專利名稱：X射線圖像診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有廣視野地檢出被檢者的透過(guò)X射線的X射線檢出器的X射線圖像診斷裝置，特別涉及可使X射線管和顯像系統(tǒng)追蹤生物信號(hào)的裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，X射線圖像診斷裝置使用可將X射線直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)的X射線平面檢出器(Flat Panel detector，以下稱FPD)作為檢出X射線的媒體。FPD是將半導(dǎo)體式的X射線檢出元件進(jìn)行二維排列而形成的。
從而，從X射線膠片、影像增強(qiáng)器等模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)變，X射線圖像診斷裝置正在不斷數(shù)字化。
該FPD的定位是作為替代X射線膠片的東西，所以采用廣視野的檢出器，使得一次攝影就能夠得到被檢者的腹部、胸部、大腿部等廣范圍的部位。
該廣視野的FPD，不僅用于上述廣視野區(qū)域，也用于窄視野區(qū)域的透視攝影，兼顧這些區(qū)域而得到X射線圖像。
作為其一例，有將對(duì)被檢者照射X射線的X射線管和使用了檢出透過(guò)了上述被檢者的X射線的FPD的攝像系統(tǒng)安裝在C臂支持器上的X射線透視攝影裝置。(例如，專利文獻(xiàn)1)專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2001-95790號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在上述專利文獻(xiàn)1記載的X射線透視攝影裝置中，上述C臂支持器進(jìn)行向與X射線管和攝像系統(tǒng)(FPD)正對(duì)時(shí)的X射線放射軸正交的方向移動(dòng)這樣的機(jī)械動(dòng)作。這樣的機(jī)械動(dòng)作不能追蹤心搏等生物信號(hào)。這樣，X射線管和顯像系統(tǒng)追蹤生物信號(hào)的內(nèi)容在上述專利文獻(xiàn)1記載的X射線透視攝影裝置中沒(méi)有考慮。
本發(fā)明的目的在于提供一種使X射線管和攝像系統(tǒng)成為能夠追蹤的X射線圖像診斷裝置。
用于解決課題的技術(shù)方案本發(fā)明的X射線圖像診斷裝置，具有X射線源(3)，對(duì)被檢者(2)照射X射線；X射線平面檢出器(5)，與該X射線源(3)對(duì)著配置，由檢出上述被檢者(2)的透過(guò)X射線的多個(gè)X射線檢出元件二維排列而成；X射線照射區(qū)域設(shè)定單元(15)，設(shè)定對(duì)上述被檢者(2)的X射線照射區(qū)域；X射線光闌單元(4)，配置在上述X射線源(3)的X射線照射側(cè)，將X射線限制在由上述X射線照射區(qū)域設(shè)定單元(15)設(shè)定了的X射線照射區(qū)域；X射線光闌操作單元(8)，設(shè)定上述X射線光闌單元(4)的預(yù)期位置；X射線光闌控制單元(9)，檢出上述X射線光闌單元(4)的現(xiàn)在位置，并且從該檢出了的現(xiàn)在位置向由上述X射線光闌操作單元(8)設(shè)定了的預(yù)期位置對(duì)上述X射線光闌單元(4)進(jìn)行移動(dòng)控制；和顯示單元(14)，將由上述X射線平面檢出器(5)檢出了的透過(guò)X射線作為X射線圖像來(lái)顯示，其特征在于，具有有效視野控制單元(10)，算出與上述X射線照射區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上述X射線平面檢出器(5)的有效視野區(qū)域；圖像處理單元(11)，將該算出了的有效視野區(qū)域與上述X射線平面檢出器(5)的檢出區(qū)域建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀出該建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系的上述X射線平面檢出器(5)的檢出區(qū)域上的透過(guò)X射線數(shù)據(jù)；和X射線控制單元(12)，基于該讀出了的透過(guò)X射線數(shù)據(jù)，對(duì)從上述X射線源(3)放射的X射線量進(jìn)行控制。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種使X射線管和攝像系統(tǒng)能夠追蹤的X射線圖像診斷裝置。


圖1是表示本發(fā)明的各實(shí)施方式中通用的X射線圖像診斷裝置的構(gòu)成的圖。
圖2是表示X射線平面檢出器的輸出圖像、有效視野圖像和將該圖像進(jìn)行了放大的例子的圖。
圖3是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式中的反饋信號(hào)算出方法的說(shuō)明圖。
圖4是說(shuō)明本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的動(dòng)作的流程圖。
圖5是本發(fā)明的第二種實(shí)施方式中的反饋信號(hào)算出方法的說(shuō)明圖。
圖6是說(shuō)明本發(fā)明的第二種實(shí)施方式的動(dòng)作的流程圖。
圖7是本發(fā)明的第三種實(shí)施方式中的反饋信號(hào)算出方法的說(shuō)明圖。
圖8是說(shuō)明本發(fā)明的第三種實(shí)施方式的動(dòng)作的流程圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明2…被檢者，3…X射線管，4…X射線可動(dòng)光闌裝置，5…X射線平面檢出器(FPD)，8…X射線光闌操作器，9…X射線光闌控制部，10…有效視野控制部，11…圖像處理部，12…X射線控制部，13…X射線高電壓裝置，14…顯示部，15…操作器，16、17、18…信號(hào)線具體實(shí)施方式
就本發(fā)明涉及的X射線圖像診斷裝置的優(yōu)選實(shí)施方式，利用附圖詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的X射線圖像診斷裝置的構(gòu)成的圖。
(配置方面)X射線可動(dòng)光闌裝置4配置在X射線管3的X射線照射方向。X射線管3和X射線可動(dòng)光闌裝置4，與X射線平面檢出器(FPD)5對(duì)著配置，將放置在臥鋪1上的被檢者2夾在中間。C臂支持器6在一端上安裝X射線管3和X射線可動(dòng)光闌裝置4，在另一端上安裝X射線平面檢出器5，通過(guò)伸縮臂Te支持在屋頂Ce上。
(配線方面)C臂控制部7與C臂支持器6和操作器15電連接。X射線光闌操作器8通過(guò)X射線光闌控制部9而與X射線可動(dòng)光闌裝置4電連接。有效視野控制部10通過(guò)信號(hào)線16而與X射線光闌控制部9電連接，通過(guò)信號(hào)線17而與圖像處理部11電連接。X射線控制部12通過(guò)信號(hào)線18，分別與圖像處理部11、X射線高電壓裝置13和操作器15電連接。顯示部14與有效視野控制部10和圖像處理部11電連接。
(功能)X射線管3產(chǎn)生對(duì)放置在臥鋪1上的被檢者2進(jìn)行照射的X射線。X射線可動(dòng)光闌裝置4對(duì)照射在被檢者2上的X射線的照射范圍進(jìn)行限制。X射線平面檢出器5與X射線管3和X射線可動(dòng)光闌裝置4對(duì)著配置，檢出被檢者2的透過(guò)X射線，并將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。C臂支持器6在一端上安裝X射線管3和X射線可動(dòng)光闌裝置4，在另一端上安裝X射線平面檢出器5，保持其對(duì)著配置關(guān)系而進(jìn)行支持。C臂控制部7控制C臂支持器6的位置，按被檢者2的診斷對(duì)象部位對(duì)X射線管3、X射線可動(dòng)光闌裝置4和X射線平面檢出器5進(jìn)行定位控制。X射線光闌操作器8設(shè)定X射線的照射范圍。X射線光闌控制部9輸入由X射線光闌操作器8設(shè)定了的X射線照射范圍，由X射線可動(dòng)光闌裝置4控制X射線照射范圍。具體地說(shuō)，X射線光闌控制部9檢出X射線可動(dòng)光闌裝置4的現(xiàn)在位置，并且進(jìn)行控制，使X射線可動(dòng)光闌裝置4從該被檢出的現(xiàn)在位置向由X射線光闌操作器8設(shè)定了的預(yù)期位置移動(dòng)。有效視野控制部10通過(guò)信號(hào)線16輸入來(lái)自X射線光闌控制部9的X射線光闌范圍的信號(hào)，求出X射線平面檢出器5的有效視野，并且將該有效視野和X射線平面檢出器5的檢出區(qū)域建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖像處理部11通過(guò)信號(hào)線17輸入來(lái)自X射線平面檢出器5的X射線檢出信號(hào)和來(lái)自有效視野控制部10的有效視野信號(hào)，施行需要的圖像處理，生成供診斷的X射線圖像數(shù)據(jù)。還有，圖像處理部11生成向X射線控制部12反饋的信號(hào)，并通過(guò)信號(hào)線18傳遞該生成的信號(hào)，使在顯示部14顯示的X射線圖像的亮度成為給定值。X射線控制部12根據(jù)來(lái)自有效視野控制部10的有效視野信號(hào)、來(lái)自圖像處理部11的反饋信號(hào)和用操作器15設(shè)定的X射線條件，生成對(duì)從X射線管3放射的X射線進(jìn)行控制的信號(hào)。X射線高電壓裝置13具有產(chǎn)生與來(lái)自X射線控制部12的控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的施加在X射線管3的陽(yáng)極和陰極間的直流高電壓(以下稱管電壓)，在給定時(shí)間期間(X射線照射時(shí)間)流出在上述X射線管3的陽(yáng)極和陰極間流過(guò)的電流(以下稱管電流)的功能。顯示部14將由圖像處理部11生成了的X射線圖像數(shù)據(jù)顯示控制成X射線圖像，并對(duì)它進(jìn)行顯示。操作器15設(shè)定檢查部位的設(shè)定、X射線條件的設(shè)定、上述C臂支持器6的位置信號(hào)的設(shè)定等各種控制信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行控制。
X射線可動(dòng)光闌裝置4構(gòu)成為在上下具有調(diào)整X射線照射區(qū)的以鉛為主要材料的一對(duì)限制葉片，該上下限制葉片配置成井字形狀，相互對(duì)著的一對(duì)限制葉片平行地對(duì)稱移動(dòng)。X射線可動(dòng)光闌裝置4借助該構(gòu)成，能夠利用可獨(dú)立移動(dòng)的X射線光闌，任意地設(shè)定X射線照射區(qū)。
這種構(gòu)成的X射線可動(dòng)光闌裝置4，使從X射線管3的焦點(diǎn)放射的X射線成線錐，調(diào)整其線錘的X射線照射區(qū)。
因而，X射線照射區(qū)由在X射線光闌控制部9生成的控制信號(hào)對(duì)上述X射線可動(dòng)光闌裝置4的限制葉片的位置進(jìn)行控制而得到調(diào)整。
上述X射線照射區(qū)具體在下面的工序中得到調(diào)整。操作者用X射線光闌操作器8設(shè)定照射區(qū)。設(shè)定了的照射區(qū)作為照射區(qū)設(shè)定信號(hào)被輸入到X射線光闌控制部9。X射線光闌控制部9生成X射線光闌葉片的位置控制信號(hào)，使X射線可動(dòng)光闌裝置4的限制葉片的位置成為上述設(shè)定了的照射區(qū)的位置。由X射線光闌控制部9生成的控制信號(hào)控制X射線可動(dòng)光闌裝置4的限制葉片的位置，設(shè)定X射線照射區(qū)。
X射線平面檢出器(FPD)5是將X射線圖像直接作為數(shù)字圖像進(jìn)行透視、攝影，從而實(shí)時(shí)得到數(shù)字圖像的半導(dǎo)體式數(shù)字X射線檢出器。
該X射線平面檢出器5根據(jù)X射線轉(zhuǎn)換方式，有間接轉(zhuǎn)換方式和直接轉(zhuǎn)換方式，本發(fā)明可適用于任何一種轉(zhuǎn)換方式，此處采用間接轉(zhuǎn)換方式。
該間接轉(zhuǎn)換方式的X射線平面檢出器5，由將透過(guò)了被檢者2的X射線轉(zhuǎn)換成光的閃爍器和將從該閃爍器輸出的光轉(zhuǎn)換成電荷的光電二極管(例如非晶硅型)構(gòu)成。光電二極管是經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)元件[例如，TFT(Thin Film Transistor)]讀出該電荷，得到X射線圖像數(shù)據(jù)的東西。還有，光電二極管有多個(gè)轉(zhuǎn)換成與透過(guò)了被檢者2的X射線量相應(yīng)的電信號(hào)的檢出部排成平面矩陣狀，上述X射線量成為由上述檢出部分別轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)的電圖像信號(hào)。
該電圖像信號(hào)由上述圖像處理部11讀出，進(jìn)而由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)，施行各種圖像處理，生成X射線圖像數(shù)據(jù)。
有效視野控制部10將由X射線可動(dòng)光闌裝置4設(shè)定了的X射線照射區(qū)作為有效視野。該有效視野與由X射線光闌控制部9生成的X射線光闌葉片的位置控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)，所以將該信號(hào)輸入到有效視野控制部10，換算成X射線平面檢出器的有效視野。
將該換算所得的有效視野和X射線平面檢出器5的排列成平面矩陣狀的X射線檢出元件(像素)的位置建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，將它輸出到圖像處理裝置11。
圖像處理裝置11根據(jù)由有效視野控制部10建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系的有效視野和X射線平面檢出器5的X射線檢出元件(像素)的位置關(guān)系信息，讀出上述有效視野的X射線檢出信號(hào)。將該讀出了的上述有效視野的X射線檢出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，進(jìn)而對(duì)該轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行X射線檢出器5的偏置(暗電流)補(bǔ)正和增益補(bǔ)正。該補(bǔ)正后的數(shù)據(jù)經(jīng)各種圖像處理，生成在顯示部14顯示的X射線圖像數(shù)據(jù)。然后，該X射線圖像數(shù)據(jù)根據(jù)需要被放大，對(duì)其進(jìn)行顯示控制，在顯示部14顯示X射線圖像。
還有，圖像處理裝置11算出向X射線控制部12反饋的反饋信號(hào)，該反饋信號(hào)使在顯示部14顯示的X射線透視圖像的亮度成為給定的亮度值。X射線控制部12根據(jù)上述算出的反饋信號(hào)生成X射線控制信號(hào)。X射線高電壓裝置13由X射線控制部12進(jìn)行控制，使與上述生成了的X射線控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的X射線從X射線管3放射。
第一種實(shí)施方式圖2是有效視野圖像和將該圖像進(jìn)行了放大的圖像。同圖(I)是X射線平面檢出器5的全視野的輸出圖像(a的圖像)。同圖(II)是將用X射線可動(dòng)光闌裝置4限制X射線照射區(qū)所得的有效視野區(qū)域用虛線框起來(lái)表示的圖像。另外，實(shí)際上，虛線外側(cè)的區(qū)域被X射線光闌葉片限制，X射線不照射在被檢者2上，為了使有效視野顯得清楚而將該有效視野用虛線框起來(lái)表示。同圖(III)是作為上述(II)的有效視野區(qū)域的有效圖像b、c、d、e，(IV)是將上述(III)的圖像進(jìn)行了放大的圖像b’、c’、d’、e’，是按bcde的順序縮小了有效視野的例子。
另外，從有效視野控制部10得到的有效視野信息，根據(jù)該信息，由上述圖像處理部11以與有效視野相對(duì)應(yīng)的放大率將上述有效視野圖像放大。
還有，b、c、d、e的有效視野，由操作者用X射線光闌操作器8進(jìn)行設(shè)定。
這樣盡可能地縮小X射線照射區(qū)，就能夠降低對(duì)被檢者2的受照X射線量。
接下來(lái)，用圖3說(shuō)明向X射線控制部12反饋的反饋信號(hào)的算出方法。
該圖3是到同圖(I)、同圖(II)、同圖(III)為止與圖2的同圖(I)、同圖(II)、同圖(III)相同，在將圖3(III)的圖像以給定的放大率進(jìn)行了放大的圖3(IV)的放大圖像b1、c1、d1、e1上，如圖所示用實(shí)線將用于算出上述反饋信號(hào)的區(qū)域框起來(lái)表示的圖。
圖3(IV)所示的反饋信號(hào)的算出區(qū)域設(shè)為，即使有效視野不同，也小于上述放大圖像區(qū)域的給定的區(qū)域，例如將有效視野的大約50％作為算出區(qū)域。
圖像處理部11利用來(lái)自有效視野控制部10的有效視野的大小信息，算出上述反饋信號(hào)算出區(qū)域，求出該算出區(qū)域中的像素的平均值。該像素的平均值與在上述顯示部14顯示的X射線圖像的亮度值相對(duì)應(yīng)。上述求出了的平均值被反饋到X射線控制部12。
然后，X射線控制部12生成在上述像素的平均值小于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，使X射線量增多，反之在上述平均值大于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，使X射線量減少的X射線控制信號(hào)，從上述X射線管3放射與該生成了的控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的X射線。
上述生成了的X射線控制信號(hào)是與作為X射線條件的管電壓、管電流和X射線曝射時(shí)間之中至少任意一個(gè)相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。
如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的第一種實(shí)施方式所涉及的X射線圖像診斷裝置如下所示進(jìn)行動(dòng)作，用圖4的流程圖說(shuō)明該動(dòng)作。
(1)操作者用操作器15設(shè)定檢查部位、X射線透視條件等檢查條件(步驟S1)。
(2)操作者用X射線光闌操作器8設(shè)定X射線照射區(qū)后，該信息被輸入到X射線光闌控制部9(步驟S2)。
X射線光闌控制部9生成X射線可動(dòng)光闌裝置4的X射線光闌葉片的位置控制信號(hào)，該位置控制信號(hào)用于使之成為上述設(shè)定的照射區(qū)，由該生成了的控制信號(hào)控制X射線可動(dòng)光闌裝置4。
(3)X射線光闌控制部9將與用X射線可動(dòng)光闌裝置4設(shè)定的X射線照射區(qū)相對(duì)應(yīng)的有效視野區(qū)域信息輸出給有效視野控制部10，由該有效視野控制部10建立有效視野區(qū)域和X射線平面檢出器5的X射線檢出區(qū)域的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將它輸出給圖像處理部11(步驟S3)。
(4)X射線管3放射與由操作器15設(shè)定的X射線條件相對(duì)應(yīng)的X射線。X射線平面檢出器5檢出透過(guò)了被檢者2的X射線圖像數(shù)據(jù)。圖像處理部11讀入與上述有效視野區(qū)域相對(duì)應(yīng)的X射線檢出區(qū)域的X射線圖像數(shù)據(jù)(步驟S4)。
(5)圖像處理部11將上述讀入了的有效視野區(qū)域中的X射線圖像放大(步驟S5)。
(6)圖像處理部11設(shè)定用于將X射線控制在上述放大了的X射線圖像區(qū)域的反饋信號(hào)算出區(qū)域(步驟S6)。
(7)圖像處理部11算出上述設(shè)定了的算出區(qū)域中的像素的平均值(步驟S7)。
(8)X射線控制部12將由圖像處理部11算出了的平均像素值反饋給X射線控制部12。X射線控制部12進(jìn)而在上述反饋之際，在上述像素的平均值小于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，生成X射線控制信號(hào)，使X射線量增多。X射線控制部12在反之上述平均值大于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，生成減少X射線量的X射線控制信號(hào)(步驟S8)。
(9)X射線控制部12用與上述生成了的X射線控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的X射線進(jìn)行X射線透視。顯示部14顯示進(jìn)行上述X射線透視而得到的透視圖像(步驟S9)。
這樣，本發(fā)明的第一種實(shí)施方式是將X射線平面檢出器的有效視野圖像放大，在該放大圖像區(qū)域設(shè)定給定的區(qū)域，將該區(qū)域的像素的平均值反饋給X射線控制部，對(duì)X射線進(jìn)行控制。
從而，即使上述有效視野因移動(dòng)而減小，也會(huì)以與該視野相對(duì)應(yīng)的X射線條件控制X射線。因此，在檢查部位對(duì)作為攝像系統(tǒng)的X射線平面檢出器5進(jìn)行定位后，不需要使該X射線平面檢出器5移動(dòng)，即使X射線平面檢出器為廣視野，也能夠使窄視野區(qū)域的X射線圖像成為高畫(huà)質(zhì)的圖像。
另外，用于補(bǔ)正X射線控制信號(hào)的反饋信號(hào)算出區(qū)域構(gòu)成為可按照檢查部位、診斷目的或操作者的指示任意變更即可，從而，能夠使操作者預(yù)期的診斷目的的窄視野區(qū)域的X射線圖像成為高畫(huà)質(zhì)的圖像。還有，在此是根據(jù)放大區(qū)域進(jìn)行運(yùn)算，但是也可以用基于放大前的區(qū)域的值進(jìn)行反饋。
(第二種實(shí)施方式)在上述第一種實(shí)施方式中，如圖3(III)所示，如果有效視野bcde地減小的話，在顯示畫(huà)面上是相同的面積，而在被檢者2上，上述反饋信號(hào)的算出區(qū)域變得太小。對(duì)于此種算出區(qū)域，可以考慮有因在該算出區(qū)域存在的骨頭、肺區(qū)的微小的有無(wú)而X射線吸收率發(fā)生很大的變化，從而得不到穩(wěn)定的X射線透視圖像的情況。
這是因?yàn)槿绻鲜鏊愠鰠^(qū)域減小的話，因骨頭、肺區(qū)進(jìn)入而像素值的平均值發(fā)生很大的變動(dòng)。
對(duì)此，本發(fā)明的第二種實(shí)施方式是使反饋信號(hào)的算出區(qū)域?qū)?yīng)于有效視野的大小而可變的方式，用圖5對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。
圖5(I)是X射線平面檢出器5的全視野的輸出圖像(a的圖像)。圖5(II)是將用X射線可動(dòng)光闌裝置4限制X射線照射區(qū)所得的有效視野區(qū)域用虛線框起來(lái)表示的圖像。圖5(III)是作為上述(II)的有效視野區(qū)域的有效圖像b、c、d、e。圖5(IV)是將圖5(III)的圖像放大，將該放大圖像的50％的區(qū)域用實(shí)線框起來(lái)的圖像b1、c1、d1、e1。圖5(V)是對(duì)圖5(IV)的放大圖像按照其放大率增大反饋信號(hào)的算出區(qū)域，將該算出區(qū)域用實(shí)線框起來(lái)的b2、c2、d2、e2的圖像，是按bcde的順序縮小了有效視野的例子。
即，上述反饋信號(hào)的算出區(qū)域?yàn)?1)在b的圖像的場(chǎng)合，將有效視野放大(b1的圖像)，將該放大了的圖像的50％作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域(b2的用實(shí)線框起來(lái)的區(qū)域)。
(2)在c的圖像的場(chǎng)合，將有效視野放大(c1的圖像)，將該放大了的圖像的60％作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域(c2的用實(shí)線框起來(lái)的區(qū)域)。
(3)在d的圖像的場(chǎng)合，將有效視野放大(d1的圖像)，將該放大了的圖像的70％作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域(d2的用實(shí)線框起來(lái)的區(qū)域)。
(4)在e的圖像的場(chǎng)合，將有效視野放大(e1的圖像)，將該放大了的圖像的80％作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域(e2的用實(shí)線框起來(lái)的區(qū)域)。
(5)然后，在有效視野極小時(shí)，也可以把將該有效視野放大所得的圖像的100％作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域。
這樣，本發(fā)明所涉及的第二種實(shí)施方式是隨著有效視野減小，使反饋信號(hào)算出區(qū)域相對(duì)于有效視野的比例增加的方式。對(duì)于上述反饋信號(hào)算出區(qū)域，例如，預(yù)先將有效視野和根據(jù)該有效視野的放大率及該放大圖像來(lái)算出上述反饋信號(hào)的區(qū)域的比例的關(guān)系進(jìn)行表格化。與由有效視野控制部10求出的有效視野相對(duì)應(yīng)的圖像以上述進(jìn)行了表格化的有效視野的放大率進(jìn)行放大。該放大了的圖像區(qū)域乘以上述進(jìn)行了表格化的反饋信號(hào)算出區(qū)域的比例，求出該反饋信號(hào)算出區(qū)域?；蛘叻答佇盘?hào)算出區(qū)域也可以通過(guò)將上述有效視野、根據(jù)該有效視野的放大率及該放大圖像來(lái)算出上述反饋信號(hào)的區(qū)域的比例作為變量進(jìn)行程序化，從而算出。
上述反饋信號(hào)算出區(qū)域相對(duì)于有效視野的比例取為從臨床經(jīng)驗(yàn)而言具有合理性的值。它因檢查部位而不同，所以在參照上述進(jìn)行了表格化的數(shù)據(jù)求出時(shí)，或是由程序求出時(shí)，都要考慮上述檢查部位來(lái)設(shè)定。
圖像處理部11利用來(lái)自有效視野控制部10的有效視野的大小信息，算出上述反饋信號(hào)算出區(qū)域。圖像處理部11進(jìn)而求出該算出了的反饋信號(hào)算出區(qū)域中的像素的平均值。該像素的平均值與在上述顯示部14顯示的X射線圖像的亮度值相對(duì)應(yīng)。圖像處理部11將該求出了的平均值反饋到X射線控制部12。
然后，X射線控制部12在上述像素的平均值小于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，生成X射線控制信號(hào)，使X射線量增多，從上述X射線管3放射與該生成的控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的X射線。X射線控制部12反之在上述平均值大于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，生成減少X射線量的X射線控制信號(hào)，從上述X射線管3放射與該生成的控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的X射線。
上述生成了的X射線控制信號(hào)是與作為X射線條件的管電壓、管電流和X射線曝射時(shí)間之中至少任意一個(gè)相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。
如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的第二種實(shí)施方式所涉及的X射線圖像診斷裝置如下所述進(jìn)行動(dòng)作，用圖6的流程圖說(shuō)明該動(dòng)作。
(1)從操作者用操作器15設(shè)定檢查部位、X射線透視條件等檢查條件(步驟S11)，到將有效視野區(qū)域中的X射線圖像放大(步驟S15)為止的處理與上述第一種實(shí)施方式相同，所以省略其說(shuō)明。
(2)圖像處理部11在由步驟S15放大了的X射線圖像區(qū)域設(shè)定反饋信號(hào)算出區(qū)域(步驟S16)。該反饋信號(hào)算出區(qū)域與上述有效視野的大小相對(duì)應(yīng)地以給定的比例增大來(lái)設(shè)定，使它隨著有效視野減小而成為大的區(qū)域。
(3)圖像處理部11算出上述設(shè)定了的算出區(qū)域中的像素的平均值(步驟S17)。
(4)圖像處理部11將上述算出了的平均像素值反饋給X射線控制部12。X射線控制部12在上述像素的平均值小于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，生成X射線控制信號(hào)，使X射線量增多。X射線控制部12反之在上述平均值大于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，生成減少X射線量的X射線控制信號(hào)。(步驟S18)。
(5)操作器15用與上述生成了的X射線控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的X射線進(jìn)行X射線透視，將該透視圖像顯示在顯示部14(步驟S19)。
根據(jù)上述第二種實(shí)施方式，把反饋信號(hào)算出區(qū)域設(shè)為隨著有效視野減小而增加上述反饋信號(hào)算出區(qū)域相對(duì)于有效視野的比例。因該控制，消除了有效視野越窄，X射線的曝光量越低，在對(duì)廣度不同的有效視野的圖像兼顧攝影時(shí)，每個(gè)圖像的曝光量不同的情況。
另外，用于補(bǔ)正X射線控制信號(hào)的反饋信號(hào)算出區(qū)域相對(duì)于有效視野的比例，不限于上述圖5的情況，而是也可以任意設(shè)定。
還有，可以與檢查部位、診斷目的或操作者的指示相對(duì)應(yīng)地任意地變更。
(第三種實(shí)施方式)在上述第二種實(shí)施方式中，即使有效視野設(shè)定得極小，將把該有效視野放大了的圖像的100％作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域，有時(shí)在上述算出區(qū)域的局部也會(huì)存在骨頭等。此時(shí)，應(yīng)該考慮因?yàn)楣穷^的X射線吸收率大，所以上述算出區(qū)域中的像素值的平均值變動(dòng)很大，上述反饋信號(hào)變得太大，而不能進(jìn)行穩(wěn)定的X射線控制的情況。
這是因?yàn)?，例如有時(shí)在插入導(dǎo)管，反復(fù)進(jìn)行X射線透視和攝影后，通過(guò)藥劑投入等而只顯示導(dǎo)管的前端，以期降低被檢者的受照。此時(shí)，因?yàn)樵诒粰z者上對(duì)2～3cm程度的區(qū)域進(jìn)行圖像化，所以因?qū)Ч堋?dǎo)線的存在而使像素的平均值受到很大的影響。
圖7是將有效視野設(shè)定得極小時(shí)的本發(fā)明的第三種實(shí)施方式所涉及的反饋信號(hào)算出的說(shuō)明圖。
該圖7是表示在有效視野的大小變化的過(guò)程中的圖像和彼時(shí)的X射線條件的圖，有效視野的大小按efghik變化，有時(shí)在h處會(huì)變成極小的有效視野的大小。此時(shí)，在該視野大小h處不算出反饋信號(hào)，因而維持在該視野大小h前面的g的視野大小下的X射線條件Xg，在該X射線條件下進(jìn)行X射線透視。
然后，在視野被放大，變成了j的大小時(shí)，再開(kāi)始反饋信號(hào)的算出，到k的視野的大小，繼續(xù)反饋信號(hào)的算出，在用該算出了的反饋信號(hào)生成的X射線條件下進(jìn)行X射線透視。
如此，對(duì)有效視野的大小設(shè)置是否為算出反饋信號(hào)的視野的大小的閾值，即有效視野的大小的閾值，當(dāng)有效視野的大小為該大小以下時(shí)，不算出反饋信號(hào)。取而代之，用與大于上述視野大小的上述有效視野的大小的閾值最接近的視野大小的X射線條件進(jìn)行X射線透視，在變成了超過(guò)上述閾值的視野大小的時(shí)點(diǎn)，再開(kāi)始反饋信號(hào)的算出。
上述圖7中，使上述有效視野的大小的閾值為g的視野大小時(shí)，X射線條件如下。
(1)e的情況是將上述圖5的b的有效視野放大，將該放大了的圖像的50％的區(qū)域作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域時(shí)的情況，用按該算出區(qū)域算出的反饋信號(hào)進(jìn)行了補(bǔ)正的X射線條件為Xe。
(2)f的情況是將上述圖5的c的有效視野放大，將該放大了的圖像的60％的區(qū)域作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域時(shí)的情況，用按該算出區(qū)域算出的反饋信號(hào)進(jìn)行了補(bǔ)正的X射線條件為Xf。
(3)g的情況是將上述圖5的d的有效視野放大，將該放大了的圖像的70％的區(qū)域作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域時(shí)的情況，用按該算出區(qū)域算出的反饋信號(hào)進(jìn)行了補(bǔ)正的X射線條件為Xg。
(4)h的情況是將上述圖5的e的有效視野放大，將該放大了的圖像的80％的區(qū)域作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域時(shí)的情況，但是此時(shí)的有效視野的大小為上述有效視野的大小的閾值以下。因此，不算出反饋信號(hào)，而維持與上述(3)的g的X射線條件相同的Xg。
(6)j的情況是將有效視野比上述(4)的h更加放大，將該放大了的圖像的70％的區(qū)域作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域時(shí)的情況，有效視野的大小為閾值以上。因此，再開(kāi)始反饋信號(hào)的算出，用按該算出區(qū)域算出的反饋信號(hào)進(jìn)行了補(bǔ)正的X射線條件為Xj。
(7)該情況是將有效視野比上述(5)的j更加放大，將該放大了的圖像的60％的區(qū)域作為反饋信號(hào)的算出區(qū)域時(shí)的情況，用按該算出區(qū)域算出的反饋信號(hào)進(jìn)行了補(bǔ)正的X射線條件為Xk。
如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的第二種實(shí)施方式所涉及的X射線圖像診斷裝置如下所述進(jìn)行動(dòng)作，用圖8的流程圖說(shuō)明該動(dòng)作。
(1)從操作者用操作器15設(shè)定檢查部位、X射線透視條件等檢查條件(步驟S21)，到將有效視野區(qū)域中的X射線圖像放大(步驟S25)為止的處理與上述第一種實(shí)施方式相同，所以省略其說(shuō)明。
(2)判斷上述有效視野的大小(有效視野區(qū)域)是否與預(yù)先存儲(chǔ)在上述圖像處理部11的存儲(chǔ)部中的有效視野的大小的閾值為同等以上(步驟S26)。當(dāng)上述有效視野的大小和上述有效視野的大小的閾值為同等以上時(shí)，進(jìn)入步驟S27，另一方面，當(dāng)上述有效視野的大小為上述有效視野的大小的閾值以下時(shí)，進(jìn)入步驟S30，執(zhí)行各自對(duì)應(yīng)的處理。
(3)當(dāng)上述有效視野的大小與上述有效視野的大小的閾值為同等以上時(shí)，在上述放大了的X射線圖像區(qū)域設(shè)定反饋信號(hào)算出區(qū)域(步驟S27)。
(4)圖像處理部11算出上述設(shè)定了的算出區(qū)域中的像素的平均值(步驟S28)。
(5)圖像處理部11將上述算出了的平均像素值反饋給X射線控制部12。X射線控制部12在上述像素的平均值小于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，生成X射線控制信號(hào)，使X射線量增多。X射線控制部12在反之上述平均值大于預(yù)先設(shè)定的給定值時(shí)，生成減少X射線量的X射線控制信號(hào)。(步驟S29)。
(6)當(dāng)上述設(shè)定了的有效視野的大小為上述有效視野的大小的閾值以下時(shí)，將與上述有效視野的大小的閾值最接近的存儲(chǔ)在上述X射線控制部12的存儲(chǔ)部中的有效視野的大小的X射線條件從上述存儲(chǔ)部讀出。X射線控制部12根據(jù)該讀出了的X射線條件生成X射線控制信號(hào)。(步驟S30)。
(7)X射線控制部12用與上述生成了的X射線控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的X射線進(jìn)行X射線透視。顯示部14顯示該X射線透視所得的透視圖像(步驟S31)。
如此，在本發(fā)明的第三種實(shí)施方式中，圖像處理部11設(shè)置有效視野的大小的閾值，對(duì)該閾值和設(shè)定了的有效視野的大小進(jìn)行比較。圖像處理部11進(jìn)而當(dāng)上述有效視野的大小與上述閾值為同等以上時(shí)，算出反饋信號(hào)，根據(jù)該算出了的反饋信號(hào)生成X射線控制信號(hào)，控制透視X射線。當(dāng)上述有效視野的大小為上述閾值以下時(shí)，即有效視野的大小極小時(shí)，不算出反饋信號(hào)，用與上述閾值最接近的有效視野大小下的X射線條件控制透視X射線。因?yàn)樵O(shè)為如此進(jìn)行控制，所以即使在上述反饋信號(hào)算出區(qū)域存在X射線吸收率高的骨頭、導(dǎo)管、導(dǎo)線等時(shí)，也能夠不受其影響，而進(jìn)行穩(wěn)定的X射線控制。從而能夠得到高畫(huà)質(zhì)的X射線透視圖像。
另外，用于補(bǔ)正X射線控制信號(hào)的反饋信號(hào)算出區(qū)域相對(duì)于有效視野的比例，不限于上述圖7，而是也可以任意設(shè)定。
還有，可以與檢查部位、診斷目的或操作者的指示相對(duì)應(yīng)地任意地變更。
還有，設(shè)想不改變X射線平面檢出器(5)的有效視野的大小，而用X射線可動(dòng)光闌裝置4使上述有效視野的位置移動(dòng)的情況。此時(shí)，需要從偏離了決定緊接該有效視野位置的移動(dòng)之前的X射線條件時(shí)的有效視野的時(shí)點(diǎn)開(kāi)始，以反饋算出區(qū)域?yàn)?00％，算出反饋信號(hào)。
此時(shí)也是有效視野控制部10從X射線光闌控制部9得到反饋信號(hào)算出所需要的信息，由圖像處理部11算出反饋信號(hào)。
根據(jù)本實(shí)施方式，按檢查部位對(duì)X射線平面檢出器進(jìn)行定位后，不使該檢出器機(jī)械性地移動(dòng)，用X射線光闌單元設(shè)定X射線照射區(qū)域，求出與該區(qū)域相對(duì)應(yīng)的最佳的X射線條件，對(duì)X射線進(jìn)行控制。因?yàn)槿绱税l(fā)揮作用，所以能夠用廣視野的X射線平面檢出器從廣視野區(qū)域到窄視野區(qū)域獲得穩(wěn)定的高畫(huà)質(zhì)的X射線透視圖像。
權(quán)利要求
1.一種X射線圖像診斷裝置，具有X射線源(3)，對(duì)被檢者(2)照射X射線；X射線平面檢出器(5)，與該X射線源(3)對(duì)著配置，由檢出上述被檢者(2)的透過(guò)X射線的多個(gè)X射線檢出元件二維排列而成；X射線照射區(qū)域設(shè)定單元(15)，設(shè)定對(duì)上述被檢者(2)的X射線照射區(qū)域；X射線光闌單元(4)，配置在上述X射線源(3)的X射線照射側(cè)，將X射線限制在由上述X射線照射區(qū)域設(shè)定單元(15)設(shè)定了的X射線照射區(qū)域；X射線光闌操作單元(8)，設(shè)定上述X射線光闌單元(4)的預(yù)期位置；X射線光闌控制單元(9)，檢出上述X射線光闌單元(4)的現(xiàn)在位置，并且從該檢出了的現(xiàn)在位置向由上述X射線光闌操作單元(8)設(shè)定了的預(yù)期位置對(duì)上述X射線光闌單元(4)進(jìn)行移動(dòng)控制；和顯示單元(14)，將由上述X射線平面檢出器(5)檢出了的透過(guò)X射線作為X射線圖像來(lái)顯示，其特征在于，具有有效視野控制單元(10)，算出與上述X射線照射區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上述X射線平面檢出器(5)的有效視野區(qū)域；圖像處理單元(11)，將該算出了的有效視野區(qū)域與上述X射線平面檢出器(5)的檢出區(qū)域建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀出該建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系的上述X射線平面檢出器(5)的檢出區(qū)域上的透過(guò)X射線數(shù)據(jù)；和X射線控制單元(12)，基于該讀出了的透過(guò)X射線數(shù)據(jù)，對(duì)從上述X射線源(3)放射的X射線量進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，上述有效視野控制單元(10)根據(jù)表示由上述X射線光闌控制單元(9)檢出了的上述X射線光闌單元(4)的現(xiàn)在位置的信號(hào)(16)，算出向到上述圖像處理單元(11)的信號(hào)(17)反饋的量，上述圖像處理單元(11)把該算出了的反饋量向X射線控制單元(12)以信號(hào)(18)傳遞，上述X射線控制單元(12)基于該傳遞來(lái)的信號(hào)(18)，對(duì)從上述X射線源(3)放射的X射線量進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，上述有效視野控制單元(10)根據(jù)由上述X射線光闌設(shè)定單元(8)設(shè)定了的上述X射線光闌單元(4)的預(yù)期位置，算出向到上述圖像處理單元(11)的信號(hào)(17)反饋的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，上述反饋量是預(yù)先將有效視野和根據(jù)該有效視野的放大率及該放大圖像來(lái)算出上述反饋信號(hào)的區(qū)域的比例的關(guān)系進(jìn)行表格化來(lái)算出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，上述反饋量是將有效視野、根據(jù)該有效視野的放大率及該放大圖像來(lái)算出上述反饋信號(hào)的區(qū)域的比例作為變量進(jìn)行程序化來(lái)算出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，上述有效視野控制單元(10)將在由上述X射線光闌操作單元(8)檢出了的上述X射線光闌單元(4)的預(yù)期位置，由上述X射線平面檢出器(5)檢出了的透過(guò)X射線傳遞給上述圖像處理單元(11)，上述圖像處理單元(11)將該傳遞來(lái)的透過(guò)X射線作為X射線圖像，對(duì)該X射線圖像進(jìn)行放大處理，上述X射線控制單元(12)基于該放大處理所得的X射線圖像數(shù)據(jù)，對(duì)從上述X射線源(3)放射的X射線量進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，上述X射線照射區(qū)域設(shè)定單元(15)設(shè)定上述有效視野區(qū)域的大小的閾值，上述圖像處理單元(11)將該設(shè)定了的閾值和由上述有效視野控制單元(10)算出了的上述X射線平面檢出器(5)的有效視野區(qū)域的大小進(jìn)行比較，上述X射線控制單元(12)基于該比較所得的結(jié)果，對(duì)從上述X射線源(3)放射的X射線量進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，上述X射線控制單元(12)，在上述比較所得的結(jié)果大于等于上述閾值時(shí)，基于由上述圖像處理單元(11)讀出了的X射線圖像數(shù)據(jù)，對(duì)從上述X射線源(3)放射的X射線量進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，上述X射線控制單元(12)，在上述比較所得的結(jié)果小于上述閾值時(shí)，基于與預(yù)先由上述X射線平面檢出器(5)檢出了的上述閾值近似的X射線圖像數(shù)據(jù)，對(duì)從上述X射線源(3)放射的X射線量進(jìn)行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求2～5的任何一項(xiàng)所述的X射線圖像診斷裝置，其特征在于，向到上述圖像處理單元(11)的信號(hào)(17)反饋的量是在由上述有效視野控制單元(10)算出了的有效視野的區(qū)域中存在的各像素的平均值。
全文摘要
本發(fā)明的X射線圖像診斷裝置，具有X射線源(3)、X射線平面檢出器(5)、X射線照射區(qū)域設(shè)定單元(15)、X射線光闌單元(4)、X射線光闌操作單元(8)、X射線光闌控制單元(9)和顯示單元(14)，還具有有效視野控制單元(10)，算出與上述X射線照射區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上述X射線平面檢出器(5)的有效視野區(qū)域；圖像處理單元(11)，將該算出了的有效視野區(qū)域與上述X射線平面檢出器(5)的檢出區(qū)域建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀出該建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系的上述X射線平面檢出器(5)的檢出區(qū)域上的透過(guò)X射線數(shù)據(jù)；和X射線控制單元(12)，基于該讀出了的透過(guò)X射線數(shù)據(jù)，對(duì)從上述X射線源(3)放射的X射線量進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)A61B6/00GK1951331SQ20061013612
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月17日
發(fā)明者池田重之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)藥