(57)【要約】【課題】Ｘ線発生装置のメンテナンス時間を短縮することを可能とするＸ線発生装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線診断装置の提供。【解決手段】Ｘ線を発生するＸ線管８と、Ｘ線管８に印加する管電圧を発生する管電圧発生部３５と、Ｘ線管８にフィラメント電流を供給するフィラメント電流供給部３９と、当該管電圧のもとフィラメント電流に応じてＸ線管８に流れる管電流を測定する管電流測定部４１と、管電流測定部４１にて測定された複数の管電流の値と複数の管電流のそれぞれに対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶する制御装置記憶部４３と、複数の管電流の値と複数のフィラメント電流の値との複数の点を通る管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を高次の補間法によって推定するエミッション特性推定部４７と、を具備する。【選択図】      図２
2008218338.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線管に印加する管電圧を発生する管電圧発生部と、
前記Ｘ線管にフィラメント電流を供給するフィラメント電流供給部と、
前記管電圧のもと前記フィラメント電流に応じて前記Ｘ線管に流れる管電流を測定する管電流測定部と、
前記管電流測定部にて測定された複数の管電流の値と前記複数の管電流のそれぞれに対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶する記憶部と、
前記複数の管電流の値と前記複数のフィラメント電流の値との複数の点を通る管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を高次の補間法によって推定するエミッション特性推定部と、
を具備することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記エミッション特性推定部は、前記高次の補間法における高次の多項式に前記複数の管電流の値と前記複数のフィラメント電流の値とを代入して計算し、前記高次の多項式に含まれる複数の係数を算出し、前記算出した係数を前記高次の多項式に代入することによりエミッション特性に近似する式を生成することを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記複数の管電流の値は、前記Ｘ線管が出力可能な管電流の最小値、最大値、及び前記最小値と前記最大値との間の２又は３つの値であることを特徴とする請求項２記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記高次の補間法は、ラグランジュ補間法又はスプライン補間法であることを特徴とする請求項３記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
所望の管電圧における所望の管電流の値を入力する入力部と、
前記推定したエミッション特性と前記所望の管電圧における所望の管電流の値とに基づいて前記所望の管電圧における所望の管電流に対応するフィラメント電流を前記フィラメント電流供給部に供給させるＸ線制御部と、
をさらに具備することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項６】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管に印加する基準の管電圧を発生する管電圧発生部と、
前記Ｘ線管にフィラメント電流を供給するフィラメント電流供給部と、
前記基準の管電圧のもと前記フィラメント電流に応じて前記Ｘ線管に流れる管電流を測定する管電流測定部と、
前記基準の管電圧における複数の管電流の値にそれぞれ対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶するフィラメント電流値記憶部と、
過去に生成された複数の管電圧における複数の過去のエミッション特性を記憶する過去エミッション特性記憶部と、
前記基準の管電圧における前記複数の管電流の値と前記基準の管電圧における前記複数のフィラメント電流の値との複数の点を通る管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を高次の補間法で推定するエミッション特性推定部と、
前記複数の過去のエミッション特性のうち、前記基準の管電圧における過去のエミッション特性と、前記基準の管電圧とは異なる管電圧における過去のエミッション特性との間の間隔を特定する間隔特定部と、
前記間隔を前記推定したエミッション特性に加算し、前記基準の管電圧とは異なる管電圧におけるエミッション特性を推定する間隔加算部と、
を具備することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項７】
Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生し被検体を透過した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画像データを発生するデータ処理装置とを有し、
前記Ｘ線発生装置は、
Ｘ線管と、
前記Ｘ線管に印加する管電圧を発生する管電圧発生部と、
前記Ｘ線管にフィラメント電流を供給するフィラメント電流供給部と、
前記管電圧のもと前記フィラメント電流に応じて前記Ｘ線管に流れる管電流を測定する管電流測定部と、
前記管電流測定部にて測定された複数の管電流の値と前記複数の管電流のそれぞれに対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶する記憶部と、
前記複数の管電流の値と前記複数のフィラメント電流の値との複数の点を通る管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を高次の補間法によって推定するエミッション特性推定部と、
を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置又はＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメント電流調整を行うＸ線発生装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線診断装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線発生装置では、フィラメントに電流を流してフィラメントを加熱し、それにより放出される熱電子が管電圧により陽極のターゲットに衝突され、Ｘ線が発生する。管電流は、フィラメント電流を増減することにより制御される。
【０００３】
Ｘ線発生装置は、管電流とフィラメント電流との対応を示すエミッション特性のデータを記憶している。例えば、エミッション特性は、管電圧８０ｋＶの下で管電流を５００ｍＡにするためにはどれだけの値のフィラメント電流を流せばよいかを示す。Ｘ線発生装置は、所望の値の管電流をＸ線管に流すために、このエミッション特性に従ってフィラメント電流を供給する。しかし、Ｘ線管の経年変化等により、実際のエミッション特性とＸ線発生装置に記憶されているエミッション特性とにずれが生じてしまう。そのため、度々Ｘ線発生装置のメンテナンスを行い新たなエミッション特性を生成する必要がある。
【０００４】
Ｘ線発生装置のメンテナンスは、以下のようにして行なわれる。まず、基準の管電圧及びフィラメント焦点サイズ（以下、単に焦点サイズと呼ぶ）の下、複数の管電流値にてその複数の管電流値を実現する複数のフィラメント電流の値を測定する。この作業をフィラメント電流調整と呼ぶ。また、フィラメント電流調整が行われる管電流の値を、調整ポイント呼ぶ。複数の管電流値は、例えば、数１０ｍＡ単位で設定される。フィラメント電流調整は全ての管電圧及び焦点サイズの組み合わせにおいて全ての調整ポイントにて行なわれるため、調整ポイントは、膨大な数になる。
【０００５】
次に、未調整ポイントにおけるフィラメント電流値をその管電流の前後にある２つの調整ポイントにおけるフィラメント電流値の一次補間によって補間する。こうして新たなエミッション特性が生成される。しかし、この新たなエミッション特性における未調整ポイントのフィラメント電流値は、一次補間によって算出されるので実測値に比して精度が悪い。
【０００６】
近年のＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台の高速化に伴う管電流時間積（ｍＡｓ）不足を補うため管電流の高出力化傾向にある。従って現行のメンテナンス方式の場合、管電流の高出力化に伴って調整ポイントが増加してしまう。そのため、メンテナンスに費やす時間は、大幅に増加する。
【特許文献１】特開平７−５７６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、Ｘ線発生装置のメンテナンス時間を短縮することを可能とする、Ｘ線発生装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線診断装置を提供することにある。
【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に係わるＸ線発生装置は、第１の局面において、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管に印加する管電圧を発生する管電圧発生部と、前記Ｘ線管にフィラメント電流を供給するフィラメント電流供給部と、前記管電圧のもと前記フィラメント電流に応じて前記Ｘ線管に流れる管電流を測定する管電流測定部と、前記管電流測定部にて測定された複数の管電流の値と前記複数の管電流のそれぞれに対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶する記憶部と、前記複数の管電流の値と前記複数のフィラメント電流の値との複数の点を通る管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を高次の補間法によって推定するエミッション特性推定部と、を具備する。
【０００９】
本発明に係わるＸ線発生装置は、第２の局面において、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管に印加する基準の管電圧を発生する管電圧発生部と、前記Ｘ線管にフィラメント電流を供給するフィラメント電流供給部と、前記基準の管電圧のもと前記フィラメント電流に応じて前記Ｘ線管に流れる管電流を測定する管電流測定部と、前記基準の管電圧における複数の管電流の値にそれぞれ対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶するフィラメント電流値記憶部と、過去に生成された複数の管電圧における複数の過去のエミッション特性を記憶する過去エミッション特性記憶部と、前記基準の管電圧における前記複数の管電流の値と前記基準の管電圧における前記複数のフィラメント電流の値との複数の点を通る管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を高次の補間法で推定するエミッション特性推定部と、前記複数の過去のエミッション特性のうち、前記基準の管電圧における過去のエミッション特性と、前記基準の管電圧とは異なる管電圧における過去のエミッション特性との間の間隔を特定する間隔特定部と、前記間隔を前記推定したエミッション特性に加算し、前記基準の管電圧とは異なる管電圧におけるエミッション特性を推定する間隔加算部と、を具備する。
【００１０】
本発明に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置又はＸ線診断装置は、ある局面において、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生し被検体を透過した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画像データを発生するデータ処理装置とを有し、前記Ｘ線発生装置は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管に印加する管電圧を発生する管電圧発生部と、前記Ｘ線管にフィラメント電流を供給するフィラメント電流供給部と、前記管電圧のもと前記フィラメント電流に応じて前記Ｘ線管に流れる管電流を測定する管電流測定部と、前記管電流測定部にて測定された複数の管電流の値と前記複数の管電流のそれぞれに対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶する記憶部と、前記複数の管電流の値と前記複数のフィラメント電流の値との複数の点を通る管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を高次の補間法によって推定するエミッション特性推定部と、を具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、Ｘ線発生装置のメンテナンス時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明における第１実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態に係わるＸ線発生装置は、所望の複数の管電流の値のそれぞれを実現する複数のフィラメント電流の値を自動的に測定するフィラメント電流調整が可能である。本Ｘ線発生装置は、医用分野、非破壊検査分野等の様々な分野で適用可能である。さらに、本Ｘ線発生装置は、医用分野の中でも、Ｘ線診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影装置等様々な装置に装備可能である。ここでは、本Ｘ線発生装置は、医用分野の特にＸ線コンピュータ断層撮影装置への適用を例に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成を示す図である。図１に示すようにＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、架台（ガントリ）２を有する。架台２は、円環又は円板状の回転フレーム４を回転可能に支持する。回転フレーム４は、撮影領域中に天板６に載置された被検体Ｐを挟んで対向するようにＸ線管８とＸ線検出器１０とを有する。スキャン制御部１２は、回転フレーム４を一定の角速度で連続回転させる。また、スキャン制御部１２は、寝台を所望の方向に移動させる。
【００１４】
Ｘ線管８は、Ｘ線制御装置１４の制御のもと高電圧装置１６からの高電圧（以下、管電圧と呼ぶ）の印加及びフィラメント電流の供給を受けてＸ線を発生する。管電流は、フィラメント電流を増減することにより制御される。Ｘ線制御装置１４は、管電流とフィラメント電流との対応を示すＩｐ／Ｉｆのエミッション特性を記憶している。Ｘ線制御装置１４は、Ｉｐ／Ｉｆのエミッション特性に基づいて高電圧装置１６を制御する。また、Ｘ線管８、高電圧装置１６及びＸ線制御装置１４をまとめてＸ線発生装置３０と呼ぶことにする。
【００１５】
Ｘ線検出器１０には、データ収集部（ＤＡＳ；Data  Acquisition  System）１８が接続される。データ収集部１８は、スキャン制御部１２の制御のもと、Ｘ線検出器１０の各チャンネルの電流信号を収集する。データ収集部１８は、収集した電流信号をデジタル信号に変換し、前処理を行う。前処理されたデジタル信号は、投影データと呼ばれる。投影データは、データ収集部１８によって光や磁気を使った非接触型又はスリップリング型のデータ伝送部（図示せず）を経由してデータ処理装置２０に供給される。
【００１６】
データ処理装置２０は、投影データに基づいてＸ線画像データを発生する。また、データ処理装置２０は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の構成要素全体を制御する。システム記憶部２２は、データ処理装置２０によって発生されたＸ線画像データやＸ線コンピュータ断層撮影装置１としての機能を実現するための各種プログラムを記憶する。システムコントローラ２４は、操作者からの各種指示をデータ処理装置２０に入力する。具体的には、システムコントローラ２４は所望の管電流の値や所望の管電圧の値を入力するためのダイヤルスイッチや数値キー等の入力デバイス、及びメンテナンスの開始ボタンを有する。表示部２６は、データ処理装置２０により発生されたＸ線画像等を表示する。表示部２６としては、液晶表示器等の表示デバイスが利用可能である。
【００１７】
図２は、Ｘ線発生装置３０の構成を示す図である。図２に示すように、Ｘ線発生装置３０は、Ｘ線管８を有する。Ｘ線管８は、内部が高真空に保持されたガラスバルブ３１を有する。ガラスバルブ３１には、陽極３２と陰極とが保持されている。陽極３２は、典型的には高速に回転する回転陽極である。陰極は、フィラメント３３からなり、典型的には、図示はしないが焦点サイズが小さい小焦点フィラメントと焦点サイズが大きい大焦点フィラメントとからなる。
【００１８】
高電圧装置１６は、管電圧発生部３５、管電圧測定部３７、フィラメント電流供給部３９及び管電流測定部４１を有する。管電圧発生部３５は、陽極３２と陰極との間に印加するための管電圧を発生する。管電圧測定部３７は、陽極３２と陰極との間に配置される分圧抵抗からなり、陽極３２と陰極との間に印加された管電圧を測定する。フィラメント電流供給部３９は、フィラメント３３を加熱するためにフィラメント３３にフィラメント電流を供給する。管電流測定部４１は、陽極３２に衝突する電子ビームによって流れる管電流の値を測定する。管電流はフィラメント３３の温度により決定される。従ってフィラメント電流を変化させることにより管電流の値を変化させることができる。
【００１９】
Ｘ線制御装置１４は、制御装置記憶部４３、入力部４５、エミッション特性推定部４７及びＸ線制御部４９を有する。制御装置記憶部４３は、フィラメント電流調整時に管電圧測定部３７によって測定された複数の管電圧の値、管電流測定部４１によって測定された複数の管電流の値及び複数の管電流の値にそれぞれ対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶する。また、制御装置記憶部１４は、Ｉｐ／Ｉｆのエミッション特性を記憶する。
【００２０】
入力部４５は、操作者からの各種指示をＸ線制御部４９に入力する。具体的には、入力部４５は、Ｘ線条件として、所望の管電圧の値や所望の管電流の値を入力するためのダイヤルスイッチや数値キー等の入力デバイス、及びメンテナンスの開始ボタンを有する。
【００２１】
エミッション特性推定部４７は、制御装置記憶部４３に記憶されている複数の管電流の値とそのそれぞれに対応する複数のフィラメント電流の値との複数の点を通る管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を推定する。以下、管電流とフィラメント電流とのエミッション特性を、Ｉｐ／Ｉｆのエミッション特性と呼ぶ。具体的には、エミッション特性推定部４７は、複数の管電流の値と複数のフィラメント電流の値とを高次の補間法における高次の多項式に代入して計算する。計算が終わると高次の多項式に含まれる複数の係数が算出されるので、エミッション特性推定部４７は、算出した複数の係数を高次の多項式に代入し、Ｉｐ／Ｉｆのエミッション特性としての式を生成する。生成された式は、全ての管電流の値についてフィラメント電流調整を行った場合に得られる真のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性に近似するので、近似式と呼ぶことにする。補間法としては、ラグランジュ補間法やスプライン補間法が適用可能である。ラグランジュ補間法の場合、高次の多項式は、ラグランジュの補間多項式と呼ばれる一般に良く知られている多項式である。スプライン補間法の場合、高次の多項式は、典型的には、３次の区分多項式と呼ばれる一般に良く知られている多項式である。従ってこれら高次の多項式の説明は、省略する。
【００２２】
Ｘ線制御部４９は、エミッション特性推定部４７によって生成された近似式から所望の管電流に対応するフィラメント電流（以下、所望のフィラメント電流と呼ぶ）の値を算出する。次に、Ｘ線制御部４９は、所望のフィラメント電流の値に応じたフィラメント電流制御信号をフィラメント電流供給部３９に供給する。フィラメント電流供給信号に応じたフィラメント電流がフィラメント３３に供給される。
【００２３】
フィラメント電流調整時においてＸ線制御部４９は、管電流の測定値と供給するフィラメント電流の値とに基づいて、管電流の測定値を入力された所望の管電流の値に近づけるようにフィラメント電流制御信号をフィラメント電流供給部３９に供給する。また、フィラメント電流調整時においてＸ線制御部４９は、予め設定された順番に従って管電流を切替える。
【００２４】
Ｘ線制御部４９は、操作者により入力部４５又はシステムコントローラ２４を介して入力された所望の管電圧に応じた管電圧制御信号を管電圧発生部３５に供給する。管電圧制御信号に応じた管電圧が陽極３２と陰極との間に印加される。また、フィラメント電流調整時においてＸ線制御部４９は、予め設定された順番に従って管電圧やフィラメントの焦点サイズを切替える。
【００２５】
以下、第１実施形態における処理の１例を説明する。図３は、第１実施形態における処理の流れを示す図である。図３に示すように、Ｘ線制御部３７は、操作者からのメンテナンス開始要求を受信するために待機している（ステップＳＡ１）。操作者は、入力部４５又はシステムコントローラ２４に設けられたメンテナンス開始要求ボタンを押すことを契機として、メンテナンス作業を開始する。
【００２６】
メンテナンス開始要求がされたならＸ線制御部４９は、フィラメント電流調整を開始するように管電圧発生部３５、フィラメント電流供給部３９及びフィラメント電流測定部４１の動作を開始させる。
【００２７】
図４は、フィラメント電流調整における調整ポイントの一例を示す図である。ここで、Ｘ線管８の出力可能な管電流値の範囲は１０ｍＡ〜６００ｍＡとする。図４に示すように調整ポイントは、小さい方から順に、最小値１０ｍＡ、中間値３００ｍＡ、別の中間値５００ｍＡ、最大値６００ｍＡである。管電圧の設定ポイントは、８０ｋＶ、１００ｋＶ、１２０ｋＶ及び１３５ｋＶ、焦点サイズは小焦点及び大焦点である。以下、図３の処理は、これらの条件のもとで行なわれるとする。まずは、初めの（基準の）管電圧は８０ｋＶ、基準の焦点サイズは大焦点であるとする。なお、管電圧、焦点サイズ及び調整ポイントは、Ｘ線制御部８によって自動的に設定される。
【００２８】
フィラメント電流調整において、基準管電圧及び焦点サイズのもとＸ線管８が出力可能な管電流値のうちの最小管電流値、最大管電流値及び中間の２点における管電流値とそれを実現するフィラメント電流値とが測定される（ステップＳＡ２）。このようなルールで調整ポイントが設定されるので調整ポイントの数は、Ｘ線管８の出力の大きさに依らず一定となる。ステップＳＡ２において、基準の管電圧及び焦点サイズのもとフィラメント電流調整が行なわれ、管電流最小値１０ｍＡ、中間値３００ｍＡ、別の中間値５００ｍＡ、最大値６００ｍＡにそれぞれ対応するフィラメント電流の値が測定される。
【００２９】
フィラメント電流調整が終了すると、Ｘ線制御部４９は、エミッション特性推定部４７にエミッション特性推定処理を開始させる。エミッション特性推定処理においてエミッション特性推定部４７は、ステップＳＡ２にて測定された４つの管電流値とそのそれぞれに対応する４つのフィラメント電流値との４点を通るＩｐ／Ｉｆのエミッション特性を推定する（ステップＳＡ３）。
【００３０】
図５は、ステップＳＡ３で推定したエミッション特性を示す図である。図５に示すように縦軸はフィラメント電流（Ａ：アンペア）、横軸は管電流（ｍＡ：ミリアンペア）である。ステップＳＡ２にて測定された４つの管電流値及び４つのフィラメント電流値は、（管電流、フィラメント電流）という形式で書くと、（１０ｍＡ、４．１Ａ）、（３００ｍＡ、４．６Ａ）、（５００ｍＡ、４．８Ａ）、（６００ｍＡ、４．９Ａ）であるとする。エミッション特性推定部４７は、得られた４点をラグランジュ補間法又はスプライン補間法における高次の多項式に代入して計算し、複数の係数を算出する。そしてエミッション特性推定部４７は、算出された係数を高次の多項式に代入することによってＩｐ／Ｉｆのエミッション特性としての近似式を生成する。
【００３１】
図５に示すように、ステップＳＡ３にて生成した近似式が示す曲線（図５の実線）は、ラグランジュ補間法やスプライン補間法を用いて生成されたため、４点全てを通過する。また、近似式が示す曲線は、従来のような一次補間ではなく、高次の補間法を用いて生成されているので４点を雲形定規で結んだように滑らかな曲線になる。従って生成された近似式は真のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性に近似する。すなわち、近似式を生成することにより、真のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性を生成せずともＩｐ／Ｉｆのエミッション特性が推定されたことになる。
【００３２】
ステップＳＡ３にてＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）が推定されると、推定されたＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）は、制御装置記憶部４３に記憶される（ステップＳＡ４）。
【００３３】
次に、Ｘ線制御部４９は、管電圧を変更するか否かを判断する（ステップＳＡ５）。変更すると判断した場合Ｘ線制御部４９は、ステップＳＡ２に進み、ステップＳＡ２〜ステップＳＡ４における処理を行う。このようにステップＳＡ２〜ステップＳＡ５が繰り返されることで、さらに大焦点での管電圧１００ｋＶ、１２０ｋＶ及び１３５ｋＶにおけるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性が推定される。
【００３４】
ステップＳＡ５にて管電圧を変更しないと判断した場合Ｘ線制御部４９は、焦点サイズを変更するか否かを判断する（ステップＳＡ６）。変更すると判断した場合Ｘ線制御部４９は、ステップＳＡ２に進み、ステップＳＡ２〜ステップＳＡにおける処理を行う。このようにステップＳＡ２〜ステップＳＡ６が繰り返されることで、小焦点においても管電圧８０ｋＶ、１００ｋＶ、１２０ｋＶ及び１３５ｋＶにおけるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性が推定される。
【００３５】
ステップＳＡ６にて焦点サイズを変更しないと判断した場合Ｘ線制御部４９は、メンテナンスを終了する（ステップＳＡ７）。この図３の処理により、８つのＩｐ／Ｉｆのエミッション特性が制御装置記憶部４３に記憶される。
【００３６】
以上で、図３の処理は終了する。
【００３７】
次に、記憶されたエミッション特性（近似式）の利用場面の一例を説明を簡単にする。Ｘ線診断を行なう場面において、操作者は、Ｘ線条件として所望の管電圧及び所望の管電流の値を、入力部４５又はシステムコントローラ２４を介して入力する。Ｘ線制御部４９は、入力された所望の管電圧におけるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）を制御装置記憶部４５から読み出す。そしてＸ線制御部４９は、読み出したＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）に、入力された所望の管電流の値を代入し計算することにより、所望の管電圧における所望のフィラメント電流の値を算出する。そしてＸ線制御部４９は、算出した所望のフィラメント電流の値に応じたフィラメント電流制御信号をフィラメント電流供給部３９に供給し、所望のフィラメント電流に対応する管電流の値に応じた強度のＸ線がＸ線管８から発生される。
【００３８】
また、操作者等の必要に応じてエミッション特性推定部４７は、Ｉｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）を用いて、複数の未調整ポイントにおける複数のフィラメント電流の値を算出し、フィラメント電流と管電流との対応テーブルを生成する。フィラメント電流の値は、例えば、管電流１０ｍＡ単位で算出される。生成された対応テーブルは、制御装置記憶部４３に記憶される。Ｘ線診断を行なう場合、Ｘ線制御部４９は，生成された対応テーブルに基づいて、フィラメント電流供給部３９を制御して、Ｘ線管８からＸ線を発生させる。
【００３９】
また、制御記憶部４３はＯＬＰ（Over  Load  Protection）情報と相関係数とを記憶し、Ｘ線制御部４９はフィラメント電流調整によって得られたフィラメント電流の値をＯＬＰ状況に応じて補正する。その結果、フィラメント３３のメインヒートを最適値にすることが可能となり、フィードバック切替時に発生するフィラメント電流の段つきを抑えることができる。
【００４０】
上記構成を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、４又は５つの調整ポイントにおいてフィラメント電流調整を行い、その結果得られた複数の管電流の値と複数のフィラメント電流の値との複数の点を通るエミッション特性を推定する。従って、調整ポイントを数１０ｍＡ単位で設定していた従来に比して、本実施形態は少ない調整ポイントでフィラメント電流調整を済ますことができる。その結果、Ｘ線発生装置３０及びＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、従来に比して、大幅にメンテナンスの時間を短縮することが可能である。
【００４１】
また従来は、２つの調整ポイントの間のフィラメント電流の値は、２つの調整ポイントにおけるフィラメント電流の値の１次補間によって算出されていた。しかしながら本実施形態は、２つの調整ポイントの間のフィラメント電流の値は高次の補間法によって算出されるので、従来の１次補間に比してより実測値に近似する値となる。
【００４２】
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態よりも、メンテナンスに費やす時間を削減できるＸ線発生装置及びＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。なお以下の説明において、第１実施形態と略同一の機能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にのみ行う。
【００４３】
第２実施形態における制御装置記憶部４３´は、管電圧測定部３７によって測定された複数の管電圧の値、管電流測定部４１によって測定された複数の管電流の値及び複数の管電流の値にそれぞれ対応する複数のフィラメント電流の値のデータを記憶する。また、制御装置記憶部４３´は、過去に生成された複数の管電圧における複数のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）を記憶する。以下、過去に生成された複数の管電圧における複数のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性を、過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性と呼ぶ。
【００４４】
エミッション特性推定部４７´は、エミッション特性推定機能、間隔特定機能及び間隔加算機能を有する。エミッション特性推定機能によりエミッション特性推定部４７´は、
制御装置記憶部４３´に記憶されている複数の管電流の値とそのそれぞれに対応する複数のフィラメント電流の値との複数の点を通るＩｐ／Ｉｆのエミッション特性を推定する。
【００４５】
間隔特定機能によりエミッション特性推定部４７´は、制御装置記憶部４３´に記憶されている複数の管電圧における複数の過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性のうち、基準の管電圧における過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性と、基準の管電圧とは異なる複数の管電圧における複数の過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性との間の複数の間隔を特定する。
【００４６】
間隔加算機能によりエミッション特性推定部４７´は、特定された複数の間隔それぞれを生成したＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）に加算し、複数の管電圧における複数のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）を生成する。
【００４７】
以下、第２実施形態の１動作例を説明する、図６は、第２実施形態の処理の流れを示す図である。図６に示すように、以下、第１実施形態の１動作例を説明する。図６は、第１実施形態の処理の流れを示す図である。図６に示すように、Ｘ線制御部３７は、操作者からのメンテナンス開始要求を受信するために待機している（ステップＳＢ１）。操作者は、入力部４５又はシステムコントローラ２４に設けられたメンテナンス開始要求ボタンを押すことを契機として、メンテナンス作業を開始する。
【００４８】
メンテナンス開始要求がされたならＸ線制御部４９は、フィラメント電流調整を開始するように管電圧発生部３５、フィラメント電流供給部３９及びフィラメント電流測定部４１の動作を開始させる。
【００４９】
図６は、第２実施形態におけるフィラメント電流調整における調整ポイントの一例を示す図である。図６に示すように、第２実施形態におけるフィラメント電流調整処理では、予め設定された又は操作者により任意に決定された１つの値の管電圧（基準の管電圧）においてのみフィラメント電流調整が行われる。
【００５０】
フィラメント電流調整において、基準管電圧及び焦点サイズのもとＸ線管８が出力可能な管電流値のうちの最小管電流値、最大管電流値及び中間の２点における管電流値とそれを実現するフィラメント電流値とを測定する（ステップＳＢ２）。ステップＳＢ２において基準の管電圧及び焦点サイズのもとフィラメント電流調整が行なわれ、管電流最小値１０ｍＡ、中間値３００ｍＡ、別の中間値５００ｍＡ、最大値６００ｍＡにそれぞれ対応するフィラメント電流の値が測定される。
【００５１】
次にエミッション特性推定部４７´は、ステップＳＢ２にて測定された４つの管電流値とそのそれぞれに対応する４つのフィラメント電流値との４点を通るＩｐ／Ｉｆのエミッション特性を推定する（ステップＳＢ３）。ステップＳＢ３にて、基準管電圧及び焦点サイズでのＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）がエミッション特性推定部４７´により生成される。
【００５２】
次に、エミッション特性推定部４７´は、制御装置記憶部４３´に記憶されている複数の管電圧における複数の過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）を読み出す（ステップＳＢ４）。
【００５３】
エミッション特性推定部４７´は、ステップＳＢ４にて読み出した複数の過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）のうち、基準管電圧における過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）と、基準管電圧とは異なる複数の管電圧の複数の過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）との間の複数の間隔を特定する（ステップＳＢ５）。
【００５４】
エミッション特性推定部４７´は、ステップＳＢ５にて特定した複数の間隔をステップＳＢ３にて推定した基準管電圧におけるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）にそれぞれ加算して、基準管電圧とは異なる複数のエミッション特性を推定する（ステップＳＢ６）。
【００５５】
以下、ステップＳＢ４〜ステップＳＢ６の処理を具体的に説明する。図７は、ステップＳＢ４〜ステップＳＢ６の処理を説明するための図であり、複数の管電圧における複数の過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性を示した図である。図７に示すように、縦軸はフィラメント電流（Ａ：アンペア）で、横軸は管電流（ｍＡ：ミリアンペア）である。
【００５６】
まずエミッション特性推定部４７´は、図７に示すような複数の管電圧（管電圧８０ｋＶ、１００ｋＶ、１２０、１３５ｋＶ）における過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）を読み出す。次にエミッション特性推定部４７´は、基準管電圧８０ｋＶにおける過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性の管電流１０ｍＡでのフィラメント電流の値Ｖ１と管電圧１００ｋＶにおける管電流１０ｍＡでのフィラメント電流の値Ｖ２との間隔（ｄ１＝Ｖ１−Ｖ２）を特定する。同様にエミッション特性推定部４７´は、フィラメント電流の値Ｖ１と管電圧１２０ｋＶにおける管電流１０ｍＡでのフィラメント電流の値Ｖ３との間隔（ｄ２＝Ｖ１−Ｖ３）及びフィラメント電流の値Ｖ１と管電圧１３５ｋＶにおける管電流１０ｍＡでのフィラメント電流の値Ｖ４との間隔（ｄ３＝Ｖ１−Ｖ４）を特定する。なお、管電流１０ｍＡでのフィラメント電流の値の差を特定するとしたが、２０ｍＡでのフィラメント電流の値の差であっても１００ｍＡでのフィラメント電流の値の差であっても、どの値でもよい。
【００５７】
次にエミッション特性推定部４７´は、ステップＳＢ３にて推定した基準管電圧８０ｋＶにおけるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）にステップＳＢ５にて特定した複数の間隔ｄ、２ｄ及び３ｄをそれぞれ加算する。つまり、加算されたＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）は、加算される前の近似式を縦軸に間隔ｄ、２ｄ及び３ｄだけシフトされたものである。加算された３つのＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）は、それぞれ管電圧１００ｋＶ、１２０ｋＶ及び１３５ｋＶにおけるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）となる。
【００５８】
ステップＳＢ３及びステップＳＢ６にて推定された４つのＩｐ／Ｉｆのエミッション特性は、制御装置記憶部４３´に記憶される（ステップＳＢ７）。
【００５９】
Ｘ線制御部４９は、焦点サイズを変更するか否かを判断する（ステップＳＢ８）。変更すると判断した場合Ｘ線制御部４９は、ステップＳＢ２に進み、ステップＳＢ２〜ステップＳＢ７における処理を行う。このようにステップＳＢ２〜ステップＳＢ８が繰り返されることで、小焦点での管電圧８０ｋＶ、１００ｋＶ、１２０ｋＶ及び１３５ｋＶにおけるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性が推定される。
【００６０】
ステップＳＡ８にて焦点サイズを変更しないと判断した場合Ｘ線制御部４９は、メンテナンスを終了する（ステップＳＢ８）。この図６の処理により、８つのエミッション特性が制御装置記憶部４３に記憶される。
【００６１】
上記構成を有するＸ線発生装置３０及びＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、基準の管電圧及び焦点サイズにおいてのみフィラメント電流調整を行い、それ以外の管電圧及び焦点サイズにおけるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性は、過去のＩｐ／Ｉｆのエミッション特性に基づいて生成される。その結果、Ｘ線発生装置３０のメンテナンスに要する時間が大幅に短縮される。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。
【図２】図１のＸ線発生装置の構成を示す図。
【図３】第１実施形態における処理の流れを示す図。
【図４】図３の処理におけるフィラメント電流調整の調整ポイントを示す図である。
【図５】図３のステップＳＡ３にて推定されるＩｐ／Ｉｆのエミッション特性（近似式）を示す図である。
【図６】第２実施形態における処理の流れを示す図。
【図７】図６の処理におけるフィラメント電流調整の調整ポイントを示す図である。
【図８】図６のステップＳＢ４〜ステップＳＢ６の処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、２…架台、４…回転フレーム、６…天板、８…Ｘ線管、１０…Ｘ線検出器、１２…スキャン制御部、１４…Ｘ線制御装置、１６…高電圧装置、１８…データ収集部、２０…データ処理装置、２２…システム記憶部、２４…システムコントローラ、２６…表示部、３０…Ｘ線発生装置、３１…ガラスバルブ、３２…陽極、３３…フィラメント、３５…管電圧発生部、３７…管電圧測定部、３９…フィラメント電流供給部、４１…管電流測定部、４３…制御装置記憶部、４５…入力部、４７…エミッション特性推定部、４９…Ｘ線制御部。
【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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【図７】
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【図８】
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