JP3623307B2 - X線画像診断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体からの透過X線像を可視光像に変換してテレビカメラで撮影するX線画像診断装置に係り、特に、X線源の前面に濃度補償フィルタを挿入可能のX線画像診断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のX線画像診断装置は、被検体内に造影剤を注入する造影剤注入器と、上記被検体にX線を照射するX線源と、このX線源の前面に配置され照射されるX線を減衰させる濃度補償フィルタと、上記被検体を間に挟んで上記X線源と対向配置され被検体からの透過X線像を可視光像に変換するX線検出器と、このX線検出器からの出力光学像を電気信号に変換するテレビカメラと、このテレビカメラからの出力信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器からのディジタル信号を画像データとして格納する記憶装置と、この記憶装置から画像データを読み出して演算処理し再び上記記憶装置に送る演算装置と、上記記憶装置から演算処理後のディジタル信号を読み出してアナログ信号に変換するD/A変換器と、このD/A変換器からのアナログ信号に基づいて画像表示する表示装置と、上記各構成要素の動作を制御する制御装置とを有してなっていた。
そして、医師等の操作者は、得られる画像がハレーションを起こさないように、上記表示装置の画面に表示される透視画像を見ながら濃度補償フィルタを手動操作により必要な領域へ挿入していた。
【0003】
しかし、このようなX線画像診断装置においては、医師等の操作者が表示装置の画面に表示される透視画像を見ながら判断して濃度補償フィルタを手動操作により必要な領域へ一々挿入していたので、被検体について撮影を行う度に必要な領域へ濃度補償フィルタを挿入しなければならなかった。この場合、被検体についての血管造影の撮影操作は、被検体の所要部位へカテーテルを挿入したり、撮影位置を決定する等、種々の複雑な操作を行わなければならず、操作者が更に上記濃度補償フィルタを適正位置に挿入するのは大変な負担となるものであった。したがって、濃度補償フィルタの挿入操作を行う専属の技師が、一人必要となることがあった。また、手動操作による濃度補償フィルタの挿入は、適正な位置に挿入するのに時間がかかり、被検体に精神的な苦痛を与えると共に、検査効率が低下するものであった。
【0004】
そこで、透視画像から撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出してその算出位置へ濃度補償フィルタを自動挿入することができるX線画像診断装置が考えられている。すなわち、被検体内に造影剤を注入する造影剤注入器と、上記被検体にX線を照射するX線源と、このX線源の前面に配置され照射されるX線を減衰させる濃度補償フィルタと、上記被検体を間に挟んで上記X線源と対向配置され被検体からの透過X線像を可視光像に変換するX線検出器と、このX線検出器からの出力光学像を電気信号に変換するテレビカメラと、このテレビカメラからの出力信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器からのディジタル信号を画像データとして格納する記憶装置と、この記憶装置から画像データを読み出して演算処理し再び上記記憶装置に送る演算装置と、上記記憶装置から演算処理後のディジタル信号を読み出してアナログ信号に変換するD/A変換器と、このD/A変換器からのアナログ信号に基づいて画像表示する表示装置と、上記各構成要素の動作を制御する制御装置とを有してなるX線画像診断装置において、上記A/D変換器からの透視画像のデータを格納する透視画像記憶装置と、この透視画像記憶装置から画像データを読み出して撮影時の上記濃度補償フィルタの挿入位置を算出する挿入位置算出手段と、この挿入位置算出手段によって算出された位置へ上記濃度補償フィルタを挿入制御するフィルタコントロール装置とを設けてなるものである。
【0005】
このように構成されたX線画像診断装置は、テレビカメラからの出力信号をディジタル化するA/D変換器の出力側に接続された透視画像記憶装置により上記A/D変換器から出力された透視画像のデータを格納し、その後段の挿入位置算出手段で上記透視画像記憶装置から画像データを読み出して撮影時の上記濃度補償フィルタの挿入位置を算出し、その後段のフィルタコントロール装置により上記挿入位置算出手段で算出された位置へ上記濃度補償フィルタを挿入制御するように動作する。これにより、透視画像から撮影時の濃度補償フィルタの挿入位置を算出してその算出位置へ濃度補償フィルタを自動挿入することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述X線画像診断装置において、画像データから濃度補償フィルタ挿入位置を算出しながら、透視を行うと、ハレーションが抑えられ良好な画像が得られるが、被検体が動く時、例えば、呼吸による動きや心臓の拍動による動きが発生した場合に、画像データから濃度補償フィルタを制御すると濃度補償フィルタが常時動いてしまい術者にとってかえって見難い画像になってしまうことがあった。
またX線曝射中に、被検体が載っているテーブルを動かしたり、X線源とイメージインテンシファイア等を支持する支持器を動かした場合は、その最中の画像に基づき濃度補償フィルタを挿入しても、その画像は刻々と変化するため、フィルタ挿入効果がなかったり、かえって不要な部分で濃度補償フィルタが挿入されて見難い画像になってしまうことがあった。
更に、X線を曝射させないでテーブルや支持器を動かした場合は、その動かす直前での画像データにより算出され挿入された濃度補償フィルタがそのままの位置状態で残っているため、その後、テーブル等を動かしてX線を曝射した時に、不要な部分に濃度補償フィルタが存在してしまうという事態になることもあった。
【0007】
本発明の目的は、被検体、あるいはテーブルや支持器が動いた場合でも、見やすい画像が得られ、効率よく検査を行うことのできるX線画像診断装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、被検体にX線を照射するX線源と、このX線源の前面に配置され照射されるX線を減衰させる濃度補償フィルタと、上記被検体を間に挟んで上記X線源と対向配置され上記被検体からの透過X線像を可視光像に変換するX線検出器と、このX線検出器と前記X線検出器からの出力光学像を電気信号に変換するテレビカメラと、このテレビカメラからの出力信号を画像データとして格納する記憶装置と、この記憶装置から画像データを読み出して演算処理する演算装置と、この演算装置によって演算処理された画像データを画像表示する表示装置と、上記X線源、X線検出器、テレビカメラ、記憶装置、演算装置及び表示装置の動作を制御する制御装置と、上記テレビカメラからの出力信号を透視画像のデータとして格納する透視画像記憶装置と、この透視画像記憶装置から画像データを読み出して撮影時の上記濃度補償フィルタの挿入位置を算出する挿入位置算出手段と、この挿入位置算出手段によって算出された位置と上記X線源に供給される管電圧の変動によって判定される上記被検体の動きとに基づいて上記濃度補償フィルタを挿入制御するフィルタコントロール装置と、を設けてなることにより達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明によるX線画像診断装置の一実施態様を示すブロック図である。
ここでは本発明装置をディジタル血管撮影装置に適用した場合を示す。このディジタル血管撮影装置は、被検体の血管内に造影剤を注入してX線を照射しその検出信号をディジタル化した後に画像処理を行って血管像を得るもので、図1に示すように、造影剤注入器2と、X線管球3と、X線補償フィルタ4と、イメージインテンシファイア(以下「I.I.」と略称する)5と、テレビカメラ6と、A/D変換器7と、フレームメモリ8と、演算装置9と、D/A変換器10と、表示装置11と、中央処理装置12とを有し、更に透視画像メモリ13と、挿入位置算出手段14と、フィルタコントロール装置15とを備えてなる。
上記造影剤注入器2は、テーブル16上に寝載された被検体1の血管内に造影剤を注入するもので、上記被検体1に挿入されたカテーテルに接続されると共に、詳細を後述する中央処理装置12で制御されるようになっている。X線管球3は、上記被検体1にX線を照射するX線源となるもので、中央処理装置12で制御されるX線制御器17及び高圧発生器18により高電圧を印加されX線を放射するようになっている。X線補償フィルタ4は、上記X線管球3から放射されるX線を減衰させ、得られる透視画像がハレーションを起こさないようにする濃度補償フィルタとなるもので、X線管球3の前面に図2に示すように例えば2枚の矩形の羽根4a,4bが配置されると共に、適宜開閉可能とされている。
【0011】
I.I.5は、上記X線管球3から放射され被検体1を透過したX線像(透過X線像)を入射して可視光像に変換するX線検出器となるもので、上記被検体1を間に挟んでX線管球3と対向配置されている。テレビカメラ6は、上記I.I.5からの出力光学像を撮影して電気信号に変換するもので、I.I.5の光学的出力面に連結されている。A/D変換器7は、上記テレビカメラ6からの出力信号をディジタル信号に変換するものである。また、フレームメモリ8は、上記A/D変換器7から出力されたディジタル信号を入力して画像データとして格納する記憶装置となるものである。更に、演算装置9は、上記フレームメモリ8から画像データを読み出して所要の演算処理をし、再びそのフレームメモリ8へ送るものである。
D/A変換器10は、上記フレームメモリ9から演算処理後のディジタル信号を読み出してアナログ信号に変換するものである。また、表示装置11は、上記D/A変換器10から出力されるアナログ信号に基づいて血管像を画像表示するもので、例えばテレビモニタからなる。
【0012】
中央処理装置12は、上記の各構成要素の動作を制御する制御装置となるもので、操作卓19から撮影モードや撮影部位の選択あるいは撮影スタート等のコマンド入力を行うようになっている。
ここで、本発明においては、上記A/D変換器7の出力側に、透視画像メモリ13と、挿入位置算出手段14と、フィルタコントロール装置15とが設けられている。上記透視画像メモリ13は、A/D変換器7から出力される透視画像のデータを入力して格納する透視画像記憶装置となるもので、例えばフレームメモリからなる。また、挿入位置算出手段14は、上記透視画像メモリ13から画像データを読み出して、撮影時のX線補償フィルタ4のX線管球3に対する挿入位置を算出するものである。
【0013】
フィルタコントロール装置15は、上記挿入位置算出手段14によって算出された位置へ上記X線補償フィルタ4を挿入制御するもので、図3に示すように挿入位置算出手段14から送られてくるフィルタコントロールパラメータ(算出値)P1,P2とX線補償フィルタ4から送られてくる各羽根4a,4bの位置情報S1,S2とを比較するフィルタ位置比較装置15aと、このフィルタ位置比較装置15aから出力される比較結果S3を入力して上記X線補償フィルタ4の各羽根4a,4bの位置制御をするモータ(図示せず)に対し、その駆動信号Smを送出するモータドライバ15bを有する。そして、このモータドライバ15bからの駆動信号SmがX線補償フィルタ4のモータに入力して該モータが動作することにより、自動的に各羽根4a,4bの挿入,退避が行われるようになっている。 また、フィルタコントロール装置15は、マルチプレクサ15cと制御部15dをも有する。これらマルチプレクサ15c及び制御部15dは、X線管球3の制御状態を表わすX線情報とテーブル16の制御状態を表わすテーブル情報とX線管球3及びI.I.5の支持制御状態を表わす支持情報とが入力され、これらの情報が予め設定された条件を満たしているときはその条件に応じて予め設定された特定のX線補償フィルタ4の制御を行わせるフィルタ制御手段を構成している。ここでは、X線制御器17からのX線情報(主として管電圧,管電流)と、X線管球3及びI.I.5を支持しこれらの位置や姿勢等を制御する支持器20の制御器(支持器制御器)21からの支持情報(支持器位置情報,角度情報,動作中か静止中かの情報等)と、テーブル制御器22からのテーブル情報(高さ情報,動作中か静止中かの情報,動作中の場合の上下方向・長手方向・左右方向の位置情報等)とが制御部15dに入力される。そして制御部15dは、それらの情報に基づき、画像データを用いて算出され挿入位置算出手段14から送られてくるフィルタコントロールパラメータP1,P2を用いてX線補償フィルタ4を制御するか、上記各情報によるパラメータを用いてX線補償フィルタ4を制御するかを判断し、その結果に基づきマルチプレクサ15cを切換制御してX線補償フィルタ4を制御する。
【0014】
以下、具体的な制御動作(設定された条件及びそれに対応するフィルタ制御)について説明する。ここでの説明において、X線が曝射状態にあるか否かは上記X線情報により、テーブル16が動いているか否かやその速度が予め定めた速度を越えているか否かは上記テーブル情報により、支持器20が動いているか否かやその速度が予め定めた速度を越えているか否かは上記支持情報により、各々制御器15dにおいて知り得るものであり、それらの情報によるX線補償フィルタ4の挿入,退避制御も制御器15dによるマルチプレクサ15cの制御によるものである。
まず第1例として、X線を曝射させない状態で、テーブル16又は支持器20を動かす場合について述べる。テーブル16(又は支持器20)を動かしている間はX線補償フィルタ4を退避させておく。テーブル16(又は支持器20)が止った後であって、X線が曝射された後は挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2を用いてX線補償フィルタ4を制御する。すなわち、挿入位置算出手段14で算出された挿入位置にX線補償フィルタ4を挿入する。
【0015】
第2例として、X線を曝射させながら(例えば透視中)テーブル16又は支器20を動かした場合について述べる。テーブル16(又は支持器20)を動かしている間はX線補償フィルタ4を退避させておく。テーブル16(又は支持器20)が止った後に、その際の挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2による挿入位置にX線補償フィルタ4を挿入する。
【0016】
第3例として、X線を曝射させながら(例えば透視中)テーブル16又は支器20を動かした場合の他の例について述べる。テーブル16(又は支持器20)を動かす速度が予め定めた速度(設定速度)より遅い時はその際の挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2による挿入位置にX線補償フィルタ4を挿入するが、設定速度より速い場合はその間、X線補償フィルタ4を退避させておく。
【0017】
第4例として、被検体1が呼吸や心臓の拍動により動く(ただし、テーブル16又は支持器20は動いていない)場合について述べる。X線の曝射(例えば透視)を開始してから予め定めた遅延をおいた時点(被検体1が落着いてきて呼吸や心臓の拍動による動きが収まる時点)で、その際の挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2による挿入位置にX線補償フィルタ4を挿入し、その挿入位置を、曝射(透視)が終了するまで保持する。
なお、第4例を一律に適用してもよいが、被検体1の動きの大小により第4例を適用するか否かを決めるようにしてもよい。後者の場合において、被検体1が動いているか否かを目視以外で知る方法としては、例えばX線情報(管電圧,管電流)の変動や挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2の変動を検出することによる方法がある。具体例としては、透視時、被検体1が動いているとハレーションが起きるが、これをなくすよう中央処理装置12はX線制御器17を介して管電圧の追従制御を行わせる。これにより管電圧は変動するが、その変動の大きさは被検体1の動きが大きいほど大きくなるのが一般的である。換言すれば、管電圧の変動が小さければ被検体1の動きが小さく、同上変動がなければ被検体1は静止しているものと判定できる。図4の管電圧の変動例では、領域Bにおいて被検体1の動きがあり、領域A,Cにおいて被検体1の動きが少ないものと判定される。この判定方法は、第4例の遅延時間設定の際にも用いることができる。
【0018】
第5例として、第4例を基本としながら第2例を併用する例について述べるX線の曝射(例えば透視)を開始してから予め定めた遅延をおいた時点で、その際の挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2による挿入位置にX線補償フィルタ4を挿入し、曝射(例えば透視)が継続する限りX線補償フィルタ4の挿入を保持するが、曝射(透視)が終了する前にテーブル16(又は支持器20)を動かした場合は、テーブル16(又は支持器20)を動かしている間、X線補償フィルタ4を退避させておく。テーブル16(又は支持器20)が止った時に、未だ曝射(例えば透視)が継続中であれば、その際の挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2による挿入位置にX線補償フィルタ4を挿入し、曝射(透視)が終了するまでその挿入状態を保持する。
【0019】
第6例として、第4例を基本としながら第3例を併用する例について述べるX線の曝射(例えば透視)を開始してから予め定めた遅延をおいた時点で、その際の挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2による挿入位置にX線補償フィルタ4を挿入し、曝射(透視)が継続する限りX線補償フィルタ4の挿入を保持するが、曝射(透視)が終了する前にテーブル16(又は支持器20)を動かした場合は、曝射(透視)が終了するまで第3例の制御動作を行う。すなわち、テーブル16(又は支持器20)を動かす速度が予め定めた速度(設定速度)より遅い時はその際の挿入位置算出手段14からのパラメータP1,P2による挿入位置にX線補償フィルタ4を挿入するが、設定速度より速い場合はその間、X線補償フィルタ4を退避させておく。
以上の制御動作により、X線補償フィルタ4の無用な動きが極力回避される。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、X線補償フィルタ4の無用な動きが極力回避され、被検体、あるいはテーブルや支持器が動いた場合でも、見やすい画像が得られ、効率よく検査を行い得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1中のX線補償フィルタの構成例を示す正面図である。
【図3】図1中のフィルタコントロール装置の一例を示すブロック図である。
【図4】図1中のX線管球の管電圧の変動例を示すグラフである。
【符号の説明】
1…被検体、2…造影剤注入器、3…X線管球、4…X線補償フィルタ、4a,4b…X線補償フィルタの羽根、5…I.I.、6…テレビカメラ、7…A/D変換器、8…フレームメモリ、9…演算装置、10…D/A変換器、11…表示装置、12…中央処理装置、13…透視画像メモリ、14…挿入位置算出手段、15…フィルタコントロール装置、15a…フィルタ位置比較装置、15b…モータドライバ、15c…マルチプレクサ、15d…制御部、16…テーブル、17…X線制御器、18…高圧発生器、19…操作卓、20…支持器、21…支持器制御器、22…テーブル制御器。
Claims (1)
- 被検体にX線を照射するX線源と、このX線源の前面に配置され照射されるX線を減衰させる濃度補償フィルタと、上記被検体を間に挟んで上記X線源と対向配置され上記被検体からの透過X線像を可視光像に変換するX線検出器と、このX線検出器と前記X線検出器からの出力光学像を電気信号に変換するテレビカメラと、このテレビカメラからの出力信号を画像データとして格納する記憶装置と、この記憶装置から画像データを読み出して演算処理する演算装置と、この演算装置によって演算処理された画像データを画像表示する表示装置と、上記X線源、X線検出器、テレビカメラ、記憶装置、演算装置及び表示装置の動作を制御する制御装置と、上記テレビカメラからの出力信号を透視画像のデータとして格納する透視画像記憶装置と、この透視画像記憶装置から画像データを読み出して撮影時の上記濃度補償フィルタの挿入位置を算出する挿入位置算出手段と、この挿入位置算出手段によって算出された位置と上記X線源に供給される管電圧の変動によって判定される上記被検体の動きとに基づいて上記濃度補償フィルタを挿入制御するフィルタコントロール装置と、を備えたことを特徴とするX線画像診断装置。
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