JPS62222600A - Ｘ−線発生器 - 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】 本発明は少なくとも管電流及び管電圧用の調整手段と、
線量出力の実際値及び基準値に応じて前記調整手段に作
用する制御装置と、線量出力の実際値を測定するための
少なくとも１個の測定装置と、オペレータが作動させる
ことができ、かつ診断のタイプ並びに線量出力の基準値
を規定する選択装置とを具えているＸ−線発生器に関す
るものである。

斯種のＸ−線発生器は西独特許公開公報第２６５３２５
２号から既知である。このＸ−線発生器は一方では層像
を形成するのに好適であり、他方では露出時間が上限値
及び下限値を越えない期間中にバソキー（Ｂｕｃｋｙ）
像を形成するのに好適である。

多数の診断タイプにはそれぞれ異なる時定数が必要とさ
れる。Ｘ−線映画撮影法及びパルス化したＸ−線けい光
透税法はシフタ像の影響をなくすために比較的大きな時
定数を必要とする。しかし、毎秒毎り１５コマまでの連
続写真法では綿量出力を十分速く制御する必要がある。

さらに、種々のタイプの診断には異なる調整関数が必要
であり、各タイプに応じて管電流及び管電圧は異なる該
光値に割り当てる必要がある。これかため、従来のＸ−
線発生器を用いて種々のタイプの診断に対して線量出力
を制御しなければならない場合には、各タイプの診断に
際し、別個の・制御装置を設ける必要がある。

本発明の目的は種々のタイプの診断に好適な綿量出力制
御をごく簡単な手段によって達成し得るように上述した
種類のＸ−線発生器を構成することにある。

本発明は冒頭にて述べた種類のＸ−線発生器において前
記制御装置をマイクロプロセッサシステムによって形成
されるサンプリング制御装置とし、該システムには種々
の診断タイプに対するサンプリング周波数及び調整関数
を記憶させるメモリを設け、前記サンプリング制御装置
が前記調整関数及び他のメモリに記憶させたプログラム
に従ってつぎのサンプリング期間に対する調整値を計算
すると共に、該調整値に応じて前記調整手段を制御する
ようにしたことを特徴とする。

サンプリング制御装置のサンプリング周波数、従って制
御速度はプログラマブルカウンタによって決定すること
ができ、このカウンタはマイクロプロセッサシステム内
に設けられ、かつこのカウンタはサンプリング期間に対
応すると共に該当する診断タイプに関連する値を受信す
る。調整関数についても同じく良好な結果が得られる。

これらの調整関数の実現及び該当するタイプの診断期間
中における線量出力の制御に係わる制御特性（比例特性
又は積分特性）は、サンプリング制御装置でのつぎのサ
ンプリング期間に対する調整値の決定後にプログラムに
よって決定される。

一般に、種々のタイプの診断期間中における線量出力は
同じ測定部材によっては決定されない。例えば層露出の
場合には、線量出力を電離箱によって決定することがで
き、またその線量出力は、シネカメラを用いる場合には
ホトマルチプライヤによって決定されると共に透視中に
はビデオ信号から取出される。使用する測定装置の実際
の構成に左右されることなく線量出力を制御するために
、本発明の好適な実施に当っては、複数個の測定装置を
設け、これらの各装置を各タイプの診断期間中にそれぞ
れ１つずつ作動させ、前記測定装置の出力信号を予定し
た線量出力に対する予定レベルにまで増幅する整合増幅
器を設け、かつ該当する診断に関連する測定装置を前記
サンプリング制御装置に結合させるスイッチング装置も
設けるようにする。

さらに本発明の他の好適例では、前記サンプリング周波
数がＸ−線露出期間の第１部分の期間中は第１値を有し
、つぎの部分の期間中は第２値を有し、前記第１値を前
記第２値よりも十分に大きくする。このようにすること
により、例えば管電圧がその始動値のプリセット可能な
少数部に達するや否や前記Ｘ−線露出時間の第１部分を
高いサンプリング周波数で終了させる際に好適な始動特
性を達成することができる。サンプリング周波数を高く
するため、管電圧が未だその始動値から十分にそれてい
ない限り、評価するのに適している線量出力が十分迅速
に利用可能となるようにするためには、第１相の期間中
に簡単で、しかも短いアルゴリズムを用いる必要がある
。

以下図面につき発明を説明する。

第１図はＸ−線発生器１及びＸ−線管２を具えているＸ
−線装置を示し、Ｘ−線管２の放射線は人体１３によっ
て表わしである診断領域を通過して、カセット保持器４
に設けたフィルム上か、又はＸ−線イメージインテンシ
ファイア５の出射スクリーン上にＸ−緑陰影像を形成す
る。Ｘ−線フィルムを使用する場合には、線量、即ち線
量出力を電離箱３によって測定して、ｗＡ量評価用ユニ
ット３０に供給する。イメージインテンシファイア５の
出射像はシネカメラ（映画撮影機）７や、シート又はロ
ールフィルムカメラ８や、モニタ９１を含むテレビジョ
ンチェーン９０に接続されるテレビジョンカメラ９によ
って記録することができる。光学ビーム通路６内には可
調整のアイリス絞り１１を配置する。

Ｘ−線発生器１は特に管電圧、管電流及び焦点スポット
の大きさを調整するための調整手段を具えている。管電
圧用の調整手段１００には例えば高電圧発生器と整流器
とを組合せたものと一諸に中間周波変換器を含ませるこ
とができる。管電流用調整手段１１０にはグリッド制御
ユニット又は電子的に制御される加熱回路を用いること
ができ、また焦点スポット調整手段１２０は、これによ
り焦点スポットの大きさを２通りの大きさにだけ切換え
ることのできるように構成することもできる。

各調整手段１００　、１１０及び１２０に対する調整信
号はサンプリング制御装置１４０によりライン１４３゜
１４１及び１４２をそれぞれ経て供給する。サンプリン
グ制御装置１４０は、調整信号の基準値及び調整関数を
中央制御ユニッＨ６０から受信すると共にその調整信号
の実際値を電離箱３、ホトマルチプライヤ１２又はテレ
ビジョンチェーン９０から、これらの測定手段の出力信
号を標準レベルまで増幅する整合増幅器１７１　、１７
２及び１７３を経て、かつライン１７５を介して制御さ
れて、３つの整合増幅器１７１・−・−１７３の各出力
信号を１つずつライン１４４を経てサンプリング制御装
置１４０に供給するスイッチング装置１７０を経て受信
する。

中央制御ユニット１６０は双方向結線１６２を介して制
御パネル状の選択装置１８０に接続する。例えば、オペ
レータはキーを作動させて診断タイプを選択し、その後
関連するサンプリング周波数及び調整関数を中央制御ユ
ニット１６０のメモリにアドレスして、これらを結線１
５９を介してサンプリング制御装置１４０のメモリにロ
ードさせる。

第２図はサンプリング制御装置１４０及び中央制御ユニ
ット１６０の構成を示すブロック線図であり、これらの
ユニットはそれぞれマイクロプロセッサ１４７　、１６
５　、読取専用メモリ兼書込み／読取メモリ１４８　、
１６６並びに入／出カニニット１４９　、１６４　。

１６７を具えている。上記両ユニット１４０及び１６０
はそれぞれプログラマブルカウンタ１５０　、１６９も
具えている。サンプリング制御装置１４０は、ライン１
４４における実際値を表わすアナログ信号をディジタル
信号に変換するアナログ−ディジタル変換器１４６及び
マイクロプロセッサ１４７によって発生されたディジタ
ル調整信号をアナログ信号に変換して、ライン１４１　
、１４２及び１４３を経て関連する調整手段に供給する
ディジタル−アナログ変換器１４５も具えている。

各診断タイプに対する最適調整関数、必要なサンプリン
グ周波数並びに他のパラメータ、例えば映像周波数、最
小及び最大露出時間（Ｘ−線映画撮影の場合における）
等は中央制御ユニット１６０のメモリ１６６に記憶させ
る。これらのプログラムは双方向結線１６２を介して制
御パネル１８０でアドレスさせることができる。露出開
始以前に上記プログラムは中央制御ユニット１６０の入
／出力インターフェース１６７及び結線１５９を介して
サンプリング制御装置１４０の入／出力インターフェー
ス１４９に転送する。露出時間はプログラマブルカウン
タ１６９によって調整され、このカウンタ１６９は露出
開始信号によって作動し、またこのカウンタは露出時間
の満了時に信号を発生し、この信号は高電圧調整手段１
００に接続されるライン１６１を経て管電圧、従ってＸ
−線を中断させ、また上記信号は割込みライン１５８を
経てサンプリング制御装置１４０のマイクロプロセッサ
１４７にも作用する。サンプリング制御装置１４０は、
メモリ１４８に記憶され、かつ関連する診断タイプに応
じてアドレスされるプログラムに従って、成るサンプリ
ング期間内につぎのサンプリング期間に対する調整信号
を計算する。

Ｘ−線発生器の機能を２つの異なる診断タイプにつき以
下詳細に説明する。

Ａ）Ｘ−線映画逼影 この診断タイプの場合にはシネカメラによって多数のＸ
−線像、一般には毎秒当り５０〜３００コマの像を形成
する。この場合には特に各コマ当りの線量を制御する必
要がある。しかし、妨害により生ずる線量のずれは各コ
マ毎に制御してなくす必要はないにしても、数１０コマ
毎に制御してなくす必要がある。その理由は、そのよう
にしないとフリッカが生ずるからである。これがため線
量は各像の後に利用できるサンプリング信号のことであ
る。従って、サンプリング周波数は映像周波数に相当す
る。

一連の映写像の内のｉ番目の像の後には、この像の期間
中に受けた線量を表わすのに仕える信号Ｄｉが得られる
ものとする。しかし、正しい像密度に必要とされる線量
はＤｓであり、これはＤｉとは相違しているものとする
。Ｘ−線電圧調整手段１００及び管電流調整手段１１０
に必要な調整信号はつぎのように計算される。即ち、 Ａ、１）先ず管電圧Ｏｘを次式に基いて計算する。

Ｕｘ　＝　Ｌｌｉ”　（Ｄｓ／Ｄｉ）””ここに、Ｄｉ
は最終像の期間中に調整されている管電圧であり、ａは
管電圧の変化に反応する線量出力の変化分の指数である
。従って、斯くして計算される管電圧Ｕｘは、線量、即
ちｖＡ量比出力管電圧の変化分によって専ら制御される
比例制御法の場合に必要とされる値を表わす。

Ａ、２）ついで、該当する診断タイプに対してロードさ
れる調整関数に応じてＵｘに関連する管電流Ｉｘを計算
する。第３ａ図はＸ−線映画撮影に好適な調整関数を示
す。管電流（■）／管電圧（Ｕ）特性図にプロットした
曲線は、線量出力を変えるためには管電圧及び管電流を
如何様に変えるべきかを示している。この曲線は水平部
分における最小可能管電圧と、最小可能管電流で開始し
ており、このことは線量出力を変えるためには、この部
分では管電圧だけを変えれば良いことを意味している。

この水平部分に隣接する第２部分にて線量出力を変える
ためには管電流及び管電圧を同じように変化させる。こ
の第２部分には第３部分（これも水平となる）が追従し
、この第３部分は最大管電流によって決定される。第３
部分に後続する第４部分はＸ−線管の焦点スポットのロ
ーダビリティ（Ｉｏａｄａｂｉｌｉｔｙ）によって予じ
め決定され、それは双曲線状となる。この第４部分にて
線量出力を変化させるためには管電圧及び管電流を互い
に逆に変化させて、これらの積が一定となるようにする
。

第３ａ図に示した調整関数は、上述した個々の部分の初
めと、終りにおける管電流及び管電圧の値が記憶される
ように記憶せしめる。管電流及び管電圧特性に非線形依
存度を呈する中間調整量（例えば加熱電流）に対しては
、上述したような曲線の個々の部分における初めと、終
りの管電流及び管電圧を記憶させるだけでは不十分であ
る。この場合には曲線上の多数の点における値を記憶さ
せるようにする。

八、３）第３ａ図に示した調整関数によって管電圧Ｕｘ
に関連する管電流Ｉｘを決定した後には管電流の変数Δ
ｌｘを次式に基いて計算する。

ΔＩｘ　＝ｈ（Ｉｘ　−１ｔ）＋　ｋ（Ｉｉ　−１ｉ−
＋）ここにｈは制御系の比例作用を決定する係数であり
、係数には制御系の積分作用を規定する係数である。値
１＋−１は最後から２番目の像の期間中における管電流
を表わす。

Ａ、４）ついで、つぎのＸ−線像に対して調整すべき管
電流を次式に基いて計算する。

（Ｉｔ−１”　Ｉｉ＋ΔＩｘ） 八、５）つぎのＸ−線像に対して調整すべき管電圧は次
式に基いて計算する。

（Ｕｚ−＋　ＮＯｘ　−Ｕｚ）（１−Ｃ）ここにＣ・Δ
Ｉｘ／Ｉｘである。斯くして計算される管電流及び管電
圧の値を調整信号としてライン１４３及び１４１を介し
て調整手段１００及び１１０に供給する。この場合に発
生する線量を再び測定し、その後調整信号を再度計算す
るようにする。

制御はパルス透視法の場合におけると同様な方法で行な
うことができ、この場合には実際値をテレビジョンチェ
ーン９０の信号から取出す。しかしこの場合にはサンプ
リング周波数が相違し、また調整関数が相違したりする
。

Ｂ）ロールフィルムカメラ８を用いる連続写真法。

このタイプの診断の場合には毎秒当り１５コマまでの影
像周波数を用い、層像を正確に露出して、その露出時間
が下限周波数及び上限周波数を越えないようにする。い
ずれの個々の露出に対しても露出期間の限度を越えない
ようにするには像形成用の線量出力を制御する必要があ
る。適合サンプリング周波数は最短露出時間により得ら
れる。この露出時間が１０〜２０ｍ５に相当する場合に
は、サンプリング周波数は約Ｉ　ＫＨｚに相当する。こ
れがため、サンプリング制御装置の内部クロック分周器
をそれ相当に調整して、管電圧がそのプリセット開始値
に達するや否や、斯かる分周器を中央ユニットの割り込
み入力端子に接続する。斯くして初期設定した各サンプ
リング期間中には、これまでに供給されたＬＡＷｋ、即
ち線量出力をナアログーディジタル変換器１４６を介し
て実際値として記憶させ、これとメモリからの基準値に
対する差を決定する。

ついで調整パラメータをつぎのようにして計算する。

８．１）先ず電圧Ｕｘを次式に基いて計算する。

Ｕｘ　　　＝　　　Ｕｉ　　　（［）ｓ／［）ｉ）ｌ／
＋８４１）８．２）つぎの段階では上式にて計算した電
圧値Ｕｘを用いて次式に基いて値ΔＵ×を計算する。

Δυｘ　　、　　ｍ　　（Ｏｘ−Ｕｔ）＋　　ｎ　　（
Ｕｔ−〇、−８）ここにｍは制御系の比例作用を決定す
るための係数であり、ｎは制御系の積分作用を決定する
係数であり、Ｕｉ−１は最後から２番目のサンプリング
期間中における管電圧の値である。

８．３）ついで、管電圧に対するっぎの調整パラメータ
を次式に基いて計算する。

Ｕ・・菫＝　Ｕ、＋ΔＯｘ ８．４）さらにつぎの段階では関連する管電流Ｉｉ。。

を調整関数に基いて決定する。この場合の調整関数は、
開始及び終了点を記憶させる直線により弐Ｂ、３）に基
いて規定れるものである。

露出はそれに必要とされる基準線量に達する際に終了さ
せる。

制御処理は層像に対する場合と同じである。しかし、露
出時間は斯様な像に対しては予じめ定められるため、露
出処理はプログラマブルカウンタによって終了させる。

個々の像を予じめ正しく露出しておく必要のある前述し
た診断タイプの場合には、露出の開始時にそのスイッチ
ング・オンの瞬時と開始値の約９５％に達する瞬時との
間の時間周期の期間中に管電圧を十分高い値、例えば５
　ＫＨｚに調整する場合に特に好適な始動特性が得られ
る。この増大サンプリング周波数には簡単でしかも短い
制御アルゴリズムを用いる必要があり、この場合のアル
ゴリズムが上記アルゴリズムとは異なる点は、先ずこの
場合には評価できる線量があるか否かを検出する必要が
あり、また測定線量出力が過度に高くなる場合に管電圧
を十分速く変化させる必要があると云う点にある。これ
によりＸ−線像の過剰露出が防止される。始動処理の終
了後にサンプリング周波数は上記値（Ｉ　ＫＨｚ）に調
整される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ−線発生器の一例を示すブロッ
ク線図、 第２図はＸ−線発生器の一部を示すブロック線図、 第３ａ及び３ｂ図は種々の診断タイプに対する調整関数
を示す特性図である。 ｌ・・・Ｘ−線発生器　　　２・・・Ｘ−線管３・・・
電離箱　　　　　　４・・・カセット保持器５・・・Ｘ
−線イメージインテンシファイア６・・・光学ビーム通
路　　７・・・シネカメラ８・・・フィルムカメラ　　
９・・・テレビジョンカメラ１１・・・アイリス絞り　
　　１３・・・人体３０・・・線量評価用ユニット ９０・・・テレビジョンチェーン ９１・・・モニタ　　　　　　１００・・・管電圧調整
手段１１０・・・管電流調整手段 １２０・・・焦点スポット調整手段 １４０・・・サンプリング制御装置 １４５・・・ディジタル−アナログ変換器１４６・・・
アナログ−ディジタル変換器１４７・・・マイクロプロ
セッサ １４８・・・読取専用メモリ兼書込／読取メモリ１４９
・・・入／出カニニット １５０・・・プログラマブルカウンタ １６０・・・中央制御ユニット １６５・・・マイクロプロセッサ １６６・・・読取専用メモリ兼書込／読取メモリ１６７
・・・入／出カニニット １６９・・・プログラマブルカウンタ １７０・・・スイッチング装置 １７１、１７２．１７３・・・整合増幅器１８０・・・
選択装置 手続補正書 昭和６２年　３月３０日 特許庁長官　　黒　　１）　明　　雄　殿１、事件の表
示 昭和６２年特許願第６１５号 ２、発明の名称 ×−線発生器 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 明細書の「特許請求の範囲」　「発明の詳細な説明」の
欄■、明細書の特許請求の範囲を下記の通りに訂正する
。 「２、特許請求の範囲 １、　少なくとも管電流及び管電圧用の調整手段と、線
量浸の実際値及び基準値に応じて前記調整手段に作用す
る制御装置と、線量圧の実際値を測定するための少なく
とも１個の測定装置と、オペレータが作動させることが
でき、かつ診断のタイプ並びに線量率の基準値を規定す
る選択装置とを具えているＸ−線発生器において、前記
制御装置をマイクロプロセッサシステムによって形成さ
れるサンプリング制御装置（１４０）　とし、該システ
ムには種々の診断タイプに対するサンプリング周波数及
び調整関数を記憶させるメモリ（１４８、１６６）を設
け、前記サンプリング制御装置が前記調整関数及び他の
メモ！Ｊ　（１４８、１６６）に記憶ぎせたプログラム
に従ってつぎのサンプリング期間に対する調整値を計算
すると共に、該調整値に応じて前記調整手段を制御する
ようにしたことを特徴とするＸ−線発生器。 ２．　複数個の測定装置（３，１２，９０）を設け、こ
れらの各装置を各タイプの診断期間中にそれぞれ１つず
つ作動させ、前記測定装置の出力信号を予定した線量！
に対する予定レベルにまで増幅する整合増幅器（１７１
’、　１７２．１７３）を設け、かつ該当する診断に関
連する測定装置を前記サンプリング制御装置に結合させ
るスイッチング装置（１７０）　　も設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のＸ−線発生器。 ３、　前記サンプリング周波数がＸ−線露出期間の第１
部分の期間中は第１値を有し、つぎの部分の期間中は第
２値を有し、前記第１値を前記第２値よりも十分に大き
くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１又は２項の
いずれか一項に記載のＸ−線発生器。」 ２、明細書第２頁第２０行、第３頁第１行、第４行、第
１６行、第４頁第２行、第５〜６行、第５頁第７行、第
１１〜１２行、第１３行、第１４行、第１８行、第６頁
第２行、第１８行、第７頁第８行、第１２頁第９〜１０
行、第１１行、第１８行、第１３頁第２行、第４行、第
１１行、第１５頁第１３行１．第１６頁第２行、第１７
頁第１９行の「線量出力」を「線量率」に訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも管電流及び管電圧用の調整手段と、線量
   出力の実際値及び基準値に応じて前記調整手段に作用す
   る制御装置と、線量出力の実際値を測定するための少な
   くとも１個の測定装置と、オペレータが作動させること
   ができ、かつ診断のタイプ並びに線量出力の基準値を規
   定する選択装置とを具えているＸ−線発生器において、
   前記制御装置をマイクロプロセッサシステムによって形
   成されるサンプリング制御装置（１４０）とし、該シス
   テムには種々の診断タイプに対するサンプリング周波数
   及び調整関数を記憶させるメモリ（１４８、１６６）を
   設け、前記サンプリング制御装置が前記調整関数及び他
   のメモリ（１４８、１６６）に記憶させたプログラムに
   従ってつぎのサンプリング期間に対する調整値を計算す
   ると共に、該調整値に応じて前記調整手段を制御するよ
   うにしたことを特徴とするＸ−線発生器。 ２、複数個の測定装置（３、１２、９０）を設け、これ
   らの各装置を各タイプの診断期間中にそれぞれ１つずつ
   作動させ、前記測定装置の出力信号を予定した線量出力
   に対する予定レベルにまで増幅する整合増幅器（１７１
   、１７２、１７３）を設け、かつ該当する診断に関連す
   る測定装置を前記サンプリング制御装置に結合させるス
   イッチング装置（１７０）も設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のＸ−線発生器。 ３、前記サンプリング周波数がＸ−線露出期間の第１部
   分の期間中は第１値を有し、つぎの部分の期間中は第２
   値を有し、前記第１値を前記第２値よりも十分に大きく
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１又は２項のい
   ずれか一項に記載のＸ−線発生器。