JP7451326B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

Ｘ線診断における、マンモグラフィで用いられているトモシンセシス撮像を行うため、一つのＸ線管を移動させながらトモシンセシス撮像の撮像画像を取得する撮像手法が広く知られている。しかし、Ｘ線管を連続的に動かしながら撮像画像のデータを収集すると、撮像画像にＸ線管の焦点の動きによるボケが発生してしまう恐れがある。

そのため、固定された複数個の焦点を有するＸ線管を用いることで、Ｘ線管を連続的に動かさずとも撮像画像の収集を可能とする撮像手法が開発されてきている。これにより、固定されたＸ線管から照射されたＸ線でＸ線撮像ができることから、上述した撮像画像のボケの発生を解消できる。

しかし、複数の焦点を有するＸ線管についても、従来のＸ線管と同様に、Ｘ線の線質を変化させるために、光子のエネルギーを調整する線質フィルタを用いる必要がある。しかし、複数の焦点のすべてからＸ線が照射されることから、複数の焦点を全体的に覆うような面積の広い線質フィルタを搭載しなければならない。ところが、線質フィルタを製造するための素材としては、モリブデン、ロジウム、銀などの高価な材料が使われており、高価な素材を使用する線質フィルタの面積の増大は、Ｘ線診断装置の製造コストの増大を招いてしまう。

特開平１１－１０８８５７号公報 特開２００８－１２２０６号公報 特開２０１３－５８５４号公報

NIH Public Access, Proc SPIE. 2010 January 1; 7622: 76225M. do1: 10.1117/12.844586.

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、線質フィルタの製造コスト低減を図ったＸ線診断装置を提供することである。ただし、本明細書及び図面に開始の実施形態による解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係るＸ線診断装置は、複数の焦点を有し、各焦点からＸ線を照射するＸ線管と、前記複数の焦点から照射されたＸ線の線質を変化させる線質フィルタと、前記線質フィルタを、前記複数の焦点が並んだ方向に移動させ、前記複数の焦点それぞれに対応するフィルタ位置に前記線質フィルタを配置させる、移動機構と、前記移動機構を制御する制御手段と、を備える。

第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すＸ線診断装置における線質フィルタ移動機構の構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態に係るＸ線診断装置によるＸ線撮像処理の処理内容を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るＸ線診断装置によるＸ線撮像処理の処理内容を示すフローチャートである。 図４に示すＸ線診断装置におけるＸ線管選択制御部が生成する照射時刻テーブルの一例を示す図である。 第３実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 図７に示すＸ線診断装置における線質フィルタ移動機構の構成の一例を示すブロック図である。 図７に示すＸ線診断装置における線質フィルタ移動機構の構成の変形例を示すブロック図である。 第３実施形態に係るＸ線診断装置によるＸ線撮像処理の処理内容を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、Ｘ線診断装置の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合のみ行うこととする。

〔第１実施形態〕
まず、図１に基づき、第１実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を説明する。この図１が示すように、Ｘ線診断装置１は、被写体ＰのＸ線撮像が可能な装置であり、多焦点Ｘ線管１０と、線質フィルタ移動機構２０と、線質フィルタ３０と、圧迫板４０と、Ｘ線検出器５０と、制御部６０と、ユーザインターフェース７０と、高電圧発生装置８０と、Ｘ線管選択制御部９０と、線質フィルタ位置制御部１００と、画像保存装置１１０と、画像処理装置１２０と、画像表示装置１３０とを備えて構成されている。

多焦点Ｘ線管１０は、複数の焦点を有しており、各焦点からＸ線を照射するＸ線管である。多焦点Ｘ線管についてここで概説する。Ｘ線を用いて撮像を行ってＸ線画像を取得する装置の中には、例えば、マンモグラフィ（Mammography）においてトモシンセシス（Tomosynthesis）撮像を行う装置や、広く長い領域のＸ線撮像を実現するために長尺撮像を行う装置などが存在する。このようなＸ線撮像を行う装置では、Ｘ線画像の取得のため、Ｘ線管を移動させることにより、診断に必要な領域のＸ線画像を撮像していたが、Ｘ線管を移動させるために画像のブレや撮像のために時間を要していた。その一方で、複数の焦点を有するＸ線管を用いることにより、それぞれの焦点から独立にＸ線を照射させることが可能となり、Ｘ線管を移動させずとも、トモシンセシス撮像や長尺撮像を実現することができる。

多焦点Ｘ線管１０は、単焦点である通常のＸ線管と同様に、真空の外囲器内に陰極のフィラメントと、陽極のターゲット金属を有している。多焦点Ｘ線管１０は、高電圧発生装置８０から管電圧及び管電流に対応する電流が供給される。管電圧とは、多焦点Ｘ線管１０内の電子ビームの加速電圧を指し、管電圧の値が高いほどＸ線の透過率も高くなる。管電流とは、フィラメントから発生する電子ビームの電流値を指す。

また、フィラメントは、例えばカーボンナノチューブにより形成されており、管電流に対応する電流が高電圧発生装置８０から供給されると、熱電子を発生させる。すなわち、単位時間あたりの熱電子発生数が管電流である。ターゲット金属は、例えばタングステン等である。これらの陰極と陽極の間には、高電圧発生装置８０から供給される管電圧が印加され、陰極と陽極の間に電界が発生する。この電界により加速された熱電子は、陽極のターゲット金属に衝突し、ターゲット金属からＸ線が発生する。管電圧の増加に伴い、Ｘ線の波長ピークは短波長側にシフトし、Ｘ線のエネルギーも増大する。

さらに、本実施形態に係る多焦点Ｘ線管１０おいては、複数の焦点を形成するために、例えば、複数の陰極が設けられている。そして、これら複数の陰極のいずれかに管電流が供給されると、この管電流が供給された陰極から熱電子が照射され、ターゲット金属である陽極と衝突してＸ線が発生する。このような構成の場合、管電流を供給する陰極を適宜選択することにより、Ｘ線を照射する焦点を選択することができる。

或いは、複数の焦点を形成するために、多焦点Ｘ線管１０では、例えば、偏向器を用いて陰極から照射された熱電子の軌道を変化させてから、ターゲット金属である陽極と衝突させてＸ線を発生させるようにしてもよい。偏向器は、この偏向器が生成する電界や磁界を変化させることにより、熱電子の軌道を変化させる。このような構成の場合、単焦点である通常のＸ線管と同様に、陰極と陽極は一対設けられていればよく、偏向器が生成する電界や磁界の強度や向きを制御することにより、Ｘ線を照射する焦点の位置を選択することができる。

図１では、５つの焦点＃１～＃５を持つ多焦点Ｘ線管１０が図示されている。すなわち、焦点＃１、焦点＃２・・・焦点＃５が、図の左側から右側に向かって、順番に並んでいる。多焦点Ｘ線管１０における焦点の数は、Ｘ線診断装置１の目的や特性に応じて、５つの焦点に限られるものではなく、５つ未満の焦点又は５つより多い焦点を持つ多焦点Ｘ線管１０を用いることができる。また、図１では焦点の並んでいる方向が直線的であるが、必ずしも直線的な並びである必要はなく、円弧状又は曲線状などに複数の焦点が並んでいてもよく、多焦点Ｘ線管の焦点の個数及び並び方については特段の制限はない。

線質フィルタ移動機構２０は、線質フィルタ３０を、多焦点Ｘ線管１０における複数の焦点が並んだ方向に移動させる機構であり、多焦点Ｘ線管１０における複数の焦点のそれぞれに対応する位置であるフィルタ位置に、線質フィルタ３０を移動可能に構成されている。換言すれば、線質フィルタ移動機構２０は、複数の焦点のそれぞれから照射されるＸ線と交差するフィルタ位置に、線質フィルタ３０を移動可能なように構成されている。本実施形態においては、例えば、多焦点Ｘ線管１０のＸ線照射方向が下方であることから、線質フィルタ移動機構２０は、多焦点Ｘ線管１０の下部に設置されている。

図２は、本実施形態に係る線質フィルタ移動機構２０の構成の一例を示すブロック図である。この図２に示すように、線質フィルタ移動機構２０は、例えば、線質フィルタ３０を搭載する支持部２２と、多焦点Ｘ線管１０における複数の焦点が並んだ方向に沿って敷設されて、線質フィルタ３０が搭載された支持部２２を移動させるためのレール２４と、この支持部２２を移動させる動力を提供するモータなどの駆動機構２６とを備えている。

レール２４は、多焦点Ｘ線管１０における複数の焦点に沿って、配設されている。すなわち、レール２４は、このレール２４上を線質フィルタ移動機構２０が移動することにより、各焦点に対応するフィルタ位置に線質フィルタ３０を位置させることができるように、敷設されている。例えば、多焦点Ｘ線管１０の複数の焦点が直線的に配置されている場合には、レール２４も、これら複数の焦点に沿って、直線的に配設される。また、例えば、多焦点Ｘ線管１０の複数の焦点が円弧状に配置されている場合には、レール２４も、これら複数の焦点に沿って、円弧状に配設される。

また、駆動機構２６は、例えば、線質フィルタ位置制御部１００などの線質フィルタ移動機構２０以外のＸ線診断装置１の構成要素と信号を送受するためのインターフェースや、線質フィルタ移動機構２０の移動などを管理するための制御回路などを備えている。

本実施形態においては、多焦点Ｘ線管１０は５個の焦点＃１～＃５を備えているので、線質フィルタ移動機構２０は、例えば図２における矢印の方向に移動しながら、Ｘ線が照射される焦点に対応する５カ所のフィルタ位置に、線質フィルタ３０を移動させる。なお、この線質フィルタ移動機構２０自体は、図２における矢印方向にも、矢印と反対の方向にも移動可能であるが、多焦点Ｘ線管１０の各焦点からＸ線を照射する際には、一方向に移動して、焦点＃１～＃５のそれぞれから連続的にＸ線の照射ができるようにしている。

再び図１に示すように、線質フィルタ３０は、上述した図２の線質フィルタ移動機構２０の支持部２２などに設置されるフィルタである。線質フィルタ３０は、通常の単焦点のＸ線管と同様に、多焦点Ｘ線管１０が照射するＸ線の線質を変化させて、光子のエネルギー、つまりＸ線の強度を調整するために用いられる。この線質フィルタ３０が存在することにより、被写体Ｐの被曝量の低減を図ることもできる。例えば、モリブデン（Mo）や、ロジウム（Rh）、銀（Ag）などが線質フィルタ３０を製造するための素材として用いられる。

また、多焦点Ｘ線管を用いたＸ線画像を撮像する場合は、複数の焦点のそれぞれからのＸ線が個別に照射されるため、線質フィルタ３０は、１つの焦点から照射されるＸ線の照射面積に応じた面積が必要となる。換言すれば、本実施形態においては、線質フィルタ３０の大きさとしては、１つの焦点から照射されるＸ線のフィルタとして機能するために十分な面積が必要であるが、他の焦点からはＸ線が同時には照射されないことから、他の焦点から照射されるＸ線についてまでフィルタとして機能する必要がない程度の大きさと定義することができる。

すなわち、線質フィルタ３０の面積は、多焦点Ｘ線管１０の各焦点から照射されるＸ線のビーム径や、多焦点Ｘ線管１０と線質フィルタ３０の間の距離などの必要な条件により、各焦点から照射されたＸ線の照射範囲に応じた面積が定まる。加えて、撮像されたＸ線画像のムラを低減するためには、各焦点から照射されたＸ線が線質フィルタ３０を通過したのちの線質が一定となるようにする必要があり、線質フィルタ３０全体が可能な限り均一な厚さ、密度により構成される必要がある。

圧迫板４０は、Ｘ線検出器５０の上部、つまり多焦点Ｘ線管１０が存在する方向に設置される。圧迫板４０は、例えば、Ｘ線検出器５０に載置された被写体Ｐである***をＸ線撮像するために、圧迫して固定するために設けられている。このため、圧迫板４０は、上下移動を可能とするための機構などを備えている。また、圧迫板４０は、被写体Ｐの上部に位置することになるため、Ｘ線を透過する材質から構成され、例えば、可視性も考慮した透明なアクリル板などで構成される。

なお、図１においては、Ｘ線診断装置１がマンモグラフィでトモシンセシス撮像を行う装置である場合を例示しているが、Ｘ線診断装置１の種類によっては、圧迫板４０は必ずしも必要な構成要素ではない。例えば、胸部Ｘ線診断のためにＸ線撮像を行う装置など、Ｘ線診断装置１が***以外のＸ線撮像を行う装置である場合には、必ずしも圧迫板４０は必要とはならない。

Ｘ線検出器５０は、被写体Ｐを載置し、多焦点Ｘ線管１０から照射されたＸ線に応じて、被写体Ｐを透過したＸ線のＸ線像を画素単位で検出し、検出したＸ線量に比例する画像信号を画像処理装置１２０に出力する。Ｘ線検出器５０は、例えば、検出面に照射されたＸ線を検出するための平面検出器（FPD：Flat Panel Detector）などによって構成される。

制御部６０は、本願発明に係るＸ線診断装置１の全体的な制御を行う。具体的には、制御部６０は、ユーザが行うユーザインターフェース７０を介して入力された各種指令を実現するために、Ｘ線診断装置１の各構成要素に対して必要な指令を行う。この制御部６０は、例えば、Ｘ線診断装置１が行う各検査の実施のために必要なプログラムを記憶した記憶媒体や、これらのプログラムを実行させるためのプロセッサなどによって構成される。

ユーザインターフェース７０は、ユーザがＸ線診断装置１を用いて、被写体ＰのＸ線画像を撮像するために必要な操作を行うための機構を備えている。例えば、ユーザは、ユーザインターフェース７０に曝射スイッチが設けられている場合には、この曝射スイッチを押下することにより、多焦点Ｘ線管１０からＸ線を照射させるＸ線撮像の開始を指示することが可能である。また、ユーザインターフェース７０がタッチパネルにより構成されている場合には、ユーザは、必要に応じて、このタッチパネルをタッチすることにより、Ｘ線診断装置１に対してＸ線診断のための必要な指令を入力することが可能である。本実施形態においては、ユーザインターフェース７０は、曝射スイッチやタッチパネル以外でも、例えば、ディスプレイ、スイッチボタン、キーボード、マウス、トラックボールなど、任意の適切な入力手段によって構成することができる。

高電圧発生装置８０は、多焦点Ｘ線管１０へ管電圧及び管電流に対応する電流を供給し、例えば、変圧器と整流器から構成される。変圧器は、交流電源から供給される交流電流を設定された管電圧に応じて昇圧し、昇圧した交流電圧を整流器に供給する。整流器は、変圧器から供給された交流電圧を整流し、正の成分のみを有する脈動電圧を管電圧として出力する。

Ｘ線管選択制御部９０は、多焦点Ｘ線管１０の複数ある焦点のうち、Ｘ線を照射すべき焦点（例えば図１における焦点＃１など）を選択して、高電圧発生装置８０で設定した管電圧を印加するように制御する。また、Ｘ線管選択制御部９０は、選択したＸ線を照射すべき焦点（例えば図１における焦点＃１など）の情報を含む信号を、線質フィルタ位置制御部１００に送信する。

線質フィルタ位置制御部１００は、線質フィルタ移動機構２０に対して、Ｘ線管選択制御部９０が選択した、多焦点Ｘ線管１０の各焦点のうち、Ｘ線を照射すべき焦点（例えば図１における＃１など）に対応するフィルタ位置に、線質フィルタ３０を移動するために必要な指令を送信する。例えば、焦点＃１からＸ線を照射する場合には、線質フィルタ位置制御部１００は、この焦点＃１に対応するフィルタ位置に線質フィルタ３０を移動するように、線質フィルタ移動機構２０を制御する。そして、その次に、焦点＃２からＸ線を照射する場合には、線質フィルタ位置制御部１００は、線質フィルタ３０を焦点＃１に対応するフィルタ位置から焦点＃２に対応するフィルタ位置に移動するように、線質フィルタ移動機構２０を制御する。本実施形態においては、この線質フィルタ位置制御部１００と制御部６０が、線質フィルタ移動機構２０を制御する制御手段を構成する。

本実施形態に係るＸ線診断装置１においては、多焦点Ｘ線管１０の各焦点から照射されたＸ線の線質を変換するための線質フィルタ３０の面積を低減することにより、Ｘ線診断装置１の製造コストを低減することを目的としている。言い換えると、本実施形態に係る線質フィルタ３０の面積では、複数ある全ての焦点から照射されたＸ線の照射範囲を覆うことができない。したがって、Ｘ線が照射される焦点に応じた位置であるフィルタ位置に、Ｘ線が照射される際には線質フィルタ３０が位置するように、線質フィルタ位置制御部１００は線質フィルタ３０を移動させる位置制御を行う。このように、線質フィルタ移動機構２０が物理的に線質フィルタ３０を移動させるために、線質フィルタ位置制御部１００は、線質フィルタ移動機構２０の移動のための必要な指令や情報を、線質フィルタ移動機構２０に出力する。

本実施形態においては、例えば、制御部６０又は線質フィルタ位置制御部１００において、多焦点Ｘ線管１０の各焦点と線質フィルタ移動機構２０の位置を対応付けた移動位置対応テーブルを備えることにより、線質フィルタ移動機構２０の移動位置が特定できるようにしている。線質フィルタ位置制御部１００は、その移動位置対応テーブルに基づいて各焦点から照射されるＸ線の照射位置を特定して、線質フィルタ移動機構２０を移動させ、Ｘ線が照射される焦点に対応するフィルタ位置に線質フィルタ３０を移動させる。

画像保存装置１１０は、多焦点Ｘ線管１０の各焦点からのＸ線の照射に応じて、被写体Ｐを透過したＸ線の画像であるＸ線画像を保存する。本実施形態においては、トモシンセシス撮像に伴い、画像処理装置１２０で必要な画像処理がなされた一連の複数のＸ線画像が、画像保存装置１１０に保存される。画像保存装置１１０は、例えば、記憶回路を備えている。記憶回路は、例えば、磁気的若しくは光学的記憶媒体又は半導体メモリなどの可読型記憶媒体から構成される。

画像処理装置１２０は、Ｘ線検出器５０から出力されたＸ線の画像信号に基づいて、Ｘ線画像を生成する。画像処理装置１２０は、例えば、ＡＤ変換回路、画像補正部などを備えている。ＡＤ変換回路は、Ｘ線検出器５０から出力されたアナログ信号であるＸ線の画像信号をデジタルの画像信号に変換する。画像補正部は、ＡＤ変換回路に接続されたデジタルの画像信号に対し、Ｘ線検出器５０における各画素に対して必要な補正処理を行って、補正後のＸ線画像を生成する。生成されたＸ線画像は、例えば、画像保存装置１１０に保存されたり、画像表示装置１３０で表示されたりする。なお、ＡＤ変換回路は、Ｘ線検出器５０に設けることも可能であり、この場合、画像処理装置１２０はデジタルの画像信号をＸ線検出器５０から取得する。

また、本実施形態においては、Ｘ線診断装置１は、トモシンセシス撮像法によるＸ線画像の撮像を行うために、１つの被写体Ｐについて撮像された複数のＸ線画像について、画像再構成の処理を行う。すなわち、多焦点Ｘ線管１０における複数の焦点のそれぞれで撮像されたＸ線画像を画像保存装置１１０から読み出し再構成して、１枚のＸ線画像を生成する。

画像処理装置１２０は、例えば、記憶回路、処理回路などを備えている。上述したように、記憶回路は、磁気的若しくは光学的記憶媒体又は半導体メモリなどの可読型記憶媒体を含んでいる。また、記憶回路は、処理回路で実行される各種処理機能をコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶している。処理回路は、プログラムを記憶回路から読み出し、実行することで各プログラムに対応する各処理機能を実現するプロセッサなどである。画像処理装置１２０で実行される画像処理としては、例えば、Filtered Back Projection、ML-EM、OS-EMといった画像再構成に関する処理や、階調処理、周波数処理、ダイナミックレンジ圧縮等などの画像調整に関する処理などがある。

画像表示装置１３０は、画像処理装置１２０において画像処理がなされたＸ線画像を表示画像として表示する。例えば、画像表示装置１３０は、Ｘ線画像をユーザに対して表示するための液晶表示装置や、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイなどによって構成されるが、そのＸ線画像の表示の方法に特段の制限はない。

以上が、第１実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の説明である。以下に、第１実施形態に係るＸ線診断装置１のＸ線画像の撮像処理に関する一連の流れを説明する。

図３は、第１実施形態に係るＸ線画像の撮像の一連の流れを示したフローチャートを示す図である。このＸ線撮像処理は、マンモグラフィ検査の場合において、被写体Ｐのポジショニングから、被写体Ｐに関する複数のＸ線画像を撮像し、撮像した複数のＸ線画像に再構成処理を施して表示することにより、トモシンセシス撮像法のＸ線画像診断が行えるようにするために実行される処理である。

ユーザは、Ｘ線診断装置１においてＸ線診断を行う被写体Ｐのポジショニングを実施する（ステップＳ１００）。本実施形態においては、図１に示すように、被写体Ｐである***をＸ線検出器５０に戴置させ、圧迫板４０にて被写体ＰをＸ線診断に適するポジションにおいて圧迫して固定する。

次に、ユーザは、ユーザインターフェース７０を介して、撮像開始の指示を入力する（ステップＳ１０２）。例えば、ユーザインターフェース７０として、曝射スイッチが設けられている場合には、この曝射スイッチをユーザが押下することにより、撮像開始の指示を入力することができる。撮像開始の指示を入力することにより、Ｘ線撮像に必要な各種動作が開始される。

次に、制御部６０は、高電圧発生装置８０及びＸ線管選択制御部９０に信号を送信する（ステップＳ１０４）。高電圧発生装置８０は信号を受信すると、事前に設定された管電圧、管電流、フィラメント電流の設定を行う。事前に設定された管電圧、管電流、フィラメント電流の値は、例えば、ユーザによりユーザインターフェース７０を介して入力された値である。或いは、事前に設定された管電圧、管電流、フィラメント電流の値は、ユーザインターフェース７０からの入力によって指定された検査種別と被写体Ｐの大きさなどの情報から算出された値である。Ｘ線管選択制御部９０は信号を受信すると、その信号により選択された焦点からＸ線が照射されるように、多焦点Ｘ線管１０を制御する。本実施形態においては、多焦点Ｘ線管１０は５つの焦点＃１～＃５を備えているため、まずは、Ｘ線管選択制御部９０は、例えば、焦点＃１からＸ線を照射するように、多焦点Ｘ線管１０を制御する。

ステップＳ１０４と同時に、制御部６０は、線質フィルタ位置制御部１００に信号を送信する（ステップＳ１０６）。線質フィルタ位置制御部１００は信号を受信すると、その信号により選択された焦点に対応するフィルタ位置に、線質フィルタ３０が位置するように、線質フィルタ移動機構２０を制御する。例えば、線質フィルタ位置制御部１００は、多焦点Ｘ線管１０の各焦点と線質フィルタ移動機構２０の位置を対応付けた移動位置対応テーブルに基づいて、線質フィルタ移動機構２０へ、線質フィルタ３０を移動するべき位置の情報、つまりフィルタ位置の情報を送信する。線質フィルタ移動機構２０は、受信したフィルタ位置の情報に基づき、線質フィルタ３０を、移動させる。例えば、上述のように、選択された焦点が焦点＃１であるとすると、線質フィルタ位置制御部１００は、多焦点Ｘ線管１０の焦点＃１から照射されたＸ線と交差するフィルタ位置に線質フィルタ３０が停止するように、線質フィルタ移動機構２０を制御する。

次に、制御部６０は、Ｘ線管からＸ線を照射して、Ｘ線管選択制御部９０により選択された焦点からＸ線を照射する（ステップＳ１０８）。例えば、上述のように、選択された焦点が焦点＃１であるとすると、高電圧発生装置８０により設定された管電圧、管電流、フィラメント電流の値を、Ｘ線管選択制御部９０により選択された焦点＃１に印加することにより、Ｘ線を多焦点Ｘ線管１０の焦点＃１から照射する。このとき、線質フィルタ３０は、焦点＃１から照射されるＸ線をフィルタリングできるフィルタ位置に停止して待機している。このため、多焦点Ｘ線管１０の焦点＃１から照射されたＸ線は、線質フィルタ３０を透過して、被写体ＰのＸ線撮像を行うための所望のＸ線スペクトルに線質を変化されて、圧迫板４０及び被写体Ｐを透過し、Ｘ線検出器５０へ到達する。

次に、制御部６０は、Ｘ線検出器５０で検出された、圧迫板４０及び被写体Ｐ透過したＸ線に基づく画素単位のＸ線画像信号を、画像処理装置１２０に出力し、１枚のＸ線画像を生成する（ステップＳ１１０）。生成されたＸ線画像は、画像保存装置１１０に保存される。これにより、１つの焦点における１枚のＸ線画像の撮像が終了する。例えば、最初に選択された焦点が焦点＃１であるとすると、多焦点Ｘ線管１０の焦点＃１から照射されたＸ線によるＸ線画像の撮像は完了する。

次に、制御部６０は、多焦点Ｘ線管１０が有する複数の焦点におけるすべての焦点でＸ線画像の撮像をしたか否かを判断する（ステップＳ１１２）。本実施形態においては、多焦点Ｘ線管１０は、５個の焦点＃１～＃５を備えている。このため、例えば、焦点＃１からＸ線画像の撮像を開始した場合には、焦点＃２、焦点＃３・・・焦点＃５と順次撮像が行われる。このため、ステップＳ１１２では、これら５個の焦点すべてにおいて撮像を終えたかどうかを判断する。

すべての焦点において、撮像を終えていない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）には、制御部６０は、Ｘ線を照射する焦点を次の焦点に移動（ステップＳ１１４）した上で、上述したステップＳ１０４からを繰り返す。すなわち、次の焦点において、Ｘ線画像の撮像を行う。

一方、すべての焦点において、Ｘ線画像の撮像を終えたと判断した場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）には、制御部６０は、多焦点Ｘ線管１０の各焦点から照射されたＸ線による複数のＸ線画像に基づいて画像処理を行う（ステップＳ１１６）。すなわち、Ｘ線診断装置１の画像処理装置１２０は、画像保存装置１１０に格納されている複数のＸ線画像を読み出し、この複数のＸ線画像に基づいて再構成処理や画像調整処理を行い、１枚のＸ線画像を生成する。

次に、制御部６０は、ユーザが被写体ＰのＸ線診断を実施できるようにするために、ステップＳ１１４の画像処理がなされたＸ線画像を、画像表示装置１３０に表示する（ステップＳ１１８）。また、Ｘ線診断装置１は、必要に応じて、ステップＳ１１４で生成したＸ線画像を画像保存装置１１０に保存するようにしてもよい。このステップＳ１１８により、このＸ線撮像処理は終了する。

以上のように、本実施形態に係るＸ線診断装置おいては、多焦点Ｘ線管１０を用いてＸ線画像を撮像する場合において、各焦点から照射されたＸ線の照射面積に応じた面積を有する線質フィルタ３０を、線質フィルタ移動機構２０を用いて移動させ、複数の焦点のそれぞれからＸ線が照射される際に、その焦点に対応するフィルタ位置に線質フィルタ３０を位置させることとした。このため、線質フィルタ３０の面積を可及的に小さくすることが可能となり、線質フィルタ３０の製造コストを低減することができる。すなわち、複数の焦点のすべてを覆う面積の線質フィルタを用意する必要がなくなり、線質フィルタを製造するのに必要な高価な素材の量を削減することができる。

〔第２実施形態〕
上述した第１実施形態においては、フィルタ位置で線質フィルタ移動機構２０の駆動を一旦停止し、多焦点Ｘ線管１０からのＸ線の照射を線質フィルタ３０が移動を停止している状態で行うようにした。一方で、第２実施形態においては、多焦点Ｘ線管１０からのＸ線の照射を、線質フィルタ移動機構２０が駆動しており、線質フィルタ３０が停止することなく移動している状態で行うようにした点が、上述した第１実施形態と異なっている。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。

図４は、第２実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を説明するためのブロック図である。この図４が示すように、Ｘ線診断装置１は、上述した第１実施形態と同様に、被写体ＰのＸ線撮像が可能な装置であるが、線質フィルタ速度算出部１０２を線質フィルタ位置制御部１００に代えて備えており、タイマー１４０を追加的に備えている点で相違する。

線質フィルタ速度算出部１０２は、線質フィルタ移動機構２０が、線質フィルタ３０を移動させる速度を算出する。第２実施形態においては、多焦点Ｘ線管１０の各焦点からＸ線を照射させる際に、線質フィルタ移動機構２０は、線質フィルタ３０を停止させることなく移動させ続けている。すなわち、線質フィルタ３０は停止させられることなく、多焦点Ｘ線管１０の各焦点からＸ線を照射させるため、各焦点からＸ線が照射される際に、照射されるＸ線と交差するフィルタ位置に線質フィルタ３０が位置していないと、照射されたＸ線が線質フィルタ３０を透過しないため、Ｘ線の線質を変化させることができない。そのため、線質フィルタ速度算出部１０２は、線質フィルタ３０が多焦点Ｘ線管１０の各焦点からＸ線が照射される際に、線質フィルタ３０がＸ線の照射される焦点に対応するフィルタ位置を通過するように、線質フィルタ移動機構２０が線質フィルタ３０を移動させる速度を算出する。本実施形態においては、この線質フィルタ速度算出部１０２と制御部６０が、線質フィルタ移動機構２０を制御する制御手段を構成する。

タイマー１４０は、本実施形態に係るＸ線診断装置１が必要とする時刻情報を提供する。この提供された時刻情報に基づいて、Ｘ線管選択制御部９０は制御を行い、所望の時刻に高電圧発生装置８０が多焦点Ｘ線管１０に管電圧等を印加する。また、この提供された時刻情報に基づいて、線質フィルタ速度算出部１０２は、線質フィルタ移動機構２０の移動速度を算出する。すなわち、多焦点Ｘ線管１０の各焦点からＸ線が照射される際に、その焦点に対応するフィルタ位置を線質フィルタ３０が通過するためには、Ｘ線照射の制御に係るＸ線管選択制御部９０と、線質フィルタ移動機構２０の制御に係る線質フィルタ速度算出部１０２とが、同期して制御する必要がある。タイマー１４０は、例えば、制御用コンピュータが備えているストップウォッチ機能や時計機能などを利用することによって実現される。

以上が、第２実施形態に係るＸ線診断装置１の構成において、第１実施形態に係るＸ線診断装置１の構成と異なる部分の説明である。以下に、第２実施形態に係るＸ線診断装置１のＸ線画像の撮像処理に関する一連の流れを説明する。

図５は、第２実施形態に係るＸ線撮像の一連の流れを示したフローチャートを示す図であり、上述した第１実施形態の図３に対応する図である。

被写体Ｐのポジショニングを実施（ステップＳ１００）した後、ユーザが撮像開始の指示を入力（ステップＳ１０２）するまでの動作は、第１実施形態と同様である。

このステップＳ１０２の後、制御部６０は、高電圧発生装置８０及びＸ線管選択制御部９０に信号を送信する（ステップＳ２０４）。高電圧発生装置８０は信号を受信すると、事前に設定された管電圧、管電流、フィラメント電流の設定を行う。Ｘ線管選択制御部９０は信号を受信すると、タイマー１４０により時刻の測定開始後何秒後に、多焦点Ｘ線管１０の何番目の焦点からＸ線を照射するかを対応させた照射時刻テーブルを生成する。

図６は、本実施形態に係るＸ線管選択制御部９０が生成する照射時刻テーブルの一例を示す図である。この図６に示すように、本実施形態に係る照射時刻テーブルは、複数の焦点に順番に番号づけられた焦点番号＃１～＃５と、この焦点番号がＸ線を照射するタイミングを指定する経過時刻が保持されている。すなわち、タイマー１４０が計測した経過時刻が何秒になった時点で、Ｘ線の照射がなされるかが、焦点ごとに特定されている。

再び図５に示すように、制御部６０は、タイマー１４０に信号を送信し、時刻の計測を開始する（ステップＳ２０６）。また、これと同時に、Ｘ線管選択制御部９０は、タイマー１４０の時刻と作成した照射時刻テーブルを対応させ、照射時刻テーブルの時間に到達した場合に、高電圧発生装置８０で事前に設定された、管電圧、管電流、フィラメント電流を、多焦点Ｘ線管１０に印加するように制御する（ステップＳ２０８）。

また、これと同時に、制御部６０は、Ｘ線管選択制御部９０が作成した照射時刻テーブルを、線質フィルタ速度算出部１０２へ入力し、線質フィルタ速度算出部１０２は、入力された照射時刻テーブルから、多焦点Ｘ線管１０の各焦点からＸ線が照射される際に、その焦点に対応するフィルタ位置を線質フィルタ３０が通過できるように、線質フィルタ移動機構２０の速度を算出する（ステップＳ２１０）。そして、線質フィルタ速度算出部１０２は、その算出された速度で線質フィルタ３０が移動するように、線質フィルタ移動機構２０を制御する。

線質フィルタ移動機構２０、高電圧発生装置８０、Ｘ線管選択制御部９０、及び、タイマー１４０の設定が完了すると、複数の焦点からそれぞれＸ線が照射されてＸ線画像が順次撮像される（ステップＳ２１２）。すなわち、タイマー１４０による時刻情報と、タイマー１４０の時刻の測定開始後の何秒後に何番目の焦点からＸ線を照射するかを対応させた照射時刻テーブルとに基づいて、Ｘ線管選択制御部９０は焦点を選択して、指定されている経過時刻にＸ線を照射させる。その一方で、線質フィルタ速度算出部１０２は、線質フィルタ移動機構２０を算出された速度で移動させることにより、指定されている経過時刻に、Ｘ線が照射される焦点に対応するフィルタ位置を、線質フィルタ３０が通過するように制御する。例えば、本実施形態においては、このステップＳ２１２により、焦点＃１～＃５のそれぞれからＸ線を照射して撮像された５枚のＸ線画像が次々に取得される。これら撮像された複数のＸ線画像は、画像保存装置１１０に保存される。

次に、多焦点Ｘ線管１０の各焦点から照射されたＸ線による複数のＸ線画像の画像処理（ステップＳ１１６）を行い、画像表示装置１３０に表示する（ステップＳ３２０）。これらステップＳ１１６及びステップＳ１１８の処理は、第１実施形態と同様である。

以上のように、第２実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、線質フィルタ３０の移動を停止させることなく、被写体Ｐの複数のＸ線画像を順次取得することができ、第１実施形態と同様に、線質フィルタ３０の製造コストを低減することができるとともに、線質フィルタ３０が停止する時間を節約できることになるため、より迅速に複数のＸ線画像の取得が可能となる。

また、線質フィルタ３０を移動させながら多焦点Ｘ線管１０の各焦点からＸ線を照射するため、線質フィルタ３０を構成する素材（例えば、RhやAgなど）の密度や厚さなどに多少のムラがあっても、線質フィルタ３０を透過したＸ線は均一化され、Ｘ線画像におけるムラを低減することができる。さらに、製造過程において、線質フィルタ３０の均一性を高める必要がないため、線質フィルタ３０の製造コストをさらに低減することができる。

なお、本実施形態においては、線質フィルタ移動機構２０は、線質フィルタ速度算出部１０２が算出した一定の速度で移動することを前提としていたが、線質フィルタ移動機構２０は、フィルタ位置で減速するようにしてもよい。すなわち、Ｘ線が照射される焦点に対応するフィルタ位置に差し掛かった場合に、線質フィルタ移動機構２０は停止をすることなく減速をして、焦点からＸ線を照射するタイミングを合わせやすくしてもよい。

〔第３実施形態〕
上述した第１実施形態及び第２実施形態においては、線質フィルタ移動機構２０は１種類の線質フィルタ３０を搭載していたが、第３実施形態においては、線質フィルタ３０を素材の種類が異なる複数のサブ線質フィルタで構成し、被写体Ｐの特性に応じてＸ線の線質を変更したり、１回の撮像動作で異なる線質の複数のＸ線により被写体Ｐを撮像したりできるようにしている。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明するが、本実施形態は、第２実施形態のＸ線診断装置１に対しても適用可能である。

図７は、第３実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を説明するためのブロック図である。この図７が示すように、Ｘ線診断装置１は、上述した第１実施形態と同様に、被写体ＰのＸ線撮像が可能な装置であるが、線質フィルタ３０が、２つのサブ線質フィルタ３２、３４を備えている点で相違している。

図８は、本実施形態に係る線質フィルタ移動機構２０の構成の一例を示すブロック図である。この図８に示すように、本実施形態に係る線質フィルタ移動機構２０においては、線質フィルタ３０は、サブ線質フィルタ３２とサブ線質フィルタ３４を備えており、いずれも多焦点Ｘ線管１０の下部（Ｘ線照射方向）に設置された線質フィルタ移動機構２０の支持部２２に設置される。これら２つのサブ線質フィルタ３２、３４は、多焦点Ｘ線管１０が照射するＸ線の光子のエネルギーを調整し、Ｘ線の線質を調整するために用いられる。

サブ線質フィルタ３２とサブ線質フィルタ３４を構成する素材については、特段の制限はないが、本実施形態においては、サブ線質フィルタ３２とサブ線質フィルタ３４はそれぞれ異なる素材から構成されている。換言すれば、サブ線質フィルタ３２とサブ線質フィルタ３４は、Ｘ線の線質を変化させるための物理的な特性が異なっている。例えば、サブ線質フィルタ３２がロジウム（Rh）により構成される場合は、サブ線質フィルタ３４は銀（Ag）など、Rh以外の素材から構成される。これにより、多焦点Ｘ線管１０の各焦点から照射されたＸ線が、サブ線質フィルタ３２を透過するのか、それとも、サブ線質フィルタ３４を透過するのかにより、異なる線質を持つＸ線に変換され、線量や特性の異なる２種類のＸ線を利用できるようになる。

この図８においては、２つのサブ線質フィルタ３２、３４は結合されて、１つの支持部２２に設置されている。このため、駆動機構２６のモータが駆動すると、サブ線質フィルタ３２、３４は、一体となり移動する。但し、これら２つのサブ線質フィルタ３２、３４を１つの支持部２２に設置する必要はなく、分離させることも可能である。

図９は、２つのサブ線質フィルタ３２、３４を分離した場合の線質フィルタ移動機構２０の構成の一例を示すブロック図である。この図９の例では、２つの支持部２２がレール２４上に配置され、これら２つの支持部２２が互いに連結されている。そして、１つの支持部２２にサブ線質フィルタ３２が設置され、もう１つの支持部２２にサブ線質フィルタ３４が設置される。２つの支持部２２が連結されていることから、駆動機構２６のモータが駆動すると、サブ線質フィルタ３２、３４は、分離した状態でともに移動する。

物理的な特性の異なる複数のサブ線質フィルタを用意することにより、被写体Ｐの特性に応じて、Ｘ線の線量を調整することが可能となる。例えば、本実施形態において、患者の右の***の厚さと左の***の厚さが異なり、右の***の厚さの方が厚い場合、右の***については、Ｘ線の透過率の高いサブ線質フィルタ３２を用いてＸ線撮像を行い、左の***については、Ｘ線の透過率が低いサブ線質フィルタ３４を用いてＸ線撮像を行うことができる。この場合、ユーザは、ユーザインターフェース７０を介して、Ｘ線撮像処理を実行する際に、複数のサブ線質フィルタのうち、どの線質フィルタを用いて撮像するのかを指示入力することとなる。すなわち、右の***をＸ線撮像する際には、ユーザは、Ｘ線検出器５０上に患者の右の***を載置して、ユーザインターフェース７０を解して、サブ線質フィルタ３２を用いて、焦点＃１～＃５からＸ線を照射してＸ線撮像を行うように指示入力する。その次に、左の***をＸ線撮像する際には、ユーザは、Ｘ線検出器５０上に患者の左の***を載置して、ユーザインターフェース７０を解して、サブ線質フィルタ３４を用いて、焦点＃１～＃５からＸ線を照射してＸ線撮像を行うように指示入力する。

或いは、本実施形態に係るＸ線診断装置１においては、１回の撮像操作で、１つの被写体Ｐを複数の異なるエネルギーで撮像するデュアルエナジー撮像を実現することもできる。すなわち、例えば、焦点＃１からＸ線を照射するＸ線撮像を、サブ線質フィルタ３２を用いて行った後、サブ線質フィルタ３４を用いて行うことにより、エネルギーの異なるＸ線で２回撮像することができる。これを焦点＃１～＃５で順次行うことにより、被写体Ｐの密度や厚さにばらつきがある場合でも、Ｘ線の強度が異なる２枚のＸ線画像を合成することにより、鮮明なＸ線画像を得ることができる。

なお、本実施形態においては、線質フィルタ３０が備えるサブ線質フィルタが２枚である場合を例にＸ線診断装置１の構成を説明したが、線質フィルタ３０が備えるサブ線質フィルタの枚数は２枚である必要はなく、３枚、４枚等、任意の枚数で複数のサブ線質フィルタを備えることが可能である。

以上が、第３実施形態に係るＸ線診断装置１の構成において、第１実施形態に係るＸ線診断装置１の構成と異なる部分の説明である。以下に、第３実施形態に係るＸ線診断装置１のＸ線画像の撮像処理に関する一連の流れを説明する。

上述したように、線質フィルタ３０にある複数のサブ線質フィルタ３２、３４のうちのいずれか１つを用いてＸ線撮像する場合には、ユーザは、Ｘ線撮像処理を実行する際に、いずれのサブ線質フィルタ３２、３４を用いてＸ線撮像をするのかを指示入力する。例えば、上述した第１実施形態における図３のステップＳ１０２において、ユーザは、ユーザインターフェース７０を介して、撮像開始の指示をＸ線診断装置１に入力するが、この際に、サブ線質フィルタ３２、３４のうちいずれのサブ線質フィルタ３２、３４を使用してＸ線撮像をするのかも指示入力する。例えば、ユーザが、サブ線質フィルタ３２を選択した場合には、Ｘ線診断装置１は、このサブ線質フィルタ３２を線質フィルタとして用いて、焦点＃１～＃５からＸ線を照射して、Ｘ線画像を撮像する。

或いは、図３のステップＳ１０３において、ユーザが撮像開始の指示を入力した際に、Ｘ線診断装置１の制御部６０は、被写体Ｐの厚さを自動的に検出し、この検出した被写体Ｐの厚さに応じて、サブ線質フィルタ３２を使用するのか、それとも、サブ線質フィルタ３４を使用するのかを、Ｘ線診断装置１が判断するようにしてもよい。この場合、例えば、圧迫板４０とＸ線検出器５０との間の距離を検出するセンサを設けることにより、このセンサが検出した距離に基づいて被写体Ｐの厚さを算出する。

このような態様で、第３実施形態に係るＸ線診断装置１を動作させる場合には、Ｘ線撮像の際に使用するサブ線質フィルタを選択する必要がある点以外については、Ｘ線診断装置１におけるＸ線撮像処理は、上述した第１実施形態と同様となる。

一方、複数あるサブ線質フィルタ３２、３４のそれぞれを用いてＸ線撮像する場合は、Ｘ線診断装置１におけるＸ線撮像処理は、上述した実施形態と異なる。図１０は、この場合における、Ｘ線撮像処理１の処理内容を示したフローチャートを示す図である。このＸ線撮像処理では、多焦点Ｘ線管１０の焦点＃１～＃５のそれぞれにおいて、サブ線質フィルタ３２を線質フィルタとして用いてＸ線撮像を行うとともに、サブ線質フィルタ３４を線質フィルタとして用いてＸ線撮像を行う、いわゆるデュアルエナジー撮像を実現している。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。

被写体Ｐのポジショニングを実施（ステップＳ１００）した後、ユーザが撮像開始の指示を入力（ステップＳ１０２）するまでの動作は、第１実施形態と同様である。但し、これ以降の処理では、第１のサブ線質フィルタであるサブ線質フィルタ３２を用いてＸ線撮像を行った後、第２のサブ線質フィルタであるサブ線質フィルタ３４を用いてＸ線撮像を行う点が、上述した第１実施形態と相違している。つまり、１つの焦点で、２回のＸ線撮像を行う。

この図１０におけるステップＳ３０４～ステップＳ３１０は、上述した第１実施形態の図３におけるステップＳ１０４～ステップＳ１１０に対応する処理ステップであるが、ステップＳ３０８においては、第１のサブ線質フィルタであるサブ線質フィルタ３２を、Ｘ線が照射される焦点に対応するフィルタ位置に移動させ、Ｘ線の照射をする点が相違している。すなわち、サブ線質フィルタ３２がフィルタ位置に位置する際に、そのフィルタ位置に対応する焦点から多焦点Ｘ線管１０はＸ線を照射することにより、サブ線質フィルタ３２の特性に基づく線質のＸ線によるＸ線画像を取得する。

ステップＳ３１０において、撮像したＸ線画像を画像保存装置１１０に保存した後、Ｘ線診断装置１は、第２のサブ線質フィルタであるサブ線質フィルタ３４を用いて、Ｘ線の撮像を行うために、ステップＳ３１２～ステップＳ３１８を実行する。このステップＳ３１２～ステップＳ３１８も、上述した第１実施形態の図３におけるステップＳ１０４～ステップＳ１１０に対応する処理ステップであるが、ステップＳ３１６においては、第２のサブ線質フィルタ３４を、Ｘ線が照射される焦点に対応するフィルタ位置に移動させ、Ｘ線の照射をする点が相違している。すなわち、サブ線質フィルタ３４がフィルタ位置に位置する際に、そのフィルタ位置に対応する焦点から多焦点Ｘ線管１０はＸ線を照射することにより、サブ線質フィルタ３４の特性に基づく線質のＸ線によるＸ線画像を取得する。

そして、ステップＳ３２０において、Ｘ線診断装置１は、多焦点Ｘ線管１０が有する複数の焦点におけるすべての焦点でＸ線画像の撮像をしたか否かを判断する（ステップＳ３２０）。本実施形態においては、多焦点Ｘ線管１０は、５個の焦点＃１から焦点＃５を備えているため、焦点＃１から順番に焦点＃５まで、それぞれ２回のＸ線撮像を終えたかどうかを判断する。

すべての焦点において、撮像を終えていない場合（ステップＳ３２０：Ｎｏ）には、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線を照射する焦点を次の焦点に移動（ステップＳ１１４）した上で、上述したステップＳ３０４からを繰り返す。すなわち、次の焦点において、２回のＸ線画像の撮像を行う。

一方、すべての焦点において、Ｘ線画像の撮像を終えたと判断した場合（ステップＳ３２０：Ｙｅｓ）には、Ｘ線診断装置１は、多焦点Ｘ線管１０の各焦点から照射されたＸ線による複数のＸ線画像に基づいて画像処理を行う（ステップＳ３２２）。すなわち、Ｘ線診断装置１は、画像保存装置１１０に格納されている複数のＸ線画像を読み出し、この複数のＸ線画像に基づいて再構成処理を行い、１枚のＸ線画像を生成する。その際、サブ線質フィルタ３２を用いてＸ線撮像したＸ線画像と、サブ線質フィルタ３４を用いてＸ線撮像したＸ線画像とが生成されるが、Ｘ線の強度や線質が異なることから、２つの画像を合成することにより、より繊細で診断に適した１枚のＸ線画像を生成することができる。

次に、Ｘ線診断装置１は、ユーザが被写体ＰのＸ線診断を実施するために、ステップＳ３２２の画像処理がなされたＸ線画像を、画像表示装置１３０に表示する（ステップＳ３２４）。また、Ｘ線診断装置１は、必要に応じて、生成したＸ線画像を画像保存装置１１０に保存するようにしてもよい。これらＸ線画像を表示したり保存したりする場合には、最終的に生成された１枚のＸ線画像を表示したり保存したりしてもよいし、或いは、サブ線質フィルタ３２、３４を用いて撮像されて生成された２枚のＸ線画像も、それぞれ表示したり保存したりできるようにしてもよい。このステップＳ３２４により、このＸ線撮像処理は終了する。

以上のように、本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、線質フィルタ３０が異なる素材から構成された複数のサブ線質フィルタを備えていることから、異なる線質のＸ線を用いてＸ線撮像をすることができる。このため、被写体Ｐの厚さが厚かったり密度が高かったりするような場合には、例えば、高いエネルギーのＸ線が被写体Ｐに照射されるサブ線質フィルタ３２を用いてＸ線撮像を行い、被写体Ｐの厚さが薄かったり密度が低かったりするような場合には、例えば、低いエネルギーのＸ線が被写体Ｐに照射されるサブ線質フィルタ３４を用いてＸ線撮像を行うことができる。

また、本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、低エネルギーのＸ線により撮像されたＸ線画像と高エネルギーのＸ線により撮像されたＸ線画像が、１回の撮像動作で取得できるため、例えば、デュアルエナジー撮像をＸ線診断装置１で実現できる。これにより、より精度の高い、診断に適したＸ線画像を得ることができる。

なお、上述した第１実施形態乃至第３実施形態では、Ｘ線診断装置１が***をＸ線撮像するマンモグラフィである場合を例として説明をしたが、Ｘ線診断装置１はマンモグラフィに限らず、種々の部位をＸ線撮像する装置とすることができる。例えば、Ｘ線診断装置１は、脚部全体や胸部全体のＸ線撮像を行う長尺撮像可能な装置であってもよい。この場合、圧迫板４０は省略可能である。そして、撮像部位である脚部や胸部を、多焦点Ｘ線管１０の前にポジショニングし、複数の焦点からそれぞれＸ線を照射してＸ線撮像することにより、Ｘ線管を移動させることなく、長尺のＸ線撮像を行うことができる。さらには、トモシンセシス撮像や長尺撮像に限らず、例えば、胃のバリウム検査などに用いられるＸ線ＴＶや、一般的なＸ線撮像を行う装置にも、上述した実施形態は適用可能である。

また、上述した第１実施形態乃至第３実施形態では、多焦点Ｘ線管１０は固定式であることを前提にＸ線診断装置１を説明したが、この多焦点Ｘ線管１０は必ずしも固定式である必要はない。すなわち、多焦点Ｘ線管１０を移動させて、被写体Ｐのより広い範囲について、Ｘ線撮像を行えるようにしてもよい。この場合、上述の例では、焦点＃１～＃５までＸ線を照射した撮像を終えたら、多焦点Ｘ線管１０を移動させて、再び焦点＃１～＃５までＸ線を照射した撮像を行うようにすればよい。

この場合、多焦点Ｘ線管１０の移動方向は、直線的であってもよいし、円弧状であってもよい。すなわち、多焦点Ｘ線管１０において複数の焦点が直線的に配置されている場合には、これら複数の焦点が並んでいる方向に沿って、直線的に多焦点Ｘ線管１０を移動させるようにすることができる。一方、多焦点Ｘ線管１０において複数の焦点が円弧状に配置されている場合には、これら円弧状に並んでいる複数の焦点の円弧の延長上に、同じ半径の円弧を描くように、多焦点Ｘ線管１０を移動させるようにすることができる。

上記説明では、制御部６０や画像処理装置１２０における「プロセッサ」が各処理機能に対応するプログラムを記憶回路から読み出して実行する例を説明したが、実施形態はこれに限定されない。「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU（central processing unit）、GPU (Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばCPUである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することで各処理機能を実現する。一方、プロセッサが例えばASICである場合、プログラムが記憶回路に保存される代わりに、当該処理機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その処理機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその処理機能を実現するようにしてもよい。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…Ｘ線診断装置、１０…多焦点Ｘ線管、２０…線質フィルタ移動機構、２２…支持部、２４…レール、２６…駆動機構、３０…線質フィルタ、３２…サブ線質フィルタ、３４…サブ線質フィルタ、４０…圧迫板、５０…Ｘ線検出器、６０…制御部、７０…ユーザインターフェース、８０…高電圧発生装置、９０…Ｘ線管選択制御部、１００…線質フィルタ位置制御部、１０２…線質フィルタ速度計算部、１０２…線質フィルタ速度算出部、１１０…画像保存装置、１２０…画像処理装置、１２０…画像処理回路、１３０…画像表示装置、１４０…タイマー、Ｐ…被写体

Claims (6)

1. トモシンセシス撮像又は長尺撮像をするためのＸ線診断装置であって、
   複数の焦点を有し、移動させずに各焦点からＸ線を照射するＸ線管と、
   前記複数の焦点から照射されたＸ線の線質を変化させる線質フィルタと、
   前記線質フィルタを、前記複数の焦点が並んだ方向に移動させ、前記複数の焦点それぞれに対応するフィルタ位置に前記線質フィルタを配置させる、移動機構と、
   前記移動機構を制御する制御手段と、
   を備える、Ｘ線診断装置。
2. 前記線質フィルタは、前記複数の焦点のそれぞれから照射されるＸ線の照射面積に応じた面積を有する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記制御手段は、前記複数の焦点のいずれかからＸ線が照射される際に、Ｘ線の照射がされる焦点に対応する前記フィルタ位置に、前記線質フィルタが停止して位置するように、前記移動機構を制御する、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記制御手段は、前記複数の焦点のいずれかからＸ線が照射される際に、Ｘ線の照射がされる焦点に対応する前記フィルタ位置に、前記線質フィルタの移動を停止させることなく前記線質フィルタが位置するように、前記移動機構を制御する、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
5. 前記線質フィルタは、複数のサブ線質フィルタを備えており、前記複数のサブ線質フィルタは、互いに素材の種類が異なっており、
   前記移動機構は、前記複数のサブ線質フィルタを備える前記線質フィルタを移動させる、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
6. 前記制御手段は、前記複数のサブ線質フィルタのそれぞれが前記フィルタ位置に位置するように前記移動機構を制御し、
   前記複数のサブ線質フィルタのそれぞれが前記フィルタ位置に位置する際に、そのフィルタ位置に対応する焦点から前記Ｘ線管はＸ線を照射することにより、線質の異なるＸ線による複数のＸ線画像を取得する、請求項５に記載のＸ線診断装置。