(57)【要約】【課題】管電圧検出器および管電流検出器の故障を検知する。【解決手段】実施形態によれば、Ｘ線診断装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、画像発生回路と、高電圧回路と、管電圧検出器と、管電流検出器と、電力測定回路と、故障検知回路とを具備する。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器は、Ｘ線を検出する。画像発生回路は、Ｘ線検出器の出力に基づいてＸ線画像を発生する。高電圧回路は、Ｘ線管に管電圧を供給する。管電圧検出器は、管電圧の値を管電圧検出値として検出する。管電流検出器は、Ｘ線管に流れる管電流の値を管電流検出値として検出する。電力測定回路は、Ｘ線発生時の電力の値を電力測定値として測定する。故障検知回路は、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に基づいて、管電圧検出器および管電流検出器のうちの少なくとも一方の故障を検知する。【選択図】図１
2019145434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の出力に基づいてＸ線画像を発生する画像発生回路と、
前記Ｘ線管に管電圧を供給する高電圧回路と、
前記管電圧の値を管電圧検出値として検出する管電圧検出器と、
前記Ｘ線管に流れる管電流の値を管電流検出値として検出する管電流検出器と、
前記Ｘ線発生時の電力の値を電力測定値として測定する電力測定回路と、
前記管電圧検出値、前記管電流検出値、および前記電力測定値に基づいて、前記管電圧検出器および前記管電流検出器のうちの少なくとも一方の故障を検知する故障検知回路と
を具備する、Ｘ線診断装置。
【請求項２】
前記故障検知回路は、前記管電圧検出値、前記管電流検出値、および前記電力測定値の経時変化に基づいて、前記管電圧検出器および前記管電流検出器のうちの少なくとも一方の故障を検知する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記故障検知回路は、
予め記録された管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する事前測定結果と、起動時の動作確認において収集される管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する第１の測定結果とを比較することによって第１の比較結果を生成し、
前記第１の比較結果に基づいて、前記管電圧検出器および前記管電流検出器のうちの少なくとも一方に関するエラー情報を生成する、請求項１または請求項２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記故障検知回路は、前記事前測定結果と前記第１の測定結果との差に基づいて前記第１の比較結果を生成する、請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記故障検知回路は、前記事前測定結果に基づく波形および前記第１の測定結果に基づく波形の立ち上がりまたは立ち下がりに関する時間長を比較することによって前記エラー情報を生成する、請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記故障検知回路は、
使用中のＸ線照射時において収集される管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する第２の測定結果に基づく波形と、予め記録された異常波形のパターンとを比較することによって前記第１の比較結果とは異なる第２の比較結果を生成し、
前記第２の比較結果に基づいて、前記エラー情報を生成する、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記故障検知回路は、前記第２の測定結果に基づく波形と前記異常波形のパターンとの類似度を算出することによって前記第２の比較結果を生成する、請求項６に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記Ｘ線画像を表示するディスプレイ
をさらに具備し、
前記故障検知回路は、前記ディスプレイに前記エラー情報を送信し、
前記ディスプレイは、前記エラー情報を表示する、請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
Ｘ線を発生するＸ線管に管電圧を供給する高電圧回路と、
前記管電圧の値を管電圧検出値として検出する管電圧検出器と、
前記Ｘ線管に流れる管電流の値を管電流検出値として検出する管電流検出器と、
前記Ｘ線発生時の電力の値を電力測定値として測定する電力測定回路と、
前記管電圧検出値、前記管電流検出値、および前記電力測定値に基づいて、前記管電圧検出器および前記管電流検出器のうちの少なくとも一方の故障を検知する故障検知回路と
を具備する、Ｘ線高電圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置およびＸ線高電圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、Ｘ線診断装置は、Ｘ線の出力強度を、管電圧、管電流、および照射時間によって制御している。管電圧および管電流の出力は、Ｘ線診断装置の据え付け時やメンテナンス時に、サービスマンにより調整される。具体的には、管電圧および管電流の出力は、Ｘ線診断装置のＸ線高電圧装置が有する管電圧検出器および管電流検出器（以下、内部検出器とも言う）の値に基づいて調整される。
【０００３】
内部検出器は、管電圧および管電流の出力調整時や出力監視時に用いられる検出器であり、通常、校正されない。そのため、内部検出器は、出力調整に用いた後に、管電圧計や管電流計などといった外部測定器により調整精度が確認される必要がある。また、内部検出器は、このような調整精度の確認時に故障が判明することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７５３８７号公報
【特許文献２】特開２０１４−６１１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のような内部検出器は、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、以下の点で改善の余地がある。
【０００６】
すなわち、内部検出器は、正常であることが前提のため、故障を検知する回路がない。一方、仮に内部検出器が故障した状態で管電流や管電圧を出力調整してしまうと、画質の劣化やＸ線管球等の故障にも繋がる可能性がある。これに加え、内部検出器の故障が調整精度の確認時に判明した場合には、改めて交換部品を準備する必要や出力調整をし直す必要が生じることから、サービスマンの作業効率を低下させてしまう。
【０００７】
従って、内部検出器である管電圧検出器および管電流検出器の故障を検知できることが望ましい。
【０００８】
目的は、管電圧検出器および管電流検出器の故障を検知し得るＸ線診断装置およびＸ線高電圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、Ｘ線診断装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、画像発生回路と、高電圧回路と、管電圧検出器と、管電流検出器と、電力測定回路と、故障検知回路とを具備する。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器は、Ｘ線を検出する。画像発生回路は、Ｘ線検出器の出力に基づいてＸ線画像を発生する。高電圧回路は、Ｘ線管に管電圧を供給する。管電圧検出器は、管電圧の値を管電圧検出値として検出する。管電流検出器は、Ｘ線管に流れる管電流の値を管電流検出値として検出する。電力測定回路は、Ｘ線発生時の電力の値を電力測定値として測定する。故障検知回路は、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に基づいて、管電圧検出器および管電流検出器のうちの少なくとも一方の故障を検知する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】同実施形態におけるＸ線高電圧装置およびその周辺構成の一例を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における高電圧発生回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における正常時の波形と故障モード時の波形との一例を示す模式図である。
【図５】同実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２の実施形態における管電流検出値、管電圧検出値、および電力測定値を一定の時間間隔で収集した一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら各実施形態について説明する。各実施形態では、解説済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号を付して重複する説明を省略し未解説の要素について主に述べる。
【００１２】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成例を示すブロック図である。Ｘ線診断装置１は、Ｘ線高電圧装置１１、Ｘ線管１３、Ｘ線検出器１５、サポートフレーム１７、および天板１９を有する寝台と、画像発生回路２１と、通信インタフェース回路２３と、入力インタフェース回路２５と、制御回路２７と、記憶回路２９と、表示回路３１とを備える。
【００１３】
Ｘ線高電圧装置１１は、Ｘ線管１３に供給する管電圧を発生する。具体的には、Ｘ線高電圧装置１１は、図２に例示するように、高電圧発生回路２１０と、電力測定回路２３０と、Ｘ線制御回路２５０とを備える。
【００１４】
高電圧発生回路２１０は、Ｘ線制御回路２５０の制御のもとで、Ｘ線管１３に印加する管電圧と、Ｘ線管１３に供給する管電流とを発生する。換言すると、Ｘ線高電圧装置１１は、Ｘ線制御回路２５０による制御によって、Ｘ線撮影およびＸ線透視にそれぞれ適した管電圧をＸ線管１３に印加し、Ｘ線撮影およびＸ線透視にそれぞれ適した管電流をＸ線管１３に供給する。
【００１５】
高電圧発生回路２１０は、さらに、管電圧検出回路２１１と、管電流検出回路２１３とを備える。
【００１６】
管電圧検出回路２１１は、例えば電圧センサに相当する。管電圧検出回路２１１は、Ｘ線管１３に管電圧を供給する電源ラインに接続される。管電圧検出回路２１１は、Ｘ線管１３に印加される管電圧の値を検出する。管電圧検出回路２１１は、検出した管電圧の値を管電圧検出値としてＸ線制御回路２５０へと出力する。
【００１７】
管電流検出回路２１３は、例えば電流センサに相当する。管電流検出回路２１３は、Ｘ線管１３に管電流を供給する電源ラインに接続される。管電流検出回路２１３は、Ｘ線管１３に流れる管電流の値を検出する。管電流検出回路２１３は、検出した管電流の値を管電流検出値としてＸ線制御回路２５０へと出力する。
【００１８】
電力測定回路２３０は、例えば電力センサに相当する。電力測定回路２３０は、電源と高電圧発生回路２１０との間の電源ラインに接続される。電力測定回路２３０は、Ｘ線発生時の電力の値を測定する。電力測定回路２３０は、測定した電力の値を電力測定値としてＸ線制御回路２５０へと出力する。尚、電力測定回路２３０は、Ｘ線高電圧装置１１に対して電力を供給する電源に最も近い位置に接続されているが、高電圧発生回路２１０の内部に接続されていてもよい。
【００１９】
図３において、高電圧発生回路２１０の内部の構成例が示される。但し、図３の高電圧発生回路２１０は、管電圧検出回路２１１と、管電流検出回路２１３との記載を省略している。この高電圧発生回路２１０は、整流回路３０１と、チョッパ回路３０３と、インバータ回路３０５と、トランス３０７と、整流回路３０９とを備える。これらの回路３０１〜３０９は、電源から供給された交流電圧を直流高電圧に変換し、当該直流高電圧を管電圧としてＸ線管１３に供給する高電圧回路を構成する。
【００２０】
ここで、整流回路３０１は、電源から供給された商用周波数の交流電圧を整流して直流電圧をチョッパ回路３０３に供給する。
【００２１】
チョッパ回路３０３は、整流回路３０１から供給された直流電圧のレベルを調整することにより得られた任意レベルの直流電圧を出力する。チョッパ回路３０３としては、例えば、降圧型チョッパ回路が使用可能となっている。この場合、チョッパ回路３０３の出力電圧は、入力電源の電圧の√２倍よりも低く制御される。そして、出力電圧は、チョッパ回路３０３のスイッチング素子をオン／オフする比率によって調整できる。
【００２２】
インバータ回路３０５は、チョッパ回路３０３から直流電圧の供給を受けて動作し、数十ｋＨｚの交流電圧を出力する。このとき、インバータ回路３０５の出力電圧の周波数は、商用周波数の数百倍から一千倍程度に高められる。これは、トランス３０７および整流回路３０９からなる高電圧発生器を小型にするためである。
【００２３】
トランス３０７は、インバータ回路３０５が出力する交流電圧を、Ｘ線管１３がＸ線を発生するのに必要な加速電圧（一般的には、８０ｋＶから１４０ｋＶ）まで昇圧する。
【００２４】
整流回路３０９は、昇圧された交流電圧を整流および平滑して直流高電圧を得る。整流回路３０９で得られた直流高電圧は、Ｘ線管１３のアノード−カソード間に印加される。
【００２５】
電力測定回路２３０は、整流回路３０１とチョッパ回路３０３との間の電源ラインＬ１に接続されてもよいし、チョッパ回路３０３とインバータ回路３０５との間の電源ラインＬ２に接続されてもよいし、インバータ回路３０５とトランス３０７との間の電源ラインＬ３に接続されてもよい。
【００２６】
Ｘ線制御回路２５０は、Ｘ線照射に関する高電圧発生回路２１０を制御するプロセッサである。Ｘ線制御回路２５０は、入力インタフェース回路２５からＸ線照射条件を受け取る。Ｘ線制御回路２５０は、Ｘ線照射条件に基づいて高電圧発生回路２１０を制御する。尚、Ｘ線照射条件は、例えばＸ線照射ごとの管電圧の値、管電流の値、および照射時間などを示す。
【００２７】
また、Ｘ線制御回路２５０は、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方の故障を検知するプロセッサでもある。
【００２８】
Ｘ線制御回路２５０は、管電圧検出回路２１１から管電圧検出値を受け取り、管電流検出回路２１３から管電流検出値を受け取り、電力測定回路２３０から電力測定値を受け取る。Ｘ線制御回路２５０は、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に基づいて、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方の故障を検知する。或いは、Ｘ線制御回路２５０は、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値の経時変化に基づいて、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方の故障を検知する。
【００２９】
具体的には、Ｘ線制御回路２５０であるプロセッサは、図示しない記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで、第１の比較機能２５１、第１の判定機能２５３、第２の比較機能２５５、第２の判定機能２５７、およびエラー送信機能２５９を実現する。
【００３０】
第１の比較機能２５１は、図示しない記憶回路に予め記録された管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する事前測定結果と、起動時の動作確認において収集される管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する第１の測定結果とを比較することによって第１の比較結果を生成する。
【００３１】
事前測定結果は、例えば、Ｘ線診断装置１の出荷時、或いはＸ線診断装置１の据え付け時などの実運用前に行われる事前測定において得られる。事前測定は、所定のＸ線照射条件（例えば、管電圧１００ｋＶ、管電流１００ｍＡ、および照射時間１００ｍｓ）のもとで行われる。また、事前測定結果は、事前測定以後に取得され得る検出値（或いは測定値）の基準となる。尚、事前測定は、複数のＸ線照射条件を用いて複数の事前測定結果を得るように行われてもよい。
【００３２】
起動時の動作確認（ｗａｋｅ  ｕｐ  ｃｈｅｃｋ）は、例えば、Ｘ線診断装置１を起動させてから実際に使用するまでの間に行われるＸ線照射テストに相当する。Ｘ線照射テストは、所定のＸ線照射条件（例えば、管電圧１００ｋＶ、管電流１００ｍＡ、および照射時間１００ｍｓ）のもとで行われる。尚、Ｘ線照射テストのＸ線照射条件は、事前測定において使用されたＸ線照射条件と同じであることが望ましい。また、Ｘ線照射テストは、事前測定の場合と同様に、複数のＸ線照射条件を用いて複数の事前測定結果を得るように行われてもよい。
【００３３】
具体的には、第１の比較機能２５１は、事前測定結果と第１の測定結果との差に基づいて第１の比較結果を生成する。事前測定結果は、例えば、管電圧検出値をＡ、管電流検出値をＢ、および電力測定値をＣとした場合に、以下の数式（１）のｘの値で示される。
【００３４】
Ｃ＝Ａ×Ｂ×ｘ＋ｙ      （１）
上記数式（１）において、Ａ×Ｂ×ｘの項は、Ｘ線照射時に動作する回路ユニットの電力消費量を表す。ｘの値は、Ｘ線照射時の電力消費量のうち、管電圧検出値Ａおよび管電流検出値Ｂの積に乗じる係数に相当する。また、ｙの項は、上記回路ユニット以外の電力消費量を表す。即ち、ｙの項は、スタンバイ状態の電力消費量（待機電力）を示し、一定値である。尚、ｘおよびｙの値は、装置ごとに異なる固有値である。
【００３５】
また、第１の測定結果は、事前測定において使用されたＸ線照射条件と同様の条件で得られる数式（１）のｘの値である。従って、第１の比較結果は、所定のＸ線照射条件における事前測定結果のｘの値と第１の測定結果のｘの値との差によって表すことができる。
【００３６】
なお、事前測定結果および第１の測定結果としては、数式（１）のｘの値に限らず、例えば、数式（１）のＡ／Ｂの値、Ａ／Ｃの値、およびＢ／Ｃの値が適宜、使用可能となっている。但し、ｘの値を用いる方が、後者の値（Ａ／Ｂ、Ａ／Ｃ、およびＢ／Ｃ）を用いる場合に比べ、正確に異常の有無を判断することが可能である。
【００３７】
第１の判定機能２５３は、第１の比較機能２５１で生成された第１の比較結果に基づいて、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２３１のうちの少なくとも一方に関するエラー情報を生成する。具体的には、第１の判定機能２５３は、第１の比較機能２５１で生成された第１の比較結果が第１の閾値よりも大きいか否かを判定し、第１の比較結果が第１の閾値よりも大きい場合に、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２３１のうちの少なくとも一方に関するエラー情報を生成する。第１の閾値は、例えば、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３の検出精度に基づいて設定されてよい。
【００３８】
第２の比較機能２５５は、使用中のＸ線照射時において収集される管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する第２の測定結果に基づく波形と、予め記録された異常波形のパターンとを比較することによって第２の比較結果を生成する。
【００３９】
使用中とは、例えば、Ｘ線診断装置１を実使用している（即ち、被検体ＰにＸ線を照射する）場合に相当する。第２の測定結果は、様々な値のＸ線照射条件における測定結果を含んでもよい。
【００４０】
具体的には、第２の比較機能２５５は、第２の測定結果に基づく波形と、異常波形のパターンとの類似度を算出することによって第２の比較結果を生成する。
【００４１】
図４において、正常時の波形と故障モード時の波形とが例示される。第２の比較機能２５５は、第２の測定結果に基づく管電流波形、管電圧波形、および電力波形と、異常波形（例えば、故障モード１の管電流波形、管電圧波形、および電力波形）との類似度を算出する。ここで、故障モード１は、立ち上がり時に管電流波形のみ異常の場合に対応する管電流検出回路２１３の故障を表している。なお、故障モードとしては、故障モード１に加え、例えば、故障モード２〜６が使用可能となっている。
【００４２】
故障モード２は、立ち上がり時に管電圧波形のみ異常の場合に対応する管電圧検出回路２１１の故障を表している。
【００４３】
故障モード３は、立ち上がり時に電力波形のみ異常の場合に対応する管電圧検出回路２１１又は管電流検出回路２１３の故障を表している。尚、故障モード３は、電力測定回路２３０が正常であることを前提としている。
【００４４】
故障モード４は、立ち下がり時に管電流波形のみ異常の場合に対応する管電流検出回路２１３の故障を表している。
【００４５】
故障モード５は、立ち下がり時に管電圧波形のみ異常の場合に対応する管電圧検出回路２１１の故障を表している。
【００４６】
故障モード６は、立ち下がり時に電力波形のみ異常の場合に対応する管電圧検出回路２１１又は管電流検出回路２１３の故障を表している。尚、故障モード６は、電力測定回路２３０が正常であることを前提としている。
【００４７】
また、類似度は、例えば、正規化した波形同士を重ね合わせることによって算出する。
【００４８】
従って、第２の比較結果は、第２の測定結果に基づく波形と、異常波形のパターンとの類似度によって表すことができる。尚、異常波形のパターンは、複数のパターンが用意されていることが望ましい。この場合、第２の比較機能２５５は、第２の測定結果に基づく波形と、複数の異常波形のパターンとの間の複数の類似度が算出される。
【００４９】
第２の判定機能２５７は、第２の比較機能２５５で生成された第２の比較結果に基づいて、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２３１のうちの少なくとも一方に関するエラー情報を生成する。具体的には、第２の判定機能２５７は、第２の比較機能２５５で生成された第２の比較結果が第２の閾値よりも大きい場合に、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方に関するエラー情報を生成する。第２の閾値は、例えば、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３の検出精度に基づいて設定されてよい。
【００５０】
エラー情報は、例えば、第２の測定結果に基づく波形が、図４の故障モード１の波形に近い（即ち、波形同士の類似度が高い）場合に、故障モード１となると予想される原因（例えば、「管電流波形の立ち上がりが緩やかであるが、管電圧波形の立ち上がりは正常であるため、管電流検出回路が故障している可能性がある」など）が含まれてもよい。
【００５１】
エラー送信機能２５９は、第１の判定機能２５３および第２の判定機能２５７において生成されたエラー情報を表示回路３１へと送信する。また、エラー送信機能２５９は、エラー情報を管理サーバＳＶおよび記憶回路２９へと送信してもよい。
【００５２】
Ｘ線制御回路２５０は、例えば、管電流波形が正常であっても、同一のＸ線照射条件において、事前測定における管電流値と、事前測定以外で検出された管電流値との間に誤差がある場合には、管電流検出回路２１３の調整値がずれているという情報を保持してもよい。また、Ｘ線制御回路２５０は、上記情報について、Ｘ線診断装置１が備えるディスプレイを介して、メンテナンス時に警告してもよいし、調整が必要であることを通知してもよい。さらに、調整が必要な状態にもかかわらず使用する場合、Ｘ線制御回路２５０は、ディスプレイを介して、通常のＸ線照射条件とは異なる条件でのＸ線画像である旨を警告し、管電流検出回路２１３の調整値がずれているという情報を表示する。尚、管電圧波形および電力波形についても同様である。
【００５３】
Ｘ線管１３は、Ｘ線高電圧装置１１から供給された管電流と、Ｘ線高電圧装置１１により印加された管電圧とに基づいて、Ｘ線を発生する。Ｘ線管１３から発生されたＸ線は、被検体Ｐに照射される。Ｘ線管１３は、例えば、回転陽極型のＸ線管であってもよいし、固定陽極型Ｘ線管などの他の型のＸ線管でもよい。
【００５４】
Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１５は、例えば、フラットパネルディテクタ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）を備える。ＦＰＤは、複数の半導体検出素子を有する。半導体検出素子には、直接変換形と間接変換形とがある。直接変換形とは、入射Ｘ線を直接的に電気信号に変換する形式である。間接変換形とは、入射Ｘ線を蛍光体で光に変換し、その光を電気信号に変換する形式である。尚、Ｘ線検出器１５として、イメージインテンシファイア（Ｉｍａｇｅｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が用いられてもよい。
【００５５】
Ｘ線の入射に伴って複数の半導体検出素子で発生された電気信号は、図示しないアナログディジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：Ａ／Ｄ変換器）に出力される。Ａ／Ｄ変換器は、電気信号をディジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、ディジタルデータを、画像発生回路２１に出力する。
【００５６】
サポートフレーム１７は、互いに対向配置されたＸ線管１３およびＸ線検出器１５を移動可能に支持する。具体的には、サポートフレーム１７は、Ｃアームに相当する。尚、サポートフレーム１７として、Ｃアームの代わりに、Ωアームが用いられてもよい。また、サポートフレーム１７は、ＣアームおよびΩアームによる構造に限定されず、例えば、Ｘ線管１３およびＸ線検出器１５をそれぞれ独立に支持する２つのアーム（例えばロボットアームなど）による構造を有していてもよい。また、サポートフレーム１７は、オーバーチューブ方式（ｏｖｅｒ  ｔｕｂｅ  ｓｙｓｔｅｍ）、およびアンダーチューブ方式（ｕｎｄｅｒ  ｔｕｂｅ  ｓｙｓｔｅｍ）などに限定されず任意の形態に適用可能である。
【００５７】
図示しない寝台は、被検体Ｐが載置される天板１９（臥位テーブルとも言う）を有する。天板１９には、被検体Ｐが載置される。
【００５８】
図示しない駆動装置は、例えば、制御回路２７の制御の下で、サポートフレーム１７と寝台とをそれぞれ駆動する。Ｘ線透視時およびＸ線撮影時においては、Ｘ線管１３とＸ線検出器１５との間に、天板１９に載置された被検体Ｐが配置される。駆動装置は、制御回路２７の制御のもとで、Ｘ線管１３に対してＸ線検出器１５を回転させてもよい。
【００５９】
画像発生回路２１は、Ｘ線検出器１５からＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して出力されたディジタルデータに基づいてＸ線画像を発生する。画像発生回路２１は、Ｘ線画像を、例えば、制御回路２７、記憶回路２９、および表示回路３１などに出力する。
【００６０】
通信インタフェース回路２３は、例えば、ネットワーク、管理サーバＳＶ、および図示しない外部記憶装置に関する回路である。Ｘ線診断装置１によって得られたＸ線画像等のデータおよび解析結果などは、通信インタフェース回路２３およびネットワークを介して他の装置に転送可能である。
【００６１】
なお、管理サーバＳＶは、例えば、Ｘ線診断装置１を含む複数の装置が属するネットワークを一元管理するサーバに相当する。管理サーバＳＶは、エラー送信機能２５９からエラー情報を受け取った場合、例えばエラー情報をサーバ管理者へ通知する。
【００６２】
入力インタフェース回路２５は、操作者が所望するＸ線撮影の撮影条件およびＸ線透視の透視条件などのＸ線照射条件、透視・撮影位置、照射範囲、Ｘ線画像における関心領域（ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ：ＲＯＩ）などを、操作者の指示により入力する。具体的には、入力インタフェース回路２５は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定をＸ線診断装置１、或いはＸ線高電圧装置１１に取り込む。
【００６３】
入力インタフェース回路２５は、関心領域の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、および表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等により実現される。入力インタフェース回路２５は制御回路２７に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し制御回路２７へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース回路２５はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路２７へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路２５の例に含まれる。
【００６４】
制御回路２７は、Ｘ線診断装置１における各部、処理回路、駆動装置等を制御するプロセッサである。制御回路２７は、入力インタフェース回路２５から送られてくる操作者の指示などの情報を、図示しないメモリに一時的に記憶する。制御回路２７は、メモリに記憶された操作者の指示などに従って、Ｘ線撮影・Ｘ線透視を実行するために、Ｘ線検出器１５、駆動装置などを制御する。尚、制御回路２７は、Ｘ線制御回路２５０の代わりに、入力インタフェース回路２５からＸ線照射条件を受け取り、Ｘ線照射条件に基づいて高電圧発生回路２１０を制御してもよい。
【００６５】
また、制御回路２７は、Ｘ線制御回路２５０の代わりに、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に基づいて、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方の故障を検知してもよい。この場合、制御回路２７は、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値の経時変化に基づいて、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方の故障を検知してもよい。同様に、制御回路２７は、前述した第１の比較機能２５１、第１の判定機能２５３、第２の比較機能２５５、第２の判定機能２５７、およびエラー送信機能２５９を実現してもよい。
【００６６】
記憶回路２９は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）など電気的情報を記録するメモリと、それらメモリに付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路から構成される。メモリとしては、ＨＤＤに限らず、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）など）、および半導体メモリなどが適宜、使用可能となっている。
【００６７】
記憶回路２９は、画像発生回路２１で発生された種々のＸ線画像、Ｘ線診断装置１のシステム制御プログラム、制御回路２７において実行される診断プロトコル、入力インタフェース回路２５から送られてくる操作者の指示、Ｘ線撮影に関する撮影条件およびＸ線透視に関する透視条件などの各種データ群、エラー情報、および通信インタフェース回路２３とネットワークとを介して送られてくる種々のデータなどを記憶する。
【００６８】
表示回路３１は、医用画像などを表示するディスプレイ、ディスプレイに表示用の信号を供給する内部回路、およびディスプレイと内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成される。ディスプレイは、画像発生回路２１で発生されたＸ線画像を表示する。ディスプレイは、フレームレートにしたがって、複数のＸ線画像を動画表示する。ディスプレイは、透視・撮影位置、Ｘ線照射条件などの入力に関する入力画面を表示する。また、ディスプレイは、エラー送信機能２５９から送られたエラー情報を表示してもよい。
【００６９】
次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図５のフローチャートを用いて説明する。以下の説明は、主に、Ｘ線高電圧装置１１内のＸ線制御回路２５０による故障検知動作について述べる。なお、この故障検知動作は、Ｘ線制御回路２５０に代えて、Ｘ線高電圧装置１１の外部の制御回路２７で実行してもよい。このことは、以下の各実施形態でも同様である。
【００７０】
始めに、Ｘ線診断装置１が操作者の操作により起動したとする。
【００７１】
ステップＳ５０１において、Ｘ線制御回路２５０は、起動時の動作確認における第１の測定結果を収集する。このとき、Ｘ線制御回路２５０は、事前測定時のＸ線照射条件に基づいて、高電圧発生回路２１０を制御する。高電圧発生回路２１０は、電源から供給された商用周波数の交流電圧を直流高電圧に変換する。この直流高電圧は、管電圧としてＸ線管１３に印加される。管電圧検出回路２１１は、管電圧の値を検出し、得られた管電圧検出値をＸ線制御回路２５０に出力する。管電流検出回路２１３は、管電流の値を検出し、得られた管電流検出値をＸ線制御回路２５０に出力する。電力測定回路２３０は、Ｘ線発生時の電力の値を測定し、得られた電力測定値をＸ線制御回路２５０に出力する。これにより、Ｘ線制御回路２５０は、事前測定時のＸ線照射条件の下で、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する第１の測定結果を収集する。
【００７２】
ステップＳ５０２において、第１の比較機能２５１は、事前測定結果と第１の測定結果とを比較することによって第１の比較結果を生成する。この例では、第１の比較結果として、数式（１）に基づく事前測定結果と第１の測定結果との差を用いている。
【００７３】
ステップＳ５０３では、第１の判定機能２５３は、第１の比較結果が第１の閾値よりも大きいか否かを判定する。第１の比較結果が第１の閾値よりも大きい場合、第１の判定機能２５３は、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方に関するエラー情報を生成し、処理はステップＳ５０４へと進む。第１の比較結果が第１の閾値未満の場合、処理はステップＳ５０５へと進む。ステップＳ５０３のエラー情報は、数式（１）に基づく値の差が閾値より大きい場合に生成されるため、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方が故障した旨を示す情報となる。補足すると、ステップＳ５０３のエラー情報は、管電圧検出値Ａ、管電流検出値Ｂ、および電力測定値Ｃを関連付けた数式（１）に基づくため、故障した管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３を特定していない情報となる。
【００７４】
ステップＳ５０４において、エラー送信機能２５９は、エラー情報を表示回路３１へと送信する。
【００７５】
ステップＳ５０５において、Ｘ線制御回路２５０は、使用中のＸ線照射時における第２の測定結果を収集する。このとき、Ｘ線制御回路２５０は、使用中の任意のＸ線照射条件に基づいて、高電圧発生回路２１０を制御する。管電圧検出回路２１１、管電流検出回路２１３、および電力測定回路２３０は、それぞれ管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値をＸ線制御回路２５０に出力する。これにより、Ｘ線制御回路２５０は、使用中の任意のＸ線照射条件の下で、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する第２の測定結果を収集する。
【００７６】
ステップＳ５０６において、第２の比較機能２５５は、第２の測定結果に基づく波形と、予め記録された異常波形のパターンとを比較することによって第２の比較結果を生成する。この例では、第２の比較結果として、第２の測定結果に基づく波形と異常波形のパターンとの間の類似度を用いている。
【００７７】
ステップＳ５０７では、第２の判定機能２５７は、第２の比較結果が第２の閾値よりも大きいか否かを判定する。第２の比較結果が第２の閾値よりも大きい場合、第２の判定機能２５７は、管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３のうちの少なくとも一方に関するエラー情報を生成し、処理はステップＳ５０８へと進む。第２の比較結果が第２の閾値未満の場合、処理はステップＳ５０９へと進む。ステップＳ５０７のエラー情報は、管電圧、管電流、および電力の各々に関する波形の類似度に基づくため、故障モード１〜６に示したように、故障した管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３を特定できる情報となる。
【００７８】
ステップＳ５０８において、エラー送信機能２５９は、エラー情報を表示回路３１へと送信する。
【００７９】
ステップＳ５０９では、Ｘ線制御回路２５０は、Ｘ線診断装置１の使用を継続するか否かを判定する。Ｘ線診断装置１の使用を継続する場合（或いは、Ｘ線診断装置１が待機中の場合）、処理はステップＳ５０５へと戻る。Ｘ線診断装置１の使用を継続しない場合、処理は終了する。
【００８０】
以上説明したように第１の実施形態によれば、管電圧の値を管電圧検出値として検出し、管電流の値を管電流検出値として検出し、Ｘ線発生時の電力の値を電力測定値として測定する。また、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に基づいて、或いは管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値の経時変化に基づいて、管電圧検出回路および管電流検出回路のうちの少なくとも一方の故障を検知する。従って、Ｘ線高電圧装置の内部検出器である管電圧検出器および管電流検出器の故障を検知することができる。
【００８１】
また、予め記録された事前測定結果と、起動時の動作確認において得られる第１の測定結果とを比較することによって第１の比較結果を生成し、当該第１の比較結果に基づいて、故障に関するエラー情報を生成する。従って、Ｘ線診断装置の起動時の動作確認において、Ｘ線高電圧装置の内部検出器の故障を検知することができる。
【００８２】
また、使用中に得られる第２の測定結果に基づく波形と、予め記録された異常波形のパターンとを比較することによって第２の比較結果を生成し、当該第２の比較結果に基づいて、故障に関するエラー情報を生成する。従って、Ｘ線診断装置の使用中において、Ｘ線高電圧装置の内部検出器の故障を検知すると共に、故障原因も特定することができる。
【００８３】
また、上記構成によれば、内部検出器が故障した状態での管電流や管電圧の調整を阻止できるため、調整の誤りに起因したＸ線画質の劣化やＸ線管球の故障を防ぐことができる。また、調整精度の確認時よりも前に内部検出器の故障を検知できるため、事前に交換部品を準備することができると共に、出力調整をし直す必要がない。従って、サービスマンの作業を円滑に実施でき、作業効率の低下を阻止することができる。
【００８４】
（第２の実施形態）  
次に、第２の実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。  
第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、起動時の動作確認において、故障モード１〜６と同様に、故障した検出回路２１１，２１３を特定可能な構成となっている。
【００８５】
具体的には、第１の比較機能２５１は、数式（１）に基づく処理に代えて、事前測定結果に基づく波形および第１の測定結果に基づく波形の立ち上がりまたは立ち下がりに関する時間長を比較することによって故障箇所を特定可能な第１の比較結果を生成する。なお、ここでいう「時間長」は、初期値から最終値までの変化量のうちの所定割合の値に変化するのに要する時間の長さを意味することから「時定数」と呼んでもよい。
【００８６】
これに伴い、第１の判定機能２５３は、第１の比較結果に基づいて、比較された時間長をもつ波形に対応する管電流検出回路２１３が故障しているか否かを判定し、故障している場合、管電流検出回路２１３が故障している旨のエラー情報を生成する。
【００８７】
他の構成は、第１の実施形態と同様である。  
次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図５を参照しながら説明する。
【００８８】
始めに、ステップＳ５０１において、Ｘ線制御回路２５０は、起動時の動作確認における第１の測定結果を収集する。このとき、Ｘ線制御回路２５０は、前述同様に、事前測定時のＸ線照射条件の下で、管電圧検出値、管電流検出値、および電力測定値に関する第１の測定結果を収集する。詳しくは、Ｘ線制御回路２５０は、図６に例示するように、管電流検出値、管電圧検出値、および電力測定値を、Ｘ線照射開始時点から一定の時間間隔で収集する。図６の表は、Ｘ線照射開始から終了までの波形の変動を一定の時間間隔で１００ステップまで収集していることを示す。時間間隔は、例えば通常時を１ステップ／ｍｓなどに設定する。時間間隔は事前測定時と同様に設定されることが好ましい。尚、以降では、管電流検出値について説明を行うが、管電圧検出値および電力測定値についても同様である。
【００８９】
例えば、波形の立ち上りに注目する場合、Ｘ線制御回路２５０は、Ｘ線照射開始時点から数ｍｓ経過するまでの間において、データを取得する時間間隔を通常時よりも細かく（例えば、２ステップ／ｍｓ、５ステップ／ｍｓなど）設定する。
【００９０】
波形の立ち下がりに注目する場合、Ｘ線制御回路２５０は、Ｘ線照射終了から数ｍｓ経過するまでの間において、データを取得する時間間隔を通常時よりも細かく設定する。
【００９１】
ステップＳ５０２において、Ｘ線制御回路２５０の第１の比較機能２５１は、Ｘ線照射開始から、管電流検出値がピークの８０％まで上がるまでの時間長を計算する。
【００９２】
第１の比較機能２５１は、事前測定における管電流検出値がピークの８０％まで上がるまでの時間長と、起動時の動作確認における管電流検出値がピークの８０％まで上がるまでの時間長とを比較する。これにより、管電流波形の立ち上がりに注目した比較結果が得られる。
【００９３】
また、第１の比較機能２５１は、Ｘ線照射終了から、管電流検出値がピークの５％まで下がるまでの時間長を計算する。
【００９４】
第１の比較機能２５１は、事前測定における管電流検出値がピークの５％まで下がるまでの時間長と、起動時の動作確認における管電流検出値がピークの５％まで下がるまでの時間長とを比較する。これにより、管電流波形の立ち下がりに注目した比較結果が得られる。
【００９５】
また、管電圧検出値および電力測定値についても同様にして、波形の立ち上がりおよび立ち下がりに注目した比較結果が得られる。
【００９６】
しかる後、第１の比較機能２５１は、これら管電圧波形、管電流波形および電力波形の各々の立ち上がりおよび立ち下がりに注目した比較結果を含む第１の比較結果を生成する。
【００９７】
ステップＳ５０３では、第１の判定機能２５３は、第１の比較結果に基づいて、どの管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３が故障しているか否かを特定し、故障した管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３を特定できるエラー情報を生成する。具体的には、第１の判定機能２５３は、第１の比較結果に含まれる各々の比較結果が第１の閾値よりも大きいか否かを判定する。第１の判定機能２５３は、各々の比較結果のうち、第１の閾値よりも大きい比較結果（異常）を特定することにより、前述した故障モード１〜６のいずれかを示すエラー情報を生成する。
【００９８】
以下、前述同様に、ステップＳ５０４〜Ｓ５０９が実行される。
【００９９】
以上説明したように第２の実施形態によれば、予め記録された事前測定結果に基づく波形および起動時の動作確認において得られる第１の測定結果の波形の立ち上がりまたは立ち下がりに関する時間長を比較することによってエラー情報を生成する。従って、Ｘ線診断装置の起動時の動作確認において、Ｘ線高電圧装置の内部検出器の故障を検知すると共に、故障箇所も特定することができる。
【０１００】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、或いは、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（Ｃｏｍｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、およ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。
【０１０１】
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、各種機能を実現する。尚、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成してもよい。この場合、プロセッサは、回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、各種機能を実現する。
【０１０２】
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、その各種機能を実現するようにしてもよい。更に、複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【０１０３】
第１の実施形態における整流回路３０１と、チョッパ回路３０３と、インバータ回路３０５と、トランス３０７と、整流回路３０９とは、特許請求の範囲における高電圧回路の一例である。第１の実施形態における管電圧検出回路２１１および管電流検出回路２１３は、特許請求の範囲における管電圧検出器および管電流検出器の一例である。第１の実施形態におけるＸ線制御回路２５０は、特許請求の範囲における故障検知回路の一例である。
【０１０４】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【０１０５】
１・・・Ｘ線診断装置、１１・・・Ｘ線高電圧装置、１３・・・Ｘ線管、１５・・・Ｘ線検出器、１７・・・サポートフレーム、１９・・・天板、２１・・・画像発生回路、２３・・・通信インタフェース回路、２５・・・入力インタフェース回路、２７・・・制御回路、２９・・・記憶回路、２１０・・・高電圧発生回路、２１１・・・管電圧検出回路、２１３・・・管電流検出回路、２３０・・・電力測定回路、２５０・・・Ｘ線制御回路、２５１・・・第１の比較機能、２５３・・・第１の判定機能、２５５・・・第２の比較機能、２５７・・・第２の判定機能、２５９・・・エラー送信機能、３０１，３０９・・・整流回路、３０３・・・チョッパ回路、３０５・・・インバータ回路、３０７・・・トランス、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・電源ライン、ＳＶ・・・管理サーバ、Ｐ・・・被検体。
【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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