JP2019145435A - X-ray diagnostic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、X線診断装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray diagnostic apparatus.
一般に、X線診断装置は、X線管に管電圧を印加することによって、X線管が有するフィラメントを加熱し、加熱されたフィラメントから発生する熱電子をターゲットへ当てることによってX線を発生する。この時、フィラメントの加熱を開始してから、フィラメントの温度が安定するまで(即ち、X線の出力が所望の出力値で安定するまで)、通常1〜2秒程度の時間(立ち上がり時間)がかかる。 Generally, an X-ray diagnostic apparatus heats a filament of an X-ray tube by applying a tube voltage to the X-ray tube, and generates X-rays by applying thermoelectrons generated from the heated filament to a target. . At this time, it usually takes about 1 to 2 seconds (rise time) from the start of heating the filament until the filament temperature is stabilized (that is, until the X-ray output is stabilized at a desired output value). Take it.
X線診断装置は、この種の立ち上がり時間を短縮させる観点から、例えば、予備加熱機能または急加熱機能を有する場合がある。予備加熱機能は、X線を照射しない期間において、熱電子が発生しない程度にフィラメントを加熱する機能である。急加熱機能は、フィラメントの加熱の開始直後に、当該フィラメントを急激に加熱する機能である。 The X-ray diagnostic apparatus may have, for example, a preheating function or a rapid heating function from the viewpoint of shortening this type of rise time. The preheating function is a function of heating the filament to such an extent that thermoelectrons are not generated in a period in which X-ray irradiation is not performed. The rapid heating function is a function of rapidly heating the filament immediately after the start of heating of the filament.
しかしながら、以上のようなX線診断装置は、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、予備加熱機能または急加熱機能を用いることにより、あるフィラメントに対する負荷が大きくなる可能性がある。例えば、予備加熱機能を用いる場合には、あるフィラメントに対する連続の加熱時間が通常よりも長くなるため、当該フィラメントへの負荷が大きくなる可能性がある。また例えば、急加熱機能を用いる場合には、あるフィラメントに過剰な負荷がかかる可能性がある。 However, the X-ray diagnostic apparatus as described above is usually not particularly problematic, but according to the study of the present inventor, there is a possibility that the load on a certain filament may be increased by using the preheating function or the rapid heating function. is there. For example, when the preheating function is used, since the continuous heating time for a certain filament becomes longer than usual, the load on the filament may increase. For example, when using the rapid heating function, an excessive load may be applied to a certain filament.
目的は、X線を照射しない期間のフィラメントへの負荷およびフィラメントへの過剰な負荷をかけずに、X線出力に関する立ち上がり時間を短縮し得るX線診断装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus that can shorten the rise time relating to the X-ray output without imposing an excessive load on the filament and an excessive load on the filament during a period when X-rays are not irradiated.
実施形態によれば、X線診断装置は、X線管と、フィラメント加熱部と、フィラメント制御部とを具備する。X線管は、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントを有し、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントに個別に流れるフィラメント電流に応じた複数の電子ビームが収束する焦点からX線を発生する。フィラメント加熱部は、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントに対して管電流に応じたフィラメント電流を印加することによって、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントを同時に加熱する。フィラメント制御部は、X線の出力が所望の目標値を維持するように、フィラメント加熱部を制御する。 According to the embodiment, the X-ray diagnostic apparatus includes an X-ray tube, a filament heating unit, and a filament control unit. The X-ray tube has a first filament and a second filament, and generates X-rays from a focal point where a plurality of electron beams according to filament currents individually flowing in the first filament and the second filament converge. . The filament heating unit heats the first filament and the second filament simultaneously by applying a filament current corresponding to the tube current to the first filament and the second filament. The filament control unit controls the filament heating unit so that the X-ray output maintains a desired target value.
以下、図面を参照しながら各実施形態について説明する。各実施形態では、解説済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号を付して重複する説明を省略し未解説の要素について主に述べる。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the same or similar elements as the already described elements are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted, and unexplained elements are mainly described.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線診断装置1の構成例を示すブロック図である。X線診断装置1は、X線高電圧装置2と、X線源装置3、X線検出器4、サポートフレーム5、および天板6を有する寝台と、画像発生回路7と、通信インタフェース回路8と、入力インタフェース回路9と、制御回路10と、記憶回路11と、表示回路12とを備える。また、X線源装置3は、X線管3aと、X線可動絞り3bとを備える。尚、X線診断装置1は、例えば、消化管造影検査などで用いられるX線透視診断装置に相当する。また、X線診断装置1は、例えば、血管造影検査などで用いられる循環器用X線透視診断装置などでもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an X-ray
X線高電圧装置2は、X線管3aに印加する管電流および管電圧を発生する。具体的には、X線高電圧装置2は、図2に例示するように、高電圧発生回路21と、フィラメント加熱回路22と、X線制御回路23とを備える。尚、X線高電圧装置2は、例えば、インバータ制御方式を用いたX線高電圧装置に相当する。
The X-ray
高電圧発生回路21は、X線制御回路23の制御のもとで、X線撮影およびX線透視にそれぞれ適した管電流および管電流をX線管3aに印加する。高電圧発生回路21は、さらに、管電圧検出回路21aと、管電流検出回路21bとを備える。
Under the control of the
管電圧検出回路21aは、X線管3aに印加される管電圧の値を検出する。管電圧検出回路21aは、検出した管電圧の値を管電圧検出値としてX線制御回路23へと出力する。尚、管電圧検出回路21aは、例えば、電圧センサに相当する。
The tube
管電流検出回路21bは、X線管3aに印加される管電流の値を検出する。管電流検出回路21bは、検出した管電流の値を管電流検出値としてX線制御回路23へと出力する。尚、管電流検出回路21bは、例えば、電流センサに相当する。
The tube
フィラメント加熱回路22は、X線制御回路23の制御のもとで、X線管3aの複数のフィラメントに対して管電流に応じたフィラメント電流をそれぞれ印加することによって、複数のフィラメントを同時に加熱する。尚、フィラメント加熱回路22は、例えば、高周波加熱方式を用いたフィラメント加熱回路に相当する。また、「フィラメントに電流を印加する」ことは、「フィラメントを加熱する」ことと同義である。
The
フィラメント加熱回路22は、複数のフィラメントに印加するフィラメント電流をそれぞれ検出できるような構成を付加してもよい。また、フィラメント加熱回路22は、複数のフィラメントのそれぞれの温度、或いは複数のフィラメントのそれぞれの温度の合計を検出できる構成を付加してもよい。また、フィラメント加熱回路22は、高電圧発生回路21に含まれていてもよい。
The
X線制御回路23は、高電圧発生回路21およびフィラメント加熱回路22を制御するプロセッサである。X線制御回路23は、入力インタフェース回路9からX線条件を受け取る。X線制御回路23は、X線条件に基づいて高電圧発生回路21を制御する。
The
また、X線制御回路23は、メモリに記憶された操作者の指示などに従って、複数のフィラメントに印加するフィラメント電流の値を制御するための機能を実行する。上記機能は、例えば、フィラメント制御機能23aなどがある。
Further, the
フィラメント制御機能23aは、複数のフィラメントが寄与するX線の出力が所望の目標値(X線出力目標値)を維持するように、複数のフィラメントに印加されるフィラメント電流を制御するフィラメント加熱回路22を制御する。具体的には、例えば、フィラメント制御機能23aは、X線の出力が所望の目標値に達したことを契機として、あるフィラメントに印加するフィラメント電流を徐々に下げるようにフィラメント加熱回路22を制御する。また例えば、フィラメント制御機能23aは、X線の出力が所望の目標値に達したことを契機として、複数のフィラメントに印加するフィラメント電流を、その時点の電流値で維持するようにフィラメント加熱回路22を制御する。
The
なお、フィラメント制御機能23aは、記憶回路11などに予め記憶されている各フィラメントに対する必要な加熱量の情報などに基づいて、最適なフィラメントを選択するようにフィラメント加熱回路22を制御してもよい。選択する方式としては、例えば、管電流の目標値と、管電流の目標値に対応する各フィラメントの加熱量およびフィラメント電流値と、各フィラメントの識別子とを関連付けたテーブルを記憶回路11に予め記憶する方式としてもよい。この場合、管電流の目標値に基づいて当該テーブルから各フィラメントの識別子(およびフィラメント電流値)を読み出すことにより、各フィラメントを最適に選択することができる。選択した各フィラメントについては、フィラメント電流値に基づいてフィラメント加熱回路22を制御することにより、管電流の目標値を達成可能である。
The
或いはフィラメント制御機能23aは、各フィラメントに対する加熱量を最適に割り振るようにフィラメント加熱回路22を制御してもよい。割り振る方式としては、例えば、管電流の目標値と、管電流の目標値に対応する各フィラメントの加熱量およびフィラメント電流値とを関連付けたテーブルを記憶回路11に予め記憶する方式としてもよい。この場合、管電流の目標値に基づいて当該テーブルから各フィラメントの(加熱量および)フィラメント電流値を読み出すことにより、各フィラメントの加熱量を最適に割り振ることができる。
Alternatively, the
X線出力は、X線条件に基づいて決定されるため、管電圧、管電流、およびフィラメント電流のそれぞれの値は相互に関係している。即ち、その関係が既知であれば、X線出力として、例えば、管電流の検出値(管電流検出値)を用いてもよく、所望の目標値(X線出力目標値)として、例えば、設定されたX線条件における管電流の値を用いてもよい。尚、フィラメントの温度を測定可能な構成の場合には、X線出力は、複数のフィラメントのそれぞれの温度の合計でもよく、X線出力目標値は、あるフィラメントについての所望の温度でもよい。 Since the X-ray output is determined based on the X-ray condition, the values of the tube voltage, the tube current, and the filament current are related to each other. That is, if the relationship is known, for example, a tube current detection value (tube current detection value) may be used as the X-ray output, and a desired target value (X-ray output target value) may be set, for example. You may use the value of the tube current in the X-ray conditions. When the filament temperature can be measured, the X-ray output may be the sum of the temperatures of the plurality of filaments, and the X-ray output target value may be a desired temperature for a certain filament.
X線管3aは、X線高電圧装置2から印加された管電流および管電圧に基づいてX線を発生する。X線管3aによって発生されたX線は、被検体Pに照射される。詳しくは、X線管3aは、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントを有し、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントに個別に流れるフィラメント電流に応じた複数の電子ビームが収束する焦点からX線を発生する。すなわち、複数のフィラメントの焦点は、互いに重なる位置にある。
The X-ray tube 3 a generates X-rays based on the tube current and tube voltage applied from the X-ray
X線管3aは、例えば、略同一の焦点サイズを持つ2つのフィラメント(第1のフィラメントおよび第2のフィラメント)を陰極に有する。「略同一」の用語は、略等しい旨の用語に読み替えてもよい。尚、X線管3aは、例えば、回転陽極型のX線管に相当する。また、X線管3aは、例えば、固定陽極型のX線管などでもよい。 The X-ray tube 3a has, for example, two filaments (a first filament and a second filament) having substantially the same focal spot size as a cathode. The term “substantially identical” may be read as a term that is substantially equal. The X-ray tube 3a corresponds to, for example, a rotary anode type X-ray tube. The X-ray tube 3a may be, for example, a fixed anode type X-ray tube.
図3において、X線管3aの構成の一部を示す。X線管3aは、ターゲット32をもつアノードにアノード電圧が印加され、陰極31のフィラメントにフィラメント電圧が印加され、陰極31のグリッドにグリッド電圧が印加される。これにより、フィラメントとおよびアノードとの間に管電圧が印加される。X線管3aは、印加された管電圧によって陰極31内のフィラメントから熱電子を放出する。放出された熱電子(電子ビーム)は、アノードのターゲット32に衝突した際のエネルギーによって、X線に変換される。尚、フィラメントからターゲットに至る電子ビームは、管電流に相当する。管電流の値は、フィラメント電流により制御される。また、ターゲット32は、回転軸RAの周囲で回転可能な、回転陽極型のターゲットに相当する。
FIG. 3 shows a part of the configuration of the X-ray tube 3a. In the X-ray tube 3 a, an anode voltage is applied to the anode having the
図4において、X線管3aの陰極31に備えられた略同一の焦点サイズを持つフィラメント31a,31b(第1のフィラメントおよび第2のフィラメント)と、ターゲット32の焦点32aとを例示する。陰極31に備えられたフィラメント31a,31bは、フィラメント加熱回路22によってそれぞれフィラメント電流が同時に印加される。フィラメント31a,31bは、フィラメント電流が印加されて熱が発生することによって、熱電子を放出する。フィラメント31a,31bから放出された熱電子(複数の電子ビーム)は、それぞれターゲット32の焦点32aに衝突する。焦点32aに衝突した熱電子は、衝突時のエネルギーによって一部がX線に変換される。すなわち、複数の電子ビームが収束する焦点32aからX線が発生する。
In FIG. 4,
なお、フィラメント31a,31bの位置は、図4に例示した位置に限らず、フィラメント31a,31bからの熱電子が焦点32aに収束できる位置であればよい。これに加え、フィラメント31a,31bの各々の焦点サイズが略同一なので、複数のフィラメントを用いた場合でも、一つのフィラメントを用いた場合の焦点サイズを維持することができる。
The positions of the
X線可動絞り3bは、X線管3aによって発生されたX線の照射野を限定する。X線可動絞り3bは、X線の照射野を限定することによって、操作者が所望する被検体Pの撮影部位(或いは、撮影範囲)にだけX線を照射することができる。即ち、X線可動絞り3bは、撮影部位(或いは、撮影範囲)とは異なる部位(或いは、範囲)に対して、不要な被曝をさせないようにすることができる。また、X線可動絞り3bは、散乱X線の低減および焦点外X線の除去ができる。
The X-ray
X線検出器4は、X線管3aから発生され、被検体Pを透過したX線を検出する。X線検出器4は、例えば、X線を検出することができるフラットパネルディテクタ(Flat Panel Detector:FPD)を備える。FPDは、複数の半導体検出素子を有する。半導体検出素子には、間接変換形と直接変換形とがある。間接変換形とは、入射X線を蛍光体などのシンチレータによって光に変換し、変換された光を電気信号に変換する形式である。直接変換形とは、入射X線を直接的に電気信号に変換する形式である。尚、X線検出器4として、イメージインテンシファイア(Imageintensifier)が用いられてもよい。また、本明細書では、X線検出器4におけるX線を検出可能な範囲を「X線検出領域」と呼ぶ。
The
X線の入射に伴って複数の半導体検出素子で発生された電気信号は、図示しないアナログディジタル変換器(Analog to Digital converter:A/D変換器)に出力される。A/D変換器は、電気信号をディジタルデータに変換する。A/D変換器は、ディジタルデータを、画像発生回路7に出力する。 Electrical signals generated by a plurality of semiconductor detection elements as X-rays are incident are output to an analog-to-digital converter (A / D converter) (not shown). The A / D converter converts an electrical signal into digital data. The A / D converter outputs digital data to the image generation circuit 7.
サポートフレーム5は、互いに対向配置されたX線源装置3およびX線検出器4を移動可能に支持する。具体的には、サポートフレーム5は、天板6の面に対して上方にX線源装置3が設置されるオーバーチューブ方式のフレームに相当する。尚、サポートフレーム5は、天板6の面に対して下方にX線源装置3が設置されるアンダーチューブ方式のフレームが用いられてもよい。また、サポートフレーム5は、CアームおよびΩアームによる構造が用いられてもよい。さらに、サポートフレーム5は、X線源装置3およびX線検出器4をそれぞれ独立に支持する2つのアーム(例えばロボットアームなど)による構造が用いられてもよい。
The
図示しない寝台は、被検体Pが載置される天板6(臥位テーブルとも言う)を有する。天板6には、被検体Pが載置される。 A couch (not shown) has a top 6 (also referred to as a prone table) on which the subject P is placed. A subject P is placed on the top 6.
図示しない駆動装置は、例えば、制御回路10の制御によって、サポートフレーム5と寝台とをそれぞれ駆動する。X線透視時およびX線撮影時においては、X線源装置3とX線検出器4との間に、天板6に載置された被検体Pが配置される。また、駆動装置は、例えば、制御回路10の制御によって、X線可動絞り3bを駆動する。尚、駆動装置は、制御回路10の制御のもとで、X線源装置3に対してX線検出器4を回転させてもよい。
A drive device (not shown) drives the
画像発生回路7は、X線検出器4からA/D変換器を介して出力されたディジタルデータに基づいてX線画像を発生する。画像発生回路7は、発生したX線画像を記憶回路11および外部記憶装置(図示せず)などに出力する。
The image generation circuit 7 generates an X-ray image based on the digital data output from the
通信インタフェース回路8は、例えば、ネットワークおよび図示しない外部記憶装置に関する回路である。X線診断装置1によって得られたX線画像などは、通信インタフェース回路8およびネットワークを介して他の装置に転送可能である。尚、以降、通信インタフェース回路8を介して情報がやりとりされる場合には、「通信インタフェース回路8を介して」という記載を省略する。
The
入力インタフェース回路9は、操作者が所望するX線撮影の撮影条件およびX線透視の透視条件などのX線照射条件、透視・撮影位置、照射野、およびX線画像における関心領域(region of interest:ROI)などを、操作者の指示により入力する。具体的には、入力インタフェース回路9は、操作者からの各種指示、命令、情報、選択、および設定を、X線診断装置1に取り込む。
The
入力インタフェース回路9は、関心領域の設定などを行うためのジョイスティック、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ、撮影用のフットスイッチ、および音声認識用のマイクなどにより実現される。入力インタフェース回路9は、制御回路10に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し制御回路10へと出力する。
The
本明細書において、入力インタフェース回路9は、マウスおよびキーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路10へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路9の例に含まれる。
In the present specification, the
制御回路10は、例えば、X線診断装置1における各回路および駆動装置などを制御するプロセッサである。制御回路10は、入力インタフェース回路9から入力された操作者の指示などの情報を、図示しないメモリに一時的に記憶する。制御回路10は、メモリに記憶された操作者の指示などに従って、X線撮影およびX線透視を実行するために、X線高電圧装置2、X線可動絞り3b、および駆動装置などを制御する。また、制御回路10は、画像発生回路7におけるX線画像発生処理などを制御する。
The
記憶回路11は、HDD(Hard Disk Drive)などの電気的情報を記録するメモリと、それらメモリに付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路から構成される。メモリとしては、HDDに限らず、SSD(ソリッドステートドライブ)、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD、DVD、Blu−ray(登録商標)など)、および半導体メモリなどが適宜、使用可能となっている。
The
記憶回路11は、画像発生回路7で発生された種々のX線画像、X線診断装置1のシステム制御プログラム、制御回路10において実行される診断プロトコル、入力インタフェース回路9から送られてくる操作者の指示、X線撮影に関する撮影条件およびX線透視に関する透視条件などの各種データ群、エラー情報、およびネットワークを介して送られてくる種々のデータなどを記憶する。尚、記憶回路11は、電流の目標値と、管電流の目標値に対応する各フィラメントの加熱量およびフィラメント電流値と、各フィラメントの識別子とを関連付けたテーブルを記憶してもよい。
The
表示回路12は、医用画像などを表示するディスプレイ、当該ディスプレイに表示用の信号を供給する内部回路、およびディスプレイと内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成される。
The
ディスプレイは、画像発生回路7によって発生されたX線画像を表示する。ディスプレイは、ディスプレイの全面を、X線画像を表示するための表示ウィンドウとしてもよいし、ディスプレイの一部を表示ウィンドウとしてもよいし、その両方を切り替えられるようにしてもよい。尚、ディスプレイは、透視・撮影位置、X線照射条件などの入力に関する入力画面を表示してもよい。 The display displays the X-ray image generated by the image generation circuit 7. The display may be a display window for displaying an X-ray image on the entire surface of the display, a part of the display may be a display window, or both of them may be switched. The display may display an input screen related to input of fluoroscopy / imaging position, X-ray irradiation conditions, and the like.
(第1の動作例)
次に、以上のように構成されたX線診断装置1の動作(第1の動作例)について、図5のフローチャートおよび図6のタイミングチャートを用いて説明する。以下の説明は、主に、フィラメント制御機能23aによる複数のフィラメントに印加するフィラメント電流の値の制御について述べる。尚、図6(a)はX線照射スイッチのONを示す波形、図6(b)の実線はX線出力の波形、図6(c)は第1のフィラメントの電流値の波形、図6(d)は第2のフィラメントの電流値の波形である。
(First operation example)
Next, the operation (first operation example) of the X-ray
始めに、寝台の天板6の上に被検体Pが載置される。X線診断装置1は、操作者の操作により、予め設定された検査種別および検査名が選択され、選択された検査種別および検査名に対応付けられた撮影条件(X線条件)を設定する。その後、X線診断装置1は、操作者の操作で入力インタフェース回路9の照射スイッチをONにすることにより、X線透視を開始し、ステップST11を開始する。
First, the subject P is placed on the
ステップST11において、フィラメント加熱回路22は、X線制御回路23の制御のもとで、複数のフィラメントに対して管電流に応じたフィラメント電流を印加することによって、複数のフィラメントを同時に加熱する。
In step ST11, the
具体的には、フィラメント加熱回路22は、時刻t0から時刻t1の間にかけて、フィラメント31a,31b(第1のフィラメントおよび第2のフィラメント)に対して管電流に応じたフィラメント電流を印加することによって、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントを同時に加熱する。これと同時に、管電流検出回路21bは、X線管3aに印加される管電流の値を常に検出し、検出した管電流の値を管電流検出値としてX線制御回路23へと常に出力する。
Specifically, the
ステップST12およびステップST13において、フィラメント制御機能23aは、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントが寄与するX線の出力が所望の目標値を維持するように、フィラメント加熱回路22を介してフィラメント電流を制御する。本動作例では、フィラメント制御機能23aは、X線の出力が所望の目標値に達したことを契機として、第2のフィラメントに印加するフィラメント電流を徐々に下げる制御をする。
In step ST12 and step ST13, the
ステップST12では、フィラメント制御機能23aは、X線出力が所望の目標値(X線出力目標値)に略到達しているか否かを判定する。X線出力がX線出力目標値に到達している場合には、処理はステップST13へと進み、そうでなければ、処理はステップST11へと戻る。
In step ST12, the
具体的には、フィラメント制御機能23aは、X線出力として管電流検出値を用い、X線出力目標値として管電流目標値を用いる。フィラメント制御機能23aは、管電流検出回路21bから受け取った管電流検出値が管電流目標値に略到達しているか否かを判定する。
Specifically, the
ステップST13において、フィラメント加熱回路22は、フィラメント制御機能23aの制御のもとで、現在のX線出力を維持しつつ第2のフィラメントに印加するフィラメント電流を下げる。
In step ST13, the
具体的には、フィラメント制御機能23aは、第1のフィラメントについて管電流目標値の管電流に応じたフィラメント電流を印加し続ける制御を行い、第2のフィラメントについて管電流検出値が管電流目標値を維持するように、時間経過とともに印加するフィラメント電流を徐々に下げる制御を行う。フィラメント加熱回路22は、時刻t1から時刻t2の間にかけて、第1のフィラメントについて管電流目標値の管電流に応じたフィラメント電流を印加し続け、第2のフィラメントについて管電流検出値が管電流目標値を維持するように、時間経過とともに印加するフィラメント電流を徐々に下げる。
Specifically, the
なお、図6(b)の点線は、第1のフィラメントだけを利用した場合のX線出力の波形である。この波形は、時刻t2において、X線出力がX線出力目標値に達する。従って、本実施形態のように第1のフィラメントおよび第2のフィラメントを用いた場合には、X線出力目標値に到達するまでの時間を、時間tr(=t2−t1)だけ短縮することができる。 In addition, the dotted line of FIG.6 (b) is a waveform of the X-ray output at the time of utilizing only a 1st filament. The waveform at time t 2, the X-ray output reaches the X-ray output target value. Therefore, when the first filament and the second filament are used as in the present embodiment, the time required to reach the X-ray output target value is shortened by the time t r (= t 2 −t 1 ). can do.
(第2の動作例)
第1の動作例では、第1のフィラメントと第2のフィラメントを同時に加熱させ、その後、第1のフィラメントについては目標値まで加熱させ、第2のフィラメントを補助的に用いる制御をした。第2の動作例では、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントを同時に加熱させ、その後、X線出力目標値に到達した時点の管電流値をそれぞれ維持するように第1のフィラメントおよび第2のフィラメントに供給するフィラメント電流を制御する。
(Second operation example)
In the first operation example, the first filament and the second filament were heated at the same time, and then the first filament was heated to the target value, and the second filament was controlled to be used as an auxiliary. In the second operation example, the first filament and the second filament are heated at the same time, and then the tube current value when the X-ray output target value is reached is maintained, respectively. Controls the filament current supplied to the filament.
第2の動作例について、図7のフローチャートおよび図8のタイミングチャートを用いて説明する。以下の説明は、主に、フィラメント制御機能23aによる複数のフィラメントに印加するフィラメント電流の値の制御について述べる。尚、図8(a)はX線照射スイッチのONを示す波形、図8(b)の実線はX線出力の波形、図8(c)は第1のフィラメントの電流値の波形、図8(d)は第2のフィラメントの電流値の波形である。また、ステップST11を開始する前の準備およびステップST11は、第1の動作例と同様のため説明を省略する。
A second operation example will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 and the timing chart of FIG. The following description mainly describes control of the value of the filament current applied to a plurality of filaments by the
ステップST12およびステップST21において、フィラメント制御機能23aは、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントが寄与するX線の出力が所望の目標値を維持するように、フィラメント加熱回路22を介してフィラメント電流を制御する。本動作例では、フィラメント制御機能23aは、X線の出力が所望の目標値に達したことを契機として、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントに印加するフィラメント電流を、その時点の電流値で維持する制御をする。
In step ST12 and step ST21, the
ステップST12では、フィラメント制御機能23aは、X線出力が所望の目標値(X線出力目標値)に略到達しているか否かを判定する。X線出力がX線出力目標値に到達している場合には、処理はステップST21へと進み、そうでなければ、処理はステップST11へと戻る。
In step ST12, the
具体的には、フィラメント制御機能23aは、X線出力として管電流検出値を用い、X線出力目標値として管電流目標値を用いる。フィラメント制御機能23aは、管電流検出回路21bから受け取った管電流検出値が管電流目標値に略到達しているか否かを判定する。
Specifically, the
ステップST21において、フィラメント加熱回路22は、フィラメント制御機能23aの制御のもとで、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントに印加する電流を現在の値のまま維持する。
In step ST21, the
具体的には、フィラメント制御機能23aは、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントについて管電流検出値に応じたフィラメント電流を印加し続ける制御を行う。フィラメント加熱回路22は、時刻t1から時刻t2の間にかけて、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントについて管電流検出値に応じたフィラメント電流を印加し続ける。
Specifically, the
なお、図8(b)の点線は、第1のフィラメントだけを利用した場合のX線出力の波形である。この波形は、時刻t2において、X線出力がX線出力目標値に達する。従って、本実施形態のように第1のフィラメントおよび第2のフィラメントを用いた場合には、X線出力目標値に到達するまでの時間を、時間tr(=t2−t1)だけ短縮することができる。 In addition, the dotted line of FIG.8 (b) is a waveform of the X-ray output at the time of utilizing only a 1st filament. The waveform at time t 2, the X-ray output reaches the X-ray output target value. Therefore, when the first filament and the second filament are used as in the present embodiment, the time required to reach the X-ray output target value is shortened by the time t r (= t 2 −t 1 ). can do.
以上説明したように第1の実施形態によれば、X線診断装置は、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントに個別に流れるフィラメント電流に応じた複数の電子ビームが収束する焦点からX線を発生するX線管を備える。X線診断装置は、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントにフィラメント電流を印加することによって、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントを同時に加熱する。また、X線診断装置は、X線出力が所望の目標値を維持するように、フィラメント加熱部を制御する。従って、X線診断装置は、複数のフィラメントを同時に用いてX線出力に必要な熱電子を発生させることができるため、X線を照射しない期間のフィラメントへの負荷およびフィラメントへの過剰な負荷をかけずに、X線出力に関する立ち上がり時間を短縮することができる。 As described above, according to the first embodiment, the X-ray diagnostic apparatus emits X-rays from the focal point where a plurality of electron beams according to the filament currents individually flowing in the first filament and the second filament converge. A generating X-ray tube is provided. The X-ray diagnostic apparatus heats the first filament and the second filament simultaneously by applying a filament current to the first filament and the second filament. Further, the X-ray diagnostic apparatus controls the filament heating unit so that the X-ray output maintains a desired target value. Therefore, since the X-ray diagnostic apparatus can generate thermoelectrons necessary for X-ray output using a plurality of filaments at the same time, the load on the filament and the excessive load on the filament during the period when the X-ray is not irradiated are generated. Without taking up, the rise time concerning the X-ray output can be shortened.
また、第1の実施形態によれば、X線診断装置は、X線の出力が所望の目標値に達したことを契機として、第2のフィラメントに印加するフィラメント電流を徐々に下げるようにフィラメント加熱部を制御する。従って、X線診断装置は、一方のフィラメントについては従来通りの加熱制御を行い、他方のフィラメントについては補助的に利用することができるため、X線を照射する期間のフィラメントへの負荷を最小限にとどめることができる。 Further, according to the first embodiment, the X-ray diagnostic apparatus uses the filament so as to gradually decrease the filament current applied to the second filament when the X-ray output reaches a desired target value. Control the heating section. Therefore, since the X-ray diagnostic apparatus can perform heating control as usual for one filament and can use the other filament as an auxiliary, the load on the filament during the X-ray irradiation period is minimized. It can be kept in.
また、第1の実施形態によれば、X線診断装置は、X線の出力が所望の目標値に達したことを契機として、第1のフィラメントおよび第2のフィラメントに印加するフィラメント電流を、その時点の電流値で維持するようにフィラメント加熱部を制御する。従って、X線診断装置は、複数のフィラメントに対する電流の印加を従来よりも少なくすることができるため、X線を照射する期間のフィラメントへの負荷を最小限にとどめることができる。 Further, according to the first embodiment, the X-ray diagnostic apparatus uses the filament current to be applied to the first filament and the second filament triggered by the X-ray output reaching a desired target value. The filament heating unit is controlled to maintain the current value at that time. Therefore, since the X-ray diagnostic apparatus can apply less current to a plurality of filaments than before, the load on the filament during the X-ray irradiation period can be minimized.
X線出力に関する立ち上がり時間を短縮することによって、X線画像が得られるまでの時間、或いはX線透視を始めるまでの時間が短縮される。これにより、操作者が意図したタイミングでX線撮影、或いはX線透視ができるとともに、被検体の負担(息止めや姿勢維持などの身体的負担)を軽減することができる。また、検査時間も短縮することができるため、操作者および被検体の被曝による影響を軽減することができる。 By shortening the rise time concerning X-ray output, the time until an X-ray image is obtained or the time until X-ray fluoroscopy is started is shortened. Thereby, X-ray imaging or X-ray fluoroscopy can be performed at the timing intended by the operator, and the burden on the subject (physical burden such as breath holding and posture maintenance) can be reduced. In addition, since the examination time can be shortened, the influence of exposure of the operator and the subject can be reduced.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、X線管の陰極に備えられた2つのフィラメントが略同一の焦点サイズを持つ場合について述べた。第2の実施形態では、一方のフィラメントと他方のフィラメントとの焦点サイズが異なる場合について述べる。なお、この「焦点サイズが異なる場合」は、焦点サイズが略同一でない場合を意味する。第2の実施形態におけるX線管3aは、焦点サイズが異なる2つのフィラメント(第1のフィラメントおよび第2のフィラメント)を有する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the case where the two filaments provided in the cathode of the X-ray tube have substantially the same focal spot size has been described. In the second embodiment, a case where the focal point sizes of one filament and the other filament are different will be described. Note that “when the focus sizes are different” means that the focus sizes are not substantially the same. The X-ray tube 3a in the second embodiment has two filaments (first filament and second filament) having different focal spot sizes.
X線管3aは、例えば、焦点サイズの異なる2つのフィラメント(第1のフィラメントおよび第2のフィラメント)を有し、第1のフィラメントの焦点サイズが第2のフィラメントの焦点サイズよりも大きい。第1のフィラメントの焦点と、第2のフィラメントの焦点とは、互いに重なる位置にある。 The X-ray tube 3a has, for example, two filaments (first filament and second filament) having different focal spot sizes, and the focal spot size of the first filament is larger than the focal spot size of the second filament. The focal point of the first filament and the focal point of the second filament are in positions overlapping each other.
図9において、X線管の陰極に備えられた焦点サイズが異なる2つのフィラメントの例と、ターゲットの焦点とを例示する。陰極31に備えられた大フィラメント31cおよび小フィラメント31d(第1のフィラメントおよび第2のフィラメント)は、フィラメント加熱回路22によってそれぞれフィラメント電流が同時に印加される。大フィラメント31cおよび小フィラメント31dは、フィラメント電流が印加されて熱が発生することによって、熱電子を放出する。大フィラメント31cおよび小フィラメント31dから放出された熱電子は、それぞれターゲット32の大焦点32bおよび小焦点32cに衝突する。大焦点32bおよび小焦点32cに衝突した熱電子は、衝突時のエネルギーによって一部がX線に変換される。
FIG. 9 illustrates an example of two filaments with different focal spot sizes provided in the cathode of the X-ray tube and the focal point of the target. A filament current is simultaneously applied to the
なお、大フィラメント31cおよび小フィラメント31dの位置は、図9に例示した位置に限らず、大フィラメント31cおよび小フィラメント31dからの熱電子がそれぞれ大焦点32bおよび小焦点32cに収束できる位置であればよい。大焦点32bおよび小焦点32cは、互いに重なる位置にあればよい。これにより、大フィラメント31cおよび小フィラメント31dを用いるときの焦点サイズを、大フィラメント31cの焦点サイズ(大焦点32bの焦点サイズ)のまま維持することができる。
Note that the positions of the
第2の実施形態におけるX線診断装置1の動作は、第1の実施形態の第1の動作例および第2の動作例と略同様のため、説明を省略する。
Since the operation of the X-ray
以上説明したように第2の実施形態によれば、X線診断装置のX線管は、第1のフィラメントの焦点サイズが第2のフィラメントの焦点サイズよりも大きい。従って、X線診断装置は、二つの異なる焦点サイズのうち、大きい方の焦点サイズについて、X線出力に関する立ち上がり時間を短縮することができる。また、X線診断装置は、第1の実施形態と略同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the second embodiment, in the X-ray tube of the X-ray diagnostic apparatus, the focal size of the first filament is larger than the focal size of the second filament. Therefore, the X-ray diagnostic apparatus can shorten the rise time related to the X-ray output for the larger one of the two different focus sizes. In addition, the X-ray diagnostic apparatus can obtain substantially the same effect as that of the first embodiment.
(第3の実施形態)
第2の実施形態では、大焦点のフィラメントおよび小焦点のフィラメントを備えたX線管を用いることによって、大焦点についてのみX線出力に関する立ち上がり時間を短縮する場合について述べた。第3の実施形態では、第2の実施形態のX線管にさらに小焦点のフィラメントを備えることによって、小焦点についてもX線出力に関する立ち上がり時間を短縮できる場合について述べる。
(Third embodiment)
In the second embodiment, the case where the rise time for the X-ray output is shortened only for the large focus by using the X-ray tube including the large focus filament and the small focus filament has been described. In the third embodiment, a case will be described in which the X-ray tube of the second embodiment is further provided with a small-focus filament, so that the rise time related to the X-ray output can be shortened even for the small focus.
X線管3aは、例えば、大焦点のフィラメントおよび2つの小焦点のフィラメント(第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメント)を有する。詳しくは、第1のフィラメントの焦点サイズが第2のフィラメントの焦点サイズよりも大きく、第2のフィラメントの焦点サイズと第3のフィラメントの焦点サイズとが略等しい。3つのフィラメントの焦点は、互いに重なる位置にある。 The X-ray tube 3a has, for example, a large focal filament and two small focal filaments (first filament, second filament, and third filament). Specifically, the focal size of the first filament is larger than the focal size of the second filament, and the focal size of the second filament is substantially equal to the focal size of the third filament. The focal points of the three filaments are positioned so as to overlap each other.
図10において、X線管の陰極に備えられた3つのフィラメントと、ターゲットの焦点とを例示する。陰極31に備えられた大フィラメント31c、小フィラメント31d、および小フィラメント31e(第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメント)は、フィラメント加熱回路22によってそれぞれフィラメント電流が同時に印加される。大フィラメント31c、小フィラメント31d、および小フィラメント31eは、個別にフィラメント電流が印加されて熱が発生することによって、熱電子を放出する。大フィラメント31c、小フィラメント31d、および小フィラメント31eから放出された熱電子(複数の電子ビーム)は、ターゲット32の大焦点32bに衝突し、小フィラメント31dおよび小フィラメント31eから放出された熱電子は、それぞれターゲット32の小焦点32cに衝突する。大焦点32bおよび小焦点32cに衝突した熱電子は、衝突時のエネルギーによって一部がX線に変換される。すなわち、複数の電子ビームが収束する大焦点32bおよび小焦点32cからX線が発生する。
FIG. 10 illustrates three filaments provided on the cathode of the X-ray tube and the focus of the target. A filament current is simultaneously applied to the
なお、大フィラメント31c、小フィラメント31d、および小フィラメント31eの位置は、図10に例示した位置に限らず、大フィラメント31c、小フィラメント31d、および小フィラメント31eからの熱電子が大焦点32bに、小フィラメント31dおよび小フィラメント31eからの熱電子が小焦点32cに収束できる位置であればよい。大焦点32bおよび小焦点32cは、互いに重なる位置にあればよい。
Note that the positions of the
(第1の動作例)
第3の実施形態におけるX線診断装置1の動作(第1の動作例)について、図5のフローチャートおよび図6のタイミングチャートを用いて説明する。以下の説明では、主に大焦点32bを利用する場合について述べる。大焦点32bを利用する場合は、第3のフィラメントは第2のフィラメントと同様の制御を行えばよいため、図中の記載を省略している。尚、小焦点32cを利用する場合は、第1のフィラメントは利用せず、第2のフィラメントおよび第3のフィラメントを利用し、第1の実施形態と同様の動作を行えばよいため、その記載を省略している。また、ステップST11を開始する前の準備は第1の実施形態と同様のため説明を省略する。
(First operation example)
The operation (first operation example) of the X-ray
ステップST11において、フィラメント加熱回路22は、X線制御回路23の制御のもとで、複数のフィラメントに対して管電流に応じたフィラメント電流を印加することによって、複数のフィラメントを同時に加熱する。
In step ST11, the
具体的には、フィラメント加熱回路22は、時刻t0から時刻t1の間にかけて、大フィラメント31c、小フィラメント31d、および小フィラメント31e(第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメント)に対して管電流に応じたフィラメント電流を印加することによって、第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントを同時に加熱する。これと同時に、管電流検出回路21bは、X線管3aに印加される管電流の値を常に検出し、検出した管電流の値を管電流検出値としてX線制御回路23へと常に出力する。
Specifically, the
ステップST12およびステップST13において、フィラメント制御機能23aは、第1のフィラメントと第2のフィラメントと第3のフィラメントとに個別に流れるフィラメント電流に応じた複数の電子ビームが寄与するX線の出力が所望の目標値を維持するように、フィラメント加熱回路22を介して、フィラメント電流を制御する。本動作例では、フィラメント制御機能23aは、X線の出力が所望の目標値に達したことを契機として、第2のフィラメントおよび第3のフィラメントに印加するフィラメント電流を徐々に下げる制御をする。
In step ST12 and step ST13, the
ステップST12では、フィラメント制御機能23aは、X線出力が所望の目標値(X線出力目標値)に略到達しているか否かを判定する。X線出力がX線出力目標値に到達している場合には、処理はステップST13へと進み、そうでなければ、処理はステップST11へと戻る。
In step ST12, the
具体的には、フィラメント制御機能23aは、X線出力として管電流検出値を用い、X線出力目標値として管電流目標値を用いる。フィラメント制御機能23aは、管電流検出回路21bから受け取った管電流検出値が管電流目標値に略到達しているか否かを判定する。
Specifically, the
ステップST13において、フィラメント加熱回路22は、フィラメント制御機能23aの制御のもとで、現在のX線出力を維持しつつ第2のフィラメントおよび第3のフィラメントに印加するフィラメント電流を下げる。
In step ST13, the
具体的には、フィラメント制御機能23aは、第1のフィラメントについて管電流目標値の管電流に応じたフィラメント電流を印加し続ける制御を行い、第2のフィラメントおよび第3のフィラメントについて管電流検出値が管電流目標値を維持するように、時間経過とともに印加するフィラメント電流を徐々に下げる制御を行う。フィラメント加熱回路22は、時刻t1から時刻t2の間にかけて、第1のフィラメントについて管電流目標値の管電流に応じたフィラメント電流を印加し続け、第2のフィラメントおよび第3のフィラメントについて管電流検出値が管電流目標値を維持するように、時間経過とともに印加するフィラメント電流を徐々に下げる。
Specifically, the
(第2の動作例)
第1の動作例では、大焦点を利用する場合には、第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントを同時に加熱させ、その後、第1のフィラメントについては目標値まで加熱させ、第2のフィラメントおよび第3のフィラメントを補助的に用いる制御をした。第2の動作例では、大焦点を利用する場合には、第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントを同時に加熱させ、その後、X線出力目標値に到達した時点の管電流値をそれぞれ維持するように第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントに供給するフィラメント電流を制御する。
(Second operation example)
In the first operation example, when using a large focal point, the first filament, the second filament, and the third filament are heated at the same time, and then the first filament is heated to a target value. Control was performed using the second filament and the third filament as auxiliary. In the second operation example, when using a large focal point, the first filament, the second filament, and the third filament are simultaneously heated, and then the tube current at the time when the X-ray output target value is reached. The filament current supplied to the first filament, the second filament, and the third filament is controlled so as to maintain the respective values.
第2の動作例について、図7のフローチャートおよび図8のタイミングチャートを用いて説明する。以下の説明では、主に大焦点32bを利用する場合について述べる。大焦点32bを利用する場合は、第3のフィラメントは第2のフィラメントと同様の制御を行えばよいため、図中の記載を省略している。尚、小焦点32cを利用する場合は、第1のフィラメントは利用せず、第2のフィラメントおよび第3のフィラメントを利用し、第1の実施形態と同様の動作を行えばよいため、その記載を省略している。また、ステップST11を開始する前の準備およびステップST11は、第1の動作例と同様のため説明を省略する。
A second operation example will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 and the timing chart of FIG. In the following description, the case where the large
ステップST12およびステップST21において、フィラメント制御機能23aは、第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントが寄与するX線の出力が所望の目標値を維持するように、フィラメント電流を制御する。本動作例では、フィラメント制御機能23aは、X線の出力が所望の目標値に達したことを契機として、第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントに印加するフィラメント電流を、その時点の電流値で維持する制御をする。
In step ST12 and step ST21, the
ステップST12では、フィラメント制御機能23aは、X線出力が所望の目標値(X線出力目標値)に略到達しているか否かを判定する。X線出力がX線出力目標値に到達している場合には、処理はステップST21へと進み、そうでなければ、処理はステップST11へと戻る。
In step ST12, the
具体的には、フィラメント制御機能23aは、X線出力として管電流検出値を用い、X線出力目標値として管電流目標値を用いる。フィラメント制御機能23aは、管電流検出回路21bから受け取った管電流検出値が管電流目標値に略到達しているか否かを判定する。
Specifically, the
ステップST21において、フィラメント加熱回路22は、フィラメント制御機能23aの制御のもとで、第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントに印加する電流を現在の値のまま維持する。
In step ST21, the
具体的には、フィラメント制御機能23aは、第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントについて管電流検出値に応じたフィラメント電流を印加し続ける制御を行う。フィラメント加熱回路22は、時刻t1から時刻t2の間にかけて、第1のフィラメント、第2のフィラメント、および第3のフィラメントについて管電流検出値に応じたフィラメント電流を印加し続ける。
Specifically, the
以上説明したように第3の実施形態によれば、X線診断装置は、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the third embodiment, the X-ray diagnostic apparatus can obtain the same effects as those of the first embodiment.
また、第3の実施形態によれば、X線診断装置は、第1のフィラメントと第2のフィラメントと第3のフィラメントとに対してフィラメント電流を印加することによって、第1のフィラメントと第2のフィラメントと第3のフィラメントとを同時に加熱する。また、X線診断装置は、第1のフィラメントと第2のフィラメントと第3のフィラメントと個別に流れるフィラメント電流に応じた複数の電子ビームが寄与するX線出力が所望の目標値を維持するように、フィラメント電流を制御する。従って、X線診断装置は、複数のフィラメントを同時に用いてX線出力に必要な熱電子を発生させることができるため、X線を照射しない期間のフィラメントへの負荷およびフィラメントへの過剰な負荷をかけずに、X線出力に関する立ち上がり時間を短縮することができる。 In addition, according to the third embodiment, the X-ray diagnostic apparatus applies the filament current to the first filament, the second filament, and the third filament, whereby the first filament and the second filament are applied. The filament and the third filament are heated simultaneously. Further, the X-ray diagnostic apparatus maintains a desired target value for the X-ray output contributed by a plurality of electron beams according to the filament currents individually flowing through the first filament, the second filament, and the third filament. In addition, the filament current is controlled. Therefore, since the X-ray diagnostic apparatus can generate thermoelectrons necessary for X-ray output using a plurality of filaments at the same time, the load on the filament and the excessive load on the filament during the period when the X-ray is not irradiated are generated. Without taking up, the rise time concerning the X-ray output can be shortened.
また、第3の実施形態によれば、X線診断装置の備えるX線管は、第1のフィラメントの焦点サイズが第2のフィラメントの焦点サイズよりも大きく、第2のフィラメントの焦点サイズと第3のフィラメントの焦点サイズが略等しい。従って、X線診断装置は、二つの異なる焦点サイズについても、それぞれX線出力に関する立ち上がり時間を短縮することができる。 In addition, according to the third embodiment, the X-ray tube included in the X-ray diagnostic apparatus has a first filament whose focal spot size is larger than that of the second filament, and the second filament focal spot size and the second filament focal spot size. The focal size of the 3 filaments is approximately equal. Therefore, the X-ray diagnostic apparatus can shorten the rise time relating to the X-ray output for two different focal spot sizes.
(第4の実施形態)
第1の実施形態乃至第3の実施形態では、X線管の陰極に備えられたそれぞれのフィラメントの焦点サイズが固定されている場合について述べた。第4の実施形態では、2つのフィラメントがそれぞれ焦点サイズを切り替え可能な可変焦点フィラメントである場合について述べる。この種の可変焦点フィラメントとしては、例えば、フィラメントの一端部と、当該フィラメントの他端部または中間部との間の電気的な接続を切り替える構造が使用可能となっている。尚、可変焦点フィラメントとしては、これに限らず、焦点サイズの異なる複数のフィラメントを切り替える構造としてもよい。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the case where the focal point size of each filament provided in the cathode of the X-ray tube is fixed has been described. In the fourth embodiment, a case will be described in which two filaments are variable focus filaments capable of switching focus sizes. As this type of variable focus filament, for example, a structure for switching electrical connection between one end of the filament and the other end or the middle of the filament can be used. Note that the variable focus filament is not limited to this, and a structure in which a plurality of filaments having different focus sizes are switched may be used.
X線管3aは、例えば、焦点サイズを大焦点および小焦点に切り替えられる2つのフィラメント(第1のフィラメントおよび第2のフィラメント)を有する。換言すると、X線管3aは、第1のフィラメントの焦点サイズと第2のフィラメントの焦点サイズとをそれぞれ複数の焦点サイズに切り替えられる。 The X-ray tube 3a has, for example, two filaments (first filament and second filament) whose focus size can be switched between a large focus and a small focus. In other words, the X-ray tube 3a can switch the focus size of the first filament and the focus size of the second filament to a plurality of focus sizes.
図11において、X線管の陰極に備えられた焦点サイズを大焦点および小焦点に切り替えられる2つのフィラメントと、ターゲットの焦点とを例示する。陰極31に備えられた可変焦点フィラメント31f,31g(第1のフィラメントおよび第2のフィラメント)は、フィラメント加熱回路22によってそれぞれフィラメント電流が同時に印加される。可変焦点フィラメント31f,31gは、フィラメント電流が印加されて熱が発生することによって、熱電子を放出する。
FIG. 11 exemplifies two filaments that can switch the focus size provided at the cathode of the X-ray tube to a large focus and a small focus, and the focus of the target. Filament currents are simultaneously applied to the
図11(a)に例示するように、可変焦点フィラメント31f,31gが大焦点の場合には、可変焦点フィラメント31f,31gから放出された熱電子は、それぞれターゲット32の大焦点32bに衝突する。大焦点32bに衝突した熱電子は、衝突時のエネルギーによって一部がX線に変換される。
As illustrated in FIG. 11A, when the variable
図11(b)に例示するように、可変焦点フィラメント31f,31gが小焦点の場合には、可変焦点フィラメント31f,31gから放出された熱電子は、それぞれターゲット32の小焦点32cに衝突する。小焦点32cに衝突した熱電子は、衝突時のエネルギーによって一部がX線に変換される。
As illustrated in FIG. 11B, when the
なお、可変焦点フィラメント31f,31gの位置は、図11に例示した位置に限らず、可変焦点フィラメント31f,31gからの熱電子が大焦点32b、或いは小焦点32cに収束できる位置であればよい。
Note that the positions of the variable
第4の実施形態におけるX線診断装置1の動作は、第1の実施形態の第1の動作例および第2の動作例と略同様のため、説明を省略する。
Since the operation of the X-ray
以上説明したように第4の実施形態によれば、X線診断装置は、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the X-ray diagnostic apparatus can obtain the same effects as those of the first embodiment.
また、第4の実施形態によれば、第1のフィラメントの焦点サイズと第2のフィラメントの焦点サイズとは、それぞれ焦点サイズを切り替え可能な可変焦点フィラメントである。従って、X線診断装置は、二つの異なる焦点サイズについても、それぞれX線出力に関する立ち上がり時間を短縮することができる。 Further, according to the fourth embodiment, the focal size of the first filament and the focal size of the second filament are variable focal filaments capable of switching the focal size. Therefore, the X-ray diagnostic apparatus can shorten the rise time relating to the X-ray output for two different focal spot sizes.
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Comlex Programmable Logic Device:CPLD)、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。 The term “processor” used in the above description is, for example, a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an application-specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device (for example, It means circuits such as Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (FPGA).
プロセッサは、記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することで、各種機能を実現する。尚、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成してもよい。この場合、プロセッサは、回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、各種機能を実現する。 The processor implements various functions by reading and executing a program stored in the storage circuit. Instead of storing the program in the storage circuit, the program may be directly incorporated in the processor circuit. In this case, the processor implements various functions by reading and executing a program incorporated in the circuit.
なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その各種機能を実現するようにしてもよい。更に、複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 Each processor of the present embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, but is configured as a single processor by combining a plurality of independent circuits so as to realize various functions thereof. Also good. Furthermore, a plurality of components may be integrated into one processor to realize the function.
本実施形態におけるフィラメント加熱回路およびフィラメント制御回路は、特許請求の範囲におけるフィラメント加熱部およびフィラメント制御部の一例である。 The filament heating circuit and the filament control circuit in the present embodiment are examples of the filament heating unit and the filament control unit in the claims.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…X線診断装置、2…X線高電圧装置、3…X線源装置、3a…X線管、3b…X線可動絞り、4…X線検出器、5…サポートフレーム、6…天板、7…画像発生回路、8…通信インタフェース回路、9…入力インタフェース回路、10…制御回路、11…記憶回路、12…表示回路、21…高電圧発生回路、21a…管電圧検出回路、21b…管電流検出回路、22…フィラメント加熱回路、23…X線制御回路、23a…フィラメント制御機能、31…陰極、31a,31b…フィラメント、31c…大フィラメント、31d,31e…小フィラメント、31f,31g…可変焦点フィラメント、32…ターゲット、32a…焦点、32b…大焦点、32c…小焦点、RA…回転軸。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1のフィラメントおよび前記第2のフィラメントに前記フィラメント電流を印加することによって、前記第1のフィラメントおよび前記第2のフィラメントを同時に加熱するフィラメント加熱部と、
前記X線の出力が所望の目標値を維持するように、前記フィラメント加熱部を制御するフィラメント制御部と
を具備する、X線診断装置。 An X-ray tube having a first filament and a second filament, and generating X-rays from a focal point where a plurality of electron beams according to filament currents individually flowing in the first filament and the second filament converge When,
A filament heating unit that simultaneously heats the first filament and the second filament by applying the filament current to the first filament and the second filament;
An X-ray diagnostic apparatus comprising: a filament control unit that controls the filament heating unit so that the output of the X-ray maintains a desired target value.
請求項1に記載のX線診断装置。 The filament control unit controls the filament heating unit to gradually decrease a filament current applied to the second filament when the output of the X-ray reaches the desired target value. The X-ray diagnostic apparatus according to 1.
請求項1に記載のX線診断装置。 The filament control unit maintains the filament current applied to the first filament and the second filament at the current value at that time when the output of the X-ray reaches the desired target value. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the filament heating unit is controlled to do so.
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のX線診断装置。 The first filament and the second filament are variable focus filaments capable of switching focus sizes, respectively.
The X-ray diagnostic apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 3.
前記フィラメント加熱部は、前記第1のフィラメントと前記第2のフィラメントと前記第3のフィラメントとに対して前記フィラメント電流を印加することによって、前記第1のフィラメントと前記第2のフィラメントと前記第3のフィラメントとを同時に加熱し、
前記フィラメント制御部は、前記第1のフィラメントと前記第2のフィラメントと前記第3のフィラメントとに個別に流れる前記フィラメント電流に応じた複数の電子ビームが寄与する前記X線の出力が前記所望の目標値を維持するように、前記フィラメント加熱部を制御する
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のX線診断装置。 The X-ray tube further includes a third filament,
The filament heating unit applies the filament current to the first filament, the second filament, and the third filament, so that the first filament, the second filament, and the first filament are applied. 3 filaments are heated simultaneously,
The filament control unit is configured to output the X-rays to which a plurality of electron beams according to the filament currents individually flowing in the first filament, the second filament, and the third filament contribute, to the desired value. The X-ray diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the filament heating unit is controlled so as to maintain a target value.
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