JP2005160830A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大掛かりな調整の事前準備と小スリップリングの設置などの軽減および煩雑な調整作業を円滑化することにある。さらに、調整時に必要なデータのサンプリング幅を細かくしても、伝送ストレスが生じないようにし、かつ使用メモリ量を軽減する。
【解決手段】 Ｘ線管への入力、回転部の回転スピード、ベッド送り速度、およびデータ伝送装置からのモニタ出力のうちの少なくともひとつをアナログ信号として収集する手段と、これをデジタル信号に変換する手段と、上記デジタル信号の波形を所定時間経過ごとに少なくとも５方向のベクトル信号の羅列に変換する手段とを有するＸ線ＣＴ装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明はその内部でも外部との間でも動作指示や画像データを迅速に伝送することを可能とすることで使い勝手やメンテナンス性を向上したX線CT装置に関する。
また、ガントリー回転状態でメンテナンスが可能なX線CT装置に関する。特に、遠隔地からでも通信線を使用してリモートメンテナンス可能なX線CT装置に関する。

[特許文献1]に開示されるように、A／D変換によりアナログ波形をデジタル化して伝送しメンテナンスに供する技術が知られている。医用診断装置にメンテナンス用コンピュータを接続して医用診断装置のインターフェイスの電圧をモニターし、このメンテナンス用コンピュータから医用診断装置の設定値や画像やログファイルなどのデータファイルをウェブ（Web）経由でサービスサポートセンタ宛てに送る構成が記載される。サービスサポートセンタはこのようにして送られたデータファイルをメンテナンスに使用できる。

上記データファイル作成にあたっては、緻密なデータを得る目的でサンプリングを細かくすればするほど観測の精度は増すが、反面データ量も増加してデータの伝送にストレスを与える事態が生じる、また観測データを一時ストアするメモリも大容量のものが必要となる。
特開2003-16212号公報

実際に上記アナログ波形の観測をするには、まず、X線CT装置のカバーを開ける。次に計測しようとするアナログ波形の出力端子部に測定器を接続する。通常はガントリーなど回転部を回転させた状態では計測器を取り付けることはできないので、制御装置などに指示して回転動作は停止させ、データ伝送装置のモニター出力や、管電圧、管電流、ベッド送り速度など回転動作のない状態で計測可能なアナログ波形だけを計測する。

しかし、回転時にはガントリーの回転機構に電力をとられ、光伝送用の光出力や、管電圧（KV）、管電流（MA）、ガントリ回転スピード、ベッド送り速度などのアナログ波形に多少の影響が出る可能性もあり、静止状態ではなく実際に回転させながら観測調整することが望ましい。これを実現するには計測用の小スリップリングを別途取り付けて回転時の計測を可能にする。しかし、このように小スリップリングを取り付けるには大きな手間と労力を必要とする。

こうして観測した波形が好ましくない場合は、X線CT装置に予め取り付けられたボリュームなどCTに装着された調整手段によって調整する。調整は波形を整形し所望の形状となるように行なう。所望の形状とは、設計値やこれに所定の誤差を含めたものなどである。この際観測波形のサンプリング幅を細かくするほどデータ量が増えて伝送に時間がかかる。微調整をしては波形出力が適切か確認するといった手順を何度も繰り返すため、調整には繰り替えし時間も乗算され一層の時間を要する。

本発明の課題は、大掛かりな調整の事前準備と小スリップリングの設置などの軽減および煩雑な調整作業を円滑化することにある。
さらに、調整時に必要なデータのサンプリング幅を細かくしても、伝送ストレスが生じないようにし、かつ使用メモリ量を軽減することにある。

本発明においては、カバーを開閉したりスキャナに計測器を装着したり小スリップリングなどを搭載したりすることなく、ガントリー回転部内で得られるアナログ波形をコンソールやサポートサンタ−へストレスなく伝送することができ、かつ、指定した波形をリアルタイムに画面へ表示させることが可能なシステムを提供する。さらに波形の調整を基準波形と比較しながら容易化におこなえるシステムを提供する。

すなわち本発明の第1の特徴によれば、X線管と検出器を搭載した回転部を回転させながら上記X線管から照射されたX線を上記検出器で検出し画像化するX線CT装置において、上記X線管への入力、上記回転部の回転スピード、ベッド送り速度、およびデータ伝送装置からのモニタ出力のうち少なくともひとつをアナログ信号として収集する手段と、これをデジタル信号に変換する手段と、上記デジタル信号の波形を所定時間経過ごとに少なくとも5方向のベクトル信号の羅列に変換する手段とからなる。

すなわち本発明の第2の特徴によれば、上記ベクトル信号の羅列を波形として再生し基準波形と比較するための表示手段と、上記再生した波形を基準波形に一致させるように調整する手段と、を備えた本発明の第1の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第3の特徴によれば、上記ベクトル信号に対してエラー検知用の信号を付加した本発明の第1または2の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第4の特徴によれば、さらに上記ベクトル信号の羅列およびエラー検知用の信号を保存する信号保存手段を備えた本発明の第1から3の特徴に記載のX線CT装置を提供する。

すなわち本発明の第5の特徴によれば、さらに外部診断手段との接続手段を備えた本発明の第1または2の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第6の特徴によれば、上記ベクトル信号を少なくとも3ビットで表わす本発明の第1から5の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第7の特徴によれば、上記5方向のベクトル信号をそれぞれ異なる3ビット信号で表わす本発明の第1から5の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第8の特徴によれば、上記5方向のベクトル信号が同方向に連続する場合該当するベクトル信号にその方向の繰り返し回数を少なくとも2ビットの信号で表わして付加する本発明の第7の特徴に記載のX線CT装置を提供する。

すなわち本発明の第9の特徴によれば、上記エラー検知用の信号を少なくとも1ビットで表わす本発明の第3から8の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第10の特徴によれば、上記ベクトル信号に付随する上記エラー検知用の信号をチェックして上記ベクトル信号のエラーの有無を判定して、エラーのある場合には上記信号保存手段に対して上記ベクトル信号と上記エラー検知用信号を再送要求する手段を備えた本発明の第4から9の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第11の特徴によれば、上記基準波形は、X線CT装置製造時に測定したものであることを特徴とする本発明の第2から10の特徴に記載のX線CT装置を提供する。

すなわち本発明の第12の特徴によれば、上記表示手段は上記基準波形と上記再生波形は色を変えて重ねて表示する本発明の第2から11の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第13の特徴によれば、上記表示手段は上記基準波形と上記再生波形の誤差の平均値、最大値、および最小値のうち少なくとも一つを表示する本発明の第２から12の特徴に記載のX線CT装置を提供する。
すなわち本発明の第14の特徴によれば、上記誤差がある場合にはそれを自動補正指示させるための手段をさらに有する本発明の第13の特徴に記載のX線CT装置を提供する。

本発明によれば、X線CT装置に測定器や小スリップリングを取り付ける必要がなく、リモートサービスセンターや外部のオペレータコンソールなどからX線CT装置へ直接指令することで、回転部にて検出されているアナログ波形データを上記リモートセンターやオペレータコンソール画面上などに表示させメンテナンスを行なうことができる。

また、複雑なアナログ波形でも、この波形の微分成分化（単位ベクトル化）を利用してより少ないビット数でデジタル化してデータ伝送するので、伝送時のX線CT装置の内部回路や外部回路（たとえばウェブ）へのストレスが少なくなる。

たとえばX線の照射に同期してCT値を計算し、これに応じて自動的にスキャン幅を調整する場合にも、本発明の単位ベクトル化により回転側からの管電流情報を少ない伝送容量にてコンソールへ送ることが出来るため、管電流自動制御もストレスなく行うことが可能である。

また、X線CT装置自身やリモートセンター内に、X線CT装置毎に出荷時に計測した正常な各アナログ波形のデジタル化データを保管しておき、メンテナンス時に計測した波形のデジタル化データ比較することで視覚的に不具合判定を行うことができる。さらにアナログ波形のデジタル化データをCPUなどにより自動的に比較および調整させることも可能である。
さらにリモートで装置の品質を保持・監視することもできる。

以下、添付図面に従って本発明に係る画像診断装置の好ましい実施の形態について説明する。
［実施例１］
図1において、X線CT装置は、X線管1とX線検出器2とを対向するように載置し、セレクタ41、A／D変換機42、回転部CPU43、メモリ44等も搭載する円環状の回転部1および、静止部CPU51、メモリ52、画像処理の機能も有するコンソール内CPU611、および画像表示装置612を有する回転しない静止部5からなる。回転部1は、ガントリー開口部のほぼ回転中心に配置した被検体に対して、上記X線管13からX線を照射しながら回転する。照射され被検体に一部吸収されて透過したX線は上記X線検出器22で検出されるようになっている。検出されたX線はデータ収集システム（DAS：data acquiSition SyStem）23等において増幅され、データ伝送装置31でマルチプレクスされた信号に変換されローデータとなり、光伝送路46などを経由して静止側CPU46に送られる。

その後、静止部5にある静止部CPU51、オペレータコンソール61内のCPU611、およびリモートセンタ62内のCPU621のうち必要なところに送られる。上記データ伝送装置31からは別のモニタ出力39も得られる、たとえばデータ伝送装置が光データ伝送装置である場合には、デジタル光信号に変換したときの光強度の変化信号をモニター信号として出力し、セレクタ41、A／D変換機42、回転部CPU43経由でスリップリング45を介して静止部CPU51に送るようになっている。

X線制御装置11と回転部制御装置21はX線の照射条件である管電圧や管電流やベッド送り速度、ガントリーの回転スピード等をコンソール内CPU611からの指示を受けて制御する。コンソール内CPU611やセンター内CPU621は画像処理装置としても機能し、画像とするために前処理と画像再構成と画像表示などを行なう。画像表示装置612や622はメンテナンス用アナログ波形などを表示するとともに、上記CPU611やCPU621で完成した画像も表示できる。

ここで観測して調整に供するアナログ波形の種類と調整の必要性について述べる。
X線CT装置をメンテナンスする場合、X線管へ印加する管電圧と管電流、検出器から出てDAS経由したローデータを伝送用に変換する際データ伝送装置で得られるモニター信号、ベッド送り速度、ガントリーの回転速度検知回路からの出力などをアナログ波形として観測し調整を行なう。

まず、管電流と管電圧の観測について述べる。
管電流を増加させるとX線光子数の増加により画像ノイズを減少させたまま、組織コントラストを維持できるので良好な画像が期待できる。X線強度は管電圧の2乗に比例して高くなるので、管電圧を増加させると検出器に到達するX線光子数の増加により画像ノイズが減少するが、組織間のX線減弱係数の差は小さくなる。したがって、X線減弱係数差が充分な対象物では画像ノイズ減少の効果が大きくなりコントラスト検出能の改善が見込める場合もある。しかし、X線減弱係数差の小さい対象物の場合、例えば脳の白質と灰白質、では管電圧が高いのは画質上好ましくない。このように管電流と管電圧は微妙な対応関係を持たせて制御することが重要である。

次に、検出器からDAS経由で取り出されたデータ伝送装置からの信号について述べる。検出器は被検者を輪切りにする回転方向に複数のチャンネルを有し、チャンネル毎に検出素子が並べられている。各チャンネルからの信号はDAS内のマルチプレクサ-によって1つにまとめられ出力される。この信号の取得がX線CT装置の使用目的であり、高画質を得るには信号は高精度でなくてはならない。最近のX線CT装置では、上記チャンネル方向のみならず、さらに被検者の体軸方向にも検出素子列が配列されたいわゆるマルチスライス検出器（以下MSDと称する）を使用している。

このようなMSDを使用したいわゆるマルチスライスCTでは、MSD各列に対応したDASを備えて初めてガントリー1回転あたりで検出器列数分のCTスライス画像が獲得できる。したがって、複数のDASからの信号はさらに複雑化するにも係わらず信号精度は維持しなければならないという厳しい要求がある。このようにDASからの信号は大量で複雑であるにも係わらず高精度であるように観測することが必要である。
そのためDASからのローデータを伝送する際に伝送状態をモニターする必要がある。
ここでモニターするのはローデータ自体ではなくDASからの出力を伝送用に変換したときのモニター信号、たとえばデジタル光出力に変換したときの光強度の変化などである。

次に、ベッド送り速度について述べる。ガントリを回転しながらベッド送りをすることでボリュームスキャンが可能になるが送り速度をガントリの回転と緻密に同期させないと画像の最構成ができない。正確なベッド送りがされているか観測が必要である。

次に、ガントリーの回転スピードの観測について述べる。ガントリーは回転することで画像再構成に最低必要な被検者の周囲180°以上の方向からのデータを取得できる。様々な撮影条件に対応できるように連続回転することも可能である。ガントリーの回転スピードが撮影時間の長短を決定し、撮影時間が短いほど被検者の体動の影響が少なく、また被検者の拘束時間も短くてすむ。DASで得られX線減弱係数となったものをCT値に変換後画像再構成する場合に回転スピードの情報は不可欠な情報である。このように各種撮影条件に対応させ、かつ、回転スピードの正確な維持をするため観測が必要である。

上記以外にも使用条件やX線CT装置の種類に応じて観測が必要な波形が各種ある。
ここで、図2のフローチャートを使用して、本発明にかかわるX線CT装置の動作を順に説明する。まずステップS101において、X線CT装置の出荷時検査などの機会に、調整が完全に終わった段階で、個体ごとの管電流と管電圧19、伝送モニター出力39、回転スピード29といった各アナログ波形の出力を出荷時の正常アナログ波形として計測する。この結果はS103からS111までを経てS112またはS113において個体ごとにリモートセンタなどに製造番号ごとに保存させたり、CT装置自体に保存させることになる。

ステップS102において、メンテナンス時アナログ波形が計測される。実際にX線CT装置を稼動して、管電流と管電圧19、伝送モニター出力39、回転スピード29といった各アナログ波形は出力させる。
これらアナログ波形は出力後セレクター41に入力される。

ステップS103では、操作者がオペレータコンソールやリモートセンター6から観測したいアナログ波形の種類を選択すると、セレクタ41はステップS102において得たアナログ波形の中から選択された波形を出力する。
このように選択される波形はもちろん一つには限らず複数であってもよい。

選択されたアナログ波形が後段のA／D変換S104および単位ベクトル化S105に供される。
ステップS104において、上記出力されたアナログ波形は、A／D変換機42において、デジタルデータに変換される。
ステップS105では単位ベクトル化処理を行なう。上記デジタルデータは任意のサンプリング幅で単位ベクトルに変換される。
なお、ステップS104のデジタル化とステップS105の単位ベクトル化は同じステップ内で同時に行ってもよい。

ステップS105の単位ベクトル化処理について詳述する。
図3（a）中、波形の開始点が参照番号70の画素であるとき、アナログまたはデジタル波形がほぼ上の方向に連続していれば、次に略上方向に向かうものとして参照番号71のように単位ベクトル化できる。同様に、波形がほぼ右に連続しているならば、参照番号73のように単位ベクトル化できる。このようにすると、画素70を基準として全部で5つの方向71から75までのいずれかに単位ベクトル化が可能である。単位ベクトル71から75までは、たとえば000，010、011、100、111のように3ビットあれば表現しきることができる。

いいかえればアナログ波形と同様の形状を、そのアナログ波形を微分したベクトル成分で次々に近似するように表現することで、表示階調数が多くてもわずかなデータ量で波形を表現できる。たとえば通常のビットマップ形式のデータがサンプリング幅（以下、Tとする）あたり256階調を必要とする場合、圧縮しないデータ量は単位サンプリング時間あたり8ビットであるのに対して、本発明ではサンプリング幅あたり約3ビットで表現できる。大まかに換算してデータ量が30分の1となる。なお、ここでいうサンプリング幅は、表示上は表示装置の1画素以上に対応する。

ここで、アナログ波形に合わせてそのデジタル化のためのサンプリング幅を決め、画素ピクセル間でのデータ変位へと置換しているが、サンプリング幅は以下のように決める。
各種コンソールにて表示可能な波形の、それぞれに見合ったサンプリング幅をデフォルト設定しておく。例えば、図3（a）における73の方向に連続でデータが続く場合はサンプリング幅を大きく設定しておき、同じ方向が連続せず変動する場合やノイズなどの影響を受けやすい短い幅の波形を観測する必要のあるものは細かいサンプリング幅にしておくなどである。閲覧したい波形をコンソールやリモートセンターより指定すると、回転側CPUはそれを認識し、その波形のデフォルト値のサンプリング幅によってA／D変換する。上記の方法より波形を表示させた後、波形の状態に応じてこのサンプリング幅を変更することも可能である。こうすれば無駄なくより精度の高いデジタルデータへと変換できる。

一般に、サンプリング幅を狭くするとアナログ波形の分解能が向上するため伝送容量も増える。この方法だと波形の進行方向をたとえば3bitでデータ伝送するので伝送容量がサンプリングの細かさに影響せず、ストレスの少ない伝送をすることが可能となる。

実際に単位ベクトル化する手法の一例として、ステップS105では以下のような計算をする。
回転部CPU43ではたとえば図3（b）の画素80のX−Y座標を（T，M）と認識する。次にこの画素に隣接する画素81のX−Y座標は（T＋1，M）である。ここで、画素80と81の座標の比較を行なう。まずX成分同士を除算すると（T＋1）／T＝1余り＋1となる。
次にまずY成分同士を除算するとM／M＝1余り0となる。この場合は、波形は横方向に移動しており、それぞれの計算の余同士を並べて（＋1，0）となり、これに対して単位ベクトル73を割り当てるものとする。これを3ビットで表現したときに011とする。

図3（a）の画素70を始点として、画素71では、X成分同士を除算してT／T＝1余り0、Y成分同士を除算して（M＋1)／M＝1余り＋1となるので余同士並べて（0，＋1）となり、単位ベクトルを3ビットで表現すれば000とする。

同じく、画素72では、X成分同士を除算して（T+1）／T＝1 余り＋1、Y成分同士を除算して（M＋1）／M＝1余り＋1となるので余同士並べて（＋1，＋1）となり、単位ベクトルを3ビットで表現すれば010 とする。
画素73では、X成分同士を除算して（T＋1)／T＝1 余り＋1、Y成分同士を除算してM／M＝1余り0となるので余同士並べて（+1,0）となり、単位ベクトルを3ビットで表現すれば011とする。
画素74では、X成分同士を除算して（T＋1)／T＝1 余り＋1、Y成分同士を除算して （M-1）／M＝1余り？1となるので余同士並べて（＋1,−1）となり、単位ベクトルを3ビットで表現すれば100 とする。
画素75では、X成分同士を除算してT／T＝1 余り 0、Y成分同士を除算して（M−1）／M＝1余り？1となるので余同士並べて（0，−1）となり、単位ベクトルを3ビットで表現すれば111とする。

この方法により、図3（b）の画素80から84までをシリアルに記せば、
001→001→010→011→100→・・・のようになる。後段のステップS112からS115までで、このテ゛ータを受け取ったオペレータコンソール61やリモートセンター62などはそれぞれのCPU611，621にて同様の手法にて波形に逆変換しそれぞれの画像表示装置612，622上に逆変換波形を表示する。

ステップS106は本実施例では使用せずステップS108に飛ぶ。
ステップS108では、こうして得られたデータにパリティビットを付加して、スキャナ内メモリ44に入力する。パリティビットは1ビットあれば十分である。
ステップS109では、回転部1から静止部5にある静止部CPU51にデータ伝送をさせる。
図1を参照して、回転側CPU43、メモリ44などを経由して、回転部と静止部間の情報伝達手段45を通して静止部5のコンソール内CPU51に伝えられる。情報伝達手段45の一例としてスリップリングが掲げられる。

またこれとは別系統で、スキャンして得られた撮影データは検出器22、DAS23、光ファイバー24、および光データ伝送装置31を出てからデータ伝達手段46経由で静止部CPU51経由でコンソール内CPU611に送られ、ここで各種処理の後画像化され画像表示装置612で表示される。
ステップS110では、ステップS108で付加されたパリティビットを使い伝送データパリテイのチェックを行なう。
ステップS111では、ここまで到達したデータが、S101で計測した正常アナログ波形のものであるか、ステップS102で計測したメンテナンス時アナログ波形のものであるか、さらにはリモートセンタへ送るべきか自機内に保存するかを選択する。なお、この選択は択一ではなく複数選択も可能である。

ステップS112が選択されると、正常アナログ波形のものをリモートセンタ62へ伝送し保存する。
ステップS113が選択されると、正常アナログ波形のものを自機のオペレータコンソール61へ伝送して保存する。
ステップS114が選択されると、メンテナンス時アナログ波形のものをリモートセンター62へ伝送し保存する。
ステップS115が選択されると、メンテナンス時アナログ波形のものを自機のオペレータコンソール61へ伝送して保存する。

ステップS116では、上記データを受け取ったオペレータコンソール61やリモートセンター62などは、オペレータコンソールやリモートセンター内のCPU611,621によりその画像表示装置612，622にて画面表示させる。このときステップS112やS113で得られた正常アナログ波形のものをステップS114やS115で得られたメンテナンス時計測アナログ波形と比較する。操作者はこれらを比較しながらメンテナンスを行なうことにより、どの部分のどの波形が異常であるかをすばやく正確に判断可能となる。

［実施例２］
実施例2は、実施例1に比較してステップS105とS108の間にステップS106とステップS107が挿入されている点が異なっている。したがって特段断らない限り、ステップS106とS107以外の部分は実施例1と同様である。本実施例では、データ量をさらに減らしてX線CT装置およびネットワーク内の伝送ストレスをさらに低減できる。本実施例では、同一方向にのみアナログ波形が連続する立ち上がり時や定常時は、同じ単位ベクトル成分の繰り返しであるため、単位ベクトル成分を一つだけ記載して、これがいくつ連続したかを付記して表現する。

図2において、ステップS106ではアナログ波形の微分方向が同じで連続するとき省データ化するかを選択する。省データ化すると選択したときは、ステップS107へ移行する。省データ化しないと選択したときは、以後実施例1と同じ処理になる。
たとえば、Y軸の上方向71へ連続移動するときには、000の次に何回連続して同方向に移動するかの回数をデジタル化したものを付加し、逆に下方向へ移動するときには、111の次に連続移動回数をデジタル化したものを付加して送る。

ステップS107に関して、図4を参照して述べる。
たとえばサンプリング幅ごとに区切られたデジタル値の画素位置が、A1（T, M）91のとき、次の画素位置92はA（T、M＋1）である、実施例1と同様にして、X成分同士を除算してT／T＝1余り0、Y成分同士を除算して(M＋1)／M＝1余り＋1となるので余同士並べて（0，+1）となり、単位ベクトルを3ビットで表現すれば000である。同様にして、画素位置92から93，から94、94から95も3ビットで表現すれば000となる。合計4回同じ単位ベクトルが連続するため、シリアルにビットを並べれば、000→000→000→000→…となる。

たとえば、画面内の総ピクセル数がこの単位ベクトル方向に最大256＝2⁸個である場合、変位個数情報は8ビットで表現でき、その値は00000011となる。ステップS107の連続個数付加によれば、上記000→000→000→000→…の代わりに000→00000011→…と表現できる。

この場合、必要なビット数はステップS107の方法では11ビット、ステップS106でアナログ波形の微分方向が同じで連続するとき省データ化しないと選択した場合では12ビットとなる。パリテイビットやスタートビットを付加して、単位ベクトル当たり5ビットで表現する場合は、ステップS107を使って13ビットに対して、ステップS106で省データ化しないと選択した場合では20ビットとなる。このように4個以上同じ単位ベクトルが連続する場合はデータをさらに少なくできる。

ここで、パリティビットについて説明する。
パリティビットは単位ベクトルの最後に1bitを付加したもので回転と静止間の伝送を随時チェックすることができる。パリティエラーが生じた場合は、回転部内メモリに保存されているデータを再送する。単位ベクトル数4bitを、データの種類数分だけのパラレルデータをして扱うことで、例えば2種類の波形情報をを同時に送るならば8bit(4bit×2種類)、4種類を送るならば16bit(4bit×4種類)といった具合に、アナログ波形伝送の数を増やすことも可能である。

こうして得た画像データは、波形表示命令を出した媒体(オペレータコンソールやリモートセンターなど)の画面上に正常波形とともに、図5のように観測波形を色違いにて画面表示させる。この正常波形情報は、出荷時の各種アナログ波形情報を静止側CPUに接続されるメモリに保存しておいたものである。

［実施例３］
本実施例は、実施例1や2に比較して、ステップS116での処理が異なる。不具合を視覚的に簡単に把握したり、リモートメンテナンスに使用することができるように、X線CT装置出荷時の正常データを図1にあるCPU51，611，621の少なくともひとつへ記録しておき、メンテナンス時の表示画面上には計測波形とともに正常波形も表示させることは実施例1に記載したとおりである。

本実施例では、さらにメンテナンスを行ないやすくする。たとえば図5の計測波形91と正常時波形92の色を変えて同時に表示させるようにする。そしてアナログ波形の種類を次々に変えて、管電流と管電圧19、光データ出力31、回転スピード29などの計測波形91と正常時波形92を比較していく。このようにすることで故障箇所の発見を一目で判断できる。さらにメンテナンス時の作業時間も短縮するため、顧客に対して迅速に対応することが可能となる。

また、観測したいアナログ波形に見合ったサンプリング幅を経験的に決定しておきこれをアナログ波形の種類に応じて指定することにより、もっとも観測に適した状態で波形比較が可能である。なお、アナログ波形の種類ごとに自動的にサンプリング幅を切り替えてもよいし、波形の傾斜に合わせて中途でサンプリング幅を変えるようにしてもよい。

観測する各アナログ波形について説明する。まず、回転スピード29のアナログ波形について説明する。回転スピードのばらつきは、回転駆動モータに取り付けられたロータリーエンコーダの幅によりチェックすることが出来る。エンコーダの歯車の数と1回転あたりの時間によって、歯車1つあたりのスキャナ回転角度が決まる。この幅をY軸のサンプリング幅とする。実際にスキャンした際の歯車のパルス幅は、歯車1つあたりのスキャナ回転角度を回る際にかかる時間であるので、その時間をX軸にプロットすると図6のようになる。図のように、正常スピードで回転する場合には一定間隔で回転するが、異常な場合には偏った波形となる。

管電流と管電圧19について説明する。X線は真空のガラス管の中で、高電圧下にて陰極から出た電子が、陽極の焦点に衝突したときに発生する。このときに陰極と陽極の間にかける管電圧がX線の透過性を決め、管電圧が低いと透過力の弱い長波長のX線が、高いと透過力の強い短波長のX線が得られる。またX線の発生量は、管電流と時間の積で調整される。管電流とは、エックス線管を流れる電子がつくる電流をいい、それは照射されるエックス線の量に比例する。そのため管電圧や管電流の調整を正しく行わないと、X線管の劣化などによって線質・線量ともに大きく変化する場合がある。図7は管電流・管電圧値を表示させたものである。本発明により表示させた波形が、コンソールから指定したkV・mAの値の許容範囲にあることを確認し、管電圧・管電流調整を行う。管電圧はピーク値、管電流は突入電流の流れている部分を除く平均値を見る。

光データ伝送装置からのモニタ出力31について説明する。画像データをE／O変換する光データ伝送装置に含まれる光変換モジュールは、出力する光の強さをチェックするピンを搭載している。このピンでは、光出力レベルを電圧値にて測定することが出来る。この電圧値(光出力レベル)が低いと、データは正常に送られずデータエラーとなってしまうため、この値が一定値以上になる必要がある。例として図7に光出力波形を示す。光出力波形電圧値は、立ち上がりの部分を除く、最低値を確認する。
上記のようなアナログ波形をコンソール側などに表示する際は、スキャナを回転していても、本発明により少ないデータ量による伝送で表示させることが可能となる。

一時ストアされたデータはスリップリング、もしくは光伝送などの通信手段を使用して静止部5へ伝送される。データにパリティエラーがある場合には再送させる。この伝送方式を使用すれば、サンプリング幅を細かくしても波形の位置情報量が増加していくことが無いためストレスを少なく伝送することができ、また、いくつかのアナログ波形をリモートセンターや画像処理装置のモニターにてリアルタイムに波形表示させることも可能となる。

なお、ステップS116では、メンテナンスを自動化することも可能である。図5は実測値91と正常値92を比較したものである。実測値91と正常値92の差はたとえば参照番号93や94である。これらY軸上の差の平均値をもとに、平均値分実測波形を移動させるようにCPUにより自動的にボリューム調整させることでメンテナンスの自動化が図れる。あるいは、実測値が正常値の最大値95や最小値96を越えた場合に、実測値が最大値95と最小値96の範囲に収まるようにCPUによりボリュームで自動調整させても良い。その他にも実測値と正常値の特徴を比較させ,自動調整することが可能である。このような自動処理はCPUなどによりハード的に行なわせても良いし、別途ソフトウエアによってアルゴリズムを実行させてもよい。たとえば自動プログラムによれって処理させる場合、正常時逆変換波形とメンテナンス時逆変換波形のY軸方向の誤差を算出し、各種波形に応じた補正プログラム計算により、補正指令を自動的にスキャナへ送信する。この後、再度波形を観測すれば操作者は画面上に補正済みの波形を観測することもできる。

また、それぞれの装置において出荷時の正常波形のデフォルト値をリモートセンターや画像処理装置にてストックしておくことで、この値と上記の計測波形を自動的に比較させることも可能である。これによりエラーの認識も簡単にできるし、計測波形がデフォルト値と大幅に異なっている場合には、自動的に調整を指示して、スキャナを自動調整させることも可能となる。

本発明によるX線CT装置の構成を示した概要図。 本発明に係わるX線CT装置による処理を説明するためのアルゴリズム。 本発明の（a）単位ベクトル化の手法の概念図, （b）アナログ波形をデジタル化および単位ベクトル化する例を示す図。 実施例2に係わりアナログ波形をデジタル化および単位ベクトル化しさらに省データ化する例を示す図。 正常時波形とメンテナンス時の計測波形を比較する画面イメージ。 実施例3に係わり、スキャナ回転スピード波形の正常時と異常時を示す図。 実施例3に係わり、管電圧・管電流波形、および光出力波形を示す図。

符号の説明

１：回転部、１１：X線制御装置、１２：X線高電圧発生装置、１３：X線管、２１：回転部制御装置、２２：X線検出器、２３：DAS、２４：光ファイバーケーブル、３１：光データ伝送装置、４１：セレクター、４２：A／D変換機、４３：回転部CPU、４４：回転部メモリー、４５：スリップリング、４６：光カプリング、５：静止部、５１：静止側CPU、５２：静止側メモリー、６１：オペレータコンソール、６１１：コンソール内CPU、６１２：画像表示装置、６１３：ケーブル、６２：リモートセンタ、６２１：センター内CPU、６２２：画像表示装置、６２３：ウェブ、６３：ウェブ

Claims (3)

1. Ｘ線管と検出器を搭載した回転部を回転させながら上記Ｘ線管から照射されたＸ線を上記検出器で検出し画像化するＸ線ＣＴ装置において、
   上記Ｘ線管への入力、上記回転部の回転スピード、ベッド送り速度、およびデータ伝送装置からのモニタ出力のうち少なくともひとつをアナログ信号として収集する手段と、
   これをデジタル信号に変換する手段と、
   上記デジタル信号の波形を所定時間経過ごとに少なくとも５方向のベクトル信号の羅列に変換する手段と、
   からなるＸ線ＣＴ装置。
2. 上記ベクトル信号の羅列を波形として再生し基準波形と比較するための表示手段と、
   上記再生した波形を基準波形に一致させるように調整する手段と、
   を備えた請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 上記ベクトル信号に対してエラー検知用の信号を付加したことを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ装置。

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