JP2003210442A

JP2003210442A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP2003210442A
Application number: JP2002013634A
Authority: JP
Inventors: Hisao Tsuji; 久男辻; Makoto Furuyama; 誠古山; Osamu Sasaki; 理佐々木; Akira Nakagawa; 章中川; Hideki Fujii; 英樹藤井; Takahiro Kamitake; 高啓上武; Isao Nakanishi; 功中西; Takeshi Okamoto; 剛岡本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2003-07-29
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: JP4161578B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線吸収差の小さい部位から大きい部位まで
を適正な濃度で撮影することができるＸ線撮影装置を提
供する。【解決手段】Ｘ線管３の前面の、複数の異なる付加フ
ィルタを有する付加フィルタ円板４が、モータ５によっ
て回転され、位置検出器６が付加フィルタの位置を検出
し、その信号がＸ線制御器１０に入力され、撮影条件メ
モリ１６のデータと撮影条件設定器１１からの制御によ
り、複数の異なる撮影電圧が設定され、高圧発生器２に
その信号が入力され、Ｘ線管３に１回の撮影で順次異な
る高電圧が印加される。それによって異なるＸ線スペク
トルのＸ線が放射され、被検体７を透過し、フィルム８
にＸ線吸収差の小さい部位も適正な濃度で撮影される。

Description

【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、１４０ｋ
Ｖ、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（ｍ
ｍ）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を設けたものである。

【０００７】そして、請求項１記載のＸ線撮影装置にお
いて、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、４
ｂ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、２
ｍｍ）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、１００ｍＡ
ｓ）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１４０
ｋＶ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Ｆ
ＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木理京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内 (72)発明者中川章京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内 (72)発明者藤井英樹京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内 (72)発明者上武高啓京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内 (72)発明者中西功京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内 (72)発明者岡本剛京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内Ｆターム(参考） 4C093 AA01 CA04 DA03 EA02 EA11 FA13 FA15 FA42 FA43 FA44 FA59

Claims

【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
射する手段とを備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】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請求項１記載
のＸ線撮影装置。