JPH09220224A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焦点外Ｘ線を適切かつ効率的に除去し、不要な
被爆を減少させるとともに高画質のＸ線画像を撮影する
ことが可能なＸ線診断装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】Ｘ線発生手段として設けられるＸ線管２で
は、陰極４から放出された電子６が、モータ１０により
回転駆動された陽極８に衝突し、これによりＸ線を発生
する。発生したＸ線は焦点外Ｘ線除去フィルター１２及
び絞り装置１８を介して被検体２０に放射される。焦点
外Ｘ線除去フィルター１２は、Ｘ線管２と絞り装置１８
との間に配置され、グリッド構造を有し、Ｘ線管２の陽
極８の焦点以外の領域から放射された焦点外Ｘ線が被検
体２０に放射されることを防止する防止手段として設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線管の焦点以外
の領域から放射された焦点外Ｘ線を効率的に除去するＸ
線診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から一般に知られているＸ線診断装
置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、Ｘ線管に高電圧電流を
供給する高電圧発生器とを備え、これらによりＸ線を被
検体に放射（曝射）する。被検体を透過したＸ線（透過
Ｘ線）は、例えば増感紙又はフィルムにより画像化され
るか、あるいはＸ線を光信号に変換するイメージ・イン
テンシ・ファイア（Ｉ．Ｉ．）及びＩ．Ｉ．からの光信
号を撮像するＴＶカメラ（Ｘ線ＴＶと称される）により
画像化され、透過Ｘ線像（以下、Ｘ線像という）が収集
される。

【０００３】このようなＸ線像の画質を劣化させる大き
な要因の一つに、Ｘ線管の焦点以外の領域から発生した
いわゆる焦点外Ｘ線の影響がある。より具体的には、図
６に示すように、回転陽極９０における焦点９２以外の
領域から発生し被検体９６に曝射された焦点外Ｘ線９４
によって、受像面９８の一部に半影１００が発生する。
これによりコントラストが低下し画質が劣化する。ま
た、被検体９６の不要な被爆も増加する。

【０００４】そして、このような焦点外Ｘ線は、Ｘ線管
の開口部近傍に設けられる鉛コインやＸ線絞りの奥羽根
により開口部を絞り込めば、その一部を除去できる。し
かしながら、このような鉛コインやＸ線絞りの奥羽根で
は、照射野を超えて絞り込むことができず、照射野に相
当する開口部から漏れる焦点外Ｘ線は除去できないとい
う問題点がある。

【０００５】尚、一般にＸ線診断装置では、そのシステ
ム仕様に応じて最大照射野が決められており、鉛コイン
や、Ｘ線絞りの奥羽根は、照射野に応じてその絞り込み
量が制限されている。装置によっては比較的広い照射野
を確保することがある。その場合、混入する焦点外Ｘ線
の量も多くなるという問題点がある。

【０００６】また、Ｘ線絞りの奥羽根は、その構造が複
雑かつ高価なものであって、これを小型化し安価なもの
とするのが困難であるという問題点がある。また、信頼
性が低いという問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、焦点外Ｘ線
を適切かつ効率的に除去し、不要な被爆を減少させると
ともに高画質のＸ線画像を撮影することが可能なＸ線診
断装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のＸ線診断装置
は、Ｘ線を発生する発生手段と、該発生手段から発生さ
れたＸ線を被検体に放射し該被検体を透過した透過Ｘ線
に基づく透過Ｘ線像を収集する手段とを有するＸ線診断
装置において、発生手段と被検体との間に配置され、グ
リッド構造を有し、焦点以外の領域から放射された焦点
外Ｘ線が該被検体に放射されることを防止する防止手段
を具備することを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
るＸ線診断装置を概略的に示す図である。同図におい
て、２はＸ線管、１２は焦点外Ｘ線除去フィルター、１
８は絞り装置、２０は被検体、２４は受像面、そして２
２はフィルムを示している。Ｘ線管２は、電子６を放出
する陰極４、モータ１０により回転される陽極８を備え
ている。Ｘ線発生手段として設けられるＸ線管２では、
陰極４から放出された電子６が、モータ１０により回転
駆動された陽極８に衝突し、これによりＸ線を発生す
る。発生したＸ線は焦点外Ｘ線除去フィルター１２及び
絞り装置１８を介して被検体２０に放射される。

【００１０】焦点外Ｘ線除去フィルター１２は、Ｘ線管
２と絞り装置１８との間に配置され、グリッド構造を有
し、Ｘ線管２の陽極８の焦点以外の領域から放射された
焦点外Ｘ線が被検体２０に放射されることを防止する防
止手段として設けられている。

【００１１】絞り装置１８は、Ｘ線管２と被検体２０と
の間に位置し、複数の絞り羽根（ここでは二つ絞り羽根
１４、１６）を有し、例えば撮影条件に応じて開口部を
絞り込むことにより照射野を規定するものである。被検
体２０を透過したＸ線（透過Ｘ線）は受像面２４に入射
する。これによりフィルム２２が感光し、透過Ｘ線像を
得ることができる。

【００１２】図２は、焦点外Ｘ線除去フィルター１２を
Ｘ線の曝射方向と垂直をなす方向から見た断面図であ
る。焦点外Ｘ線除去フィルター１２は、比較的薄い平板
状をなし、その断面は図２に示すように、Ｘ線遮へい部
材２６と、Ｘ線透過部材２８とが交互に配置されて上記
グリッド構造が構成される。より詳しくは、Ｘ線遮へい
部材２６にはＸ線吸収率の高い鉛（箔）が用いられ、Ｘ
線透過部材２８にはＸ線吸収率の低いアルミニウム、
紙、プラスチック、木等が用いられる。なお、Ｘ線遮へ
い部材２６の厚さをｄ、当該部材２６の配置間隔をＤと
する。

【００１３】陽極８の焦点から発生し放射されたＸ線
は、Ｘ線遮へい部材２６に入射したものは吸収される
が、Ｘ線透過部材２８に入射したものは、フィルター１
２を通過して被検体に到達する。一方、陽極８における
焦点以外の領域から発生した焦点外Ｘ線は、その多くが
Ｘ線遮へい部材２６に入射し吸収されることになる。従
って、フィルター１２を通過した全Ｘ線のうち、焦点外
Ｘ線の含有率は小となる。

【００１４】遮へい部材２６及び透過部材２８は、各々
の延長が一点に集束するように配置されて成り、これら
ははいわゆる集束グリッド構造を構成しているが、部材
２６及び薄板２８が各々平行に配置されるいわゆる平行
グリッド構造を構成しても良い。

【００１５】図３は、焦点外Ｘ線除去フィルター１２を
Ｘ線の曝射方向と同一の方向から見た平面図である。鉛
箔の配置構造に係るグリッドの構成例としては、例えば
同図（ａ）に示すような縞状とするか、あるいは同図
（ｂ）に示すように網状としても良い。

【００１６】ここで、焦点外Ｘ線除去について詳しく説
明する。図４は、焦点外Ｘ線除去のために焦点外Ｘ線除
去フィルター１２のグリッド構造に係る格子比を如何に
して決定するかを説明するための図である。

【００１７】同図においてＦは焦点外Ｘ線が発生する領
域の長さ、ｆは焦点領域の長さ、ａは集束距離、ｈはＸ
線遮へい部材の高さ、ＤはＸ線遮へい部材の配置間隔と
する。なお、ここでは焦点外Ｘ線除去フィルター１２を
平行グリッド構造により構成している。

【００１８】先ず、同図では次式（１）が成立し、この
とき焦点外Ｘ線の発生領域の長さＦは、次式（２）のよ
うに表される。 Ｆ：Ｄ＝ａ＋ｈ／２：ｈ／２ …（１） Ｆ＝Ｄ（２ａ／ｈ＋１） …（２） ここで、焦点外Ｘ線の発生領域の長さＦが焦点領域の長
さｆに等しければ、焦点外Ｘ線を完全に除去することが
できる。

【００１９】そこで上式（２）において、焦点外Ｘ線の
発生領域の長さＦを焦点領域の長さｆに等しく０．３ｍ
ｍとし、集束距離ａを４０ｍｍとすると、Ｘ線遮へい部
材の配置間隔Ｄは、次式（３）のようになり、 Ｄ＝０．３ｈ／（８０＋ｈ） …（３） 一般に、ｈ＜＜８０であるから、Ｄ〓０．３ｈ／８０と
なる。

【００２０】すなわち、上式より格子比ｒは、ｈ／Ｄ＝
８０／０．３〓２６７と決定される。ところが、実際に
グリッドとして製作可能なのものは、その格子比ｒが１
０〜２０のものである。そこでｒ＝１０とした場合、焦
点外Ｘ線の発生領域の長さＦは次式（４）により以下の
ように算出される。

【００２１】 Ｆ＝Ｄ（８０＋ｈ）／ｈ、ｈ＜＜８０ …（４） ＝０．１×８０＝８ すなわち、８ｍｍ以内の焦点外Ｘ線は除去することがで
きない。通常、焦点外Ｘ線は陽極全体から発生するとさ
れており、焦点外Ｘ線の発生領域の長さＦは約１００ｍ
ｍ程度であるが、これが上記のように８ｍｍに減少する
ので、長さ比での焦点外Ｘ線除去率は、（１００−８）
／１００×１００＝９２％となる。ちなみに、格子比ｒ
＝２０の場合は、該除去率は９６％となり除去率は向上
する。

【００２２】なお、上式（４）によりＦ＝０．１（８０
＋１０Ｄ）＝８＋Ｄが成立する。このため、Ｄはより小
さい値とすることが好ましい。市販されている散乱Ｘ線
除去グリッドを例にとると現在最小のＤを有するもの
は、格子密度が６０ｌｐ／ｃｍのものである。すなわ
ち、Ｄ＝１／６−０．０５＝０．１２ｍｍである。ここ
で０．０５は、Ｘ線遮へい部材の厚さｄである。製作可
能なグリッドとしては、格子密度１００ｌｐ／ｃｍで、
ｄ＝０．０２程度であるので、Ｄ＝１／１０−０．０２
＝０．０８ｍｍである。

【００２３】次に、Ｘ線遮へい部材２６（鉛箔）の陰の
除去について図５を参照して詳しく説明する。同図にお
いて、ｆは焦点領域のある部分の長さ、ａは集束距離、
ｄはＸ線遮へい部材２６の厚さ、Ｈは陽極８の焦点から
入射面２４までの距離とすると、同図に示されるＷ、
Ｐ、Ｑは、次式（５）〜（７）のように表される。

【００２４】 Ｗ＝Ｈｄ／ａ …（５） Ｐ＝ｆ（Ｈ−ａ）／ａ …（６） Ｑ＝ｆ（Ｈ／ａ−１）＋Ｗ＝Ｈ（ｆ＋ｄ）／ａ−ｆ …（７） ここで、次式（８）が成立するとき、Ｘ線遮へい部材２
６の厚さｄの影は消去できる。

【００２５】Ｐ＞Ｑ／２ …（８） そこで、上式（５）〜（７）を上記（８）式に代入して
整理すると、次式（９）が求まる。

【００２６】ｄ＜ｆ（（Ｈ−ａ）／Ｈ） …（９） ここで、Ｈ＝６００［ｍｍ］、ａ＝４０［ｍｍ］、ｆ＝
０．３［ｍｍ］とすれば、上式（９）よりｄ＜０．２８
［ｍｍ］が求まる。すなわち、Ｘ線遮へい部材２６の厚
さｄを０．２８［ｍｍ］以下とすればその陰を最小化で
きる。

【００２７】なお、現在実用に供されているＸ線管の焦
点サイズで最も小さいものは０．０５［ｍｍ］であるか
ら、同様に上式（９）によりｄ＜０．０４７［ｍｍ］が
求まる。

【００２８】ところでＸ線診断装置では、Ｘ線管から放
射されたＸ線が該被検体を透過する際に発生する散乱Ｘ
線を除去するための公知の散乱Ｘ線除去グリッドが設け
られることがある。例えば本実施形態では散乱Ｘ線除去
グリッドは、図示しないが被検体２０と受像面２４との
間に設けられ、該グリッドは、透過Ｘ線に含まれる散乱
Ｘ線を遮へいする複数の遮へい部材を有する。

【００２９】ここで、本実施形態の焦点外Ｘ線除去フィ
ルター１２の遮へい部材２６は、上記散乱Ｘ線除去グリ
ッドの遮へい部材とは異なる方向に配置されることが好
ましい。そうすれば、焦点外Ｘ線除去フィルター１２の
遮へい部材２６と、散乱線Ｘ線除去グリッドの遮へい部
材とが干渉し、これがＸ線画像に影響する不具合を防ぐ
ことができる。

【００３０】影の除去を積極的に行うには、焦点外Ｘ線
除去フィルターをＸ線照射時に鉛箔と直角方向に振るこ
とによっても達成できる。以上説明したような本実施形
態のＸ線診断装置によれば、焦点外Ｘ線を適切かつ効率
的に除去して高画質のＸ線画像を撮影することが可能と
なる。従って、従来では発見できなかったような細部の
病巣を画像から判別することが可能となり診断能が向上
する。同時に、画像生成に寄与しない不要なＸ線を除去
することから被検体の被爆低減を達成し、また、鉛コイ
ンや、Ｘ線絞りの奥羽根の複雑な機構が不要となるので
装置の構成が簡単化、小型化され製造コストが低減され
る。従って安価で被爆低減した信頼性の高いＸ線診断装
置を提供できる。

【００３１】本発明は、上述した実施形態に限定される
ことなく種々変形して実施可能である。例えば、上記実
施形態のＸ線診断装置は、いわゆるフィルムあるいは増
感紙を透過Ｘ線により感光させることのよりＸ線像を収
集するものであったが、他の装置、例えば、イメージイ
ンテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）及び光学系により透過Ｘ
線から光学像を得て、該光学像をＴＶカメラにて撮像す
るいわゆるＸ線透視装置に本発明を適用しても良い。ま
た、上記Ｉ．Ｉ．及び光学系により得た光学像を間接ス
ポットカメラあるいはシネカメラに供給し、間接的にフ
ィルム像あるいはシネカメラ像を得るＸ線間接撮影装置
にも本発明は適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、焦
点外Ｘ線を適切かつ効率的に除去し、不要な被爆を減少
させるとともに高画質のＸ線画像を撮影することが可能
なＸ線診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置を概略
的に示す図。

【図２】上記実施形態に係る焦点外Ｘ線除去フィルター
１２を、Ｘ線の曝射方向に対して垂直な方向から見た断
面図。

【図３】上記実施形態に係る焦点外Ｘ線除去フィルター
１２をＸ線の曝射方向と同一の方向から見た平面図。

【図４】上記実施形態に係る焦点外Ｘ線除去フィルター
１２のグリッド構造に係る格子比を如何にして決定する
かを説明するための図。

【図５】上記実施形態に係る焦点外Ｘ線除去フィルター
１２のＸ線遮へい部材２６（鉛箔）の陰の除去を説明す
るための図。

【図６】従来のＸ線診断装置における焦点外Ｘ線による
受像面の半影を示す図。

【符号の説明】

２…Ｘ線管 ４…陰極 ６…電子 ８…陽極 １０…モータ １２…焦点外Ｘ線除去フィルター １４、１６…絞り羽根 １８…絞り装置 ２０…被検体 ２２…フィルム ２４…受像面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を発生する発生手段と、該発生手段
   から発生されたＸ線を被検体に放射し該被検体を透過し
   た透過Ｘ線に基づく透過Ｘ線像を収集する手段とを有す
   るＸ線診断装置において、 前記発生手段と前記被検体との間に配置され、グリッド
   構造を有し、焦点以外の領域から放射された焦点外Ｘ線
   が該被検体に放射されることを防止する防止手段を具備
   することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 【請求項２】 前記防止手段は、前記焦点外Ｘ線を遮へ
   いする複数の遮へい部材が配置されたグリッド構造を有
   することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 【請求項３】 前記透過Ｘ線に含まれる散乱Ｘ線を遮へ
   いする複数の遮へい部材を有する散乱Ｘ線除去グリッド
   をさらに具備し、 前記防止手段の遮へい部材と、前記散乱Ｘ線除去グリッ
   ドの遮へい部材とは互いに異なる方向に配置されること
   を特徴とする請求項２に記載のＸ線診断装置。