JP2003007496A

JP2003007496A - Ｘ線高電圧装置

Info

Publication number: JP2003007496A
Application number: JP2001192169A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Chabata; 圭一茶畑; Hiroshi Takano; 博司高野; Kazuhiko Sakamoto; 和彦坂本; Koichi Ohara; 光一大原
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-10
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: JP4959065B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】Ｘ線曝射停止時に管電圧を高速に降下させる
波尾切断回路を接続しても、管電流を正確に検出して高
精度のＸ線制御の可能なＸ線高電圧装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管６と並列に高電圧半導体スイッチ
と電流制限インピーダンスの直列接続体である波尾切断
回路６０を接続し、Ｘ線管のＸ線放射停止期間に該高電
圧半導体スイッチを導通させてＸ線管と並列のコンデン
サの電荷を放電する波尾切断回路を接続してもその漏れ
電流による誤差を補正してＸ線管電流を正確に検出する
ために、高電圧変圧器３の２次巻線を２つ以上に分割
し、該２次巻線の各々の電圧を整流する回路と接地間に
Ｘ線管の管電流検出手段と、該波尾切断回路の漏れ電流
を含むＸ線管の並列接続体の漏れ電流検出手段と、該管
電流検出手段の検出値から該漏れ電流検出手段の漏れ電
流値の差を求めてＸ線管に流れる実際の電流を求める実
管電流検出手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療用または工業
用のＸ線高電圧装置に関し、特にＸ線管からのＸ線の放
射の停止時に該Ｘ線管と並列に接続されたコンデンサの
電荷を急放電させて前記Ｘ線管のアノ−ドとカソ−ド間
の電圧（以下、管電圧と記す）を高速に降下させるため
の高電圧スイッチ回路を接続しても前記Ｘ線管に流れる
電流（以下、管電流と記す）を正確に検出して高精度の
Ｘ線制御を可能とするＸ線高電圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、Ｘ線高電圧装置の管電圧を高
速に制御する装置が開発されてきた。これらＸ線高電圧
装置では、通常、高電圧変圧器の交流高電圧出力を高電
圧整流器で整流し、これを高電圧側に付加したコンデン
サや高電圧ケーブルの有している浮遊容量などのコンデ
ンサで平滑して直流高電圧をＸ線管に供給している。

【０００３】この場合、高電圧整流器があるために、前
記コンデンサに蓄えられた電荷の放電はＸ線管を経由す
るルートしかないため、管電圧を高速で立ち上げること
は比較的容易であるが、管電圧を高速に降下させること
が困難であるという技術的な課題がある。

【０００４】このため、血管内の血流を動画としてシネ
フィルムに撮影するシネ撮影や、血管でカテーテルを操
作するとき高画質なリアルタイム画像を得るためのパル
ス透視など、高速なパルス状管電圧が要求されるＸ線高
電圧装置では、管電圧の下降時の波形（以下、波尾と呼
ぶ）が問題になる。すなわち、この波尾はＸ線フィルム
やＸ線テレビ上に形成されるＸ線画像にはほとんど効果
がなく、そのうえ、被検者に対する有害な被曝になりや
すい低エネルギーＸ線がＸ線管から多量に放射されるこ
とになる。これは、特に、インターベンショナルラジオ
ロジーに代表される高画質透視下での医療行為に対して
（以下、ＩＶＲと記す）、無効被曝という現象によって
この有効性を阻害するほどのものである。更に、前記
管電圧の波尾の期間は、Ｘ線管で前記コンデンサに蓄え
られた電力を消費することになるので、それだけＸ線管
の内部温度を上昇させ、その寿命を早めたり、パルスＸ
線出力後の許容Ｘ線条件を制約するなどの問題が生じ
る。このような問題を解決する一つの方法として、テト
ロード（四極真空管）を用いてアノード・カソード間を
短絡させて波尾を短縮する方法（特開昭51-6689号公
報）がある。

【０００５】しかし、この方法ではテトロードは大型で
あるのでＸ線高電圧装置の小型化を阻害し、また、テト
ロード自身も高価でその上消耗品であるが故に定期的な
交換が必要となり、経済性の面からも不利である。そこ
で、この問題を解決する方法として、Ｘ線管のアノード
とカソード間に電流制限用インピーダンスと高電圧スイ
ッチとの直列接続体を接続し、高電圧側のコンデンサに
蓄積された電荷を高速に放電させる装置（以下、これを
管電圧波尾切断装置と呼び、これに用いる回路を波尾切
断回路と呼ぶことにする）が特開平8-212948号公報に開
示されている。この方式は、複数個の電力用半導体スイ
ッチング素子（以下、半導体スイッチと呼ぶ）を直列接
続し、これらの半導体スイッチを順次スイッチングさせ
る高電圧スイッチと電流制限インピーダンスとの直列接
続体を前記コンデンサと並列に接続し、Ｘ線の放射停止
時に前記高電圧スイッチをスイッチングさせて前記コン
デンサに蓄積された電荷を急激に放電させ管電圧を高速
に降下させるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】医用Ｘ線診断装置にお
いては、設定したＸ線条件に対応したＸ線量を被検体に
照射しなければならない。このＸ線量は、Ｘ線管に流れ
る電流の時間積分値に比例するので、管電流の検出には
高精度が要求される。

【０００７】この管電流値は、上記Ｘ線条件によって以
下の3つの範囲に分類される。すなわち、撮影時の10mA
〜1250mAと、ＩＶＲなどに使用されるパルス透視時の10
mA〜100mAと、連続透視時の0.5mA〜4mAである。

【０００８】このような広範囲の管電流値に対して、波
尾切断回路がない従来のＸ線高電圧装置では、アノード
・アース間とアース・カソード間に接続した高電圧回路
に流れる電流を低抵抗を介して検出する方法（放射線診
断機器工学医歯薬出版2001年2月20日発行第１版第5刷92
ページ図2-126）に開示されている方法が用いられてい
た。この方法は、回路構成が簡単で低コストで実用に供
しているが、上記電流制限用インピーダンスと高電圧半
導体スイッチで構成された波尾切断回路を接続すると、
この波尾切断回路の漏れ電流により誤差が生じる。この
誤差は、Ｘ線管の等価インピーダンス（管電圧と管電流
の比）が前記波尾切断回路の高電圧半導体スイッチの非
導通時のインピーダンスに近い値のインピーダンスとな
るＸ線条件ほど大きくなり、特に連続透視時では無視で
きないほどの誤差となる。

【０００９】この漏れ電流は、管電圧が120kVの場合、
約1.25mAとなり、撮影及びパルス透視時のような比較的
管電流の大きい場合は問題はないが、連続透視時のよう
な管電流の非常に小さい場合は、前記漏れ電流は無視で
きない値であり、この漏れ電流に相当するＸ線量分だけ
透視時のＸ線量不足という事態が生じ、診断に支障をき
たすこととなる。また、ＪＩＳ規格（日本工業標準調査
会：医用Ｘ線高電圧装置通則JIS Z4702）の管電流の精
度は±15％以内を満足しないことにもなる。

【００１０】これに対して、高電圧ケーブルに流れる電
流を電流検出器で検出する方法（放射線診断機器工学
医歯薬出版2001年2月20日発行第１版第5刷93ページ図2
-128）があるが、高電圧部と電気的に絶縁するための手
段が必要となるために電流検出器が大型で高価となるば
かりでなく、連続透視時のような微小電流値を電流検出
器から管電流を制御する制御装置までの長い距離（約25
m程度）を信号線で伝送しなければならないので、検出
信号の減衰やノイズの混入の問題が発生し、その対策が
大がかりなものとなる。

【００１１】そこで、本発明の目的は，上記の課題を解
消し、Ｘ線曝射停止時に管電圧を高速に降下させるため
の波尾切断回路を接続しても、管電流を正確に検出して
高精度のＸ線制御を可能とするＸ線高電圧装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、交流電圧源
と、この交流電圧源に一次巻線が接続されその電圧を昇
圧する高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の二次巻線に
接続され昇圧された交流電圧を直流高電圧に変換する高
電圧整流器と、この高電圧整流器に接続され前記直流高
電圧を平滑するコンデンサと、このコンデンサに接続さ
れたＸ線管と、前記コンデンサと並列に接続された高電
圧半導体スイッチと電流制限インピーダンスとの直列接
続体とから成る波尾切断回路と、前記高電圧半導体スイ
ッチを導通又は非導通に駆動制御するスイッチ駆動制御
手段とを備え、前記Ｘ線管からのＸ線の放射を停止する
期間に前記スイッチ駆動制御手段により前記高電圧半導
体スイッチを導通させて前記コンデンサの電荷を放電さ
せて成るＸ線高電圧装置であって、前記高電圧変圧器の
２次巻線は少なくとも2つ以上に分割され、この分割さ
れた2次巻線の各々の電圧を整流しこれらの電圧を合成
する複数の整流手段と、これらの整流手段と接地間に設
けた前記Ｘ線管の電流を検出する管電流検出手段と、前
記波尾切断手段の漏れ電流を含む前記Ｘ線管と並列に接
続された並列接続体の漏れ電流を検出する漏れ電流検出
手段と、前記管電流検出手段で検出した検出値から前記
漏れ電流検出手段で検出した漏れ電流値との差を求めて
前記Ｘ線管に流れる実際の電流を求める実管電流検出手
段とを具備することによって達成される。

【００１３】また、上記目的は、交流電圧源と、この交
流電圧源に一次巻線が接続されその電圧を昇圧する高電
圧変圧器と、この高電圧変圧器の二次巻線に接続され昇
圧された交流電圧を直流高電圧に変換する高電圧整流器
と、この高電圧整流器に接続され前記直流高電圧を平滑
するコンデンサと、このコンデンサに接続されたＸ線管
と、前記コンデンサと並列に接続された高電圧半導体ス
イッチと電流制限インピーダンスとの直列接続体とから
成る波尾切断回路と、前記高電圧半導体スイッチを導通
又は非導通に駆動制御するスイッチ駆動制御手段とを備
え、前記Ｘ線管からのＸ線の放射を停止する期間に前記
スイッチ駆動制御手段により前記高電圧半導体スイッチ
を導通させて前記コンデンサの電荷を放電させて成るＸ
線高電圧装置であって、前記高電圧変圧器の２次巻線は
少なくとも2つ以上に分割され、この分割された2次巻線
の電圧を整流する整流手段と、前記2つ以上に分割され
た2次巻線と接地間に設けた前記Ｘ線管の電流を検出す
る管電流検出手段と、前記波尾切断手段の漏れ電流を含
む前記Ｘ線管と並列に接続された並列接続体の漏れ電流
を検出する漏れ電流検出手段と、前記管電流検出手段で
検出した検出値から前記漏れ電流検出手段で検出した漏
れ電流値との差を求めて前記Ｘ線管に流れる実際の電流
を求める実管電流検出手段とを具備することによって達
成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。先ず、インバータ式Ｘ線高電圧装置に
波尾切断回路を接続した場合の管電流検出を従来の方法
（アノード・アース間とアース・カソード間に接続した
高電圧回路に流れる電流を低抵抗を介して検出する方法
「放射線診断機器工学医歯薬出版2001年2月20日発行第
１版第5刷92ページ図2-126」）で行った場合について図
1を用いて説明する。

【００１５】図1のインバータ式Ｘ線高電圧装置は、商
用電源を直流に変換するコンバータ回路の出力電圧（直
流電圧）をインバータ回路を用いて高周波の交流電源に
変換し、その出力電圧を高電圧変圧器で昇圧した後、高
電圧整流回路にて整流して直流の高電圧をＸ線管に印加
してＸ線を放射するもので、コンバータ回路1と、イン
バータ回路2と、高電圧変圧器3と、高電圧整流回路4
と、高電圧ケーブル5と、Ｘ線管6と、コンバータ制御回
路9及びインバータ制御回路10と、波尾切断回路60と、
管電圧検出回路70と、管電流検出回路80等で構成され
る。

【００１６】次に上記構成要素のそれぞれの機能につい
て簡単に説明する。上記コンバータ回路1は、直流電圧
を供給する装置であり、50Hzまたは60Hzの商用の交流電
源30の交流電圧をインダクタ8を介してスイッチング素
子である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、
ＩＧＢＴと略記）11，12，13，14により全波整流されて
直流電圧に変換するものである。インバータ回路２は、
スイッチング素子である絶縁ゲート型バイポーラトラン
ジスタＩＧＢＴ21，22，23，24でフルブリッジ型のイン
バータ回路を構成し、上記コンバータ回路1から出力さ
れた直流電圧を受電して高周波の交流電源に変換すると
共に管電圧を制御するものである。高電圧変圧器3は、
上記インバータ回路2からの交流電圧を昇圧するもので
あり、その一次側がインバータ回路2の出力に接続され
ている。高電圧変圧器3の二次側は2分割されており、出
力はそれぞれの高電圧整流回路4a，4bに接続されてい
る。高電圧整流回路4は高電圧変圧器3で昇圧された高周
波交流高電圧を直流の高電圧に整流するものであり、入
力側は高電圧変圧器3の二次側に接続されている。高電
圧整流回路4は2組みの全波整流回路が直列接続されてお
り、プラス側の高電圧整流回路4aのカソード側は高電圧
ケーブル5を介してＸ線を放射するＸ線管6の陽極側に、
アノード側は管電流検出回路80を介してアース電位に接
続されている。マイナス側の高電圧整流回路4bのカソー
ド側は管電流検出回路80を介してアース電位に、アノー
ド側は高電圧ケーブル5を介してＸ線管6の陰極側に接続
されている。さらに、上記コンバータ回路1は、上記交
流電源30の電圧と電流の位相及びコンバータ回路1の出
力電圧の設定値V1とコンデンサ15で平滑された実際の出
力電圧Vcとの差に応じて、前記コンバータ回路1のＩＧ
ＢＴ11，12，13，14をパルス幅変調制御し，前記交流電
源30の電流と電圧の位相を一致させると同時に、前記コ
ンバータ回路1の出力電圧を前記設定値に一致させるよ
うに制御信号S1を生成するものである。

【００１７】また、上記インバータ制御回路10は、目標
管電圧信号Vkvと管電圧検出回路70で検出した管電圧検
出信号Vxkvを入力して目標管電圧信号Vkvと管電圧検出
信号Vxkvとを比較演算し、上記Ｘ線管６の管電圧が目標
管電圧と一致するように制御信号S2を生成するものであ
る。さらに前記インバータ制御回路10は、目標管電流信
号VmAと管電流検出回路80で検出した管電流検出信号Vxm
Aを入力して、目標管電流信号VmAと管電流検出信号VxmA
とを比較演算し、上記Ｘ線管6の管電流が目標管電流と
一致するように制御信号S3を生成し、これを前記Ｘ線管
6の陰極フィラメントを加熱制御するフィラメント加熱
回路50に入力するものである。なお、前記管電圧検出回
路70は、高電圧抵抗と高電圧コンデンサの並列接続体か
らなり、管電圧値の精度向上及び管電圧波尾の高速下降
のための波尾切断回路60は、電流制限用インピーダンス
と複数の直列接続された高電圧半導体スイッチで構成さ
れている（特開平8-212948号公報に開示）。また、26は
インバータ回路2の出力側に挿入された共振用コンデン
サで、高電圧変圧器3の漏れインダクタンスの影響で高
周波の電流が上記高電圧変圧器３の巻線に十分流れない
ことを改善する目的で挿入してあり、上記の必要のない
場合は挿入しなくてもよい。

【００１８】続いて、管電流検出回路80の詳細について
図2を用いて説明する。Ｘ線管6に流れる実際の管電流値
をＩxmA、管電圧検出用回路70に流れる漏れ電流をＩkVm
A、波尾切断回路60に流れる漏れ電流をＩpmAとすると、
高電圧整流回路４に流れる電流、すなわち端子ＡとＸ線
管6のアノード間及び端子ＣとＸ線管6のカソード間に流
れる電流ＩmAは、ＩmA＝ＩxmA＋ＩkVmA＋ＩpmA （1）となり、この電流は端子NEとアース間及び端子Nとアー
ス間に流れる。

【００１９】そこで、従来の管電流検出回路80は、前記
ＩmAによる電圧降下を低抵抗80aと80bで検出し、これら
の検出した電圧を演算増幅器81，82を介して演算増幅器
83で合成した電圧ＶxmAを管電流値として検出する方法
をとっていた。この結果、管電流検出回路80で検出する
検出電流は、Ｘ線管6に流れる実際の管電流値ＩxmAより
も管電圧検出用回路70に流れる漏れ電流ＩkVmAと波尾切
断回路60に流れる漏れ電流ＩpmAの和の分だけ多く検出
されることになる。

【００２０】しかし、波尾切断回路が無い管電圧検出回
路70のみを有する従来では、該管電圧検出回路70の漏れ
電流ＩkVmAは、Ｘ線管6に流れる実際の管電流値ＩxmAに
比べて小さくそれほど問題にならなかったが、上記のよ
うに管電圧検出回路70に加えて波尾切断回路60を接続す
ると、これらの合成インピーダンスが非常に小さくな
り、これによって生じる漏れ電流は無視できないものと
なり、上記管電流検出回路80で検出する管電流検出方法
では誤差が大きくなる。

【００２１】図3は管電圧と上記漏れ電流の関係を示す
図である。漏れ電流は管電圧に比例して増加し、この漏
れ電流は波尾切断回路を接続することによって従来より
も大幅に増加する。具体的には、管電圧が100kVの場合
の漏れ電流は1.25mAとなり、連続透視時の目標管電流値
を2mAとすると、実際の管電流mAは0.75mAとなり、透視
時の線量不足という事態が生じ、診断に支障をきたすこ
ととなる。また、ＪＩＳ規格（日本工業標準調査会：医
用Ｘ線高電圧装置通則JIS Z4702）の管電流の精度であ
る±15％以内を満足しないことにもなる。

【００２２】本発明は、波尾切断回路60を接続しても上
記誤差を無くするようにするもので、図4に本発明の第
１の実施例における管電流検出部の回路構成を示す。管
電圧検出回路70は、アノード側とカソード側に2分割さ
れ、一端はそれぞれＸ線管6のアノード側とカソード側
に接続されている。もう一端はそれぞれ高電圧整流回路
4a、4bのNE，N端子に接続されている。同様に、波尾切
断回路60もアノード側とカソード側に2分割され、一端
はそれぞれＸ線管6のアノード側とカソード側に接続さ
れ、もう一端はそれぞれ高電圧整流回路4a、4bのNE，N
端子に接続されている。

【００２３】このように、波尾切断回路60、管電圧検出
回路70及び管電流検出回路80を構成することで、演算増
幅器81、82によって端子AとＸ線管6のアノード間及び端
子CとＸ線管6のカソード間に流れる電流ＩmAから上記波
尾切断回路60と管電圧検出回路70に流れる漏れ電流Ｉpm
AとＩkVmAは差し引かれ、この差し引かれた真のＸ線管6
に流れる電流に比例した電圧ＶxmAを演算増幅器83の出
力に取り出すことができる。

【００２４】図5は本発明の第2の実施例における管電流
検出部の回路構成である。管電圧検出用回路70はアノー
ド側とカソード側に2分割され、一端はそれぞれアノー
ド側とカソード側に接続され、もう一端は管電流検出回
路80のNE，N端子に接続されている。一方、波尾切断回
路60の漏れ電流ＩpmAは管電流検出回路80には直接入力
しないで、図3に示した管電圧と波尾切断回路60の漏れ
電流ＩpmAとの関係をインバータ制御回路10内のメモリ
に記憶しておく。インバータ制御回路10は、図6に示す
ように、中央演算処理ユニットＣＰＵと、各種データを
記憶するメモリと、外部からのアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するアナログ／ディジタル変換器Ａ／Ｄ
と、ＣＰＵで演算した結果を外部にアナログ値として出
力するためのディジタル／アナログ変換器Ｄ／Ａ等から
成るマイクロコンピュータで構成され、前記インバータ
制御信号Ｓ2、管電流出力信号Ｓ3を生成し、出力する。
本発明の第2の実施例では、上記インバータ制御回路10
のメモリに図3に示した管電圧ＶkVと波尾切断回路60の
漏れ電流ＩpmAとの関係を記憶しておき、前記波尾切断
回路60の漏れ電流ＩpmAに対応した電圧を含んでいる管
電流検出回路80で検出した検出電圧ＶxmAをＡ／Ｄ変換
器でディジタル値に変換してこれをＣＰＵに取り込み、
一方メモリからこのときの管電圧に対応する波尾切断回
路60の漏れ電流ＩpmAに相当するデータを前記ＣＰＵに
読み出して、前記管電流検出回路80で検出してディジタ
ル量に変換したディシタルデータから前記ＣＰＵに読み
出した波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに対応したデー
タを差し引いてこれをアナログ値に変換して真の管電流
値を検出するものである。

【００２５】このように構成することにより、既存の装
置に波尾切断回路60を接続しても、図4に示した回路に
変更する必要がなく、ソフトウェアの変更のみで対応可
能となる。

【００２６】図7は本発明の第3の実施例における管電流
検出部の回路構成である。波尾切断回路60はアノード側
とカソード側に2分割され、一端はそれぞれアノード側
とカソード側に接続され、もう一端は管電流検出回路80
のNE，N端子に接続されている。

【００２７】一方、管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA
は管電流検出回路80には直接入力しないで、図3に示し
た管電圧と管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAとの関係
をインバータ制御回路10内のメモリに記憶しておく。イ
ンバータ制御回路10は、図6に示したように構成され、
該インバータ制御回路10のメモリに図3に示した管電圧
ＶkVと管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAとの関係を記
憶しておき、前記管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAに
対応した電圧を含んでいる管電流検出回路80で検出した
検出電圧ＶxmAをＡ／Ｄ変換器でディジタル値に変換し
てこれをＣＰＵに取り込み、一方メモリからこのときの
管電圧に対応する管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAに
相当するデータを前記ＣＰＵに読み出して、前記管電流
検出回路80で検出してディジタル量に変換したディジタ
ルデータから前記ＣＰＵに読み出した管電圧検出回路70
の漏れ電流ＩkvmAに対応したデータを差し引いてこれを
アナログ値に変換して真の管電流値を検出するものであ
る。このように構成しても、図4に示した第1の実施例と
同様の効果を得ることができる。

【００２８】図8は本発明の第4の実施例における管電流
検出部の回路構成を示す。管電圧検出回路70の漏れ電流
ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAの両方共に
管電流検出回路80には直接入力しないで、図3に示した
管電圧と管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA及び波尾切
断回路60の漏れ電流ＩpmAとの関係をインバータ制御回
路10内のメモリに記憶しておく。インバータ制御回路10
は、図6に示したように構成され、該インバータ制御回
路10のメモリに図3に示した管電圧ＶkVと管電圧検出回
路70の漏れ電流ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流Ｉ
pmAとの関係を記憶しておき、前記管電圧検出回路70の
漏れ電流ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに
対応した電圧を含んでいる管電流検出回路80で検出した
検出電圧ＶxmAをＡ／Ｄ変換器でディジタル値に変換し
てこれをＣＰＵに取り込み、一方メモリからこのときの
管電圧に対応する管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA及
び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに相当するデータを
前記ＣＰＵに読み出して、前記管電流検出回路80で検出
してディジタル量に変換したディジタルデータから前記
ＣＰＵに読み出した管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA
及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに対応したデータ
を差し引いてこれをアナログ値に変換して真の管電流値
を検出するものである。このように構成しても、図4に
示した第1の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００２９】以上は、本発明をインバータ式Ｘ線高電圧
装置に用いた場合の実施例であるが、本発明はこれに限
定するものではなく、「放射線診断機器工学医歯薬出版
2001年2月20日発行第1版第5刷58頁〜78頁に開示」され
ている2ピーク形Ｘ線高電圧装置、6及び12ピーク形Ｘ線
高電圧装置、テトロードを用いた定電圧式Ｘ線高電圧装
置及びコンデンサ式Ｘ線高電圧装置にも用いて有効であ
る。図9に12ピーク形Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路60
を接続した実施例を示す。このＸ線高電圧装置は、三相
交流電源90の電圧を三相単巻変圧器100で設定した管電
圧に調整し、この調整した電圧を三相高電圧変圧器110
で昇圧して2組の全波整流回路120で整流して、この整流
した直流の高電圧をＸ線管6に印加するもので、管電流
は上記インバータ式Ｘ線高電圧装置と同様に、前記2つ
の全波整流回路120aと120bとの間及びアース間に接続し
た管電流検出回路130の低抵抗130aと130bに生じる電圧
降下を検出ものである。なお、140はＸ線の曝射及び遮
断を三相交流電源90の位相とは無関係に任意に遮断する
ための電子式スイッチである。のこのような構成の12ピ
ーク形Ｘ線高電圧装置に波切断回路60を接続すると、管
電流検出回路130で検出される管電流には該波尾切断回
路60による漏れ電流ＩpmAが誤差となって現れる。この
誤差は、上記インバータ式Ｘ線高電圧装置の実施例と同
様の方法で補正できる。すなわち、図4で管電圧検出回
路が無い方法、図5で管電圧検出回路が無い方法であ
る。

【００３０】図10に2ピーク形Ｘ線高電圧装置に波尾切
断回路60を接続した実施例を示す。このＸ線高電圧装置
は、単相交流電源150の電圧を単巻変圧器160で設定した
管電圧に調整し、この調整した電圧を単相高電圧変圧器
180で昇圧して全波整流回路190で整流して、この整流し
た直流の高電圧をＸ線管6に印加するもので、管電流は
上記単相高電圧変圧器の2つの2次巻線とアース間に流れ
る交流電流による電圧降下を低抵抗200a、200bで検出
し、これを図示省略の整流回路で直流電圧に変換して検
出する。なお、170はＸ線の曝射及び遮断を行うための
電子式スイッチである。このような構成の2ピーク形Ｘ
線高電圧装置に波切断回路60を接続すると、管電流検出
回路200で検出される管電流には該波尾切断回路60によ
る漏れ電流ＩpmAが誤差となって現れる。この誤差は、
上記インバータ式Ｘ線高電圧装置の実施例と同様の方法
で補正できる。すなわち、図4で管電圧検出回路が無い
方法、図5で管電圧検出回路が無い方法である。

【００３１】以上のように、本発明は、インバータ式Ｘ
線高電圧装置を含む全てのＸ線高電圧装置に波尾切断回
路を接続しても、Ｘ線管に流れる管電流を簡単な回路で
高精度に検出できる。

【００３２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、Ｘ線曝射停止時
に管電圧を高速に降下させるための波尾切断回路に流れ
る漏れ電流を含むＸ線管に流れる電流以外の漏れ電流を
検出し、あるいは予め求めておいておき、これらの漏れ
電流を接地に流れる電流から差し引いて補正する管電流
検出手段を設けたので、波尾切断回路を接続しても高精
度のＸ線制御が可能となるＸ線高電圧装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インバータ式Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路を
接続した場合の管電流検出を従来の方法で行った場合の
システム構成図。

【図２】図１の管電流検出回路の詳細を示す図。

【図３】管電圧と漏れ電流の関係を示す図。

【図４】本発明の第１の実施例における管電流検出回路
の詳細を示す図。

【図５】本発明の第２の実施例における管電流検出回路
の詳細を示す図。

【図６】本発明の第２の実施例におけるインバータ制御
回路の構成ブロック図。

【図７】本発明の第３の実施例における管電流検出回路
の詳細を示す図。

【図８】本発明の第４の実施例における管電流検出回路
の詳細を示す図。

【図９】１２ピーク形Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路を
接続した回路構成図。

【図１０】２ピーク形Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路を
接続した回路構成図。

【符号の説明】

１コンバータ回路、２インバータ回路（フルブリッ
ジ型）、３高電圧変圧器、４高電圧整流回路、５
高電圧ケーブル、６Ｘ線管、９コンバータ制御回
路、１０インバータ制御回路、１１〜１４ IGBT、１
５コンデンサ、２１〜２４ IGBT、３０交流電源、
６０波尾切断回路、７０管電圧検出回路、８０管
電流検出回路、８０ａ,８０ｂ低抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大原光一東京都千代田区内神田１丁目１番14号株式会社日立メディコ内Ｆターム(参考） 4C092 AA01 AB15 AC01 AC08 BB02 BB12 BB13 BB38 BC02 CC03 CC14 CD03 CF14 CG11 DD18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電圧源と、この交流電圧源に一次巻
線が接続されその電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この
高電圧変圧器の二次巻線に接続され昇圧された交流電圧
を直流高電圧に変換する高電圧整流器と、この高電圧整
流器に接続され前記直流高電圧を平滑するコンデンサ
と、このコンデンサに接続されたＸ線管と、前記コンデ
ンサと並列に接続された高電圧半導体スイッチと電流制
限インピーダンスとの直列接続体とから成る波尾切断回
路と、前記高電圧半導体スイッチを導通又は非導通に駆
動制御するスイッチ駆動制御手段とを備え、前記Ｘ線管
からのＸ線の放射を停止する期間に前記スイッチ駆動制
御手段により前記高電圧半導体スイッチを導通させて前
記コンデンサの電荷を放電させて成るＸ線高電圧装置で
あって、前記高電圧変圧器の2次巻線は少なくとも2つ以
上に分割され、この分割された2次巻線の各々の電圧を
整流しこれらの電圧を合成する複数の整流手段と、これ
らの整流手段と接地間に設けた前記Ｘ線管の電流を検出
する管電流検出手段と、前記波尾切断手段の漏れ電流を
含む前記Ｘ線管と並列に接続された並列接続体の漏れ電
流を検出する漏れ電流検出手段と、前記管電流検出手段
で検出した検出値から前記漏れ電流検出手段で検出した
漏れ電流値との差を求めて前記Ｘ線管に流れる実際の電
流を求める実管電流検出手段とを具備して成るＸ線高電
圧装置。
【請求項２】交流電圧源と、この交流電圧源に一次巻
線が接続されその電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この
高電圧変圧器の二次巻線に接続され昇圧された交流電圧
を直流高電圧に変換する高電圧整流器と、この高電圧整
流器に接続され前記直流高電圧を平滑するコンデンサ
と、このコンデンサに接続されたＸ線管と、前記コンデ
ンサと並列に接続された高電圧半導体スイッチと電流制
限インピーダンスとの直列接続体とから成る波尾切断回
路と、前記高電圧半導体スイッチを導通又は非導通に駆
動制御するスイッチ駆動制御手段とを備え、前記Ｘ線管
からのＸ線の放射を停止する期間に前記スイッチ駆動制
御手段により前記高電圧半導体スイッチを導通させて前
記コンデンサの電荷を放電させて成るＸ線高電圧装置で
あって、前記高電圧変圧器の２次巻線は少なくとも2つ
以上に分割され、この分割された2次巻線の電圧を整流
する整流手段と、前記2つ以上に分割された2次巻線と接
地間に設けた前記Ｘ線管の電流を検出する管電流検出手
段と、前記波尾切断手段の漏れ電流を含む前記Ｘ線管と
並列に接続された並列接続体の漏れ電流を検出する漏れ
電流検出手段と、前記管電流検出手段で検出した検出値
から前記漏れ電流検出手段で検出した漏れ電流値との差
を求めて前記Ｘ線管に流れる実際の電流を求める実管電
流検出手段とを具備して成るＸ線高電圧装置。