JP2011045626A - X-ray ct apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray CT apparatus capable of predicting the residual life of an X-ray tube considering mechanical degradation caused by centrifugal force generated by the rotation of a gantry. <P>SOLUTION: The X-ray CT apparatus includes a means for computing the residual life of a rotating mechanism 150 of a target 130 based on the number of rotation of the rotating gantry. For example, the products of rotating speed ωi, the number of rotation r(ωi) of the gantry rotated at the rotating speed ωi, and a coefficient βBR depending on the rotating speed ωi, are computed every rotating speed ωi of the gantry, and the sum of these products is obtained as the use consumption BR of the rotating mechanism 150. The use consumption BR is subtracted from the predicted life (average life) BR0 of the rotating mechanism 150 to compute the residual life PBR. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、X線CT(Computed Tomography)装置に関し、詳しくは、X線管の寿命の管理に関する。   The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, and more particularly to management of the life of an X-ray tube.

X線CT装置は、通常、X線を曝射するためのX線管を備えている。このX線管は、寿命のある消耗品であり、定期的にあるいは必要に応じて交換される。   An X-ray CT apparatus usually includes an X-ray tube for exposing X-rays. This X-ray tube is a consumable item with a long life, and is replaced periodically or as necessary.

X線管は一般的に非常に高価である。それ故、経済的な観点から言えば、X線管はその寿命が完全に尽きるまで使用し、その後交換することが望ましい。   X-ray tubes are generally very expensive. Therefore, from an economic point of view, it is desirable to use the X-ray tube until its lifetime is completely exhausted and then replace it.

しかし、X線管をその寿命が尽きるまで使用し続けてしまうと、X線CT装置の稼動中にX線管が壊れて撮影が中断されることになり、特に医療分野においては、患者の安全や病院の経営などに悪影響を及ぼすことになる。   However, if the X-ray tube continues to be used until the end of its life, the X-ray tube breaks during the operation of the X-ray CT apparatus, and imaging is interrupted. Especially in the medical field, patient safety And adversely affect hospital management.

したがって、最も望ましいのは、X線管の残寿命を使用条件などから予測し、寿命が尽きる直前に前もって交換できるようにすることである。   Therefore, it is most desirable to predict the remaining life of the X-ray tube from the usage conditions and so on, so that it can be replaced in advance immediately before the end of the life.

従来、これを実現すべく、X線管の残寿命を予測して交換時期を管理する手法について種々の提案がなされている。例えば、特許文献1には、X線の曝射回数を計数し、この曝射回数を基にX線管の交換時期を求めて管理することが開示されている。また、例えば、特許文献2には、X線の曝射線量を記憶し、この曝射線量の積算値を基にX線管の交換時期を求めて管理することが開示されている。また、例えば、特許文献3には、X線管のエミッタ(emitter)(フィラメント(filament)ともいう)に流れる電流値とX線曝射時間とを基にエミッタの残寿命を予測し、X線管の交換時期を求めて管理することが開示されている。   Conventionally, in order to realize this, various proposals have been made on techniques for managing the replacement time by predicting the remaining life of the X-ray tube. For example, Patent Document 1 discloses that the number of X-ray exposures is counted and the replacement time of the X-ray tube is obtained and managed based on the number of exposures. Further, for example, Patent Document 2 discloses storing X-ray exposure dose and determining and managing the replacement time of the X-ray tube based on the integrated value of the exposure dose. Further, for example, in Patent Document 3, the remaining lifetime of an emitter is predicted based on the value of a current flowing through an emitter (also referred to as a filament) of an X-ray tube and an X-ray exposure time, and X-ray It is disclosed to seek and manage the time for tube replacement.

特開昭63−147441号公報JP-A 63-147441 特開平05−062790号公報JP 05-062790 A 特開2006−100174号公報JP 2006-1000017 A

ところで、本出願人は、X線管の残寿命は、X線CT装置の使用条件によっては、ガントリ(gantry)の回転によって生じる遠心力による機械的な劣化が支配的になる場合があることを確認している。   By the way, the applicant of the present invention states that, depending on the use conditions of the X-ray CT apparatus, the remaining life of the X-ray tube may be dominated by mechanical deterioration due to centrifugal force generated by rotation of the gantry. I have confirmed.

しかしながら、従来のX線管の残寿命予測では、X線管の出力負荷による劣化は考慮しているものの、遠心力による機械的な劣化は考慮していない。そのため、X線CT装置の使用条件によっては、X線管の残寿命が正確に予測できず、交換時期を的確に管理できない場合がある。   However, in the conventional X-ray tube remaining life prediction, although deterioration due to the output load of the X-ray tube is considered, mechanical deterioration due to centrifugal force is not considered. For this reason, depending on the use conditions of the X-ray CT apparatus, the remaining life of the X-ray tube cannot be accurately predicted, and the replacement time may not be accurately managed.

本発明は、上記事情に鑑み、ガントリが回転して生じる遠心力による機械的な劣化を考慮したX線管の残寿命予測が可能なX線CT装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of predicting the remaining life of an X-ray tube in consideration of mechanical deterioration due to centrifugal force generated by rotation of a gantry.

第1の観点では、本発明は、電子の衝突によりX線を発生するターゲット(target)と該ターゲットの回転機構を含むX線管を有するガントリを備えたX線CT装置であって、前記ガントリが回転した回転数に基づいて、前記回転機構の残寿命を算出する回転機構残寿命算出手段を備えているX線CT装置を提供する。   In a first aspect, the present invention is an X-ray CT apparatus comprising a gantry having a target that generates X-rays by collision of electrons and an X-ray tube that includes a rotation mechanism of the target. An X-ray CT apparatus provided with a rotation mechanism remaining life calculating means for calculating the remaining life of the rotation mechanism based on the number of rotations of the rotation mechanism is provided.

第2の観点では、本発明は、前記回転機構残寿命算出手段が、前記ガントリの回転速度と該回転速度での回転数とに基づいて、前記回転機構の残寿命を算出する上記第1の観点のX線CT装置を提供する。   In a second aspect, the present invention provides the first rotating mechanism remaining life calculating means for calculating the remaining life of the rotating mechanism based on a rotation speed of the gantry and a rotation speed at the rotation speed. An X-ray CT apparatus is provided.

第3の観点では、本発明は、前記回転機構残寿命算出手段が、前記ガントリの回転速度ごとにおける該回転速度と該回転速度での回転数と所定の係数との積の総和に基づいて、前記回転機構の残寿命を算出する上記第2の観点のX線CT装置を提供する。   In a third aspect, the present invention provides the rotating mechanism remaining life calculating means based on a sum of products of the rotational speed at each rotational speed of the gantry, the rotational speed at the rotational speed, and a predetermined coefficient. An X-ray CT apparatus according to the second aspect for calculating the remaining life of the rotating mechanism is provided.

第4の観点では、本発明は、前記所定の係数が、前記回転速度の二乗に比例する値である上記第3の観点のX線CT装置を提供する。   In a fourth aspect, the present invention provides the X-ray CT apparatus according to the third aspect, wherein the predetermined coefficient is a value proportional to the square of the rotational speed.

第5の観点では、本発明は、前記X線管が、前記ターゲットに衝突させる電子を放出するフィラメントを有しており、前記X線管または前記フィラメントの電流値と該電流値でのX線曝射時間とに基づいて、前記フィラメントの残寿命を算出するフィラメント残寿命算出手段をさらに備えている上記第1の観点から第4の観点のいずれか一つの観点のX線CT装置を提供する。   In a fifth aspect, the present invention is directed to the X-ray tube, wherein the X-ray tube has a filament that emits electrons that collide with the target, and the current value of the X-ray tube or the filament and the X-ray at the current value Provided is an X-ray CT apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a filament remaining life calculating means for calculating a remaining life of the filament based on an exposure time. .

第6の観点では、本発明は、前記算出された残寿命が所定値を下回るときに、その旨を報知する第1の報知手段をさらに備えている上記第1の観点から第5の観点のいずれか一つの観点のX線CT装置を提供する。   In a sixth aspect, the present invention provides the first to fifth aspects according to the fifth aspect, further comprising first informing means for informing when the calculated remaining life is less than a predetermined value. An X-ray CT apparatus according to any one aspect is provided.

第7の観点では、本発明は、前記X線管の管内放電を検出し、該管内放電の発生頻度を算出する発生頻度算出手段をさらに備えている上記第1の観点から第6の観点のいずれか一つの観点のX線CT装置を提供する。   In a seventh aspect, the present invention relates to the sixth aspect to the sixth aspect, further comprising an occurrence frequency calculating means for detecting an in-tube discharge of the X-ray tube and calculating an occurrence frequency of the in-tube discharge. An X-ray CT apparatus according to any one aspect is provided.

第8の観点では、本発明は、前記算出された発生頻度が所定値を上回るときに、その旨を報知する第2の報知手段をさらに備えている上記第7の観点のX線CT装置を提供する。   In an eighth aspect, the present invention provides the X-ray CT apparatus according to the seventh aspect, further comprising second informing means for informing when the calculated occurrence frequency exceeds a predetermined value. provide.

第9の観点では、本発明は、前記X線管の振動を検出し、該振動に含まれる特定周波数の成分量を算出する周波数成分量算出手段をさらに備えている上記第1の観点から第8の観点のX線CT装置を提供する。   In a ninth aspect, the present invention provides the frequency component amount calculating means for detecting the vibration of the X-ray tube and calculating a component amount of a specific frequency included in the vibration. An X-ray CT apparatus according to eight aspects is provided.

第10の観点では、本発明は、前記算出された成分量が所定値を上回るときに、その旨を報知する第3の報知手段をさらに備えている上記第9の観点のX線CT装置を提供する。   In a tenth aspect, the present invention provides the X-ray CT apparatus according to the ninth aspect, further comprising third informing means for informing when the calculated component amount exceeds a predetermined value. provide.

本発明のX線CT装置によれば、ガントリが回転した回転数に基づいて、ターゲットの回転機構の残寿命を算出する回転機構残寿命算出手段を備えているので、ガントリが回転して生じる遠心力による機械的な劣化を考慮したX線管の残寿命予測が可能となる。   According to the X-ray CT apparatus of the present invention, the rotation mechanism remaining life calculating means for calculating the remaining life of the target rotation mechanism is provided based on the number of rotations of the gantry. It is possible to predict the remaining life of the X-ray tube in consideration of mechanical degradation due to force.

本実施形態によるX線CT装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the X-ray CT apparatus by this embodiment. 本実施形態によるX線CT装置が備えるX線管の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the X-ray tube with which the X-ray CT apparatus by this embodiment is provided. 本実施形態によるX線CT装置に係る処理の流れを示すフローチャート(flow chart)である。It is a flowchart (flow chart) which shows the flow of the process which concerns on the X-ray CT apparatus by this embodiment. 軸受機構の使用消耗量とX線CT装置の使用時間との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the usage-amount of a bearing mechanism, and the usage time of a X-ray CT apparatus. フィラメントの使用消耗量とX線CT装置の使用時間との関係の一例を示している。An example of the relationship between the consumed amount of filament and the usage time of the X-ray CT apparatus is shown. X線管の振動波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration waveform of an X-ray tube. X線管の振動波形の各周波数の成分量の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the component amount of each frequency of the vibration waveform of an X-ray tube. X線管の振動波形における特定周波数の成分量とX線CT装置の使用時間との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the component amount of the specific frequency in the vibration waveform of an X-ray tube, and the usage time of an X-ray CT apparatus. 設定された管電圧と測定された管電圧の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of the set tube voltage and the measured tube voltage. X線管の管内放電の発生頻度とX線CT装置の使用時間との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the generation frequency of the in-tube discharge of an X-ray tube, and the usage time of an X-ray CT apparatus.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited thereby.

図1は、本実施形態によるX線CT装置の構成を概略的に示す図である。
X線CT装置は、X線管1とX線検出器2とを空洞部を挟んで搭載し、その空洞部を中心として回転可能に構成されているガントリ3と、被検体を載置してガントリ3の空洞部に搬送する撮影テーブル(table)4とを備えている。X線検出器2にはX線検出器2からのデータ(data)を収集するためのデータ収集装置5が接続されている。ガントリ3の回転部と支持部とはスリップリング(slip-ring)を介して電気的に接続されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment.
The X-ray CT apparatus mounts an X-ray tube 1 and an X-ray detector 2 across a cavity, and places a gantry 3 configured to be rotatable around the cavity and a subject. An imaging table (table) 4 is provided that is transported to the cavity of the gantry 3. The X-ray detector 2 is connected to a data collection device 5 for collecting data from the X-ray detector 2. The rotating part and the support part of the gantry 3 are electrically connected via a slip ring.

また、X線CT装置は、データ収集装置5で収集したデータを基に画像再構成を行ったり、装置全体を統括制御したりする中央処理装置6と、操作者がスキャン(scan)計画に必要な情報等を入力するための入力装置7と、プログラム(program)や各種のデータを格納する記憶装置8と、画像再構成により得られた画像や各種の情報を表示する表示装置9とを備えている。   In addition, the X-ray CT apparatus has a central processing unit 6 that performs image reconstruction based on data collected by the data collecting apparatus 5 and controls the entire apparatus, and an operator is required for a scan plan. An input device 7 for inputting various information, a storage device 8 for storing a program and various data, and a display device 9 for displaying an image obtained by image reconstruction and various information. ing.

中央処理装置6には、ガントリ3や撮影テーブル4の駆動制御等を行うテーブル・ガントリ制御装置(以下、TGPという)10が接続されており、TGP10には、X線管1に供給する管電圧や管電流、X線曝射タイミング(timing)などを制御するX線コントローラ(controller)11が接続されている。   Connected to the central processing unit 6 is a table / gantry control device (hereinafter referred to as TGP) 10 for controlling the drive of the gantry 3 and the imaging table 4. A tube voltage supplied to the X-ray tube 1 is connected to the TGP 10. An X-ray controller 11 for controlling the tube current, X-ray exposure timing (timing), and the like is connected.

さらに、X線CT装置は、X線CT装置の保守・点検等のサービス(service)を行う保守センタ(center)に設置された保守センタサーバ(server)16とネットワーク(network)を介して接続されている。X線CT装置は、X線管1の寿命に関連する情報など、保守・点検に必要なデータを保守センタサーバ16に送る。   Furthermore, the X-ray CT apparatus is connected via a network to a maintenance center server (server) 16 installed in a maintenance center (center) that performs services such as maintenance and inspection of the X-ray CT apparatus. ing. The X-ray CT apparatus sends data necessary for maintenance and inspection, such as information related to the life of the X-ray tube 1, to the maintenance center server 16.

なお、ここでは、撮影テーブル4による被検体の搬送方向(体軸方向)をz方向、鉛直方向をy方向、z方向およびy方向に垂直な水平方向をx方向とする。したがって、ガントリ3はz方向に略平行な軸を中心として回転する。   Note that here, the direction in which the subject is conveyed by the imaging table 4 (body axis direction) is the z direction, the vertical direction is the y direction, and the horizontal direction perpendicular to the z direction and the y direction is the x direction. Therefore, the gantry 3 rotates around an axis substantially parallel to the z direction.

TGP10は、モータ12を制御し、モータ(motor)12に接続された駆動機構13を介してガントリ3を回転駆動する。駆動機構13にはエンコーダ(encoder)14が接続されており、その出力信号がTGP10に送られる。   The TGP 10 controls the motor 12 and rotationally drives the gantry 3 via a drive mechanism 13 connected to the motor 12. An encoder 14 is connected to the drive mechanism 13 and its output signal is sent to the TGP 10.

TGP10は、スキャンを実行している間、エンコーダ14の出力信号を基にガントリ3の回転速度ωを制御する。   The TGP 10 controls the rotational speed ω of the gantry 3 based on the output signal of the encoder 14 while executing the scan.

また、TGP10は、スキャンを実行している間、エンコーダ14の出力信号を基に、ガントリ3の回転速度ωと、ガントリ3がその回転速度ωで回転した回数である回転数r(ω)とを測定し、その測定データを中央処理装置6経由で記憶装置8に格納する。なお、この測定データは、X線管1に含まれる後述の軸受機構(ターゲットの回転機構)の残寿命算出に用いられる。   Further, the TGP 10 performs the rotation speed ω of the gantry 3 and the rotation speed r (ω), which is the number of times the gantry 3 has rotated at the rotation speed ω, based on the output signal of the encoder 14 during the scan. And the measurement data is stored in the storage device 8 via the central processing unit 6. This measurement data is used to calculate the remaining life of a bearing mechanism (target rotation mechanism) described later included in the X-ray tube 1.

X線管1には振動センサ(sensor)15が取り付けられており、その出力信号がTGP10に送られる。TGP10は、振動センサ15の出力信号を基に、X線管1の振動波形Wを測定し、その測定データを中央処理装置6経由で記憶装置8に格納する。なお、この測定データは、X線管1の振動における特定周波数の成分量の算出に用いられ、さらに特定周波数の成分量は、X線管1の寿命末期の検出に用いられる。X線管1は、機械的な劣化により寿命末期になると、特定の周波数の振動が急激に増大する傾向がある。したがって、X線管1の振動における特定周波数の成分量をモニタ(monitor)することにより、X線管1の寿命末期状態を検出することができる。   A vibration sensor (sensor) 15 is attached to the X-ray tube 1, and an output signal thereof is sent to the TGP 10. The TGP 10 measures the vibration waveform W of the X-ray tube 1 based on the output signal of the vibration sensor 15 and stores the measurement data in the storage device 8 via the central processing unit 6. This measurement data is used to calculate the component amount of the specific frequency in the vibration of the X-ray tube 1, and the component amount of the specific frequency is used to detect the end of life of the X-ray tube 1. When the X-ray tube 1 reaches the end of its life due to mechanical deterioration, the vibration of a specific frequency tends to increase rapidly. Therefore, the end-of-life state of the X-ray tube 1 can be detected by monitoring the component amount of the specific frequency in the vibration of the X-ray tube 1.

一方、X線コントローラ11は、スキャンを実行している間、X線曝射動作におけるX線管1の管電流γと、X線管1がその管電流γでX線を曝射した時間であるX線曝射時間T(γ)とを測定し、その測定データをTGP10、中央処理装置6経由で記憶装置8に格納する。なお、この測定データは、X線管1に含まれる後述のフィラメントの残寿命算出に用いられる。   On the other hand, while the X-ray controller 11 is executing the scan, the tube current γ of the X-ray tube 1 in the X-ray exposure operation and the time during which the X-ray tube 1 has irradiated the X-ray with the tube current γ. A certain X-ray exposure time T (γ) is measured, and the measurement data is stored in the storage device 8 via the TGP 10 and the central processing unit 6. This measurement data is used for calculating the remaining life of a filament, which will be described later, included in the X-ray tube 1.

また、X線コントローラ11は、スキャンを実行している間、X線曝射動作における管電圧を測定し、測定された管電圧Vmの時間変化を表す測定データを、スキャン計画にて設定されたX線管1の管電圧Vsと対応付けて、中央処理装置6経由で記憶装置8に格納する。なお、この測定データは、X線管1の管内放電の検出および発生頻度の算出に用いられ、さらに管内放電の発生頻度は、X線管1の寿命末期の検出に用いられる。管内放電とは、電極間以外の経路で単発的に発生する放電である。X線管1は、管内の真空度の低下や管内への不純物の混入等により寿命末期になると、管内放電の発生頻度が急激に増大する傾向がある。したがって、管内放電の発生頻度をモニタすることにより、X線管1の寿命末期状態を検出することができる。   Further, the X-ray controller 11 measures the tube voltage in the X-ray exposure operation while executing the scan, and sets the measurement data representing the time change of the measured tube voltage Vm in the scan plan. The data is stored in the storage device 8 via the central processing unit 6 in association with the tube voltage Vs of the X-ray tube 1. This measurement data is used for detection of the in-tube discharge of the X-ray tube 1 and calculation of the occurrence frequency, and the occurrence frequency of the in-tube discharge is used for detection of the end of life of the X-ray tube 1. The in-tube discharge is a discharge that is generated in a single path along a path other than between the electrodes. When the X-ray tube 1 reaches the end of its life due to a decrease in the degree of vacuum in the tube or the incorporation of impurities into the tube, the frequency of occurrence of discharge in the tube tends to increase rapidly. Therefore, the end-of-life state of the X-ray tube 1 can be detected by monitoring the frequency of occurrence of in-tube discharge.

図2はX線管の構成を示す図である。この図は、X線管1をz方向と直交する方向から見たときの断面図である。X線管1は、図2に示すように、真空容器110内に、カソード(cathode)120と、アノード(anode)(ターゲット)130と、アノード130に一体化されたロータ(rotor)140と、ロータ140のシャフト(shaft)142を支持する軸受機構(ターゲットの回転機構)150とを有する。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the X-ray tube. This figure is a cross-sectional view of the X-ray tube 1 as viewed from a direction orthogonal to the z direction. As shown in FIG. 2, the X-ray tube 1 includes a cathode 120, an anode (target) 130, and a rotor 140 integrated with the anode 130 in a vacuum vessel 110. And a bearing mechanism (target rotating mechanism) 150 that supports a shaft 142 of the rotor 140.

真空容器110は、例えばガラス(glass)等のX線透過性の材料によって構成され内部が真空になっている。真空容器110内で、カソード120とアノード130が対向する。カソード120は電子を放出するフィラメント121を備えている。カソード120とアノード130の間には管電圧となる高電圧が印加される。フィラメント121から放出された電子は、この印加された高電圧によって加速され、アノード130に衝突してX線を発生させる。なお、この電子の流れが管電流となる。   The vacuum container 110 is made of an X-ray transmissive material such as glass and has a vacuum inside. Within the vacuum vessel 110, the cathode 120 and the anode 130 face each other. The cathode 120 includes a filament 121 that emits electrons. A high voltage as a tube voltage is applied between the cathode 120 and the anode 130. The electrons emitted from the filament 121 are accelerated by the applied high voltage and collide with the anode 130 to generate X-rays. This electron flow becomes a tube current.

アノード130は概ね円盤状のものである。アノード130は、概ね円筒状のロータ140とシャフト142によって一体化されている。ロータ140は例えば誘導電動機の回転子であり、真空容器100の外側にある図示しないステータコイル(stator coil)で励磁され、シャフト142を軸としてアノード130と一体的に回転する。シャフト142は、ロータ140の内側で軸受機構150によって片持ち方式で支持される。   The anode 130 is generally disc-shaped. The anode 130 is integrated by a substantially cylindrical rotor 140 and a shaft 142. The rotor 140 is, for example, a rotor of an induction motor, and is excited by a stator coil (not shown) outside the vacuum vessel 100 and rotates integrally with the anode 130 around the shaft 142. The shaft 142 is supported in a cantilever manner by the bearing mechanism 150 inside the rotor 140.

軸受機構150は、概ね円筒状のケース(case)151を有しており、ケース151は底部152を有している。   The bearing mechanism 150 has a generally cylindrical case 151, and the case 151 has a bottom 152.

ケース151の内部には、2つの転がり軸受156,157が所定の間隔で設けられ、これら転がり軸受156,157によってシャフト142が回転可能に支持される。転がり軸受156,157としては、例えばボールベアリング(ball bearing)等が用いられる。転がり軸受を用いることにより、シャフト支持の機械的強度を高めることができる。   Inside the case 151, two rolling bearings 156 and 157 are provided at a predetermined interval, and the shaft 142 is rotatably supported by these rolling bearings 156 and 157. For example, ball bearings or the like are used as the rolling bearings 156 and 157. By using a rolling bearing, the mechanical strength of the shaft support can be increased.

なお、中央処理装置6は、本発明における回転機構残寿命算出手段、フィラメント残寿命算出手段、発生頻度算出手段、および周波数成分量算出手段の一例である。また、中央処理装置6および表示装置9は、本発明における第1〜第3の報知手段の一例である。   The central processing unit 6 is an example of a rotating mechanism remaining life calculating unit, a filament remaining life calculating unit, an occurrence frequency calculating unit, and a frequency component amount calculating unit in the present invention. The central processing unit 6 and the display device 9 are examples of first to third notification units in the present invention.

これより、本実施形態によるX線CT装置に係る処理の流れについて説明する。   From now on, the flow of the process which concerns on the X-ray CT apparatus by this embodiment is demonstrated.

図3は、本実施形態によるX線CT装置に係る処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing according to the X-ray CT apparatus according to the present embodiment.

ステップ(step)S1では、入力されたスキャン計画にしたがってスキャンを実行する。なお、スキャンの実行中、TGP10およびX線コントローラ11は、次のように動作する。   In step S1, a scan is executed according to the input scan plan. During the execution of scanning, the TGP 10 and the X-ray controller 11 operate as follows.

TGP10は、エンコーダ14の出力信号を基に、ガントリ3をスキャン計画にて設定された回転速度ωsで回転するよう制御する。また、TGP10は、エンコーダ14の出力信号を基に、ガントリ3の回転速度を測定するとともに、ガントリ3がこの測定された回転速度ωmで回転した回数である回転数r(ωm)を測定し、その測定データを記憶装置8に格納する。なお、回転速度ωmは、ガントリ3の回転を制御するための制御信号から推定してもよいし、スキャン計画にて設定された回転速度ωsを回転速度ωmとしてそのまま用いてもよい。   The TGP 10 controls the gantry 3 to rotate at the rotation speed ωs set in the scan plan based on the output signal of the encoder 14. The TGP 10 measures the rotational speed of the gantry 3 based on the output signal of the encoder 14, and measures the rotational speed r (ωm), which is the number of times the gantry 3 rotates at the measured rotational speed ωm. The measurement data is stored in the storage device 8. The rotational speed ωm may be estimated from a control signal for controlling the rotation of the gantry 3, or the rotational speed ωs set in the scan plan may be used as it is as the rotational speed ωm.

TGP10は、さらに、振動センサ15の出力信号を基に、X線管1の振動波形Wを測定し、その測定データを記憶装置8に格納する。   The TGP 10 further measures the vibration waveform W of the X-ray tube 1 based on the output signal of the vibration sensor 15 and stores the measurement data in the storage device 8.

一方、X線コントローラ11は、X線管1によるX線曝射を、スキャン計画にて設定された管電圧Vs、管電流γs、曝射タイミングで実行するよう制御する。また、X線コントローラ11は、X線管1の管電流を測定するとともに、この測定された管電流γmでX線曝射した時間であるX線曝射時間T(γm)を測定し、その測定データを記憶装置8に格納する。管電流γmは、電流センサ等から求めてもよいし、X線管1の管電流を制御するための制御信号から推定してもよい。あるいは、スキャン計画にて設定された管電流γsを管電流γmとしてそのまま用いてもよい。また、X線曝射時間T(γm)は、X線管1の曝射タイミングを制御するための制御信号から推定してもよいし、スキャン計画にて設定されたX線曝射時間TsをX線曝射時間T(γm)としてそのまま用いてもよい。   On the other hand, the X-ray controller 11 controls the X-ray exposure by the X-ray tube 1 to be executed at the tube voltage Vs, tube current γs, and exposure timing set in the scan plan. Further, the X-ray controller 11 measures the tube current of the X-ray tube 1 and measures the X-ray exposure time T (γm) which is the time of X-ray exposure with the measured tube current γm. The measurement data is stored in the storage device 8. The tube current γm may be obtained from a current sensor or the like, or may be estimated from a control signal for controlling the tube current of the X-ray tube 1. Alternatively, the tube current γs set in the scan plan may be used as it is as the tube current γm. Further, the X-ray exposure time T (γm) may be estimated from a control signal for controlling the exposure timing of the X-ray tube 1, or the X-ray exposure time Ts set in the scan plan is used. The X-ray exposure time T (γm) may be used as it is.

X線コントローラ11は、さらに、X線曝射動作における管電圧を測定し、スキャン計画にて設定されたX線管1の管電圧Vsと、測定されたX線管1の管電圧Vmとの時間変化を表す測定データを、記憶装置8に格納する。   The X-ray controller 11 further measures the tube voltage in the X-ray exposure operation, and calculates the tube voltage Vs of the X-ray tube 1 set in the scan plan and the measured tube voltage Vm of the X-ray tube 1. Measurement data representing a change over time is stored in the storage device 8.

ステップS2〜S17は、X線管1の残寿命の算出と寿命末期の検知とに関する処理である。   Steps S <b> 2 to S <b> 17 are processes related to calculation of the remaining life of the X-ray tube 1 and detection of the end of life.

具体的には、ステップS2〜S5は、軸受機構150の残寿命の算出および当該残寿命に基づく寿命末期の検知に関する処理である。ステップS6〜S9は、フィラメント121の残寿命の算出および当該残寿命に基づく寿命末期の検知に関する処理である。ステップS10〜S13は、X線管1の振動波形に基づく寿命末期の検知に関する処理である。そして、ステップS14〜S17は、X線管1の管内放電に基づく寿命末期の検知に関する処理である。これらのステップは、図3のフローチャートにて矢印で示す時系列的な順序さえ守れば、どのような順序で実行してもよいし、並行して実行してもよい。なお、ここでは、各ステップをその番号順に実行するものとして説明する。   Specifically, steps S <b> 2 to S <b> 5 are processing relating to calculation of the remaining life of the bearing mechanism 150 and detection of the end of life based on the remaining life. Steps S <b> 6 to S <b> 9 are processes related to calculation of the remaining life of the filament 121 and detection of the end of life based on the remaining life. Steps S <b> 10 to S <b> 13 are processes relating to the end of life detection based on the vibration waveform of the X-ray tube 1. Steps S <b> 14 to S <b> 17 are processes related to the end of life detection based on the in-tube discharge of the X-ray tube 1. These steps may be executed in any order as long as the time-series order indicated by the arrows in the flowchart of FIG. 3 is observed, and may be executed in parallel. Here, it is assumed that each step is executed in the order of the numbers.

まず、軸受機構150の残寿命の算出と当該残寿命に基づく寿命末期の検知に関する処理(S2〜S5)について説明する。   First, processing (S2 to S5) relating to calculation of the remaining life of the bearing mechanism 150 and detection of the end of life based on the remaining life will be described.

ステップS2では、中央処理装置6が、記憶装置8から、ガントリ3の回転速度ωmと回転数r(ωm)とを回転速度ごとに含むデータをすべて読み出す。そして、ステップS3では、読み出したデータを基に、軸受機構150の残寿命PBRを算出する。軸受機構150の残寿命PBRは、例えば、次の数式にしたがって算出する。   In step S <b> 2, the central processing unit 6 reads all data including the rotational speed ωm and the rotational speed r (ωm) of the gantry 3 for each rotational speed from the storage device 8. In step S3, the remaining life PBR of the bearing mechanism 150 is calculated based on the read data. The remaining life PBR of the bearing mechanism 150 is calculated according to the following formula, for example.

Figure 2011045626
Figure 2011045626

ここで、BR0は軸受機構150の予測寿命(平均寿命)、BRは軸受機構150の使用消耗量、ωiは各回転速度、r(ωi)はガントリ3が回転速度ωiで回転した回転数、βBRは回転速度ωiに依存する係数、kBRは所定の定数である。   Here, BR0 is a predicted life (average life) of the bearing mechanism 150, BR is a consumption amount of the bearing mechanism 150, ωi is each rotational speed, r (ωi) is a rotational speed at which the gantry 3 is rotated at the rotational speed ωi, βBR Is a coefficient depending on the rotational speed ωi, and kBR is a predetermined constant.

軸受機構150の使用消耗量BR、特に、ベアリング等の転がり軸受156,157の使用消耗量は、ターゲットの通常の回転による磨耗劣化以外に、ガントリ3が回転して生じるターゲットの遠心力を受けることによる劣化により大きくなると考えられる。そして、その遠心力による劣化は、ガントリ3の回転速度ωiの大きさと、ガントリ3が回転速度ωiで回転した回転数r(ωi)とに依存し、特に回転速度ωiが大きくなるにつれて激しさを増してゆくものと考えられている。   The consumption consumption BR of the bearing mechanism 150, particularly the consumption consumption of the rolling bearings 156 and 157 such as bearings, is subject to the centrifugal force of the target generated by the rotation of the gantry 3 in addition to the wear deterioration due to the normal rotation of the target. It is thought that it becomes larger due to deterioration due to. The deterioration due to the centrifugal force depends on the magnitude of the rotational speed ωi of the gantry 3 and the rotational speed r (ωi) at which the gantry 3 is rotated at the rotational speed ωi, and is particularly severe as the rotational speed ωi increases. It is thought to increase.

上記の数式は軸受機構150の劣化に係るこのような特徴を反映している。なお、係数βBRは、経験的に求められるものであり、ここでは回転速度ωiの二乗に比例する値である。ただし、X線管1の構造や種類によっては、係数βBRは、回転速度ωiに比例する値もしくは、回転速度ωiの三乗に比例する値の方が実際の残寿命と合致する場合も考えられる。   The above mathematical formula reflects such characteristics relating to the deterioration of the bearing mechanism 150. The coefficient βBR is obtained empirically and is a value proportional to the square of the rotational speed ωi here. However, depending on the structure and type of the X-ray tube 1, the coefficient βBR may have a value that is proportional to the rotational speed ωi or a value that is proportional to the cube of the rotational speed ωi that matches the actual remaining life. .

残寿命PBRが算出されると、中央処理装置6は、その残寿命PBRを表示装置9の画面に表示させる。なお、残寿命PBRに加えて、(使用消耗量BR/予測寿命BR0)×100を使用率(%)としてさらに表示してもよい。   When the remaining life PBR is calculated, the central processing unit 6 displays the remaining life PBR on the screen of the display device 9. In addition to the remaining life PBR, (use consumption BR / predicted life BR0) × 100 may be further displayed as a usage rate (%).

図4は、軸受機構の使用消耗量とX線CT装置の使用時間との関係の一例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the consumption amount of the bearing mechanism and the usage time of the X-ray CT apparatus.

軸受機構150の使用消耗量BRは、図4に示すように、使用時間Tとともに徐々に大きくなる。そして、使用消耗量BRが所定の使用消耗量BRthを超え、残寿命PBRが所定値を下回ったとき、要交換レベルに達したと考えることができる。   The consumption consumption BR of the bearing mechanism 150 gradually increases with the use time T as shown in FIG. When the consumption amount BR exceeds the predetermined consumption amount BRth and the remaining life PBR falls below a predetermined value, it can be considered that the required replacement level has been reached.

そこで、ステップS4では、中央処理装置6が、残寿命PBR<所定値であるかを判定し、この条件を満たすときには、ステップS5で、X線管1の「交換推奨」を表示装置9の画面に表示させる。   Therefore, in step S4, the central processing unit 6 determines whether or not the remaining life PBR <predetermined value, and if this condition is satisfied, in step S5, “replacement recommendation” of the X-ray tube 1 is displayed on the screen of the display device 9. To display.

次に、フィラメント121の残寿命の算出と当該残寿命に基づく寿命末期の検知に関する処理(S6〜S9)について説明する。   Next, processing (S6 to S9) relating to calculation of the remaining life of the filament 121 and detection of the end of life based on the remaining life will be described.

ステップS6では、中央処理装置6が、記憶装置8から、X線管1の管電流γmとX線曝射時間T(γm)とを管電流ごとにすべて読み出す。そして、ステップS7では、読み出したデータを基に、フィラメント121の残寿命PFLを算出する。フィラメント121の残寿命PFLは、例えば、次の数式にしたがって算出する。   In step S6, the central processing unit 6 reads all the tube current γm and the X-ray exposure time T (γm) of the X-ray tube 1 from the storage device 8 for each tube current. In step S7, the remaining life PFL of the filament 121 is calculated based on the read data. The remaining life PFL of the filament 121 is calculated according to the following formula, for example.

Figure 2011045626
Figure 2011045626

ここで、FL0はフィラメント121の予測寿命(平均寿命)、FLはフィラメント121の使用消耗量、γjは各管電流、T(γj)は管電流γjでのX線曝射時間、βFLは係数、kFLは所定の定数である。   Here, FL0 is the predicted life (average life) of the filament 121, FL is the consumed consumption amount of the filament 121, γj is each tube current, T (γj) is the X-ray exposure time at the tube current γj, βFL is a coefficient, kFL is a predetermined constant.

フィラメント121の使用消耗量FLは、X線管1の出力負荷による劣化により大きくなると考えられる。そして、その出力負荷による劣化は、X線管1の管電流γの大きさと、管電流γでのX線曝射時間T(γ)とに依存し、特に管電流γが大きくなるにつれて激しさを増してゆくものと考えられている。   The consumption consumption FL of the filament 121 is considered to increase due to deterioration due to the output load of the X-ray tube 1. The deterioration due to the output load depends on the magnitude of the tube current γ of the X-ray tube 1 and the X-ray exposure time T (γ) at the tube current γ, and is particularly severe as the tube current γ increases. Is thought to increase.

上記の数式はフィラメント121の劣化に係るこのような特徴を反映している。なお、係数βFLは、経験的に求められるものであり、ここでは管電流γjに比例する値である。ただし、X線管1の構造や種類によっては、係数βFLは、管電流γjの二乗に比例する値もしくは、単なる定数の方が実際の残寿命と合致する場合も考えられる。   The above mathematical formula reflects such characteristics relating to the deterioration of the filament 121. The coefficient βFL is obtained empirically, and is a value proportional to the tube current γj here. However, depending on the structure and type of the X-ray tube 1, the coefficient βFL may be a value that is proportional to the square of the tube current γj or a simple constant that matches the actual remaining life.

残寿命PFLが算出されると、中央処理装置6は、その残寿命PFLを表示装置9の画面に表示させる。なお、残寿命PFLに加えて、(使用消耗量FL/予測寿命FL0)×100を使用率(%)としてさらに表示してもよい。   When the remaining life PFL is calculated, the central processing unit 6 displays the remaining life PFL on the screen of the display device 9. In addition to the remaining life PFL, (usage consumption FL / predicted life FL0) × 100 may be further displayed as a usage rate (%).

図5は、フィラメントの使用消耗量とX線CT装置の使用時間との関係の一例を示している。   FIG. 5 shows an example of the relationship between the consumed amount of filament and the usage time of the X-ray CT apparatus.

フィラメント121の使用消耗量FLは、例えば図5に示すように、X線CT装置の使用時間Tとともに徐々に大きくなる。そして、使用消耗量FLが所定の使用消耗量FLthを超え、残寿命PFLが所定値を下回ったとき、要交換レベルに達したと考えることができる。   The used consumption amount FL of the filament 121 gradually increases with the use time T of the X-ray CT apparatus, for example, as shown in FIG. Then, it can be considered that the required replacement level has been reached when the usage consumption amount FL exceeds the predetermined usage consumption amount FLth and the remaining life PFL falls below a predetermined value.

そこで、ステップS8では、中央処理装置6が、残寿命PFL<所定値であるかを判定し、この条件を満たすときには、ステップS9で、X線管1の「交換推奨」を表示装置9の画面に表示させる。   Therefore, in step S8, the central processing unit 6 determines whether or not the remaining life PFL <predetermined value. When this condition is satisfied, in step S9, “Replacement recommendation” of the X-ray tube 1 is displayed on the screen of the display device 9. To display.

次に、X線管の振動波形に基づく寿命末期の検知に関する処理(S10〜S13)について説明する。   Next, processing (S10 to S13) relating to detection at the end of life based on the vibration waveform of the X-ray tube will be described.

ステップS10では、中央処理装置6が、記憶装置8から、X線管1の振動波形Wの測定データを直近の所定時間分について読み出す。   In step S <b> 10, the central processing unit 6 reads the measurement data of the vibration waveform W of the X-ray tube 1 from the storage device 8 for the latest predetermined time.

図6は、X線管の振動波形の一例を示す図である。図6に示す振動波形Wは、横軸を時間t、縦軸を波高値hとして、所定時間Δt1分のX線管1の振動波形を表したものである。振動波形Wは、図6に示すように、複数の周波数成分が重なって複雑な波形を形成する。   FIG. 6 is a diagram showing an example of a vibration waveform of the X-ray tube. The vibration waveform W shown in FIG. 6 represents the vibration waveform of the X-ray tube 1 for a predetermined time Δt1, with the horizontal axis representing time t and the vertical axis representing the peak value h. As shown in FIG. 6, the vibration waveform W forms a complex waveform by overlapping a plurality of frequency components.

ステップS11では、図7に示すように、振動波形Wをフーリエ変換(FFT;Fast Fourier Transformation)して周波数ごとにその成分を抽出し、特定周波数faの成分量Afaを求める。   In step S11, as shown in FIG. 7, the vibration waveform W is subjected to Fourier transform (FFT) to extract its component for each frequency, and the component amount Afa of the specific frequency fa is obtained.

図8は、X線管の振動波形における特定周波数の成分量とX線CT装置の使用時間との関係の一例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the relationship between the component amount of the specific frequency in the vibration waveform of the X-ray tube and the usage time of the X-ray CT apparatus.

X線管1の振動波形Wにおける特定周波数faの成分量Afaは、例えば図8に示すように、X線CT装置の使用時間Tが小さいときはほとんど変化しない。しかし、使用時間Tが大きくなってX線管1の機械的な劣化が進み、X線管1が寿命末期に近づくと、急激に増大する。したがって、特定周波数faの成分量Afaが所定値Athを超えたことを確認することにより、X線管1の寿命末期を検知することができる。   The component amount Afa of the specific frequency fa in the vibration waveform W of the X-ray tube 1 hardly changes when the use time T of the X-ray CT apparatus is small, for example, as shown in FIG. However, when the use time T increases and mechanical deterioration of the X-ray tube 1 progresses, and the X-ray tube 1 approaches the end of its life, it rapidly increases. Therefore, the end of life of the X-ray tube 1 can be detected by confirming that the component amount Afa of the specific frequency fa exceeds the predetermined value Ath.

そこで、ステップS12では、中央処理装置6が、特定周波数faの成分量Afaが所定値Athを超えるか否かを判定する。そして、この条件を満たすときは、X線管1が寿命末期に達したとみなし、ステップS13で、X線管1の「交換推奨」を表示装置9の画面に表示させる。   Therefore, in step S12, the central processing unit 6 determines whether or not the component amount Afa of the specific frequency fa exceeds a predetermined value Ath. When this condition is satisfied, it is considered that the X-ray tube 1 has reached the end of its life, and “replacement recommendation” of the X-ray tube 1 is displayed on the screen of the display device 9 in step S13.

次に、X線管の管内放電に基づく寿命末期の検知に関する処理(S14〜S17)について説明する。   Next, processing (S14 to S17) related to detection at the end of life based on in-tube discharge of the X-ray tube will be described.

ステップS14では、中央処理装置6が、記憶装置8から、X線管1のX線曝射動作における、設定された管電圧Vsと測定された管電圧Vmの時間変化を表す測定データを、直近の所定時間分について読み出す。   In step S <b> 14, the central processing unit 6 obtains the latest measurement data from the storage device 8 representing the time variation of the set tube voltage Vs and the measured tube voltage Vm in the X-ray exposure operation of the X-ray tube 1. Are read for a predetermined time.

図9は、設定された管電圧と測定された管電圧の時間変化の一例を示す図である。図9に示す管電圧Vs,Vmの時間変化は、横軸を時間t、縦軸を管電圧値Vとして、所定時間Δt2分の管電圧の時間変化を表したものである。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a time change of the set tube voltage and the measured tube voltage. The time change of the tube voltages Vs and Vm shown in FIG. 9 represents the time change of the tube voltage for a predetermined time Δt2 with the time t on the horizontal axis and the tube voltage value V on the vertical axis.

ステップS15では、中央処理装置6が、設定された管電圧Vsと測定されたVmの時間変化において、管電圧Vmが管電圧Vsより所定の電圧分ΔVを超えて低下する時点をX線管1の管内放電spが発生した時点とみなして検出する。例えば図9の例では、sp1〜sp3で示す時点が、管内放電が発生した時点である。そして、所定時間Δt2内での管内放電の発生回数Cspを時間Δt2で割った値を発生頻度Rとして算出する。   In step S15, the central processing unit 6 determines when the tube voltage Vm drops below the tube voltage Vs by a predetermined voltage ΔV in the time variation of the set tube voltage Vs and the measured Vm. This is detected as the time when the in-tube discharge sp is generated. For example, in the example of FIG. 9, the time indicated by sp1 to sp3 is the time when the in-tube discharge occurs. Then, a value obtained by dividing the number of occurrences Csp of the in-tube discharge within the predetermined time Δt2 by the time Δt2 is calculated as the occurrence frequency R.

図10は、X線管の管内放電の発生頻度とX線CT装置の使用時間との関係の一例を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the frequency of occurrence of in-tube discharge of the X-ray tube and the usage time of the X-ray CT apparatus.

X線管1の管内放電の発生頻度Rは、例えば図10に示すように、X線CT装置の使用時間Tが小さいときはほとんど変化しない。しかし、使用時間Tが大きくなってX線管1の真空度が低下したり管内に不純物が混入したりしてX線管1が寿命末期に近づくと、急激に増大する。したがって、管内放電の発生頻度Rが所定値Rthを超えたことを確認することにより、X線管1の寿命末期を検知することができる。   The occurrence frequency R of the in-tube discharge of the X-ray tube 1 hardly changes when the use time T of the X-ray CT apparatus is small, for example, as shown in FIG. However, when the use time T increases and the degree of vacuum of the X-ray tube 1 decreases or impurities are mixed into the tube, the X-ray tube 1 rapidly increases as it approaches the end of its life. Therefore, the end of life of the X-ray tube 1 can be detected by confirming that the occurrence frequency R of the in-tube discharge exceeds the predetermined value Rth.

そこで、ステップS16では、中央処理装置6が、管内放電の発生頻度Rが所定値Rthを超えるか否かを判定する。そして、この条件を満たすときは、X線管1が寿命末期に達したとみなし、ステップS17で、X線管1の「交換推奨」を表示装置9の画面に表示させる。   Therefore, in step S16, the central processing unit 6 determines whether the occurrence frequency R of the in-tube discharge exceeds a predetermined value Rth. When this condition is satisfied, the X-ray tube 1 is considered to have reached the end of its life, and “Replacement Recommendation” for the X-ray tube 1 is displayed on the screen of the display device 9 in step S17.

ステップS18では、中央処理装置6が、ステップS2からステップS17にて得られた、X線管1の残寿命に関連する種々の情報を、保守センタサーバ16に送信する。例えば、軸受機構150の残寿命PBR、フィラメント121の残寿命PFL、X線管1の振動における特定周波数の成分量Afa、X線管1の管内放電の発生頻度R、X線管交換推奨表示の有無等の情報を送信する。これにより、保守センタは、顧客先のX線CT装置におけるX線管の寿命管理を速く正確に行うことができ、迅速かつ的確な保守サービスを行うことができる。なお、この情報の送信は、スキャンを実行するごとに行ってもよいし、より長いスパンで定期的に行ってもよい。   In step S18, the central processing unit 6 transmits various information related to the remaining life of the X-ray tube 1 obtained in steps S2 to S17 to the maintenance center server 16. For example, the remaining life PBR of the bearing mechanism 150, the remaining life PFL of the filament 121, the component amount Afa of the specific frequency in the vibration of the X-ray tube 1, the occurrence frequency R of the in-tube discharge of the X-ray tube 1, the X-ray tube replacement recommendation display Send information such as presence / absence. Thereby, the maintenance center can perform the life management of the X-ray tube in the customer's X-ray CT apparatus quickly and accurately, and can perform a quick and accurate maintenance service. This information may be transmitted every time a scan is performed, or may be periodically performed over a longer span.

なお、X線管1の寿命管理については、中央処理装置6では行わず、保守センタサーバ16で行うようにしてもよい。例えば、保守センタサーバ16が、X線CT装置から送信されてくるX線管1の残寿命に関連する種々の情報を解析し、その結果に応じて、表示装置9の画面に「交換推奨」を表示させる等の指令をX線CT装置に送信したり、保守サービス員を現地へ派遣するスケジューリングを行ったりしてもよい。   The life management of the X-ray tube 1 may be performed not by the central processing unit 6 but by the maintenance center server 16. For example, the maintenance center server 16 analyzes various information related to the remaining life of the X-ray tube 1 transmitted from the X-ray CT apparatus, and “replacement recommendation” is displayed on the screen of the display device 9 according to the result. May be transmitted to the X-ray CT apparatus or may be scheduled for dispatching maintenance service personnel to the site.

ステップS19では、入力されたスキャン計画(新たなスキャン計画であってもよいし、既に入力されたスキャン計画であってもよい)にしたがって次のスキャンを実行する。   In step S19, the next scan is executed according to the input scan plan (which may be a new scan plan or an already input scan plan).

X線CT装置は、このようなステップを繰返し行うことにより、X線管1の寿命管理を行う。   The X-ray CT apparatus performs life management of the X-ray tube 1 by repeating such steps.

以上、本実施形態によれば、ガントリ3が回転した回転数に基づいて、軸受機構150の残寿命を算出しているので、ガントリ3が回転して生じる遠心力による機械的な劣化を考慮したX線管1の残寿命予測が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, since the remaining life of the bearing mechanism 150 is calculated based on the number of rotations of the gantry 3, the mechanical deterioration due to the centrifugal force generated by the rotation of the gantry 3 is taken into consideration. The remaining life of the X-ray tube 1 can be predicted.

また、本実施形態では、ガントリ3の回転数だけでなく、ガントリ3の回転速度も考慮して残寿命を算出するので、より正確な残寿命を算出することが可能である。   In the present embodiment, since the remaining life is calculated in consideration of not only the rotation speed of the gantry 3 but also the rotation speed of the gantry 3, it is possible to calculate a more accurate remaining life.

また、本実施形態では、軸受機構150の残寿命だけでなく、フィラメント121の残寿命も算出している。したがって、X線管1の残寿命を支配する要素が、軸受機構150の劣化とフィラメント121の劣化のいずれであるかが不明な場合や使用条件によって変化する場合にも対応可能である。   In the present embodiment, not only the remaining life of the bearing mechanism 150 but also the remaining life of the filament 121 is calculated. Therefore, it is possible to cope with a case where it is unclear whether the element that governs the remaining life of the X-ray tube 1 is the deterioration of the bearing mechanism 150 or the deterioration of the filament 121 or changes depending on the use conditions.

そして、このように算出された軸受機構150やフィラメント121の残寿命を表示することにより、操作者はX線管1の残寿命をモニタすることができ、X線CT装置を計画的に稼動させることができる。   Then, by displaying the remaining life of the bearing mechanism 150 and the filament 121 calculated in this way, the operator can monitor the remaining life of the X-ray tube 1 and systematically operate the X-ray CT apparatus. be able to.

また、本実施形態では、さらに、X線管1の振動における特定周波数の成分量の増大や、X線管1の管内放電の発生頻度の増大などを検出して、X線管1の寿命末期を検知しているので、X線管1の交換時期が来たことをより確実に知らせることができる。例えば、何らかの原因で、算出された軸受機構150やフィラメント121の残寿命が、実際の残寿命と大幅にずれてしまった場合にも、X線管1の寿命末期状態を捉えて警告し、稼動中に突然X線管1が損壊することがないようバックアップすることができる。   Further, in the present embodiment, an increase in the component amount of the specific frequency in the vibration of the X-ray tube 1 or an increase in the frequency of occurrence of in-tube discharge of the X-ray tube 1 is detected, and the end of life of the X-ray tube 1 is detected. Since it is detected, it can be notified more reliably that the replacement time of the X-ray tube 1 has come. For example, even if the calculated remaining life of the bearing mechanism 150 or filament 121 deviates significantly from the actual remaining life for some reason, the end-of-life state of the X-ray tube 1 is detected and a warning is given. It is possible to back up the X-ray tube 1 so that the X-ray tube 1 is not damaged suddenly.

なお、本実施形態では、X線管1の交換推奨の報知方法として、表示装置9の画面に表示する方法を用いているが、別の方法、例えば、音声、アラーム(alarm)音、ランプ(lamp)等を用いる方法を用いてもよい。   In the present embodiment, a method of displaying on the screen of the display device 9 is used as a method for recommending replacement of the X-ray tube 1, but other methods such as voice, alarm sound, lamp ( lamp) or the like may be used.

また、本実施形態では、軸受機構150の残寿命の算出、フィラメント121の残寿命の算出、X線管1の振動に基づく寿命末期の検知、およびX線管1の管内放電に基づく寿命末期の検知を行っている。しかし、フィラメント121の残寿命の算出、X線管1の振動に基づく寿命末期の検知、およびX線管1の管内放電に基づく寿命末期の検知のうち少なくとも1つを行わないような変形例も考えられる。特に、X線管1の残寿命を支配する要素が、軸受機構150の劣化であることが分かっている場合には、軸受機構150の残寿命の算出のみを行うようにしてもよい。   In the present embodiment, the remaining life of the bearing mechanism 150 is calculated, the remaining life of the filament 121 is calculated, the end of life is detected based on the vibration of the X-ray tube 1, and the end of life is determined based on the in-tube discharge of the X-ray tube 1. Detection is in progress. However, there is a modification in which at least one of calculation of the remaining life of the filament 121, detection of the end of life based on the vibration of the X-ray tube 1 and detection of the end of life based on the in-tube discharge of the X-ray tube 1 is not performed. Conceivable. In particular, when it is known that the factor that governs the remaining life of the X-ray tube 1 is deterioration of the bearing mechanism 150, only the remaining life of the bearing mechanism 150 may be calculated.

また、本実施形態では、フィラメント121の残寿命の算出は、管電流γmとX線曝射時間T(γm)とを基に行っている。しかし、フィラメント121の残寿命の算出は、例えば、これらの情報に加えて、あるいはこれらの情報に代えて、フィラメント121に流すフィラメント電流ηmとX線曝射時間T(ηm)とを測定し、これらを基に行ってもよい。また、例えば、管電圧Vmをさらに考慮して算出してもよい。   In the present embodiment, the remaining life of the filament 121 is calculated based on the tube current γm and the X-ray exposure time T (γm). However, the remaining life of the filament 121 is calculated by, for example, measuring the filament current ηm flowing through the filament 121 and the X-ray exposure time T (ηm) in addition to or instead of these pieces of information. You may carry out based on these. Further, for example, the calculation may be performed in consideration of the tube voltage Vm.

また、本実施形態では、測定された管電圧Vmが、設定された管電圧Vsから大幅に低下したことにより、管内放電の発生を検出している。しかし、例えば、X線検出器2におけるレファレンスチャネル(reference channel)等の出力レベル(level)の大幅な低下により検出するなど、他の方法により検出してもよい。   In the present embodiment, the occurrence of in-tube discharge is detected because the measured tube voltage Vm is significantly reduced from the set tube voltage Vs. However, the detection may be performed by other methods, for example, by detecting a significant decrease in the output level (level) of the reference channel or the like in the X-ray detector 2.

1 X線管
2 X線検出器
3 ガントリ
4 撮影テーブル
5 データ収集装置(DAS)
6 中央処理装置
7 入力装置
8 表示装置
9 記憶装置
10 テーブル・ガントリ制御装置(TGP)
11 X線コントローラ
12 モータ
13 駆動機構
14 エンコーダ
15 振動センサ
16 保守センタサーバ
110 真空容器
120 カソード
121 フィラメント
130 アノード(ターゲット)
140 ロータ
142 シャフト
150 軸受機構(ターゲットの回転機構)
151 ケース
152 底部
156,157 転がり軸受
1 X-ray tube 2 X-ray detector 3 Gantry 4 Imaging table 5 Data collection device (DAS)
6 Central processing unit 7 Input device 8 Display device 9 Storage device 10 Table gantry control device (TGP)
11 X-ray controller 12 Motor 13 Drive mechanism 14 Encoder 15 Vibration sensor 16 Maintenance center server 110 Vacuum vessel 120 Cathode 121 Filament 130 Anode (target)
140 Rotor 142 Shaft 150 Bearing mechanism (target rotation mechanism)
151 Case 152 Bottom 156, 157 Rolling bearing

Claims (10)

電子の衝突によりX線を発生するターゲットと該ターゲットの回転機構を含むX線管を有するガントリを備えたX線CT装置であって、
前記ガントリが回転した回転数に基づいて、前記回転機構の残寿命を算出する回転機構残寿命算出手段を備えているX線CT装置。
An X-ray CT apparatus having a gantry having a target that generates X-rays by collision of electrons and an X-ray tube including a rotation mechanism of the target,
An X-ray CT apparatus comprising a rotation mechanism remaining life calculating means for calculating a remaining life of the rotation mechanism based on the number of rotations of the gantry.
前記回転機構残寿命算出手段は、前記ガントリの回転速度と該回転速度での回転数とに基づいて、前記回転機構の残寿命を算出する請求項1に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the rotation mechanism remaining life calculation unit calculates a remaining life of the rotation mechanism based on a rotation speed of the gantry and a rotation speed at the rotation speed. 前記回転機構残寿命算出手段は、前記ガントリの回転速度ごとにおける該回転速度と該回転速度での回転数と所定の係数との積の総和に基づいて、前記回転機構の残寿命を算出する請求項2に記載のX線CT装置。   The rotation mechanism remaining life calculating means calculates the remaining life of the rotation mechanism based on a sum of products of the rotation speed at each rotation speed of the gantry, a rotation speed at the rotation speed, and a predetermined coefficient. Item 3. The X-ray CT apparatus according to Item 2. 前記所定の係数は、前記回転速度の二乗に比例する値である請求項3に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein the predetermined coefficient is a value proportional to a square of the rotation speed. 前記X線管は、前記ターゲットに衝突させる電子を放出するフィラメントを有しており、
前記X線管または前記フィラメントの電流値と該電流値でのX線曝射時間とに基づいて、前記フィラメントの残寿命を算出するフィラメント残寿命算出手段をさらに備えている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のX線CT装置。
The X-ray tube has a filament that emits electrons that collide with the target,
The filament remaining life calculating means for calculating the remaining life of the filament based on the current value of the X-ray tube or the filament and the X-ray exposure time at the current value. 5. The X-ray CT apparatus according to any one of 4 above.
前記算出された残寿命が所定値を下回るときに、その旨を報知する第1の報知手段をさらに備えている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a first notifying unit that notifies that when the calculated remaining life falls below a predetermined value. 前記X線管の管内放電を検出し、該管内放電の発生頻度を算出する発生頻度算出手段をさらに備えている請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising an occurrence frequency calculating unit that detects an in-tube discharge of the X-ray tube and calculates an occurrence frequency of the in-tube discharge. 前記算出された発生頻度が所定値を上回るときに、その旨を報知する第2の報知手段をさらに備えている請求項7に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 7, further comprising second notification means for notifying when the calculated occurrence frequency exceeds a predetermined value. 前記X線管の振動を検出し、該振動に含まれる特定周波数の成分量を算出する周波数成分量算出手段をさらに備えている請求項1から請求項8に記載のX線CT装置。   9. The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising a frequency component amount calculation unit that detects vibration of the X-ray tube and calculates a component amount of a specific frequency included in the vibration. 前記算出された成分量が所定値を上回るときに、その旨を報知する第3の報知手段をさらに備えている請求項9に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 9, further comprising third informing means for informing when the calculated component amount exceeds a predetermined value.
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