JPH0582039B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はＸ線管の加熱回路の改良にかかわり、
特に予備加熱レベルを最適に自動制御することの
できるようにしたＸ線装置に関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点］ Ｘ線装置ではそのＸ線量や線質は管電流と管電
圧により変る。そして、Ｘ線撮影や透視に当つて
は、良好な画像を得るために、被検体の体厚や診
断部位に応じ、この管電流と管電圧値は適正なも
の設定する必要がある。Ｘ線管の管電圧値はＸ線
管の陽−陰極間に加える電圧値で定まり、また、
管電流値はほぼＸ線管のフイラメントの温度で定
まる。そして、フイラメント温度はフイラメント
電圧で定まる。

ところで、Ｘ線管の管電流は加熱量一定として
あつても、時間とともに負荷電流が減少する傾向
がある。これはＸ線管内に発生するガスとフイラ
メントから発生する熱電子との結びつきで起こる
ものであり、文献等で発表されている通り周知の
事実である。

従つて、Ｘ線装置の加熱回路（すなわち、Ｘ線
管のフイラメントに印加する電圧を制御する回
路）が一次電圧、一次電流を一定にする方式で
は、管電流が時間とともに減少する傾向は避けら
れない。

Ｘ線撮影ではＸ線曝射時間が通常１秒以下と短
時間であり、その影響は僅かであるため、問題と
はならないが、Ｘ線透視の場合にはその使用は長
時間に及ぶため、負荷電流の変化を随時、調整器
で補正する必要がある。

そこで、外科用のＸ線装置等のように透視が主
体となる装置においては管電流である負荷電流
（二次電流）を加熱回路の帰還信号として使用し、
これと管電流設定値との比較のもとにフイラメン
ト電圧を変化させることにより、加熱レベルを負
荷電流に応じて変化させ、負荷電流（管電流）を
一定にする手法が採られている。これを実現する
回路は、二次電流帰還形の加熱回路と云う。

一方、近年において、画像記憶装置の発達によ
り、画像の一時記憶、再生画像の加算によるノイ
ズの低減等を目的とした装置が現われ、実用に供
されている。

この装置は各種の機能を持つており、透視中の
任意のタイミングにおける画像の記憶あるいは最
終画像の記憶とそれらの再生を行うことが出来る
ものである。

また、この画像記憶装置を利用して線量低減を
目的としたパルス透視を行うＸ線装置がある。

これはＸ線をパルス的に曝射してＸ線像を得、
その画像を記憶してＸ線曝射休止期間中はこの記
憶画像を再生表示する方式で、パルス間隔が広が
る程、また、パルス幅の短い程、線量低減率が増
すことになるため、特に動きの少ない被写体の観
察には画質を損うこと無く被曝線量低減が図れる
ため、有効な方法である。

ところでパルス透視を行う場合、画像記憶装置
の画像読み取り時間は、約100ｍｓ（数フレーム分
での所要時間）程度のため、Ｘ線の曝射時間はこ
の期間のみで良い筈であるが、実際にはＸ線が立
上つて安定するまでの時間並びに撮像管の立上り
時間と残像時間とを加味した時間がＸ線曝射時間
として必要である。そのため、この時間が短い
程、線量低減率は良くなる。

そこで、Ｘ線の立上り時間を早めるため、通常
のＸ線装置の場合はＸ線曝射休止期間に定常状態
より相当低い電流をＸ線管のフイラメントに流し
てフイラメントを予備加熱しておき、パルス透視
に入る際にＸ線曝射開始と同時にフイラメント電
流を透視に必要な定常レベルに上げる方法を採用
している。しかしながら、この方法においてもＸ
線の立上り時間は数百ｍｓを要する。

従つて、更に、Ｘ線の立上り時間を早めるため
には、パルス透視モードを選択する時に、常に定
常加熱状態にしておくようにすれば良いが、二次
電流を帰還させてこれと管電流設定値との比較の
もとに管電流を一定（設定値）に保つようにした
上述の如き二次電流帰還形の加熱回路においては
Ｘ線曝射休止帰還には負荷電流が無いため、加熱
していない場合と同じとなつて、加熱レベルは最
高レベルまで上昇してしまう。そのため、この状
態でＸ線曝射を開始すると、Ｘ線曝射初期におい
て線量のオーバシユートを招く。

このオーバシユートの期間に撮像管に蓄積され
た電子は残像として残るため、この残像の影響が
無くなるまでは完全な安定状態とはならない。そ
して、この完全な安定状態に落着くまでの時間は
Ｘ線が安定した後、数百ｍｓかかることから、こ
れをカバーするためには結果的にＸ線の曝射時間
を長くする必要が生じて、その分、パルル透視時
の線量低減率は悪くなる。従つて、パルス透視の
利点である被曝線量低減の効果は十分に発揮され
ていない。

［発明の目的］ 本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであ
り、その目的とするところは二次電流帰還形の加
熱回路を用いたＸ線装置において、パルス透視時
のパルスＸ線曝射時間を短くでき、従つて十分な
線量率低減を図ることのできるようにしたＸ線装
置を提供することにある。

［発明の概要］ すなわち、上記目的を達成するため本発明は、
Ｘ線をパルス的に曝射するパルス透視モードを有
するとともに、また、Ｘ線管の負荷電流を参照し
て該負荷電流が設定値になるようＸ線管のフイラ
メント加熱電圧を制御する二次電流帰還形加熱回
路を有するＸ線装置において、Ｘ線曝射時のフイ
ラメント電圧を記憶する記憶手段と、パルス透視
モード時のＸ線曝射休止時にはこの記憶手段の記
憶値を前記設定値に代えて与えるとともにＸ線曝
射時には前記設定値を与える切換え手段とを設け
て構成し、Ｘ線をパルス的に曝射するパルス透視
時の前記フイラメント予備加熱レベルを前回終了
時のＸ線管フイラメントの加熱電圧を記憶してこ
れをＸ線パルスの曝射終了と同時に加熱回路の設
定電圧として与え、これを基準に予備加熱を行う
ようにして、予備加熱のレベルを安定させ、次の
Ｘ線曝射時でのオーバシユートの発生を抑制する
ことを特徴とする。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について説明する。

本発明はパルス透視モードの選択時にＸ線曝射
中の加熱レベルを加熱電圧あるいは電流から検出
し、Ｘ線曝射休止期間中にそれと等しいレベルで
加熱状態を維持するようにしたものである。そし
て、この方法により二次電流の低下を防ぐととも
にパルスＸ線の立上り時のオーバシユートを防ぐ
ようにする。

以下、本発明の一実施例について、図面を参照
しながら具体的に説明する。

図は本装置の構成を示す回路図であり、図中１
はＸ線管であつて、ここでは二極Ｘ線管を示して
いる。１ａはこのＸ線管１の陽極であり、１ｂは
このＸ線管１の陰極となるフイラメントである。
２は高圧トランスで、Ｘ線管１の陽極及び陰極間
に与える管電圧を発生する。３はフイラメント加
熱用トランス、３ａはフイラメント加熱用トラン
ス３の一次巻線、３ｂはフイラメント加熱用トラ
ンス３の二次巻線、４は二次電流検出回路で、前
記高圧トランス２の二次巻線より電流を抽出して
負荷電流値を得るものである。５は加熱スイツチ
ング用のトランジスタであり、フイラメント加熱
用トランス３の一次巻線３ａに印加する電流の方
向を切換えるインバータ用のスイツチである。こ
のトランジスタ５のスイツチングにより、フイラ
メント加熱用トランス３の二次巻線３ｂからはス
イツチング周波数及び時間幅に対応した二次出力
が生じてフイラメントに与えられる。６は加熱電
圧検出用抵抗であり、前記フイラメント加熱用ト
ランス３の一次巻線３ａに印加される電圧を分圧
して抽出するものである。また、７はフイラメン
ト加熱電圧制御用のトランジスタであり、前記電
源Ｅからの電圧を制御して前記フイラメント加熱
用トランス３の一次巻線３ａに印加する。８は差
動増幅器、９ａ，９ｂはＸ線曝射時に作動するリ
レーの第１及び第２の接点、１０は加熱電圧を記
憶するコンデンサ、１１は管電流値を設定するた
めの管電流設定器、１２は加熱電圧検出用のリレ
ー接点であり、Ｘ線曝射時、オンするものであ
る。前記コンデンサ１０はこの加熱電圧検出用の
リレー接点１２を介して前記加熱電圧検出用抵抗
６が抽出したフイラメント加熱用トランス３の一
次巻線３ａ印加電圧の分圧電圧を受け、これを充
電する。また、前記差動増幅器８はＸ線曝射時に
はその一入力側に前記第１の接点９ａを介して前
記二次電流検出回路４の抽出した高圧トランス２
の二次巻線電流値が電圧信号として入力され、ま
た、＋入力側には前記第２の接点９ｂを介して前
記管電流設定器１１の管電流設定値が入力され
て、両者の差出力を発生する。また、差動増幅器
８はＸ線曝射休止時にはその−入力側に前記第１
の接点９ａを介して前記加熱電圧検出用抵抗６が
抽出したフイラメント加熱用トランス３の一次巻
線３ａ印加電圧の分圧電圧が入力され、また、＋
入力側には前記第２の接点９ｂを介して前記コン
デンサ１０の充電電圧が入力されて、両者の差出
力を発生する。この差動増幅器８の出力はフイラ
メント加熱電圧制御用のトランジスタ７のベース
に与えられ、これを制御する。

このような構成において、Ｘ線曝射指令を発生
するとリレーの接点９ａ，９ｂが作動し、管電流
設定器１１の設定電圧が管電流設定値として作動
増幅器８の＋側に印加される。また、同時に作動
増幅器８の−入力側には二次電流検出回路４より
負荷電流に相当する電圧が負荷電流検出出力とし
て入力される。そして、設定側電圧と負荷電圧に
差が生じると、作動増幅器８の出力はその差に応
じたものとなるので、この作動増幅器８の出力を
ベース電流とするトランジスタ７は電源Ｅの出力
を該ベース電流に対応した電圧値に制御してフイ
ラメント加熱用トランス２の一次巻線側に送る。

従つて、このフイラメント加熱用トランス３の
二次巻線３ｂからは負荷電流値に応じて前記設定
値との差を補うに要する分、フイラメント電圧が
補正される。これにより、フイラメントの温度は
電圧が補正された分、調整され、フイラメントよ
り放出される熱電子の量もそれに応じた量に調整
される。これにより、管電流値が一定となるよう
に制御されることになる。

また、Ｘ線曝射中の加熱電圧は加熱電圧検出用
抵抗６により検出されるが、この検出電圧はＸ線
曝射中は閉じるリレー接点１２を介してコンデン
サ１０に印加され、このコンデンサ１０は充電さ
れる。そしてリレー接点１２はＸ線曝射終了時に
オフするので、コンデンサ１０の電圧は曝射終了
時の加熱電圧を保持することになる。

Ｘ線曝射が終了すると、リレー９ａは常閉側に
切り変わるので、コンデンサ１０の電圧は作動増
幅器８の＋入力側に入力される。

この時、作動増幅器８の−入力側には加熱電圧
検出用抵抗６よりフイラメント加熱電圧が入力さ
れるので、作動増幅器８は両者の差をに応じた出
力を発生し、前記トランジスタ７に与える。トラ
ンジスタ７は電源Ｅの出力をこの差出力に応じた
電圧に調整してフイラメント加熱用トランス３の
一次側に与えるので、その結果、Ｘ線曝射休止中
にもＸ線曝射終了時のコンデンサ１０の電圧と同
じ電圧を維持するよう、フイラメントの加熱電圧
は制御されることになる。

このように、二次電流帰還形の加熱回路におい
て、Ｘ線曝射時の二次電流を記憶させ、Ｘ線休止
期間中はこの記憶値に対応した電圧になるように
フイラメント電圧を調整するようにしたので、従
来の二次電流帰還形の加熱回路のようにＸ線曝射
休止期間には負荷電流が無いために加熱していな
い場合と同じとなつて、加熱レベルが最高レベル
まで上昇してしまうと言つた不都合は無くなり、
従つて、Ｘ線曝射初期において線量のオーバシユ
ートを招くといつた事態は解消されて、完全な安
定状態に落着くまでの時間は撮像管が安定するに
要する数百ｍｓの時間で済むようになり、Ｘ線の
曝射時間を短くできて、その分、パルス透視時の
線量低減率は向上させることが出来る。従つて、
パルス透視の利点である被曝線量低減の効果を十
分に発揮させることが出来るようになる。

なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に
限定すること無くその要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施し得ることはもちろんであり、
例えば、コンデンサ１０の電圧を分圧して分圧値
を調整出来る構成とすることにより、休止中のフ
イラメントの加熱電圧レベルを任意に決定出来る
ようにすることもできる。

すなわち、撮像管の立上りを早くするためには
フイラメントの予備加熱レベルを定常状態より上
げ、線量のオーバシユートを短時間発生させてあ
る程度の線量を急激に与えることにより、撮像管
の立上りを早くすることができるので、このよう
な用途に応用できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、二次電流
帰還形の加熱回路を用いたＸ線装置において、安
定したパルスＸ線を発生することが出来るように
なり、線量低減率も大幅に向上する等の特徴を有
するＸ線装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す回路図である。 １……Ｘ線管、１ａ……陽極、１ｂ……フイラ
メント（陰極）、２……高圧トランス、３……フ
イラメント加熱用トランス、３ａ……フイラメン
ト加熱用トランス３の一次巻線、３ｂ……フイラ
メント加熱用トランス３の二次巻線、４……二次
電流検出回路、５……加熱スイツチング用のトラ
ンジスタ、６……加熱電圧検出用抵抗、７……フ
イラメント加熱電圧制御用のトランジスタ、８…
…差動増幅器、９ａ，９ｂ……リレーの第１及び
第２の接点、１０……加熱電圧記憶用のコンデン
サ、１１……管電流設定器、１２……加熱電圧検
出用のリレー接点、Ｅ……電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｘ線をパルス的に曝射するパルス透視モード
   を有するとともに、また、Ｘ線管の負荷電流を参
   照して該負荷電流が設定値になるようＸ線管のフ
   イラメント加熱電圧を制御する二次電流帰還形加
   熱回路を有するＸ線装置において、Ｘ線曝射時の
   フイラメント電圧を記憶する記憶手段と、パルス
   透視モード時のＸ線曝射休止時にはこの記憶手段
   の記憶値を前記設定値に代えて与えるとともにＸ
   線曝射時には前記設定値を与える切換え手段とを
   備えてなるＸ線装置。