(57)【要約】      （修正有）【課題】グリッド電圧の印加に使用するグリッド制御回路が正常に動作しているか否かを検出することができるＸ線撮像装置を提供する。【解決手段】Ｘ線撮像装置は、熱電子を放出する陰極と、放出された熱電子が衝突することでＸ線を発生する陽極と、陰極と陽極との間に配置され、熱電子の流れを示す管電流を制御するためのグリッドとを有するＸ線管と、Ｘ線管から発生するＸ線を検出するＸ線検出器と、グリッドに所定のグリッド電圧を印加するグリッド制御部と、グリッドに印加された所定のグリッド電圧と、グリッドに所定のグリッド電圧が印加された状態においてＸ線検出器により検出されたＸ線に由来する検出結果とに基づいて、グリッドの性能を判定する判定部と、を有する。【選択図】図２
2018129126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電子を放出する陰極と、放出された前記熱電子が衝突することでＸ線を発生する陽極と、前記陰極と前記陽極との間に配置され、前記熱電子の流れを示す管電流を制御するためのグリッドとを有するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生するＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記グリッドに所定のグリッド電圧を印加するグリッド制御部と、
前記グリッドに印加された所定のグリッド電圧と、前記グリッドに前記所定のグリッド電圧が印加された状態において前記Ｘ線検出器により検出されたＸ線に由来する検出結果とに基づいて、前記グリッドの性能を判定する判定部と、
を具備するＸ線撮像装置。
【請求項２】
前記グリッド制御部は、前記所定のグリッド電圧として、前記Ｘ線と前記管電流とのうちの少なくとも一つが検出されない所定の数値に設定された第１グリッド電圧を前記グリッドに印加し、
前記判定部は、前記第１グリッド電圧が前記グリッドに印加された状態で前記Ｘ線と前記管電流とのうちの少なくとも一つの検出の有無に基づいて、前記グリッドの性能を判定する、
請求項１記載のＸ線撮像装置。
【請求項３】
前記グリッド制御部は、前記所定のグリッド電圧として所定の焦点サイズに対応する第２グリッド電圧を前記グリッドに印加し、
前記判定部は、
前記第２グリッド電圧が前記グリッドに印加された状態で検出されたＸ線強度が許容範囲内であるか否かに基づいて、前記グリッドの性能を判定する、
請求項１記載のＸ線撮像装置。
【請求項４】
前記グリッドに印加する第２グリッド電圧と、前記第２グリッド電圧が前記グリッドに印加された状態で前記Ｘ線検出器により検出されるＸ線強度の許容範囲とを関連付けて予め記憶する記憶部をさらに具備する請求項３記載のＸ線撮像装置。
【請求項５】
操作者からの入力を受け付ける入力部をさらに具備し、
前記グリッド制御部は、前記第２グリッド電圧が前記グリッドに印加された状態で検出されたＸ線強度が許容範囲外であると判定された場合に、前記入力部を介した前記操作者からの入力操作に応じて前記グリッドに印加する前記第２グリッド電圧を調整する請求項３または４のいずれか一つ記載のＸ線撮像装置。
【請求項６】
前記Ｘ線検出部からの出力信号に基づいて解像度チャートに関するＸ線画像を生成する画像生成部と、
前記生成されたＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線画像の解像力を算出する画像処理部と、
をさらに具備し、
前記判定部は、前記Ｘ線画像から算出された解像力に基づいて、前記グリッドの性能を判定する、
請求項１記載のＸ線撮像装置。
【請求項７】
前記グリッド制御部は、前記所定のグリッド電圧として所定の焦点サイズに対応する第２グリッド電圧を前記グリッドに印加し、
前記判定部は、前記第２グリッド電圧が前記グリッドに印加された状態で前記算出された解像力が閾値以上であるか否かに基づいて、前記グリッドの性能を判定する、
請求項６記載のＸ線撮像装置。
【請求項８】
前記第２グリッド電圧と、前記第２グリッド電圧が前記グリッドに印加された状態で前記算出された解像力とを関連付けて予め記憶する記憶部をさらに具備する請求項７記載のＸ線撮像装置。
【請求項９】
操作者からの入力を受け付ける入力部をさらに具備し、
前記グリッド制御部は、前記第２グリッド電圧が前記グリッドに印加された状態で前記算出された解像力が閾値未満であると判定された場合、前記入力部を介した前記操作者からの入力操作に応じて前記グリッドに印加する前記第２グリッド電圧を調整する請求項７または８のいずれか一つ記載のＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線診断装置およびＸ線コンピュータ断層撮影装置（以降、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置と呼称する。）等のＸ線を用いて被検体の撮像を行うＸ線撮像装置に用いられるＸ線管は、陰極および陽極の他に、グリッドを有する。
【０００３】
グリッドは、陰極および陽極の間に設置され、陽極の表面における熱電子の衝突面（実焦点）のサイズを電気的または磁気的に調節する。グリッドは、グリッドに対して印加するグリッド電圧を制御することで、実焦点のサイズを電気的または磁気的に調節することができる。グリッドに対して印加するグリッド電圧の制御は、例えば、グリッド制御回路と呼ばれる回路により行われる。すなわち、グリッドに対して印加されるグリッド電圧をグリッド制御回路により制御することで、陽極に衝突する熱電子の焦点（実焦点）のサイズ、ひいてはＸ線の照射方向から見た焦点（実効焦点）のサイズを変更することができる。
【０００４】
一方、Ｘ線を長期間照射し続ける等の負荷の大きい使用を繰り返し行う、あるいは経年変化等の要因により、Ｘ線管が劣化する。例えば、上記陽極の劣化により、陽極の表面の形状が変化する。陽極の表面の形状が変化することで、焦点のサイズが変化する。すなわち、上記グリッドに印加されるグリッド電圧をグリッド制御回路により制御しても、焦点のサイズが想定するものと異なる場合がある。例えば、焦点のサイズが想定する焦点のサイズより大きい場合、Ｘ線の強度が想定より大きくなるという問題がある。また、焦点のサイズが想定する焦点のサイズより小さい場合、Ｘ線の強度が足りなくなるという問題がある。このため、Ｘ線撮像装置は、Ｘ線管の状態に応じて、グリッド制御回路によりグリッドに印加するグリッド電圧の校正を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０７３７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本実施形態の目的は、グリッド電圧の印加に使用するグリッド制御回路が正常に動作しているか否かを検出することができるＸ線撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、Ｘ線撮像装置は、熱電子を放出する陰極と、放出された前記熱電子が衝突することでＸ線を発生する陽極と、前記陰極と前記陽極との間に配置され、前記熱電子の流れを示す管電流を制御するためのグリッドとを有するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生するＸ線を検出するＸ線検出器と、前記グリッドに所定のグリッド電圧を印加するグリッド制御部と、前記グリッドに印加された所定のグリッド電圧と、前記グリッドに前記所定のグリッド電圧が印加された状態において前記Ｘ線検出器により検出されたＸ線に由来する検出結果とに基づいて、前記グリッドの性能を判定する判定部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係るＸ線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すＸ線管およびＸ線高電圧装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示すグリッドに対して印加されるグリッド電圧と、焦点サイズとの関係を示す図である。
【図４】図４は、図２に示すグリッドに対して印加されるグリッド電圧と、Ｘ線管から照射されるＸ線の強度との関係を示す図である。
【図５】図５は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管からＸ線が発生しないグリッド電圧をグリッドに対して印加する場合のグリッドおよびグリッド制御回路の性能評価手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置において、図１に示す記憶回路に予め記憶される、グリッドに対して印加するグリッド電圧と、グリッドに対してグリッド電圧を印加した場合のＸ線および管電流の検出の有無とを関連付けたテーブルを示す図である。
【図７】図７は、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置において、所定の焦点サイズに対応するグリッド電圧をグリッドに対して印加する場合のグリッドおよびグリッド制御回路の性能評価手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置において、図１に示す記憶回路に予め記憶される、グリッドに対して印加する所定のグリッド電圧と、所定のグリッド電圧をグリッドに対して印加した場合の焦点サイズと、所定のグリッド電圧をグリッドに対して印加した場合にＸ線検出器において検出されたＸ線強度の許容範囲とを関連付けたテーブルを示す図である。
【図９】図９は、実施例３に係るＸ線ＣＴ装置において、グリッドに対して、所定の焦点サイズに対応するグリッド電圧を印加する場合のグリッドおよびグリッド制御回路の性能評価手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施例３に係るＸ線ＣＴ装置において、図１に示す記憶回路に予め記憶される、グリッドに対して印加する所定のグリッド電圧と、グリッドに対して所定のグリッド電圧を印加した場合の焦点サイズと、グリッドに対して所定のグリッド電圧を印加した場合に生成されるＸ線画像から算出されたＸ線ＣＴ装置の解像力とを関連付けたテーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態に係るＸ線撮像装置について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係るＸ線撮像装置の構成を示すブロック図である。図１に示すＸ線撮像装置は、Ｘ線管から被検体に対してＸ線を照射し、当該Ｘ線管から照射されたＸ線をＸ線検出器で検出する。Ｘ線撮像装置は、当該Ｘ線検出器からの出力に基づいて、被検体に関するＸ線画像を生成する。本実施形態に係るＸ線撮像装置は、例えば、Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ装置である。以降、実施形態では、Ｘ線撮像装置がＸ線ＣＴ装置であると想定して説明する。
【００１１】
図１に示すＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、コンソール１００とを有する。例えば、架台装置１０はＣＴ検査室に設置され、コンソール１００はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台装置１０とコンソール１００とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。架台装置１０は、被検体ＳをＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。コンソール１００は、架台装置１０を制御するコンピュータである。
【００１２】
（架台装置の説明）
ここで、Ｘ線ＣＴ装置の各構成について、図１を参照して説明する。まず、本実施形態に係る架台装置１０について説明する。
【００１３】
図１に示すように、架台装置１０は、回転フレーム１１、天板２１、Ｘ線管１３、Ｘ線検出器１５、Ｘ線高電圧装置１７、寝台駆動装置１９、回転駆動装置２３、データ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）２７、および架台制御回路２５を有する。
【００１４】
回転フレーム１１は、撮影空間をなす開口が形成された略円筒形状の筐体である。開口は、ＦＯＶと略一致する。図１に示すように回転フレーム１１には、開口を挟んで対向するように配置されたＸ線管１３とＸ線検出器１５とが取付けられている。回転フレーム１１は、アルミ等の金属により円環形状に形成された金属枠である。より詳細には、架台装置１０は、アルミ等の金属により形成されたメインフレーム（図示せず）を有する。回転フレーム１１は、当該メインフレームにより中心軸Ｚ回りに軸受等を介して回転可能に支持されている。
【００１５】
回転フレーム１１は、回転駆動装置２３からの動力を受けて開口の中心軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの制御に従って回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。回転駆動装置２３は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。回転駆動装置２３は、例えば、架台装置１０に収容されている。
【００１６】
回転フレーム１１の開口内には天板２１が挿入される。天板２１には被検体Ｓが載置される。天板２１に載置された被検体Ｓの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板２１が位置決めされる。天板２１は、回転フレーム１１の中心軸Ｚに沿って移動可能に支持される。天板２１に載置された被検体Ｓの体軸が回転フレーム１１の中心軸Ｚに一致するように、天板２１が位置決めされる。
【００１７】
寝台駆動装置１９は、架台制御回路２５を介したコンソール１００による制御、または架台制御回路２５による制御に従い、天板２１を移動させるための動力を発生する。例えば、寝台駆動装置１９は、天板２１に載置された被検体Ｓの体軸が回転フレーム１１の開口の中心軸Ｚに一致するように、天板２１を被検体Ｓに対して直交方向に移動する。また、寝台駆動装置１９は、架台装置１０を用いて実行されるスキャンに応じて、天板２１を被検体Ｓの体軸方向に沿って移動する。寝台駆動装置１９は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。回転駆動装置２３は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。
【００１８】
Ｘ線高電圧装置１７は、架台制御回路２５を介したコンソール１００による制御に従い、Ｘ線管１３に印加する管電圧と、Ｘ線管１３に供給するフィラメント電流（Filament current）とを発生する。Ｘ線高電圧装置１７としては、変圧式Ｘ線高電圧装置、定電圧形Ｘ線高電圧装置、コンデンサ式Ｘ線高電圧装置、インバータ式Ｘ線高電圧装置等の如何なる形式にも適用可能である。例えば、インバータ式の場合、高電圧発生回路３３は、インバータと高電圧変換器とを有する。インバータは、電源回路３１からの直流を、管電圧制御回路４１による制御に従うタイミングでスイッチングをし、交流の出力パルスに変換する。高電圧変換器は、インバータからの交流の出力パルスを直流の高電圧に変換する。
【００１９】
Ｘ線管１３は、高電圧ケーブル（図示せず）を介してＸ線高電圧装置１７に接続されている。Ｘ線管１３は、Ｘ線高電圧装置１７からの管電圧の印加およびフィラメント電流の供給を受け、Ｘ線の実焦点から天板２１に載置された被検体Ｓへ照射するＸ線を発生する。
【００２０】
Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生され被検体Ｓを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１５は、二次元湾曲面に配列された複数のＸ線検出素子（図示せず）を搭載する。各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管１３からのＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号に変換する。各Ｘ線検出素子は、例えば、シンチレータと光電変換器とを有する。シンチレータはＸ線を受けて蛍光を発生する。光電変換器は、シンチレータにて発生した蛍光を電荷パルスに変換する。電荷パルスはＸ線の強度に応じた波高値を有する。光電変換素子としては、光電子増倍管やフォトダイオード（Photo Diode）等の光子を電気信号に変換する回路素子が用いられる。なお、本実施形態に係るＸ線検出器１５としてはＸ線を一旦蛍光に変換してから電気信号に変換する間接変換型の検出器に限定されず、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型の検出器（半導体検出器）であってもよい。
【００２１】
データ収集回路２７は、被検体Ｓにより減弱されたＸ線の強度を示すディジタルデータを１ビューごとに収集する。データ収集回路２７は、例えば、複数のＸ線検出素子の各々について設けられた積分器とアンプとＡ／Ｄ変換器とが並列して実装された半導体集積回路により実現される。データ収集回路２７は、架台装置１０内においてＸ線検出器１５に接続されている。積分器は、Ｘ線検出素子からの電気信号を所定のビュー期間に亘り積分し、積分信号を生成する。アンプは、積分器から出力された積分信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された積分信号をＡ／Ｄ変換し、当該積分信号の波高値に対応するデータ値を有するディジタルデータを生成する。変換後のディジタルデータは、生データと呼ばれている。生データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、および収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のディジタル値のセットである。データ収集回路２７は、例えば、生データを架台装置１０に収容された非接触データ伝送回路（図示せず）を介してコンソール１００に供給する。
【００２２】
架台制御回路２５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。また、架台制御回路２５は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。架台制御回路２５は、コンソール１００からの指令に従い、Ｘ線高電圧装置１７、回転駆動装置２３、寝台駆動装置１９およびデータ収集回路２７を制御する。当該プロセッサは、当該メモリに保存されたプログラムを読み出して実現することで上記機能を実現する。なお、当該メモリにプログラムを保存する代わりに、当該プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該プロセッサは、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。
【００２３】
（コンソールの説明）
次に、本実施形態に係るコンソール１００について説明する。図１に示すコンソール１００は、演算回路１０１、ディスプレイ１０３、入力回路１０５および記憶回路１０７を有する。演算回路１０１、ディスプレイ１０３、入力回路１０５および記憶回路１０７間のデータ通信は、バス（BUS）を介して行われる。
【００２４】
演算回路１０１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。演算回路１０１は、各種プログラムの実行により、前処理機能１１１、再構成機能１１３、画像処理機能１１５、判定機能１１７およびシステム制御機能１１９を実現する。
【００２５】
前処理機能１１１において演算回路１０１は、架台装置１０から伝送された生データに対数変換等の前処理を施す。前処理後の生データは投影データと呼ばれる。再構成機能１１３において演算回路１０１は、前処理機能１１１により生成された投影データに基づいて、被検体Ｓに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法や逐次近似再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられればよい。
【００２６】
画像処理機能１１５において演算回路１０１は、再構成機能１１３により再構成されたＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、演算回路１０１は、当該ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を生成する。
【００２７】
判定機能１１７において演算回路１０１は、後述するＸ線管１３のグリッドに印加された所定のグリッド電圧と、Ｘ線検出器１５により検出されたＸ線に由来する検出結果とに基づいて、グリッドの性能を判定する。ここで、本実施形態におけるグリッド電圧とは、グリッド制御回路４５によりグリッドに印加されたグリッド電圧の設定値のことである。本実施形態における検出結果とは、設定されたグリッド電圧がグリッドに印加された状態において、収集される生データや生成されるＸ線画像である。演算回路１０１は、判定の結果に基づいて、グリッドに印加するグリッド電圧の調整の要否について判定する。ひいては、演算回路１０１は、判定の結果に基づいて、Ｘ線管１３が正常に動作しているか否かを判定する。
【００２８】
システム制御機能１１９において演算回路１０１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の統括的に制御する。具体的には、演算回路１０１は、記憶回路１０７に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線ＣＴ装置の各部を制御する。例えば、演算回路１０１は、グリッドに印加するグリッド電圧の調整の要否についての判定結果に基づいて、グリッドに印加するグリッド電圧を調整する。また、演算回路１０１は、架台装置１０が正常に動作しているか否かの判定結果に基づいて、操作者に架台装置１０の状態を通知する。例えば、演算回路１０１は、ディスプレイ１０３等を用いて、操作者に架台装置１０の状態を通知する。
【００２９】
なお、前処理機能１１１、再構成機能１１３、画像処理機能１１５、判定機能１１７およびシステム制御機能１１９は、一つの基板の演算回路１０１により実装されてもよいし、複数の基板の演算回路１０１により分散して実装されてもよい。
【００３０】
ディスプレイ１０３は、種々のデータおよび上記医用画像等を表示する。具体的には、ディスプレイ１０３は、表示インターフェース回路と表示機器とを有する。表示インターフェース回路は、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換する。ビデオ信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表すビデオ信号を表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイ（Cathode Ray Tube Display）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、プラズマディスプレイまたは当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００３１】
入力回路１０５は、操作者からの各種指令を入力する。具体的には、入力回路１０５は、入力機器と入力インターフェース回路とを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、トラックボール、スクロールホイール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、および表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等が利用可能である。入力インターフェース回路は、入力機器からの出力信号をバスＢＵＳを介して演算回路１０１に供給する。なお、本実施形態において、入力回路１０５は、トラックボール、スクロールホイール、スイッチボタン、マウス、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、装置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、この電気信号を演算回路１０１へ出力する電気信号の処理回路も入力回路１０５の例に含まれる。
【００３２】
記憶回路１０７は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、記憶回路１０７は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、記憶回路１０７の保存領域は、Ｘ線ＣＴ装置内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。例えば、記憶回路１０７は、ＣＴ画像や表示画像のデータを記憶する。また、記憶回路１０７は、本実施形態に係る制御プログラム等を記憶する。
【００３３】
（Ｘ線管および高電圧検出器の説明）
ここで、上記Ｘ線管１３およびＸ線高電圧装置１７の構成について、図２乃至図４を用いてさらに説明する。図２は、図１に示すＸ線管１３およびＸ線高電圧装置１７の構成を示す図である。図２に示すように、Ｘ線管１３は、陰極１３１、陽極１３３、回転子１３５およびグリッド１３７を収容している。陰極１３１、陽極１３３、回転子１３５およびグリッド１３７を収容するＸ線管１３の内部は、真空に保たれている。
【００３４】
陰極（フィラメント）１３１は、細線形状または板形状を有する金属により形成される。以降、陰極１３１は、細線形状を有するタングステンやニッケル等の金属により実現される。陰極１３１は、高電圧ケーブル等を介してＸ線高電圧装置１７に接続されている。陰極１３１は、Ｘ線高電圧装置１７からのフィラメント加熱電流の供給を受けて発熱し、熱電子を放出する。
【００３５】
陽極（ターゲット）１３３は、円盤形状を有する電極である。陽極１３３は、タングステンやモリブデン等の重金属により形成される。回転子１３５は、陽極１３３に取り付けられている。回転子１３５の軸回りの回転に伴い陽極１３３が回転する。陽極１３３と回転子１３５とは回転陽極を構成する。陰極１３１と陽極１３３との間にはＸ線高電圧装置１７により管電圧が印加される。陰極１３１から発生された熱電子は、陰極１３１と陽極１３３との間に印加された管電圧により、ビーム状に集束しながら加速され、回転中の陽極１３３に衝突する。陽極１３３は、陰極１３１からの熱電子を受けてＸ線を発生する。
【００３６】
グリッド１３７は、陰極１３１と陽極１３３との間に配置されている。グリッド１３７は、陽極１３３の表面における熱電子の焦点サイズを電気的または磁気的に調節する。グリッド１３７としては、電気的または磁気的に熱電子の軌道を偏向する如何なるハードウェアであってもよい。例えば、グリッド１３７としては、電極や磁石、コイル等により実現される。以降、実施形態において、グリッド１３７は、電極であるとする。グリッド１３７は、Ｘ線高電圧装置１７からの電圧（グリッド電圧）の印加を受けて、陰極１３１から陽極１３３へ飛翔する熱電子の軌道を偏向し、焦点サイズを調節する。
【００３７】
Ｘ線高電圧装置１７は、架台制御回路２５による制御に従い、Ｘ線管１３に管電圧を印加し、フィラメント加熱電流を供給する。本実施形態に係るＸ線高電圧装置１７は、Ｘ線管１３に含まれる陰極１３１からの熱電子の陽極１３３での焦点サイズを変更する。具体的には、Ｘ線高電圧装置１７は、電源回路３１、高電圧発生回路３３、フィラメント加熱回路３５、管電圧検出器３７、管電流検出器３９、管電圧制御回路４１、管電流制御回路４３およびグリッド制御回路４５を有する。
【００３８】
電源回路３１は、架台装置１０が設置されているＣＴ検査室等に設けられた電源設備からの交流に基づいて直流を発生する。具体的には、電源回路３１は、整流回路と平滑コンデンサとを有している。整流回路は、電源設備からの交流を直流に整流する。平滑コンデンサは、整流回路により整流された交流を平滑する。この整流および平滑により交流が直流に変換される。なお、電源回路３１に電力を供給する電源は、電源設備のみに限定されず、コンデンサや蓄電池でもよい。
【００３９】
高電圧発生回路３３は、管電圧制御回路４１による制御に従い、Ｘ線管１３に印加される管電圧を発生する。高電圧発生回路３３と陽極１３３とは、陽極側の高電圧ケーブルにより接続され、高電圧発生回路３３と陰極１３１とは、陰極側の高電圧ケーブルにより接続されている。
【００４０】
フィラメント加熱回路３５は、管電流制御回路４３による制御に従い、陰極１３１を加熱するための電力を発生する。フィラメント加熱回路３５としては、可変抵抗方式と高周波加熱方式とのいずれもが適用可能である。例えば、高周波加熱方式の場合、フィラメント加熱回路３５は、インバータとフィラメント加熱変圧器とを有する。インバータは、電源回路３１からの直流を、管電圧制御回路による制御に従うタイミングでスイッチングをし、交流の出力パルスに変換する。フィラメント加熱変圧器は、インバータからの交流の出力パルスを直流のフィラメント加熱電流に変換する。
【００４１】
陽極側の高電圧ケーブルと陰極側の高電圧ケーブルとの間には管電圧検出器３７が接続されている。管電圧検出器３７は、陰極１３１と陽極１３３との間に印加された管電圧を検出する。検出された管電圧値（以降、管電圧検出値と呼称する。）のデータは、管電圧制御回路４１に供給される。
【００４２】
陽極側の高電圧ケーブルには管電流検出器３９が接続されている。管電流検出器３９は、陰極１３１から陽極１３３に熱電子が流れることに起因して陽極側の高電圧ケーブルに流れた電流を管電流として検出する。検出された管電流値（以降、管電流検出値と呼称する。）のデータは、管電流制御回路４３に供給される。
【００４３】
管電圧制御回路４１は、管電圧検出値と設定管電圧値との比較に基づいて高電圧発生回路３３を制御する。より詳細には、管電圧制御回路４１は、管電圧検出値を設定管電圧値に対して比較し、管電圧検出値が設定管電圧に集束するように高電圧発生回路３３をフィードバック制御する。設定管電圧値のデータは、架台制御回路２５から供給される。管電圧制御回路４１は、管電圧検出器３７において検出された管電圧検出値のデータを架台制御回路２５へ送信する。
【００４４】
管電流制御回路４３は、管電流検出値と設定管電流値との比較に基づいてフィラメント加熱回路３５を制御する。より詳細には、管電流制御回路４３は、管電流検出値を設定管電流値に対して比較し、管電流検出値が設定管電流値に集束するようにフィラメント加熱回路３５をフィードバック制御する。設定管電流値のデータは、架台制御回路２５から供給される。管電流制御回路４３は、管電流検出器３９において検出された管電流検出値のデータを架台制御回路２５へ送信する。
【００４５】
グリッド制御回路４５は、陰極１３１からの熱電子の陽極１３３での焦点サイズを変更するために、グリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を制御する。具体的には、グリッド制御回路４５は、架台制御回路２５からスキャン中である旨の信号（以降、スキャン信号と呼称する。）が供給された場合、陰極１３１からの熱電子がスキャン用の焦点サイズに集束するようにグリッド１３７を制御する。当該スキャンは、例えば、本スキャンと、スキャノと、設置時、定期点検時およびＸ線管１３のウォームアップ時にＸ線ＣＴ装置用のファントムや解像度チャートを撮影するテストスキャンとのうちの少なくとも一つを含んでいる。ファントムや解像度チャートについては、各実施例において説明する。上記スキャンにおいて架台制御回路２５からスキャン信号が供給された場合、グリッド制御回路４５は、集束電圧値に対応する電圧をグリッド１３７に対して印加する。
【００４６】
管電圧制御回路４１、管電流制御回路４３およびグリッド制御回路４５は、単一の基板に実装されてもよいし、複数の基板に実装されてもよい。また、管電圧制御回路４１、管電流制御回路４３およびグリッド制御回路４５は、アナログ回路により実現されてもよいし、ディジタル回路により実現されてもよい。ディジタル回路として実装される場合、管電圧制御回路４１、管電流制御回路４３およびグリッド制御回路４５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。また、管電圧制御回路４１、管電流制御回路４３およびグリッド制御回路４５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されてもよい。
【００４７】
ここで、図２では、Ｘ線管１３の一例として、回転陽極Ｘ線管の構成を示しているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、Ｘ線管１３として、固定陽極Ｘ線管を用いてもよい。
【００４８】
ここで、本実施形態における上記グリッド１３７に対して印加されるグリッド電圧と焦点サイズとＸ線の強度との関係について、図３および図４を用いて説明する。
【００４９】
図３は、図２に示すグリッド１３７に対して印加されるグリッド電圧と、焦点サイズとの関係を示す図である。図３に示すように、本実施形態に係るＸ線管１３は、グリッド制御回路４５によりグリッド１３７に対して印加するグリッド電圧が高いほど、焦点サイズが小さくなるという特性を有している。また、グリッド１３７に対して閾値以上のグリッド電圧を印加した場合、焦点サイズが限りなくゼロに近い値となる。言い換えれば、グリッド１３７に対して閾値以上のグリッド電圧を印加した場合、Ｘ線管１３に管電流が流れず、Ｘ線管１３からＸ線が発生しない。すなわち、グリッド制御回路４５によりグリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を制御することで、Ｘ線発生の制御、および焦点サイズの変更を行うことができる。
【００５０】
図４は、図２に示すグリッド１３７に対して印加されるグリッド電圧と、Ｘ線管１３から照射されるＸ線の強度との関係を示す図である。まず、グリッド制御回路４５は、予め決定された焦点サイズに対応する集束電圧値をメモリ等に記憶している。例えば、グリッド制御回路４５は、集束電圧値（グリッド電圧）として、「０Ｖ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅｎ」をメモリに記憶している。グリッド電圧の大小関係は、「０＜Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜Ｅｎ」である。グリッド電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅｎは、操作者により設定される任意の値であっても、スキャンプラン等により予め設定される所定の値であってもよい。
【００５１】
上記グリッド電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、図３に示す閾値未満である。すなわち、グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を印加した場合、印加するグリッド電圧各々に対応する焦点サイズのＸ線が発生する。図４に示すように、グリッド１３７に対してグリッド電圧を印加しない場合（すなわち、グリッド電圧０Ｖ）、焦点サイズはＦ０となる。また、グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅ１を印加する場合、焦点サイズはＦ１となる。また、グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅ２を印加する場合、焦点サイズはＦ２となる。また、グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅ３を印加する場合、焦点サイズはＦ３となる。
【００５２】
また、グリッド電圧Ｅｎは、図３に示す閾値以上である。すなわち、グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅｎを印加した場合、Ｘ線が発生しない。グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅｎを印加する場合、Ｘ線が発生しないため、当然、Ｘ線の強度は算出されない。
【００５３】
なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、グリッド１３７に対してグリッド電圧を印加しない、あるいは、グリッド電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を印加しても、Ｘ線の強度が一定（Ｉｍ）となるように、管電圧、管電流、グリッド電圧、フィラメント加熱電流等を制御することとする。
【００５４】
ここで、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における制御について、具体例を挙げて説明する。
【００５５】
（実施例１）
実施例１では、Ｘ線管１３からＸ線が発生しないグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加し、グリッド制御回路４５の性能を評価する手順について、図５および図６を参照して説明する。実施例１では、具体例として、Ｘ線管１３のウォームアップ時において、図４に示すグリッド電圧Ｅｎをグリッド１３７に対して印加した場合において、グリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能を評価する。
【００５６】
図５は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管１３からＸ線が発生しないグリッド電圧Ｅｎをグリッド１３７に対して印加する場合のグリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能評価手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳａ１において、グリッド制御回路４５は、グリッド１３７に対して印加する、Ｘ線が発生しないグリッド電圧Ｅｎを設定する。図６は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置において、図１に示す記憶回路１０７に予め記憶される、グリッド１３７に対して印加するグリッド電圧と、グリッド１３７に対してグリッド電圧を印加した場合のＸ線および管電流の検出の有無とを関連付けたテーブルを示す図である。図６に示すように、記憶回路１０７は、図４に示すグリッド電圧各々がグリッド１３７に対して印加された場合のＸ線および管電流の検出の有無を予め記憶している。グリッド１３７に対してグリッド電圧を印加しない、またはグリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を印加する場合、管電流が流れ、Ｘ線が発生する。このため、グリッド電圧を印加しない、またはグリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を印加する場合において、Ｘ線の検出および管電流の検出がいずれも「○」となっている。また、グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅｎを印加した場合、Ｘ線が発生しない。このため、グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅｎを印加する場合において、Ｘ線の検出および管電流の検出がいずれも「×」となっている。本実施形態におけるグリッド制御回路４５は、例えば、図６に示すテーブルに基づいて、Ｘ線が発生しないグリッド電圧Ｅｎを設定する。
【００５７】
ステップＳａ２において、演算回路１０１は、グリッド制御回路４５により設定されたグリッド電圧Ｅｎがグリッド１３７に対して印加された状態でのＸ線の照射制御を実行する。具体的には、実施例１における演算回路１０１は、Ｘ線を照射して、一定時間経過後にＸ線の照射を停止するよう架台装置１０を制御する。
【００５８】
ステップＳａ３において、演算回路１０１は、管電流検出器３９において管電流が検出されたか否かを判定する。管電流の検出は、管電流制御回路４３から送信される管電流検出器３９において検出された管電流検出値のデータにより判定される。ここで、本実施形態における演算回路１０１は、管電流検出器３９において管電流が検出されたか否かを判定しているが、データ収集回路２７が送信している生データの受信の有無により、Ｘ線が検出されたか否かを判定してもよい。
【００５９】
ステップＳａ４において、演算回路１０１は、Ｘ線と管電流とのうちの少なくとも一つが検出された場合（ステップＳａ３のＹｅｓ）、Ｘ線管１３が異常状態で動作していると操作者に通知する。すなわち、実施例１において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していないことを表している。演算回路１０１によりＸ線の照射制御を実行しているものの、グリッド１３７に対してグリッド電圧Ｅｎを印加しているため、Ｘ線または管電圧は検出されないはずである。このため、演算回路１０１は、Ｘ線と管電流とのうちの少なくとも一つが検出された場合、Ｘ線管１３が異常状態で動作していると操作者に通知している。
【００６０】
ステップＳａ５において、演算回路１０１は、Ｘ線と管電流とのうちの少なくとも一つが検出されない場合（ステップＳａ３のＮｏ）、Ｘ線管１３が正常に動作していると操作者に通知する。すなわち、実施例１において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していることを表している。
【００６１】
上記構成によれば、実施形態に係るＸ線撮像装置において、グリッド制御回路４５は、Ｘ線が発生しないグリッド電圧Ｅｎをグリッド１３７に対して印加する。演算回路１０１は、グリッド電圧Ｅｎをグリッド１３７に対して印加された状態で、Ｘ線と管電流とのうちの少なくとも一つが検出されたか否かを判定する。演算回路１０１は、Ｘ線と管電流とのうちの少なくとも一つが検出されたか否かに基づいて、Ｘ線管１３の状態を操作者に通知する。すなわち、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能しているか否かを判定する。
【００６２】
これにより、実施例１に係るＸ線撮像装置は、グリッド１３７およびグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加するためのグリッド制御回路４５の性能を評価することができる。
【００６３】
（実施例２）
実施例２では、所定の焦点サイズに対応するグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加する場合において、グリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能を評価する手順について、図７および図８を参照して説明する。実施例２では、具体例として、Ｘ線管１３のウォームアップ時において、図４に示すグリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加した場合において、ファントムをスキャンし、当該ファントムを撮影することで取得されるＸ線強度により、グリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能を評価する。
【００６４】
ここで、上記ファントムについて説明する。ファントムは、Ｘ線ＣＴ装置の性能を評価するために用いられる試験塊である。例えば、ファントムは、水袋や内部の密度が均一な樹脂であり、被検体Ｓの頭部や胴体部等の撮影領域ごとに特有の大きさのものが使用される。
【００６５】
図７は、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置において、所定の焦点サイズに対応するグリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加する場合のグリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能評価手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳｂ１において、グリッド制御回路４５は、グリッド１３７に対して印加する、所定の焦点サイズＦ２に対応するグリッド電圧Ｅ２を設定する。ステップＳｂ２において、演算回路１０１は、グリッド制御回路４５により設定されたグリッド電圧Ｅ２がグリッド１３７に対して印加された状態での上記ファントムに対するテストスキャンを実行する。すなわち、架台装置１０は、コンソール１００による制御によりＸ線管１３からファントムへＸ線を照射する。架台装置１０は、Ｘ線検出器により検出された生データをコンソール１００へ送信する。コンソール１００の演算回路１０１は、架台装置１０から送信された生データに基づいて、検出されたＸ線の強度を算出する。一定時間経過後、演算回路１０１は、Ｘ線の照射を停止し、上記ファントムに対するテストスキャンを終了する。
【００６６】
ステップＳｂ３において、演算回路１０１は、算出されたＸ線強度が許容範囲内であるか否かを判定する。図８は、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置において、図１に示す記憶回路１０７に予め記憶される、グリッド１３７に対して印加する所定のグリッド電圧と、所定のグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加した場合の焦点サイズと、所定のグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加した場合にＸ線検出器１５において検出されたＸ線強度の許容範囲とを関連付けたテーブルを示す図である。図８に示すように、記憶回路１０７は、図４に示すグリッド電圧各々がグリッド１３７に対して印加された場合の焦点サイズおよびＸ線強度の許容範囲を予め記憶している。図８に示すＩＵＬは、許容されるＸ線強度の上限値である。また、ＩＬＬは、許容されるＸ線強度の下限値である。ここで、Ｘ線強度の許容範囲は、例えば、Ｘ線管１３の設置時に実行するテストスキャンにおいて算出されたＸ線強度を基準として予め記憶してもよい。また、Ｘ線強度の許容範囲は、操作者により任意の値を予め記憶してもよい。例えば、上記に示すように、Ｘ線強度が一定であれば、Ｘ線強度Ｉｍを基準として、Ｘ線強度の許容範囲を設定してもよい。実施例２における演算回路１０１は、算出されたＸ線強度がＸ線強度の許容範囲「−ＩＬＬ２〜ＩＵＬ２」の範囲内であるか否かを判定する。
【００６７】
ステップＳｂ４において、演算回路１０１は、算出されたＸ線強度が記憶されたＸ線強度の許容範囲内である場合（ステップＳｂ３のＹｅｓ）、Ｘ線管１３が正常に動作していると操作者に通知する。すなわち、実施例２において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していることを表している。
【００６８】
ステップＳｂ５において、演算回路１０１は、算出されたＸ線強度が記憶されたＸ線強度の許容範囲外である場合（ステップＳｂ３のＮｏ）、グリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を調整する。すなわち、実施例２において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していないことを表している。例えば、入力回路１０５を介した操作者からの入力操作に応じて、グリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を調整してもよい。
【００６９】
また、算出されたＸ線強度に応じて、自動でグリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を調整してもよい。例えば、Ｘ線強度が上記許容範囲より小さい場合、焦点サイズが想定より小さい可能性がある。演算回路１０１は、陽極に衝突させる熱電子数を増加するため、グリッド電圧Ｅ２より低いグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加するようグリッド制御回路４５に指示する。グリッド制御回路４５は、当該演算回路１０１からの指示に応じて、グリッド電圧Ｅ２より低いグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加する。
【００７０】
また、Ｘ線強度が上記許容範囲より大きい場合、焦点サイズが想定より大きい可能性がある。演算回路１０１は、陽極に衝突させる熱電子数を減少するため、グリッド電圧Ｅ２より高いグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加するようグリッド制御回路４５に指示する。グリッド制御回路４５は、当該演算回路１０１からの指示に応じて、グリッド電圧Ｅ２より高いグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加する。グリッド電圧の調整後、ステップＳｂ２へ戻る。
【００７１】
上記構成によれば、実施形態に係るＸ線撮像装置において、グリッド制御回路４５は、所定の焦点サイズに対応するグリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加する。演算回路１０１は、グリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加された状態で算出されたＸ線強度が許容範囲内であるか否かを判定する。演算回路１０１は、算出されたＸ線強度が許容範囲内である場合、Ｘ線管１３が正常に動作していると操作者に通知する。すなわち、実施例２において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していると判定する。演算回路１０１は、算出されたＸ線強度が許容範囲外である場合、グリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を調整する。すなわち、実施例２において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していないと判定する。
【００７２】
これにより、実施例２に係るＸ線撮像装置は、グリッド１３７およびグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加するためのグリッド制御回路４５の性能を評価することができる。また、実施例２に係るＸ線撮像装置は、焦点サイズを測定せず、算出されたＸ線強度に基づいてグリッド電圧を調整することができる。
【００７３】
なお、実施例２におけるグリッド制御回路４５は、グリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加している。しかしながら、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置は、これに限定されない。例えば、実施例２におけるグリッド制御回路４５は、グリッド電圧Ｅ１とＥ２とＥ３とのうちの少なくとも一つをグリッド１３７に対して印加してもよい。加えて、図８に示すように、グリッド電圧Ｅ１およびＥ３に対応するＸ線強度の許容範囲を予め記憶しておいてもよい。
【００７４】
また、上記グリッド電圧の調整を繰り返し実施しても、算出されたＸ線強度が許容範囲に集束されない場合、演算回路１０１は、Ｘ線管１３が異常状態で動作していると判定してもよい。また、管電流の変化幅を前日と比較することで、グリッド電圧の調整を行ってもよい。
【００７５】
（実施例３）
実施例２に係るＸ線ＣＴ装置では、ファントムを撮影することで算出されたＸ線強度に基づいて、グリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能を評価している。実施例３に係るＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線検出器１５からの出力信号に基づいて生成されるＸ線画像から算出されるＸ線ＣＴ装置の解像力に基づいて、グリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能を評価する。例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、解像度チャートをスキャンし、撮影した画像に基づいて、グリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能を評価する。ここで、実施例３における解像力とは、どこまで細かいものが識別できるかを表す指標である。実施例３では、実施例２と同様に、所定の焦点サイズに対応するグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加する場合において、グリッド制御回路４５の性能を評価する手順について、図９および図１０を参照して説明する。実施例３では、具体例として、Ｘ線管１３のウォームアップ時において、図４に示すグリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加した場合において、グリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能を評価する。
【００７６】
ここで、上記解像度チャートについて説明する。解像度チャートは、Ｘ線ＣＴ装置の解像力を評価するための、複数種の明暗のパターンを有する試験片である。当該パターンは、等間隔で配列された線幅の等しい複数の線により構成される。線幅および間隔は、パターンごとに異なる。例えば、生成されたＸ線画像上で当該パターンを構成する複数の線がどの線幅および間隔まで識別可能かにより、Ｘ線ＣＴ装置の解像力を評価する。解像度チャートは、Ｘ線管１３の近傍、またはＸ線検出器１５近傍の所定の位置に設置する。例えば、解像度チャートは、天板２１の所定の位置に設置する。なお、天板２１には、解像度チャートを設置する所定の位置を表すマークが付されてもよい。
【００７７】
図９は、実施例３に係るＸ線ＣＴ装置において、グリッド１３７に対して、所定の焦点サイズに対応するグリッド電圧Ｅ２を印加する場合のグリッド１３７およびグリッド制御回路４５の性能評価手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳｃ１において、グリッド制御回路４５は、所定の焦点サイズに対応するグリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加する。ステップＳｃ２において、演算回路１０１は、設定されたグリッド電圧Ｅ２がグリッド１３７に対して印加された状態での上記解像度チャートに対するテストスキャンを実行する。すなわち、架台装置１０は、コンソール１００による制御によりＸ線管１３からＸ線を照射する。架台装置１０は、Ｘ線検出器により検出された生データをコンソール１００へ送信する。コンソール１００の演算回路１０１は、架台装置１０から送信された生データに基づいて、解像度チャートに関するＸ線画像を生成する。一定時間経過後、演算回路１０１は、Ｘ線の照射を停止し、上記解像度チャートに対するテストスキャンを終了する。
【００７８】
ステップＳｃ３において、演算回路１０１は、生成されたＸ線画像から解像力を算出する。具体的には、演算回路１０１は、生成されたＸ線画像上の複数種のパターンを識別し、複数種のパターンの中から当該識別の限界点であるパターンを特定する。演算回路１０１は、特定されたパターンからＸ線ＣＴ装置の解像力を算出する。
【００７９】
ステップＳｃ４において、演算回路１０１は、算出されたＸ線ＣＴ装置の解像力が所定の閾値以上であるか否かを判定する。図１０は、実施例３に係るＸ線ＣＴ装置において、図１に示す記憶回路１０７に予め記憶される、グリッド１３７に対して印加する所定のグリッド電圧と、グリッド１３７に対して所定のグリッド電圧を印加した場合の焦点サイズと、グリッド１３７に対して所定のグリッド電圧を印加した場合に生成されるＸ線画像から算出されたＸ線ＣＴ装置の解像力とを関連付けたテーブルを示す図である。図１０に示すように、記憶回路１０７は、図４に示すグリッド電圧各々がグリッド１３７に対して印加された場合の焦点サイズおよびＸ線画像から算出されたＸ線ＣＴ装置の解像力を予め記憶している。当該Ｘ線画像は、例えば、Ｘ線管１３の設置時等において、天板２１に設置された解像度チャートを撮影した画像である。実施例３における演算回路１０１は、生成された解像度チャートに関するＸ線画像から算出されたＸ線ＣＴ装置の解像力がグリッド電圧Ｅ２に対応するＸ線ＣＴ装置の解像力「Ｒ２」以上であるか否かを判定する。
【００８０】
ステップＳｃ５において、演算回路１０１は、算出されたＸ線ＣＴ装置の解像力が閾値以上である場合（ステップＳｃ４のＹｅｓ）、Ｘ線管１３が正常に動作していると操作者に通知する。すなわち、実施例３において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していることを表している。
【００８１】
ステップＳｃ５において、演算回路１０１は、算出されたＸ線ＣＴ装置の解像力が閾値未満である場合（ステップＳｃ４のＮｏ）、グリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を調整する。例えば、入力回路１０５を介した操作者からの入力操作に応じて、グリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を調整してもよい。
【００８２】
また、算出されたＸ線ＣＴ装置の解像力に応じて、自動でグリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を調整してもよい。例えば、算出された解像力が閾値未満である場合、焦点サイズが想定より大きい可能性がある。演算回路１０１は、焦点サイズを小さくするため、グリッド電圧Ｅ２より高いグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加するようグリッド制御回路４５に指示する。グリッド制御回路４５は、当該演算回路１０１からの指示に応じて、グリッド電圧Ｅ２より高いグリッド電圧をグリッド１３７に印加する。グリッド電圧の調整後、ステップＳｂ２へ戻る。
【００８３】
上記構成によれば、実施例３に係るＸ線撮像装置において、グリッド制御回路４５は、所定の焦点サイズＥ２に対応するグリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加する。演算回路１０１は、生成されたＸ線画像から算出された解像力が所定の閾値以上であるか否かを判定する。演算回路１０１は、算出された解像力が所定の閾値以上である場合、架台装置１０が正常に動作していると操作者に通知する。すなわち、実施例３において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していると判定する。演算回路１０１は、算出された解像力が所定の閾値未満である場合、グリッド１３７に対して印加するグリッド電圧を調整する。すなわち、実施例３において、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能していないと判定する。
【００８４】
これにより、実施例３に係るＸ線撮像装置は、グリッド１３７およびグリッド電圧をグリッド１３７に対して印加するためのグリッド制御回路４５の性能を評価することができる。また、実施例３に係るＸ線撮像装置は、解像力を算出することで焦点サイズを測定し、測定された焦点サイズに基づいてグリッド電圧を調整することができる。
【００８５】
なお、実施例３におけるグリッド制御回路４５は、グリッド電圧Ｅ２をグリッド１３７に対して印加している。しかしながら、実施例３に係るＸ線ＣＴ装置は、これに限定されない。例えば、実施例３におけるグリッド制御回路４５は、グリッド電圧Ｅ１とＥ２とＥ３とのうちの少なくとも一つをグリッド１３７に対して印加してもよい。加えて、図１０に示すように、グリッド電圧Ｅ１およびＥ３に対応するＸ線ＣＴ装置の解像力を予め記憶しておいてもよい。
【００８６】
また、上記グリッド電圧の調整を繰り返し実施しても、算出された解像力が所定の閾値以上にならない場合、演算回路１０１は、Ｘ線管１３が異常状態で動作していると判定してもよい。また、上記解像度チャートは、Ｘ線ＣＴ装置に関する解像力の測定やグリッド電圧の調整時に自動で使用できるよう設置されてもよい。
【００８７】
また、実施例３に係るＸ線撮像装置は、演算回路１０１によりＸ線画像から当該解像力を算出しているが、実施例３はこれに限定されない。例えば、生成されたＸ線画像を操作者が確認する。操作者は、入力回路１０５を介した入力操作を行い、確認したＸ線画像から読み取ったＸ線ＣＴ装置の解像力をＸ線撮像装置に直接入力してもよい。
【００８８】
上記の説明の通り、本実施形態に係るＸ線撮像装置は、熱電子を放出する陰極と、放出された熱電子が衝突する陽極と、陰極と陽極との間に配置され、陰極から陽極へ放出される熱電子の流れを示す管電流を制御するためのグリッドとを有するＸ線管と、Ｘ線管から発生するＸ線を検出するＸ線検出器と、グリッドに所定のグリッド電圧を印加するグリッド制御部と、グリッドに印加された所定のグリッド電圧と、グリッドに所定のグリッド電圧が印加された状態においてＸ線検出器により検出されたＸ線に由来する検出結果とに基づいて、グリッドの性能を判定する判定部と、を有する。
【００８９】
上記の構成により、本実施形態に係るＸ線撮像装置は、グリッドに印加するグリッド電圧を制御することで、グリッド制御回路４５によるグリッド電圧の制御が正常に機能しているか否かを判定することができる。
【００９０】
かくして、本実施形態に係るＸ線撮像装置は、グリッド電圧の印加に使用するグリッド制御回路が正常に動作しているか否かを検出することができる。
【００９１】
また、上記説明において用いた「所定のプロセッサ」という文言は、例えば、専用または汎用のprocessor、circuit(circuitry)、processing circuit(circuitry)、operation circuit(circuitry)、arithmetic circuit(circuitry)、あるいは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、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（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等を意味する。また、本実施形態の各構成要素（各処理部）は、単一のプロセッサに限らず、複数のプロセッサによって実現するようにしてもよい。さらに、複数の構成要素（複数の処理部）を、単一のプロセッサによって実現するようにしてもよい。
【００９２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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】
【００９３】
１０…架台装置、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線管、１５…Ｘ線検出器、１７…Ｘ線高電圧装置、１９…寝台駆動装置、２１…天板、２３…回転駆動装置、２５…架台制御回路、２７…データ収集回路、３１…電源回路、３３…高電圧発生回路、３５…フィラメント加熱回路、３７…管電圧検出器、３９…管電流検出器、４１…管電圧制御回路、４３…管電流制御回路、４５…グリッド制御回路、１００…コンソール、１０１…演算回路、１０３…ディスプレイ、１０５…入力回路、１０７…記憶回路、１１１…前処理機能、１１３…再構成機能、１１５…画像処理機能、１１７…判定機能、１１９…システム制御機能、１３１…陰極（フィラメント）、１３３…陽極（ターゲット）、１３５…回転子、１３７…グリッド、ＢＵＳ…バス。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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