JP6852969B2

JP6852969B2 - Ｘ線診断装置

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Publication number: JP6852969B2
Application number: JP2015208905A
Authority: JP
Inventors: 祐希戸塚; 手塚　章夫; 章夫手塚; 正治征矢
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2035-10-23
Also published as: US20170118830A1; JP2017079858A; US10412818B2

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置が有するＸ線管装置は、フィラメントに電流を流して熱電子を放出させ、この熱電子をターゲットに衝突させることにより、Ｘ線を発生させる。このＸ線の特性は、フィラメントとターゲットとの間に流れる管電流に依存する。また、この管電流は、フィラメントが放出する熱電子の数に依存する。そして、フィラメントが放出する熱電子の数は、フィラメントの温度に依存する。フィラメントの温度は、フィラメントの抵抗とフィラメントに流れる電流に依存する。したがって、Ｘ線管装置は、フィラメントを流れる電流を調整することにより、管電流を変化させ、Ｘ線の特性を調整している。しかし、フィラメントの温度変化には時間がかかるため、管電流を変化させるのに時間を要し、設定したＸ線条件（管電流）となるまで時間がかかってしまう。

特開２００４−１３９７９０号公報

本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線画像の明るさを目標とする明るさに安定させるまでの時間を短縮させることである。

実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管装置と、グリッド電位制御部と、管電流検出部と、フィラメント電流制御部とを備える。Ｘ線管装置は、電子を放出するフィラメントと、前記電子を受けることによりＸ線を発生させるターゲットと、前記フィラメントの周囲の電位勾配を調整するための電位を有するグリッドとを有する。グリッド電位制御部は、前記グリッドの電位を、前記フィラメントの周囲の電位勾配が前記フィラメントの電位及び前記ターゲットの電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替える。管電流検出部は、前記フィラメントと前記ターゲットとの間に流れている管電流を検出する。フィラメント電流制御部は、前記フィラメントを流れるフィラメント電流を制御する。前記フィラメント電流制御部は、目標管電流の切り替えに伴って、前記フィラメント電流の設定値を前記目標管電流に対応する値に変更する。前記グリッド電位制御部は、前記目標管電流の切り替えに伴って、前記グリッドの電位を、前記フィラメントの周囲の電位勾配が前記フィラメントの電位及び前記ターゲットの電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替えた後、前記管電流検出部が検出した管電流が前記目標管電流より大きくなった場合、前記グリッドの電位を低くし、前記管電流検出部が検出した管電流が目標管電流より小さくなった場合、前記グリッドの電位を高くする制御を行う。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。図２は、従来の高電圧発生回路、Ｘ線管装置及び処理回路の一例を示す図である。図３は、フィラメントの電位及びターゲットの電位により発生する電位勾配の一例を示す図である。図４は、図３に示した矢印上の電位勾配の一例を示す図である。図５は、フィラメントの電位、ターゲットの電位及びグリッドの電位により発生する電位勾配の一例を示す図である。図６は、図５に示した矢印上の電位勾配の一例を示す図である。図７は、フィラメントを流れる電流の設定値及びフィラメントの温度の時間変化の一例を示す図である。図８は、従来のＸ線診断装置に係るグリッド電位制御回路が行うグリッドの電位の制御の一例を示す図である。図９は、図８に示したグリッドの電位の制御による管電流の時間変化の一例を示す図である。図１０は、第１の実施形態に係る高電圧発生回路、Ｘ線管装置、処理回路及び管電流検出部が検出した管電流の値を送信する経路の一例を示す図である。図１１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。図１２は、第１の実施形態に係るグリッド電位制御回路が行うグリッドの電位の制御の一例を示す図である。図１３は、フィラメントの電位、ターゲットの電位及びグリッドの電位により発生する電位勾配及びフィラメントの電位及びターゲットの電位により発生する電位勾配の一例を示す図である。図１４は、図１３に示したグリッドの電位の制御による管電流の時間変化の一例を示す図である。図１５は、第１の実施形態に係るグリッド電位制御回路が行うグリッドの電位の制御の一例を示す図である。図１６は、図１５に示したグリッドの電位の制御による管電流の時間変化の一例を示す図である。図１７は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。図１８は、第２の実施形態に係るグリッド電位制御回路が行うグリッドの電位の制御の一例を示す図である。図１９は、図１８に示したグリッドの電位の制御による管電流の時間変化の一例を示す図である。図２０は、第１の実施形態から第３の実施形態に係るＸ線診断装置が有するグリッドの一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。なお、以下の実施形態では、重複する説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
まず、図１を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。Ｘ線診断装置１は、図１に示すように、撮影装置１０と、コンソール２０とを備える。なお、Ｘ線診断装置１の構成は、下記の構成に限定されるものではない。

撮影装置１０は、高電圧発生回路１１と、Ｘ線絞り調整回路１２と、天板１３と、Ｘ線管装置１４と、Ｘ線絞り１５と、Ｘ線検出器１６と、Ｃアーム１７と、駆動回路１８とを備える。

高電圧発生回路１１は、Ｘ線管装置１４にＸ線を発生させるための高電圧を供給する。高電圧発生回路１１は、後述する記憶回路２５に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。Ｘ線絞り調整回路１２は、Ｘ線絞り１５を制御して、Ｘ線管装置１４が発生させたＸ線の照射範囲を調整する。Ｘ線絞り調整回路１２は、後述する記憶回路２５に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。

天板１３は、被写体Ｐが載せられる板状の部材である。Ｘ線管装置１４は、高電圧発生回路１１から供給される高電圧により、被写体Ｐに照射するＸ線を発生させる。Ｘ線管装置１４の詳細については、後述する。

Ｘ線絞り１５は、Ｘ線管装置１４が発生させたＸ線の照射範囲を調整する。Ｘ線絞り１５は、Ｘ線管装置１４とＸ線検出器１６との間に配置される。Ｘ線絞り１５は、例えば、スライド可能な四枚のＸ線絞り羽根を有し、これらのＸ線絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管装置１４が発生させたＸ線が照射される範囲を調整する。

Ｘ線検出器１６は、被写体Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１６は、例えば、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）である。Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配置された検出素子を有する。検出素子は、被写体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積する。蓄積された電気信号は、生成回路２３へ送信される。

Ｃアーム１７は、Ｘ線管装置１４及びＸ線絞り１５と、Ｘ線検出器１６とを、天板１３及び被写体Ｐを挟んで対向するように保持する。

駆動回路１８は、Ｃアーム１７を移動又は回転させる。駆動回路１８は、Ｘ線管装置１４とＸ線検出器１６との距離であるＳＩＤ（Source Image receptor Distance）を変更する。また、駆動回路１８は、Ｃアーム１７に保持されているＸ線検出器１６を検出素子がマトリックス状に配置された面内で回転させることができる。さらに、駆動回路１８は、被写体Ｐが載せられる天板を水平方向及び垂直方向へ移動させる。駆動回路１８は、後述する記憶回路２５に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。

コンソール２０は、入力回路２１と、ディスプレイ２２と、生成回路２３と、画像記憶回路２４と、記憶回路２５と、処理回路２６とを備える。

入力回路２１は、指示や設定を入力するユーザにより使用される。入力回路２１は、例えば、マウス、キーボードに含まれる。入力回路２１は、ユーザが入力した指示や設定を処理回路２６に転送する。入力回路２１は、例えば、プロセッサにより実現される。

ディスプレイ２２は、ユーザが参照するモニタである。ディスプレイ２２は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイである。ディスプレイ２２は、例えば、Ｘ線画像、ユーザが指示や設定を入力する際に使用するＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する旨の指示を処理回路２６から受けて、Ｘ線画像及びＧＵＩを表示する。

生成回路２３は、各検出素子が出力した電気信号に基づいてＸ線画像を生成する。生成回路２３は、後述する記憶回路２５に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。なお、生成回路２３は、例えば、プロセッサにより実現される。

画像記憶回路２４は、生成回路２３により生成されたＸ線画像を記憶する。

記憶回路２５は、高電圧発生回路１１、Ｘ線絞り調整回路１２及び駆動回路１８が上述した機能を実現するためのプログラムを記憶する。記憶回路２５は、生成回路２３及び処理回路２６が後述する機能それぞれを実現するためのプログラムを記憶する。

画像記憶回路２４及び記憶回路２５は、記憶されている情報をコンピュータにより読み出すことができる記憶媒体を有する。記憶媒体は、例えば、ハードディスクである。

処理回路２６は、撮影制御機能２６１と、制御機能２６２とを有する。処理回路２６は、例えば、プロセッサにより実現される。

撮影制御機能２６１は、高電圧発生回路１１、Ｘ線絞り調整回路１２、駆動回路１８及び生成回路２３を制御し、Ｘ線画像を撮影する機能である。具体的には、撮影制御機能２６１は、次のような制御を行う。まず、撮影制御機能２６１は、駆動回路１８を制御して、Ｘ線管装置１４、Ｘ線絞り１５及びＸ線検出器１６を撮影に適した位置に移動させる。次に、撮影制御機能２６１は、高電圧発生回路１１及びＸ線絞り調整回路１２を制御し、被写体ＰにＸ線を照射する。そして、撮影制御機能２６１は、生成回路２３を制御し、Ｘ線画像を生成させる。なお、動画を撮影する場合、撮影制御機能２６１は、生成回路２３を制御し、上述した処理を動画のフレームごとに行う。

制御機能２６２は、後述する管電流検出回路１４５が検出した管電流の値を受け取り、この値に基づいて後述するグリッド電位制御回路１１３を制御する機能である。また、制御機能２６２は、撮影装置１０及びコンソール２０の各構成要素を目的に応じて適切なタイミングで動作させる機能及びその他の機能を含む。

次に、図２を参照しながら、従来のＸ線診断装置が備える高電圧発生回路、Ｘ線管装置及び処理回路について説明する。図２は、従来の高電圧発生回路、Ｘ線管装置及び処理回路の一例を示す図である。

図２に示すように、従来のＸ線診断装置は、高電圧発生回路１１００と、Ｘ線管装置１４００と、処理回路２６００と、高圧ケーブル３１００と、高圧ケーブル３２００とを有する。

高電圧発生回路１１００は、管電流検出回路１１１０と、管電圧制御回路１１２０と、グリッド電位制御回路１１３０と、フィラメントトランス１１４０と、フィラメント電流制御回路１１５０とを備える。

管電流検出回路１１１０は、後述するフィラメント１４１０と、後述するターゲット１４２０との間に流れる管電流を検出する。具体的には、フィラメント１４１０とターゲット１４２０との間に流れる管電流の時系列データを収集する。管電圧制御回路１１２０は、フィラメント１４１０とターゲット１４２０との間に印加される管電圧を制御する。グリッド電位制御回路１１３０は、後述するグリッド１４３０の電位を制御する。フィラメントトランス１１４０は、後述するフィラメント１４１０を流れる電流を制御する。フィラメント電流制御回路１１５０は、フィラメントトランス１１４０に対し、これを制御するための信号を送信する。なお、管電流検出回路１１１０、管電圧制御回路１１２０、グリッド電位制御回路１１３０及びフィラメント電流制御回路１１５０は、例えば、プロセッサにより実現される。

Ｘ線管装置１４００は、フィラメント１４１０と、ターゲット１４２０と、グリッド１４３０と、ガラスバルブ１４４０とを備える。

フィラメント１４１０は、電子を放出する。具体的には、フィラメント１４１０は、後述するフィラメントトランス１１４０から供給される電流により加熱され、熱電子を放出する。ターゲット１４２０は、フィラメント１４１０が放出した電子を受けることによりＸ線を発生させる。グリッド１４３０は、フィラメント１４１０の周囲に設けられた構造物である。グリッド１４３０は、フィラメント１４１０の周囲の電位勾配を調整し、ターゲット１４２０が発生させるＸ線のオンオフを切り替える。ガラスバルブ１４４０は、フィラメント１４１０、ターゲット１４２０及びグリッド１４３０を収納するガラス製の容器である。なお、グリッド１４３０の詳細については、後述する。

高圧ケーブル３１００及び高圧ケーブル３２００は、高電圧発生回路１１００とＸ線管装置１４００とを電気的に接続する。管電流は、高電圧発生回路１１００、Ｘ線管装置１４００、高圧ケーブル３１００及び高圧ケーブル３２００に亘る一つの閉回路を流れる。高圧ケーブル３１００及び高圧ケーブル３２００は、中心部に配置された管電流が流れる導線と、この導線の周囲に配置されたアース線を有する。高圧ケーブル３１００の導線とアース線との間には、浮遊容量ＦＣ１０が発生する。高圧ケーブル３２００の導線とアース線との間には、浮遊容量ＦＣ２０が発生する。

処理回路２６００は、撮影制御機能２６１０と、制御機能２６２０とを有する。処理回路２６００は、例えば、プロセッサにより実現される。

撮影制御機能２６１０は、高電圧発生回路１１００、Ｘ線絞り調整回路、駆動回路及び生成回路を制御し、Ｘ線画像を撮影する機能である。具体的には、撮影制御機能２６１０は、次のような制御を行う。まず、撮影制御機能２６１０は、駆動回路を制御して、Ｘ線管装置１４００、Ｘ線絞り及びＸ線検出器を撮影に適した位置に移動させる。次に、撮影制御機能２６１０は、高電圧発生回路１１００及びＸ線絞り調整回路を制御し、被写体ＰにＸ線を照射する。そして、撮影制御機能２６１０は、生成回路を制御し、Ｘ線画像を生成させる。なお、動画を撮影する場合、撮影制御機能２６１０は、生成回路を制御し、上述した処理を動画のフレームごとに行う。制御機能２６２０は、撮影装置及びコンソールの各構成要素を目的に応じて適切なタイミングで動作させる機能及びその他の機能である。

次に、図３から図６を参照しながら、グリッド１４３０について説明する。図３は、フィラメントの電位及びターゲットの電位により発生する電位勾配の一例を示す図である。図４は、図３に示した矢印上の電位勾配の一例を示す図である。図５は、フィラメントの電位、ターゲットの電位及びグリッドの電位により発生する電位勾配の一例を示す図である。図６は、図５に示した矢印上の電位勾配の一例を示す図である。

フィラメント１４１０及びターゲット１４２０は、管電圧制御回路１１２０により電位が与えられる。また、ターゲット１４２０の電位は、フィラメント１４１０の電位より高い。フィラメント１４１０は、例えば、−７５ｋＶの電位が与えられる。ターゲット１４２０は、例えば、７５ｋＶの電位が与えられる。

フィラメント１４１０の電位及びターゲット１４２０の電位は、例えば、図３に示した点線Ｄ１、点線Ｄ２、点線Ｄ３、点線Ｄ４、点線Ｄ５及び点線Ｄ６により表される電位勾配を発生させる。点線Ｄ１、点線Ｄ２、点線Ｄ３、点線Ｄ４、点線Ｄ５及び点線Ｄ６は、電位が等しい点を結んだ線である。電位は、フィラメント１４１０からターゲット１４２０へ向かうにつれて高くなる。図３に示した矢印Ａ１上の電位は、図４に示すように、フィラメント１４１０からターゲット１４２０へ向かう傾きが正の直線で表される。したがって、図３に示した矢印Ａ１上の電位勾配は、一定である。

この場合、フィラメント１４１０が放出した電子は、ターゲット１４２０に衝突することができる。このため、グリッド１４３０は、フィラメント１４１０が放出した電子をターゲット１４２０に衝突させ、Ｘ線を発生させることができる。

ところが、グリッド電位制御回路１１３０がグリッド１４３０に電位を与えた場合、図３及び図４に示した電位勾配は、次に述べるように変化する。

フィラメント１４１０の電位、ターゲット１４２０の電位及びグリッド１４３０の電位は、例えば、図５に示した点線Ｄ１０、実線Ｓ２０、点線Ｄ３０、点線Ｄ４０、点線Ｄ５０及び点線Ｄ６０により表される電位勾配を発生させる。点線Ｄ１、点線Ｄ２、点線Ｄ３、点線Ｄ４、点線Ｄ５及び点線Ｄ６は、電位が等しい点を結んだ線である。実線Ｓ２０上の電位は、電位が−７８ｋＶの点を結んだ線である。

電位は、フィラメント１４１０から実線Ｓ２０へ向かうにつれて低くなり、実線Ｓ２０からターゲット１４２０へ向かうにつれて高くなる。図５に示した矢印Ａ２上の電位は、図６に示すように、フィラメント１４１０から図５に示した矢印Ａ２と実線Ｓ２０との交点までは傾きが負の直線で表され、図５に示した矢印Ａ２と実線Ｓ２０との交点からターゲット１４２０までは傾きが正の直線で表される。したがって、図５に示した矢印Ａ２上の電位勾配は、フィラメント１４１０から図５に示した矢印Ａ２と実線Ｓ２０との交点までは一定の負の値であり、図５に示した矢印Ａ２と実線Ｓ２０との交点からターゲット１４２０までは一定の正の値である。

この場合、フィラメント１４１０が放出した電子は、ターゲット１４２０に衝突することができない。なぜなら、フィラメント１４１０が放出した電子は、フィラメント１４１０の周囲に負の電位勾配が発生しているからである。このため、グリッド１４３０は、フィラメント１４１０が放出した電子がターゲット１４２０に衝突することを防止し、Ｘ線を発生させないようにすることができる。

次に、図７から図９を参照しながら、従来のＸ線診断装置が管電流を当該管電流よりも大きな目標管電流に変化させる方法について説明する。図７は、フィラメントを流れる電流の設定値及びフィラメントの温度の時間変化の一例を示す図である。図８は、従来のＸ線診断装置に係るグリッド電位制御回路が行うグリッドの電位の制御の一例を示す図である。図９は、図８に示したグリッドの電位の制御による管電流の時間変化の一例を示す図である。以下の説明では、従来のＸ線診断装置がパルス透視を行う場合を例に挙げる。

フィラメント電流制御回路１１５０は、図７に実線で示したように、フィラメント１４１０を流れる電流の設定値をＩ（ｉｎｉ）＝１００ｍＡからＩ（ｆｉｎ）＝１２０ｍＡに切り替える。Ｉ（ｆｉｎ）＝１２０ｍＡは、Ｉ（ｉｎｉ）＝１００ｍＡより大きい。このため、フィラメント１４１０の温度は、図７に一点鎖線で示したように、次第に上昇し、一定の温度に収束する。また、グリッド電位制御回路１１３０は、グリッド１４３０の電位を周期的に変化させる。グリッド電位制御回路１１３０は、例えば、図８に示すように、Ｘ線を照射する場合はグリッド１４３０の電位を０ｋＶとし、Ｘ線を照射しない場合はグリッド１４３０の電位を−３ｋＶとする。

なお、グリッド電位制御回路１１３０は、フィラメント１４１０とグリッド１４３０との間で放電が発生しない範囲でグリッド１４３０の電位を調整する。上述した−３ｋＶは、フィラメント１４１０とグリッド１４３０との間で放電が発生しない最大の電位差の例である。

フィラメント１４１０の温度が上昇すると、フィラメント１４１０が放出する熱電子の数が増加し、管電流が大きくなる。したがって、管電流は、例えば、図９に示すように、フィラメント１４１０の温度の変化に伴い、１００ｍＡから次第に上昇し、目標管電流である１２０ｍＡに収束する。

このように、フィラメント１４１０を流れる電流の設定値を切り替えても、フィラメント１４１０の温度が上昇するのに時間を要する。このため、Ｘ線管装置１４００は、発生させるＸ線の特性を素早く切り替えることが困難なことがある。したがって、Ｘ線管装置１４００がＸ線の発生を開始する場合や透視時自動照度調整（Automatic Brightness Control）が作動しており、かつ、被写体の厚みが変化した場合、目標とするＸ線画像の明るさになるまでに時間がかかってしまうことがある。

次に、図１０を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１が備えるＸ線管装置、高電圧発生回路、処理回路及び管電流検出部が検出した管電流の値を送信する経路について説明する。図１０は、第１の実施形態に係る高電圧発生回路、Ｘ線管装置、処理回路及び管電流検出部が検出した管電流の値を送信する経路の一例を示す図である。以下の説明では、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１がパルス透視を行う場合を例に挙げる。

高電圧発生回路１１は、管電圧制御回路１１２と、グリッド電位制御回路１１３と、フィラメント電流制御回路１１５とを備える。

管電圧制御回路１１２は、後述するフィラメント１４１と、後述するターゲット１４２との間に印加される管電圧を制御する。グリッド電位制御回路１１３は、後述するグリッド１４３の電位を、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替える。グリッド電位制御回路１１３の詳細については、後述する。フィラメント電流制御回路１１５は、後述するフィラメントトランス１４６に対し、これを制御するための信号を送信する。なお、管電圧制御回路１１２、グリッド電位制御回路１１３及びフィラメント電流制御回路１１５は、例えば、プロセッサにより実現される。

Ｘ線管装置１４は、フィラメント１４１と、ターゲット１４２と、グリッド１４３と、ガラスバルブ１４４と、管電流検出回路１４５と、フィラメントトランス１４６とを備える。

フィラメント１４１は、電子を放出する。具体的には、フィラメント１４１は、後述するフィラメントトランス１４６から供給される電流により加熱され、熱電子を放出する。ターゲット１４２は、フィラメント１４１が放出した電子を受けることによりＸ線を発生させる。グリッド１４３は、フィラメント１４１の周囲に設けられた構造物である。グリッド１４３は、フィラメント１４１の周囲の電位勾配を調整するための電位を有する。グリッド１４３の詳細については、後述する。なお、グリッド１４３は、この電位により、ターゲット１４２が発生させるＸ線のオンオフを切り替えることもできる。ガラスバルブ１４４は、フィラメント１４１、ターゲット１４２及びグリッド１４３を収納するガラス製の容器である。

管電流検出回路１４５は、図１０に示すように、Ｘ線管装置１４内に設けられる。管電流検出回路１４５は、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れる管電流を検出する。具体的には、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れる管電流の時系列データを即時に収集する。管電流検出回路１４５が検出した管電流の値は、後述する経路Ｒを通じて処理回路２６へ送信される。

フィラメントトランス１４６は、図１０に示すように、Ｘ線管装置１４内に設けられる。フィラメントトランス１４６は、フィラメント１４１を流れる電流を制御する。これにより、フィラメントトランス１４６は、フィラメント１４１が放出する熱電子の数を調整し、管電流を変化させる。

経路Ｒは、管電流検出回路１４５が検出した管電流の値を処理回路２６へ送信するための経路である。例えば、経路Ｒは、光ケーブル、或いは、処理回路２６に接続された光検出器である。なお、経路Ｒが処理回路２６に接続された光検出器である場合、管電流検出回路１４５は、例えば、ＬＥＤを含む。経路Ｒは、管電流検出回路１４５が検出した管電流が流れる経路とは異なるものである。また、経路Ｒは、Ｘ線管装置１４が有する電子部品、高圧ケーブル３１及び高圧ケーブル３２から電気的に絶縁されている。

次に、図７及び図１１から図１６を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１が行う処理の一例について説明する。図１１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。図１２は、第１の実施形態に係るグリッド電位制御回路が行うグリッドの電位の制御の一例を示す図である。図１３は、フィラメントの電位、ターゲットの電位及びグリッドの電位により発生する電位勾配及びフィラメントの電位及びターゲットの電位により発生する電位勾配の一例を示す図である。図１４は、図１３に示したグリッドの電位の制御による管電流の時間変化の一例を示す図である。図１５は、第１の実施形態に係るグリッド電位制御回路が行うグリッドの電位の制御の一例を示す図である。図１６は、図１５に示したグリッドの電位の制御による管電流の時間変化の一例を示す図である。

処理回路２６は、図１１に示すように、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、管電流を目標管電流に切り替える旨を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１）。処理回路２６は、例えば、図１４に示した１２０ｍＡの目標管電流に切り替える旨を受け付けたか否かを判定する。管電流を目標管電流に切り替える旨を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１１肯定）、処理回路２６は、処理をステップＳ１２へ進める。管電流を目標管電流に切り替える旨を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１１否定）、処理回路２６は、管電流を目標管電流に切り替える旨を受け付けるまで待機する。また、管電流を目標管電流に切り替える旨には、管電流を流し始める旨が含まれる。

フィラメント電流制御回路１１５は、図１１に示すように、フィラメント１４１を流れる電流を設定する（ステップＳ１２）。フィラメント電流制御回路１１５は、例えば、図７に実線で示したように、フィラメント１４１を流れる電流の設定値をＩ（ｉｎｉ）＝１００ｍＡからＩ（ｆｉｎ）＝１２０ｍＡに切り替える旨の信号をフィラメントトランス１４６に送信する。これにより、フィラメントトランス１４６は、フィラメント１４１にＩ（ｆｉｎ）＝１２０ｍＡの電流を流す。

処理回路２６は、図１１に示すように、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、カットオフ中か否かを判定する（ステップＳ１３）。ここで、カットオフとは、Ｘ線診断装置１がパルス透視を行う場合において、グリッド電位制御回路１１３がグリッド１４３の電位をフィラメント１４１の電位より低くすることより、Ｘ線を発生させないようにすることである。

カットオフ中であると判定した場合（ステップＳ１３肯定）、処理回路２６は、カットオフが終了するまで待機する。カットオフ中でないと判定した場合（ステップＳ１３否定）、処理回路２６は、処理をステップＳ１４へ進める。

グリッド電位制御回路１１３は、例えば、図１２に示すように、カットオフ中のグリッド１４３の電位を−３ｋＶとする。また、図１２においてグリッド１４３の電位が０ｋＶ以上となっている各時間は、パルス透視の各フレームに対応する。したがって、グリッド１４３の電位の時間変化は、図１２に示すように、−３ｋＶから周期的に立ち上がるパルスとなる。

管電流検出回路１４５は、管電流を検出する（ステップＳ１４）。具体的には、管電流検出回路１４５は、管電流を即時に検出する。管電流検出回路１４５は、例えば、図１４に示した１００ｍＡの管電流を即時に検出する。なお、図１４において管電流が０ｍＡとなっている時間は、図１２においてグリッド１４３の電位が−３ｋＶとなっている時間に対応する。すなわち、図１４において管電流が０ｍＡとなっている時間は、カットオフ中である。また、図１４において管電流が０ｍＡとなっていない各時間は、パルス透視の各フレームに対応する。

グリッド電位制御回路１１３は、図１１に示すように、ステップＳ１４で検出した管電流とステップＳ１１で受け付けた目標管電流との差に基づいて、グリッド１４３の電位を切り替える（ステップＳ１５）。グリッド電位制御回路１１３は、例えば、図１２に示すように、ステップＳ１４で検出した１００ｍＡの管電流とステップＳ１１で受け付けた１２０ｍＡの目標管電流との差に基づいて、グリッド１４３の電位を０ｋＶから＋３ｋＶに切り替える。これにより、フィラメント１４１とターゲット１４２との間の電位勾配は、図１３に示した点線が示す電位勾配から図１３に示した実線が示す電位勾配へ切り替わる。

グリッド電位制御回路１１３がグリッド１４３の電位を切り替える前におけるフィラメント１４１の周囲の電位勾配は、図１３に示した点線が示す電位勾配である。グリッド電位制御回路１１３がグリッド１４３の電位を切り替えた後におけるフィラメント１４１の周囲の電位勾配は、図１３に示した曲線Ｃで囲まれた実線が示す電位勾配である。図１３に示すように、図１３に示した実線が示す電位勾配のうち曲線Ｃで囲まれた部分の電位勾配は、図１３に示した点線が示す電位勾配より大きい。したがって、フィラメント１４１が放出する熱電子の数は、グリッド電位制御回路１１３がグリッド１４３の電位を切り替えることにより、一気に増加する。このため、グリッド電位制御回路１１３は、例えば、図１４に示すように、管電流を１００ｍＡから目標管電流である１２０ｍＡに切り替えることができる。

フィラメント１４１が放出する熱電子の数は、フィラメント１４１の周囲の電位勾配が大きくなるにつれて増加する。したがって、グリッド電位制御回路１１３は、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で検出した管電流とステップＳ１１で受け付けた目標管電流との差が大きい程、グリッド１４３の電位を、より高い電位に切り替える。

また、グリッド電位制御回路１１３は、フィラメント１４１とグリッド１４３との間で放電が発生しない範囲でグリッド１４３の電位を調整する。すなわち、グリッド電位制御回路１１３は、フィラメント１４１が放出した熱電子がグリッド１４３に引き寄せられない範囲でグリッド１４３の電位を調整する。なぜなら、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線を発生させるため、フィラメント１４１が放出した電子をターゲット１４２に衝突させる必要があるからである。

なお、上述した＋３ｋＶは、フィラメント１４１とグリッド１４３との間で放電が発生しない最大の電位差の例である。これにより、グリッド電位制御回路１１３は、フィラメント１４１の周囲の電位勾配を最大とし、フィラメント１４１が放出する熱電子の数を最大とすることができる。

処理回路２６は、図１１に示すように、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、パルス透視を終了する旨を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１６）。パルス透視を終了する旨を受け付けた場合（ステップＳ１６肯定）、処理回路２６は、処理を終了させる。パルス透視を終了する旨を受け付けていない場合（ステップＳ１６否定）、処理回路２６は、処理をステップＳ１７へ進める。

処理回路２６は、図１１に示すように、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、カットオフ中か否かを判定する（ステップＳ１７）。カットオフ中であると判定した場合（ステップＳ１７肯定）、処理回路２６は、処理をステップＳ１６へ戻す。カットオフ中でないと判定した場合（ステップＳ１７否定）、処理回路２６は、処理をステップＳ１８へ進める。

処理回路２６は、図１１に示すように、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、現在の管電流がステップＳ１１で受け付けた目標管電流と一致しているか否かを判定する（ステップＳ１８）。処理回路２６は、例えば、現在の管電流が目標管電流である１２０ｍＡと一致しているか否かを判定する。なぜなら、ステップＳ１２において、フィラメントを流れる電流が切り替えられたことにより、フィラメント１４１の温度が変化し、現在の管電流が目標管電流と一致していないことがあるからである。

現在の管電流がステップＳ１１で受け付けた目標管電流と一致していると判定した場合（ステップＳ１８肯定）、処理回路２６は、処理をステップＳ１６へ戻す。現在の管電流がステップＳ１１で受け付けた目標管電流と一致していないと判定した場合（ステップＳ１８否定）、処理回路２６は、処理をステップＳ１９へ進める。

グリッド電位制御回路１１３は、図１１に示すように、グリッドの電位を調整する（ステップＳ１９）。グリッド電位制御回路１１３は、例えば、ステップＳ１５においてフィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れていた管電流を目標管電流に切り替えた後、管電流検出回路１４５が検出した管電流が目標管電流より大きくなった場合、グリッド１４３の電位を低くし、管電流検出回路１４５が検出した管電流が目標管電流より小さくなった場合、グリッド１４３の電位を高くする制御を行う。これにより、グリッド電位制御回路１１３は、現在の管電流を、処理回路２６がステップＳ１１で受け付けた目標管電流と一致させることができる。グリッド電位制御回路１１３は、グリッドの電位の調整が完了した後、処理をステップＳ１６へ戻す。

なお、Ｘ線診断装置１は、パルス透視のフレームごとに、図１１に示したステップＳ１６からステップＳ１９までの処理を行う。すなわち、グリッド電位制御回路１１３は、パルス透視が行われる場合、パルス透視のフレームレートごとに上述した制御を行う。

また、図７に実線で示したように、フィラメント１４１を流れる電流の設定値をＩ（ｉｎｉ）＝１００ｍＡからＩ（ｆｉｎ）＝１２０ｍＡに切り替えた場合、フィラメント１４１の温度は、次第に上昇する。このため、フィラメント１４１が放出する電子の数は、フィラメント１４１の温度が上昇するにつれて増加する。したがって、管電流は、フィラメント１４１の温度が上昇するにつれて増加する。この場合、Ｘ線診断装置１は、ステップＳ１６からステップＳ１９までの処理を繰り返し、図１２に示すように、管電流の増加に合わせてグリッド１４３の電位を次第に下げていく。これにより、Ｘ線診断装置１は、管電流を目標管電流である１２０ｍＡに一致させる。

以上、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１について説明した。上述したように、グリッド電位制御回路１１３は、グリッド１４３の電位を、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替える。これにより、Ｘ線診断装置１は、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流を、この管電流よりも大きな目標管電流に切り替えることができる。すなわち、Ｘ線診断装置１は、フィラメント１４１の温度の上昇による熱電子の数の増加を待つことなく、即座に目標管電流に切り替えることができる。したがって、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線管装置１４がＸ線の発生を開始する場合や透視時自動照度調整（Automatic Brightness Control）が作動しており、かつ、被写体Ｐの厚みが変化した場合でも、Ｘ線画像の明るさを目標とする明るさに安定させるまでの時間を短縮させることができる。

また、グリッド電位制御回路１１３は、グリッド１４３の電位を、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替えた後、管電流検出回路１４５が検出した管電流が目標管電流より大きくなった場合、グリッド１４３の電位を低くし、管電流検出回路１４５が検出した管電流が目標管電流より小さくなった場合、グリッド１４３の電位を高くする制御を行う。これにより、Ｘ線診断装置１は、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流を目標管電流に近い管電流に保つことができる。したがって、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線画像の明るさを一定に保つことができる。

さらに、管電流検出回路１４５及びフィラメントトランス１４６は、Ｘ線管装置１４内に設けられている。このため、管電流検出回路１４５は、高圧ケーブル３１の浮遊容量ＦＣ１及び高圧ケーブル３２の浮遊容量ＦＣ２の影響を受けることなく、フィラメントトランス１４６が発生させた管電流を即時に検出することができる。また、管電流検出回路１４５が検出した管電流の値は、Ｘ線管装置１４が有する電子部品、高圧ケーブル３１及び高圧ケーブル３２から電気的に絶縁されている経路Ｒを経由して処理回路２６へ送信される。このため、Ｘ線診断装置１は、正確な管電流の値を検出し、この値をＸ線管装置１４が有する電子部品、高圧ケーブル３１及び高圧ケーブル３２の影響を受けることなく処理回路２６へ送信することができる。したがって、Ｘ線診断装置１は、上述したパルス透視のフレームごとのグリッド１４３の電位の制御を管電流の変化に合わせて正確かつ迅速に行うことができる。

上述の説明では、グリッド電位制御回路１１３がパルス透視のフレームごとにグリッド１４３の電位の制御を行う場合を例に挙げた。しかし、グリッド電位制御回路１１３は、パルス透視が行われる場合、パルス透視のフレームレートより短い周期でグリッド１４３の電位の制御を行ってもよい。この場合、Ｘ線診断装置１は、次のような処理を行う。

Ｘ線診断装置１は、現在の管電流である１００ｍＡを目標管電流である１２０ｍＡに切り替える前後において、パルス透視の各フレームにおいて、図１１に示したステップＳ１６からステップＳ１９までの処理と同様の処理を複数回繰り返す。これにより、グリッド１４３の電位は、図１５に示すように、パルス透視の各フレームに対応する各パルスにおいて、グリッド電位制御回路１１３により複数回調整される。したがって、Ｘ線診断装置１は、図１６に示すように、パルス透視の各フレームにおいて、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流を１００ｍＡ又は１２０ｍＡに近い値に保つことができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るＸ線診断装置について説明する。第２の実施形態の説明では、上述した実施形態の説明で使用した符号と同様の符号を使用する。なお、上述した実施形態と重複する内容については、詳細な説明を省略する。

第１の実施形態では、Ｘ線診断装置１がパルス透視を行う場合を例に挙げて説明した。そこで、第２の実施形態では、図１７から図１９を参照しながら、Ｘ線診断装置１が連続透視を行う場合を例に挙げて説明する。図１７は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。図１８は、第２の実施形態に係るグリッド電位制御回路が行うグリッドの電位の制御の一例を示す図である。図１９は、図１８に示したグリッドの電位の制御による管電流の時間変化の一例を示す図である。

処理回路２６は、図１７に示すように、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、管電流を目標管電流に切り替える旨を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理は、第１の実施形態に係るステップＳ１１と同様である。処理回路２６は、例えば、図１９に示した４ｍＡの目標管電流に切り替える旨を受け付けたか否かを判定する。

フィラメント電流制御回路１１５は、図１７に示すように、フィラメント１４１を流れる電流を設定する（ステップＳ２２）。フィラメント電流制御回路１１５は、例えば、図７に実線で示したように、フィラメント１４１を流れる電流の設定値をＩ（ｉｎｉ）＝０．５ｍＡからＩ（ｆｉｎ）＝４ｍＡに切り替える旨の信号をフィラメントトランス１４６に送信する。これにより、フィラメントトランス１４６は、フィラメント１４１にＩ（ｆｉｎ）＝４ｍＡの電流を流す。

管電流検出回路１４５は、管電流を検出する（ステップＳ２３）。具体的には、管電流検出回路１４５は、管電流を即時に検出する。管電流検出回路１４５は、例えば、図１９に示した０．５ｍＡの管電流を即時に検出する。

グリッド電位制御回路１１３は、図１７に示すように、ステップＳ２３で検出した管電流とステップＳ２１で受け付けた目標管電流との差に基づいて、グリッド１４３の電位を切り替える（ステップＳ２４）。グリッド電位制御回路１１３は、例えば、ステップＳ２３で検出した０．５ｍＡの管電流とステップＳ２１で受け付けた４ｍＡの目標管電流との差に基づいて、グリッド１４３の電位を０ｋＶから＋３ｋＶに切り替える。これにより、フィラメント１４１の周囲の電位勾配は、フィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きな電位勾配に切り替わる。したがって、グリッド電位制御回路１１３は、例えば、図１９に示すように、管電流を０．５ｍＡから目標管電流である４ｍＡに切り替えることができる。

処理回路２６は、図１７に示すように、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、連続透視を終了する旨を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２５）。連続透視を終了する旨を受け付けた場合（ステップＳ２５肯定）、処理回路２６は、処理を終了させる。連続透視を終了する旨を受け付けていない場合（ステップＳ２５否定）、処理回路２６は、処理をステップＳ２６へ進める。

処理回路２６は、図１７に示すように、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、現在の管電流がステップＳ２１で受け付けた目標管電流と一致しているか否かを判定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６の処理は、第１の実施形態に係るステップＳ１８と同様である。処理回路２６は、例えば、現在の管電流が目標管電流である４ｍＡと一致しているか否かを判定する。

グリッド電位制御回路１１３は、図１７に示すように、グリッドの電位を調整する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７の処理は、第１の実施形態に係るステップＳ１８と同様である。

なお、Ｘ線診断装置１は、ステップＳ２５からステップＳ２７までの処理を任意のタイミングで行う。

また、図７に実線で示したように、フィラメント１４１を流れる電流の設定値をＩ（ｉｎｉ）＝０．５ｍＡからＩ（ｆｉｎ）＝４ｍＡに切り替えた場合、フィラメント１４１の温度は、次第に上昇する。この場合、Ｘ線診断装置１は、ステップＳ２５からステップＳ２７までの処理を繰り返し、図１８に示すように、管電流の増加に合わせてグリッド１４３の電位を次第に下げていく。これにより、Ｘ線診断装置１は、管電流を目標管電流である４ｍＡに一致させる。

以上、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１について説明した。第２の実施形態に係るＸ線診断装置１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１と同様の効果を奏する。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係るＸ線診断装置について説明する。第３の実施形態の説明では、上述した実施形態の説明で使用した符号と同様の符号を使用する。なお、上述した実施形態と重複する内容については、詳細な説明を省略する。

第１の実施形態又は第２の実施形態に係るＸ線診断装置１は、管電流検出回路１４５により現在の管電流を検出した後、検出した管電流と目標管電流との差に基づいてグリッド１４３の電位を切り替えた。しかし、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係に基づいてグリッド１４３の電位を切り替える。

記憶回路２５は、撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係を記憶する。記憶回路２５は、例えば、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位の関係を記憶する。この関係は、例えば、これら五つのパラメータの対応関係を表にまとめたものである。また、撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係は、実測、或いは、シミュレーションにより求められる。ここでいう実測とは、例えば、実際にＸ線診断装置１を動作させ、撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係に関するデータを収集することである。また、ここでいうシミュレーションとは、例えば、計算により撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係を導出することである。

処理回路２６は、例えば、撮影条件としてフィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流及び管電圧が設定された場合、記憶回路２５から制御機能２６２に相当するプログラムを読み出して実行することにより、次のような制御を行う。処理回路２６は、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位の関係の中から撮影条件に応じたフィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位を選択する。

処理回路２６は、グリッド電位制御回路１１３に、グリッド１４３の電位を選択した電位に切り替えさせる。この電位は、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位である。また、処理回路２６は、フィラメント電流制御回路１１５にフィラメント１４１に流れる電流を、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位の関係の中から選択された電流に切り替える旨の信号をフィラメントトランス１４６に送信させる。これにより、Ｘ線診断装置１は、現在の管電流を目標管電流に切り替えることができる。

Ｘ線診断装置１は、現在の管電流を目標管電流に切り替えた後、上述したステップＳ１６からステップＳ１９までの処理又は上述したステップＳ２５からステップＳ２７までの処理と同様の処理を繰り返す。これにより、Ｘ線診断装置１は、現在の管電流を目標管電流と一致させることができる。

以上、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１について説明した。上述したように、グリッド電位制御回路１１３は、グリッド１４３の電位を、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替える。また、グリッド電位制御回路１１３は、グリッド１４３の電位を、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替えた後、管電流検出回路１４５が検出した管電流が目標管電流より大きくなった場合、グリッド１４３の電位を低くし、管電流検出回路１４５が検出した管電流が目標管電流より小さくなった場合、グリッド１４３の電位を高くする制御を行う。したがって、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、第１の実施形態又は第２の実施形態に係るＸ線診断装置１と同様、Ｘ線画像の明るさを目標とする明るさに安定させるまでの時間を短縮させ、Ｘ線画像の明るさを一定に保つことができる。

また、グリッド電位制御回路１１３により切り替えられた後のグリッド１４３の電位は、処理回路２６が撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係の中から撮影条件に応じて選択した電位である。このため、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、管電流やフィラメント１４１に流れる電流を即時に検出することなく、グリッド１４３の電位を、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替えることができる。したがって、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、管電流検出回路１４５及びフィラメントトランス１４６を任意の位置に設けることができる。すなわち、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、高電圧発生回路及びＸ線管装置の構成に関係無く、上述した効果を奏することができる。

なお、フィラメント１４１は、経年により次第に細くなる。このため、フィラメント１４１は、経年により熱電子を放出し易くなる。したがって、撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係は、フィラメントの太さに応じて更新されることが好ましい。或いは、撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係は、定期的に更新されることが好ましい。撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係は、例えば、Ｘ線診断装置１がメンテナンスされる際に更新される。

また、Ｘ線診断装置１は、撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係が含むパラメータの一部を測定された値で置き換えてから、上述した処理を行ってもよい。これにより、Ｘ線診断装置１は、撮影条件に応じた目標管電流とグリッド１４３の電位との関係が含むパラメータの一部が変化した場合でも、Ｘ線画像の明るさを一定に保つことができる。

Ｘ線診断装置１は、例えば、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位の関係が含むパラメータのうちフィラメント１４１を流れる電流を測定された値で置き換えてから、上述した処理を行う。この場合、Ｘ線診断装置１は、フィラメント１４１を流れる電流を測定するフィラメント電流測定回路を有する。或いは、Ｘ線診断装置１は、フィラメント１４１の温度を測定するフィラメント温度測定回路を有する。

まず、Ｘ線診断装置１がフィラメント電流測定回路を有する場合について説明する。フィラメント電流測定回路は、フィラメント１４１を流れる電流を測定する。処理回路２６は、フィラメント電流測定回路が測定したフィラメント１４１を流れる電流に基づいて、フィラメント電流制御回路１１５にフィラメント１４１に流れる電流を、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位の関係の中から選択された電流に切り替える旨の信号をフィラメントトランス１４６に送信させる。そして、処理回路２６は、グリッド電位制御回路１１３に、グリッド１４３の電位を選択した電位に切り替えさせる。この電位は、例えば、フィラメント電流測定回路が測定したフィラメント１４１を流れる電流及び撮影条件として設定されたフィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流及び管電圧から決定される電位である。つまり、グリッド電位制御回路１１３は、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位の関係及びフィラメント電流測定回路が測定した電流に基づいてグリッド１４３の電位を切り替える。

次に、Ｘ線診断装置１がフィラメント温度測定回路を有する場合について説明する。フィラメント温度測定回路は、フィラメント１４１の温度を測定する。処理回路２６は、フィラメント温度測定回路が測定したフィラメント１４１の温度に基づいて、フィラメント電流制御回路１１５にフィラメント１４１に流れる電流を、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位の関係の中から選択された電流に切り替える旨の信号をフィラメントトランス１４６に送信させる。そして、処理回路２６は、グリッド電位制御回路１１３に、グリッド１４３の電位を選択した電位に切り替えさせる。この電位は、例えば、フィラメント温度測定回路が測定したフィラメント１４１の温度及び撮影条件として設定されたフィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流及び管電圧から決定される電位である。つまり、グリッド電位制御回路１１３は、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流、目標管電流、管電圧、フィラメント１４１を流れる電流及びグリッド１４３の電位の関係及びフィラメント温度測定回路が測定した温度に基づいてグリッド１４３の電位を切り替える。なお、フィラメント温度測定回路は、例えば、フィラメント１４１の周囲に設けられた非接触の温度計に含まれる。

第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態に係るＸ線診断装置１が有するグリッド１４３の構造は、特に限定されない。例えば、グリッド１４３は、図５に示したグリッド１４３０と同様、カップ状の構造物である。或いは、グリッド１４３は、図２０に示すように、カップ状のグリッド１４３ａ及び板状のグリッド１４３ｂを有していてもよい。また、グリッド１４３ｂは、網目状でもよい。

第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態では、グリッド電位制御回路１１３がグリッド１４３の電位を、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも大きくなる電位に切り替えることにより、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流を、この管電流より大きな目標管電流に切り替える場合を例に挙げた。

しかし、いずれの実施形態においても、グリッド電位制御回路１１３は、グリッド１４３の電位を、フィラメント１４１の周囲の電位勾配がフィラメント１４１の電位及びターゲット１４２の電位により発生する電位勾配よりも小さくなる電位に切り替えることにより、フィラメント１４１とターゲット１４２との間に流れている管電流を、この管電流より小さな目標管電流に切り替えることができる。

上述したプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、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（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）である。また、プログラマブル論理デバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）は、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（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）である。

上述した実施形態では、高電圧発生回路１１、Ｘ線絞り調整回路１２、駆動回路１８、生成回路２３及び処理回路２６は、記憶回路２５に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現したが、これに限定されない。記憶回路２５にプログラムを保存する代わりに、これらの回路それぞれにプログラムを直接組み込んでもよい。この場合、これらの回路は、直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。

図１に示した各回路は、適宜分散又は統合されてもよい。例えば、処理回路２６は、撮影制御機能２６１及び制御機能２６２それぞれの機能を実行する撮影制御回路及び制御回路に分散されてもよい。また、例えば、高電圧発生回路１１、Ｘ線絞り調整回路１２、駆動回路１８、生成回路２３及び処理回路２６は、任意に統合されてもよい。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、Ｘ線画像の明るさを目標とする明るさに安定させるまでの時間を短縮させることができる。

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同様に、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ものである。

１４Ｘ線管装置
１１３グリッド電位制御回路
１４１０フィラメント
１４２０ターゲット
１４３０グリッド

Claims

電子を放出するフィラメントと、前記電子を受けることによりＸ線を発生させるターゲットと、前記フィラメントの周囲の電位勾配を調整するための電位を有するグリッドとを有するＸ線管装置と、
前記グリッドの電位を、前記フィラメントの周囲の電位勾配が前記フィラメントと前記ターゲットとの間の電位勾配が一定である場合における当該電位勾配よりも大きくなる電位に切り替えるグリッド電位制御部と、
前記フィラメントと前記ターゲットとの間に流れている管電流を検出する管電流検出部と、
前記フィラメントを流れるフィラメント電流を制御するフィラメント電流制御部と
を備え、
前記フィラメント電流制御部は、目標管電流の切り替えに伴って、前記フィラメント電流の設定値を前記目標管電流に対応する値に変更し、
前記グリッド電位制御部は、前記目標管電流の切り替えに伴って、前記グリッドの電位を、前記フィラメントの周囲の電位勾配が前記フィラメントと前記ターゲットとの間の電位勾配が一定である場合における当該電位勾配よりも大きくなる電位に切り替えた後、前記管電流検出部が検出した管電流が前記目標管電流より大きくなった場合、前記グリッドの電位を低くし、前記管電流検出部が検出した管電流が目標管電流より小さくなった場合、前記グリッドの電位を高くする制御を行う、Ｘ線診断装置。
前記グリッド電位制御部は、パルス透視が行われる場合、前記パルス透視のフレームレートより短い周期で前記制御を行う、請求項１に記載のＸ線診断装置。
前記グリッド電位制御部は、パルス透視が行われる場合、前記パルス透視のフレームごとに前記制御を行う、請求項１に記載のＸ線診断装置。
前記フィラメント電流制御部から送信された信号に基づいて前記フィラメントを流れる電流を制御するフィラメントトランスと、
前記管電流検出部が検出した管電流の値を受け取り、前記値に基づいて前記グリッド電位制御部を制御する制御部と、
を更に備え、
前記管電流検出部及び前記フィラメントトランスは、前記Ｘ線管装置内に設けられ、前記値は、前記管電流検出部が検出した管電流が流れる経路と異なる経路を経由して前記管電流検出部から前記制御部へ送信される、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
前記グリッド電位制御部は、撮影条件に応じた目標管電流と前記グリッドの電位との関係に基づいて前記グリッドの電位を切り替える、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
前記関係は、実測により求められている、請求項５に記載のＸ線診断装置。
前記関係は、シミュレーションにより求められている、請求項５に記載のＸ線診断装置。
前記関係は、前記フィラメントの太さに応じて更新される、請求項５から請求項７のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
前記関係は、定期的に更新される、請求項５から請求項７のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
前記フィラメントを流れる電流を測定するフィラメント電流測定部を更に備え、
前記グリッド電位制御部は、前記関係及び前記フィラメント電流測定部が測定した電流に基づいて前記グリッドの電位を切り替える、請求項５から請求項９のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
前記フィラメントの温度を測定するフィラメント温度測定部を更に備え、
前記グリッド電位制御部は、前記関係及び前記フィラメント温度測定部が測定した温度に基づいて前記グリッドの電位を切り替える、請求項５から請求項９のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。