放射线成像控制装置及其控制方法

专利名称：放射线成像控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种放射线成像控制装置，用来控制使用放射线对被照体
(subject)进行照射的放射线发生装置。
背景技术：
以往的放射线成像系统能够检测透射被照体的放射线(以X射线为代表) 的透射分布，并且其能够用在医疗机构，通过对人体内部进行成像来帮助诊 断。
如日本特开2005_124975号公报所公开，以往的放射线成像系统能够 根据要诊断的人体部位改变X射线剂量的水平，从而实现射线照射的实时抑 制。
此外，如日本特开2004 — 77709号公报所公开，人体诊断中使用的X射 线的剂量，能够根据显示放射线图像信息的显示单元的状态来改变。
然而，在基于X射线透射对人体进行成像时，人体很大程度地暴露在X 射线下是不可避免的。 一般来说，人体的详细诊断需要较高水平的X射线， 因而会增加X射线对人体伤害的风险。另一方面，如果出于抑制放射伤害考 虑降低X射线的剂量，则由于噪声的生成与增加，放射线图像的画质会恶化。 因而，X射线方法可能引发医疗效果上的问题。
上述的以往系统被用来根据放射线成像操作的目的，将X射线的剂量控 制在一个合适的水平。然而，根据上述的以往系统，X射线的剂量在初始状 态中被固定在预定水平，在系统开始放射线成像操作后，操作者被允许手动 改变X射线剂量。因此，无意中被照体会被暴露在较高水平的X射线中很长 时间。
以往的放射线成像系统无法既防止放射线图像的画质恶化，又不过度照 射被照体。

发明内容
本发明的实施例提供了一种放射线成像控制装置，其既能够防止放射线 图像的画质恶化，同时又不会过度照射被照体。
根据本发明的一个方面，放射线成像控制装置包括输入单元，用于从检测放射线的传感器输入放射线图像；以及控制单元，用于当放射线发生装置对所述传感器照射放射线时，随着时 间的经过，使所述放射线发生装置将放射线的剂量从上限水平减少到下限水 平。根据本发明的另一方面， 一种控制放射线成像控制装置的方法，包括以 下步骤当放射线发生装置使用放射线照射传感器时，随着时间的经过，使 所述放射线发生装置将放射线的剂量从上限水平减少到下限水平；从所述传 感器输入放射线图像。根据本发明的另一方面， 一种放射线成像装置，包括放射线发生单元； 放射线成像单元，用于提供放射线形成的至少部分被照体的图像；控制单元， 用于当放射线发生装置对所述放射线成像单元照射放射线时，随着时间的经 过，使所述放射线发生装置将放射线的剂量从上限水平减少到下限水平；图 像处理单元，用于处理放射线图像；以及显示单元，用于显示放射线图像。本发明进一步的特征及方面，将在以下参照附图的具体实施方式
的详细 描述中，得以清楚地记载。


附图被并入并且构成说明书的一部分，说明了本发明的实施例和特征， 其与文字描述一起用于解释本发明的部分原理。图1示出了本发明的第一实施例中X射线成像控制装置(放射线成像控 制装置)的框图。图2示出了本发明的第一实施例中利用X射线成像控制装置(放射线成 像控制装置)的诊断系统。图3示出了本发明的第一实施例中X射线图像处理装置(放射线图像处 理装置)执行处理的流程图。图4示出了本发明的第一实施例中的X射线控制操作面板。图5A到5C示出了本发明的第一实施例中透视剂量、噪声量和图像修正 量之间的关系。图6为示出了本发明的第一实施例中在X射线图像处理装置(放射线图 像处理装置)中的图像修正单元的详细结构的框图。图7示出了本发明的第二实施例中由X射线图像处理装置(放射线图像 处理装置)执行的处理的流程图。图8A到8C示出了本发明的第二实施例中透视剂量、噪声量和图像修正量之间的关系。图9示出了本发明的第二实施例中的X射线控制操作面板。图10示出了本发明的第三实施例中由X射线图像处理装置(放射线图像处理装置)执行的处理的流程图。图11示出了本发明的第三实施例中的X射线控制操作面板。图12A到12C示出了本发明的第三实施例中透视剂量、噪声量和图像修正量之间的关系。
具体实施方式
以下对实施例的描述，本质上仅具说明性，绝非试图限制本发明及其应 用或用途。本领域技术人员所熟知的处理、技术、装置和系统，在适当情况 下也作为使说明书能够实现的一部分。需要注意的是，在整篇说明书中，相 同的标号和字母在下图中指代了相同项，并且一旦在一幅图中对一项进行了 描述，就可能在后续图中不再讨论。以下将参照附图对实施例进行详细地描 述。在如下本发明的实施例中使用的放射线为X射线。然而，其它放射线(以 可见光、a射线、e射线、Y射线等为代表的电磁波)也能在本发明中使用。第一实施例以下参照图1到6对本发明的第一实施例进行描述。图1为本发明的第 一实施例中X射线成像控制装置(放射线成像控制装置)的框图。图1所示的X射线成像控制装置包括X射线发生装置(放射线发生装 置)100、图像传感器101、 X射线图像处理装置(放射线图像处理装置或放 射剂量控制装置)102、显示设备108、操作面板110、记录装置114、马达 121和脚踏开关122。X射线发生装置100根据X射线图像处理装置102的透视剂量控制单元 115所提供的驱动电压，来控制用于照射被照体的X射线的X射线剂量(放 射剂量)，从而获得被照体的透视图像(X射线动态图像)。在以下的描述中， 用于照射被照体的X射线的X射线剂量(放射剂量)称作"透视剂量"。图像传感器101检测到透射被照体的X射线的强度分布(X射线图像)， 并将其转换成电信号以获取被照体的X射线图像(放射线图像)，即透视图像。X射线图像处理装置102的系统控制单元103控制X射线图像处理装置102执行的各种操作。系统控制单元103包括中央处理单元(CPU)。例如， 当操作者对操作面板110或脚踏开关122操作时，系统控制单元103确定操 作信息的内容。此外，系统控制单元103执行记录X射线剂量(透视剂量) 的变化的处理。
如果X射线图像从图像传感器101被输入至X射线图像处理装置102, X 射线图像处理装置102的图像输入单元104接收到该X射线图像。图像输入 单元104包含模拟/数字(A/D)转换器，其将从图像传感器101接收的模拟 信号(即关于X射线图像的信号)转换成数字信号。
X射线图像处理装置102的图像修正单元105，对从图像传感器101经 由图像输入单元104输入的X射线图像，执行预定的图像修正处理。由图像 修正单元105执行的图像修正处理包括噪声降低处理和轮廓增强处理，这些 处理被逐步执行。
图像修正单元105对X射线发生装置100对被照体照射X射线时所获取 的X射线图像，执行图像修正处理。由图像修正单元105处理的X射线图像， 能够在系统控制单元103的控制下被输出到图像处理单元106，或者能够经 由系统总线119被存储到记录装置114中，或者能够通过外部接口 (I/F)单 元112输出到外部设备中。
X射线图像处理装置102的图像处理单元106对输入的X射线图像执行 预定的图像处理。由图像处理单元106执行的图像处理包括以诊断为目的的 图像处理和编码处理。图像处理单元106生成要输出到显示设备108的显示 图像的图像数据。图像处理单元106处理的X射线图像，能够在系统控制单 元103的控制下经由系统总线119存储到记录装置114，或者能够通过外部 I/F单元112输出到外部设备。显示设备108能显示图像处理单元106生成 的X射线图像。
X射线图像处理装置102的显示控制单元107,将图像处理单元106生 成的显示图像的图像数据转换成显示设备108能显示的图像数据。显示控制 单元107执行控制，使显示设备108基于该图像数据显示图像。
显示设备108基于从显示控制单元107输出的显示图像的图像数据来显 示图像。显示设备108是，例如，使用阴极射线管或液晶显示器的监视器。 例如，操作者在观察显示设备108上显示的X射线图像(透视图像)时，对 操作面板110进行操作。
X射线图像处理装置102的操作控制单元109接收操作者通过操作面板110或脚踏开关122输入的操作信息，并执行控制以将输入的操作信息发送 到系统控制单元103。此外，操作控制单元109执行控制，以在操作面板IIO 的显示部分显示X射线成像控制装置的操作状态。
操作面板110使操作者在观察显示面板的同时能够执行例如输入数据的 各种操作。脚踏开关122使操作者能够对对被照体照射X射线的X射线发生 装置100进行ON/OFF控制。
X射线图像处理装置102的计时单元111根据来自系统控制单元103的
控制信号来计量经过的时间。
X射线图像处理装置102的外部I/F单元112是使X射线图像处理装置
102能够与外部PC或外部装置(例如，诊断装置)进行通信的接口。例如，
外部I/F单元112为以太网或USB2. 0的网络接口。
X射线图像处理装置102的记录装置控制单元113控制记录装置114。 记录装置114为可选且可拆分连接到X射线图像处理装置102的外部存
储装置。记录装置114为例如硬盘、软盘(FD)、光盘(CD)、磁卡、光卡、
IC卡或存储卡。
X射线图像处理装置102中的透视剂量控制单元115控制X射线发生装 置100对被照体照射X射线时的X射线剂量(透视剂量)，并改变该X射线 剂量。
X射线图像处理装置102的传感器控制单元116将驱动计时信号和关于 各种设定数据的信号输出到图像传感器101，并且控制图像传感器101的操 作。
X射线图像处理装置102的随机存取存储器(RAM) 117为用来暂时存储 从外部装置或闪存118提供的程序和数据的存储器。X射线图像处理装置102 的闪存118为用来存储不需改变的程序和参数的存储器。
X射线图像处理装置102的系统总线119使每个组件能够传送数据和信 号至X射线图像处理装置102的其它组件，并且能够从X射线图像处理装置 102的其它组件接收数据和信号。
X射线图像处理装置102的马达控制单元120控制X射线成像控制装置 中设置的各个马达121的操作。
马达121是例如用来支撑被照体的床的驱动马达。
图2示出了本发明第一实施例中使用X射线成像控制装置(放射线成像 控制装置)的系统。在图2中，与图l所示相同的组件用相同的标号表示。图2所示的诊断系统包括C形臂201，其一端(上端)用来支撑X射线 发生装置IOO，另一端(下端)用来在相反或对面方向支撑图像传感器IOI。 被照体202 (人体)安放在床203上时，其位置可被设在连接X射线发生装 置100和图像传感器101的直线上。床移动装置204包括能够使床203沿预 定平面滑动的内置马达121。此外，虽然图2未示出，诊断系统包括附设在C 形臂201上用来驱动C形臂201的马达121。图2所示的操作面板110使操作者能够输入指示以驱动C形臂201和床 203。此外，操作面板110包括X射线控制操作面板400， X射线控制操作面 板400能够使操作者调整X射线发生装置100对被照体照射X射线时的X射 线的剂量。图3为本发明第一实施例中X射线图像处理装置(放射线图像处理装置) 102执行的处理的流程图。稍后将描述根据此流程图的处理(操作)。图4示出了本发明第一实施例中的X射线控制操作面板400 (图2)。图 4所示的X射线控制操作面板400包括显示面板401、电位器402、自动开关 (自动SW) 403、手动开关(手动SW) 404和再指定开关(再指定SW) 407。显示面板401显示X射线发生装置100的X射线相关信息，并且还能够 显示系统的操作状态。电位器402是能够使操作者改变透视剂量(从X射线 发生装置100射出的X射线的剂量)的操作单元。自动SW403使操作者能够 选择自动控制透视剂量(从X射线发生装置100射出的X射线的剂量)。手动 SW404使操作者能够选择使用电位器402来手动控制透视剂量。再指定SW407 是使操作者能够将透视剂量(从X射线发生装置100射出的X射线的剂量) 恢复至预定水平(预定值)的操作单元。图5A至5C示出了本发明第一实施例中透视剂量、噪声量和图像修正量 之间的关系。在图5A至5C中，时刻501表示再指定SW407第一次被按的时 间。此外，时刻502表示再指定SW407第二次被按的时间。图5A示出了系统控制单元103经透视剂量控制单元115控制的透视剂 量505的时变过程。如果操作者按再指定SW407,透视剂量505被恢复至如 图5A所示预定的上限水平(最大值)503。更具体来说，在透视剂量505第 一次到达预定的下限水平(最小值)504后，操作者在第一时刻501按再指 定SW407。然后，在透视剂量505到达下限水平(最小值)前，操作者在第 二时刻502第二次按再指定SW407。每一次，当操作者按再指定SW407时， 透视剂量505被恢复至预定的上限水平(最大值)503。在此例中，图5A所示的透视剂量505的上限水平(最大值)503和下限 水平(最小值)504，可根据被照体202的成像部位来确定。例如，系统控制 单元103根据操作者经操作面板110输入的操作信息，执行上限水平(最大 值)503和下限水平(最小值)504的设置。此外，在完成设置处理后，系统 控制单元103进行记录(存储)，将上限水平(最大值)503和下限水平(最 小值)504记录(存储)至能被系统控制单元103管理的闪存118 (即记录介 质)的预定区域中。
图5B示出了随着透视剂量505的变化，从图像传感器101输出的透视 图像(X射线图像)的模拟信号中包含的噪声量511的时变过程。从图5B明 显看出，噪声量511随着图5A所示的透视剂量505的降低而单调递增。
为减少随透视剂量505的变化生成的噪声量511，图像修正单元105在 系统控制单元103的控制下，执行图像修正处理。图5C示出了该图像修正处 理的图像修正量的时变过程。
如图5C所示，在时刻501，即再指定SW407第一次被按时，图像修正单 元105响应透视剂量505到上限水平(最大值)503的跳变，执行恢复图像 修正量至最低水平的处理。同样，当在时刻502再指定SW407第二次被按时， 即使图像修正量有中间值，然而图像修正单元105响应透视剂量505到上限 水平(最大值)503的跳变，执行恢复图像修正量至最低水平的处理。也就 是说，如果操作者按再指定SW407，系统控制单元103使图像修正单元105 执行减少图像修正量的控制，以响应透视剂量到上限水平(最大值)503的 跳变。
上述图5A至5C所示的一系列处理可由系统控制单元103来实现，系统 控制单元103根据计时单元111的时间信息和经由操作面板110输入的操作 者的指示，来控制透视剂量控制单元115和图像修正单元105的设定值。闪 存118能在预定区域存储基本变化量，该基本变化量适用于图5A所示透视剂 量505的变化量。此外，闪存118能在预定区域存储基本修正量，该基本修 正量适用于与透视剂量505的变化对应的图像修正单元105的图像修正量。
图6为示出了本发明的第一实施例中在X射线图像处理装置(放射线图 像处理装置)102中的图像修正单元105的详细结构的框图。
如图6所示，图像修正单元105包括灰度(gradation)修正处理单元 600、平均值滤波器601、高频加重滤波器602和系数设置单元603。
灰度修正处理单元600执行灰度修正处理，该处理包括对图像修正单元104输入的X射线图像(透视图像)的亮度水平进行修正的遮光(dodging) 处理修正。平均值滤波器601是能够消除噪声的滤波器。高频加重滤波器是 当平均值滤波器601处理的X射线图像具有模糊轮廓时能够加重该图像的高 频成分的滤波器。也就是说，高频加重滤波器602能够锐化输入的X射线图 像的轮廓。系数设置单元603对提供给灰度修正处理单元600、平均值滤波 器601和高频加重滤波器602的修正系数进行设置，以充分调整其处理量。更具体来说，系数设置单元603根据系统控制单元103经由系统总线119 指示的图像修正量，来对灰度修正处理单元600、平均值滤波器601和高频 加重滤波器602执行系数设置。例如，系数设置单元603执行以下设置系数的处理。如果图像修正量较 小，系数设置单元603以这样一种方式来设置合适的系数，在该方式中，灰 度修正处理单元600能减少亮度调整量以抑制暗部亮度的增加，平均值滤波 器601能减少处理量以降低噪声消除量，并且高频加重滤波器602能减少处 理量。此外，如果图像修正量较大，系数设置单元603以这样一种方式设置合 适的系数，在该方式中，灰度修正处理单元600能增加亮度调整量以增加暗 部的亮度，平均值滤波器601能增加处理量以增加噪声消除量，并且高频加 重滤波器602能增加处理量。图6所示的噪声消除结构仅是一个例子。根据另一实施例，图像修正单 元105的配置可包括中值滤波器。高频加重滤波器602能够用轮廓增强滤波 器来替代。接下来，将参照图3所示的流程图对本发明第一实施例中X射线图像处 理装置(放射线图像处理装置)102执行的处理的例子进行描述。在步骤S301中，如果操作者在观察显示设备108并进行诊断时按了自 动SW403，则系统控制单元103经由操作控制单元109检测到自动SW403已 被接通。在步骤S302中，系统控制单元103从闪存118的预定区域中读取与透 视剂量505相关的设定值(例如，上限水平(最大值)503、下限水平(最小 值)504和变化量)，并将读取的设定值设置给透视剂量控制单元115。此外， 系统控制单元103从闪存118的预定区域中读取与图像修正量521相关的设 定值，并将读取的设定值设置给图像修正单元105。此外，系统控制单元103 使计时单元111开始计时操作。在步骤S303中，与计时单元lll的计时操作相关联，系统控制单元103 使透视剂量控制单元115根据图5A所示的透视剂量505表示的基本变化量来 减少透视剂量。透视剂量控制单元115指示X射线发生装置100从预定的上 限水平(最大值)503起逐渐减少其对被照体202照射X射线时的X射线剂 量(透视剂量)。此控制带来良好的效果，因为人眼随着时间的经过逐渐适应 画质不好的图像。
在步骤S304中，系统控制单元103使图像修正单元105根据减少透视 剂量的基本设定量(比率)执行图像修正处理。图像修正单元105根据如图 5C所示逐级增加的图像修正量521，执行图像修正处理。也就是说，系统控 制单元103根据对应透视剂量降低的变化量，执行控制，该控制用于增加与 图像修正单元105执行的图像修正处理相关的图像修正量。
在步骤S305中，系统控制单元103在步骤S303已开始的透视剂量降低 处理中持续监视透视剂量505，并确定透视剂量505是否已到达预定的下限 水平(最小值)504。
如果系统控制单元103确定透视剂量505已到达预定的下限水平(最小 值)504 (步骤S305中"是")，则处理进入步骤S306。
在步骤S306中，系统控制单元103使透视剂量控制单元115维持透视 剂量505在下限水平(最小值)504上，并且也使图像修正单元105将图像 修正量521维持在当前水平上。
在完成步骤S306的处理后，处理进入步骤S307。此外，如果系统控制 单元103确定透视剂量505还未到达预定的下限水平(最小值)504 (步骤 S305中"否")，则处理进入步骤S307。
在步骤S307中，系统控制单元103确定操作者是否在图4所示的X射 线控制操作面板400上对除自动SW403之外的开关进行了操作(按)。如果系 统控制单元103确定没对除自动SW403之外的开关进行操作(按)(步骤S307 中"否")，则处理进入步骤S308。
在步骤S308中，系统控制单元103确定透视剂量505是否已到达预定 的下限水平(最小值)504。如果在步骤S308中确定透视剂量505已到达预 定的下限水平(最小值)504 (步骤S308中"是")，则处理返回步骤S306。 此外，如果系统控制单元103确定透视剂量505还未到达预定的下限水平(最 小值)504 (步骤S308中"否")，则处理返回步骤S303。
如果系统控制单元103确定对除自动SW403之外的开关进行了操作(按)(步骤S307中"是")，则处理进入步骤S309。在步骤S309中，系统控制单元103识别操作者在X射线控制操作面板 400上已操作(按)的开关的类型。如果在步骤S309中系统控制单元103确 定操作者对再指定SW407进行了操作(按)，则处理进入步骤S310。在步骤S310中，系统控制单元103使透视剂量控制单元115执行重设， 将透视剂量505恢复到上限水平(最大值)503。透视剂量控制单元115指示 X射线发生装置100来将其对被照体照射X射线202时的X射线剂量(透视 剂量)恢复到上限水平(最大值)503。在步骤S311中，系统控制单元103使图像修正单元105根据恢复透视 剂量505到上限水平(最大值)503时的控制来执行将图像修正量521 (图 5C)恢复至初始设定值的处理。图像修正单元105使用图5C所示固定在最低 水平的图像修正量，来执行图像处理。在完成步骤S311的处理后，处理返回 步骤S303。如果在步骤S309中，系统控制单元103确定操作者对手动SW404进行 了操作(按)，则处理进入步骤S312。在步骤S312中，系统控制单元103停止在操作者按自动SW403后所执 行的自动控制处理，并使操作者根据当前保留的处理参数开始手动操作。然 后，根据图3所示的流程图系统控制单元103终止处理例程。第二实施例以下参考图7至9对本发明的第二实施例进行描述。本发明第二实施例 中的X射线成像控制装置(放射线成像控制装置)在结构上与图l所示第一 实施例中的X射线成像控制装置(放射线成像控制装置)相同。图7为第二实施例中的X射线图像处理装置(放射线图像处理装置)102 执行处理的例子的流程图。图7所示流程图包含了与图3 (第一实施例)所 示步骤相同的步骤，并且用相同的步骤号表示。稍后将描述根据此流程图的 处理(操作)。图8A至8C示出了本发明第二实施例中透视剂量、噪声量和图像修正量 之间的关系的例子。在图8A至8C中，部分标号与图5A至5C (第一实施例) 所示的相同。此外，第二实施例使用图9所示的X射线控制操作面板900，其与图4 所示第一实施例的X射线控制操作面板400不同。图9示出了第二实施例中X射线控制操作面板900的例子。图9所示的 X射线控制操作面板包含了与图4所示X射线控制操作面板400的组件相同 的组件，并且用相同的标号表示。更具体来说，第二实施例中的X射线控制操作面板900除了图4所示的 X射线控制操作面板400的结构外，还包括初始开关(初始SW) 901。初始 SW901是一个开关，其使操作者能够将曾被操作者设过的上限水平(最大值) 806和下限水平(最小值)807 (如图8A所示)，改变为上限水平(最大值) 503和下限水平(最小值)504 (即预定的初始设定值)。在图8A至8C中，时刻801表示当图9的再指定SW407第一次被按的时 间。此外，时刻802表示当再指定SW407第二次被按的时间。另外，时刻803 表示当图9的初始SW901被按的时间。图8A示出了系统控制单元103经透视剂量控制单元115控制的透视剂 量805的时变过程。上限水平(最大值)806和下限水平(最小值)807为操 作者能够通过执行重设操作任意确定的上限水平(最大值)和下限水平(最 小值)。图8B示出了与透视剂量805的变化相比较，从图像传感器101输出的 透视图像(X射线图像)的模拟信号所包含的噪声量811的时变过程。从图 8B明显看出，噪声量811随着图8A所示的透视剂量805的降低而单调递增。图8C示出了图像修正单元105在系统控制单元103的控制下，根据透 视剂量805的变化执行图像修正处理以减少生成的噪声量811时，图像修正 量821的时变过程。更具体来说，在透视剂量805第一次到达预定的下限水平(最小值)504 (预定的初始设定值)后，操作者在第一时刻801按再指定SW407。在此情 况中，系统控制单元103确定操作者允许使用被设为预定下限水平(最小值) 504的透视剂量805进行的诊断。系统控制单元103不执行改变下限水平(最 小值)的重设操作。在此情况中，操作者适应当透视剂量805减少到下限水平(最小值)504 时获取的透视图像的画质。系统控制单元103执行减少上限水平(最大值) 的重设操作。上限水平(最大值)806的重设值是比预定的上限水平(最大 值)503小的值，该重设值由操作者通过重设处理来确定，并且在系统控制 单元103的控制下被记录(存储)在闪存118 (记录介质)的预定区域中。 上限水平(最大值)806，即预定的重设值，在操作者按初始SW901(时刻803)之前都有效。根据此实施例，如果再指定SW407被按，透视剂量805跳变到 上限水平(最大值)806。然后，在透视剂量805到达初始设置的预定的下限水平(最小值)504 前，操作者在第二时刻802第二次按再指定SW407。在此情况下，因为不能 使用被设为下限水平(最小值)504的透视剂量805来执行诊断，所以在假 定操作者已按再指定SW407的情况下，系统控制单元103执行重设，以增加 下限水平(最小值)504。当执行减少透视剂量805的处理时，透视剂量控制单元105在再指定SW 被按的时刻，设置与透视剂量805对应的新的下限水平(最小值)807。下限 水平(最小值)807的重设值在系统控制单元103的控制下，被记录(存储) 在闪存118 (记录介质)预定的区域中。该重设值由操作者通过重设处理确 定。下限水平(最小值)807，即预定的重设值，在操作者在按初始SW901 (时 刻803)之前都有效。系统控制单元103根据透视剂量控制单元115中的有关透视剂量的设定 值，从闪存118中读取关于图像修正量的设定值，并且将读取的设定值设给 图像修正单元105。接下来，参照图7所示的流程图对第二实施例中的X射线图像处理装置 (放射线图像处理装置)102执行的处理(操作)的例子进行描述。在步骤S301中，如果操作者在观察显示设备108并进行诊断时按了自 动SW403,则系统控制单元103检测到自动SW403已被接通。在步骤S302中，系统控制单元103从闪存118的预定区域中读取与透 视剂量805相关的初始设定值(例如，上限水平(最大值)503、下限水平(最 小值)504和变化量)，并且将读取的设定值设置给透视剂量控制单元115。 此外，系统控制单元103从闪存118中读取与图像修正量821相关的初始设 定值，并将读取的设定值设置给图像修正单元105。此外，系统控制单元103 使计时单元111开始计时操作。在步骤S303中，与计时单元111的计时操作相关联，系统控制单元103 使透视剂量控制单元115按照图8A所示的透视剂量805表示的基本变化量来 减少透视剂量。透视剂量控制单元115指示X射线发生装置100从预定的上 限水平(最大值)503起逐渐减少其对被照体202照射X射线时的X射线剂 量(透视剂量)。在步骤S304中，系统控制单元103使图像修正单元105根据减少透视剂量基本设定量执行图像修正处理。图像修正单元105根据图8C所示逐级增 加的图像修正量821，来执行图像修正处理。也就是说，系统控制单元103 根据与透视剂量的降低相对应的变化量，执行控制来增加与图像修正单元 105执行的图像修正处理有关的图像修正量。在步骤S305中，系统控制单元103，在步骤S303已开始的透视剂量降 低处理中持续监视透视剂量505，并确定透视剂量805是否己到达预定的下 限水平(最小值)504。如果系统控制单元103确定透视剂量805已到达预定的下限水平(最小 值)504 (步骤S305中"是")，处理进入步骤S306。在步骤S306中，系统控制单元103使透视剂量控制单元115维持透视 剂量805在下限水平(最小值)504上，并且也使图像修正单元105将图像 修正量821维持在当前水平上。在完成步骤S306的处理后，处理进入步骤S307中。此外，如果系统控 制单元103确定透视剂量805还未到达预定的下限水平(最小值)504 (步骤 S305中"否")，则处理进入步骤S307。在步骤S307中，系统控制单元103确定操作者是否在图9所示X射线 控制操作面板900上对除了自动SW403之外的开关进行了操作(按)。如果系 统控制单元103确定没对除自动SW403之外的开关进行操作(按)(步骤S307 中"否")，则处理进入步骤S308。在步骤S308中，系统控制单元103确定透视剂量805是否已到达预定 的下限水平(最小值)504。如果在步骤S308中确定透视剂量805已到达预 定的下限水平(最小值)504 (步骤S308中"是")，则处理返回步骤S306。 此外，如果系统控制单元103确定透视剂量805还未到达预定的下限水平(最 小值)504 (步骤S308中"否")，则处理返回步骤S303。如果系统控制单元103确定对除自动SW403之外的开关进行了操作(按) (步骤S307中"是")，则处理进入步骤S701。在步骤S701中，系统控制单元103识别操作者在X射线控制操作面板 900上已操作(按)的开关的类型。如果在步骤S701中系统控制单元103确 定操作者对初始SW901进行了操作(按)，则处理返回步骤S302。如果在步骤S701中，系统控制单元103确定操作者对再指定SW407进 行了操作(按)，则处理进入步骤S702。在步骤S702中，系统控制单元103 确定透视剂量805是否已到达下限水平(最小值)504 (初始设定值)。如果系统控制单元103确定透视剂量805还未到达初始设置的下限水平 (最小值)504 (例如，图8所示的时刻802)(步骤S702中"否")，则处理 进入步骤S703。在步骤S703中，系统控制单元103，将在再指定SW407被按 的时刻与透视剂量805对应的下限水平(最小值)807记录至闪存118的预 定区域中，同时执行下限水平(最小值)的重设。
在完成步骤S703的处理后，处理进入步骤S704。此外，如果系统控制 单元103确定透视剂量805已到达初始设置的预定的下限水平(最小值)504 (例如，图8所示的时刻801)(步骤S702中"是")，则处理进入步骤S704。
在步骤S704中，系统控制单元103执行将初始设置的上限水平(最大 值)503减少至上限水平(最大值)806的重设。然后，系统控制单元103 将已被重设的上限水平(最大值)806的设定值记录至闪存118的预定区域 中。
在步骤S310中，系统控制单元103使透视剂量控制单元115执行将透 视剂量805恢复至上限水平(最大值)806的重设。透视剂量控制单元115 指示X射线发生装置100，将其对被照体照射X射线202时的X射线剂量(透 视剂量)恢复至上限水平(最大值)806。
在步骤S311中，系统控制单元103使图像修正单元105根据恢复透视 剂量805到上限水平(最大值)503的控制，执行将图像修正量821 (图8C) 重设为对应透视剂量805的设定值的处理。在完成步骤S311的处理后，处理 返回步骤S303。
如果在步骤S701中系统控制单元103确定操作者对手动SW404进行了 操作(按)，则处理进入步骤S312。
在步骤S312中，系统控制单元103停止在操作者按自动SW403后所执 行的自动控制处理，并使操作者根据当前保留的处理参数开始手动操作。然 后，系统控制单元103终止根据图7所示的流程图的处理例程。
第三实施例
以下参照图10至12对本发明的第三实施例进行了描述。本发明第三实 施例中的X射线成像控制装置(放射线成像控制装置)在结构上与图l所示 的X射线成像控制装置(放射线成像控制装置)相同。
图IO为本发明第三实施例中，X射线图像处理装置(放射线图像处理装 置)102执行处理的流程图。图10所示流程图包含了与图3 (第一实施例)所示步骤相同的步骤，并且用相同的步骤号表示。稍后将描述根据此流程图 的处理(操作)。此外，第三实施例使用了图11所示的X射线控制操作面板1100，其与 图4所示第一实施例的X射线控制操作面板400(或图9所示第二实施例的X 射线控制操作面板900)不同。图11示出了第三实施例中X射线控制操作面板1100的例子。图11所 示的X射线控制操作面板1100包含了与图9所示X射线控制操作面板900 的组件相同的组件，并且用相同的标号表示。更具体来说，第三实施例中的 X射线控制操作面板1100除了图9所示X射线控制操作面板900的结构外， 还包括从1101至1105的各种开关。上限开关(上限SW) 1101是使操作者能够手动改变上限水平(最大值) 的开关。下限开关(下限SW) 1102是使操作者能够手动改变下限水平(最小 值)的开关。输入开关(输入SW) 1103是使操作者能够设置新的上限水平或 新的下限水平的开关，该新的上限水平通过操作上限SW1101来改变，该新的 下限水平通过操作下限SW1102来改变。存储器-l开关(存储器-1SW) 1104 和存储器-2开关(存储器-2 SW) 1105为能够使操作者记录上限水平和下限水平的各个更新值的开关。图12A至12C示出了本发明第三实施例中透视剂量、噪声量和图像修正 量之间的关系。在图12A至12C中，时刻1201表示再指定SW407第一次被按 的时间。此外，时刻1202表示再指定SW407第二次被按的时间。图12A示出了系统控制单元103通过透视剂量控制单元115控制的透视 剂量1205的时变过程。如果操作者按再指定SW407，透视剂量1205被恢复 至图12A所示的预定的上限水平(最大值)。更具体来说，在透视剂量1205第一次到达预定的下限水平(最小值) 1204后，操作者在第一时刻1201按再指定SW407。然后，在透视剂量1205 到达下限水平(最小值)1204前，操作者在第二时刻502再次按再指定SW407。 每一次，当操作者按再指定SW407时，透视剂量1205被恢复至预定的上限水 平(最大值)1203。图12A所示的透视剂量1205的上限水平(最大值)1203和下限水平(最 小值)1204可根据被照体202的成像部位来确定，或者可由操作者任意设置。 如果根据成像部位的设置处理完成后，系统控制单元103执行记录(存储)， 以将上限水平(最大值)1203和下限水平(最小值)1204记录(存储)至能被系统控制单元103管理的闪存118 (即记录介质)的预定区域中。
此外，如果根据操作者手动操作的设置处理完成后，系统控制单元103 进行记录(存储)，将上限水平和下限水平的设定值记录(存储)至闪存118 (即记录介质)的区域中，该区域与根据被照体202的成像部位确定的设定 值的记录区域不同。
图12B示出了，从图像传感器101输出的透视图像(X射线图像)的模 拟信号中包含的噪声量1211与透视剂量1205的变化相关联的时变过程。从 图12B明显看出，噪声量1211随着图12A所示的透视剂量1205的降低而单 调递增。
为减少根据透视剂量1205的变化生成的噪声量1211，图像修正单元105 在系统控制单元103的控制下，执行图像修正处理。图12C示出了该图像修 正处理的图像修正量1221的时变过程。
如图12C所示，在时刻1201当再指定SW407第一次被按时，图像修正 单元105响应透视剂量1205到上限水平(最大值)503的跳变，执行恢复图 像修正量至最低水平的处理。
同样，当在时刻1202再指定SW407第二次被按时，即使图像修正量有 中间值，然而响应透视剂量1205到上限水平(最大值)1203的跳变，图像 修正单元105执行恢复图像修正量至最低水平的处理。也就是说，如果操作 者按再指定SW407，系统控制单元103使图像修正单元105执行减少图像修 正量的控制，以响应透视剂量1205到上限水平(最大值)1203的跳变。
上述图12A至12C所示的一系列处理可由系统控制单元103来实现，系 统控制单元103根据计时单元111的时间信息和经由操作面板110输入的操 作者的指示，来控制透视剂量控制单元115和图像修正单元105的设定值。 闪存118能在预定区域存储基本变化量，该基本变化量适用于图12A所示透 视剂量1205的变化量。此外，闪存118能在预定区域存储基本修正量，该基 本修正量适用于与透视剂量1205的变化对应的图像修正单元105的图像修正 量1221。
接下来，将参照图10所示流程图，对第三实施例中的X射线图像处理 装置(放射线图像处理装置)102执行的处理(操作)的例子进行描述。
下面举例说明根据存储器-1 SW1104和存储器-2 SW1105记录上限水平 (最大值)和下限水平(最小值)的设定值的方法。此外，以下还将举例描 述设定上限水平(最大值)和下限水平(最小值)的临时值的方法。在步骤S1001中，系统控制单元103确定操作者是否已对图11所示X 射线控制操作面板1100上的开关进行了操作(按)。更具体来说，在步骤S1001 中，系统控制单元103确定操作者是否已对图11所示X射线控制操作面板 1100上的上限SW1101或下限SW1102进行了操作。此外，系统控制单元103 确定是否对自动SW进行了操作。另外，系统控制单元103确定在对存储器 SW(存储器-1 SW1104或存储器-2 SW1105)进行操作后，是否对自动SW403 进行了操作。如果对任何其它开关进行了操作，则系统控制单元103在步骤 S1001中保持待机状态。如果在步骤S1001中系统控制单元103确定对上限SW1101或下限SW1102 进行了操作(按)，则处理进入步骤S1002。在步骤S1002中，如果操作者在 观察显示面板401上显示的透视剂量值时调整了上限水平(最大值)或下限 水平(最小值)，则系统控制单元103检测电位器402操作的量。在步骤S1003中，系统控制单元103响应输入SW1103被开启的检测结 果，记录步骤S1002中调整的透视剂量的上限水平(最大值)或下限水平(最 小值)。更具体来说，系统控制单元103在输入SW1103被按时将透视剂量的 上限水平(最大值)或下限水平(最小值)临时记录至闪存118的临时记录 区域。上述的处理(操作)表示了设置临时上限水平(最大值)和下限水平(最 小值)的实现方法的控制流程。在输入SW1103被操作(按)后，在步骤S1004 中，系统控制单元103确定操作者是否已对存储器SW (存储器-l SW1104或 存储器-2 SW1105)进行了操作(按)。如果系统控制单元103确定操作者对存储器SW (存储器-l SW1104或存 储器-2 SW1105)进行了操作(按)，处理进入步骤S1005。在步骤S1005中，系统控制单元103根据存储器SW的类型执行处理， 以将在步骤S1003中闪存118的临时记录区域临时存储的设定值传送到该闪 存118相应的存储器区域中。更具体来说，如果操作者操作(按)存储器-1 SW1104，系统控制单元 103将在步骤S1003中闪存118的临时记录区域临时存储的设定值记录至闪 存118的存储器-1区域中。此外，如果操作者操作(按)存储器-2 SW1105， 系统控制单元103将在步骤S1003中闪存118的临时记录区域临时存储的设 定值记录至闪存118的存储器-2区域中。如果操作者没有对存储器SW (存储器-1 SW1104或存储器-2 SW1105)进行操作(按)(步骤S1004中"否")，处理返回步骤SIOOI中。
上述处理(操作)表示，实现为响应存储器-1 SW1104或存储器-2 SW1105 被开启的检测结果，记录上限水平(最大值)或下限水平(最小值)的设定 值方法的控制流程。
第三实施例执行自动控制处理(操作)、使用上限水平和下限水平的临 时设定值的自动控制和使用存储器的自动控制。
如果在步骤S1001系统控制单元103确定在上限SW1101、下限水平 SW1102和存储器SW (存储器-l SW1104或存储器-2 SW1105)全部未被操作 (按)的情况下，自动SW403被操作(按)，则处理进入步骤S1007。
在步骤S1007，系统控制单元103从闪存118的预定区域读取，根据成 像部位预先确定的透视剂量的上限水平和下限水平的设定值。然后，系统控 制单元103将读取的透视剂量的上限水平和下限水平的设定值设给透视剂量 控制单元115，所述设定值分别与图12A中所示的上限水平(最大值)1203 和下限水平(最小值)1204对应。
在步骤S1007中，系统控制单元103从闪存118的预定区域读取与图像 修正量1221相关的设定值，并将读取的设定值设给图像修正单元105。此外， 系统控制单元103使计时单元111开始计时操作。
如果在步骤S1001中系统控制单元103确定上限SW1101或下限SW1102 被操作(按)，系统控制单元103执行步骤S1002和步骤S1003的处理。然后， 如果在步骤S1004中，系统控制单元103确定存储器SW (存储器-l SW1104 或存储器-2 SW1105)没被操作(按)，处理返回步骤SlOOl。如果在步骤S1001 系统控制单元103确定自动SW403被操作(按)，处理进入步骤S1007。
在此情况下，在步骤S1007中，系统控制单元103读取在步骤S1003中 临时存入闪存118的临时记录区域的上限水平(最大值)或下限水平(最小 值)的设定值。然后，系统控制单元103将在步骤S1003中临时存入闪存118 的上限水平或下限水平的设定值，设给透视剂量控制单元115，所述设定值 分别与图12A所示的上限水平(最大值)1203和下限水平(最小值)1204 对应。
系统控制单元103使临时存入闪存118的上限水平或下限水平的设定 值，优先于根据成像部位预先确定的上限水平或下限水平的设定值。例如， 如果系统控制单元103反复执行步骤S1003的处理，闪存118能存储上限水 平和下限水平的临时设定值。在此情况下，系统控制单元103能基于这些设定值，执行上限水平(最 大值)1203和下限水平(最小值)1204的设置。此外，在步骤S1007中，系 统控制单元103从闪存118的预定区域中读取与图像修正量1221相关的设定 值，并将读取的设定值设给图像修正单元105。此外，系统控制单元103使 计时单元lll开始计时操作。此外，如果在步骤S1001中系统控制单元103确定在存储器SW (存储器 -1 SW1104或存储器-2 SW1105)被操作(按)后，自动SW403被操作(按)， 则处理进入步骤S1006。在步骤S1006中，系统控制单元103读取在步骤S1005中存入闪存118 的存储器区域(存储器-1区域或存储器-2区域)的上限水平(最大值)或下 限水平(最小值)的设定值。在此情况下，如果上限水平(最大值)或下限 水平(最小值)的设定值被记录在存储器-1区域和存储器-2区域中，系统控 制单元103读取最新的设定值。然后，在步骤S1006中，系统控制单元103 根据读取的设定值指示设定值变化。然后，处理进入步骤S1007中。在此情况下，在步骤S1007中，系统控制单元103将在步骤S1006中从 闪存118的存储器区域中读出的上限水平或下限水平的设定值设给透视剂量 控制单元115,所述设定值分别与图12A所示的上限水平(最大值)1203和 下限水平(最小值)1204对应。系统控制单元103使临时存入闪存118的上限水平或下限水平的设定 值，优先于根据成像部位预先确定的上限水平或下限水平的设定值。此外， 在步骤S1007中，系统控制单元103从闪存118的预定区域中读取与图像修 正量1221相关的设定值，并将读取的设定值设给图像修正单元105。此外， 系统控制单元103使计时单元111开始计时操作。在完成步骤S1007的处理后，系统控制单元103执行图3所示步骤S303 至S308的处理。然后，如果在步骤S307中系统控制单元103确定操作者已在X射线控 制操作面板1100上，对除自动SW403之外的开关，例如再指定SW407、手动 SW404或初始SW901，进行了操作(按)，则处理进入步骤S1008。在步骤S1008中，系统控制单元103识别操作者在X射线控制操作面板 IIOO上已操作(按)的开关的类型。如果在步骤S1008中系统控制单元103 确定再指定SW407被操作者操作(按)，系统控制单元103执行参照图3描述 的步骤S310和步骤S311的处理。然后，处理返回步骤S304。此外，如果在步骤S1008中系统控制单元103确定手动SW404被操作者 操作(按)，系统控制单元103执行参照图3描述的步骤S312的处理，然后 终止图10所示的流程图中的处理例程。此外，如果在步骤S1008中系统控制单元103确定初始SW被操作者操 作(被按)，处理进入步骤S1009中。在步骤S1009中，系统控制单元103 执行将步骤S1007中已设置的设定值初始化的处理。然后，处理返回步骤 S1001中。系统控制单元103重启步骤S1001及后续步骤的处理。根据上述 实施例，处理从步骤S1009进入步骤S1001。然而，根据另一实施例，处理 可从步骤S1009进入步骤S1007。在此情况下，步骤S1007使用的设定值为 当只有自动SW403被操作(被按)时确定的设定值。根据图5A至5C、图8A至8C和图12A至12C所示的例子，X射线剂量 在X射线成像操作初始化后立即开始回落。然而，系统控制单元103还能用 于自X射线成像操作的初始化起经过预定的时间后，开始减少X射线的剂量。此外，用以实现上述实施例功能的软件程序代码也能被提供给包含各种 设备的系统或装置。系统或装置中的计算机(或CPU或微处理单元(MPU)) 能够执行程序以操作设备来实现上述实施例的功能。因此，在实施例中的功 能或处理能够通过计算机实现的情况下，本发明包括可以安装在计算机上的 程序代码。构成与各实施例对应的图像处理装置102 (如图1所示)的功能组件， 以及图3、 7和10的步骤(其实现了 X射线图像处理方法)，可由计算机根据 随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)存储的软件程序，执行各种操 作来实现。本发明包括所述程序以及存储所述程序的计算机可读的存储介质。此外，本发明还包括通过存储程序的存储(记录)介质，将程序提供给计 算机。提供程序的存储介质可以选择，例如，软盘、硬盘、光盘、磁光(MO) 盘、光盘ROM (CD—ROM)、可记录CD (CD-R)、可重写CD (CD-RW)、磁带、 非易失性存储卡、ROM和DVD (DVD-ROM或DVD-R)。程序的传输介质可以是，例如可用于能传输包含程序信息的载波信号的 计算机网络(LAN、 WAN (例如，互联网)和无线通信网络中任意一种)系统 的任何通信介质。另外，通信介质可以是有线通信介质(例如，光纤)或无 线通信介质。此外，本发明并不限于计算机执行被提供程序来实现实施例中的X射线 图像处理装置102。另外，计算机上运行的操作系统(OS)或其它应用软件也能够实现实施例中的X射线图像处理装置102的功能。
此外，从存储介质读出的程序代码可以被写入配置在计算机中的功能扩 展板中的存储器，或写入连接到计算机的功能扩展单元中的存储器。在此情
况下，基于该程序的指令，功能扩展板中或功能扩展单元中配置的CPU，可 以执行部分或全部处理，以使上述实施例中X射线图像处理装置102的功能 得以实现。
本发明实施例中的X射线图像处理装置102包括透视剂量控制单元115， 透视剂量控制单元115能够改变X射线发生装置100对被照体照射X射线202 时的X射线剂量。图像修正单元105对X射线发生装置100对被照体照射X 射线202时所获取的X射线图像执行图像修正处理。如果透视剂量控制单元 115改变X射线剂量，则系统控制单元103使图像修正单元105改变图像修 正处理的图像修正量。
因此，实施例中的X射线图像处理装置102能够获取具有执行诊断所需 的较好画质的X射线图像，同时将射到被照体202上的X射线的X射线剂量 最小化。因此，实施例的X射线图像处理装置102既能够避免X射线图像的 画质恶化，同时又不会过度对被照体202照射X射线。
虽然参照实施例对本发明进行了描述，应当理解的是本发明并不限于所 公开的实施例。权利要求的范围符合最宽泛的解释，包括所有修改、等同结 构与功能在内。
权利要求
1. 一种放射线成像控制装置，包括输入单元，用于从检测放射线的传感器输入放射线图像；以及控制单元，用于当放射线发生装置对所述传感器照射放射线时，随着时间的经过，使所述放射线发生装置将放射线的剂量从上限水平减少到下限水平。
2. 根据权利要求1所述的放射线成像控制装置，其特征在于，进一步包 括操作单元，用于使操作者能够增加从所述放射线发生装置射出的放射线 的剂量；其中，所述控制单元响应操作者的输入，使所述放射线发生装置将所述 放射线的剂量恢复至比所述上限水平小的值。
3. 根据权利要求2所述的放射线成像控制装置，其特征在于，所述控制 单元响应操作者的输入，将所述下限水平重设为放射线的剂量的当前值。
4. 根据权利要求1所述的放射线成像控制装置，其特征在于，进一步包 括图像修正单元，用于当所述控制单元使所述放射线发生装置减少放射线 的剂量时，增加图像修正处理的修正量。
5. —种放射线成像装置，包括-放射线发生单元；放射线成像单元，用于提供放射线形成的至少部分被照体的图像； 控制单元，用于当放射线发生装置对所述放射线成像单元照射放射线时，随着时间的经过，使所述放射线发生装置将放射线的剂量从上限水平减少到下限水平；图像处理单元，用于处理放射线图像；以及 显示单元，用于显示放射线图像。
6. —种控制放射线成像控制装置的方法，包括以下步骤 当放射线发生装置使用放射线照射传感器时，随着时间的经过，使所述放射线发生装置将放射线的剂量从上限水平减少到下限水平； 从所述传感器输入放射线图像。
7. 根据权利要求6所述的控制放射线成像控制装置的方法，其特征在于， 进一步包括以下步骤响应操作者的输入，使所述放射线发生装置将放射线 的剂量恢复至比所述上限水平小的值。
8. 根据权利要求7所述的控制放射线成像控制装置的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤响应操作者的输入，将所述下限水平重设为放射线的剂量的当前值。
9.根据权利要求6所述的控制放射线成像控制装置的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤当所述放射线发生装置减少放射线的剂量时，增加图 像修正处理的修正量。
全文摘要
一种放射线成像控制装置，包括输入单元，用于从检测放射线的传感器输入放射线图像；以及控制单元，用于当放射线生成装置使用放射线照射所述传感器时，随着时间的经过，使所述放射线生成装置将放射线剂量从预定的最大值减少到预定的最小值。
文档编号H05G1/30GK101301206SQ20081009419
公开日2008年11月12日 申请日期2008年5月8日 优先权日2007年5月8日
发明者远藤吉之 申请人:佳能株式会社