いた透視検査装置によって生成される画像の解像度を著しく上回る。光学増強器を備えた装置の画像の解像度は、実際、最高でも１mm当たり１〜２組の線に匹敵する増強器の解像度によって制限される。画像を拡大する場合、ＭＣＰタイプの増強器を使用して画像を離散化しないことにより、解像度を上げることができる。
【００６７】
さらに本発明による装置は、モジュール３０のデジタル画像の処理手段および供給手段により、実際に多数の利用可能性を提供する。実際、画像ファイルは電子手段によって容易に別のサイトに伝送され、たとえば、異なる専門家の意見を仰ぐことができる。
【００６８】
モジュール３０から送られるデジタル画像を紙（一般紙または必要に応じて印画紙）等の媒体で編集したりそこに印刷したりするために、プリンタあるいは他のあらゆるタイプの周辺装置を使用すると、放射線ネガと同等のネガを得られる非常に柔軟かつ経済的な手段となり、本発明による装置を放射線装置または透視検査装置として使用可能である。
【００６９】
図２は、本発明による装置の第２の実施形態を示しており、モジュール２０が、９０゜湾曲し、蛍光スクリーン１２の画像が、反射ミラー２６を介してレンズ２２の光学装置に反射されている。
【００７０】
この実施形態では、モジュール２０の光学装置が、スクリーン１２の平面にほぼ平行に配向され、反射ミラー２６が拡大アセンブリ２２にスクリーン１２の画像を反射する。また、光学装置の素子をＸ線から保護するために「Ｔ」字形の遮蔽板２７を設けている。
【００７１】
図３は、本発明の第３の実施形態を示しており、光学増強器と再集束レンズ２４との間に画像を分離するプリズムミラー２８を置いて、光学増強器から送られた画像を、センサ２５とデジタルビデオカメラ２９とにそれぞれ向かう２個のビームに分離している。２つの素子は、モジュール３０のユニット３１に接続される。
【００７２】
第３の実施形態により、動画像（カメラ２９による）と静止画像（センサ２５による）とを分離して収集することができる。この構成により、放射線装置の柔軟性および性能がさらに高められる。
【００７３】
図４は、本発明による放射線装置の光学装置の素子の変形実施形態を示しており、光学増強器２３が、再集束レンズ２４に代わって光ファイバーネットワーク２４'によりセンサ２５に接続されている。
【００７４】
もちろん、本発明による放射線装置は、上記の実施形態に制限されるものではなく、当業者が検討できるあらゆる変形実施形態に従って実施可能である。
【００７５】
このような装置の使用は、医学的な領域に制限されるものではない。事実、上記の装置は、放射線器具が適用される他のあらゆる領域、一般にＸ線検査の領域で使用可能である。
【００７６】
特に、たとえば工業分野（壁または配管検査、．．．）、海運業の分野（船または潜水艦検査、．．．）などで材料の非破壊的な品質検査または分析のために上記装置を用いることにより、医学検査に関して述べたリアルタイムの使用上の柔軟性という長所を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による放射線装置の３つの実施形態を示すブロックダイアグラムを示す図である。
【図２】本発明による放射線装置の３つの実施形態を示すブロックダイアグラムを示す図である。
【図３】本発明による放射線装置の３つの実施形態を示すブロックダイアグラムを示す図である。
【図４】本発明による放射線装置で利用可能な画像収集素子の概略図である。
【図１】
0004712262.tif 000002
【図２】
0004712262.tif 000003
【図３】
0004712262.tif 000004
【図４】
0004712262.tif 000005