CN110933827B - X射线摄影装置及x射线源的消耗度推断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种X射线摄影装置及X射线源的消耗度推断方法，能够不测定栅格电压而推断X射线源的消耗度。X射线控制部包括：管电流值设定部，用于设定供给至X射线源的管电流值；管电流值测定部，通过阴极电流检测器(15)而测定作为管电流值的阴极电流值；时刻测定部，测定如下的时刻，即，通过管电流值设定部而设定好管电流值的时刻、及由所述管电流值测定部所测定的管电流值达到设定值的时刻；以及消耗度推断部，基于管电流值被设定后到管电流值达到设定值为止的时间，推断X射线源中的阴极(12)的消耗度。

Description

X射线摄影装置及X射线源的消耗度推断方法

技术领域

本发明涉及一种X射线摄影装置及所述X射线源的消耗度推断方法，所述X射线摄影装置包括X射线源，所述X射线源是通过对阴极(cathode)与靶材(target)之间赋予高电压，并且对赋予至栅格(grid)的栅格电压进行反馈控制，而使管电流值维持在设定值，所述栅格配设于阴极与靶材之间。

背景技术

当使用X射线摄影装置进行图像摄影时，对X射线源赋予适合于拍摄被摄体的管电压及管电流。在如上所述的X射线源中，通过在将规定的管电压施加至阴极与靶材之间的状态下，以使管电流值为固定的方式，调整施加至栅格电极的栅格电压，来进行使管电流值与设定值一致的反馈控制，所述栅格电极是配置于阴极与靶材之间的阴极的附近。

在如上所述的X射线源中，众所周知，能够根据将管电流值控制成设定值时的栅格电压的值，来判定阴极的消耗度(参照专利文献1)。即，能够在即使栅格电压与阴极的电位差大也能够检测管电流时，判断为阴极的消耗度低，在只有减小栅格电压与阴极的电位差才能检测管电流时，判断为阴极的消耗正在进行。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开WO2003/092336

发明内容

[发明所要解决的问题]

为了利用所述现有的方法测定阴极的消耗度，必须测定栅格电压。在这里，栅格电极是配置于X射线管内，所以难以从X射线管的外部测定栅格电压的电压值。因此，必须预先进行设计，以使得能够经由X射线源的控制电路等而取出栅格电压。因此，在无法从外部测定栅格电压的X射线源中，存在无法测定阴极的消耗度的问题。

本发明是为了解决所述问题而完成的，其目的在于提供一种X射线摄影装置及X射线源的消耗度推断方法，能够不测定栅格电压而推断X射线源的消耗度。

[解决问题的技术手段]

第一发明的特征在于包括：X射线源，通过对阴极与靶材之间赋予高电压，并且对赋予至栅格的栅格电压进行反馈控制，而使管电流值维持在设定值，所述栅格配设于所述阴极与所述靶材之间；管电流值设定部，设定所述管电流值；以及时刻测定部，测定如下的时刻，即，设定好所述管电流值的时刻、及所述管电流值达到设定值的时刻。

第二发明包括消耗度推断部，所述消耗度推断部是基于所述管电流值被设定后到所述管电流值达到设定值为止的时间，推断所述X射线源的消耗度。

第三发明包括警告显示部，所述警告显示部当所述管电流值被设定后到所述管电流值达到设定值为止的时间超过预先设定的设定时间时，显示警告。

第四发明包括控制部，所述控制部是在对所述X射线源执行老化(aging)时，执行所述管电流值被设定后到所述管电流值达到设定值为止的时间的测定。

第五发明是一种X射线源的消耗度推断方法，通过对阴极与靶材之间赋予高电压，并且对赋予至栅格的栅格电压进行反馈控制，而使得管电流值维持在设定值，所述栅格配设于所述阴极与所述靶材之间，所述X射线源的消耗度推断方法的特征在于，基于管电流值被设定后到管电流值达到设定值为止的时间，推断X射线源的消耗度。

[发明的效果]

根据第一发明及第五发明，通过利用设定好管电流值的时刻及管电流值达到设定值的时刻，能够推断X射线源的消耗度。因此，能够不测定栅格电压而推断X射线源的消耗度。

根据第二发明，基于管电流值被设定后到管电流值达到设定值为止的时间，推断X射线源的消耗度，因此能够不测定栅格电压而推断X射线源的消耗度。

根据第三发明，包括警告显示部，所述警告显示部当管电流值被设定后到管电流值达到设定值为止的时间超过预先设定的设定时间时，显示警告，因此能够不测定栅格电压，而基于X射线源的消耗度进行所述警告。

根据第四发明，在执行老化时，执行管电流值被设定后到所述管电流值达到设定值为止的时间的测定，所以能够在同一条件下，测定管电流值达到设定值为止的时间，从而能够更准确地推断X射线源的消耗度。

附图说明

图1是将本发明的X射线摄影装置与其主要控制系统一并表示的概要图。

图2是X射线源41的概要图。

图3是控制部30的X射线控制部33的功能框图。

图4是表示对X射线源41中的阴极12的消耗度进行推断的消耗度的推断动作的一个实施方式的流程图。

图5是表示管电流值到达设定值为止的时间的曲线图。

图6是表示管电流值到达设定值为止的时间的曲线图。

[符号的说明]

11：阴极加热器

12：阴极

13：栅格电极

14：靶材

15：阴极电流检测器

30：控制部

31：图像处理部

32：移动控制部

33：X射线控制部

34：警告显示部

40：壳体

41：X射线源

42：X射线检测器

43：平台

44：平台移动机构

45：显示部

46：操作部

101：电子束

102：X射线

A：靶材电流

B：阴极电流

W：工件

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是将本发明的X射线摄影装置与其主要控制系统一并表示的概要图。

本发明的X射线摄影装置包括：X射线源41，对作为被检查物的工件W照射X射线；平板探测器(flat panel detector)或图像增强器(image intensifier，I.I.)等X射线检测器42，检测由所述X射线源41照射之后，透过工件W的X射线；以及平台(stage)43，用于载置工件W，所述工件W配设于所述X射线源41与X射线检测器42之间。平台43能够通过平台移动机构44的作用，而在相互正交的两个方向上水平移动，所述平台移动机构44包括未图示的马达。所述X射线源41、X射线检测器42、平台43及平台移动机构44是配设于壳体(casing)40的内部，所述壳体40包括X射线屏蔽构件。平台移动机构44也可以包括在垂直方向上移动的结构。

本发明的X射线摄影装置包括控制部30，所述控制部30包括中央处理器(centralprocessing unit，CPU)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)等，对整个装置进行控制，CPU是执行作为处理器(processor)的逻辑运算，ROM存储着装置的控制所需的动作程序，RAM在控制时暂时存储数据等。所述控制部30包括安装有软件的计算机。所述控制部30中所含的各部的功能是通过执行计算机所安装的软件而实现。所述控制部30连接于：液晶显示面板等显示部45，显示由X射线检测器42所检测到的X射线图像等；以及包括鼠标(mouse)或键盘(keyboard)等的操作部46，用于执行各种操作。

并且，所述控制部30包括：图像处理部31，用于对由X射线检测器42所检测到的X射线图像进行图像处理并显示于显示部45；移动控制部32，用于对平台移动机构44进行控制；X射线控制部33，用于对X射线源41进行控制；以及警告显示部34，用于执行后述警告显示。

图2是X射线源41的概要图。

所述X射线源41包括旁热型的电子束产生部，并包括阴极12、用于对所述阴极12进行加热的阴极加热器11、栅格电极13及靶材14。从阴极12产生的电子束101是利用阴极12与靶材14之间的管电压，而从阴极12向靶材14飞出，穿过栅格电极13而碰撞至靶材14，由此来产生X射线102，所述阴极12已通过阴极加热器11而加热。此时，由到达靶材14的电子产生的靶材电流A朝靶材14方向流动，由从阴极12射出的电子产生的阴极电流(发射电流(emission current))B从阴极12流动。

阴极电流B作为在X射线源41中流动的管电流，是通过阴极电流检测器15而检测。再者，靶材电流A与阴极电流B通常一致，它们相当于管电流。因此，也可以不通过阴极电流检测器15来检测作为管电流的阴极电流B，而取而代之，配设靶材电流A的检测器，借此测定管电流值。

图3是控制部30的X射线控制部33的功能框图。

所述X射线控制部33包括：管电流值设定部51，用于设定供给至X射线源41的管电流值；管电流值测定部52，通过图2所示的阴极电流检测器15而测定作为管电流值的阴极电流值；时刻测定部53，测定如下的时刻，即，通过管电流值设定部51而设定好管电流值的时刻、及由管电流值测定部52所测定的管电流值达到设定值的时刻；以及消耗度推断部54，基于管电流值被设定后到管电流值达到设定值为止的时间，推断X射线源41中的阴极12的消耗度。

说明在具有如上所述的结构的X射线摄影装置中，对X射线源41中的阴极12的消耗度进行推断的消耗度的推断动作。图4是表示对X射线源41中的阴极12的消耗度进行推断的消耗度的推断动作的一个实施方式的流程图。

再者，在以下的实施方式中，在实施X射线源41的老化(陈化(seasoning)、预热(warm up))时，推断X射线源41中的阴极12的消耗度。X射线源41的老化例如，是在一天的开始工作时必须执行的操作，并且，此时的管电压、管电流等X射线条件为固定。因此，能够在同一条件下推断消耗度，从而能够更准确地推断X射线源41的消耗度。但是，也可以在老化时以外的时刻推断X射线源41中的阴极12的消耗度。

在推断X射线源41中的阴极12的消耗度时，判断是否执行老化(步骤S1)。接着，在进行老化的情况下，设定管电流值(步骤S2)。所述管电流值的设定是通过X射线控制部33的管电流值设定部51而执行。再者，所述管电流值的设定既可以由操作者通过手动来进行，也可以通过读出预先设定的值而进行。然后，存储实际设定管电流值的时刻T1(步骤S3)。

在所述状态下，X射线控制部33的管电流值测定部52使用阴极电流检测器15而测定管电流值。接着，等待实际的管电流值到达管电流的设定值(步骤S4)。如果管电流的测定值到达设定值，就存储所述到达时刻T2(步骤S5)。

然后，X射线控制部33的时刻测定部53测定管电流值被设定后到实际的管电流值达到设定值为止的时间(T2－T1)。然后，X射线控制部33的消耗度推断部54通过所述时间(T2－T1)是否大于预先设定的设定时间T3，来推断X射线源41中的阴极12的消耗度。

图5及图6是表示管电流值到达设定值为止的时间的曲线图。再者，在所述图5及图6中，横轴表示时间(秒)。并且，纵轴是将作为目标的管电流值设为1而加以规范化来表现。

当X射线源41中的阴极12的消耗度低时，如图5所示，在图5中，从横轴为0的设定好管电流值的时刻到管电流值达到设定值的时刻为止的时间为约0.2秒。另一方面，当X射线源41中的阴极12的消耗度高时，如图6所示，在图6中，从横轴为0的设定好管电流值的时刻到管电流值达到设定值的时刻为止的时间为约4.5秒。

当X射线源41中的阴极12已消耗时，在进行反馈控制以使管电流值与设定值相一致的情况下，在管电流值到达设定值为止之前需要时间。因此，通过测定从设定好管电流值的时刻到管电流值达到设定值的时刻为止的时间，能够推断阴极12的消耗度。

再次参照图4，当管电流值被设定后到实际的管电流值达到设定值为止的时间(T2－T1)超过预先设定的设定时间T3时(步骤S6)，X射线控制部33的消耗度推断部54对控制部30发送信号。接着，收到所述警告信号的控制部30通过图1所示的警告显示部34的作用，而使警告显示显示于显示部45(步骤S7)。并且，还根据必要，执行利用语音等的警告显示。由此，能够预先识别阴极12的消耗。

再者，在所述实施方式中，作为X射线源41，是使用旁热型的X射线源，其包括用于对阴极12进行加热的阴极加热器11，但是也可以将本发明应用于包括灯丝型(filamenttype)的阴极的X射线源。

并且，在所述实施方式中，是采用如下的结构，即，当管电流值达到设定值为止的时间超过预先设定的设定时间T3时显示警告，但也可以采用如下的结构：将设定好管电流值的时刻与管电流值达到设定值的时刻显示于显示部45等，由操作者对其进行确认。

并且，也可以设为：预先存储管电流值被设定后到实际的管电流值达到设定值为止的时间(T2－T1)、与阴极12的消耗度(例如％)的关系，获取与所测量的(T2－T1)相对应的消耗度(％)而进行显示。

进而，关于所述实施方式，是将本发明应用于X射线摄影装置，但是也可以在X射线源41自身配设：管电流值设定部，设定管电流值；以及时刻测定部，测定如下的时刻，即，设定好管电流值的时刻及管电流值达到设定值的时刻。

Claims (4)

1.一种X射线摄影装置，其特征在于，包括：

X射线源，通过对阴极与靶材之间赋予高电压，并且对赋予至栅格的栅格电压进行反馈控制，而使管电流值维持在设定值，所述栅格配设于所述阴极与所述靶材之间；

管电流值设定部，设定管电流的设定值；

时刻测定部，测定如下的时刻，即，设定好所述设定值的时刻、及所述管电流值达到所述设定值的时刻，且测定所述设定值被设定后到所述管电流值达到所述设定值为止的第一时间；以及

消耗度推断部，基于所述第一时间推断所述X射线源的消耗度。

2.根据权利要求1所述的X射线摄影装置，其中包括：

警告显示部，当所述第一时间超过预先设定的、对应于所述消耗度的第二时间时，显示所述消耗度相关的警告。

3.根据权利要求1或2所述的X射线摄影装置，其中包括：

控制部，对所述X射线源执行老化时，执行所述第一时间的测定。

4.一种X射线源的消耗度推断方法，通过对阴极与靶材之间赋予高电压，并且对赋予至栅格的栅格电压进行反馈控制，而使管电流值维持在设定值，所述栅格配设于所述阴极与所述靶材之间，所述X射线源的消耗度推断方法的特征在于，

基于管电流的设定值被设定后到所述管电流达到所述设定值为止的时间，推断X射线源的消耗度。