JP2015216036A - X-ray imaging apparatus and method of heating x-ray tube filament - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大焦点フィラメント及び小焦点フィラメントを有するＸ線撮影装置及びＸ線管フィラメントの加熱方法に関し、特に、小焦点側のフィラメントの寿命を延長させることが可能なＸ線撮影装置及びＸ線管のフィラメント加熱方法に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus having a large focal filament and a small focal filament, and a method for heating an X-ray tube filament, and in particular, an X-ray imaging apparatus and an X-ray capable of extending the life of a filament on the small focal side. The present invention relates to a method for heating a filament of a tube.
従来のＸ線撮影装置は、Ｘ線管と、検出器とを有し、主として、像の動きを連続的に観察する透視と、像を静止画として撮影する、撮影（スポット撮影）の２種類の動作を行なうことができる。 A conventional X-ray imaging apparatus has an X-ray tube and a detector, and mainly includes two types of imaging (spot imaging), in which a perspective for continuously observing the movement of an image and an image as a still image are captured. Can be performed.
Ｘ線管は、透視及び撮影用に、レベルの異なるＸ線を曝射するため、大小２つの焦点サイズのフィラメントを設け、回転陽極の回転速度を、透視時よりも撮影時の方を高速としている。透視は、通常、低線量の小焦点フィラメントのみにより行われ、撮影の際には、高線量の大焦点フィラメントが用いられる。図７は、このような従来の一般的な動作を示すタイミングチャートである。上から順に、大焦点フィラメント温度Ｔｂ、大焦点フィラメントの電流値Ｉｂ、小焦点フィラメント温度Ｔｓ、小焦点フィラメントの電流値Ｉｓを示す。まず、装置電源を投入する（時刻ｔ０）。この状態では、両フィラメントに電流は流れていない（０）。その後、透視の準備ができた時に、スタンバイスイッチをオンにする（時刻ｔ１）と、小焦点フィラメントの予備加熱が開始され、小焦点フィラメントには、予備加熱電流Ｉｓ1が流れ、予備加熱温度Ｔｓ１に加熱される（１）。その後、透視を開始する時に、透視スイッチをオンにすると、小焦点フィラメントの本加熱が開始され（時刻ｔ２）、Ｘ線管の回転陽極の回転が開始するとともに、透視用Ｘ線が曝射される。これにより、検出器により被検体の透視が行なわれ、モニタ画面に透視像が表示される。このとき、小焦点フィラメントには、本加熱電流Ｉｓ２が流れ、本加熱温度Ｔｓ２に加熱される（２）。 In order to expose X-rays with different levels for fluoroscopy and radiography, the X-ray tube is provided with two large and small focal point filaments, and the rotational speed of the rotating anode is set to be higher during radiographing than during fluoroscopy. Yes. The fluoroscopy is usually performed using only a low-dose small focal filament, and a high-dose large focal filament is used for imaging. FIG. 7 is a timing chart showing such a conventional general operation. From the top, the large focal filament temperature Tb, the large focal filament current value Ib, the small focal filament temperature Ts, and the small focal filament current value Is are shown. First, the apparatus power is turned on (time t0). In this state, no current flows through both filaments (0). Thereafter, when preparation for fluoroscopy is completed, when the standby switch is turned on (time t1), preheating of the small focus filament is started, and the preheating current Is 1 flows through the small focus filament, and the preheating temperature Ts. is heated to 1 (1). Thereafter, when the fluoroscopic switch is turned on at the start of fluoroscopy, the main heating of the small focus filament is started (time t2), the rotation anode of the X-ray tube is started, and fluoroscopic X-rays are irradiated. The As a result, the subject is seen through by the detector, and a perspective image is displayed on the monitor screen. At this time, the main heating current Is 2 flows through the small focal length filament and is heated to the main heating temperature Ts 2 (2).
その後、撮影開始時に、撮影スイッチを押すと（時刻ｔ３）、大焦点フィラメントには、電流Ｉｂ１が流れ、温度Ｔｂ１に加熱されるとともに、小焦点フィラメントに流す電流を予備加熱電流Ｉｓ１として、予備加熱温度Ｔｓ１に降温し、スタンバイ状態に戻す（３）。撮影を終了する際に、撮影スイッチをオフにすると（時刻ｔ４）、大焦点フィラメントに流す電流をゼロにして、降温するとともに、小焦点フィラメントを予備加熱温度Ｔｓ１に維持する（１）。その後、透視を終了する時に、スタンバイスイッチをオフにすると（時刻ｔ５）、小焦点フィラメントに流す電流はゼロとなる（０）。 Thereafter, when the photographing switch is pressed at the start of photographing (time t3), the current Ib1 flows through the large focal filament and is heated to the temperature Tb1, and the current flowing through the small focal filament is preliminarily heated as the preheating current Is1. The temperature is lowered to the temperature Ts1 and returned to the standby state (3). When the photographing switch is turned off at the end of photographing (time t4), the current flowing through the large focal filament is reduced to zero, the temperature is lowered, and the small focal filament is maintained at the preheating temperature Ts1 (1). After that, when the fluoroscopy is finished, if the standby switch is turned off (time t5), the current passed through the small focus filament becomes zero (0).
スタンバイ状態（１）において、小焦点フィラメントの予備加熱量を大きくすると、小焦点フィラメントの寿命が短縮されてしまう。このため、従来のＸ線撮影装置においては、フィラメントの寿命をできるだけ長くするために、予備加熱量を低めに設定していた。その結果、透視を開始しても、フィラメントの加熱が不十分であるため、透視開始後にＸ線を出力するまでに、フィラメントが十分に加熱されるまで、待つか、あるいは、フィラメントの加熱が不十分な状態で、透視を行い、暗い透視像となっていた。 In the standby state (1), if the preheating amount of the small focal filament is increased, the life of the small focal filament is shortened. For this reason, in the conventional X-ray imaging apparatus, the preheating amount has been set low in order to make the filament life as long as possible. As a result, even if the fluoroscopy is started, the heating of the filament is insufficient. Therefore, it is necessary to wait until the filament is sufficiently heated before the X-ray is output after the fluoroscopy is started, or the filament is not heated. In a sufficient state, fluoroscopy was performed and a dark fluoroscopic image was obtained.
この問題を解決するために、本願請求項１に係る発明では、大焦点フィラメントと、小焦点フィラメントとを有するＸ線管と、前記大焦点フィラメントに電力を供給するための大焦点用電力供給手段と、前記小焦点フィラメントに電力を供給するための小焦点用電力供給手段と、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段の電力供給信号を制御するための電力制御手段とを有するＸ線発生装置であって、
前記電力制御手段は、
（ａ）透視を行っていない定常状態において、前記大焦点フィラメントの予備加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントを流れる電流が、ゼロ、または予備加熱状態の電流より小さくなるよう、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段を制御し、
（ｂ）透視開始信号を受信すると、前記大焦点フィラメントの本加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントの本加熱を開始すべく、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段を制御して、Ｘ線管から大焦点の透視用Ｘ線を出力し、
（ｃ）小焦点から透視用Ｘ線が出力されたと判断した後、前記大焦点フィラメントを予備加熱状態に戻すとともに、前記小焦点フィラメントを本加熱状態に維持すべく、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点電力供給手段を制御して、Ｘ線管から小焦点の透視用Ｘ線を出力する構成を採用する。
In order to solve this problem, in the invention according to
The power control means includes
(A) In the steady state where fluoroscopy is not performed, preheating of the large focal filament is started, and the current flowing through the small focal filament is zero or smaller than the current in the preheating state. Controlling the power supply means and the small focus power supply means;
(B) Upon receipt of the fluoroscopy start signal, the large focus filament power supply means and the small focus power supply means are started to start the main heating of the large focus filament and to start the main heating of the small focus filament. Control and output X-rays for high-focus fluoroscopy from the X-ray tube,
(C) After determining that fluoroscopic X-rays have been output from the small focal point, the large focal point power supply means returns the large focal filament to the preheating state and maintains the small focal filament in the main heating state. And the structure which controls the said small focus electric power supply means and outputs the X-ray for a small focus fluoroscopy from an X-ray tube is employ | adopted.
あるいは、本願請求項３に対応する構成として、大焦点フィラメントと、小焦点フィラメントを有するＸ線管と、前記大焦点フィラメントに電力を供給するための大焦点用電力供給手段と、前記小焦点フィラメントに電力を供給するための小焦点用電力供給手段と、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給信号を制御するための電力供給制御手段とを有するＸ線発生装置におけるＸ線管のフィラメント加熱制御方法であって、
（ａ）透視を行っていない定常状態において、前記大焦点フィラメントの予備加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントを流れる電流が、ゼロ、または予備加熱状態の電流より小さくなるよう、維持する工程と、
（ｂ）透視が開始されると、前記大焦点フィラメントの本加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントの本加熱を開始して、Ｘ線管から大焦点の透視用Ｘ線を出力する工程と、
（ｃ）前記小焦点から透視用Ｘ線が出力されたと判断した後、前記大焦点フィラメントを予備加熱状態に戻すとともに、前記小焦点フィラメントを本加熱状態に維持して、Ｘ線管から小焦点の透視用Ｘ線を出力する工程とを有することを特徴とするＸ線管フィラメントの加熱制御法を採用してもよい。
Alternatively, as a configuration corresponding to claim 3 of the present application, a large focal filament, an X-ray tube having a small focal filament, a large focal power supply means for supplying power to the large focal filament, and the small focal filament X-ray tube in an X-ray generator comprising: a small-focus power supply means for supplying power to the power supply; and a large-focus power supply means and a power supply control means for controlling the small-focus power supply signal The filament heating control method of
(A) in a steady state where fluoroscopy is not performed, starting preheating of the large focal filament and maintaining the current flowing through the small focal filament so that it is zero or smaller than the current in the preheating state; ,
(B) When fluoroscopy is started, the main heating of the large focal filament is started, and the main heating of the small focal filament is started to output a large focal fluoroscopic X-ray from the X-ray tube; ,
(C) After determining that fluoroscopic X-rays are output from the small focus, the large focus filament is returned to the preheating state, and the small focus filament is maintained in the main heating state, and the small focus is reduced from the X-ray tube. A method for controlling the heating of the X-ray tube filament, characterized by comprising a step of outputting a fluoroscopic X-ray.
また、本願請求項２または請求項４に対応する構成として、（ｃ）の小焦点の透視用Ｘ線を出力している状態において、前記電力制御手段は、
（ｄ）撮影開始信号を受信すると、前記大焦点フィラメントの本加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントの本加熱を維持し、小焦点の透視用Ｘ線を出力するよう、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段を制御し、
（ｅ）大焦点から、撮影用Ｘ線が出力されたと判断すると、前記小焦点フィラメントを予備加熱状態に戻し、前記Ｘ線管から大焦点の撮影用Ｘ線を出力するよう、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段を制御する構成とすることが好ましい。
Further, as a configuration corresponding to claim 2 or claim 4 of the present application, in the state where the small-focus fluoroscopic X-ray of (c) is being output, the power control means includes:
(D) Upon receipt of the imaging start signal, the large-focus power is started so that the main heating of the large-focus filament is started, the main heating of the small-focus filament is maintained, and a X-ray for small-focus fluoroscopy is output. Controlling the supply means and the small focus power supply means;
(E) When it is determined that the X-ray for photographing is output from the large focus, the small-focus filament is returned to the preheating state, and the large-focus X-ray is output from the X-ray tube. It is preferable to control the power supply means and the small focus power supply means.
本願請求項１または３に係る発明によれば、Ｘ線を照射しない、定常状態においては、撮影用に用いられる大焦点フィラメントのみを、透視のために予備的に加熱し、透視開始初期のごく短時間は、大焦点フィラメントのみを透視のために本加熱し、その間に小焦点フィラメントの予備加熱を行うことで、小焦点フィラメントの寿命を長く保ちつつ、透視のために必要な明るさのＸ線を素早く露光することができるとともに、透視終了後、撮影に必要な線量のＸ線を素早く発生させることができるため、特に、X線を通さないバリウム等の造影剤を経口・経静脈的に投与したのちに撮影する場合にも、撮影のために十分なＸ線量を迅速に照射することができるため、造影剤が体内の特定の部位を移動する瞬間の画像を的確に撮影することができる。
According to the invention according to
また、請求項２あるいは請求項４の構成を採用することにより、撮影モード開始直後のごく短い時間は、小焦点によって透視を行うことにより、大焦点フィラメントの寿命を長く保持することができるとともに、大焦点フィラメント２２が本加熱状態に達するまでの間は、小焦点による解像度の高い透視像ことができ、透視モードから撮影モードへの切り替え直後に、大焦点フィラメントの加熱が不十分であることにより、Ｘ線量が低下し、画像の明るさが不足することを解消できる。
Further, by adopting the configuration of
１…交流電源、２ａ…透視スイッチ、２ｂ…撮影スイッチ、２ｃ…主電源スイッチ、３…電圧調整回路、４…Ｘ線管、５…グリッド制御部、６…加熱制御部、７…整流回路、１０…主変圧器、１１ａ…小焦点用電源、１１ｂ…大焦点用電源，２０…陽極、２１…小焦点フィラメント、２２…大焦点フィラメント、２３…小焦点グリッド，２４…大焦点グリッド
DESCRIPTION OF
［実施例１］
以下、図面を参照して本発明によるＸ線撮影装置の実施例を説明する。実施例１では、グリッド制御部５を有する構成を、実施例２ではグリッド制御部を有しない構成を、それぞれ示す。図１は、第一実施例の構成を示す概略図である。交流電源１の両端に、主変圧器１０が接続される。交流電源は、主電源スイッチ２ｃの切り替えにより、オン／オフされ、スイッチ２ｃには、小焦点用電源及１１ａ及び大焦点用電源１１ｂを制御するための加熱制御手段６を介して、小焦点フィラメント２１に電力を供給するための小焦点用電源１１ａ及び大焦点フィラメント２２に電力を供給するための大焦点用電源１１ｂが接続される。
[Example 1]
Embodiments of an X-ray imaging apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In Example 1, the structure which has the
主変圧器１０の出力が電圧調整回路３に供給され、この電圧に基づいて所定の交流電圧が発生される。電圧調整回路３から出力された交流電圧は整流回路７に供給される。整流回路７は、例えば全波整流回路等からなり、電圧調整回路３からの交流電圧を整流することにより、比較的低い直流電圧を得て、これをＸ線管４のアノード（以下、陽極と称する）２０とカソードに供給する。この実施例では、カソード（以下、フィラメントと称する）は焦点サイズが異なる小焦点フィラメント２１と、大焦点フィラメント２２とからなり、透過の際は、陽極２０とフィラメントの間に印加する管電圧を小さくすることにより、透過力の弱い長波長のＸ線が、撮影の際は、管電圧を大きくすることにより、透過力の強い短波長のＸ線が得られる。
The output of the
Ｘ線管４は、陽極２０、小焦点フィラメント２１、大焦点フィラメント２２、小焦点グリッド２３、及び大焦点グリッド２４からなる。小焦点フィラメント２１の両端には小焦点用電源１１ａが接続され、大焦点フィメラメント２２の両端には大焦点用電源１１ｂが接続され、両電源は、加熱制御部６により、制御されている。小焦点グリッド２３は、小焦点フィラメント２１から放射され、陽極２０に到達する電子ビームを制御するものであり、大焦点グリッド２４は大焦点フィラメント２２から放射されて陽極２０に到達する電子ビームを制御するものである。
The
主電源スイッチ２ｃは、スイッチを押すことにより、透視の準備のための指定信号をグリッド制御部５及び加熱制御部６に伝え、透視スイッチ２ａは、スイッチを押す（オンする）ことにより透視のための指定信号をグリッド制御部５及び加熱制御部６に与え、撮影スイッチ２ｂは、スイッチを押すことにより撮影のための指定信号をグリッド制御部５及び加熱制御部６に与える。グリッド制御部５は、透視スイッチ２ａまたは撮影スイッチ２ｂからの入力に応じて、小焦点グリッド２３及び大焦点グリッド２４を制御するものであり、加熱制御部６は、小焦点用電源１１ａ及び大焦点用電源１１ｂを制御するものである。
The
次に、第１実施例の動作を図２に示したタイミングチャートを参照して説明する。上から順に、大焦点フィラメント２２の温度Ｔｂ、大焦点フィラメント２２に流れるフィラメント電流値Ｉｂ、小焦点フィラメント２１の温度Ｔｓ、小焦点フィラメント２１に流れる電流値Ｉｓを示す。先ず、初期状態では、小焦点グリッド２３、及び大焦点グリッド２４はオフ状態であり、小焦点フィラメント２１、及び大焦点フィラメント２２は加熱されていない（１０）。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the timing chart shown in FIG. The temperature Tb of the large
主電源スイッチ２ｃをオンにした、定常状態（時刻ｔ１）においては、整流回路７から比較的低い直流電圧が陽極２０に供給されるとともに、陽極２０が高速回転する。そして、加熱制御部６は、主電源スイッチ２ｃからのオン信号を受けて、大焦点フィラメント２２のみの予備加熱を開始する。このとき、大焦点フィラメント２２には、予備加熱電流Ｉｂ１が流れ、予備加熱温度Ｔｂ１に加熱されるが、Ｘ線は照射されていない（１１）。なお、本実施例では、主電源スイッチ２ｃのオンにより、定常状態となる構成としたが、主電源スイッチ２ｃのオンでは電流を流さない初期状態（１０）を保ち、別途設けたスタンバイスイッチのオンにより、大焦点フィラメント２２の予備加熱を開始して、定常状態（１１）にする構成としてもよい。
In a steady state (time t1) when the
そして、透視を開始したい時（時刻ｔ２）に透視スイッチ２ａをオンにすると、加熱制御部６から、小焦点用電源１１ａに、予備加熱を開始する信号が伝達され、小焦点フィラメント２１に流れる電流値は、Ｉｓ１となり、大焦点用電源１１ｂに、大焦点フィラメント２２の本加熱を開始する信号が伝達され、大焦点フィラメント２２の電流値はＩｂ２となる（１２）。時刻ｔ３において、大焦点フィラメント２２が本加熱温度Ｔｂ２に達すると、グリッド制御部５は、大焦点グリッド２４をオンにし、大焦点フィラメント２２から透視用の電子ビームが陽極２０に到達する。これにより、Ｘ線管から大焦点の透視用Ｘ線が出力される。
When the fluoroscopic switch 2a is turned on when it is desired to start fluoroscopy (time t2), a signal for starting preheating is transmitted from the
その後、グリッド制御部５は、透視用Ｘ線が出力される温度Ｔｓ２に小焦点フィラメント２１が達したと判断すると（時刻ｔ４）、小焦点グリッド２３をオンにし、大焦点グリッド２４をオフにして、大焦点の透視用Ｘ線の出力を停止し、小焦点グリッド２３からの電子線ビームが陽極２０に到達し、Ｘ線管４から小焦点の透視用Ｘ線が発生する（１３）。
Thereafter, when the
小焦点フィラメント２１は、大焦点フィラメント２２に比べて素早く加熱できるため、小焦点からＸ線が出力され始めるまでに要する時間（ｔ３−ｔ２）は、例えば、数秒程度であり、透視を行う時間（ｔ４−ｔ３；例えば、１００秒程度）に比べて極めて短く、透視に必要な輝度を迅速に得ることができる。
Since the small
予備加熱温度Ｔｂ１、及び本加熱温度Ｔｂ２、Ｔｓ２は、被検者の体厚や、撮影部位によって、任意に定めることができ、図示しないコントロールパネルにより、加熱制御部６に指令を送る。ここで、透視用Ｘ線が出力され始める温度Ｔｓ２に小焦点フィラメント２１が達したと判断する方法として、透視用Ｘ線の出力され始める温度Ｔｓ２に小焦点フィラメント２１が上昇させるために要する時間を予め実験により求めておき、加熱電流の印加開始から経過した時間を計測し、加熱制御部６において、実験データと比較する方法が考えられる。これにより、被検体の体の厚みや、撮影部位に合わせて、加熱時間を最適化し、短時間に適切な量のＸ線を曝射して、被曝量の低減を図るとともに、明るい透視画像を得ることができる。
The preheating temperature Tb 1 and the main heating temperatures Tb 2 and Ts 2 can be arbitrarily determined according to the body thickness of the subject and the imaging region, and a command is sent to the
また、小焦点フィラメント２１に温度センサを設け、温度センサによって小焦点フィラメント２１の温度を計測することにより、小焦点フィラメント２１からＸ線が出力され始める温度Ｔｓ２に達したことを検知するようにしてもよい。
Further, a temperature sensor provided in the
次に、撮影を開始したい時（時刻ｔ４）に、撮影スイッチ２ｂをオンにすることにより、グリッド制御部５は、小焦点グリッド２３をオフにし、大焦点グリッド２４をオンにする。また、加熱制御部６は、大焦点フィラメント２２に流す電流を本加熱電流Ｉｂ２として、本加熱温度にＴｂ２に昇温するとともに、小焦点用電源１１ａをオフにする信号を伝達し、小焦点フィラメント２１の加熱を停止または予備加熱電流値Ｉｓ１よりも低い値とする。このとき、整流回路７は、電圧調整回路３からの交流電圧を整流することにより、透視時に比べて高い直流電圧を得て、これをＸ線管４のアノード（以下、陽極と称する）２０とカソードに供給する。時刻ｔ５において、大焦点フィラメント２２が本加熱温度Ｔｂ２に達すると、グリッド制御部５は、大焦点グリッド２４をオンにして、小焦点グリッド２３をオフにし、Ｘ線管４から大焦点の撮影用Ｘ線を出力する（１４）。
Next, when it is desired to start shooting (time t4), the
図２では、撮影スイッチ２ｂのオンにより、大焦点フィラメント２２の本加熱を開始する構成としたが、図３に示すように、撮影モード開始直後は、小焦点による透過用Ｘ線の出力を継続し、大焦点から撮影用Ｘ線が出力されたと判断すると、小焦点フィラメントの加熱を停止する構成としてもよい。すなわち、時刻ｔ４において、撮影スイッチ２ｂをオンすることにより、加熱制御部６は、大焦点フィラメント２２の本加熱を開始するとともに、小焦点フィラメント２１の本加熱を継続し、時刻ｔ５において、グリッド制御部５が、大焦点フィラメント２２が本加熱温度Ｔｂ２に達したと判断すると、小焦点グリッド２３をオフにするとともに、大焦点グリッド２４をオンにする。このとき、加熱制御部６は、小焦点フィラメント２１の加熱を停止するか、あるいは、小焦点フィラメント２１に流す電流を、予備加熱電流値Ｉｓ１よりも低い電流値に下げる。
In FIG. 2, the main heating of the
図３の構成における撮影モード開始直後の時刻ｔ（ｔ４＜ｔ＜ｔ５）では、小焦点フィラメント２１による透視用Ｘ線を出力することで、大焦点フィラメント２２が本加熱状態に達するまでの間は、小焦点フィラメント２１による解像度の高い透視像を得ることができ、透視モードから撮影モードへの切り替え直後に、大焦点フィラメント２２の加熱が不十分であることにより、Ｘ線量が低下し、画像の明るさが不足することを解消できる。
At the time t (t4 <t <t5) immediately after the start of the imaging mode in the configuration of FIG. 3, the X-ray for fluoroscopy by the
ここで、大焦点フィラメントの予備加熱温度Ｔｂ１と、本加熱温度Ｔｂ２との差を例えば、５〜１０℃前後としておくことで、大焦点フィラメントの本加熱に要する時間（ｔ５−ｔ４）を短くすることができ、撮影に必要な輝度を迅速に得ることができる。撮影を行う放射線技師等は、時刻ｔ５において大焦点撮影用Ｘ線が出力された後、図示しない撮影装置の撮影開始ボタンを押すことにより、動画あるいは静止画を得ることができる。 Here, by setting the difference between the preheating temperature Tb 1 of the large focal filament and the main heating temperature Tb 2 to, for example, about 5 to 10 ° C., the time required for the main heating of the large focal filament (t 5 -t 4) is reduced. It can be shortened, and the brightness required for photographing can be obtained quickly. A radiographer or the like who performs imaging can obtain a moving image or a still image by pressing an imaging start button of an imaging apparatus (not shown) after the large-focus imaging X-ray is output at time t5.
撮影が終了すると、撮影スイッチ２ｂをオフすることにより（時刻ｔ６）、グリッド制御部５は、大焦点グリッド２４をオフにし、Ｘ線の照射を停止する（１１）。また、加熱制御部６は、大焦点フィラメント２２に流れる電流の値をＩｂ１として、予備加熱状態を維持する、定常状態に戻す。この状態（１１）から、再び透視スイッチ２ａをオンにすることにより、透視を再開することも可能である。定常状態では、大焦点フィラメント２２は予備加熱状態にあるため、素早く撮影に必要なＸ線量を曝射することができ、明るい撮影画像が得られる。
When imaging is finished, the
定常状態（１１）から、主電源スイッチ２ｃをオフにすると、大焦点フィラメント２２に流れる電流は０となる。
When the
すなわち、透視開始直後の時刻ｔ（ｔ２＜ｔ＜ｔ３）においては、主に大焦点フィラメント２２から発せられるＸ線によって透視を行い、大焦点フィラメント２２から透視用Ｘ線を露光する間に、小焦点フィラメント２１を加熱することで、小焦点用フィラメント２１の寿命を長く保持しつつ、迅速に透視に必要な明るさのＸ線を露光することができる。その後、小焦点フィラメントが温度Ｔｓ２に達すると（ｔ＝ｔ３）、大焦点フィラメント２２を予備加熱状態に戻し、Ｘ線管から小焦点の透視用Ｘ線を露光することによって、解像度の高い透視像を得ることができる。また、透視状態（１３）から撮影状態（１５）に移行する場合も、大焦点フィラメント２２は予備加熱状態にあるため、素早く撮影に必要なＸ線を露光することができる。このため、特に、X線を通さないバリウム等の造影剤を経口・経静脈的に投与したのちに撮影する場合にも、迅速に撮影に十分な明るさのＸ線を照射することができ、造影剤が体内の特定部位を通過する瞬間を的確に撮影することができる。
That is, at time t (t2 <t <t3) immediately after the start of fluoroscopy, fluoroscopy is performed mainly by X-rays emitted from the large
［実施例２］
図４に、実施例２の構成を示す。グリッド制御部５を有していない他は、実施例１の構成と同じである。第２実施例の動作を図５に示したタイミングチャートを参照して説明する。上から順に、大焦点フィラメント２２の温度Ｔｂ、大焦点フィラメント２２に流れるフィラメント電流値Ｉｂ、小焦点フィラメント２１の温度Ｔｓ、小焦点フィラメント２１に流れる電流値Ｉｓを示す。図中の（０）〜（２）までのステップは実施例１と同じである。本実施例では、大焦点フィラメントの本加熱開始と同時に小焦点フィラメントの加熱を開始した後、大焦点フィラメントを予備加熱状態に戻すタイミング（ｔ＝ｔ３）、及び撮影開始時に小焦点フィラメントの加熱を停止するタイミング（ｔ＝ｔ６）が実施例１と異なる。本実施例では、実施例１のようにグリッド制御部を有していないため、小焦点フィラメントが本加熱状態に達した後に大焦点フィラメントを予備加熱状態に戻すのでは、Ｘ線の出力が大きくなりすぎることから、加熱制御部６は、Ｒｂ＝Ｒｓとなる時刻ｔ３に達したと判断すると、大焦点フィラメントを予備加熱状態に戻す（ｔ＝ｔ３）。
[Example 2]
FIG. 4 shows the configuration of the second embodiment. The configuration is the same as that of the first embodiment except that the
なお、輝度を一定に保つためには、図６に示す通り、小焦点から出力されるＸ線強度Ｒｓと、大焦点から出力されるＸ線強度Ｒｂとの和が常に一定となるよう制御することが好ましい。このため、大焦点フィラメントを予備加熱状態に戻すタイミングｔ＝ｔ３を、Ｉｂ＝Ｉｓとなる時刻としてもよい。 In order to keep the luminance constant, as shown in FIG. 6, control is performed so that the sum of the X-ray intensity Rs output from the small focal point and the X-ray intensity Rb output from the large focal point is always constant. It is preferable. For this reason, the timing t = t3 for returning the large focal length filament to the preheating state may be set as the time when Ib = Is.
また、撮影開始後についても同様に、大焦点フィラメントが本加熱状態に達した後に小焦点フィラメントの加熱を停止するのでは、Ｘ線の出力が大きくなりすぎることから、大焦点からＸ線が出力されたことを検知すると、加熱制御部６は、小焦点フィラメント２１の加熱を停止する（ｔ＝ｔ６）。このとき、輝度を一定に保つため、小焦点から出力されるＸ線強度Ｒｓと、大焦点から出力されるＸ線強度Ｒｂとの和が常に一定となるよう制御し、小焦点フィラメントの加熱を停止するタイミングｔ＝ｔ６を、Ｒｂ＝Ｒｓとなる時刻としてもよい。さらに、小焦点フィラメント２１に流す電流を、段階的に少なくしていくことにより、輝度を一定に保つことが望ましい。
Similarly, after the start of imaging, if the heating of the small focus filament is stopped after the large focus filament reaches the main heating state, the X-ray output becomes too large, so that the X-ray is output from the large focus. When detecting that this is done, the
第２実施例の構成では、第１実施例のようなグリッドの制御を行うことなく、小焦点フィラメントの寿命を保持しつつ、透視に十分な明るさのＸ線を迅速に供給することができる。 In the configuration of the second embodiment, it is possible to quickly supply X-rays with sufficient brightness for fluoroscopy while maintaining the life of the small focus filament without performing the grid control as in the first embodiment. .
総じて、本発明では、透視のスタンバイ状態である定常状態においては、大焦点フィラメント２２のみを予備加熱し、透視開始初期に大焦点によって透視を行うとともに、小焦点フィラメント２１の加熱を開始し、小焦点から透視用Ｘ線が出力されたと判断すると、大焦点フィラメント２２を予備加熱状態に戻し、小焦点からの透視用のＸ線を出力することで、寿命が短い小焦点フィラメント２１の寿命をできるだけ長く保持しつつ、透視に必要なＸ線の輝度を迅速に付与することができる。また、透視状態においては、常に大焦点フィラメント２２は必ず予備加熱状態あるいは本加熱状態にあるため、撮影スイッチ２ｂを押すと、大焦点フィラメント２２はすぐに本加熱状態に移行することができ、撮影のために十分なＸ線量を迅速に曝射できる。
In general, in the present invention, in the steady state that is a fluoroscopic standby state, only the large
Claims (4)
前記電力制御手段は、
（ａ）透視を行っていない定常状態において、前記大焦点フィラメントの予備加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントを流れる電流が、ゼロ、または予備加熱状態の電流より小さくなるよう、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段を制御し、
（ｂ）透視開始信号を受信すると、前記大焦点フィラメントの本加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントの本加熱を開始すべく、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段を制御して、Ｘ線管から大焦点の透視用Ｘ線を出力し、
（ｃ）小焦点から透視用Ｘ線が出力されたと判断した後、前記大焦点フィラメントを予備加熱状態に戻すとともに、前記小焦点フィラメントを本加熱状態に維持すべく、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点電力供給手段を制御して、Ｘ線管から小焦点の透視用Ｘ線を出力することを特徴とするＸ線発生装置。 An X-ray tube having a large focus filament and a small focus filament, a large focus power supply means for supplying power to the large focus filament, and a small focus power for supplying power to the small focus filament An X-ray generator comprising: a supply means; and a power control means for controlling a power supply signal of the large focus power supply means and the small focus power supply means,
The power control means includes
(A) In the steady state where fluoroscopy is not performed, preheating of the large focal filament is started, and the current flowing through the small focal filament is zero or smaller than the current in the preheating state. Controlling the power supply means and the small focus power supply means;
(B) Upon receipt of the fluoroscopy start signal, the large focus filament power supply means and the small focus power supply means are started to start the main heating of the large focus filament and to start the main heating of the small focus filament. Control and output X-rays for high-focus fluoroscopy from the X-ray tube,
(C) After determining that fluoroscopic X-rays have been output from the small focal point, the large focal point power supply means returns the large focal filament to the preheating state and maintains the small focal filament in the main heating state. And an X-ray generator for controlling the small-focus power supply means to output a small-focus X-ray from the X-ray tube.
前記電力制御手段は、
（ｄ）撮影開始信号を受信すると、前記大焦点フィラメントの本加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントの本加熱を維持し、小焦点の透視用Ｘ線を出力するよう、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段を制御し、
（ｅ）大焦点から、撮影用Ｘ線が出力されたと判断すると、前記小焦点フィラメントを予備加熱状態に戻し、前記Ｘ線管から大焦点の撮影用Ｘ線を出力するよう、前記大焦点用電力供給手段及び前記小焦点用電力供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。 In the state of outputting the X-ray for small-focus fluoroscopy according to claim 1 of (c),
The power control means includes
(D) Upon receipt of the imaging start signal, the large-focus power is started so that the main heating of the large-focus filament is started, the main heating of the small-focus filament is maintained, and a X-ray for small-focus fluoroscopy is output. Controlling the supply means and the small focus power supply means;
(E) When it is determined that the X-ray for photographing is output from the large focus, the small-focus filament is returned to the preheating state, and the large-focus X-ray is output from the X-ray tube. The X-ray generator according to claim 1, wherein a power supply unit and the small-focus power supply unit are controlled.
（ａ）透視を行っていない定常状態において、前記大焦点フィラメントの予備加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントを流れる電流が、ゼロ、または予備加熱状態の電流より小さくなるよう、維持する工程と、
（ｂ）透視が開始されると、前記大焦点フィラメントの本加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントの本加熱を開始して、Ｘ線管から大焦点の透視用Ｘ線を出力する工程と、
（ｃ）前記小焦点から透視用Ｘ線が出力されたと判断した後、前記大焦点フィラメントを予備加熱状態に戻すとともに、前記小焦点フィラメントを本加熱状態に維持して、Ｘ線管から小焦点の透視用Ｘ線を出力する工程とを有することを特徴とするＸ線管フィラメントの加熱制御方法。 A large-focus filament, an X-ray tube having a small-focus filament, a large-focus power supply means for supplying power to the large-focus filament, and a small-focus power supply for supplying power to the small-focus filament A filament heating control method for an X-ray tube in an X-ray generator, comprising: and a power supply control means for controlling the large focus power supply means and the small focus power supply signal,
(A) in a steady state where fluoroscopy is not performed, starting preheating of the large focal filament and maintaining the current flowing through the small focal filament so that it is zero or smaller than the current in the preheating state; ,
(B) When fluoroscopy is started, the main heating of the large focal filament is started, and the main heating of the small focal filament is started to output a large focal fluoroscopic X-ray from the X-ray tube; ,
(C) After determining that fluoroscopic X-rays are output from the small focus, the large focus filament is returned to the preheating state, and the small focus filament is maintained in the main heating state, and the small focus is reduced from the X-ray tube. A method for controlling the heating of the X-ray tube filament.
（ｄ）撮影開始信号を受信すると、前記大焦点フィラメントの本加熱を開始するとともに、前記小焦点フィラメントの本加熱を維持し、小焦点の透視用Ｘ線を出力する工程と、
（ｅ）前記大焦点から、撮影用Ｘ線が出力されたと判断すると、前記小焦点フィラメントを予備加熱状態に戻し、前記Ｘ線管から大焦点の撮影用Ｘ線を出力する工程とを有することを特徴とする請求項４に記載のＸ線管フィラメントの加熱方法。
In the state of outputting the X-ray for small focal fluoroscopy in (c) of claim 4,
(D) upon receiving a radiographing start signal, starting the main heating of the large focal filament, maintaining the main heating of the small focal filament, and outputting a small focus fluoroscopic X-ray;
(E) When it is determined that imaging X-rays are output from the large focus, the step of returning the small-focus filament to a preheated state and outputting large-focus imaging X-rays from the X-ray tube. The method for heating an X-ray tube filament according to claim 4.
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|---|---|---|---|---|
| JP2019145435A (en) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | X-ray diagnostic device |
| CN112188073A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-05 | 苏州博思得电气有限公司 | Hybrid focus control method and device |
| CN114023618A (en) * | 2021-09-23 | 2022-02-08 | 康达洲际医疗器械有限公司 | Switching method and circuit for focal point ray switching |
| WO2023050224A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Siemens Shanghai Medical Equipment Ltd. | Focus switching method and system for x-ray tube, and x-ray machine |
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