(57)【要約】【課題】表示された被写体の撮影画像上で採光野を指定することにより、所望の撮影領域、部位の画像が適正なＸ線照射条件と露光量のもとに確実に得られるＸ線照射制御装置を提供する。【解決手段】被写体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を画像データとして取得する固体撮像手段と、前記画像データをＸ線画像として表示する表示手段とを備えたＸ線撮影装置のＸ線照射条件制御装置において、前記表示手段上に表示されたＸ線画像の任意の領域を指定する領域指定手段と、前記指定された領域の座標信号により前記固体撮像手段の画素を指定する画素指定手段と、前記指定された画素から読出された画素値を加算する加算手段とを有し、前記加算された画素値を用いてＸ線照射条件制御もしくはＸ線自動露出制御するようにした。【選択図】        図１
2005000369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を画像データとして取得する固体撮像手段と、前記画像データをＸ線画像として表示する表示手段とを備えたＸ線撮影装置のＸ線照射条件制御装置において、
前記表示手段上に表示されたＸ線画像の任意の領域を指定する領域指定手段と、前記指定された領域の座標信号により前記固体撮像手段の画素を指定する画素指定手段と、前記指定された画素から読出された画素値を加算する加算手段とを有し、前記加算された画素値を用いてＸ線照射条件制御もしくはＸ線自動露出制御するようにしたＸ線撮影装置のＸ線照射条件制御装置。
【請求項２】
前記固体撮像手段が非破壊読出し可能であり、前記指定された画素からの読出し方法が非破壊読出しである請求項１記載のＸ線照射条件制御装置。
【請求項３】
前記加算された画素値を用いて、透視撮影に引き続き行われる静止画撮影のＸ線照射条件制御もしくはＸ線自動露出制御をするようにした請求項１もしくは２記載のＸ線照射条件制御装置。
【請求項４】
前記加算された画素値を用いて、静止画撮影のＸ線自動露出制御をするようにするとともに、前記表示手段上に表示されたＸ線画像が過去に撮影された過去画像である請求項２記載のＸ線照射条件制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を透過したＸ線を基に、被写体のＸ線像を可視化するＸ線撮影装置のＸ線照射条件制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線透視撮影装置ではＩ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）−ＴＶシステムが広く用いられている。すなわち、図６に示すようにＸ線管球１によりＸ線を被写体３に照射し、被写体３を透過した透過Ｘ線像を検出器ユニット４で検出して画像信号に変換し、変換された画像信号は画像処理装置９を経てをモニター５に画像として表示するようになっている。被写体３に照射されるＸ線はＸ線絞り２を介すことにより、撮影上必要とされる所定の範囲にのみ照射されるように設定される。検出器ユニット４は、被写体の透過Ｘ線をＩ．Ｉ．６で可視光の光学像に変換し、変換された光学像を光学系７でＴＶカメラ８に導き、この光学像をＴＶカメラ８で画像信号に変換するようになっている。被写体の透過Ｘ線はＩ．Ｉ．６の入力面６ａに入射し、出力面６ｂで光学像に変換される。画像処理装置９は、入力された画像信号をデジタル画像データに変換して、画像拡大・縮小、画像位置の移動、画像データの加減算等の種々の演算、画像処理を行うものである。また、記録装置１０は画像処理前あるいは画像処理後のデジタル画像データの記録・保管を行うものであり、被写体にＸ線を連続的もしくはパルス的に照射して撮影された動画像を保管したり、動画像を観察しながら任意のタイミングで撮影された静止画像を保管することも可能である。
【０００３】
このようなＸ線透視撮影装置のＸ線照射条件制御方法は、Ｉ．Ｉ．の出力面の光学像中の予め指定された所定位置もしくは領域（以下、採光野）の明るさを、別に設けられた図示しない光検出器により出力信号として取り出し、この出力信号をもとに透視撮影のＸ線照射条件、すなわち管電圧、管電流、照射時間の決定を行っていた。
【０００４】
また、被写体を透過した透過Ｘ線を、Ｘ線フイルムや固体撮像素子を用いて静止画像として撮影するＸ線撮影装置では、Ｘ線フイルムや固体撮像素子の前面に光検出器を別に設け、静止画像の撮影領域内の採光野の明るさをこの光検出器により出力信号として取り出したり、あるいは固体撮像素子の所定領域を非破壊読出しして採光野の明るさを出力信号として取り出し、この出力信号をもとに静止画撮影のＸ線自動露出制御、すなわちＸ線照射時間の決定を行っていた。（特開平４−２３８０００号公報、特開平７−１７１１４２号公報）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、透視撮影時に広範囲な撮影画像から目的部位の透視撮影や静止画撮影が必要な領域（以下、関心領域）を特定する際、被写体の撮影領域を目的部位へ移動させつつ、被写体への被曝線量低減のために除々に撮影領域を狭めながら関心領域を追い込んでいく場合が多い。撮影領域が広い画像では撮影領域全体が観察しやすい画像であることが要求され、撮影領域が狭い画像では撮影目的である関心領域が観察しやすい画像であることが要求される。また、関心領域を拡大して撮影した場合にも、拡大率に依存することなく観察しやすい画像であることが要求される。
【０００６】
しかし、従来のＸ線照射制御に使用される採光野の形状、位置は、被写体を透過したＸ線を検出する検出器に対して一義的に決まっていたので、関心領域と採光野が常に略一致するように被写体と検出器の相対位置を変更操作しなければならなかった。
【０００７】
また、透視撮影中に撮影の拡大縮小率を変更する場合や、例えば異なる複数の撮影部位を撮影する場合のように透視撮影中に関心領域の形状、位置を変更する場合には、撮影部位や関心領域に適した採光野の位置、形状、サイズにするために予め指定された複数の採光野の中から適切な採光野を選択するという方法もあった。しかし、さまざまな関心領域に対して採光野の位置や形状を一致させる為に、種々の採光野サンプルを準備し選択しなければならない。しかも、このような操作を比較的短時間に選択しなければならず、操作性に難点があった。
【０００８】
本発明の目的は、前述の問題点を解消したＸ線撮影装置のＸ線照射制御装置を提供することにある。すなわち、表示された被写体の撮影画像上で採光野を指定することにより、所望の撮影領域、部位の画像が適正なＸ線照射条件と露光量のもとに確実に得られるＸ線照射制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、被写体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を画像データとして取得する固体撮像手段と、前記画像データをＸ線画像として表示する表示手段とを備えたＸ線撮影装置のＸ線照射条件制御装置において、前記表示手段上に表示されたＸ線画像の任意の領域を指定する領域指定手段と、前記指定された領域の座標信号により前記固体撮像手段の画素を指定する画素指定手段と、前記指定された画素から読出された画素値を加算する加算手段とを有し、前記加算された画素値を用いてＸ線照射条件制御もしくはＸ線自動露出制御するようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明のＸ線撮影装置の実施例を示すブロック図である。撮影装置は、被写体１１へＸ線を照射するＸ線管球１２、Ｘ線照射野を決定するＸ線絞り１３、被写体を積載する天板の下方に配置され被写体１１を透過したＸ線を検出するＸ線平面検出器１４、Ｘ線平面検出器１４から画像データを読み出す読出し回路１５、読み出された画像データに画像処理を施す画像処理部１６、画像データを撮影画像として可視化する表示部１７、画像処理部１６内に設けられ画像データを保管するメモリ部１８、Ｘ線管球１２から照射されるＸ線の照射条件、読出し回路１５の読出し方法、画像処理部１６内に設けられたメモリ部１８や演算部１９の演算方法を制御する制御部２０から構成される。制御部２０には撮影に関連する各制御パラメータの入力や指定の操作を行う入力部２１が接続されるとともに、記憶部２２が設けられている。
【００１２】
一方、Ｘ線平面検出器１４は非破壊読出し可能な複数の検出素子がマトリクス状に配列され、１つの検出素子が１画素に相当するように構成されている。また、表示部１７の画面の前にも複数の接触センサがマトリクス状に配列されたタッチセンサ２３が、表示部１７の画面とほぼ同一寸法で用意され、個々の接触センサの位置座標は表示部１７の画面上の位置座標に割り当てられている。
【００１３】
さらに本撮影装置は透視撮影および静止画撮影の両撮影が可能となっている。
【００１４】
次に、撮影装置の第１の作動例について説明する。
【００１５】
透視撮影中に被写体１１を透過したＸ線は、Ｘ線平面検出器１４に入射し、読出し回路１５により画像データとして読み出されて表示部１７上に透視画像として連続表示される。
【００１６】
オペレータはタッチセンサ２３に接触することにより、表示された画像上で採光野を任意に指定する。指定された採光野の座標信号がタッチセンサ２３から検出素子選択器２４に送信されるとともに、採光野が指定された時点に表示されていた撮影画像の表示条件も制御部２０から検出素子選択器２４に送信される。そして、これらの情報を用いて、表示された画像上で指定された採光野に相当するＸ線平面検出器１４上での位置座標と、その座標に相当する検出素子のアドレスが算出される。このアドレス情報はアドレス信号として再び制御部２０へ送信され、透視撮影の次フレーム撮影工程において、このアドレス情報に対応する検出素子のみが非破壊読出しされるように読出し回路１５が制御される。
【００１７】
図２は、本作動例によるＸ線照射条件制御のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【００１８】
透視撮影中に、透視画像が表示されている（ステップ１）画面上で採光野が指定されない場合には（ステップ２）、それまでの透視撮影のＸ線照射条件のまま撮影が続行され（ステップ３、４）、撮影画像が表示部１７に表示される（ステップ１）。
【００１９】
透視画像が表示されている画面上で採光野が指定されると（ステップ２）、上述した作動により非破壊読出しされる画素が決定され（ステップ５）、透視撮影の次フレーム撮影工程において非破壊読出しが開始される（ステップ７）。この時の照射条件は、採光野が指定された画像が撮影されたものと同一である（ステップ６）。１フレーム撮影時のＸ線照射時間を細分化した所定時間間隔で非破壊読出しされた各画素の画素値が演算部１９へ送信され（ステップ８）、それらの加算値が算出される（ステップ９）。さらに、この各画素値の加算値と予め適正な露光量となるように与えられた基準値とを比較し（ステップ１０）、基準値に達した場合には到達信号を制御部２０へ送信する（ステップ１１）。この到達信号を受信した制御部２０は、その時点でＸ線照射を中断するようにＸ線管球１２を制御する（ステップ１２、１３）。そして次フレーム撮影以降の撮影では、この中断されたＸ線照射時間と同一のＸ線照射時間での透視撮影が引き続き続行される（ステップ１４、２０）。
【００２０】
一方、１フレーム撮影時のＸ線照射時間内に非破壊読出しされた各画素値の加算値が基準値に達しなかった場合でも（ステップ１０）前フレーム撮影のＸ線照射条件、すなわち採光野が指定された画像が撮影されたものと同一のＸ線照射時間で撮影が終了する（ステップ１５）。しかしこのような場合には、撮影終了時の各画素値の加算値と基準値とを比較演算し、前フレーム撮影のＸ線照射時間と同一のＸ線照射時間内に各画素値の加算値が基準値に到達するような管電流値比率を算出（ステップ１６）して制御部２０へ送信する（ステップ１７）。そして次フレーム撮影以降の撮影では、前フレーム撮影の管電流値に管電流値比率を乗じた管電流値を新しいＸ線照射条件としてＸ線管球１２が制御され（ステップ１８）、引き続き透視撮影が続行される（ステップ１９）。そして、１フレーム撮影が終了する毎に、その画像データが読み出されて表示部１７に表示される（ステップ２０）。
【００２１】
このように、前フレームまでのＸ線照射時間内に各画素値の加算値が基準値に到達するような管電流値比率を算出することにより、前フレーム撮影までと同一の撮影レートが維持される。
【００２２】
また、Ｘ線管球１２からのＸ線照射が終了すると（ステップ１３、１５）、上記作動と並列して読出し回路１５による全画素からの画素値読出しも行われ（ステップ２１）、表示部１７への撮影画像の表示が行われる（ステップ２２）。
【００２３】
次に、第２の作動例について説明する。
【００２４】
図３は、本作動例によるＸ線照射条件制御のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【００２５】
第１の作動例との相違点は、指定された採光野に相当するＸ線平面検出器１４上の検出素子が非破壊読出しされないことにある。
【００２６】
すなわち、透視画像が表示されている画面上で採光野が指定されると（ステップ２）、次フレーム撮影終了後に画像データとして各画素から読出される画素値のうち、その画素値が演算部１９へ送信される画素が検出素子選択器２４により選択決定される（ステップ３１）。続いて、次フレームの撮影が終了し（ステップ６、１５）、全画素から画像データが画素値として読出されて（ステップ２１）、表示部１７に表示される（ステップ２２）。この時のＸ線照射条件も第１の作動例と同様に、採光野が指定された画像が撮影されたものと同一である（ステップ６）。
【００２７】
一方、選択決定された各画素の画素値が送信され、その加算値が演算部１９により算出される（ステップ３２、３３）。さらに、この各画素値の加算値と、予め適正な露光量となるように与えられた基準値と、各画素値が取得された撮影時のＸ線照射時間とを比較演算し、各画素値が取得された撮影時のＸ線照射時間内に各画素値の加算値が基準値に到達するような管電流値比率を算出して（ステップ３４）、制御部２０へ送信する（ステップ１７）。そして次フレーム以降の撮影では、各画素値が取得された撮影時の管電流値に管電流値比率を乗じた管電流値を新しいＸ線照射条件としてＸ線管球１２が制御され、引き続き透視撮影が続行される（ステップ１８、１９、２０）。
【００２８】
次に、第３の作動例について説明する。
【００２９】
図４は、本作動例によるＸ線照射条件制御のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【００３０】
第１、２の作動例との相違点は、透視撮影中に指定された採光野に相当するＸ線平面検出器１４上の各検出素子から読出された画素値の加算値を用いて、静止画撮影のＸ線照射条件を制御することにある。
【００３１】
すなわち第２の作動例と同様に、透視画像が表示されている（ステップ１）画面上で採光野が指定され（ステップ２）、それに基づいて算出された新しいＸ線照射条件で透視撮影が行われているとする。
【００３２】
この状態で演算部１９は、指定された採光野に相当するＸ線平面検出器１４上の各検出素子から読出された画素値の加算値と、静止画撮影時に要求される画素値の基準値とを比較し、両者がほぼ一致するような管電流値比率を算出し（ステップ４１）、制御部２０へ送信する（ステップ１７）。制御部２０はこの比率を記憶部２２に記憶しておく（ステップ４２）。そして、透視撮影に引き続いて静止画撮影が行われる際には、入力部２１から静止画撮影指令がオペレータによって入力されて制御部２０へ送信される（ステップ４３）。制御部２０は、透視撮影時と同一の管電圧値およびＸ線照射時間と、記憶部２２に記憶されていた管電流値比率を透視撮影時の管電流値に乗じた管電流値を静止画撮影のＸ線照射条件としてＸ線管球１２を制御して撮影が行われ（ステップ１８、１９）、その画像データが読出されて表示部１７に表示される（ステップ２０）。
【００３３】
他の変形例としては、透視撮影時の採光野の形状や位置と異なった採光野を静止画撮影時の採光野として透視画像上で予め指定、記憶しておき、静止画撮影に限定してこの採光野を採用するようにしてもよい。
【００３４】
また、静止画撮影時のＸ線照射条件のうち管電圧、管電流を予め指定、記憶しておき、静止画撮影時にはこれらのＸ線照射条件下で撮影を行い、非破壊読出しを行う画素に相当する採光野を透視画像上で指定してＸ線自動露出制御をするようにしてもよい。
【００３５】
次に、第４の作動例について説明する。
【００３６】
図５は、本作動例によるＸ線照射条件制御のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【００３７】
本作動例の撮影装置は静止画撮影装置のみとして機能し、表示される画像は同一の被写体が過去に撮影された画像である。すなわち、オペレータが入力部２１から被写体ＩＤを入力すると（ステップ５１）、制御部２０は過去に撮影された画像が保管されているメモリ部１８から入力されたＩＤと同一の被写体の画像を検索する（ステップ５２）。検索された少なくとも１枚以上の画像は表示部１７に表示され（ステップ５３）、オペレータが入力部２１から所望の画像を参照画像として選択する（ステップ５４）。所望の画像とは、これから撮影しようとする関心領域を含み、被写体の撮影体位が同一の画像である。次に、非破壊読出しを行う画素に相当する採光野が表示された参照画像上で指定される（ステップ５５）。そしてそれ以降、特開平７−１７１１４２号公報に開示されている手順でＸ線自動露出制御が行われて撮影が終了する。
【００３８】
以上の各作動例において、表示画面上で採光野を指定する領域指定手段は例えば、画面自体がタッチパネルとなっているものやライトペン、マウス、ジョイスティック等の周知の手段でもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＸ線照射制御装置は、表示された撮影画像上においてＸ線照射制御に使用される採光野の位置、形状およびそれらを指定するタイミングを任意に設定できるので、所望の撮影部位の画像が適正なＸ線照射条件と露光量のもとに確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】Ｘ線撮影装置の第１の作動例を示すフローチャートである。
【図３】Ｘ線撮影装置の第２の作動例を示すフローチャートである。
【図４】Ｘ線撮影装置の第３の作動例を示すフローチャートである。
【図５】Ｘ線撮影装置の第４の作動例を示すフローチャートである。
【図６】来のＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１  被写体
１２  Ｘ線管球
１４  Ｘ線平面検出器
１５  読出し回路
１７  表示部
１９  演算部
２０  制御部
２３  タッチセンサ
２４  検出素子選択器
【図１】
2005000369.tif 000003
【図２】
2005000369.tif 000004
【図３】
2005000369.tif 000005
【図４】
2005000369.tif 000006
【図５】
2005000369.tif 000007
【図６】
2005000369.tif 000008