(57)【要約】【課題】  多チャンネルのＸ線検出手段の異常個所を的確に特定可能にした故障診断機能を有するＸ線診断装置を提供する。【解決手段】  故障診断処理部３８に記憶された故障診断条件に基づいてＸ線検出器１３の各Ｘ線検出素子の検出データをＤＡＳユニット１７の各ＤＡＳを介して収集し、これら収集されたデータについて予め故障診断処理部３８に記憶された基準データと比較し、この比較結果よりＸ線検出器１３及びＤＡＳユニット１７の各部位の異常を判定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を曝射するＸ線曝射手段と、
前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出素子及び該Ｘ線検出素子の検出データを収集するデータ収集部をそれぞれ有する多チャンネルのＸ線検出手段と、
予め所定の診断条件下で前記Ｘ線検出手段を介して収集されたデータを基準データとして記憶する記憶手段と、
前記所定の診断条件の下で前記Ｘ線検出手段より取得されたデータと前記記憶手段に記憶された基準データとの比較結果に応じて前記Ｘ線検出手段の異常を判定する異常判定手段と
を具備したことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、予め前記Ｘ線曝射手段の異なる動作条件に基づいた前記Ｘ線検出素子の動作特性を基準データとして記憶し、
前記異常判定手段は、前記異なる動作条件に基づいた前記Ｘ線検出素子の検出データより求められた動作特性との比較結果より前記Ｘ線検出素子の異常を判定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
Ｘ線検出手段のデータ収集部は、少なくとも積分器、増幅器及びデジタル変換器を有し、
前記記憶手段は、予め診断条件として前記積分器をリセットしたときの前記Ｘ線検出手段を介して収集されたデータを基準データとして記憶し、
前記異常判定手段は、前記診断条件の下で前記Ｘ線検出手段より取得されたデータと前記記憶手段に記憶された基準データとの比較結果に応じて前記積分器を含む出力側の異常を判定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
Ｘ線検出手段のデータ収集部は、少なくとも積分器、増幅器及びデジタル変換器を有し、
前記記憶手段は、予め前記増幅器をリセットした場合の前記Ｘ線検出手段を介して収集されたデータを基準データとして記憶し、
前記異常判定手段は、前記診断条件の下で前記Ｘ線検出手段より取得されたデータと前記記憶手段に記憶された基準データとの比較結果に応じて前記増幅器を含む出力側の異常を判定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障診断機能を有するＸ線診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置であるＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と多チャンネルのＸ線検出器を、被検体を挟んで相対向して配置し、これらＸ線管とＸ線検出器を被検体の周りで回転させるとともに、Ｘ線管より発生したＸ線を被検体を透過させてＸ線検出器で検出するようにしている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この場合、多チャンネルのＸ線検出器には、これらＸ線検出器とともに回転されるデータ収集部（以下、ＤＡＳ（Data Acquisition System）ユニットと称する。）が接続されている。このＤＡＳユニットは、Ｘ線検出器で検出されるＸ線強度に応じた電気信号（アナログ信号）を一旦蓄積し、この蓄積された電気量を増幅したのちデジタル信号に変換し画像データとして出力する。
【特許文献１】２００５−２８３４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器の多チャンネル化にともない、内部異常が発生したような場合、これら多チャンネルのＸ線検出器及びＤＡＳユニットの中から故障原因の個所を特定するのが難しくなっている。このため、故障個所の特定が不十分のままＸ線検出器の取外しなどを行うことになると、多チャンネル化されたＸ線検出器の取外し作業が容易でないため、故障していない非常に高価な検出器までを破損してしまうことがあるなど、極めて困難な作業を強いられる。
【０００５】
このため、多チャンネルのＸ線検出器やＤＡＳユニットの異常が疑われた場合、これらを例えばユニット単位で一式交換する方法がとられているが、これらＸ線検出器及びＤＡＳユニットは高価なものであるため、一式交換には多大なコストがかかってしまうという問題を生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、多チャンネルのＸ線検出手段の異常個所を的確に特定可能にした故障診断機能を有するＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るＸ線診断装置は、
被検体にＸ線を曝射するＸ線曝射手段と、
前記被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出素子及び該Ｘ線検出素子の検出データを収集するデータ収集部をそれぞれ有する多チャンネルのＸ線検出手段と、
予め所定の診断条件下で前記Ｘ線検出手段を介して収集されたデータを基準データとして記憶する記憶手段と、
前記所定の診断条件の下で前記Ｘ線検出手段より取得されたデータと前記記憶手段に記憶された基準データとの比較結果に応じて前記Ｘ線検出手段の異常を判定する異常判定手段とを具備したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、多チャンネルのＸ線検出手段の異常個所を的確に特定可能にした故障診断機能を有するＸ線診断装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるＸ線診断装置としてＸ線ＣＴ装置の概略構成を示している。
【００１１】
この場合、Ｘ線ＣＴ装置は、架台装置１０、寝台装置２０、及びコンソール部３０を備えている。架台装置１０は、回転架台(ガントリ)１１を有し、この回転架台１１を挟んでＸ線源１２とＸ線検出器１３が対向して配置されている。また、架台装置１０には、高電圧発生部１４、架台駆動部１５、絞り駆動部１６及びＤＡＳユニット１７が設けられている。
【００１２】
回転架台１１は、Ｘ線源１２とＸ線検出器１３とを保持するもので、架台駆動部１５によりＸ線源１２とＸ線検出器１３を結ぶ直線の中間点に位置する回転軸を中心にして回転される。架台駆動部１５は、制御部３１により出力された架台制御信号に基づいて回転架台１１を回転させる。制御部３１については後述する。
【００１３】
高電圧発生部１４は、制御部３１からの制御信号に基づいて、撮影条件に従った高電圧をＸ線源１２に供給する。この場合、Ｘ線源１２は、高電圧発生部１４から供給された高電圧によって、ファン状やコーン状などのＸ線ビームを曝射する。絞り駆動部１６は、撮影条件に従ってＸ線遮蔽板を移動させ、Ｘ線のスライス方向の曝射範囲を調整する。
【００１４】
Ｘ線検出器１３は、Ｘ線源１２から曝射され、被検体Ｐを透過したＸ線ビームを検出し、検出信号を出力する。この場合、Ｘ線検出器１３は、図３に示すように回転架台１１の開口部１１ａ内周面に沿って前記Ｘ線源１２に対向して配置されるもので、チャンネル方向Ｃにそれぞれ１列に並べて構成される、多チャンネル（例えば１０００チャンネル）のＸ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎが、スライス方向Ｓに２列に配置されている。
【００１５】
Ｘ線検出器１３には、ＤＡＳユニット１７が接続されている。この場合、ＤＡＳユニット１７は、図４に示すようにＸ線検出器１３を構成する各Ｘ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎに各別にデータ収集部としてのＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎが接続されている。この場合、Ｘ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎは、これらに各別に接続されるＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎとともにそれぞれＸ線検出手段を構成している。
【００１６】
ＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎには、ＤＡＳコントローラ１７０が接続されている。ＤＡＳコントローラ１７０は、制御部３１の指示によりＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎ全体を制御するもので、これらＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎに収集されたデータを纏めて出力させる。また、各Ｘ線検出手段を構成するＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎ及びＸ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎは、複数チャンネル、例えば２０チャンネル毎に一纏めにしてユニット化され、これらユニット単位で交換を可能にしている。
【００１７】
ＤＡＳ１７１ａは、図５に示すようにＸ線検出素子１３１ａに例えばフレキシブルケーブルからなる第１のケーブル１７ａを介して積分器（C-AMP）１７ｂが接続されている。また、積分器１７ｂには、例えばフレキシブルケーブルからなる第２のケーブル１７ｃを介して増幅器（P-AMP）１７ｄが接続され、この増幅器１７ｄにデジタル変換器（ADC）１７ｅが接続されている。積分器１７ｂは、Ｘ線検出素子１３１ａで検出されるＸ線強度に応じた電気信号（アナログ信号）を一旦蓄積する。増幅器１７ｄは、積分器１７ｂに蓄積された電気量を増幅し、デジタル変換器１７ｅは、増幅器１７ｄで増幅された電気信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換し画像データとして出力する。
【００１８】
その他、ＤＡＳ１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎについても、Ｘ線検出素子１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎに対してＤＡＳ１７１ａと同様に構成されている。
【００１９】
図１に戻って、寝台装置２０は、被検体Ｐが載置される寝台天板２１を有している。寝台天板２１は、寝台駆動部２３を有する寝台基台２２により支持されている。
【００２０】
寝台駆動部２３は、制御部３１から出力された寝台移動制御信号に基づいて、回転架台１１の1回転当たりの寝台天板２１の移動量を演算し、スキャン時に、演算された移動量で寝台天板２１を移動させる。この場合、寝台天板２１は、被検体Ｐを載せた状態で、寝台駆動部２３により上下方向に移動されるとともに、被検体Ｐの体軸方向に移動可能となっている。
【００２１】
コンソール部３０は、制御部３１を有している。制御部３１には、上述した高電圧発生部１４、架台駆動部１５、絞り駆動部１６、ＤＡＳユニット１７及び寝台駆動部２３が接続されている。
【００２２】
また、コンソール部３０は、制御部３１の他に、コンソールＩ／Ｆ(インターフェース)ユニット３２、再構成処理部３３、画像記憶部３４、画像処理部３５、表示装置３６、入力部３７及び故障診断処理部３８を有している。
【００２３】
制御部３１は、装置全体を制御する。この場合、制御部３１は、高電圧発生部１４に対して、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号を出力し、また、架台駆動部１５に対して、診断開始の指示、及び回転架台１１の駆動を制御する架台制御信号を出力する。さらに制御部３１は、ＤＡＳユニット１７に対して、データの収集駆動を制御するデータ収集制御信号を出力し、絞り駆動部１６に対して、Ｘ線ビームの絞りを制御する絞り制御信号を出力する。そして、寝台駆動部２３に対して、寝台移動を制御する寝台移動制御信号を出力する。
【００２４】
コンソールＩ／Ｆユニット３２は、架台装置１０でＸ線検出器１３の検出信号を収集したＤＡＳユニット１７からの送信データを受信する。再構成処理部３３は、コンソールＩ／Ｆユニット３２を介して入力されるＤＡＳユニット１７の収集データに基づいて被検体Ｐに対する画像を再構成し画像データを出力する。画像記憶部３４は、再構成処理部３３で再構成された断層画像データを一時的に記憶する。画像処理部３５は、画像記憶部３４に記憶されたデータからＣＴ画像データを生成し、表示装置３６に表示させる。故障診断処理部３８は、Ｘ線検出器１３及びＤＡＳユニット１７の故障を診断する。故障診断処理部３８については後述する。そして、入力部３７は、各種撮影条件の設定や故障診断のための各種の指示を入力する。
【００２５】
故障診断処理部３８は、図２に示すように診断条件記憶部３８１、基準データ記憶部３８２及び異常判定部３８３を有している。診断条件記憶部３８１は、故障診断に必要なデータ収集のための条件として、例えば、（ａ）１２０ＫＶ、５０ｍＡ、エアー（被検体なし）、（ｂ）１２０ＫＶ、１００ｍＡ、エアー（被検体なし）、（ｃ）オフセット（Ｘ線非曝射時）、（ｄ）Ｃ−ＡＭＰリセット時、（ｅ）Ｐ−ＡＭＰリセット時、などの各故障診断条件を記憶している。基準データ記憶部３８２は、故障判定に用いる基準データを記憶している。この場合、上述の故障診断条件（ａ）〜（ｃ）で装置を動作させた場合のＸ線検出器１３の各Ｘ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎでの検出データをＤＡＳユニット１７を介して収集し、これらデータの変化から求められる各Ｘ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎそれぞれの動作特性を基準データＡとして記憶し、また、故障診断条件（ｄ）（ｅ）でのＸ線検出器１３の各Ｘ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ａ、…１３２ｎの検出データをＤＡＳユニット１７を介して収集し、これら収集データを基準データＢ、Ｃとしてそれぞれ記憶している。異常判定部３８３は、故障診断条件（ａ）〜（ｅ）に基づいてＤＡＳユニット１７を介して収集されるデータと、基準データ記憶部３８２に記憶された上述の基準データＡ、Ｂ、Ｃを比較し、この比較結果よりＸ線検出器１３及びＤＡＳユニット１７の各所の異常を判定する。そして、異常判定部３８３で判定した結果を表示装置３６に表示させる。
【００２６】
次に、このように構成された実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
いま、基準データ記憶部３８２には、上述したように診断条件記憶部３８１に記憶された各故障診断条件（ａ）〜（ｅ）によりＤＡＳユニット１７を介して収集されたデータに基づいて上述した基準データＡ、Ｂ、Ｃが記憶されているものとする。
【００２８】
まず、Ｘ線検出器１３のＸ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎの故障診断を行う場合、診断条件記憶部３８１より故障診断条件（ａ）〜（ｃ）を読み出し、これら故障診断条件（ａ）〜（ｃ）にしたがって装置の動作を実行する。そして、このときのＸ線検出器１３の各Ｘ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎの検出データを、ＤＡＳユニット１７を介して収集し、異常判定部３８３に入力する。異常判定部３８３は、ＤＡＳユニット１７を介して収集したデータの変化から各Ｘ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎそれぞれの動作特性を求め、これらの動作特性を基準データ記憶部３８２に記憶された基準データＡと比較することによりＸ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎの中から故障や劣化などの異常を判定する。そして、異常判定部３８３で判定した結果を表示装置３６に表示させる。
【００２９】
この場合、異常と判定されたＸ線検出素子が特定されれば、該当するＸ線検出素子のみを抜き出して交換する。ここで、例えば、１チャンネルだけのＸ線検出素子が異常と判定されたような場合は、Ｘ線検出素子を交換するのではなく、該当するＸ線検出素子周囲の他のチャンネルのＸ線検出素子の検出データを用い、この検出データを異常と判断されたＸ線検出素子の検出データとみなして利用する、所謂チャンネル置換を行うようにしてもよい。
【００３０】
次に、ＤＡＳユニット１７の故障診断を行う場合、まず、診断条件記憶部３８１より故障診断条件（ｄ）を読み出し、この故障診断条件（ｄ）にしたがってＤＡＳユニット１７の全てのＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎの積分器１７ｂを強制的にリセット状態にする。この状態で、ＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎのそれぞれのデジタル変換器１７ｅからデータを収集する。そして、これら収集されたデータと、基準データ記憶部３８２に記憶された基準データＢを異常判定部３８３で比較する。この場合、異常判定部３８３は、各ＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎのうち、基準データＢに対して明らかに異常なデータを出力するものがあれば、異常データを出力するものについてリセットされた積分器１７ｂを含む出力側、つまり、積分器１７ｂからデジタル変換器１７ｅまでの間で異常が発生していると判断し、この結果を表示装置３６に表示する。この場合、異常と判断されたＤＡＳについて、例えば積分器１７ｂの出力異常やケーブル１７ｃの抜けなどが考えられるので、これらの個所について集中して故障原因を調べればよい。
【００３１】
次に、故障診断条件（ｅ）を実行する。この場合、診断条件記憶部３８１より故障診断条件（ｅ）を読み出し、この故障診断条件（ｅ）にしたがってＤＡＳユニット１７の全てのＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎの増幅器１７ｄを強制的にリセット状態にする。そして、この状態でＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎのそれぞれのデジタル変換器１７ｅからデータを収集し、この収集されたデータと基準データ記憶部３８２に記憶された基準データＣを異常判定部３８３で比較する。この場合も、異常判定部３８３は、各ＤＡＳ１７１ａ、１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎのうち、基準データに対して明らかに異常なデータを出力するものがあれば、この異常データを出力するものについてリセットされている増幅器１７ｄを含む出力側、つまり、増幅器１７ｄ又はデジタル変換器１７ｅに異常が発生していると判断し、この結果を表示装置３６に表示する。
【００３２】
この場合、異常判断されたＤＡＳについて、増幅器１７ｄ又はデジタル変換器１７ｅの異常が考えられ、これらの個所について集中して故障原因を調べればよい。
【００３３】
したがって、このようにすれば、診断条件記憶部３８１に記憶された故障診断条件に基づいてＸ線検出器１３の各Ｘ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎの検出データをＤＡＳユニット１７のＤＡＳ１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎを介して収集し、これら収集されたデータについて予め基準データ記憶部３８２に記憶された基準データＡ、Ｂ、Ｃを比較し、この比較結果よりＸ線検出器１３及びＤＡＳユニット１７の各部位の異常を判定するようにした。これにより、多チャンネルのＸ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎ及びＤＡＳ１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎの中の異常部位を的確に特定することができるので、従来のように故障個所の特定が不十分のままＸ線検出器の取外しなどを行うことがなくなり、非常に高価なＸ線検出器を破損してしまうような事故を回避することができる。また、多チャンネルのＸ線検出素子１３１ａ、１３１ｂ、…１３１ｎ、１３２ａ、１３２ｂ、…１３２ｎ及びＤＡＳ１７１ｂ、…１７１ｎ、１７２ａ、１７２ｂ、…１７２ｎの中の異常部位を特定できることは、従来の多チャンネルのＸ線検出器やＤＡＳユニットの異常が疑われた場合、これらをユニット単位で一式交換する方法をとるものと比べて、高価なＸ線検出器及びＤＡＳユニットの交換を最小限に止めることができ、コストの大幅な低減を実現できる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した故障診断に必要なデータ収集のための故障診断条件（ａ）〜（ｃ）は、一例であり、これ以外の診断条件を設定することも可能である。
【００３５】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるＸ線診断装置としてＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に用いられる故障診断書処理部の概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられる回転架台の概略構成を示す図。
【図４】第１の実施の形態に用いられるＸ線検出部とＤＡＳユニットの概略構成を示す図。
【図５】第１の実施の形態に用いられるＤＡＳの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１０…架台装置、１１…回転架台
１１ａ…開口部、１２…Ｘ線源
１３…Ｘ線検出器、１３１ａ〜１３１ｎ、１３２ａ〜１３２ｎ…Ｘ線検出素子
１４…高電圧発生部、１５…架台駆動部
１６…絞り駆動部、１７…ＤＡＳユニット
１７０…ＤＡＳコントローラ、１７１ａ〜１７１ｎ、１７２ａ〜１７２ｎ…ＤＡＳ
１７ａ…第１のケーブル、１７ｂ…積分器
１７ｃ…第２のケーブル、１７ｄ…増幅器
１７ｅ…デジタル変換器、１７ｃ…ケーブル
２０…寝台装置、２１…寝台天板
２２…寝台基台、２３…寝台駆動部
３０…コンソール部、３１…制御部
３２…コンソールＩ／Ｆユニット、３３…再構成処理部
３４…画像記憶部、３５…画像処理部
３６…表示装置、３７…入力部、
３８…故障診断処理部、３８１…診断条件記憶部
３８２…基準データ記憶部、３８３…異常判定部
【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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