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JP2013202328A - X-ray diagnostic apparatus - Google Patents

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JP2013202328A
JP2013202328A JP2012077447A JP2012077447A JP2013202328A JP 2013202328 A JP2013202328 A JP 2013202328A JP 2012077447 A JP2012077447 A JP 2012077447A JP 2012077447 A JP2012077447 A JP 2012077447A JP 2013202328 A JP2013202328 A JP 2013202328A
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JP
Japan
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ray
fluoroscopic
pulses
pulse
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012077447A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisanori Kato
久典 加藤
Kansei Takahashi
勘成 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

【課題】X線による被検体の被曝時間を極力減らすこと、及びスループットを向上させることである。
【解決手段】複数のパルスのそれぞれに対応する透視X線を発生するX線発生部と、被検体を透過した透視X線に基づいて出力信号を発生するX線検出部と、前記X線発生部が前記複数のパルスのうちの第1パルスに対応する第1透視X線を継続して発生する第1期間において、前記第1透視X線に起因して検出された第1出力信号の第1積分値を予め定められた閾値と比較する比較部と、前記第1積分値が前記閾値に達したタイミング或いは前記複数のパルスの単位時間当たりのパルス数を基準として決定されるタイミングが前記第1期間の終期となるように、前記X線発生部を制御するX線制御部と、前記第1の期間に対応する第1透視X線に基づいてX線画像を生成する画像生成部と、を具備する。
【選択図】図1
An object of the present invention is to reduce the exposure time of a subject by X-rays as much as possible and improve the throughput.
An X-ray generation unit that generates a fluoroscopic X-ray corresponding to each of a plurality of pulses, an X-ray detection unit that generates an output signal based on the fluoroscopic X-ray transmitted through a subject, and the X-ray generation The first output signal detected due to the first fluoroscopic X-ray in a first period in which the unit continuously generates the first fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse of the plurality of pulses. A comparison unit that compares one integral value with a predetermined threshold value, and a timing at which the first integral value reaches the threshold value or a timing that is determined based on the number of pulses per unit time of the plurality of pulses. An X-ray control unit that controls the X-ray generation unit so as to be the end of one period; an image generation unit that generates an X-ray image based on a first fluoroscopic X-ray corresponding to the first period; It comprises.
[Selection] Figure 1

Description

本発明の実施形態は、X線診断装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray diagnostic apparatus.

X線診断装置を用いたX線曝射(主に撮影)中において、X線の線量を自動露出制御(Auto Exposure Control:以下AECと呼ぶ)により制御する方法が存在する。AECとは、X線診断装置の機能として、選択した部位で希望した放射線の量が得られるように、X線曝射時間を自動的に制御することである。以下、AECについて図10と図11とを参照しながら詳細に説明する。AEC検出器において検出されたX線は、X線の強さに比例した電気信号に変換され制御装置へ送信される。制御装置内の増幅回路により、AEC検出器からの信号が増幅され積分回路へ出力される。積分回路により、X線の強さに比例した信号がX線量に比例した信号に変換される。積分回路により増幅回路の出力が積分されると、積分された増幅回路の出力は比較回路へ出力される。比較回路により、積分回路からの出力が予め設定された濃度基準値に達した時点を契機として、次段のX線遮断信号発生回路がトリガーされる。なお、積分回路出力が濃度基準値に達したということは、X線平面検出器(FPD)への入射線量が適正量に到達したということである。トリガーされたX線遮断信号発生回路により、X線制御装置へX線遮断信号が出力される。最後に、X線制御装置により高電圧を発生するための信号が停止され、X線管でのX線曝射が停止される。   There is a method of controlling the X-ray dose by automatic exposure control (hereinafter referred to as AEC) during X-ray exposure (mainly imaging) using an X-ray diagnostic apparatus. AEC is to automatically control the X-ray exposure time as a function of the X-ray diagnostic apparatus so that a desired amount of radiation can be obtained at a selected site. Hereinafter, AEC will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11. The X-ray detected by the AEC detector is converted into an electric signal proportional to the intensity of the X-ray and transmitted to the control device. The signal from the AEC detector is amplified by the amplifier circuit in the control device and output to the integrating circuit. The signal proportional to the X-ray intensity is converted into a signal proportional to the X-ray dose by the integrating circuit. When the output of the amplifier circuit is integrated by the integration circuit, the integrated output of the amplifier circuit is output to the comparison circuit. The comparison circuit triggers the next-stage X-ray cutoff signal generation circuit when the output from the integration circuit reaches a preset concentration reference value. The fact that the output of the integrating circuit has reached the concentration reference value means that the dose incident on the X-ray flat panel detector (FPD) has reached an appropriate amount. An X-ray cutoff signal is output to the X-ray control device by the triggered X-ray cutoff signal generation circuit. Finally, a signal for generating a high voltage is stopped by the X-ray control device, and X-ray exposure on the X-ray tube is stopped.

また、X線診断装置を用いたX線透視中において、X線の線量を自動輝度調整(Auto Brightness Control:以下ABCと呼ぶ)により制御する方法が存在する。自動輝度調整とは、X線条件を変化させて、透視像の輝度を一定に自動調整することである。以下、ABCについて図12と図13とを参照しながら説明する。アナログデジタル変換によりデジタルデータに変換されたX線平面検出器(FPD)の出力映像信号は、画像処理装置内の画素値計算部により関心領域内の画素平均値が計算される。画像処理装置は、X線診断装置に組み込まれる場合、X線診断装置の外部に設けられたワークステーション等を用いる場合、など複数の形態を取り得る。画素値の計算に関して、通常は関心領域(ROI)における画素値の平均値が計算される。透視(F)条件決定部により、現状フレームにおける画素平均値計算結果が予め定められた基準値と比較される。画素平均値計算結果が、基準値より低い場合、X線の出力が小さいと考えられるため、図13に示されるような関数に沿ってX線出力条件を上げる。逆に、画素値計算結果が、基準値より高い場合、X線の出力が大きいと考えられるため、図13に示されるような関数に沿ってX線出力条件を下げる。F条件決定部は、透視管電圧(F_kV)と透視管電流時間積(F_mAs)との関係を指定する関数を有し、F条件は関数に沿って上下する。この関数は予め登録され、通常は変更しない。関数に沿って上下する量は、PI制御またはPID制御といった通常のフィードバック制御により計算する。   In addition, there is a method of controlling the X-ray dose by automatic brightness adjustment (hereinafter referred to as ABC) during X-ray fluoroscopy using the X-ray diagnostic apparatus. Automatic brightness adjustment is to automatically adjust the brightness of a fluoroscopic image to be constant by changing the X-ray conditions. Hereinafter, ABC will be described with reference to FIGS. For the output video signal of the X-ray flat panel detector (FPD) converted into digital data by analog-digital conversion, the pixel average value in the region of interest is calculated by the pixel value calculation unit in the image processing apparatus. The image processing apparatus can take a plurality of forms, for example, when incorporated in an X-ray diagnostic apparatus, or when using a workstation or the like provided outside the X-ray diagnostic apparatus. Regarding the calculation of the pixel value, the average value of the pixel values in the region of interest (ROI) is usually calculated. The fluoroscopic (F) condition determining unit compares the pixel average value calculation result in the current frame with a predetermined reference value. When the pixel average value calculation result is lower than the reference value, the X-ray output is considered to be small. Therefore, the X-ray output condition is increased along a function as shown in FIG. Conversely, if the pixel value calculation result is higher than the reference value, the X-ray output is considered large, so the X-ray output condition is lowered along a function as shown in FIG. The F condition determination unit has a function that specifies the relationship between the fluoroscopic tube voltage (F_kV) and the fluoroscopic tube current-time product (F_mAs), and the F condition rises and falls along the function. This function is registered in advance and usually does not change. The amount that moves up and down along the function is calculated by normal feedback control such as PI control or PID control.

しかし、ABCはフィードバック制御なので、特に透視開始時の応答性という点において問題が生ずる。ABCの応答を敏感にすると適正線量に収束せず、過大線量と過小線量の間を往復するハンチングが発生する(図9)。そのため、ABCの応答を敏感に設定できない。一方、ABCの応答を敏感に設定しない場合、ハンチングは発生しないが、適正線量に収束するまでの時間が長くなる。1秒あたりのパル数が少ない低レートパルス透視では、画素値計算をし、画素値と基準値とを比較し、次の透視X線条件を決定するまでのサイクルが長くなり、収束時間が顕著に長くなる。   However, since ABC is feedback control, a problem arises particularly in terms of responsiveness at the start of fluoroscopy. If the response of ABC is made sensitive, it does not converge to an appropriate dose, and hunting occurs between the overdose and underdose (FIG. 9). Therefore, the ABC response cannot be set sensitively. On the other hand, when the ABC response is not set sensitively, hunting does not occur, but the time until convergence to an appropriate dose becomes long. In low-rate pulse fluoroscopy with a small number of pulses per second, the pixel value calculation, the pixel value and the reference value are compared, and the cycle until the next fluoroscopic X-ray condition is determined becomes longer, and the convergence time is remarkable. It becomes long.

特に、透視開始時点においては、被写体の厚さが不明のため、通常1フレーム目における第1パルスに対応する透視X線量は適正でない事が多い。このため、透視開始後は適正線量になるまで数フレームを要する事が多く、この数フレームに対応する透視画像は診断能が不十分である。従って、無駄な被ばくと招くと共に、透視時間を極力減らしたいというニーズを満足させることはできない。   In particular, since the thickness of the subject is unknown at the start of fluoroscopy, the fluoroscopy X-ray dose corresponding to the first pulse in the first frame is often not appropriate. For this reason, it often takes several frames after the start of fluoroscopy until an appropriate dose is reached, and fluoroscopic images corresponding to these several frames have insufficient diagnostic ability. Therefore, it is not possible to satisfy the need to reduce fluoroscopic time as much as possible while incurring unnecessary exposure.

上述のような事情を鑑み、目的は、X線による被検体の被曝時間を極力減らすこととスループットを向上させることである。   In view of the circumstances as described above, the object is to reduce the exposure time of the subject by X-ray as much as possible and to improve the throughput.

一実施形態に係るX線診断装置は、複数のパルスのそれぞれに対応する透視X線を発生するX線発生部と、被検体を透過した透視X線に基づいて出力信号を発生するX線検出部と、前記X線発生部が前記複数のパルスのうちの第1パルスに対応する第1透視X線を継続して発生する第1期間において、前記第1透視X線に起因して検出された第1出力信号の第1積分値を予め定められた閾値と比較する比較部と、前記第1積分値が前記閾値に達したタイミング或いは前記複数のパルスの単位時間当たりのパルス数を基準として決定されるタイミングが前記第1期間の終期となるように、前記X線発生部を制御するX線制御部と、前記第1の期間に対応する第1透視X線に基づいてX線画像を生成する画像生成部と、を具備するものである。   An X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment includes an X-ray generator that generates a fluoroscopic X-ray corresponding to each of a plurality of pulses, and an X-ray detection that generates an output signal based on the fluoroscopic X-ray transmitted through the subject. And a first period in which the X-ray generation unit continuously generates a first fluoroscopic X-ray corresponding to a first pulse of the plurality of pulses, and is detected due to the first fluoroscopic X-ray. A comparison unit that compares the first integrated value of the first output signal with a predetermined threshold value, and the timing at which the first integrated value reaches the threshold value or the number of pulses per unit time of the plurality of pulses as a reference. An X-ray image is generated based on the X-ray control unit that controls the X-ray generation unit and the first fluoroscopic X-ray corresponding to the first period so that the determined timing is the end of the first period. And an image generation unit to be generated.

第1実施形態に係るX線診断装置の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the X-ray diagnostic apparatus which concerns on 1st Embodiment. 透視中におけるパルスの様子を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the mode of the pulse during fluoroscopy. 第1実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the pulse fluoroscopic imaging process which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the pulse fluoroscopic imaging process which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るX線の出力を決定するための管電圧と管電流時間積との関係を示す関数である。It is a function which shows the relationship between the tube voltage and tube current time product for determining the output of the X-ray which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the pulse fluoroscopic imaging process which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the pulse fluoroscopic imaging process which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係るX線の出力を決定するための管電圧と被検体厚との関係を示す関数である。It is a function which shows the relationship between the tube voltage for determining the output of the X-ray which concerns on 2nd Embodiment, and subject thickness. 従来のABCによるX線量に関するハンチング現象を示したものである。The hunting phenomenon regarding the X-ray dose by the conventional ABC is shown. 従来のAECによる積分値と基準値とを用いたパルスの遮断の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the interruption | blocking of the pulse using the integration value by the conventional AEC, and a reference value. 従来のAECを用いた制御装置とX線高電圧装置との構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus and X-ray high voltage apparatus using the conventional AEC. 従来のABCによる制御方法を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the control method by the conventional ABC. 従来のABCにおいて、F条件決定部により、管電圧と管電流時間積とを決定するための関数を示す模式図である。In conventional ABC, it is a schematic diagram which shows the function for determining a tube voltage and a tube current time product by F condition determination part.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るX線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   The X-ray diagnostic apparatus according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

(第1実施形態)
第1実施形態においては、第1パルス目に対する透視X線をAECにより制御し、第2パルス目以降のパルス系列に対応する透視X線をABCにより制御するX線診断装置を説明する。
(First embodiment)
In the first embodiment, an X-ray diagnostic apparatus will be described in which fluoroscopic X-rays for the first pulse are controlled by AEC, and fluoroscopic X-rays corresponding to the pulse sequences after the second pulse are controlled by ABC.

図1は、第1実施形態に係るX線診断装置のブロック図である。図1に示されるように、第1実施形態に係るX線診断装置は、X線源1と、AEC検出器2と、FPD3と、AEC制御部4と、X線制御部5と、高電圧発生部6と、AD変換部7と、画像生成部8と、オートウインドー処理部9と、表示部10と、F条件決定部11と、寝台12と、を具備する。   FIG. 1 is a block diagram of the X-ray diagnostic apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic apparatus according to the first embodiment includes an X-ray source 1, an AEC detector 2, an FPD 3, an AEC control unit 4, an X-ray control unit 5, and a high voltage. A generation unit 6, an AD conversion unit 7, an image generation unit 8, an auto window processing unit 9, a display unit 10, an F condition determination unit 11, and a bed 12 are provided.

X線源1は、寝台12に搭載された被検体へ向けてX線を曝射する。X線は、X線源1により、透視中に所定の時間間隔で間欠的に被検体へ向けてX線曝射される。すなわち、本実施形態においては、透視は、パルスを例えば数ミリ秒間隔で断続的に発生させるパルス透視を実施するものとする。   The X-ray source 1 emits X-rays toward the subject mounted on the bed 12. X-rays are exposed to the subject intermittently at predetermined time intervals by the X-ray source 1 during fluoroscopy. In other words, in the present embodiment, the fluoroscopy is performed using pulse fluoroscopy in which pulses are generated intermittently at intervals of, for example, several milliseconds.

AEC検出器2は、被検体を透過したX線を検出し、X線の強さに応じた電気信号に変換する。   The AEC detector 2 detects X-rays that have passed through the subject and converts them into an electrical signal corresponding to the intensity of the X-rays.

FPD3は、複数の検出素子を有する。各検出素子は、X線を検出して入射したX線量に応じて電荷を生成する。FPD3には、直接方式と間接方式がある。本実施形態においては、どちらの方式を採るFPD3でも良い。直接方式では、入射するX線を光導電体に照射して電荷を発生させ、画素単位でその発生した電荷を蓄積してアクティブマトリクスアレイ素子で読み取る。間接方式では入射するX線を蛍光体で可視光に変換し、その可視光を画素ごとに光ダイオード等の光センサで受けて電荷を発生させ、アクティブマトリクスアレイ素子で読み取る。また、これらのアクティブマトリクスアレイ素子は、ダイオードあるいはTFT等のスイッチング素子で構成される。生成された電荷は蓄積されて所定のタイミングで読み出せるようになっている。   The FPD 3 has a plurality of detection elements. Each detection element detects an X-ray and generates an electric charge according to the incident X-ray dose. The FPD 3 has a direct method and an indirect method. In the present embodiment, the FPD 3 adopting either method may be used. In the direct method, charges are generated by irradiating a photoconductor with incident X-rays, and the generated charges are accumulated in a pixel unit and read by an active matrix array element. In the indirect method, incident X-rays are converted into visible light by a phosphor, and the visible light is received by a photosensor such as a photodiode for each pixel to generate electric charge, which is read by an active matrix array element. These active matrix array elements are constituted by switching elements such as diodes or TFTs. The generated charge is accumulated and can be read out at a predetermined timing.

AEC制御部4は、増幅回路401と、積分回路402と、濃度設定回路403と、比較回路404と、X線遮断信号発生回路405と、を具備する。   The AEC control unit 4 includes an amplification circuit 401, an integration circuit 402, a concentration setting circuit 403, a comparison circuit 404, and an X-ray cutoff signal generation circuit 405.

増幅回路401は、AEC検出器2からの電気信号を増幅する。   The amplifier circuit 401 amplifies the electrical signal from the AEC detector 2.

積分回路402は、コンデンサ、コイル等の素子を有し、増幅された電気信号を積分する。   The integration circuit 402 includes elements such as a capacitor and a coil, and integrates the amplified electric signal.

濃度設定回路403は、予め定められた濃度基準値(閾値)を設定する。   The density setting circuit 403 sets a predetermined density reference value (threshold value).

比較回路404は、濃度基準値を積分値と随時比較される。積分回路402の積分値が閾値に達した時、比較回路404は、次段のX線遮断信号発生回路405にトリガー信号を送信する。   The comparison circuit 404 compares the density reference value with the integrated value as needed. When the integration value of the integration circuit 402 reaches the threshold value, the comparison circuit 404 transmits a trigger signal to the X-ray cutoff signal generation circuit 405 at the next stage.

X線遮断信号発生回路405は、比較回路404からのトリガー信号に基づいて、X線制御部5へX線発生を停止するための信号を送信する。   The X-ray cutoff signal generation circuit 405 transmits a signal for stopping X-ray generation to the X-ray control unit 5 based on the trigger signal from the comparison circuit 404.

X線制御部5は、高電圧発生部6を制御し、X線源1から発生されるX線を印加するための電力を制御するために、X線源1の管電流と管電圧とをパルス毎に決定する。   The X-ray control unit 5 controls the high voltage generation unit 6 and controls the tube current and tube voltage of the X-ray source 1 in order to control the power for applying the X-rays generated from the X-ray source 1. Determine for each pulse.

高電圧発生部6は、X線制御部5からの制御信号に基づいて高電圧を発生する。X線源1は、発生された高電圧に基づいてX線を発生し、X線を被検体へ向けて曝射する。   The high voltage generator 6 generates a high voltage based on a control signal from the X-ray controller 5. The X-ray source 1 generates X-rays based on the generated high voltage and exposes the X-rays toward the subject.

AD変換部7は、FPD3からの電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換する
The AD conversion unit 7 converts an analog signal based on the electric charge from the FPD 3 into a digital signal.

画像生成部8は、デジタル信号に基づいて、X線画像を生成する。また、画像生成部8は、画素値計算部81を具備する。画素値計算部81は、X線画像における関心領域の複数の画素の画素平均値を計算する。画素平均値は、関心領域内の画素値を画素毎に求め加算し、計算された画素数で割ることにより、関心領域内の平均化された画素値が計算される。   The image generation unit 8 generates an X-ray image based on the digital signal. The image generation unit 8 includes a pixel value calculation unit 81. The pixel value calculation unit 81 calculates a pixel average value of a plurality of pixels in the region of interest in the X-ray image. The average pixel value in the region of interest is calculated by calculating and adding the pixel value in the region of interest for each pixel and dividing by the calculated number of pixels.

オートウインドー処理部9は、例えば、診断に必要な部位に適切なウインドー幅・ウインドーレベルを自動的に計算する。ウインドーとは、濃淡画像として表示のためにX線画像の画素値を濃度値(グレイレベル)に変換する仕組みのことを言う。本実施形態では、各パルスにおいてほぼ適切なF条件で透視が行われる。しかし、被検体を大きく動かす等の所定の場合には、適切なF条件から外れる事がある。この時、得られるX線画像の画素値は適切なF条件の画素値からずれた数値に分布する。オートウインドー処理部9は、このずれに追従して観察に必要な範囲の画素値データを選択して濃度値に変換する。この選択範囲をウインドー幅、その中心をウインドーレベルと言う。   For example, the auto window processing unit 9 automatically calculates a window width and a window level suitable for a site necessary for diagnosis. The window is a mechanism for converting the pixel value of the X-ray image into a density value (gray level) for display as a grayscale image. In the present embodiment, fluoroscopy is performed under substantially appropriate F conditions in each pulse. However, in a predetermined case such as when the subject is moved greatly, the F condition may not be met. At this time, the pixel values of the obtained X-ray image are distributed in numerical values that deviate from the pixel values of the appropriate F condition. The auto window processing unit 9 follows this shift, selects pixel value data in a range necessary for observation, and converts it into a density value. This selection range is called the window width and the center is called the window level.

画像表示部10は、計算されたウインドー幅とウインドーレベルとに基づいたX線画像を表示する。   The image display unit 10 displays an X-ray image based on the calculated window width and window level.

F条件決定部11は、画素値計算部81で計算された画素値に基づいて、直後に発生するX線のF条件(すなわち、管電圧と管電流時間積)を決定する。   Based on the pixel value calculated by the pixel value calculation unit 81, the F condition determination unit 11 determines an F condition (that is, a tube voltage and a tube current time product) of X-rays generated immediately thereafter.

寝台12は、被検体を搭載するためのものである。   The bed 12 is for mounting a subject.

図2は、透視中におけるパルスの様子を表す模式図である。以下、X線を発生するための矩形波パルスが透視期間中においてn個発生するものとし、k及びk+1が1≦k≦k+1≦nを満たす自然数であるとして説明する。第1パルスとは、透視期間中において、初めに発生するパルスのことである。パルスがTIの時間間隔を置いて間欠的に発生している間を透視中であるとする。第nパルスが発生し、透視期間が終了した場合、X線が遮断されている期間TIを設けて次のパルス系列が発生する。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a state of a pulse during fluoroscopy. In the following description, it is assumed that n rectangular wave pulses for generating X-rays are generated during the fluoroscopic period, and k and k + 1 are natural numbers satisfying 1 ≦ k ≦ k + 1 ≦ n. The first pulse is a pulse that is first generated during the fluoroscopic period. It is assumed that the pulse is being seen through while the pulse is intermittently generated at a time interval of TI 1 . The n pulses are generated, if the perspective period has expired, the next pulse sequence generated provided the period TI 2 of X-rays is interrupted.

透視期間中において初めに発生するパルスに対応する透視X線を第1パルスに対応する透視X線、2番目に発生するパルスに対応する透視X線を第2パルスに対応する透視X線、k番目に発生するパルスに対応する透視X線を第kパルスに対応する透視X線、k+1番目に発生するパルスに対応する透視X線を第k+1パルスに対応する透視X線を示すものとして説明する。   The fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse is the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse during the fluoroscopic period, the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse is the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse, k It is assumed that the fluoroscopic X-ray corresponding to the second generated pulse is a fluoroscopic X-ray corresponding to the k-th pulse, and the fluoroscopic X-ray corresponding to the (k + 1) th generated pulse is the fluoroscopic X-ray corresponding to the (k + 1) th pulse. .

図3及び図4は、第1実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。   3 and 4 are flowcharts for explaining the pulse fluoroscopic imaging processing according to the first embodiment.

まず、X線源1から第1パルスに対応する透視X線が発生される(S11)。このとき、透視中における第1パルスに対応する透視X線について、高めの管電圧、最大の管電流を設定する。これは線量不足になることをなるべく防ぐためである。   First, fluoroscopic X-rays corresponding to the first pulse are generated from the X-ray source 1 (S11). At this time, a high tube voltage and a maximum tube current are set for the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse during fluoroscopy. This is to prevent the dose from becoming insufficient.

AEC検出器2で、第1パルスに対応する透視X線が検出され、X線の強さに比例した電気信号を発生する(S12)。   The AEC detector 2 detects a fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse, and generates an electric signal proportional to the intensity of the X-ray (S12).

AEC検出器2で検出されたX線は、電気信号に変換され、増幅回路401により電気信号が増幅される。その後、積分回路402により増幅された電気信号の積分値が逐次計算される(S13)。   The X-ray detected by the AEC detector 2 is converted into an electric signal, and the electric signal is amplified by the amplifier circuit 401. Thereafter, the integrated value of the electric signal amplified by the integrating circuit 402 is sequentially calculated (S13).

比較回路404により、計算された積分値が濃度設定回路403により予め設定された濃度基準値(閾値)と比較される。また、X線制御部5は、第1パルスのパルス幅が、当該第1パルスに対応する透視X線の発生時刻から透視のフレームレートに従って決定された最長幅に到達したか否かを監視する(S14)。   The integrated value calculated by the comparison circuit 404 is compared with a density reference value (threshold value) preset by the density setting circuit 403. Further, the X-ray control unit 5 monitors whether or not the pulse width of the first pulse has reached the longest width determined according to the fluoroscopic frame rate from the generation time of the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse. (S14).

S14において積分値が閾値に達しておらず、且つ第1パルスのパルス幅が最長幅に達していない場合には、ステップS11〜S13の処理が継続して実行される。   If the integral value has not reached the threshold value in S14 and the pulse width of the first pulse has not reached the longest width, the processes in steps S11 to S13 are continued.

一方、S14において積分値が閾値に達した場合、或いは第1パルスのパルス幅が最長幅に達した場合には、当該達したタイミングを第1パルスに対応する透視X線の継続発生期間の終期として、X線遮断信号発生回路405により、X線制御部5にトリガー信号が発生され、第1パルスに対応する透視X線が遮断される(S15)。発生されたパルスの停止方法として、高電圧発生部6の交流電圧を昇圧するための1次側コイルと2次側コイルとのうち、少なくとも一方のコイルに設けられたスイッチをX線制御部5が自動でOFFすることによりパルスが停止される。このコイルは、通常、高電圧発生部6に設けられる。   On the other hand, when the integrated value reaches the threshold value in S14, or when the pulse width of the first pulse reaches the longest width, the reached timing is the end of the continuous generation period of the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse. As described above, the X-ray cut-off signal generation circuit 405 generates a trigger signal in the X-ray control unit 5 and cuts off the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse (S15). As a method for stopping the generated pulse, an X-ray control unit 5 includes a switch provided in at least one of the primary side coil and the secondary side coil for boosting the AC voltage of the high voltage generation unit 6. Is automatically turned off to stop the pulse. This coil is usually provided in the high voltage generator 6.

以上により、透視開始における第1パルスに対応する透視X線おいては、AEC制御でX線の出力が適正になるようにする。   As described above, for fluoroscopic X-rays corresponding to the first pulse at the start of fluoroscopy, the X-ray output is made appropriate by AEC control.

第1パルスに対応する透視X線遮断後、FPD3が読み出し期間に入ると、FPD3から蓄積された電荷がアクティブマトリクスアレイ素子により読み出される(S16)。   After the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse is interrupted, when the FPD 3 enters a reading period, the charge accumulated from the FPD 3 is read by the active matrix array element (S16).

読み出された電荷に基づく電気信号は、AD変換部7でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号に基づいて、画像生成部8により第1パルスに対応する透視X線のX線画像が生成されるとともに、オートウインドー処理部9によりX線画像の画素値が適切な数値からずれていても、適切な濃度値(グレイレベル)に変換される。X線画像が例えば0〜255の階調を有する濃度値で表示される(S17)。   The electric signal based on the read charge is converted into a digital signal by the AD conversion unit 7. Based on the converted digital signal, the X-ray image of the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse is generated by the image generation unit 8 and the pixel value of the X-ray image is an appropriate numerical value by the auto window processing unit 9. Even if it is deviated from, it is converted to an appropriate density value (gray level). The X-ray image is displayed with a density value having a gradation of, for example, 0 to 255 (S17).

画素値計算部81により、変換されたデジタルデータに基づいて関心領域内の各画素の画素値が加算され、計算された画素数で割ることにより関心領域内の画素値の平均値が計算される(S18)。なお、関心領域に限定せず、X線画像全体の画素値を計算するとしても良い。   The pixel value calculation unit 81 adds the pixel values of each pixel in the region of interest based on the converted digital data, and calculates the average value of the pixel values in the region of interest by dividing by the calculated number of pixels. (S18). Note that the pixel value of the entire X-ray image may be calculated without being limited to the region of interest.

F条件決定部11で、計算された関心領域内の画素平均値と、第1パルスに対応する透視X線曝射時に用いられた管電圧Fと管電流時間積Fとを以下の数式(1)に代入することにより、被検体厚(T=T1)が計算され、推定される(S19)。 The F condition determination unit 11 calculates the pixel average value calculated in the region of interest, the tube voltage F 1 and the tube current time product F 2 used at the time of fluoroscopic X-ray exposure corresponding to the first pulse, and By substituting into (1), the object thickness (T = T 1 ) is calculated and estimated (S19).

F d[kV]×F[mAs]×GLR=a×exp(b×T+c) (1)
ここで、GLRは、予め設定された基準値をS18において計算された画素平均値で除した値である。また、F[kV]、F[mAs]はそれぞれS11のX線発生において設定された透視管電圧、透視管電流時間積である。a,b,c,dは係数である。
F 1 d [kV] × F 2 [mAs] × GLR = a × exp (b × T + c) (1)
Here, GLR is a value obtained by dividing a preset reference value by the pixel average value calculated in S18. F 1 [kV] and F 2 [mAs] are the fluoroscopic tube voltage and fluoroscopic tube current time product set in the X-ray generation of S11, respectively. a, b, c, d are coefficients.

次に、F条件決定部11により、S19において計算された被検体厚に基づいて、第2パルスに対応する透視X線の管電圧と管電流時間積とが決定される(S20)。第2パルスに対応する透視X線の出力は以下のようにして決定される。すなわち、S19において計算された被検体厚(T=T1)を(1)式に代入し、さらにGLR=1(すなわち、画素値が基準値と等しい場合)が(1)式に代入される。被検体厚とGLR=1とが代入された式を(2)に示す。 Next, the F condition determination unit 11 determines the tube voltage and tube current time product of the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse based on the subject thickness calculated in S19 (S20). The output of the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse is determined as follows. That is, the subject thickness (T = T 1 ) calculated in S19 is substituted into the equation (1), and GLR = 1 (that is, when the pixel value is equal to the reference value) is substituted into the equation (1). . An expression in which the object thickness and GLR = 1 are substituted is shown in (2).

F d[kV]×F[mAs]=a×exp(b×T1+c) (2)
図5は、管電圧と管電流時間積との関係を規定する関数の一例を示す図である。F条件決定部11は、図5の関数上で(2)式を満たす点を求める。すなわち、FとFとの2つの変数を持つ(2)式を図5のグラフ上で表した場合に、図5の1次関数と(2)式との交点を求める。この交点から決定されるF条件(X線管電圧とX線管電流時間積との出力条件)が、第2パルスに対応する透視X線の出力となる。なお、図5に示した1次関数は予め設定され、通常は変更されない。
F 1 d [kV] × F 2 [mAs] = a × exp (b × T 1 + c) (2)
FIG. 5 is a diagram showing an example of a function that defines the relationship between the tube voltage and the tube current time product. The F condition determination unit 11 obtains a point satisfying the expression (2) on the function of FIG. That is, when the expression (2) having two variables F 1 and F 2 is represented on the graph of FIG. 5, the intersection of the linear function of FIG. 5 and the expression (2) is obtained. The F condition (output condition of the X-ray tube voltage and the X-ray tube current time product) determined from this intersection is the output of the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse. The linear function shown in FIG. 5 is set in advance and is not normally changed.

決定された管電圧と管電流時間積を用いて、X線源1から第2パルスに対応する透視X線が被検体へ向けて曝射される(S21)。   Using the determined tube voltage and tube current time product, the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse is emitted from the X-ray source 1 toward the subject (S21).

第2パルスに対応する透視X線の発生に応答して、FPD3により被検体を透過した第2パルスに対応する透視X線が電荷に変換され、当該電荷が蓄積される。蓄積された電荷は、所定のタイミングで読み出される(S22)。   In response to the generation of fluoroscopic X-rays corresponding to the second pulse, the fluoroscopic X-rays corresponding to the second pulse transmitted through the subject by the FPD 3 are converted into electric charges, and the electric charges are accumulated. The accumulated charge is read at a predetermined timing (S22).

AD変換部7により電荷に基づくアナログ信号がデジタル信号に変換される。デジタルに変換された電気信号の出力に基づいて、画像生成部8は、第2パルスに対応する透視X線のX線画像を発生するとともに、オートウインドー処理部9は、X線画像の画素値が適切な数値からずれていても、0〜255の適切な濃度スケールに変換し、画像表示部10に画像を表示する(S23)。   The analog signal based on the electric charge is converted into a digital signal by the AD converter 7. Based on the output of the electrical signal converted into digital, the image generation unit 8 generates an X-ray image of a fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse, and the auto window processing unit 9 generates pixels of the X-ray image. Even if the value deviates from an appropriate numerical value, it is converted to an appropriate density scale of 0 to 255, and an image is displayed on the image display unit 10 (S23).

画素値計算部81により関心領域内の画素平均値が計算される(S24)。   The pixel value calculation unit 81 calculates the pixel average value in the region of interest (S24).

計算された第2パルスに対応する透視X線の出力に基づくX線画像の関心領域の画素平均値と第2パルスに対応する透視X線のF条件(第2パルスに対応する透視X線を印加するための管電圧と管電流時間積)とを式(1)に代入することによりF条件決定部11において被検体厚(T=T1)が計算され、推定される(S25)。被検体厚が計算されると、この計算された被検体厚(T=T1)を(1)式に代入し、さらにGLR=1(すなわち、画素値が基準値と等しい場合)が(1)式に代入されることにより(2)式を得る。図5の関数上で(2)式を満たす点を求める。すなわち、F条件決定部11は、FとFとの2つの変数を持つ(2)式を図5のグラフ上で表した場合に、図5の1次関数と(2)式との交点を求め、当該交点から第3パルスに対応する透視X線の管電圧と管電流時間積の出力条件を決定する(S26)。 The pixel average value of the region of interest of the X-ray image based on the calculated fluoroscopic X-ray output corresponding to the second pulse and the F condition of the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse (the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse By substituting the tube voltage and tube current time product for application into equation (1), the F condition determining unit 11 calculates and estimates the object thickness (T = T 1 ) (S25). When the object thickness is calculated, the calculated object thickness (T = T 1 ) is substituted into the equation (1), and GLR = 1 (that is, when the pixel value is equal to the reference value) is (1). (2) is obtained by substituting it into (). A point satisfying the expression (2) is obtained on the function of FIG. That is, the F condition determination unit 11 represents the linear function of FIG. 5 and the formula (2) when the formula (2) having two variables F 1 and F 2 is represented on the graph of FIG. An intersection is obtained, and an output condition of the tube voltage and tube current time product of the fluoroscopic X-ray corresponding to the third pulse is determined from the intersection (S26).

決定された管電圧、管電流を用いて第3パルスに対応する透視X線が発生される(S27)。以降、第kパルス(3≦k≦n)に対応する透視X線の発生についても、S22〜S27の各処理を繰り返すことにより、X線管の管電圧と管電流時間積とが被検体厚に応じて最適になるように出力される(S28)。なお、被検体の位置を変えるなどして再度透視を開始する場合、S11〜S28の処理によって得られた最終的なX線出力条件を引き継いでも良いし、初期化して再度、S11〜S28のステップを踏むとしても良い。   Using the determined tube voltage and tube current, fluoroscopic X-rays corresponding to the third pulse are generated (S27). Thereafter, regarding the generation of fluoroscopic X-rays corresponding to the k-th pulse (3 ≦ k ≦ n), the tube voltage of the X-ray tube and the tube current time product are obtained by repeating each process of S22 to S27. The output is optimized in accordance with (S28). When the fluoroscopy is started again by changing the position of the subject, the final X-ray output conditions obtained by the processing of S11 to S28 may be taken over, or initialized and again steps S11 to S28. You can also step on.

以上第1実施形態によれば、第1パルスに対応する透視X線をAECにより制御し、所望のX線量になった時点でX線源1の出力を停止するため、第1パルスに対応する透視X線の出力が最適になる。そのため、従来技術で問題となっていたハンチング現象(図9)あるいは応答遅れを抑えられ、スループットの向上したX線診断装置を提供することができる。また、第2パルス以降のパルス系列に対応する透視X線については、AECからABCへ制御方法を切り替える。第2パルス以降のABCでは、発生されたX線量に基づくX線画像の画素値に基づいて、被検体厚が計算され、直後に発生するX線の出力を決定され、直後のX線が発生するというサイクルが繰り返される。これにより、透視期間の経過に伴い、被検体厚に応じて被検体に曝射されるX線量を最適にすることができ、被検体厚に応じて画像コントラストの高い医用画像を表示することができる。なお、以上のように第2パルスの条件が最適に設定されるため、第2パルス以降のABCは従来のフィードバック制御を用いても充分安定する。さらに、決定したX線の出力が最適条件から少々ずれていても、オートウインドーにより適切に補正して表示する事ができる。   As described above, according to the first embodiment, the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse is controlled by the AEC, and the output of the X-ray source 1 is stopped when the desired X-ray dose is reached. The output of fluoroscopic X-rays is optimal. Therefore, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus that can suppress the hunting phenomenon (FIG. 9) or response delay, which has been a problem in the prior art, and has improved throughput. For fluoroscopic X-rays corresponding to the pulse sequence after the second pulse, the control method is switched from AEC to ABC. In ABC after the second pulse, the subject thickness is calculated based on the pixel value of the X-ray image based on the generated X-ray dose, the output of the X-ray generated immediately after is determined, and the immediately following X-ray is generated The cycle to do is repeated. Thereby, as the fluoroscopic period elapses, the X-ray dose exposed to the subject can be optimized according to the subject thickness, and a medical image with high image contrast can be displayed according to the subject thickness. it can. Since the second pulse condition is optimally set as described above, the ABC after the second pulse is sufficiently stable even when the conventional feedback control is used. Furthermore, even if the determined X-ray output is slightly deviated from the optimum condition, it can be displayed with appropriate correction by an auto window.

以上、第1実施形態によれば、スループットが向上し、且つ、X線による被爆低減が可能なX線診断装置を提供することができる。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus that can improve throughput and reduce exposure by X-rays.

(第2実施形態)
第1実施形態の説明においては、第1パルスに対応する透視X線がAECにより制御され、第2パルス目以降のパルス系列に対応する透視X線がABCにより制御される方法を説明したが、第2実施形態においては、透視期間中全体に渡ってAECにより制御するX線診断装置を説明する。
(Second Embodiment)
In the description of the first embodiment, the method is described in which the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse is controlled by AEC, and the fluoroscopic X-ray corresponding to the pulse sequence after the second pulse is controlled by ABC. In the second embodiment, an X-ray diagnostic apparatus controlled by AEC throughout the fluoroscopic period will be described.

第2実施形態を構成するブロック図は、第1実施形態と同様に図1である。   The block diagram which comprises 2nd Embodiment is FIG. 1 similarly to 1st Embodiment.

図6及び図7は、第2実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。   6 and 7 are flowcharts for explaining the processing of the second embodiment.

X線源1から第1パルスに対応する透視X線が発生される(S31)。   A fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse is generated from the X-ray source 1 (S31).

AEC検出器2で、第1パルスに対応する透視X線が検出され、X線の強さに応じた電気信号が発生される(S32)。   The AEC detector 2 detects a fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse, and generates an electrical signal corresponding to the intensity of the X-ray (S32).

AEC検出器2で検出されたX線は、電気信号に変換され、増幅回路401により電気信号が増幅される。その後、積分回路402により増幅された電気信号の積分値が逐次計算される(S33)。   The X-ray detected by the AEC detector 2 is converted into an electric signal, and the electric signal is amplified by the amplifier circuit 401. Thereafter, the integrated value of the electric signal amplified by the integrating circuit 402 is sequentially calculated (S33).

比較回路404により、計算された積分値が濃度設定回路403に予め設定された濃度基準値(閾値)と比較される(S34)。   The calculated integration value is compared with the density reference value (threshold value) preset in the density setting circuit 403 by the comparison circuit 404 (S34).

S34において積分値が閾値に達しておらず、且つ第1パルスのパルス幅が最長幅に達していない場合には、ステップS31〜S33の処理が継続して実行される。   If the integrated value has not reached the threshold value in S34 and the pulse width of the first pulse has not reached the longest width, the processing in steps S31 to S33 is continued.

一方、S14において積分値が閾値に達した場合、或いは第1パルスのパルス幅が最長幅に達した場合には、当該達したタイミングを第1パルスに対応する透視X線の継続発生期間の終期として、X線遮断信号発生回路405により、X線制御部5にトリガー信号が発生され、第1パルスに対応する透視X線が遮断される(S35)。発生されたパルスの停止方法として、高電圧発生部6の交流電圧を昇圧するための1次側コイルと2次側コイルとのうち、少なくとも一方のコイルに設けられたスイッチをX線制御部5が自動でOFFすることによりパルスが停止される。このコイルは、通常、高電圧発生部6に設けられる。   On the other hand, when the integrated value reaches the threshold value in S14, or when the pulse width of the first pulse reaches the longest width, the reached timing is the end of the continuous generation period of the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse. As described above, the X-ray cut-off signal generation circuit 405 generates a trigger signal in the X-ray control unit 5 and cuts off the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse (S35). As a method for stopping the generated pulse, an X-ray control unit 5 includes a switch provided in at least one of the primary side coil and the secondary side coil for boosting the AC voltage of the high voltage generation unit 6. Is automatically turned off to stop the pulse. This coil is usually provided in the high voltage generator 6.

S35において第1パルスに対応する透視X線遮断後、FPD3が読み出し期間に入ると、FPD3から蓄積された電荷が読み出される(S36)。   After the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse is cut off in S35, when the FPD 3 enters a reading period, the charges accumulated from the FPD 3 are read (S36).

読み出された電荷に基づく電気信号は、AD変換部7でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号に基づいて、画像生成部8によりX線画像が生成されるとともに、オートウインドー処理部9によりX線画像の画素値が適切な数値からずれていても、適切な濃度値(グレイレベル)に変換される。X線画像が例えば0〜255の階調を有する濃度値で表示される(S37)。   The electric signal based on the read charge is converted into a digital signal by the AD conversion unit 7. An X-ray image is generated by the image generation unit 8 based on the converted digital signal, and an appropriate density value is obtained even if the pixel value of the X-ray image is deviated from an appropriate numerical value by the auto window processing unit 9. Converted to (gray level). The X-ray image is displayed with a density value having a gradation of, for example, 0 to 255 (S37).

画素値計算部81により、変換されたデジタルデータに基づいて関心領域内の各画素の画素値が加算され、計算された画素数で割ることにより関心領域内の画素値の平均値が計算される(S38)。なお、関心領域に限定せず、X線画像全体の画素値を計算するとしても良い。   The pixel value calculation unit 81 adds the pixel values of each pixel in the region of interest based on the converted digital data, and calculates the average value of the pixel values in the region of interest by dividing by the calculated number of pixels. (S38). Note that the pixel value of the entire X-ray image may be calculated without being limited to the region of interest.

F条件決定部11で、計算された関心領域内の画素平均値と、第1パルスに対応する透視X線曝射時に用いられた管電圧Fと管電流時間積Fとを既述の数式(1)に代入することにより、被検体厚(T=T1)が計算され、推定される(S39)。 The F condition determination unit 11 calculates the calculated pixel average value in the region of interest and the tube voltage F 1 and tube current time product F 2 used during fluoroscopic X-ray exposure corresponding to the first pulse. By substituting into Equation (1), the object thickness (T = T 1 ) is calculated and estimated (S39).

F d[kV]×F[mAs]×GLR=a×exp(b×T+c) (1)
次に、F条件決定部11により、S39において計算された被検体厚に基づいて、第2パルスに対応する透視X線の管電圧と管電流とが決定される(S40)。すなわち、図8に示された管電圧と被検体厚との関係を規定する関数を用いてF条件決定部11により、(T=T1)を満たす管電圧(V=V)が求められる。求められた管電圧(V=V)のうち、可能な最大の管電流を求める。この求められた管電圧と管電流とが第2パルスに対応する透視X線の管電圧と管電流である。
F 1 d [kV] × F 2 [mAs] × GLR = a × exp (b × T + c) (1)
Next, the tube condition and the tube current of the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse are determined by the F condition determination unit 11 based on the subject thickness calculated in S39 (S40). That is, the F condition determining section 11 using the function defining the relationship between the tube voltage and the specimen thickness Metropolitan shown in FIG. 8, the (T = T 1) tube voltage that satisfies (V = V 1) obtained . Among the obtained tube voltages (V = V 1 ), the maximum possible tube current is obtained. The obtained tube voltage and tube current are the tube voltage and tube current of the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse.

第2パルスに対応する透視X線の出力が決定され、X線源1から第2パルスに対応する透視X線が発生される(S41)。   The fluoroscopic X-ray output corresponding to the second pulse is determined, and the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse is generated from the X-ray source 1 (S41).

AEC検出器2で、第2パルスに対応する透視X線が検出され、X線の強さに比例した電気信号が発生される(S42)。   The AEC detector 2 detects the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse, and generates an electrical signal proportional to the intensity of the X-ray (S42).

AEC検出器2で検出されたX線は、電気信号に変換され、増幅回路401により電気信号が増幅される。その後、積分回路402により増幅された電気信号の積分値が逐次計算される(S43)。   The X-ray detected by the AEC detector 2 is converted into an electric signal, and the electric signal is amplified by the amplifier circuit 401. Thereafter, the integrated value of the electric signal amplified by the integrating circuit 402 is sequentially calculated (S43).

濃度設定回路403により、濃度基準値(閾値)が設定される。比較回路404により、計算された積分値は、閾値と比較される(S44)。   A density reference value (threshold value) is set by the density setting circuit 403. The calculated integration value is compared with the threshold value by the comparison circuit 404 (S44).

積分値が閾値に達した場合、X線遮断信号発生回路405は、X線制御部5にトリガー信号を発生することにより第2パルスが遮断される(S45)。   When the integrated value reaches the threshold value, the X-ray cutoff signal generation circuit 405 generates a trigger signal to the X-ray control unit 5 to cut off the second pulse (S45).

第2パルスに対応する透視X線遮断後、FPD3が読み出し期間に入ると、FPD3から蓄積された電荷がアクティブマトリクスアレイ素子により読み出される(S46)。   After the fluoroscopic X-ray corresponding to the second pulse is interrupted, when the FPD 3 enters a reading period, the charge accumulated from the FPD 3 is read by the active matrix array element (S46).

読み出された電荷に基づくアナログ信号は、AD変換部7でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号に基づいて、画像生成部8によりX線画像が生成されるとともに、オートウインドー処理部9によりX線画像の画素値が適切な数値からずれていても、適切な濃度値に変換され、X線画像が例えば0〜255の階調を有する濃度値で表示される(S47)。   An analog signal based on the read charge is converted into a digital signal by the AD conversion unit 7. An X-ray image is generated by the image generation unit 8 based on the converted digital signal, and an appropriate density value is obtained even if the pixel value of the X-ray image is deviated from an appropriate numerical value by the auto window processing unit 9. The X-ray image is displayed with a density value having a gradation of, for example, 0 to 255 (S47).

画素値計算部81により、変換されたデジタルデータに基づいて関心領域内の各画素の画素値が加算され、計算された画素数で割ることにより関心領域内の画素値の平均値が計算される(S48)。なお、関心領域に限定せず、X線画像全体の画素値を計算するとしても良い。   The pixel value calculation unit 81 adds the pixel values of each pixel in the region of interest based on the converted digital data, and calculates the average value of the pixel values in the region of interest by dividing by the calculated number of pixels. (S48). Note that the pixel value of the entire X-ray image may be calculated without being limited to the region of interest.

F条件決定部11で、計算された関心領域内の画素平均値と、第2パルスに対応する透視X線曝射時に用いられた管電圧Fと管電流時間積Fとを既述の数式(1)に代入することにより、被検体厚(T=T1)が計算され、推定される(S49)。 The F condition determination unit 11 calculates the calculated pixel average value in the region of interest, the tube voltage F 1 used at the time of fluoroscopic X-ray exposure corresponding to the second pulse, and the tube current time product F 2 as described above. By substituting into Equation (1), the object thickness (T = T 1 ) is calculated and estimated (S49).

F d[kV]×F[mAs]×GLR=a×exp(b×T+c) (1)
次に、F条件決定部11により、S49において計算された被検体厚に基づいて、S40等と同様に、第3パルスに対応する透視X線の管電圧と管電流とが決定され(S50)、決定された管電圧、管電流を用いて第3パルスに対応する透視X線が発生される(S51)。
F 1 d [kV] × F 2 [mAs] × GLR = a × exp (b × T + c) (1)
Next, the F condition determination unit 11 determines the tube voltage and tube current of the fluoroscopic X-ray corresponding to the third pulse, based on the subject thickness calculated in S49 (S50). A fluoroscopic X-ray corresponding to the third pulse is generated using the determined tube voltage and tube current (S51).

以降、第kパルス(3≦k≦n)に対応する透視X線の発生についても、S42〜S51の各処理を繰り返すことにより、X線管の管電圧と管電流とが被検体厚に応じて最適になるように出力される(S52)。なお、最後の第nパルスに対応する透視X線の発生が停止された状態で、被検体の位置を変えるなどして再度透視を開始する場合、S42〜S51の処理によって得られた最終的なX線出力条件を引き継いでも良いし、初期化して再度、S42〜S51のステップを踏むとしても良い。   Thereafter, regarding the generation of fluoroscopic X-rays corresponding to the k-th pulse (3 ≦ k ≦ n), the tube voltage and tube current of the X-ray tube depend on the subject thickness by repeating the processes of S42 to S51. Is output so as to be optimal (S52). When the fluoroscopic X-ray corresponding to the last n-th pulse is stopped and the fluoroscopy is started again by changing the position of the subject or the like, the final obtained by the processing of S42 to S51 is performed. The X-ray output conditions may be taken over, or may be initialized and steps S42 to S51 may be performed again.

以上、第2実施形態においては、第1パルスに対応する透視X線をAECにより制御し、所望のX線量になった時点でX線源1の出力を停止するため、第1パルスに対応する透視X線の出力が最適になる。そのため、従来技術で問題となっていたハンチング現象(図9)または応答遅れを抑えられ、スループットの向上したX線診断装置を提供することができる。また、第2パルス以降のパルス系列に対応する透視X線についてもAECで制御する。第2パルス以降では、AEC制御に被検体厚推定のサイクルが組み合わされることにより、被検体厚に応じて順次X線の出力が最適になる。これにより、透視期間の経過に伴い、被検体厚に応じて被検体に曝射されるX線量を最適にすることができ、被検体厚に応じて画像コントラストの高い医用画像を表示することができる。さらに、透視のフレームレートにより可能な最長パルス幅となる時刻までに、AEC制御によるX線遮断が行われなかった場合でも、オートウインドーにより適切に補正して表示する事ができる。   As described above, in the second embodiment, the fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse is controlled by the AEC, and the output of the X-ray source 1 is stopped when the desired X-ray dose is reached. The output of fluoroscopic X-rays is optimal. Therefore, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus that can suppress the hunting phenomenon (FIG. 9) or response delay, which has been a problem in the prior art, and has improved throughput. Further, the fluoroscopic X-ray corresponding to the pulse sequence after the second pulse is also controlled by AEC. After the second pulse, the X-ray output is sequentially optimized in accordance with the subject thickness by combining the subject thickness estimation cycle with the AEC control. Thereby, as the fluoroscopic period elapses, the X-ray dose exposed to the subject can be optimized according to the subject thickness, and a medical image with high image contrast can be displayed according to the subject thickness. it can. Furthermore, even when X-ray cutoff by AEC control is not performed by the time when the longest possible pulse width is possible depending on the fluoroscopic frame rate, it is possible to display the image with appropriate correction by the auto window.

以上、第2実施形態によれば、スループットが向上し、且つ、X線による被爆低減が可能なX線診断装置を提供することができる。   As described above, according to the second embodiment, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus that can improve throughput and reduce exposure by X-rays.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…X線源、2…AEC検出器、3…フラットパネルディテクタ―(FPD)、4…AEC制御部、401…増幅回路、402…積分回路、403…濃度設定回路、404…比較回路、405…X線遮断信号発生回路、5…X線制御部、6…高電圧発生部、7…AD変換部、8…画像生成部、81…画素値計算部、9…オートウインドー処理部、10…表示部、11…F条件決定部、12…寝台 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray source, 2 ... AEC detector, 3 ... Flat panel detector (FPD), 4 ... AEC control part, 401 ... Amplifier circuit, 402 ... Integration circuit, 403 ... Density setting circuit, 404 ... Comparison circuit, 405 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... X-ray interruption | blocking signal generation circuit, 5 ... X-ray control part, 6 ... High voltage generation part, 7 ... AD conversion part, 8 ... Image generation part, 81 ... Pixel value calculation part, 9 ... Auto window processing part, 10 ... Display unit, 11 ... F condition determination unit, 12 ... Bed

Claims (5)

複数のパルスのそれぞれに対応する透視X線を発生するX線発生部と、
前記透視X線に基づいて出力信号を発生するX線検出部と、
前記X線発生部が前記複数のパルスのうちの第1パルスに対応する第1透視X線を継続して発生する第1期間において、前記第1透視X線に起因して検出された第1出力信号の第1積分値を予め定められた閾値と比較する比較部と、
前記第1積分値が前記閾値に達したタイミング或いは前記複数のパルスの単位時間当たりのパルス数を基準として決定されるタイミングが前記第1期間の終期となるように、前記X線発生部を制御するX線制御部と、
前記第1の期間に対応する第1透視X線に基づいてX線画像を生成する画像生成部と、
を具備することを特徴とするX線診断装置。
An X-ray generator that generates fluoroscopic X-rays corresponding to each of the plurality of pulses;
An X-ray detector that generates an output signal based on the fluoroscopic X-ray;
In the first period in which the X-ray generator continuously generates the first fluoroscopic X-ray corresponding to the first pulse of the plurality of pulses, the first detected due to the first fluoroscopic X-ray A comparison unit that compares the first integral value of the output signal with a predetermined threshold;
The X-ray generator is controlled so that the timing at which the first integrated value reaches the threshold value or the timing determined based on the number of pulses per unit time of the plurality of pulses is the end of the first period. An X-ray control unit,
An image generating unit that generates an X-ray image based on a first fluoroscopic X-ray corresponding to the first period;
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
前記複数のパルスのうちの第k番目(ただし、kは1≦k≦nを満たす自然数。nはn≧2を満たす自然数。)に対応する第k透視X線に基づいて生成されたX線画像の画素値に基づいて、前記複数のパルスのうちの第k+1番目に対応する透視X線を発生するための透視管電圧と管電流時間積とを決定する決定部をさらに具備し、
前記X線制御部は、前記決定された透視管電圧と管電流時間積とに基づいて、前記X線発生部を制御すること、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
X-rays generated based on the k-th fluoroscopic X-ray corresponding to the k-th of the plurality of pulses (where k is a natural number satisfying 1 ≦ k ≦ n and n is a natural number satisfying n ≧ 2). A determination unit for determining a fluoroscopic tube voltage and a tube current time product for generating a fluoroscopic X-ray corresponding to the (k + 1) th of the plurality of pulses based on a pixel value of the image;
The X-ray control unit controls the X-ray generation unit based on the determined fluoroscopic tube voltage and tube current time product;
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1.
前記比較部は、前記複数のパルスのうちの第k番目(ただし、kは1≦k≦nを満たす自然数。nはn≧2を満たす自然数。)に対応する第k透視X線を継続して発生する第k期間において、前記第k透視X線に起因して検出された第k出力信号の第k積分値を予め定められた閾値と比較し、
前記第k透視X線に基づいて生成されたX線画像の画素値に基づいて、前記複数のパルスのうちの第k+1番目に対応する透視X線を発生するための透視管電圧と管電流とを決定する決定部をさらに具備し、
前記X線制御部は、前記第k積分値が前記閾値に達したタイミング或いは前記複数のパルスの単位時間当たりのパルス数を基準として決定されるタイミングが前記第k期間の終期となるように、前記X線発生部を制御すると共に、前記第k+1番目に対応する透視X線を発生する場合に、前記決定された透視管電圧と管電流とに基づいて、前記X線発生部を制御すること、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
The comparison unit continues the k-th fluoroscopic X-ray corresponding to the k-th of the plurality of pulses (where k is a natural number satisfying 1 ≦ k ≦ n and n is a natural number satisfying n ≧ 2). The k-th integrated value of the k-th output signal detected due to the k-th fluoroscopic X-ray in the k-th period generated by
Based on a pixel value of an X-ray image generated based on the k-th fluoroscopic X-ray, a fluoroscopic tube voltage and a tube current for generating a fluoroscopic X-ray corresponding to the (k + 1) th of the plurality of pulses, Further comprising a determination unit for determining
The X-ray control unit is configured such that the timing at which the k-th integral value reaches the threshold value or the timing determined based on the number of pulses per unit time of the plurality of pulses is the end of the k-th period. Controlling the X-ray generation unit and controlling the X-ray generation unit based on the determined fluoroscopic tube voltage and tube current when generating the (X + 1) th fluoroscopic X-ray. ,
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1.
前記決定部は、
記第k透視X線に基づいて生成されたX線画像の画素値に基づいて被検体の体厚を計算し、
前記計算された体厚に基づいて、前記透視管電圧と管電流または前記透視管電圧と管電流時間積とを決定すること、
を特徴とする請求項2乃至3記載のX線診断装置。
The determination unit
Calculating the body thickness of the subject based on the pixel value of the X-ray image generated based on the k-th fluoroscopic X-ray;
Determining the fluoroscopic tube voltage and tube current or the fluoroscopic tube voltage and tube current time product based on the calculated body thickness;
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 2, wherein:
前記複数のパルスのそれぞれに対応する透視X線に基づいて生成されたX線画像毎にオートウインドー処理を実行するオートウインドー処理部をさらに具備する請求項1乃至4
のうちいずれか一項記載のX線診断装置。
5. An auto window processing unit that executes auto window processing for each X-ray image generated based on fluoroscopic X-rays corresponding to each of the plurality of pulses.
The X-ray diagnostic apparatus as described in any one of these.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016067590A (en) * 2014-09-30 2016-05-09 富士フイルム株式会社 Radiation image analysis apparatus, method, and program
CN111374687A (en) * 2018-12-27 2020-07-07 佳能株式会社 Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, control method, and storage medium
JP2020103872A (en) * 2018-12-27 2020-07-09 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, control method and program

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6075033A (en) * 1983-09-30 1985-04-27 株式会社東芝 X-ray diagnostic equipment
JPH04366598A (en) * 1991-06-11 1992-12-18 Hitachi Medical Corp X-ray photographic device with automatic exposing mechanism
JPH10112399A (en) * 1996-10-08 1998-04-28 Hitachi Medical Corp X-ray apparatus
JPH11204288A (en) * 1998-01-19 1999-07-30 Shimadzu Corp X-ray equipment
JP2003115399A (en) * 2001-10-02 2003-04-18 Toshiba Corp X-ray diagnostic equipment
JP2009136420A (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Toshiba Corp X-ray image diagnostic apparatus, X-ray image processing determination method, X-ray image processing method, and storage medium

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6075033A (en) * 1983-09-30 1985-04-27 株式会社東芝 X-ray diagnostic equipment
JPH04366598A (en) * 1991-06-11 1992-12-18 Hitachi Medical Corp X-ray photographic device with automatic exposing mechanism
JPH10112399A (en) * 1996-10-08 1998-04-28 Hitachi Medical Corp X-ray apparatus
JPH11204288A (en) * 1998-01-19 1999-07-30 Shimadzu Corp X-ray equipment
JP2003115399A (en) * 2001-10-02 2003-04-18 Toshiba Corp X-ray diagnostic equipment
JP2009136420A (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Toshiba Corp X-ray image diagnostic apparatus, X-ray image processing determination method, X-ray image processing method, and storage medium

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016067590A (en) * 2014-09-30 2016-05-09 富士フイルム株式会社 Radiation image analysis apparatus, method, and program
CN111374687A (en) * 2018-12-27 2020-07-07 佳能株式会社 Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, control method, and storage medium
JP2020103872A (en) * 2018-12-27 2020-07-09 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, control method and program

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