(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、この直流電源からの直流を交流に変換するインバータと、このインバータからの交流電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の出力電圧を整流する高電圧整流器と、この高電圧整流器からの直流電圧が印加されてＸ線を放射するＸ線管と、前記Ｘ線管に接続され、このＸ線管の電圧（管電圧と略記）を検出する管電圧検出器と、少なくとも所望の目標管電圧信号及び前記管電圧検出器からの管電圧検出信号が入力され、上記Ｘ線管の管電圧が所望の管電圧になるように上記インバータを制御する管電圧フィードバック制御手段と、を備えたインバータ式Ｘ線高電圧装置において、前記装置の保護を必要としない過電流検出レベル以下の前記Ｘ線管の微放電を検出する微放電検出手段と、この微放電の終了を検出する微放電終了検出手段と、前記微放電検出手段で微放電を検出してから前記微放電終了検出手段で微放電の終了を検出するまで、管電圧フィードバック制御量を前記微放電検出開始前の値に保持する管電圧制御量保持手段と、を備えたことを特徴とするインバータ式Ｘ線高電圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源からの直流をインバータを用いて交流に変換し、それを昇圧した後、整流してＸ線管に供給し、Ｘ線を放射させるインバータ式Ｘ線高電圧装置、特にＸ線管の微放電によるＸ線照射の中断を防ぎ、検査の中断や再検査を防止するのに好適なインバータ式Ｘ線高電圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線管の放電には、寿命に至る大きな放電や寿命には至らない小さな放電(微放電)がある。この放電が発生すると、Ｘ線管のアノードとカソード間の短絡、あるいはアノードとアースやカソードとアース間が短絡状態、すなわち高電圧変圧器の二次側が短絡となりインバータの出力電流は急増し、場合によってはインバータ回路のスイッチング素子を熱破壊させる恐れがある。このため、Ｘ線管に流れる電流(管電流)やインバータ出力電流を検出し(図示省略)、これが所定値以上の時、過電流と見做し上記Ｘ線管の放電を検出し、インバータ回路の動作を停止し、Ｘ線の放射を停止する方法をとっていた。
【０００３】
しかし、上記放電の多くは寿命に至らない微放電であり、この微放電では前記の過電流検出レベルに達しない場合が多い。
この場合、実際の管電圧が設定管電圧になるように管電圧フィードバック制御を行っているので、この微放電(図４のａ)により急降下した管電圧を設定管電圧になるように制御するため、微放電が終了(図４のｂ)した途端に管電圧が急上昇する。
【０００４】
したがって、管電圧は図４のｃのようにオーバーシュートして過電圧となり、この電圧の異常を検出する過電圧検出回路(図示省略)を動作させて、Ｘ線の放射を停止する方法をとっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の方法ではＸ線管の寿命に至らない微放電でもＸ線の放射を停止するので、造影剤を使用する血管造影検査などのように造影剤の注入に合わせて撮影を行う場合、このような微放電の発生毎に撮影中にエラーが発生して検査が中断すると再検査になり患者に多大な負担が生じる。
【０００６】
したがって、装置の保護を必要としない過電流検出レベル以下の微放電では撮影を継続して行えることが望まれる。
本発明は上記課題を解決して、過電流検出レベル以下の微放電では撮影を継続できるようにすることを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、直流電源と、この直流電源からの直流を交流に変換するインバータと、このインバータからの交流電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の出力電圧を整流する高電圧整流器と、この高電圧整流器からの直流電圧が印加されてＸ線を放射するＸ線管と、前記Ｘ線管に接続され、このＸ線管の電圧（管電圧と略記）を検出する管電圧検出器と、少なくとも所望の目標管電圧信号及び前記管電圧検出器からの管電圧検出信号が入力され、上記Ｘ線管の管電圧が所望の管電圧になるように上記インバータを制御する管電圧フィードバック制御手段と、を備えたインバータ式Ｘ線高電圧装置において、前記装置の保護を必要としない過電流検出レベル以下の前記Ｘ線管の微放電を検出する微放電検出手段と、この微放電の終了を検出する微放電終了検出手段と、前記微放電検出手段で微放電を検出してから前記微放電終了検出手段で微放電の終了を検出するまで、管電圧フィードバック制御量を前記微放電検出開始前の値に保持する管電圧制御量保持手段と、を備えたことにより達成される。
【０００８】
上記管電圧のフィードバック制御装置から出力される実際の管電圧を、設定管電圧になるように制御するための管電圧制御量は、放電が発生しない通常はそのままとし、前記放電検出手段から放電信号が入力されると、管電圧制御量をホールドするとともにフィードバック回路の入力を遮断して、フィードバック制御処理を停止させる。
【０００９】
放電が終了し、前記放電終了検出手段から放電の終了信号が入力されると、管電圧制御量のホールドを解除するとともに、フィードバック回路の入力を接続してフィードバック制御処理した管電圧制御量を出力する。
【００１０】
上記により、微放電が発生してもインバータの出力を放電発生時の状態に保ち、かつフィードバック制御処理を停止して、放電終了後にインバータ出力を上げすぎることなくＸ線の照射を継続することができ撮影が継続できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１から図３により説明する。図１は本発明の構成を示すブロック図、図２はマイクロコンピュータを用いた本発明の一実施例を示す図、図３は図２の動作を示すフローチャートである。
【００１２】
まず、本発明の構成、動作の概略を図１により説明する。
１は直流電源、２はこの直流電源を高周波の交流に変換するインバータ、３はインバータ２の出力電圧を昇圧する高電圧変圧器、４は高電圧変圧器の出力電圧を整流する高電圧整流器、５は前記高電圧整流器の出力電圧を印加し、Ｘ線を放射するＸ線管、６は前記Ｘ線管の電圧を検出する管電圧検出器である。
【００１３】
管電圧検出器６で検出した実際の管電圧を、サンプルホールドＡ７、比較手段Ａ８、比較手段Ｂ９およびスイッチ回路１３を通して、フィードバック回路１２に入力する。
【００１４】
サンプルホールドＡ７は、制御部１４からのインバータ動作周波数を決定するクロック信号により、実際の管電圧をサンプリング記憶して、前記インバータクロック信号の１周期の間ホールドする。
【００１５】
比較手段Ａ８は、現在の管電圧とサンプルホールドＡ７の出力を比較して、インバータクロック信号の１周期間の管電圧の変化量をチェックし、その差が小さい場合はフリップフロップ１０をリセットし、通常の制御を続行させる。
【００１６】
もしも、インバータクロック信号の１周期の間に管電圧のドロップが大きかったら、フリップフロップ１０をセットする。これにより、微放電の開始を検出する。
比較手段Ｂ９は、実際の管電圧と制御部１４からの設定管電圧値を比較して、実際の管電圧が高いか又はその差が小さかったら、フリップフロップ１０をリセットする。
これにより、通常の動作か否かのチェックが行われる。
【００１７】
通常では、フリップフロップ１０はリセットされており、スイッチ回路１３はＯＮして、制御部１４からの設定管電圧値と実際の管電圧をフィードバック回路１２に入力し、サンプルホールドＢ１１は、フィードバック回路１２からの管電圧制御量を、そのままインバータ回路２に出力する。
【００１８】
微放電により、管電圧が急激にドロップしてフリップフロップ１０がセットされると、スイッチ回路１３はＯＦＦして、フィードバック回路１２の入力である実際の管電圧と制御部１４からの設定管電圧値を遮断し、サンプルホールドＢ１１はこれまでの管電圧制御量をホールドする。
【００１９】
次に、このような動作をマイクロコンピュータ２００で実現する場合の実施例を図２、図３を用いて説明する。図２において、各種動作を制御するＣＰＵ２０１、管電圧検出器６で検出した実際の管電圧をディジタル量に変換するＡＤ変換器２０２、ＣＰＵ２０１のプログラムを記憶するＲＯＭ２０３、ＣＰＵ２０１のプログラムを動作させるのに必要なＲＡＭ２０４、管電圧制御量をアナログ量に変換しインバータ回路２に出力するＤＡ変換器２０５より構成する。このような構成のマイクロコンピュータ２００を用いて、本発明は図３に示すフローチャートに基づいて処理される。
【００２０】
以下、図３のフローチャートに従って動作を説明する。図３に示す処理はインバータクロック信号に同期して起動され、インバータクロック信号の１周期に１回実行する。
（ａ）ステップ３０１
実際の管電圧をＡＤ変換して入力する。
（ｂ）ステップ３０２
実際の管電圧を設定管電圧値と比較して、実際の管電圧が低くかつ設定管電圧との差が大きい時（例えば５ｋＶ以上）はステップ３０４に進み（放電発生の可能性有り）、否ならステップ３０３に進む（放電発生せず）。
（ｃ）ステップ３０３
放電フラグをリセット（ＯＦＦ）して、管電圧のフィードバック制御処理を行うように設定する。
（ｄ）ステップ３０４
実際の管電圧を、前回起動された時に、前回ステップ３０１で入力し、前回ステップ３０６で保存した前回の実際の管電圧と比較して、前回より大きく下がっていたら（例えば５ｋＶ以上）ステップ３０５に進み（放電発生）、否ならステップ３０６に進む。
（ｅ）ステップ３０５
放電フラグをセット（ＯＮ）して、管電圧フォードバックを行わずに、前回と同じ管電圧制御量を出力するように設定する。
（ｆ）ステップ３０６
次回に起動された時のステップ３０４で使用するため実際の管電圧を保存する。
（ｇ）ステップ３０７
放電フラグがＯＦＦならばステップ３０８に進み、ＯＮなら３１１に進む。
（ｈ）ステップ３０８
管電圧のフィードバック計算（例えば、比例・積分・微分フィードバック計算）を行う。
（ｉ）ステップ３０９
ステップ３０８で計算した管電圧制御量を、次回の起動またはそれ以降のステップ３１１で使用するため保存する。
（ｊ）ステップ３１０
ステップ３０８で計算した管電圧制御量をＤＡ変換器に出力して終了する。
（ｋ）ステップ３１１
前回起動またはそれ以前のステップ３０９で保存した管電圧制御量をＤＡ変換器に出力して終了する。
【００２１】
以上のように、Ｘ線管に過電流検出レベル以下の微放電が発生（図５−ａ点）して、微放電による急激な管電圧の下降を検出（ステップ３０４）したら、フィードバック制御処理を中止して、インバータ回路２への管電圧制御量を、微放電が発生した時点の値に保持する。
【００２２】
したがって、管電圧が下がって微放電が終了（図５−ｂ点）して微放電が止まると、管電圧は放電発生時点の値まで回復する。
管電圧が、設定値付近まで回復（図５−ｄ点）したことを検出（ステップ３０２）したらフィードバック制御処理を再開する。
【００２３】
このように本発明装置では、Ｘ線管の寿命に至らない微放電を、管電圧の変化量により検出して管電圧制御を継続するようにしたので、Ｘ線の放射を停止することなく撮影をすることができる。
【００２４】
第１及び第２の実施形態における微放電の検出に、管電圧の変化量を用いたが、これに限定することなく、管電流及びこれに相当する物理量を検出しても良い。
例えば、管電流を用いる場合は、微放電時の管電流は通常の管電流よりも大きくなるので、この検出点を少し大きめに設定して検出する。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置の保護を必要としない過電流検出レベル以下の微放電では撮影を継続するようにしたので、Ｘ線の放射を停止することなく撮影をすることができ、これによって検査の中断や再検査を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第二の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２の動作を示すフローチャート図である。
【図４】従来の微放電時の管電圧波形図である。
【図５】本発明での微放電時の管電圧波形図である。
【符号の説明】
１  直流電源
２  インバータ
３  高電圧変圧器
４  高電圧整流器
５  Ｘ線管
６  管電圧検出器
７  サンプルホールドＡ
８  比較手段Ａ
９  比較手段Ｂ
１０  フリップフロップ
１１  サンプルホールドＢ
１２  フィードバック制御装置
１３  スイッチ回路
１４  制御部
２０１  ＣＰＵ
２０２  ＡＤ変換器
２０３  ＲＯＭ
２０４  ＲＡＭ
２０５  ＤＡ変換器
【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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