JP2011165466A - X線高電圧装置、x線装置、及びこれを用いたx線診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 X線を発生させるX線管装置に電力を供給する、半導体スイチング素子を備えた複数の半導体電力変換回路と、この半導体電力変換回路を制御する制御回路と、を備えたX線高電圧装置であって、このX線管装置からX線を発生させる際に、そのX線発生条件に応じて、これら複数の半導体電力変換回路のうち、一つの半導体電力変換回路内の半導体スイチング素子の動作を停止させる。
【選択図】 図1
Description
一つ目は、入力電圧を昇圧するコンバータ回路、二つ目は、直流電圧を高周波の交流電圧に変換するインバータ回路、三つ目は、X線管の回転陽極を駆動させる陽極駆動回路、四つ目は、X線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路、である。上記4種類の半導体電力変換回路を動作させ、X線管からX線を発生させる装置はあった(特許文献1参照)。
また、陽極駆動回路の動作モードに応じて、コンバータ回路から陽極駆動回路に出力する電圧レベルを切り替える装置はあった(特許文献2参照)。
また、半導体電力変換回路101は、インダクタL201と、ダイオードD205、D206と、半導体スイチング素子SW201と、コンデンサC202から構成される。半導体スイチング素子SW201は例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)で構成され、他にもMOS-FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等が該スイッチング素子として使用することができる。本実施例では半導体スイチング素子SW201をIGBTとする。整流器1002のダイオードD201のアノードは、ダイオードD203のカソードに接続されると共に、AC電源1001の一方の電極に接続される。ダイオードD202のアノードは、ダイオードD204のカソードに接続されると共に、AC電源1001の他方の電極に接続される。また、ダイオードD201のカソードはダイオードD202のカソードに接続されると共に、コンデンサC201の一方の電極に接続され、ダイオードD203のアノードはダイオードD204のアノードに接続されると共に、コンデンサC201の他方の電極に接続される。AC電源1001から出力された交流電圧は、ダイオードD201〜D204により全波整流され、さらにコンデンサC201により平滑化された後、直流電圧として半導体電力変換回路101に出力される。
被検体10を載せる天板12と、被検体10にX線を照射するX線管装置1007と、被検体10に対するX線照射領域を設定する絞り装置11と、X線管装置1007に電力供給を行なうX線高電圧装置1000と、X線管装置1007に対向する位置に配置され、被検体10を透過したX線を検出するX線検出器13と、X線検出器13から出力されたX線信号に対して画像処理を行なう画像処理部14と、画像処理部14から出力されたX線画像を記憶する画像記憶部15と、X線画像を表示する表示部16と、上記各構成要素を制御する制御部17と、制御部17に対して指令を行なう操作部18と、を備えている。X線管装置1007は、X線高電圧装置1000から電力供給を受けてX線を発生させる。また、X線管装置1007には、特定のエネルギーのX線を選択的に透過させるX線フィルタなどを有していてもよい。絞り装置11は、X線管装置1007から発生したX線を遮蔽するX線遮蔽用鉛板を複数有し、複数のX線遮蔽用鉛板をそれぞれ移動することにより、被検体10に対するX線照射領域を決定する。X線検出器13は、例えば、X線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置されて構成されており、X線管装置1007から照射され、被検体10を透過したX線の入射量に応じたX線信号を検出する機器である。画像処理部14は、X線検出器13から出力されたX線信号を画像処理し、画像処理されたX線画像データを出力する。画像処理は、ガンマ変換、階調変換処理、画像の拡大・縮小等である。表示部16は、画像処理部10から出力されたX線信号を被検体10のX線画像として表示する。
図3は、図1に示すX線装置の動作シーケンスを示した図である。また、該動作シーケンスは、前記X線装置を用いて、高出力のX線を短時間発生させ、X線診断装置により一般撮影を行う場合のシーケンスである。図5は、図1に示す4つの半導体電力変換回路101〜104を同時に動作させた場合の雑音端子電圧測定結果である。図6は、図1に示す3つの半導体電力変換回路101、102、104を同時に動作させた場合の雑音端子電圧測定結果である。
また、特に図3には示していないが、半導体電力変換回路104は、少なくともt1〜t6の間、フィラメント1009を加熱するためにフィラメント1009に電力を供給している
以上説明した様に、X線装置からX線を発生させる際、半導体電力変換回路103を一時停止させることによりX線高電圧装置1000から発生するノイズが低減され、これにより周辺機器への誤動作の影響を低減することが出来る。また、本発明のX線装置を用いたX線診断装置により一般撮影を行う際は、取得する撮影画像へのノイズ混入等の影響を低減することが出来る。
図4は、図3に示すスイッチング動作SW301を行う入力装置の一例を示した図である。図4に示す入力装置は、2段階の押し込み機構を備えたスイッチSW301であり、操作者によって操作される。
本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、回転陽極1010が所望の回転数RTに到達するまで、操作者による2段目の押し込みを行えないようにした安全機構を備えてもよい。また、回転陽極1010が所望の回転数RTに到達したことを音、音声、ランプ、表示等により操作者に通知する機構を合わせて備えることで、より撮影が容易になる。
図7は、図1に示すX線装置の動作シーケンスを示した図である。また、該動作シーケンスは、前記X線装置を用いて、中低出力のX線を中長時間発生させ、X線診断装置により透視撮影を行う場合のシーケンスである。
以上説明した様に、X線装置からX線を発生させる際、半導体電力変換回路101を一時停止させることによりX線高電圧装置1000から発生するノイズが低減され、これにより周辺機器への誤動作の影響を低減することが出来る。また、本発明のX線装置を用いたX線診断装置により透視撮影を行う際は、取得する撮影画像へのノイズ混入等の影響を低減することが出来る。
図8に示すX線装置は、図1に示したX線高電圧装置1000内の、整流器1002と半導体電力変換回路101を、半導体電力変換回路801に置き換えたX線装置の概略を示した構成図である。図9は、図8に示す半導体電力変換回路801の回路構成の一例を示した等価回路図である。
半導体電力変換回路801は、インダクタL901、L902と、ダイオードD901、D902と、半導体スイチング素子SW901、SW902と、コンデンサC901〜C903から構成される。本実施例では半導体スイチング素子SW901、SW902をIGBTとする。コンデンサC901の両端の電極にそれぞれインダクタL901、L902の一方の電極が接続され、インダクタL901の他方の電極は、SW901のエミッタと、SW902のコレクタに接続され、SW901のコレクタは、コンデンサC902の一方の電極が接続され、コンデンサC902の他方の電極は、コンデンサC903の一方の電極と、インダクタL902の他方の電極に接続され、コンデンサC903の他方の電極は、SW902のエミッタに接続される。また、半導体スイチング素子SW901 、SW902のコレクタ-エミッタ間にはそれぞれダイオードD901、D902が接続される。コンデンサC901の両端に接続された交流電源1001により交流電圧が入力される。半導体電力変換回路801に入力された交流電圧は、インダクタL901、L902、及び半導体スイチング素子SW901、SW902を用いて直列接続されてコンデンサC901、C902から直流電圧とし出力される。
Claims (8)
- 半導体スイチング素子を有し、X線を発生させるX線管装置に電力を供給する複数の半導体電力変換回路と、前記複数の半導体電力変換回路を制御する制御回路と、を備えたX線高電圧装置において、前記X線管装置からX線を発生させる際に、前記X線発生条件に応じて、前記複数の半導体電力変換回路のうち、一つの半導体電力変換回路内の半導体スイチング素子の動作を停止させることを特徴とするX線高電圧装置。
- 陰極に電子を発生するフィラメントと、陽極に回転機構を備え回転動作をする回転陽極と、を有するX線管装置と、半導体スイチング素子を有し、前記X線管装置に電力を供給する複数の半導体電力変換回路と、前記複数の半導体電力変換回路を制御する制御回路と、を有するX線高電圧装置と、を備えたX線装置において、前記X線管装置からX線を発生させる際に、前記複数の半導体電力変換回路のうち、一つの半導体電力変換回路内の半導体スイチング素子の動作を停止させることを特徴とするX線装置。
- 前記フィラメントと前記回転陽極との間に電力を供給するインバータ回路と、前記回転機構に電力を供給する陽極駆動回路と、前記インバータ回路、及び前記陽極駆動回路に電力を供給するコンバータ回路と、から構成される複数の半導体電力変換回路を備えるX線装置において、前記X線管装置からX線を発生させる際に、前記陽極駆動回路内の半導体スイチング素子の動作を停止させることを特徴とする請求項2に記載のX線装置。
- 前記フィラメントと前記回転陽極との間に電力を供給するインバータ回路と、前記回転機構に電力を供給する陽極駆動回路と、前記インバータ回路、及び前記陽極駆動回路に電力を供給するコンバータ回路と、から構成される複数の半導体電力変換回路を備えるX線装置において、前記X線管装置からX線を発生させる際に、前記インバータ回路内の半導体スイチング素子の動作を停止させることを特徴とする請求項2に記載のX線装置。
- 前記コンバータ回路は、チョッパ方式のDC- DCコンバータ回路であることを特徴とする請求項3又は4に記載のX線装置。
- 前記コンバータ回路は、倍電圧コンバータ回路であることをであることを特徴とする請求項3又は4に記載のX線装置。
- 2段階のスイッチング機構を備えた入力装置において、1段階目で、回転陽極を回転開始し、2段階目で、X線を発生させることを特徴とする請求項2又は3に記載のX線装置。
- 被検体にX線を照射するX線管と、前記X線管と対向配置され被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、X線検出器で検出したX線をX線画像として表示する表示部と、を備えたX線診断装置であって、請求項2乃至7の何れか一項に記載のX線装置を用いることを特徴とするX線診断装置。
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