(57)【要約】【課題】Ｘ線管に電気エネルギーを供給するキャパシタ部の容量劣化を無理なく抑制することができるＸ線ＣＴ装置を実現させる。【解決手段】装置が稼動状態にある時は、キャパシタ部の待機電圧Ｖｃを相対的に高い第１の電圧Ｖ１とし、装置が休止状態にある時は、キャパシタ部に蓄積された電気エネルギーをすべて放出するのではなく、その一部を放出して、待機電圧Ｖｃを相対的に低い第２の電圧Ｖ２とする。これにより、キャパシタ部における電気エネルギーの利用効率が低下することも、電気エネルギーの放出に時間が掛かることもなく、キャパシタ部が低い電圧で待機する時間を長くすることができ、Ｘ線管に電気エネルギーを供給するキャパシタ部の容量劣化を無理なく抑制することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、電源から電気エネルギーを蓄積し、該蓄積された電気エネルギーを前記Ｘ線管に供給するキャパシタ部とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記キャパシタ部の電圧が、前記装置が稼動状態にある時に第１の電圧となり、前記装置が休止状態にある時に前記第１の電圧よりも低い第２の電圧となるよう、前記キャパシタ部に蓄積される電気エネルギーの量を制御する制御部を備えているＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記第１の電圧は、前記キャパシタ部の定格電圧の８５％以上、１００％未満の電圧であり、
前記第２の電圧は、前記定格電圧の５０％以上、８５％未満の電圧である請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記キャパシタ部は、電気二重層キャパシタまたは高分子キャパシタを含んでいる請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記キャパシタ部の容量を特定する容量特定部をさらに備えている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記容量特定部は、前記キャパシタ部における電気エネルギーの所定の蓄積または放出に係る所要時間および／または前記キャパシタ部の電圧の変化に基づいて、前記容量を特定している請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記装置が稼動状態から休止状態へと移行するときに、前記所定の蓄積を行う請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記装置が休止状態から稼動状態変へと移行するときに、前記所定の放出を行う請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記特定された容量が所定のしきい値以下であるか否かを判定する容量判定部をさらに備えている請求項４から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
スキャン条件を設定するスキャン条件設定部と、
少なくとも前記特定された容量に基づいて、前記スキャン条件設定部により設定されたスキャン条件によるスキャンが可能か否かを判定するスキャン可否判定部とをさらに備えている請求項４から請求項８のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管に電気エネルギー（energy）を供給するキャパシタ（capacitor）を備えるＸ線ＣＴ装置（X-ray Computed Tomography System）に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管に電気エネルギー（energy）を供給する大容量のキャパシタすなわちコンデンサ（condenser）を搭載したＸ線ＣＴ装置が知られている（例えば、特許文献１，第１２段落、特許文献２，第３５段落等参照）。この大容量のキャパシタとしては、例えば、電気二重層キャパシタや高分子キャパシタ等が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５９２４２号公報
【特許文献２】特開２００７−１５１７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャパシタに蓄積される電気エネルギーは、キャパシタの容量をＣ、キャパシタの電圧をＶとすると、Ｃ・Ｖ2／２で決まるので、キャパシタの電圧を高くして使用した方が、より多くの電気エネルギーを利用できる。したがって、キャパシタの電気エネルギーの利用効率を高めるという観点からは、キャパシタは、その定格電圧に近い電圧に保持して使うことが望ましい。
【０００５】
一方、キャパシタは、化学反応を利用する二次電池より寿命が長いものの、キャパシタの容量はキャパシタの待機電圧によって劣化し、待機電圧が高いほど容量は速く劣化する。例えば、同じ負荷状態で使用したとしても、定格電圧の８５％の待機電圧で使用した場合には、５年間で２０％の劣化、定格電圧の９２％の待機電圧で使用した場合には、５年間で３０％の劣化が起こるとも言われている。したがって、キャパシタの容量劣化を抑えるという観点からは、キャパシタの待機電圧は低くすることが望ましい。
【０００６】
しかし、大容量のキャパシタを搭載したＸ線ＣＴ装置において、装置をシャットダウン（shut down）する度にキャパシタの電荷をすべて放電するのは現実的でない。大容量のキャパシタに蓄積された電荷を抵抗等ですべて放電したり、再び充電したりするにはかなりの時間が掛かるからである。例えば、Ｘ線ＣＴ装置に搭載されたキャパシタに蓄積される電気エネルギーが、現実的な値として１〔ＭＪ(mega-joule)〕であったとすると、この電気エネルギーに相当する電荷を、一般的な抵抗を使ってすべて放電するには、数十分程度は掛かると考えられる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、Ｘ線管に電気エネルギーを供給するキャパシタの容量劣化を無理なく抑制することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線管と、電源から電気エネルギーを蓄積し、該蓄積された電気エネルギーを前記Ｘ線管に供給するキャパシタ部とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記キャパシタ部の電圧が、前記装置が稼動状態にある時に第１の電圧となり、前記装置が休止状態にある時に前記第１の電圧よりも低い第２の電圧となるよう、前記キャパシタ部に蓄積される電気エネルギーの量を制御する制御部を備えているＸ線ＣＴ装置を提供する。
【０００９】
第２の観点では、本発明は、前記第１の電圧が、前記キャパシタ部の定格電圧の８５％以上、１００％未満の電圧であり、前記第２の電圧が、前記定格電圧の５０％以上、８５％未満の電圧である上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１０】
第３の観点では、本発明は、前記キャパシタ部が、電気二重層キャパシタまたは高分子キャパシタを含んでいる上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１１】
第４の観点では、本発明は、前記キャパシタ部の容量を特定する容量特定部をさらに備えている上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
第５の観点では、本発明は、前記容量特定部が、前記キャパシタ部における電気エネルギーの所定の蓄積または放出に係る所要時間および／または前記キャパシタ部の電圧の変化に基づいて、前記容量を特定している上記第４の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１３】
第６の観点では、本発明は、前記制御部が、前記装置が稼動状態から休止状態へと移行するときに、前記所定の蓄積を行う上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１４】
第７の観点では、本発明は、前記制御部が、前記装置が休止状態から稼動状態変へと移行するときに、前記所定の放出を行う上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１５】
第８の観点では、本発明は、前記特定された容量が所定のしきい値以下であるか否かを判定する容量判定部をさらに備えている上記第４の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１６】
第９の観点では、本発明は、スキャン（scan）条件を設定するスキャン条件設定部と、少なくとも前記特定された容量に基づいて、前記スキャン条件設定部により設定されたスキャン条件によるスキャンが可能か否かを判定するスキャン可否判定部とをさらに備えている上記第４の観点から第８の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
ここで、「キャパシタ部」とは、蓄電材料としてコンデンサを含むものを意味し、化学反応を利用する二次電池を意味しない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、装置が稼動状態にある時は、キャパシタ部の待機電圧を相対的に高くし、装置が休止状態にある時は、キャパシタ部に蓄積された電気エネルギーをすべて放出するのではなく、その一部を放出して、待機電圧を相対的に低くする。これにより、キャパシタ部における電気エネルギーの利用効率が低下することも、電気エネルギーの放出に時間が掛かることもなく、キャパシタ部が低い電圧で待機する時間を長くすることができ、Ｘ線管に電気エネルギーを供給するキャパシタ部の容量劣化を無理なく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック（block）図である。
【図２】キャパシタ部における蓄積される電荷と電圧との関係を示す図である。
【図３】キャパシタ部に蓄積された電荷の放電時間と電圧との関係を示す図である。
【図４】スキャン可能なスキャン条件の範囲の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置における処理のフローチャート（flow chart）である。
【図６】キャパシタ部の電圧の時間変化を示すタイムチャート（time chart）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるＸ線ＣＴ装置１００の構成を示すブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置１００は、図１に示すように、走査ガントリ（gantry）１０と操作コンソール（console）３０とを備えている。
【００２１】
まず、走査ガントリ１０について説明する。
【００２２】
走査ガントリ１０は、撮影空間を挟んで対向配置されたＸ線管１１とＸ線検出器１２とを有する回転体１５と、Ｘ線管１１に電気エネルギーを供給する電気エネルギー供給部２０とを有している。
【００２３】
Ｘ線管１１は、例えば、陰極フィラメント（filament）と回転陽極とが真空管内に納められた構造を有しており、陰極フィラメントから発生した熱電子を電極間に印加された電圧による電場で加速させ、回転陽極に衝突させてＸ線を発生させる。なお、Ｘ線管１１は、通常、陽極における電子衝突に起因した発熱によるダメージ（damage）を抑えるため、Ｘ線の曝射条件、例えば、管電圧、管電流および曝射時間の組合せが制限される。すなわち、Ｘ線管１１は、陽極熱容量や冷却率を含む固有の熱特性を有しており、この熱特性に基づくスキャン可能条件を満たすスキャン条件下で使用される。
【００２４】
Ｘ線検出器１２は、多数のＸ線検出素子を１次元または２次元的に配列して構成されており、Ｘ線管１１から発せられ撮影空間内の被検体を透過したＸ線を検出する。この検出信号をデジタル（digital）処理することにより画像再構成に用いる投影データを得ることができる。
【００２５】
回転体１５は、アイソセンタ（iso-center）を中心とする撮影空間の周りを回るよう回転可能に走査ガントリ１０の筐体部に保持されており、回転体１５と走査ガントリ１０の筐体部とはスリップリング（slip ring）を介して電気的に結合されている。回転体１５は、操作コンソール３０からの制御信号によって制御される不図示のモータ（motor）を駆動することによって回転する。この回転体１５を回転させながらＸ線管１１によりＸ線を曝射させることでスキャンが行われ、画像再構成に必要な複数ビュー（view）の投影データが収集される。
【００２６】
電気エネルギー供給部２０は、電源５０から得られた交流電圧を直流電圧に変換する整流回路２１と、大容量のキャパシタ部２３と、整流回路２１とキャパシタ部２３との間に接続され、整流された直流電圧を基にキャパシタ部２３を充電する電流調整回路２２と、キャパシタ部２３に接続され、キャパシタ部２３の端子間の直流電圧を交流パルス（pulse）に変換するインバータ（inverter）２４と、インバータ２４に接続され、交流パルスを基に昇圧して高電圧を発生させる高電圧発生回路２５と、キャパシタ部２３に接続され、必要に応じてキャパシタ部２３に充電された電荷を放電する放電回路２６と、電流調整回路２２、インバータ２４および放電回路２６の動作を制御する電気エネルギー制御部２７と、キャパシタ部２３の容量Ｃを特定する容量特定部２８とを有している。
【００２７】
整流回路２１からインバータ２４までの回路は、走査ガントリ１０の筐体部に設置され、また、高電圧発生回路２５は回転体１５に設置されており、インバータ２４と高電圧発生回路２５とは、スリップリングを介して電気的に結合している。なお、インバータ２４は、電磁ノイズ（noise）の発散を抑えるなど種々の観点から、回転体１５側に設置することも考えられるが、回転体の重量を低減するという観点からは、走査ガントリ１０の筐体部側に設置することが望ましい。
【００２８】
電源５０は、２００〔Ｖ（voltage)〕あるいは４８０〔Ｖ〕の三相交流電源が一般的であるが、１００〔Ｖ〕の単相交流電源等、他の交流電源であってもよい。
【００２９】
整流回路２１は、例えば、フィルタ（filter）回路、トランス（trance）、ダイオードブリッジ（diode-bridge）整流器および平滑キャパシタ等を組み合せた構成であり、電源５０から出力される交流電圧を整流して数百〔Ｖ〕の直流電圧に変換する。
【００３０】
電流調整回路２２は、整流回路２１で整流された直流電圧を基に、予め設定された所定の許容最大電流以下で系統電流を流し、キャパシタ部２３を充電する。電流調整回路２２は、例えば、整流回路２１の一端とキャパシタ部２３の一端との間に接続されたスイッチング（switching）素子を有しており、このスイッチング素子をＰＷＭ制御でスイッチング動作させオンデューティ（on-duty）を調整することで、キャパシタ部２３に流れる系統電流を調整する。なお、この場合、スイッチング素子が導通した時のキャパシタ部２３へのラッシュ（rash）電流を抑えるため、抵抗成分とキャパシタ部２３の容量とを調整して時定数を整える。許容最大電流ｉmaxは、電源５０の定格を考慮して決めることが望ましい。スイッチング素子としては、例えば、パワーバイポーラトランジスタ（power bipolar transistor）、パワーＦＥＴ（power
field-effect transistor）、ＧＴＯ（gate turnoff thyristor）、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）等を考えることができる。
【００３１】
キャパシタ部２３は、電源５０から電気エネルギーを蓄積され、蓄積された電気エネルギーをスキャン時にＸ線管１１に供給するための蓄電部として機能する。キャパシタ部２３は、一般的な平滑用キャパシタと比較して容量が非常に大きいキャパシタであり、例えば、数〔Ｆ(farad)〕から数千〔Ｆ〕の容量を有する。キャパシタ部２３としては、例えば、大容量で小型化が可能な電気二重層キャパシタや高分子キャパシタ含むものが好適である。ただし、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ単体は、定格電圧が例えば２．７〔Ｖ〕程度と耐電圧の小さいものが多いため、実際にはこのようなキャパシタを直列に多数接続して耐電圧を数百〔Ｖ〕としたモジュール（module）を用いるのが一般的である。
【００３２】
インバータ２４は、キャパシタ部２３の端子間の直流電圧を交流電圧パルスに変換し、高電圧発生回路２５に出力する。インバータ２４は、例えば、キャパシタ部２３の一端と高電圧発生回路２５の入力端子の一端との間に接続されたスイッチング素子を有しており、このスイッチング素子をスイッチング動作させることで交流電圧パルスを発生させる。
【００３３】
高電圧発生回路２５は、インバータ２４で生成された交流電圧パルスを用いて数十〔ｋＶ(kilo voltage)〕から百数十〔ｋＶ〕程度の直流高電圧に昇圧し、Ｘ線管１１に印加する。高電圧発生回路２５は、例えば、コッククロフト（Cockcroft）方式やフライバック（flyback）方式により昇圧する。
【００３４】
放電回路２６は、キャパシタ部２３と並列に接続された、抵抗Ｒｄ（便宜上、以下、この抵抗の抵抗値もＲｄで表す）と接続線を開閉するスイッチＫｄとの直列回路を有している。このスイッチ（switch）Ｋｄが閉じた状態になると、キャパシタ部２３に蓄えられた電荷が抵抗Ｒｄに流れて放電する。すなわち、キャパシタ部２３に蓄積された電気エネルギーは抵抗Ｒｄで熱に変換されて放出される。
【００３５】
電気エネルギー制御部２７は、キャパシタ部２３の電圧（端子間電圧）Ｖｃを、実測、または、種々のモニタ（monitor）信号や実行した処理内容に基づく所定のシミュレーション（simulation）により特定する。そして、電気エネルギー制御部２７は、装置が起動され稼動状態にある時にその電圧Ｖｃが第１の電圧値Ｖ１となるよう、許容最大電流ｉmaxを上限として系統電流を流すべく、電流調整回路２２を制御する。また、電気エネルギー制御部２７は、装置がシャットダウンされ休止状態にある時にその電圧Ｖｃが第１の電圧値Ｖ１より低い第２の電圧値Ｖ２となるよう、キャパシタ部２３に蓄積された電気エネルギーを一部放出すべく、放電回路２６のスイッチＫｄを開閉制御する。
【００３６】
また、電気エネルギー制御部２７は、操作コンソール３０と制御信号をやり取りして、Ｘ線管１１の管電圧Ｖtube、管電流ＩtubeおよびＸ線曝射時間Ｔの組合せが、設定されたスキャン条件に従うよう、インバータ２４を制御する。
【００３７】
なお、キャパシタの容量劣化は、待機電圧が低いほど抑えられるが、定格電圧の５０％〜８５％程度より低い電圧では、その抑制効果はほとんど変わらないと言われている。したがって、好適には、装置が稼動しているときのキャパシタ部２３の待機電圧を定格電圧の８５％以上、１００％未満とし、装置が休止しているときの待機電圧を定格電圧の５０％以上、８５％未満とする。このようにすれば、キャパシタ部２３の容量劣化を抑えるのに充分な効果を得つつ、装置を起動したりシャットダウンしたりするときのキャパシタ部２３の充放電に要する時間を短くして、操作者のストレス（stress）を抑えることができる。本例では、キャパシタ部２３の定格電圧を６４８〔Ｖ〕として、第１の電圧値Ｖ１を定格電圧の約９３％である６００〔Ｖ〕、第２の電圧値Ｖ２を定格電圧の約７４％である４８０〔Ｖ〕に設定する。
【００３８】
容量特定部２８は、キャパシタ部２３における電気エネルギーの所定の蓄積または放出に係る所要時間やキャパシタ部２３の電圧Ｖｃの変化に基づいて、キャパシタ部２３の容量Ｃを特定する。
【００３９】
本例では、Ｘ線ＣＴ装置１００を起動したとき、電気エネルギー制御部２７は、電流調整回路２２を制御してキャパシタ部２３を充電し、キャパシタ部２３の電圧Ｖｃを第２の電圧値Ｖ２から第１の電圧値Ｖ１に上昇させる。つまり、キャパシタ部２３に電気エネルギーを蓄積させる。このとき、容量特定部２８が、蓄積した電荷量ΔＱ（＝∫ｉｄｔ）とこの電荷量ΔＱを蓄積する前後でのキャパシタ部２３の電圧差ΔＶｃとを特定する情報を基に、図２に示すような蓄積した電荷ΔＱ＝Ｃ・ΔＶｃ＝Ｃ・（Ｖc1−Ｖc2）の関係から容量Ｃを特定する。一例として、電圧差ΔＶｃ＝Ｖ１−Ｖ２、充電電流を定電流ｉ１、充電に要した時間をｔｃとすれば、ΔＱ＝ｉ１・ｔｃ＝Ｃ（Ｖ１−Ｖ２）という関係から容量Ｃが求められる。
【００４０】
なお、次のような方法により容量Ｃを特定してもよい。Ｘ線ＣＴ装置１００をシャットダウンしたとき、電気エネルギー制御部２７は、放電回路２６のスイッチＫｄをオン制御してキャパシタ部２３を放電し、キャパシタ部２３の電圧Ｖｃを第１の電圧値Ｖ１から第２の電圧値Ｖ２に降下させる。つまり、キャパシタ部２３に蓄積された電気エネルギーの一部を放出させる。このとき、容量特定部２８が、放電に要した時間ｔｄとこの放電前後でのキャパシタ部２３の電圧Ｖc1，Ｖc2とを特定する情報を基に、図３に示すようなＶc2＝Ｖc1・ｅｘｐ{−ｔｄ／（Ｃ・Ｒｄ）}の関係から容量Ｃを特定する。一例として、Ｖc1＝Ｖ１，Ｖc2＝Ｖ２として、Ｖ２＝Ｖ１・ｅｘｐ{−ｔｄ／（Ｃ・Ｒｄ）}という関係から容量Ｃが求められる。
【００４１】
次に、操作コンソール３０について説明する。
【００４２】
操作コンソールは、スキャン条件を設定するスキャン条件設定部３１と、設定されたスキャン条件によるスキャンが可能であるか否かを判定するスキャン可否判定部３２と、スキャン可否判定部３２にてスキャン可能と判定されたスキャン条件でスキャンするよう走査ガントリ１０の各部を制御するスキャン制御部３３と、特定された容量Ｃが所定のしきい値以下であるか否かを判定する容量劣化判定部３４とを備える。
【００４３】
スキャン条件設定部３１は、操作者からの入力情報、外部機器からの入力情報、あるいは所定のアルゴリズム（algorithm）にて導出された情報等に基づいて、スキャン条件を設定する。スキャン条件は、アキシャルスキャン（axial scan）、ヘリカルスキャン（１helical scan）、シネスキャン（sine scan）等のスキャン方式、スキャン開始位置と終了位置、スキャン時に設定すべきＸ線管１１の管電圧Ｖtube、管電流ＩtubeおよびＸ線曝射時間Ｔの組合せによるシーケンス（sequence）等を含む。
【００４４】
スキャン可否判定部３２は、Ｘ線管１１の仕様によるＸ線管１１のピーク電力およびＸ線曝射時間の許容最大値、Ｘ線管１１の発熱によるダメージを抑えるためのクーリングアルゴリズム（cooling algorism）に基づく許容条件、容量特定部２８により特定されたキャパシタ部２３の容量Ｃに基づくＸ線管１１の消費電力の許容条件等に基づいて、設定されたスキャン条件によるスキャンの可否を判定する。
【００４５】
図４は、スキャン可能なスキャン条件の範囲の一例を示す図である。図４（ａ）は、キャパシタ部２３の容量劣化前、つまり新品状態におけるスキャン可能な条件の範囲（斜線部）を示す図であり、図４（ｂ）は、キャパシタ部２３の容量劣化状態におけるスキャン可能な条件の範囲（斜線部）を示す図である。これらの図において、横軸はＸ線曝射時間Ｔ、縦軸はＸ線管１１のスキャン時における単位時間当たりの消費エネルギー、つまり消費電力Ｗを示しており、スキャンによるＸ線管１１の消費エネルギーＷｈは、∫Ｗ（Ｔ）ｄＴで定まる領域の面積で表される。枠ＦｔはＸ線管１１の仕様およびクーリングアルゴリズムに基づく制限枠であり、枠Ｆｃ，Ｆｃ′はキャパシタ部２３の容量Ｃに基づく制限枠である。∫Ｗ（Ｔ）ｄＴで定まる領域がこれらの枠の中に納まっていればそのスキャン条件は設定可能となる。キャパシタ部２３の容量Ｃが劣化して小さくなると、キャパシタ部２３に蓄積される電気エネルギーの最大値が下がるため、これまで設定可能であったスキャン条件の一部が設定不可となる。
【００４６】
例えば、図４（ａ）に示すように、キャパシタ部２３が新品状態にあるときの容量Ｃに基づく枠Ｆｃは、枠Ｆｔの外側に位置しているが、図４（ｂ）に示すように、キャパシタ部２３が容量劣化状態にあるときの容量Ｃに基づく枠Ｆｃ′は、その一部が枠Ｆｔの内側に位置することがある。スキャン条件制限部３２は、このような容量劣化状態においても、設定されるスキャン条件に対応した∫Ｗ（Ｔ）ｄＴの領域がいずれの枠からもはみ出ることがないように、スキャンの可否判定を行う。
【００４７】
なお、スキャン可否判定部３２は、スキャン設定部３１によるスキャン条件の設定において、入力パラメータ（parameter）の入力可能範囲に予め制限を加えるようにしてもよい。例えば、Ｘ線曝射時間Ｔの入力可能範囲の上限を通常より下げたり、Ｘ線管１１の管電圧Ｖtubeと管電流Ｉtubeとを乗算して成る電力Ｗtubeの入力可能範囲の上限を通常より下げたりする。なお、これらの上限値を、スキャン条件を設定する画面上に表示するようにしてもよい。
【００４８】
スキャン制御部３３は、スキャン可否判定部３２による判定をパスしたスキャン条件に従ってスキャンするよう走査ガントリ１０の各部を制御する。
【００４９】
容量劣化判定部３４は、容量特定部２８により特定されたキャパシタ部２３の容量Ｃが、所定のしきい値、例えば当初の容量の７０％に相当する容量Ｃth以下であるか否かを判定し、肯定されるときにその旨を報知する。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００が保守点検を行うサービスセンタ（service center）とネットワーク（network）を介して接続されている場合には、その旨を示す情報をサービスセンタに送信する。また例えば、保守点検を行うサービススタッフ（service staff）による所定の操作に応答して、その旨を示す情報を不図示のモニタ（monitor）画面等に表示する。これにより、Ｘ線ＣＴ装置１００を保守点検する者、またはそれを管理する者が、キャパシタ部２３の容量劣化がある一定レベル（level）に達したことを早い段階で確実に認識することができ、キャパシタ部２３の交換の準備を円滑に行うことができる。
【００５０】
これより、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００における処理の流れについて説明する。
【００５１】
図５は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００における処理のフローチャートである。また、図６は、キャパシタ部２３の電圧Ｖｃの時間変化を示すタイムチャートである。
【００５２】
ステップＳ１では、Ｘ線ＣＴ装置１００の電源の投入により、Ｘ線ＣＴ装置１００を起動する。このとき、電気エネルギー制御部２７は、電流調整回路２２を制御してキャパシタ部２３を充電し、キャパシタ部２３の電圧Ｖｃを第１の電圧Ｖ１にする。
【００５３】
ステップＳ２では、容量特定部２８が、ステップＳ１におけるキャパシタ部２３の充電時に測定されたデータを基に、キャパシタ部２３の容量Ｃを特定する。
【００５４】
ステップＳ３では、容量劣化判定部３４が、ステップＳ２で特定された容量Ｃが所定のしきい値以下であるか否かを判定する。肯定される場合には、ステップＳ４に進んでキャパシタ部２３の容量劣化を所定の方法で報知し、ステップＳ５に進む。否定される場合には、そのままステップＳ５に進む。
【００５５】
ステップＳ５では、スキャン可否判定部３２が、ステップＳ２で特定された容量Ｃに基づいて、スキャン条件の入力可範囲を制限する。
【００５６】
ステップＳ６では、スキャン制御部３３が、操作の入力待ちを行う。シャットダウンの指令が入力された場合には、ステップＳ１１に進み、Ｘ線ＣＴ装置１００のシャットダウンを行う。スキャン条件を設定するモードへの切換え指令が入力された場合には、ステップＳ７に進む。
【００５７】
ステップＳ７では、スキャン条件設定部３１により、例えば、操作者からの入力情報に基づいて、スキャン条件を設定する。ここでは、例えば、Ｘ線管１１の管電圧Ｖtube、Ｘ線管１１の管電流Ｉtube、エネルギー変換効率Ｐｆ、Ｘ線曝射時間Ｔ等を設定する。
【００５８】
ステップＳ８では、スキャン可否判定部３２が、Ｘ線管１１の仕様によるＸ線管１１のピーク電力およびＸ線曝射時間の許容最大値、Ｘ線管１１の発熱によるダメージを防ぐためのクーリングアルゴリズムに基づく許容条件、容量特定部２８により特定されたキャパシタ部２３の容量Ｃに基づくＸ線管１１の消費電力の許容条件等に基づいて、設定されたスキャン条件によるスキャンの可否を判定する。この判定において肯定されるときには、ステップＳ９に進む。一方、この判定において否定されるときには、ステップＳ７に戻って、スキャン条件の設定をやり直す。このとき、スキャン条件設定部３１は、このＸ線管１１のクーリングアルゴリズムに基づく許容条件を満たす範囲内で、前回設定されたスキャン条件に近いスキャン条件候補を所定のアルゴリズムにて導出し、操作者に提示してもよい。
【００５９】
ステップＳ９では、スキャン制御部３３が、設定されたスキャン条件を実行すべきスキャン条件として最終確定する。
【００６０】
ステップＳ１０では、スキャン制御部３３が、操作者の実行指令を受けると、ステップＳ９で確定したスキャン条件に従ってスキャンを実行し、被検体の複数ビューの投影データを収集するよう各部を制御する。なお、Ｘ線ＣＴ装置におけるこの後の一般的な処理として、収集された投影データに基づき画像データを画像再構成し、モニタ等に出力する処理が考えられるが、周知のためここでは説明を省略する。投影データの収集、画像再構成、および画像表示の後、ステップＳ６に戻る。
【００６１】
ステップＳ１１では、スキャン制御部３３が各部を制御して、Ｘ線ＣＴ装置１００のシャットダウンを行う。このとき、電気エネルギー制御部２７は、放電回路２６を制御してキャパシタ部２３を放電し、キャパシタ部２３の電圧Ｖｃを第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２に降下させる。
【００６２】
以上の本実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ装置１００が稼動状態にある時は、キャパシタ部２３の待機電圧を相対的に高くし、Ｘ線ＣＴ装置１００が休止状態にある時は、キャパシタ部２３に蓄積された電気エネルギーをすべて放出するのではなく、その一部を放出して、待機電圧を相対的に低くする。これにより、キャパシタ部２３における電気エネルギーの利用効率が低下することも、電気エネルギーの放出に時間が掛かることもなく、キャパシタ部２３が低い電圧で待機する時間を長くすることができ、Ｘ線管１１に電気エネルギーを供給するキャパシタ部２３の容量劣化を無理なく抑制することができる。
【００６３】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。
【００６４】
例えば、キャパシタ部２３は、回転体１５を支持するＸ線ＣＴ装置１００の筐体部分に搭載されていてもよいし、回転体１５に搭載されていてもよい。
【００６５】
また、回路構成は本実施形態に限定されず、少なくともキャパシタ部２３に蓄積された電気エネルギーを、Ｘ線管１１の消費エネルギーの少なくとも一部として利用するように構成されていれば、いずれの構成であってもよい。
【００６６】
また、Ｘ線ＣＴ装置１００の稼動中におけるキャパシタ部２３の設定電圧である第１の電圧Ｖ１は、固定であってもよいし、可変であってもよい。
【００６７】
また、電流調整回路２２により調整される電流は、定電流であってもよいし、定電流でなくてもよい。
【００６８】
また、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置のみならず、Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴ（Positron Emission Tomography）またはＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）とを組み合わせたＰＥＴ−ＣＴ装置やＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置等にも、もちろん適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  走査ガントリ
１１  Ｘ線管
１２  Ｘ線検出器
１５  回転体
２０  電気エネルギー供給部
２１  整流回路
２２  電流調整回路
２３  キャパシタ部
２４  インバータ
２５  高電圧発生回路
２６  放電回路
２７  電気エネルギー制御部
２８  容量特定部
３０  操作コンソール
３１  スキャン条件設定部
３２  スキャン可否判定部
３３  スキャン制御部
３４  容量劣化判定部
５０  電源
１００  Ｘ線ＣＴ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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