JP2007151724A

JP2007151724A - Ｘ線診断装置

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Publication number: JP2007151724A
Application number: JP2005349096A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Yabugami; 勝宏藪上; Osamu Sasaki; 理佐々木
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-12-02
Also published as: JP4702018B2

Abstract

【課題】透視モードから撮影モードに速やかに切り換えることができるＸ線診断装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線診断装置を構成するＦＰＤは、導電性を有する支持基板と、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）、ＺｎＴｅ（テルル化亜鉛）、および、これらの混合結晶のいずれかからなる感応半導体膜とを備えている。これにより、撮影モードにおいても、透視モードにおけるＸ線の線量と略同じ線量で足りるほど、ＦＰＤの感度は高い。したがって、高電圧装置は、撮影モードの際、フィラメントに供給する加熱電流を、透視モードに応じたフィラメントの加熱電流と同じとする。このように構成することで、透視モードから撮影モードに移行する際（時刻ｔ１）に、従来必要であったフィラメントの温度制御のためのインターロック期間を不要とすることができ、時刻ｔ１後に最初にビデオ同期信号が出力された時から撮影モードに移行できる。
【選択図】図５

Description

この発明は、Ｘ線診断装置に係り、特に、透視及び撮影を行う技術に関する。

近年、心臓の環状動脈の閉塞に対する治療法として、手首などから血管内にカテーテルを挿入し、閉塞箇所まで誘導して拡張術などの治療を行うＩＶＲ(Interventional Radiology)手技が普及している。このＩＶＲ手技に対応して、Ｘ線診断装置は、Ｘ線画像をリアルタイムに表示する透視モード、または、Ｘ線画像を記録する撮影モードで動作する。たとえば、カテーテルを血管内に誘導する際に透視モードが選択され、閉塞部位に到達した時点等においては撮影モードが選択される（例えば、特許文献１参照）。

このＩＶＲ手技に対応する従来のＸ線診断装置として、図６に示すものが挙げられる。Ｘ線診断装置の撮像系は、対向配置されるＸ線管１０３とフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、単に「ＦＰＤ」という）１０５とを備え、これらＸ線管１０３とＦＰＤ１０５とがＣ型アーム１０７に支持されている。高電圧装置１１１は、指示部１１３から透視、撮影モードの指示を受けて、Ｘ線管１０３に所定の管電圧、管電流を与えてＸ線の照射を制御する。画像処理部１１７は、ＦＰＤ１０５から検出信号を収集し、この検出信号に基づいてＸ線画像を作成して、モニタ１１９に出力する。なお、ＦＰＤ１０５としては、製造効率および検出特性を向上させたものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

高電圧装置１１１は、Ｘ線管１０３に付設されている図示省略のターゲットとフィラメントとの間に、管電流・管電圧を与える高電圧発生回路１２５と、フィラメントに加熱電流を供給してフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路１２３と、指示部１１３からの指示に基づいて高電圧発生回路１２５とフィラメント加熱回路１２３とを制御するＸ線制御回路１２１と、所定の期間（インターロック期間）、Ｘ線管１０３へ管電流・管電圧を与えることを規制するインターロック回路１２７とを備えている。Ｘ線制御回路１２１は、さらにＸ線の照射を、画像処理部１１７のビデオ同期信号と同期させる。

ここで、撮影モードにおけるＸ線の線量は、単位Ｘ線画像あたりで透視モードの５倍程度が必要である。このため、撮影モードでは、フィラメントから放出される熱電子の量を増加させるため、フィラメントに供給する加熱電流を増大させて、フィラメントの温度を透視モードより高温にする。通常、透視モードから撮影モードに切り換える場合、フィラメントが所定の温度に達するまでに、フィラメント固有の熱慣性により１秒程度を要する。上述するインターロック期間は、フィラメントが透視モードに応じた温度から撮影モードに応じた温度に達するまでの加熱期間に対応して設定されている。これにより、撮影モードにおいて高線量のＸ線を照射可能となる。

図７は、従来のＸ線診断装置における、Ｘ線照射のタイミングチャートである。操作スイッチによって、時刻ｔ１において透視モードから撮影モードに切り換えられている。この場合、時刻ｔ１まではＸ線がビデオ同期信号に同期して照射される（透視モード）。そして、時刻ｔ１において、インターロック回路によるＸ線照射の規制が開始され、時刻ｔ２においてその規制が解除される（インターロック期間は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間である）。したがって、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間にＸ線は照射されない。そして、時刻ｔ２以降にＸ線がビデオ同期信号と同期して照射される（撮影モード）。
特開２００４−８１５６９号公報特開２００５−１２０４９号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、透視モードから撮影モードに移行する際、少なくともインターロック期間はＸ線が照射されず、Ｘ線画像を取得することができない。このため、術者は、スムーズにＩＶＲ手技を行うことができない。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、透視モードから撮影モードに速やかに切り換えることができるＸ線診断装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、Ｘ線画像をリアルタイムで表示する透視モードと、Ｘ線画像を記録する撮影モードとを行うＸ線診断装置において、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、透視および撮影モードに応じて、前記Ｘ線管に付設されるフィラメントに加熱電流を供給しつつ、前記Ｘ線管に所定の管電流・管電圧を与えることによって、Ｘ線の照射を制御する高電圧装置と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段から得られた検出信号に基づいてＸ線画像を作成する画像処理手段と、を備え、前記Ｘ線検出手段は、導電性を有する支持基板と、前記支持基板に積層形成されるとともにＸ線に感応してキャリア（電子、正孔）を生成する感応半導体膜であって、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）、ＺｎＴｅ（テルル化亜鉛）、および、これらの混合結晶のいずれかからなるものと、前記感応半導体膜から得られたキャリアを検出信号として読み出す素子を含む読み出し手段とを備え、前記撮影モードの場合には、フィラメントの加熱電流を、透視モードに応じたフィラメントの加熱電流と略同じとすることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線検出手段は、支持基板が導電性を有するので、支持基板に直接バイアス電圧を供給することができる。また、感応半導体膜のイオン化エネルギーが小さく、膜厚を厚く形成することができるので、キャリア生成能力が高く高感度である。このようなＸ線検出手段によれば、撮影モードにおいて照射するＸ線の線量は、透視モードにおけるＸ線の線量と略同じであれば十分である。このため、撮影モードの場合には、フィラメントの加熱電流を、透視モードに応じたフィラメントの加熱電流と略同じとするように構成することで、従来、必須であったインターロック回路を省略することができ、Ｘ線の照射が規制されることなく透視モードから撮影モードに速やかに切り換えることができる。

各発明において、さらに、透視および撮影モードを指示する指示手段と、ビデオ同期信号を出力する同期信号出力手段を備え、前記高電圧装置は指示された透視および撮影モードに応じたＸ線を、前記同期信号に同期して照射させ、かつ、透視モードから撮影モードに移行するときは、透視モードの指示から撮影モードの指示に切り換えられた時点を基準として、その後最初に出力されるビデオ同期信号に同期して、撮影モードに応じたＸ線を照射させることが好ましい（請求項２）。これによれば、透視モードから撮影モードに切り換える際にも、ストレスなくＸ線画像を作成することができる。

なお、本明細書は、次のようなＸ線診断装置に係る発明も開示している。

（１）請求項１に記載のＸ線診断装置において、さらに、透視および撮影モードを指示する指示手段と、ビデオ同期信号を出力する同期信号出力手段とを備え、前記高電圧装置は指示された透視および撮影モードに応じたＸ線を、前記ビデオ同期信号に同期して照射させ、かつ、撮影モードを開始する場合は、撮影モードが指示された時点を基準として、その後に最初に出力されるビデオ同期信号に同期して、撮影モードに応じたＸ線を照射させることを特徴とするＸ線診断装置。

前記（１）に記載の発明によれば、透視モードから撮影モードに移行する場合に限らず、透視モードを終了した後に撮影モードを開始する場合等であっても、瞬時に撮影モードを開始することができる。

（２）Ｘ線画像をリアルタイムで表示する透視モードと、Ｘ線画像を記録する撮影モードとを行うＸ線診断装置において、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、透視および撮影モードに応じて、前記Ｘ線管に付設されるフィラメントを加熱しつつ、前記Ｘ線管に所定の管電流・管電圧を与えることによって、Ｘ線の照射を制御する高電圧装置と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段から得られた検出信号に基づいてＸ線画像を作成する画像処理手段と、を備え、前記Ｘ線検出手段は、導電性を有する支持基板と、前記支持基板に積層形成されるとともにＸ線に感応してキャリア（電子、正孔）を生成する感応半導体膜であって、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）、ＺｎＴｅ（テルル化亜鉛）、および、これらの混合結晶のいずれかからなるものと、前記感応半導体膜から得られたキャリアを検出信号として読み出す素子を含む読み出し手段とを備え、前記撮影モードの場合には、フィラメントの加熱温度を、透視モードに応じたフィラメントの加熱温度と略同じとすることを特徴とするＸ線診断装置。

前記（２）に記載の発明によれば、Ｘ線検出手段は、キャリア生成能力が高く高感度である。このようなＸ線検出手段によれば、撮影モードにおいて照射するＸ線の線量は、透視モードにおけるＸ線の線量と略同じであれば十分である。このため、撮影モードの場合には、フィラメントの加熱温度を透視モードに応じた加熱温度と略同じとするように構成でき、これにより、透視モードから撮影モードに速やかに切り換えることができる。

（３）Ｘ線画像をリアルタイムで表示する透視モードと、Ｘ線画像を記録する撮影モードとを行うＸ線診断装置において、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、透視および撮影モードに応じて、前記Ｘ線管に所定の管電流・管電圧を与えることによって、Ｘ線の照射を制御する高電圧装置と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段から得られた検出信号に基づいてＸ線画像を作成する画像処理手段と、を備え、前記Ｘ線検出手段は、導電性を有する支持基板と、前記支持基板に積層形成されるとともにＸ線に感応してキャリア（電子、正孔）を生成する感応半導体膜であって、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）、ＺｎＴｅ（テルル化亜鉛）、および、これらの混合結晶のいずれかからなるものと、前記感応半導体膜から得られたキャリアを検出信号として読み出す素子を含む読み出し手段とを備え、前記撮影モードの場合には、前記管電流を、透視モードに応じた管電流と略同じとすることを特徴とするＸ線診断装置。

前記（３）に記載の発明によれば、Ｘ線検出手段は、キャリア生成能力が高く高感度である。このようなＸ線検出手段によれば、撮影モードにおいて照射するＸ線の線量は、透視モードにおけるＸ線の線量と略同じであれば十分である。このため、撮影モードの場合には、管電流を透視モードに応じた管電流と略同じとするように構成でき、これにより、透視モードから撮影モードに速やかに切り換えることができる。

この発明に係るＸ線診断装置によれば、Ｘ線検出手段は、支持基板が導電性を有するので、支持基板に直接バイアス電圧を供給することができる。また、感応半導体膜のイオン化エネルギーが小さく、膜厚を厚く形成することができるので、キャリア生成能力が高く高感度である。このようなＸ線検出手段によれば、撮影モードにおいて照射するＸ線の線量は、透視モードにおけるＸ線の線量と略同じであれば十分である。このため、撮影モードの場合には、フィラメントの加熱電流を、透視モードに応じたフィラメントの加熱電流と略同じとするように構成することで、従来、必須であったインターロック回路を省略することができ、Ｘ線の照射が規制されることなく透視モードから撮影モードに速やかに切り換えることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線診断装置の概略構成を示すブロック図である。

実施例に係るＸ線診断装置は、撮像系として、被検体Ｍを載置する天板１と、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管３と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出して、検出信号を出力するフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」という）５とを備えている。これらＸ線管３とＦＰＤ５とは、Ｃ字状のアーム７（以下、「Ｃ型アーム７」という）の両端部にそれぞれ支持されている。このＣ型アーム７自体は、被検体Ｍの周りを回転可能に天井に懸垂支持されている。Ｘ線管３には、ターゲットとフィラメント（いずれも図示省略）が付設されている。ＦＰＤ５は、この発明におけるＸ線検出手段に相当する。

また、上述する撮像系のほかに、Ｘ線管３によるＸ線の照射を制御する高電圧装置１１と、透視および撮影モードを指示する指示部１３と、ＦＰＤ５から得られた検出信号を収集してＸ線画像を生成する画像処理部１７と、Ｘ線画像を表示するモニタ１９とを備えている。

Ｘ線管３に接続される高電圧装置１１は、Ｘ線制御回路２１と、フィラメント加熱回路２３と、高電圧発生回路２５とを備えている。フィラメント加熱回路２３は、Ｘ線管３に付設されているフィラメントに加熱電流を供給する。高電圧発生回路２５は、Ｘ線管３に付設されているターゲットおよびフィラメントの間に、所定の管電流・管電流を与える。Ｘ線制御回路２１は、撮影モードと透視モードに応じて、フィラメント加熱回路２３を操作してフィラメントの温度を制御しつつ、高電圧発生回路２５を操作してＸ線の照射のタイミングおよびＸ線の線量を制御する。

ここで、透視モードはＸ線画像をリアルタイムで表示することをいい、撮影モードはＸ線画像を記録することをいう。通常、透視モードで表示されるＸ線画像は、少なくとも血管内に挿入されるカテーテルが投影されており、このＸ線画像は記録されない。また、撮影モードで表示されるＸ線画像は血管が投影されており、このＸ線画像はリアルタイムに表示してもよいし、術者の指示により適宜に表示してもよい。

本実施例では、各モードにおいて次のように制御する。Ｘ線制御回路２１は、撮影モードにおいても、透視モードの場合と同じ線量のＸ線が照射させるように制御する。具体的には、透視モードと撮影モードとで、フィラメントの加熱電流およびＸ線管３に与える管電流を同じとする。また、Ｘ線の照射タイミングについては、各モードにおいて、後述するビデオ同期信号に同期させる。

指示部１３は、術者から透視および撮影モードを行う、または、終了する旨の指示を受け付けて、このＸ線制御回路２１に出力する。指示部１３としては、術者の操作負担が少ないフットスイッチや、押しボタン等が例示される。

画像処理部１７は、短時間周期（本明細書では、１周期の期間を１フレームという）でビデオ同期信号を出力する同期信号発生器３１を備えており、このビデオ同期信号に同期してＦＰＤ５から検出信号を収集して演算処理を行い、Ｘ線画像を生成する。さらに、透視モードの場合においては、生成したＸ線画像をモニタ１９にそのまま出力し、撮影モードの場合にはＸ線画像を記憶するとともに、適宜モニタ１９に出力する。画像処理部１７は、各種処理、操作を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）や、各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。同期信号発生器３１は、この発明における同期信号出力手段に相当する。

ここで、ＦＰＤ５について詳しく説明する。図２は、ＦＰＤ５の構成を示す断面図、図３は、ＦＰＤ５の等価回路の概要を示す回路図、図４は、ＦＰＤ５の検出素子１個当たりの構成を示す断面図である。

ＦＰＤ５は、Ｘ線を検出する検出側基板４２と、生成キャリアの蓄積・読み出しを行う読み出し側基板（アクティブマトリックス基板）４３とが接合されて構成されている。

検出側基板４２は入射した検出対象のＸ線によってキャリア（電子、正孔）を生成し、その生成キャリアを素子別に収集した上で取り出すよう構成されている。ＦＰＤ５の各部の構成を具体的に説明する。

検出側基板４２は、図２に示すように、検出対象のＸ線入射側から順に、支持基板４４と、キャリア阻止層である電子阻止層４５と、検出対象のＸ線に感応してキャリアを生成する感応半導体膜４６と、キャリア阻止層である正孔阻止層４７と、画素電極４８とから構成されている。

支持基板４４は、本実施例では、導電性を有するカーボンからなるグラファイトにより形成されている。本実施例では、その厚みを２ｍｍとしている。また、支持基板４４の熱膨張係数は、その裏面（図２では下側）に積層形成されている部材の熱膨張係数と略一致することが好ましい。

すなわち、両部材の熱膨張係数が近似することにより、支持基板４４とその裏面に積層形成された部材の熱膨張係数の大きな差異により発生する支持基板４４の反りを防ぐことができ、ひいては、画素電極４８の剥離などを防ぐことができる。例えば、後述する感応半導体膜４６の材料がＣｄＴｅである場合は、支持基板４４の熱膨張係数を５ｐｐｍ／ｄｅｇに、ＺｎＴｅでは８ｐｐｍ／ｄｅｇに、ＣｄＺｎＴｅではＺｎ濃度に応じて５〜８ｐｐｍ／ｄｅｇの範囲で調節し、それぞれの場合において両部材の熱膨張係数を略一致させている。

電子阻止層４５は、ＺｎＴｅ、Ｓｂ₂Ｓ₃（硫化アンチモン）などのＰ型半導体を昇華法、蒸着もしくはスパッタ法、化学析出法、電析法などによって形成される。

感応半導体膜４６は、ＭＯＣＶＤ法（Metal Organic Chemical Vapor Deposit system）や近接昇華法あるいは粉末焼成法等で形成されたテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化亜鉛（ＺｅＴｅ）のいずれか、もしくはこれらの混合結晶により形成された膜である。本実施例では、数十〜数百ｋｅＶのエネルギーのＸ線検出器として使用するために、厚みが数百μｍのＺｎ（亜鉛）を数〜数十ｍｏｌ％含んだＣｄＺｎＴｅ膜を近接昇華法で形成される。

正孔阻止層４７は、ＣｄＳ（硫化カドミウム）、ＺｎＳ（硫化亜鉛）、ＺｎＯ、（酸化亜鉛）、Ｓｂ₂Ｓ₃などの高抵抗Ｎ型半導体を昇華法、蒸着もしくはスパッタ法、化学析出法、電析法などによって形成される。

次に、読み出し側基板４３は、図３に示すように、検出素子５０の各々に対して電荷蓄積容量素子としてのコンデンサ５１と、読み出し用の素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５２とが各１個ずつ設けられている。

なお、図３は、説明の便宜上、縦３×横３の（画素）マトリックス構成で合計９個分のマトリックス構成が示されているだけであるが、本実施例の場合、検出側基板４２においては、必要画素数に応じて縦１０００〜３０００×横１０００〜３０００のマトリックス構成で検出素子５０が２次元アレイ配列されている。読み出し側基板４３においては、画素数と同数のコンデンサ５１および薄膜トランジスタ５２が同様のマトリックス構成で２次元アレイ配列されている。

図２に示す読み出し側基板４３における一点鎖線で囲んだ４１ａ部分のコンデンサ５１および薄膜トランジスタ５２の具体的構成は、図４に示す通りである。すなわち、絶縁基板（回路基板）５８の表面に形成されたコンデンサ５１の接地側電極５１ａと薄膜トランジスタ５２のゲート電極５２ａの上に絶縁膜５９を介してコンデンサ５１の接続側電極５１ｂと薄膜トランジスタ５２のソース電極５２ｂおよびドレイン電極５２ｃが積層形成されている。また、最表面側が接続側電極５１ｂを除いて絶縁膜５９で覆われた状態となっている。また接続側電極５１ｂとソース電極５２ｂはひとつに繋がっており同時形成されている。さらに、コンデンサ５１の容量絶縁膜および薄膜トランジスタ５２のゲート絶縁膜の両方を構成している絶縁膜５９には、例えばプラズマＳｉＮ膜が用いられる。

さらに、図３に示すように、読み出し側基板４３は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を用いて、読み出し駆動用回路としてのプリアンプ（電荷−電圧変換器）群５３およびマルチプレクサ５４とゲートドライバ５５に接続されている。これら読み出し駆動用回路はシリコン半導体等のＩＣ（集積回路）が用いられる。プリアンプ群５３は、列が同一の薄膜トランジスタ５２のドレイン電極を結ぶ横（Ｙ）方向の読出し配線（読み出しアドレス線）５６に接続されており、ゲートドライバ５５は行が同一の薄膜トランジスタ５２のゲート電極を結ぶ横（Ｘ）方向の読出し配線（ゲートアドレス線）５７に接続されている。なお、プリアンプ群５３の内では、１本の読出し配線５６に対してプリアンプが１個それぞれ接続されている。また、各読み出し駆動用回路は異方導電性フィルム（ＡＣＦ）等を介して読出し配線５６，５７に接続されている。

上述した検出側基板４２は、読み出し側基板４３との位置合せを行った後に、両基板４２，４３を異方導電性フィルム（ＡＣＦ）や異方導電性ペースト（ＡＣＰ）あるいはドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）などを用いて貼り合わせることで両基板４２、４３が機械的に一体構成とされている。このように貼り合わされた両基板４２、４３は、正孔阻止層４７と接続側電極５１ｂとが、図４に示すように、介在する画素電極４８、導体部６０で電気的に接続される。

続いて、ＦＰＤ５の動作について説明する。

検出対象のＸ線が支持基板４４の上側から感応半導体膜４６に入射するのに伴って感応半導体膜４６はキャリアを生成する。感応半導体膜４６には、グラファイトで形成された支持基板４４より、放射線照射によって発生したキャリアを効率よく画素電極４８に収集するためのバイアス電圧（本実施例では、−０．１〜１Ｖ/μｍの負バイアス）が印加される。次の読み出しタイミングが来るまでは薄膜トランジスタ５２がオフ（遮断）となっているので、生成キャリアはコンデンサ５１に電荷情報として蓄積され続ける。

また、読み出し側基板４３のマルチプレクサ５４およびゲートドライバ５５へは信号読み出し用の走査信号が送り込まれることになる。各検出素子５０の特定は、Ｘ方向・Ｙ方向の配列に沿って各検出素子５０に順番に割り付けられているアドレス（例えば０〜１０２３）に基づいて行われるので、取り出し用の走査信号は、それぞれＸ方向アドレスまたはＹ方向アドレスを指定する信号となる。

Ｙ方向の走査信号に従ってゲートドライバ５５からＸ方向の読出し配線５７に読み出し用の電圧が印加されるのに伴い、各検出素子５０が行単位で選択される。そして、Ｘ方向の走査信号に従ってマルチプレクサ５４が切替えられることにより、選択された行・列に合致する検出素子（画素）５０に対応する薄膜トランジスタ５２がオン（導通）となると同時にコンデンサ５１に蓄積された電荷情報が読み出され、プリアンプ群５３およびマルチプレクサ５４を順に経由して検出信号（画素信号）として出力される。

次に、実施例に係るＸ線診断装置の動作について説明する。
たとえば、ＩＶＲ手技においては術者の指示により透視モードと撮影モードが繰り返される。以下では、透視モードから撮影モードに移行する際の動作を例にとって説明する。なお、この動作において、天板１とＸ線管３とＦＰＤ５とＣ型アーム７とは静止しているものとし、被検体Ｍは同じ姿勢を保っているものとする。

図５は、Ｘ線診断装置の動作の一例を示すタイムチャートである。（ａ）は、ビデオ同期信号の出力タイミングであり、（ｂ）は、透視モードと撮影モードとの指示タイミングであり、（ｃ）は、Ｘ線の照射タイミングである。

＜時刻ｔ１までの期間＞
時刻ｔ１までの期間は、透視指示が「ｏｎ」で、撮影指示が「ｏｆｆ」となっており、透視モードを行うことが指示されており、指示部１３はこのような指示をＸ線制御回路２１に出力している。Ｘ線制御回路２１は、フィラメント加熱回路２３を操作して、Ｘ線管３のフィラメントに所定の加熱電流を供給させている。これにより、フィラメントは、透視モードに応じた温度に加熱されている。また、Ｘ線制御回路２１は、高電圧発生回路２５を操作して、所定の管電流・管電圧をビデオ同期信号と同期して出力する。これにより、Ｘ線管３は、図５に示すように、ビデオ同期信号と同期して、透視モードに応じた線量のＸ線を被検体Ｍに照射する。

ＦＰＤ５は被検体Ｍを透過したＸ線を検出して、検出信号を画像処理部１７に出力する。画像処理部１７は、検出信号に基づいてＸ線画像を作成し、そのままモニタ１９に出力する。このように、時刻ｔ１までは、Ｘ線診断装置のは透視モードで動作する。

＜時刻ｔ１以降＞
時刻ｔ１において、透視指示が「ｏｆｆ」に切り換わり、撮影指示が「ｏｎ」に切り換わっており、透視モードから撮影モードへ切り換えることが指示部１３に指示されている。指示部１３は、このような指示をＸ線制御回路２１に出力する。Ｘ線制御回路２１は、フィラメント加熱回路２３を操作して、Ｘ線管３のフィラメントに透視モードにおいて供給していた加熱電流を増減せずにそのまま継続して供給させる。これにより、フィラメントは、撮影モードに応じた温度（すなわち透視モードに応じた温度と同じ）に維持される。

また、Ｘ線制御回路２１は、高電圧発生回路２５を操作して、所定の（透視モードの場合と同じ）管電流および所定の管電圧をビデオ同期信号と同期して出力させる。このとき、時刻ｔ１以後、最初に管電流・管電圧を出力させるタイミングは、透視モードから撮影モードに切り換える指示がされた時刻ｔ１後、最初にビデオ同期信号が出力されるときである。

これにより、Ｘ線管３は、図５に示すように、時刻ｔ１後、最初にビデオ同期信号が出力される時点からビデオ同期信号と同期して、Ｘ線を被検体Ｍに照射する。ＦＰＤ５は被検体Ｍを透過したＸ線を検出して、検出信号を画像処理部１７に出力する。画像処理部１７は、検出信号に基づいてＸ線画像を作成し、作成したＸ線画像を記憶するとともに、モニタ１９に出力する。このように、時刻ｔ１後に最初にビデオ同期信号が出力された時から、Ｘ線診断装置は撮影モードに移行することができる。

このように、実施例に係るＸ線診断装置によれば、導電性を有する支持基板４４と、イオン化エネルギーが小さく、膜厚を厚く形成できる感応半導体膜４６とを備えた高感度なＦＰＤ５を採用しているので、撮影モードにおいて照射するＸ線の線量は、透視モードにおけるＸ線の線量と同じで十分である。このため、高電圧装置１１は、撮影モードに際に、透視モードに応じたフィラメントの加熱電流と同じ加熱電流をフィラメントに供給するように構成している。これにより、透視モードから撮影モードに移行する際にフィラメントの温度制御に要する期間を不要とし、従来必要であったインターロック期間を省略することで、透視モードから撮影モードに速やかに切り換え可能である。また、撮影モードにおいて、被検体Ｍの被爆量をより低減することができる。

また、Ｘ線制御回路２１は、透視モードから撮影モードに移行する際、最初にＸ線を照射させるタイミングを、切り換え指示の時点後、最初にビデオ同期信号が出力されるときとするので、モニタ１９は透視モードにおけるＸ線画像から撮影モードにおけるＸ線画像を連続的に表示させることができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、Ｘ線制御回路２１は、撮影モードにおいて、透視モードの場合と同じ温度にフィラメントを加熱するように制御していた。しかしながら、完全に各モードで同じ温度ではないけれども、フィラメントの熱慣性を考慮した加熱時間がビデオ同期信号の１フレームの期間に比べて短い場合には、「略同じ」温度として適宜に変更してもよい。

（２）上述した実施例では、各モードにおいてＸ線の照射は１フレーム間隔でおこなっていたが、これに限られない。ビデオ同期信号に同期しているかぎり、Ｘ線の照射間隔は任意に変更できる。

（３）上述した実施例では、読み出し側基板４３はアクティブマトリックス基板であったが、この発明の装置の場合、スイッチング素子を１個備えた構成の放射線検出器であってもよいし、一次元アレイ配列のスイッチングマトリックス基板の構成であってもよい。

（４）上述した実施例では、支持基板４４と感応半導体膜４６の間に電子阻止層４５を、感応半導体膜４６と画素電極４８の間に正孔阻止層４７を備えた構成であったが、この発明の装置の場合、電子阻止層４５また正孔阻止層４７のいずれか一方を含む構成であってもよい。

（５）上述した実施例では、正孔阻止層４７が感応半導体膜４６を略全面を覆うように積層形成されているが、この発明の装置の場合、画素電極４８に対応して正孔阻止層４７が分割された状態で二次元アレイ配列された構成のものであってもよい。

実施例に係るＸ線診断装置の概略構成を示すブロック図である。ＦＰＤの構成を示す断面図である。ＦＰＤの等価回路の概要を示す回路図である。ＦＰＤの検出素子１個当たりの構成を示す断面図である。実施例に係るＸ線診断装置の動作の一例を示すタイムミングチャートである。従来技術に係るＸ線診断装置の概略構成を示すブロック図である。従来技術に係るＸ線診断装置の動作の一例を示すタイムミングチャートである。

符号の説明

３ …Ｘ線管
５ …フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１１ …高電圧装置
１３ …指示部
１７ …画像処理部
２１ …Ｘ線制御回路
２３ …フィラメント加熱回路
２５ …高電圧発生回路
３１ …同期信号発生器
４４ …支持基板
４６ …感応半導体膜
４７ …正孔阻止層
４８ …画素電極
５０ …検出素子
５１ …コンデンサ
５２ …薄膜トランジスタ
Ｍ …被検体

Claims

Ｘ線画像をリアルタイムで表示する透視モードと、Ｘ線画像を記録する撮影モードとを行うＸ線診断装置において、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、透視および撮影モードに応じて、前記Ｘ線管に付設されるフィラメントに加熱電流を供給しつつ、前記Ｘ線管に所定の管電流・管電圧を与えることによって、Ｘ線の照射を制御する高電圧装置と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段から得られた検出信号に基づいてＸ線画像を作成する画像処理手段と、を備え、前記Ｘ線検出手段は、導電性を有する支持基板と、前記支持基板に積層形成されるとともにＸ線に感応してキャリア（電子、正孔）を生成する感応半導体膜であって、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）、ＺｎＴｅ（テルル化亜鉛）、および、これらの混合結晶のいずれかからなるものと、前記感応半導体膜から得られたキャリアを検出信号として読み出す素子を含む読み出し手段とを備え、前記撮影モードの場合には、フィラメントの加熱電流を、透視モードに応じたフィラメントの加熱電流と略同じとすることを特徴とするＸ線診断装置。
請求項１に記載のＸ線診断装置において、さらに、透視および撮影モードを指示する指示手段と、ビデオ同期信号を出力する同期信号出力手段を備え、前記高電圧装置は指示された透視および撮影モードに応じたＸ線を、前記同期信号に同期して照射させ、かつ、透視モードから撮影モードに移行するときは、透視モードの指示から撮影モードの指示に切り換えられた時点を基準として、その後最初に出力されるビデオ同期信号に同期して、撮影モードに応じたＸ線を照射させることを特徴とするＸ線診断装置。