(57)【要約】【課題】透過Ｘ線像検出器の種類には関係なくサブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影できるようにする。【解決手段】この発明の装置は、焦点切換部１４でＸ線管１の焦点を大焦点に切り換えてＸ線撮影を行うことにより、サブトラクション画像の作成に必要なピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像を、透過Ｘ線像検出器の種類とは無関係に画像ボカシ用の信号処理抜きで得ることができる。それに、焦点切換部１４によるＸ線管１の焦点の大きさの切り換えが電気的切り換えであるので、Ｘ線管１の焦点の大きさを素早く切り換えてサブトラクション画像の作成に必要な鮮鋭Ｘ線画像および非鮮鋭Ｘ線画像を極く短時間で得ることができる。その結果、透過Ｘ線像検出器の種類に関係なくサブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）少なくとも大小２つのＸ線焦点を備えたＸ線管と、（Ｂ）Ｘ線管からのＸ線照射により生じる被検体の透過Ｘ線像を検出する透過Ｘ線像検出器と、（Ｃ）Ｘ線管による被検体へのＸ線照射に伴って透過Ｘ線像検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき被検体の透過Ｘ線像に対応するＸ線透視画像を作成するＸ線透視画像作成手段と、（Ｄ）Ｘ線管の焦点の大きさを鮮鋭Ｘ線画像が得られる小さい焦点（小焦点）と非鮮鋭Ｘ線画像が得られる大きい焦点（大焦点）とに電気的に切り換える焦点切換手段と、（Ｅ）焦点切換手段により小さ小焦点となっているＸ線管によるＸ線照射時のＸ線透視画像（小焦点画像）をピントの合った鮮鋭Ｘ線画像として記憶する小焦点画像記憶手段と、（Ｆ）焦点切換手段により大焦点になっているＸ線管によるＸ線照射時のＸ線透視画像（大焦点画像）をピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像として記憶する大焦点画像記憶手段と、（Ｇ）小焦点画像と大焦点画像の対応する画素同士の画像信号を引き算処理して得られる減算信号に従って各画素の画素信号を定めてサブトラクション画像を作成する画像サブトラクション手段とを備えていることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管における大焦点は、Ｘ線管の焦点をＸ線照射軸を視線として見た時の形で縦・横いずれも３ｍｍ以上であり、Ｘ線管における小焦点は、Ｘ線管の焦点をＸ線照射軸を視線として見た時の形で縦・横いずれも２ｍｍ以下であるＸ線撮影装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管のグリッドに大きさの異なる２本のフィラメントがグリッドに対して電気絶縁状態で並置されていて、焦点切換手段による焦点の大きさの電気的切り換えが、フィラメントとグリッドの間の電圧制御にしたがって小焦点時は小さい方のフィラメントだけから電子ビームが陽極に放射され、大焦点時は大きい方のフィラメントだけから電子ビームが陽極に放射されることによって行われるＸ線撮影装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管のグリッドに３本のフィラメントがグリッドに対して電気絶縁状態で並置されていて、焦点切換手段による焦点の大きさの電気的切り換えが、フィラメントとグリッドの間の電圧制御にしたがって小焦点時は１本のフィラメントだけから電子ビームが陽極に放射され、大焦点時は２本のフィラメントだけから電子ビームが陽極に放射されることによって行われるＸ線撮影装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管の陽極における焦点領域面はＸ線照射軸に対して斜めに傾斜したテーパ面となっており、焦点領域面における小焦点区域外側の大焦点区域の少なくとも一部分ではＸ線照射軸と成す角度（テーパ角度）が小焦点区域内側のテーパ角度より大きいＸ線撮影装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のＸ線撮影装置に用いられるＸ線管であって、少なくとも大小２つのＸ線焦点を備え、サブトラクション画像作成用の小焦点画像の撮影時には小焦点に切り換えられ、サブトラクション画像作成用の大焦点画像の撮影時には大焦点に切り換えられることを特徴とするＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｘ線管による被検体へのＸ線照射に伴って透過Ｘ線像検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき被検体の透過Ｘ線像に対応するＸ線透視画像を作成するＸ線撮影装置、及び、これに用いるＸ線管に係り、同一撮影位置のピントの合った鮮鋭Ｘ線画像とピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像とのサブトラクション画像を作成するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、病院などの医療機関に設置されているＸ線透視撮影装置では、被検体における同一撮影位置のピントの合った鮮鋭Ｘ線画像とピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像（ボケ画像）の対応する画素同士の画像信号を引き算処理して得られる減算信号（差分信号）に従って各画素の画素信号を定めてサブトラクション画像を作成することが行われている。このサブトラクション画像の場合、画像信号の低周波成分が抑えられて高周波成分が強調されて微細な変化が明瞭に現れるので、診断を的確に下すうえで大変有効である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＸ線透視撮影装置の場合、時としてサブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影することは困難であるという問題がある。
例えば、Ｘ線管からのＸ線照射により生じる被検体の透過Ｘ線像を検出する透過Ｘ線像検出器が、多数のＸ線検出素子が縦横の配列ラインに沿って二次元マトリックス配置されているフラットパネル型Ｘ線検出器の場合は、非鮮鋭Ｘ線画像を鮮鋭Ｘ線画像に画像ボカシ用の信号処理を施して得るので、非鮮鋭Ｘ線画像を得るのに時間がかかり、３０枚／秒といった速い撮影速度で撮影を行う動画像撮影時はリアルタイムでサブトラクション画像を作成表示するのは難しい。
【０００４】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、透過Ｘ線像検出器の種類に関係なく、同一撮影位置のピントの合った鮮鋭Ｘ線画像とピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像とのサブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影することができる新規なＸ線撮影装置、及び、これに用いるＸ線管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明のＸ線撮影装置は、（Ａ）少なくとも大小２つのＸ線焦点を備えたＸ線管と、（Ｂ）Ｘ線管からのＸ線照射により生じる被検体の透過Ｘ線像を検出する透過Ｘ線像検出器と、（Ｃ）Ｘ線管による被検体へのＸ線照射に伴って透過Ｘ線像検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき被検体の透過Ｘ線像に対応するＸ線透視画像を作成するＸ線透視画像作成手段と、（Ｄ）Ｘ線管の焦点の大きさを鮮鋭Ｘ線画像が得られる小さい焦点（小焦点）と非鮮鋭Ｘ線画像が得られる大きい焦点（大焦点）とに電気的に切り換える焦点切換手段と、（Ｅ）焦点切換手段により小焦点となっているＸ線管によるＸ線照射時のＸ線透視画像（小焦点画像）をピントの合った鮮鋭Ｘ線画像として記憶する小焦点画像記憶手段と、（Ｆ）焦点切換手段により大焦点になっているＸ線管によるＸ線照射時のＸ線透視画像（大焦点画像）をピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像として記憶する大焦点画像記憶手段と、（Ｇ）小焦点画像と大焦点画像の対応する画素同士の画像信号を引き算処理して得られる減算信号に従って各画素の画素信号を定めてサブトラクション画像を作成する画像サブトラクション手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
（作用・効果）請求項１に記載の発明の装置により、同一撮影位置のピントの合った鮮鋭Ｘ線画像とピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像とのサブトラクション画像を作成する場合、焦点切換手段によって小焦点に電気的に切り換えられたＸ線管からのＸ線照射に伴って透過Ｘ線像検出器から出力されるＸ線検出信号に基づきＸ線透視画像作成手段でピントの合った鮮鋭Ｘ線画像としての小焦点画像が作成されて小焦点画像記憶手段に記憶されると共に、焦点切換手段によって大焦点に電気的に切り換えられたＸ線管からのＸ線照射に伴って透過Ｘ線像検出器から出力されるＸ線検出信号に基づきＸ線透視画像作成手段でピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像としての大焦点画像が作成されて大焦点画像記憶手段に記憶される。Ｘ線管の焦点が大きいとＸ線透視画像は焦点が小さいＸ線透視画像に比べて画像ボカシ用の信号処理を施さずとも自然とピントが甘くなる。陽極におけるＸ線の焦点の大きさは同じ位置で切り換えられるので、鮮鋭Ｘ線画像と非鮮鋭Ｘ線画像は同一撮影位置の画像となる。続いて、画像サブトラクション手段により、小焦点画像記憶手段と大焦点画像記憶手段に記憶された小焦点画像と大焦点画像の対応する画素同士の画像信号を引き算処理して得られる減算信号に従って各画素の画素信号が定められてサブトラクション画像が作成される。
【０００７】
このように、請求項１に記載の発明のＸ線撮影装置の場合、Ｘ線の焦点の大きさを陽極上の同じ位置で切り換えてＸ線撮影を行うことで、同一撮影位置の鮮鋭Ｘ線画像としての小焦点画像と非鮮鋭Ｘ線画像としての大焦点画像が得られる構成を備えていて、Ｘ線管の焦点の大きさを陽極上の同じ位置で切り換えることによりサブトラクション画像の作成に必要な非鮮鋭Ｘ線画像が、透過Ｘ線像検出器の種類とは無関係に画像ボカシ用の信号処理抜きで得られる。それに、Ｘ線管の焦点の大きさの切り換えが電気的な切り換えであるので、Ｘ線管の焦点の大きさを素早く切り換えてサブトラクション画像の作成に必要な鮮鋭Ｘ線画像および非鮮鋭Ｘ線画像を極めて短い時間で得ることができる結果、輪郭などの微細成分（高周波成分）が強調されたサブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影できる。
よって、請求項１に記載の発明のＸ線撮影装置によれば、透過Ｘ線像検出器の種類には関係なく、同一撮影位置のピントの合った鮮鋭Ｘ線画像とピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像とのサブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影することができる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管における大焦点は、Ｘ線管の焦点をＸ線照射軸を視線として見た時の形で縦・横いずれも３ｍｍ以上であり、Ｘ線管における小焦点は、Ｘ線管の焦点をＸ線照射軸を視線として見た時の形で縦・横いずれも２ｍｍ以下であるものである。
【０００９】
（作用・効果）請求項２に記載の発明によれば、ピントの合った鮮鋭Ｘ線画像としての小焦点画像の撮影の際には、Ｘ線管の焦点がＸ線照射軸を視線として見た時の形で縦・横いずれも２ｍｍ以下と十分小さくなるので、ピントが良く合った鮮鋭Ｘ線画像が得られると共に、ピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像としての大焦点画像の撮影の際には、Ｘ線管の焦点がＸ線照射軸を視線として見た時の形で縦・横いずれも３ｍｍ以上と十分に大きくなるので、ピントが十分甘い非鮮鋭Ｘ線画像が得られる結果、サブトラクション画像は高周波成分が旨く強調された適切な画像となる。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管のグリッドに大きさの異なる２本のフィラメントがグリッドに対して電気絶縁状態で並置されていて、焦点切換手段による焦点の大きさの電気的切り換えが、フィラメントとグリッドの間の電圧制御にしたがって小焦点時は小さい方のフィラメントだけから電子ビームが陽極に放射され、大焦点時は大きい方のフィラメントだけから電子ビームが陽極に放射されることによって行われるものである。
【００１１】
（作用・効果）請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線管のグリッドに電気絶縁状態で並置された大きさの異なる２本のフィラメントとグリッドの間の電圧制御にしたがって、小焦点画像の撮影の際は小さい方のフィラメントだけから細い電子ビームが陽極に放射されるので、Ｘ線管は小焦点となり、また大焦点画像の撮影の際は大きい方のフィラメントだけから太い電子ビームが陽極に放射されるので、Ｘ線管は大焦点となる。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管のグリッドに３本のフィラメントがグリッドに対して電気絶縁状態で並置されていて、焦点切換手段による焦点の大きさの電気的切り換えが、フィラメントとグリッドの間の電圧制御にしたがって小焦点時は１本のフィラメントだけから電子ビームが陽極に放射され、大焦点時は２本のフィラメントだけから電子ビームが陽極に放射されることによって行われるものである。
【００１３】
（作用・効果）請求項４に記載の発明によれば、サブトラクション画像作成用の小焦点画像と大焦点画像の撮影に必要なＸ線管の焦点の大きさは、Ｘ線管のグリッドに電気絶縁状態で並置された３本のフィラメントとグリッドの間の電圧制御にしたがって、小焦点画像の撮影の際は１本のフィラメントから電子ビームが１本だけ陽極に放射されるので、Ｘ線管は小焦点となり、大焦点画像の撮影の際は２本のフィラメントから２本の電子ビームが陽極に放射されるので、Ｘ線管は大焦点となる。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管の陽極における焦点領域面はＸ線照射軸に対して斜めに傾斜したテーパ面となっており、焦点領域面における小焦点区域外側の大焦点区域の少なくとも一部分ではＸ線照射軸と成す角度（テーパ角度）が小焦点区域内側のテーパ角度より大きいものである。
【００１５】
（作用・効果）請求項５に記載の発明によれば、Ｘ線管の陽極における焦点領域面はＸ線照射軸に対して斜めに傾斜したテーパ面となっていて、テーパ角度が大きいほどＸ線管の焦点をＸ線照射軸を視線として見た時の形での寸法（即ち焦点の大きさ）が長くなる（大きくなる）ので、小焦点区域外側の大焦点区域における小焦点区域内側よりテーパ角度が大きい部分は、テーパ角度が大きくなった分に応じて焦点が大きくなる勘定となるので、Ｘ線管の大焦点は十分な大きさをもつものとなる。
【００１６】
さらに、請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載のＸ線撮影装置に用いられるＸ線管であって、少なくとも大小２つのＸ線焦点を備え、サブトラクション画像作成用の小焦点画像の撮影時には小焦点に切り換えられ、サブトラクション画像作成用の大焦点画像の撮影時には大焦点に切り換えられることを特徴とするものである。
【００１７】
（作用・効果）請求項６に記載の発明のＸ線管によれば、サブトラクション画像作成用の小焦点画像の撮影時には小焦点へ切り換えられ、サブトラクション画像作成用の大焦点画像の撮影時には大焦点へ切り換えられるので、請求項６に記載の発明のＸ線管を請求項１から５のいずれかに記載のＸ線撮影装置のＸ線管として用いることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。
〔第１実施例〕
図１は第１実施例のＸ線透視撮影装置（Ｘ線撮影装置）の全体構成を示すブロック図、図２は第１実施例の装置の透過Ｘ線像検出器であるフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記）におけるＸ線検出素子の２次元マトリックス配置状況を示す説明図である。
【００１９】
図１のＸ線透視撮影装置では、被検体（患者）ＭにＸ線を照射するＸ線管１と、Ｘ線管１からのＸ線照射により生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するＦＰＤ２とが起倒動や平行移動が可能な天板３を挟んで対向配置されており、天板３が起倒動するとＸ線管１やＦＰＤ２も必要に応じて一緒に移動したりする。
【００２０】
Ｘ線透視撮影装置でＸ線透視撮影が実行される場合、Ｘ線管１からのＸ線照射によって被検体Ｍの透過Ｘ線像がＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａに投影されるのに伴い、各Ｘ線検出素子２ａにはＸ線の入射強度に応じてＸ線検出信号が発生する。一方、ＦＰＤ２の各Ｘ線検出素子２ａから一定時間毎にＸ線検出信号が信号収集部（以下、適宜「ＤＡＳ」と略記）４により次々読み出されると共にＡＤ変換にによるディジタル化が行われてから、Ｘ線透視画像作成部５に送られて感度補正やフィルタリング処理等の信号処理を受けてＸ線透視画像が出来あがる。
【００２１】
ＦＰＤ２は、Ｘ線管１によるＸ線照射に伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線をＸ線検出信号としての電気信号に変換する検出器であり、図２に示すように、ＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａには多数のＸ線検出素子２ａが縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されている。ＦＰＤ２における縦の配列ラインと横の配列ラインの本数例としては、例えば、各１０００本程度が挙げられるが、これに限らない。またＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａの平面寸法としては、例えば縦横各３０ｃｍ程度が挙げられる。このＦＰＤ２は、重くて扱い難いうえに複雑な画像歪みを伴うイメージインテンシファイアと違って、軽くて扱いやすいのに加えて複雑な画像歪みを伴わないという利点を有する。
【００２２】
また、Ｘ線透視画像作成部５の後段には、Ｘ線透視画像作成部５で作成されたＸ線透視画像を記憶するＸ線画像メモリ６やＸ線透視画像作成部５で作成されたＸ線透視画像を表示する画像表示モニタ９が配設されている。
なお、Ｘ線管１は電源部１０Ａを含むＸ線照射制御部１０の制御を受けながらＸ線を照射する。天板３は天板制御部１１の制御を受けながら天板３を起倒動させたり、平行移動させたりする。主演算制御部１２は、操作部１３による入力操作や撮影の進行に応じて各部に適当な指令信号やデータなどを適時に送出して、Ｘ線透視撮影を円滑に進行させる役割を担っている。
【００２３】
加えて、第１実施例のＸ線透視撮影装置は、同一撮影位置のピントの合った鮮鋭Ｘ線画像とピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像とのサブトラクション画像を作成する構成を備えているので、以下、この点について詳しく説明する。
先ず、Ｘ線管１は陽極におけるＸ線の焦点の大きさを同じ位置で電気的に大小に切り換えられる。図３および図４に示すように、Ｘ線管１のグリッド１Ｃに大小の２本のフィラメント１Ａ，１Ｂが、グリッド１Ｃに対して絶縁部材１Ｄ，１Ｅの介在により電気絶縁状態で陽極１Ｆと向き合うかたちで並置されている。即ち、グリッド１Ｃの前面に大小の凹所が設けられていて、小さい方のフィラメント１Ａが小凹所に設置され、大きい方のフィラメント１Ｂが大凹所に設置されている。
【００２４】
また、図５に示すように、電源部１０Ａによりフィラメント１Ａ，１Ｂと陽極１Ｆの間に高電圧が印加されるのに加え、フィラメント１Ａ，１Ｂに加熱用電力が絶縁トランスを介して供給される。そして、図３および図６（ａ）に示すように、フィラメント１Ａから電子ビームＥＡが陽極１Ｆに放射されると陽極１ＦからＸ線ＸＡが照射され、或いは、フィラメント１Ｂから電子ビームＥＢが陽極１Ｆに放射されると陽極１ＦからＸ線ＸＢが照射される。
【００２５】
一方、第１実施例の装置の場合、Ｘ線管１の焦点の大きさを電気的に切り換える焦点切換部１４を備えている。焦点切換部１４による焦点の大きさの電気的切り換えは、フィラメント１Ａ，１Ｂとグリッド１Ｃの間の電圧制御にしたがって小焦点時は小さい方のフィラメント１Ａだけから細い電子ビームＥＡが陽極１Ｆに放射され、大焦点時は大きい方のフィラメント１Ｂだけから太い電子ビームＥＢが陽極１Ｆに放射されることにより行われる。図６（ａ），（ｂ）に示すように、小さい方のフィラメント１Ａから陽極１Ｆに放射される電子ビームＥＡは細いのでＸ線の焦点は小焦点１Ｇとなり、大きい方のフィラメント１Ｂから陽極１Ｆに放射される電子ビームＥＢは太いのでＸ線の焦点は大焦点１Ｈとなるのである。
【００２６】
第１実施例の場合、Ｘ線管１における小焦点１ＧはＸ線管１の焦点をＸ線照射軸Ｘａを視線として見た時の形で縦・横いずれも２ｍｍ以下であり、Ｘ線管１における大焦点１ＨはＸ線管１の焦点をＸ線照射軸Ｘａを視線として見た時の形で縦・横いずれも３ｍｍ以上である。Ｘ線管１の小焦点１Ｇが縦・横いずれも２ｍｍ以下の場合、ピントが良く合った鮮鋭Ｘ線画像が得られ、Ｘ線管１の大焦点１Ｈが縦・横いずれも３ｍｍ以上の場合、ピントが十分甘い非鮮鋭Ｘ線画像が得られる。特に、被検体ＭとＦＰＤ２とを離し、拡大画像にすることにより、よりピントの甘い非鮮鋭画像が得られる。
【００２７】
なお、図６（ａ）に示すように、Ｘ線管１の陽極１Ｆにおける焦点領域面はＸ線照射軸Ｘａに対して斜めに傾斜したテーパ面となっていて、焦点領域とＸ線照射軸Ｘａとの成す角度は一定であるが、図７に示すように、焦点領域面における小焦点１Ｇ区域外側の大焦点１Ｈ区域の前側部分がＸ線照射軸Ｘａと成す角度（テーパ角度θ２）が小焦点区域内側のテーパ角度θ１より大きいものであってもよい。テーパ角度θ２が大きいほどＸ線管１の焦点をＸ線照射軸Ｘａを視線として見た時の寸法（即ち焦点の大きさ）が長くなる（大きくなる）からである。図７の場合には、大焦点１Ｈ区域の前側部分のテーパ角度θ２が小焦点区域内側のテーパ角度θ１より大きくなっている分だけ、焦点がΔＬだけ大きくなる。
【００２８】
焦点切換部１４の場合、具体的には、図５に示すように、切り換えスイッチ１４Ａ，１４Ｂと逆バイアス用電源１４ａ，１４ｂを備えており、主演算制御部１２から出力される焦点切換信号にしたがって、小焦点１Ｇ時には、切り換えスイッチ１４Ａ，１４Ｂは図示とは逆の接続状態となる。即ち、切り換えスイッチ１４Ａの接点１４Ａ１が閉じると共に接点１４Ａ２が開いて、小さい方のフィラメント１Ａとグリッド１Ｃの間は短絡された状態となるので小さい方のフィラメント１Ａは順バイアス状態となる。一方、切り換えスイッチ１４Ｂの接点１４Ｂ１が開くと共に接点１４Ｂ２が閉じて、大きい方のフィラメント１Ｂとグリッド１Ｃの間は逆バイアス用電源１４ｂが介在した状態となるので大きい方のフィラメント１Ｂは逆バイアス状態となる。その結果、小さい方のフィラメント１Ａだけから電子ビームＥＡが陽極１Ｆに放射され、Ｘ線管１の焦点は小焦点１Ｇとなる。
【００２９】
大焦点１Ｈ時には、切り換えスイッチ１４Ａ，１４Ｂは図示の通りの接続状態となる。即ち、切り換えスイッチ１４Ａの接点１４Ａ１が開くと共に接点１４Ａ２が閉じて、小さい方のフィラメント１Ａとグリッド１Ｃの間は逆バイアス用電源１４ａが介在した状態となるので小さい方のフィラメント１Ａは逆バイアス状態となる。一方、切り換えスイッチ１４Ｂの接点１４Ｂ１が閉じる共に接点１４Ｂ２が開いて、大きい方のフィラメント１Ｂとグリッド１Ｃの間は短絡された状態となるので大きい方のフィラメント１Ｂは順バイアス状態となる。その結果、大きい方のフィラメント１Ｂだけから電子ビームＥＢが陽極１Ｆに放射され、Ｘ線管１の焦点は大焦点１Ｈとなる。
【００３０】
このように第１実施例のＸ線透視撮影装置の場合、焦点切換部１４による電気的な焦点の切り換えによって、小焦点１Ｇと大焦点１Ｈを０．１秒以下の高速で切り換えることができる。
なお、逆バイアス用電源１４ａ，１４ｂの電圧は、通常、１０００〜２０００ボルト程度である。また、切り換えスイッチ１４Ａ，１４Ｂの各接点としては、トランジスタなどの電子スイッチが用いられ、主演算制御部１２から出力される焦点切換信号によって電子スイッチがオン・オフすることで接点の開閉が行われる。
【００３１】
そして、Ｘ線透視画像作成部５は、Ｘ線管１が小焦点１Ｇの時はＸ線管１による被検体ＭへのＸ線照射に伴ってＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号に基づき被検体Ｍの透過Ｘ線像に対応するＸ線透視画像（小焦点画像）をピントの合った鮮鋭Ｘ線画像として作成し、小焦点画像メモリ７Ａへ送り込む。また、Ｘ線透視画像作成部５は、Ｘ線管１が大焦点１Ｈの時はＸ線管１による被検体ＭへのＸ線照射に伴ってＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号に基づき被検体Ｍの透過Ｘ線像に対応するＸ線透視画像（大焦点画像）をピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像として作成し、大焦点画像メモリ７Ｂに送り込む。Ｘ線管１の焦点が大焦点１Ｈであると、Ｘ線透視画像は焦点が小さいＸ線透視画像に比べて画像ボカシ用の信号処理を施さずとも自然とピントが甘くなる。Ｘ線の焦点の大きさは陽極１Ｆ上の同じ位置で切り換えられるので、小焦点画像と大焦点画像は同一撮影位置の画像となる。
【００３２】
他方、第１実施例のＸ線透視撮影装置は、小焦点画像メモリ７Ａおよび大焦点画像メモリ７Ｂに記憶されている小焦点画像と大焦点画像の対応する画素同士の画像信号を引き算処理して得られる減算信号に従って各画素の画素信号を定めてサブトラクション画像を作成する画像サブトラクション部８を備えている。画像サブトラクション部８で作成されるサブトラクション画像の場合、画像信号の低周波成分が抑えられて高周波成分が強調されて微細な変化が明瞭に現れたりするので、診断を的確に下すことができる。
【００３３】
なお、第１実施例の装置において、サブトラクション画像の撮影を行う場合、操作部１３により撮影メニューを画像表示モニタ９の画面に表示してサブトラクション画像の撮影モードを選択指定する。そうすると、焦点切換部１４や画像サブトラクション部８が作動して、撮影の進行につれてＸ線管１の小焦点１Ｇと大焦点１Ｈの電気的な切り換えや、同一撮影位置の小焦点画像および大焦点画像の作成・記憶および小焦点画像および大焦点画像の差分求出によるサブトラクション画像の作成が速やかに実行される。
【００３４】
続いて、上述した第１実施例の装置による動画像撮影時の際にサブトラクション画像をリアルタイムで撮影する時の状況を図面を参照しながら説明する。図８は第１実施例の装置によるサブトラクション画像の撮影プロセスを示すフローチャートである。
〔ステップＳ１〕Ｘ線管１を焦点切替部１４により小焦点１Ｇにしてピントの合った鮮鋭Ｘ線画像としての小焦点画像を撮影し、小焦点画像メモリ７Ａへ送って記憶する。
【００３５】
〔ステップＳ２〕Ｘ線管１を焦点切替部１４により大焦点１Ｈにしてピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像としての大焦点画像を撮影し、大焦点画像メモリ７Ｂへ送って記憶する。
【００３６】
〔ステップＳ３〕画像サブトラクション部８が小焦点画像メモリ７Ａに記憶されている小焦点画像と大焦点画像メモリ７Ｂに記憶されている大焦点画像の差分を求出してサブトラクション画像を作成する。
【００３７】
〔ステップＳ４〕画像サブトラクション部８により作成されたサブトラクション画像が画像表示モニタ９の画面に表示される。
【００３８】
〔ステップＳ５〕サブトラクション画像の撮影を続ける場合は、ステップＳ１に戻る。そうでない場合は、サブトラクション画像の撮影を終了する。
【００３９】
つまり、動画像撮影時におけるサブトラクション画像の撮影の場合、ステップＳ１〜Ｓ４の小焦点画像と大焦点画像の撮影とサブトラクション画像の作成・表示のサイクルは、１サイクル当たり例えば１／３０秒で、撮影が続く限り繰り返される。このステップＳ１〜ステップＳ４の４つのステップのサイクルが、１／３０秒の間隔で繰り返される動画像撮影の場合、サブトラクション画像をリアルタイムで３０枚／秒の高速度で撮影できる。
【００４０】
以上に詳述したように、実施例のＸ線透視撮影装置の場合、焦点切換部１４によりＸ線管１の焦点の大きさを陽極１Ｆ上の同じ位置で切り換えてＸ線撮影を行うことで、同一撮影位置の鮮鋭Ｘ線画像としての小焦点画像と非鮮鋭Ｘ線画像としての大焦点画像が得られる構成を備えていて、Ｘ線管１の焦点の大きさを陽極１Ｆ上の同じ位置で切り換えることによりサブトラクション画像の作成に必要な非鮮鋭Ｘ線画像が、透過Ｘ線像検出器の種類とは無関係に画像ボカシ用の信号処理抜きで得られる。それに、Ｘ線管１の焦点の大きさの切り換えが電気的な切り換えであるので、Ｘ線管１の焦点の大きさを素早く切り換えてサブトラクション画像の作成に必要な鮮鋭Ｘ線画像および非鮮鋭Ｘ線画像を極めて短い時間で得ることができる結果、サブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影できる。
【００４１】
〔第２実施例〕
続いて、第２実施例のＸ線透視撮影を説明する。第２実施例の場合、図９に示すように、Ｘ線管１のグリッド１Ｃに３本のフィラメント１ａ〜１ｃがグリッド１Ｃに対して電気絶縁状態で並置されていて、焦点切換部１４による焦点の大きさの電気的切り換えが、フィラメント１ａ〜１ｃとグリッド１Ｃの間の電圧制御にしたがって、小焦点時は真ん中のフィラメント１ｂから電子ビームＥａが１本だけ陽極１Ｆに放射され、大焦点時は両端の２本のフィラメント１ａ、１ｃから２本の電子ビームＥｂが陽極１Ｆに放射されることにより行われる他は、第１実施例と同様の構成・作用のものであるので、第１実施例と相違する点のみを説明し、共通する点の説明は省略する。
【００４２】
２本のフィラメント１ａ、１ｃは、図１０に示すように、直列に接続されているので、切り換えスイッチ１４Ｂの接点１４Ｂ１，接点１４Ｂ２の開閉に伴って、２本のフィラメント１ａ、１ｃが同期してグリッド１Ｃに対して順バイアスとなったり、逆バイアスとなったりして、大焦点１Ｈ時の順バイアス中はフィラメント１ａ、１ｃから２本の電子ビームＥｂが同時に陽極１Ｆに放射されてＸ線管１の焦点が大焦点１Ｈとなる。
真ん中のフィラメント１ｂは、フィラメント１Ａと全く同様、小焦点１Ｇ時の順バイアス中は、フィラメント１ｂだけから電子ビームＥａが陽極１Ｆに１本だけ放射されてＸ線管１の焦点は小焦点１Ｇとなる。
【００４３】
第１実施例のように大焦点用のフィラメントを大きい１本のフィラメント１Ｂで構成する場合、逆バイアスは高めの電圧をかける必要があるが、第２実施例のように大焦点用のフィラメントを２本の小さいフィラメント１ａ、１ｃで構成する場合、逆バイアスは低めの電圧をかければ済むので、逆バイアス用電源１４ｂの電圧を低くすることが可能となる。
【００４４】
この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
（１）上記の実施例では、いずれも透過Ｘ線像検出器がＦＰＤ２であったが、透過Ｘ線像検出器の種類はＦＰＤに限られるものではなく、例えばイメージインテンシファイアであってもよい。
【００４５】
（２）上記の実施例は、いずれもＸ線透視撮影装置であったが、この発明が適用できるＸ線撮影装置はＸ線透視撮影装置に限られるものではない。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明のＸ線撮影装置の場合、Ｘ線の焦点の大きさを陽極上の同じ位置で切り換えてＸ線撮影を行うことで、同一撮影位置の鮮鋭Ｘ線画像としての小焦点画像と非鮮鋭Ｘ線画像としての大焦点画像が得られる構成を備えていて、Ｘ線管の焦点の大きさを陽極上の同じ位置で切り換えることによりサブトラクション画像の作成に必要な非鮮鋭Ｘ線画像が、透過Ｘ線像検出器の種類とは無関係に画像ボカシ用の信号処理抜きで得られる。それに、Ｘ線管の焦点の大きさの切り換えが電気的な切り換えであるので、Ｘ線管の焦点の大きさを素早く切り換えてサブトラクション画像の作成に必要な鮮鋭Ｘ線画像および非鮮鋭Ｘ線画像を極めて短い時間で得ることができる結果、輪郭の強調されたサブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影できる。
よって、請求項１の発明のＸ線撮影装置によれば、透過Ｘ線像検出器の種類には関係なく、同一撮影位置のピントの合った鮮鋭Ｘ線画像とピントの甘い非鮮鋭Ｘ線画像とのサブトラクション画像をリアルタイムで高速撮影することができる。
【００４７】
さらに、請求項６に記載の発明のＸ線管によれば、サブトラクション画像作成用の小焦点画像の撮影時には小焦点へ切り換えられ、サブトラクション画像作成用の大焦点画像の撮影時には大焦点へ切り換えられるので、請求項６に記載の発明のＸ線管を請求項１から５のいずれかに記載のＸ線撮影装置のＸ線管として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例の装置のＦＰＤにおけるＸ線検出素子の２次元マトリックス配置状況を示す説明図である。
【図３】第１実施例のＸ線管のフィラメント周りの構成を示す概略断面図である。
【図４】第１実施例のＸ線管のフィラメントとグリッドを示す正面図である。
【図５】第１実施例のＸ線透視撮影装置のＸ線管まわりの電気回路図である。
【図６】第１実施例のＸ線管の陽極におけるＸ線の焦点を示す説明図である。
【図７】第１実施例のＸ線管の陽極の変形例を示す説明図である。
【図８】第１実施例におけるサブトラクション画像の撮影プロセスを示すフローチャートである。
【図９】第２実施例のＸ線管のフィラメント周りの構成を示す概略断面図である。
【図１０】第２実施例のＸ線透視撮影装置のＸ線管まわりの電気回路図である。
【符号の説明】
１            …  Ｘ線管
１Ａ          …（小さい方の）フィラメント
１Ｂ          …（大きい方の）  フィラメント
１ａ，１ｃ    …（両端の）フィラメント
１ｂ          …（真ん中の）フィラメント
１Ｃ          …  グリッド
１Ｆ                    …    陽極
１Ｇ          …  小焦点
１Ｈ          …  大焦点
２            …  ＦＰＤ
５            …  Ｘ線透視画像作成部
７Ａ          …  小焦点画像メモリ
７Ｂ          …  大焦点画像メモリ
８            …  画像サブトラクション部
１４          …  焦点切換部
Ｍ            …  被検体
ＥＡ，ＥＢ    …  電子ビーム
Ｅａ，Ｅｂ    …  電子ビーム
Ｘａ          …  Ｘ線照射軸
θ１，θ２    …  テーパ角度
【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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