JP2009153920A - X-ray diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus having a failure diagnostic function.
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)。 An X-ray CT apparatus, which is an X-ray diagnostic apparatus, arranges an X-ray tube and a multi-channel X-ray detector opposite to each other with the subject interposed therebetween, and these X-ray tube and X-ray detector are placed on the subject. While rotating around, the X-ray generated from the X-ray tube passes through the subject and is detected by the X-ray detector (for example, Patent Document 1).
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。
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。 By the way, when this type of X-ray CT apparatus has an internal abnormality accompanying the increase in the number of X-ray detectors, the cause of the failure can be determined from among these multi-channel X-ray detectors and DAS units. It is difficult to identify. For this reason, if the X-ray detector is to be removed while the location of the failure is insufficiently specified, the removal work of the multi-channel X-ray detector is not easy, and therefore it is not expensive and is not expensive. It is forced to do extremely difficult work such as damage to the detector.
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。 For this reason, when a malfunction of a multi-channel X-ray detector or DAS unit is suspected, a method of exchanging them as a unit, for example, is used. However, these X-ray detector and DAS unit are expensive. Therefore, there arises a problem that the set replacement is very expensive.
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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus having a failure diagnosis function that can accurately identify an abnormal part of a multi-channel X-ray detection means.
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。
An X-ray diagnostic apparatus according to the present invention includes:
An X-ray exposure means for exposing the subject to X-rays;
Multi-channel X-ray detection means each having an X-ray detection element for detecting X-rays transmitted through the subject and a data collection unit for collecting detection data of the X-ray detection element;
Storage means for preliminarily storing data collected through the X-ray detection means under predetermined diagnostic conditions as reference data;
An abnormality determination unit that determines an abnormality of the X-ray detection unit according to a comparison result between data acquired from the X-ray detection unit and reference data stored in the storage unit under the predetermined diagnosis condition; It is characterized by having.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the X-ray diagnostic apparatus which has a failure diagnostic function which enabled it to pinpoint the abnormal location of a multi-channel X-ray detection means correctly can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(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。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an X-ray CT apparatus as an X-ray diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.
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。
In this case, the X-ray CT apparatus includes a
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。
The
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。
The
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。
The
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。
A
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。
A
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。
In the
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。
In addition, DAS 171b,... 171n, 172a, 172b,... 172n are configured in the same manner as
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。
Returning to FIG. 1, the couch device 20 has a
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。
The
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。
The
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。
In addition to the
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。
The
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。
The console I /
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。
The failure
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。 Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.
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。
Now, the reference
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。
First, when performing failure diagnosis of the
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。 In this case, if an X-ray detection element determined to be abnormal is specified, only the corresponding X-ray detection element is extracted and replaced. Here, for example, when it is determined that the X-ray detection element of only one channel is abnormal, the X-ray detection of other channels around the corresponding X-ray detection element is not performed instead of replacing the X-ray detection element. It is also possible to perform so-called channel replacement that uses element detection data and regards this detection data as detection data of an X-ray detection element determined to be abnormal.
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。
Next, when performing failure diagnosis of the
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。
Next, the failure diagnosis condition (e) is executed. In this case, the failure diagnosis condition (e) is read from the diagnosis
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。
In this case, the abnormality of the amplifier 17d or the
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。
Therefore, in this way, the detection data of each
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can change variously in the range which does not change the summary. For example, the above-described failure diagnosis conditions (a) to (c) for collecting data necessary for failure diagnosis are merely examples, and other diagnosis conditions can be set.
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。 Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the above effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
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
DESCRIPTION OF
17a ... first cable, 17b ...
38 ... Failure diagnosis processing unit, 381 ... Diagnosis
Claims (4)
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。 An X-ray exposure means for exposing the subject to X-rays;
Multi-channel X-ray detection means each having an X-ray detection element for detecting X-rays transmitted through the subject and a data collection unit for collecting detection data of the X-ray detection element;
Storage means for preliminarily storing data collected through the X-ray detection means under predetermined diagnostic conditions as reference data;
An abnormality determination unit that determines an abnormality of the X-ray detection unit according to a comparison result between data acquired from the X-ray detection unit and reference data stored in the storage unit under the predetermined diagnosis condition; An X-ray diagnostic apparatus comprising:
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。 The storage means stores the operation characteristics of the X-ray detection element based on different operation conditions of the X-ray irradiation means in advance as reference data,
2. The abnormality determination unit determines abnormality of the X-ray detection element from a comparison result with operation characteristics obtained from detection data of the X-ray detection element based on the different operation conditions. The X-ray diagnostic apparatus described.
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。 The data collection unit of the X-ray detection means has at least an integrator, an amplifier, and a digital converter,
The storage means stores, as reference data, data collected through the X-ray detection means when the integrator is reset as a diagnostic condition in advance.
The abnormality determination unit determines an abnormality on the output side including the integrator according to a comparison result between the data acquired from the X-ray detection unit and the reference data stored in the storage unit under the diagnosis condition. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
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。 The data collection unit of the X-ray detection means has at least an integrator, an amplifier, and a digital converter,
The storage means stores the data collected through the X-ray detection means when the amplifier is reset in advance as reference data,
The abnormality determination unit determines an abnormality on the output side including the amplifier according to a comparison result between the data acquired from the X-ray detection unit and the reference data stored in the storage unit under the diagnosis condition. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1.
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