JP2006349406A - Computer tomographic photographing system and ageing method - Google Patents
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Description
本発明は、X線CT装置に代表されるコンピュータ断層撮影装置関し、特に自動エージング機能を備えてコンピュータ断層撮影装置に関する。 The present invention relates to a computed tomography apparatus typified by an X-ray CT apparatus, and more particularly to a computed tomography apparatus having an automatic aging function.
コンピュータ断層撮影装置、例えばX線CT装置は、一般に、X線源装置におけるX線源で発生させたX線を被検体に照射し、これにより被検体を透過したX線を検出装置で検出し、そして検出装置からの出力信号をフーリエ変換により周波数空間にてフィルタリング処理を施した後に逆フーリエ変換する画像再構成処理にて被検体の断層像を得るようになっている。 A computer tomography apparatus, for example, an X-ray CT apparatus, generally irradiates a subject with X-rays generated by an X-ray source in the X-ray source device, and thereby detects X-rays transmitted through the subject with a detection device. A tomographic image of the subject is obtained by an image reconstruction process in which an output signal from the detection apparatus is subjected to a filtering process in a frequency space by Fourier transform and then subjected to inverse Fourier transform.
X線CT装置におけるX線源としては、直流電圧X線源や加速器などが用いられる。これらの線源では、(1)高速度の陽イオンを物質に衝突させる、(2)物質を高温度に熱し、電子を飛び出させる(熱電子放出)、(3)光を物質にあて光電子を飛び出させる(光電効果)、(4)放射線によるガス体の電離、(5)金属の表面に強い電界を加えて電子を引き出す(電界放出)などとして、様々な方法により取り出された電子を所望の電圧で加速してタングステンなどの重金属ターゲットに照射し、制動放射によるX線を放射させる。 As the X-ray source in the X-ray CT apparatus, a DC voltage X-ray source, an accelerator, or the like is used. In these radiation sources, (1) high-velocity cations collide with a substance, (2) the substance is heated to a high temperature and electrons are emitted (thermoelectron emission), and (3) light is applied to the substance and photoelectrons are emitted. Ejecting electrons (photoelectric effect), (4) ionizing a gas body by radiation, (5) applying a strong electric field to a metal surface and extracting electrons (field emission) It accelerates with voltage and irradiates a heavy metal target such as tungsten to emit X-rays by bremsstrahlung.
加速電子がX線を放射する効率は数%程度であり、残りは熱となる。そのため、X線源は冷却機構を装備している。しかし、急激に高エネルギーの電子をターゲットに照射すると、熱負荷が大きくなり過ぎてターゲット損傷の危険性が高まる。そこで、こうした損傷を防ぐためにエージング運転を行うのが通常である。エージング運転とは、装置立上げ時にいきなり高電圧をX線源装置に印加することはなく、低電圧から徐々に所望の設定電圧まで昇圧させる装置立上げ時の運転方法であり、これを行うことにより、急激な熱負荷上昇でX線源に過剰な負担をかけるという問題を避けることができる。 The efficiency with which accelerated electrons emit X-rays is about several percent, and the rest is heat. Therefore, the X-ray source is equipped with a cooling mechanism. However, if the target is rapidly irradiated with high-energy electrons, the thermal load becomes too great and the risk of target damage increases. Therefore, it is normal to perform an aging operation to prevent such damage. The aging operation is an operation method at the time of starting up the device that does not suddenly apply a high voltage to the X-ray source device at the time of starting up the device, and gradually raises the voltage from a low voltage to a desired set voltage. Thus, it is possible to avoid the problem that an excessive load is placed on the X-ray source due to a sudden rise in heat load.
エージング運転は、X線源の出力が大きい産業用X線CT装置の場合、X線源を毎日使用している場合でも30分程度、3日以上停止した長時間停止後の場合では1時間以上かかる。そしてこのエージング運転中は撮像作業を行うことができずにデットタイムとなる。したがってX線CT装置による撮像作業をより効率的に行えるようにするには、エージング運転を担当する作業者が他の作業者よりも早い時間に出勤してエージング運転を行うようにするなどの対応が必要となる。 Aging operation is an industrial X-ray CT system with a large output of the X-ray source, about 30 minutes even when the X-ray source is used every day, 1 hour or more after a long stop after 3 days or more Take it. During this aging operation, the imaging operation cannot be performed and the dead time is reached. Therefore, in order to be able to perform the imaging work with the X-ray CT apparatus more efficiently, the worker in charge of the aging operation must go to work earlier than other workers and perform the aging operation. Is required.
こうしたエージング運転については、X線CT装置による撮像の予定にしたがってエージング運転を自動的に行う機能をX線CT装置に具備させる技術が知られている(例えば特許文献1)。この技術によれば、X線CT装置の操作に従事する作業者に負担をかけることなくエージング運転を行うことができ、X線CT装置による撮像作業の効率を高めることができる。 Regarding such an aging operation, a technique is known in which an X-ray CT apparatus has a function of automatically performing an aging operation in accordance with a schedule of imaging by the X-ray CT apparatus (for example, Patent Document 1). According to this technique, it is possible to perform an aging operation without imposing a burden on an operator engaged in the operation of the X-ray CT apparatus, and it is possible to increase the efficiency of the imaging work by the X-ray CT apparatus.
上記特許文献1に開示の自動エージング運転機能では、撮像の予定にしたがってエージング運転の要否を判断し、エージング運転が必要な場合であれば所定のエージング運転を行ってX線CT装置を立ち上げ、エージング運転が不要な場合であればエージング運転なしでX線CT装置を立ち上げるようにしおり、エージング運転について二者択一的になっている。こうした自動エージング運転機能は、医療用のX線CT装置においては十分に有効である。すなわち医療用のX線CT装置は、その使用頻度が高く、数日にわたって停止するような場合が少ない。また医療用のX線CT装置は、X線源の出力がそれほど大きくないのが一般的である。そのためエージング運転を行うか行わないかの二者択一的な自動エージング運転機能でも問題がない。 In the automatic aging operation function disclosed in Patent Document 1, the necessity of aging operation is determined according to the imaging schedule, and if aging operation is necessary, a predetermined aging operation is performed to start up the X-ray CT apparatus. If the aging operation is unnecessary, the X-ray CT apparatus is started up without the aging operation, and the aging operation is alternative. Such an automatic aging operation function is sufficiently effective in a medical X-ray CT apparatus. That is, the medical X-ray CT apparatus is frequently used and rarely stops for several days. In general, an X-ray CT apparatus for medical use does not have a very high output from an X-ray source. For this reason, there is no problem even with an automatic aging operation function that can be used alternatively or not.
しかし産業用のX線CT装置については、特許文献1の自動エージング運転機能であると問題を残す。産業用のX線CT装置は、その使用にむらがあって数日にわたって停止するような場合が少なくない。また産業用のX線CT装置は、そのX線源に例えば数百kV〜数MVといった高電圧を印加するのが一般的である。このためエージング運転を行うか行わないかの二者択一的な自動エージング運転機能であると、エージングが不適切になったり、無駄なエージングを行うことになってしまったりする問題を招く。 However, the industrial X-ray CT apparatus has a problem with the automatic aging operation function of Patent Document 1. In many cases, industrial X-ray CT apparatuses have uneven use and stop for several days. In general, an industrial X-ray CT apparatus applies a high voltage such as several hundred kV to several MV to the X-ray source. For this reason, if the automatic aging operation function is an alternative of whether or not to perform the aging operation, there is a problem that aging becomes inappropriate or unnecessary aging is performed.
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、停止時間に応じた条件による適切なエージング運転を自動的に行うことで、不適切なエージングや無駄なエージングを有効に避けることのできるコンピュータ断層撮影装置の提供を目的とし、またそのようなコンピュータ断層撮影装置におけるエージング方法の提供を目的とている。 The present invention has been made in the background as described above, and by appropriately performing appropriate aging operation under conditions according to the stop time, it is possible to effectively avoid inappropriate aging and useless aging. It is an object of the present invention to provide a computer tomography apparatus capable of performing the same, and to provide an aging method in such a computer tomography apparatus.
上記目的のために本発明では、装置立上げ時に徐々に所望の設定電圧まで昇圧させるエージング運転を自動的に行わせる自動エージング部を備えたコンピュータ断層撮影装置において、前記自動エージング部は、入力された次回の撮像予定に基づいて装置停止時間を算出する停止期間算出部、および前記停止期間算出部で求めた装置停止時間に応じたエージング条件を設定するエージング条件設定部を含んでいることを特徴としている。 For the above purpose, in the present invention, in the computed tomography apparatus including an automatic aging unit that automatically performs an aging operation for gradually increasing the voltage to a desired setting voltage when the apparatus is started up, the automatic aging unit is input. A stop period calculation unit that calculates an apparatus stop time based on the next imaging schedule, and an aging condition setting unit that sets an aging condition according to the apparatus stop time obtained by the stop period calculation unit. It is said.
また本発明では上記のようなコンピュータ断層撮影装置について、前記自動エージング部に、前記エージング条件におけるエージングタイプと前記停止時間の関係を予め求めてテーブル化したのが停止時間/エージングタイプテーブルをさらに含ませ、この停止時間/エージングタイプテーブルから前記停止時間に対応する前記エージングタイプを検索して前記エージング条件として設定できるようにしている。 According to the present invention, in the above computed tomography apparatus, the automatic aging unit further includes a stop time / aging type table in which the relationship between the aging type and the stop time in the aging condition is obtained and tabulated in advance. However, the aging type corresponding to the stop time is searched from the stop time / aging type table so that it can be set as the aging condition.
また本発明では上記のようなコンピュータ断層撮影装置について、前記エージング条件におけるエージングタイプとして、前記設定電圧までの昇圧過程で段階的に昇圧を繰り返す段階的昇圧タイプを設け、この段階的昇圧タイプにおける昇圧段階数を設定する昇圧段階数設定部を前記自動エージング部にさらに含ませるものとしている。 In the present invention, for the computed tomography apparatus as described above, as the aging type in the aging condition, a step-up type that repeats step-up in the step-up process up to the set voltage is provided. A boosting step number setting unit for setting the number of steps is further included in the automatic aging unit.
また本発明では上記他の目的のために、装置立上げ時に徐々に所望の設定電圧まで昇圧させるエージング運転をコンピュータ断層撮影装置に自動的に行わせるエージング方法において、撮像運転終了後に次回撮像の開始予定日時を入力するステップ、次回撮像開始予定日時までの装置停止時間を算出するステップ、装置停止時間の長さに応じた長さのエージング時間でタイプ分けした複数のエージングタイプから次回予定の撮像運転のためのエージングタイプを前記ステップで算出の装置停止時間に基づいて設定するとともに、設定されたエージングタイプと次回撮像開始予定日時に基づいてエージング運転開始時刻を設定するステップ、および設定されたエージング運転開始時刻にエージング運転を実行するステップを含んでいることを特徴としている。 In addition, in the present invention, for the above other purposes, in the aging method in which the computer tomography apparatus automatically performs the aging operation for gradually increasing the voltage to a desired set voltage when the apparatus is started up, the next imaging is started after the imaging operation is completed. Step of inputting the scheduled date and time, step of calculating the device stop time until the next imaging start scheduled date and time, imaging operation of the next scheduled from a plurality of aging types typed by the aging time according to the length of the device stop time A step of setting an aging type for the aging operation based on the set aging type and the next imaging start scheduled date and time, and a set aging operation It includes a step of performing an aging operation at the start time. It is set to.
本発明では、入力された次回の撮像予定に基づいて停止期間算出部により装置停止時間を算出し、この装置停止時間に応じたエージング条件をエージング条件設定部で選択的に設定し、そのエージング条件でエージング運転を自動的に行うようにしている。このため装置停止時間に応じた最適な条件でエージング運転を行うことができ、エージング時間が短過ぎて放射線源にいたずらな負担をかけることになる不適切なエージングや必要以上にエージングに時間をかけ過ぎて電力を浪費することになる無駄なエージングを有効に避けることができる。 In the present invention, an apparatus stop time is calculated by the stop period calculation unit based on the next imaging schedule that is input, and an aging condition according to the apparatus stop time is selectively set by the aging condition setting unit. The aging operation is automatically performed in For this reason, the aging operation can be performed under the optimum conditions according to the apparatus stop time, and the aging time is too short and improper aging that places a burden on the radiation source. It is possible to effectively avoid useless aging that would waste power.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図1に一実施形態によるコンピュータ断層撮影装置であるX線CT装置の構成を示す。本実施形態のX線CT装置は、X線源装置1、回転テーブル2、並進機構3、上下動機構4、コリメータ5、検出装置6、中央制御部7、撮像部8、および自動エージング部9を備えている。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. FIG. 1 shows the configuration of an X-ray CT apparatus that is a computed tomography apparatus according to an embodiment. The X-ray CT apparatus of the present embodiment includes an X-ray source device 1, a rotary table 2, a translation mechanism 3, a vertical movement mechanism 4, a collimator 5, a detection device 6, a central control unit 7, an imaging unit 8, and an automatic aging unit 9. It has.
X線源装置1は、そのX線源1sで発生させたX線Rを回転テーブル2に載置の被検体Mに向けて照射する。被検体Mを透過したX線は、散乱線などの入射を防止するためのコリメータ5で絞り込まれて 検出装置6に入射する。検出装置6は、複数の検出器11を列状または面状に配列して構成されている。検出装置6に入射したX線、より具体的には検出装置6における各検出器11に入射したX線は、各検出器11によって電流信号に変換され、各検出器11はその電流信号を出力する。各検出器11からの電流信号は撮像部8に入力する。
The X-ray source device 1 irradiates X-ray R generated by the
撮像部8は、検出回路部12、A/D変換部13、信号処理部14、および画像表示部15を備えており、中央制御部7による制御を受けつつ撮像処理を行う。具体的にいうと、各検出器11からの電流信号に検出回路部12にて電流-電圧変換を施し、これで得られる電圧信号をA/D変換部13にてアナログ信号からデジタル信号へと変換する。そして信号処理部14がA/D変換部13からのデジタル信号に基づいて画像再構成処理を行い、これで得られた画像を画像表示部15で図外の表示装置などに表示する。
The imaging unit 8 includes a
回転テーブル2は、撮像中に被検体Mを回転させるための回転を行う。並進機構3は、X線源装置1中心と検出装置6の中心を結ぶ直線に対して直角方向で回転テーブル2に並進動を行わせる。上下動機構4は、並進機構3を介して回転テーブル2に上下動を行わせる。これら回転テーブル2、並進機構3および上下動機構4は、スキャナーと総称される。 The rotary table 2 performs rotation for rotating the subject M during imaging. The translation mechanism 3 causes the rotary table 2 to translate in a direction perpendicular to a straight line connecting the center of the X-ray source device 1 and the center of the detection device 6. The vertical movement mechanism 4 causes the rotary table 2 to move up and down via the translation mechanism 3. The rotary table 2, the translation mechanism 3 and the vertical movement mechanism 4 are collectively referred to as a scanner.
自動エージング部9は、中央制御部7に搭載されるコンピュータプログラムとして構成されるもので、撮像予定入力部16、停止期間算出部17、エージング条件設定部18、エージング開始時間監視部19、エージング運転実行部20、および停止時間/エージングタイプテーブル21を含んでいる。
The automatic aging unit 9 is configured as a computer program mounted on the central control unit 7, and includes an imaging plan input unit 16, a stop
図2に、本実施形態によるX線CT装置における自動エージング部9による自動的なエージング運転を含む装置運用の流れを示す。撮像運転を開始する時刻の一定時間前に自動エージング部9により自動エージング運転が開始される(ステップ101)。自動エージング運転は、自動エージング部9が設定するエージング条件で行われる。所定のエージング条件による自動エージング運転は撮像運転開始時刻の前に終了する(ステップ102)。自動エージング運転が終了すると撮像運転が可能となり、撮像運転が開始される(ステップ103)。必要な撮像を終えると撮像運転が終了となる(ステップ104)。撮像運転を終了したら、撮像予定入力部16により自動エージング部9に次回の撮像予定を入力し(ステップ105)、それから電源を落とすなどしてX線CT装置を停止させる(ステップ106)。次回撮像予定の入力は、次回撮像の開始予定日時の入力で行う。次回の撮像予定が立っていない場合には、「予定なし」を入力する。 FIG. 2 shows the flow of apparatus operation including automatic aging operation by the automatic aging unit 9 in the X-ray CT apparatus according to the present embodiment. The automatic aging operation is started by the automatic aging unit 9 a predetermined time before the time when the imaging operation is started (step 101). The automatic aging operation is performed under the aging conditions set by the automatic aging unit 9. The automatic aging operation based on the predetermined aging condition ends before the imaging operation start time (step 102). When the automatic aging operation ends, the imaging operation becomes possible, and the imaging operation is started (step 103). When necessary imaging is finished, the imaging operation is finished (step 104). When the imaging operation is completed, the next imaging schedule is input to the automatic aging unit 9 by the imaging schedule input unit 16 (step 105), and then the X-ray CT apparatus is stopped by turning off the power (step 106). The next imaging schedule is input by inputting the scheduled start date and time of the next imaging. If there is no next imaging plan, “no plan” is input.
次回撮像予定の入力を受けた自動エージング部9は、次回撮像予定までのX線CT装置の停止時間を停止期間算出部17で算出し(ステップ107)、それに基づいて次回予定の撮像運転のためのエージング運転におけるエージング条件をエージング条件設定部18で設定する(ステップ108)。停止時間は、ステップ106でのX線CT装置停止の時刻から次回撮像の開始予定日時までの時間として算出する。「予定なし」が入力された場合には、停止時間を「長時間停止」とする。
The automatic aging unit 9 that has received an input for the next imaging schedule calculates the stop time of the X-ray CT apparatus until the next imaging schedule by the stop period calculation unit 17 (step 107), and based on that, for the next scheduled imaging operation. The aging condition in the aging operation is set by the aging condition setting unit 18 (step 108). The stop time is calculated as the time from the stop time of the X-ray CT apparatus in
エージング条件には、装置立上げ時にX線源装置1に印加する電圧を所望の設定電圧まで昇圧させるのにかける時間(エージング時間)の長さに関するエージングタイプ、所望設定電圧までの昇圧過程で段階的に昇圧を繰り返す場合の昇圧段階数、エージング運転開始時刻などがある。本実施形態におけるエージング条件設定部18は、エージングタイプ設定部22、昇圧段階数設定部23および開始時刻設定部24を含んでおり、これら各機能部により次回撮像予定との関係のエージング条件を設定する。
The aging condition includes an aging type relating to the length of time (aging time) required to boost the voltage applied to the X-ray source device 1 to the desired set voltage when the device is started up, and a step in the boosting process to the desired set voltage. In particular, there are the number of boosting steps when the boosting is repeated, the aging operation start time, and the like. The aging
エージングタイプは、ステップ107で求めた停止時間に基づいて設定する。より具体的にいうと、停止時間の長さに応じた長さのエージング時間でタイプ分けした複数のエージングタイプを設けるものとする。例えば、停止時間が24時間以内であれば、エージング時間が30分の短時間タイプ、停止時間が24時間以上72時間以内であればエージング時間が60分の長時間タイプ、停止時間が72時間以上あるいは「予定なし」の場合の「長時間停止」であれば、所定のモードで段階的に昇圧を繰り返しながら60分以かけて昇圧する段階的昇圧タイプとするのがエージングタイプの例である。図3には、各エージングタイプにおける昇圧と時間の関係の例を示してある。これら複数のエージングタイプと停止時間の関係や段階的に昇圧を繰り返す場合の昇圧段階数と停止時間の関係を予め求めてテーブル化したのが停止時間/エージングタイプテーブル21である。したがってエージングタイプは、エージングタイプ設定部22が停止時間/エージングタイプテーブル21からステップ107における停止時間に対応するエージングタイプを検索することで設定される。段階的昇圧タイプのエージング時間を設定する場合には、エージングタイプ設定部22が停止時間/エージングタイプテーブル21からエージングの時間長を求めるとともに、その時間長に応じた昇圧段階数を昇圧段階数設定部23が求めて設定する。なお、停止時間が例えば6時間以下というように一定より短い場合には、エージングタイプ設定部22に「エージング運転なし」を設定させる形態とするようにしてもよい。
The aging type is set based on the stop time obtained in
エージング時間が設定されたら、そのエージング時間と次回撮像開始予定日時に基づいて開始時刻設定部24がエージング運転開始時刻を設定する。これを受けてエージング開始時間監視部19がエージング運転開始時刻の監視を行い(ステップ109)、エージング運転開始時刻になるとエージング運転実行部20によりエージング運転が実行される(ステップ110)。
When the aging time is set, the start
以上のように、本発明では、X線CT装置の停止時間に応じてエージングタイプなどを異ならせたエージング条件を設定し、そのエージング条件でエージング運転を自動的に行うようにしている。このためX線CT装置の停止時間に応じた最適な条件でエージング運転を行うことができ、エージング時間が短過ぎてX線源装置1にいたずらな負担をかけることになる不適切なエージングや必要以上にエージングに時間をかけ過ぎて電力を浪費することになる無駄なエージングを有効に避けることができる。 As described above, in the present invention, the aging conditions are set such that the aging type is changed according to the stop time of the X-ray CT apparatus, and the aging operation is automatically performed under the aging conditions. For this reason, the aging operation can be performed under the optimum conditions according to the stop time of the X-ray CT apparatus, and the aging time is too short, and improper aging or necessary that imposes a mischievous burden on the X-ray source apparatus 1 As described above, it is possible to effectively avoid useless aging that consumes power by consuming too much time for aging.
本発明は、コンピュータ断層撮影装置について、停止時間に応じた条件による適切なエージング運転を自動的に行えるようにするものであり、コンピュータ断層撮影装置の分野で広く利用することができる。 The present invention enables a computer tomography apparatus to automatically perform an appropriate aging operation under conditions according to a stop time, and can be widely used in the field of computer tomography apparatuses.
9 自動エージング部
17 停止期間算出部
18 エージング条件設定部
21 停止時間/エージングタイプテーブル
23 昇圧段階数設定部
9
Claims (4)
前記自動エージング部は、入力された次回の撮像予定に基づいて装置停止時間を算出する停止期間算出部、および前記停止期間算出部で求めた装置停止時間に応じたエージング条件を設定するエージング条件設定部を含んでいることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。 In a computer tomography apparatus having an automatic aging unit that automatically performs an aging operation in which the voltage is gradually increased to a desired setting voltage when the apparatus is started up,
The automatic aging unit includes a stop period calculation unit that calculates a device stop time based on the next imaging schedule that is input, and an aging condition setting that sets an aging condition according to the device stop time obtained by the stop period calculation unit A computer tomography apparatus characterized by including a section.
撮像運転終了後に次回撮像の開始予定日時を入力するステップ、次回撮像開始予定日時までの装置停止時間を算出するステップ、装置停止時間の長さに応じた長さのエージング時間でタイプ分けした複数のエージングタイプから次回予定の撮像運転のためのエージングタイプを前記ステップで算出の装置停止時間に基づいて設定するとともに、設定されたエージングタイプと次回撮像開始予定日時に基づいてエージング運転開始時刻を設定するステップ、および設定されたエージング運転開始時刻にエージング運転を実行するステップを含んでいることを特徴とするエージング方法。
In an aging method for automatically causing the computer tomography apparatus to perform an aging operation for gradually increasing the voltage to a desired setting voltage when the apparatus is started up,
A step of inputting a scheduled start date and time of the next imaging after the end of the imaging operation, a step of calculating a device stop time until the next scheduled start date and time of imaging, and a plurality of types classified by aging times corresponding to the length of the device stop time Set the aging type for the next scheduled imaging operation from the aging type based on the device stop time calculated in the above step, and set the aging operation start time based on the set aging type and the next imaging start scheduled date and time And an aging method including performing an aging operation at a set aging operation start time.
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