(57)【要約】【課題】ノイズを低減して信頼性の高い画像を取得することができるＸ線高電圧装置及びＸ線ＣＴ装置を提供すること。【解決手段】実施形態のＸ線高電圧装置においては、ＨＶＧ１１１は、Ｘ線管１２に高電圧を供給する。ＨＶＧ１１２は、ＨＶＧ１１１と直列に接続され、Ｘ線管１２に高電圧を供給する。高電圧スイッチ１２１は、ＨＶＧ１１１からＸ線管１２への高電圧の供給を切り替える。高電圧スイッチ１２２は、ＨＶＧ１１２からＸ線管１２への高電圧の供給を切り替える。ＨＶＧ１１１及びＨＶＧ１１２は、Ｘ線管１２に対してＨＶＧ１１２から高電圧を供給した状態から、ＨＶＧ１１１から高電圧を供給する状態に切り替える場合に、高電圧の出力を停止する。【選択図】図２
2014143091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管に高電圧を供給する第１の高電圧電源と、
前記第１の高電圧電源と直列に接続され、前記Ｘ線管に高電圧を供給する第２の高電圧電源と、
前記第１の高電圧電源から前記Ｘ線管への高電圧の供給を切り替える第１の高電圧スイッチと、
前記第２の高電圧電源から前記Ｘ線管への高電圧の供給を切り替える第２の高電圧スイッチと、
を備え、
前記第１の高電圧電源及び前記第２の高電圧電源は、前記Ｘ線管に対して前記第２の高電圧電源から高電圧を供給した状態から、前記第１の高電圧電源から高電圧を供給する状態に切り替える場合に、前記高電圧の出力を停止することを特徴とするＸ線高電圧装置。
【請求項２】
前記第２の高電圧電源は、前記Ｘ線管に対して高電圧を供給する場合に、前記高電圧の出力を開始することを特徴とする請求項１に記載のＸ線高電圧装置。
【請求項３】
前記第１の高電圧スイッチと並列に接続されたダイオードをさらに備え、
前記第１の高電圧電源は、前記ダイオードを介して前記Ｘ線管に高電圧を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線高電圧装置。
【請求項４】
Ｘ線管に高電圧を供給する第１の高電圧電源と、
前記第１の高電圧電源と直列に接続され、前記Ｘ線管に高電圧を供給する第２の高電圧電源と、
前記第１の高電圧電源から前記Ｘ線管への高電圧の供給を切り替える第１の高電圧スイッチと、
前記第２の高電圧電源から前記Ｘ線管への高電圧の供給を切り替える第２の高電圧スイッチと、
を備え、
前記第１の高電圧電源及び前記第２の高電圧電源は、前記Ｘ線管に対して前記第２の高電圧電源から高電圧を供給した状態から、前記第１の高電圧電源から高電圧を供給する状態に切り替える場合に、前記高電圧の出力を停止するＸ線高電圧装置を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線高電圧装置及びＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置において、スキャン中にＸ線管電圧を低い電圧（例えば、８０ｋＶ）と高い電圧（例えば、１４０ｋＶ）とに高速で切り替え、異なったエネルギー分布を持ったＸ線ビームによる画像を解析することで、被検体の構成元素の違いを映像化して、石灰化した組織部と造影剤による血管の像とを分離しようとする試みがある。
【０００３】
このような異なるエネルギー分布を持ったＸ線ビームを得る方法としては、例えば、回転架台にＸ線管とＸ線検出器とを回転中心を挟んで対向配置し、回転架台の回転中に高速で管電圧を可変する方法がある。この方法による高速ＫＶスイッチングＣＴ用Ｘ線高電圧装置の一方式として、予め２つの電圧電源を用意しておき、高電圧スイッチでＸ線管に印加する電圧を切替える方式が考えられている。
【０００４】
かかる方式を用いることにより、ＫＶスイッチング周波数を５ｋＨｚ程度にまで上げることができ、例えば、心臓などの動きの速い臓器を診断する場合や、１回転あたりのＶｉｅｗ数を増やして高精細な画像を得ようとした場合などに対応することができる。一例を挙げると、架台回転速度が２４０ｒｐｍ、架台１回転あたりのＶｉｅｗ数を１２００とした場合に、低い管電圧と高い管電圧とのペアで１Ｖｉｅｗするための管電圧の切り替え周波数は、「２４０／６０×１２００＝４８００＝４．８ｋＨｚ」となる。
【０００５】
従って、上記した条件などの場合には、予め２つの電圧電源を用意しておき、高電圧スイッチでＸ線管に印加する電圧を切替える方式が有効である。しかしながら、上述した従来技術では、データ収集系にノイズが混入して画像が劣化する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６７４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ノイズを低減して信頼性の高い画像を取得することができるＸ線高電圧装置及びＸ線ＣＴ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】
実施形態のＸ線高電圧装置は、第１の高電圧電源と、第２の高電圧電源と、第１の高電圧スイッチと、第２の高電圧スイッチとを有する。第１の高電圧電源は、Ｘ線管に高電圧を供給する。第２の高電圧電源は、前記第１の高電圧電源と直列に接続され、前記Ｘ線管に高電圧を供給する。第１の高電圧スイッチは、前記第１の高電圧電源から前記Ｘ線管への高電圧の供給を切り替える。第２の高電圧スイッチは、前記第２の高電圧電源から前記Ｘ線管への高電圧の供給を切り替える。前記第１の高電圧電源及び前記第２の高電圧電源は、前記Ｘ線管に対して前記第２の高電圧電源から高電圧を供給した状態から、前記第１の高電圧電源から高電圧を供給する状態に切り替える場合に、前記高電圧の出力を停止する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、従来技術に係る課題の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置による管電圧の切り替えに係るタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置における電流の管電圧の切り替え時の電流を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置の高電圧スイッチの一例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管から被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出器により検出することで、被検体内における組織形態情報を示すＸ線ＣＴ画像の再構成を行う装置である。図１を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。図１に例示するように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。
【００１１】
架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出してコンソール装置３０に出力する。かかる架台装置１０は、Ｘ線高電圧装置１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線検出器１３と、データ収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６と、架台寝台制御部１７とを有する。
【００１２】
Ｘ線高電圧装置１１は、架台寝台制御部１７による制御に従って、Ｘ線管１２に対して高電圧を供給する。Ｘ線管１２は、Ｘ線高電圧装置１１から供給される高電圧によってＸ線を発生する真空管であり、回転フレーム１５の回転に伴って、被検体Ｐに対してＸ線を照射する。すなわち、Ｘ線高電圧装置１１は、Ｘ線管１２に供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。
【００１３】
ここで、本実施形態に係るＸ線高電圧装置１１及びＸ線管１２とは、図１に示すように、Ｘ線発生装置１００として機能する。そして、本実施形態に係るＸ線高電圧装置１１は、架台の回転（回転フレーム１５の回転）に同期して、Ｘ線管１２に出力する電圧の電圧値を変化させる。すなわち、Ｘ線高電圧装置１１は、デュアルエナジー（Dual  Energy）型のＸ線ＣＴ装置１に適用されるＸ線高電圧装置である。なお、Ｘ線高電圧装置１１の詳細については、後述する。
【００１４】
Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図１に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列されている。具体的には、第１の実施形態におけるＸ線検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。
【００１５】
データ収集部１４は、Ｘ線検出器１３によって検出されたＸ線を用いて投影データを生成し、生成した投影データをコンソール装置３０の画像処理部３４に送信する。回転フレーム１５は、被検体Ｐを中心にして、高速でかつ連続的に回転する円環状のフレームであり、Ｘ線管１２及びＸ線検出器１３が対向して配置される。
【００１６】
架台駆動部１６は、架台寝台制御部１７による制御に従って、架台を駆動する。具体的には、架台駆動部１６は、モータの駆動によって回転フレーム１５を高速に連続回転させ、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管１２及びＸ線検出器１３を連続回転させる。架台寝台制御部１７は、後述するスキャン制御部３６による制御に従って、Ｘ線高電圧装置１１、架台駆動部１６及び寝台駆動部２１を制御する。
【００１７】
寝台装置２０は、撮影対象の被検体Ｐを載置する台であり、寝台駆動部２１と、天板２２とを有する。寝台駆動部２１は、架台寝台制御部１７による制御に従って、モータの駆動によって、天板２２を被検体Ｐの体軸方向に連続して往復移動する。天板２２は、被検体Ｐを載置する板である。
【００１８】
コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された投影データからＸ線ＣＴ画像を再構成する。具体的には、コンソール装置３０は、入力部３１と、表示部３２と、システム制御部３３と、画像処理部３４と、画像データ記憶部３５と、スキャン制御部３６とを有する。
【００１９】
入力部３１は、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボードなどを有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御部３３に転送する。例えば、入力部３１は、操作者から腫瘍の浸潤度を算出する旨の操作や、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件の入力操作等を受け付ける。表示部３２は、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）などのディスプレイであり、各種情報を表示する。例えば、表示部３２は、画像データ記憶部３５によって記憶されているＸ線ＣＴ画像や、操作者から各種指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）などを表示する。
【００２０】
システム制御部３３は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１全体の制御を行う。例えば、システム制御部３３は、スキャン制御部３６を制御して３次元投影データを収集させる。また、例えば、システム制御部３３は、画像処理部３４を制御して３次元投影データからＸ線ＣＴ画像を再構成させる。
【００２１】
画像処理部３４は、データ収集部１４から受信した３次元投影データに対して各種処理を行う。具体的には、画像処理部３４は、データ収集部１４から受信した３次元投影データに対して感度補正などの前処理を行い、前処理後の３次元投影データを逆投影処理することで、３次元Ｘ線ＣＴ画像（以下、「ボリュームデータ」と表記する場合がある）を再構成する。そして、画像処理部３４は、再構成後のボリュームデータを画像データ記憶部３５に格納する。また、画像処理部３４は、例えば、ＳＶＲ（Shaded  Volume  Rendering）法等により立体感のあるＸ線ＣＴ画像を生成したり、任意面の断面画像を生成したりして、生成したＸ線ＣＴ画像を画像データ記憶部３５に格納する。
【００２２】
画像データ記憶部３５は、画像処理部３４によって再構成されたボリュームデータやＸ線ＣＴ画像等を記憶する。スキャン制御部３６は、システム制御部３３から指示されたスキャン条件に基づき架台寝台制御部１７を制御する。
【００２３】
以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、後述するＸ線高電圧装置１１により、ノイズを低減して信頼性の高い画像を取得することができるように構成される。本実施形態に係るＸ線高電圧装置１１は、回転フレーム１５の回転中心を挟んでＸ線検出器１３と対向配置されたＸ線管１２に供給される電圧（以下、管電圧と記載）を高速で変化させる高速ＫＶスイッチングＣＴ用Ｘ線高電圧装置である。具体的には、Ｘ線高電圧装置１１に適用される高速ＫＶスイッチングＣＴ用Ｘ線高電圧装置は、２つの電圧電源を備え、高電圧スイッチでＸ線管に印加する電圧を切替えて矩形波状の管電圧を発生させる装置である。
【００２４】
図２は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置１１の構成の一例を示す図である。図２に示すように、Ｘ線高電圧装置１１は、高電圧電源（ＨＶＧ）１１１及び１１２と、高電圧スイッチ１２１及び１２２と、ダイオード１３１とを備え、２つの高電圧電源（ＨＶＧ１１１及びＨＶＧ１１２）によって出力される高電圧を、高電圧スイッチ１２１及び高電圧スイッチ１２２で切り替えて、Ｘ線管１２に印加する高電圧を矩形波状に変化させる。
【００２５】
ここで、従来技術において、データ収集系にノイズが混入して画像が劣化する場合について説明する。従来技術にかかるＸ線高電圧装置では、図２に示すように２つの高電圧電源と２つの高電圧スイッチを備えているが、電圧を切り替える際にオーバーシュートやアンダーシュートが発生してしまい、Ｘ線管がダメージを受けたり、高圧電源の出力が安定しなかったりするために、データ収集系にノイズが混入して画像が劣化する場合があった。
【００２６】
図３は、従来技術に係る課題の一例を説明するための図である。図３においては、従来のＸ線高電圧装置における管電圧（ｋＶ）の変化と、各高電圧スイッチの動作と、各高電圧電源にかかる負荷及び各高電圧電源における出力のタイミングチャートを示す。ここで、図３における管電圧の変化（最上段）では、設定した管電圧の変化を点線で示し、実際にはオーバーシュート及びアンダーシュートが発生する部分を実線で示す。また、矩形波状に変化させるＸ線高電圧装置においては、実際には管電圧の変化部分（高電圧から低電圧への変化、及び、低電圧から高電圧への変化）にわずかにタイムラグがあることから、図３における当該部分に傾きを持たせて示す。
【００２７】
なお、図３においては、高電圧電源と高電圧スイッチが図２に示すＸ線高電圧装置１１と同様に配置された従来のＸ線高電圧装置において管電圧を矩形波状に変化させる場合について示す。また、図３においては、図２に示すＨＶＧ１１１と同様に配置された高電圧電源をＨＶＧ１、ＨＶＧ１１２と同様に配置された高電圧電源をＨＶＧ２で示し、図２に示す高電圧スイッチ１２１と同様に配置された高電圧スイッチをＳ１、高電圧スイッチ１２２と同様に配置された高電圧スイッチをＳ２で示す。
【００２８】
従来のＸ線高電圧装置においては、高電圧電源ＨＶＧ１（例えば、８０ｋＶ出力）及び高電圧電源ＨＶＧ２（例えば、６０ｋＶ出力）を常に動作させ、高電圧スイッチＳ１及びＳ２によってＸ線管に供給する高電圧を変化させる。例えば、図３に示すように、スキャン中に高電圧スイッチＳ１とＳ２とを交互にオン・オフすることにより、Ｘ線管電圧を低い電圧（例えば、８０ｋＶ）と高い電圧（例えば、１４０ｋＶ）とに高速で切り替える。
【００２９】
ここで、例えば、高い電圧から低い電圧に切替える際（Ｓ１をオンにし、Ｓ２をオフにした時点）に、高圧ケーブルの対地容量と、コンデンサ（Ｃs）に溜まっていたＸ線管内の分布容量とがＨＶＧ１に戻ってくるため、図３に示すように、ＨＶＧ１の負荷がマイナスとなる。このように、ＨＶＧ１とＨＶＧ２とを常に動作させた状態で高電圧スイッチを切替えると、各高電圧電源ＨＶＧ１及びＨＶＧ２に係る負荷が急変するため、図３に示すように、ＨＶＧ１及びＨＶＧ２それぞれの出力が不安定となる。その結果、図３の最上段の管電圧の変化に示すように、管電圧にオーバーシュート及びアンダーシュートが発生する。
【００３０】
そこで、本実施形態に係るＸ線高電圧装置１１は、高電圧スイッチ１２１及び１２２のオン・オフと連動して、高電圧電源１１１及び１１２とがオン・オフする。ここで、図２に戻って、本実施形態に係るＸ線高電圧装置１１の詳細な構成について説明する。図２に示すように、Ｘ線高電圧装置１１は、陽極側が接地された陽極接地型のＸ線管１２が接続され、Ｘ線管１２の陰極側にマイナスの高電圧を印加することによって、Ｘ線を照射させる。
【００３１】
ここで、Ｘ線高電圧装置１１は、高速ＫＶスイッチングにおける低い管電圧と、高い管電圧とを出力するために、高電圧電源ＨＶＧ１１１とＨＶＧ１１２とが直列に接続される。ＨＶＧ１１１は、例えば、８０ｋＶの出力電圧を有し、高速ＫＶスイッチングにおける低い管電圧を発生させる。ＨＶＧ１１２は、例えば、６０ｋＶの出力電圧を有する。そして、図２に示すように、ＨＶＧ１１１のプラス側端子が接地され、ＨＶＧ１１２のプラス側端子がＨＶＧ１１１のマイナス側端子に接続されることにより、ＨＶＧ１１１のマイナス側端子から「−８０ｋＶ」の電圧が得られ、ＨＶＧ１１２のマイナス側端子から「−１４０ｋＶ」の電圧が得られる。
【００３２】
高電圧スイッチ１２１は、ＨＶＧ１１１のマイナス側端子と、Ｘ線管１２のカソードとの間に接続される。ここで、高電圧スイッチ１２１には、図２に示すように、Ｘ線管１２側がアノード、ＨＶＧ１１１側がカソードとなる向きに、並列にダイオード１３１が接続され、このダイオード１３１を介してＸ線管１２に低い電圧（−８０ｋＶ）が印加される。
【００３３】
高電圧スイッチ１２２は、ＨＶＧ１１２のマイナス側端子と、Ｘ線管１２のカソードとの間に接続される。そして、高電圧スイッチ１２２は、Ｘ線管１２に高い電圧（−１４０ｋＶ）を印加する際に閉じる。なお、このとき、高電圧スイッチ１２１と並列に接続されたダイオード１３１は、逆バイアスとなるため、ダイオード１３１に電流が流れることはない。
【００３４】
次に、図２に示すＸ線高電圧装置１００による管電圧の切り替えについて説明する。図４は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置１００による管電圧の切り替えに係るタイミングを示すタイミングチャートである。図４においては、横軸を時間として、Ｘ線高電圧装置１００における管電圧の変化と、各高電圧電源（ＨＶＧ１１１及びＨＶＧ１１２）のオン・オフのタイミングと、各高電圧スイッチのオン・オフのタイミングとを示す。ここで、図４における管電圧の変化（最上段）においては、矩形波状に変化させるＸ線高電圧装置が実際には管電圧の変化部分（高電圧から低電圧への変化、及び、低電圧から高電圧への変化）にわずかにタイムラグがあることから、図４における当該部分に傾きを持たせて示す。
【００３５】
Ｘ線高電圧装置１００においては、例えば、図４に示すように、Ｘ線管１２に供給する電圧を低い電圧から高い電圧に移行する期間（ｔ１からｔ２）においては、ＨＶＧ１１１がオン、ＨＶＧ１１２がオン、高電圧スイッチ（Ｓ）１２１がオフ、高電圧スイッチ（Ｓ）Ｓ１２２がオンとなる。これによって、ＨＶＧ１１１とＨＶＧ１１２の電圧を加算した電圧が、高電圧スイッチ（Ｓ）１２２を介して高圧ケーブルの容量Ｃsを充電し、Ｘ線管１２の管電圧は、１４０ｋＶに上昇する（Ｘ線管電圧は、Ｘ線管１２のカソードに対するアノードの電圧なので、プラスの電圧になる）。
【００３６】
また、Ｘ線管１２に高い電圧が印加される期間（ｔ２からｔ３）においては、ＨＶＧ１１１がオン、ＨＶＧ１１２がオン、Ｓ１２１がオフ、Ｓ１２２がオンの状態を維持する。このとき、Ｘ線管１２には、ＨＶＧ１１１とＨＶＧ１１２の出力を加算した電圧がＳ１２２を介して印加され、管電圧は１４０ｋＶで高いまま維持される。
【００３７】
また、Ｘ線管１２に供給する管電圧を高い電圧から低い電圧に移行する期間（ｔ３からｔ４）においては、ＨＶＧ１１１をオフ、ＨＶＧ１１２をオフ、Ｓ１２１をオン、Ｓ１２２をオフにする。高圧ケーブルの容量Ｃsに充電された電荷は、Ｓ１２１を介してＨＶＧ１１１内の高圧コンデンサに戻され、管電圧が低い電圧（８０ｋＶ）まで低下すると、次の動作に移行する。
【００３８】
また、管電圧が低い電圧の期間（ｔ４からｔ５）では、ＨＶＧ１１１をオン、ＨＶＧ１１２をオフ、Ｓ１２２をオフにする。ここで、高電圧スイッチＳ１２１は、ｔ４からｔ５の間でオンからオフに切り替わる。この期間では、ＨＶＧ１１１の出力がダイオード１３１を介してＸ線管１２に印加され、管電圧は８０ｋＶになる。Ｘ線管１２に負荷電流が流れることにより、ダイオード１３１は順バイアスとなり、高電圧スイッチＳ１２１の両端の電圧はダイオード１３１の順電圧のみのなるため、Ｓ１２１の状態は動作に影響しない。
【００３９】
ここで、Ｘ線高電圧装置１１における管電圧の切り替え時の電流について説明する。図５は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置１１における電流の管電圧の切り替え時の電流を説明するための図である。図５においては、横軸を時間として、管電圧の変化と、ダイオード（Ｄ）１３１における電流と、高電圧スイッチ（Ｓ）１２１における電流と、高電圧スイッチ（Ｓ）１２２における電流とを示す。
【００４０】
Ｘ線高電圧装置１１においては、例えば、図５に示すように、Ｘ線管１２に供給する電圧を低い電圧から高い電圧に移行する期間においては、高電圧スイッチ（Ｓ）１２２がオンとなり、Ｃsをチャージするためのチャージ電流と負荷電流とが流れる。すなわち、図５に示すように、Ｃsをチャージするまで高い電流が流れ、その後一定の負荷電流が流れる。
【００４１】
また、例えば、図５に示すように、Ｘ線管１２に供給する管電圧を高い電圧から低い電圧に移行する期間においては、高電圧スイッチ（Ｓ）１２２がオフ、高電圧スイッチ（Ｓ）１２１がオンとなり、Ｃsをディスチャージするためのディスチャージ電流がＳ１２１に流れる。そして、管電圧が低い電圧で一定になると、ダイオード１３１に負荷電流がかかることとなる。
【００４２】
上述したように、Ｘ線高電圧装置１１においては、高電圧スイッチの切り替え（オン・オフ）に連動して、高電圧電源ＨＶＧをオン・オフすることにより、高電圧電源の出力が不安定になることを抑止して、管電圧のオーバーシュート及びアンダーシュートの発生を抑止することができる。その結果、Ｘ線高電圧装置１１は、信頼性が高いノイズの少ない画像を得ることを可能にする。
【００４３】
ここで、図２に示すダイオード１３１は、ＭＯＳ−ＦＥＴのボディダイオードで代用することができる。そもそも、本実施形態に係るＸ線高電圧装置１１における高電圧スイッチ１２１及び１２２は、少なくとも高電圧電源ＨＶＧ１１２（高い管電圧を出力する高電圧電源）によって供給される電圧（例えば、１４０ｋＶ）に相当する耐圧が求められる。そこで、各高電圧スイッチを直列に接続した複数のＭＯＳ−ＦＥＴで構成する。
【００４４】
図６は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置１１の高電圧スイッチの一例を示す図である。Ｘ線高電圧装置１１においては、例えば、図６に示すように、高電圧スイッチ１２１とダイオード１３１とをＭＯＳ−ＦＥＴにて構成することができる。ここで、図６においては、１つのＭＯＳ−ＦＥＴを示しているが、実際には、複数のＭＯＳ−ＦＥＴが直列で接続される。
【００４５】
図６に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴには、構造上並列にダイオード（ボディダイオード）が形成されるため、Ｓ１２１と並列に接続するダイオード１３１は、ＭＯＳ−ＦＥＴのボディダイオードを使用することができる。Ｓ１２２にＭＯＳ−ＦＥＴを使用した場合には、Ｓ１２２と並列にダイオードが形成されるが、逆バイアスとなるため動作上問題はない。これにより、Ｘ線高電圧装置１１の組み立てを容易にすることを可能にする。
【００４６】
なお、高電圧スイッチ１２１及び高電圧スイッチ１２２は、ＭＯＳ−ＦＥＴで構成されるだけでなく、その他、スイッチ素子を用いて構成させることができる。例えば、高電圧スイッチを構成する素子として、ＩＧＢＴを用いることも可能である。かかる場合には、高電圧スイッチ１２１側に並列にダイオード１３１を付加する。
【００４７】
上述したように、第１の実施形態によれば、ＨＶＧ１１１は、Ｘ線管１２に高電圧を供給する。ＨＶＧ１１２は、ＨＶＧ１１１と直列に接続され、Ｘ線管１２に高電圧を供給する。高電圧スイッチ１２１は、ＨＶＧ１１１からＸ線管１２への高電圧の供給を切り替える。高電圧スイッチ１２２は、ＨＶＧ１１２からＸ線管１２への高電圧の供給を切り替える。ＨＶＧ１１１及びＨＶＧ１１２は、Ｘ線管１２に対してＨＶＧ１１２から高電圧を供給した状態から、ＨＶＧ１１１から高電圧を供給する状態に切り替える場合に、高電圧の出力を停止する。従って、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置１１は、高い管電圧から低い管電圧に移行する際の高圧電源の負荷の急変を抑止することで、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を抑止することができ、ノイズを低減して信頼性の高い画像を取得することを可能にする。
【００４８】
また、第１の実施形態によれば、ＨＶＧ１１２は、Ｘ線管１２に対して高電圧を供給する場合に、高電圧の出力を開始する。従って、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置１１は、低い管電圧から高い管電圧に移行する際の高圧電源の負荷の急変を抑止することで、オーバーシュートやアンダーシュートの発生をさらに抑止することができ、さらにノイズを低減して信頼性の高い画像を取得することを可能にする。
【００４９】
また、第１の実施形態によれば、ダイオード１３１は、第１の高電圧スイッチと並列に接続される。そして、ＨＶＧ１１１は、ダイオード１３１を介してＸ線管１２に高電圧を供給する。従って、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置１１は、対地間容量に蓄えられた電荷の放電の影響を低減することができ、よりノイズを低減して信頼性の高い画像を取得することを可能にする。
【００５０】
（第２の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、上述した第１の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００５１】
上述した第１の実施形態では、高電圧電源（ＨＶＧ１１１及びＨＶＧ１１２）と、高電圧スイッチ（Ｓ１２１及びＳ１２２）とが一体となったＸ線高電圧装置について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、高電圧電源（ＨＶＧ１１１及びＨＶＧ１１２）と、高電圧スイッチ（Ｓ１２１及びＳ１２２）とが別々に構成される場合であってもよい。
【００５２】
図７は、第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置１１ａの構成の一例を示す図である。第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置１１ａは、図７に示すように、ＨＶＧ１１１及びＨＶＧ１１２を備えた電源部１０１と、高電圧スイッチ１２１、高電圧スイッチ１２２及びダイオード１３１を備えた高電圧スイッチ部１０２とを備え、Ｘ線管１２に接続される。なお、各高電圧電源及び各高電圧スイッチの動作は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００５３】
以上説明したとおり、第１及び第２の実施形態によれば、ノイズを低減して信頼性の高い画像を取得することができる。
【００５４】
本発明の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。
【符号の説明】
【００５５】
１  Ｘ線ＣＴ装置
１１、１１ａ  Ｘ線高電圧装置
１２  Ｘ線管
１３  Ｘ線検出器
１００  Ｘ線発生装置
１１１、１１２  高電圧電源（ＨＶＧ）
１２１、１２２  高電圧スイッチ
１３１  ダイオード
【図１】
2014143091.tif 000003
【図２】
2014143091.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014143091.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014143091.tif 000008
【図７】
2014143091.tif 000009