專利名稱：高分辨率實時x射線圖像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如為了在癌癥的放射線治療時進行患部定位而對透過人體的X射線透視圖像實時且高精度地進行圖像檢測的高分辨率實時X射線圖像裝置。
背景技術(shù)：
例如，圖13為表示“治療圖像(Theraview)放射線治療用便攜式圖像系統(tǒng)”的以往的實時X射線圖像裝置的構(gòu)成圖，圖中，1-2為由透過人體射入的X射線發(fā)光的熒光板，2-4為對熒光板1-2的X射線透視圖像進行檢測的CCD攝像機(圖像檢測裝置)，3-1為將熒光板1-2的X射線透視圖像光學傳送到電視攝像機2-4的的透鏡(圖像傳送裝置)3-1。
以下說明以往裝置的動作。熒光板1-2以相應(yīng)于透過人體射入的X射線透過量的強度發(fā)光。熒光板1-2上出現(xiàn)的發(fā)光分布通過透鏡3-1傳送到CCD攝像機2-4，并由CCD攝像機2-4攝像且作為圖像數(shù)據(jù)加以檢測。
由于以往的實時X射線圖像裝置的上述構(gòu)成，如想提高實時X射線透視圖像的分辨率，則必須使熒光板變薄，但即使熒光板做得很薄，仍存在由于光沿橫向擴散而使圖像不鮮明的問題。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能獲得高分辨率實時X射線透視圖像、且實時X射線透視圖像的分辨率取決于圖像檢測裝置的分辨率的高分辨率實時X射線圖像裝置。
發(fā)明概況1.一種高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，包括X射線透過并發(fā)光的閃爍纖維塊，將該閃爍纖維塊發(fā)出的光作為圖像進行檢測的圖像檢測裝置，將圖像從上述閃爍纖維塊傳送到上述圖像檢測裝置的圖像傳送裝置，對上述圖像傳送裝置的輸出進行處理并輸出測定對象的X射線透視圖像信號的圖像處理裝置。
2.如技術(shù)方案1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像檢測裝置為多個，將閃爍纖維塊的不同位置發(fā)出的光作為圖像檢測，分別取得圖像數(shù)據(jù)。
3.如技術(shù)方案1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像檢測裝置在相對于閃爍纖維塊的光透過面沿水平-垂直方向移動的同時對閃爍纖維塊的不同位置發(fā)出的光作為圖像檢測，逐次取得圖像數(shù)據(jù)。
4.如技術(shù)方案1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像傳送裝置采用以光學方式將圖像傳送到圖像檢測裝置的透鏡。
5.如技術(shù)方案1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像傳送裝置采用由多根光學纖維組成的纖維束。
6.如技術(shù)方案5所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述纖維束具有柔性。
7.如技術(shù)方案5所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述纖維束的一端沿斜向切斷，圖像檢測裝置從橫向?qū)⑶袛嗝孢M入視野。
8.如技術(shù)方案5所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述纖維束的各終端沿相反方向斜向切斷，將一方的切斷面配置在閃爍纖維塊的的背面，使另一方的切斷面從橫向進入圖像檢測裝置的視野。
9.如技術(shù)方案1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，在所述閃爍纖維塊的背面與圖像傳送裝置之間設(shè)置有透過可見光的放射線屏蔽材料。
10.如技術(shù)方案1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，在所述圖像傳送裝置中采用圓錐狀的纖維光板(FOP)，并通過多個象素單位將圖像直接傳送到圖像檢測單元中。
11.如技術(shù)方案10所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，在所述閃爍纖維塊與圓錐狀FOP之間設(shè)置有透過可見光的放射線屏蔽材料。
12.如技術(shù)方案10所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像傳送裝置中具有放射線屏蔽功能。
13.如技術(shù)方案1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，通過使所述閃爍纖維塊與X射線、電子束、粒子束等光束軸垂直配置來測定光束的截面強度分布。
附圖簡單說明圖1為本發(fā)明實施形態(tài)1的高分辨率實時X射線圖像裝置的構(gòu)成圖；圖2為表示本發(fā)明實施形態(tài)2的構(gòu)成圖；圖3為表示本發(fā)明實施形態(tài)3的構(gòu)成圖；圖4為表示本發(fā)明實施形態(tài)4的構(gòu)成圖；圖5為本發(fā)明實施形態(tài)5的高分辨率實時X射線圖像裝置的縱剖面圖；
圖6為本發(fā)明實施形態(tài)6的高分辨率實時X射線圖像裝置的縱剖面圖；圖7為本發(fā)明實施形態(tài)7的高分辨率實時X射線圖像裝置的縱剖面圖；圖8為本發(fā)明實施形態(tài)8的高分辨率實時X射線圖像裝置的縱剖面圖；圖9為本發(fā)明實施形態(tài)9的高分辨率實時X射線圖像裝置的縱剖面圖；圖10為本發(fā)明實施形態(tài)10的高分辨率實時X射線圖像裝置的縱剖面圖；圖11為本發(fā)明實施形態(tài)11的高分辨率實時X射線圖像裝置的縱剖面圖；圖12為本發(fā)明實施形態(tài)12的高分辨率實時X射線圖像裝置的縱剖面圖；圖13為表示以往的高分辨率實時X射線圖像裝置的構(gòu)成圖。
實施本發(fā)明的最佳形態(tài)實施形態(tài)1以下根據(jù)


本發(fā)明的實施形態(tài)1。圖1為本發(fā)明實施形態(tài)1的高分辨率實時X射線圖像裝置的構(gòu)成圖。圖中，1為根據(jù)從圖像測定對象O透過的X射線的強度發(fā)光的閃爍纖維塊，該閃爍纖維塊1系通過將多個光學纖維鏡捆扎成其橫剖面為蜂窩結(jié)構(gòu)的板狀物。
2為用于將閃爍纖維塊1的發(fā)光強度分布作為X射線透過圖像進行攝像的例如帶有變焦鏡頭的CCD攝像機的圖像檢測裝置，3為用于將閃爍纖維塊1的圖像以光學方式引導(dǎo)到圖像檢測裝置2的透鏡等圖像傳送裝置，4為對從圖像檢測裝置2輸出的圖像信號進行處理后輸出圖像的圖像處理裝置。
下面說明本實施形態(tài)的動作。將人體等測定對象O設(shè)置在閃爍纖維塊1的上部，未圖示的放射線照射裝置向測定對象O照射透視能力高的X射線或其它放射線。閃爍纖維塊1相應(yīng)于透過X射線的強度而發(fā)光，根據(jù)該光產(chǎn)生的X射線透視圖像通過圖像傳送裝置3以光學方式引導(dǎo)到圖像檢測裝置2。
另外，由于閃爍纖維塊1在將多個光纖維鏡沿光的透過方向捆扎后按一定寬度切斷成蜂窩結(jié)構(gòu)，形成X射線透視圖像的光透過各光纖維鏡因沒有橫向擴散，故X射線透視圖像不會模糊。
圖像檢測裝置2在對由圖像傳送裝置3引導(dǎo)的X射線透視圖像進行攝像的同時，對構(gòu)成各圖像的象素的輝度進行檢測并將輝度信號傳送到圖像處理裝置4。圖像處理裝置4根據(jù)傳送的輝度信號對測定對象O的圖像進行重放并顯示在未圖示的監(jiān)控器上。
實施形態(tài)2實施形態(tài)1中描述了用1臺圖像檢測裝置2對由閃爍纖維塊1的發(fā)光產(chǎn)生的X射線透視圖像的輝度進行檢測的情況。在本實施形態(tài)中為進一步提高分辨率，設(shè)置有將透過圖像傳送裝置3的圖像分割為多個塊、在每個塊對X射線透視圖像進行攝像的同時進行輝度檢測的多個圖像檢測裝置，并在對這些圖像檢測裝置的每個檢測信號加以合成后進行圖像處理。
圖2為本發(fā)明實施形態(tài)2的高分辨率實時X射線圖像裝置的構(gòu)成圖。另外，圖中凡與圖1相同的符號表示相同或相當部分。圖中，2-1、2-2、2-3為多個圖像檢測裝置，這些圖像檢測裝置2-1、2-2、2-3通過對透過圖像傳送裝置3的圖像按各塊單位進行攝像，在對閃爍纖維塊1不同位置的圖像進行攝像的同時對輝度進行檢測。4-1為對來自圖像檢測裝置2-1、2-2、2-3的各輝度信號進行合成并向圖像處理裝置4-2輸出的圖像合成裝置。
下面說明本實施形態(tài)的動作。
在用一個圖像檢測裝置2對X射線透視圖像的整體進行攝像后將其放大而得到重放圖像的情況下，由于分辨率的關(guān)系，圖像不可避免地變?yōu)槟：?br> 在本實施形態(tài)中，是在預(yù)定的多個塊單位中對透過閃爍纖維塊1并顯示在圖像傳送裝置3上的X射線透視圖像用各圖像檢測裝置2-1、2-2、2-3分別攝像的同時對輝度進行檢測。其結(jié)果成為在對閃爍纖維塊1不同位置的圖像分別進行攝像的同時對輝度進行檢測。通過圖像合成裝置4-1對所檢測的各圖像檢測裝置2-1、2-2、2-3的輝度信號加以合成后送至圖像處理裝置4-2并在監(jiān)控器中重放測定對象的圖像。其結(jié)果，能提高X射線透視圖像的空間分辨率并得到高度精細的X射線透視圖像。
實施形態(tài)3另外，在上述實施形態(tài)1中，是將一臺圖像檢測裝置2固定的情況下對由閃爍纖維塊1的發(fā)光產(chǎn)生的X射線透視圖像進行攝像并進行輝度檢測。但是，為了簡化圖像檢測裝置的結(jié)構(gòu)來獲得高度精細的X射線透視圖像，使圖像檢測裝置相對于圖像傳送裝置3的光入射面沿縱-橫(X-Y)方向移動并對X射線透視圖像進行掃描。
圖3為本發(fā)明實施形態(tài)3的高分辨率實時X射線圖像裝置的構(gòu)成圖。另外，圖中凡與圖1相同的符號表示相同或相當部分。圖中，2A為本實施形態(tài)的圖像檢測裝置，該圖像檢測裝置2A通過未圖示的X-Y軸驅(qū)動裝置沿X-Y方向移動，對圖像傳送裝置3的光入射面上顯示的X射線透視圖像進行掃描。
采用這種結(jié)構(gòu)，由于圖像檢測裝置2A在通過驅(qū)動裝置6沿X-Y方向移動的同時對圖像傳送裝置3上顯示的X射線透視圖像進行掃描并對圖像逐次攝像，同時還對輝度進行檢測，故能提高X射線透視圖像的空間分辨率并獲得高度精細的圖像。
實施形態(tài)4另外，雖然在上述實施形態(tài)1中對通過圖像傳送裝置3以光反射方式將閃爍纖維塊1的發(fā)光引導(dǎo)到圖像檢測裝置2中的情況作了描述，而本實施形態(tài)的高分辨率實時X射線圖像裝置如圖4的結(jié)構(gòu)所示，將透鏡3-1作為圖像傳送裝置設(shè)置在閃爍纖維塊1的下方，而透過閃爍纖維塊1的X射線透視圖像則約90度方向彎曲，并在其90度方向上配置圖像檢測裝置2A。其結(jié)果，能防止由X射線和其它放射線引起的干擾進入圖像檢測裝置2，并能獲得清晰的圖像輸出。
實施形態(tài)5在上述實施形態(tài)1中對通過圖像傳送裝置3以光反射方式將閃爍纖維塊1的發(fā)光引導(dǎo)到圖像檢測裝置2中的情況作了描述。本實施形態(tài)的高分辨率實時X射線圖像裝置如圖5所示，將多個纖維鏡捆扎構(gòu)成的直線狀捆扎纖維3-2作為圖像傳送裝置連接到閃爍纖維塊1的下方，并在其端部下方配置圖像檢測裝置2A。
其結(jié)果，由于捆扎纖維3-2能對來自閃爍纖維塊1的X射線透視圖像作長距離傳送，能防止由X射線和其它放射線引起的干擾進入圖像檢測裝置2，并能獲得清晰的圖像輸出。
實施形態(tài)6另外，雖然在上述實施形態(tài)5中對通過直線狀捆扎纖維3-2傳送閃爍纖維塊1的X射線透視圖像的情況作了描述，而如圖6所示，是將在任意方向可自由彎曲的柔性捆扎纖維3-3作為圖像傳送裝置連接到閃爍纖維塊1上。
其結(jié)果，圖像檢測裝置2能在任意位置上對X射線透視圖像進行檢測，并能獲得清晰的圖像輸出。
實施形態(tài)7另外，雖然在上述實施形態(tài)5中對通過捆扎纖維3-2傳送閃爍纖維塊1的X射線透視圖像的情況作了描述，而如圖7所示，是將設(shè)置于閃爍纖維塊1下方的直線狀捆扎纖維3-4的端面沿斜向切斷，并使其斜面進入相對于捆扎纖維3-4直角方向設(shè)置的圖像檢測裝置2的視野中。其結(jié)果，由于圖像檢測裝置2能從捆扎纖維3-4的側(cè)面對X射線透視圖像進行檢測，能防止由X射線和其它放射線引起的干擾進入圖像檢測裝置2，并能獲得清晰的圖像輸出。
實施形態(tài)8另外，雖然在上述實施形態(tài)5中對通過捆扎纖維3-2傳送閃爍纖維塊1的X射線透視圖像的情況作了描述，而如圖8所示，是將捆扎纖維3-5的兩端面分別沿相反方向斜向切斷，將一方端面設(shè)置在閃爍纖維塊1的下方，而使另一方的端面位于圖像檢測裝置2的視野中。其結(jié)果，能通過調(diào)整捆扎纖維3-5的設(shè)置角度使端面與圖像檢測裝置2的視野對準。
而且，由于圖像檢測裝置2能從捆扎纖維3-5的側(cè)面檢測X射線透視圖像，故能防止由X射線和其它放射線引起的干擾進入圖像檢測裝置2，并能獲得清晰的圖像輸出。
實施形態(tài)9另外，在上述各實施形態(tài)1-8中，是在傳送圖像的場合，對成為圖像信號干擾的原因的X射線和其它放射線不進行屏蔽的情況下防止圖像檢測裝置2受到X射線和其它放射線引起的干擾。而如圖9所示，通過在透過測定對象物的X射線射入的閃爍纖維塊1的入射面上設(shè)置放射線屏蔽體5，能防止由X射線和其它放射線引起的干擾進入圖像檢測裝置2，并能獲得清晰的圖像輸出。
實施形態(tài)10另外，在上述實施形態(tài)2中對通過圖像傳送裝置3使閃爍纖維塊1的X射線透視圖像通過空間而以光學方式引導(dǎo)到圖像檢測裝置2并進行圖像檢測的情況作了描述。
本實施形態(tài)是在閃爍纖維塊1與構(gòu)成圖像檢測裝置的圖像檢測元件(CCD)之間用光纖直接連接，并通過該光纖將X射線透視圖像由閃爍纖維塊1傳送到圖像檢測元件中。
圖10為本實施形態(tài)的高分辨率實時X射線圖像裝置的構(gòu)成圖。圖中，1A為本實施形態(tài)的閃爍纖維塊，該閃爍纖維塊1A將閃爍纖維分成與圖像檢測元件6相應(yīng)數(shù)量單位的塊。3-6為圓錐狀纖維光學板(以下稱為光學板)，該光學板的前端形成為圓錐狀，在其前端由分成塊的閃爍纖維通過與前端連接的圖像屏蔽將X射線透視圖像傳送到對應(yīng)的圖像檢測元件6。4-3為將通過各圖像檢測元件6檢測的輝度信號進行合成后送到圖像處理裝置4-4中的圖像合成裝置。
以下說明本實施形態(tài)的動作。
將X射線透視圖像從閃爍纖維塊1A穿過光學板3-6傳送到對應(yīng)的圖像檢測元件6中。通過各圖像檢測元件6對該被傳送的X射線透視圖像進行攝像并同時檢測輝度。將這些輝度信號在圖像合成裝置4-3中進行合成后送到圖像處理裝置4-4并在X射線透視圖像處理后輸出到監(jiān)控器裝置。
其結(jié)果，能提高X射線透視圖像的空間分辨率并得到高度精細的圖像。
實施形態(tài)11另外，在上述實施形態(tài)10中對通過光學板3-6將閃爍纖維塊1的X射線透視圖像引導(dǎo)到圖像檢測元件并進行圖像檢測的情況作了描述。本實施形態(tài)如圖11所示，系在閃爍纖維塊1與光學板3-7之間設(shè)置使可見光透過的放射線屏蔽體5，對射入到閃爍纖維塊1中的X射線及電子束進行屏蔽。其結(jié)果，由于能將圖像檢測元件6設(shè)置在閃爍纖維塊1的正下方，故能使整個裝置緊湊化。
實施形態(tài)12另外，在上述實施形態(tài)10中對通過光學板3-7將閃爍纖維塊1的X射線透視圖像引導(dǎo)到圖像檢測元件6中并進行輝度檢測的情況作了描述。本實施形態(tài)如圖12所示，系用具有使可見光透過的放射線屏蔽功能的材料制成圓錐狀纖維光學板3-7，對射入到閃爍纖維塊1中的X射線及電子束進行屏蔽。
其結(jié)果，由于能將圖像檢測元件6設(shè)置在閃爍纖維塊1的正下方，故能使整個裝置緊湊化。
盡管在上述各實施形態(tài)中對醫(yī)療用高分辨率實時X射線圖像裝置的情況作了描述，但上述實施形態(tài)也適用于檢測印刷線路板的焊接疵點用的高分辨率實時X射線圖像裝置，或者通過將閃爍纖維塊與X射線、電子束、粒子束等光束軸垂直配置對光束的截面強度分布進行測定的高分辨率實時X射線圖像裝置，具有同樣效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性可得到一種既可提高實時X射線透視圖像的分辨率、又可由圖像檢測裝置的分辨率來決定X射線透視圖像分辨率的分辨率實時X射線圖像裝置。
權(quán)利要求
1.一種高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，包括X射線透過并發(fā)光的閃爍纖維塊，將所述閃爍纖維塊發(fā)出的光作為圖像進行檢測的圖像檢測裝置，將圖像從所述閃爍纖維塊傳送到所述圖像檢測裝置的圖像傳送裝置，對所述圖像傳送裝置的輸出進行處理并輸出測定對象的X射線透視圖像信號的圖像處理裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像檢測裝置為多個，將閃爍纖維塊的不同位置發(fā)出的光作為圖像檢測，分別取得圖像數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像檢測裝置在相對于閃爍纖維塊的光透過面沿水平-垂直方向移動的同時對閃爍纖維塊的不同位置發(fā)出的光作為圖像檢測，逐次取得圖像數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像傳送裝置采用以光學方式將圖像傳送到圖像檢測裝置的透鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像傳送裝置采用由多根光學纖維組成的纖維束。
6.如權(quán)利要求5所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述纖維束具有柔性。
7.如權(quán)利要求5所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述纖維束的一端沿斜向切斷，圖像檢測裝置從橫向?qū)⑶袛嗝孢M入視野。
8.如權(quán)利要求5所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述纖維束的各終端沿相反方向斜向切斷，將一方的切斷面配置在閃爍纖維塊的的背面，使另一方的切斷面從橫向進入圖像檢測裝置的視野。
9.如權(quán)利要求1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，在所述閃爍纖維塊的背面與圖像傳送裝置之間設(shè)置有透過可見光的放射線屏蔽材料。
10.如權(quán)利要求1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，在所述圖像傳送裝置中采用圓錐狀的纖維光板(FOP)，并通過多個象素單位將圖像直接傳送到圖像檢測單元中。
11.如權(quán)利要求10所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，在所述閃爍纖維塊與圓錐狀FOP之間設(shè)置有透過可見光的放射線屏蔽材料。
12.如權(quán)利要求10所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，所述圖像傳送裝置中具有放射線屏蔽功能。
13.如權(quán)利要求1所述的高分辨率實時X射線圖像裝置，其特征在于，通過使所述閃爍纖維塊與X射線、電子束、粒子束等光束軸垂直配置來測定光束的截面強度分布。
全文摘要
一種高分辨率實時X射線圖像裝置,其特征在于,包括:X射線透過并發(fā)光的閃爍纖維塊,將該閃爍纖維塊發(fā)出的光作為圖像進行檢測的圖像檢測裝置,將圖像從上述閃爍纖維塊傳送到上述圖像檢測裝置的圖像傳送裝置,對上述圖像傳送裝置的輸出進行處理并輸出測定對象的X射線透視圖像信號的圖像處理裝置。
文檔編號G01T1/20GK1257415SQ98805354
公開日2000年6月21日 申請日期1998年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月25日
發(fā)明者池上和律, 寺谷英作 申請人:三菱電機株式會社