CN114098772A - X射线诊断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种X射线诊断装置，实现线质滤波器的制造成本降低。实施方式的X射线诊断装置具备：X射线管，具有多个焦点，从各焦点照射X射线；线质滤波器，使从上述多个焦点照射的X射线的放射线质量变化；以及移动机构，使上述线质滤波器沿着上述多个焦点所排列的方向移动。
Description
技术领域
本说明书以及附图所公开的实施方式涉及一种X射线诊断装置。
背景技术
为了进行X射线诊断中的在乳房摄影中使用的断层合成摄像，广泛已知一边使一个X射线管移动一边取得断层合成摄像的摄像图像的摄像方法。但是，当一边连续地移动X射线管一边收集摄像图像的数据时，摄像图像有可能产生由于X射线管的焦点移动而引起的模糊。
因此，正在开发如下的摄像方法：使用具有被固定的多个焦点的X射线管，由此即使不连续地移动X射线管也能够收集摄像图像。由此，能够利用从固定的X射线管照射的X射线来进行X射线摄像，因此能够消除上述摄像图像的模糊的产生。
但是，对于具有多个焦点的X射线管来说，与以往的X射线管相同，为了使X射线的放射线质量变化，需要使用调整光子的能量的线质滤波器。但是，由于从多个焦点的全部焦点都照射X射线，因此必须搭载将多个焦点整体地覆盖那样的面积较大的线质滤波器。然而，作为用于制造线质滤波器的原料，使用钼、铑、银等高价的材料，使用高价原料的线质滤波器的面积的增大会导致X射线诊断装置的制造成本增大。
专利文献1：日本特开平11-108857号公报
专利文献2：日本特开2008-12206号公报
专利文献3：日本特开2013-5854号公报
非专利文献：NIH Public Access,Proc SPIE.2010January 1；7622:76225M.do1:10.1117/12.844586.
发明内容
本说明书以及附图所公开的实施方式要解决的课题在于提供一种实现了线质滤波器的制造成本降低的X射线诊断装置。但是，本说明书以及附图所公开的实施方式要解决的课题并不限定于上述课题。也能够将与后述的实施方式所示的各构成所带来的各效果对应的课题定位为其他课题。
实施方式的X射线诊断装置具备：X射线管，具有多个焦点，从各焦点照射X射线；线质滤波器，使从上述多个焦点照射的X射线的放射线质量变化；以及移动机构，使上述线质滤波器沿着上述多个焦点所排列的方向移动。
附图说明
图1是表示第1实施方式的X射线诊断装置的构成的框图。
图2是表示图1所示的X射线诊断装置的线质滤波器移动机构的构成的一例的框图。
图3是表示第1实施方式的X射线诊断装置进行的X射线摄像处理的处理内容的流程图。
图4是表示第2实施方式的X射线诊断装置的构成的框图。
图5是表示第2实施方式的X射线诊断装置进行的X射线摄像处理的处理内容的流程图。
图6是表示图4所示的X射线诊断装置的X射线管选择控制部生成的照射时刻表的一例的图。
图7是表示第3实施方式的X射线诊断装置的构成的框图。
图8是表示图7所示的X射线诊断装置的线质滤波器移动机构的构成的一例的框图。
图9是表示图7所示的X射线诊断装置的线质滤波器移动机构的构成的变形例的框图。
图10是表示第3实施方式的X射线诊断装置进行的X射线摄像处理的处理内容的流程图。
符号的说明
1：X射线诊断装置；10：多焦点X射线管；20：线质滤波器移动机构；22：支承部；24：轨道；26：驱动机构；30：线质滤波器；32：子线质滤波器；34：子线质滤波器；40：压迫板；50：X射线检测器；60：控制部；70：用户接口；80：高电压产生装置；90：X射线管选择控制部；100：线质滤波位置控制部；102：线质滤波器速度计算部；110：图像保存装置；120：图像处理装置；120：图像处理装置；130：图像显示装置；140：计时器；P：被摄体。
具体实施方式
以下，参照附图对X射线诊断装置的实施方式进行详细说明。另外，在以下的说明中，对于具有大致相同的功能以及构成的构成要素赋予相同的符号，并仅在需要的情况下才进行重复说明。
[第1实施方式]
首先，基于图1对第1实施方式的X射线诊断装置1的构成进行说明。如该图1所示，X射线诊断装置1是能够进行被摄体P的X射线摄像的装置，构成为具备多焦点X射线管10、线质滤波器移动机构20、线质滤波器30、压迫板40、X射线检测器50、控制部60、用户接口70、高电压产生装置80、X射线管选择控制部90、线质滤波位置控制部100、图像保存装置110、图像处理装置120以及图像显示装置130。
多焦点X射线管10是具有多个焦点、从各焦点照射X射线的X射线管。在此，对多焦点X射线管进行简要说明。在使用X射线进行摄像而取得X射线图像的装置中，例如，存在在乳房摄影(Mammography)中进行断层合成(Tomosynthesis)摄像的装置、为了实现较宽较长的区域的X射线摄像而进行长尺寸摄像的装置等。在进行这种X射线摄像的装置中，为了取得X射线图像，通过使X射线管移动来对诊断所需要的区域的X射线图像进行摄像，但是由于使X射线管移动因此会使图像晃动，摄像需要时间。另一方面，通过使用具有多个焦点的X射线管，能够从各个焦点独立地照射X射线，即使不使X射线管移动，也能够实现断层合成摄像、长尺寸摄像。
与单焦点的通常的X射线管相同，多焦点X射线管10在真空的外壳内具有阴极的丝极、以及阳极的靶金属。多焦点X射线管10从高电压产生装置80供给与管电压以及管电流对应的电流。管电压是指多焦点X射线管10内的电子束的加速电压，管电压的值越高则X射线的透射率也越高。管电流是指从丝极产生的电子束的电流值。
此外，丝极例如由碳纳米管形成，当从高电压产生装置80供给与管电流对应的电流时，丝极产生热电子。即，每单位时间的热电子产生数为管电流。靶金属例如是钨等。这些阴极与阳极之间被施加从高电压产生装置80供给的管电压，在阴极与阳极之间产生电场。由该电场加速后的热电子与阳极的靶金属发生碰撞，从靶金属产生X射线。随着管电压增加，X射线的波长峰值朝短波长侧位移，X射线的能量也增大。
进而，在本实施方式的多焦点X射线管10中，为了形成多个焦点，例如设置有多个阴极。然后，当向该多个阴极中的任一个供给管电流时，从被供给了该管电流的阴极照射热电子，与作为靶金属的阳极发生碰撞而产生X射线。在这种构成的情况下，通过适当地选择供给管电流的阴极，能够选择照射X射线的焦点。
或者，为了形成多个焦点，在多焦点X射线管10中也可以为，例如在使用偏转器使从阴极照射的热电子的轨道变化之后，与作为靶金属的阳极发生碰撞而产生X射线。偏转器通过使该偏转器生成的电场、磁场变化，来使热电子的轨道变化。在这种构成的情况下，与单焦点的通常的X射线管相同，只要设置有一对阴极和阳极即可，通过对偏转器生成的电场、磁场的强度、朝向进行控制，能够选择照射X射线的焦点的位置。
在图1中图示出具有5个焦点#1～#5的多焦点X射线管10。即，焦点#1、焦点#2……焦点#5从图的左侧朝向右侧依次排列。关于多焦点X射线管10的焦点的数量，根据X射线诊断装置1的目的、特性，并不限定于5个焦点，也能够使用具有小于5个的焦点或者多于5个的焦点的多焦点X射线管10。此外，在图1中焦点的排列方向为直线，但并不一定需要直线的排列，多个焦点也可以排列为圆弧状或者曲线状等，对于多焦点X射线管的焦点的个数以及排列方式没有特别限制。
线质滤波器移动机构20是使线质滤波器30沿着多焦点X射线管10的多个焦点所排列的方向移动的机构，其构成为能够将线质滤波器30移动到与多焦点X射线管10的多个焦点分别对应的位置即滤波位置。换言之，线质滤波器移动机构20构成为，能够将线质滤波器30移动到与从多个焦点分别照射的X射线交叉的滤波位置。在本实施方式中，例如，多焦点X射线管10的X射线照射方向为下方，因此线质滤波器移动机构20被设置在多焦点X射线管10的下部。
图2是表示本实施方式的线质滤波器移动机构20的构成的一例的框图。如该图2所示，线质滤波器移动机20例如具备：支承部22，搭载线质滤波器30；轨道24，沿着多焦点X射线管10的多个焦点所排列的方向铺设，用于使搭载有线质滤波器30的支承部22移动；以及马达等驱动机构26，提供使该支承部22移动的动力。
轨道24沿着多焦点X射线管10的多个焦点配设。即，轨道24被铺设为，通过线质滤波器移动机构20在该轨道24上移动，能够使线质滤波器30位于与各焦点对应的滤波位置。所铺设的轨道24的根数可以是一根，可以是两根，也可以是其以上的根数。
例如，在多焦点X射线管10的多个焦点直线地配置的情况下，轨道24也沿着该多个焦点直线地配设。此外，例如，在多焦点X射线管10的多个焦点呈圆弧状配置的情况下，轨道24也沿着该多个焦点呈圆弧状配设。在本实施方式中，该轨道24是对搭载有线质滤波器30的支承部22进行引导的引导机构的一例。该引导机构例如也可以由对支承部22进行引导的槽、使用了磁力的引导装置等构成。
此外，驱动机构26例如具备：用于与线质滤波位置控制部100等、线质滤波器移动机构20以外的X射线诊断装置1的构成要素之间收发信号的接口；以及用于对线质滤波器移动机构20的移动等进行管理的控制电路等。驱动机构26例如能够由电动式的旋转马达、电动式的线性马达或者发动机等构成。此外，驱动机构26还能够由利用自重沿着斜面从上朝下移动并在规定位置停止的自重移动装置构成。
在本实施方式中，多焦点X射线管10具备5个焦点#1～#5，因此线质滤波器移动机构20例如一边向图2中的箭头方向移动，一边使线质滤波器30移动到与照射X射线的焦点对应的5处的滤波位置。另外，该线质滤波器移动机构20本身既能够向图2中的箭头方向移动，又能够向与箭头相反的方向移动，但在从多焦点X射线管10的各焦点照射X射线时，能够朝一个方向移动而从焦点#1～#5分别连续地照射X射线。
再次如图1所示，线质滤波器30是设置于上述图2的线质滤波器移动机构20的支承部22等的滤波器。与通常的单焦点的X射线管相同，线质滤波器30被用于使多焦点X射线管10照射的X射线的放射线质量变化，而对光子的能量、即X射线的强度进行调整。由于存在该线质滤波器30，还能够实现被摄体P的被辐射量的降低。例如，钼(Mo)、铑(Rh)、银(Ag)等被用作为用于制造线质滤波器30的原料。
此外，在对使用了多焦点X射线管的X射线图像进行摄像的情况下，来自多个焦点各自的X射线被分别独立地照射，因此线质滤波器30需要与从一个焦点照射的X射线的照射范围相应的面积。换言之，在本实施方式中，作为线质滤波器30的大小，需要足够作为从一个焦点照射的X射线的滤波器发挥功能的面积，但由于不会从其他焦点同时照射X射线，因此能够定义为对于从其他焦点照射的X射线无需作为滤波器发挥功能的程度的大小。
即，关于线质滤波器30的面积，根据从多焦点X射线管10的各焦点照射的X射线的射束直径、多焦点X射线管10与线质滤波器30之间的距离等必要条件，确定与从各焦点照射的X射线的照射范围相应的面积。并且，为了减少所摄像出的X射线图像的不均，需要使从各焦点照射的X射线通过线质滤波器30之后的放射线质量成为一定，需要使线质滤波器30整体由尽可能均匀的厚度、密度构成。
压迫板40设置在X射线检测器50的上部、即多焦点X射线管10所存在的方向上。压迫板40例如被设置为，为了对载放于X射线检测器50的被摄体P即乳房进行X射线摄像而进行压迫来进行固定。因此，压迫板40具备用于能够上下移动的机构等。此外，压迫板40位于被摄体P的上部，因此由X射线能够透射的材质构成，例如由还考虑到可视性的透明的亚克力板等构成。
另外，在图1中，例示了X射线诊断装置1是通过乳房摄影来进行断层合成摄像的装置的情况，但根据X射线诊断装置1的种类，压迫板40不一定是必要的构成要素。例如，在为了进行胸部X射线诊断而进行X射线摄像的装置等、X射线诊断装置1是进行乳房以外的X射线摄像的装置的情况下，压迫板40不一定是必要的。
X射线检测器50载放被摄体P，根据从多焦点X射线管10照射的X射线，以像素为单位检测透射了被摄体P的X射线的X射线像，将与检测到的X射线量成比例的图像信号输出至图像处理装置120。X射线检测器50例如由用于检测照射到检测面的X射线的平面检测器(FPD：Flat Panel Detector)等构成。
控制部60进行本申请发明的X射线诊断装置1的整体控制。具体而言，控制部60为了实现用户经由用户接口70输入的各种指令，而对X射线诊断装置1的各构成要素发出需要的指令。该控制部60例如由存储有为了实施X射线诊断装置1进行的各检查而需要的程序的存储介质、用于执行这些程序的处理器等构成。
用户接口70具备用于供用户使用X射线诊断装置1来进行对被摄体P的X射线图像进行摄像而需要的操作的机构。例如，当在用户接口70设置有辐射开关的情况下，用户通过按下该辐射开关，能够指示开始从多焦点X射线管10照射X射线的X射线摄像。此外，在用户接口70由触摸面板构成的情况下，用户通过根据需要来触摸该触摸面板，能够对X射线诊断装置1输入为了进行X射线诊断而需要的指令。在本实施方式中，用户接口70除了辐射开关、触摸面板以外，例如也能够由显示器、开关按钮、键盘、鼠标、轨迹球等任意适当的输入机构构成。
高电压产生装置80向多焦点X射线管10供给与管电压以及管电流对应的电流，例如由变压器和整流器构成。变压器根据所设定的管电压使从交流电源供给的交流电流升压，并将升压后的交流电压供给至整流器。整流器对从变压器供给的交流电压进行整流，并将仅具有正分量的脉动电压作为管电压而输出。
X射线管选择控制部90选择多焦点X射线管10的多个焦点中应当照射X射线的焦点(例如图1中的焦点#1等)，并进行控制以施加由高电压产生装置80设定的管电压。此外，X射线管选择控制部90将包含所选择的应当照射X射线的焦点(例如图1中的焦点#1等)的信息的信号发送至线质滤波位置控制部100。
线质滤波位置控制部100对线质滤波器移动机构20发送指令，该指令是为了将线质滤波器30移动到与X射线管选择控制部90选择出的多焦点X射线管10的各焦点中的应当照射X射线的焦点(例如图1中的焦点#1等)对应的滤波位置而需要的指令。例如，在从焦点#1照射X射线的情况下，线质滤波位置控制部100对线质滤波器移动机构20进行控制，以便将线质滤波器30移动到与该焦点#1对应的滤波位置。然后，接着，在从焦点#2照射X射线的情况下，线质滤波位置控制部100对线质滤波器移动机构20进行控制，以便将线质滤波器30从与焦点#1对应的滤波位置移动到与焦点#2对应的滤波位置。在本实施方式中，该线质滤波位置控制部100和控制部60构成对线质滤波器移动机构20进行控制的控制单元。
本实施方式的X射线诊断装置1的目的在于，通过降低用于对从多焦点X射线管10的各焦点照射的X射线的放射线质量进行转换的线质滤波器30的面积，由此降低X射线诊断装置1的制造成本。换言之，按照本实施方式的线质滤波器30的面积，无法覆盖从多个焦点的全部焦点照射的X射线的照射范围。因而，线质滤波位置控制部100进行使线质滤波器30移动的位置控制，以便在照射X射线时线质滤波器30位于与照射X射线的焦点相应的位置即滤波位置。如此，为了使线质滤波器移动机构20物理地移动线质滤波器30，线质滤波位置控制部100将为了使线质滤波器移动机构20移动而需要的指令、信息输出至线质滤波器移动机构20。
在本实施方式中，例如，在控制部60或者线质滤波位置控制部100中，具备将多焦点X射线管10的各焦点与线质滤波器移动机构20的位置建立了对应的移动位置对应表，由此能够确定线质滤波器移动机构20的移动位置。线质滤波位置控制部100基于该移动位置对应表来确定从各焦点照射的X射线的照射位置，使线质滤波器移动机构20移动，使线质滤波器30移动到与照射X射线的焦点对应的滤波位置。
图像保存装置110根据来自多焦点X射线管10的各焦点的X射线的照射，保存透射了被摄体P的X射线的图像即X射线图像。在本实施方式中，与断层合成摄像相伴随，在图像处理装置120中进行了所需要的图像处理的一系列的多张X射线图像被保存于图像保存装置110。图像保存装置110例如具备存储电路。存储电路例如由磁存储介质、光学存储介质或者半导体存储器等可读存储介质构成。
图像处理装置120基于从X射线检测器50输出的X射线的图像信号，生成X射线图像。图像处理装置120例如具备AD转换电路、图像修正部等。AD转换电路将从X射线检测器50输出的作为模拟信号的X射线的图像信号转换成数字的图像信号。图像修正部对于与AD转换电路连接的数字的图像信号，针对X射线检测器50的各像素进行所需要的修正处理，并生成修正后的X射线图像。所生成的X射线图像例如被保存于图像保存装置110或者由图像显示装置130显示。另外，AD转换电路还能够设置于X射线检测器50，在该情况下，图像处理装置120从X射线检测器50取得数字的图像信号。
此外，在本实施方式中，X射线诊断装置1为了进行基于断层合成摄像法的X射线图像的摄像，对于对一个被摄体P摄像的多张X射线图像进行图像重构的处理。即，从图像保存装置110读出在多焦点X射线管10的多个焦点分别摄像的X射线图像，进行重构而生成一张X射线图像。
图像处理装置120例如具备存储电路、处理电路等。如上所述，存储电路包括磁存储介质、光学存储介质或者半导体存储器等可读存储介质。此外，存储电路将由处理电路执行的各种处理功能以能够由计算机执行的程序的形式存储。处理电路是通过将程序从存储电路读出并执行来实现与各程序对应的各处理功能的处理器等。作为由图像处理装置120执行的图像处理，例如存在Filtered Back Projection、ML-EM、OS-EM这样的与图像重构相关的处理、灰度处理、频率处理、动态范围压缩等与图像调整相关的处理等。
图像显示装置130将在图像处理装置120中进行了图像处理的X射线图像作为显示图像来进行显示。例如，图像显示装置130由用于对用户显示X射线图像的液晶显示装置、CRT(Cathode Ray Tube)显示器等构成，但该X射线图像的显示方法没有特别限制。
以上是第1实施方式的X射线诊断装置1的构成的说明。以下，对与第1实施方式的X射线诊断装置1的X射线图像的摄像处理相关的一系列流程进行说明。
图3是表示对第1实施方式的X射线图像的摄像的一系列流程进行表示的流程图的图。该X射线摄像处理是以如下目的来进行的处理：在乳房摄影检查的情况下，根据被摄体P的定位，对与被摄体P相关的多张X射线图像进行摄像，对所摄像的多张X射线图像实施重构处理并进行显示，由此使断层合成摄像法的X射线图像诊断能够进行。
用户实施在X射线诊断装置1中进行X射线诊断的被摄体P的定位(步骤S100)。在本实施方式中，如图1所示，使被摄体P即乳房载放于X射线检测器50，利用压迫板40将被摄体P压迫并固定在适合于X射线诊断的位置。
接着，用户经由用户接口70输入摄像开始的指示(步骤S102)。例如，在作为用户接口70而设置有辐射开关的情况下，通过用户按下该辐射开关，能够输入摄像开始的指示。通过输入摄像开始的指示，由此X射线摄像所需要的各种动作开始。
接着，控制部60向高电压产生装置80以及X射线管选择控制部90发送信号(步骤S104)。高电压产生装置80为，当接收到信号时，进行事先设定的管电压、管电流、丝极电流的设定。事先设定的管电压、管电流、丝极电流的值，例如是由用户经由用户接口70输入的值。或者，事先设定的管电压、管电流、丝极电流的值，是根据通过来自用户接口70的输入而指定的检查种类以及被摄体P的大小等信息计算出的值。X射线管选择控制部90为，当接收到信号时，对多焦点X射线管10进行控制，以便从通过该信号而选择出的焦点照射X射线。在本实施方式中，多焦点X射线管10具备5个焦点#1～#5，因此，首先，X射线管选择控制部90例如对多焦点X射线管10进行控制，以便从焦点#1起照射X射线。
在步骤S104的同时，控制部60向线质滤波位置控制部100发送信号(步骤S106)。线质滤波位置控制部100为，当接收到信号时，对线质滤波器移动机构20进行控制，以使线质滤波器30位于与通过该信号而选择出的焦点对应的滤波位置。例如，线质滤波位置控制部100基于将多焦点X射线管10的各焦点与线质滤波器移动机构20的位置建立了对应的移动位置对应表，向线质滤波器移动机构20发送线质滤波器30应当移动的位置的信息、即滤波位置的信息。线质滤波器移动机构20基于接收到的滤波位置的信息，使线质滤波器30移动。例如，如上所述，当所选择的焦点为焦点#1时，线质滤波位置控制部100对线质滤波器移动机构20进行控制，以使线质滤波器30在与从多焦点X射线管10的焦点#1照射的X射线交叉的滤波位置上停止。
接着，控制部60从X射线管照射X射线，从由X射线管选择控制部90选择出的焦点照射X射线(步骤S108)。例如，如上所述，当所选择的焦点为焦点#1时，将由高电压产生装置80设定的管电压、管电流、丝极电流的值施加于由X射线管选择控制部90选择出的焦点#1，由此从多焦点X射线管10的焦点#1照射X射线。此时，线质滤波器30在能够对从焦点#1照射的X射线进行滤波的滤波位置上停止并待机。因此，从多焦点X射线管10的焦点#1照射的X射线透射线质滤波器30，使放射线质量变化为用于进行被摄体P的X射线摄像的所希望的X射线光谱，并使其透射压迫板40以及被摄体P而到达X射线检测器50。
接着，控制部60将基于由X射线检测器50检测到的、透射了压迫板40以及被摄体P的X射线的以像素为单位的X射线图像信号，输出至图像处理装置120而生成一张X射线图像(步骤S110)。所生成的X射线图像被保存于图像保存装置110。由此，一个焦点处的一张X射线图像的摄像结束。例如，当最初选择的焦点为焦点#1时，基于从多焦点X射线管10的焦点#1照射的X射线的X射线图像的摄像完成。
接着，控制部60判断是否在多焦点X射线管10所具有的多个焦点的全部焦点都进行了X射线图像的摄像(步骤S112)。在本实施方式中，多焦点X射线管10具备5个焦点#1～#5。因此，例如，在从焦点#1开始X射线图像的摄像的情况下，按照焦点#2、焦点#3……焦点#5的顺序进行摄像。因此，在步骤S112中，判断是否在这5个焦点全部都结束了摄像。
在未在全部焦点结束摄像的情况下(步骤S112：否)，控制部60在将照射X射线的焦点移动到下一个焦点(步骤S114)的基础上，从上述步骤S104开始反复。即，在下一个焦点中进行X射线图像的摄像。
另一方面，在判断为在全部焦点中结束了X射线图像的摄像的情况下(步骤S112：是)，控制部60根据基于从多焦点X射线管10的各焦点照射的X射线的多张X射线图像来进行图像处理(步骤S116)。即，X射线诊断装置1的图像处理装置120读出保存于图像保存装置110的多张X射线图像，根据该多张X射线图像来进行重构处理、图像调整处理，并生成一张X射线图像。
接着，控制部60为了使用户能够实施被摄体P的X射线诊断，而将进行了步骤S114的图像处理的X射线图像显示于图像显示装置130(步骤S118)。此外，X射线诊断装置1也可以根据需要将在步骤S114中生成的X射线图像保存于图像保存装置110。通过该步骤S118，该X射线摄像处理结束。
如以上那样，在本实施方式的X射线诊断装置中，在使用多焦点X射线管10对X射线图像进行摄像的情况下，在使用线质滤波器移动机构20使具有与从各焦点照射的X射线的照射范围相应的面积的线质滤波器30移动并从多个焦点分别照射X射线时，使线质滤波器30位于与该焦点对应的滤波位置。因此，能够尽可能减小线质滤波器30的面积，能够降低线质滤波器30的制造成本。即，无需准备对多个焦点全部进行覆盖的面积的线质滤波器，能够削减为了制造线质滤波器而需要的高价原料的量。
[第2实施方式]
在上述第1实施方式中，在滤波位置处使线质滤波器移动机构20的驱动暂时停止，在线质滤波器30停止移动的状态下从多焦点X射线管10照射X射线。另一方面，在第2实施方式中，与上述第1实施方式的不同点在于，在线质滤波器移动机构20进行驱动而线质滤波器30不停止地移动的状态下，从多焦点X射线管10照射X射线。以下，对与上述第1实施方式不同的部分进行说明。
图4是用于对第2实施方式的X射线诊断装置1的构成进行说明的框图。如该图4所示，与上述第1实施方式相同，X射线诊断装置1是能够进行被摄体P的X射线摄像的装置，但其不同点在于，代替线质滤波位置控制部100而具备线质滤波器速度计算部102，且追加地具备计时器140。
线质滤波器速度计算部102计算线质滤波器移动机构20使线质滤波器30移动的速度。在第2实施方式中，在从多焦点X射线管10的各焦点照射X射线时，线质滤波器移动机构20不使线质滤波器30停止而使其持续移动。即，线质滤波器30不停止且从多焦点X射线管10的各焦点照射X射线，因此，在从各焦点照射X射线时，线质滤波器30必须位于与所照射的X射线交叉的滤波位置。如果线质滤波器30未位于滤波位置，则所照射的X射线不会透射线质滤波器30，因此无法使X射线的放射线质量变化。因此，线质滤波器速度计算部102计算线质滤波器移动机构20使线质滤波器30移动的速度，以便在从多焦点X射线管10的各焦点向线质滤波器30照射X射线时，线质滤波器30通过与照射X射线的焦点对应的滤波位置。在本实施方式中，该线质滤波器速度计算部102和控制部60构成对线质滤波器移动机构20进行控制的控制单元。
计时器140提供本实施方式的X射线诊断装置1所需要的时刻信息。基于所提供的该时刻信息，X射线管选择控制部90进行控制，在所希望的时刻，高电压产生装置80对多焦点X射线管10施加管电压等。此外，基于所提供的该时刻信息，线质滤波器速度计算部102计算线质滤波器移动机构20的移动速度。即，在从多焦点X射线管10的各焦点照射X射线时，为了使线质滤波器30通过与该焦点对应的滤波位置，与X射线照射的控制相关的X射线管选择控制部90以及与线质滤波器移动机构20的控制相关的线质滤波器速度计算部102需要同步地进行控制。计时器140例如通过利用控制用计算机所具备的秒表功能、时钟功能等来实现。
以上是第2实施方式的X射线诊断装置1的构成中的与第1实施方式的X射线诊断装置1的构成不同的部分的说明。以下，对与第2实施方式的X射线诊断装置1的X射线图像的摄像处理相关的一系列流程进行说明。
图5是表示对第2实施方式的X射线摄像的一系列流程进行表示的流程图的图，且是与上述第1实施方式的图3对应的图。
实施了被摄体P的定位(步骤S100)之后、到用户输入摄像开始的指示(步骤S102)为止的动作，与第1实施方式相同。
在该步骤S102之后，控制部60向高电压产生装置80以及X射线管选择控制部90发送信号(步骤S204)。高电压产生装置80当接收到信号时，进行事先设定的管电压、管电流、丝极电流的设定。X射线管选择控制部90当接收到信号时，生成照射时刻表，该照射时刻表使在通过计时器140开始测定时刻后的几秒之后、从多焦点X射线管10的第几个焦点照射X射线建立对应。
图6是表示本实施方式的X射线管选择控制部90生成的照射时刻表的一例的图。如该图6所示，本实施方式的照射时刻表保持有对多个焦点依次赋予编号的焦点编号#1～#5、以及指定该焦点编号照射X射线的定时的经过时刻。即，针对每个焦点确定在计时器140计测出的经过时刻成为几秒的时刻进行X射线的照射。
再次如图5所示，控制部60向计时器140发送信号，开始时刻的计测(步骤S206)。此外，与此同时，X射线管选择控制部90进行控制，以使计时器140的时刻与所制作的照射时刻表相对应，在到达照射时刻表的时间的情况下，将由高电压产生装置80事先设定的管电压、管电流、丝极电流施加于多焦点X射线管10(步骤S208)。
此外，与此同时，控制部60将X射线管选择控制部90制作的照射时刻表输入至线质滤波器速度计算部102，线质滤波器速度计算部102根据所输入的照射时刻表来计算线质滤波器移动机构20的速度，以便在从多焦点X射线管10的各焦点照射X射线时，线质滤波器30能够通过与该焦点对应的滤波位置(步骤S210)。然后，线质滤波器速度计算部102对线质滤波器移动机构20进行控制，以使线质滤波器30以该计算出的速度移动。
当线质滤波器移动机构20、高电压产生装置80、X射线管选择控制部90以及计时器140的设定完成时，从多个焦点分别照射X射线而对X射线图像依次进行摄像(步骤S212)。即，基于计时器140的时刻信息、以及使在计时器140开始测定时刻之后的几秒后从第几个焦点照射X射线建立对应的照射时刻表，X射线管选择控制部90选择焦点，并在所指定的经过时刻照射X射线。另一方面，线质滤波器速度计算部102进行控制，以使线质滤波器移动机构20以计算出的速度移动，由此使线质滤波器30在所指定的经过时刻通过与照射X射线的焦点对应的滤波位置。例如，在本实施方式中，通过该步骤S212，依次取得从焦点#1～#5分别照射X射线而摄像的5张X射线图像。所摄像的该多张X射线图像被保存于图像保存装置110。
接着，进行基于从多焦点X射线管10的各焦点照射的X射线的多张X射线图像的图像处理(步骤S116)，并显示于图像显示装置130(步骤S320)。该步骤S116以及步骤S118的处理与第1实施方式相同。
如以上那样，根据第2实施方式的X射线诊断装置1，能够不使线质滤波器30的移动停止而依次取得被摄体P的多张X射线图像，与第1实施方式相同，能够降低线质滤波器30的制造成本，并且能够节约线质滤波器30停止的时间，因此能够更迅速地取得多张X射线图像。
此外，由于一边使线质滤波器30移动一边从多焦点X射线管10的各焦点照射X射线，因此即使构成线质滤波器30的原料(例如，Rh、Ag等)的密度、厚度等存在一些不均，透射了线质滤波器30的X射线也能够均匀化，能够降低X射线图像中的不均。并且，在制造过程中，无需提高线质滤波器30的均匀性，因此能够进一步降低线质滤波器30的制造成本。
另外，在本实施方式中，以线质滤波器移动机构20以线质滤波器速度计算部102计算出的一定速度进行移动为前提，但线质滤波器移动机构20也可以在滤波位置处减速。即，也可以为，在接近与照射X射线的焦点对应的滤波位置的情况下，线质滤波器移动机构20不停止而减速，使从焦点照射X射线的定时容易对准。
[第3实施方式]
在上述第1实施方式以及第2实施方式中，线质滤波器移动机构20搭载了1种线质滤波器30，但在第3实施方式中，线质滤波器30由原料种类不同的多个子线质滤波器构成，能够根据被摄体P的特性来变更X射线的放射线质量、或者在一次摄像动作中通过不同放射线质量的多个X射线对被摄体P进行摄像。以下，对与上述第1实施方式不同的部分进行说明，但本实施方式也能够应用于第2实施方式的X射线诊断装置1。
图7是用于对第3实施方式的X射线诊断装置1的构成进行说明的框图。如该图7所示，与上述第1实施方式相同，X射线诊断装置1是能够进行被摄体P的X射线摄像的装置，但不同点在于，线质滤波器30具备两个子线质滤波器32、34。
图8是表示本实施方式的线质滤波器移动机构20的构成的一例的框图。如该图8所在示，在本实施方式的线质滤波器移动机构20中，线质滤波器30具备子线质滤波器32以及子线质滤波器34，均设置于线质滤波器移动机构20的支承部22，该线质滤波器移动机构20设置在多焦点X射线管10的下部(X射线照射方向)。这两个子线质滤波器32、34用于调整多焦点X射线管10照射的X射线的光子能量，并调整X射线的放射线质量。
构成子线质滤波器32和子线质滤波器34的原料没有特别限制，但在本实施方式中，子线质滤波器32和子线质滤波器34分别由不同的原料构成。换言之，在子线质滤波器32和子线质滤波器34中，用于使X射线的放射线质量变化的物理特性不同。例如，在子线质滤波器32由铑(Rh)构成的情况下，子线质滤波器34由银(Ag)等Rh以外的原料构成。由此，从多焦点X射线管10的各焦点照射的X射线，根据是透射子线质滤波器32还是透射子线质滤波器34而被转换成具有不同放射线质量的X射线，能够利用线量、特性不同的两种X射线。
在该图8中，两个子线质滤波器32、34被结合而设置于一个支承部22。因此，当驱动机构26的马达驱动时，子线质滤波器32、34成为一体地移动。但是，无需将这两个子线质滤波器32、34设置于一个支承部22，也能够使它们分离。
图9是表示将两个子线质滤波器32、34分离的情况下的线质滤波器移动机构20的构成的一例的框图。在该图9的例子中，两个支承部22配置在轨道24上，这两个支承部22相互连结。然后，在一个支承部22上设置子线质滤波器32，在另一个支承部22上设置子线质滤波器34。由于两个支承部22被连结，因此当驱动机构26的马达驱动时，子线质滤波器32、34在分离的状态下一起移动。
通过准备物理特性不同的多个子线质滤波器，由此能够根据被摄体P的特性来调整X射线的线量。例如，在本实施方式中，在患者的右乳房的厚度与左乳房的厚度不同、且右乳房的厚度较厚的情况下，能够使用X射线的透射率较高的子线质滤波器32对右乳房进行X射线摄像，使用X射线的透射率较低的子线质滤波器34对左乳房进行X射线摄像。在该情况下，用户在经由用户接口70执行X射线摄像处理时，对使用多个子线质滤波器中的哪个线质滤波器来摄像进行指示输入。即，在对右乳房进行X射线摄像时，用户将患者的右乳房载放到X射线检测器50上，并经由用户接口70进行指示输入，以便使用子线质滤波器32从焦点#1～#5照射X射线来进行X射线摄像。接着，在对左乳房进行X射线摄像时，用户将患者的左乳房载放到X射线检测器50上，并经由用户接口70进行指示输入，以便使用子线质滤波器34从焦点#1～#5照射X射线来进行X射线摄像。
或者，在本实施方式的X射线诊断装置1中，通过用户进行一次摄像开始的指示输入，就能够实现以多个不同的能量对一个被摄体P进行摄像的双能摄像。即，例如，通过使用子线质滤波器32进行在焦点#1照射X射线的X射线摄像，接着使用子线质滤波器34进行在相同焦点#1照射X射线的X射线摄像，由此能够在焦点#1通过能量不同的X射线进行两次摄像。在焦点#2～#5通过依次进行该摄像，也能够进行双能摄影。
在对在相同位置处摄像的X射线图像乘以适当的系数之后、进行减法，由此除了单纯X射线图像之外，还能够生成软组织图像(除去骨骼图像)和骨骼组织图像。由此，例如，在与胸部相关的单纯X射线图像中能够分离成为障碍阴影的肋骨等，能够使读影容易。
另外，在本实施方式中，以线质滤波器30所具备的子线质滤波器为两个的情况为例对X射线诊断装置1的构成进行了说明，但线质滤波器30所具备的子线质滤波器的个数无需为两个，也可以具备3个、4个等任意个数的多个子线质滤波器。
以上是第3实施方式的X射线诊断装置1的构成中的与第1实施方式的X射线诊断装置1的构成不同的部分的说明。以下，对与第3实施方式的X射线诊断装置1的X射线图像的摄像处理相关的一系列流程进行说明。
如上所述，在使用线质滤波器30所具有的多个子线质滤波器32、34中的任一个来进行X射线摄像的情况下，用户在执行X射线摄像处理时，对使用哪个子线质滤波器32、34来进行X射线摄像进行指示输入。例如，在上述第1实施方式的图3的步骤S102中，用户经由用户接口70将摄像开始的指示输入至X射线诊断装置1，但在此时，还对使用子线质滤波器32、34中的哪个子线质滤波器32、34来进行X射线摄像进行指示输入。例如，在用户选择了子线质滤波器32的情况下，X射线诊断装置1将该子线质滤波器32用作为线质滤波器，从焦点#1～#5照射X射线而对X射线图像进行摄像。
或者，也可以为，在图3的步骤S103中，在用户输入了摄像开始的指示时，X射线诊断装置1的控制部60自动地检测出被摄体P的厚度，X射线诊断装置1根据该检测出的被摄体P的厚度来判断是使用子线质滤波器32还是使用子线质滤波器34。在该情况下，例如，通过设置对压迫板40与X射线检测器50之间的距离进行检测的传感器，由此根据该传感器检测出的距离来计算被摄体P的厚度。
在这种方式中，在使第3实施方式的X射线诊断装置1动作的情况下，除了需要选择在X射线摄像时使用的子线质滤波器这一点以外，X射线诊断装置1中的X射线摄像处理与上述第1实施方式相同。
另一方面，在使用多个子线质滤波器32、34分别进行X射线摄像的情况下，X射线诊断装置1中的X射线摄像处理与上述实施方式不同。图10是表示对该情况下的X射线诊断装置1的处理内容进行表示的流程图的图。在该X射线摄像处理中实现所谓的双能摄像：在多焦点X射线管10的各个焦点#1～#5，将子线质滤波器32用作为线质滤波器而进行X射线摄像，并且将子线质滤波器34用作为线质滤波器而进行X射线摄像。以下，对与上述第1实施方式不同的部分进行说明。
实施了被摄体P的定位(步骤S100)之后、到用户输入摄像开始的指示(步骤S102)为止的动作，与第1实施方式相同。但是，在此以后的处理中，与上述第1实施方式的不同点在于，在使用作为第1子线质滤波器的子线质滤波器32进行了X射线摄像之后，使用作为第2子线质滤波器的子线质滤波器34进行X射线摄像。即，在一个焦点进行两次X射线摄像。
该图10中的步骤S304～步骤S310是与上述第1实施方式的图3中的步骤S104～步骤S110对应的处理步骤，但不同点在于，在步骤S308中，使作为第1子线质滤波器的子线质滤波器32移动到与照射X射线的焦点对应的滤波位置，并照射X射线。即，在子线质滤波器32位于滤波位置时，多焦点X射线管10从与该滤波位置对应的焦点照射X射线，由此取得基于根据子线质滤波器32的特性的放射线质量的X射线的X射线图像。
在步骤S310中，在将所摄像的X射线图像保存于图像保存装置110之后，X射线诊断装置1为了使用作为第2子线质滤波器的子线质滤波器34来进行X射线的摄像，而执行步骤S312～步骤S318。该步骤S312～步骤S318也是与上述第1实施方式的图3中的步骤S104～步骤S110对应的处理步骤，但不同点在于，在步骤S316中，使第2子线质滤波器34移动到与照射X射线的焦点对应的滤波位置，并照射X射线。即，在子线质滤波器34位于滤波位置时，多焦点X射线管10从与该滤波位置对应的焦点照射X射线，由此取得基于根据子线质滤波器34的特性的放射线质量的X射线的X射线图像。
然后，在步骤S320中，X射线诊断装置1判断是否在多焦点X射线管10所具有的多个焦点的全部焦点都进行了X射线图像的摄像(步骤S320)。在本实施方式中，多焦点X射线管10具备5个焦点#1至焦点#5，因此判断是否从焦点#1依次向焦点#5分别结束了两次X射线摄像。
在全部焦点未结束摄像的情况下(步骤S320：否)，X射线诊断装置1在使照射X射线的焦点移动到下一个焦点(步骤S114)之后，从上述步骤S304开始反复进行处理。即，在下一个焦点进行两次X射线图像的摄像。
另一方面，在判断为在全部焦点都结束了X射线图像的摄像的情况下(步骤S320：是)，X射线诊断装置1根据基于从多焦点X射线管10的各焦点照射的X射线的多张X射线图像，进行图像处理(步骤S322)。即，X射线诊断装置1读出保存于图像保存装置110的多张X射线图像，基于该多张X射线图像进行重构处理，生成一张X射线图像。此时，虽然生成使用子线质滤波器32进行了X射线摄像的X射线图像、以及使用子线质滤波器34进行了X射线摄像的X射线图像，但由于X射线的强度、放射线质量不同，因此通过对两个图像进行合成，能够生成更细致且适合于诊断的一张X射线图像。
接着，X射线诊断装置1为了供用户实施被摄体P的X射线诊断，而将进行了步骤S322的图像处理的X射线图像显示于图像显示装置130(步骤S324)。此外，X射线诊断装置1也可以根据需要将所生成的X射线图像保存于图像保存装置110。在显示或者保存这些X射线图像的情况下，可以显示或者保存最终生成的一张X射线图像，或者，也可以将使用子线质滤波器32、34进行摄像而生成的两张X射线图像分别显示或者保存。通过该步骤S324，该X射线摄像处理结束。
如以上那样，根据本实施方式的X射线诊断装置1，线质滤波器30具备由不同原料构成的多个子线质滤波器，因此能够使用不同放射线质量的X射线进行X射线摄像。因此，在被摄体P的厚度较厚或者密度较高那样的情况下，例如能够使用向被摄体P照射较高能量的X射线的子线质滤波器32来进行X射线摄像，在被摄体P的厚度较薄或者密度较低的情况下，例如能够使用向被摄体P照射较低能量的X射线的子线质滤波器34来进行X射线摄像。
此外，根据本实施方式的X射线诊断装置1，能够通过一次摄像动作取得由低能量X射线摄像的X射线图像以及由高能量X射线摄像的X射线图像，因此，例如能够通过X射线诊断装置1实现双能摄像。由此，能够得到精度更高且适合于诊断的X射线图像。
另外，在上述第1实施方式至第3实施方式中，以X射线诊断装置1对乳房进行X射线摄像的乳房摄影的情况为例进行了说明，但X射线诊断装置1并不限定于乳房摄影，能够成为对各种部位进行X射线摄像的装置。例如，X射线诊断装置1也可以是能够进行腿部整体、胸部整体的X射线摄像的长尺寸摄像的装置。在该情况下，能够省略压迫板40。并且，通过将作为摄像部位的腿部、胸部定位到多焦点X射线管10的前方，并从多个焦点分别照射X射线来进行X射线摄像，由此不使X射线管移动就能够进行长尺寸的X射线摄像。并且，不限定于断层合成摄像、长尺寸摄像，例如，上述实施方式也能够应用于在胃的钡餐检查等中使用的X射线TV、进行一般的X射线摄像的装置。
此外，在上述第1实施方式至第3实施方式中，以多焦点X射线管10为固定式的情况为前提对X射线诊断装置1进行了说明，但该多焦点X射线管10并不一定需要为固定式。即，也可以使多焦点X射线管10移动，而能够对比被摄体P更宽的范围进行X射线摄像。在该情况下，在上述例子中可以为，如果在焦点#1～#5结束了照射X射线的摄像，则使多焦点X射线管10移动，并再次在焦点#1～#5进行照射X射线的摄像。
在该情况下，多焦点X射线管10的移动方向可以是直线，也可以是圆弧状。即，在多焦点X射线管10中多个焦点被直线地配置的情况下，能够使多焦点X射线管10沿着该多个焦点所排列的方向直线地移动。另一方面，在多焦点X射线管10中多个焦点被呈圆弧状地配置的情况下，能够使多焦点X射线管10在这些呈圆弧状排列的多个焦点的圆弧的延长线上以描绘相同半径的圆弧的方式移动。
在上述说明中，对控制部60、图像处理装置120中的“处理器”从存储电路读出与各处理功能对应的程序并执行的例子进行了说明，但实施方式并不限定于此。“处理器”的用语例如意味着CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit：ASIC)、可编程逻辑器件(例如，简单可编程逻辑器件(Simple Programmable Logic Device：SPLD)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device：CPLD)、以及现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array：FPGA))等电路。在处理器例如为CPU的情况下，处理器读出保存于存储电路的程序并执行，由此实现各处理功能。另一方面，在处理器为ASIC的情况下，代替在存储电路中保存程序，而将该功能作为逻辑电路直接组入处理器的电路内。本实施方式的各处理器并不限定于针对每个处理器而构成为单个电路的情况，也可以组合多个独立的电路而构成为一个处理器，并实现其处理功能。也可以将图1中的多个构成要素合并到一个处理器而实现其处理功能。
对几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包括于发明的范围及主旨中，并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。
Claims (13)
1.一种X射线诊断装置，具备：
X射线管，具有多个焦点，从各焦点照射X射线；
线质滤波器，使从上述多个焦点照射的X射线的放射线质量变化；以及
移动机构，使上述线质滤波器沿着上述多个焦点所排列的方向移动。
2.根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其中，
具备控制单元，该控制单元对上述移动机构进行控制，以使上述线质滤波器配置在与上述多个焦点分别对应的滤波位置。
3.根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其中，
上述移动机构具备：引导机构，沿着上述多个焦点所排列的方向引导上述线质滤波器；以及支承部，支承上述线质滤波器，一边由上述引导机构引导一边移动。
4.根据权利要求1所述的X射线诊断装置，其中，
上述线质滤波器具有与从上述多个焦点分别照射的X射线的照射范围相应的面积。
5.根据权利要求2所述的X射线诊断装置，其中，
上述线质滤波器具备多个子线质滤波器，上述多个子线质滤波器彼此的原料种类不同，
上述移动机构使具备上述多个子线质滤波器的上述线质滤波器移动。
6.根据权利要求5所述的X射线诊断装置，其中，
上述控制单元对上述移动机构进行控制，以使上述多个子线质滤波器分别位于上述滤波位置，
在上述多个子线质滤波器分别位于上述滤波位置时，上述X射线管从与该滤波位置对应的焦点照射X射线，由此取得基于放射线质量不同的X射线的多张X射线图像。
7.根据权利要求5所述的X射线诊断装置，其中，
上述多个子线质滤波器被相互结合，通过上述移动机构而成为一体地移动。
8.根据权利要求5所述的X射线诊断装置，其中，
上述多个子线质滤波器相互分离，通过上述移动机构在分离的状态下一起移动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的X射线诊断装置，其中，
上述X射线诊断装置是能够进行乳房摄影、断层合成摄像的X射线装置、能够进行长尺寸摄像的X射线装置、X射线TV、或者一般摄像用的X射线装置。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的X射线诊断装置，其中，
上述X射线管中的多个焦点被配置为直线或者圆弧状。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的X射线诊断装置，其中，
在从上述多个焦点照射X射线的X射线摄像结束之后，使上述X射线管移动而再次进行从上述多个焦点照射X射线的X射线摄像。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的X射线诊断装置，其中，
上述控制单元对上述移动机构进行控制，以便在从上述多个焦点中的任一个焦点照射X射线时，上述线质滤波器停止且位于与照射X射线的焦点对应的上述滤波位置。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的X射线诊断装置，其中，
上述控制单元对上述移动机构进行控制，以便在从上述多个焦点中的任一个焦点照射X射线时，不使上述线质滤波器的移动停止而上述线质滤波器位于与照射X射线的焦点对应的上述滤波位置。
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