(57)【要約】【課題】Ｘ線管装置の陽極回転数を安定して検出することが可能なＸ線管装置を提供する。【解決手段】陽極１４は、Ｘ線を発生するターゲットと、ターゲットと共に回転する回転部材と、回転部材を回転可能に保持する固定部材とを備える。回転部材の一部には、永久磁石５２が備えられる。外囲器１６の外には、回転部材の回転に伴って永久磁石５２の磁束が通過する位置に、磁束の通過を検出する検出器５１が配置されている。【選択図】図１
2016149251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、陽極と、前記陰極と陽極とを気密に収容する外囲器とを有し、
前記陽極は、前記陰極からの電子線の照射を受けてＸ線を発生するターゲットと、前記ターゲットを回転させる回転機構とを含み、当該回転機構は、前記ターゲットと共に回転する回転部材と、前記回転部材を回転可能に保持する固定部材とを備え、
前記回転部材の一部には、永久磁石が備えられ、
前記外囲器の外には、前記回転部材の回転に伴って前記永久磁石の磁束が通過する位置に、磁束の通過を検出する検出器が配置されていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線管装置であって、前記検出器は、コイルであることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線管装置であって、前記回転機構は、前記ターゲットに接続された回転軸と、前記回転軸に接続された円筒状のロータとを含み、
前記磁石は、前記ロータの、前記ターゲットとは逆側の端部に配置されていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＸ線管装置であって、前記検出器には、演算装置が接続され、前記演算装置は、前記検出器の出力から前記回転部材の回転数を求める回転数検出部と、前記回転数検出部が検出した回転数に基づいて、当該Ｘ線管装置が寿命に到達したかどうかを判定する判定部とを備えることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線管装置であって、前記外囲器の外側には、前記陽極の前記回転機構を回転させるための磁界を発生するステータコイルが配置され、
前記判定部は、前記ステータコイルが磁界を発生せず、前記陽極の前記回転部が惰性で回転している期間に前記回転数検出部が検出した回転数に基づいて寿命到達の判定を行うことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線管装置であって、前記判定部は、前記回転部が惰性で回転している期間に前記回転数検出部が検出した回転数の下落率に基づいて寿命到達の判定を行うことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項７】
請求項４に記載のＸ線管装置であって、前記外囲器の外側には、前記陽極の前記回転機構を回転させるための磁界を発生するステータコイルと、前記ステータコイルの磁束を検出する第２検出器とが配置され、
前記回転数検出部は、前記検出器の出力と前記第２検出器の出力との差分に基づいて前記回転数を検出することを特徴とするＸ線管装置。
【請求項８】
請求項７に記載のＸ線管装置であって、前記第２検出器は、前記回転部材が回転した場合でも、前記永久磁石の磁束が通過しない位置に配置されていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項９】
請求項７に記載のＸ線管装置であって、前記検出器と第２検出器は、前記回転部材の軸を中心とした一つの円周上に配置され、
前記検出器および第２検出器の少なくとも一方には、出力信号の位相を調整する位相調整部が接続されていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項１０】
請求項７に記載のＸ線管装置であって、前記判定部は、前記ステータコイルが前記陽極の前記回転機構の回転を開始後、前記回転数検出部の検出した回転数の上昇率に基づいて寿命到達を判定することを特徴とするＸ線管装置。
【請求項１１】
請求項７に記載のＸ線管装置であって、前記判定部は、前記ステータコイルが前記陽極の前記回転機構の回転を開始後、前記回転数検出部の検出した回転数の最高回転数に基づいて寿命到達を判定することを特徴とするＸ線管装置。
【請求項１２】
請求項３に記載のＸ線管装置であって、前記磁石は、前記ロータの、前記ターゲットとは逆側の端部の周方向の複数箇所にそれぞれ配置されていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項１３】
Ｘ線管装置と、前記Ｘ線管装置にＸ線発生のための電力および陽極回転のための電力を出力するＸ線高電圧装置とを有するＸ線撮影装置であって、
前記Ｘ線管装置として、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のＸ線管装置を用い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、陽極の回転数に基づいてＸ線管装置の寿命に達したかどうかを判定することのできるＸ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を使用して被検体を撮影する医療用Ｘ線装置などには、Ｘ線を発生するＸ線管装置が使用されている。Ｘ線管装置は、陰極と陽極とを真空外囲器内に封入し、さらに、真空外囲器を絶縁油が封入されたハウジング内に配置した構成である。陰極と陽極間に高電圧を印加すると、陰極で発生した熱電子が陽極に向かい加速され、陰極と陽極間に管電流が流れる。陽極に達した熱電子は、陽極のターゲット上に焦点を形成する。焦点に高いエネルギーを持った熱電子が衝突することにより、熱電子は、ターゲットのＸ線放射層により急速に減速されるため、ターゲットからＸ線が放出される。Ｘ線に変換されるエネルギーの割合は、Ｘ線放射層に衝突する電子の運動エネルギーの僅か１％程度であり、残りは熱に変換され陽極のターゲットやその周囲を加熱する。それゆえ、高強度若しくは長時間の照射が必要となるＸ線撮像装置の場合、ターゲットの損失を防ぐ等の目的で陽極を回転させる構造が採用されている。
【０００３】
回転陽極Ｘ線管は、陽極に設けられた回転軸を、真空外囲器に固定された筒状の固定部により、回転可能に支持している。回転軸と固定部との間には、軸受が配置されている。固定部の外側には、筒状のロータが配置され、ロータの端部は回転軸に固定されている。真空外囲器の外側からロータに対して、周方向に移動する磁界を印加することにより、ロータが回転し、ロータに連結する回転軸も回転する。これにより陽極が回転する。
【０００４】
回転軸と固定部との間に配置された軸受の潤滑剤としては、真空空間ゆえに固体潤滑剤である軟質金属が用いられるが、ターゲットからの熱流入により軸受が高温になるため、潤滑状態を長期間良好に保ち、軸受から発生する振動や騒音を長期間にわたって抑制することは難しい。劣化した固体潤滑材は、軸受から剥離し異物となり、真空外囲器内を移動して、異常放電を引き起こす可能性がある。
【０００５】
そのため、回転軸の振動や騒音が大きくなる前に、Ｘ線管装置を交換することが望まれている。特許文献１には、加速度センサ等を用いて、Ｘ線管装置の振動を測定し、振動の解析結果から故障予測する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０６１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されているように、加速度センサ等によりＸ線管装置の振動を計測する方法は、加速度センサがＸ線管装置以外に起因する他の振動も計測してしまう。そのため、他の振動の固有振動数が、陽極の回転周波数と近い場合や、他の振動の大きさが、陽極の回転による振動の振幅より大きかった場合、Ｘ線管装置の陽極の振動や正確な回転数を安定して検出することは容易ではない。
【０００８】
別の方法として、光をロータの表面等に照射して、その反射光を検出することにより、ロータや回転軸の回転数を検出することが考えられるが、ハウジングは光を透過しないため、ハウジング内の高温の縁油中に発光素子や光検出器を設置する必要がある。そのため、実現には困難が伴う。
【０００９】
本発明の目的は、Ｘ線管装置の陽極回転数を安定して検出することが可能なＸ線管装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明のＸ線管装置は、陰極と、陽極と、前記陰極と陽極とを気密に収容する外囲器とを有する。陽極は、陰極からの電子線の照射を受けてＸ線を発生するターゲットと、ターゲットを回転させる回転機構とを含む。回転機構は、ターゲットと共に回転する回転部材と、回転部材を回転可能に保持する固定部材とを備える。回転部材の一部には、永久磁石が備えられ、外囲器の外には、回転部材の回転に伴って永久磁石の磁束が通過する位置に、磁束の通過を検出する検出器が配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、永久磁石と検出器という簡単な構成で、Ｘ線管装置の陽極回転数を安定して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態のＸ線管装置の中心軸を含む断面の概略を示すブロック図。
【図２】第１実施形態のＸ線撮影装置の構成を示すブロック図。
【図３】図１の拡大図。
【図４】第１実施形態のＸ線管装置の中心軸に垂直な断面図。
【図５】第１実施形態のＸ線管装置の判定部５６の動作を示すフローチャート。
【図６】Ｘ線管装置の使用回数と惰性回転数下落率との関係を示すグラフ。
【図７】Ｘ線管装置の陽極回転開始から停止までの回転数の時間変化を示すグラフ。
【図８】第２実施形態のＸ線管装置のブロック図。
【図９】第２実施形態のＸ線撮影装置の構成を示すブロック図。
【図１０】第２実施形態のＸ線管装置の判定部５６の動作を示すフローチャート。
【図１１】第３実施形態のＸ線管装置の中心軸に垂直な断面図。
【図１２】第３実施形態のＸ線撮影装置の構成を示すブロック図。
【図１３】第４実施形態のＸ線管装置の中心軸に垂直な断面図。
【図１４】第５実施形態のＣＴ装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施形態のＸ線撮影装置について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態のＸ線撮影装置を図１〜図４を用いて説明する。
【００１４】
本実施形態では、Ｘ線管装置が、陽極の回転する部材に永久磁石を備え、真空外囲器の外であって、回転部材の回転に伴って永久磁石の磁束が通過する位置に、磁束の通過を検出する検出器（検出用コイル）を配置する。検出用コイルで永久磁石の磁束の通過を検出することにより、陽極の回転数を検出する。以下、具体的に説明する。
【００１５】
本実施形態のＸ線撮影装置は、Ｘ線管装置１００と、高電圧発生装置６０とを備えている。Ｘ線管装置１００は、図１のように、筐体１と、筐体１の内部に配置されたＸ線管１０と、Ｘ線管１０の陽極１４を回転させるための磁界を発生するステータコイル３と、演算装置５３とを備えている。
【００１６】
高電圧発生装置６０は、図２のように、Ｘ線管１６に管電流および管電圧を供給する高電圧発生回路６１と、ステータコイル３に陽極回転のための交流電力を供給するスタータ回路６２と、これらの動作を制御する制御部６３とを含む。操作者が不図示の２段スイッチの１段目を操作したならば、制御部６３は、スタータ回路６２に「陽極回転開始信号」を出力して、陽極回転用交流電力の供給を開始させ、陽極回転を開始させる。そして、操作者が２段スイッチの２段目を操作したならば、制御部６３は、高電圧発生回路６１に管電流および管電圧を発生させて、Ｘ線管１０に供給し、Ｘ線を曝射させる。また、制御部６３は、Ｘ線管１０のＸ線曝射後には、「スタータ回路停止信号」をスタータ回路６２に出力して、スタータ回路６２の陽極回転用交流電力の生成を停止させる。
【００１７】
Ｘ線管装置１００についてさらに説明する。本実施形態では、図１のように、Ｘ線管１０の内部に検出用磁石５２が配置され、Ｘ線管１０の外部であって筐体１の内側には、検出用コイル５１が配置されている。演算装置５３は、筐体１の外に配置され、検出用コイル５１の出力を演算処理する。
【００１８】
筐体１には、Ｘ線管１０から放射されたＸ線を透過させるための放射窓４が備えられている。筐体１とＸ線管１０との間の空間には、電気的絶縁性を保つために絶縁油１５が満たされている。
【００１９】
Ｘ線管１０は、陰極１２と、陰極１２と対向して配置された陽極１４と、陰極１２と陽極１４を真空気密に収容する真空外囲器１６とを備えている。真空外囲器１０内の空間は真空に維持されている。
【００２０】
陰極１２は、陽極１４に向けて電子線を発生する部分であり、熱電子を放出するフィラメントを含む。陰極１２と、陽極１４には、高電圧発生装置の高電圧発生回路６１から所定の管電圧および管電流が供給される。
【００２１】
陽極１４は、陰極１２からの電子線が衝突してＸ線を発生する円盤状のターゲット２０と、陽極１４を回転させるためにターゲット２０に固定された円筒状のロータ２２と、ロータ２２の内部に配置された回転軸２４と、回転軸２４とロータ２２との間の空間に挿入された円筒状の回転体支持部２８とを含む。回転体支持部２８には、回転軸２４を回転自在に支持する軸受２６ａ、２６ｂが備えられている。回転体支持部２８の端部は、真空外囲器１６に固定されるとともに、高電圧発生回路６１に電気的に接続され、陽極電位が給電される。
【００２２】
ターゲット２０は、円盤の上面が傾斜しており、この傾斜した部分は、タングステンやタングステン合金などの高融点金属で構成されている。ターゲット２０の傾斜した部分に陰極１２からの電子線が照射されることにより、Ｘ線が放射される。
【００２３】
ロータ２２は、非磁性の金属（例えば、Ｃｕ）により構成されている。回転体支持部２８は、非磁性金属（例えば、ＣｕやＭｏ）の外周表面を、磁性体部材で覆った構成である。
【００２４】
コイル３は、ロータ２２の周方向に配置された複数のコイルを含む。高電圧発生装置６０のスタータ回路６２は、位相をずらした交流電流をコイル３を構成する複数のコイルにそれぞれ供給する。これにより、コイル３は、磁束の向きが回転軸２４に向かう方向であり、かつ、回転軸２４の周方向に沿って移動する回転磁界を発生する。この磁界は、非磁性のロータ２２をロータ２２の半径方向に通り抜け、回転体支持部２８の表面の磁性体部材を磁路として通過し、この磁性体部材の端部からコイル３に戻る。これにより、ロータ２２には誘導電流が流れる。磁界がロータ２２の周方向に移動することにより、誘導電流と磁界の相互作用により、ロータ２２の周方向の力が発生し、ロータ２２を回転させる。ロータ２２の回転に伴い、ロータ２２に固定されているターゲット２０と回転軸２４が、回転体支持部２８に対して回転する。ターゲット２０が回転することにより、ターゲット２０上の陰極１２からの電子線の照射位置が移動する。よって、陽極１４を構成する主な回転部材は、ターゲット２０と、ロータ２２と、回転軸２４である。
【００２５】
永久磁石５２は、図３のように、ロータ２２の、ターゲット２０とは逆側の端部に固定されている。永久磁石５２は、図４のように、周方向の１箇所にのみ配置されている。永久磁石５２の向きは、ロータ２２の半径方向の磁束を発生するように設定されている。
【００２６】
検出用コイル５１は、真空外囲器１６を挟んで、永久磁石５２と向かい合う位置に配置されている。検出用コイル５１の向きは、永久磁石５２が発生する磁束が、検出用コイル５１を貫くように向けられている。永久磁石５２の材質および形状は、Ｘ線管１６内の永久磁石５２が配置されている部分の温度でも磁性を維持し、かつ、検出用コイル５１が検出可能な強度の磁界が発生できるように設計されている。例えばアルニコ（Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ）磁石を用いることができる。
【００２７】
永久磁石５２は、ロータ２２とともに回転し、ロータ２２が１周するごとに検出用コイル５１の前を通過するため、通過時に永久磁石５２の磁束が検出用コイル５１を貫き、検出用コイル５１には誘導電流が生じる。検出用コイル５１の出力は、演算装置５３に取り込まれる。
【００２８】
演算装置５３は、図２のように、Ａ／Ｄ変換器５４と、回転数検出部５５と、判定部５６とを備えている。Ａ／Ｄ変換器５４は、検出用コイル５１の出力をデジタル信号に変換する。回転数検出部５５は、検出用コイル５１が誘導電流を検出する間隔を検出することにより、ロータ２２の回転数を検出する。例えば、ＦＦＴ演算やパルスカウントを行って回転数を検出するように、回転数検出部５５を構成する。判定部５６は、算出したロータ２２の回転数に基づいて、Ｘ線管装置１００が寿命に達しているかどうかを判定する。判定部５６は、ＣＰＵとメモリにより構成し、ＣＰＵが予めメモリに格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、ソフトウエアによりその動作を実現するように構成することができる。ソフトウエアで判定部５６を構成する場合、回転数検出部５５の動作も判定部５６と共にソフトウエアで実現するように構成することも可能である。また、判定部５６を、電気回路や集積回路（ＩＣ）等のハードウエアにより構成することも可能である。ＩＣとしては、ＡＳＩＣや、プログラマブルＩＣ（ＦＰＧＡ等）を用いることが可能である。
【００２９】
以下、演算装置５３の判定部５６の動作を、図５のフローを用いて説明する。判定部５６は、高電圧発生装置６０の制御部６３と接続され、「陽極回転開始信号」と「ステータ回路停止信号」を受け取る。そして、陽極１４の惰性回転数の下落率を求め、Ｘ線管１０が、寿命に達したかどうかを判定する。
【００３０】
まず、判定部５６は、ステップ７１において、操作者が２段スイッチの１段目を操作するのに伴って制御部６３がスタータ回路６２に出力する「陽極回転開始信号」を受け取るまで待機する。陽極回転開始信号を受け取ったならば、ステップ７２に進み、カウンタを動作させ、Ｘ線管１０の交換から現在まで陽極回転開始信号を受け取った回数（使用回数）をカウンタに累積させる。カウンタの累積した使用回数が、図６に示す予め定めた回数ｎ０以下の場合には、ステップ７１に戻る（ステップ７３）。図６のように、Ｘ線管１０の使用回数が所定の回数ｎ０以下の場合には、寿命から遠いにも関わらず惰性回転数下落率が大きい値を示す時期であるからである。
【００３１】
ステップ７３において、使用回数が所定回数ｎ０より大きい場合には、ステップ７４に進み、制御部６３がスタータ回路６２に出力する「スタータ回路停止信号」を判定部５６が受け取るまで待機する。この待機の間、スタータ回路６２は、ステータコイル３に陽極回転用交流電力を供給するため、陽極１４は回転し、その回転数は、図７のグラフのように上昇した後、ほぼ所定の回転数に到達する。そして、操作者が２段スイッチの２段目を操作すると、高電圧発生回路６１から管電圧と管電流が陰極１２と陽極１４間に供給され、Ｘ線が放射される。制御部６３は、Ｘ線放射後、スタータ回路停止信号を出力して陽極回転用交流電力の供給を停止させる。
【００３２】
スタータ回路停止信号が制御部６３から出力されると、スタータ回路６２は、ステータコイル３への交流電流の供給を停止するため、陽極１４は惰性で回転し、図７のように回転数が徐々に低下する。また、ステータコイル３の磁界発生が停止するため、検出用コイル５１は、ステータコイル３の磁界の影響を受けることなく、永久磁石５２の磁界を検出できる。
【００３３】
そこで、スタータ回路停止信号が制御部６３から出力された場合、判定部５６は、ステップ７５に進み、回転数検出部５５が検出した陽極１４の回転数を受け取り、その時間変化（惰性回転数下落率）を算出し、内蔵するメモリに格納する。図６のように、惰性回転数下落率は、Ｘ線管装置１００の使用回数がｎ１を超えると、軸受２６ａ，２６ｂの摩耗等に起因して急激に増大する。そこで、ステップ７６では、ステップ７５で算出した惰性回転数下落率が予め定めたｒ１以上である場合には、寿命に到達したと判断して、ステップ７７に進む。ステップ７７では、陽極１４が寿命に到達したことを操作者に報知する。例えば、接続されている表示装置１２５に寿命到達を報知する所定の表示を行い、Ｘ線管１６を交換するように操作者に促す。
【００３４】
また、ステップ７６において、惰性回転数下落率がｒ１より小さい場合は、ステップ７８に進み、今回算出した惰性回転数下落率と、今回（現時点）から所定の使用期間αにおいてステップ７５で算出し内蔵メモリに格納しておいた惰性回転数下落率を読み出して、それらの平均値を算出する。算出した平均値が予め定めた値ｒ２以上である場合には、使用回数ｎ１を超えて急激に惰性回転数下落率が増大していると判断できるため、寿命に到達したと判定し、ステップ７７に進んで操作者への報知を行う。ステップ７８において、算出した平均値が予め定めた値ｒ２よりも小さい場合には、寿命に到達していないため、ステップ７１に戻る。
【００３５】
なお、図５のフローでは、ステップ７７で寿命に到達したことを報知した後、ステップ７１に戻る構成としているが、ステップ７７の後、高電圧発生装置６０の制御部６３に寿命に到達したことを知らせる信号を出力して、以降の撮影を停止させたり、通信回線を介してサービスステーション等にＸ線管１０の交換を指示する構成にすることも可能である。
【００３６】
なお、惰性回転数下落率は、Ｘ線管１０の陽極１４の重さや軸受の設計に応じて異なるため、ｎ０、ｒ１、ｒ２の値はＸ線管１０の種類に応じて予め設定する。
【００３７】
本実施形態では、永久磁石５２と検出用コイル５１を配置したことにより、陽極１４の回転数を安定して正確に検出することができる。これにより、陽極１４の回転軸２４に振動や騒音が実際に生じる前に、寿命に達したと判定することができ、操作者や被検体が振動や騒音によって煩わせることなくＸ線管１０を交換できる。また、永久磁石５２と検出用コイル５１は、簡素な構造であるため、故障を生じにくく、安定して回転数の検出を行うことができる。
【００３８】
惰性回転数下落率は、軸受２６ａ，２６ｂの温度によって異なるため、軸受２６ａ、２６ｂの温度を、陽極回転開始信号の連続回数（撮影の連続回数）や、スタータ回路停止信号から次の陽極回転開始信号までの時間間隔（撮影と撮影の間隔）に基づいて推定し、推定した温度に応じて、ｎ０、ｒ１、ｒ２の値を変更することも可能である。
【００３９】
なお、永久磁石５２を配置する位置は、ロータ２２の端部に限られるものではない。ターゲット２０と共に回転する部材であって、ステータコイル３の磁界を大きく乱さず、かつ、真空外囲器１６の外に永久磁石５２の磁界を及ぼすことができる位置であればよい。例えば、ロータ２２の外周面に永久磁石５２を配置することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ステータコイル３がオフの状態で、永久磁石５２の磁界を検出する構成であったが、第２実施形態では、ステータコイル３がオンの状態でも永久磁石５２の磁界から回転数を検出できるように構成されている。第２実施形態のＸ線撮像装置の構成を図８〜図１０を用いて説明する。図８〜図１０において、第１実施形態の構成と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
第２実施形態では、図８のように、ロータ２２が回転した場合でも永久磁石５２の磁束が通過しない位置に、第２検出器（第２検出用コイル）１５１が配置されている。具体的には、回転軸２４の軸方向に沿って、検出用コイル５１と並ぶように、第２検出用コイル１５１が配置されている。検出用コイル１５１とステータコイル３の中心軸３ａとの距離は、検出用コイル５１とステータコイル３と同じ距離になるように設定されている。これにより、第２検出用コイル１５１にステータコイル３から印加される磁界は、検出用コイル５１にステータコイル３から印加される磁界と同位相で、同程度の強度となる。第２検出用コイル１５１の近傍には、永久磁石５２は備えられていない。
【００４２】
図９に示すように演算装置４３は、第２検出用コイル１５１の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１５４と、差分回路１５５をさらに備えている。差分回路１５５には、検出用コイル５１のＡ／Ｄ変換器５４と、第２検出用コイル１５１のＡ／Ｄ変換器１５４の出力とが入力され、差分信号を算出する。
【００４３】
ステータコイル３が磁界を発生している間は、検出用コイル５１は、磁石５２の磁界と、それに重畳するステータコイル３の磁束を検出し、第２検出用コイル１５１は、ステータコイル３の磁束のみを検出する。よって、差分回路１５５によって、２つの検出用コイル５１，１５１の出力信号の差分を求めることにより、永久磁石５２の磁束による誘導電流の信号のみを抽出することができる。よって、差分回路１５５の出力信号を、回転数検出部５５に入力することにより、ステータコイル３が動作中であっても、回転数を安定して検出することができる。
【００４４】
判定部５６は、図１０のフローのように動作して、図７に示す陽極回転開始直後の回転数上昇率と、到達最高回転数により寿命に到達したかどうかを判定する。すなわち、まず、第１実施形態と同様にステップ７１〜７３を実行して、使用初期の回転数が上昇する時期ではないことを確認した後、ステップ１７５において、回転数の上昇率を算出するとともに、到達最高回転数を検出する。そして、ステップ１７６において、回転数上昇率が予め定めた値ｒ３以下かどうかを判定し、ｒ３以下である場合には、ステータコイル３が劣化していると判断し、ステップ７７に進んで寿命に到達したことを報知する。
【００４５】
ステップ１７６で回転数上昇率がｒ３より大きい場合には、ステップ１７８に進み、到達最高回転数が予め定めたｒ４以下かどうか判定する。到達最高回転数がｒ４以下の場合には、ステータコイル３もしくは回転軸２４が劣化していると判定して、ステップ７７で寿命到達を報知する。一方、ステップ１７８において、到達最高回転数がｒ４より大きい場合には、寿命には到達していないと判定してステップ７１に戻る。
【００４６】
このように、第２実施形態では、ステータコイル３の動作中においても回転数を安定して検出することができるため、回転軸２４の劣化のみならず、ステータコイル３の劣化も判断できる。
【００４７】
なお、図８のフローでは、回転数上昇値と到達最高回転数の両方を寿命の判断に用いたが、いずれか一方のみで寿命を判断してもよい。
【００４８】
また、図８のステップ１７５〜１７８の後で、第１実施形態のステップ７４〜７８を行って、惰性回転率下落率からさらに寿命到達かどうかを判断することも可能である。
【００４９】
他の構成および動作は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５０】
（第３実施形態）
第３実施形態は、第２実施形態と同様に第２検出用コイル１５１を備えるが、第２検出用コイル５１の配置が第２実施形態とは異なっている。第３実施形態では、図１１のように、回転軸２４の中心軸２４ａ対して、検出用コイル５１と対称な位置に第２検出用コイル１５１を配置する。このような配置にすることにより、回転軸２４の中心軸２４ａを中心とする一つの円周上に検出用コイル５１と第2検出用コイル１５１が位置するため、第２検出用コイル１５１とステータコイル３との距離が、検出用コイル５１とステータコイル３との距離と等しくなる。よって、ステータコイル３の発生する磁界の分布が、ステータコイル３の中心軸３ａに対して左右非対称である場合にも、検出用コイル５１と第２検出用コイル１５１はそれぞれ、ステータコイル３の形成する磁界を同じ強度で検出することができる。よって、両検出用コイル５１，１５１の出力の差分を差分回路１５５で算出することにより、永久磁石５３の磁界による出力を精度よく抽出することができる。
【００５１】
ただし、第２検出用コイル１５１と検出用コイル５１は、一つの円周上に位置するため、永久磁石５２は、検出用コイル５１のみならず第２検出用コイル１５１の前も通過し、第２検出用コイル１５１の出力にも永久磁石５２の出力が含まれる。よって、差分回路１５５の出力には、第２検出用コイル１５１による永久磁石５２の磁束の検出ピークと、検出用コイル５１による永久磁石５２の磁束の検出ピークが異なるタイミングで、かつ、差分をとったことにより異なる極性で含まれている。回転数検出部５５は、これを考慮して出力ピークの間隔を検出する等して、回転数を求める。
【００５２】
なお、第２検出用コイル１５１と検出用コイル５１が配置されている位置は、中心軸２４ａを中心として周方向にずれているため、ステータコイル３の形成する磁界の位相が異なる。そのため、図１２のように、第２検出用コイル１５１のＡ／Ｄ変換器１５４および検出用コイル５１のＡ／Ｄ変換器５４の少なくとも一方と、差分回路１５５との間に、位相のずれを調整する位相調整回路１５６を配置し、ステータコイル３の磁界による出力信号の位相を一致させてから差分を求める構成とする。これにより、第２検出用コイル１５１と検出用コイル５１が検出したステータコイル３の磁界の位相のずれている場合でも、永久磁石５２の磁界による出力を精度よく抽出できる。
【００５３】
（第４実施形態）
第４実施形態は、第１実施形態と同様に、検出用コイル５１を一つのみ備える構成であるが、第１実施形態と異なる点は、図１３のように、永久磁石５２をロータ２２の周方向に複数個、等間隔に配置する点である。これによりロータ２２の回転モーメントの磁石５２の重さによるアンバランスが解消されるため、ロータ２２の回転を安定させることができる。なお、ロータ２２の１回転につき、複数の磁石５２が検出用コイル５１の前を通過するため、回転数検出部５５は、磁石５２の数と同じ数の信号を検出した場合に、１回転を検出するように構成する。
【００５４】
（第５実施形態）
第５実施形態として、第１〜第４実施形態のＸ線管装置１００および高電圧発生装置６０のいずれかを用いたＸ線ＣＴ装置１３０の一例について説明する。図１４は、Ｘ線ＣＴ装置１３０の全体構成のブロック図である。Ｘ線ＣＴ装置１３０は、スキャンガントリ部２００と、操作卓１２０とを備える。
【００５５】
スキャンガントリ部２００は、Ｘ線管装置１００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、を備えている。
【００５６】
Ｘ線管装置１００は、第１〜第４実施形態のＸ線管装置１００のいずれかであり、寝台１０５上に載置された被検体にＸ線を照射する。回転円盤１０２は、寝台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１００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。Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線管装置１００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Ｘ線検出素子を回転円盤１０２の回転方向に配列したもの、若しくは回転円盤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。
【００５７】
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の回転を制御する装置である。寝台制御装置１０９は、寝台１０５の上下前後左右動を制御する装置である。Ｘ線制御装置１１０は、第１〜第３実施形態で説明した高電圧発生装置６０を備える。
【００５８】
操作卓１２０は、入力装置１２１と、画像演算装置１２２と、表示装置１２５と、記憶装置１２３と、システム制御装置１２４とを備えている。入力装置１２１は、被検体氏名、検査日時、撮影条件など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である。画像演算装置１２２は、データ収集装置１０７から創出される計測データを演算処理してＣＴ画像再構成を行う装置である。表示装置１２５は、画像演算装置１２２で作成されたＣＴ画像を表示する装置であり、具体的にはＣＲＴ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で収集したデータおよび画像演算装置１２２で作成されたＣＴ画像の画像データを記憶する装置であり、具体的にはハードディクスドライブなどである。システム制御装置１２４は、これらの装置およ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。
【００５９】
入力装置１２１から入力された撮影条件、特にＸ線管電圧やＸ線管電流などに基づきＸ線制御装置１１０がＸ線管装置１００に出力する電力（管電流、管電圧）を制御することにより、Ｘ線管装置１００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１００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、特に回転速度などに基づいて回転する。寝台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、特にらせんピッチなどに基づいて動作する。
【００６０】
Ｘ線管装置１００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。取得された様々な角度からの投影データは画像演算装置１２２に送信される。画像演算装置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。
【００６１】
撮影は、長時間行われることもあるが、本実施形態では、Ｘ線管１０の寿命を判断できるため、回転騒音や振動の発生の前に、Ｘ線管１０を交換することができる。これにより本実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１３０は、操作者や被検体を、騒音や振動で煩わせることなく、撮影を行うことができる。
【符号の説明】
【００６２】
１：筐体、３：ステータコイル、１０：Ｘ線管、１２：陰極、１４：陽極、２２：ロータ、５１：検出用コイル、５２：磁石、５３：演算装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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