X射线拍摄装置的控制方法与流程

本发明涉及x射线拍摄装置的控制方法。

背景技术：

公知有为了得到患者的断层图像而执行断层合成拍摄的x射线拍摄装置。在这种x射线拍摄装置中，一边使x射线管移动，一边进行多次拍摄(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-164426

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，由于一边使x射线管移动一边进行拍摄则拍摄是要花费时间的，因此本申请的发明人考虑预先配置多个x射线管，一边根据控制信号依次切换多个x射线管一边进行拍摄，由此实现拍摄的时间缩短。本申请的发明人将这样预先配置多个x射线管的方式称为“分散x射线源(distributedx-raysource)”。

但是，在使用分散x射线源的情况下，通常必须预先配置10个以上的x射线管。如果x射线管的数量增加，则相应地x射线拍摄装置整体的价格变高，并且难以保持x射线源之间的均匀性，因此需要改善。

因此，本发明的目的在于，提供能够减少构成分散x射线源的x射线管的个数的x射线拍摄装置的控制方法。

用于解决课题的手段

本发明的x射线拍摄装置的控制方法是具有彼此的相对位置被固定的多个x射线管的x射线拍摄装置的控制方法，其包含如下的步骤：驱动步骤，依次驱动所述多个x射线管；以及移动步骤，使所述多个x射线管移动，在执行所述移动步骤之后再次执行所述驱动步骤。

发明效果

根据本发明，只要准备需要的拍摄位置的数量的一半以下的x射线管即可，而且，与一边使一个x射线管移动一边进行拍摄的情况相比，能够缩短拍摄时间。因此，能够减少构成分散x射线源的x射线管的个数。

附图说明

图1的(a)是示出本发明的实施方式的x射线拍摄装置1的结构的图，图1的(b)是设置在各冷阴极型x射线管3内的电子发射部10的示意性的剖视图。

图2是对本发明的实施方式的分散x射线源g进行说明的图。

图3是示出本发明的实施方式的x射线拍摄装置1的控制方法的流程图。

图4是示出本发明的实施方式的x射线拍摄装置1的控制方法的图。

图5是示出本发明的实施方式的第1变形例的x射线拍摄装置1的控制方法的图。

图6是对本发明的实施方式的第2变形例的分散x射线源g进行说明的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1的(a)是示出本发明的实施方式的x射线拍摄装置1的结构的图。x射线拍摄装置1构成为包含多个冷阴极型x射线管3和它们的控制装置2，但在图1的(a)中仅示出了多个x射线管3中的一个x射线管3的剖视图和控制装置2。多个x射线管3构成分散x射线源，如后述的图2和图5所示，多个x射线管3以彼此的相对位置被固定的状态配置。

如图1的(a)所示，各x射线管3具有在壳体15的内部配置有电子发射部10、阳极部11、靶12以及聚焦构造13的构造。

壳体15是由玻璃、陶瓷以及不锈钢中的任意一种构成的密封部件。虽然未图示，但在壳体15上设置有阀，根据需要而通过该阀进行壳体15的内部的排气和向壳体15的内部的气体注入。例如，在通过控制装置2的控制而使x射线管3动作之前，通过使用真空泵进行排气而使壳体15内成为真空状态。

图1的(b)是电子发射部10的示意性的剖视图。如该图所示，电子发射部10构成为具有：阴极部20；多个电子发射元件21，它们配置于阴极部20的上表面；以及栅电极22，其具有配置成矩阵状的多个开口部22h。多个电子发射元件21分别是尖端(spindt)型的冷阴极，在开口部22h内各配置有一个。各电子发射元件21的上端位于开口部22h内。从控制装置2向阴极部20提供接地电位gnd，从控制装置2向栅电极22提供栅极电压vg。

阳极部11是具有与电子发射部10对置地配置的阳极面11a的金属部件，具体而言，阳极部11由铜(cu)构成。阳极部11与电源p的正极侧端子连接，因此，在图1的(b)所示的栅电极22接通的情况下，从电源p经由阳极部11、电子发射部10以及阴极部20而流过电流(阳极电流)。此时，从图1的(b)所示的各电子发射元件21发射多个电子。这些电子与阳极面11a碰撞，通过阳极部11内而被电源p吸收。如图1的(a)所示，阳极面11a形成为相对于电子的移动方向(在附图上为从左向右的方向)倾斜。

靶12是由接收电子而产生x射线的材料构成的部件，被配置成覆盖阳极面11a中的与从各电子发射元件21发射的电子直接碰撞的部分。由于靶12配置在阳极面11a上，因此与阳极面11a碰撞的多个电子的一部分或全部穿过靶12，在穿过时，在靶12内产生x射线。由于阳极面11a的倾斜，以此方式而产生的x射线的放射方向朝向附图下方。

聚焦构造13是具有对从电子发射部10发射的电子的轨道进行修正的功能的构造物，配置于电子发射部10与靶12之间，该靶12配置于阳极面11a。聚焦构造13具有窗13h，从电子发射部10发射的电子穿过该窗13h而向靶12移动。从控制装置2向聚焦构造13提供聚焦电压vf。该聚焦电压vf起到对电子轨道的修正量进行控制的作用，该电子轨道的修正由聚焦构造13进行。另外，聚焦构造13也可以分为两个以上的区域，在该情况下，能够通过对各区域施加不同的聚焦电压vf，来调整电子射线在阳极面11a上的焦点位置。

控制装置2是根据预先写入的程序或来自外部的指示而进行动作的处理装置，具有向阴极部20提供接地电位gnd的功能、向栅电极22提供栅极电压vg的功能以及向聚焦构造13提供聚焦电压vf的功能。x射线管3在通过控制装置2的控制而开始向栅电极22提供栅极电压vg的情况下成为动作中，开始x射线的放射。

另外，控制装置2还具有如下的功能：通过对附加于由多个x射线管3构成的分散x射线源的致动器(未图示)进行控制，使该分散x射线源沿规定的方向移动规定的距离。关于该移动控制，在后面再次进行详细说明。

图2是对本实施方式的分散x射线源g进行说明的图。如图2的(a)所示，本实施方式的分散x射线源g具有：6个x射线管3以等间距pi(例如50mm)呈直线状配置的构造。各个x射线照射方向被预先调整为患者的被检部位ex的方向。虽然未图示，但在隔着被检部位ex与各x射线管3相反的相反侧配置有x射线的检测器。该检测器可以是一个，也可以针对每个x射线管3来设置。另外，在图2中从一端侧对6个x射线管3依次赋予n1～n6的编号，这与后述的图4所示的n1～n6对应。

图2示出了需要以24/11°为刻度从0°至24°对患者的被检部位ex拍摄12次的例子。与此相对，构成分散x射线源g的6个x射线管3的间距pi在从被检部位ex观察时的角度下相当于48/11°。因此，控制装置2在通过依次驱动构成分散x射线源g的6个x射线管3而进行了6次拍摄之后(参照图2的(a))，使分散x射线源g的整体移动相当于pi/2的量，并再次通过依次驱动构成分散x射线源g的6个x射线管3而进行6次拍摄(参照图2的(b))。由此，尽管只准备了6个以48/11°为刻度配置的x射线管3，但能够以24/11°为刻度从0°至24°对患者的被检部位ex拍摄12次。

图3是示出本实施方式的x射线拍摄装置1的控制方法的流程图。该图所示的控制方法由图1的(a)所示的控制装置2执行。另外，图4是示出本实施方式的x射线拍摄装置1的控制方法的图。在该图中，横轴是时间t，纵轴汇总表示提供给各x射线管3的栅电极22的栅极电压vg。以下，参照这些图3和图4对由控制装置2进行的处理进行更详细地说明。另外，以下为了进行一般化的说明，以构成分散x射线源g的x射线管3的数量为n、进行n×m次的拍摄为例来进行说明。但是，在图4中，n＝6。

如图3所示，首先，控制装置2依次驱动构成分散x射线源g的n个x射线管3(步骤s1。驱动步骤)。具体而言，如图4所示，依次激活提供给各x射线管3的栅电极22的栅极电压vg。在本实施方式中，按照x射线管3在分散x射线源g内的配置顺序(n1～n6的顺序)来选择作为激活的对象的x射线管3。各x射线管3在对应的栅极电压vg成为激活状态的期间，通过栅电极22接通而成为动作中状态。另外，如图4所示，优选为，对各x射线管3的栅极电压vg的提供以等间隔且不同时激活两个以上的栅极电压vg的方式进行。

接下来，控制装置2判定步骤s1是否为第m次(步骤s2)。而且，在判定为是第m次的情况下，结束处理。另一方面，在判定为不是第m次的情况下，控制装置2使构成分散x射线源g的n个x射线管3移动相当于x射线管3的间距的1/m的量(步骤s3。移动步骤)。然后，返回步骤s1，再次执行驱动步骤。

由此，控制装置2执行m次驱动步骤(步骤s1)，在m次驱动步骤之间间隔有移动步骤(步骤s3)。另外，在移动步骤中，使多个x射线管3每一次移动相当于多个x射线管3的间距的1/m的量。

如以上说明的那样，根据本实施方式的x射线拍摄装置1的控制方法，只要准备需要的拍摄位置的数量的一半以下的x射线管3即可，而且，与使一个x射线管3在移动的同时进行拍摄的情况相比，能够缩短拍摄时间，因此能够减少构成分散x射线源g的x射线管3的个数。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这样的实施方式，本发明当然能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式实施。

图5是示出本发明的实施方式的第1变形例的x射线拍摄装置1的控制方法的图。该图所示的例子在图3的步骤s1中的多个x射线管3的驱动顺序这一点上与上述实施方式不同。具体地进行说明，本变形例的控制装置2构成为，从位于分散x射线源g的一端侧的x射线管3起以隔开一个的方式依次(n1、n3、n5的顺序)选择x射线管3而激活栅极电压vg，然后，依次(n2、n4、n6的顺序)选择剩余的x射线管而激活栅极电压vg。通过进行这样的隔行扫描，能够抑制由患者的移动引起的画质劣化。即，即使由于患者的移动而例如在第k+1次曝光的最后两张(n4、n6)图像中产生模糊，也能够通过合成基于隔行扫描的来自周边的位置的信息而在一定程度上进行修补。

图6是对本发明的实施方式的第2变形例的分散x射线源g进行说明的图。该图所示的分散x射线源g与上述实施方式的分散x射线源g的不同点在于，各x射线管3配置在以被检部位ex为中心的圆弧上，以使从被检部位ex至各x射线管3的距离相等。另外，本变形例的控制装置2构成为通过以被检部位ex为中心的旋转运动来执行图3的步骤s3。由此，无论在移动步骤之前还是之后，都能够在从各x射线管3至被检部位ex的距离相等的状态下进行拍摄，因此能够以更高的精度进行拍摄。

标号说明

1：冷阴极型x射线管；2：控制装置；10：电子发射部；11：阳极部；11a：阳极面；12：靶；13：聚焦构造；13h：窗；14：氢产生部；15：壳体；20：阴极部；21：电子发射元件；22：栅电极；22h：开口部；p：电源；t：晶体管。