(57)【要約】【課題】管電圧の切り替え時において、管電流を適切に制御すること。【解決手段】実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管と、第１制御部と、第２制御部と、第３制御部とを備える。Ｘ線管は、電子の照射を受けてＸ線を発生するターゲット、当該ターゲット上の略同じ位置に電子を照射する複数のフィラメント、及び、前記複数のフィラメントによって共用されるグリッドを備える。第１制御部は、前記Ｘ線管に供給する管電圧を制御する。第２制御部は、前記グリッドを制御することにより、前記複数のフィラメントと前記ターゲットとの間の位置に中間電位を設定する。第３制御部は、前記管電圧の切り替えに伴って、前記中間電位に対する前記複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子の照射を受けてＸ線を発生するターゲット、当該ターゲット上の略同じ位置に電子を照射する複数のフィラメント、及び、前記複数のフィラメントによって共用されるグリッドを備えたＸ線管と、
前記Ｘ線管に供給する管電圧を制御する第１制御部と、
前記グリッドを制御することにより、前記複数のフィラメントと前記ターゲットとの間の位置に中間電位を設定する第２制御部と、
前記管電圧の切り替えに伴って、前記中間電位に対する前記複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更する第３制御部と、
を備える、Ｘ線診断装置。
【請求項２】
前記第３制御部は、前記複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを切り替え、又は、前記ターゲットに電子を照射するフィラメントの組み合わせを変更する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記第１制御部は、前記Ｘ線管がＸ線パルスを照射している間に前記管電圧を少なくとも１回切り替え、
前記第３制御部は、当該管電圧の切り替えに伴って、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更する、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記Ｘ線管から発生するＸ線を検出し、非破壊読み出し可能なＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器による検出結果に基づくＸ線画像を処理する画像処理部と、
をさらに備え、
前記Ｘ線検出器は、前記管電圧の切り替えに応じて非破壊の第１の読み出しを実行し、前記管電圧の切り替えよりも後に第２の読み出しを実行し、
前記画像処理部は、前記第１の読み出し及び前記第２の読み出しの結果に基づいて物質の弁別に係る処理を実行する、請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記物質の弁別に係る処理は、Ｘ線の吸収特性の違いに基づいて分離した複数の画像を生成する処理である、請求項４に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記第１制御部は、前記Ｘ線管が照射するＸ線パルスごとに前記管電圧を切り替え、
前記第３制御部は、当該管電圧の切り替えに伴って、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更する、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記第３制御部は、前記中間電位に対する前記複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することで、前記中間電位より電位が低くなるフィラメントから電子を照射させ、前記中間電位より電位が高くなるフィラメントからの電子の照射を停止させる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記第３制御部は、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更することにより、前記管電圧の切り替えの前後で前記Ｘ線の線量を維持する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記第３制御部は、管電圧と管電流との組み合わせに線量を対応付けた対応情報に基づいて前記Ｘ線管に供給する管電圧の切り替え前後における管電流を設定し、前記管電圧の切り替えに伴って前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更することによって、管電圧の切り替え前後についてそれぞれ設定した管電流を前記Ｘ線管に流すことで、管電圧の切り替えの前後で前記Ｘ線の線量を維持する、請求項８に記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記第３制御部は、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更することにより、前記管電圧の切り替えの前後で前記Ｘ線管における管電流を維持する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１１】
電子の照射を受けてＸ線を発生するターゲット、当該ターゲット上の略同じ位置に電子を照射する複数のフィラメント、及び、前記複数のフィラメントによって共用されるグリッドを備えたＸ線管に供給する管電圧を制御する第１制御部と、
前記グリッドを制御することにより、前記複数のフィラメントと前記ターゲットとの間の位置に中間電位を設定する第２制御部と、
前記管電圧の切り替えに伴って、前記中間電位に対する前記複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更する第３制御部と、
を備える、Ｘ線高電圧装置。
【請求項１２】
電子の照射を受けてＸ線を発生するターゲット、当該ターゲット上の略同じ位置に電子を照射する複数のフィラメント、及び、前記複数のフィラメントによって共用されるグリッドを備えたＸ線管であって、
前記複数のフィラメントは、管電圧の切り替えに伴って、前記グリッドを用いて前記複数のフィラメントと前記ターゲットとの間の位置に設定される中間電位に対する各フィラメントの電位が制御されることにより、前記ターゲットに電子を照射するフィラメントが変更される、Ｘ線管。
【請求項１３】
電子の照射を受けてＸ線を発生するターゲット、当該ターゲット上の略同じ位置に電子を照射する複数のフィラメント、及び、前記複数のフィラメントによって共用されるグリッドを備えたＸ線管と、
前記Ｘ線管に供給する管電圧を制御する第１制御部と、
前記グリッドを制御することにより、前記複数のフィラメントと前記ターゲットとの間の位置に中間電位を設定する第２制御部と、
前記管電圧の切り替えに伴って、前記中間電位に対する前記複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更する第３制御部と、
を備える、Ｘ線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置、Ｘ線高電圧装置、Ｘ線管及びＸ線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線のエネルギーを変化させて各エネルギーに対応したＸ線画像データを収集し、物質ごとにＸ線の吸収特性が異なることを利用して、被検体に含まれる物質を弁別する技術が知られている。ここで、Ｘ線のエネルギーの変化は、Ｘ線管に供給する管電圧の切り替えにより実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−００７０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、管電圧の切り替え時において、管電流を適切に制御することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管と、第１制御部と、第２制御部と、第３制御部とを備える。Ｘ線管は、電子の照射を受けてＸ線を発生するターゲット、当該ターゲット上の略同じ位置に電子を照射する複数のフィラメント、及び、前記複数のフィラメントによって共用されるグリッドを備える。第１制御部は、前記Ｘ線管に供給する管電圧を制御する。第２制御部は、前記グリッドを制御することにより、前記複数のフィラメントと前記ターゲットとの間の位置に中間電位を設定する。第３制御部は、前記管電圧の切り替えに伴って、前記中間電位に対する前記複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、前記複数のフィラメントのうち前記ターゲットに電子を照射するフィラメントを変更する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るグリッドの一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の実施形態に係るフィラメント電位の制御について説明するための図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１の実施形態に係るフィラメント電位の制御について説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、第１の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第１の実施形態に係る中間電位の制御について説明するための図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第１の実施形態に係る中間電位の制御について説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、Ｘ線診断装置の実施形態について詳細に説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、Ｘ線高電圧装置１１及びＸ線管１２を備えたＸ線診断装置１について説明する。また、本実施形態では、２種類のエネルギーに対応したＸ線画像データを収集する場合について説明する。即ち、本実施形態では、デュアルエナジー（Dual-Energy：ＤＥ）収集を行なう場合を一例として説明する。
【０００９】
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線高電圧装置１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り器１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６と、メモリ１７と、ディスプレイ１８と、入力インターフェース１９と、処理回路２０とを備える。
【００１０】
Ｘ線高電圧装置１１は、処理回路２０による制御の下、Ｘ線管１２に高電圧を供給する。例えば、Ｘ線高電圧装置１１は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１２に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１２が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行う管電圧制御回路と、Ｘ線管１２のグリッドを制御するグリッド制御回路と、Ｘ線管１２のフィラメントを制御するフィラメント制御回路とを有する。なお、Ｘ線高電圧装置１１については後述する。
【００１１】
Ｘ線管１２は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１２は、Ｘ線高電圧装置１１から供給される管電圧を用いて、フィラメントからターゲットに向けて熱電子を照射することにより、Ｘ線を発生する。ここで、Ｘ線管１２は、Ｘ線高電圧装置１１から供給される管電圧に応じたエネルギーのＸ線を発生する。なお、Ｘ線管１２については後述する。
【００１２】
Ｘ線絞り器１３は、Ｘ線管１２により発生されたＸ線の照射範囲を絞り込むコリメータ、及び、Ｘ線管１２により発生されたＸ線を調節するフィルタを有する。
【００１３】
Ｘ線絞り器１３におけるコリメータは、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。コリメータは、絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。ここで、絞り羽根は、鉛などで構成された板状部材であり、Ｘ線の照射範囲を調整するためにＸ線管１２のＸ線照射口付近に設けられる。
【００１４】
Ｘ線絞り器１３におけるフィルタは、被検体Ｐに対する被曝線量の低減とＸ線画像データの画質向上を目的として、その材質や厚みによって透過するＸ線の線質を変化させ、被検体Ｐに吸収されやすい軟線成分を低減したり、Ｘ線画像データのコントラスト低下を招く高エネルギー成分を低減したりする。また、フィルタは、その材質や厚み、位置などによってＸ線の線量及び照射範囲を変化させ、Ｘ線管１２から被検体Ｐへ照射されるＸ線が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰させる。
【００１５】
例えば、Ｘ線絞り器１３は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路２０による制御の下、駆動機構を動作させることによりＸ線の照射を制御する。例えば、Ｘ線絞り器１３は、処理回路２０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、コリメータの絞り羽根の開度を調整して、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、例えば、Ｘ線絞り器１３は、処理回路２０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、フィルタの位置を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量の分布を制御する。
【００１６】
天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台駆動装置の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１に含まれない。例えば、寝台駆動装置は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路２０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、天板１４の移動・傾斜を制御する。例えば、寝台駆動装置は、処理回路２０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、天板１４を移動させたり、傾斜させたりする。
【００１７】
Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２及びＸ線絞り器１３と、Ｘ線検出器１６とを、被検体Ｐを挟んで対向するように保持する。例えば、Ｃアーム１５は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路２０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、回転したり移動したりする。例えば、Ｃアーム１５は、処理回路２０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、Ｘ線管１２及びＸ線絞り器１３と、Ｘ線検出器１６とを被検体Ｐに対して回転・移動させ、Ｘ線の照射位置や照射角度を制御する。なお、図１では、Ｘ線診断装置１がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。
【００１８】
Ｘ線検出器１６は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するＸ線平面検出器（Flat  Panel  Detector：ＦＰＤ）である。Ｘ線検出器１６の各検出素子は、Ｘ線管１２から照射されたＸ線を検出し、検出したＸ線量に応じた電荷を蓄積する。そして、Ｘ線検出器１６の各検出素子は、蓄積した電荷に基づく検出信号を処理回路２０に出力する。なお、Ｘ線検出器１６の各検出素子は、蓄積した電荷を保持しつつ、検出信号を出力することができる。即ち、Ｘ線検出器１６は、非破壊読み出しが可能である。
【００１９】
メモリ１７は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ１７は、処理回路２０によって収集されたＸ線画像データを受け付けて記憶する。また、メモリ１７は、Ｘ線診断装置１に含まれる回路によって実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。なお、メモリ１７は、Ｘ線診断装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。
【００２０】
ディスプレイ１８は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ１８は、処理回路２０による制御の下、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、各種のＸ線画像を表示する。例えば、ディスプレイ１８は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）ディスプレイである。なお、ディスプレイ１８はデスクトップ型でもよいし、処理回路２０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
【００２１】
入力インターフェース１９は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２０に出力する。例えば、入力インターフェース１９は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース１９は、処理回路２０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース１９は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、Ｘ線診断装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路２０へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース１９の例に含まれる。
【００２２】
処理回路２０は、制御機能２０１、画像処理機能２０２及び表示制御機能２０３を実行することで、Ｘ線診断装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路２０は、メモリ１７から制御機能２０１に相当するプログラムを読み出して実行することにより、入力インターフェース１９を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路２０の各種機能を制御する。
【００２３】
また、制御機能２０１は、Ｘ線高電圧装置１１、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り器１３、天板１４、Ｃアーム１５及びＸ線検出器１６を含む撮影系の動作を制御することにより、被検体Ｐに対する撮影を実行する。例えば、制御機能２０１は、Ｃアーム１５の動作を制御することで、Ｃアーム１５を回転させたり、移動させたりする。また、制御機能２０１は、寝台駆動装置の動作を制御することで、天板１４を移動させたり、傾斜させたりする。
【００２４】
また、制御機能２０１は、Ｘ線高電圧装置１１の動作を制御することにより、被検体Ｐに対するＸ線の照射を制御する。例えば、制御機能２０１は、Ｘ線高電圧装置１１の動作を制御することによりＸ線管１２に供給する管電圧を切り替えて、高エネルギーのＸ線と低エネルギーのＸ線とを被検体Ｐに対して照射させる。また、制御機能２０１は、Ｘ線絞り器１３の動作を制御し、コリメータが有する絞り羽根の開度を調整することで、Ｘ線管１２により発生されたＸ線の照射範囲を絞り込む。また、制御機能２０１は、Ｘ線絞り器１３の動作を制御し、フィルタの位置を調整することで、Ｘ線の線量の分布を制御する。また、制御機能２０１は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号を受信する。
【００２５】
また、処理回路２０は、メモリ１７から画像処理機能２０２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいてＸ線画像データを生成し、生成したＸ線画像データをメモリ１７に格納する。即ち、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６による検出結果に基づくＸ線画像データを生成する。更に、画像処理機能２０２は、生成したＸ線画像データを処理してもよい。例えば、画像処理機能２０２は、Ｘ線画像データに対して、画像処理フィルタによるノイズ低減処理や、散乱線補正を実行する。
【００２６】
また、画像処理機能２０２は、生成したＸ線画像データに基づいて、被検体Ｐに含まれる物質の弁別に係る処理（以下、弁別処理と記載する）を実行する。例えば、画像処理機能２０２は、弁別処理により、被検体Ｐに含まれる物質の種類、原子番号、密度等を弁別する。一例を挙げると、画像処理機能２０２は、高エネルギーのＸ線を用いて収集された検出信号に基づくＸ線画像データと、低エネルギーのＸ線を用いて収集された検出信号に基づくＸ線画像データとを差分する。これにより、画像処理機能２０２は、被検体Ｐに含まれる物質ごとの画像データを生成することができる。例えば、画像処理機能２０２は、骨と軟部組織とでＸ線の吸収特性が異なることから、骨を示す画像データや、軟組織を示す画像データを生成することができる。即ち、画像処理機能２０２は、弁別処理として、Ｘ線の吸収特性の違いに基づいて分離した複数の画像データを生成する処理を実行する。換言すると、画像処理機能２０２は、生成したＸ線画像データにおける骨と軟部組織とを分離する。
【００２７】
なお、以下では、高エネルギーのＸ線を用いて収集された検出信号に基づくＸ線画像データを、高エネルギー画像と記載する。また、以下では、低エネルギーのＸ線を用いて収集された検出信号に基づくＸ線画像データを、低エネルギー画像と記載する。例えば、画像処理機能２０２は、高エネルギー画像と低エネルギー画像とを差分することにより、被検体Ｐに含まれる物質ごとの画像データを生成する。
【００２８】
別の例を挙げると、画像処理機能２０２は、弁別処理を実行するように機能付けられた学習済みモデルを用いて、弁別処理を実行する。例えば、画像処理機能２０２は、高エネルギー画像と低エネルギー画像とを入力側データ、骨を示す画像データと軟組織を示す画像データとを出力側データとして、機械学習エンジンに入力する。次に、機械学習エンジンは、入力側データと出力側データとの関係を学習する。例えば、機械学習エンジンは、ディープラーニング（Deep  Learning）や、ニューラルネットワーク（Neural  Network）、ロジスティック（Logistic）回帰分析、非線形判別分析、サポートベクターマシン（Support  Vector  Machine：ＳＶＭ）、ランダムフォレスト（Random  Forest）、ナイーブベイズ（Naive  Bayes）等の各種のアルゴリズムを用いて、入力側データと出力側データとの関係を学習する。これにより、画像処理機能２０２は、高エネルギー画像と低エネルギー画像とに基づいて、骨を示す画像データと軟組織を示す画像データとを生成するように機能付けられた学習済みモデルＭ１を生成する。そして、画像処理機能２０２は、学習済みモデルＭ１に対して、高エネルギー画像と低エネルギー画像とを入力することにより、学習済みモデルＭ１に骨を示す画像データ及び軟組織を示す画像データを生成させることができる。換言すると、画像処理機能２０２は、学習済みモデルＭ１を用いた弁別処理として、Ｘ線の吸収特性の違いに基づいて分離した複数の画像データを生成する処理を実行する。
【００２９】
また、例えば、画像処理機能２０２は、高エネルギー画像と低エネルギー画像とを入力側データ、物質を示す情報を出力側データとして、機械学習エンジンに入力する。ここで、物質を示す情報とは、例えば、高エネルギー画像又は低エネルギー画像における各画素の物質を示す情報である。一例を挙げると、物質を示す情報は、読影医や検査技師等によって高エネルギー画像又は低エネルギー画像の各画素に付加されたラベル情報（骨を示すラベル、軟組織を示すラベル等）である。次に、機械学習エンジンは、入力側データと出力側データとの関係を学習する。これにより、画像処理機能２０２は、高エネルギー画像と低エネルギー画像とに基づいて、高エネルギー画像又は低エネルギー画像における各画素の物質を示す情報を出力するように機能付けられた学習済みモデルＭ２を生成する。そして、画像処理機能２０２は、学習済みモデルＭ２に対して高エネルギー画像と低エネルギー画像とを入力することにより、学習済みモデルＭ２に物質を示す情報を出力させることができる。例えば、画像処理機能２０２は、学習済みモデルＭ２に、高エネルギー画像又は低エネルギー画像における各画素にラベル情報を付加した画像データを出力させる。
【００３０】
なお、画像処理機能２０２が学習済みモデルを生成する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。即ち、学習済みモデルについては、Ｘ線診断装置１以外の他の装置が生成してもよい。
【００３１】
また、処理回路２０は、メモリ１７から表示制御機能２０３に相当するプログラムを読み出して実行することにより、ディスプレイ１８に各種の画像を表示させる。例えば、表示制御機能２０３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや、検出信号に基づいて生成されたＸ線画像データ、弁別処理による画像データ（骨を示す画像データや、軟組織を示す画像データ等）を表示させる。また、制御機能２０１は、Ｘ線診断装置１と他の装置との間におけるデータの送受信を制御する。例えば、制御機能２０１は、各種の画像データを、図示しない画像保管装置に対して送信する。
【００３２】
次に、図２を用いて、管電圧の切り替えによるデュアルエナジー収集の一例について説明する。図２は、第１の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。なお、図２においては、管電圧を、管電圧Ｖ１１と管電圧Ｖ１２との間で切り替える場合について説明する。管電圧Ｖ１１は、低エネルギーのＸ線に対応する。また、管電圧Ｖ１２は、管電圧Ｖ１１より高い電圧であり、高エネルギーのＸ線に対応する。
【００３３】
まず、Ｘ線高電圧装置１１は、電流を流すことによってＸ線管１２のフィラメントを加熱する。以下、加熱のためにフィラメントに流す電流をフィラメント電流と記載する。次に、Ｘ線高電圧装置１１は、時間Ｔ１１から時間Ｔ１２までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ１１を供給する。これにより、Ｘ線管１２は、時間Ｔ１１から時間Ｔ１２までの間、被検体Ｐに対して、低エネルギーのＸ線パルスを照射する。
【００３４】
ここで、時間Ｔ１１から時間Ｔ１２までの間、Ｘ線管１２内を流れる管電流Ｉ１１は、フィラメントの温度及び管電圧Ｖ１１に応じた値となる。なお、管電流Ｉ１１は、ターゲットから放出される熱電子の数に応じた値であるため、原則としてフィラメントの温度に依存するものの、管電圧Ｖ１１が大きいほどターゲットから電子を引き抜く力も大きくなるため、管電圧Ｖ１１にも依存する。また、時間Ｔ１１から時間Ｔ１２までの間、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量Ｄ１１は、管電圧Ｖ１１と管電流Ｉ１１との積に比例する値となる。
【００３５】
また、時間Ｔ１１から時間Ｔ１２までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した低エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ１２において、時間Ｔ１１から時間Ｔ１２までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。また、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、Ｘ線画像データを生成する。即ち、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、高エネルギー画像を生成する。
【００３６】
また、Ｘ線高電圧装置１１は、時間Ｔ１２から時間Ｔ１３までの間にフィラメントの温度を低下させる。具体的には、Ｘ線高電圧装置１１は、時間Ｔ１２以降のフィラメント電流を減少させることによって、フィラメントの温度を低下させる。次に、Ｘ線高電圧装置１１は、時間Ｔ１３から時間Ｔ１４までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ１２を供給する。これにより、Ｘ線管１２は、時間Ｔ１３から時間Ｔ１４までの間、被検体Ｐに対して、高エネルギーのＸ線パルスを照射する。
【００３７】
ここで、時間Ｔ１３から時間Ｔ１４までの間、Ｘ線管１２内を流れる管電流Ｉ１２は、フィラメントの温度及び管電圧Ｖ１２に応じた値となる。また、時間Ｔ１３から時間Ｔ１４までの間、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量Ｄ１２は、管電圧Ｖ１２と管電流Ｉ１２との積に比例する値となる。
【００３８】
従って、線量Ｄ１１と線量Ｄ１２とを一定の値とするためには、図２に示すように、管電流Ｉ１２を管電流Ｉ１１より小さな値とする必要がある。具体的には、Ｘ線高電圧装置１１は、時間Ｔ１２から時間Ｔ１３までの間にフィラメントの温度を十分に低下させることにより、管電流Ｉ１２を管電流Ｉ１１より小さな値として、２回のＸ線パルスの照射の間で線量を維持することができる。
【００３９】
また、時間Ｔ１３から時間Ｔ１４までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した高エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ１４において、時間Ｔ１３から時間Ｔ１４までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。また、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、Ｘ線画像データを生成する。即ち、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、高エネルギー画像を生成する。
【００４０】
図２に示す場合、画像処理機能２０２は、時間Ｔ１１から時間Ｔ１２までの間にパルス照射されたＸ線に基づく低エネルギー画像と、時間Ｔ１３から時間Ｔ１４までの間にパルス照射されたＸ線に基づく高エネルギー画像とに基づいて、被検体Ｐに含まれる物質の弁別処理を実行する。例えば、画像処理機能２０２は、骨と軟部組織とでＸ線の吸収特性が異なることを利用して、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを差分することにより、骨と軟部組織とを分離する。また、例えば、画像処理機能２０２は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを学習済みモデルに入力することにより、弁別処理を実行する。
【００４１】
ここで、低エネルギー画像と高エネルギー画像との間に位置ずれがある場合、弁別処理を実行できなくなる場合がある。例えば、２回のＸ線照射を行なう間（時間Ｔ１２から時間Ｔ１３までの間）に被検体Ｐの動きがあった場合、低エネルギー画像と高エネルギー画像との間に位置ずれが生じ、弁別処理を実行できなくなる場合がある。一例を挙げると、２回のＸ線照射を行なう間に、被検体Ｐの呼吸や拍動による動き、体動などがあった場合、低エネルギー画像と高エネルギー画像との間に位置ずれが生じ、弁別処理を実行できなくなる場合がある。従って、図２に示す場合、動きの多い部位（胸部等）について弁別処理を実行することは容易でない。
【００４２】
低エネルギー画像と高エネルギー画像との間の位置ずれを防ぐため、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを短時間で収集することが考えられる。例えば、図３に示すように、Ｘ線パルスを照射している間に管電圧を切り替えることで、１パルス分のＸ線照射期間中に低エネルギー画像と高エネルギー画像とを収集することが考えられる。なお、図３は、第１の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。図３においては、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ２１と管電圧Ｖ２２との間で切り替える場合について説明する。管電圧Ｖ２１は、低エネルギーのＸ線に対応する。また、管電圧Ｖ２２は、管電圧Ｖ２１より高い電圧であり、高エネルギーのＸ線に対応する。
【００４３】
まず、Ｘ線高電圧装置１１は、フィラメント電流によってＸ線管１２のフィラメントを加熱する。次に、Ｘ線高電圧装置１１は、時間Ｔ２１から時間Ｔ２２までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ２１を供給する。ここで、時間Ｔ２１から時間Ｔ２２までの間、Ｘ線管１２内を流れる管電流Ｉ２１は、フィラメントの温度及び管電圧Ｖ２１に応じた値となる。また、時間Ｔ２１から時間Ｔ２２までの間、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量Ｄ２１は、管電圧Ｖ２１と管電流Ｉ２１との積に比例する値となる。
【００４４】
また、時間Ｔ２１から時間Ｔ２２までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した低エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ２２において、時間Ｔ２１から時間Ｔ２２までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。ここで、Ｘ線検出器１６は、非破壊読み出しを行なう。即ち、Ｘ線検出器１６は、各検出素子に蓄積した電荷を保持しつつ、蓄積した電荷に応じた検出信号を出力する。また、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、低エネルギー画像を生成する。
【００４５】
また、Ｘ線高電圧装置１１は、時間Ｔ２２において、Ｘ線管１２に供給する管電圧を管電圧Ｖ２１から管電圧Ｖ２２へと切り替える。即ち、時間Ｔ２２において、Ｘ線高電圧装置１１は管電圧を切り替え、Ｘ線検出器１６は、管電圧の切り替えに応じて非破壊読み出しを実行する。なお、Ｘ線検出器１６が時間Ｔ２２において実行する非破壊読み出しは、第１の読み出しの一例である。そして、Ｘ線高電圧装置１１は、時間Ｔ２２から時間Ｔ２３までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ２２を供給する。ここで、時間Ｔ２２から時間Ｔ２３までの間、Ｘ線管１２内を流れる管電流Ｉ２２は、フィラメントの温度及び管電圧Ｖ２２に応じた値となる。また、時間Ｔ２２から時間Ｔ２３までの間、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量Ｄ２２は、管電圧Ｖ２２と管電流Ｉ２２との積に比例する値となる。
【００４６】
また、時間Ｔ２２から時間Ｔ２３までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した高エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ２３において、時間Ｔ２１から時間Ｔ２３までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。なお、Ｘ線検出器１６が時間Ｔ２３において実行する読み出しは、第２の読み出しの一例である。また、画像処理機能２０２は、時間Ｔ２３に出力された検出信号と、時間Ｔ２２に出力された検出信号とを差分する。
【００４７】
即ち、時間Ｔ２３に出力された検出信号は時間Ｔ２１から時間Ｔ２３までの間に検出されたＸ線量に対応し、時間Ｔ２２に出力された検出信号は時間Ｔ２１から時間Ｔ２２までの間に検出されたＸ線量に対応することから、画像処理機能２０２は、時間Ｔ２３に出力された検出信号と時間Ｔ２２に出力された検出信号とを差分することにより、時間Ｔ２２から時間Ｔ２３までの間に検出されたＸ線量に対応する信号を算出する。そして、画像処理機能２０２は、算出した信号に基づいて、高エネルギー画像を生成する。
【００４８】
上述したように、Ｘ線高電圧装置１１は、Ｘ線管１２がＸ線パルスを照射している間に管電圧を切り替える。これにより、Ｘ線高電圧装置１１は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを短時間で収集し、画像間の位置ずれを防ぐことができる。
【００４９】
ここで、図３に示すように、時間Ｔ２２から時間Ｔ２３までの間の線量Ｄ２２は、時間Ｔ２１から時間Ｔ２２までの間の線量Ｄ２１より大きい値となっている。即ち、図３に示す場合、管電圧の切り替えによってＸ線の線量が変化している。これは、管電圧Ｖ２２が管電圧Ｖ２１より高電圧であることに加えて、管電流Ｉ２２が管電流Ｉ２１より大きい値となっているためである。
【００５０】
そして、図３に示す場合、低エネルギー画像と高エネルギー画像とは異なる線量で撮影された画像となり、弁別処理を実行できなくなる場合がある。即ち、撮影に用いたＸ線の線量が異なるため、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを差分したり、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを学習済みモデルに入力したりしても、被検体Ｐに含まれる物質を弁別できない場合がある。
【００５１】
管電圧切り替えの前後で線量を維持するため、管電流Ｉ２２を管電流Ｉ２１より小さな値とすることが考えられる。例えば、時間Ｔ２２から時間Ｔ２３までの間におけるフィラメント温度を、時間Ｔ２１から時間Ｔ２２までの間におけるフィラメント温度よりも低温とすることにより、管電流Ｉ２２を管電流Ｉ２１より小さな値とすることが考えられる。しかしながら、図３に示す場合、フィラメント温度を変化させるための時間がなく、フィラメント温度の制御によって管電流を制御することは容易でない。
【００５２】
そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、以下詳細に説明する処理によって、管電圧の切り替え時における管電流を制御する。以下、Ｘ線診断装置１について、図４を用いて詳細に説明する。図４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の一例を示す図である。
【００５３】
図４においては、説明の便宜のため、Ｘ線診断装置１の構成のうち処理回路２０、Ｘ線高電圧装置１１及びＸ線管１２のみを示す。なお、Ｘ線診断装置１のうちＸ線の照射に係る構成を総称して、Ｘ線照射装置とも記載する。Ｘ線照射装置は、例えば、Ｘ線高電圧装置１１及びＸ線管１２を含む。
【００５４】
図４に示すように、Ｘ線管１２は、ターゲット１２１と、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂと、グリッド１２３ａとを備える。ターゲット１２１は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂから電子の照射を受けて、Ｘ線を発生する。なお、ターゲット１２１は、ターゲットの一例である。
【００５５】
また、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂは、ターゲット１２１に対して照射する電子を発生する。ここで、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂは、ターゲット１２１上の略同じ位置に電子を照射する。即ち、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂは、略同じ焦点を有する。例えば、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂは、Ｘ線管１２において、ターゲット１２１上の略同じ位置に焦点が形成されるような位置に設けられる。或いは、Ｘ線管１２は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の電界を制御することによって、フィラメント１２２ａからターゲット１２１に対して照射される電子の軌道、及び、フィラメント１２２ｂからターゲット１２１に対して照射される電子の軌道を制御し、ターゲット１２１上の略同じ位置に電子を照射させるようにしてもよい。なお、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂは、複数のフィラメントの一例である。また、グリッド１２３ａは、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂによって共用される。なお、グリッド１２３ａは、グリッドの一例である。
【００５６】
また、図４に示すように、Ｘ線高電圧装置１１は、高電圧発生装置１１１と、管電圧制御回路１１２と、グリッド制御回路１１３と、フィラメント制御回路１１４とを備える。高電圧発生装置１１１は、高電圧を発生する装置である。高電圧発生装置１１１は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。管電圧制御回路１１２は、処理回路２０による制御の下、高電圧発生装置１１１を制御することにより、Ｘ線管１２に供給する管電圧を制御する。なお、管電圧制御回路１１２は、第１制御部の一例である。
【００５７】
グリッド制御回路１１３は、処理回路２０による制御の下、グリッド１２３ａを制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に中間電位を設定する。例えば、図４に示すグリッド１２３ａは、金属製のメッシュであり、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間に位置する。この場合、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ａに電圧を印加することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に中間電位を設定する。即ち、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ａの電位を、中間電位として設定する。なお、グリッド制御回路１１３は、第２制御部の一例である。
【００５８】
フィラメント制御回路１１４は、処理回路２０による制御の下、管電圧の切り替えに伴って、中間電位に対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位をフィラメントごとに制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのうちターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する。なお、フィラメント制御回路１１４は、第３制御部の一例である。
【００５９】
なお、図４においては、グリッドの一例としてグリッド１２３ａを示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線管１２は、グリッド１２３ａに変えて、図５に示すグリッド１２３ｂを備えてもよい。なお、図５は、第１の実施形態に係るグリッドの一例を示す図である。
【００６０】
図５に示すグリッド１２３ｂは、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂを覆うカップ状の形状を有し、ターゲット１２１の方向に開口を有する。この場合、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｂに電圧を印加することによって電界を発生させる。これにより、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｂ周辺の各位置における電位を制御して、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に中間電位を設定する。なお、以下では、グリッド１２３ａ又はグリッド１２３ｂを用いてグリッド制御回路１１３が設定する中間電位を、中間電位Ｐｇと記載する。
【００６１】
以上、Ｘ線診断装置１について詳細に説明した。かかる構成の下、Ｘ線診断装置１は、管電圧の切り替え時において、管電流を適切に制御する。以下、Ｘ線診断装置１による処理について、図６を用いて説明する。図６は、第１の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【００６２】
図６においては、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ３１と管電圧Ｖ３２との間で切り替える場合について説明する。管電圧Ｖ３１は、低エネルギーのＸ線に対応する。また、管電圧Ｖ３２は、管電圧Ｖ３１より高い電圧であり、高エネルギーのＸ線に対応する。なお、管電圧の設定については後述する。
【００６３】
まず、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント電流によって、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂを加熱する。ここで、図４に示したように、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのそれぞれと個別に接続される。従って、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂに異なるフィラメント電流を流すことができる。なお、フィラメント電流の設定については後述する。また、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ａ又はグリッド１２３ｂを制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に、中間電位Ｐｇ３１を設定する。
【００６４】
次に、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ３１から時間Ｔ３２までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ３１を供給する。具体的には、管電圧制御回路１１２は、高電圧発生装置１１１を制御して、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間に電圧を印加することにより、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ３１を供給する。
【００６５】
ここで、フィラメント制御回路１１４は、中間電位Ｐｇ３１に対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位を、フィラメントごとに制御する。具体的には、フィラメント制御回路１１４は、図６に示すように、フィラメント１２２ａの電位及びフィラメント１２２ｂの電位が、中間電位Ｐｇ３１より低い電位Ｐｆ３１となるように制御する。これにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂから発生した電子は、中間電位Ｐｇ３１によって遮断されることなく、ターゲット１２１に照射される。
【００６６】
ここで、電位Ｐｆ３１について、図７Ａを用いて説明する。図７Ａは、第１の実施形態に係るフィラメント電位の制御について説明するための図である。図７Ａの横軸は位置を示し、縦軸は電位を示す。図７Ａの横軸に示すように、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂは、位置Ｘ１に位置する。また、ターゲット１２１は、位置Ｘ３に位置する。なお、図７Ａにおいては、ターゲット１２１の電位を、電位Ｐｔ３１とする。また、中間電位Ｐｇ３１は、位置Ｘ１と位置Ｘ３との間の位置Ｘ２に設定される。
【００６７】
図７Ａに示すように、中間電位Ｐｇ３１は、電位Ｐｆ３１より高い電位である。また、ターゲット１２１の電位Ｐｔ３１は、中間電位Ｐｇ３１よりも高い電位である。ここで、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂから発生した電子は、負の電荷を有するため、より高電位の位置に向かって移動する。即ち、図７Ａに示す場合、位置Ｘ１においてフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂから発生した電子は、位置Ｘ２を通過して、位置Ｘ３のターゲット１２１に照射される。
【００６８】
図６の説明に戻る。時間Ｔ３１から時間Ｔ３２までの間、Ｘ線管１２内を流れる管電流Ｉ３１は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂから発生した電子の総数に応じた値となる。また、時間Ｔ３１から時間Ｔ３２までの間、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量Ｄ３１は、管電圧Ｖ３１と管電流Ｉ３１との積に比例する値となる。
【００６９】
また、時間Ｔ３１から時間Ｔ３２までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した低エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ３２において、時間Ｔ３１から時間Ｔ３２までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。ここで、Ｘ線検出器１６は、非破壊読み出しを行なう。また、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、低エネルギー画像を生成する。
【００７０】
また、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ３２において、Ｘ線管１２に供給する管電圧を管電圧Ｖ３１から管電圧Ｖ３２へと切り替える。即ち、時間Ｔ３２において、管電圧制御回路１１２は管電圧を切り替え、Ｘ線検出器１６は、管電圧の切り替えに応じて非破壊読み出しを実行する。なお、Ｘ線検出器１６が時間Ｔ３２において実行する非破壊読み出しは、第１の読み出しの一例である。そして、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ３２から時間Ｔ３３までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ３２を供給する。ここで、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、中間電位Ｐｇ３１に対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位を、フィラメントごとに制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのうち、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する。
【００７１】
具体的には、フィラメント制御回路１１４は、図６に示すように、フィラメント１２２ａの電位を電位Ｐｆ３１のまま維持する。また、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ｂの電位が、中間電位Ｐｇ３１より高い電位Ｐｆ３２となるように制御する。これにより、フィラメント１２２ａから発生した電子は、中間電位Ｐｇ３１によって遮断されることなく、ターゲット１２１に照射される。一方で、フィラメント１２２ｂから発生した電子は、中間電位Ｐｇ３１によって遮断される。即ち、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ３２における管電圧の切り替えに伴って各フィラメントの電位を制御することにより、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から、「フィラメント１２２ａ」に変更する。
【００７２】
なお、図４に示したように、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのそれぞれと個別に接続される。従って、フィラメント制御回路１１４は、中間電位Ｐｇ３１に対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位をフィラメントごとに制御し、フィラメントごとに中間電位Ｐｇ３１との間の電位差を独立に制御することができる。
【００７３】
ここで、電位Ｐｆ３２について、図７Ｂを用いて説明する。図７Ｂは、第１の実施形態に係るフィラメント電位の制御について説明するための図である。図７Ｂの横軸は位置を示し、縦軸は電位を示す。図７Ｂに示すように、中間電位Ｐｇ３１は、電位Ｐｆ３２より低い電位である。ここで、フィラメント１２２ｂから発生した電子は、負の電荷を有するため、より高電位の位置に向かって移動する。従って、図７Ｂに示す場合、位置Ｘ１においてフィラメント１２２ｂから発生した電子は、位置Ｘ２の方向に移動しない。即ち、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ｂの電位が電位Ｐｆ３２となるよう制御することにより、中間電位Ｐｇ３１より電位が高くなるフィラメント１２２ｂからのターゲット１２１に対する電子の照射を停止させることができる。
【００７４】
図６の説明に戻る。時間Ｔ３２から時間Ｔ３３までの間、Ｘ線管１２内を流れる管電流Ｉ３２は、フィラメント１２２ａから発生した電子数に応じた値となる。即ち、フィラメント制御回路１１４がフィラメント１２２ｂからの電子の照射を停止させたことにより、管電流Ｉ３２は、フィラメント１２２ｂから発生した電子数の分だけ減少する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、管電流Ｉ３２を管電流Ｉ３１より小さい値として、時間Ｔ３２にて管電圧を切り替えた後もＸ線の線量を線量Ｄ３１のまま維持することができる。
【００７５】
例えば、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量が一定となるように、管電流Ｉ３１と、管電流Ｉ３１より小さい管電流Ｉ３２とを事前に設定する。そして、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴ってターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更し、設定した管電流Ｉ３１と管電流Ｉ３２とをＸ線管１２に順次流すことによって、管電圧の切り替えの前後で線量を維持する。なお、管電流の設定については後述する。
【００７６】
また、時間Ｔ３２から時間Ｔ３３までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した高エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ３３において、時間Ｔ３１から時間Ｔ３３までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。なお、Ｘ線検出器１６が時間Ｔ３３において実行する読み出しは、第２の読み出しの一例である。また、画像処理機能２０２は、時間Ｔ３３に出力された検出信号と時間Ｔ３２に出力された検出信号との差分に基づいて、高エネルギー画像を生成する。更に、画像処理機能２０２は、被検体Ｐに含まれる物質の弁別処理を実行する。例えば、画像処理機能２０２は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを差分したり、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを学習済みモデルに入力したりすることにより、弁別処理を実行する。
【００７７】
図６に示したように、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２がＸ線パルスを照射している間に管電圧を切り替える。これにより、管電圧制御回路１１２は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを短時間で収集し、画像間の位置ずれを防ぐことができる。
【００７８】
また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、中間電位Ｐｇ３１に対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位をフィラメントごとに制御することにより、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持する。即ち、フィラメント制御回路１１４は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを同じ線量で撮影することを可能とする。従って、画像処理機能２０２は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを用いて、弁別処理を実行することができる。即ち、画像処理機能２０２は、第１の読み出し及び第２の読み出しの結果に基づいて弁別処理を実行することができる。
【００７９】
次に、管電圧及び管電流の設定について説明する。例えば、管電圧制御回路１１２は、まず、低エネルギーのＸ線に対応する管電圧Ｖ３１と、高エネルギーのＸ線に対応する管電圧Ｖ３２とをそれぞれ設定する。ここで、管電圧制御回路１１２は、操作者からの入力操作に基づいて管電圧を設定してもよいし、管電圧としてプリセットされた値を用いてもよい。
【００８０】
次に、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ３１が供給されている間にＸ線管１２に流す管電流Ｉ３１と、管電圧Ｖ３２が供給されている間にＸ線管１２に流す管電流Ｉ３２とを設定する。即ち、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替え前後における管電流を設定する。例えば、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ３１と管電流Ｉ３１との積と、管電圧Ｖ３２と管電流Ｉ３２との積とが等しくなるように、管電流Ｉ３１及び管電流Ｉ３２を設定する。即ち、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ３１及び管電圧Ｖ３２に基づいて、線量が等しくなる管電流Ｉ３１及び管電流Ｉ３２を設定する。
【００８１】
一例を挙げると、フィラメント制御回路１１４は、まず、管電圧と管電流との組み合わせに線量を対応付けた対応情報Ｒ１を取得する。かかる対応情報Ｒ１は、例えば、Ｘ線診断装置１又は他の装置により事前に生成されて、メモリ１７に格納される。次に、フィラメント制御回路１１４は、管電流Ｉ３１を設定する。ここで、フィラメント制御回路１１４は、操作者からの入力操作に基づいて管電流Ｉ３１を設定してもよいし、低エネルギー画像の撮影時における管電流としてプリセットされた値を用いてもよい。
【００８２】
次に、フィラメント制御回路１１４は、対応情報Ｒ１に基づいて、管電流Ｉ３１及び管電圧Ｖ３１に対応付いた線量（線量Ｄ３１）を取得する。次に、フィラメント制御回路１１４は、対応情報Ｒ１に基づいて、取得した線量Ｄ３１及び管電圧Ｖ３２に対応付いた管電流を取得し、取得した管電流を管電流Ｉ３２として設定する。なお、管電流Ｉ３１に基づいて管電流Ｉ３２を設定する場合について説明したが、管電流Ｉ３２に基づいて管電流Ｉ３１を設定する場合であってもよい。
【００８３】
更に、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ３１及び管電圧Ｖ３２と、管電流Ｉ３１及び管電流Ｉ３２とに基づいて、フィラメント１２２ａのフィラメント電流（以下、フィラメント電流Ｉｆ３１）、及び、フィラメント１２２ｂのフィラメント電流（以下、フィラメント電流Ｉｆ３２）を設定する。即ち、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの温度を設定する。
【００８４】
例えば、フィラメント制御回路１１４は、まず、管電流Ｉ３２及び管電圧Ｖ３２に基づいて、フィラメント電流Ｉｆ３１を設定する。具体的には、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ３２を供給した場合にフィラメント１２２ａから発生する電子数に応じた電流が管電流Ｉ３２となるように、フィラメント電流Ｉｆ３１を設定する。
【００８５】
一例を挙げると、フィラメント制御回路１１４は、まず、フィラメント電流と管電圧との組み合わせに管電流を対応付けた対応情報Ｒ２を取得する。かかる対応情報Ｒ２は、例えば、Ｘ線診断装置１又は他の装置により事前に生成されて、メモリ１７に格納される。そして、フィラメント制御回路１１４は、対応情報Ｒ２において管電圧Ｖ３２及び管電流Ｉ３２に対応付いたフィラメント電流を、フィラメント電流Ｉｆ３１として設定する。
【００８６】
次に、フィラメント制御回路１１４は、設定したフィラメント電流Ｉｆ３１と、管電流Ｉ３１及び管電圧Ｖ３１とに基づいて、フィラメント電流Ｉｆ３２を設定する。ここで、管電流Ｉ３１は、管電圧Ｖ３１を供給した場合にフィラメント１２２ａから発生する電子数に応じた電流（以下、管電流Ｉ３１ａ）と、管電圧Ｖ３１を供給した場合にフィラメント１２２ｂから発生する電子数に応じた電流（以下、管電流Ｉ３１ｂ）との和である。従って、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ３１を供給した場合にフィラメント１２２ｂから発生する電子数に応じた電流が管電流Ｉ３１ｂとなるように、フィラメント電流Ｉｆ３２を設定する。
【００８７】
一例を挙げると、フィラメント制御回路１１４は、まず、対応情報Ｒ２において、設定したフィラメント電流Ｉｆ３１及び管電圧Ｖ３１に対応付いた管電流を、管電流Ｉ３１ａとして取得する。次に、フィラメント制御回路１１４は、管電流Ｉ３１から管電流Ｉ３１ａを除算することにより、管電流Ｉ３１ｂを算出する。そして、制御機能２０１は、対応情報Ｒ２において管電圧Ｖ３１及び管電流Ｉ３１ｂに対応付いたフィラメント電流を、フィラメント電流Ｉｆ３２として設定する。
【００８８】
上述したように、管電圧制御回路１１２は、管電圧Ｖ３１及び管電圧Ｖ３２を設定する。また、フィラメント制御回路１１４は、管電流Ｉ３１及び管電流Ｉ３２と、フィラメント電流Ｉｆ３１及びフィラメント電流Ｉｆ３２とを設定する。これら撮影条件が設定された後、制御機能２０１は、設定された撮影条件に基づいて撮影系の制御を行なうことにより、低エネルギー画像及び高エネルギー画像の撮影を実行する。
【００８９】
撮影を行なう際、まず、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａにフィラメント電流Ｉｆ３１を流し、フィラメント１２２ｂにフィラメント電流Ｉｆ３２を流すことで、各フィラメントを加熱する。また、グリッド制御回路１１３は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に、中間電位Ｐｇ３１を設定する。次に、管電圧制御回路１１２は、管電圧Ｖ３１及び管電圧Ｖ３２を、Ｘ線管１２に順次供給する。
【００９０】
ここで、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ３１から管電圧Ｖ３２への切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から、「フィラメント１２２ａ」に変更する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替え前後についてそれぞれ設定した管電流をＸ線管１２に流すことができる。即ち、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ３１が供給されている間には管電流Ｉ３１をＸ線管１２に流し、管電圧Ｖ３２が供給されている間には管電流Ｉ３２をＸ線管１２に流して、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持することができる。
【００９１】
次に、Ｘ線診断装置１による処理の手順の一例を、図８を用いて説明する。図８は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ１０１、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４は、管電圧制御回路１１２に対応するステップである。また、ステップＳ１０２、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７及びステップＳ１０８は、フィラメント制御回路１１４に対応するステップである。
【００９２】
まず、管電圧制御回路１１２は、管電圧を設定する（ステップＳ１０１）。例えば、管電圧制御回路１１２は、低エネルギーのＸ線に対応する管電圧Ｖ３１と、高エネルギーのＸ線に対応する管電圧Ｖ３２とをそれぞれ設定する。次に、フィラメント制御回路１１４は、設定された管電圧に基づいて、管電圧の切り替え前後における管電流をそれぞれ設定し、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂそれぞれのフィラメント電流を設定する（ステップＳ１０２）。
【００９３】
次に、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線照射を行なうか否かを判定する（ステップＳ１０３）。Ｘ線照射を行なわない場合（ステップＳ１０３否定）、管電圧制御回路１１２は、待機状態となる。一方で、Ｘ線照射を行なう場合（ステップＳ１０３肯定）、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に管電圧を供給して、Ｘ線の照射を開始する（ステップＳ１０４）。例えば、入力インターフェース１９が備えるＸ線照射ボタンが操作者により押下された場合、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線照射を行なうと判定して、Ｘ線の照射を開始する。
【００９４】
ここで、フィラメント制御回路１１４は、高管電圧設定であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。高管電圧設定でなく低管電圧設定である場合（ステップＳ１０５否定）、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位を、中間電位Ｐｇ３１より低い電位Ｐｆ３１とする（ステップＳ１０６）。即ち、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂからターゲット１２１に対して電子を照射させる。
【００９５】
一方で、高管電圧設定である場合（ステップＳ１０５肯定）、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａの電位を電位Ｐｆ３１とするとともに、フィラメント１２２ｂの電位を、中間電位Ｐｇ３１より高い電位Ｐｆ３２とする（ステップＳ１０７）。即ち、フィラメント制御回路１１４は、中間電位Ｐｇ３１より電位が低くなるフィラメント１２２ａからターゲット１２１に対して電子を照射させ、中間電位Ｐｇ３１より電位が高くなるフィラメント１２２ｂからのターゲット１２１に対する電子の照射を停止させる。
【００９６】
ステップＳ１０６又はステップＳ１０７の後、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線の照射を継続するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。Ｘ線の照射を継続する場合（ステップＳ１０８肯定）、フィラメント制御回路１１４は、再度ステップＳ１０５に移行して、高管電圧設定であるか否かを判定する。一方で、Ｘ線の照射を継続しない場合（ステップＳ１０８否定）、管電圧制御回路１１２及びフィラメント制御回路１１４は、処理を終了する。
【００９７】
上述したように、第１の実施形態によれば、Ｘ線管１２は、電子の照射を受けてＸ線を発生するターゲット１２１、ターゲット１２１上の略同じ位置に電子を照射するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ、及び、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂによって共用されるグリッド１２３ａ又はグリッド１２３ｂを備える。また、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に供給する管電圧を制御する。また、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ａ又はグリッド１２３ｂを制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に中間電位Ｐｇを設定する。また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、中間電位Ｐｇに対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位をフィラメントごとに制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのうちターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、管電圧の切り替え時において、管電流を適切に制御することができる。
【００９８】
即ち、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更することなく管電圧を切り替える場合、管電圧の増減に伴って管電流も増減する。例えば、低管電圧から高管電圧に切り替える場合、管電圧の増加に伴って管電流も増加する。これにより、低エネルギー画像と高エネルギー画像との間で撮影に用いたＸ線の線量が大きく異なるものになり、弁別処理を実行することができない場合がある。これに対して、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、管電圧の切り替えに伴ってターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更することによって管電流を適切に制御し、低エネルギー画像と高エネルギー画像との間で、撮影に用いたＸ線の線量を一定に保つことができる。ひいては、Ｘ線診断装置１は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを用いた弁別処理の実行を可能にすることができる。
【００９９】
また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位をフィラメントごとに制御することにより、管電流を制御する。従って、Ｘ線診断装置１は、フィラメントの加熱及び冷却によって管電流を制御する場合と比較して、短時間で管電流を変化させることができる。例えば、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線管１２がＸ線パルスを照射している間に管電圧を切り替える場合においても、管電流を適切に制御することができる。これにより、Ｘ線診断装置１は、低エネルギー画像と高エネルギー画像との間での位置ずれを防ぐことができる。ひいては、Ｘ線診断装置１は、動きの多い部位についても、弁別処理の実行を可能にすることができる。
【０１００】
また、上述したように、Ｘ線管１２は、ターゲット１２１上の略同じ位置に電子を照射する複数のフィラメントを備える。即ち、Ｘ線管１２が備える複数のフィラメントは、略同じ焦点を有する。従って、Ｘ線管１２は、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントが変更された場合においても、被検体Ｐに対する位置及び角度を変化させることなく、Ｘ線を照射することができる。例えば、Ｘ線管１２は、低エネルギー画像の撮影時と高エネルギー画像の撮影時とでターゲット１２１に電子を照射するフィラメントが変更された場合においても、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを、同じ位置及び角度の画像とすることができる。これにより、Ｘ線診断装置１は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを用いた弁別処理の実行を可能にすることができる。
【０１０１】
また、上述したように、フィラメント制御回路１１４は、中間電位Ｐｇに対する複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、複数のフィラメントのうちターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する。即ち、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、中間電位Ｐｇを１つ設定することで、管電流を適切に制御することができる。例えば、Ｘ線診断装置１は、１つのグリッドを用いて、管電流を適切に制御することができる。
【０１０２】
また、上述したように、フィラメント制御回路１１４は、管電圧と管電流との組み合わせに線量を対応付けた対応情報Ｒ１に基づいて、Ｘ線管１２に供給する管電圧の切り替え前後における管電流を設定する。また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴ってターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更し、管電圧の切り替え前後についてそれぞれ設定した管電流をＸ線管１２に流すことで、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持する。従って、フィラメント制御回路１１４は、任意の管電圧に対して管電流を設定し、管電圧の切り替えの前後で線量を維持する制御を実行することができる。
【０１０３】
なお、上述した実施形態では、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えの前後で、Ｘ線管１２における管電流を維持する場合であってもよい。以下、この点について、図９を用いて説明する。図９は、第１の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。図９においては、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ４１と管電圧Ｖ４２との間で切り替える場合について説明する。管電圧Ｖ４１は、低エネルギーのＸ線に対応する。また、管電圧Ｖ４２は、管電圧Ｖ４１より高い電圧であり、高エネルギーのＸ線に対応する。
【０１０４】
一例を挙げると、まず、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ４１から時間Ｔ４２までの間にＸ線管１２に供給する管電圧Ｖ４１と、時間Ｔ４２から時間Ｔ４３までの間にＸ線管１２に供給する管電圧Ｖ４２とをそれぞれ設定する。次に、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ４１及び管電圧Ｖ４２に基づいて、時間Ｔ４１から時間Ｔ４２までの間と時間Ｔ４２から時間Ｔ４３までの間とで管電流が一定となるように、フィラメント１２２ａのフィラメント電流Ｉｆ４１、及び、フィラメント１２２ｂのフィラメント電流Ｉｆ４２を設定する。
【０１０５】
例えば、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ４２を供給した場合にフィラメント１２２ａから発生する電子数に応じた電流が、管電流Ｉ４１と等しくなるように、フィラメント電流Ｉｆ４１を設定する。例えば、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント電流と管電圧との組み合わせに管電流を対応付けた対応情報Ｒ２において、管電圧Ｖ４２及び管電流Ｉ４１に対応付いたフィラメント電流を、フィラメント電流Ｉｆ４１として設定する。
【０１０６】
次に、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ４１を供給した場合にフィラメント１２２ａから発生する電子数に応じた電流（管電流Ｉ４１ａ）と、管電圧Ｖ４１を供給した場合にフィラメント１２２ｂから発生する電子数に応じた電流（管電流Ｉ４１ｂ）との和が管電流Ｉ４１と等しくなるように、フィラメント電流Ｉｆ４２を設定する。例えば、フィラメント制御回路１１４は、対応情報Ｒ２において、設定したフィラメント電流Ｉｆ４１及び管電圧Ｖ４１に対応付いた管電流を、管電流Ｉ４１ａとして取得する。次に、フィラメント制御回路１１４は、管電流Ｉ４１から管電流Ｉ４１ａを除算することにより、管電流Ｉ４１ｂを算出する。そして、フィラメント制御回路１１４は、対応情報Ｒ２において管電圧Ｖ４１及び管電流Ｉ４１ｂに対応付いたフィラメント電流を、フィラメント電流Ｉｆ４２として設定する。
【０１０７】
撮影を行なう際、まず、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａにフィラメント電流Ｉｆ４１を流し、フィラメント１２２ｂにフィラメント電流Ｉｆ４２を流すことで、各フィラメントを加熱する。また、グリッド制御回路１１３は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に、中間電位Ｐｇ４１を設定する。次に、管電圧制御回路１１２は、管電圧Ｖ４１及び管電圧Ｖ４２を、Ｘ線管１２に順次供給する。
【０１０８】
ここで、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ４１から管電圧Ｖ４２への切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から、「フィラメント１２２ａ」に変更する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えの前後で、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ４１のまま維持することができる。
【０１０９】
また、時間Ｔ４１から時間Ｔ４２までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した低エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ４２において、時間Ｔ４１から時間Ｔ４２までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。ここで、Ｘ線検出器１６は、非破壊読み出しを行なう。また、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、低エネルギー画像を生成する。
【０１１０】
また、時間Ｔ４２から時間Ｔ４３までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した高エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ４３において、時間Ｔ４１から時間Ｔ４３までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。また、画像処理機能２０２は、時間Ｔ４３に出力された検出信号と、時間Ｔ４２に出力された検出信号とを差分する。そして、画像処理機能２０２は、差分した信号に基づいて、高エネルギー画像を生成する。
【０１１１】
ここで、図９に示す場合、管電圧の切り替えの前後で、管電流は維持されているものの、Ｘ線の線量は変化している。具体的には、時間Ｔ４２において管電圧が管電圧Ｖ４１から管電圧Ｖ４２に切り替えられたことにより、Ｘ線の線量が、線量Ｄ４１から線量Ｄ４２まで増加している。
【０１１２】
そこで、フィラメント制御回路１１４は、低エネルギー画像及び高エネルギー画像の用途に応じて、管電流の制御を行なうことができる。例えば、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えの前後で管電流を維持することにより、低エネルギー画像と高エネルギー画像との間で、撮影時におけるＸ線光子のカウント数を揃えることができる。これにより、フィラメント制御回路１１４は、低エネルギー画像と高エネルギー画像との間で信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal  to  Noise  Ratio）を同程度にすることができる。従って、各画像の信号対雑音比を安定させることが優先される場合には、フィラメント制御回路１１４は、図９に示したように、管電圧の切り替えの前後で管電流を維持する制御を実行する。一方で、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを差分することによって弁別処理を実行する場合等、各画像の線量を安定させることが優先される場合には、フィラメント制御回路１１４は、図６に示したように、管電圧の切り替えの前後で線量を維持する制御を実行する。
【０１１３】
なお、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えの前後で線量を維持する制御、及び、管電圧の切り替えの前後で管電圧を維持する制御の他、種々の制御を実行することができる。例えば、フィラメント制御回路１１４は、優先する事項に応じて、管電圧の切り替えの前後で線量を維持する制御と、管電圧の切り替えの前後で管電圧を維持する制御との中間の制御を実行することができる。
【０１１４】
一例を挙げると、各画像の線量及び信号対雑音比の双方を安定させることが望ましい場合、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えの前後で線量を維持する制御と、管電圧の切り替えの前後で管電圧を維持する制御との中間の制御を実行する。例えば、フィラメント制御回路１１４は、図９に示した時間Ｔ４２において、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ４１から管電流Ｉ４１’まで減少させる。即ち、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ４２から時間Ｔ４３までの間の管電流を、管電流Ｉ４１より小さい管電流Ｉ４１’とする。これにより、時間Ｔ４２から時間Ｔ４３までの間の線量は、線量Ｄ４２より線量Ｄ４１に近い値となる。ここで、フィラメント制御回路１１４は、優先する事項に応じて管電流Ｉ４１’を調整することができる。例えば、フィラメント制御回路１１４は、信号対雑音比の優先度が高いほど管電流Ｉ４１’を大きい値とし、線量の優先度が高いほど管電流Ｉ４１’を小さい値とする。
【０１１５】
また、上述した実施形態では、低管電圧から高管電圧への切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、フィラメント制御回路１１４は、高管電圧から低管電圧への切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する場合であってもよい。
【０１１６】
また、上述した実施形態では、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から、「フィラメント１２２ａ」に変更する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、フィラメント制御回路１１４は、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントの組み合わせについて、種々の変更を行なうことができる。
【０１１７】
例えば、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から「フィラメント１２２ｂ」に変更してもよいし、「フィラメント１２２ａ」から「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」に変更してもよいし、「フィラメント１２２ｂ」から「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」に変更してもよい。
【０１１８】
また、フィラメント制御回路１１４は、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントの組み合わせを変更する場合に限らず、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを切り替えることとしてもよい。即ち、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ」から「フィラメント１２２ｂ」に切り替え、或いは、「フィラメント１２２ｂ」から「フィラメント１２２ａ」に切り替えてもよい。
【０１１９】
また、上述した実施形態では、Ｘ線管１２がＸ線パルスを照射している間に管電圧を１回切り替える場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２がＸ線パルスを照射している間に管電圧を複数回切り替える場合であってもよい。この場合、フィラメント制御回路１１４は、複数回の管電圧の切り替えごとに、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更することができる。
【０１２０】
ここで、一例として、管電圧Ｖ５１と、管電圧Ｖ５１より高い管電圧Ｖ５２と、管電圧Ｖ５２より高い管電圧Ｖ５３との間で管電圧の切り替えを行なう場合について説明する。即ち、一例として、３種類のＸ線を用いたマルチエナジー（Multi-Energy：ＭＥ）収集を行なう場合について説明する。例えば、まず、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａをフィラメント電流Ｉｆ５１で加熱するとともに、フィラメント１２２ｂを、フィラメント電流Ｉｆ５１より大きいフィラメント電流Ｉｆ５２で加熱する。即ち、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａよりフィラメント１２２ｂが高温となるように制御する。
【０１２１】
次に、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に管電圧Ｖ５１を供給する。ここで、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位が中間電位Ｐｇより低くなるように制御することで、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」からターゲット１２１に電子を照射させる。これにより、フィラメント制御回路１１４は、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ５１とする。
【０１２２】
次に、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ５１から管電圧Ｖ５２に切り替える。また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から「フィラメント１２２ｂ」に変更する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ５１から管電流Ｉ５２まで減少させて、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持する。
【０１２３】
次に、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ５２から管電圧Ｖ５３に切り替える。また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ｂ」から「フィラメント１２２ａ」に切り替える。これにより、フィラメント制御回路１１４は、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ５２から管電流Ｉ５３まで減少させて、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持する。
【０１２４】
なお、Ｘ線パルスの照射中に管電圧を順次増加させる場合について説明したが、管電圧制御回路１１２は、管電圧を順次減少させてもよい。即ち、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に供給する管電圧を管電圧Ｖ５３から管電圧Ｖ５２に切り替え、管電圧Ｖ５２から管電圧Ｖ５１に切り替える場合であってもよい。この場合、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ」から「フィラメント１２２ｂ」に切り替え、更に、「フィラメント１２２ｂ」から「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」に切り替える。
【０１２５】
また、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線パルスの波形が凸型又は凹型となるように、管電圧を切り替えてもよい。例えば、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線パルスの波形が凸型となるように、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ５１から管電圧Ｖ５３に切り替え、管電圧Ｖ５３から管電圧Ｖ５２に切り替える。この場合、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から「フィラメント１２２ａ」に切り替え、更に、「フィラメント１２２ａ」から「フィラメント１２２ｂ」に切り替える。
【０１２６】
また、上述した実施形態では、中間電位Ｐｇに対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位をフィラメントごとに制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのうちターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する場合について説明した。これに対して、フィラメントごとに中間電位Ｐｇを設け、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位に対する中間電位Ｐｇを制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのうちターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更することも考えられる。以下、この点について、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、第１の実施形態に係る中間電位の制御について説明するための図である。
【０１２７】
図１０Ａ及び図１０Ｂの横軸に示すように、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂは、位置Ｘ１に位置する。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいては、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位を、電位Ｐｆ６１とする。また、ターゲット１２１は、位置Ｘ３に位置する。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいては、ターゲット１２１の電位を、電位Ｐｔ６１とする。
【０１２８】
また、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいては、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのそれぞれについて、中間電位Ｐｇが設けられる。例えば、Ｘ線管１２は、フィラメントと同数のグリッドを備える。以下では、Ｘ線管１２が、フィラメント１２２ａに対応するグリッド１２３ｃと、フィラメント１２２ｂに対応するグリッド１２３ｄとを有する場合について説明する。グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｃ及びグリッド１２３ｄをそれぞれ制御することにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのそれぞれについて中間電位Ｐｇを設定する。
【０１２９】
例えば、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｃを制御することにより、図１０Ａに示す中間電位Ｐｇ６１を設定する。即ち、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｃを制御することにより、フィラメント１２２ａとターゲット１２１との間の位置に、フィラメント１２２ａの電位Ｐｆ６１より高い中間電位Ｐｇ６１を設定する。これにより、位置Ｘ１においてフィラメント１２２ａから発生した電子は、位置Ｘ２を通過して、位置Ｘ３のターゲット１２１に照射される。
【０１３０】
また、例えば、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｄを制御することにより、図１０Ｂに示す中間電位Ｐｇ６２を設定する。即ち、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｄを制御することにより、フィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に、フィラメント１２２ｂの電位Ｐｆ６１より低い中間電位Ｐｇ６２を設定する。これにより、位置Ｘ１においてフィラメント１２２ｂから発生した電子は、中間電位Ｐｇ６２によって遮断される。
【０１３１】
ここで、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｃを制御して、フィラメント１２２ａとターゲット１２１との間の位置の中間電位Ｐｇを、中間電位Ｐｇ６１から中間電位Ｐｇ６２に変更することにより、フィラメント１２２ａからターゲット１２１に対する電子の照射を停止させることができる。また、グリッド制御回路１１３は、グリッド１２３ｄを制御して、フィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置の中間電位Ｐｇを、中間電位Ｐｇ６２から中間電位Ｐｇ６１に変更することにより、フィラメント１２２ｂからターゲット１２１に対して電子を照射させることができる。
【０１３２】
図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明したように、グリッド制御回路１１３は、フィラメントごとに設けた中間電位Ｐｇを制御することで、各フィラメントからターゲット１２１に対して電子を照射するか否かを制御することができる。即ち、グリッド制御回路１１３は、フィラメントごとに設けた中間電位Ｐｇを制御することで、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂのうち、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更することができる。
【０１３３】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、Ｘ線管１２が２つのフィラメント（フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ）を備える場合について説明した。これに対し、第２の実施形態では、Ｘ線管１２が３つ以上のフィラメントを備える場合について説明する。なお、第１の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図１又は図４と同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１３４】
以下では一例として、Ｘ線管１２が、図４に示したフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂに加えて、フィラメント１２２ｃを更に備える場合について説明する。即ち、以下では一例として、Ｘ線管１２が３つのフィラメントを備える場合について説明する。また、本実施形態では、Ｘ線管１２がグリッド１２３ａ又はグリッド１２３ｂを備える場合について説明する。即ち、本実施形態では、Ｘ線管１２が、フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃによって共用されるグリッドを備える場合について説明する。また、本実施形態では、フィラメント制御回路１１４が複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する場合について説明する。
【０１３５】
まず、管電圧制御回路１１２は、図１１に示す管電圧Ｖ７１及び管電圧Ｖ７２を設定する。次に、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ７１及び管電圧Ｖ７２に基づいて、管電流Ｉ７１及び管電流Ｉ７２を設定する。例えば、フィラメント制御回路１１４は、管電圧と管電流との組み合わせに線量を対応付けた対応情報Ｒ１に基づいて、管電圧の切り替え前後で線量が一定となるように、管電流Ｉ７１及び管電流Ｉ７２を設定する。なお、図１１は、第２の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【０１３６】
次に、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ７１及び管電圧Ｖ７２と、管電流Ｉ７１及び管電流Ｉ７２とに基づいて、フィラメント１２２ａのフィラメント電流（以下、フィラメント電流Ｉｆ７１）、フィラメント１２２ｂのフィラメント電流（以下、フィラメント電流Ｉｆ７２）、及び、フィラメント１２２ｃのフィラメント電流（以下、フィラメント電流Ｉｆ７３）を設定する。なお、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃのそれぞれと個別に接続される。これにより、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃに異なるフィラメント電流を流すことができる。
【０１３７】
図１１に示す場合、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ７１を供給した場合にフィラメント１２２ａから発生する電子数に応じた電流（以下、管電流Ｉ７１ａ）と、管電圧Ｖ７１を供給した場合にフィラメント１２２ｂから発生する電子数に応じた電流（以下、管電流Ｉ７１ｂ）との和が管電流Ｉ７１となり、管電圧Ｖ７２を供給した場合にフィラメント１２２ｂから発生する電子数に応じた電流（以下、管電流Ｉ７２ｂ）と、管電圧Ｖ７１を供給した場合にフィラメント１２２ｃから発生する電子数に応じた電流（以下、管電流Ｉ７２ｃ）との和が管電流Ｉ７２となるように、フィラメント電流Ｉｆ７１、フィラメント電流Ｉｆ７２及びフィラメント電流Ｉｆ７３を設定する。
【０１３８】
なお、管電流Ｉ７１ａは、フィラメント電流Ｉｆ７１と管電圧Ｖ７１とに応じた値となる（関係式１）。また、管電流Ｉ７１ｂは、フィラメント電流Ｉｆ７２と管電圧Ｖ７１とに応じた値となる（関係式２）。また、管電流Ｉ７２ｂは、フィラメント電流Ｉｆ７２と管電圧Ｖ７２とに応じた値となる（関係式３）。また、管電流Ｉ７２ｃは、フィラメント電流Ｉｆ７３と管電圧Ｖ７２とに応じた値となる（関係式４）。また、管電流Ｉ７１は、管電流Ｉ７１ａと管電流Ｉ７１ｂとの和となる（関係式５）。また、管電流Ｉ７２は、管電流Ｉ７２ｂと管電流Ｉ７２ｃとの和となる（関係式６）。図１１に示す場合、これら６つの関係式に対して、未知数は７つとなる（フィラメント電流Ｉｆ７１、フィラメント電流Ｉｆ７２、フィラメント電流Ｉｆ７３、管電流Ｉ７１ａ、管電流Ｉ７１ｂ、管電流Ｉ７２ｂ、管電流Ｉ７２ｃ）。即ち、フィラメント制御回路１１４は、上記６つの関係式のみを用いて、フィラメント電流Ｉｆ７１、フィラメント電流Ｉｆ７２及びフィラメント電流Ｉｆ７３を設定することはできない。
【０１３９】
そこで、フィラメント制御回路１１４は、上記６つの関係式に対して追加の条件を用いることで、フィラメント電流Ｉｆ７１、フィラメント電流Ｉｆ７２及びフィラメント電流Ｉｆ７３を設定する。例えば、フィラメント制御回路１１４は、上記６つの関係式を満たし、且つ、フィラメント電流Ｉｆ７１、フィラメント電流Ｉｆ７２及びフィラメント電流Ｉｆ７３の和が最小となるように、フィラメント電流Ｉｆ７１、フィラメント電流Ｉｆ７２及びフィラメント電流Ｉｆ７３を設定する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、加熱による各フィラメントの劣化を抑制することができる。
【０１４０】
また、例えば、フィラメント制御回路１１４は、上記６つの関係式を満たし、且つ、フィラメント電流Ｉｆ７１、フィラメント電流Ｉｆ７２及びフィラメント電流Ｉｆ７３における分散値が最小となるように、フィラメント電流Ｉｆ７１、フィラメント電流Ｉｆ７２及びフィラメント電流Ｉｆ７３を設定する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、加熱による各フィラメントの劣化を、フィラメント間で同程度とすることができる。
【０１４１】
撮影を行なう際、まず、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａにフィラメント電流Ｉｆ７１を流し、フィラメント１２２ｂにフィラメント電流Ｉｆ７２を流し、フィラメント１２２ｃにフィラメント電流Ｉｆ７３を流すことで、各フィラメントを加熱する。また、グリッド制御回路１１３は、フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃとターゲット１２１との間の位置に、中間電位Ｐｇ７１を設定する。
【０１４２】
次に、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ７１から時間Ｔ７２までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ７１を供給する。ここで、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａの電位及びフィラメント１２２ｂの電位が、中間電位Ｐｇ７１より低い電位Ｐｆ７１となるように制御する。これにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂから発生した電子は、中間電位Ｐｇ７１によって遮断されることなく、ターゲット１２１に照射される。また、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ｃの電位が、中間電位Ｐｇ７１より高い電位Ｐｆ７２となるように制御する。これにより、フィラメント１２２ｃから発生した電子は、中間電位Ｐｇ７１によって遮断される。
【０１４３】
即ち、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ７１から時間Ｔ７２までの間、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂからターゲット１２１に対して電子を照射させ、フィラメント１２２ｃからターゲット１２１に対する電子の照射を停止させる。これにより、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ７１から時間Ｔ７２までの間、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ７１とする。
【０１４４】
なお、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃのそれぞれと個別に接続される。これにより、フィラメント制御回路１１４は、中間電位Ｐｇ７１に対するフィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃの電位をフィラメントごとに制御し、フィラメントごとに中間電位Ｐｇ７１との間の電位差を独立に制御することができる。
【０１４５】
また、時間Ｔ７１から時間Ｔ７２までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した低エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ７２において、時間Ｔ７１から時間Ｔ７２までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。ここで、Ｘ線検出器１６は、非破壊読み出しを行なう。また、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、低エネルギー画像を生成する。
【０１４６】
また、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ７２において、Ｘ線管１２に供給する管電圧を管電圧Ｖ７１から管電圧Ｖ７２へと切り替える。そして、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ７２から時間Ｔ７３までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ７２を供給する。ここで、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、中間電位Ｐｇ７１に対するフィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃの電位をフィラメントごとに制御することにより、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する。
【０１４７】
具体的には、フィラメント制御回路１１４は、図１１に示すように、フィラメント１２２ｂの電位を電位Ｐｆ７１のまま維持する。また、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａの電位が、中間電位Ｐｇ３１より高い電位Ｐｆ７２となるように制御する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａからターゲット１２１に対する電子の照射を停止させる。また、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ｃの電位が、中間電位Ｐｇ７１より低い電位Ｐｆ７１となるように制御する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ｃからターゲット１２１に対して電子を照射させる。即ち、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ７２における管電圧の切り替えに伴って各フィラメントの電位を制御することにより、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から、「フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」に変更する。
【０１４８】
そして、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ７２から時間Ｔ７３までの間、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃからターゲット１２１に対して電子を照射させ、フィラメント１２２ａからターゲット１２１に対する電子の照射を停止させる。これにより、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ７２から時間Ｔ７３までの間の管電流を管電流Ｉ７２とするとともに、管電圧の切り替え前後でＸ線の線量を維持することができる。
【０１４９】
また、時間Ｔ７２から時間Ｔ７３までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した高エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ７３において、時間Ｔ７１から時間Ｔ７３までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。また、画像処理機能２０２は、時間Ｔ７３に出力された検出信号と時間Ｔ７２に出力された検出信号との差分に基づいて、高エネルギー画像を生成する。更に、画像処理機能２０２は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを用いて、被検体Ｐに含まれる物質の弁別処理を実行する。
【０１５０】
なお、図１１においては、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から、「フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」に変更する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。
【０１５１】
例えば、管電圧の切り替え前に「フィラメント１２２ａ」から電子を照射させていた場合において、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ｂ」に切り替えてもよいし、「フィラメント１２２ｃ」に切り替えてもよい。また、管電圧の切り替え前に「フィラメント１２２ａ」から電子を照射させていた場合において、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」に変更してもよいし、「フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」に変更してもよいし、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｃ」に変更してもよいし、「フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」に変更してもよい。
【０１５２】
また、管電圧の切り替え前に「フィラメント１２２ｂ」から電子を照射させていた場合、管電圧の切り替え前に「フィラメント１２２ｃ」から電子を照射させていた場合、管電圧の切り替え前に「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から電子を照射させていた場合、管電圧の切り替え前に「フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」から電子を照射させていた場合、管電圧の切り替え前に「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｃ」から電子を照射させていた場合、管電圧の切り替え前に「フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」から電子を照射させていた場合も同様に、フィラメント制御回路１１４は、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更することができる。
【０１５３】
具体的には、Ｘ線管１２が３つのフィラメントを備える場合、フィラメント制御回路１１４は、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントについて、「４２通り」の変更を行なうことができる。また、Ｘ線管１２が４つのフィラメントを備える場合、フィラメント制御回路１１４は、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントについて、「２１０通り」の変更を行なうことができる。即ち、Ｘ線管１２がより多くのフィラメントを備えることにより、フィラメント制御回路１１４は、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントについて多くの選択肢を有することとなり、管電流の制御を容易に実行することができる。
【０１５４】
また、図１１においては、Ｘ線管１２がＸ線パルスを照射している間に管電圧を１回切り替える場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２がＸ線パルスを照射している間に管電圧を複数回切り替える場合であってもよい。この場合、フィラメント制御回路１１４は、複数回の管電圧の切り替えごとに、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更することができる。
【０１５５】
ここで、一例として、管電圧Ｖ８１と、管電圧Ｖ８１より高い管電圧Ｖ８２と、管電圧Ｖ８２より高い管電圧Ｖ８３と、管電圧Ｖ８３より高い管電圧Ｖ８４との間で管電圧の切り替えを行なう場合について説明する。即ち、一例として、４種類のＸ線を用いたマルチエナジー収集を行なう場合について説明する。例えば、まず、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａをフィラメント電流Ｉｆ８１で加熱しフィラメント１２２ｂをフィラメント電流Ｉｆ８１より大きいフィラメント電流Ｉｆ８２で加熱し、フィラメント１２２ｃをフィラメント電流Ｉｆ８２より大きいフィラメント電流Ｉｆ８３で加熱する。
【０１５６】
次に、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に管電圧Ｖ８１を供給する。ここで、フィラメント制御回路１１４は、「フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」からターゲット１２１に電子を照射させる。これにより、フィラメント制御回路１１４は、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ８１とする。
【０１５７】
次に、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ８１から管電圧Ｖ８２に切り替える。また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」から「フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」に変更する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ８１から管電流Ｉ８２まで減少させて、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持する。
【０１５８】
次に、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ８２から管電圧Ｖ８３に切り替える。また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」から「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｃ」に切り替える。これにより、フィラメント制御回路１１４は、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ８２から管電流Ｉ８３まで減少させて、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持する。
【０１５９】
次に、管電圧制御回路１１２は、Ｘ線管１２に供給する管電圧を、管電圧Ｖ８３から管電圧Ｖ８４に切り替える。また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｃ」から「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」に切り替える。これにより、フィラメント制御回路１１４は、Ｘ線管１２における管電流を、管電流Ｉ８３から管電流Ｉ８４まで減少させて、管電圧の切り替えの前後でＸ線の線量を維持する。即ち、Ｘ線管１２が３つのフィラメントを備える場合、フィラメント制御回路１１４は、４種類のＸ線を用いたマルチエナジー収集において、管電圧の切り替え時に管電流を適切に制御することができる。
【０１６０】
なお、Ｘ線管１２が３つのフィラメントを備える場合、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントの選択肢としては、「フィラメント１２２ａ」、「フィラメント１２２ｂ」、「フィラメント１２２ｃ」、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」、「フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｃ」、及び、「フィラメント１２２ａ、フィラメント１２２ｂ及びフィラメント１２２ｃ」の７つがある。従って、フィラメント制御回路１１４は、７種類以下のＸ線を用いたマルチエナジー収集において、管電圧の切り替え時に管電流を適切に制御することが可能である。また、Ｘ線管１２が４つのフィラメントを備える場合、フィラメント制御回路１１４は、１５種類以下のＸ線を用いたマルチエナジー収集において、管電圧の切り替え時に管電流を適切に制御することが可能である。即ち、Ｘ線管１２がより多くのフィラメントを備えることにより、フィラメント制御回路１１４は、より多くのＸ線を用いたマルチエナジー収集について、管電流を適切に制御することが可能となる。
【０１６１】
（第３の実施形態）
上述した第１〜第２の実施形態では、Ｘ線管１２がＸ線パルスを照射している間に管電圧を少なくとも１回切り替える場合について説明した。これに対して、第３の実施形態では、Ｘ線管１２が照射するＸ線パルスごとに管電圧を切り替える場合について説明する。なお、第１〜第２の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図１又は図４と同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１６２】
以下では一例として、Ｘ線管１２が、図４に示したフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂを備える場合について説明する。即ち、以下では一例として、Ｘ線管１２が２つのフィラメントを備える場合について説明する。また、本実施形態では、Ｘ線管１２がグリッド１２３ａ又はグリッド１２３ｂを備える場合について説明する。即ち、本実施形態では、Ｘ線管１２が、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂによって共用されるグリッドを備える場合について説明する。また、本実施形態では、フィラメント制御回路１１４が複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する場合について説明する。
【０１６３】
まず、管電圧制御回路１１２は、図１２に示す管電圧Ｖ９１及び管電圧Ｖ９２を設定する。次に、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ９１及び管電圧Ｖ９２に基づいて、管電流Ｉ９１及び管電流Ｉ９２を設定する。例えば、フィラメント制御回路１１４は、管電圧と管電流との組み合わせに線量を対応付けた対応情報Ｒ１に基づいて、管電圧の切り替え前後で線量が一定となるように、管電流Ｉ９１及び管電流Ｉ９２を設定する。なお、図１２は、第３の実施形態に係るデュアルエナジー収集の一例を示す図である。
【０１６４】
次に、フィラメント制御回路１１４は、管電圧Ｖ９１及び管電圧Ｖ９２と、管電流Ｉ９１及び管電流Ｉ９２とに基づいて、フィラメント１２２ａのフィラメント電流（以下、フィラメント電流Ｉｆ９１）、及び、フィラメント１２２ｂのフィラメント電流（以下、フィラメント電流Ｉｆ９２）を設定する。
【０１６５】
例えば、フィラメント制御回路１１４は、対応情報Ｒ２に基づいて、管電圧Ｖ９２を供給した場合にフィラメント１２２ａから発生する電子数に応じた電流が管電流Ｉ９２となるように、フィラメント電流Ｉｆ９１を設定する。次に、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント電流Ｉｆ９１及び対応情報Ｒ２に基づいて、管電圧Ｖ９１を供給した場合にフィラメント１２２ａから発生する電子数に応じた管電流Ｉ９１ａを取得する。次に、フィラメント制御回路１１４は、管電流Ｉ９１から管電流Ｉ９１ａを除算することにより、管電圧Ｖ９１を供給した場合にフィラメント１２２ｂから発生する電子数に応じた管電流Ｉ９１ｂを算出する。そして、フィラメント制御回路１１４は、対応情報Ｒ２において管電圧Ｖ９１及び管電流Ｉ９１ｂに対応付いたフィラメント電流を、フィラメント電流Ｉｆ９２として設定する。
【０１６６】
撮影を行なう際、まず、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａにフィラメント電流Ｉｆ９１を流し、フィラメント１２２ｂにフィラメント電流Ｉｆ９２を流すことで、各フィラメントを加熱する。また、グリッド制御回路１１３は、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂとターゲット１２１との間の位置に、中間電位Ｐｇ９１を設定する。
【０１６７】
次に、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ９１を供給する。即ち、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間、Ｘ線管１２から低エネルギーのＸ線パルスを照射させる。
【０１６８】
ここで、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ａの電位及びフィラメント１２２ｂの電位が、中間電位Ｐｇ９１より低い電位Ｐｆ９１となるように制御する。これにより、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂから発生した電子は、中間電位Ｐｇ９１によって遮断されることなく、ターゲット１２１に照射される。即ち、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間、フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂからターゲット１２１に対して電子を照射させ、Ｘ線管１２における管電流を管電流Ｉ９１とする。
【０１６９】
また、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した低エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ９２において、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。なお、本実施形態において、Ｘ線検出器１６は、非破壊読み出しが可能でなくともよい。また、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、低エネルギー画像を生成する。
【０１７０】
また、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９２においてＸ線管１２に対する管電圧の供給を停止する。また、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９３においてＸ線管１２に対する管電圧Ｖ９２の供給を開始して、時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ９２を供給する。即ち、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間、Ｘ線管１２から高エネルギーのＸ線パルスを照射させる。換言すると、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９２から時間Ｔ９３までの間に、Ｘ線管１２に供給する管電圧を管電圧Ｖ９１から管電圧Ｖ９２へと切り替える。
【０１７１】
また、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って、中間電位Ｐｇ９１に対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位をフィラメントごとに制御することにより、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更する。例えば、フィラメント制御回路１１４は、図１２に示すように、時間Ｔ９２から時間Ｔ９３までの間に、フィラメント１２２ｂの電位が、中間電位Ｐｇ９１より高い電位Ｐｆ９２となるように制御する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、フィラメント１２２ｂからターゲット１２１に対する電子の照射を停止させる。
【０１７２】
即ち、フィラメント制御回路１１４は、管電圧の切り替えに伴って各フィラメントの電位を制御することにより、ターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを、「フィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂ」から、「フィラメント１２２ａ」に変更する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間の管電流を管電流Ｉ９２とするとともに、管電圧の切り替え前後でＸ線の線量を維持することができる。
【０１７３】
また、時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間、Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過した高エネルギーのＸ線を検出する。また、Ｘ線検出器１６は、時間Ｔ９４において、時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間に検出したＸ線量に応じた電荷を読み出し、処理回路２０に対して検出信号を出力する。また、画像処理機能２０２は、Ｘ線検出器１６から出力された検出信号に基づいて、高エネルギー画像を生成する。更に、画像処理機能２０２は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを用いて、被検体Ｐに含まれる物質の弁別処理を実行する。
【０１７４】
上述したように、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線管１２が照射するＸ線パルスごとに管電圧を切り替える場合においても、管電流を適切に制御することができる。例えば、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線検出器１６が非破壊読み出し可能でなく、管電圧の切り替えをＸ線パルスごとに行なう必要がある場合においても、管電流を適切に制御することができる。
【０１７５】
なお、図１２において、管電流を管電流Ｉ９１から管電流Ｉ９２に変化させるためには時間を要しないため、時間Ｔ９２と時間Ｔ９３との間隔は短くてよい。即ち、Ｘ線診断装置１は、低エネルギー画像と高エネルギー画像とを短時間で収集し、画像間の位置ずれを防ぐことができる。ひいては、Ｘ線診断装置１は、動きの多い部位についても、弁別処理の実行を可能にすることができる。
【０１７６】
また、図１２においては、時間Ｔ９２から時間Ｔ９３までの間に管電圧の供給を停止する場合について説明した。即ち、図１２においては、Ｘ線管１２に供給する管電圧の制御により、Ｘ線パルスの照射を制御する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、フィラメント制御回路１１４が、中間電位Ｐｇに対するフィラメント１２２ａ及びフィラメント１２２ｂの電位をフィラメントごとに制御することにより、Ｘ線パルスの照射を制御する場合であってもよい。
【０１７７】
例えば、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ９１を供給する。また、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間、フィラメント１２２ａの電位及びフィラメント１２２ｂの電位が、中間電位Ｐｇ９１より低い電位Ｐｆ９１となるように制御する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間、Ｘ線管１２から低エネルギーのＸ線パルスを照射させる。
【０１７８】
また、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９２から時間Ｔ９３までの間、フィラメント１２２ａの電位及びフィラメント１２２ｂの電位が、中間電位Ｐｇ９１より高い電位Ｐｆ９２となるように制御する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９２から時間Ｔ９３までの間、Ｘ線管１２からのＸ線の照射を停止させる。また、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９２から時間Ｔ９３までの間に、Ｘ線管１２に供給する管電圧を管電圧Ｖ９１から管電圧Ｖ９２に切り替える。
【０１７９】
例えば、管電圧制御回路１１２は、時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間、Ｘ線管１２に対して管電圧Ｖ９２を供給する。また、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間、フィラメント１２２ａの電位が電位Ｐｆ９１となるように制御するとともに、フィラメント１２２ｂの電位が電位Ｐｆ９２となるように制御する。これにより、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間、Ｘ線管１２から高エネルギーのＸ線パルスを照射させる。更に、フィラメント制御回路１１４は、時間Ｔ９１から時間Ｔ９２までの間に照射したＸ線パルスと時間Ｔ９３から時間Ｔ９４までの間に照射したＸ線パルスとの間で、Ｘ線の線量を維持することができる。
【０１８０】
図１及び図４に示したＸ線診断装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１７へ記憶されている。管電圧制御回路１１２、グリッド制御回路１１３、フィラメント制御回路１１４及び処理回路２０は、メモリ１７からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
【０１８１】
なお、図１においては、制御機能２０１、画像処理機能２０２及び表示制御機能２０３の各処理機能が単一の処理回路２０によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路２０は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。即ち、処理回路２０の各処理機能は、複数の処理回路に適宜に分散されてもよい。同様に、管電圧制御回路１１２、グリッド制御回路１１３又はフィラメント制御回路１１４が有する各処理機能は、複数の処理回路に適宜に分散されてもよい。また、処理回路２０、管電圧制御回路１１２、グリッド制御回路１１３及びフィラメント制御回路１１４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に統合されてもよい。
【０１８２】
また、管電圧制御回路１１２、グリッド制御回路１１３、フィラメント制御回路１１４又は処理回路２０が複数のプロセッサを組み合わせて構成される場合、これら複数のプロセッサは、異なる処理装置に分散されてもよい。即ち、Ｘ線診断装置１は、物理的に異なる複数の処理装置を含んでもよい。
【０１８３】
一例を挙げると、処理回路２０は、制御機能２０１及び表示制御機能２０３を実現する第１のプロセッサと、画像処理機能２０２を実現する第２のプロセッサとを組み合わせて構成される。また、第１の処理装置が第１のプロセッサを有し、第１の処理装置とネットワークを介して接続された第２の処理装置が第２のプロセッサを有する。
【０１８４】
この場合、例えば、第１の処理装置における制御機能２０１は、被検体Ｐに対する撮影を実行して検出信号を収集し、ネットワークを介して、収集した検出信号を第２の処理装置に送信する。ここで、第２の処理装置における画像処理機能２０２は、検出信号を受信したことをトリガとして、検出信号に基づくＸ線画像データを生成し、Ｘ線画像データに基づく弁別処理を実行する。また、第２の処理装置における画像処理機能２０２は、ネットワークを介して、弁別処理の結果を第１の処理装置に送信する。そして、第１の処理装置における表示制御機能２０３は、弁別処理の結果をディスプレイ１８に表示する。
【０１８５】
なお、上述したネットワークは、施設内で閉じたローカルネットワークにより構成されてもよいし、インターネットを介したネットワークでもよい。即ち、上述した第１の処理装置及び第２の処理装置は、別の施設に設置されてもよい。一例を挙げると、第１の処理装置は被検体Ｐが存する病院に設置され、第２の処理装置は第１の処理装置とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現される。
【０１８６】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはメモリ１７に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【０１８７】
また、図１においては、単一のメモリ１７が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、複数のメモリ１７を分散して配置し、各回路は、個別のメモリ１７から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ１７にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【０１８８】
また、上述した実施形態ではＸ線診断装置１について説明したが、Ｘ線高電圧装置１１及びＸ線管１２を備える他の装置にも適用可能である。例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置が、上述したＸ線高電圧装置１１及びＸ線管１２を備える場合であってもよい。例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、ＣＴスキャンにおいて被検体に対するＸ線の照射角度ごとに管電圧を切り替える高速スイッチング方式により、デュアルエナジー収集又はマルチエナジー収集を実行する。ここで、Ｘ線ＣＴ装置は、管電圧の切り替えに伴って、中間電位Ｐｇに対する複数のフィラメントの電位をフィラメントごとに制御することにより、複数のフィラメントのうちターゲット１２１に電子を照射するフィラメントを変更し、管電流を適切に制御する。これにより、例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線の線量を照射角度ごとに一定にしたり、管電流を照射角度ごとに一定にしたりすることができる。
【０１８９】
上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【０１９０】
また、上述した実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１９１】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、管電圧の切り替え時において、管電流を適切に制御することができる。
【０１９２】
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同様に、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。
【符号の説明】
【０１９３】
１  Ｘ線診断装置
１１  Ｘ線高電圧装置
１１１  Ｘ線高電圧装置
１１２  管電圧制御回路
１１３  グリッド制御回路
１１４  フィラメント制御回路
１２  Ｘ線管
１２１  ターゲット
１２２ａ  フィラメント
１２２ｂ  フィラメント
１２３ａ  グリッド
１２３ｂ  グリッド
１６  Ｘ線検出器
２０  処理回路
２０１  制御機能
２０２  画像処理機能
２０３  表示制御機能
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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