| 【発明の名称】 |
Ｘ線透視撮影装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】谷口 正
【住所又は居所】東京都千代田区内神田一丁目１番１４号 株式会社日立メディコ内
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| 【要約】 |
【課題】Ｘ線透視撮影時にシェーディング補正法を用いてリアルタイムで自動的にハレーションを補正する。
【解決手段】Ｘ線源と、該Ｘ線源からのＸ線を被写体に照射してその被写体を透過したＸ線透視像を撮影して画像を得るＸ線透視撮影手段と、該Ｘ線透視撮影手段の出力をディジタル信号に変換し、該データを処理して画像を構成する画像構成手段と、該画像構成手段の出力画像を表示する表示手段とを有するＸ線透視撮影装置において、Ｘ線透視撮影時に画像の中のハレーション部分をリアルタイムで検出する手段と、該検出されたハレーション部分をシェーディング補正法を用いてリアルタイムで補正する手段を具備することを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、該Ｘ線源からのＸ線を被写体に照射してその被写体を透過したＸ線透視像を撮影して画像を得るＸ線透視撮影手段と、該Ｘ線透視撮影手段の出力をディジタル信号に変換し、該データを処理して画像を構成する画像構成手段と、該画像構成手段の出力画像を表示する表示手段とを有するＸ線透視撮影装置において、Ｘ線透視撮影時に画像の中のハレーション部分をリアルタイムで検出する手段と、該検出されたハレーション部分をシェーディング補正法を用いてリアルタイムで補正する手段を具備することを特徴とするＸ線透視撮影装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
Ｘ線による一般的なＸ線透視撮影装置に係わり、特に、ディジタルラジオグラフィ装置等を有するＸ線透視撮影装置において、Ｘ線透視撮影時に画像の中のハレーション部分をリアルタイムで検出し、該検出されたハレーション部分をシェーディング補正法を用いてリアルタイムで補正する（自動的に補正する）技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の診断画像を得るＸ線透視撮影装置は、Ｘ線を被写体に照射し、その被写体を透過（通過）したＸ線が被写体厚と密度に比例して減弱され、Ｘ線画像となってイメージインテンシファイア（以下、Ｉ．Ｉ．と略称する）、平面Ｘ線検出器などに結像される。
しかしながら、被検者の体の外側を通過したＸ線は減弱されることなくＩ．Ｉ．や平面Ｘ線検出器に届くためハレーションとなって結像され、その周辺の被写体を透過したＸ線による診断上価値のある被検者のＸ線画像の部分にかかり、不鮮明となる。このようなハレーションを起こしたＸ線画像で診断すると、そのハレーションを原因とする虚像が出現したり、重要な患部を見落とす可能性がある。
従来は、このハレーションをＸ線透視像から操作者が判断してＸ線管球の前にアルミニウム（Ａｌ）などで作られＸ線減弱用の板状のフィルターを挿入したり、下肢などのあらかじめハレーションの発生が予想される部位のＸ線透視撮影においては、被写体の足の間に水袋などを入れて押さえて検査を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来技術では、手間がかかり能率よく検査を行うことが困難であった。
また、被写体の予期されていない動きに対応できず、本来の有効な画像情報のある部分も隠れてしまうという問題があった。
本発明の目的は、Ｘ線透視撮影時にシェーディング補正法を用いてリアルタイムで自動的にハレーションを補正することが可能な技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明の概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
本発明は、Ｘ線源と、該Ｘ線源からのＸ線を被写体に照射してその被写体を透過したＸ線透視像を撮影して画像を得るＸ線透視撮影手段と、該Ｘ線透視撮影手段の出力をディジタル信号に変換し、該データを処理して画像を構成する画像構成手段と、該画像構成手段の出力画像を表示する表示手段とを有するＸ線透視撮影装置において、Ｘ線透視撮影時に画像の中のハレーション部分をリアルタイムで検出する手段と、該検出されたハレーション部分をシェーディング補正法を用いてリアルタイムで補正する手段（もしくは自動的に補正する手段）を具備することを特徴とする。
【０００５】
また、前記検出されたハレーション部分をシェーディング補正法を用いてリアルタイムで補正する手段（もしくは自動的に補正する手段）は、Ｘ線透視時に画像の中のハレーション部分を補償フィルターメモリを用いて減弱補正する手段を有することを特徴とする。
【０００６】
また、前記補償フィルターメモリを用いて減弱補正する手段は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）カメラから出力される画像データ（画素データ）と補償フィルターメモリからの補償フィルターデータとを掛け合わせる剰算手段からなることを特徴とする。
【０００７】
例えば、関心領域内の適正輝度をしきい値“１００”としてそれを越える輝度の部分（ハレーション部分）を補償フィルターメモリにフィードバックして“０．５”として書き込む。その書き込まれたデータを補償フィルターメモリから読み出して、ＣＣＤカメラから出力される画像データの画素データ（ピクセル）の輝度データａ（＝１００）と補償フィルターデータｂ（＝０．５）とを掛け合わせると、補償データ（ａ×ｂ＝１００×０．５＝５０）が得られる。
【０００８】
また、前記補償フィルターメモリを用いて減弱補正する手段は、ＣＣＤカメラから出力される画像データ（画素データ）と補償フィルターメモリからの補償フィルターデータをそれぞれ対数（ｌｏｇ）変換して加算する加算手段を有することを特徴とする。
【０００９】
例えば、前記補償データａ×ｂは対数（ｌｏｇ）変換すると、ｌｏｇ（ａ×ｂ）＝ｌｏｇａ＋ｌｏｇｂで表わされる。この式を利用して、関心領域内の適正輝度をしきい値“１”としてそれを越える輝度の部分を補償フィルターメモリにフィードバックして“０．５”として書き込む。その書き込まれたデータを補償フィルターメモリから読み出して、ＣＣＤカメラから出力される画像データの画素データ（ピクセル）の輝度データａと補償フィルターデータｂをそれぞれ対数（ｌｏｇ）変換して加算する。
【００１０】
前記本願発明の手段によれば、Ｘ線透視撮影時にハレーション部分をシェーディング補正法を用いてリアルタイムで補正して（もしくは自動的に補正して）Ｘ線透視撮影するので、簡単な構成で能率よく検査を行うことができる。また、被検者の動きにも対応でき、均一性のよい安定した画質を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、本発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１のＸ線透視撮影装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、１はＸ線管球、２は被写体、３はＩ．Ｉ．、４はＣＣＤカメラ（Ａ／Ｄ変換手段、画像再構成手段を含む）、５はオリジナル画像メモリ、６はイメージ（ｉｍａｇｅ）アドレスカウンタ、７はしきい値比較器、８はハレーション補償フィルター用メモリ（以下、補償フィルター用メモリと称する）、９は剰算器、１０は出力データ変換テーブルメモリ（Ｄ／Ａ変換手段）、１１は画像メモリ、１２は表示装置である。
【００１３】
本実施例１のＸ線透視撮影装置は、図１に示すように、Ｘ線管球１、Ｉ．Ｉ．３、ＣＣＤカメラ４、オリジナル画像メモリ５、イメージアドレスカウンタ６、しきい値比較器７、補償フィルター用メモリ８、剰算器９、出力データ変換テーブルメモリ１０、画像メモリ（一時記憶メモリ）１１、及び表示装置１２を備えている。
【００１４】
前記Ｉ．Ｉ．３は、前記Ｘ線管球１から被写体２にＸ線が照射され、その被写体２を透過したＸ線透視像を増倍しＸ線画像として結像させるものである。このＸ線画像はＣＣＤカメラ４で撮影される。このＣＣＤカメラ４で撮影された画像はデジタルデータに変換されており、オリジナル画像として出力される。前記オリジナル画像メモリ５は、前記デジタルデータに変換されたオリジナル画像を格納して置くためのメモリである。
【００１５】
前記イメージ（ｉｍａｇｅ）アドレスカウンタ６は、ＣＣＤカメラ４から出力されるデジタルデータの画素（ピクセル）をカウントしてイメージアドレスとするものである。このイメージアドレスは、画像データのイメージ書き込みアドレスとイメージ読み出しアドレスとして用いられる。すなわち、前記補償フィルター用メモリ８にオリジナル画像データを書き込んでいくためのアドレス、及び前記補償フィルター用メモリ８から画像データを読み出していくためのアドレス、並びに前記画像メモリ（一時記憶メモリ）１１にＸ線画像を書き込んでいくためのアドレス、及び前記画像メモリ（一時記憶メモリ）１１から画像データを読み出していくためのアドレスの両者を同期させて指示するためのものである。
【００１６】
前記しきい値比較器７は、オリジナル画像メモリ５に記録されている画像を読み出して、各画素の輝度のゲインがしきい値以下であるかを検出するためのものである。例えば、あらかじめ検査部位以外の視野範囲にゲイン１以下の減弱用の値であるかを検出するものである。
【００１７】
補償フィルター用メモリ８は、検査前にはあらかじめ検査部位以外の視野範囲に輝度が所定のゲイン、例えばゲイン１以下の減弱用の値が入ったデータを格納しておくためのものである。すなわち、被写体の検査部位の視野範囲には所定のゲイン、例えばゲイン１にあたる画像データを均一に格納しておく。
【００１８】
前記剰算器９は、前記ＣＣＤカメラ４で撮影されたオリジナル画像をデジタルデータ画像データと補償フィルター用メモリ８から読み出され補償フィルターデータとを剰算（掛算）して（シェーディング補正法）ハレーション部分を補償するものである。
【００１９】
前記出力データ変換テーブルメモリ１０は、剰算器９の出力データをＸ線画像に変換し、前記画像メモリ（一時記憶メモリ）１１に入力する。前記画像メモリ１１に一時蓄積された前記ハレーション部分を補償したＸ線画像は、前記画像メモリ１１から読み出されて表示画像に構成され、表示装置１２に表示される構成になっている。
【００２０】
次に、本実施例１のＸ線透視撮影装置の動作について説明する。
本実施例１のＸ線透視撮影装置において、図１に示すように、前記Ｘ線管球１から被写体２にＸ線が照射され、その被写体２を透過したＸ線透視像がＩ．Ｉ．３上にＸ線画像として結像させる。この結像させたＸ線画像は前記ＣＣＤカメラ４により撮影される。この撮影された画像はデジタルデータに変換されており、前記オリジナル画像メモリ５に記憶される。前記オリジナル画像メモリ５から読み出されたＸ線画像データ（画素データ）は、前記しきい値比較器７により各画素の輝度のゲインがしきい値以下であるかを検出する。これは、例えば、あらかじめ検査部位以外の視野範囲にゲイン１以下の減弱用の値であるかを検出する。
【００２１】
一方、前記Ｘ線撮影画像データ（画素データ）及び前記しきい値比較器７の出力は、前記イメージアドレスカウンタ６のアドレスで補償フィルター用メモリ８に書き込まれる。
前記補償フィルター用メモリ８に記憶されている補償フィルターデータ（情報）を読み出して前記剰算器９に入力し、一方、前記ＣＣＤカメラ４から出力画像データを前記剰算器９に入力する。前記剰算器９では、前記両者のデータを剰算して（シェーディング補正法）ハレーション部分を補償した画像データを出力する。その出力は出力データ変換テーブルメモリ１０でＸ線画像に変換され、前記画像メモリ（一時記憶メモリ）１１に入力される。前記画像メモリ１１から前記ハレーション部分をシェーディング補正法で補償した画像データが読み出され、表示装置１２で表示画像に構成されて表示される。
【００２２】
本実施例１によれば、補償フィルター用メモリ８上には検査部位以外の視野範囲に所定ゲイン、例えばゲイン１以下の減弱用の値が入ったデータを格納しているため、対象部位の範囲（関心領域）外は減弱補正が行われＸ線画像のハレーションを防止することができる。
すなわち、アドレスの示す補償フィルター用メモリ８上の画素（ピクセル）の補正値を変化させることでリアルタイムに補償フィルターの有効範囲を動かすことができる。これにより、Ｘ線透視撮影検査時にリアルタイムでハレーションを防止した撮影を行うことができる。
【００２３】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２のＸ線透視撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施例２のＸ線透視撮影装置は、前記本実施例１の剰算器を加算器で行うようにしたものである。
【００２４】
本実施例２のＸ線透視撮影装置は、図２に示すように、Ｘ線管球１、Ｉ．Ｉ．３、ＣＣＤカメラ４、オリジナル画像メモリ５、イメージアドレスカウンタ６、しきい値比較器７、補償フィルター用メモリ８、入力データ変換テーブルメモリ（入力データ対数変換手段）２１、補償フィルターデータ対数変換テーブルメモリ（補償フィルターデータ対数変換手段）２２、加算器２３、出力データ変換テーブルメモリ（出力データ対数変換手段）２４、画像メモリ（一時記憶メモリ）１１、及び表示装置１２を備えている。
【００２５】
前記入力データ変換テーブルメモリ２１は、図３に示す変換テーブル特性曲線を有する変換テーブルメモリであり、補償フィルターデータ対数変換テーブルメモリ２２は、図３と同様な補償フィルターデータ対数変換テーブル特性曲線を有する変換テーブルメモリである。前記出力データ変換テーブルメモリ（出力データ対数変換手段）２４は、図４に示す変換テーブル特性曲線を有する変換テーブルメモリである。
【００２６】
本実施例２のＸ線透視撮影装置の動作は、加算計算と剰算計算の動作が異なるだけであって、基本的には前記実施例１と同様の動作である。
本実施例２によれば、前記実施例１のＸ線透視撮影装置の動作に比べて計算処理動作を速くすることができる。
【００２７】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３のＸ線透視撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施例３のＸ線透視撮影装置は、前記実施例１及び２において、種々のＩ．Ｉ．３の各サイズ毎に補償フィルター用メモリを持つことにより、例えば、Ｉ．Ｉ．３のサイズが７インチ、９インチ、１２インチ、１６インチと変わって画像の拡大率が変化しても適正な補正を行うようにしたものである。
【００２８】
本実施例３のＸ線透視撮影装置は、図５に示すように、Ｘ線管球１、Ｉ．Ｉ．３、カメラ４、オリジナル画像メモリ５、イメージアドレスカウンタ６、しきい値比較器７、種々のサイズ（用途に対応するサイズ）のＩ．Ｉ．３の各サイズ毎の補償フィルター用メモリ８を有する大容量の補償フィルター用メモリ３１、該補償フィルター用メモリ３１の出力側に設けられた切り換えスイッチ３２、その切り換えスイッチ３２の出力側に設けられた前記Ｉ．Ｉ．３の各サイズに応じて拡大処理する拡大処理回路３３、その拡大処理回路３３の出力データを対数変換する対数変換手段３４、入力データ変換テーブルメモリ２１、加算器２３、出力データ変換テーブルメモリ（出力データ対数変換手段）２４、画像メモリ（一時記憶メモリ）１１、及び表示装置１２を備えている。
【００２９】
本実施例３のＸ線透視撮影装置の動作は、前記本実施例２の動作と基本的には同様の動作である。異なる点は、補償フィルター用メモリ８の代りに種々のサイズ（用途に対応するサイズ）のＩ．Ｉ．３の各サイズ毎の補償フィルター用メモリ８を有する大容量の補償フィルター用メモリ３１を用い、種々のサイズ（用途に対応するサイズ）に応じた補償フィルターデータを切り換えスイッチ３２により読み出し、その読み出されたＩ．Ｉ．３の各サイズに応じて拡大処理回路３３により、拡大処理する。その拡大処理回路３３の出力データを対数変換手段３４により対数変換し、加算器２３に入力する点である。
【００３０】
本実施例３によれば、前記実施例１のＸ線透視撮影装置の動作に比べて計算処理動作を速くすることができる。
また、補償フィルター用メモリ８を各Ｉ．Ｉ．サイズ毎に持つことによりＩ．Ｉ．サイズが変わって画像の拡大率が変化しても適正な補正を行うことができる。
【００３１】
（実施例４）
図６は本発明の実施例４のＸ線透視撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施例４のＸ線透視撮影装置は、図６に示すように、前記Ｉ．Ｉ．３及びＣＣＤカメラ４の代りに平面Ｘ線検出器４０を用いたものである。
本実施例４によれば、Ｘ線透視撮影装置の構成を前記実施例１、２、３の構成に比べて簡単な構成にすることができる。
【００３２】
以上、本発明を、前記発明の実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
本願において開示される発明によって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）撮影時に画像の中のハレーション部分を補正して撮影できる。これにより、読影時の診断に不均一による虚像部分に注意が行く（注目する）ことが無く画像の細部を明瞭に把握することができる。
（２）Ｉ．Ｉ．のサイズ毎に補正できる。
（３）従来技術では被検者の予期せぬ動きに対応するには手間がかかり、かつ満足できる結果に至らなかったハレーション部の減弱補正が、リアルタイムに実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のＸ線透視撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例２のＸ線透視撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例２の入力データ変換テーブルメモリに格納されている変換テーブルの特性曲線図である。
【図４】本実施例２の出力データ変換テーブルメモリに格納されている変換テーブルの特性曲線図である。
【図５】本発明の実施例３のＸ線透視撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例４のＸ線透視撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管球 ２…被写体
３…Ｉ．Ｉ． ４…ＣＣＤカメラ
５…オリジナル画像メモリ ６…イメージアドレスカウンタ
７…しきい値比較器 ８…補償フィルター用メモリ
９…剰算器 １０…出力データ変換テーブルメモリ
１１…画像メモリ １２…表示装置
２１…入力データ変換テーブルメモリ
２２…補償フィルターデータ対数変換テーブルメモリ
２３…加算器
２４…出力データ変換テーブルメモリ
３１…大容量の補償フィルター用メモリ
３２…切り換えスイッチ
３３…拡大処理回路
３４…対数変換手段
４０…平面Ｘ線検出器
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５３４９８
【氏名又は名称】株式会社日立メディコ
【住所又は居所】東京都千代田区内神田１丁目１番１４号
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| 【出願日】 |
平成１４年６月１７日（２００２．６．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３５５２
【弁理士】
【氏名又は名称】秋田 収喜
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| 【公開番号】 |
特開２００４−１６５０３（Ｐ２００４−１６５０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１６年１月２２日（２００４．１．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１７６０７０（Ｐ２００２−１７６０７０） |
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