CN112602381B - X射线装置 - Google Patents
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Abstract
管理装置(70)具备：消耗程度检测部(72)，其根据对发射器施加的电压、电流或通电时间来检测发射器的消耗程度；附着量估计部(73)，其基于发射器的消耗程度、以及存储在存储部(71)中的发射器的消耗程度与导电体附着于外壳的附着量的关系，来估计导电体附着于外壳的附着量；以及沿面放电估计部(74)，其基于发射器的消耗程度、存储在存储部(71)中的发射器的消耗程度与导电体附着于外壳的附着量的关系、以及存储在存储部(71)中的导电体附着于外壳的附着量与针对外壳的沿面放电的概率的关系，来估计发生沿面放电的概率。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备在外壳内配设有发射器和靶的X射线产生部的X射线装置。
背景技术
作为具备X射线管的X射线产生部的寿命，能够列举X射线管的放电寿命。例如，对于因X射线管的真空度降低而引起的空间放电，以往根据X射线管的真空度来预测放电的危险度(参照专利文献1)。另外，也利用来自X射线产生部的X射线的曝光次数来预测放电的危险度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-100174号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为成为X射线管的放电寿命的根源的放电，除空间放电之外，不仅能够列举因X射线管的真空度降低而引起的空间放电，还能够列举因构成发射器的导电体附着于构成X射线管的外壳的内周面而产生的沿面放电。关于因构成该发射器的导电体附着于外壳的内表面而产生的沿面放电，难以预测危险度。另外，在利用来自X射线产生部的X射线的曝光次数来预测放电的危险度的情况下，由于放电的危险度根据X射线曝光时的管电压、管电流以及曝光时间等X射线条件而不同，因此产生危险度的预测精度不准确这样的问题。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够更准确地估计构成发射器的导电体附着于外壳的附着量的X射线装置。
用于解决问题的方案
第一发明的特征在于，具备：X射线产生部，其具有发射器、靶以及外壳，其中，所述发射器由导电体构成，用于发射电子，所述靶由于从所述发射器发射出的电子与所述靶碰撞而产生X射线，所述外壳用于收纳所述发射器和所述靶；消耗程度检测部，其检测所述发射器的消耗程度；存储部，其存储所述发射器的消耗程度与构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量的关系；以及附着量估计部，其基于所述发射器的消耗程度、以及存储在所述存储部中的所述发射器的消耗程度与构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量的关系，来估计构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量。即，第一发明所涉及的X射线装置具备：X射线产生部，其具有发射器、靶以及外壳，其中，所述发射器由导电体构成，用于发射电子，所述靶由于从所述发射器发射出的电子与所述靶碰撞而产生X射线，所述外壳用于收纳所述发射器和所述靶；存储部，其存储所述发射器的消耗程度与构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量的关系；以及处理器，其执行以下的处理。(1)检测发射器的消耗程度。(2)基于发射器的消耗程度、存储在存储部中的发射器的消耗程度与构成发射器的导电体附着于外壳的附着量的关系，来估计构成发射器的导电体附着于外壳的附着量。
关于第二发明，所述消耗程度检测部根据对所述发射器施加的电压、电流或通电时间来检测所述发射器的消耗程度。即，处理器执行根据对发射器施加的电压、电流或通电时间来检测发射器的消耗程度的处理。
关于第三发明，还具备温度传感器，所述附着量估计部利用由所述温度传感器检测出的所述X射线产生部的温度或所述X射线产生部内的绝缘油的温度，来估计构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量。即，处理器执行以下处理：利用由温度传感器检测出的X射线产生部的温度或X射线产生部内的绝缘油的温度，来估计构成发射器的导电体附着于外壳的附着量。
关于第四发明，还具备姿势传感器，所述姿势传感器检测所述X射线产生部的姿势，所述附着量估计部利用由所述姿势传感器检测出的所述X射线产生部的姿势，来估计构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量。即，处理器执行以下处理：利用由姿势传感器检测出的X射线产生部的姿势，来估计构成发射器的导电体附着于外壳的附着量。
关于第五发明，所述存储部还存储构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与发生针对所述外壳的沿面放电的概率的关系，X射线装置还具备沿面放电估计部，所述沿面放电估计部基于所述发射器的消耗程度、存储在所述存储部中的所述发射器的消耗程度与构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量的关系、以及存储在所述存储部中的构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与针对所述外壳的沿面放电的概率的关系，来估计发生沿面放电的概率。即，存储部还存储构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与发生针对所述外壳的沿面放电的概率的关系，处理器执行以下处理：基于发射器的消耗程度、存储在存储部中的发射器的消耗程度与构成发射器的导电体附着于外壳的附着量的关系、以及存储在存储部中的构成发射器的导电体附着于外壳的附着量与针对外壳的沿面放电的概率的关系，来估计发生沿面放电的概率。
关于第六发明，在由所述沿面放电估计部估计出的发生沿面放电的概率超过了预先设定的设定值时，执行警告显示。即，处理器执行以下处理：在由沿面放电估计部估计出的发生沿面放电的概率超过了预先设定的设定值时，进行警告显示。
关于第七发明，所述存储部还存储构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与穿过所述外壳的X射线的透过率的关系、或者构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与穿过所述外壳的X射线的谱的关系，X射线装置还具备图像处理部，所述图像处理部基于构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量、所述存储部中存储的构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与穿过所述外壳的X射线的透过率的关系、或者基于构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量、以及存储在所述存储部中的构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与穿过所述外壳的X射线的谱的关系，来变更显示部中显示的X射线图像的图像处理条件。即，存储部还存储构成所述发射器的导电体附着于外壳的附着量与穿过外壳的X射线的透过率的关系、或者构成发射器的导电体附着于外壳的附着量与穿过外壳的X射线的谱的关系，X射线装置具备处理器，所述处理器执行以下处理：基于构成所述发射器的导电体附着于外壳的附着量、存储在存储部中的构成发射器的导电体附着于外壳的附着量与穿过外壳的X射线的透过率的关系、或者基于构成所述发射器的导电体附着于外壳的附着量、以及存储在存储部中的构成发射器的导电体附着于外壳的附着量与穿过外壳的X射线的谱的关系，来变更显示部中显示的X射线图像的图像处理条件。
发明的效果
根据第一发明和第二发明，能够基于发射器的消耗程度来估计构成发射器的导电体附着于外壳的附着量。
根据第三发明，能够利用由温度传感器检测出的X射线产生部的温度或X射线产生部内的绝缘油的温度，来更准确地估计构成发射器的导电体附着于外壳的附着量。
根据第四发明，通过利用由姿势传感器检测出的X射线产生部的姿势，能够在考虑了由X射线产生部的姿势引起的温度分布的基础上更准确地估计构成发射器的导电体附着于外壳的附着量。
根据第五发明和第六发明，能够基于发射器的消耗程度来估计发生沿面放电的概率，能够利用该概率来警告放电寿命将尽。
根据第七发明，能够基于发射器的消耗程度来识别穿过外壳的X射线的透过率或穿过外壳的X射线的谱。由此，能够变更显示部中显示的X射线图像的图像处理条件，从而通过显示部显示恰当的图像。
附图说明
图1是构成本发明所涉及的X射线装置的一部分的X射线透视摄影装置的概要图。
图2是配设在检查室R2内的透视摄影台的立体图。
图3是示出X射线产生部50的结构的概要图。
图4是示出本发明所涉及的X射线装置的主要控制系统的框图。
图5是示出发射器57的消耗程度与构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量的关系的曲线图。
图6是示出发射器57的消耗程度与构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量的关系的曲线图。
图7是示出构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量与发生针对外壳60的沿面放电的概率的关系的曲线图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明本发明的实施方式。图1是构成本发明所涉及的X射线装置的一部分的X射线透视摄影装置的概要图。另外，图2是配设在检查室R2内的透视摄影台的立体图。
该X射线摄影装置用于对被检者M执行X射线摄影和X射线透视，该X射线摄影装置具备设置在操作室R1内的控制器42和显示部41以及设置在检查室R2内的透视摄影台，其中，控制器42具备操作面板43。操作室R1和检查室R2利用隔壁21隔开。在该隔壁21上设置有能够遮挡X射线的铅玻璃窗22，操作员D能够经由该铅玻璃窗22确认检查室R2内的状态。
如图2所示，设置在检查室R2内的X射线透视摄影台具备：主支柱15，其竖立设置在基座19上；保持部16，其以能够升降的方式配设于该主支柱15；顶板13，其以能够旋转的方式连结于该保持部16；支柱17，其用于支承X射线产生部50和准直器12；以及平板检测器等X射线检测器14，其配设在顶板13的表面的下方的与X射线产生部50相向的位置。此外，在图1中，省略了主支柱15和保持部16的图示。
保持部16在图2所示的Z方向上升降。另外，顶板13与支柱17一起以与顶板13的长边方向正交且朝向水平方向的轴(图2所示的朝向Y方向的轴)为中心进行旋转。另外，支柱17和X射线检测器14在顶板13的长边方向上相互同步地进行往复移动。进而，X射线产生部50及准直器12与支柱17一起在图2所示的Z方向上升降。此外，X射线产生部50和准直器12伴随顶板13和支柱17的旋转而旋转，并且能够在被支柱17支承的状态下摆动。X射线产生部50的姿势由于相对于支柱17的摆动以及支柱17的旋转而发生变化。
图3是示出X射线产生部50的结构的概要图。
该X射线产生部50具有在由玻璃或陶瓷构成的绝缘性的外壳60内配设作为阴极的发射器57和作为旋转阳极的靶58的结构。外壳60内为真空。该外壳60配置在具备X射线透过窗56的壳体55内，该壳体55由铅等X射线非透过构件构成。在壳体55内填充有绝缘油。另外，在壳体55的外部配设有用于隔着壳体55测定绝缘油的温度的温度传感器53。在壳体55的外部还配设有加速度计等姿势传感器54，该姿势传感器54用于检测伴随相对于支柱17的摆动或支柱17的旋转而姿势发生变化的X射线产生部50的姿势。
发射器57也被称为丝极，经由开关59与交流电源51及电流计52连接。另外，靶58以能够旋转的方式被轴承机构63支承。而且，发射器57通过由马达定子61和马达转子62构成的旋转驱动功能的驱动而进行旋转。
该X射线产生部50具备高电压供给部30。发射器57被高电压供给部30施加负的高电压。另外，靶58被高电压供给部30施加正的高电压。由此，在发射器57与靶58之间被施加高的管电压。
当从交流电源51对发射器57施加电流、另外通过未图示的旁热加热机构来加热发射器57时，从发射器57发射热电子A。该热电子A通过管电压而朝向靶58移动，通过与靶58碰撞而产生X射线B。此时，利用电流计52测定流经发射器57的电流，控制从高电压供给部30供给的管电压，以使该电流值恒定。根据此时的流经发射器57的电流值和管电压的大小，来估计发射器57的消耗程度。
图4是示出本发明所涉及的X射线装置的主要的控制系统的框图。
本发明所涉及的X射线装置具有经由因特网等网络100将图1所示的X射线透视摄影装置的控制器42与用于管理X射线透视摄影装置的X射线产生部50等的管理装置70进行连接的结构。该管理装置70经由网络100与多个X射线透视摄影装置连接，来管理这些X射线透视摄影装置的运转状况、故障的状况等。此外，也可以设为以下结构：X射线透视摄影装置自身具备相当于管理装置70的管理功能，来代替使用这种经由网络100连接的管理装置70。
图1和图4所示的控制器42与X射线产生部50及高电压供给部30连接。该控制器42具备图像处理部44，该图像处理部44在对由X射线检测器14拍摄到的X射线图像进行图像处理后显示于显示部41。该控制器42由安装有软件的计算机构成。该控制器42具备处理器(CPU)，由该处理器执行以下处理：在对由X射线检测器14拍摄到的X射线图像进行图像处理后显示于显示部41。
管理装置70由安装有软件的计算机构成。通过执行安装在计算机中的软件来实现该管理装置70中包括的各部的功能。
该管理装置70具备存储部71，该存储部71存储发射器57的消耗程度与构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量的关系、构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量与发生针对外壳60的沿面放电的概率的关系、构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量与穿过外壳60的X射线的透过率的关系、或者构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量与穿过外壳60的X射线的谱的关系。
图5和图6是示出发射器57的消耗程度与构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量的关系的曲线图。在此，图5示出了发射器57为单个的发射器的情况。另外，图6示出了如大焦点用和小焦点用等那样具备多个发射器57的情况。如这些图所示，随着发射器57的消耗程度增加，构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量增加。图7是示出构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量与发生针对外壳60的沿面放电的概率的关系的曲线图。如该图所示，在构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量为固定以上时，发生沿面放电的概率急剧上升。此外，图5至图7所示的数据预先通过实验求出，并被存储在存储部71中。
再次参照图4，该管理装置70具备：消耗程度检测部72，其根据对发射器57施加的电压、电流或通电时间(通过电流值进行加权而得到的累计通电时间)来检测发射器57的消耗程度；附着量估计部73，其基于发射器57的消耗程度、以及存储在存储部71中的发射器57的消耗程度与导电体附着于外壳60的附着量的关系，来估计导电体附着于外壳60的附着量；以及沿面放电估计部74，其基于发射器57的消耗程度、存储在存储部71中的发射器57的消耗程度与导电体附着于外壳60的附着量的关系、以及存储在存储部71中的导电体附着于外壳60的附着量与针对外壳60的沿面放电的概率的关系，来估计发生沿面放电的概率。该管理装置70具备处理器(CPU)，由该处理器执行以下处理：根据对发射器57施加的电压、电流或通电时间来检测发射器57的消耗程度；基于发射器57的消耗程度、以及存储在存储部71中的发射器57的消耗程度与导电体附着于外壳60的附着量的关系，来估计导电体附着于外壳60的附着量；以及基于发射器57的消耗程度、存储在存储部71中的发射器57的消耗程度与导电体附着于外壳60的附着量的关系、以及存储在存储部71中的导电体附着于外壳60的附着量与针对外壳60的沿面放电的概率的关系，来估计发生沿面放电的概率。
另外，该管理装置70具备：剂量估计部75，其基于导电体附着于外壳60的附着量、以及导电体附着于外壳60的附着量与穿过外壳60的X射线的透过率的关系，来估计从X射线产生部50照射的X射线的剂量；以及线质估计部76，其基于导电体附着于外壳60的附着量与穿过外壳60的X射线的谱的关系，来估计从X射线产生部50照射的X射线的线质。由剂量估计部75估计出的剂量和由线质估计部76估计出的线质被发送到控制器42的图像处理部44。图像处理部44基于这些剂量和线质的数据来变更显示部41中显示的X射线图像的图像处理条件。即，该管理装置70的处理器执行以下处理：基于导电体附着于外壳60的附着量、以及导电体附着于外壳60的附着量与穿过外壳60的X射线的透过率的关系，来估计从X射线产生部50照射的X射线的剂量；以及基于导电体附着于外壳60的附着量与穿过外壳60的X射线的谱的关系，来估计从X射线产生部50照射的X射线的线质。控制器42的处理器执行基于这些剂量和线质的数据来变更显示部41中显示的X射线图像的图像处理条件的处理。
该管理装置70还具备历史记录存储部77，该历史记录存储部77存储X射线产生部50的使用历史记录、流经发射器57的电流值和管电压的大小、发射器57的消耗程度、导电体附着于外壳60的附着量等历史记录。
在具有如以上那样的结构的X射线装置中执行X射线摄影时，与摄影条件相匹配地使X射线产生部50和准直器12相对于支柱17摆动或者使支柱17旋转，由此成为规定的姿势。此时的X射线产生部50的姿势由加速度计等姿势传感器54检测。另外，X射线产生部50的温度由温度传感器53测定。在该状态下，从X射线产生部50照射X射线来进行X射线摄影。
在从X射线产生部50照射X射线时，由电流计52测定流经发射器57的电流值，并将该电流值与管电压的数据一起经由网络100发送到管理装置70。另外，此时的X射线产生部50的姿势的数据和X射线产生部50的温度的数据也经由网络100被发送到管理装置70。
在管理装置70的消耗程度检测部72中，根据由电流计52测定出的流经发射器57的电流的数据来检测发射器57的消耗程度。然后，管理装置70的附着量估计部73基于发射器57的消耗程度、以及存储在存储部71中的发射器57的消耗程度与构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量的关系，来估计导电体附着于外壳60的附着量。
在估计该导电体的附着量时，考虑X射线产生部50的温度的数据和X射线产生部50的姿势的数据。即，X射线产生部50的温度、即X射线产生部50内的工作油或外壳60的温度越高，导电体附着于外壳60的附着量越减少。另外，根据X射线产生部50的姿势不同，由温度传感器53测定出的X射线产生部50的温度大幅地变化。因此，在估计导电体的附着量时，考虑X射线产生部50的温度的数据和X射线产生部50的姿势的数据。
然后，管理装置70的沿面放电估计部74基于发射器57的消耗程度、存储在存储部71中的发射器57的消耗程度与构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量的关系、以及存储在存储部71中的构成发射器57的导电体附着于外壳60的附着量与针对外壳60的沿面放电的概率的关系，来估计发生沿面放电的概率。
在该放电概率例如超过图7所示的基准值时，管理装置70对X射线透视摄影装置的显示部41进行警告显示。该警告显示是用于通知沿面放电的可能性高的显示。此时，也可以对显示部41一并进行用于提示执行熟化(日文：シーズニング)(陈化(日文：エージング))的警告显示。
继续进行X射线摄影时的发射器57的消耗程度的数据、导电体附着于外壳60的附着量的数据以及沿面放电的可能性的数据等各种数据持续被存储到历史记录存储部77中。而且，在进行警告显示的情况下，也可以根据需要，参照过去的各种数据来估计警告显示的内容。
另外，与之并行地，在从X射线产生部50照射X射线时，剂量估计部75基于导电体附着于外壳60的附着量、以及存储在存储部71中的导电体附着于外壳60的附着量与穿过外壳60的X射线的透过率的关系，来估计从X射线产生部50照射的X射线的剂量。另外，线质估计部76基于导电体附着于外壳60的附着量与存储在存储部71中的穿过外壳60的X射线的谱的关系，来估计从X射线产生部50照射的X射线的线质。
在导电体附着于外壳60时，有时穿过外壳60的X射线的一部分被阻挡或者有时X射线的谱发生位移。因此，X射线的剂量的数据和X射线的线质的数据被发送到X射线透视摄影装置的控制器42。然后，控制器42的图像处理部44基于这些剂量数据和线质数据来变更显示部41中显示的X射线图像的亮度和对比度等图像处理条件。由此，能够使显示在显示部41中的X射线图像成为恰当的图像。
此外，在上述实施方式中，作为本发明所涉及的X射线装置，具有经由网络100将透视摄影装置与管理装置70连接的结构。然而，也可以使管理装置70与透视摄影装置直接连接，另外，也可以使管理装置70的各结构包含在透视摄影装置的控制部内。
另外，在上述实施方式中，基于发射器57的消耗程度、存储在存储部71中的发射器57的消耗程度与导电体附着于外壳60的附着量的关系、以及存储在存储部71中的导电体附着于外壳60的附着量与针对外壳60的沿面放电的概率的关系，来估计发生沿面放电的概率。然而，也可以是，通过将这两个关系进行合并，预先求出发射器57的消耗程度与针对外壳60的沿面放电的概率的关系，从而沿面放电估计部74基于该发射器57的消耗程度与针对外壳60的沿面放电的概率的关系来执行警告等。
附图标记说明
12：准直器；13：顶板；14：X射线检测器；30：高电压供给部；41：显示部；42：控制器；43：操作面板；44：图像处理部；50：X射线产生部；51：交流电源；52：电流计；53：温度传感器；54：姿势传感器；70：管理装置；71：存储部；72：消耗程度检测部；73：附着量估计部；74：沿面放电估计部；75：剂量估计部；76：线质估计部；77：历史记录存储部；D：操作者；M：被检者；R1：操作室；R2：检查室。
Claims (7)
1.一种X射线装置，其特征在于，具备：
X射线产生部，其具有发射器、靶以及外壳，其中，所述发射器由导电体构成，用于发射电子，所述靶由于从所述发射器发射出的电子与所述靶碰撞而产生X射线，所述外壳用于收纳所述发射器和所述靶；
消耗程度检测部，其检测所述发射器的消耗程度；
存储部，其存储所述发射器的消耗程度与构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量的关系；以及
附着量估计部，其基于所述发射器的消耗程度、以及存储在所述存储部中的所述发射器的消耗程度与构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量的关系，来估计构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量。
2.根据权利要求1所述的X射线装置，其特征在于，
所述消耗程度检测部根据对所述发射器施加的电压、电流或通电时间来检测所述发射器的消耗程度。
3.根据权利要求1所述的X射线装置，其特征在于，
还具备温度传感器，
所述附着量估计部利用由所述温度传感器检测出的所述X射线产生部的温度或所述X射线产生部内的绝缘油的温度，来估计构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量。
4.根据权利要求1所述的X射线装置，其特征在于，
还具备姿势传感器，所述姿势传感器检测所述X射线产生部的姿势，
所述附着量估计部利用由所述姿势传感器检测出的所述X射线产生部的姿势，来估计构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量。
5.根据权利要求1所述的X射线装置，其特征在于，
所述存储部还存储构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与发生针对所述外壳的沿面放电的概率的关系，
所述X射线装置还具备沿面放电估计部，所述沿面放电估计部基于所述发射器的消耗程度、存储在所述存储部中的所述发射器的消耗程度与构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量的关系、以及存储在所述存储部中的构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与针对所述外壳的沿面放电的概率的关系，来估计发生沿面放电的概率。
6.根据权利要求5所述的X射线装置，其特征在于，
在由所述沿面放电估计部估计出的发生沿面放电的概率超过了预先设定的设定值时，执行警告显示。
7.根据权利要求1所述的X射线装置，其特征在于，
所述存储部还存储构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与穿过所述外壳的X射线的透过率的关系、或者构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与穿过所述外壳的X射线的谱的关系，
所述X射线装置还具备图像处理部，所述图像处理部基于构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量、以及存储在所述存储部中的构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与穿过所述外壳的X射线的透过率的关系，或者基于构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量、以及存储在所述存储部中的构成所述发射器的导电体附着于所述外壳的附着量与穿过所述外壳的X射线的谱的关系，来变更显示部中显示的X射线图像的图像处理条件。
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