JPS61244176A

JPS61244176A - デジタルラジオグラフイ装置

Info

Publication number: JPS61244176A
Application number: JP60084416A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Iinuma; 一浩飯沼; Masayuki Nishiki; 雅行西木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1986-10-30
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPH0654956B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は被検体に放射線を照射し、その透過した放ｔ）
１線量をデジタル信号に変換して表示するデジタルラジ
オグラフィ装置に関する。

、［１明の技術的背景］第５図は、イメージインテンシファイヤ（以下１．１．
と称す。）と１像管とにより放射線像を検出する従来の
デジタルラジオグラフィ装置の構成図テアル。即ち、Ｘ
ＩＩ管１ハＸ１１１ｔｌｊ御部２１によってｔＩｌｌｌ
ｉＩｌされ、被検体に向けてＸ線を曝射する。

被検体Ｐを透過したＸ線は放射線像となってＩ。

■、２２に入射する。１．１．２２はこの放射線像を増
幅し、光学像として出力する。この光学像は、光学系２
３を介してビジコン等の撮像管２４に入力される。Ｉｌ
像管２４はこの光学像をアナログビデオ信号に変換し、
Ａ／Ｄ変換器に供給する。

Ａ／Ｄ変換器７はこのアナログビデオ信号をデジタルビ
デオ信号に変換し、画像メモリ２８に供給する。画像メ
モリ２８はこのデジタルビデオ信号を一旦蓄積する。画
像メモリに蓄積されたデジタルビデオ信号は画像処理部
２６において、デジタルサブトラクション等のデジタル
画像処理が行なわれる。このデジタル画像処理されたデ
ジタル信号はＤ／Ａ変換器１０に供給される。Ｄ／Ａ変
換器１０はこのデジタル信号をアナログ信号に変換して
、ＴＶモニター２９上に表示する。

上記のような１．１．と撮像管とを用いた従来のデジタ
ルラジオグラフィ装置では以下に列挙するような同題点
がある。

即ち、 ■１．１．は、電子レンズを内蔵する真空管であるため
、その構造上視野を大きくすることには限麿がある。例
えば、通常使用されているものは、１２インチ（３０ｃ
ｍ）φぐらいまでで、視野は円形である。

■１．１．は入力面が凸又は凹形状の真空管であるため
に、出力画像に糸まきひずみなどのひずみを生じる。ま
た、均一吸収物体を撮影しても、出力画像の濃度分布が
一様でなく、特に画像周辺部でいわゆるシェーディング
を生じる。

■撮像管はダイナミックレンジが狭く、透視および撮影
の両方には使えない。

〔発明の目的］本発明は上記同題点についてなされたもので、広いダイ
ナミックレンジを有し、軽層・コンパクトにして、大視
野が確保できて、出力画像にゆがみが生じないデジタル
ラジオグラフィ装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］この目的を達成するために本発明は（１）被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、被
検体を透過した放射線を検出し、その強度に応じた電荷
を発生する１次元もしくは２次元に配列された放射Ｉｌ
ｌ？！！気変換部と、これら各放射線電気変換部と並列
に接続された第１コンデンサと、これら第１コンデンサ
と並列に接続される第２コンデンサと、第１コンデンサ
と第２コンデンサとの接続を制御する接続制御部と各第
１コンデンサの一端子と接続される電源と、各第１コン
デンサの各他端子に設けられ、順次閉じられるスイッチ
部と、スイッチ部が閏じられたときに前記コンデンサに
前記電源より流れる電流を出力する出力端と、この出力
端に生じる電流量をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
部と、このデジタル信号を表示する表示部とを備えたこ
とを特徴とするデジタルラジオグラフィ装置（２）放射
線源の出力を第２コンデンサの接続と関連して増すよう
に切り換えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のデジタルラジオグラフィ装置（３）ｆｔＪ記第２コンデンサの客層は第１コンデンサ
の容量よりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のデジタルラジオグラフィ装置（４）前記接続制御部はダイオードとワエナーダイオー
ドとを並列に接続したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のデジタルラジオグラフィ装置である。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は同実施例の構成図である。同図において高電圧発
生部１２は制御部１３からの制御信号によりＸ線管１を
駆動する電力を発生する。

高電圧発生部１２からＸＳｓ管１に供給する電力には大
きく分けて、弱いＸ線を照射して透視を行うための電り
と、強いＸ線を照射して撮影を行うための電力の２種類
がある。そして透視の電力は撮影の電力に比べて１００
分の１以下である。ｘｍ管１から照射されたｘＩＩは被
検体２を透過し例えば増感紙のようなＸ線エネルギーを
光エネルギーに変換するイメージングプレート３に入射
する。

イメージングプレート３に入射するｘｓｉａは被検体２
で吸収しきれなかった残りの量に相当し、これがＸａ像
となる。この入射Ｘ線は検出部４内の２次元アレイで構
成された光電変換素子でｘｓｉａに応じたアナログ電気
信号に変換される。電気変換されたアナログ信号は時系
列的にＡ／Ｄ変換部７によりデジタル変換されイメージ
メモリ８に記憶される。イメージメモリ８は１枚もしく
は数画像分のデータを記憶することができ、制御部１３
からの制御信号で特定のアドレスにデータを順次記憶す
る。演算処理部９はイメージメモリ８からデータを取出
し演算し、結果を再びイメージメモリ８に返還する。演
算されたイメージメモリ８のデータはＤ／Ａ変換部１０
によりアナログ信号に変換される。このアナログ信号は
イメージモニタ１１にＸ線像として表示される。

次にｘｍで発光した光量を電気信号に変換する検出部４
を第２図のブロック図によりさらに詳細に説明する。

光を電気に変換する光電変換素子を含むエレメントｅ１
，１〜ｅ　１２８，１２８が２次元アレイ状に均等に配
列されている。Ｊレメントｅ１．１〜ｅ　１２８゜１２
８の横一列の１２８１［！ｉｔはスイッチを介して一本
の共通信号線で共通に接続されている。横１２８個のエ
レメントと同じものが縦方向にも１２８個配列されてい
る。すなわち１２８本の共通信号線がある。そしての夫
々の共通信＠線はマルチプレクサ６の入力と接続されて
いる。

マルチプレクサ６は制ＷＪ部１３からの制御信号ＧＫ２
により１２８本の共通信号線の中から１本を順次に選択
し検出部４の出力信号としてＡ／Ｄ変換部７に出力する
。

このようにして検出部は１２８本の共通信号を時系列で
マルチプレクサ６より出力する。実際には１２８Ｘ１２
８より多く２０４８ｘ２０４８などが用いられマルチプ
レクサ６の出力も複数本となるがここでは簡単のため上
述のような例で説明する。

次に検出部４の横１２８個のエレメントの一部の回路図
を第３図に示す。光電変換素子Ｐｄ１〜Ｐｄ１２８の陽
極は電源Ｅの負極に接続されている。またコンデンサｃ
ｄ１〜Ｃｄ１２８は光電変換素子Ｐｄ１〜Ｐ　ｄ１２８
に並列接続されている。さらにコンデンサｃｄ１〜Ｃｄ
１２８よりも大きい容量のコンデンサＣｅ１〜（：、　
ｅ１２８がスイッチ３ｃ１〜３　ｃ１２Ｂを介してコン
デンサＣｄ１〜Ｃｄ１２８と並列接続されている。コン
デンサＱｅｌ〜Ｃｅ１２Ｂと直列に接続されているスイ
ッチＳＣ１〜Ｓ　ｃ１２８は制御部１３からの制御信号
ＧＫ３によってスイッチの開閉がなされる。Ｘ線量の少
ない透視ではこのスイッチＳＣ１〜３　ｃ１２８を開に
して行う。またＸＩＨｆｔの多い撮影はこのスイッチ３
ｃ１〜３ｃ１２８を閏にし、光電変換素子Ｐｄ１〜Ｐ　
ｄ１２８に並列に接続されたコンデンサの容量を大きく
して行う。このようにコンデンサＳＣ１〜３ｃ１２８を
接続すれば、容量が大きくなるので入射Ｘ線量が多い場
合でも充電した電荷が飽和することもなく、また入射Ｘ
線量の少ない場合でもスイッチＳＣ１〜Ｓｃ１２ｇを開
にすればＳ／Ｎ比を損うことはない。コンデンサｃｄ１
〜Ｃｄ１２８の容１１Ｃｄは透視のＸ線に適したコンデ
ンサの容量である。また晧影のＸ線に適したコンデンサ
の容量をＣＯとすると、コンデンサＣｅ１〜Ｃｅ１２８
の容１１ｃｅは、スイッチの浮遊容量も加えた実効的容
量でＣｅ　−ｃｏ　−Ｃｄ　トナル。

光電変換素子Ｐｄｌ〜Ｐ　ｄ１２８の陰極は、各前置増
幅器Ａ１〜Ａ１２８の入力につながれていると同時に光
電変換素子側のスイッチＳｄ１〜５ｄ１２８にも接続さ
れている。そしてこのスイッチを閉じると電源電圧Ｅの
電荷はコンデンサに充電される。前置増幅器Ａ１〜Ａ１
２８は夫々のＰｄ１〜Ｐ　（１１２８の陰極の電位を高
インピーダンスで入力し、増幅してから低インピーダン
スで出力する。前置増幅器Ａ１〜Ａ１２８の出力は各出
力側のスイッチＳａｌ〜３ａ１２８に接続されている。

シフトレジスタＦは制御部１３からの制御信号ＣＫ１に
よりスイッチＳｄ１〜５ｄ１２８およびＳａ１〜５ａ１
２８の開閉を制御する。このシフトレジスタＦの制御に
より蓄積された電荷に応じた信号は時系列で共通信号線
に出力される。

次に本実施例の作用について説明する。まず透視の場合
、スイッチ３ｃ１〜Ｓ　ｃ１２８は開いた状態である。

そして各コンデンサＣｄｌ〜Ｃｄ１２８は電源電圧Ｅに
より電荷が供給され端子間電圧に充電されている。Ｘ線
管１は管電流が数ＩＩＩＡの弱い連続Ｘ線を被検体に向
けて照射する。被検体により減衰を受けて透過したＸ線
はイメージングプレート３で光に変換されダイオードＰ
ｄ１〜ｐ　ｄ１２８にそれぞれ入射し、それぞれの強度
に応じた電荷を発生する。これらの電荷はコンデンサＣ
ｄ１〜Ｑｄ１２８に流れ込み、予め充電された電荷を打
ち消す。すなわち、入射したＸ線強度に比例した電荷が
減少する。

透過中、スイッチ３ａ１〜３　ａ１２８はシフトレジス
タＦにより同期的に順次閉じられる。スイッチＳａｌが
閉じられたときｘｉによって打ち消された電荷の分だけ
電源電圧Ｅより電流がコンデンサＣｄ１に供給される。

この電流が出力端ＯＵＴで検出され、Ａ／Ｄ変換部７に
出力される。このスイッチＳａｌがｎじられている間に
、コンデンサＣｄ１は初期状態に充電される。次にスイ
ッチＳａ２が閉じられ、同様にダイオードＰｄ２に入射
したｘａｍが検出される。このようにして、Ｘ線が照射
されている間、各ダイオードＰｄ１〜Ｐｄ１２８に入射
したｘａｍが順次同期的に検出される。

また撮影時はスイッチＳｃ１〜３　ｃ１２８が全て閏じ
られる。そして透視と同じようにコンデンサｃｄ１〜Ｃ
ｄ１２８およびコンデンサＣｅ１〜Ｃｅ１２８に電源電
圧Ｅにより電荷が供給され、端子間電圧に充電されてい
る。Ｘ線管１は管′ＦＲ流数百１１ＩＡの強いｘＩ！パ
ルスを被検体２に***する。被検体２を透過したｘｔｍ
は透視と同じようにダイオードＰｄ１〜Ｐｄ１２８によ
って電流に変えられる。これらの電流はコンデンサｃｄ
１〜Ｃｄ１２８およびＣｅ１〜Ｃｅ１２８に蓄えられた
電荷を打ち消す。スイッチＳａ１〜３　ａ１２８は透視
の場合と異なり、１つのＸ線パルスに対して１回だけ順
次閉じられる。そして、各スイッチＳａ１〜３　ａ１２
８が閉じられたとき透視と同様に出力端０ＬＪＴに入射
ｘｗｉ強度に応じた出力が得られる。

各スイッチＳａ１〜Ｓ　ａ１２８が閉じている時間はコ
ンデンサが初期状態に充電されるまでの長さが必要であ
る。従ってコンデンサの容量が小さくて、多くの電荷を
蓄積できない。透視の場合、スイッチの閏じている時間
は撮影の場合より短くて済む。

次に検出部４の第２の実施例を第４図の回路図より説明
する。第１の実施例と第２の実施例の違いは、スイッチ
３ｃ１〜３　ｃ１２８の代りにダイオードとツェナーダ
イオードを用いて自動的に容量を切換ようとするもので
ある。ダイオードＤ１〜Ｄ１２８とツェナーダイオード
７１〜７１２８はそれぞれ並列接続されている。これら
と直列にコンデンサＣｅ１〜Ｃｅ１２８が接続されてい
る。これら直列接続されたものがコンデンサＣｄｌ〜Ｃ
（Ｎ２８に並列接続されている。さらにコンデンサＣｄ
１〜Ｃｄ１２８は光電変換素子Ｐｄ１〜Ｐ　ｄ１２８に
並列接続されている。

第２図の蓄積モードの読取り動作は以下のように行う。

一度スイッチＳｄ１〜Ｓ　（１１２８およびＳａ１〜５
ａ１２８を閉にし、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ１２８を充
電したのちスイッチを開にする。このときのコンデンサ
の端子間電圧は、電源電圧Ｅを２０（Ｖ）とすると、コ
ンデンサＣｄ１〜Ｃｄ１２８の端子間電圧は２０　（Ｖ
）　、：］ンデンサＣｅ１〜ｃｅ１２８の端子間電圧は
ダイオードＤ１〜Ｄ１２８の電圧降下（０，７Ｖ）のた
め１９．３　（Ｖ）になる。入射したＸ線で打ち消され
る電荷はコンデンサＣｄ１〜Ｃｄ１２８に充電した２０
（Ｖ）の電荷から始まる。ツェナーダイｔ−ｔ’Ｚ１〜
Ｚ１２８　（Ｄ’）工を一電圧が１２　（Ｖ）とすると
、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ１２８の電圧が７゜３（■）
に下るまでツェナーダイオード７１〜７１２８は導通し
ないのでコンデンサＣｅ１〜ｃｅ１２８の電圧は下らな
い。しかしコンデンサＣｄ１〜Ｃｄ１２８の電圧が７．
３　（Ｖ）以下になるとツェナーダイオードの端子間の
電圧がツェナー電圧よりも高（なりツェナーダイオード
７１〜７１２８が導通し、コンデンサＣｅｌ〜Ｃｅ１２
８からコンデンサＣｄｌ〜Ｃｄ１２８に電流が流れコン
デンサｃｅ１〜Ｃｅ１２８の電圧は下る。このように第
２の実施例においては打ち消される電荷の量が多くなる
と自動的にコンデンサＣＣ１１〜Ｃｅ１２８も使用され
る。すなわちツェナーダイオード７１〜７１２８とダイ
オードＤ１〜［）１２８を用いることで自動的に容量を
切換えることができる。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、少なくとも２個のコンデ
ンサを光電変換素子に並列接続し、Ｘ線の照射量に対応
して蓄積容量を変えることにより幅広いｘａｍに対応す
ることのできるダイナミックレンジを有するデジタルラ
ジオグラフィ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデジタルラジオグラフィ装置の一
実施例のブロック図、第２図は同実施例の検出部のブロ
ック図、第３図は同検出部のエレメントの第１の実施例
の回路図、第４図は同検出部のエレメントの第２の実施
例の回路図、第５図は従来のデジタルラジオグラフィ装
置の全体の構成図である。１　・・・・・・　Ｘ線管　　　　　、４　・・・・・
・　検出部ｐｄ１〜Ｐｄ１２８・・・光電交換素子、ｃ
ｄｌ〜Ｃ６１２８・・・コンデンサＣ１〜Ｃｅ１２８・：Ｉ　ンデンサ　、　Ｓ　ｄｌ　〜
Ｓ　ｄ１２８・・・スイッチ３ｃ１〜Ｓ　ｃ１２８・・・スイッチ　　、Ａ１へＡ１
２８・・・前置増幅器Ｄ１〜Ｄ１２８・・・ダイオード　、Ｚ１〜Ｚ１２８・
・・ツェナーダイオード代理人弁理士　則近憲佑〈ほか１名）第１図第２図ＣＫ。第３図ＣＫ３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、被
検体を透過した放射線を検出し、その強度に応じた電荷
を発生する１次元もしくは２次元に配列された放射線電
気変換部と、これら各放射線電気変換部と並列に接続さ
れた第１コンデンサと、これら第１コンデンサと並列に
接続される第２コンデンサと、第１コンデンサと第２コ
ンデンサとの接続を制御する接続制御部と各第１コンデ
ンサの一端子と接続される電源と、各第１コンデンサの
各他端子に設けられ、順次閉じられるスイッチ部と、ス
イッチ部が閉じられたときに前記コンデンサに前記電源
より流れる電流を出力する出力端と、この出力端に生じ
る電流量をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、こ
のデジタル信号を表示する表示部とを備えたことを特徴
とするデジタルラジオグラフィ装置。
（２）放射線源の出力を第２コンデンサの接続と関連し
て増すように切り換えることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のデジタルラジオグラフィ装置。
（３）前記第２コンデンサの容量は第１コンデンサの容
量よりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のデジタルラジオグラフィ装置。
（４）前記接続制御部はダイオードとツェナーダイオー
ドとを並列に接続したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のデジタルラジオグラフィ装置。