专利名称：X射线摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种拍摄血管造影图像的X射线摄影装置，特别是涉及一种根据掩模图像的摄影时间设定实时图像的摄影时间的X射线摄影装置。
背景技术：
以往，为了获取血管图像，利用血管造影剂实施DSA(Digital SubtractionAngiography :数字减影血管造影)摄影。DSA摄影利用了如下的图像处理技术获取注入造影剂之前的图像数据(以下称为掩模图像)与注入造影剂之后的图像数据(以下称为实 时图像)之差(减影)。利用掩模图像与实时图像之差从实时图像去除骨骼等血管诊断所不需要的部分，能够获得诊断所需的保留了注入造影剂而得到的血管图像的减影图像，能够易于观察血管。为了实施良好的DSA摄影，获取多个掩模图像，通过将这些多个掩模图像平均化来制作作为基准的掩模图像。通过将该基准掩模图像与实时图像相减能够获得良好的减影图像。在该DSA摄影中，在将管电压、管电流、摄影时间设为固定的值来拍摄掩模图像和实时图像的情况下，由于被检体的体型、身体的厚度导致实际拍摄到的透视图像的亮度大多与目标亮度不同。其结果，由于被检体的差异导致减影图像的亮度产生偏差。然而，在DSA摄影中，当变更管电压时X射线的线质发生变更，因此期望将管电压设为固定值。另外，根据灯丝电流的大小来控制管电流值，但即使调节灯丝电流，由于灯丝的热惯性导致短时间内对管电流值的响应性迟钝。因此，期望将管电流值也设为固定值。基于这样的理由，期望通过调节摄影时间来实施透视图像的亮度的调节。因此，设计了一种配备有专利文献I和2中记载的AEC(自动照射控制功能)的X射线摄影装置。AEC具有如下功能通过光电计时器监视X射线照射的线量，当达到目标线量时遮断照射的X射线。也就是说，通过调节摄影时间来调节X射线的照射量从而控制摄影图像的亮度。在DSA摄影中，期望以相同的亮度拍摄掩模图像和实时图像，因此当拍摄最初的掩模图像时，通过AEC实时地控制摄影时间并检测最佳的摄影时间。利用检测出的该摄影时间对第二张以后的掩模图像和实时图像实施拍摄。这样，通过利用AEC实时地调节摄影时间能够获得成为恰当亮度的摄影时间。专利文献I :日本特开2003-209747号公报专利文献2 :日本特开2004-177251号公报
发明内容
发明要解决的问题利用AEC时所使用的光电计时器被安装在X射线平面检测器的被检体侧，因此在X射线通过光电计时器时X射线的强度衰减。另外，在不使用光电计时器而利用由X射线平面检测器检测出的图像亮度信息来控制摄影时间的情况下，从照射X射线起到通过X射线平面检测器读出图像亮度信息为止产生几十ms到几百ms的时滞。即，在利用X射线平面检测器进行监视的情况下，不能像光电计时器那样在达到目标亮度时进行直接遮断X射线那样的控制，因此不使用光电计时器来控制摄影图像的亮度是不恰当的。本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种不使用光电计时器就能够获得恰当亮度的减影图像的X射线摄影装置。用于解决问题的方案为了达成这种目的，本发明采用如下的结构。即，本发明的特征在于具备X射线照射器，其对被检体照射X射线；X射线检测器，其检测透过被检体的X射线；摄影条件设定部，其对从上述X射线照射器照射X射线的X射线摄影条件进行设定；掩模图像摄影时间计算部，其在(i)第一张掩模图像的情况下，与上述X射线摄影条件相应地设定第一摄影时间，在(ii)第二张以后的掩模图像的情况下，根据过去拍摄到的掩模图像的摄影时间和亮度计算出接下来要拍摄的掩模图像的第二摄影时间，使得过去拍摄到的掩模图像与接下来要拍摄的掩模图像的平均亮度为目标亮度； 实时图像摄影时间计算部，其根据基于上述第一摄影时间或者上述第二摄影时间从上述X射线照射器照射X射线而得到的掩模图像的摄影时间计算出实时图像的摄影时间；以及图像处理部，其输入由上述X射线检测器检测出的检测信号，根据基准掩模图像与上述实时图像之差来计算出减影图像，该基准掩膜图像是将基于上述第一摄影时间或者上述第二摄影时间拍摄到的多个掩模图像平均化而得到的。根据上述结构，X射线照射器对被检体照射X射线，X射线检测器检测透过被检体的X射线。摄影条件设定部对从X射线照射器照射X射线的X射线摄影条件进行设定。掩模图像摄影时间计算部在(i)第一张掩模图像的情况下，与X射线摄影条件相应地设定第一摄影时间，在(ii)第二张以后的掩模图像的情况下，根据过去拍摄到的掩模图像的摄影时间和亮度计算出接下来要拍摄的掩模图像的第二摄影时间，使得过去拍摄到的掩模图像与接下来要拍摄的掩模图像的平均亮度为目标亮度。实时图像摄影时间计算部根据基于第一摄影时间或者第二摄影时间从X射线照射器照射X射线而得到的掩模图像的摄影时间计算出实时图像的摄影时间。图像处理部输入由X射线检测器检测出的检测信号，根据将基于第一摄影时间或者第二摄影时间拍摄到的多个掩模图像平均化而得到的基准掩模图像与实时图像之差来计算出减影图像。计算出第二张以后的掩模图像的摄影时间即第二摄影时间，使得过去拍摄到的掩模图像与接下来要拍摄的掩模图像的平均亮度为目标亮度，因此能够使将基于第一摄影时间或者第二摄影时间拍摄到的多个掩模图像平均化而得到的基准掩模图像的亮度为目标亮度。另外，根据基于第一摄影时间或者第二摄影时间照射X射线而得到的掩模图像的摄影时间计算出实时图像的摄影时间，因此还能够恰当地控制实时图像的亮度。其结果，即使不使用光电计时器也能够获得恰当亮度的基准掩模图像、实时图像以及减影图像。由于不需要光电计时器，因此能够实现成本降低。并且能够构建不会由于光电计时器的动作不良而产生故障的DSA摄影系统。另外，由于不需要调整光电计时器，因此能够实现缩短X射线摄影装置的安装时间。并且，通过去除光电计时器能够使由光电计时器导致的X射线的衰减消失，能够增加入射到X射线检测器的X射线的线量，从而能够提闻画质。另外，优选还具备图像亮度存储部，其存储上述掩模图像的亮度；摄影时间测量器，其对基于上述第一摄影时间或者上述第二摄影时间利用上述X射线照射器实际照射X射线的摄影时间进行测量；以及摄影时间存储部，其对由上述摄影时间测量器测量出的上述掩模图像的实际摄影时间进行存储，其中，在第二张以后的掩模图像的情况下，上述掩模图像摄影时间计算部根据存储在上述摄影时间存储部的过去的上述掩模图像的实际摄影时间和存储在上述图像亮度存储部的过去的上述掩模图像的亮度计算出接下来要拍摄的掩模图像的摄影时间。根据上述结构，图像亮度存储部对掩模图像的亮度进行存储，摄影时间测量器对基于第一摄影时间或者第二摄影时间通过X射线照射器实际照射X射线的摄影时间进行测量。摄影时间存储部对由摄影时间测量器测量出的掩模图像的实际摄影时间进行存储，在第二张以后的掩模图像的情况下，掩模图像摄影时间计算部根据存储在摄影时间存储部的过去的上述掩模图像的摄影时间和存储在图像亮度存储部的过去的掩模图像的亮度计算出接下来要拍摄的掩模图像的摄影时间。由此，即使在对第二摄影时间施加时间限制来拍摄掩模图像的情况下，也能够根据过去的掩模图像的实际摄影时间计算出第二摄影时间，因此能够使基准掩模图像的亮度接近目标亮度。 另外，期望还具备亮度校正部，该亮度校正部对掩模图像的亮度进行校正，使得上述掩模图像的摄影时间比与上述掩模图像的亮度比线性地对应，上述掩模图像摄影时间计算部将由上述亮度校正部校正得到的校正亮度用作上述亮度，来计算出第二摄影时间。根据上述结构，亮度校正部对掩模图像的亮度进行校正，使得掩模图像的摄影时间比与掩模图像的亮度比线性地对应，因此即使在掩模图像的摄影时间比不与亮度比线性地对应的情况下，也能够通过调节掩模图像的摄影时间来调节掩模图像的亮度。另外，上述掩模图像摄影时间计算部优选根据过去拍摄到的各掩模图像的亮度和摄影时间计算出上述第二摄影时间。由此，即使由于被检体的身体动作而在掩模图像的一部分产生模糊也能够降低其影响。另外，上述掩模图像摄影时间计算部也可以不是根据第二张以后的掩模图像的亮度和摄影时间而是根据第一张掩模图像的亮度和摄影时间计算出上述第二摄影时间。这样，通过不根据第二张以后的掩模图像的亮度和摄影时间计算出第二摄影时间，能够减轻运算负荷来高速地拍摄掩模图像。另外，优选还具备图像平均亮度计算部，该图像平均亮度计算部计算出上述掩模图像的关心区域的平均亮度来作为上述亮度。通过限定为掩模图像的关心区域，能够减少计算第二摄影时间的运算量，从而能够高速地进行处理。另外，通过将关心区域的平均亮度用于第二摄影时间的计算，能够降低掩模图像中包含的噪声的影响。另外，上述关心区域优选是上述掩模图像的中心区域。对于拍摄者来说能够制作易于解读的减影图像。另外，上述实时图像摄影时间计算部也可以计算出各掩模图像的摄影时间的平均值来作为上述实时图像的摄影时间。由此，能够使基准掩模图像的亮度与实时图像的想要通过减影去除的部分的亮度相同。另外，上述实时图像摄影时间计算部也可以通过将各掩模图像的摄影时间的平均值乘以上述掩模图像的目标亮度与上述实时图像的目标亮度之比来计算出上述实时图像的摄影时间。由此，能够相对于基准掩模图像的亮度获得期望亮度的实时图像。发明的效果
根据本发明所涉及的X射线摄影装置，能够提供一种不使用光电计时器就能够获得恰当亮度的减影图像的X射线摄影装置。
图I是实施例所涉及的X射线摄影装置的整体图。图2是实施例所涉及的X射线管的概要截面图。图3是表示实施例所涉及的图像处理部的结构的框图。图4是表示实施例I所涉及的X射线管控制部的结构的框图。 图5是表示制作实施例I所涉及的减影图像的流程的流程图。图6是实施例I所涉及的掩模图像的产生X射线的时序图。图7是实施例I所涉及的实时图像的产生X射线的时序图。图8是表示实施例3所涉及的摄影时间控制部的结构的框图。附图标记说明I :X射线摄影装置；2 :X射线管；4 =FPD ；6 :图像处理部；13 :摄影时间测量器；30 摄影条件设定部；34 :平均亮度计算部；35 :图像亮度存储部；36 :掩模图像摄影时间计算部；37 :摄影时间存储部；38 :实时图像摄影时间计算部；42 :亮度校正部。
具体实施例方式I. X射线摄影装置下面，参照
本发明的实施例。图I是X射线摄影装置的整体图，图2是X射线管的概要截面图，图3是表示图像处理部的结构的框图。如图I所示，X射线摄影装置I具备X射线管2，其对被检体M照射X射线；顶板3，其载置被检体；X射线平面检测器(Flat Panel Detector :以下称为FPD) 4，其检测透过被检体M的X射线；以及A/D转换器5，其将从FPD 4输出的模拟的X射线检测信号转换为数字的X射线检测信号。X射线管2相当于本发明的X射线照射器，FPD 4相当于本发明的X射线检测器。另外，X射线摄影装置I除此之外还具备图像处理部6，其输入数字的X射线检测信号并进行各种图像处理；输入器7，其由拍摄者进行各种输入设定；显示器8，其显示X射线诊断操作画面和进行图像处理得到的X射线透视图像等；存储器9，其存储X射线透视图像、其它摄影数据；X射线管控制部10，其根据对输入器7输入的指示来控制对X射线管
2输出的X射线照射条件；以及主控制部11，其统一控制这些结构部。另外，X射线摄影装置I还具备X射线管电源12，其根据通过X射线管控制部10设定的X射线照射条件对X射线管2提供管电压和灯丝电流；以及摄影时间测量器13，其对从X射线管电源12向X射线管2实际输出脉冲电压的时间，即X射线摄影时间进行测量。在FPD 4上二维阵列状地配置有例如2000 X 2000个将X射线转换为电荷信号的X射线检测像素。X射线检测像素由当照射X射线时产生电荷信号的X射线检测元件构成。这样，FPD 4既可以是直接转换型的X射线检测器，也可以是间接转换型的X射线检测器。主控制部11由中央运算处理装置(CPU)构成。另外，输入器7由以鼠标、键盘、操纵杆、跟踪球、触摸面板等为代表的指示设备构成。拍摄者能够通过输入器7设定输入被检体、拍摄部位的摄影条件。显示器8由液晶显示装置、CRT等构成。存储器9由快闪存储器、硬盘、存储器等构成。如图2所示，作为X射线管2的一例，列举出旋转阳极型X射线管。根据该旋转阳极型X射线管，在内部为真空的封装器15中，通过使从被配置在阴极16的内部的灯丝17放出的电子束撞击旋转的阳极18来产生X射线。经由线缆19从X射线管电源12对灯丝17提供灯丝电流，灯丝17产生热电子。当以该状态经由线缆19从X射线管电源12对阴极16和阳极18施加高电压的管电压时，阴极16所产生的热电子以束状撞击阳极33从而使管电流导通。阳极18与通过从定子20接收旋转驱动力来进行旋转的转子21相连接。转子21经由轴承22与固定部23相连接，固定部23连接有阳极侧的引线19。这样，从阳极侧的引线19经由固定部23、轴承22以及转子21对阳极18提供高电压，还从阴极侧的引线19对阴极16提供高电压。
如图3所示，图像处理部6具备图像存储部25，其将从A/D转换器5输入的X射线检测信号按每一帧存储为摄影图像；基准掩模图像制作部26，其通过将被拍摄为掩模图像的多张摄影图像平均化来制作基准掩模图像；以及减法运算部27，其将从A/D转换器5输入的实时图像减去基准掩模图像。另外，将存储在图像存储部25中的各个掩模图像的图像亮度信息发送到X射线管控制部10。另外，将利用减法运算部27从实时图像减去基准掩模图像而得到的减影图像发送到主控制部11，并通过显示器8显示该减影图像或者将其保存到存储器9中。图像处理部6由微处理器和存储器构成。2.掩模图像的亮度控制接着，对实施例I的掩模帧的亮度控制的原理进行说明。将掩模图像的关心区域的平均亮度设为χη。关心区域通常是摄影图像中心部。以将X1设为第一张掩模图像的平均亮度、将X2设为第二张掩模图像的平均亮度的方式将Xn设为第N张掩模图像的平均亮度。关于第一张掩模图像，与被检体的体型、检查部位相应地设定摄影时间Tlsrt。该摄影时间Tlset是预测大概能够与被检体的摄影条件相应地获得目标亮度Xref的摄影时间。另外，摄影时间Tlsrt是摄影图像的亮度没有过量程或者欠量程的摄影时间。摄影时间Tlsrt相当于本发明的第一摄影时间。在对第一张掩模图像照射X射线之后、对第二张掩模图像照射X射线之前，经由FPD 4从图像处理部6读出第一张掩模图像的亮度信号，通过X射线管控制部10计算出平均亮度在此，实施例I的掩模图像的亮度控制以使下式成立为目的。[数I]Y1 Iw = X ref …⑴
AT
w = i ι、S卩，目的在于进行亮度控制，使得过去拍摄到的掩模图像与接下来要拍摄的掩模图像的平均亮度为目标亮度。为了达成该目的，计算出第二张掩模图像的摄影时间设定值T2set，使得第一张掩模图像的平均亮度X1与第二张掩模图像的平均亮度X2的平均亮度为目标亮度Xref。在此，如果将第二张掩模图像的平均亮度X2的目标亮度设为X2set，则为了将第一张掩模图像的平均亮度X1与第二张掩模图像的平均亮度X2的平均值设为目标亮度Xref，下式必须成立。[数2]
权利要求
1.一种X射线摄影装置，其特征在于，具备 X射线照射器，其对被检体照射X射线； X射线检测器，其检测透过被检体的X射线；摄影条件设定部，其对从上述X射线照射器照射X射线的X射线摄影条件进行设定；掩模图像摄影时间计算部，其在(i)第一张掩模图像的情况下，与上述X射线摄影条件相应地设定第一摄影时间，在(ii)第二张以后的掩模图像的情况下，根据过去拍摄到的掩模图像的摄影时间和亮度计算出接下来要拍摄的掩模图像的第二摄影时间，使得过去拍摄到的掩模图像与接下来要拍摄的掩模图像的平均亮度为目标亮度； 实时图像摄影时间计算部，其根据基于上述第一摄影时间或者上述第二摄影时间从上述X射线照射器照射X射线而得到的掩模图像的摄影时间计算出实时图像的摄影时间；以及 图像处理部，其输入由上述X射线检测器检测出的检测信号，根据基准掩模图像与上述实时图像之差来计算出减影图像，该基准掩膜图像是将基于上述第一摄影时间或者上述第二摄影时间拍摄到的多个掩模图像平均化而得到的。
2.根据权利要求I所述的X射线摄影装置，其特征在于，还具备 图像亮度存储部，其存储上述掩模图像的亮度； 摄影时间测量器，其对基于上述第一摄影时间或者上述第二摄影时间利用上述X射线照射器实际照射X射线的摄影时间进行测量；以及 摄影时间存储部，其对由上述摄影时间测量器测量出的上述掩模图像的实际摄影时间进行存储， 其中，在第二张以后的掩模图像的情况下，上述掩模图像摄影时间计算部根据存储在上述摄影时间存储部的过去的上述掩模图像的实际摄影时间和存储在上述图像亮度存储部的过去的上述掩模图像的亮度计算出接下来要拍摄的掩模图像的摄影时间。
3.根据权利要求I或2所述的X射线摄影装置，其特征在于， 还具备亮度校正部，该亮度校正部对掩模图像的亮度进行校正，使得上述掩模图像的摄影时间比与上述掩模图像的亮度比线性地对应， 上述掩模图像摄影时间计算部将由上述亮度校正部校正得到的校正亮度用作上述亮度，来计算出第二摄影时间。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于， 上述掩模图像摄影时间计算部根据过去拍摄到的各掩模图像的亮度和摄影时间计算出上述第二摄影时间。
5.根据权利要求I至3中的任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于， 上述掩模图像摄影时间计算部不根据第二张以后的掩模图像的亮度和摄影时间而根据第一张掩模图像的亮度和摄影时间计算出上述第二摄影时间。
6.根据权利要求I至5中的任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于， 还具备图像平均亮度计算部，该图像平均亮度计算部计算出上述掩模图像的关心区域的平均亮度来作为上述亮度。
7.根据权利要求6所述的X射线摄影装置，其特征在于， 上述关心区域是上述掩模图像的中心区域。
8.根据权利要求I至7中的任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于， 上述实时图像摄影时间计算部计算出各掩模图像的摄影时间的平均值，来作为上述实时图像的摄影时间。
9.根据权利要求I至7中的任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于， 上述实时图像摄影时间计算部通过将各掩模图像的摄影时间的平均值乘以上述掩模图像的目标亮度与上述实时图像的目标亮度之比来计算出上述实时图像的摄影时间。
全文摘要
掩模图像摄影时间计算部(36)在(i)第一张掩模图像的情况下，与X射线摄影条件相应地设定第一摄影时间，在(ii)第二张以后的掩模图像的情况下，根据过去拍摄到的掩模图像的摄影时间和亮度计算出接下来要拍摄的掩模图像的第二摄影时间，使得过去拍摄到的掩模图像与接下来要拍摄的掩模图像的平均亮度为目标亮度，实时图像摄影时间计算部(38)根据基于第一摄影时间或者第二摄影时间从X射线照射器实际照射X射线而得到的掩模图像的实际摄影时间计算出实时图像的摄影时间，图像处理部(6)根据将基于第一摄影时间或者第二摄影时间拍摄到的多个掩模图像平均化而得到的基准掩模图像与实时图像的差来计算出减影图像。
文档编号G06T1/00GK102985008SQ20118002602
公开日2013年3月20日 申请日期2011年3月10日 优先权日2010年5月26日
发明者薮上胜宏 申请人:株式会社岛津制作所