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JP2000261724A - X線装置及び撮影条件設定方法 - Google Patents

X線装置及び撮影条件設定方法

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Publication number
JP2000261724A
JP2000261724A JP11064050A JP6405099A JP2000261724A JP 2000261724 A JP2000261724 A JP 2000261724A JP 11064050 A JP11064050 A JP 11064050A JP 6405099 A JP6405099 A JP 6405099A JP 2000261724 A JP2000261724 A JP 2000261724A
Authority
JP
Japan
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ray
imaging
fluoroscopy
time
ray energy
Prior art date
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Application number
JP11064050A
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English (en)
Inventor
Takayuki Ishikawa
貴之 石川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体に対しテスト曝射を行うことなく、ま
た、透視制御の方法に依存することなく撮影条件を求め
て設定する。 【解決手段】 X線制御装置8の撮影条件算出部10
が、透視時における透視条件(管電圧、管電流、パルス
幅等)から所定の演算式に基づいて撮影条件を算出す
る。演算により撮影条件を算出するようになっているた
め、撮影前に行うテスト曝射を不要とすることができ、
被検体に対する被曝低減を図ることができる。また、そ
の装置が、透視時に連続透視を行う装置であっても、或
いは透視時にパルス透視を行う装置であっても、いずれ
にも対応して撮影条件を求めることができる。言い換え
れば、装置が採用する透視方法に依存することなく撮影
条件を求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばX線診断装
置やX線CT装置等のX線を用いて被写体の撮像を行う
装置に設けて好適なX線装置に関し、特に所定の演算に
より透視条件から撮影条件を算出することで、撮影条件
を求めるためのテスト曝射を不要とすると共に、その装
置が採用する透視方法に依存することなく撮影条件を設
定することを可能としたX線装置及び撮影条件設定方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、X線診断装置では、被検体の診断
に最適なX線画像を得ることができるように主に管電
圧、管電流及びパルス幅からなる撮影条件を予め設定し
て撮影を行う。この撮影条件の設定方法としては、撮影
前にテスト曝射を行い、このテスト曝射結果に基づいて
撮影条件を設定する方法と、撮影前の透視時に用いた透
視条件の管電圧を用いて撮影条件を設定する方法(F−
ATR)とが知られている。
【0003】前記テスト曝射により撮影条件を設定する
場合は、実際に被検体の撮影を行う前に、徐々にX線量
を多くしながら被検体に対して試験的にX線を数発曝射
し(テスト曝射)、このテスト曝射結果に基づいて最適
な撮影条件を求めるようになっている。
【0004】また、透視時の管電圧を用いて行う撮影条
件の設定は、透視時に、弱いX線を連続的に曝射して透
視を行う連続透視機能を有するX線診断装置において行
われる。すなわち、このような連続透視機能を有するX
線診断装置では、透視時における管電圧の変化と被写体
厚の変化とが1対1に対応するため、透視時の管電圧か
ら撮影時における撮影状態を推定することができる。こ
のため、この透視時の管電圧に対応するように撮影条件
を設定することで、撮影時において最適なX線画像を得
ることが可能となる。なお、この場合、撮影条件のうち
パルス幅は、最終的にABC機能によりX線曝射時に制
御されるため、最大値が設定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、テスト曝射に
より撮影条件を設定する方法は、撮影条件を設定する際
にテスト曝射を行う必要があるため、診断に必要のない
X線を被検体に対して曝射することとなり、被検体の被
曝低減の観点から問題がある。
【0006】また、透視時の管電圧を用いて撮影条件を
設定する方法は、連続透視機能を有するX線診断装置に
おいてはじめて可能となる。このため、全ての装置に対
して簡単に適用することはできない(透視の制御方法に
依存する)問題がある。
【0007】すなわち、連続透視を行う場合は、管電圧
が被検体の増加に対して連続的に変化するため、管電圧
の変化と被検体の厚さの変化とを1:1に対応付けする
ことが可能であり、このために、透視の管電圧のみを条
件にして、撮影の条件を決定することが可能になる。
【0008】ここで、近年のX線診断装置の中には、透
視時において、管電圧を一定にして管電流とパルス幅を
制御するX線診断装置や、管電圧、管電流及びパルス幅
の全ての条件を連続的に変化させる制御を行うX線診断
装置も存在する。これらX線診断装置では、透視時にお
ける管電圧の変化と被写体厚の変化とが1:1に対応し
ていないために(管電圧、管電流、パルス幅が複雑に変
化するために)、透視管電圧に基づいて撮影条件を設定
することはできない。また、パルス幅や管電流のみを条
件にしても同様な理由で、撮影条件を設定することがで
きない。
【0009】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、被検体に対してテスト曝射を行うことなく、
また、透視制御の方法に依存することなく撮影条件を設
定することができるようなX線装置及び撮影条件設定方
法の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係るX線装置は
上述の課題を解決するための手段として、被写体に対し
てX線を曝射するX線発生手段と、前記X線発生手段か
ら被写体に対してX線が曝射されることで形成されたX
線像を検出するX線検出手段と、透視時には線量の少な
いX線を被写体に対して曝射するように前記X線発生手
段を制御し、撮影時には、前記透視時よりも線量の多い
X線を被写体に対して曝射するように前記X線発生手段
を制御する曝射制御手段と、前記透視時において被写体
に曝射されたX線のX線エネルギーを検出する透視X線
エネルギー検出手段とを有する。
【0011】また、これら各手段と共に、前記透視X線
エネルギー検出手段により検出された透視時のX線エネ
ルギーに基づいて、撮影時に必要なX線エネルギーを算
出する撮影X線エネルギー算出手段と、前記撮影X線エ
ネルギー算出手段により算出された撮影時に必要なX線
エネルギーに対応する撮影条件を設定する撮影条件設定
手段と、前記撮影条件設定手段により設定された撮影条
件で被写体の撮影制御を行う撮影制御手段とを有する。
【0012】また、本発明に係る撮影条件設定方法は、
上述の課題を解決するための手段として、透視時におい
て被写体に曝射されたX線のX線エネルギーを検出する
ステップと、前記ステップにより検出された透視時のX
線エネルギーに基づいて、撮影時に必要なX線エネルギ
ーを算出するステップと、前記ステップで算出された撮
影時に必要なX線エネルギーに基づいて撮影条件を検出
して設定するステップとを有する。
【0013】このような本発明に係るX線装置及び撮影
条件設定方法は、透視時のX線エネルギーに基づいて、
撮影時に必要なX線エネルギーを算出し、この算出され
た撮影時に必要なX線エネルギーとなるように撮影条件
の設定を行う。
【0014】これにより、透視時のX線エネルギーに基
づいて撮影時の撮影条件を求めることができるため、撮
影前に被写体に対して行うテスト曝射を不要とすること
ができる。また、透視方法が連続透視方法である場合で
も、パルス透視方法である場合でも、その透視時のX線
エネルギーに基づいて撮影時の撮影条件を求めることが
できるため、透視の制御方法に依存することなく撮影条
件を設定することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明のX線装置及び撮影
条件設定方法の好ましい実施の形態について図面を参照
しながら詳細に説明する。
【0016】〔実施の形態の全体的な構成〕本発明に係
るX線装置及び撮影条件設定方法は、図1に示すような
X線診断装置に適用することができる。この本発明の実
施の形態となるX線診断装置は、例えばCの字形状を有
するアームの両端部に、それぞれ相対向するように配置
されたX線管とI.I.−TV系とを有している。
【0017】具体的には、寝台1に載置された被検体に
対してX線を曝射するX線管2と、X線管2から曝射さ
れたX線の線質調整用のX線フィルタ3と、X線管2か
らのX線がX線フィルタ3を介して被検体に曝射される
ことで形成されたX線像を光学像に変換するイメージ・
インテンシファイヤ4(I.I.)と、I.I.4の後
段に設けられたフォトマルチプライヤ5と、I.I.4
により光学像に変換されたX線像を取り込んで電気的な
画像信号としてテレビジョンモニタ7(TVモニタ)に
供給するテレビジョンカメラ6(TVカメラ)と、当該
X線装置全体を制御するX線制御装置8を有している。
【0018】X線制御装置8は、被検体に対して線量の
少ないX線を曝射して粗いX線像を得る「透視」におけ
る透視条件を設定するABC制御部9(ABC:自動輝
度調整)と、透視時にABC制御部9により設定された
透視条件に基づいて、撮影時における撮影条件を算出し
て設定する撮影条件算出部10とを有している。
【0019】〔実施の形態の全体的な動作〕このような
X線診断装置は、X線制御装置8により指示された条件
でX線管2から透視のためのX線曝射が行われる。X線
管2から曝射されたX線は、X線フィルタ4を介して線
質調整され被検体に曝射される。これにより、X線像が
形成される。このX線像は、I.I.4とTVカメラ6
により視覚可能な画像に変換されTVモニタ7に供給さ
れる。これにより、透視時に曝射された線量の少ないX
線により形成された粗いX線像がTVモニタ7に表示さ
れることとなる。
【0020】X線制御装置8のABC制御部9は、I.
I.4の後段に設けられたフォトマルチプライヤ5から
の信号、又はTVカメラ6からの画像信号に基づいて、
TVモニタ7の表示画像の明るさが一定となるように、
透視条件を変更してX線管2を再び曝射駆動するフィー
ルドバック制御を行う。これにより、被検体の厚み(被
写体厚)に応じて、TVモニタ7の表示画像の明るさが
常に一定になるように制御されることとなる。
【0021】〔撮影条件の設定動作〕ここで、X線制御
装置8には撮影条件算出部10が設けられているのであ
るが、この撮影条件算出部10は、前述の「透視」が終
了すると、そのときにABC制御部9で設定されていた
透視条件(管電圧、管電流、パルス幅等)、I.I.4
の視野サイズを記録すると共に、ABC制御部9の自動
輝度調整に用いられたフォトマルチプライヤ5の出力、
又はTVカメラ6からの画像信号等を記録する。そし
て、これら各情報に基づいて以下に説明する「透視X線
エネルギー」、「線量比」、「撮影X線エネルギー」を
算出し、これら各演算結果に基づいて撮影時の撮影条件
を設定する。
【0022】(透視X線エネルギーの算出動作)すなわ
ち、撮影条件算出部10は「透視」が終了すると、ま
ず、透視時におけるX線エネルギーの算出を行う。具体
的には、透視条件と被写体厚を1:1に結び付ける為
に、以下の数式(a)に基づいて透視時のX線エネルギ
ーを算出する。
【0023】 透視X線エネルギー=1mAs当たりのエネルギー関数
(φ:kV)×透視時の管電流(mA)×透視時のパル
ス幅(msec)×I.I.4の入射線量補正パラメー
タ(kV)×ABC補正パラメータ・・・(a) この数式(a)を用いることで、そのX線装置に適用さ
れている透視制御方法が、「連続透視」或いは所定間隔
のパルスにより間欠的に透視を行う「パルス透視」のい
ずれの場合でも透視時の透視X線エネルギーを算出する
ことができる。なお、「連続透視」の場合は、パルス幅
として装置の制御に応じた固定値を与えればよい。ま
た、ABC補正パラメータは、上述のように透視の条件
がシステムの制限を受け上限に達した場合に、ABC制
御に使用しているフォトマルチプライア3のデータ又は
TVカメラ1の画像レベル情報を使用して設定されるパ
ラメータである。
【0024】ここで、1mAs当たりのエネルギー関数
φ(kV)と管電圧(kV)は、図2に示すように非線
型の関係にある。また、このカーブは、使用する線質調
整用のX線フィルタ4の種類や厚さにより異なる。ま
た、X線フィルタ3により線質制御が可能な装置では、
この関数φをX線フィルタ3の線質分用意することで対
応が可能になる。1mAs当たりのエネルギー関数φ
(kV)は、管電圧の関数、又はテーブルとして使用す
ることができる。
【0025】例えば、エネルギー関数φを管電圧の4次
関数とすると、エネルギー関数φは以下の数式(b)に
より算出される。
【0026】φ(kV)=A×(管電圧)4+B×(管電
圧)3+C×(管電圧)2+d×管電圧+e・・・・(b) なお、この数式(b)中、A,B,C,d,eは、それ
ぞれ4次関数の係数を示す。
【0027】(線量比の算出動作)次に、撮影条件算出
部10は、透視時における前記ABC制御の際のI.
I.4への入射線量に基づいて、透視X線エネルギーと
撮影に必要なX線エネルギーとの線量比を、以下の数式
(c)を用いて算出する。例えば、透視時における前記
ABC制御の際のI.I.4の入射線量をFX(R/m
in)、撮影時の入射線量をRX(R/min)とする
と、線量比は、 線量比=RX/FX・・・・(c) となる。
【0028】(入射線量補正パラメータの推定動作)次
に、撮影条件算出部10は、I.I.4の入射線量補正
パラメータの推定を行う。すなわち、ABC制御を行う
と、TVモニタ7の明るさは一定に保つことができる
が、これに対してI.I.4への入射線量は、使用可能
な全ての管電圧の範囲で一定にならない。このため、撮
影条件算出部10は、I.I.4の入射線量補正パラメ
ータを算出し、このパラメータにより、管電圧に応じて
変化するI.I.4の特性を補正する。なお、この入射
線量補正パラメータとしては、予め管電圧に対応する入
射線量補正パラメータを検出してテーブル化し、実際の
推定時にこのテーブルから入射線量補正パラメータを読
み出して用いてもよいし、又は入射線量補正パラメータ
の算出式を数式化し、実際の推定時にこの算出式に基づ
いて入射線量補正パラメータを算出してもよい。いずれ
の場合も、より精度の高いパラメータの推定が可能とな
る。
【0029】(撮影X線エネルギーの算出動作)次に、
撮影条件算出部10は、以上算出或いは推定した「透過
X線エネルギー」、「線量比」及び「入射線量補正パラ
メータ」を用い、以下の数式(d)に基づいて撮影X線
エネルギーを算出する。
【0030】撮影X線エネルギー=透過X線エネルギー
×線量比×入射線量補正パラメータ・・・・(d) (撮影条件の算出動作)次に撮影条件算出部10は、前
記算出した「撮影X線エネルギー」に基づいて撮影条件
の算出を行う。
【0031】撮影条件を管電圧、管電流及びパルス幅か
らなると仮定すると、前記撮影X線エネルギーは以下の
数式(e)に示すように、 撮影X線エネルギー=φ×管電流×パルス幅×入射線量
補正パラメータ・・・(e) となる(φは1mAs当たりのエネルギー関数)。
【0032】撮影条件算出部10は、この数式(e)に
基づいて撮影条件を決定するのであるが、その際、「管
電流」は、使用できる最大の条件として設定し、また、
「パルス幅」は所定の固定値に設定する。
【0033】また、「管電圧」は、目標管電圧範囲を例
えば60kV〜80kVとし、このうち最低の管電圧で
ある60kVより小さくなる場合は、管電流を最大値か
ら徐々に下げていく。そして、管電流が最低値(この例
の場合60kV)になった場合は、目標管電圧範囲を例
えば50kV〜60kVに下げ、この中から管電圧を決
定する。これら各条件は、撮影条件制御用データとして
予め登録しておき、実際の撮影条件の算出時に該登録し
た撮影条件制御用データの中から最適なデータを選択す
るようにしてもよい。或いは、ユーザが所望の条件を入
力するようにしてもよい。
【0034】X線制御装置8は、このようにして撮影条
件テーブルから検出された撮影条件に基づいてX線管2
等を駆動制御して実際の撮影を行う。
【0035】(撮影条件テーブル)次に、以上は、演算
により撮影条件を算出する例であったが、これは、図3
に示すような撮影条件テーブルを設け、この撮影条件テ
ーブルから該当する撮影条件を読み出して設定するよう
にしてもよい。すなわち、この図3に示す撮影条件テー
ブルには、一例として管電圧毎の「1mAs当たりのエ
ネルギー関数φ」、「管電流」、「透視のパルス幅」、
「I.I.4の入射線量補正パラメータ」、「撮影のX
線エネルギー」が撮影条件として記憶されている。
【0036】このような撮影条件テーブルが設けられて
いる場合において、例えば透視条件である「管電圧」、
「管電流」及び「パルス幅」が、それぞれ「95(k
V)」、「50(mA)」、「4(msec)」であ
り、この透視条件によるX線エネルギーが「13148
38600」で、線量比が「6」と算出された場合、
I.I.4の管電圧補正パラメータが「1.0」であっ
たとすると、必要な撮影X線エネルギーは前記数式
(d)により 透視から推定される撮影X線エネルギー=789031
600 となる。
【0037】この算出された撮影X線エネルギーと、図
3に示す撮影条件テーブルとを照らし合わせてみると、
図3中斜線で示すように、前記「789031600」
の撮影X線エネルギーに一番近いX線エネルギーとなる
「76(kV)」、「630(mA)」、「4(mse
c)」の「管電圧」、「管電流」、「パルス幅」を撮影
条件として求めることができる。X線制御装置8は、こ
のようにして撮影条件テーブルから検出された撮影条件
に基づいてX線管2等を駆動制御して実際の撮影を行
う。
【0038】〔実施の形態の効果〕以上の説明から明ら
かなように当該実施の形態のX線診断装置は、透視時に
おける透視条件から所定の演算式に基づいて撮影条件の
算出を行う。このため、そのX線診断装置が、透視時に
連続透視を行う装置であっても、或いは透視時にパルス
透視を行う装置であっても、いずれにも対応して撮影条
件を求めることができる。言い換えれば、X線診断装置
が採用する透視方法に依存することなく撮影条件を求め
ることができる。
【0039】また、透視時における透視条件から所定の
演算式に基づいて撮影条件の算出するようになっている
ため、撮影前に行うテスト曝射を不要とすることがで
き、被検体に対する被曝低減を図ることができ、当該X
線診断装置の安全性の向上を図ることができる。
【0040】なお、上述の実施の形態は本発明の一例で
ある。このため、本発明はこの実施の形態に限定される
ことはない。例えば、上述の実施の形態の説明では、X
線検出手段としてI.I.−TV系を用いることとした
が、これは、入射されたX線を光に変換すると共に、こ
の光を電荷に変換してX線像に対応する撮像信号を形成
する複数の半導体素子(X線検出素子)を2次元的に配
列して構成したX線平面検出器を用いてもよい。また、
本発明をX線診断装置に適用することとしたが、本発明
は、この他、X線CT装置等のようにX線を用いてX線
像を撮像する装置であればどのような装置にも適用可能
である。そして、これら以外であっても、本発明に係る
技術的思想を逸脱しない範囲であれば設計等に応じて種
々の変更が可能であることは勿論である。
【0041】
【発明の効果】本発明に係るX線装置及び撮影条件設定
方法は、透視時のX線エネルギーに基づいて撮影時の撮
影条件を求めることができるため、撮影前に被写体に対
して行うテスト曝射を不要とすることができる。また、
透視方法が連続透視方法である場合でも、パルス透視方
法である場合でも、その透視時のX線エネルギーに基づ
いて撮影時の撮影条件を求めることができるため、透視
の制御方法に依存することなく撮影条件を設定すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るX線装置及び撮影条件設定方法を
適用した実施の形態のX線診断装置のブロック図であ
る。
【図2】1mAs当たりのエネルギー関数φと、管電圧
kVとの関係を示す特性図である。
【図3】前記実施の形態のX線診断装置により算出され
た撮影X線エネルギーに対応して求められる撮影条件を
説明するための図である。
【符号の説明】
1…寝台、2…X線管、3…X線フィルタ、4…イメー
ジインテンシファイア(I.I.)、5…フォトマルチ
プライア、6…TVカメラ、7…TVモニタ、8…X線
制御装置、9…ABC制御部、10…撮影条件算出部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体に対してX線を曝射するX線発生
    手段と、 前記X線発生手段から被写体に対してX線が曝射される
    ことで形成されたX線像を検出するX線検出手段と、 透視時には線量の少ないX線を被写体に対して曝射する
    ように前記X線発生手段を制御し、撮影時には、前記透
    視時よりも線量の多いX線を被写体に対して曝射するよ
    うに前記X線発生手段を制御する曝射制御手段と、 前記透視時において被写体に曝射されたX線のX線エネ
    ルギーを検出する透視X線エネルギー検出手段と、 前記透視X線エネルギー検出手段により検出された透視
    時のX線エネルギーに基づいて、撮影時に必要なX線エ
    ネルギーを算出する撮影X線エネルギー算出手段と、 前記撮影X線エネルギー算出手段により算出された撮影
    時に必要なX線エネルギーに対応する撮影条件を設定す
    る撮影条件設定手段と、 前記撮影条件設定手段により設定された撮影条件で被写
    体の撮影制御を行う撮影制御手段とを有することを特徴
    とするX線装置。
  2. 【請求項2】 前記撮影条件設定手段は、前記撮影条件
    として前記X線発生手段の、少なくともX線発生電圧、
    X線発生電流、X線発生手段を駆動する駆動パルスのパ
    ルス幅を設定することを特徴とする請求項1記載のX線
    装置。
  3. 【請求項3】 透視時におけるX線像が一定の輝度を有
    するように、透視時における透視条件を調整する透視条
    件調整手段を有し、 前記撮影X線エネルギー算出手段は、前記透視条件調整
    手段で調整された透視条件を考慮して撮影時に必要なX
    線エネルギーを算出することを特徴とする請求項1又は
    請求項2記載のX線装置。
  4. 【請求項4】 前記撮影条件設定手段は、前記撮影X線
    エネルギー算出手段により算出された撮影時に必要なX
    線エネルギーから所定の演算式に基づいて撮影条件を算
    出して設定し、或いは撮影時に必要なX線エネルギーに
    対応する撮影条件が複数記憶された撮影条件テーブルを
    有し、前記撮影X線エネルギー算出手段により算出され
    た撮影時に必要なX線エネルギーに対応する撮影条件を
    前記撮影条件テーブルから読み出して設定することを特
    徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項記載
    のX線装置。
  5. 【請求項5】 透視時において被写体に曝射されたX線
    のX線エネルギーを検出するステップと、 前記ステップにより検出された透視時のX線エネルギー
    に基づいて、撮影時に必要なX線エネルギーを算出する
    ステップと、 前記ステップで算出された撮影時に必要なX線エネルギ
    ーに基づいて撮影条件を検出して設定するステップとを
    有することを特徴とする撮影条件設定方法。
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