JPH02174836A - 身体を選択的に作像する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般的に診断用Ｘ線装置、特にたて続けに平
均エネルギが相異なるＸ線パルスを放出する様にＸ線管
を制御する装置に関する。

異なるエネルギを持つ一連のＸ線パルスを使う場合とは
、成る材料からＸ線像に対する寄与を選択的に抑制した
り又は強めるのが望ましい場合である。１例は、少量の
Ｘ線に不透明な染料、例えば沃素化合物を含む身体構造
を作像する場合である。その使い方は、染料の静脈注射
によって不透明にした血管の作像、又は腫瘍並びに／又
は染料によって若干不透明にした器官の作像である。普
通のＸ線像では、沃素含有領域の像の低いコントラスト
が、その上に又は下に重なる骨又は軟質組織構造の為に
隠れることがあり、それを見るのが非常に困難である。

Ｘ線エネルギの異なる像を組合せる方法として、エネル
ギ減算法があるが、これによって（成る材料、例えば）
沃素の、（他の材料、例えば）骨並びに／又は軟質組織
に対するコントラストを強めることが出来、関心が持た
れる構造の可視度が大いに改善される。エネルギ減算法
の別の使い方として、例えば胸の作像で軟質組織構造に
よる像から、骨構造による像への寄与を分離することが
ある。計算式断層写真（ＣＴ）作像法に、異なるエネル
ギの一連のＸ線パルスを使うことも出来る。ＣＴでは、
エネルギの異なるＸ線を使って、横断面の密度ばかりで
なく、化学的な組成に関する情報も得られる。エネルギ
の異なるパルスを使うと、ＣＴでビームを硬化させる成
る擬似画像（ａｒｔｌｆ’ａｃｔ）を少なくするという
利点もある。

投与した造影剤の可視度を改善するのにエネルギ減算法
に代るものが一時減算法である。−時減算法では、沃素
化染料を注射する前後に撮影した像を減算する。−時減
算法の基本的な制約は、組合される像が時間的に数秒隔
たっており、２枚の像を得る間に起った運動により、像
に整合外れの擬似画像が生ずることである。更に、−時
減算法は、変化がゆっくりしているか或いはどんな時も
変化しない様なコントラストを発生する材料、例えば骨
や腫瘍に捉えられた沃素染料の作像にはあまり適してい
ない。然し、エネルギ減算に使われる像が時間的にたて
続けに収集され＼ば、像を得る時間内には殆んど或いは
全く動きが起らず、整合外れの擬似画像のない減算結果
の像を発生することが出来る。そこで必要なのは、Ｘ線
ビームの平均光子エネルギを非常に速く切換えることが
出来る様にする手段である。

エネルギ減算法の計算方法や理論は文献に記載されてい
る。２種類又は３種類の異なるＸ線エネルギを使うエネ
ルギ減算法の理論が開発されている。この出願は、２種
類のエネルギを持つＸ線パルスをたて続けに発生する改
良さされた方法を詳しく説明するものである。同じ考え
は、３種類の異なるＸ線スペクトルを持つパルスをたて
続けに発生する為にも利用することが出来る。

Ｘ線の濾過作用を追加することにより、Ｘ線ビームの平
均エネルギに影響を与えることが出来、切換え形フィル
タを使う多重エネルギ方法もこれまでに説明されている
。然し、Ｘ線エネルギを大幅に変える為には、相当の）
濾過作用が必要であり、その結果得られるＸ線の強度が
著しく下がる。好ましい方法は、Ｘ線の＞濾過作用とＸ
線を発生する時の電圧との両方を変えることである。

理想的には、所要のＸ線切換え装置は、Ｘ線管電流（膳
Ａ）と共にＸ線管のピークキロボルト数（ｋＶＰ　）の
両方を速やかに変えるべきである。

ｋｙｐが低いパルスに対しては％ｌＡを大きくすること
が好ましい。高圧４極管の様な可変の高圧制御装置を使
うことによって、ｋＶｐだけを変えていた従来の切換え
回路では、ｓＡの変化が間違った方向に生ずる。即ち、
Ｘ線管に印加されるｋＶｐが低くなると、Ｘ線管電流も
小さくなる。最高のｋＶｐのパルスの時の電流がＸ線管
定格を超えない様に装置が設定されている場合、ｋＶｐ
がそれより小さく、それに伴って電流が一層小さいパル
スは、合計強度が最適値より小さくなる惧れがある。従
来の方法で、即ち、Ｘ線管のフィラメント電流を変える
ことによって、ｌＡを変えることは、フィラメントの熱
的な遅れがある為に遅すぎる。

この発明の目的は、複数個の段階にわたり、高い繰返し
速度で、Ｘ線管のピーク・キロボルト数及びＸ線管電流
の両方を速やかに且つ正確に変えることの出来るＸ線管
切換え回路を提供することである。

簡単に云うと、この発明では、陽極ターゲット、フィラ
メント、及び普通格子と呼ばれる制御素子を持つＸ線管
を使う。最初に説明する実施例では、２つの負のバイア
ス電圧源を設ける。その各々が異なる電圧を供給する様
になっている。この実施例ではバイアス電圧源は、Ｘ線
管の制御素子と陰極フィラメントとの間に本質的に直列
回路をなす様に配置されている。分路スイッチがバイア
ス電圧源の出力の両端に接続されている。両方の分路ス
イッチが非導電である１つの動作様式では、バイアス電
圧の和がＸ線管の制御格子とフィラメントの間に印加さ
れ、こうしてＸ線管を非導電にする。云い換えれば、陰
極の電子放出をカットオフにする。Ｘ線管の動特性は、
Ｘ線管の陽極陰極間高圧給電回路に選ばれた大きさの抵
抗値を挿入することによって予め決定しておく。Ｘ線管
の動特性を真空管の場合に典型的に行われる様にグラフ
に描く。このグラフは、種々の負荷線に対し、種々のバ
イアス電圧の時に得られるＸ線管電流とＸ線管の両端の
電圧降下とを示す。

第１のバイアス電圧源が分路された時、第２のバイアス
電圧源が作用し、動特性を示すグラフから、電圧降下と
電流を決定することが出来る。第２のバイアス源に対す
る適正なバイアス・レベルを選択することにより、Ｘ線
管電流及び電圧を決定することが出来る。

両方のスイッチが導電状態になり、両方のバイアス電圧
源が分路された時、Ｘ線管の制御格子に印加されるバイ
アス電圧はゼロに近い。この時、Ｘ線管ｒｌｉｉｆＥは
、前に説明したバイアス状態に較べて、希望する様に変
化し、Ｘ線管電圧も同じ様に変化する。

この発明の２重電圧Ｘ線管切換え装置がどの様に構成さ
れるか、並びにそれを有利に使う典型的なＸ線装置を次
に図面について説明する。

第１図に示す装置は、患者の計算式軸方向断層写真法並
びに計算式走査形投影Ｘ線写真撮影法による検査を行う
為の装置である。計算式走査形投影Ｘ線写真法は、患者
の解剖学的な部分の像を発生し、それをテレビジョンφ
モニタに表示することが出来る。この像は、Ｘ線ビーム
を身体を介して投射し、フィルムに記録する普通のＸ線
写真法に得られる様な種類の鉦と同様である。

第１図の装置では、検査される患者１０がＸ線透過テー
ブル台１１の上に仰向けになる。テーブル台１１が支持
体１２に装着されていて、縦方向、即ち、患者の長さ方
向に、一定の速度で並進する。

第１図に示してないＸ線管がケーシング１３内にあり、
計算式走査形投影Ｘ線撮影法を実施する為に、患者の上
方の一定位置に示されている。Ｘ線管ケーシングがこの
特定の装置ではリング１４に取付けられており、計算式
軸方向断層写真法を実施する時は、このリングが患者の
周りを回転する。

Ｘ線ビーム・コリメータ１５がＸ線管ケーシングに結合
されていて、出て来るＸ線ビームを薄い扇形又は発散す
るＸ線ビーム１６に整形する。計算式投影Ｘ線撮影法を
実施する時、Ｘ線ビームが患者に対して横方向に投影さ
れ、走査の間に患者又は源及び検出器が相対的に移動す
る方向は、ビームの平面に対して垂直である。コリメー
タの底に示した溝孔１７が、ビームの断面形を表わして
いる。

Ｘ線検出器１８が患者の下側でリング１４に支持されて
いて、計算式軸方向断層写真法を実施する時、Ｘ線管ケ
ーシングと一緒に患者の周りの軌道を廻る。然し、こ−
で考えている走査形投影Ｘ線撮影法では、検出器及びＸ
線管は一定位置に保たれる。検出器１８は計算式軸方向
断層写真法に使イ〕れる周知のガス充填電離形又は固体
シンチレーション形の内の１つであってよい。こういう
種類の検出器は、扇形Ｘ線ビーム１６を構成するＸ線が
、患者の身体を通過したことによって差別的に減衰した
後、それを検出するセル又は個別の検出素子の配列を持
っている。検出器はＸ線透過窓１８′を持ち、これはＸ
線が検出器１８にある個別の検出素子（図に示してない
）の配列へ通過出来る様にする。

計算式走査形投影Ｘ線撮影法を実施する時、Ｘ線ビーム
１６を毎秒６０回又はそれ以上という様な高い速度でパ
ルス状にオン及びオフに切換え、その間患者をビームの
中で一定の速度で縦方向に並進させる。Ｘ線ビーム・パ
ルスが投射される度に、患者の内、ビーム丙にある薄片
による減衰を表わす一組の信号が発生される。これらの
信号がブロック１９で示すデータ収集装置（ＤＡＳ）に
送られる。ＤＡＳは、とりわけ、これらの信号を予め増
幅し、それをディジタル形式に変換し、多重化してディ
ジタル計算機２０へ送る。計算機は適当なアルゴリズム
によってプログラムされており、解剖学的部分の種々の
薄片で得られた減衰データを利用して、走査領域の長さ
にわたる可視像を構成することが出来る様なデータを発
生する。

計算機が再生データを計算式軸方向断層写真装置に普通
便われる形式の表示制御装置２１に送出す。

図に示してないが、この表示制御装置にある記憶装置が
画素を表わすディジタル信号を保持する。

公知の様に、制御装置は記憶装置のマトリクスから線毎
にディジタル画素信号を読出す様になっており、それら
を対応するアナログ・ビデオ信号に変換して、テレビジ
ョン・モニタ２２にラスター走査形で表示する。アナロ
グ・ビデオ像は、後の任意の時に像を見ることが出来る
様に、ビデオ会ディスク記録装置２３にも記録される。

例えばＸ線に対して不透明な成る媒質を含む血管の様な
解剖学的な成る部分を一層よく見える様にする為に、エ
ネルギ減算法によって作成された投影Ｘ線撮影像を発生
したい時、この発明の２重エネルギ切換え装置がその働
きを示す。この方式は、身体の各々の薄片が両方のスペ
クトルのＸ線によって照会される様に、−続きの低及び
高エネルギのＸ線パルスを発生することを必要とする。

各々の低エネルギＸ線パルスに対して一組の信号、そし
て各々の高エネルギＸ線パルスに対して一組の信号を計
算機に供給する様に、装置が同期している。計算機は低
及び高エネルギ・パルスに対応する信号を組合せ、並進
形走査が完了した後間もなく、モニタに減算像を表示す
ることが出来る様にする一組の信号を表示制御装置に供
給することが出来る。

第２図はこの発明の切換え装置を使うことの出来る装置
の別の例として、ディジタル形殻光透視装置を示す。デ
ィジタル形螢光透視装置では、患者２５がＸ線透過テー
ブル台２６上に支持される。

Ｘ線管２７がＸ線テーブル台２６の下方に配置される。

概略的に示したコリメータ２８がＸ線ビームの視野を限
定する。Ｘ線管は陽極２９、電子放出フィラメント３０
及び制御素子又は格子３１を持っている。Ｘ線電源をブ
ロック２４で示してあり、これは後で詳しく説明する２
重エネルギ切換え装置を含む。

第２図の装置は一時減算形及びエネルギ減算形ディジタ
ル形螢光透視法の両方を実施する様に設計されている。

この装置の考えの基本を例示する為に、次に２ｍエネル
ギ減算様式の動作を説明する。Ｘ線管は、低エネルギ及
び高エネルギの対のＸ線パルスを反復し得る順序で発生
する様に制御される。１対のパルス状ビームがＸ線イメ
ージ・インテンシファイヤ３３の入力スクリーン３２に
入射する。イメージ・インテンシファイヤが相次ぐ高及
び低エネルギ又は低及び高エネルギのＸ線像を、発光体
スクリーン３４に現われる一連の縮小可視像に変換する
。コリメーターレンズ３５が発光体スクリーン及びテレ
ビジョン・カメラ３８の入力レンズと整合している。テ
レビジョン・カメラはＸ線パルスと同期して作動し、夫
々低及び高エネルギのＸ線パルスを表わすアナログ・ビ
デオ波形を発生する。アナログ信号が母線３７を介して
アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器３８に送られる
。一方のエネルギのパルスに対応する変換された像デー
タが第１の記憶装置３９に送られ、他方のＸ線エネルギ
の時の像を大わすデータが第２の記憶装置４０に送られ
る。第１の記憶装置３９に装入が終ると、次のＸ線パル
スが発生し、第２の記憶装置に装入される。両方の像に
対する画素が計算機４１に送られ、この計算機は低及び
高エネルギのＸ線像を表わす画素データを組合せ、減算
した画素信号のマトリクスを発生する様に作用する。減
算によって得られる像を表わす信号は母！Ｉ４２を介し
て表示制御装置４３へ送ることが出来る。前に説明した
装置と同じく、表示制御装置が画素を表わすディジタル
信号を走査線毎に対応するアナログ・ビデオ信号に変換
してテレビジョン・モニタ４４を駆動し、そのスクリー
ンに減算像が表示される。ビデオ・ディスク記録装置４
５に出力ビデオ信号を供給して、減算像を後でモニタに
表示することが出来る様にすることが出来る。

以上説明した装置並びにその他の装置に使うことの出来
る電源ｊｌ１２びにこの発明の２重Ｘ線エネルギ切換え
装置の第１の実施例を次に第３図について説明する。こ
の図で、Ｘ線管電源は可変の３稍小巻変圧器で構成され
、これをブロック５０で示す。３稍小巻変圧器に通ずる
交流電力線路を５１で示す。タップ切換え機構５２を設
けて、単巻変圧器のタップを切換え、任意の所望の出力
電圧を発生する。単巻変圧器の出力線５３が１次側遮断
スイッチ５４に入り、それから３柑変圧器５５のＹ結線
の１次巻線に入る。典型的には、この変圧器はＹ結線の
１次側とΔ−Ｙ結線の２次巻線とを持っている。変圧器
の出力線５６．５７が夫々両波箔流器ブリッジ５８．５
８’　に夫々接続される。

整流器ブリッジは直列接続になっていて、その中中１点
５９が接地されている。これはＸ線管を流れるｆｆ１Ａ
を測定する計器５９′を配置するのによい場所である。

つまり、安全上の理由で、計器は大地電位におくのが望
ましいからである。整流器からの合計直流出力電圧が線
６０．６１の間に現われる。線６０（十ＨＶ）と大地の
点５９の間の電圧、及び線６１（−ＨＶ）と大地の点５
９の間の電圧は、こ〜では互いに大体等しいと考えてよ
く、合計電圧の大体半分に等しいと考えてよいが、完全
な対称性を持つことは必ずしも必要ではない。電源の内
、これまで説明した部分は普通Ｘ線装置で使われている
。典型的には、線６０．６１の間の最大合計無負荷電圧
は１５０キロボルトであってよいが、特定の場合にＸ線
管にかけようとする任意の最大電圧であってもよい。即
ち、線６ｏ、６１の中間点が接地されていると、この数
値例で、装置の最高電圧の時、正の線６ｏは正の約７５
ピーク・キロボルト（ｋＶｐ　）であり、負の線６１は
負の７５ｋＶｐである。公知の様に、電力線路の電圧を
大地に対して対称又は大体対称にすると、装置の絶縁条
件が軽減される。

Ｘ線管は全体的に６２で示しである。これは真空外波６
３、陽極ターゲット６４、熱電子フィラメント６５及び
集束カップ６６の形をした制御素子又は格子で構成され
ている。金属の集束カップ６６が第４図に詳しく示され
ている。これは段つき四部６７を持ち、これによってフ
ィラメント６５の周りに集束用の電界が形成される。フ
ィラメントは第４図で軸方向に見て、ワイヤの螺線形コ
イルである。フィラメント６５に電流を通す導線６８．
６９が絶縁体７０を通抜けている。

第３図に示す様に、フィラメント６５はフィラメント変
圧器７１の２次巻線から給電される。この変圧器の１次
巻線がブロック７２で示したフィラメント電流制ｒＸＪ
論理回路によって付勢される。

電流制御は、フィラメントの温度を設定し、従ってその
最大電子放出度を設定する為に、フィラメントを通る電
流の大きさを調節することが出来る点で、基本的には普
通のことである。Ｘ線管の陽極６４及びフィラメント６
５の間に流れ得る最大の電流は、周知の様に、フィラメ
ント温度に関係する。

正の高圧＋ＨＶがＨｉｌｌ在の抵抗７４を入れた線６０
を介してＸ線管の陽極６４に印加される。

負の高圧−ＨＶの線６１にも調節自在の抵抗７５が入っ
ていて、線７６．６９を介してフィラメント６５に通じ
ている。調節自在の抵抗７４．７５のワイパは連動にな
っていて、可逆モータ７７によって同時に駆動される。

Ｘ線管の全陽極インピダンスは、２つの抵抗と電圧電源
の内部インピーダンスとの和である。調節自在の抵抗７
４，７５の設定位置により、Ｘ線管が導電する時のＸ線
管の陽極６４及び陰極フィラメント６５の間の電圧降下
が決定される。Ｘ線管の両端の電圧降下が発生されるＸ
線光子のエネルギを決定する。従って後で更に詳しく説
明するが、こういう調節自在の抵抗は、低及び高エネル
ギのＸ線パルスに対するＸ線間の両端の電圧降下を決定
するのに関係しており、制御素子のバイアス電圧と関連
して、調節自在の抵抗が低及び高エネルギパルスの間に
Ｘ線管に流れる電流を決定する。Ｘ線管自体の両端に希
望するピーク電圧降下は陽極回路のインピーダンスに関
係し、ｋＶＩ）選択用のｊ、ＩＩ御装置７８を介してモ
ータ７７を作動することによって選択される。少なくと
も１つの調節自在の抵抗７４又は７５が必要であるが、
対称性を保つ為に、こ〜では２つ使っている。

集束カップ又は制御格子索子６６をバイアスして、相異
なるＸ線管電流で低圧及び高圧、又は低及び高エネルギ
のＸ線格子パルスを発生する様子を次に説明する。２つ
の負のバイアス電圧源８１゜８２が設けられている。バ
イアス源８１は変圧器８３を介して交流が供給される直
流整流回路（図に示してない）を持っている。この源か
らは負の電圧線８４及び正の電圧線８５が伸びている。

バイアス原の負及び正の端子の間のループ回路に限流抵
抗８δが入っている。このループには、フォトトランジ
スタ８７で表わす半導体スイッチ手段も入っている。線
８８がバイアス源８１の負の側からＸ線管の制御格子又
は集束カップ６６へ通じ、この線の途中に格子抵抗８９
が入っている。フォトトランジスタ８７は、パルス駆動
される光放出ダイオード（ＬＥＤ）９０でそれをトリガ
することにより、交互に導電及び非導電にする。ＬＥＤ
が光を放出していない時、フォトトランジスタ８７は非
導電で、源８１からのバイアス電圧が集束カップ６６に
印加される。ＬＥＤ９０が光を放出していると、フォト
トランジスタ８７が導電し、源８１のバイアス電圧を短
絡し又は制御格子又は集束カップ６６から分路する。抵
抗８６が短絡電流を許容し得る値に制限する。バイアス
電圧源の線８８とバイアス電圧源８２を含む他方のバイ
アス源の間に通路を作る為のダイオード９１が設けられ
ている。

バイアス電圧［８２及びそれに関連した回路は、今述べ
た源及び回路と同様な構成であるが、異なる値のバイア
ス電圧を供給する様に設定することが出来る。バイアス
源８２が負の出力線９４及び正の電圧出力線９５を持っ
ている。負の線の途中に限流抵抗９６が入っている。こ
の抵抗は、フォトトランジスタ９７で表わす半導体スイ
ッチ手段を含むループ回路に入っており、フォトトラン
ジスタは線９５を介してバイアス電圧源８２の正の側に
接続される。ＬＥＤ９８を設けてフォトトランジスタ９
７を非導電状態から導電状態にトリガし、この時フォト
トランジスタがバイアス源８２を分路又は短絡する。ダ
イオード９９がフォトトランジスタ９７のエミッタとコ
レクタの間に接続されている。バイアス電圧１８２は変
圧器１００を介して交流が供給される。バイアス［８１
に対する変圧器８３及びバイアス源８２に対する変圧器
１００は、ブロック１０１で示すバイアス制御回路から
１次電圧を供給される。バイアス制御回路が、バイアス
電圧ｗ、８１．８２から希望する電圧を設定することが
出来る様にしている。

フォトトランジスタ８７．９７が、ＬＥＤ９０゜９８を
パルス駆動することによってオン及びオフにトリガされ
、所望の低エネルギ及び高エネルギのＸ線パルスのレベ
ル及び持続時間を発生する。

ＬＥＤに対するトリガ回路はパルス・オン／オフＭ御ブ
ロック１０２で表わしである。

両方のＬＥＤ９０，９ｇがオフに転じていると、両方の
半導体スイッチ手段８７．９７は非導電であり、１Ｉｉ
８１，８２からの２つの負のバイアス電圧は分路されず
、相加的になって、フィラメント６５からの電子放出を
遮断する位の高いバイアス電圧を集束カップ６６に対し
て印加する。この場合、Ｘ線管は非導電状態にあり、Ｘ
線は発生されない。ＬＥＤ９０だけが付勢されると、源
８１からのバイアス電圧ｖ１が分路され、＃、８２から
のバイアス電圧■２だけが作用し、この場合Ｘ線管に予
定の電流が流れ、その両端に特定の電圧降下が生ずる。

こうして一方のエネルギ・レベルのＸ線パルスが発生さ
れる。ＬＥＤ９０．９８が同時に両方付勢されると、両
方のバイアス源が導電状態にあるスイッチ手段によって
分路され、Ｘ線管の制御素子又は集束カップ６６に印加
されるバイアス電圧はゼロに近くなる。この結果、異な
る大きさの電流がＸ線管に流れ、その両端に特定の電圧
降下が生じ、こうして異なるレベルのＸ線パルスが発生
される。

今説明した種々のバイアス状態に於ける、Ｘ線管の陽極
及び陰極の間の電圧降下並びにＸ線管を通る電流は（そ
れがあるとすれば）、グラフに種々の負荷線を描いたＸ
線管の動特性に従って定められる。第８図に示す様に、
負荷線の内の１つが例として使う為１０５と記しである
。どの負荷線も、選ばれた負４：ｆ抵抗に対して、電圧
に対する陽極電流の変化を表わしている。負荷線１０５
は、その近くに示した他の負荷線と同じく、第３図の調
節自在の抵抗７４．７５の抵抗値と、関連した）Ｐ波回
路１０６，１０７を含む高圧発生器の内部インピーダン
スとの和を表わす。第８図には、例として、それが表わ
す負の電圧を典型的なバイアス電圧線に記しである。グ
ラフの縦軸はＸ線管を通る電流を表わし、横軸はＸ線管
の両端の電圧降下を表わす。グラフに示してないが、こ
の例では、負荷線が横軸と１５０キロボルトのピーク・
キロボルト数で交差する。然しいずれにせよ、この交差
は、高圧線６０．６１の間の無負荷電圧に対応実る電圧
の所で起る。云い換えれば、無負荷状態でＸ線管に印加
される最大電圧は電源電圧であり、この数値例では１５
０ｋＶｐである。負荷線１０５を例として使うと、源８
２からのバイアス電圧Ｖ２を一１８００ボルトに設定し
た時、負荷線がこのバイアス電圧線と交差する時のＸ線
管電流は２５０ｍＡであり、Ｘ線管の両端の電圧降下は
１３５ｋＶｌ）である。これは、バイアス電圧Ｖ１が分
路され、源８２からのバイアス電圧Ｖ２だけが作用する
時のＸ線管のｍＡ及びｋＶＩ）の値である。

両方のバイアス電圧が分路されると、Ｘ線管の集束カッ
プ電極６６に印加される電圧はゼロに近くなる。特性曲
線について説明すると、この時Ｘ線管電流が８５０ｇＡ
でｋＶｌ）が殆んど瞬時的に約７５　ｋＶＩ）に落ちる
ことが判る。高圧回路の小さな静電容量だけが減衰速度
に影響するが、これは問題にならない。Ｘ線管の両端の
電圧降下が高い時、Ｘ線管に特定の電流が流れるという
点で、従来のＸ線管格子制御装置に較べて利点か得られ
ることに注意することか重曹である。他方、低エネルギ
のＸ線パルスの時、そしてそれに対応してＸ線管の両端
に一層低い電圧降下が起る時、Ｘ線管を通る電流は一層
大きいｋＶｐの時よりも大きくなるが、これは作像の目
的には望ましいことである。低及び高エネルギのＸ線パ
ルスに対して、Ｘ線管電圧及び電流の殆んど任意の実用
的な組合せが得られる様に、抵抗７４．７５を調節する
ことにより、種々の負荷線を引くことが出来る。

ＬＥＤ９８だけがオンに転すると、この時第３の動作点
を設定することが出来る。２つのＬＥＤを適正な順序で
、即ち最初にＬＥＤ９０を、次に両方のＬＥＤ９０．９
Ｂをパルス駆動すると、第９図に示す様に２種類の異な
るエネルギ・レベルを持つＸ線パルスが交互に得られる
。この図で、種々の印加電圧、バイアス電圧及びＸ線管
電流が、今述べた数値例の場合について示されている。

これまでの２つと直列に第３のバイアス源及び制御回路
を付は加えれば、３種類のＸ線スペクトルを発生する融
通性のある方法が得られる。

発生される低及び高エネルギＸ線パルスの周波μ又は割
合、並びにこれらのパルスの間の間隔は、ＬＥＤ９０及
び９８がパルス駆動される順序並びに速度に関係し、こ
れがバイアス・パルス制御装置又はトリガ装置１０２に
よって決定される。これは電子回路の専門技術者によっ
て工夫することが出来、詳しく説明する必要がない。

第１図に示した計算式投影形Ｘ線撮影装置をエネルギ減
算様式で動作させる時、第５図の時間線図によって低及
び高エネルギ卆パルスのフレームが表わされる。交互に
高及び低のキロボルト数を持つパルスが正規の順序で発
生される。例として云うと、低及び高エネルギＸ線パル
スの持続時間は典型的には１乃至６１１Ｓである。パル
スの対の間の期間は非常に短い。上に述べた装置を用い
れば、１２０　ＰＰＳ又はそれ以上のパルス速度を容易
に達成することが出来る。

第６図は第２図に示したディジタル形螢光透視装置に一
層適した、低エネルギ及び高エネルギのＸ線パルスの対
を発生する場合の時間線図を示す。

この装置では、パルスの対、従って減算される像の間に
１秒という様なかなりの長さの時間を運ぶことが出来る
。然し、１対の内の高及び低エネルギ・パルスを隔てる
時間は短く、例えば１／２０秒である。

！１ｔに抵抗７４．７５を調節することによって種々の
負荷線が得られるようにした、上に説明した第３図の実
施例は、実際的な用途で満足し得ることが立証されたし
、比較的容易に且つ低置に実施出来るのも有利である。

第７図に示す変形の実施例は、Ｘ線管と直列に入る実効
抵抗値を電子的に制御する手段を有する。この為、調節
自在の抵抗７４．７５を高圧制御真空管１１０．１１１
に取替える。これらの真空管は３極管又は４極管であっ
てよい。こういう真空管を使うと、実効抵抗値を非常に
急速に変えることが出来るので、２つのパルスに対して
、更に独立性の強い選択方法を使うことが出来る。高圧
制御真空管を使う別の利点は、各々のＸ線パルスの間の
ｋＶｐの動的な調整が希望される場合、どんな場合でも
、この調整が可能になることである。

７第７図では、電圧調整管１１０．１１１とそれらの間
にある回路部品を別にすれば、回路は第３図の実施例と
同じである。第７図で、第３図に示したものと同様な部
品には同じ参照数字を用いている。

第７図で、抵抗１１２，１１３，１１４で構成された分
圧回路がＸ線管の陽極６４とフィラメント又は陰極６５
との間に接続されている。抵抗１１３は中心タップを持
っていて、前に述べた装置の電圧の対称性に合せて、１
１５の所で接地されている。抵抗１１３の両端の電圧降
下が、導電している時並びに導電していないＯ，′７の
Ｘ線管の両端の電圧降下を表わす。この感知電圧を比較
器１１６に供給して、矢印１１７で示した所望のｋＶｐ
に対応する基準電圧と比較する。制御格子バイアス電圧
源１１８．１１９を設けて夫々調整管１１０゜１１１の
導電度を変える。この例に示した調整管は４極管であり
、従って２つの制御格子を持っている。比較器１１６は
、Ｘ線管の両端の電圧降下によって、抵抗１１３の両端
に生ずる電圧降下が、この電圧と基準電圧の間に差が残
る様な値であれば、ｚ１１信号を発生する。誤差信号が
１対の光隔離装置１２０，１２１を介して格子電圧制御
装置１２２．１２３に結合される。制御装置が誤差信号
に応答して、格子バイアス電圧源の出力を実時間で調節
する。云い換えれば、周知の様に、調整管の制御格子に
かかる負のバイアス電圧が、誤差信号に応答して、Ｘ線
パルスの間、上向き又は下向きに絶えず調整され又は調
節される。この結果、調整管のインピーダンスが変えら
れ、従ってＸ線管の両端に一定の電圧降下が保たれる。

ゼロに達した時、即ち、Ｘ線管及び調整管の両端の電圧
降下の和により、抵抗１１３で標本化されるＸ線管電圧
とｋＶｐ基準電圧との間に差即ち誤差電圧がなくなった
時、調節が停止される。

第１０図は、任意の実用的なエネルギ・レベルで、即ち
Ｘ線の両端に任意の所望の電圧降下を生ずる様に、且つ
選ばれたＸ線強度で即ちＸ線管を通る電流レベルを任意
の所望の値にして、パルス状ビームを放出する様にＸ線
管を作動する別の装置を示す。

第１０図で、第３図及び第７図に示した部品と同様な部
品は、同じ参照数字で示しである。

第１０図では、１つのバイアス電圧源８１だけを使う。

この電圧源には変圧器８３を介して交流を供給し、これ
が整流器回路（図に示してない）を持っていて、この結
果負の直流バイアス電圧が出力線８４に現われると共に
正の電圧が線８５に現われる。出力線８４．８５の間の
電圧は、Ｘ線管の制御電極６６に利用し得る最大のバイ
アス電圧が印加された時、Ｘ線管６２を通る電流の流れ
を遮断する位に大きい。

これまで説明した実施例の様に、２つのバイアス電圧源
を使い、その一方又は両方を分路して、２種類、３種類
又は４種類のバイアス電圧を求める代りに、第１０図の
実施例は、分路回路の導電度を階段状に変えて、種々の
Ｘ線管電流及び電圧降下が得られる様にしている。即ち
、トランジスタ１５０によって表わされる高圧トランジ
スタ群が可変抵抗値分路スイッチング装置として作用す
る。このトランジスタはその能動領域で動作させられる
。このトランジスタがバイアス電圧源の出力線８４．８
５の間に、短絡電流制限抵抗８６を含む分路ループとし
て接続される。トランジスタ１５０の導電度レベル又は
その両端の電圧降下がＸ線管の陰極フィラメント６５に
対して制御素子６６に加えられる負のバイアス電圧レベ
ルを決定する。フィラメントが、これまで説明した実施
例の場合と同じく、−ＨＶ高圧源の線に接続される。

ダイオード１５１は逆電圧が起った場合に、トランジス
タをこの逆電圧から保護する。

高及び低エネルギのＸ線パルスを得る為、トランジスタ
のベース・エミッタ回路が対応してパルス駆動又は駆動
される。図に示してない可変振幅で速度が選択可能なパ
ルス発生器が、トランジスタ１５０に対するスイッチン
グ・パルスを供給する。例えばパルス列内の低レベル・
パルス１５３及び高レベル・パルス１５４で構成された
１対のパルス１５２が抵抗１５５に供給される。この抵
抗の１端が比較増幅器１５７の入力１５６に接続される
。比較器の別の入力は後で説明する基準信号又は帰還信
号を受取る様になっている。比較器の出力１５９からの
制御信号が光隔離装置１６０を介してトランジスタ１５
０のベースに結合される。

入力パルス１５３又は１５４が発生してない時、即ち、
比較器の入力１５６がゼロ・ボルトである時、トランジ
スタ１５０は著しく順バイアスされ、−杯にオンに転す
る。これによってバイアス電圧が分路され、Ｘ線管の制
御素子６６には、フィラメントに対して実質的にゼロ・
ボルトが印加される。この為、パルスの合間の期間の間
、Ｘ線管を通る７１ｉ流並びにその両端の電圧降下は、
抵抗７４゜７５の様な陽極回路の抵抗の値を設定するこ
とによって定められた負荷線（第８図参照）に関係する
。無負荷の高圧（＋ＨＶ）が所定の場合に一定であると
仮定すると、第８図でＸ線管のバイアス電圧が実質的に
ゼロである時、適正な負荷線上で動作させることにより
、種々のＸ線管電流及び電圧降下又は陽極電圧が得られ
ることが判る。ゼロ・バイアス電圧の場合、Ｘ線管電流
は比較的大きく、Ｘ線管の両端の電圧降下は比較的低い
が、これは後に述べる理由で望ましいことである。

パルス１５３の様な若干−層圧のトリガ・パルスが発生
すると、トランジスタ１５０は導電度が一層低いレベル
に切換わり、この場合バイアス源８１の電圧の内の若干
を分路し、制御素子６６がフィラメント６５に対して一
層負になる。第８図の特性曲線を参照すれば、どの負荷
線を用いたにしても、Ｘ線管の電圧降下が（前のゼロ・
バイアス電圧の状態に較べて）−層高くなり、Ｘ線管電
流が減少することが判るが、これが望ましいことである
。

１５４に示した様な振幅が一層大きい別のトリガ・パル
スが来ると、トランジスタ１５０はその導電度が更に小
さくなり、この場合、Ｘ線管６３の制御素子６６には一
層負のバイアス電圧が印加される。２つのエネルギ・レ
ベルのＸ線パルスだけ、即ち低及び高のエネルギ・レベ
ルと、高及び低の電流又はＸ線強度のＸ線パルスだけが
必要な場合、パルス１５４はＸ線管に流れる電流を遮断
する位の振幅を持つことがある。然し、トリガ・パルス
１５３より大きい方及び小さい方を含めて、パルスの振
幅は種々の段階が得られることが理解されよう。これに
よって、数多くのＸ線管電流及び電圧降下の組合せが得
られる。この為、非常に短い期間内に種々のＸ線管エネ
ルギ・レベルで撮影した像を表わすデータが得られ、多
数の減算を行って、他の場合に混同の原因となる様な背
景の解剖学的な部分を除去し、沃素を注入した血管の様
な特定の解９１学的な部分を強調することが出来る。

第１０図の装置でも、帰還回路を使うことにより、Ｘ線
管電流の動的調整又は実時間調整を行うことが出来る。

この回路が抵抗１６１を含み、各々ノハルスの間、Ｘ線
管電流がこの抵抗を通る。

電流の振幅に関係した電圧降下が、１つのパルスの間に
、抵抗１６１の両端に発生される。光隔離装置１６２に
より、この電圧が比較器１５７の基準電圧入力１５８に
結合される。この為、Ｘ線管ＴＵ流がトリガ・パルス１
５２の振幅によって決定されると考えられるバイアス電
圧に対しであるべき値より高くなり又は低くなる傾向を
持つ場合、電流誤差が感知され、比較器の出力１５９か
らのトリガ・パルスが修正される。この結果、トランジ
スタ１５０の導電度並びにバイアス電圧が、誤差をゼロ
にする様な方向に実時間で変えられる。

第１０図ではバイアス電圧の分路又は方向転換は、分路
形調整器と同じ様に、バイアス源の両端にコレクタ・エ
ミッタ回路を接続した可変インピーダンス半導体又はト
ランジスタ・スイッチを用いて行われる。当業者であれ
ば、コレクタ・エミッタ回路を例えば直列形調整器と同
様に、抵抗８６．８９の間の分路ループに接続すること
が出来ることが理解されよう。トランジスタのベースに
は、トリガ・パルスを印加することが出来る。

この発明の２重エネルギＸ線管バイアス装置の実施例を
詳しく説明し、この装置の３つの用例しか説明しなかっ
たが、この説明はこの発明を制約するものではなく、例
にすぎないことを承知された。い。この発明の種々の形
で実施することが出来、利用することが出来、特許請求
の範囲のみによって限定されることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の２重Ｘ線エネルギ高圧切換え装置を
使うことの出来る計算式走査形投影Ｘ線撮影装置の部分
的な斜視図、第２図は２重エネルギ切換え装置を使うこ
との出来るディジタル形螢光透視装置のブロック図、第
３図はこの発明の２重エネルギ切換え装置を用いたＸ線
管電源回路の回路図、第４図は第３図の回路のＸ線管に
使われる集束カップの形をした制御素子及びフィラメン
トを膏する陰極（１・ｚ造の図、第５図は第１図の計算
式投影Ｘ線撮影装置に適用されるＸ線パルスの時間線図
、第６図は第２図に示したディジタル形螢図はこの発明
のバイアス電圧切換え装置に使われる典型的なＸ線管の
動特性を示すグラフ、第９図は単なる例として示すもの
であるが、−組の電源電圧及びバイアス電圧に対するＸ
線管電流及びＸ線管の電圧降下を示すグラフ、第１０図
は２重エネルギ切換え装置の別の実施例を示す回路図で
ある。 主な符号の説明 ａｏ、ｓｉ：正及び負の高圧給電線 ６２：Ｘ線管 ６３：陽極 ６４；フィラメント ６５：格子 ７４．７５：可変抵抗 ８１．８２：バイアス電圧源 ８７．９７：フォトトランジスタ １０２：バイアス・パルス・オン／オフ制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、身体を軸に沿って移動する手段と、 移動している該身体を透過するＸ線ビームを投射する発
   生器手段と、 前記身体を通過した後のＸ線ビームを受取る検出器手段
   と、 前記身体の周りを回転させるため、前記発生器手段と検
   出器手段を支持する手段と、 前記検出器手段に連結され、前記検出器手段によって受
   取ったＸ線放射を表わす一組のビデオ信号を発生する手
   段とを含む、身体を選択的に作像する装置。