(57)【要約】【課題】分散Ｘ線源を構成するＸ線管の個数を低減する。【解決手段】互いの相対的な位置が固定された複数のＸ線管を備えるＸ線撮影装置の制御方法であって、複数のＸ線管を順次駆動する駆動ステップＳ１と、複数のＸ線管を移動させる移動ステップＳ３と、を含み、移動ステップＳ３の実行後に、再度、駆動ステップＳ１を実行する、Ｘ線撮影装置の制御方法である。【選択図】図３
2019151249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの相対的な位置が固定された複数のＸ線管を備えるＸ線撮影装置の制御方法であって、
前記複数のＸ線管を順次駆動する駆動ステップと、
前記複数のＸ線管を移動させる移動ステップと、
を含み、
前記移動ステップの実行後に、再度、前記駆動ステップを実行する、
Ｘ線撮影装置の制御方法。
【請求項２】
前記複数のＸ線管は等ピッチで配置され、
間に前記移動ステップを挟みつつ前記駆動ステップをｍ回にわたって実行し、
前記移動ステップでは、１回につき前記複数のＸ線管のピッチの１／ｍに相当する量だけ前記複数のＸ線管を移動させる、
請求項１に記載のＸ線撮影装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の断層画像を得るためにトモシンセシス撮影を実行するＸ線撮影装置が知られている。この種のＸ線撮影装置においては、Ｘ線管を移動させながら複数回の撮影が行われる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６４４２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、Ｘ線管を移動させながら撮影していたのでは撮影に時間がかかることから、本願の発明者は、予め複数のＸ線管を配置しておき、これらを制御信号によって順次切り替えながら撮影を行うことで、撮影の時間短縮を実現することを考えた。本願の発明者は、このように予め複数のＸ線管を配置しておく方式を「分散Ｘ線源(Distributed X-ray Source)」と呼んでいる。【０００５】
しかしながら、分散Ｘ線源を用いる場合、通常、１０個以上のＸ線管を予め配置しなければならなくなる。Ｘ線管の数が増えれば、それだけＸ線撮影装置全体の価格が高くなるし、また、Ｘ線源間の均一性を保つことが困難になるので、改善が必要であった。【０００６】
したがって、本発明の目的は、分散Ｘ線源を構成するＸ線管の個数を低減できるＸ線撮影装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるＸ線撮影装置の制御方法は、互いの相対的な位置が固定された複数のＸ線管を備えるＸ線撮影装置の制御方法であって、前記複数のＸ線管を順次駆動する駆動ステップと、前記複数のＸ線管を移動させる移動ステップと、を含み、前記移動ステップの実行後に、再度、前記駆動ステップを実行する、Ｘ線撮影装置の制御方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、必要な撮影位置の数の半数以下のＸ線管を用意すればよく、しかも、１つのＸ線管を移動させながら撮影する場合に比べて撮影時間を短縮できる。したがって、分散Ｘ線源を構成するＸ線管の個数を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態によるＸ線撮影装置１の構成を示す図であり、（ｂ）は、各冷カソード形Ｘ線管３内に設けられる電子放出部１０の模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施の形態による分散Ｘ線源Ｇを説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態によるＸ線撮影装置１の制御方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態によるＸ線撮影装置１の制御方法を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の第１の変形例によるＸ線撮影装置１の制御方法を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の第２の変形例による分散Ｘ線源Ｇを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態によるＸ線撮影装置１の構成を示す図である。Ｘ線撮影装置１は、複数の冷カソード形Ｘ線管３と、それらの制御装置２とを含んで構成されるが、図１（ａ）には、複数のＸ線管３のうちの１つの断面図と、制御装置２とのみを示している。複数のＸ線管３は分散Ｘ線源を構成するもので、後述する図２や図５に示すように、互いの相対的な位置が固定された状態で配置される。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、各Ｘ線管３は、電子放出部１０と、アノード部１１と、ターゲット１２と、フォーカス構造１３とが筐体１５の内部に配置された構造を有している。
【００１３】
筐体１５は、ガラス、セラミックス、及びステンレスのいずれかにより構成される密閉部材である。図示していないが筐体１５にはバルブが設けられており、必要に応じ、このバルブを通じて筐体１５の内部の排気及び筐体１５の内部へのガス注入が行われる。例えば、制御装置２の制御によってＸ線管３を動作させる前には、真空ポンプを用いて排気することによって、筐体１５内を真空状態とする。
【００１４】
図１（ｂ）は、電子放出部１０の模式的な断面図である。同図に示すように、電子放出部１０は、カソード部２０と、カソード部２０の上面に配置される複数の電子放出素子２１と、マトリクス状に配置された複数の開口部２２ｈを有するゲート電極２２とを備えて構成される。複数の電子放出素子２１はそれぞれスピント型の冷カソードであり、開口部２２ｈ内に１つずつ配置される。各電子放出素子２１の上端は、開口部２２ｈ内に位置している。カソード部２０には制御装置２からグランド電位ＧＮＤが供給され、ゲート電極２２には制御装置２からゲート電圧Ｖｇが供給される。
【００１５】
アノード部１１は、電子放出部１０と対向して配置されたアノード面１１ａを有する金属部材であり、具体的には銅（Ｃｕ）によって構成される。アノード部１１には電源Ｐのプラス側端子が接続されており、したがって、図１（ｂ）に示したゲート電極２２がオンとなっている場合、電源Ｐからアノード部１１、電子放出部１０、カソード部２０を通って電流（アノード電流）が流れることになる。このとき、図１（ｂ）に示した各電子放出素子２１から複数の電子が放出される。これらの電子はアノード面１１ａに衝突し、アノード部１１内を通って電源Ｐに吸収される。アノード面１１ａは、図１（ａ）に示すように、電子の移動方向（図面上では、左から右に向かう方向）に対して傾斜して形成されている。
【００１６】
ターゲット１２は、電子を受けてＸ線を発生する材料によって構成された部材であり、アノード面１１ａのうち各電子放出素子２１から放出された電子が直接衝突する部分を覆うように配置される。ターゲット１２がアノード面１１ａ上に配置されていることから、アノード面１１ａに衝突する複数の電子の一部又は全部はターゲット１２を通過し、通過の際に、ターゲット１２内でＸ線が発生する。こうして発生したＸ線の放射方向は、アノード面１１ａの傾斜のために図面下向きとなる。
【００１７】
フォーカス構造１３は、電子放出部１０から放出された電子の軌道を修正する機能を有する構造物であり、電子放出部１０と、アノード面１１ａに配置されるターゲット１２との間に配置される。フォーカス構造１３は窓１３ｈを有しており、電子放出部１０から放出された電子は、この窓１３ｈを通ってターゲット１２に向かう。フォーカス構造１３には、制御装置２からフォーカス電圧Ｖｆが供給される。このフォーカス電圧Ｖｆは、フォーカス構造１３による電子軌道の修正量を制御する役割を果たす。なお、フォーカス構造１３は２つ以上の領域に分かれていてもよく、その場合、各領域に異なるフォーカス電圧Ｖｆを印加することで、アノード面１１ａにおける電子線の焦点位置を調整することが可能になる。
【００１８】
制御装置２は、予め書き込まれたプログラム又は外部からの指示に従って動作する処理装置であり、カソード部２０にグランド電位ＧＮＤを供給する機能、ゲート電極２２にゲート電圧Ｖｇを供給する機能、及び、フォーカス構造１３に対してフォーカス電圧Ｖｆを供給する機能を有する。Ｘ線管３は、制御装置２の制御によってゲート電極２２へのゲート電圧Ｖｇの供給が開始された場合に動作中となり、Ｘ線の放射を開始する。
【００１９】
また、制御装置２は、複数のＸ線管３からなる分散Ｘ線源に付加されるアクチュエータ（図示せず）を制御することにより、この分散Ｘ線源を所定の方向に所定距離だけ移動させる機能も有する。この移動制御については、後ほど再度詳しく説明する。
【００２０】
図２は、本実施の形態による分散Ｘ線源Ｇを説明する図である。図２（ａ）に示すように、本実施の形態による分散Ｘ線源Ｇは６個のＸ線管３が直線状に等ピッチＰＩ（例えば５０ｍｍ）で配置された構造を有している。それぞれのＸ線照射方向は、患者の被検部位ＥＸの方向に予め調整される。図示していないが、被検部位ＥＸを挟んで各Ｘ線管３の反対側には、Ｘ線の検出器が配置される。この検出器は、１つであってもよいし、Ｘ線管３ごとに設けられていてもよい。なお、図２では６個のＸ線管３に一端側から順にｎ１〜ｎ６までの番号を付与しているが、これは後掲する図４に示すｎ１〜ｎ６に対応している。
【００２１】
図２には、０°から２４°まで２４／１１°刻みで、１２回にわたって患者の被検部位ＥＸを撮影することが必要とされる例を示している。これに対し、分散Ｘ線源Ｇを構成する６個のＸ線管３のピッチＰＩは、被検部位ＥＸから見た場合の角度では４８／１１°に相当する。そこで制御装置２は、分散Ｘ線源Ｇを構成する６個のＸ線管３を順次駆動することにより６回の撮影を行った後（図２（ａ）を参照）、分散Ｘ線源Ｇの全体をＰＩ／２に相当する量だけ移動させ、再度、分散Ｘ線源Ｇを構成する６個のＸ線管３を順次駆動することにより６回の撮影を行う（図２（ｂ）を参照）。これにより、４８／１１°刻みで配置されたＸ線管３が６個用意されているだけであるにもかかわらず、０°から２４°まで２４／１１°刻みで、１２回にわたって患者の被検部位ＥＸを撮影することが可能となる。
【００２２】
図３は、本実施の形態によるＸ線撮影装置１の制御方法を示すフロー図である。同図に示す制御方法は、図１（ａ）に示した制御装置２によって実行されるものである。また、図４は、本実施の形態によるＸ線撮影装置１の制御方法を示す図である。同図において、横軸は時間ｔであり、縦軸は各Ｘ線管３のゲート電極２２に供給されるゲート電圧Ｖｇをまとめて表している。以下、これら図３及び図４を参照しながら、制御装置２が行う処理についてより詳しく説明する。なお、以下では、一般化した説明を行うため、分散Ｘ線源Ｇを構成するＸ線管３の数がｎであり、ｎ×ｍ回の撮影を行うものとして説明する。ただし、図４ではｎ＝６としている。
【００２３】
図３に示すように、制御装置２はまず、分散Ｘ線源Ｇを構成するｎ個のＸ線管３を順次駆動する（ステップＳ１。駆動ステップ）。具体的には、図４に示すように、各Ｘ線管３のゲート電極２２に供給するゲート電圧Ｖｇを順次活性化する。活性化の対象となるＸ線管３は、本実施の形態においては、分散Ｘ線源Ｇ内におけるＸ線管３の配置順（ｎ１〜ｎ６の順）で選択される。各Ｘ線管３は、対応するゲート電圧Ｖｇが活性状態となっている間、ゲート電極２２がオンとなることによって動作中状態となる。なお、各Ｘ線管３に対するゲート電圧Ｖｇの供給は、図４に示すように、等間隔でかつ２つ以上のゲート電圧Ｖｇが同時に活性化されることのないように行うことが好ましい。
【００２４】
次に制御装置２は、ステップＳ１がｍ回目であったか否かを判定する（ステップＳ２）。そして、ｍ回目であると判定した場合には、処理を終了する。一方、ｍ回目でないと判定した場合、制御装置２は、分散Ｘ線源Ｇを構成するｎ個のＸ線管３をＸ線管３のピッチの１／ｍに相当する量だけ移動させる（ステップＳ３。移動ステップ）。そして、ステップＳ１に戻り、再度、駆動ステップを実行する。
【００２５】
これにより、制御装置２は、間に移動ステップ（ステップＳ３）を挟みつつ駆動ステップ（ステップＳ１）をｍ回にわたって実行することになる。また、移動ステップでは、１回につき複数のＸ線管３のピッチの１／ｍに相当する量だけ複数のＸ線管３を移動させることになる。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態によるＸ線撮影装置１の制御方法によれば、必要な撮影位置の数の半数以下のＸ線管３を用意すればよく、しかも、１つのＸ線管３を移動させながら撮影する場合に比べて撮影時間を短縮できるので、分散Ｘ線源Ｇを構成するＸ線管３の個数を低減することが可能になる。
【００２７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
【００２８】
図５は、本発明の実施の形態の第１の変形例によるＸ線撮影装置１の制御方法を示す図である。同図に示す例は、図３のステップＳ１における複数のＸ線管３の駆動順の点で、上記実施の形態と異なっている。具体的に説明すると、本変形例による制御装置２は、分散Ｘ線源Ｇの一端側にあるものから１つおきに順次（ｎ１，ｎ３，ｎ５の順）Ｘ線管３を選択してゲート電圧Ｖｇを活性化し、その後、残りのＸ線管を順次（ｎ２，ｎ４，ｎ６の順）選択してゲート電圧Ｖｇを活性化するように構成される。このような飛び越し走査を行うことで、患者の動きによる画質劣化を抑制することが可能になる。つまり、患者の動きにより例えばｋ＋１回目露光の最後の２枚（ｎ４，ｎ６）の画像にボケが生じたとしても、飛び越し走査による周辺の位置からの情報を合成することにより、ある程度補うことが可能になる。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態の第２の変形例による分散Ｘ線源Ｇを説明する図である。同図に示す分散Ｘ線源Ｇは、被検部位ＥＸから各Ｘ線管３までの距離が等しくなるよう、被検部位ＥＸを中心とする円弧上に各Ｘ線管３が配置されている点で、上記実施の形態による分散Ｘ線源Ｇと異なっている。また、本変形例による制御装置２は、被検部位ＥＸを中心とする回転運動により、図３のステップＳ３を実行するように構成される。このようにすることで、移動ステップの前にも後にも各Ｘ線管３から被検部位ＥＸまでの距離が等しい状態で撮影を行うことができるので、より高い精度で撮影を行うことが可能になる。
【符号の説明】
【００３０】
１      冷カソード形Ｘ線管
２      制御装置
１０    電子放出部
１１    アノード部
１１ａ  アノード面
１２    ターゲット
１３    フォーカス構造
１３ｈ  窓
１４    水素発生部
１５    筐体
２０    カソード部
２１    電子放出素子
２２    ゲート電極
２２ｈ  開口部
Ｐ      電源
Ｔ      トランジスタ
【図１】
2019151249.tif 000003
【図２】
2019151249.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019151249.tif 000007
【図６】
2019151249.tif 000008
【国際調査報告】
2019151249.tif 000009
2019151249.tif 000010
2019151249.tif 000011
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