JP2008006186A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構成を必要とせず、Ｘ線撮影を行うＸ線照射野を広くすることができ、かつ、画質が低下することを低減させることができるＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｘ線管１を傾ける傾斜駆動モータ４７の駆動制御を行う傾斜制御部４３と、Ｘ線検出器３で検出する複数のＸ線照射野の大きさに対して、Ｘ線管１が傾く複数の角度、を対応付けて記憶する傾斜記憶部２５と、を備え、傾斜制御部４３は、指示部２１でいずれか一つのＸ線照射野の大きさが指示されたことに基づいて、傾斜記憶部２５に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた、Ｘ線管１が傾くように傾斜駆動モータ４７の駆動を制御するので、Ｘ線管１からＸ線が出力されると、指示部２１で指示されたＸ線検出器３で検出するＸ線照射野の大きさでの検出を行うことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、このＸ線検出器で検出されたＸ線に基づいたＸ線画像を取得するＸ線診断装置に係り、特に、Ｘ線画像の画質を向上させる技術に関する。

従来のＸ線診断装置について、図６〜図７を用いて説明する。図６はＸ線検出器に対して、Ｘ線管を傾けていない状態を示す模式図である。図７はＸ線検出器に対して、Ｘ線管を傾けた状態とを示す模式図である。図６に示すように、Ｘ線管５１とＸ線管５１から出力されたＸ線を絞るコリメータ５３と、これに対して対向して配置されたＸ線検出器５５などを備えたものがある。このＸ線管５１から出力され、コリメータ５３のコリメータリーフ５４で絞られたＸ線は、被検体（患者）を透過し、Ｘ線検出器５５により電気信号に変換される。この電気信号を画像処理部により画像処理され、モニタにより被検体のＸ線画像が表示される。

また、Ｘ線管５１は、熱電子を発生させるフィラメント（陰極）５７、このフィラメント５７から発生した熱電子が衝突してＸ線を出力させるターゲット（陽極）５９などを備えている。これら、フィラメント５７とターゲット５９とは対向して配置され、ターゲット５９のフィラメント５７に対向した面は傾斜された傾斜面となっており、熱電子は傾斜面に衝突し、Ｘ線焦点ＸＳからＸ線として出力される。また、このターゲット５９のＸ線焦点ＸＳからのＸ線は所定の範囲、例えば、図６に示すＸ線方向ａからｅの範囲に出力されるものである。ここで、Ｘ線方向ｃからｅの範囲に出力されるＸ線の強度は、構造上、Ｘ線方向ａからｃの範囲のＸ線強度に比べて弱いものである。また、図６のＸ線方向ａからｃの範囲に出力されるＸ線に基づいて、Ｘ線検出器５５で検出するＸ線照射野（視野サイズ）が小さい（例えば、９インチ程度）撮影を行うことができる。さらに、Ｘ線照射野が大きい（例えば、１７インチ程度）撮影を行う場合には、Ｘ線方向ｃからｅの範囲に出力されるＸ線を必要とするが、図６に示すような状態においては、ターゲット５９の傾斜面により、Ｘ線焦点ＸＳからの出力されるＸ線は、Ｘ線方向ａより左側には出力されない。

したがって、図７に示すように、Ｘ線方向ｃからｅの範囲の方向に出力されるＸ線をＸ線検出器５５側に出力させるように、コリメータ５３のコリメータリーフ５４により形成された開口を広くし、また、Ｘ線管５１およびコリメータ５３を、例えば２度程度傾けて取り付けることにより、図７に示すＸ線方向ａからｅの範囲に出力されるＸ線の中心方向であるｆをＸ線検出器５５に対向した方向とすることで、Ｘ線方向ｆを中心とした、Ｘ線方向ａからｅの範囲であるＸ線照射野が大きい撮影を行うようにしている。つまり、Ｘ線照射野が大きい撮影を可能としたものには、Ｘ線管５１を傾け、コリメータ９５の開口を広くしたものとして固定されている。また、大きなＸ線照射野を確保するために、Ｘ線受像器を移動させ、それと同期させながらＸ線管を回転させるものがある（特許文献１参照）。
特開平７−６７８６６号公報

しかしながら、従来のＸ線診断装置では、次のような問題がある。すなわち、Ｘ線照射野が大きい場合でもＸ線撮影が行えるように、図７に示すように、コリメータ５３の開口を広くし、また、Ｘ線管５１をＸ線検出器５５に対して傾けて固定すると、Ｘ線照射野はＸ線検出器５５の中心を基準として決められるものであり、図７において、Ｘ線照射野が小さい場合には、Ｘ線方向ｇとＸ線方向ｈとの範囲になる。したがって、Ｘ線強度が強いＸ線方向ａからｂのＸ線を用いることがなく、Ｘ線強度が低いＸ線を用いて撮影を行わなければならず、Ｘ線照射野が小さい場合のみＸ線撮影が行える場合と比べて、画質が低下するという問題があり、また、Ｘ線受像器を移動させ、それと同期させながらＸ線管を回転させてＸ線画像を得るための複雑な構成が必要であるという問題がある。

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、複雑な構成を必要とせず、Ｘ線撮影を行うＸ線照射野を広くすることができ、かつ、画質が低下することを低減させることができる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、（Ａ）Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、（Ｂ）前記Ｘ線出力手段から出力されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、（Ｃ）前記Ｘ線出力手段を傾ける駆動を行う傾斜駆動手段と、（Ｄ）前記傾斜駆動手段の駆動の制御を行う傾斜制御手段と、（Ｅ）前記Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさに対して、前記Ｘ線出力手段が傾く複数の角度、を対応付けて記憶する傾斜記憶手段と、（Ｆ）前記Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさについて、いずれか一つのＸ線照射野の大きさを指示する指示手段と、を備え、（Ｇ）前記傾斜制御手段は、前記指示手段でいずれか一つのＸ線照射野の大きさが指示されたことに基づいて、前記傾斜記憶手段に記憶されている当該指示手段で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた角度に、前記Ｘ線出力手段が傾くように前記傾斜駆動手段の駆動を制御することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１の発明の作用は次のとおりである。
まず、傾斜記憶手段に、予め実験などにより求められたＸ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさに対して、Ｘ線出力手段が傾く複数の角度、を対応付けて記憶させる。次に、Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさについて、Ｘ線照射野が大きい場合のＸ線撮影を行うには、指示手段からＸ線照射野が大きいことを示す指示を行う。傾斜制御手段は、指示手段でＸ線照射野が大きいことが指示されたことに基づいて、傾斜記憶手段に記憶されている当該指示手段で指示されたＸ線照射野が大きいことに対応付けられた角度に、Ｘ線出力手段が傾くように傾斜駆動手段の駆動を制御する。したがって、Ｘ線出力手段からＸ線が出力されると、Ｘ線検出手段で検出するＸ線照射野が大きい場合での検出を行うことができる。

次に、Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさについて、Ｘ線照射野が小さい場合のＸ線撮影を行うには、指示手段からＸ線照射野が小さいことを示す指示を行う。傾斜制御手段は、指示手段でＸ線照射野が小さいことが指示されたことに基づいて、傾斜記憶手段に記憶されている当該指示手段で指示されたＸ線照射野が小さいことに対応付けられた角度に、Ｘ線出力手段が傾くように傾斜駆動手段の駆動を制御する。したがって、Ｘ線出力手段からＸ線が出力されると、Ｘ線検出手段で検出するＸ線照射野が小さい大きさでの検出を行うことができる。

したがって、複雑な構成を必要とせず、Ｘ線照射野が大きい場合でもＸ線撮影を行うことができ、Ｘ線照射野が小さい場合のＸ線撮影では、Ｘ線照射野が大きい場合に必要なＸ線強度が低いＸ線を用いてＸ線撮影を行うことがなく、画質が低下することを低減させることができる。

また、請求項２に記載のＸ線診断装置において、前記Ｘ線出力手段は、熱電子を発生させるフィラメントと、端部に前記フィラメントで発生した熱電子が衝突する傾斜した面を設け、この傾斜した面に熱電子が衝突することで、端部より前方向で、かつ傾斜した面に沿った方向から所定の角度の範囲に、Ｘ線を出力させるターゲットと、を備え、前記傾斜記憶手段に記憶される前記Ｘ線出力手段が傾く複数の角度は、前記ターゲットの傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線が、前記Ｘ線検出手段で検出する大きさにおけるＸ線照射野の一方の端部に照射される角度であることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２の発明によれば、Ｘ線出力手段は、フィラメントと、ターゲットにより構成され、フィラメントは、熱電子を発生させ、ターゲットは、端部にフィラメントで発生した熱電子が衝突する傾斜した面を設け、この傾斜した面に熱電子が衝突することで、端部より前方向で、かつ傾斜した面に沿った方向から所定の角度の範囲に、Ｘ線を出力させる。ここで、傾斜記憶手段に記憶されるＸ線出力手段が傾く複数の角度は、ターゲットの傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線が、Ｘ線検出手段で検出する大きさにおけるＸ線照射野の一方の端部に照射され、かつ、Ｘ線照射野の他方の端部には、ターゲットの傾斜した面に沿った方向から所定の角度に出力されたＸ線が照射される角度である。つまり、Ｘ線出力手段は、Ｘ線照射野の大きさが変化した場合でも、常にターゲットの傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線をＸ線照射野の一方の端部に照射し、かつ、Ｘ線照射野の他方の端部には、ターゲットの傾斜した面に沿った方向から所定の角度に出力されたＸ線が照射される。したがって、常にターゲットの傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線強度が強いＸ線を用いて撮影を行うことができ、画質が低下することを低減させることができる。

また、請求項３に記載のＸ線診断装置において、前記Ｘ線出力手段から出力されたＸ線を、開口部の大きさを可変させることで絞るＸ線絞り手段と、前記Ｘ線絞り手段の開口部の大きさを変化させる制御を行う絞り制御手段と、前記Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさに対して、前記Ｘ線絞り手段で可変する複数の開口部の大きさを対応付けて記憶する開口記憶手段と、を備え、前記絞り制御手段は、前記指示手段でいずれか一つのＸ線照射野の大きさが指示されたことに基づいて、前記開口記憶手段に記憶されている当該指示手段で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた、前記Ｘ線絞り手段の開口部の大きさになるように可変する制御を行うことを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項３の発明によれば、開口記憶手段に、予め実験などにより求められたＸ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさに対して、Ｘ線絞り手段で可変する複数の開口部の大きさを対応付けて記憶させる。次に、Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさについて、Ｘ線照射野が大きい場合のＸ線撮影を行うには、指示手段からＸ線照射野が大きいことを示す指示を行う。絞り制御手段は、指示手段でＸ線照射野が大きいことを示す指示がされたことに基づいて、開口記憶手段に記憶されている当該指示手段で指示されたＸ線照射野が大きいことに対応付けられた、Ｘ線絞り手段の開口部の大きさになるように可変する制御を行う。したがって、Ｘ線出力手段からＸ線が出力されると、Ｘ線絞り手段の開口部によりＸ線照射野が大きい場合に合わせてＸ線が絞られ、Ｘ線検出手段で検出するＸ線照射野が大きい場合での検出を行うことができる。

次に、Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさについて、Ｘ線照射野が小さい場合のＸ線撮影を行うには、指示手段からＸ線照射野が小さいことを示す指示を行う。絞り制御手段は、指示手段でＸ線照射野が小さい指示されたことに基づいて、開口記憶手段に記憶されている当該指示手段で指示されたＸ線照射野が小さいことに対応付けられた、Ｘ線絞り手段の開口部の大きさとなるように可変する制御を行う。したがって、Ｘ線出力手段からＸ線が出力されると、Ｘ線絞り手段の開口部によりＸ線照射野が小さい場合に合わせてＸ線が絞られ、Ｘ線検出手段でＸ線照射野が小さい場合での検出を行うことができる。

したがって、Ｘ線検出手段で検出するＸ線照射野が大きい場合、Ｘ線照射野が小さい場合の何れの場合でのＸ線撮影においても、Ｘ線照射野以外の範囲にＸ線を照射させることがなく、Ｘ線検出手段からのＸ線以外の焦点外Ｘ線や散乱線など２次的な照射がされることを防ぐことができ、その結果、画質が低下することを低減させ、また、被検体に不要なＸ線を照射させることを低減させることができる。

本発明によれば、複雑な構成を必要とせず、Ｘ線照射野が大きい場合でもＸ線撮影を行うことができ、Ｘ線照射野が小さい場合のＸ線撮影では、Ｘ線照射野が大きい場合に必要なＸ線強度が低いＸ線を用いてＸ線撮影を行うことがなく、画質が低下することを低減させることができる。

Ｘ線診断装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１はＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。図２はＸ線検出器に対して、Ｘ線管を傾けた状態と傾けていない状態とを示す模式図である。図３はＸ線管とコリメータとＸ線検出器との関係を示す模式図である。図４はコリメータリーフの構成を示す斜視図である。図５はＸ線照射野の大きさに対する、Ｘ線管が傾く傾斜角度を示した模式図である。

Ｘ線診断装置の全体の構成について図１を用いて説明する。図１に示すように、Ｘ線診断装置は、被検体（患者）ＭにＸ線を照射するＸ線管１と、Ｘ線管１からから出力されたＸ線を、開口部Ｋ（図３参照）の大きさを可変させることで絞るコリメータ２と、Ｘ線管１から出力され、コリメータ２で絞られたＸ線を検出するＸ線検出器３と、被検体Ｍを載置する天板５と、天板５を駆動させる天板駆動部７と、Ｘ線検出器３で検出し、Ａ／Ｄ変換器１３でデジタル信号に変換されたＸ線検出信号に基づいて、画像処理を行う画像処理部１５と、Ｘ線診断に関する種々の制御を行う制御部１７と、制御部１７からの制御に基づいてＸ線管１の制御を行う照射制御部１９と、指示が可能な指示部２１と、Ｘ線画像などを表示する表示部２３、種々のプログラムやデータを記憶する記憶部２４、Ｘ線診断に必要な入力を行うことが可能なキーボードやマウスなどの入力装置からなる入力部２７などを備える。このＸ線診断装置は、Ｘ線撮影（透視）を行うものである。

Ｘ線管１は、図２に示すように、熱電子を発生させるフィラメント（陰極）３１、このフィラメント３１から発生した熱電子が衝突してＸ線を出力させるターゲット（陽極）３３などを備えている。フィラメント３１とターゲット３３とは対向して配置され、ターゲット３３の端部でフィラメント３１に対向した面は傾斜された傾斜面となっており、熱電子は傾斜面に衝突し、Ｘ線焦点ＸＳからＸ線として出力される。なお、上述したＸ線管１は、本発明におけるＸ線出力手段に相当する。

コリメータ２は、図３に示すように、Ｘ線管１が傾けられた状態でも接触しない位置に固定されるように取り付けられている。また、このコリメータ２には、Ｘ線を絞るコリメータリーフ３５が備えられている。コリメータリーフ３５は、図４に示すように、Ｘ方向のＸ線の幅を絞るＸ方向コリメータリーフ３７とＹ方向のＸ線の幅を絞るＹ方向コリメータリーフ３９とで構成されている。さらに、Ｘ方向コリメータリーフ３７は、２個のリーフ３７ａ，３７ｂで構成され、各リーフは、Ｘ方向に同期して開閉されるように構成されている。また、Ｙ方向コリメータリーフ３９においても、２個のリーフ３９ａ，３９ｂで構成され、各リーフは、Ｙ方向に同期して開閉されるように構成されている。これらリーフ３７ａ，３７ｂ，３９ａ，３９ｂは、鉛などのＸ線遮蔽部材で構成されており、Ｘ線管１内のＸ線焦点ＸＳから照射されたＸ線は、各リーフ３７ａ，３７ｂ，３９ａ，３９ｂによって遮蔽されることにより絞られる。そして、Ｘ方向コリメータリーフ３７とＹ方向コリメータリーフ３９とによって形成された開口部Ｋを通過したＸ線が被検体Ｍに照射される。つまり、この開口部Ｋの大きさを変えることによりＸ線検出器３に照射されるＸ線の視野サイズであるＸ線照射野を調整することができる。なお、図４中に示された斜線部は、Ｘ線管１のＸ線焦点ＸＳから照射されたＸ線がＸ線検出器３において照射される範囲であるＸ線照射野を示すものである。なお、上述したコリメータ２は、本発明におけるＸ線絞り手段に相当する。

Ｘ線検出器３は、このＸ線検出器３に入射したＸ線を検出し、この入射したＸ線の強度に応じた大きさのＸ線検出信号に変換して、このＸ線検出信号を処理するＡ／Ｄ変換器１３に出力するものである。例えば、Ｘ線検出器３は、この１７インチ角の直接変換方式のフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）が用いられる。このＦＰＤは、Ｘ線検出素子が検出面に縦横に配列された構成になっており、この一つのＸ線検出素子が配置された領域が一つの検出領域となる。Ｘ線検出素子は、Ｘ線検出面に縦２８８０×横２８８０のマトリックスで縦横に配列されているものである。なお、上述した、Ｘ線検出器３は、本発明におけるＸ線検出手段に相当する。

記憶部２４は、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリであり、傾斜記憶部２５、開口記憶部２６などを設けている。傾斜記憶部２５は、Ｘ線検出器３で検出することが可能な複数のＸ線照射野の大きさに対して、Ｘ線管１が傾く複数の角度、を対応付けて記憶する。開口記憶部２６は、Ｘ線検出器３で検出することが可能な複数のＸ線照射野の大きさに対して、コリメータ２で可変する複数の開口部Ｋの大きさを対応付けて記憶する。ここで、Ｘ線検出器３で検出する複数のＸ線照射野の大きさとしては、例えば、図５に示すような、Ｘ線照射野が小さい範囲である９インチ角（２３ｃｍ×２３ｃｍの範囲）からＸ線照射野が大きい範囲である１７インチ角（４３ｃｍ×４３ｃｍの範囲）までの、１インチ毎のＸ線照射野の大きさがある。

また、Ｘ線検出器３で検出する１インチ毎のＸ線照射野の大きさに対する、Ｘ線管１が傾く複数の角度としては、ターゲット３３の傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線が、Ｘ線検出器３で検出する大きさにおけるＸ線照射野の一方の端部に照射され、かつ、Ｘ線照射野の他方の端部には、ターゲット３３の傾斜した面に沿った方向から所定の角度に出力されたＸ線が照射される角度であり、予め実験などの測定結果に基づいて最適な値を求めたものである。例えば、図５に示されるようなものである。具体的には、図５はＸ線照射野の大きさに対する、Ｘ線管１が傾く傾斜角度を示した模式図であり、Ｘ線照射野が小さい範囲である９インチ角の場合には、０°、つまり傾いていない状態であり、Ｘ線検出器３と、Ｘ線管１およびコリメータ２と、が平行な状態である。また、Ｘ線照射野が大きい範囲である１７インチ角の場合には、２°Ｘ線管１とコリメータ２とが同じく共に傾くようにするものである。

また、Ｘ線検出器３で検出する１インチ毎のＸ線照射野の大きさに対する、コリメータ２で可変する複数の開口部Ｋの大きさは、図３を用いて以下に説明する。まず、図３に示されている符号について説明する。Ｘ線管１（Ｘ線管焦点ＸＳ）とコリメータ２（コリメータリーフ３５）との距離をＤｃｃとし、コリメータリーフ３５とＸ線検出器３との距離をＤｃｄとし、コリメータリーフ３５の開口部Ｋ（図４参照）の幅をＤｃとし、Ｘ線検出器３でのＸ線照射野の幅をＤｄとしている。ここで、Ｘ線管１とＸ線検出器３との間の距離はＤｃｃ＋Ｄｃｄとなる。また、図３に示すようにＤｃとＤｄとは、同じ方向（ここではＸ方向）の幅を示すものである。

これらＤｃｃ，Ｄｃｄ，Ｄｃ，Ｄｄとの関係は、図３において、Ｘ線焦点ＸＳを頂点とし底辺をＤｃ、高さをＤｃｃとする三角形Ｔ１と、Ｘ線焦点ＸＳを頂点とし底辺をＤｄ、高さを（Ｄｃｃ＋Ｄｃｄ）とする三角形Ｔ２とで表される。これら三角形Ｔ１と三角形Ｔ２とは相似であることから、三角形Ｔ１の高さであるＤｃｃと三角形Ｔ２の高さである（Ｄｃｃ＋Ｄｃｄ）との比は、
Ｄｃｃ：（Ｄｃｃ＋Ｄｃｄ）＝Ｄｃ：Ｄｄとして示すことができる。
Ｄｃ＝ＤｃｃＤｄ／（Ｄｃｃ＋Ｄｃｄ）・・・（１）
となり、Ｄｃｃ，Ｄｃｄ，Ｄｄは既知の値であることから（１）式によりＤｃを求めることができる。このＤｃの値をＸ線検出器３で検出する１インチ毎のＸ線照射野の大きさ（Ｄｄ）に対する、コリメータ２で可変する複数の開口部Ｋの大きさとする。なお、上述した、記憶部２５は、本発明における記憶手段に相当する。

指示部２１は、Ｘ線検出器３で検出する複数のＸ線照射野の大きさについて、いずれか一つのＸ線照射野の大きさを指示することが可能な構成となっている。ここでは、図５に示したＸ線照射野のうちのいずれか一つを指示することができるものであり、例えば、指示部２１は、タッチパネルなど外部から入力可能なモニタ（図示省略）であり、複数のＸ線照射野を指示するための画面が表示され、術者（Ｘ線撮影技師など）が手で触れることにより、指示する操作が可能なものである。なお、上述した指示部２１は、本発明における指示手段に相当する。

また、図１に示すように、制御部１７には、絞り制御部４１と傾斜制御部４３とが備えられている。絞り制御部４１は、指示部２１でいずれか一つのＸ線照射野の大きさが指示されたことに基づいて、開口記憶部２６に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた、コリメータ２の開口部Ｋの大きさになるように制御を行うものである。具体的には、絞り制御部４１は、コリメータリーフ３５のＸ方向コリメータリーフ３７とＹ方向コリメータリーフ３９との開閉駆動を行うコリメータリーフ駆動モータ４５を制御することにより、これらＸ方向コリメータリーフ３７とＹ方向コリメータリーフ３９とによって形成された開口部Ｋの大きさを変化させる構成となっている。

また、傾斜制御部４３は、指示部２１でいずれか一つのＸ線照射野の大きさが指示されたことに基づいて、記憶部２５に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた、Ｘ線管１を、Ｘ線管１のターゲット３３のＸ線焦点ＸＳを基準として傾くように、傾斜駆動モータ４７を駆動制御するものである。具体的には、傾斜制御部４３は、傾斜駆動モータ４７の駆動を制御するものであり、この傾斜駆動モータ４７からの動力をＸ線管１に歯車を介して伝達し、これらＸ線管１とコリメータ２とを傾斜させる構成となっている。なお、上述した絞り制御部４１は、本発明における絞り制御手段に相当し、上述した傾斜制御部４３は、本発明における傾斜制御手段に相当し、上述した傾斜駆動モータ４７は、本発明における傾斜駆動手段に相当する。

また、Ｘ線管１とコリメータ２とＸ線検出器３は、保持装置により保持されている。例えば、保持装置は、支持基台に配設されたＣ型アーム移動機構が設けられている。このＣ型アーム移動機構のＣ型アーム両端の一方にはＸ線管１８とコリメータ２、他方にはＸ線検出器９が取り付けられ、それぞれが対向している状態となっている。また、Ｃ型アームがアーム長手方向へアームの曲がりに沿ってＣ型アームが移動するスライド移動、ないし、Ｃ型アーム水平に横切る水平線を回転中心としてＣ型アームが回転する水平周回回転をさせられる構成とされている。その結果、Ｃ型アーム移動機構によるＣ型アームのスライド移動や水平周回回転に伴ってＸ線管１とＸ線検出器３が被検体Ｍの周りを移動しながら、Ｘ線管１から被検体ＭにＸ線を照射すると共に、Ｘ線照射に伴ってＸ線検出器３から出力されるＸ線検出信号にしたがってＸ線画像を取得することができる。

次に、Ｘ線照射野の大きさに対して可変させる、Ｘ線管１およびコリメータ２の動作について説明する。まず、術者（Ｘ線撮影技師など）は、入力部２７でのキーボードやマウスなどの入力装置の操作により、このＸ線照射野の大きさに対応した、Ｘ線管１が傾く複数の角度を入力する。例えば、入力部２７には、図５のような内容を示す画面が表示され、この表示でのＸ線照射野［インチ］の欄には、Ｘ線診断装置で指示できるＸ線照射野として、９から１７までの１インチ毎の値が表示される。次に、このＸ線照射野に対応した、Ｘ線管１の傾き角度をキーボードやマウスなどにより、Ｘ線照射野が「９」の場合には、「傾斜角度」の欄に「０」を入力し、Ｘ線照射野が「１７」の場合には、「傾き角度」の欄に「２」を入力する。

さらに、入力部２７で、Ｘ線照射野の大きさに対応したＸ線管１の傾き角度の入力がされると、この入力に基づいて、制御部１７で処理がされ、傾斜記憶部２５にＸ線照射野の大きさに対応したＸ線管１の傾き角度が記憶される。

また、Ｘ線照射野の大きさに対応した、コリメータ２で可変する複数の開口部Ｋの大きさは、予め計算により求められるものであり、この結果は、開口記憶部２６に記憶されている。具体的には、上述した（１）式であるＤｃ＝ＤｃｃＤｄ／（Ｄｃｃ＋Ｄｃｄ）に基づいて、Ｘ線検出器３で検出する１インチ毎のＸ線照射野の大きさに対する、コリメータ２で可変する複数の開口部Ｋの大きさが計算される。ここで、Ｘ線管１（Ｘ線管焦点ＸＳ）とコリメータ２（コリメータリーフ３５）との距離Ｄｃｃは、構造上予め決まっている一定の値であり開口記憶部２６に記憶されており、また、コリメータリーフ３５とＸ線検出器３との距離をＤｃｄは、診断内容により可変するものであるが、診断前に、手動でＤｃｄの値を測定し入力部２７により入力または自動でＤｃｄの値を測定する装置が備えられており、これら測定されたＤｃｄの値は、開口記憶部２６に記憶されている。また、Ｘ線検出器３でのＸ線照射野の幅Ｄｄは、例えば、９インチ（２３ｃｍ）から１７インチ（４３ｃｍ）までの、１インチ毎のＸ線照射野の大きさであり、ここでは、９つのＸ線照射野の大きさが設定されている。したがって、Ｄｃｃ，Ｄｃｄ，Ｄｄは既知の値であり、制御部１７は開口記憶部２６に記憶されているＤｃｃとＤｃｄとの値を読み出して、９つのＸ線照射野の大きさ毎に（１）式に基づいて、コリメータリーフ３５の開口部Ｋの幅Ｄｃを計算し、この結果を、Ｘ線照射野の大きさに対応付けられた、コリメータ２の開口部Ｋの大きさとして開口記憶部２６に記憶させる。

また、Ｘ線撮影（透視）を行う前に、術者は、必要な被検体ＭのＸ線撮影範囲（Ｘ線照射野）のＸ線画像を得るために、Ｘ線照射野を指示部２１により指示する。ここで、指示部２１のモニタ（タッチパネル）には、複数のＸ線照射野を指示するための「Ｘ線照射野９インチ」から「Ｘ線照射野 １７インチ」までの１インチ毎の９つの値が表示されており、術者は、これらのうちのいずれか一つのＸ線照射野を触れることにより指示する。例えば、Ｘ線照射野が小さい、９インチを指示する場合には、「Ｘ線照射野 ９インチ」を指示し、Ｘ線照射野が大きい、１７インチを指示する場合には、「Ｘ線照射野 １７インチ」を指示する。

さらに、指示部２１で所定のＸ線照射野が指示されると、この指示に基づいて、制御部１７の絞り制御部４１は、開口記憶部２６に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた、コリメータ２の開口部Ｋの大きさを読み出し、さらに絞り制御部４１は、読み出されたコリメータ２の開口部Ｋの大きさとなるように、コリメータリーフ駆動モータ４５を制御する。この制御に基づいてコリメータリーフ駆動部１７は、コリメータリーフ３５を駆動し、開口記憶部２６に記憶された開口部Ｋの大きさになる。

また、傾斜制御部４３は、指示部２１で所定のＸ線照射野が指示されると、傾斜記憶部２５に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた、Ｘ線管１が傾く角度を読み出し、この角度に傾くように傾斜駆動モータ４７を制御する。この制御に基づいて傾斜駆動モータ４７により歯車を回転させ、傾斜記憶部２５に記憶されたＸ線管１が傾く。

次に、Ｘ線照射野が指示された後、Ｘ線管１から出力されたＸ線が、コリメータ２のコリメータリーフ３５の開口部Ｋで絞られて、Ｘ線検出器３で検出されることについて図１〜図２を用いて説明する。まず、図１に示すように、入力部２７からＸ線撮影（透視）を行うための操作が行われると、制御部１７は照射制御部１９を制御する。さらに、照射制御部１９はＸ線管１を制御する。さらに、図２に示すようにＸ線管１のフィラメント３１から熱電子が出力され、ターゲット３３に衝突し、Ｘ線焦点ＸＳからＸ線として出力される。

また、図２における実線で描かれたＸ線管１は、Ｘ線検出器３に対して傾けた状態を示すものであり、他方の２点鎖線で描かれたＸ線管１は、Ｘ線検出器３に対して傾けていない状態を示すものである。まず、実線で描かれたＸ線管１がＸ線検出器に対して傾いた（２°）状態を説明する。この状態は、指示部２１でＸ線照射野が大きい（１７インチ）ことが指示された場合のＸ線撮影における、コリメータ２のコリメータリーフ３５の状態であり、Ｘ線照射野が小さい（９インチ）場合より大きいコリメータ２の開口部Ｋにより絞られてＸ線検出器３側に出力される。具体的には、Ｘ線管１から出力されるＸ線は、図２に示すＸ線方向ａからｅの範囲に出力されるものである。さらに、Ｘ線はコリメータ２のコリメータリーフ３５によりＸ線方向ａからｄの範囲に絞られて出力される。また、Ｘ線検出器３は、Ｘ線方向ａからｄの範囲のＸ線が検出される。ここで、Ｘ線方向ａからｂのＸ線強度の強い範囲のＸ線が検出され、画質が低下することを低減させたＸ線画像を得ることになる。

次に、指示部２１でＸ線照射野が小さい（９インチ）ことが指示されたことに基づいて、傾斜制御部４３は、Ｘ線管１をＸ線管１のターゲット３３のＸ線焦点ＸＳを基準として、２°の傾きから０°（傾いていない状態）に動くように傾斜駆動モータ４７が制御され、図２の２点鎖線で描かれた状態となる。また、絞り制御部４１により、コリメータリーフ駆動モータ４５の駆動が制御され、コリメータリーフ３５により形成された開口部Ｋが絞られ、Ｘ線管１から出力されたＸ線がＸ線検出器３側に出力される状態となる。具体的には、Ｘ線管１から出力されるＸ線は、コリメータ２によりＸ線方向ａからｃの範囲に絞られて出力される（図６参照）。また、Ｘ線検出器３は、Ｘ線方向ａからｃの範囲のＸ線が検出される。ここで、Ｘ線方向ａからｂのＸ線強度の強い範囲のＸ線が検出され、画質が低下することを低減させたＸ線画像を得ることになる。

上述したようにＸ線診断装置によれば、傾斜制御部４３は、指示部２１でＸ線照射野が大きいことが指示されたことに基づいて、傾斜記憶部２５に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野が大きい（１７インチ角）ことに対応付けられた角度（２°）に、Ｘ線管１が傾くように傾斜駆動モータ４７の駆動を制御する。したがって、Ｘ線管１からＸ線が出力されると、Ｘ線検出器３で検出するＸ線照射野が大きい（１７インチ角）場合での検出を行うことができる。また、傾斜制御部４３は、指示部２１でＸ線照射野が小さいことが指示されたことに基づいて、傾斜記憶部２５に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野が小さい（９インチ角）に対応付けられた角度（０°）に、Ｘ線管１が傾くように傾斜駆動モータ４７の駆動を制御する。したがって、Ｘ線管１からＸ線が出力されると、Ｘ線検出器３で検出するＸ線照射野が小さい（９インチ角）大きさでの検出を行うことができる。したがって、複雑な構成を必要とせず、Ｘ線照射野が大きい場合でもＸ線撮影を行うことができ、Ｘ線照射野が小さい場合のＸ線撮影では、Ｘ線照射野が大きい場合に必要なＸ線強度が低いＸ線を用いてＸ線撮影を行うことがなく、画質が低下することを低減させることができる。

また、Ｘ線管１は、フィラメント３１と、ターゲット３３により構成され、フィラメント３１は、熱電子を発生させ、ターゲット３３は、端部にフィラメント３１で発生した熱電子が衝突する傾斜した面を設け、この傾斜した面に熱電子が衝突することで、端部より前方向で、かつ傾斜した面に沿った方向から所定の角度の範囲に、Ｘ線を出力させる。ここで、傾斜記憶部２５に記憶されるＸ線管１が傾く複数の角度は、ターゲット３３の傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線が、Ｘ線検出器３で検出する大きさにおけるＸ線照射野の一方の端部に照射され、かつ、Ｘ線照射野の他方の端部には、ターゲット３３の傾斜した面に沿った方向から所定の角度に出力されたＸ線が照射される角度である。つまり、Ｘ線管１は、Ｘ線照射野の大きさが変化した場合でも、常にターゲット３３の傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線をＸ線照射野の一方の端部に照射し、かつ、Ｘ線照射野の他方の端部には、ターゲットの傾斜した面に沿った方向から所定の角度に出力されたＸ線が照射される。したがって、常にターゲット３３の傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線強度が強いＸ線を用いて撮影を行うことができ、画質が低下することを低減させることができる。

また、開口記憶部２６に、絞り制御部４１は、指示部２１でＸ線照射野が大きい（１７インチ角）ことを示す指示がされたことに基づいて、開口記憶部２６に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野が大きい（１７インチ角）ことに対応付けられた、コリメータ２の開口部Ｋの大きさになるように可変する制御を行う。したがって、Ｘ線管１からＸ線が出力されると、コリメータ２の開口部ＫによりＸ線照射野が大きい（１７インチ角）場合に合わせてＸ線が絞られ、Ｘ線検出器３で検出するＸ線照射野が大きい（１７インチ角）場合での検出を行うことができる。また、絞り制御部４１は、指示部２１でＸ線照射野が小さい（９インチ角）指示がされたことに基づいて、開口記憶部２６に記憶されている当該指示部２１で指示されたＸ線照射野が小さいこと（９インチ角）に対応付けられた、コリメータ２の開口部Ｋの大きさとなるように可変する制御を行う。したがって、Ｘ線管１からＸ線が出力されると、コリメータ２の開口部ＫによりＸ線照射野が小さい場合に合わせてＸ線が絞られ、Ｘ線検出器３でＸ線照射野が小さい場合での検出を行うことができる。つまり、Ｘ線検出器３で検出するＸ線照射野が大きい場合、Ｘ線照射野が小さい場合の何れの場合でのＸ線撮影においても、Ｘ線照射野以外の範囲にＸ線を照射させることがなく、Ｘ線検出器３からのＸ線以外の焦点外Ｘ線や散乱線など２次的な照射がされることを防ぐことができ、その結果、画質が低下することを低減させ、また、被検体に不要なＸ線を照射させることを低減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）上述した実施例において、Ｘ線照射野の大きさを９インチ角から１７インチ角までの範囲で、１インチ毎のＸ線照射野の大きさがあるとして説明したが、Ｘ線照射野の大きさの範囲を、これ以外の大きさの範囲としてもよく、また、１インチ毎以外の大きさとしてもよい。

（２）上述した実施例において、Ｘ線検出器３は、直接変換方式のフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）として説明したが、間接変換方式のフラットパネルディテクタでＸ線を検出するようにしてもよく、また、Ｉ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）管などにより検出するようにしてもよい。

Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。 Ｘ線検出器に対して、Ｘ線管を傾けた状態と傾けていない状態とを示す模式図である。 Ｘ線管とコリメータとＸ線検出器との関係を示す模式図である。 コリメータリーフの構成を示す斜視図である。 Ｘ線照射野の大きさに対する、Ｘ線管が傾く傾斜角度を示した模式図である。 従来における、Ｘ線検出器に対して、Ｘ線管を傾けていない状態を示す模式図である。 従来における、Ｘ線検出器に対して、Ｘ線管を傾けた状態を示す模式図である。

符号の説明

１ …Ｘ線管（Ｘ線出力手段）
２ …コリメータ（Ｘ線絞り手段）
３ …Ｘ線検出器（Ｘ線検出手段）
２１…指示部（指示手段）
２５…傾斜記憶部（傾斜記憶手段）
２６…開口記憶部（開口記憶手段）
３１…フィラメント
３３…ターゲット
４１…絞り制御部（絞り制御手段）
４３…傾斜制御部（傾斜制御手段）
４７…傾斜駆動モータ（傾斜駆動手段）
Ｋ …開口部

Claims (3)

1. （Ａ）Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、（Ｂ）前記Ｘ線出力手段から出力されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、（Ｃ）前記Ｘ線出力手段を傾ける駆動を行う傾斜駆動手段と、（Ｄ）前記傾斜駆動手段の駆動の制御を行う傾斜制御手段と、（Ｅ）前記Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさに対して、前記Ｘ線出力手段が傾く複数の角度、を対応付けて記憶する傾斜記憶手段と、（Ｆ）前記Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさについて、いずれか一つのＸ線照射野の大きさを指示する指示手段と、を備え、（Ｇ）前記傾斜制御手段は、前記指示手段でいずれか一つのＸ線照射野の大きさが指示されたことに基づいて、前記傾斜記憶手段に記憶されている当該指示手段で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた角度に、前記Ｘ線出力手段が傾くように前記傾斜駆動手段の駆動を制御することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 請求項１に記載のＸ線診断装置において、前記Ｘ線出力手段は、熱電子を発生させるフィラメントと、端部に前記フィラメントで発生した熱電子が衝突する傾斜した面を設け、この傾斜した面に熱電子が衝突することで、端部より前方向で、かつ傾斜した面に沿った方向から所定の角度の範囲に、Ｘ線を出力させるターゲットと、を備え、前記傾斜記憶手段に記憶される前記Ｘ線出力手段が傾く複数の角度は、前記ターゲットの傾斜した面に沿った方向から出力されたＸ線が、Ｘ線照射野の一方の端部に照射される角度であることを特徴とするＸ線診断装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のＸ線診断装置において、前記Ｘ線出力手段から出力されたＸ線を、開口部の大きさを可変させることで絞るＸ線絞り手段と、前記Ｘ線絞り手段の開口部の大きさを変化させる制御を行う絞り制御手段と、前記Ｘ線検出手段で検出する複数のＸ線照射野の大きさに対して、前記Ｘ線絞り手段で可変する複数の開口部の大きさを対応付けて記憶する開口記憶手段と、を備え、前記絞り制御手段は、前記指示手段でいずれか一つのＸ線照射野の大きさが指示されたことに基づいて、前記開口記憶手段に記憶されている当該指示手段で指示されたＸ線照射野の大きさに対応付けられた、前記Ｘ線絞り手段の開口部の大きさになるように可変する制御を行うことを特徴とするＸ線診断装置。

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