JP2979520B2 - X線診断装置 - Google Patents

X線診断装置

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JP2979520B2 JP4165369A JP16536992A JP2979520B2 JP 2979520 B2 JP2979520 B2 JP 2979520B2 JP 4165369 A JP4165369 A JP 4165369A JP 16536992 A JP16536992 A JP 16536992A JP 2979520 B2 JP2979520 B2 JP 2979520B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、医療用X線診断装置
に関し、とくにその透視管電流制御回路の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】X線診断装置では、X線透視画像をイメ
ージインテンシファイアで画像変換しテレビカメラで撮
像してテレビモニターによって表示するとともに、必要
に応じてX線フィルムへ撮影する。透視時にはフィルム
は退避しており、撮影時にフィルムがイメージインテン
シファイアの前面に搬送される。透視は低いX線量で行
ない、撮影時には大線量のX線を曝射する。そのため、
X線制御装置によって高電圧発生器を制御し、透視時と
撮影時とでX線管の条件を変更する。
【0003】従来、透視時には管電圧の設定範囲は50
〜125KV、管電流の設定範囲は0.5〜3.0mA
程度とするのが一般的であり、使用者は被写体厚さ及び
X線管焦点・イメージインテンシファイア入力面間の距
離(SIDと略す)に応じて透視管電圧(FKVと略
す)を変化させて必要な透視画像の明るさを得ている。
多くの場合、透視画像の輝度調整は、X線出力を別個に
設けたフォトマルチプライアによって検出したり、画像
の輝度信号によって検出し、これをFKVにフィードバ
ックする自動輝度調整系によって行なわれる。また、S
IDに応じた発生X線制御は行なわないのが普通であ
る。そして、透視時の管電流(FmAと略す)はFKV
に依存して上記の範囲で変化するが、通常、そのFKV
依存度は小さいことから、透視画像輝度はほとんどFK
Vのみによる制御であると言える。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようなX線出力のFKVへのフィードバックによる透視
時の画像輝度自動調整系では、被写体に対する被曝線量
が増大することがある、安定した透視画像が得られな
い、などの問題がある。
【0005】すなわち、SIDに応じた発生X線量制御
を行なわないため、SIDが短い場合に被写体被曝線量
が増大する問題、反対にSIDが長い場合にはX線量不
足による画像が劣化する問題、のどちらかあるいは両方
が発生するおそれがある。つまり、被写体の被曝線量は
SIDによって変化するものであるが、これを考慮して
いないので、被曝線量を米国のFDA規格等に定められ
た一定値以下に抑制できない。また、FKVが110K
V以上に上昇したときは透視画像のコントラストが悪く
なり、臨床価値の低下した画像しか得られない。さらに
FKVの上昇時のFmAの増加量が小さいため、被写体
の変化に対して容易にFKVが大きく変化してしまい、
安定した透視画像が得られない。
【0006】この発明は上記に鑑み、SIDが短くなっ
ても被写体の被曝線量を増大させず、かつ安定した透視
画像を得ることができるように改善した透視管電流制御
回路を備えた、X線診断装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明によれば、X線診断装置において、X線管
およびイメージインテンシファイアを支持する機械装置
等から得られるSID対応信号と、管電圧制御回路で得
られる管電圧制御信号とを用いて管電流制御信号を得
る。この管電流制御信号は、管電圧制御信号に比例して
増加し、かつ所定値で飽和し、しかも、その飽和値がS
ID対応信号に比例して変化しているため、SIDが長
いときは大きく、SIDが短いときは小さくなる。この
ような管電流制御信号を電源装置に与えて透視時の管電
流を制御することが特徴となっているのである。
【0008】
【作用】管電流制御信号は基本的には管電圧制御信号に
比例したものとなるので、管電流制御信号の管電圧制御
信号に対する依存度を上げることにより、透視時の被写
体の変化に対する管電圧依存度を下げるとともに管電流
依存度を上げて、透視時の管電圧が容易に変化せず安定
な高画質の透視画像を得ることができる。
【0009】加えて、管電流制御信号は基本的には管電
圧制御信号に比例したものでありながら、所定値で飽和
するものとなっている。そしてその飽和値はSID対応
信号に比例して変化しており、SIDが長いときは大き
く、SIDが短いときは小さくなる。そのため、SID
に応じて、透視X線量を適切に制限することができ、と
くにSIDが短いときに過大となりがちな被写体被曝線
量を抑えることができる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図1はこの発明を適用した
アンダーチューブ方式のC型アーム式X線診断装置を示
すもので、X線管1とイメージインテンシファイア2と
が対向した状態でC型アーム式保持装置4によって保持
されている。イメージインテンシファイア2にはテレビ
カメラ3が結合されており、そこで得られた画像信号が
モニター装置5に送られる。
【0011】X線管1とイメージインテンシファイア2
とはその間の距離SIDが変化できるように、互いに前
進・後退できるようC型アーム式保持装置4によって保
持されている。このSIDはこの実施例では700〜1
150mmまで変化可能であり、これに比例した電圧V
sがこのC型アーム式保持装置4から得られる。このX
線管1とイメージインテンシファイア2との間の空間
に、検診台11に乗せられた被写体10が挿入される。
【0012】X線管1には、高電圧発生装置7から高電
圧の管電圧が与えられ、またフィラメント加熱回路9か
らフィラメント加熱電流が与えられてその管電流が制御
される。これら高電圧発生装置7とフィラメント加熱回
路9とがX線管1の電源装置をなす。
【0013】X線管1からX線が曝射され、被写体10
と透過してイメージインテンシファイア2に入射し、テ
レビカメラ3からX線透視画像信号が得られ、これがモ
ニター装置5に送られ、その画面にX線透視画像が表示
される。この画像信号は、表示画像の輝度を表わすもの
として管電圧制御回路6に送られ、管電圧制御電圧Vv
が得られる。高電圧発生装置7は、この電圧Vvに対応
したFKVを発生する。このようなフィードバック制御
系により、被写体10の厚さやSIDに応じて画像の輝
度が最適となるようなX線出力の自動制御が行なわれ
る。
【0014】なお、管電圧制御回路6に入力する被写体
透過X線量に対応した出力は、上記のように画像信号を
用いるのではなく、別途に被写体10を透過したX線が
入射するよう設けたフォトマルチプライア(図示しな
い)より得ることもできる。
【0015】上記の管電圧制御電圧Vvは管電流制御回
路8にも与えられる。この管電流制御回路には上記のS
ID対応電圧Vsも入力される。管電流制御回路8はこ
れらから、Vvに比例するがVsで制限された管電流制
御電圧Vaを発生し、これをフィラメント加熱回路9に
与える。フィラメント加熱回路9は、外部から与えられ
た電圧Vaに対応したフィラメント電流をX線管1に流
してその管電流(FmA)を制御する。
【0016】管電流制御回路8は、たとえば図2のよう
に主に8個の演算増幅器81〜88によって構成され
る。VvはVv1として入力されるが、このVv1はた
とえば図3に示すように50〜120KVのFKVに比
例した電圧(5V/100KV)となっている。このV
v1が演算増幅器81に入力され、その出力に図4で示
すようなVv2となって現われる。すなわち、可変抵抗
器91を調整することによってバイアス電圧を定めると
ともに、可変抵抗器92を調整することによってその傾
きを定める。さらに、可変抵抗器93によって調整され
たバイアス電圧を加えられ、演算増幅器82の出力に図
5に示すような電圧Vv3が現われる。
【0017】一方、SIDに比例した電圧VsはVs1
として入力されるが、これは図6に示すようなものとな
っているので、演算増幅器84、85に通すことにより
図7で示すような、SIDの最小値(この例では700
mm)でゼロボルトとなり、SIDの増加に比例して増
加する電圧Vs2に変換する。可変抵抗器94はバイア
ス電圧を調整することによってSIDの最小値でゼロボ
ルトとなるようにするためのものであり、可変抵抗器9
5はその傾きを調整するためのものである。
【0018】さらに、演算増幅器86において可変抵抗
器96で決まる電圧が加算され、演算増幅器87の出力
には図8で示すような電圧Vs3が得られる。
【0019】この電圧Vs3を生じている演算増幅器8
7の出力は演算増幅器88とダイオード89とを介し
て、演算増幅器83の出力側に接続されている。この演
算増幅器83の入力には上記の電圧Vv3が与えられて
いるので、この電圧Vv3がVs3よりも高い場合に
は、演算増幅器83の出力からダイオード89および演
算増幅器88を経て電流が引き込まれ、電圧Vv3がV
s3にクランプされる。そのため、Vv3がVs3より
も低いときはそのままVaとして出力されるが、Vv3
がVs3よりも高いときはVaはVs3の値に制限され
る。
【0020】その結果、この管電流制御回路8から出力
され制御電圧Vaは、図9に示すように、基本的にFK
Vに比例したものとなるが、SIDにより制限されたも
のとなる。SIDは最短(700mm)から最長(11
50mm)まで連続的に変化し図9のように不連続なも
のではないが、ここでは代表的な5点について不連続な
形で図示している。
【0021】図8の電圧Vs3を定めるについては、実
際にX線管1とイメージインテンシファイア2との間に
線量計を置いて、FKVを許容される最高の値(たとえ
ば110KV)としてX線を曝射し、線量を測定する。
線量計は実際の被写体位置(たとえばイメージインテン
シファイア2の入力面の前方30cmの位置)に置き、
その位置における線量率が10R/min(2.58×
103c/kg)となるようなFmAを、各SIDにつ
いて求める。こうして求めた、SIDに対するFmA特
性に対応するよう図8に示す電圧Vs3の特性を定める
のである。換言すると、これにより、各SIDについて
の最大許容FmAを定めることになる。
【0022】図9から、SIDが大きいときは、FKV
の上昇に比例してFmAが増加し続け、SIDで許容さ
れるFmA以上になるとFKVが増加してもFmAは飽
和し、増加せずに横ばいとなることが分かる。このFm
AのFKVに対する依存度(比例係数)は2mA/10
KV程度と比較的大きなものとする。
【0023】そのため、被写体10が変化したとき、安
定した良好な透視画像を得ることができる。すなわち、
被写体10が厚い場合には、管電圧制御回路6によるフ
ィードバック制御のため、FKVが上昇させられるが、
それに比例してFmAも増大するため、FKVが下げら
れる方向に作用し、FKVの上昇が抑えられ、FKVが
上昇し過ぎて画像のコントラストが悪くなるという不都
合を避けることができる。またSIDに応じて最大Fm
Aが自動的に制限され、どのようなSIDでも上記の値
以上の線量率とはならないため、被写体10に対する過
度のX線被曝を防止することができる。
【0024】逆に、人間の手、足等の薄い被写体10に
対しては、管電圧制御回路6によるフィードバック制御
によってFKVが降下させられるが、それに比例してF
mAも少なくなるため、FKVが上げられる方向に作用
し、FKVが下がり過ぎることが防止される。
【0025】このように被写体10の変化に対するFK
Vの依存度が下げられ、相対的にFmAの依存度が上げ
られるので、FKVが容易に変化しないものとなり、透
視画像が安定なものとなる。
【0026】なお、この発明は図示のアンダーチューブ
方式のC型アーム式X線診断装置以外に種々のX線診断
装置に適用できることはもちろんである。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のX線診
断装置によれば、透視時の管電流は基本的には管電圧に
比例したものとなるとともにSIDに応じて制限された
ものとなるので、SIDが短いときの被写体被曝X線量
の増大を抑えることができるとともに、透視時の被写体
の変化に対する管電圧依存度を下げ管電流依存度を上げ
ることにより、透視時の管電圧が容易に変化しないよう
にでき、安定な高画質の透視画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の模式図。
【図2】同実施例の管電流制御回路の回路図。
【図3】同管電流制御回路における電圧Vv1の特性を
表わす図。
【図4】同管電流制御回路における電圧Vv2の特性を
表わす図。
【図5】同管電流制御回路における電圧Vv3の特性を
表わす図。
【図6】同管電流制御回路における電圧Vs1の特性を
表わす図。
【図7】同管電流制御回路における電圧Vs2の特性を
表わす図。
【図8】同管電流制御回路における電圧Vs3の特性を
表わす図。
【図9】同管電流制御回路における電圧Vaの特性を表
わす図。
【符号の説明】
1 X線管 2 イメージインテンシファイア 3 テレビカメラ 4 C型アーム式保持装置 5 モニター装置 6 管電圧制御回路 7 高電圧発生装置 8 管電流制御回路 9 フィラメント加熱回路 10 被写体 11 検診台 81〜88 演算増幅器 89 ダイオード 91〜96 可変抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 修二 京都府京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会社島津製作所三条工場内 (56)参考文献 実開 昭62−157511(JP,U) 特公 平2−34159(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を照射するX線管と、被写体を透過
    したX線が入射するイメージインテンシファイアおよび
    これに結合されたテレビカメラと、このテレビカメラか
    らの画像信号が入力されてX線透視像を表示するモニタ
    ー装置と、上記X線管に高電圧の管電圧を与えるととも
    にフィラメント加熱電流を与える電源装置と、被写体透
    過X線出力に応じた信号をフィードバックして上記電源
    装置に管電圧制御信号を与える管電圧制御回路と、X線
    管焦点とイメージインテンシファイア入力面間距離に応
    じた距離信号と上記管電圧制御信号とが入力され、管電
    圧制御信号に比例して増加しかつ所定値で飽和するとと
    もにその飽和値が上記の距離信号に比例して変化する管
    電流制御信号を発生してこれを上記電源装置に与えてフ
    ィラメント加熱電流を制御する管電流制御回路とを備え
    ることを特徴とするX線診断装置。
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