(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源から放射されたＸ線を、付加フィルタを介して被検体に照射し、被検体を通過した透過Ｘ線をＸ線撮像手段により撮影するＸ線撮影装置において、Ｘ線源と前記被検体との間に少なくとも２種類以上の異なる付加フィルタを一回の撮影で順次に挿入する手段と、その付加フィルタに応じ異なる撮影条件でＸ線を放射する手段と、前記２種類以上の異なる付加フィルタによる撮影条件の合成濃度が適正値になるように、撮影条件を記憶した撮影条件メモリと、その撮影条件を設定する撮影条件設定器を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線撮影装置に係り、特にＸ線管電圧によるＸ線エネルギースペクトル分布を付加フィルタによってフィルタリングし、Ｘ線画像の関心部位を適正なコントラストで撮影するＸ線撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、そのＸ線管に管電圧及び管電流を供給する高圧発生器と、Ｘ線管と対向配置され、被検体を透過したＸ線から被検体のＸ線透過分布の差をＸ線像として撮像する撮像手段（例えば、フィルム）とから構成されていた。
Ｘ線管は回転陽極Ｘ線管が一般的に使用され、回転陽極Ｘ線管は、フィラメントを備えた陰極と、タングステン等を材質とするターゲットを備えた陽極とを備え、陰極と陽極間には高圧発生器から出力された高電圧が印加され、フィラメントには熱電子を放出させる電流が流される。
フィラメントから放出された熱電子は、陰極と陽極間の高電圧よって加速され、陽極のターゲットに衝突し、Ｘ線を発生させる。このとき発生するＸ線は、連続Ｘ線に特性Ｘ線が付加された特性を有し、陰極と陽極間に印加する高電圧に応じたＸ線のエネルギースペクトルを有するものとなる。
【０００３】
一般撮影における代表的な胸部Ｘ線撮影のＸ線スペクトル分布を図５に示す。図５は、１４０ｋＶ、１００ｍＡｓのＸ線条件で、Ｃｕ１．０ｍｍ厚の付加フィルタを用い、横軸にＸ線エネルギー（ｋｅＶ）、縦軸に相対Ｘ線量子数のＸ線スペクトルを示す。付加フィルタを用いないときに現れる２０〜５５ｋｅＶの低エネルギーのＸ線成分が減弱され、付加フィルタＣｕ１．０ｍｍによって特性Ｘ線を含め、５５ｋｅＶ以上の高エネルギー成分のみが放射されることになる。このように、Ｘ線管容器に封入されたＸ線管から放射されるＸ線スペクトルは、Ｘ線管の付加フィルタ等によって、低エネルギーの量子の数はかなり減少し、高エネルギーの量子の数が多いＸ線分布となる。
これは、入射Ｘ線のエネルギーを低くしすぎると、撮像手段（例えば、フィルム）などの受光系の有効濃度領域との関係から、次のような弊害が生じるためである。以前の胸部Ｘ線写真では、コントラストを重視して、５０ｋＶ程度の低管電圧撮影によるＸ線を使用していたため、肋骨及び縦隔部に重なった病変が、有効濃度領域外になり表現されなかった。このような欠点を除くため、近年では１４０ｋＶの比較的高い管電圧および付加フィルタＣｕ１．０（ｍｍ）を用いることにより高エネルギーＸ線が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線撮影装置は以上のように構成され、付加フィルタを用いて撮影が行なわれているが、限られた濃度範囲に、被検体のより多くのＸ線吸収の異なる部分を示現しようとすれば、吸収差の少ない部分を示現することが困難となる。一方、吸収差の少ない部分を示現しようとすれば、示現できる吸収差や厚さの範囲が限られてくる。
従来の撮影技術では、高エネルギーＸ線は、低エネルギーＸ線に比較して透過能力が大きいので、肋骨及び縦隔部に重なった病変部分を撮影する場合に適しているが、その以外のＸ線吸収差が小さい部位を撮影対象とした場合には、高エネルギーＸ線ではＸ線透過性が大きくなってしまうので、コントラストの良い撮影ができないという問題がある。
この問題を解決する方法として、Ｘ線吸収差が小さい部位と大きい部位とで別々の管電圧および付加フィルタの種類を選択することによって、微少コントラストの示現が必要な部位から透過能力の大きなＸ線を必要とする部位までに対応する方法が考えられる。
しかし、従来のＸ線撮影装置においては、Ｘ線撮影の途中での付加フィルタ交換をするためには、一旦Ｘ線の発生を停止させてから付加フィルタ交換をすることになり、撮影を途中で中断させるため、その間に被写体が動いてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線撮影を中断させることなく、高エネルギーＸ線と低エネルギーＸ線とによるＸ線像の撮像をおこない、Ｘ線吸収差の小さい部位から大きい部位までの示現性を向上させることができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線源から放射されたＸ線を、付加フィルタを介して被検体に照射し、被検体を通過した透過Ｘ線をＸ線撮像手段により撮影するＸ線撮影装置において、Ｘ線源と前記被検体との間に少なくとも２種類以上の異なる付加フィルタを一回の撮影で順次に挿入する手段と、その付加フィルタに応じ異なる撮影条件でＸ線を放射する手段と、２種類以上の異なる付加フィルタによる撮影条件の合成濃度が適正値になるように、撮影条件を記憶した撮影条件メモリと、その撮影条件を設定する撮影条件設定器を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のＸ線撮影装置は上記のように構成されており、Ｘ線源であるＸ線管の放射面側に付加フィルタが配置され、少なくとも２種類以上の異なる付加フィルタを一回の撮影で順次にモータの回転などの手段によって挿入し、Ｘ線エネルギースペクトルをフィルタリングさせるようにして、付加フィルタの位置を位置検出器により検出し、Ｘ線制御器に設定された付加フィルタに応じて異なる撮影条件で、高圧発生器からＸ線管に異なる高電圧が順次印加され、Ｘ線が放射制御される。
従って、Ｘ線源から付加フィルタを透過し被検体に照射されるＸ線は、そのＸ線スペクトルが制御され、複数のエネルギー分布のＸ線によって被検体のＸ線像が撮影される。
そして、２種類以上の異なる撮影条件によって撮影される合成濃度が適正値となるように、撮影条件が、過去の撮影条件のデータを記憶した撮影条件メモリから撮影条件設定器により設定される。そして、撮影されたフィルム等の合成画像の濃度が見やすい値になるように制御される。
従って、肺野部等を撮像対象とした一般撮影を行う場合において、肋骨及び縦隔部に重なった病変部分を、撮影部位の画像の階調を十分確保しつつ、Ｘ線吸収差が小さい部位の撮影画像も得ることができる。
また、撮影動作を中断させることなく１回の撮影で、低エネルギーＸ線と高エネルギーＸ線によるＸ線透過像を得ることができ、広範囲のＸ線スペクトルで適正な濃度で、Ｘ線吸収差の小さい部位から大きい部位までの示現性を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のＸ線撮影装置の一実施例を、図１、図２を参照しながら説明する。図１は本発明のＸ線撮影装置の構成を示す図である。図２は本Ｘ線撮影装置の付加フィルタ円板４を示す図である。
本Ｘ線撮影装置は、Ｘ線管３と、そのＸ線管３と被検体７の間に設けられ２個の異なる付加フィルタ４ａ、４ｂを備えモータ５によって回転する付加フィルタ円板４と、その付加フィルタ円板４の付加フィルタ４ａ、４ｂの回転位置を検出する位置検出器６と、異なる付加フィルタ４ａ、４ｂによって適正な濃度で撮影された撮影条件のデータが設定され記憶した撮影条件メモリ１６と、被検体７の撮影部位を設定し撮影条件メモリ１６に記憶されたデータから撮影条件を選択しＸ線制御器１０に設定する撮影条件設定器１１と、異なる付加フィルタ４ａ、４ｂに応じてＸ線制御器１０に設定された撮影条件で管電圧・管電流を１回の撮影で順次Ｘ線管３に印加・供給する高圧発生器２と、異なる管電圧・管電流によってＸ線管３から放射されるＸ線がそれに対応して異なる付加フィルタ４ａ、４ｂを透過し異なるＸ線エネルギースペクトルのＸ線が被検体７を透過しそのＸ線像を撮影するフィルム８とから構成される。
【００１０】
次に、本Ｘ線撮影装置の機構について説明する。Ｘ線管３からのＸ線出力は、付加フィルタ円板４を透過し、被写体７を透過してフィルム８で検出される。Ｘ線管３と被検体７との間には、図２に示す付加フィルタ円板４が挿入されており、Ｘ線スイッチ（図示せず）が押されると、Ｘ線信号１２がＸ線制御器１０に入力され、Ｘ線制御器１０からのモータ駆動信号１３によって、モータ５により付加フィルタ円板４が高速回転する。付加フィルタ円板４は、Ｘ線に対して透明な材質による円形の基板と異なる２種類の付加フィルタ４ａ、４ｂからなり、円形の基板を２等分する半円形に、それぞれ材質の異なる２種類の付加フィルタ４ａ、４ｂが貼付けられている。付加フィルタ円板４はモータ５で駆動され高速に回転し、付加フィルタ円板４の回転位置は、位置検出器６により検出される。その検出された位置のフィルタ検出信号１４はＸ線制御器１０に入力され、そのフィルタ検出信号１４によってＸ線制御器１０の撮影条件メモリ１６に設定されたＸ線条件が読み出され、所定の時間後、Ｘ線放射信号１５が出力され、回転する付加フィルタ４ａ、４ｂに応じた高電圧が、位置検出器６からのフィルタ検出信号１４に対応してＸ線管３に印加され、１回の撮影でＸ線が順次放射される。
また、Ｘ線制御器１０に撮影条件メモリ１６と、操作パネルに撮影条件設定器１１が設けられ、撮影条件メモリ１６は、被検体７の各診断部位を異なる付加フィルタ４ａ、４ｂを用いて適正な濃度で撮影できる撮影条件のデータが記憶されている。そして、撮影条件設定器１１は、被検体７の診断部位を投入すると、撮影条件メモリ１６に記憶された診断部位に応じた撮影条件のデータが選択され、その撮影条件がＸ線制御器１０に設定される。そして、位置検出器６からの異なる付加フィルタ４ａ、４ｂのフィルタ検出信号１４により、Ｘ線制御器１０に設定された撮影条件で、１回の撮影に、順次、撮影が行なわれる。
【００１１】
次に、本Ｘ線撮影装置の撮影動作について、図３を参照しながら説明する。図３は、本Ｘ線撮影装置の撮影動作のタイミングチャートを示す図である。
はじめに、Ｘ線スイッチ（図示せず）が押されると、Ｘ線信号１２がＸ線制御器１０へ入力される。（図３のａ時点）
Ｘ線制御器１０からモータ５ヘモータ駆動信号１３が送られ、モータ５が回転し始めると共に回転軸に取付けられた付加フィルタ円板４が回転し始める。（図３のｂ時点）
位置検出器６がフィルタ検出信号１４を受けて、フィルタ位置が“付加フィルタ４ａ”（フィルタ無し）が検知されると、図４（ａ）に示すＸ線スペクトル分布を持つ第１撮影条件（６０ｋＶ、３００ｍＡｓ）がＸ線制御器１０の撮影条件メモリ１６より読み出される。（図３のｃ時点）
そして、所定時間後、Ｘ線放射信号１５が出力され、高圧発生器２からＸ線管３へ第１撮影条件の６０ｋＶの高電圧が印加される。（図３のｄ時点）
そして、第１撮影条件の３００ｍＡｓの管電流時間積の間だけ印加され、Ｘ線放射信号１５が停止し第１のＸ線放射が終了する。（図３のｅ時点）
続いてフィルタ位置が“付加フィルタ４ｂ”（Ｃｕ、２ｍｍ）が検知されると、図４（ｂ）に示すＸ線スペクトル分布を持つ第２撮影条件（１４０ｋＶ、１００ｍＡｓ）が撮影条件メモリ１６より読み出される。（図３のｆ時点）
そして同様に、所定時間後、Ｘ線放射信号１５が出力され、高圧発生器２からＸ線管３へ第２撮影条件の１４０ｋＶの高電圧が印加される。（図３のｇ時点）そして、第２撮影条件の１００ｍＡｓの管電流時間積の間だけ印加され、Ｘ線放射信号１５が停止し第２のＸ線放射が終了する。（図３のｈ時点）
そして、モータ動作信号１３が止まり、モータが停止する。（図３のｉ時点）最後に、Ｘ線信号１２がＯＦＦになる。（図３のｊ時点）
【００１２】
上記の一連の第１と第２のＸ線放射の撮影動作により得られたＸ線写真は、図４（ａ）、（ｂ）を合成した図４（ｃ）のＸ線スペクトル分布を持つＸ線により撮影されたものとなる。このように付加フィルタ部材の種類とそれに応じ撮影条件を変更して撮影を行うことにより、高エネルギーＸ線と低エネルギーＸ線を併せ持つＸ線撮影をおこなうことができる。そしてＸ線吸収差の小さい部位から大きい部位までの示現性を向上させることが可能となる。
さらに撮影条件の管電流時間積間の組み合わせで合成濃度を適正値に保つことができる。従って、肺野部等を撮像対象とした一般撮影を行う場合に、肋骨および縦隔部に重なった病変部分を、撮影画像を十分確保しつつ、それ以外のＸ線吸収差が小さい部位の撮影画像も得ることができる。
【００１３】
撮影条件メモリ１６に記憶されている第１撮影条件、第２撮影条件のデータは、胸部ファントムを用いて実際の装置とＸ線管３の組み合わせにおいて付加フィルタ４ａ、４ｂの材質及び管電圧と管電流時間積値をパラメータとしてスペクトル分布を測定し求めることができる。
【００１４】
また、上記の実施例では、付加フィルタ円板４に２種類の付加フィルタを配置する構成としたが、これに限定されることはなく、例えば、２種類以上の異なる付加フィルタを配置しＸ線撮影を行う構成としてもよい。
また、本実施例では、Ｘ線撮像手段としてフィルム８を用いたが、この他、Ｉ．Ｉ．‐ＴＶシステムやＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）システムを用いても同様に適用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のＸ線撮影装置は上記のように構成されており、Ｘ線源と被検体との間に、少なくとも２種類以上の異なる付加フィルタを、一回の撮影で順次回転挿入し、それに応じた、異なる撮影条件でＸ線を放射することにより、２種類以上の異なるＸ線スペクトルの合成画像を、一回の撮影で得ることができる。それによって、高エネルギーＸ線と低エネルギーＸ線とによるＸ線像の撮影を、１回の撮影で行うことができる。
そして、２種類以上の異なるＸ線スペクトルの合成画像でも、撮影条件メモリに記憶された撮影データを撮影条件設定器によって選択し、適正なＸ線撮影条件で照射が行なわれ、診断しやすい適正濃度のＸ線画像が得られ、Ｘ線吸収差の小さい部位から大きい部位までの示現性をよくして、診断効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のＸ線撮影装置の一実施例を示す図である。
【図２】  本発明のＸ線撮影装置の付加フィルタ円板を示す図である。
【図３】  本発明のＸ線撮影装置の動作を説明するタイミングチャートを示す図である。
【図４】  本発明のＸ線撮影装置の付加フィルタを用いて撮影した透過スペクトル分布を示す図である。
【図５】  従来の胸部撮影時の透過スペクトル分布を示す図である。
【符号の説明】
２…高圧発生器
３…Ｘ線管
４…付加フィルタ円板
４ａ、４ｂ…付加フィルタ
５…モータ
６…位置検出器
７…被検体
８…フィルム
１０…Ｘ線制御器
１１…撮影条件設定器
１２…Ｘ線信号
１３…モータ駆動信号
１４…フィルタ検出信号
１５…Ｘ線放射信号
１６…撮影条件メモリ
【図１】
0004161578.tif 000002
【図２】
0004161578.tif 000003
【図３】
0004161578.tif 000004
【図４】
0004161578.tif 000005
【図５】
0004161578.tif 000006