(57)【要約】【課題】照射されるＸ線の線質を変えずに焦点位置を変更可能とすること。【解決手段】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、陰極と、陽極と、第１の熱電子調整部と、第２の熱電子調整部と、制御部とを備える。陰極は、熱電子を発生する。陽極は、前記陰極から照射される熱電子を受けて、Ｘ線を発生する。第１の熱電子調整部は、前記熱電子の軌道を調整する。第２の熱電子調整部は、前記第１の熱電子調整部により調整された熱電子の軌道を更に調整する。制御部は、前記第１の熱電子調整部と、前記第２の熱電子調整部とを制御することにより、前記陽極への熱電子の照射角を一定に保持しつつ、前記陽極における前記熱電子の焦点位置を制御する。【選択図】図２
2019092585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電子を発生する陰極と、
前記陰極から照射される熱電子を受けて、Ｘ線を発生する陽極と、
前記熱電子の軌道を調整する第１の熱電子調整部と、
前記第１の熱電子調整部により調整された熱電子の軌道を更に調整する第２の熱電子調整部と、
前記第１の熱電子調整部と、前記第２の熱電子調整部とを制御することにより、前記陽極への熱電子の照射角を一定に保持しつつ、前記陽極における前記熱電子の焦点位置を制御する制御部と、
を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記制御部は、円形の外周を有する前記陽極の前記円形の半径方向に沿って前記熱電子の焦点位置を変化させるように前記第１の熱電子調整部と、前記第２の熱電子調整部と、を制御する、
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記制御部は、円形の外周を有する前記陽極の前記円形の円周方向に沿って前記熱電子の焦点位置を変化させるように前記第１の熱電子調整部と、前記第２の熱電子調整部と、を制御する、
請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記熱電子の軌道又は前記熱電子の前記陽極上の焦点サイズを調整する第３の熱電子調整部を備える、
請求項１〜３のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記制御部は、要求される位置に、前記陽極における前記熱電子の焦点位置を制御する、
請求項１〜４のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記制御部は、複数の位置に、前記陽極における前記熱電子の焦点位置を切替制御する、
請求項１〜４のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記制御部は、円形の外周を有する前記陽極の前記円形の半径方向に沿った前記熱電子の複数の焦点位置について、切替制御する、
請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記制御部は、円形の外周を有する前記陽極の前記円形の円周方向に沿った前記熱電子の複数の焦点位置について、切替制御する、
請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記制御部は、円形の外周を有する前記陽極の前記円形の半径方向に沿った前記熱電子の複数の焦点位置又は円周方向に沿った前記熱電子の複数の焦点位置のいずれか又は両方について、切替制御する、
請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
熱電子を発生する陰極と、
前記陰極から照射される熱電子を受けて、Ｘ線を発生する陽極と、
前記熱電子の軌道を調整する第１の熱電子調整部と、
前記第１の熱電子調整部により調整された熱電子の軌道を更に調整する第２の熱電子調整部と、
前記第１の熱電子調整部と、前記第２の熱電子調整部とを制御することにより、前記陽極への熱電子の照射角を一定に保持しつつ、前記陽極における前記熱電子の焦点位置を制御する制御部と、
を備えるＸ線発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線発生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影は、Ｘ線を発生するＸ線管装置と、患者等の撮影対象を挟んで対向するＸ線検出器とを備えたＸ線撮影装置により行われる。また、Ｘ線管装置における陽極上のＸ線発生位置である焦点位置を高速に変化させることで空間解像度を高めるＦＦＳ（flying  focal  spot）という技術が知られている。この場合、焦点位置が変化するのに応じ、発生したＸ線が陽極内を透過する経路が変化し、意図せずにＸ線の線質が変化してしまうことで、撮影される画質が低下する可能性がある。そのため、焦点位置の変化に応じて線質が変化しないことが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２９９０６号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０８６０１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、照射されるＸ線の線質を変えずに焦点位置を変更可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、陰極と、陽極と、第１の熱電子調整部と、第２の熱電子調整部と、制御部とを備える。陰極は、熱電子を発生する。陽極は、前記陰極から照射される熱電子を受けて、Ｘ線を発生する。第１の熱電子調整部は、前記熱電子の軌道を調整する。第２の熱電子調整部は、前記第１の熱電子調整部により調整された熱電子の軌道を更に調整する。制御部は、前記第１の熱電子調整部と、前記第２の熱電子調整部とを制御することにより、前記陽極への熱電子の照射角を一定に保持しつつ、前記陽極における前記熱電子の焦点位置を制御する。
【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ＣＴ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、Ｘ線管の構成例を示す図（１）である。
【図３】図３は、図２の熱電子調整機構だけを抜き出して示した斜視図である。
【図４】図４は、Ｘ線高電圧装置の構成例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、熱電子調整機構の調整量の制御手法の例を示す図（１）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、熱電子調整機構の調整量の制御手法の例を示す図（２）である。
【図６Ａ】図６Ａは、熱電子調整機構による熱電子の軌道の調整の例を示す図（１）である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、熱電子調整機構による熱電子の軌道の調整の例を示す図（２）である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、熱電子調整機構による熱電子の軌道の調整の例を示す図（３）である。
【図７Ａ】図７Ａは、比較のための一対の電極による熱電子の軌道の調整の例を示す図（１）である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、比較のための一対の電極による熱電子の軌道の調整の例を示す図（２）である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、比較のための一対の電極による熱電子の軌道の調整の例を示す図（３）である。
【図８】図８は、ＦＦＳによるＣＴ撮影の処理例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、ＦＦＳによるＣＴ撮影の制御タイミングの例を示す図である。
【図１０】図１０は、熱電子調整機構の他の構成例を示す図（１）である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、熱電子調整機構による熱電子の軌道の調整の例を示す図（４）である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、熱電子調整機構による熱電子の軌道の調整の例を示す図（５）である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、熱電子調整機構による熱電子の軌道の調整の例を示す図（６）である。
【図１２】図１２は、熱電子調整機構の他の構成例を示す図（２）である。
【図１３】図１３は、Ｘ線管の他の構成例を示す図（１）である。
【図１４】図１４は、Ｘ線管の構成例を示す図（２）である。
【図１５】図１５は、Ｘ線管の他の構成例を示す図（２）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ＣＴ装置及びＸ線発生システムの各実施形態を説明する。なお、実施形態は、以下の内容に限られるものではない。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。なお、Ｘ線発生システムはＸ線ＣＴ装置１においてＸ線の発生のために用いられる部分であり、Ｘ線ＣＴ装置１の構成の一部である。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成例を示すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、図１に示されるように、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。なお、図１においては、架台装置１０の非チルト状態での回転フレーム１６の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。
【０００９】
架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１５と、回転フレーム１６と、Ｘ線高電圧装置１７と、制御装置１８と、ウェッジ１９と、コリメータ２０と、データ収集回路２１とを有する。
【００１０】
Ｘ線管１１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１１は、Ｘ線高電圧装置１７から供給される高電圧により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射する。なお、Ｘ線高電圧装置１７は、高電圧の発生だけでなく、フィラメントへの電源供給、回転型陽極の駆動電源供給（回転型陽極の場合）、及び、後述する熱電子調整機構の駆動等も行う。詳細については後述する。
【００１１】
図２は、Ｘ線管１１の構成例を示す図であり、回転型陽極の例を示している。図２において、Ｘ線管１１は、筐体１１１と、陰極１１３と、第１の熱電子調整機構１１４と、第２の熱電子調整機構１１５と、陽極１１６と、回転軸１１７とを備えている。筐体１１１は、例えば、金属により作製され、内部で発生したＸ線を通過させるＸ線窓１１２を有している。陰極１１３は、熱電子を発生する。熱電子は、フィラメントに流れる電流により発生した熱によって励起され、フィラメント又は加熱された部材から飛び出す電子である。
【００１２】
陽極１１６は、陰極１１３から放出される熱電子の衝突を受けてＸ線を発生させる。具体的には、陰極１１３と陽極１１６との間に大きな電位差が設けられる。例えば、陽極１１６を接地し、陰極１１３の電位をマイナスとすることにより、陰極１１３と陽極１１６との間に電位差が設けられる。この電位差により、陰極１１３から放出された熱電子は加速されて陽極１１６に衝突し、Ｘ線が発生する。また、陽極１１６は、回転軸１１７により回転する回転体であり、回転軸１１７の軸方向から見ると外周が円形となっている。陽極１１６は、傘状の形状を有しており、傘の先端側が陰極１１３側を向いている。陽極１１６の陰極１１３と対向する側はテーパ面となっており、陰極１１３側に対して若干の角度だけＸ線窓１１２側に傾斜する面を形成している。陽極１１６は、回転することにより、熱電子の衝突によって発熱する位置を分散させ、発熱による陽極１１６の表面の溶解を回避する。回転軸１１７は、図示しないベアリング等により支持され、図示しないステータコイル等により発生される回転磁界により回転駆動される。なお、図では陰極１１３から陽極１１６に向かう熱電子の軌道（一点鎖線にて図示）が陽極１１６の回転軸１１７と平行に描かれているが、これに限られない。
【００１３】
第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５は、陰極１１３と陽極１１６との間の熱電子の軌道に沿って、軌道を挟むように設けられており、電界により陰極１１３から放出された熱電子の軌道を変化させる。第１の熱電子調整機構１１４は、調整極１１４ａと調整極１１４ｂとを備えている。熱電子調整機構１１５は、調整極１１５ａと調整極１１５ｂとを備えている。軌道の調整に電界が用いられる場合、調整極１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂは、例えば、平板状の電極であり、陰極１１３の電位に対してマイナスの異なる電位が印加され、マイナスの電荷を持った熱電子に作用する反発力により、電位が相対的に高い側に熱電子の軌道を変化させる。
【００１４】
図３は、図２の熱電子調整機構だけを抜き出して示した斜視図である。すなわち、第１の熱電子調整機構１１４の調整極１１４ａと調整極１１４ｂは、Ｙ軸方向に距離を隔てて対向している。また、第２の熱電子調整機構１１５の調整極１１５ａと調整極１１５ｂは、Ｙ軸方向に距離を隔てて対向している。
【００１５】
図４は、Ｘ線高電圧装置１７の構成例を示す図である。図４において、Ｘ線高電圧装置１７は、Ｘ線高電圧供給回路１７１と、フィラメント電源供給回路１７２と、陽極回転駆動電源供給回路１７３と、熱電子調整機構駆動回路１７４とを備えている。Ｘ線高電圧供給回路１７１は、Ｘ線管１１の陰極１１３と陽極１１６との間に印加される高電圧を発生し供給する。Ｘ線高電圧供給回路１７１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１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生回路と、Ｘ線管１１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御回路とを有する。高電圧発生回路は、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。
【００１６】
フィラメント電源供給回路１７２は、Ｘ線管１１のフィラメントの電源を供給する。陽極回転駆動電源供給回路１７３は、陽極１１６を回転駆動する電源を供給する。熱電子調整機構駆動回路１７４は、熱電子調整機構１１４、１１５に供給する電圧等により、熱電子の軌道に対して作用する電界を制御する。なお、Ｘ線高電圧装置１７は、回転フレーム１６に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。また、Ｘ線高電圧装置１７にＸ線高電圧供給回路１７１とフィラメント電源供給回路１７２と陽極回転駆動電源供給回路１７３と熱電子調整機構駆動回路１７４とが含まれる構成例について説明したが、その一部が他の装置として設けられるようにしてもよい。
【００１７】
図５Ａは、熱電子調整機構１１４、１１５の調整量の制御手法の例を示す図であり、テーブル形式のデータを用いたものである。テーブル形式のデータは、後述するメモリ４１等に保持される。図５Ａにおいて、焦点位置を表す焦点位置指標に対して、第１の熱電子調整機構１１４に対する第１調整量と、第２の熱電子調整機構１１５に対する第２調整量とが対応付けられて記憶される。焦点位置指標は、例えば、陽極１１６上の基準位置から方向別の距離を示す数値や、「Ｐ０」「Ｐ１」「Ｐ２」等の記号である。第１調整量及び第２調整量は、電界が用いられる場合、例えば、調整極１１４ａ〜１１４ｄ、１１５ａ〜１１５ｄに印加される電圧値（調整する方向に対応する極性を含む）である。
【００１８】
図５Ｂは、熱電子調整機構１１４、１１５の調整量の他の制御手法の例を示す図であり、数式を用いたものである。図５Ｂにおいて、第１の熱電子調整機構１１４に対する第１調整量は、焦点位置指標に対する関数Ｆ１により計算される。また、第２の熱電子調整機構１１５に対する第２調整量は、焦点位置指標に対する関数Ｆ２により計算される。これにより、焦点位置指標が決まると、対応する第１調整量と第２調整量とが得られる。
【００１９】
図６Ａ〜図６Ｃは、熱電子調整機構１１４、１１５による熱電子の軌道の調整の例を示す図であり、軌道の調整に電界が用いられる場合を示している。また、熱電子調整機構１１４、１１５は、それぞれ図のＹ軸方向に対向する調整極１１４ａ、１１４ｂと調整極１１５ａ、１１５ｂとが設けられている場合について示している。
【００２０】
図６Ａは、第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５の両方とも調整がオフ（ＯＦＦ）となっている場合を示しており、陰極１１３から放出された熱電子の軌道は調整されず、陽極１１６に照射される。すなわち、陰極１１３から放出された熱電子は、陰極１１３に対して正の高い電位差が印加された陽極１１６に引かれて、ある焦点位置Ｐ０にまっすぐに照射される。この場合の照射角をθ０とする。陽極１１６に熱電子が照射されることで、Ｘ線が発生する。
【００２１】
図６Ｂは、第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５の両方とも調整がオン（ＯＮ）となっている場合を示しており、第１の熱電子調整機構１１４において熱電子の軌道に対してＹ軸方向における上向き（Ｙ軸正方向）の調整が行われ、第２の熱電子調整機構１１５において熱電子の軌道に対してＹ軸方向における下向き（Ｙ軸負方向）の調整が行われた場合を示している。調整量が予め適切に設定されることで、図６Ａの場合と同様に陽極１１６への照射角は変わらずθ０であり、焦点位置が上方に変化してＰ１となる。この場合、陽極１１６への照射角は変化しないため、陽極１１６から発生するＸ線の線質は変化しない。すなわち、陽極１１６への照射角により、熱電子が陽極１１６の表面から侵入する深さが変わり、陽極１１６の内部で発生したＸ線が陽極１１６の内部を通過して外部に出るまでの経路が変わり、線質に影響（経路の距離が長くなると波長の長い成分の吸収が増大して線質が硬くなる）するが、照射角が変化しないことで、線質は一定となる。
【００２２】
図６Ｃは、第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５の両方とも調整がオン（ＯＮ）となっている場合を示しており、第１の熱電子調整機構１１４において熱電子の軌道に対してＹ軸方向における下向きの調整が行われ、第２の熱電子調整機構１１５において熱電子の軌道に対してＹ軸方向における上向きの調整が行われた場合を示している。調整量が予め適切に設定されることで、図６Ａ及び図６Ｂの場合と同様に陽極１１６への照射角は変わらずθ０であり、焦点位置が下方に変化してＰ２となる。この場合も、陽極１１６への照射角が変化しないため、陽極１１６から発生するＸ線の線質は変化しない。
【００２３】
図７Ａ〜図７Ｃは、比較のための一対の電極による熱電子の軌道の調整の例を示す図である。すなわち、陰極と陽極との間に対向する一対の電極が設けられている場合を示している。図７Ａは、電極をオフ（ＯＦＦ）とした場合を示しており、陰極から放出された熱電子の軌道は調整されず、陽極に照射される。すなわち、陰極から放出された熱電子は、陰極に対して正の高い電位差が印加された陽極に引かれて、ある焦点位置Ｐ０にまっすぐに照射される。この場合の照射角をθ０とする。陽極に熱電子が照射されることで、Ｘ線が発生する。
【００２４】
図７Ｂは、電極がオン（ＯＮ）となっている場合を示しており、一対の電極により熱電子の軌道に対して上向きの調整が行われた場合を示している。この場合、焦点位置は上に移動してＰ１となり、照射角は深くなってθ０１となっている。図７Ｃは、電極がオン（ＯＮ）となっている場合を示しており、一対の電極により熱電子の軌道に対して下向きの調整が行われた場合を示している。この場合、焦点位置は下に移動してＰ２となり、照射角は浅くなってθ０２となっている。このように、一対の電極による熱電子の軌道の調整の場合、焦点位置と照射角との両者が変化してしまい、照射角を一定に保持しつつ焦点位置だけを変化させることは困難である。
【００２５】
図１に戻り、Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した信号をデータ収集回路２１へと出力する。Ｘ線検出器１５は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってチャネル方向（周回方向）に複数のＸ線検出素子が配列された複数のＸ線検出素子列を有する。Ｘ線検出器１５は、例えば、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向、row方向）に複数配列された構造を有する。また、Ｘ線検出器１５は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管（フォトマルチプライヤー：ＰＭＴ）等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１５は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。
【００２６】
回転フレーム１６（架台ベース）は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１５とを対向支持し、制御装置１８によってＸ線管１１とＸ線検出器１５とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１６は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１６は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１５に加えて、Ｘ線高電圧装置１７やデータ収集回路２１を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１６は、図１において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。以下では、架台装置１０において、回転フレーム１６とともに回転移動する部分及び回転フレーム１６を回転部とも記載する。なお、Ｘ線管１１とＸ線検出器１５とが一体として被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ（第３世代ＣＴ）について説明したが、その他にも、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管１１のみが被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ（第４世代ＣＴ）等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。
【００２７】
なお、データ収集回路２１が生成した検出データは、回転フレーム１６に設けられた発光ダイオード（Light  Emitting  Diode：ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム１６を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム１６から架台装置１０の非回転部分への検出データの送信方法は、光通信に限らず、回転部分と非回転部分との間でデータ伝送が行えるものであれば如何なる方式を採用しても構わない。
【００２８】
制御装置１８は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構と、この機構を制御する回路とを含む。制御装置１８は、入力インターフェース４３や架台装置１０に設けられた入力インターフェース等からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う。例えば、制御装置１８は、回転フレーム１６の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０及び天板３３の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置１８は、架台装置１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１６を回転させる。なお、制御装置１８は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。
【００２９】
ウェッジ１９は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１９は、Ｘ線管１１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線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１９は、ウェッジフィルタ（wedge  filter）やボウタイフィルタ（bow-tie  filter）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工して構成される。
【００３０】
コリメータ２０は、ウェッジ１９を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。コリメータ２０は、図示しないコリメータ調整回路によって、開口度及び位置が調整される。これにより、Ｘ線管１１が発生させたＸ線の照射範囲が調整される。
【００３１】
データ収集回路２１は、ＤＡＳ（Data  Acquisition  System）である。データ収集回路２１は、Ｘ線検出器１５の各Ｘ線検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。データ収集回路２１は、例えば、プロセッサにより実現される。
【００３２】
寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、天板３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。立位ＣＴに応用される場合は、天板３３に相当する患者支持機構を移動する方式であってもよい。架台装置１０の天板３３の位置関係の相対的な変更を伴うスキャン（ヘリカルスキャンや位置決めスキャン等）実行の際、当該位置関係の相対的な変更は天板３３の駆動によって行われてもよいし、架台装置１０の走行によって行われてもよく、またそれらの複合によって行われてもよい。歯科用ＣＴに適用される場合には、寝台装置３０等は不要となる。
【００３３】
コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。
【００３４】
メモリ４１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４１は、投影データや再構成画像データを記憶する。また、例えば、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。メモリ４１は、ハードウェアによる非一過性の記憶媒体として用いられる。なお、投影データや再構成画像データの記憶は、コンソール装置４０のメモリ４１が行う場合に限らず、インターネット等の通信ネットワークを介してＸ線ＣＴ装置１と接続可能なクラウドサーバがＸ線ＣＴ装置１からの保存要求を受けて投影データや再構成画像データの記憶を行うようにしてもよい。
【００３５】
ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成されたＣＴ画像や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）ディスプレイである。
【００３６】
入力インターフェース４３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４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース４３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、タッチパネル等により実現される。
【００３７】
処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、スキャン制御機能４４１、画像生成機能４４２、表示制御機能４４３及び制御機能４４４を有する。処理回路４４は、例えば、プロセッサにより実現される。
【００３８】
例えば、処理回路４４は、メモリ４１からスキャン制御機能４４１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ＣＴ装置１を制御してスキャンを実行する。ここで、スキャン制御機能４４１は、例えば、コンベンショナルスキャンやヘリカルスキャン、ステップアンドシュート方式といった種々の方式でのスキャンを実行することができる。
【００３９】
具体的には、スキャン制御機能４４１は、寝台駆動装置３２を制御することにより、被検体Ｐを架台装置１０の撮影口内へ移動させる。また、スキャン制御機能４４１は、Ｘ線高電圧装置１７を制御することにより、Ｘ線管１１へ高電圧を供給させる。また、スキャン制御機能４４１は、Ｘ線管１１内の熱電子の軌道を調整し、陽極１１６上の照射角を変化させずに焦点位置を変化させ、線質が一定に保持されるように制御する。また、スキャン制御機能４４１は、コリメータ２０の開口度及び位置を調整する。また、スキャン制御機能４４１は、制御装置１８を制御することにより、回転フレーム１６を含む回転部を回転させる。また、スキャン制御機能４４１は、データ収集回路２１に投影データを収集させる。なお、ＣＴ画像を再構成するには被検体Ｐの周囲一周、３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本実施形態へ適用可能である。
【００４０】
また、例えば、処理回路４４は、メモリ４１から画像生成機能４４２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、データ収集回路２１から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理を施す前のデータ（検出データ）及び前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。また、例えば、画像生成機能４４２は、ＣＴ画像データを生成する。具体的には、画像生成機能４４２は、前処理後の投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する。また、画像生成機能４４２は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、ＣＴ画像データを任意断面の断層像データや３次元画像データに変換する。
【００４１】
また、例えば、処理回路４４は、メモリ４１から表示制御機能４４３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、ＣＴ画像をディスプレイ４２に表示する。また、例えば、処理回路４４は、メモリ４１から制御機能４４４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４３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４４の各種機能を制御する。
【００４２】
なお、図１においては、スキャン制御機能４４１、画像生成機能４４２、表示制御機能４４３及び制御機能４４４の各処理機能が単一の処理回路４４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４４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。また、処理回路４４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分散又は統合されて実現されてもよい。処理回路４４はコンソール装置４０に含まれる場合に限らず、複数の医用画像診断装置にて取得された検出データに対する処理を一括して行う統合サーバに含まれてもよい。コンソール装置４０は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。
【００４３】
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）、又は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４１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。なお、メモリ４１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。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。
【００４４】
熱電子調整機構１１４は、第１の熱電子調整部の一例である。熱電子調整機構１１５は、第２の熱電子調整部の一例である。Ｘ線高電圧装置１７及びコンソール装置４０は、制御部の一例である。Ｘ線発生システムは、Ｘ線管１１、Ｘ線高電圧装置１７及び処理回路４４を含む。
【００４５】
以下、線質を変化させずにＦＦＳによりＣＴ撮影が行われるようにするための処理例について説明する。なお、ここでは、Ｚ軸方向（体軸方向）に焦点位置を変化させるＦＦＳ（以下、ｚ−ＦＦＳと略記）を想定して説明する。ｚ−ＦＦＳでは、Ｚ軸方向のサンプリングピッチを等価的に半分にすることができ、空間分解能を向上させることができる。図２におけるＹ軸方向に熱電子の軌道が変化することで、陽極１１６の傾斜面におけるＺ軸方向の焦点位置が変化し、ｚ−ＦＦＳにおける焦点位置の変化が行われる。
【００４６】
図８は、ＦＦＳによるＣＴ撮影の処理例を示すフローチャートである。図８において、Ｘ線ＣＴ装置１によるＣＴ撮影に際し、コンソール装置４０のスキャン制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して、ＦＦＳによるスキャンである旨を含む各種指定を受け付ける（ステップＳ１１）。なお、各種指定には、患者情報（患者ＩＤ、患者名、生年月日、年齢、体重、性別等）や検査部位等の情報が含まれる。患者情報は、図示しない検査予約システムにより登録された検査予約リストから取得される場合もある。なお、緊急時には患者情報の入力を省略して検査に移行することが可能である。
【００４７】
次いで、コンソール装置４０の処理回路４４のスキャン制御機能４４１は、ＦＦＳによるスキャンを実行する（ステップＳ１２）。すなわち、スキャン制御機能４４１は、寝台駆動装置３２の制御、Ｘ線高電圧装置１７の制御、コリメータ２０の調整、回転フレーム１６の制御、データ収集回路２１の制御を行い、スキャンを実行する。この際、スキャン制御機能４４１は、Ｘ線高電圧装置１７の熱電子調整機構駆動回路１７４により、Ｘ線管１１の熱電子調整機構１１４、１１５を制御し、例えばビュー毎に焦点位置を切り替えてスキャンを実行する。ビューは、回転フレーム１６の角度毎の撮影を行う単位である。スキャン制御機能４４１は、ＦＦＳに用いる２つの焦点位置に対応する調整量を、焦点位置指標と調整量とを対応付けたテーブル（図５Ａ）や焦点位置指標から調整量を計算する数式（図５Ｂ）により取得し、熱電子調整機構１１４、１１５に供給する電圧を制御する。
【００４８】
図９は、ＦＦＳによるＣＴ撮影の制御タイミングの例を示す図である。図９において、奇数番号のビューｖ００１、ｖ００３、ｖ００５、・・・では、例えば図６Ａで説明されたように、第１の熱電子調整機構１１４による熱電子の軌道の調整（第１調整）と第２の熱電子調整機構１１５による熱電子の軌道の調整（第２調整）は、両方ともオフ（ＯＦＦ）としている。この場合、焦点位置はＰ０となり、照射角は一定のθ０となる。従って、線質は一定（例えば、「普通」）となる。また、偶数番号のビューｖ００２、ｖ００４、・・・では、例えば図６Ｂで説明されたように、第１の熱電子調整機構１１４による熱電子の軌道の調整（第１調整）は上向き、第２の熱電子調整機構１１５による熱電子の軌道の調整（第２調整）は下向きとしている。この場合、焦点位置はＰ１となり、照射角は一定のθ０となり、線質は一定となる。なお、図６Ａと図６Ｂの場合の調整状態を用いたが、これに限られない。また、ビュー番号の奇数と偶数とで焦点位置を切り替える例について説明したが、１つのビューの中で焦点位置を切り替えてそれぞれの状態で撮影を行うようにしてもよい。
【００４９】
次いで、図８に戻り、画像生成機能４４２は、データ収集回路２１から出力された検出データに対する前処理を行った後、再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する（ステップＳ１３）。データ収集回路２１から出力された検出データは第１の焦点位置と第２の焦点位置とに対応付けられており、ｚ−ＦＦＳにおける再構成では、第１の焦点位置と第２の焦点位置とのＺ軸方向の位置の違いが考慮される。すなわち、焦点位置がＺ軸方向に切り替わることで、Ｘ線管１１から出たＸ線が被検体Ｐを透過してＸ線検出器１５に至るＺ軸方向の経路が増加し、Ｚ軸方向の撮影の分解能を高めることができる。なお、２つの焦点位置に切り替えるだけでなく、３つ以上の焦点位置に切り替えることもできる。また、ＣＴ画像データは、操作者から受け付けた入力操作に基づいて、任意断面の断層像データや３次元画像データに変換される。
【００５０】
次いで、表示制御機能４４３は、ＣＴ画像や任意断面の断層像データや３次元画像データに基づく画像をディスプレイ４２に表示する（ステップＳ１４）。
【００５１】
図８に示されたステップＳ１１、Ｓ１２は、スキャン制御機能４４１に対応するステップである。ステップＳ１１、Ｓ１２は、処理回路４４がメモリ４１からスキャン制御機能４４１に対応するプログラムを読み出し実行することにより、スキャン制御機能４４１が実現されるステップである。ステップＳ１３は、画像生成機能４４２に対応するステップである。ステップＳ１３は、処理回路４４がメモリ４１から画像生成機能４４２に対応するプログラムを読み出し実行することにより、画像生成機能４４２が実現されるステップである。ステップＳ１４は、表示制御機能４４３に対応するステップである。ステップＳ１４は、処理回路４４がメモリ４１から表示制御機能４４３に対応するプログラムを読み出し実行することにより、表示制御機能４４３が実現されるステップである。
【００５２】
上述したように、第１の実施形態によれば、Ｘ線の線質を変えずに焦点位置を高速に変えてｚ−ＦＦＳによるＣＴ撮影を行うことができるため、意図しない線質の変化に起因する画質の低下を防止し、画質を安定・向上させることができる。また、陽極上の焦点位置が変化することで、陽極の１箇所に焦点位置が固定せず、陽極の熱溶融等のダメージが軽減される。
【００５３】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態ではｚ−ＦＦＳについて説明したが、第２の実施形態では、Ｘ軸方向（チャネル方向）に焦点位置を変化させるＦＦＳ（以下、ｘ−ＦＦＳと略記）を想定して説明する。ｘ−ＦＦＳでは、Ｘ軸方向のサンプリングピッチを等価的に小さくすることができ、空間分解能を向上させることができる。前述した図２に示されたＸ線管１１の左右の方向は体軸方向（Ｚ軸方向）に一致し、図２における紙面に対する前後方向（Ｘ軸方向）に焦点位置が変化することで、ｘ−ＦＦＳにおける焦点位置の変化が行われる。
【００５４】
図１０は、第２の実施形態に係る熱電子調整機構１１４、１１５の構成例を示す図であり、熱電子調整機構１１４、１１５だけを斜視図で示している。熱電子調整機構１１４、１１５以外のＸ線管１１の構成は、図２と同様である。図１０において、第１の熱電子調整機構１１４には、図３におけるＹ軸方向に距離を隔てて対向する調整極１１４ａ、１１４ｂに代えて、Ｘ軸方向に距離を隔てて対向する調整極１１４ｃ、１１４ｄが設けられている。また、第２の熱電子調整機構１１５には、図３におけるＹ軸方向に距離を隔てて対向する調整極１１５ａ、１１５ｂに代えて、Ｘ軸方向に距離を隔てて対向する調整極１１５ｃ、１１５ｄが設けられている。調整極１１４ｃ、１１４ｄ、１１５ｃ、１１５ｄは、図２の調整極１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂと同様に、軌道の調整に電界を用いたものとすることができる。これにより、熱電子の軌道が変化する方向は、図３の場合に熱電子の軌道が変化する方向に対し、図１０では、熱電子の進行方向に垂直な面内で直角の方向となる。すなわち、軌道の調整に電界が用いられる場合には、ＸＺ平面内で熱電子の軌道が変化する。
【００５５】
Ｘ線ＣＴ装置１の構成は、図１に示されたものと同様である。Ｘ線高電圧装置１７の構成は、図４に示されたものと同様である。熱電子調整機構１１４、１１５の調整量の制御手法は、図５Ａ及び図５Ｂに示されたものと同様である。
【００５６】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、熱電子調整機構１１４、１１５による熱電子の軌道の調整の例を示す図であり、図１０に示されたようなＸ軸方向に対向する調整極１１４ｃ、１１４ｄと調整極１１５ｃ、１１５ｄとが設けられた構成において、軌道の調整に電界が用いられる場合を示している。この場合、熱電子の軌道は陽極１１６の円周方向に変化するように調整される。
【００５７】
図１１Ａは、第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５の両方とも調整がオフ（ＯＦＦ）となっている場合を示しており、陰極１１３から放出された熱電子の軌道は調整されず、陽極１１６に照射される。すなわち、陰極１１３から放出された熱電子は、陰極１１３に対して正の高い電位差が印加された陽極１１６に引かれて、ある焦点位置Ｐ０Ｔにまっすぐに照射される。この場合の照射角をθ０Ｔとする。陽極１１６に熱電子が照射されることで、Ｘ線が発生する。
【００５８】
図１１Ｂは、第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５の両方とも調整がオン（ＯＮ）となっている場合を示しており、第１の熱電子調整機構１１４において熱電子の軌道に対してＸ軸方向における上向き（Ｘ軸正方向）の調整が行われ、第２の熱電子調整機構１１５において熱電子の軌道に対してＸ軸方向における下向き（Ｘ軸負方向）の調整が行われた場合を示している。調整量が予め適切に設定されることで、図１１Ａの場合と同様に陽極１１６への照射角は変わらずθ０Ｔであり、焦点位置が上方に変化してＰ１Ｔとなる。この場合、陽極１１６への照射角は変化しないため、陽極１１６から発生するＸ線の線質は変化しない。すなわち、陽極１１６への照射角により、陽極１１６の表面付近から発生したＸ線が陽極１１６の内部を通過する経路が変わり、線質に影響（経路の距離が長くなると波長の長い成分の吸収が増大して線質が硬くなる）するが、照射角が変化しないことで、線質は一定となる。
【００５９】
図１１Ｃは、第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５の両方とも調整がオン（ＯＮ）となっている場合を示しており、第１の熱電子調整機構１１４において熱電子の軌道に対してＸ軸方向における下向きの調整が行われ、第２の熱電子調整機構１１５において熱電子の軌道に対してＸ軸方向における上向きの調整が行われた場合を示している。調整量が予め適切に設定されることで、図６Ａ及び図６Ｂの場合と同様に陽極１１６への照射角は変わらずθ０Ｔであり、焦点位置が下方に変化してＰ２Ｔとなる。この場合も、陽極１１６への照射角が変化しないため、陽極１１６から発生するＸ線の線質は変化しない。
【００６０】
Ｘ線ＣＴ装置１によるＣＴ撮影の処理手順は図８に示されたフローチャートと同様であるが、画像生成（ステップＳ１３）の処理において、ｘ−ＦＦＳにおける再構成では、回転フレーム１６の回転角とともに、第１の焦点位置と第２の焦点位置とのＸ軸方向（チャネル方向）の位置の違いが考慮されて投影データの合成が行われる。すなわち、焦点位置がＸ軸方向に切り替わることで、Ｘ線管１１から出たＸ線が被検体Ｐを透過してＸ線検出器１５に至るＸ軸方向の経路が増加し、Ｘ軸方向の撮影の分解能を高めることができる。なお、２つの焦点位置に切り替えるだけでなく、３つ以上の焦点位置に切り替えることもできる。
【００６１】
上述したように、第２の実施形態によれば、Ｘ線の線質を変えずに焦点位置を高速に変えてｘ−ＦＦＳによるＣＴ撮影を行うことができるため、意図しない線質の変化に起因する画質の低下を防止し、画質を安定・向上させることができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、図３に示されるようにＹ軸方向に離間した調整極１１４ａ、１１４ｂを有する第１の熱電子調整機構１１４と、同じくＹ軸方向に離間した調整極１１５ａ、１１５ｂを有する第２の熱電子調整機構１１５とをＸ線管１１が備える場合について説明した。第２の実施形態では、図１０に示されるようにＸ軸方向に離間した調整極１１４ｃ、１１４ｄを有する第１の熱電子調整機構１１４と、同じくＸ軸方向に離間した調整極１１５ｃ、１１５ｄを有する第２の熱電子調整機構１１５とをＸ線管１１が備える場合について説明した。そして、それぞれの構成をＸ線管１１が併せて備えることもでき、それぞれの方向だけを切り替えて使用することもできるし、両方向を同時に使用することもできる。例えば、Ｘ軸方向に離間した調整極の使用により第１の実施形態で説明されたｚ−ＦＦＳに適用でき、Ｙ軸方向に離間した調整極の使用により第２の実施形態で説明されたｘ−ＦＦＳに適用できる。また、Ｘ軸方向に離間した調整極とＹ軸方向に離間した調整極との同時使用により、ｚ−ＦＦＳとｘ−ＦＦＳとを混在させた運用にも適用することができる。そこで、このような実施形態を第３の実施形態として説明する。
【００６３】
図１２は、第３の実施形態に係る熱電子調整機構１１４、１１５の構成例を示す図であり、熱電子調整機構１１４、１１５だけを斜視図で示している。図１２において、第１の熱電子調整機構１１４には、Ｙ軸方向に距離を隔てて対向する調整極１１４ａ、１１４ｂに加えて、Ｘ軸方向に距離を隔てて対向する調整極１１４ｃ、１１４ｄが設けられている。また、第２の熱電子調整機構１１５には、Ｙ軸方向に距離を隔てて対向する調整極１１５ａ、１１５ｂに加えて、Ｘ軸方向に距離を隔てて対向する調整極１１５ｃ、１１５ｄが設けられている。調整極１１４ｃ、１１４ｄ、１１５ｃ、１１５ｄは、軌道の調整に電界を用いたものとすることができる。
【００６４】
図１２において、第１の熱電子調整機構１１４の調整極１１４ａ、１１４ｂと、第２の熱電子調整機構１１５の調整極１１５ａ、１１５ｂとを使用すれば、図３の場合と同様に、熱電子の軌道のＹ軸方向への調整に使用することができる。また、第１の熱電子調整機構１１４の調整極１１４ｃ、１１４ｄと、第２の熱電子調整機構１１５の調整極１１５ｃ、１１５ｄとを使用すれば、図１０の場合と同様に、熱電子の軌道のＸ軸方向への調整に使用することができる。更に、第１の熱電子調整機構１１４の調整極１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄと、第２の熱電子調整機構１１５の調整極１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄとを使用すれば、３次元のＸＹＺ空間内で熱電子の軌道を調整可能である。
【００６５】
図５Ａのテーブルや図５Ｂの数式は、調整を行う方向（Ｙ軸方向、Ｘ軸方向）毎に設けられるものでもよいし、焦点位置指標として両方向が考慮されたものとし、第１調整量と第２調整量とに両方向の調整量が含まれるようにしたものでもよい。
【００６６】
（第４の実施形態）
ここまでの実施形態では、Ｘ線管１１に２組（２段）の熱電子調整機構１１４、１１５が設けられる場合について説明してきたが、熱電子調整機構を３段以上としてもよい。
【００６７】
図１３は、Ｘ線管１１の他の構成例を示す図であり、回転型陽極のＸ線管１１において、第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５とに加え、第３の熱電子調整機構１１９が設けられたものである。第３の熱電子調整機構１１９は、対向する調整極１１９ａと調整極１１９ｂとを備えている。また、熱電子調整機構１１９の調整極１１９ａ、１１９ｂは、図１０に示されたように、直角方向（Ｘ軸方向）の配置に置き換えられるようにしてもよいし、図１２に示されたように、直角方向（Ｘ軸方向）の配置が加えられるようにしてもよい。Ｘ線管１１のその他の構成は、図２に示されたものと同様である。図５Ａのテーブルや図５Ｂの数式には、第３の熱電子調整機構１１９のために、第３調整量（方向を含む）が追加される。
【００６８】
第３の熱電子調整機構１１９は、第１・第２の熱電子調整機構１１４、１１５と同様に熱電子の軌道の調整に用いられるものでもよいし、熱電子のビームの陽極１１６への照射部分の焦点サイズの調整に用いられるものでもよい。ただし、焦点サイズの調整には電界が用いられる。電界の場合は、一対の調整極のそれぞれで陰極１１３との相対的な電位により熱電子に作用する力を制御できるが、磁界の場合は、一対の調整極によって熱電子に力が作用するためである。照射部分の焦点サイズは、陽極１１６上のＸ線が発生する領域に対応し、撮影される画像の解像度に影響を与えるため、適切な値に管理されるべきものであるところ、第３の熱電子調整機構１１９により適切な値に調整することが可能である。すなわち、第３の熱電子調整機構１１９を電界によるものとし、調整極１１９ａ、１１９ｂに、陰極１１３に対して負の同じ電圧を印加することにより、熱電子のビームを細くして焦点サイズを縮小することができる。また、第４、第５、・・・の熱電子調整機構、すなわち、４個以上の熱電子調整機構を設け、熱電子の軌道の調整又は熱電子の焦点サイズの調整を行わせるようにしてもよい。熱電子調整機構１１９は、第３の熱電子調整部の一例である。
【００６９】
（第５の実施形態）
図１４は、Ｘ線管１１の他の構成例を示す図であり、固定型陽極の例を示している。図１４において、Ｘ線管１１は、筐体１１１と、陰極１１３と、第１の熱電子調整機構１１４と、第２の熱電子調整機構１１５と、陽極１１８とを備えている。図２の構成と比べ、回転型の陽極１１６が固定型の陽極１１８に代わり、回転軸１１７がなくなる点が異なる。陽極１１８は、例えば、熱電子が衝突する表面がタングステンにより作製され、陰極１１３から放出される熱電子の軌道に対して所定の傾斜角が設けられたブロック部材である。第１の熱電子調整機構１１４及び第２の熱電子調整機構１１５は、図１０に示されたように、直角方向（Ｘ軸方向）の配置に置き換えられるようにしてもよいし、図１２に示されたように、直角方向（Ｘ軸方向）の配置が加えられるようにしてもよい。固定型陽極の場合、図４に示されたＸ線高電圧装置１７の構成要素のうち、陽極回転駆動電源供給回路１７３は不要となる。
【００７０】
図１５は、Ｘ線管１１の更に他の構成例を示す図であり、第１の熱電子調整機構１１４と第２の熱電子調整機構１１５とに加え、第３の熱電子調整機構１１９が設けられたものである。第３の熱電子調整機構１１９は、対向する調整極１１９ａと調整極１１９ｂとを備えている。また、熱電子調整機構１１９の調整極１１９ａ、１１９ｂは、図１０に示されたように、直角方向（Ｘ軸方向）の配置に置き換えられるようにしてもよいし、図１２に示されたように、直角方向（Ｘ軸方向）の配置が加えられるようにしてもよい。Ｘ線管１１のその他の構成は、図２に示されたものと同様である。第３の熱電子調整機構１１９の用途は、回転型陽極の場合と同様に、熱電子の軌道の調整に用いられるものでもよいし、熱電子のビームの陽極１１６への照射部分の焦点サイズの調整に用いられるものでもよい。
【００７１】
（第６の実施形態）
ここまでの実施形態では、第１の熱電子調整機構１１４、第２の熱電子調整機構１１５及び第３の熱電子調整機構１１９における軌道の調整に電界が用いられるものとしてきた。しかし、陰極１１３から放出する熱電子の軌道を調整するのに、電界に代えて磁界を用いることができる。
【００７２】
軌道の調整に磁界が用いられる場合、第１の熱電子調整機構１１４、第２の熱電子調整機構１１５及び第３の熱電子調整機構１１９の調整極は、例えば、電磁石の磁極であり、飛翔する熱電子は、磁界から受ける力により、熱電子の軌道が変化する。軌道の調整に磁界が用いられる場合、熱電子に作用する力の方向は、軌道の調整に電界が用いられる場合に熱電子に作用する方向に対し、熱電子の進行方向に垂直な面内で直角の方向（直交する方向）となる。すなわち、軌道の調整に電界が用いられる場合には、図３等におけるＹＺ平面内で熱電子の軌道が変化し、軌道の調整に磁界が用いられる場合には、ＹＺ平面に直交するＸＺ平面内で熱電子の軌道が変化する。
【００７３】
第１の熱電子調整機構１１４、第２の熱電子調整機構１１５及び第３の熱電子調整機構１１９に対する第１調整量、第２調整量及び第３調整量は、磁界が用いられる場合、例えば、調整極の電磁石コイルに供給される電流値（調整する方向に対応する極性を含む）である。これにより、焦点位置指標が決まると、対応する第１調整量、第２調整量及び第３調整量が得られる。
【００７４】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、照射されるＸ線の線質を変えずに焦点位置を変更可能とすることができる。
【００７５】
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】
【００７６】
１  Ｘ線ＣＴ装置
１１  Ｘ線管
１１３  陰極
１１６、１１８  陽極
１１４、１１５、１１９  熱電子調整機構
１１４ａ〜１１４ｄ、１１５ａ〜１１５ｄ、１１９ａ、１１９ｂ  調整極
１５  Ｘ線検出器
１７  Ｘ線高電圧装置
１７４  熱電子調整機構駆動回路
２１  データ収集回路
４０  コンソール装置
４４  処理回路
【図１】
2019092585.tif 000003
【図２】
2019092585.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2019092585.tif 000010
【図６Ｃ】
2019092585.tif 000011
【図７Ａ】
2019092585.tif 000012
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2019092585.tif 000014
【図８】
2019092585.tif 000015
【図９】
2019092585.tif 000016
【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
2019092585.tif 000021
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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