(57)【要約】      （修正有）【課題】高電圧発生装置内の放電箇所を迅速に特定できるX線撮影装置を提供する。【解決手段】被検体にX線を照射するX線管装置と、前記X線管装置に高電圧を印加する高電圧発生装置とを備えるX線撮影装置であって、前記X線管装置の管電圧を計測する管電圧計測部４０１と、前記管電圧の経時変化を管電圧波形として記録する記録部４０３と、放電が発生したか否かを判定し、放電が発生したと判定した場合に、前記記録部４０３から前記管電圧波形を読み出し、前記管電圧波形に基づき前記高電圧発生装置内の放電箇所を特定する放電箇所特定部４０４と、を備える。【選択図】図４
2014073286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線管装置と、前記Ｘ線管装置に高電圧を印加する高電圧発生装置とを備えるＸ線撮影装置であって、
前記Ｘ線管装置の管電圧を計測する管電圧計測部と、
前記管電圧の経時変化を管電圧波形として記録する記録部と、
放電が発生したか否かを判定し、放電が発生したと判定した場合に、前記記録部から前記管電圧波形を読み出し、前記管電圧波形に基づき前記高電圧発生装置内の放電箇所を特定する放電箇所特定部と、を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記Ｘ線管装置の管電流を計測する管電流計測部をさらに備え、
前記記録部は前記管電流の経時変化を管電流波形として記録し、
前記放電箇所特定部は、放電が発生したと判定した場合に、前記記録部から前記管電流波形を読み出し、前記管電流波形に基づき前記Ｘ線管装置内で放電が発生したか否かを判定し、
前記Ｘ線管装置内で放電が発生していない場合に、前記高電圧発生装置内の放電箇所を特定することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＸ線撮影装置において、
前記記録部は、Ｘ線条件及び前記高電圧発生装置内の放電箇所毎に予め取得された管電圧波形を参照データとして記録しており、
前記放電箇所特定部は、前記参照データと前記管電圧波形とを比較することにより、前記高電圧発生装置内の放電箇所を特定することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置において、
前記高電圧発生装置は、高電圧変圧器と、高電圧整流器と、平滑コンデンサと、ダンピング抵抗と、を有し、
前記管電圧計測部は、分圧抵抗と管電圧計測抵抗の接続点に設けられた計測端子の出力を計測することを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はX線撮影を行なうX線撮影装置に係り、特にX線発生装置の高電圧発生装置の放電箇所を特定する機能を有するX線発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線撮影装置は、被検体にX線を照射することにより取得した透過X線量に基づいて被検体のX線画像を作成・表示する装置である。特に、被検体の周囲からX線を照射して取得した様々な角度からの透過X線量に基づいて、被検体の断面画像を再構成・表示する装置はX線CT(Computed Tomography)装置と呼ばれ、画像診断の多くの場面で利用されている。
【０００３】
これらのX線撮影装置は、X線を照射するX線源としてX線管装置と、X線管装置に印加される高電圧を発生する高電圧発生装置とを備えている。医療用のX線撮影装置では、X線管装置に印加される電圧は100kV程度であり、各部の経年劣化や何らかの不具合等により、X線撮影装置内、特にX線管装置や高電圧発生装置内で放電(絶縁破壊)が発生する場合がある。X線撮影装置で放電が発生すると、X線撮影が中断され画像診断に支障をきたすことになるので、放電に対する早急な対応が望まれる。適切な放電対策をするためには放電発生箇所の特定が必要となる。
【０００４】
特許文献1には、片側接地型のX線管装置の管電流と管電圧の経時変化に基づき、X線管装置と高電圧発生装置とのどちらで放電が発生しているかを特定するX線発生装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開WO2008/050540号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献1では、X線管装置と高電圧発生装置とのどちらで放電が発生しているかは特定できるものの、高電圧発生装置内のどの箇所で放電が発生しているかは特定できない。放電に対し早急な対応をなすためには、さらに詳細に放電箇所を特定できることが望ましく、特に高電圧発生装置内のどの箇所で放電が発生しているかが特定できると、より適切な放電対策を実施することができる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、高電圧発生装置内の放電箇所を迅速に特定できるX線撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、被検体にX線を照射するX線管装置と、前記X線管装置に高電圧を印加する高電圧発生装置とを備えるX線撮影装置であって、前記X線管装置の管電圧を計測する管電圧計測部と、前記管電圧の経時変化を管電圧波形として記録する記録部と、放電が発生したか否かを判定し、放電が発生したと判定した場合に、前記記録部から前記管電圧波形を読み出し、前記管電圧波形に基づき前記高電圧発生装置内の放電箇所を特定する放電箇所特定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高電圧発生装置内の放電箇所を迅速に特定できるX線撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のX線撮影装置(X線CT装置)の全体構成を説明するための図
【図２】本発明のX線発生装置(中性点接地型)の構成を説明するための図
【図３】管電圧・管電流の計測回路を説明するための図
【図４】本発明の機能構成を説明するための図
【図５】本発明で実行される処理の流れを説明するための図
【図６】放電箇所の特定の処理の流れを説明するための図
【図７】陽極接地型のX線発生装置の管電圧・管電流の計測回路を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１２】
図1はX線撮影装置の一例であるX線CT装置の全体構成を示すブロック図である。なお、X線撮影装置はX線CT装置に限らず、X線透視撮影装置等であっても良い。図1に示すようにX線CT装置1は、スキャンガントリ部100と操作ユニット120を備える。
【００１３】
スキャンガントリ部100は、X線管装置101と、回転円盤102と、コリメータ103と、X線検出器106と、データ収集装置107と、寝台装置105と、ガントリ制御装置108と、寝台制御装置109と、X線制御装置110と、高電圧発生装置111を備えている。X線管装置101は寝台装置105上に載置された被検体にX線を照射する装置であって、X線源となる。コリメータ103はX線管装置101から照射されるX線の放射範囲を制限する装置である。回転円盤102は、寝台装置105上に載置された被検体が入る開口部104を備えるとともに、X線管装置101とX線検出器106を搭載し、被検体の周囲を回転するものである。
【００１４】
X線検出器106は、X線管装置101と対向配置され被検体を透過したX線を検出することにより透過X線の空間的な分布を計測する装置であり、多数の検出素子を回転円盤102の回転方向に1次元に配列したもの、あるいは多数の検出素子を回転円盤102の回転方向と回転軸方向との2次元に配列したものである。データ収集装置107は、X線検出器106で検出されたX線量をデジタルデータとして収集する装置である。ガントリ制御装置108は回転円盤102の回転及び傾斜を制御する装置である。
【００１５】
寝台制御装置109は、寝台装置105の上下前後左右動を制御する装置である。高電圧発生装置111はX線管装置101に印加される高電圧を発生する装置である。X線制御装置110は、高電圧発生装置111の出力を制御するとともに、放電の検知と放電箇所を特定する装置である。X線制御装置110と高電圧発生装置111については、後で詳細に説明する。
【００１６】
操作ユニット120は、入力装置121と、画像処理装置122と、表示装置125と、記憶装置123と、システム制御装置124を備えている。入力装置121は、被検体氏名、検査日時、撮影条件等を入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイス、タッチパネル等である。画像処理装置122は、データ収集装置107から送出される計測データを演算処理してCT画像の再構成を行う装置である。表示装置125は、画像処理装置122で作成されたCT画像等を表示する装置であり、具体的にはCRT(Cathode-Ray Tube)や液晶ディスプレイ等である。記憶装置123は、データ収集装置107で収集したデータ及び画像処理装置122で作成されたCT画像の画像データ等を記憶する装置であり、具体的にはHDD(Hard Disk Drive)等である。システム制御装置124は、これらの装置及びガントリ制御装置108と寝台制御装置109とX線制御装置110を制御する装置である。
【００１７】
入力装置121から入力された撮影条件に基づき、X線管装置101に印加される管電圧や管電流を高電圧発生装置111が発生することにより、X線管装置101は撮影条件に応じたX線を被検体に照射する。X線検出器106は、X線管装置101から照射され被検体を透過したX線を多数のX線検出素子で検出し、透過X線の分布を計測する。回転円盤102はガントリ制御装置108により制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特に回転速度等に基づいて回転する。寝台装置105は寝台制御装置109によって制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特にらせんピッチ等に基づいて動作する。
【００１８】
X線管装置101からのX線照射とX線検出器106による透過X線分布の計測が回転円盤102の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データが取得される。投影データは、各角度を表すビュー(View)と、X線検出器106の検出素子番号であるチャネル(ch)番号及び列番号と対応付けられる。取得された様々な角度からの投影データは画像処理装置122に送信される。画像処理装置122は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することによりCT画像を再構成する。再構成して得られたCT画像は表示装置125に表示される。
【００１９】
なお、X線CT装置1は、図示されないネットワークを介して、院内のサーバや院外のサーバに接続されていても良く、各サーバから必要なデータを適時読み込んでも良い。
【００２０】
図2を用いて中性点接地型X線管装置用の高電圧発生装置111について説明する。中性点接地型X線管装置とは、接地電位にある真空外囲器の中に陽極と陰極が配置され、陽極と陰極に絶対値の等しい正負の電位がそれぞれ印加されるX線管装置である。例えば、管電圧が150kVの場合、陽極には75kV、陰極には-75kVが印加される。
【００２１】
高電圧発生装置111は、コンバータ201とインバータ202と高電圧変圧器203と高電圧整流器204と平滑コンデンサ205とダンピング抵抗206を備えている。なお、高電圧変圧器203と高電圧整流器204と平滑コンデンサ205とダンピング抵抗206は陰極側と陽極側とにそれぞれ設けられるので、陰極(cathode)側にはc、陽極(anode)側にはaの添字を各符号に付けている。以降の符号に関しても、cとaの添字は同じ意味を有する。
【００２２】
コンバータ201は、交流電源200に接続されており、交流電源200の交流電圧を直流電圧に変換する装置である。インバータ202は、コンバータ201に接続されており、コンバータ201から出力される直流電圧を交流電圧に変換する装置である。インバータ202から出力される交流電圧は、交流電源200から出力される交流電圧より高い周波数を有している。コンバータ201とインバータ202は、入力装置121から入力された撮影条件、特に管電圧や管電流に応じて、X線制御装置110によりスイッチングの位相差や周波数あるいはパルス幅が制御される。
【００２３】
高電圧変圧器203は、インバータ202に接続されており、インバータ202から出力される交流電圧を昇圧する。高電圧整流器204は、高電圧変圧器203に接続されており、高電圧変圧器203で昇圧された交流電圧を整流する。平滑コンデンサ205は、高電圧整流器204に接続されており、高電圧整流器204で整流された電圧の脈動を平滑化する。平滑コンデンサ205の容量成分は10nF程度である。
【００２４】
ダンピング抵抗206は、平滑コンデンサ205の一端とX線管装置101の一方の電極との間に接続されており、X線管装置101内で放電が発生したときの放電電流を抑制する。医療用のX線管装置101では管電圧の最大値が150kV程度であるので、中性点接地型X線管装置では一方の電極に最大75kV程度の電圧が印加され、ダンピング抵抗206を例えば3kΩとすると放電電流を最大25A程度に抑制することができる。また、例えば管電圧が100kV〜150kV、管電流が10mA〜1000mAの範囲であるとすると、X線管装置101の通常稼動時の負荷は150kΩ〜10MΩであるので、ダンピング抵抗206が3kΩ程度であればX線管装置101の負荷の1/50以下となり、ダンピング抵抗206がX線管装置101の管電圧に与える影響は十分に小さい。
【００２５】
以上のように構成される高電圧発生装置111から出力される直流電圧がX線管装置101に印加されることにより、X線管装置101からX線が照射される。なお、X線管装置101と高電圧発生装置111は高圧ケーブルにより接続され、これらをまとめてX線発生装置と呼ぶ。X線発生装置内で放電が発生したことを検知するため、さらにはX線発生装置内で発生した放電の発生箇所を特定するためには、管電圧及び管電流を計測する必要がある。
【００２６】
図3を用いて管電圧及び管電流の計測回路の一例について説明する。図3に示した計測回路は、分圧抵抗301と管電圧計測抵抗302と管電流計測抵抗303と中性点電流計測抵抗304とを備えている。
【００２７】
分圧抵抗301と管電圧計測抵抗302は直列に接続され、分圧回路を構成する抵抗である。分圧抵抗301と管電圧計測抵抗302の接続点には管電圧を計測するための計測端子Vc、Vaが接続される。分圧回路は、X線管装置101の一方の電極と接地電位に対して、並列に接続される。計測端子Vc、Vaには管電圧に比例した値が出力される。なお、Vcには負の値が、Vaには正の値が出力される。例えば、分圧抵抗301が300MΩ、管電圧計測抵抗302が3Ωであるとすると、X線管装置101の陽極と陰極にそれぞれ75kVと-75kVが印加されたとき、計測端子Vaには約0.75mV(約75kV・3Ω/(300MΩ+3Ω))が、Vcには約-0.75mVが出力される。また分圧回路の抵抗値(300MΩ+3Ω)がX線管装置101の負荷(150kΩ〜10MΩ)の30倍以上となるので、分圧回路がX線管装置101の管電流に与える影響は十分に小さい。
【００２８】
管電流計測抵抗303は高電圧発生装置111と接地電位との間に接続される抵抗である。管電流計測抵抗303と高電圧発生装置111の接続点には、管電流を計測するための計測端子Ic、Iaが接続される。計測端子Ic、Iaには管電流に比例した値が出力される。なお、Icには正の値が、Iaには負の値が出力される。例えば、管電流計測抵抗303が3Ωであるとすると、X線管装置101の管電流が100mAであるとき、計測端子Icには300mV(=3Ω・100mA)が、Iaには-300mVが出力される。また管電流計測抵抗303の抵抗値(3Ω)がX線管装置101の負荷(150kΩ〜10MΩ)の1/50000以下となるので、管電流計測抵抗303がX線管装置101の管電圧に与える影響は十分に小さい。
【００２９】
中性点電流計測抵抗304は、X線管装置101の真空外囲器と接地電位との間に接続される抵抗である。中性点電流計測抵抗304とX線管装置101の間には、X線管装置101が地絡放電した時の放電電流(以下、中性点電流)を計測するための計測端子Inが接続される。計測端子Inには、中性点電流に比例した値が出力される。なお、中性点電流は計測端子IcとIaの出力の和としても計測できるので、中性点電流計測抵抗304と計測端子Inは無くても良い。
【００３０】
以上、説明したように図3に示した計測回路により、管電圧及び管電流を計測することができる。計測回路は多くの場合、高電圧発生装置111に搭載されるが、必ずしもその限りではない。また、管電圧及び管電流の計測回路は図3の例に限られない。
【００３１】
図4を用いてX線制御装置110の要部について説明する。X線制御装置110は、管電圧計測部401と管電流計測部402に接続されるとともに、記録部403と放電箇所特定部404とを備える。以下、各構成部について説明する。なおX線制御装置110は、これら以外の構成部として、例えばコンバータ201やインバータ202を撮影条件に基づいて制御するコンバータ制御部やインバータ制御部を備えていても良い。
【００３２】
管電圧計測部401は、X線管装置101の管電圧を計測するものであり、例えば図3の計測端子Vc、Vaの出力に基づき管電圧を計測する。
【００３３】
管電流計測部402は、X線管装置101の管電流を計測するものであり、例えば図3の計測端子Ic、Iaの出力に基づき管電流を計測する。また、計測端子Inの出力に基づき地絡放電した時の放電電流を計測しても良い。
【００３４】
記録部403は、管電圧計測部401及び管電流計測部402の計測結果を予め定められたサンプリング周期で記録するものである。汎用的なADコンバータが用いられた場合、1M〜10Mサンプリング/s程度の頻度で記録が可能となるので、サンプリング周期は0.1μs〜1μs程度となる。記憶装置123が記録部403の機能を代用しても良い。
【００３５】
放電箇所特定部404は、記録部403にて記録された管電圧の経時変化及び管電流の経時変化を解析することにより、X線発生装置内の放電箇所を特定する。なお、高電圧発生装置111内の放電箇所を特定する場合は、管電圧の経時変化、すなわち管電圧波形のみを解析すればよい。管電圧波形の解析に基づく高電圧発生装置111内の放電箇所の特定方法については後述する。システム制御装置124が放電箇所特定部404の機能を代用しても良い。
【００３６】
図5を用いて本発明のX線撮影装置が実行する処理の流れを説明する。処理の流れの概要は、X線撮影中の管電圧・管電流をモニタリング計測することで放電の有無を検出し、放電を検出したら管電圧波形を解析することにより放電箇所を特定する、というものである。以下、各ステップについて説明する。
【００３７】
(ステップS1)
システム制御装置124は、撮影条件に基づき、各部を制御することで撮影準備をする。撮影条件は、回転速度、計測範囲、X線焦点サイズ、スライス厚、管電圧、管電流などであり、入力装置121から操作者により入力される。
【００３８】
入力された回転速度となるようにガントリ制御装置108が回転円盤102を回転させ、計測範囲に基づき寝台制御装置109が被検体を載せた寝台装置105を移動させる。並行して、X線制御装置110は、入力されたX線条件(X線焦点サイズ、管電圧、管電流など)でX線が任意のタイミングで照射できるように高電圧発生装置111に準備を整えさせる。高電圧発生装置111の準備が整うと、撮影準備を完了したことがX線制御装置110からシステム制御装置124へ通知される。
【００３９】
(ステップS2)
システム制御装置124は、操作者が入力装置121を介して指示する任意のタイミングでX線出力開始をX線制御装置110に通知する。通知を受けたX線制御装置110は、高電圧発生装置111を制御して撮影条件に応じたX線をX線管装置101から出力させる。
【００４０】
(ステップS3)
X線管装置101からX線が出力されている間、管電圧計測部401は管電圧を、管電流計測部402は管電流を計測し、記録部403は管電圧計測部401及び管電流計測部402の計測結果を0.1μs〜1μs程度のサンプリング周期で記録する。記録部403の記憶容量に応じて記録されるデータ量を最新の一定時間分に留めても良い。
【００４１】
(ステップS4)
システム制御装置124は、撮影が終了したか否かを判定する。撮影が終了したと判定された場合は図5の処理の流れは終了となり、終了していない場合はステップS5へ進む。
【００４２】
(ステップS5)
放電箇所特定部404は、放電が発生したか否かを判定する。放電が発生した場合はステップS 6へ進み、放電が発生していない場合はステップS3に戻る。
【００４３】
放電が発生したか否かは、例えば管電圧の計測値が予め定められた閾値より下がったか否かにより判定される。インバータ202を用いた高電圧発生装置111では、通常稼動時の管電圧波形はリプルが5%程度であるので、例えば管電圧の設定値の−10％を閾値として、管電圧の計測値が閾値よりも小さな値となったときに放電箇所特定部404は放電が発生したと判定する。つまり、管電圧の設定値が140kVであれば閾値は126kVとなり、計測値が例えば125kVとなれば放電が発生したと判定される。
【００４４】
なお、放電箇所によっては、管電圧の計測値や管電流の計測値が異常に大きくなる場合がある。そこで、管電圧の計測値や管電流の計測値が閾値よりも大きな値となったときに放電が発生したと判定しても良い。なお、管電圧の計測値が大きくなった場合は分圧抵抗301で放電が発生しており、管電流の計測値が大きくなった場合はX線管装置101で放電が発生している。
【００４５】
(ステップS6)
システム制御装置124は、X線制御装置110にX線出力の停止を通知する。通知を受けたX線制御装置110は高電圧発生装置111を制御して直ちにX線管装置101からのX線出力を停止させる。なお、X線出力の停止の通知は、放電箇所特定部404が行っても良い。
【００４６】
(ステップS7)
放電箇所特定部404は、X線発生装置内の放電箇所を特定する。放電箇所を特定する処理の流れを図6に示す。以下、図6の各ステップについて説明する。
【００４７】
(ステップS71)
放電箇所特定部404は、記録部403から管電圧波形を読み出す。放電箇所がX線管装置101か高電圧発生装置111かを特定する場合は、管電圧波形とともに管電流波形を読み出しても良い。
【００４８】
(ステップS72)
放電箇所特定部404は、管電圧波形を解析することにより、放電箇所を特定する。X線発生装置内で放電が生じた場合、放電箇所が短絡状態となってある回路が形成される。そして回路中に蓄えられているエネルギー、例えばコンデンサに蓄積されている電荷が回路中に放出され、回路中の抵抗で消費されることなる。すなわち放電箇所の違いにより形成される回路が異なり、エネルギーの消費のされ方が異なるので、管電圧波形も異なったものとなる。
【００４９】
以下、放電箇所毎にどのような管電圧波形になるか説明する。なお、以降の説明では、管電圧や管電流へ与える影響を考慮して、X線発生装置内の抵抗等を表1のように想定する。
【００５０】
【表１】
2014073286.tif 000003
【００５１】
(高電圧変圧器203の巻線で放電した場合)
平滑コンデンサ205に蓄えられた電荷が、ダンピング抵抗206とX線管装置101の負荷と管電流計測抵抗303からなる経路を流れる電流になる。なお、実際には分圧抵抗301と管電圧計測抵抗302からなる経路にもわずかな電流が流れるが、X線管装置101の負荷を流れる電流に比べて十分に小さいので無視して良い。
【００５２】
また、ダンピング抵抗206とX線管装置101の負荷と管電流計測抵抗303の抵抗値を比較すると、ダンピング抵抗206と管電流計測抵抗303に比べてX線管装置101の負荷が十分に大きいので、平滑コンデンサ205に蓄えられた電荷は主にX線管装置101の負荷にて消費されることになり、管電圧の計測値Vtは[数1]の指数関数のように下降する。なお、中性点電流は急増しない。
【００５３】
[数1]
Vt =V0・exp( -t/(C・Rtube) )
ここで、V0は放電発生時の平滑コンデンサ205の電圧、tは放電発生後の時間、Cは平滑コンデンサ205の容量、RtubeはX線管装置101の負荷である。
【００５４】
[数1]に表1中の具体例の値を代入すると、時定数1.5ms〜0.1sの指数関数となる。
【００５５】
(高電圧整流器204で放電した場合)
平滑コンデンサ205に蓄えられた電荷が、X線管装置101の負荷や高圧ケーブル等のインピーダンスが存在しない回路へ放出されることになり、管電圧の計測値は急峻に下降する。管電圧の計測値Vtは[数2]の指数関数で表すことができる。なお、中性点電流は急増しない。
【００５６】
[数2]
Vt＝V0・exp( -t/(C・Resr) )
ここで、V0は放電発生時の平滑コンデンサ205の電圧、tは放電発生後の時間、Cは平滑コンデンサ205の容量、Resrは放電経路中の抵抗成分(およそ0)である。
【００５７】
[数2]に表1中の具体例の値を代入し、Resr＝0.1Ωとすると、時定数1nsの指数関数となる。
【００５８】
(分圧抵抗301で放電した場合)
分圧抵抗301と管電圧計測抵抗302の分圧比が崩れることになるので、管電圧の計測値が上昇する。なお、中性点電流は急増しない。
【００５９】
(高圧ケーブルで放電した場合)
平滑コンデンサ205に蓄えられた電荷はダンピング抵抗206で消費されることになり、管電圧の計測値Vtは[数3]の指数関数のように下降する。なお、中性点電流は急増しない。
【００６０】
[数3]
Vt＝V0・exp( -t/(C・Rd) )
ここで、V0は放電発生時の平滑コンデンサ205の電圧、tは放電発生後の時間、Cは平滑コンデンサ205の容量、Rdはダンピング抵抗である。
【００６１】
[数3]に表1中の具体例の値を代入すると、時定数30μsの指数関数となる。
【００６２】
(X線管装置101で放電した場合)
平滑コンデンサ205に蓄えられた電荷はダンピング抵抗206で消費されることになり、管電圧の計測値Vtは、高圧ケーブルで放電した場合と同様に[数3]の指数関数で表すことができる。なお、X線管装置101の一方の電極と接地電位とが短絡した状態となるため、管電流の計測値が急激に増加する。
【００６３】
以上説明した放電箇所と管電圧波形及び中性点電流の関係を表2にまとめる。
【００６４】
【表２】
2014073286.tif 000004
【００６５】
表2から明らかなように、中性点電流の変化により、X線管装置101が放電箇所であるか否か判定でき、X線管装置101以外の箇所については管電圧波形の違いにより、放電箇所を特定することができる。特に高電圧変圧器203と高電圧整流器203と高圧ケーブルの間では時定数の桁が異なることから、管電圧波形の違いを見分けることは容易である。
【００６６】
すなわち、記録部403から読み出された管電圧波形を放電箇所特定部404が解析することにより、高電圧発生装置111内の放電箇所を特定することが可能となる。
【００６７】
なお、表2に示した放電箇所と管電圧波形の関係は、実際の回路構成に応じて、回路解析や実機での実測を行って取得されたものでも良い。具体的には、各管電圧と管電流のX線条件毎に、想定される放電箇所との全ての組み合わせについて管電圧波形を参照データとして取得し、取得した参照データを記録部403に予め記憶しておいても良い。この場合、放電箇所特定部404は、記録部403に記録された参照データと、計測された管電圧波形とを比較することにより高電圧発生装置111内の放電箇所を特定する。記録部403に記録される参照データは、X線条件と放電箇所の組み合わせ毎に取得された管電圧波形の特徴量、例えば指数関数の時定数を放電箇所と対応付けたテーブルであっても良い。
【００６８】
(ステップS8)
放電箇所特定部404は、特定した放電箇所を表示装置125に表示させる。表示内容は具体的な放電箇所の名称でも良いし、エラーコード等で示しても良い。なお、補足情報として各判定に用いた閾値や管電圧波形等を表示しても良い。
【００６９】
また、特定した放電箇所にかかわる情報を、ネットワークを経由して接続された遠隔地にある監視装置に表示しても良い。このようにすることにより、X線CT装置1で発生した放電に係わる不具合に対し、メンテナンス部門が迅速に対応することが可能となる。
【００７０】
以上の処理の流れをX線撮影装置(X線CT装置)が実行するにより、高電圧発生装置内の放電箇所を迅速に特定することが出来るようになる。
【００７１】
なお、図2及び図3では中性点接地型のX線発生装置について説明したが、本発明は中性点接地型に限定されるものではない。図7を用いて陽極接地型のX線発生装置の場合について説明する。
【００７２】
図7は陽極接地型のX線発生装置の管電圧及び管電流を計測する回路の一例である。陽極接地型とは、X線管装置101の陽極を接地電位とし、陰極に負の管電圧が印加されるものである。陽極接地型は中性点接地型に比べて陽極の冷却が容易となるため、X線管装置101の熱容量の増大にともない用いられつつある。陽極接地型の高電圧発生装置111では、陽極側の高電圧変圧器203と高電圧整流器204と平滑コンデンサ205とダンピング抵抗206が不要となる。なお、図7では、各部がすべて陰極側のものであるのでcの添字を各符号に付けている。
【００７３】
図7に示した計測回路も、図3と同様に、分圧抵抗301cと管電圧計測抵抗302cと管電流計測抵抗303cとを備えている。分圧抵抗301cと管電圧計測抵抗302cは直列に接続されて分圧回路を構成し、両者の接続点に管電圧を計測するための計測端子Vcが設けられている。管電流計測抵抗303cはX線管装置101の陽極と高電圧発生装置111との間に接続され、管電流計測抵抗303cと高電圧発生装置111の接続点に管電流を計測するための計測端子Icが設けられている。
【００７４】
以上、説明した図7の計測回路により管電圧及び管電流を計測することができ、これらの計測値を用いて図4の構成により図5、6の処理の流れを実行することにより、X線撮影装置(X線CT装置)が実行するにより、高電圧発生装置内の放電箇所を迅速に特定することが出来るようになる。
【００７５】
また、図示はしないが、X線管装置101の陰極を接地電位とし、陽極に正の管電圧が印加される陰極接地型に対しても本発明は適用できる。
【符号の説明】
【００７６】
1  X線CT装置、100  スキャンガントリ部、101  X線管装置、102  回転円盤、103  コリメータ、104  開口部、、105  寝台、106  X線検出器、107  データ収集装置、108  ガントリ制御装置、109  寝台制御装置、、110  X線制御装置、111  高電圧発生装置、120  操作卓、121  入力装置、122  画像演算装置、123  記憶装置、、124  システム制御装置、125  表示装置、200  商用電源、201  コンバータ、202  インバータ、、203、203c、203a  高電圧変圧器(cの添字は陰極側、aの添字は陽極側の意味で、以下同様)、204、204c、204a  高電圧整流器、205、205c、205a  平滑コンデンサ、206、206c、206a  ダンピング抵抗、、301、301c、301a  分圧抵抗、302、302c、302a  管電圧計測抵抗、303、303c、303a  管電流計測抵抗、、304  中性点電流計測抵抗、401  管電圧計測部、402  管電流計測部、403  記録部、404  放電箇所特定部
【図１】
2014073286.tif 000005
【図２】
2014073286.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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