(57)【要約】【課題】Ｘ線発生装置２１における所定の管電流の即応性を向上させるとともに、無効被爆を抑制した、より安定したＸ線発生装置２１を提供すると共に、このＸ線発生装置２１を用いた安定したＸ線撮影システム２２を提供する。【解決手段】Ｘ線の曝射開始前に、カソード４の温度に関わるカソード情報を取得し、取得したカソード情報に基づいて選択した運転モードでＸ線発生管２１が運転されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子の照射によりＸ線を発生するターゲットを有するアノードと、加熱により電子を発生するカソードと、複数のグリッド電極とを有するＸ線発生管を有するＸ線発生装置であって、
Ｘ線の曝射開始前に、前記カソードの温度に関わるカソード情報を取得し、取得した前記カソード情報に基づいて選択した運転モードで前記Ｘ線発生管が動作されることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記カソード情報の取得が、Ｘ線を発生させることなく前記カソードに通電する工程を含むプリエミッション工程で行われることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記カソード情報が、前記複数のグリッド電極のうちのいずれか一のグリッド電極に流れるグリッド電流の値であることを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記一のグリッド電極が、前記カソードの温度変化に対する前記グリッド電流の変化量の絶対値が最も大きなグリッド電極であることを特徴とする請求項３に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記カソード情報が、前記複数のグリッド電極のうちの２以上のグリッド電極に流れるグリッド電流の合計値であることを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記プリエミッション工程において、前記アノードと前記カソードとの間の電圧である管電圧が、Ｘ線を発生させる最低電圧未満の電圧又は非印加であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
前記プリエミッション工程において、前記アノードと前記カソードとの間の電圧である管電圧が、Ｘ線を発生させる最低電圧未満の電圧で、前記カソード情報が、前記アノードと前記カソードとの間に流れる管電流の値であることを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
前記運転モードは、前記カソード情報が示す前記カソードの温度が、予め定められた定常温度領域内にあるときに選択される定常曝射モードと、前記定常温度領域の最低温度より低い温度範囲で予め定められた準定常温度領域内にあるときに選択される低温曝射モードと、前記準定常温度領域の最低温度より低い時に選択される加熱非曝射モードで、
前記定常曝射モードは、前記カソードの温度が定常温度領域にあるとき、必要な線量のＸ線を曝射することができるように予め定められた運転条件での運転モードで、
前記低温曝射モードは、前記カソードの温度が準定常温度領域にあるとき、必要な線量のＸ線を曝射できるように予め定められた運転条件での運転モードで、
前記加熱非曝射モードは、前記カソードの温度が準定常温度領の最低温度より低いとき、Ｘ線を発生させることなく、前記カソードを加熱できるように予め定められた運転条件での運転モードであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項９】
前記加熱非曝射モードが、前記カソードに、Ｘ線が発生しない範囲のカソード電圧を印加して、前記カソードを通電加熱できる運転条件での運転モードであることを特徴とする請求項８に記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
前記加熱非曝射モードにおける前記カソード電圧として、前記定常曝射モードにおける前記カソード電圧より高い電圧が設定されていることを特徴とする請求項９に記載のＸ線発生装置。
【請求項１１】
前記低温曝射モードが、前記定常曝射モードでの運転に比して電力効率が悪い運転条件ではあるが、必要な線量のＸ線の曝射が可能な運転条件での運転モードであることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１２】
前記カソードに最も近い前記グリッド電極に印加するグリッド電圧がパルス電圧で、前記低温曝射モードにおける前記パルス電圧として、前記定常曝射モードにおける前記パルス電圧よりパルス高さが高いパルス電圧、パルス幅が広いパルス電圧又は単位時間当たりのパルス数が多いパルス電圧が設定されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１３】
前記加熱非曝射モードにおいて、前記カソード情報の取得が行われ、取得した前記カソード情報に基づいて、前記加熱非曝射モードの繰り返し、低温曝射モードでの運転又は定常曝射モードでの運転が選択されることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１４】
前記加熱非曝射モードにおいて、前記カソード情報の取得が行われ、取得した前記カソード情報に基づいて、前記加熱非曝射モードの繰り返し又は定常曝射モードでの運転が選択されることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１５】
前記加熱非曝射モード及び前記加熱非曝射モードにおいて取得される前記カソード情報が、前記複数のグリッド電極のうちのいずれか一のグリッド電極に流れるグリッド電流の値、又は、前記アノードと前記カソードとの間に流れる管電流の値であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のＸ線発生装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から放出され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置と、前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とするＸ線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器及び産業技術分野でのＸ線撮影等に適応できるＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線発生装置では、熱電子放出源を構成するカソードに電圧を印加し、カソードに電流を流して加熱し、それにより放出された電子を高電圧によりアノードのターゲットに衝突させることによりＸ線を発生させる。カソードからアノードへの電子の照射として流れる管電流の制御方法には、カソードへの印加電圧を増減する方法がある。カソードへの印加電圧を増減させることによりカソードの温度が変化して、カソードから放出される電子の量が変化し、それに応じて管電流も変化する。しかし、カソードには熱慣性があるため、カソードへの印加電圧の変動に対して温度が追随するのにある程度の遅延を生じる。
【０００３】
一般的には、スイッチを入れること等でＸ線の曝射開始指令が出されたとき、管電圧印加とともに、カソードへの電圧印加を開始する。しかし、上記熱慣性により、カソード温度が設定温度で安定するまでの数秒程度の期間は、実際の管電流は設定値に達していない状態となる。従って、曝射開始指令が出されてから、カソード温度が設定温度に達するまでの数秒程度の期間は、実際の管電流は設定値に達しておらず、この期間の透視画像は、濃度不足を起こしており、診断を行う術者にとって最適な画像とはなり得ない。
【０００４】
これを改善する方法として、Ｘ線曝射開始時から、所定の管電流に対応するカソード電流よりも高い電流を流すことで、所定の管電流への即応性を向上させる放射線撮影装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３９７９０号公開
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の改善方法によっても、カソードに熱慣性があるため、Ｘ線曝射開始直後の透視画像は濃度不足となることから、無効被爆が発生してしまうことがあった。
【０００７】
本発明の課題は、Ｘ線発生装置における所定の管電流の即応性を向上させるとともに、無効被爆を抑制した、より安定したＸ線発生装置を提供することである。さらに、このＸ線発生装置を用いた安定したＸ線撮影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は電子の照射によりＸ線を発生するターゲットを有するアノードと、加熱により電子を発生させるカソードと、複数のグリッド電極とを有するＸ線発生管を有するＸ線発生装置であって、
Ｘ線の曝射開始前に、前記カソードの温度に関わるカソード情報を取得し、取得した前記カソード情報に基づいて選択した作動モードで前記Ｘ線発生管が動作されることを特徴とするＸ線発生装置を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、上記本発明に係るＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から放出され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置と、前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とするＸ線撮影システムを提供するものでもある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＸ線発生装置によれば、Ｘ線の曝射開始直前のカソードの温度状態に応じて、例えばごく短時間で所定の管電流に達する作動モードを選択したり、カソードが所定温度に達するまでＸ線の発生を遅延させる作動モードを選択したりすることができる。つまり、カソード情報を取得し、これに基づいて作動モードを選択することにより、管電流の即応性を向上させることができると共に、無効被曝をゼロに近付けることができる。
【００１１】
本発明のＸ線撮影システムによれば、上記と同様にして、管電流の即応性を向上させることができ、無効被曝を大きく抑制しつつ安定したＸ線撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る本発明のＸ線発生装置を用いた本発明のＸ線撮影システムの一実施形態を示す図である。
【図２】Ｘ線発生装置のメインシーケンスの一例を示すフローチャート図である。
【図３】Ｘ線発生装置のプリエミッション工程の一例を示すフローチャート図である。
【図４】Ｘ線発生装置の加熱非曝射モードの一例を示すフローチャート図である。
【図５】Ｘ線発生装置の低温曝射モードの一例を示すフローチャート図である。
【図６】Ｘ線発生管各部の動作波形状態の第１の例を示す図である。
【図７】Ｘ線発生管各部の動作波形状態の第２の例を示す図である。
【図８】Ｘ線発生管各部の動作波形状態の第３の例を示す図である。
【図９】Ｘ線発生管各部の動作波形状態の第４の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書で特に図示又は記載されていない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また、以下に参照する図面において、同じ記号は同様の構成要素を示す。
【００１４】
Ｘ線発生装置及びＸ線撮影システムは、例えば医用分野、非破壊検査分野等の様々な分野で適用されているが、ここでは、医用分野を例に説明する。また、Ｘ線発生装置及びＸ線撮影システムは、医用分野の中でも、Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ等、様々な装置に装備される。
【００１５】
図１は、本発明のＸ線発生装置を用いた本発明のＸ線撮影システムの一例を示す図である。本例のＸ線撮影システムについて簡単に説明すると、本例のＸ線撮影システムは、Ｘ線発生装置２１とＸ線検出装置２２とを連携制御するシステム制御装置２３を有している。また、システム制御装置２３は、Ｘ線発生装置２１へ各種の制御信号を出力するものとなっている。Ｘ線発生装置２１は、システム制御装置２３からの制御信号を制御ユニット８で受け、Ｘ線発生管１から放出されるＸ線の放出状態が制御されるものとなっている。Ｘ線発生装置２１の構成についての詳細は後述する。
【００１６】
Ｘ線発生装置２１から放出されたＸ線は、被検体２７を透過してＸ線検出装置２２で検出される。Ｘ線検出装置２２は、フラットパネル又はイメージインテンシファイア２４とテレビカメラ２５との組み合わせで構成され、検出したＸ線を画像信号に変換してシステム制御装置２３へ出力する。システム制御装置２３は、入力された画像信号に基づいて、表示装置２６に画像を表示させるための表示信号を、表示装置２６へ出力する。表示装置２６は、表示信号に基づく画像を、被検体２７の撮影画像として画面又はスクリーンに表示する。なお、２８は、例えば初期設定条件などを入力するための入力部である。
【００１７】
図１のＸ線発生装置２１は、Ｘ線発生管１、管電圧制御部２及びＸ線曝射制御部３を備えている。Ｘ線発生管１は、真空容器１４の内部に、熱電子源であるカソード４、第一グリッド電極５、第二グリッド電極６、透過型のターゲット７が配置されている。また、カソード４との対向方向にはアノード１５が設けられている。カソード４は、加熱により電子を発生する熱電子源である。カソード４としは、例えばタングステンフィラメントや含浸型カソードのような熱陰極を用いることができる。第一グリッド電極５と第二グリッド電極６は、カソード４からターゲット７に照射される電子の軌道に沿って設けられている。第一グリッド電極５は、カソード４から電子を引き出す引き出し電極で、第二グリッド電極６よりカソード４に近い位置に設けられている。第二グリッド電極６は、カソード４から引き出された電子を加速してターゲット７へと照射するための加速電極で、第一グリッド電極５よりアノード１５に近い位置に設けられている。アノード１５は、真空容器１４の一部を構成しており、ターゲット７はこのアノード１５に電気的に接続された状態で、カソード４と対向する位置でアノード１５に保持されている。カソード４で発生した電子は、第一グリッド電極５で引き出され、第二グリッド電極６によりフォーカスされ、加速電圧により加速されて、ターゲット７に照射される。ターゲット７は、電子の照射に応答してＸ線を放出する。
【００１８】
加速電圧は、カソード４とアノード１５の間に印加される管電圧で、カソード４の電位に対してターゲット７（アノード１５）の電位が高くなるように印加される。加速電圧（管電圧）は、通常８０ｋＶ〜１２０ｋＶ程度である。管電圧制御部２は、管電圧を制御するもので、高電圧を発生する管電圧回路（不図示）と管電圧検出部（不図示）とを備えている。管電圧制御部２は、制御ユニット８からの信号を受けて、管電圧回路（不図示）から所要の管電圧をＸ線発生管１のカソード４とターゲット７（アノード１５）との間に印加する。
【００１９】
Ｘ線曝射制御部３は、カソード電圧制御部９、第一グリッド電圧制御部１０、第一グリッド電流検出部１１、第二グリッド電圧制御部１２、管電流検出部１３を備えている。
【００２０】
カソード電圧制御部９は、カソード４の加熱のためにカソード４に印加するカソード電圧を制御するもので、カソード電圧回路（不図示）を備えている。カソード電圧制御部９は、制御ユニット８からＸ線曝射制御部３に送られてきた信号に基づいて、カソード電圧回路（不図示）から所要のカソード電圧をカソード４に印加してカソード４を加熱し、カソード４から電子を発生させる。
【００２１】
第一グリッド電圧制御部１０は、第一グリッド電極５に印加する電圧である第一グリッド電圧を制御するもので、第一グリッド電圧回路（不図示）を備えている。第一グリッド電圧制御部１０は、制御ユニット８からＸ線曝射制御部３に送られてきた信号に基づいて、第一グリッド電圧回路（不図示）から所要の第一グリッド電圧を第一グリッド電極５に印加する。カソード４から電子を引き出すための電圧である引き出し電圧、カソード４からの電子の引き出しを止める電圧であるカットオフ電圧等を、第一グリッド電圧として第一グリッド電極５に印加することができる。
【００２２】
第一グリッド電流検出部１１は、カソード４から電子を引き出すときの第一グリッド電極５への電子の流入量を第一グリッド電流として検出する。
【００２３】
第二グリッド電圧制御部１２は、第二グリッド電極６に印加する電圧である第二グリッド電圧を制御するもので、第二グリッド電圧回路（不図示）を備えている。第二グリッド電圧制御部１２は、制御ユニット８からＸ線曝射制御部３に送られてきた信号に基づいて、第二グリッド電圧回路（不図示）から所要の第二グリッド電圧を第二グリッド電極６に印加する。第一グリッド電極５でカソード４から引き出された電子をフォーカスするための電圧の他、第一グリッド電極５でカソード４から引き出された電子を遮断するための電圧等を、第二グリッド電圧として第二グリッド電極６に印加することができる。
【００２４】
管電流検出部は１３、電子がターゲット７に照射されたときの電子の照射量を管電流として検出する。
【００２５】
次に、本実施形態でのメインシーケンスについて、図２と共に図１も参照して説明する。図２は、本実施形態のメインシーケンスを示すフローチャート図である。
【００２６】
Ｘ線発生装置２１の電源をＯＮにすると、制御ユニット８から、待機状態となるように、管電圧制御部２及びＸ線曝射制御部３に制御信号が伝達される。待機状態においては、例えば、管電圧は０ｋＶ、カソード電圧は待機時電圧、第一グリッド電圧はカットオフ電圧、第二グリッド電圧は０Ｖを印加する。この状態で、術者が入力する曝射開始指令信号を待つ待機状態となる。待機状態において曝射開始指令信号が入力されると、プリエミッション工程に移行する。
【００２７】
プリエミッション工程では、詳細は後述するが、Ｘ線の曝射開始前に、Ｘ線を発生させることなく、カソード４にカソード電圧を印加して通電し、カソード４の温度に関わるカソード情報を取得する動作を行う。Ｘ線発生管１は、取得したカソード情報に基づいて選択した運転モードで動作される。カソード情報としては、例えば第一グリッド電流の検出値を用いることができる。第一グリッド電流の値は、カソード４にカソード電圧を印加して電子放出動作をさせることで、第一グリッド電流検出部１１で取得することができる。Ｘ線を発生させない状態は、印加するカソード電圧と、管電圧及び第一及び第二グリッド電圧との関係から得ることができる。第一グリッド電流は管電流と相関があり、管電流はカソード温度と相関があることが分かっている。従って、カソード情報として第一グリッド電流を検出すれば、検出した電流値から、カソード４の温度を推定できる。
【００２８】
プリエミッション工程でカソード情報を取得した後、このカソード情報が示すカソード４の温度から、曝射可否判定が行われる。この曝射可否判定では、プリエミッション工程で取得したカソード情報が示すカソードの温度が、Ｘ線を曝射可能な温度であるか否かを判定する。具体的には、後述する低温曝射モード又は定常運転モードでの運転により、Ｘ線を曝射可能な温度（後述する定常温度領域及び準定常温度領域内の温度）であるか否かを判定する。カソード情報が示すカソード４の温度が、Ｘ線を曝射可能な温度ではない場合、「曝射不可」と判定され、加熱非曝射モードの運転に移行する。カソード情報が示すカソード４の温度が、Ｘ線を曝射可能な温度である場合、「曝射可」と判定され、第一曝射モード判定へ移行する。第一曝射モード判定では、カソード情報が示すカソード４の温度が、後述する定常温度領域内の温度であるか、後述する準定常温度領域内の温度であるかの判定と共に、Ｘ線を曝射可能な温度であるか否かを判定する。第一曝射モード判定での、Ｘ線を曝射可能な温度であるか否かの判定については後述する。曝射可否判定で「曝射可」と判定された温度は、Ｘ線を曝射可能な温度であることを満たしているので、第一曝射モード判定では、後述する定常温度領域内の温度であるか、後述する準定常温度領域内の温度であるかが判定される。カソード情報が示すカソード４の温度が、後述する準定常温度領域内の温度である場合、「定常曝射モード不可」と判定され、低温曝射モードの運転へ移行する。カソード情報が示すカソード４の温度が、後述する定常温度領域内の温度である場合、「定常曝射モード可」と判定され、定常曝射モードの運転へ移行する。
【００２９】
加熱非曝射モードでは、詳細は後述するが、Ｘ線を発生させることなく、カソード４を加熱する動作を行う。つまり、管電圧又は第一及び第二グリッド電圧との関係から、Ｘ線が発生しない範囲のカソード電圧を印加して、カソード４に通電し、カソード４を通電加熱する動作を行う。この加熱非曝射モードでの運転中に、カソード４の温度を検出するためにカソード情報を取得する。カソード情報としては、プリエミッション工程と同様に、第一グリッド電流を用いることができる。カソード情報が示すカソード４の温度は、第一曝射モード判定で、Ｘ線を曝射可能な温度であるか否かと共に、後述する定常温度領域内の温度であるか、後述する準定常温度領域内の温度であるかが判定される。カソード情報が示すカソード４の温度が、Ｘ線を曝射可能な温度ではない場合、「曝射不可」と判定され、加熱非曝射モードの運転へ戻る。カソード情報が示すカソード４の温度が、Ｘ線を曝射可能な温度であり、後述する準定常温度領域内の温度である場合、「定常曝射モード不可」と判定され、低温曝射モードの運転に移行する。カソード情報が示すカソード４の温度が、Ｘ線を曝射可能な温度であり、後述する定常温度領域内の温度である場合、「定常曝射モード可」と判定され、定常曝射モードの運転へ移行する。
【００３０】
定常温度領域とは、後述する準定常温度領域の最高温度より高い温度領域で予め定めたカソード４の温度領域で、後述する低温曝射モードの運転条件に比して電力効率の良い運転条件で必要な線量のＸ線の曝射が行えるカソード４の温度領域を言う。定常曝射モードとは、カソード４が予め定められた定常温度領域内の温度であるときに、必要な線量のＸ線の曝射が、後述する低温曝射モードに比して低電力でできるよう予め定められた運転条件での運転モードを言う。準定常温度領域とは、前記定常温度領域の最低温度より低い温度範囲で予め定めたカソード４の温度領域で、運転条件によっては必要な線量のＸ線曝射が可能であるが、必要な線量のＸ線の曝射のためには、運転条件が前記定常曝射モードに比して電力効率が悪くなるカソード４の温度領域を言う。低温曝射モードとは、カソード４の温度が前記準低温温度領域にあるとき、前記定常曝射モードに比して電力効率が悪いが、必要な線量のＸ線を曝射できるように予め定めた運転条件での運転モードを言う。
【００３１】
定常曝射モード及び低温曝射モードの運転条件は、Ｘ線発生管１の各部に加える電圧条件である。例えば、引き出し電極である第一グリット電極５に、通常、パルス電圧として印加される第一グリッド電圧のパルス高さ、パルス幅、単位時間当たりのパルス数及び管電圧の組み合わせとして定めることができる。定常曝射モードの運転条件は、カソード４の温度が、予め定められた定常温度領域内の温度である場合に必要な線量のＸ線を曝射できる、第一グリッド電圧のパルス高さ、パルス幅、単位時間当たりのパルス数及び管電圧の組み合わせとして定めることができる。低温曝射モードの運転条件は、カソード４の温度が、準定常温度領域内の温度である場合に、必要な線量のＸ線を曝射できる、第一グリッド電圧のパルス高さ、パルス幅、単位時間当たりのパルス数及び管電圧の組み合わせとして定めることができる。定常曝射モードにおける必要なＸ線の線量は、目的とする透視画像を得るためのＸ線の線量として予め設定される。低温曝射モードにおける必要なＸ線の線量は、カソード４の温度が準定常温度領域内の温度である場合に定常曝射モードと同じ運転条件を適用した場合に得られるＸ線の線量より多いＸ線の線量で、好ましくは定常曝射モードで得られる線量と同等の線量である。
【００３２】
前記のように、カソード情報が示すカソード４の温度が、準定常温度領域内の温度である場合、低温曝射モードの運転に移行する。低温曝射モードでは、詳細は後述するが、定常曝射モードでの運転に比して電力効率は悪い運転条件ではあるが、必要な線量のＸ線の曝射が可能な運転条件で運転してＸ線の曝射を行う。運転は、例えば、第一グリッド電極５へパルス電圧として印加する第一グリッド電圧のパルスを定常曝射モードでの運転時とは異なる方法で印加することで、定常曝射モードでの運転時の透視画像に近い画像又は同等の画像状態が得られるように行われる。この低温曝射モードでの運転中に、カソード情報が取得され、カソード情報が示すカソード４の温度が定常温度領域に達したか否かを第二曝射モード判定で判定する。カソード情報としては、プリエミッション工程及び加熱非曝射モードと同様に、第一グリッド電流を用いることができる。カソード情報が示すカソード４の温度が定常温度領域に達していない場合、「定常曝射モード不可」と判定され、低温曝射モードへ戻る。カソード情報が示すカソード４の温度が定常温度領域に達している場合、「定常曝射モード可」と判定され、定常曝射モードに移行する。
【００３３】
定常曝射モードでは、あらかじめ術者によって設定された撮影条件（例えば、所定の管電圧、管電流等）で曝射を行う。また、術者が曝射終了指令信号を入力すると、定常曝射モードでの運転は停止されて撮影は終了となり、Ｘ線発生装置２１は待機状態に移行する。待機状態は、次の曝射開始指令信号を待つ状態である。
【００３４】
次に、プリエミッション工程について、図３と共に図１も参照して詳細に説明する。図３は、プリエミッション工程のフローチャート図である。
【００３５】
プリエミッション工程では、Ｘ線を発生させることなく、カソード４に、カソード電圧制御部９で制御したカソード電圧を印加して電子放出動作をさせ、カソード４の温度に関わるカソード情報を取得する。カソード情報としては、例えば、カソード４の温度と相関のあることが既知の管電流と相関のある第一グリッド電流を用いることができる。第一グリッド電流は、カソード４から放出される電子の一部であって、第一グリッド電極５に流入する電子の量を表している。Ｘ線発生管１の駆動において、管電圧を印加している場合、第一グリッド電圧により引き出された電子は、第一グリッド電極５へ流入する電子（第一グリッド電流）と、ターゲット７へ到達する電子（管電流）とにほぼ一定の割合で分配される。例えば、引き出される電子の全体量の５割がターゲット７へ照射されて管電流となり、残りの５割が第一グリッド電流となる。また、管電圧を印加しない場合においても、加速電圧として第二グリッド電極６へ第二グリッド電圧を印加すれば、第一グリッド電流を第一グリッド電流検出部１１で検出することができる。加速電圧として印加する第二グリッド電圧は、第一グリッド電圧よりも大きい電圧であり、第一グリッド電極５に流入しなかった電子は、ターゲット７へ到達して管電流となる代わりに第二グリッド電極６へ流入することになる。従って、管電圧を印加しなくても、第一グリッド電流は検出可能であり、管電圧を印加しないことにより、Ｘ線を発生させることなく、第一グリッド電流を検出することができる。
【００３６】
カソード４より引き出される電子の量は、カソード４の温度に依存し、カソード４の温度が定常温度領域に達したときに、最も電子を引き出しやすい状態となる。よって、カソード４の温度と第一グリッド電流値の相関を調べてテーブル化しておけば、第一グリッド電流検出部１１で検出した第一グリッド電流値からカソード４の温度を推定することができる。プリエミッション工程では、管電圧を非印加とし、第一及び第二グリッド電極５，６へそれぞれ電子が流入するように、第一及び第二グリッド電圧を印加することで、Ｘ線を発生させることなく、第一グリッド電流をカソード情報として取得できる。第一及び第二グリッド電圧は、少なくとも第一グリッド電極５へ電子が照射されるように第一及び第二グリッド電圧制御部１０，１２で制御される。第一及び第二グリッド電圧は、定常曝射モードで設定した電圧と同じ電圧を用いてもよいし、プリエミッション工程所定用に設定した別の電圧でもよい。
【００３７】
カソード情報としては、第一グリッド電流以外に、管電流を用いることもできる。管電流を発生させるためには管電圧を印加する必要があるが、カソード４から引き出される電子の量は、第一グリッド電圧には依存するが、管電圧の値には依存しない。このため、管電圧は任意の値を設定することができる。カソード情報として計測する管電流を発生させるための管電圧として、Ｘ線を発生させる最低電圧未満の電圧を印加して管電流を発生させることで、Ｘ線を発生させることなく管電流を発生させることができる。第一グリッド電圧と第二グリッド電圧は、設定された管電圧下において、ターゲット７に電子が照射される電圧に設定される。第一グリッド電圧と第二グリッド電圧は、定常曝射モードで設定した電圧と同じ電圧を用いてもよいし、プリエミッション工程所定用に設定した別の電圧を用いてもよい。カソード情報として取得する管電流は、管電圧として、アノード１５へ電子が到達してもＸ線を放射するまでには至らない低い電圧を印加することで、被爆なしに取得することができる。管電流についても、カソード４の温度との相関を調べてテーブル化しておけば、検出した管電流値からカソード４の温度を推定することができる。カソード情報として第一グリッド電流を取得する方法においても、Ｘ線を発生させる最低電圧未満の電圧を管電圧として印加した状態で第一グリッド電流の取得を行うこともできる。しかし、カソード情報として第一グリッド電流を取得する場合、管電流を非印加とすると、管電圧を印加した場合に比して第一グリッド電流を大きくでき、第一グリッド電流の変化を読み取りやすくなるので好ましい。カソード情報として、第一グリッド電流を取得する方法と管電流を取得する方法のいずれの方法においても、被曝無しにカソード情報を取得することができる。
【００３８】
図３のフローチャートでは、定常曝射モード用と同じカソード電圧をカソード４に印加し、定常曝射モード用と同じ第二グリッド電圧を第二グリッド電極６に印加し、プリエミッション工程用に設定された管電圧（例えば０〜１０ｋＶ）を印加している。更に、定常曝射モードでの運転時の第一グリッド電圧をパルス印加して、第一グリット電流又は管電流をカソード情報として取得するものとなっている。
【００３９】
次に、加熱非曝射モードについて、図４と共に図１も参照して詳細に説明する。図４は、加熱非曝射モードのフローチャート図である。
【００４０】
加熱非曝射モードでは、Ｘ線を発生させることなく、カソード４を、Ｘ線を曝射可能な温度状態にするために加熱する動作を行う。カソード４の加熱は、定常曝射モードの設定電圧と同じカソード電圧を印加して行ってもよいが、定常曝射モードでの設定電圧よりも高いカソード電圧を印加して行うことが好ましい。定常曝射モードでの電圧より高いカソード電圧にしてカソード４への電流を増加させることで、カソード４の温度はより早く定常温度領域に近づくことができる。カソード電圧を高くし過ぎると、カソード４が故障する虞があるため、故障しない程度の電圧を印加する。カソード４を加熱しながらカソード情報を繰り返し取得することで、カソード４の温度がＸ線の曝射が可能な温度状態に達したか否かを検出する。カソード情報の取得方法は、前述のプリエミッション工程時と同様に、第一グリッド電流を検出する方法でも、Ｘ線を発生させる最低電圧未満の管電圧を印加しての管電流を検出する方法でもよい。どちらにしても、被曝なく行うことができる。そして、カソード４の温度が定常温度領域には満たないが、準定常温度領域内の温度になったところで、低温曝射モードに移行する。
【００４１】
図４のフローチャートでは、加熱非曝射モード用に設定したカソード電圧をカソード４に印加し、定常曝射モードと同じ第二グリッド電圧を第二グリッド電極６に印加し、加熱非曝射モード用に設定した管電圧（例えば０〜１０ｋＶ）を印加している。更に、定常曝射モード用と同じ第一グリッド電圧をパルス印加して、第一グリット電流又は管電流をカソード情報として取得するものとなっている。
【００４２】
次に、低温曝射モードについて、図５と共に図１も参照して詳細に説明する。図５は、低温曝射モードのフローチャート図である。
【００４３】
低温曝射モードでは、カソード４の温度が定常温度領域の温度には満たないが準定常温度領域内の温度になった状態において、第一グリッド電極５へ印加する電圧パルスを定常曝射モードの時とは異なるパルスとして印加する。定常曝射モードの時とは異なるパルスの印加により、カソード４の温度が準定常温度領域内の温度であるにも拘わらず、定常曝射モードでの運転時の透視画像と同等の画像状態が得られるようにする。定常曝射モードにおける第一グリッド電極５へのパルス電圧印加は、Ｘ線発生装置２１の構成によっても異なるが、所定の周期で、所定のパルス電圧値及びパルス幅で繰り返し印加する方法が一般的である。低温曝射モードの運転は、定常曝射モードと同じグリッド電圧を第一グリッド電極５へ印加しても、アノード１５とカソード４間に流れる管電流が所望の値まで達しないので、管電流を増大させるように制御したグリッド電圧を印加することで行うことができる。低温曝射モードの運転は、管電流が所望の値まで到達するように、パルス電圧値（パルス高さ）を定常曝射モードでの運転時よりも高く設定することで行うことができる。その他の方法としては、定常曝射モードでの運転時よりもパルス幅を広くする方法や、所定の周期の中（単位時間当たり）でパルス数を多くする方法がある。パルス幅を広くすることで、単位時間当たりの管電流量を増やし、定常曝射モード時と同程度の輝度を発生させることができる。また、１周期の中でパルスを増やすことで、単位時間当たりの管電流量を増やし、定常曝射モード時と同程度の輝度を発生させることができる。
【００４４】
低温曝射モードでの運転においても、カソード情報の取得を行い、低温曝射モードでの運転に伴うカソード４の温度上昇により、カソード４の温度が定常温度領域に達したか否かを判定する。カソード情報を取得は、第一グリッド電流値又は管電流値かの検出で行うことができる。このときの撮影条件は、第一グリッド電極５へ第一グリット電圧として印加するパルス電圧を除いて、管電圧、カソード電圧及び第二グリッド電圧は、定常曝射モードでの撮影条件と同じとすることができる。低温曝射モードでの取得画像は、定常曝射モードでの取得画像と同様に利用できるため、低温曝射モードでの被曝は無効被爆とはならない。低温曝射モードでの運転により、カソード４の温度が定常温度領域に達した場合は、定常曝射モードの運転に移行する。
【００４５】
図５のフローチャートでは、定常曝射モード用に設定したカソード電圧をカソード４に印加し、定常曝射モードと同じ第二グリッド電圧を第二グリッド電極６に印加し、プリエミッション工程用に設定した管電圧（例えば０〜１０ｋＶ）を印加している。更に、低温曝射モード用の設定した第一グリッド電圧をパルス印加して、第一グリット電流又は管電流をカソード情報として取得するものとなっている。
【００４６】
以上説明した構成により、曝射開始指令から定常曝射モードでの運転への移行期間において、プリエミッション工程及び加熱非曝射モード及び低温曝射モード若しくは低温曝射モードを行うことで、管電流の即応性を向上させることができる。また、無効被曝のない安定したＸ線撮影を行うことができる。
【００４７】
以上の説明においては、第一グリッド電極、第二グリッド電極の２つのグリット電極を有するＸ線発生管とした。しかし、グリッド電極の数を更に増やしたＸ線発生管についても適用可能であり、またカソード情報は、第一グリッド電極に流れる電流値に限らず、その他のグリッド電極に流れる電流値を用いる形態としてもよい。３つ以上のグリッド電極を有するＸ線発生管においては、カソードに最も近いグリッド電極を上述の第一グリッド電極として扱うことができる。カソード情報は、複数のグリッド電極のうちのいずれか一のグリッド電極に流れるグリッド電流の値又は２以上のグリッド電極に流れるグリッド電流の合計値として取得することもできる。但し、カソードの正確な温度変化を取得しやすくするために、カソード情報をグリッド電流として取得するグリッド電極は、カソードの温度変化に対するグリッド電流の変化量の絶対値が最も大きなグリッド電極であることが好ましい。
【実施例】
【００４８】
〔実施例１〕
図１から図５を用いて説明した実施形態のＸ線発生装置２１の電源をＯＮしてから、術者による曝射開始指令が出るまでの撮影待機期間が短い場合について、図６を加えて説明する。なお、待機期間が短いとは、待機状態になってから曝射開始指令信号が入力されるまでの期間が短く、カソード４の温度が、待機状態の間に上昇すべき温度（待機温度）に達していないことを意味する。図６は、本実施例のＸ線発生管１の各部の動作波形を示す図である。
【００４９】
Ｘ線発生装置２１の電源をＯＮにすると、制御部８から、待機状態となるように、管電圧制御部２及びＸ線曝射制御部３に制御信号が伝達される。具体的には、管電圧は０ｋＶ、カソード電圧は待機時電圧、第一グリッド電圧はカットオフ電圧、第二グリッド電圧は０Ｖを印加する。この状態で、術者が入力した曝射開始指令信号を待つ待機状態に移行する。例えば、カソード電圧はＤＣ５Ｖ、第一グリッド電圧は、−１０Ｖである。この期間で、通常、カソード４の温度は、待機状態において待機温度まで上昇していくが、上昇が完了する前に曝射開始指令信号が入ってきた場合について説明する。
【００５０】
曝射開始指令信号が入力されると、プリエミッション工程に移行する。プリエミッション工程では、カソード４に通電して、カソード４の温度に関わるカソード情報を取得する。本実施例においては、カソード情報として第一グリッド電流を用いた。第一グリッド電流を検出するために、所定の電圧を各所に印加する。カソード電圧としては、定常曝射モードのカソード電圧と同じ電圧（例えば、７Ｖ）を印加する。管電圧は印加しないため、被曝は発生しない。第二グリッド電極６には、第一グリッド電圧より高い電圧（例えば、１０００Ｖ）を印加する。第一グリッド電極５には、定常曝射モードの時に第一グリッド電圧として用いるパルス電圧のパルス幅で１パルス又は複数パルスのパルス電圧を第一グリッド電圧として印加する（例えば、１５０Ｖ、１０ｍｓ、１パルス）。
【００５１】
プリエミッション工程では、取得した第一グリッド電流値であるカソード情報から、カソード４の温度が必要な線量のＸ線を曝射可能な温度状態にあるかどうかを判定する。カソード温度が定常温度領域の温度に達していれば、定常曝射モードへ移行する。例えば、準定常温度領域を、定常温領域の最低温度の約７０％以上で定常温度領域の最低温度未満の領域に設定し、カソード４の温度が、準定常温度領域内の場合は低温曝射モードへ移行し、準定常温度領域の最低温度未満の場合は加熱非曝射モードへ移行する。第一グリッド電流値として、管電流とほぼ同じ電流値が検出され、管電流値とカソード４の温度がほぼ比例して変化するとする。この場合、カソード４の温度が定常温度領域の最低温度の場合の管電流が２０ｍＡであるとすると、それと同じ２０ｍＡ以上を第一グリッド電流値として検出できていれば、定常曝射モードへ移行する。また、１４ｍＡ以上で２０ｍＡ未満であれば低温曝射モードへ、１４ｍＡ未満であれば加熱非曝射モードへ移行する。
【００５２】
本実施例では、カソード４の温度が待機温度まで上昇していない時期に曝射開始指令信号が入り、プリエミッション工程で取得した第一グリッド電流値が１４ｍＡ未満であったとして、加熱非曝射モードへ移行する場合について説明する。
【００５３】
加温非曝射モードでは、カソード４の温度を、Ｘ線を曝射可能な温度状態にするためにカソード４を加熱する動作を行う。カソード電圧を、定常曝射モードでの設定電圧よりも高い電圧として印加する。高い電圧にしてカソード４への電流を増加させることで、カソード４の温度はより早く定常温度領域に近づくことができるが、高くし過ぎるとカソード４が故障する虞があるため、故障しない程度の電圧を印加することになる。例えば、カソード電圧は、本実施例における定常曝射モードでの運転時のカソード電圧である７Ｖよりも高い８Ｖとした。カソード４を加熱しながらカソード情報を繰り返し取得することで、カソード４の温度が必要な線量のＸ線を曝射可能な温度状態に達したか否かを判定する。カソード情報の取得方法は、前述のプリエミッション工程時と同様に、第一グリッド電流を検出する方法で行う。カソード４の温度が定常温度領域の温度には満たないが、準定常温度領域の温度になった場合は、低温曝射モードに移行する。
【００５４】
加熱非曝射モードにおいては、管電圧は印加しないため、被曝はない。第二グリッド電極６には、定常曝射モード時と同じ電圧（例えば、１５００Ｖ）を印加する。第一グリッド電極５には、定常曝射モードの時と同じパルス電圧（例えば、１００Ｖ、パルス幅１０ｍｓ）を印加する。パルスの印加周期は、１秒間に１５周期として、約６７ｍｓとした。１パルス毎に第一グリッド電流値を検出し、例えば、検出した第一グリッド電流値が、定常曝射モードでの運転時の電流値の７０％に達したところで、低温曝射モードへ移行する。
【００５５】
低温曝射モードでは、第一グリッド電極５へ印加するパルス電圧を定常曝射モードでの運転時とは異なるパルス電圧として印加する。これにより、定常曝射モードでの運転時の透視画像に近い画像状態が得られるようにする。本実施例において、第一グリッド電極５へ印加するパルス電圧は、電圧値は定常曝射モードでの運転時の第一グリッド電圧の電圧（例えば、１００Ｖ）と同じとし、パルス幅を、定常曝射モードにおけるパルス電圧のパルス幅よりも長くした。カソード電圧は、定常曝射モードでの運転時と同じ電圧とした。管電圧は、定常曝射モードでの運転時の管電圧と同じ電圧（例えば、８０ｋＶ）とし、第二グリッド電極６には、定常曝射モードでの運転時の第二グリッド電圧と同じの電圧（例えば、１５００Ｖ）を印加した。
【００５６】
第一グリッド電極５へ印加するパルス電圧のパルス幅は、定常曝射モードでの運転時のパルス幅に比べて、初めは約１．４倍とした（例えば、１４ｍｓ）。このパルス幅の設定は、準定常温度領域の最低温度を、例えば定常温度領域の最低温度の約７０％と設定し、このカソード４の温度で必要な線量のＸ線が得られるパルス幅とすることで設定することができる。また、待機状態における待機温度を、準定常温度領域の最低温度又は準定常温度領域内の適宜の温度に設定しておくと、待機状態の間にカソード４が待機温度になっていれば、プリエミッション工程の後に直ちに低温曝射モードで運転することができる。
【００５７】
第一グリッド電極５へ印加するパルス電圧の印加周期は、１秒間に１５周期として、約６７ｍｓとした。１パルス毎に第一グリッド電流の値を検出し、この電流値が定常曝射モード時の電流値の８０％に達したところで定常曝射モード時のパルス幅の約１．２５倍（例えば、１３ｍｓ）にする。そして、検出した第一グリッド電流の値が定常曝射モード時の電流値の９０％に達したところで、定常曝射モード時のパルス幅の約１．１倍（例えば、１１ｍｓ）にする。その後、検出した第一グリッド電流の値が定常曝射モード時の電流値の１００％に達したところで、定常曝射モードへ移行する。以下、術者が撮影を終了するとき定常曝射モードでの運転は終了停止となり、Ｘ線発生装置２１は待機状態に移行する。
【００５８】
以上のように、本実施例では、曝射開始指令から定常曝射モードへの移行期間において、プリエミッション工程、加熱非曝射モード及び低温曝射モードでの運転を行う。これにより、所定の管電流の即応性を向上させるとともに、無効被曝のない安定したＸ線撮影を行うことができる。
【００５９】
なお、図６のプリエミッション工程及び加熱非曝射モードの期間で、管電圧及び管電流を点線で図示した。これは、管電圧を被曝しない電圧値（例えば、１０ｋＶ）で印加して、管電流をカソード情報として検出する場合を示したものである。管電圧をカソード情報として取得しても、被曝せずに、曝射開始指令から定常曝射モードへの移行期間、無効被曝のない安定したＸ線撮影を行うことができる。
【００６０】
〔実施例２〕
図１から図５を用いて説明した実施形態のＸ線発生装置２１の電源をＯＮしてから、術者による曝射開始指令が出るまでの撮影待機期間が長い場合について、図７を加えて説明する。なお、待機期間が長いとは、待機状態になってから曝射開始指令信号が入力されるまでの期間として、待機状態での加熱によりカソード４の温度が待機温度に達するに必要な長さがとられていることを意味する。図７は、本実施例のＸ線発生管１の各部の動作波形を示す図である。
【００６１】
Ｘ線発生装置２１の電源をＯＮにすると、制御部８から待機状態となるように、管電圧制御部２及びＸ線曝射制御部３に制御信号が伝達される。具体的には、管電圧は０ｋＶ、カソード電圧は待機時電圧、第一グリッド電圧はカットオフ電圧、第二グリッド電圧は無電圧０Ｖを印加する。この状態で、術者が入力する曝射開始指令信号を待つ待機状態に移行する。例えば、カソード電圧はＤＣ５Ｖ、第一グリッド電圧は、−１０Ｖである。この期間で、カソード４の温度は、待機温度まで上昇していく。待機温度は、術者からの曝射開始指令が出てから定常曝射までの期間に前述の低温曝射モードを速やかに実施可能な温度である。曝射開始指令信号が入力されると、プリエミッション工程に移行する。
【００６２】
プリエミッション工程では、カソード４に通電し、カソード４の温度に関わるカソード情報を取得する。本実施例においては、カソード情報として第一グリッド電流を用いた。第一グリッド電流を検出するために、所定の電圧を各部に印加する。カソード電圧は、定常曝射モード時の電圧（例えば、７Ｖ）を印加する。管電圧は印加しないため、被曝はない。第二グリッド電極６には、第一グリッド電圧より高い電圧（例えば、１０００Ｖ）を印加する。第一グリッド電極５には、パルス状の電圧を一定のパルス幅で１パルス又は複数パルスを印加する（例えば、１００Ｖ、１０ｍｓ、１パルス）。このとき、取得した第一グリッド電流の値であるカソード情報からカソード４の温度がＸ線を曝射可能な温度状態にあるかどうかを判定する。例えば、本実施例においては、第一グリッド電流の値は管電流の値とほぼ同じとなるから、所望の管電流が２０ｍＡであるとすると、同じ２０ｍＡを検出できていれば、定常曝射モードへ移行できる。しかし、本実施例では、カソード４の温度は待機温度で、本工程で取得した第一グリッド電流の値は１４ｍＡ以上２０ｍＡ未満であることから、すぐには定常曝射モードへは移行できず、低温曝射モードへ移行する。即ち、カソード４の温度が、Ｘ線を曝射可能な温度状態ではあるが、定常温度領域内の温度ではでないため、低温曝射モードに移行する。
【００６３】
低温曝射モードでは、カソード４の温度が定常温度領域の温度には満たない温度であることから、第一グリッド電極５へ印加するパルス電圧を定常曝射モードでの運転時とは異なるパルス電圧として印加する。これにより、定常曝射モードでの運転時の透視画像に近い画像状態又は同等の画像状態が得られるようにする。
【００６４】
本実施例においては、第一グリッド電極５へは電圧値を可変にしてパルス電圧を印加した。カソード電圧は、定常曝射モードでの運転時の電圧と同じ電圧を印加した。第二グリッド電極６には、定常曝射モードでの運転時の電圧（例えば、１５００Ｖ）を印加した。第一グリッド電極５には、定常曝射モード時のパルス電圧の値よりも大きい電圧値のパルス電圧を印加した。この電圧値は、第一グリッド電流の値が定常曝射モード時の第一グリッド電流の値と同じとなるように設定した。第一グリッド電流と第一グリッド電圧との関係は、例えばカソード４の温度が定常温度領域の最低温度の７０％のときのデータをあらかじめ取得しておきテーブル化しておくことで対応することができる。パルス電圧の印加周期は、１秒間に１５周期として、約６７ｍｓとした。このパルス電圧のパルス幅は、定常曝射モード時のパルス幅（例えば、１０ｍｓ）と同じとした。１パルス毎に第一グリッド電流値を検出し、この電流値が定常曝射モード時の８０％に達したところで、定常曝射モード時の第一グリッド電流の値と同じとなる第一グリッド電圧に変更した。この電圧の変更は、第一グリッド電流と第一グリッド電圧との関係について、カソード４の温度が定常温度領域の最低温度の８０％のときのデータをあらかじめ取得しておき、テーブル化しておくことで対応することができる。そして、検出した第一グリッド電流の値が定常曝射モード時の電流値の９０％に達したところで、検出される第一グリッド電流の値が定常曝射モード時の第一グリッド電流の値と同じとなる第一グリッド電圧に変更した。この電圧の変更は、第一グリッド電流と第一グリッド電圧との関係について、カソード４の温度が定常温度領域の最低温度の９０％のときのデータをあらかじめ取得しておき、テーブル化しておくことで対応することができる。その後、検出した第一グリッド電流の値が定常曝射モード時の第一グリッド電流の値に達したところで、定常曝射モードへ移行する。以下、術者が撮影を終了するとき定常曝射は終了停止となり、Ｘ線発生装置２１は待機状態に移行する。
【００６５】
以上のように、本実施例では、曝射開始指令から定常曝射モードへの移行期間において、プリエミッション工程及び低温曝射モードでの運転を行うことで、所定の管電流の即応性を向上させるとともに、無効被曝のない安定したＸ線撮影を行うことができる。
【００６６】
〔実施例３〕
図１から図５を用いて説明した実施形態において、定常曝射モードが終了してから撮影待機期間に入り、その後、術者による曝射開始指令が出た場合について、図８を加えて説明する。本実施例においては、待機状態で曝射開始指令信号を受けた時のカソード４の温度が、待機温度から定常温度の間にある。図８は、本実施例のＸ線発生管各部の動作波形を示す図である。
【００６７】
定常曝射モードが終了すると、制御部８から待機状態となるように、管電圧制御部２及びＸ線曝射制御部３に制御信号が伝達される。具体的には、管電圧としては０ｋＶ、カソード電圧としては待機時電圧、第一グリッド電圧としてはカットオフ電圧、第二グリッド電圧としては０Ｖを印加する。この状態で、術者が入力した曝射開始指令信号を待つ待機状態に移行する。例えば、カソード電圧はＤＣ５Ｖ、第一グリッド電圧は−１０Ｖである。この待機期間中、カソード４の温度は、待機温度まで徐々に下降していく。本実施例での曝射開始指令信号は、カソード４の温度が待機温度までの降下の途中又は降下後に入力されることになる。曝射開始指令信号が入力されると、プリエミッション工程に移行する。
【００６８】
プリエミッション工程では、カソード４に電圧を印加して通電し、カソード４の温度に関わるカソード情報を取得する。本実施例においては、カソード情報として第一グリッド電流を用いた。第一グリッド電流を検出するために、所定の電圧をＸ線発生管１の各部に印加する。カソード電圧としては、定常曝射モード時と同じ電圧（例えば、７Ｖ）を印加する。管電圧は印加しないため、被曝はない。第二グリッド電極６には、第一グリッド電圧より高い電圧（例えば、１０００Ｖ）を印加する。第一グリッド電極５には、パルス状の電圧を、一定のパルス幅で１パルス又は複数パルス印加する（例えば、５０Ｖ、５ｍｓ、１発）。このとき、取得した第一グリッド電流の値であるカソード情報から、カソード４の温度がＸ線を曝射可能な温度状態にあるかどうかを判定する。例えば、本実施例においては、第一グリッド電流の値が管電流の値とほぼ同じ程度となるから、所望の管電流が１０ｍＡであるとすると、同じ１０ｍＡを検出できていれば、定常曝射モードへ移行できる。本工程で取得した第一グリッド電流の値が７ｍＡ以上、１０ｍＡ未満であった場合はすぐには定常曝射モードへは移行できず、低温曝射モードへ移行する。即ち、カソード４の温度がＸ線を曝射可能な温度状態ではあるが、定常温度領域内の温度ではないため、低温曝射モードに移行する。
【００６９】
低温曝射モードでは、カソード４の温度が定常温度領域内の温度には満たない。しかし、この温度下において、必要な線量のＸ線を曝射できるよう、第一グリッド電極５へ印加するパルス電圧を定常曝射モード時とは異なるパルス電圧とし、これにより、定常曝射モードでの透視画像に近い画像状態又は同等の画像状態が得られるようにする。本実施例においては、第一グリッド電極５へ印加するパルス電圧は、パルスの印加回数を可変して印加した。カソード電圧としては、定常曝射モード時と同じ電圧を印加した。第二グリッド電極６には、定常曝射モード時と同じ電圧（例えば、１５００Ｖ）を印加した。第一グリッド電極５には、定常曝射モード時と同じ電圧値（例えば、５０Ｖ）のパルス電圧を印加した。第一グリッド電極５へのパルス電圧の印加は、１秒間に１５周期のフレームレートに対応して、約６７ｍｓの期間に最大１２パルスを印加する形態とした。連続して印加したパルスの終わり毎に第一グリッド電流の値を検出した。連続して印加するパルスの幅は２．５ｍｓとし、連続したパルスとパルスの間のオフ期間を２．５ｍｓとした。検出した第一グリッド電流の値が定常曝射モード時の電流値の８０％未満であるならば、約６７ｍｓの期間で上記パルス電圧を１２パルス印加し、第一グリッド電流を検出する動作を繰り返す。検出した第一グリッド電流値が定常曝射モード時の電流値の８０％に達したところで、約６７ｍｓの期間で上記パルス電圧を１０パルス印加し、第一グリッド電流を検出する動作に切り換える。そして、検出した第一グリッド電流値が定常曝射モード時の電流値の９０％に達したところで、約６７ｍｓの期間で上記電圧パルスを９パルス印加し、第一グリッド電流を検出する動作に切り換える。その後、検出した第一グリッド電流値が定常曝射モード時の電流値の１００％に達したところで、定常曝射モードへ移行する。
【００７０】
定常モードでは、約６７ｍｓの期間で前記電圧パルスを８パルス印加する動作を繰返し行う。以下、術者が撮影を終了するとき定常曝射は終了停止となり、Ｘ線発生装置２１は待機状態に移行する。
【００７１】
以上のように、本実施例では、曝射開始指令から定常曝射への移行期間において、プリエミッション工程及び低温曝射モードでの運転を行うことで、無効被曝のない安定したＸ線撮影を行うことができる。
【００７２】
〔実施例４〕
図１から図５を用いて説明した実施形態のうち、図９を用いて第四の実施例である定常曝射モードが終了してから、説明する。この場合、カソード温度が定常温度を維持していたことを意味する。図９は、本実施例のＸ線発生管各部の動作波形を示す図である。
【００７３】
図１から図５を用いて説明した実施形態において、定常曝射モードが終了してから、すぐに術者による曝射開始指令が出た場合について、図８を加えて説明する。本実施例においては、曝射開始指令信号を受けた時のカソード４の温度が定常温度領域内の温度を維持している。図９は、本実施例のＸ線発生管各部の動作波形を示す図である。
【００７４】
定常曝射モードが終了すると、制御部８から待機状態となるように、管電圧制御部２及びＸ線曝射制御部３に制御信号が伝達される。具体的には、管電圧には０ｋＶ、カソード電圧としては待機時電圧、第一グリッド電圧としてはカットオフ電圧、第二グリッド電圧としては０Ｖを印加する。この状態で、術者が入力した曝射開始指令信号を待つ待機状態に移行する。例えば、カソード電圧はＤＣ５Ｖ、第一グリッド電圧は−１０Ｖである。この待機期間中、本来、カソード４の温度は、待機温度まで下降していくが、本実施例では、カソード４の温度がほとんど低下しないうちに曝射開始指令信号が入力されることになる。曝射開始指令信号が入力されると、プリエミッション工程に移行する。
【００７５】
プリエミッション工程では、カソード４に電圧を印加して通電し、カソード４の温度に関わるカソード情報を取得する。本実施例においては、カソード情報として第一グリッド電流を用いた。第一グリッド電流を検出するために、所定の電圧をＸ線発生管１の各部に印加する。カソード電圧としては、定常曝射モード時と同じ電圧（例えば、７Ｖ）を印加する。管電圧は印加しないため、被曝はない。第二グリッド電極６には、第一グリッド電圧より高い電圧（例えば、１０００Ｖ）を印加する。第一グリッド電極５には、パルス電圧を一定のパルス幅で１パルス又は複数パルス印加する（例えば、１００Ｖ、１０ｍｓ、１発）。このとき、取得した第一グリッド電流の値であるカソード情報から、カソード４の温度がＸ線を曝射可能な温度状態にあるかどうかを判定する。例えば、本実施例においては、第一グリッド電流の値が管電流の値とほぼ同じとなるから、所望の管電流が２０ｍＡであるとすると、同じ２０ｍＡを検出できていれば、定常曝射モードへ移行できる。本実施例では、本工程で取得した第一グリッド電流の値が２０ｍＡを満たしていたためすぐに定常曝射モードへ移行する。即ち、カソード４の温度が定常温度領域内の温度であるため、定常曝射モードへ移行する。以下、術者が撮影を終了するとき定常曝射は終了停止となり、Ｘ線発生装置２１は待機状態に移行する。
【００７６】
以上のように、本実施例では、曝射開始指令から定常曝射への移行期間において、プリエミッション工程を行うことで、無効被曝のない安定したＸ線撮影を行うことができる。
【符号の説明】
【００７７】
１：Ｘ線発生管、２：管電圧制御部、３：Ｘ線曝射制御部、４：カソード、５：第一グリッド電極、６：第二グリッド電極、７：ターゲット、８：制御ユニット、９：カソード電圧制御部、１０：第一グリッド制御部、１１：第一グリッド電流検出部、１２：第二グリッド制御部、１３：管電流検出部、２１：Ｘ線発生装置、２２：Ｘ線検出装置、２３：制御装置、２４：イメージインテンシファイア、２５：テレビカメラ、２６：表示装置、２７：被検体、２８：入力部
【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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