JP2003051397A

JP2003051397A - Ｘ線画像診断装置

Info

Publication number: JP2003051397A
Application number: JP2001237417A
Authority: JP
Inventors: Kansei Takahashi; 勘成高橋; Atsushi Ihara; 淳井原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-21
Anticipated expiration: 2021-08-06
Also published as: JP5134169B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線管の稼動状況を観測して稼動データを得
ることができ、所定の稼動状況でもって交換時期を予測
し通知することができるＸ線画像診断装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管１２の稼動制御を行うＸ線制御部
１４より管球使用量制御部１７をもってＸ線管１２の寿
命に関するデータを得る。このデータと予め格納された
管球寿命データ１６とを比較して、所定の演算によりＸ
線管１２の寿命時間を得る。この寿命時間を迎えるか、
あるいは所定の寿命時間を迎える前に表示部２１に警告
を表示する。また、データ送受信部１８を介して外部の
情報管理システム３１へ寿命時間を知らせることができ
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Ｘ線画像診断装置に
関し、特にはＸ線管の交換時期の通知手段を備えたＸ線
画像診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、被検体である患者などの
体内情報を得る手段として、Ｘ線画像診断装置が用いら
れている。このＸ線画像診断装置を用いた診断や検査手
法は従来より盛んに用いられており、診断手法の確立に
伴いＸ線画像診断装置の普及も進んでいる。こうしたＸ
線画像診断装置は、Ｘ線管を備え、このＸ線管に所定の
駆動電圧を加え、患者の撮像部位に所定量のＸ線を曝射
することでＸ線画像を得ている。

【０００３】Ｘ線画像診断装置は、多くの台数が一般的
に用いられているため、それぞれのＸ線画像診断装置の
所定性能を維持すべく様々な保守管理が行われる。使用
者が日常的に行う点検作業や、あるいは製造メーカや販
売店、保守管理会社などが行う点検である。こうした点
検はＸ線画像診断装置に期待される性能を発揮するため
に必要不可欠である。例えば定期的にメーカのサービス
要員がＸ線画像診断装置の設置された病院などの施設機
関を訪問し、点検保守管理を行う。

【０００４】この保守管理は様々な項目にわたって入念
に行われ、例えばＸ線発生に用いるＸ線管は、Ｘ線を照
射する度に徐々に消耗してしまい最終的には使用不可能
になるという特性を有する。こうした特性に応じて行わ
れる保守管理では、このＸ線管の性能維持寿命に関し
て、経験的に寿命維持限界を迎えたと思われる現象（陽
極回転音が大きくなる、管球放電が頻発する、フィラメ
ントが断線するなど）が発生したことを受けて判断され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては以下のような解決すべき課題が存在して
いる。

【０００６】従来、Ｘ線管の寿命の尽きた現象が確認さ
れて初めてＸ線管の寿命が判断されており、このため、
突然にＸ線高電圧装置が使用できなくなる場合が危惧さ
れていた。

【０００７】また、Ｘ線管の寿命を知りうるにはサービ
ス担当者などが現地に赴いた際に駆動状況などを調査し
て判断する必要があり、手間と時間を要し、在庫管理や
作業効率の点で決して満足の行く方法ではなかった。

【０００８】本発明はこれらの課題に鑑み、Ｘ線管の稼
動状況を観測して稼動データを得ることができ、所定の
稼動状況でもって交換時期を予測し通知することができ
るＸ線画像診断装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の本発明によれば、Ｘ線を曝射す
るためのＸ線管を有するＸ線画像診断装置において、前
記Ｘ線管の稼働状況を観測し稼動データとして蓄積する
稼動データ蓄積手段と、前記稼働データに基づいて該Ｘ
線管の交換時期を通知する交換時期通知手段と、を備え
ることを特徴とするＸ線画像診断装置をもって解決手段
とする。

【００１０】また、請求項２に記載の本発明によれば、
前記稼働データは、すくなくとも前記Ｘ線管の陽極回転
積算時間、耐電圧積算時間、フィラメント加熱積算時間
のうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載
のＸ線画像診断装置をもって解決手段とする。

【００１１】また、請求項３に記載の本発明によれば、
前記稼働データは、すくなくとも前記Ｘ線管の陽極回転
積算時間、耐電圧積算時間、フィラメント加熱積算時間
のうちいずれかをパラメータとした所定の演算結果に基
づいて作成された交換時期条件テーブルであることを特
徴とする請求項１記載のＸ線画像診断装置をもって解決
手段とする。

【００１２】また、請求項４記載の本発明によれば、前
記交換時期通知手段は、コンピュータネットワークを介
して所定の端末へ前記交換時期を通知可能なことを特徴
とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線画像診
断装置をもって解決手段とする。

【００１３】また、請求項５に記載の本発明によれば、
前記交換時期通知手段は、すくなくとも警告灯、警告
音、文字や図形表示のうちのいずれか一つ以上でもって
行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項
に記載のＸ線画像診断装置をもって解決手段とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞図１は、本
発明の実施の形態に係るＸ線画像診断装置の全体構成を
示すものである。この図１に示すＸ線画像診断装置は、
Ｘ線画像撮影に係る所定の操作指示を受けて当該Ｘ線画
像診断装置全体の動作制御を行う本体制御装置１と、撮
影されたＸ線画像を画像として表示する画像表示装置２
と、本体制御装置１にコンピュータネットワーク等を介
して接続される外部情報端末３と、から概略構成されて
いる。なおユーザ４は医師や臨床検査技師などのＸ線撮
影操作を行う操作者を指す。また、本体制御装置１は、
Ｘ線を発生し曝射するためのＸ線管１２と、当該Ｘ線管
１２のフィラメントを駆動するフィラメント加熱制御部
１１と、当該Ｘ線管１２に備わる陽極を回転駆動する陽
極駆動制御部１５と、当該Ｘ線管１２の前記陽極におけ
る陽極蓄積熱量を算出する陽極蓄熱量制御部１３と、ま
たこれらを管理しＸ線発生を制御するＸ線制御部１４
と、を備える。

【００１５】さらに、本体制御装置１には前記Ｘ線管１
２の管球の寿命データが格納された管球寿命データ１６
を有し、この管球寿命データ１６とデータを通信する管
球使用量制御部１７と、外部と接続されたコンピュータ
ネットワークに接続のデータ送受信部１８と、データ送
受信部１８とコンピュータネットワークで接続された外
部情報端末３に含まれた情報管理システム３１と、管球
使用量制御部１７からの管球使用量を知らしめるための
警告などを表示する表示部２１と、が含まれている。

【００１６】この図１に示したＸ線画像診断装置の構成
においては、Ｘ線管１２の管球寿命を当該Ｘ線管１２の
管球使用量を測定することで、その管球寿命の時期を迎
える前に事前にユーザ４に警告し、また外部情報端末３
へ通知するための構成である。まず、Ｘ線管１２の管球
使用量の測定の方法としては、管球使用量制御部１７が
Ｘ線制御部１４に接続されており、このＸ線制御部１４
により動作制御されている陽極蓄熱量制御部１３、フィ
ラメント加熱制御部１１、陽極駆動制御部１５のからそ
れぞれの制御情報を入手する。こうして入手した制御情
報に基づいてＸ線管１２を駆動することに伴う管球寿命
に影響を及ぼすパラメータ情報を蓄積する。こうして蓄
積したパラメータ情報に基づいて所定の演算に則って演
算結果を求め、それらの演算結果を管球寿命データ１６
と比較することで所定の管球寿命を迎えるまでの残り時
間が求められる。なお、この管球寿命の所定時間は設計
の意図や、従来よりのＸ線管球の実績に基づいた寿命値
などによりあらかじめ決定された値である。

【００１７】前述の管球寿命に影響を及ぼすパラメータ
として陽極蓄熱量制御部１３、フィラメント加熱制御部
１１、陽極駆動制御部１５からのパラメータ情報を得て
演算結果を得て管球寿命を迎えるまでの残り時間が求め
られるが、この演算結果としては陽極回転特性劣化状況
（陽極回転積算時間）、真空度特性劣化状況（耐電圧積
算時間）、フィラメント特性劣化状況（フィラメント加
熱積算時間）の３種類である。

【００１８】このうち陽極回転特性劣化状況は、Ｘ線管
１２の内部で電子を集めＸ線を発生させる陽極の回転運
動についての特性劣化を示す数値である。この陽極はＸ
線管１２の内部で電磁的な動力による機械的な回転機構
により駆動され、例えば３０００回転／分程度の回転運
動を行っている。この回転運動の回転軸部分を回転自在
に支持する機構が備わり、例えばベアリングなどを用い
た回転軸受が構成されている。こうした構成の陽極（回
転陽極）について、回転軸受部分の回転運動時間に伴う
回転特性（回転精度）の劣化が生じる。

【００１９】この回転特性の劣化状況を数値で捉えるた
めに、回転陽極の回転運動のための駆動機構の制御を行
う陽極駆動制御部１５よりＸ線制御部１４を介し、回転
陽極のＸ線曝射条件に応じた各々の回転モードおよび各
回転モードについて当該回転モードに従った回転時間を
示す時間データを入手する。この時間データと管球寿命
データ１６より入手した各回転モードごとに対応して予
め設定された重み係数を当該時間データに対して積算加
算することにより目的とする陽極回転特性劣化状況が得
られる。なお、積算加算される重み係数としては、たと
えば陽極回転特性劣化状況（Ｑ）として、Σ（重み係数
であって、各回転モードごとに予め設定される。）に対
して回転陽極の回転時間（ｅ）を乗じて、式１…Ｑ＝Σ×ｅとして求められる。

【００２０】つぎに真空度特性劣化状況は、Ｘ線管１２
の内部の真空度の劣化特性を数値として示すものであ
る。Ｘ線管１２の内部は例えば１．３×１０^−５Ｐａ程
度の真空に保たれており、この真空度が低下（劣化）す
ることに起因して陰極と陽極間の異常放電や回転陽極の
劣化、Ｘ線発生効率の低下を招く。この真空度特性の劣
化はＸ線管１２内に備わるフィラメントの加熱に伴い加
熱される部材からの発生ガスなどにより生じる。また陰
極から回転陽極へ電子が流入する部位である電子衝撃面
のＸ線発生に伴う温度上昇により、陽極の部材からも微
量のガスが発生し、真空度特性劣化の一因となってい
る。

【００２１】この真空度特性の劣化状況を数値で捉える
ために、まず回転陽極に蓄積される熱量を設計の意図に
よる所定の値に保つように制御する陽極蓄熱量制御部１
３よりＸ線制御部１４を介して、Ｘ線曝射条件にそれぞ
れ応じた陽極蓄熱量百分率（回転陽極の許容熱量に対す
る実際の回転陽極の蓄熱量の割合：％ＨＵ）を得る。さ
らに先述のＸ線曝射条件の違いに応じたそれぞれの陽極
蓄熱量百分率でもって陽極が蓄熱された時間を示す時間
データを入手し、これと管球寿命データ１６より入手し
た各Ｘ線曝射条件ごとに対応して予め設定された重み係
数を時間データに積算加算することにより目的とする真
空度特性劣化状況が得られる。なお、真空度特性劣化状
況（Ｒ）としては、Σ（重み係数であって、％ＨＵごと
に設定される。）に対して％ＨＵでの時間（ｆ）として
積算加算され、式２…Ｒ＝Σ×ｆとして求められる。

【００２２】また、フィラメント特性劣化状況は、Ｘ線
管１２内に備わる陰極に設けられた加熱用のフィラメン
ト特性の劣化状況を数値として示すものである。このフ
ィラメント特性劣化の状況とは、Ｘ線曝射においてフィ
ラメントによる陰極の加熱が行われるが、この加熱によ
りフィラメント自身が時間経過と共に劣化する現象を指
している。このフィラメントの劣化により最終的にはフ
ィラメントの溶断が生じ、陰極の加熱が行われなくなる
可能性がある。

【００２３】このフィラメント特性の劣化状況を数値で
捉えるために、まずフィラメントの加熱を制御するため
のフィラメント加熱制御部１１よりＸ線制御部１４を介
して、Ｘ線曝射条件にそれぞれ応じたＸ線管１２に印加
される管電圧、およびその時に流れる管電流の値を得
る。さらに、このＸ線曝射条件にて実際に加熱されたフ
ィラメントの加熱時間を時間データとして得る。つぎに
管球寿命データ１６より入手した各Ｘ線曝射条件ごとに
対応して予め設定された重み係数を前記時間データに積
算加算することにより目的とするフィラメント特性劣化
状況が得られる。なお、フィラメント特性劣化状況
（Ｓ）を求めるには、Σ（重み係数であって、各Ｘ線曝
射条件ごとに設定される。）にフィラメント加熱時間
（ｇ）を乗じて、式３…Ｓ＝Σ×ｇによりフィラメント特性劣化状況を求めることができ
る。

【００２４】以上説明したこれらの陽極回転特性劣化状
況、真空度特性劣化状況、フィラメント特性劣化状況と
いった管球使用量データは管球使用量制御部１７におい
て管理されている。この管球使用量データは、管球寿命
データ１６に格納された管球寿命の測定に関する寿命基
準時間を超えた場合において、これを受けて管球使用量
制御部１７はＸ線管１２が管球寿命に達したと判断す
る。

【００２５】この判断に基づいて、たとえば図３に示す
ように表示部２１に管球寿命が近づいたか、あるいは所
定の管球寿命に到達したことをユーザ４に警告する。こ
の図３中に示されている警告の方法として、例えばＸ線
画像モニタ２２に一時的に注意表示２３を表示したり、
あるいはＸ線画像モニタ２２とは関係なく独立した警告
表示部２４などを設け、この警告表示部２４に光や音、
警告文字、警告のための図柄などを示しても良い。な
お、光の明滅や発光色変化については発光部２５などを
設け、この発光部２５の明滅や発光色の変化により警告
を行う事ができる。

【００２６】さらに、管球使用量制御部１７において管
理される積算加算された管球使用量データ、および積算
加算された管球使用量データを管球寿命データ１６に格
納された寿命基準時間に達したと判断された場合には、
データ送受信部１８を介してたとえばインターネットや
ＬＡＮなどのコンピュータネットワークにその結果を送
信し、当該コンピュータネットワークに接続された情報
管理システム３１にて受信する。この情報管理システム
３１に送信された管球寿命データに基づいて、たとえば
Ｘ線管１２を交換するためのサービス担当者を派遣する
ことができる。さらにこの情報管理システム３１により
一元的に集中管理されることで、複数の遠隔地域に存在
するＸ線画像診断装置のＸ線管１２の稼動状況を知り
得、この情報に基づいたＸ線管１２を始めとする保守部
品等の手配や在庫管理が可能となる。

【００２７】図２は、本発明の実施の形態において適用
可能な管球寿命データ１６のデータベース内容の一例を
説明するための図である。このデータベースを用いてＸ
線管１２が備えるフィラメントの寿命時間を予測し、ま
たＸ線管１２の耐電圧性能の寿命時間を予測する。

【００２８】図２中の（Ａ）に示すのはＸ線管１２のＸ
線曝射における大焦点駆動時の陰極近傍のフィラメント
を加熱する駆動条件をパラメータとして示したものであ
る。この図２（Ａ）に基づいて、例えばフィラメントに
印加する電圧が横軸方向に示され、また縦軸方向には印
加電流値が示されている。たとえばフィラメントへの印
加電圧が８０ｋＶとした場合に、印加電流が５００ｍＡ
とすれば、前述の式３に用いる係数Σは０．５となり、
フィラメント特性劣化状況（Ｓ）を以下の式４により得
る。

【００２９】式４…Ｓ＝０．５×ｇまた、図２中の（Ｂ）に示すのはフィラメントの透視焦
点駆動時における加熱の駆動条件の値をパラメータとし
て表示したものである。先の図２（Ａ）にて説明した内
容と同じく、例えばフィラメントに印加する電圧が横軸
方向に示され、また縦軸方向には印加電流値が示されて
いる。たとえばフィラメントへの印加電圧が８０ｋＶと
した場合に、印加電流が２００ｍＡでは前述の式３に用
いる係数Σは０．０９となり、フィラメント特性劣化状
況（Ｓ）を以下の式５により得る。

【００３０】式５…Ｓ＝０．０９×ｆさらに、図２中の（Ｃ）に示すのは回転陽極の蓄熱量を
表す陽極ＨＵと係数Σの関係の一例を示している。この
データベースを適用してＸ線管１２の耐電圧性能（真空
度特性劣化状況）を演算により求める。陽極ＨＵが４２
％ではΣは０．０１となる。この場合の真空度特性劣化
状況（Ｒ）としては、Σは０．０１であり加熱時間を時
間（ｆ）として式２により積算加算され、真空度特性劣
化状況（Ｒ）を以下の式６により得る。

【００３１】式６…Ｒ＝０．０１×ｆ以上説明した本発明の実施の形態によれば、Ｘ線管１２
の稼動状況を観測して稼動データを得ることができるの
で、所定の稼動状況でもって交換時期を予測しユーザ４
や情報管理システム３１に対して通知することが可能な
Ｘ線画像診断装置を提供することができる。

【００３２】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
の理解を容易にするために記載されたものであって、本
発明を限定するために記載されたものではない。したが
って、上記の実施の形態に開示された各要素は、本発明
の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む
趣旨である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、Ｘ線管の稼動状況を観
測して稼動データを得ることができ、所定の稼動状況で
もって交換時期を予測し通知することができるＸ線画像
診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるＸ線画像診断装置の
構成を説明するための概略図を示す。

【図２】本発明の実施の形態によるＸ線画像診断装置に
係る管球寿命データの一つの構成例を説明するための概
略図を示す。

【図３】本発明の実施の形態によるＸ線画像診断装置に
おける警告表示の例を説明するための概略図を示す。

【符号の説明】

１…本体制御装置、２…画像表示装置、３…外部情報端
末、４…ユーザ、１１…フィラメント加熱制御部、１２
…Ｘ線管、１３…陽極蓄熱量制御部、１４…Ｘ線制御
部、１５…陽極駆動制御部、１６…管球寿命データ、１
７…管球使用量制御部、１８…データ送受信部、２１…
表示部、２２…Ｘ線画像モニタ、３１…情報管理システ
ム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C092 AA01 AB19 AC01 DD19 DD21 DD26 DD29 4C093 CA36 EA02 FG16 FG20 GA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線を曝射するためのＸ線管を有するＸ
線画像診断装置において、前記Ｘ線管の稼働状況を観測し稼動データとして蓄積す
る稼動データ蓄積手段と、前記稼働データに基づいて該Ｘ線管の交換時期を通知す
る交換時期通知手段と、を備えることを特徴とするＸ線
画像診断装置。
【請求項２】前記稼働データは、すくなくとも前記Ｘ
線管の陽極回転積算時間、耐電圧積算時間、フィラメン
ト加熱積算時間のうちのいずれかを含むことを特徴とす
る請求項１記載のＸ線画像診断装置。
【請求項３】前記稼働データは、すくなくとも前記Ｘ
線管の陽極回転積算時間、耐電圧積算時間、フィラメン
ト加熱積算時間のうちいずれかをパラメータとした所定
の演算結果に基づいて作成された交換時期条件テーブル
であることを特徴とする請求項１記載のＸ線画像診断装
置。
【請求項４】前記交換時期通知手段は、コンピュータ
ネットワークを介して所定の端末へ前記交換時期を通知
可能なことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載のＸ線画像診断装置。
【請求項５】前記交換時期通知手段は、すくなくとも
警告灯、警告音、文字や図形表示のうちのいずれか一つ
以上でもって行われることを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１項に記載のＸ線画像診断装置。