JP2017064392A - X-ray computer tomography apparatus and x-ray tube device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deterioration of an X-ray tube caused by warm up.SOLUTION: An X-ray tube 13 includes: a negative electrode 131 generating thermal electron; a positive electrode 133 receiving the thermal electron from the negative electrode 131 to generate X-rays; and an adjuster 137 applying an electric field or a magnetic field for focusing or deviating the thermal electron from the negative electrode 131. An X-ray detector 15 detects X-rays generated from the positive electrode 133. The data collection circuit 27 collects data corresponding to the X-rays detected by the X-ray detector 15. An image reconstruction circuit 51 generates images on the basis of the collected data. An adjuster control circuit 45 controls the adjuster 137 for changing at least one of the size and the position of a focus point of the thermal electron at the positive electrode 133 from the negative electrode 131, by scanning and warming up.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、X線コンピュータ断層撮影装置及びX線管装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray tube apparatus.

X線コンピュータ断層撮影装置は、X線を発生するX線管球を搭載している。スキャンの前においてX線管球内の清浄度を保全したり、X線管球内の回転陽極等の部品の温度を規定値以上に上昇させたりするため、高電圧の印加とフィラメント加熱電流の供給とによるX線管球のウォームアップが行われる。   The X-ray computed tomography apparatus is equipped with an X-ray tube that generates X-rays. Before scanning, to maintain the cleanliness in the X-ray tube and to raise the temperature of parts such as the rotating anode in the X-ray tube to a specified value or higher, high voltage application and filament heating current The X-ray tube is warmed up by the supply.

ウォームアップではスキャンに使用する陰極を流用しているため、スキャン以外の用途で陰極の寿命を縮めている虞がある。また、焦点の大きさも固定されるため、陽極の表面が荒れてしまう虞もある。   In warm-up, since the cathode used for scanning is diverted, there is a possibility that the life of the cathode may be shortened for purposes other than scanning. Moreover, since the size of the focal point is fixed, the surface of the anode may be roughened.

特開2004−296242号公報JP 2004-296242 A 特開2011−238614号公報JP 2011-238614 A 特開2002−319359号公報JP 2002-319359 A

目的は、ウォームアップに起因するX線管球の劣化を抑制することを可能にするX線コンピュータ断層撮影装置及びX線管装置を提供することである。   An object is to provide an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray tube apparatus that can suppress the deterioration of the X-ray tube caused by warm-up.

本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、熱電子を発生する陰極と、前記陰極からの熱電子を受けてX線を発生する陽極と、前記陰極からの熱電子を集束又は偏向するための電場又は磁場を印加する調節器とを有するX線管球と、前記陽極から発生されたX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器により検出されたX線に応じたデータを収集するデータ収集部と、前記収集されたデータに基づいて画像を生成する画像生成部と、
前記陰極からの熱電子の前記陽極での焦点のサイズ及び位置の少なくとも一方を、スキャンとウォームアップとで切り替えるために前記調節器を制御する制御部と、を具備する。
The X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment focuses on or deflects a cathode that generates thermoelectrons, an anode that generates X-rays by receiving thermoelectrons from the cathode, and thermoelectrons from the cathode. An X-ray tube having a controller for applying an electric field or a magnetic field, an X-ray detector for detecting X-rays generated from the anode, and data corresponding to the X-rays detected by the X-ray detector A data collection unit for collecting the image, an image generation unit for generating an image based on the collected data,
And a controller that controls the adjuster to switch at least one of the size and position of the focus of the thermoelectrons from the cathode at the anode between scanning and warming up.

図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment. 図2は、実施例1に係るX線管球と高電圧発生器との構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the X-ray tube and the high voltage generator according to the first embodiment. 図3は、実施例1に係るスキャン用の焦点サイズとウォームアップ用の焦点サイズとが示された陽極の正面図である。FIG. 3 is a front view of the anode showing the focus size for scanning and the focus size for warm-up according to the first embodiment. 図4は、実施例1に係るスキャン用の焦点サイズとウォームアップ用の焦点サイズとが示された陽極の側面図である。FIG. 4 is a side view of the anode showing the focus size for scanning and the focus size for warm-up according to the first embodiment. 図5は、他の実施例1に係るスキャン用の焦点位置とウォームアップ用の焦点位置とが示された陽極の正面図である。FIG. 5 is a front view of the anode in which the focus position for scanning and the focus position for warm-up according to another embodiment 1 are shown. 図6は、他の実施例1に係るスキャン用の焦点位置とウォームアップ用の焦点位置とが示された陽極の側面図である。FIG. 6 is a side view of the anode showing the focus position for scanning and the focus position for warm-up according to another embodiment. 図7は、実施例1に係る焦点サイズの切替えに関する加熱電流と管電圧とのタイミングチャートを示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a timing chart of the heating current and the tube voltage regarding the focus size switching according to the first embodiment. 図8は、実施例2に係るX線管球と高電圧発生器との構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of an X-ray tube and a high voltage generator according to the second embodiment. 図9は、実施例2に係るスキャン用の焦点サイズとウォームアップ用の焦点サイズとが示された陽極の正面図である。FIG. 9 is a front view of the anode showing the focus size for scanning and the focus size for warm-up according to the second embodiment. 図10は、実施例2に係るスキャン用の焦点サイズとウォームアップ用の焦点サイズとが示された陽極の側面図である。FIG. 10 is a side view of the anode showing the focus size for scanning and the focus size for warm-up according to the second embodiment. 図11は、実施例2に係るフィラメントの切替えに関する加熱電流と管電圧とのタイミングチャートを示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a timing chart of the heating current and tube voltage related to filament switching according to the second embodiment.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるX線コンピュータ断層撮影装置及びX線管装置を説明する。   Hereinafter, an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray tube apparatus according to this embodiment will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係わるX線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、架台装置10とコンソール50とを有する。例えば、架台装置10はCT検査室に設置され、コンソール50はCT検査室に隣接する制御室に設置される。架台装置10とコンソール50とは互いに通信可能に有線又は無線で接続されている。架台装置10は、被検体SをX線コンピュータ断層撮影(以下、X線CT撮影と呼ぶ)するための構成を有するスキャン装置である。コンソール50は、架台装置10を制御するコンピュータである。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment includes a gantry device 10 and a console 50. For example, the gantry device 10 is installed in a CT examination room, and the console 50 is installed in a control room adjacent to the CT examination room. The gantry device 10 and the console 50 are connected to each other in a wired or wireless manner so that they can communicate with each other. The gantry device 10 is a scanning device having a configuration for performing X-ray computed tomography (hereinafter referred to as X-ray CT imaging) of the subject S. The console 50 is a computer that controls the gantry device 10.

図1に示すように、架台装置10は、撮影空間(field of view)をなす開口が形成された略円筒形状の回転フレーム11を有する。図1に示すように、回転フレーム11には、開口を挟んで対向するように配置されたX線管球13とX線検出器15とが取付けられている。回転フレーム11は、アルミ等の金属により円環形状に形成された金属枠である。X線管球13とX線検出器15とは、例えば、回転フレーム11に形成された凹部に嵌め込まれても良いし、ネジ等の締結具により締結されても良い。より詳細には、架台装置10は、アルミ等の金属により形成されたメインフレーム(図示せず)を有する。回転フレーム11は、当該メインフレームにより中心軸Z回りに軸受等を介して回転可能に支持されている。メインフレームの回転フレーム11との接触部には環状電極(図示せず)が設けられている。メインフレームの当該接触部には環状電極に摺り接触するように導電性の摺動子(図示せず)が取り付けられている。当該環状電極及び摺動子を介して、架台装置10に収容された電源装置(図示せず)からの電力が回転フレーム11に搭載されたX線検出器15や高電圧発生器17等の各種機器に供給される。   As shown in FIG. 1, the gantry device 10 includes a substantially cylindrical rotating frame 11 in which an opening forming a photographing space (field of view) is formed. As shown in FIG. 1, an X-ray tube 13 and an X-ray detector 15 arranged so as to face each other with an opening interposed therebetween are attached to the rotating frame 11. The rotating frame 11 is a metal frame formed in an annular shape from a metal such as aluminum. For example, the X-ray tube 13 and the X-ray detector 15 may be fitted into a recess formed in the rotating frame 11 or may be fastened by a fastener such as a screw. More specifically, the gantry device 10 includes a main frame (not shown) formed of a metal such as aluminum. The rotating frame 11 is supported by the main frame so as to be rotatable around a central axis Z via a bearing or the like. An annular electrode (not shown) is provided at a contact portion of the main frame with the rotating frame 11. A conductive slider (not shown) is attached to the contact portion of the main frame so as to be in sliding contact with the annular electrode. Various electric power such as an X-ray detector 15 and a high voltage generator 17 mounted on the rotating frame 11 is supplied with power from a power supply device (not shown) accommodated in the gantry device 10 via the annular electrode and the slider. Supplied to the equipment.

X線管球13は、高電圧発生器17に接続されている。高電圧発生器17は、例えば、回転フレーム11に取付けられている。高電圧発生器17は、架台の電源装置(図示せず)から環状電極及び摺動子を介して供給された電力から、架台制御回路25による制御に従いX線管球13に印加する高電圧を発生しフィラメント加熱電流を供給する。高電圧発生器17とX線管球13とは高圧ケーブル(図示せず)を介して接続されている。高電圧発生器17により発生された高電圧は、高圧ケーブルを介してX線管球13に印加される。また、高電圧発生器17により発生されたフィラメント加熱電流は、高圧ケーブルを介してX線管球13に印加される。   The X-ray tube 13 is connected to a high voltage generator 17. The high voltage generator 17 is attached to the rotating frame 11, for example. The high voltage generator 17 generates a high voltage to be applied to the X-ray tube 13 from the power supplied from the power supply device (not shown) of the gantry via the annular electrode and the slider according to the control of the gantry control circuit 25. Generate and supply filament heating current. The high voltage generator 17 and the X-ray tube 13 are connected via a high voltage cable (not shown). The high voltage generated by the high voltage generator 17 is applied to the X-ray tube 13 via a high voltage cable. Further, the filament heating current generated by the high voltage generator 17 is applied to the X-ray tube 13 via a high voltage cable.

X線管球13のX線照射窓の前方には前置コリメータ19が取付けられている。前置コリメータ19は、X線管球13から放射されたX線の照射野を限定する。より詳細には、前置コリメータ19は、X線を減弱する物質により形成された絞り羽根を有する。絞り羽根により形成される開口により照射野が規定される。絞り羽根は、X線を減弱する物質であれば如何なる物質により形成されても良いが、例えば、鉛等の重金属により形成されると良い。   A front collimator 19 is attached in front of the X-ray irradiation window of the X-ray tube 13. The front collimator 19 limits the irradiation field of the X-rays emitted from the X-ray tube 13. More specifically, the front collimator 19 has a diaphragm blade formed of a material that attenuates X-rays. The irradiation field is defined by the opening formed by the diaphragm blades. The diaphragm blade may be formed of any material as long as it is a material that attenuates X-rays. For example, it may be formed of heavy metal such as lead.

回転フレーム11の開口(bore)にはFOV(field of view)が設定される。回転フレーム11の開口内には天板21が挿入される。天板21には被検体Sが載置される。天板21に載置された被検体Sの撮像部位がFOV内に含まれるように天板21が位置決めされる。回転フレーム11は、回転駆動装置23からの動力を受けて中心軸Z回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置23としてダイレクトドライブモータやサーボモータ等の任意のモータが用いられる。回転駆動装置23は、例えば、架台装置10に収容されている。回転駆動装置23は、架台制御回路25からの駆動信号を受けて回転フレーム11を回転させるための動力を発生する。   An FOV (field of view) is set in an opening (bore) of the rotating frame 11. A top plate 21 is inserted into the opening of the rotating frame 11. A subject S is placed on the top plate 21. The top 21 is positioned so that the imaging region of the subject S placed on the top 21 is included in the FOV. The rotating frame 11 receives power from the rotation driving device 23 and rotates around the central axis Z at a constant angular velocity. An arbitrary motor such as a direct drive motor or a servo motor is used as the rotation drive device 23. The rotation drive device 23 is accommodated in the gantry device 10, for example. The rotation drive device 23 receives the drive signal from the gantry control circuit 25 and generates power for rotating the rotary frame 11.

X線検出器15は、X線管球13から発生されたX線を検出する。具体的には、X線検出器15は、2次元湾曲面上に配列された複数の検出器画素(図示せず)を有している。各検出器画素は、シンチレータと光電変換素子とを有する。シンチレータは、X線を蛍光に変換する物質である。シンチレータ物質としては、例えば、NaIやBGO等が用いられる。シンチレータは、入射X線を、当該入射X線の強度に応じた個数の蛍光光子に変換する。光電変換素子は、蛍光を増幅して電気信号に変換する回路素子である。光電変換素子としては、例えば、光電子増倍管やフォトダイオード等が用いられる。なお、検出器画素は、上記の通りX線を光に変換してから検出する間接検出型でも良いし、X線を直接的に電気信号に変換する直接変換型であっても良い。直接検出型の検出器画素としては、例えば、半導体の両端に電極が取り付けられてなる半導体ダイオードを含むタイプが適用可能である。   The X-ray detector 15 detects X-rays generated from the X-ray tube 13. Specifically, the X-ray detector 15 has a plurality of detector pixels (not shown) arranged on a two-dimensional curved surface. Each detector pixel has a scintillator and a photoelectric conversion element. A scintillator is a substance that converts X-rays into fluorescence. As the scintillator substance, for example, NaI or BGO is used. The scintillator converts incident X-rays into a number of fluorescent photons according to the intensity of the incident X-rays. The photoelectric conversion element is a circuit element that amplifies fluorescence and converts it into an electric signal. For example, a photomultiplier tube or a photodiode is used as the photoelectric conversion element. The detector pixel may be an indirect detection type that detects X-rays after converting them to light as described above, or may be a direct-conversion type that directly converts X-rays into electrical signals. As the direct detection type detector pixel, for example, a type including a semiconductor diode in which electrodes are attached to both ends of a semiconductor is applicable.

X線検出器15にはデータ収集回路27が接続されている。データ収集回路27は、X線検出器15から、X線検出器15により検出されたX線の強度に応じたデータ(以下、生データと呼ぶ)をビュー毎に収集する。具体的には、データ収集回路27は、例えば、検出器画素毎に積分回路(図示せず)とA/D変換器(図示せず)とを有する。積分回路は、検出器画素からの電気信号をビュー毎に積分する。A/D変換器は、積分された電気信号をアナログ信号からデジタル信号(生データ)に変換する。これにより、ビュー毎の生データが収集される。生データは、生成元の検出器画素のチャンネル番号、列番号及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたX線の強度を示すデジタル値のセットである。生データは、例えば、架台装置10に収容された非接触データ伝送装置(図示せず)を介してコンソール50に供給される。なお、データ収集回路27には前置増幅器やIV変換器等の他の回路素子が実装されていても良い。データ収集回路27は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の半導体集積回路を有し、当該半導体集積回路に上記の積分回路やA/D変換器等の回路素子が実装される。   A data acquisition circuit 27 is connected to the X-ray detector 15. The data collection circuit 27 collects data (hereinafter referred to as raw data) corresponding to the intensity of the X-ray detected by the X-ray detector 15 from the X-ray detector 15 for each view. Specifically, the data collection circuit 27 includes, for example, an integration circuit (not shown) and an A / D converter (not shown) for each detector pixel. The integration circuit integrates the electric signal from the detector pixel for each view. The A / D converter converts the integrated electrical signal from an analog signal to a digital signal (raw data). Thereby, raw data for each view is collected. The raw data is a set of digital values indicating the intensity of the x-ray identified by the source detector pixel channel number, column number and view number indicating the collected view. The raw data is supplied to the console 50 through, for example, a non-contact data transmission device (not shown) accommodated in the gantry device 10. The data collection circuit 27 may be mounted with other circuit elements such as a preamplifier and an IV converter. The data collection circuit 27 includes a semiconductor integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and circuit elements such as the integration circuit and the A / D converter are mounted on the semiconductor integrated circuit.

架台制御回路25は、コンソール50のシステム制御回路61からの制御に従い高電圧発生器17、回転駆動装置23及びデータ収集回路27を同期的に制御し、被検体SについてX線CT撮影を行う。ハードウェア資源として、架台制御回路25は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の処理装置(プロセッサ)とROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の記憶装置(メモリ)とを有する。架台制御回路25は、架台装置10に設けられても良いし、コンソール50に設けられても良いし、架台装置10及びコンソール50とは別体の装置に設けられても良い。また、架台制御回路25は、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(Field Programmable Logic Device:FPGA)、他の複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)により実現されても良い。処理装置は、記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。なお、記憶装置にプログラムを保存する代わりに、処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、処理装置は、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。   The gantry control circuit 25 synchronously controls the high voltage generator 17, the rotation drive device 23, and the data acquisition circuit 27 in accordance with control from the system control circuit 61 of the console 50, and performs X-ray CT imaging of the subject S. As hardware resources, the gantry control circuit 25 includes a processing device (processor) such as a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit) and a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). Memory). The gantry control circuit 25 may be provided in the gantry device 10, may be provided in the console 50, or may be provided in a device separate from the gantry device 10 and the console 50. The gantry control circuit 25 includes an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate device (FPGA), and other complex programmable logic devices (Complex Programmable Logic Devices). CPLD) and a simple programmable logic device (SPLD). The processing device implements the above functions by reading and executing a program stored in the storage device. Instead of storing the program in the storage device, the program may be directly incorporated in the circuit of the processing device. In this case, the processing device realizes the above function by reading and executing the program incorporated in the circuit.

図1に示すように、コンソール50は、バス(bus)を介して接続された画像再構成回路51、画像処理回路53、表示回路55、入力回路57、主記憶回路59及びシステム制御回路61を有する。画像再構成回路51、画像処理回路53、表示回路55、入力回路57、主記憶回路59及びシステム制御回路61間のデータ通信は、バスを介して行われる。   As shown in FIG. 1, the console 50 includes an image reconstruction circuit 51, an image processing circuit 53, a display circuit 55, an input circuit 57, a main storage circuit 59, and a system control circuit 61 connected via a bus. Have. Data communication among the image reconstruction circuit 51, the image processing circuit 53, the display circuit 55, the input circuit 57, the main memory circuit 59, and the system control circuit 61 is performed via a bus.

画像再構成回路51は、架台装置10からの生データに基づいて被検体Sに関する画像を再構成する。具体的には、画像再構成回路51は、データ記憶回路511、前処理部513及び再構成処理部515を有する。データ記憶回路511は、架台装置10から伝送された生データを記憶するHDD(hard disk drive)やSSD(solid state drive)、集積回路記憶装置等の記憶装置である。前処理部513は、生データに対数変換やメタルアーチファクト低減処理等の前処理を行う。再構成処理部515は、前処理後の生データに基づいてX線減弱係数に依存するCT値の空間分布を表現すCT画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、FBP(filtered back projection)法やCBP(convolution back projection)法等の解析学的画像再構成法や、ML−EM(maximum likelihood expectation maximization)法やOS−EM(ordered subset expectation maximization)法等の統計学的画像再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。   The image reconstruction circuit 51 reconstructs an image related to the subject S based on the raw data from the gantry device 10. Specifically, the image reconstruction circuit 51 includes a data storage circuit 511, a preprocessing unit 513, and a reconstruction processing unit 515. The data storage circuit 511 is a storage device such as a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or an integrated circuit storage device that stores raw data transmitted from the gantry device 10. The preprocessing unit 513 performs preprocessing such as logarithmic conversion and metal artifact reduction processing on the raw data. The reconstruction processing unit 515 generates a CT image representing the spatial distribution of CT values depending on the X-ray attenuation coefficient based on the raw data after preprocessing. Image reconstruction algorithms include analytical image reconstruction methods such as FBP (filtered back projection) and CBP (convolution back projection), ML-EM (maximum likelihood expectation maximization), and OS-EM (ordered subset). An existing image reconstruction algorithm such as a statistical image reconstruction method such as an expectation maximization method may be used.

画像再構成回路51は、ハードウェア資源として、CPUやMPU、GPU(Graphics Processing Unit)等の処理装置(プロセッサ)とROMやRAM等の記憶装置(メモリ)とを有する。また、画像再構成装置51は、ASICやFPGA、CPLD、SPLDにより実現されても良い。当該処理装置は、当該記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実行することで前処理部513の機能と再構成処理部515の機能とを実現する。なお、当該記憶装置にプログラムを保存する代わりに、当該処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該処理装置は、回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで再構成処理部515の機能を実現する。また、前処理部513の機能を実現する専用のハードウェア回路と再構成処理部515の機能を実現する専用のハードウェア回路とが画像再構成回路51に実装されても良い。   The image reconstruction circuit 51 includes, as hardware resources, a processing device (processor) such as a CPU, MPU, or GPU (Graphics Processing Unit) and a storage device (memory) such as a ROM or RAM. The image reconstruction device 51 may be realized by an ASIC, FPGA, CPLD, or SPLD. The processing device implements the function of the preprocessing unit 513 and the function of the reconstruction processing unit 515 by reading and executing a program stored in the storage device. Instead of storing the program in the storage device, the program may be directly incorporated in the circuit of the processing device. In this case, the processing apparatus implements the function of the reconstruction processing unit 515 by reading and executing a program incorporated in the circuit. In addition, a dedicated hardware circuit that realizes the function of the preprocessing unit 513 and a dedicated hardware circuit that realizes the function of the reconstruction processing unit 515 may be mounted in the image reconstruction circuit 51.

画像処理装置53は、画像再構成回路51により再構成されたCT画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理回路53は、CT画像がボリュームデータの場合、当該CT画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、MPR(Multi-Planer Reconstruction)処理、CPR(Curved MPR)処理等の3次元画像処理を施して表示画像を発生する。画像処理回路53は、ハードウェア資源として、CPUやMPU、GPU等の処理装置(プロセッサ)とROMやRAM等の記憶装置(メモリ)とを有する。また、画像処理回路53は、ASICやFPGA、CPLD、SPLDにより実現されても良い。   The image processing device 53 performs various image processing on the CT image reconstructed by the image reconstruction circuit 51. For example, when the CT image is volume data, the image processing circuit 53 performs volume rendering, surface volume rendering, image value projection processing, MPR (Multi-Planer Reconstruction) processing, CPR (Curved MPR) processing, etc. on the CT image. A display image is generated by performing three-dimensional image processing. The image processing circuit 53 includes, as hardware resources, a processing device (processor) such as a CPU, MPU, or GPU and a storage device (memory) such as a ROM or RAM. The image processing circuit 53 may be realized by an ASIC, FPGA, CPLD, or SPLD.

表示回路55は、2次元のCT画像や表示画像等の種々のデータを表示する。具体的には、表示回路55は、表示インタフェース回路と表示機器とを有する。表示インタフェース回路は、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換する。表示信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表すビデオ信号を表示する。表示機器としては、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。   The display circuit 55 displays various data such as a two-dimensional CT image and a display image. Specifically, the display circuit 55 includes a display interface circuit and a display device. The display interface circuit converts data representing a display target into a video signal. The display signal is supplied to the display device. The display device displays a video signal representing a display target. As the display device, for example, a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED display, a plasma display, or any other display known in the art can be used as appropriate.

入力回路57は、ユーザからの各種指令を入力する。具体的には、入力回路57は、入力機器と入力インタフェース回路とを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース回路は、入力機器からの出力信号をバスを介してシステム制御回路61に供給する。なお、入力回路57は、コンソール50に設けられても良いし、架台装置10に設けられても良い。   The input circuit 57 inputs various commands from the user. Specifically, the input circuit 57 includes an input device and an input interface circuit. The input device accepts various commands from the user. As an input device, a keyboard, a mouse, various switches, and the like can be used. The input interface circuit supplies an output signal from the input device to the system control circuit 61 via the bus. The input circuit 57 may be provided on the console 50 or may be provided on the gantry device 10.

主記憶回路59は、種々の情報を記憶するHDDやSSD、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、主記憶回路59は、CD−ROMドライブやDVDドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、主記憶回路59は、本実施形態に係るX線CT撮影に関する制御プログラム等を記憶する。   The main storage circuit 59 is a storage device such as an HDD, an SSD, or an integrated circuit storage device that stores various information. Further, the main storage circuit 59 may be a drive unit that reads / writes various information from / to a portable storage medium such as a CD-ROM drive, a DVD drive, or a flash memory. For example, the main memory circuit 59 stores a control program related to the X-ray CT imaging according to the present embodiment.

システム制御回路61は、ハードウェア資源として、CPUやMPU等の処理装置(プロセッサ)とROMやRAM等の記憶装置(メモリ)とを有する。また、システム制御回路61は、ASICやFPGA、CPLD、SPLDにより実現されても良い。システム制御回路61は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御回路61は、主記憶回路59に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってX線コンピュータ断層撮影装置の各部を制御する。   The system control circuit 61 includes, as hardware resources, a processing device (processor) such as a CPU or MPU and a storage device (memory) such as a ROM or RAM. The system control circuit 61 may be realized by an ASIC, FPGA, CPLD, or SPLD. The system control circuit 61 functions as the center of the X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment. Specifically, the system control circuit 61 reads out a control program stored in the main storage circuit 59 and develops it on the memory, and controls each part of the X-ray computed tomography apparatus according to the developed control program.

画像再構成回路51、画像処理回路53及びシステム制御回路61は、コンソール50内の単一の回路に集約されても良いし、複数の回路に分散されても良い。また、画像再構成回路51、画像処理回路53及びシステム制御回路61は、コンソール50内の単一の基板に集約されても良いし、複数の基板に分散されても良い。   The image reconstruction circuit 51, the image processing circuit 53, and the system control circuit 61 may be integrated into a single circuit within the console 50, or may be distributed over a plurality of circuits. Further, the image reconstruction circuit 51, the image processing circuit 53, and the system control circuit 61 may be integrated on a single board in the console 50, or may be distributed on a plurality of boards.

以下、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の詳細について実施例1と実施例2とに分けて詳細に説明する。   Hereinafter, details of the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment will be described in detail in Example 1 and Example 2.

(実施例1)
図2は、実施例1に係るX線管球13と高電圧発生器17との構成を示す図である。図2に示すように、X線管球13は、陰極131、陽極133、回転子135及び調節器137を収容している。陰極131は、細線形状又は板形状を有する金属により形成される。細線形状を有する場合、陰極131は、板形状を有する場合に比して熱応答性に優れ、また、経験的に特性がよく知られている。板形状を有する場合、陰極131は、細線形状を有する場合に比して寿命が長い。以下、陰極131は、細線形状を有するタングステンやニッケル等の金属により実現されるフィラメントであるものとする。フィラメント131は、ケーブル等を介して高電圧発生器17に接続されている。フィラメント131は、高電圧発生器17からのフィラメント加熱電流の供給を受けて発熱し熱電子を放出する。
Example 1
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the X-ray tube 13 and the high voltage generator 17 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the X-ray tube 13 contains a cathode 131, an anode 133, a rotor 135, and a regulator 137. The cathode 131 is made of a metal having a thin line shape or a plate shape. In the case of a fine wire shape, the cathode 131 is excellent in thermal response compared to the case of having a plate shape, and the characteristics are well known empirically. When it has a plate shape, the cathode 131 has a longer life than when it has a fine line shape. Hereinafter, the cathode 131 is assumed to be a filament realized by a metal such as tungsten or nickel having a thin line shape. The filament 131 is connected to the high voltage generator 17 via a cable or the like. The filament 131 receives the supply of the filament heating current from the high voltage generator 17 and generates heat to emit thermoelectrons.

陽極133は、タングステンやモリブデン等の重金属により形成された円盤形状を有する電極である。回転子135は、陽極133に取り付けられている。回転子135の軸回りの回転に伴い陽極133が回転する。陽極133と回転子135とは回転陽極を構成する。フィラメント131と陽極133との間には高電圧発生器17により高電圧が印加される。フィラメント131から発生された熱電子は、フィラメント131と陽極133との間に印加された高電圧により、ビーム状に集束しながら加速され、回転中の陽極133に衝突する。陽極133は、フィラメント131からの熱電子を受けて制動X線を放射する。   The anode 133 is an electrode having a disk shape made of heavy metal such as tungsten or molybdenum. The rotor 135 is attached to the anode 133. As the rotor 135 rotates about the axis, the anode 133 rotates. The anode 133 and the rotor 135 constitute a rotating anode. A high voltage is applied between the filament 131 and the anode 133 by the high voltage generator 17. The thermoelectrons generated from the filament 131 are accelerated while being focused in a beam shape by a high voltage applied between the filament 131 and the anode 133, and collide with the rotating anode 133. The anode 133 receives the thermal electrons from the filament 131 and emits braking X-rays.

調節器137は、フィラメント131と陽極133との間に配置されている。調節器137は、陽極133の表面における焦点のサイズを電気的又は磁気的に調節する。調節器137としては、電気的又は磁気的に熱電子の軌道を偏向する如何なるハードウェアであっても良い。例えば、調節器137としては、電極や磁石、コイル等により実現される。以下、調節器137は、電極であるとする。調節器137は、高電圧発生器17からの電圧の印加を受けて、フィラメント131から陽極133へ飛翔する熱電子の軌道を偏向し、焦点のサイズを調節する。   The regulator 137 is disposed between the filament 131 and the anode 133. The adjuster 137 electrically or magnetically adjusts the focal spot size on the surface of the anode 133. The adjuster 137 may be any hardware that deflects the orbit of thermoelectrons electrically or magnetically. For example, the adjuster 137 is realized by an electrode, a magnet, a coil, or the like. Hereinafter, the regulator 137 is assumed to be an electrode. The adjuster 137 receives the application of the voltage from the high voltage generator 17, deflects the trajectory of the thermal electrons flying from the filament 131 to the anode 133, and adjusts the focal spot size.

高電圧発生器17は、架台制御回路25による制御に従いX線管球13に高電圧を印加しフィラメント加熱電流を供給する。実施例1に係る高電圧発生器17は、焦点サイズ可変機能(FSC:focus size control)により、X線管球13に含まれる陰極131からの熱電子の陽極133での焦点のサイズをスキャンとウォームアップとで選択的に切り替える。具体的には、高電圧発生器17は、電源回路31、高電圧発生回路33、フィラメント加熱回路35、管電圧検出器37、管電流検出器39、管電圧制御回路41、管電流制御回路43及び調節器制御回路45を有する。   The high voltage generator 17 applies a high voltage to the X-ray tube 13 according to control by the gantry control circuit 25 and supplies a filament heating current. The high voltage generator 17 according to the first embodiment scans the size of the focus at the anode 133 of thermoelectrons from the cathode 131 included in the X-ray tube 13 by using a focus size variable function (FSC: focus size control). Switch selectively with warm-up. Specifically, the high voltage generator 17 includes a power supply circuit 31, a high voltage generation circuit 33, a filament heating circuit 35, a tube voltage detector 37, a tube current detector 39, a tube voltage control circuit 41, and a tube current control circuit 43. And a regulator control circuit 45.

電源回路31は、架台装置10が設置されている検査室等に設けられた電源設備からの交流に基づいて直流を発生する。具体的には、電源回路31は、整流回路と平滑コンデンサとを有している。整流回路は、電源設備からの交流を直流に整流する。平滑コンデンサは、整流回路により整流された交流を平滑する。この整流及び平滑により交流が直流に変換される。なお、電源回路31に電力を供給する電源は、電源設備のみに限定されず、コンデンサや蓄電池でも良い。   The power supply circuit 31 generates direct current based on alternating current from power supply equipment provided in an examination room or the like in which the gantry device 10 is installed. Specifically, the power supply circuit 31 includes a rectifier circuit and a smoothing capacitor. The rectifier circuit rectifies alternating current from the power supply facility into direct current. The smoothing capacitor smoothes the alternating current rectified by the rectifier circuit. This rectification and smoothing converts alternating current into direct current. In addition, the power supply which supplies electric power to the power supply circuit 31 is not limited only to power supply equipment, A capacitor | condenser and a storage battery may be sufficient.

高電圧発生回路33は、管電圧制御回路41による制御に従い、X線管球13に印加される高電圧を発生する。高電圧発生回路33と陽極133とは陽極側高電圧ケーブルにより接続され、高電圧発生回路33とフィラメント131とは陰極側高電圧ケーブルにより接続されている。高電圧発生回路33としては、変圧式X線高電圧装置、定電圧形X線高電圧装置、コンデンサ式X線高電圧装置、インバータ式X線高電圧装置等の如何なる形式にも適用可能ある。例えば、インバータ式の場合、高電圧発生回路33は、インバータと高電圧変換器とを有する。インバータは、電源回路31からの直流を、管電圧制御回路による制御に従うタイミングでスイッチングをし、交流の出力パルスに変換する。高電圧変換器は、インバータからの交流の出力パルスを直流の高電圧に変換する。   The high voltage generation circuit 33 generates a high voltage applied to the X-ray tube 13 in accordance with control by the tube voltage control circuit 41. The high voltage generation circuit 33 and the anode 133 are connected by an anode side high voltage cable, and the high voltage generation circuit 33 and the filament 131 are connected by a cathode side high voltage cable. The high voltage generation circuit 33 can be applied to any type such as a transformer type X-ray high voltage device, a constant voltage type X-ray high voltage device, a capacitor type X-ray high voltage device, and an inverter type X-ray high voltage device. For example, in the case of an inverter type, the high voltage generation circuit 33 includes an inverter and a high voltage converter. The inverter switches the direct current from the power supply circuit 31 at a timing according to the control by the tube voltage control circuit, and converts it into an alternating output pulse. The high voltage converter converts an AC output pulse from the inverter into a DC high voltage.

フィラメント加熱回路35は、管電流制御回路43による制御に従い、フィラメント131を加熱するための電力を発生する。フィラメント加熱回路35としては、可変抵抗方式と高周波加熱方式との何れもが適用可能である。例えば、高周波加熱方式の場合、フィラメント加熱回路35は、インバータとフィラメント加熱変圧器とを有する。インバータは、電源回路31からの直流を、管電圧制御回路による制御に従うタイミングでスイッチングをし、交流の出力パルスに変換する。フィラメント加熱変圧器は、インバータからの交流の出力パルスを直流のフィラメント加熱電流に変換する。   The filament heating circuit 35 generates electric power for heating the filament 131 according to the control by the tube current control circuit 43. As the filament heating circuit 35, either a variable resistance method or a high-frequency heating method can be applied. For example, in the case of the high frequency heating method, the filament heating circuit 35 includes an inverter and a filament heating transformer. The inverter switches the direct current from the power supply circuit 31 at a timing according to the control by the tube voltage control circuit, and converts it into an alternating output pulse. The filament heating transformer converts an AC output pulse from the inverter into a DC filament heating current.

陽極側高電圧ケーブルと陰極側高電圧ケーブルとの間には管電圧検出器37が接続されている。管電圧検出器37は、陰極131と陽極133との間に印加された高電圧を管電圧として検出する。検出された管電圧値(以下、管電圧検出値と呼ぶ)のデータは、管電圧制御回路41に供給される。   A tube voltage detector 37 is connected between the anode side high voltage cable and the cathode side high voltage cable. The tube voltage detector 37 detects a high voltage applied between the cathode 131 and the anode 133 as a tube voltage. Data of the detected tube voltage value (hereinafter referred to as tube voltage detection value) is supplied to the tube voltage control circuit 41.

陽極側ケーブルには管電流検出器39が接続されている。管電流検出器39は、陰極131から陽極133に熱電子が流れることに起因して陽極側ケーブルに流れた電流を管電流として検出する。検出された管電流値(以下、管電流検出値と呼ぶ)のデータは、管電流制御回路43に供給される。   A tube current detector 39 is connected to the anode side cable. The tube current detector 39 detects the current that flows through the anode-side cable due to the flow of thermoelectrons from the cathode 131 to the anode 133 as a tube current. Data of the detected tube current value (hereinafter referred to as a tube current detection value) is supplied to the tube current control circuit 43.

管電圧制御回路41は、管電圧検出値と設定管電圧値との比較に基づいて高電圧発生回路33を制御する。より詳細には、管電圧制御回路41は、管電圧検出値を設定管電圧値に対して比較し、管電圧検出値が設定管電圧に収束するように高電圧発生回路33をフィードバック制御する。設定管電圧値のデータは、架台制御回路25から供給される。   The tube voltage control circuit 41 controls the high voltage generation circuit 33 based on the comparison between the tube voltage detection value and the set tube voltage value. More specifically, the tube voltage control circuit 41 compares the tube voltage detection value with the set tube voltage value, and feedback-controls the high voltage generation circuit 33 so that the tube voltage detection value converges to the set tube voltage. Data of the set tube voltage value is supplied from the gantry control circuit 25.

管電流制御回路43は、管電流検出値と設定管電流との比較に基づいてフィラメント加熱回路35を制御する。より詳細には、管電流制御回路43は、管電流検出値を設定管電流値に対して比較し、管電流検出値が設定管電流値に収束するようにフィラメント加熱回路35をフィードバック制御する。設定管電圧値のデータは、架台制御回路25から供給される。   The tube current control circuit 43 controls the filament heating circuit 35 based on the comparison between the tube current detection value and the set tube current. More specifically, the tube current control circuit 43 compares the tube current detection value with the set tube current value, and feedback-controls the filament heating circuit 35 so that the tube current detection value converges to the set tube current value. Data of the set tube voltage value is supplied from the gantry control circuit 25.

調節器制御回路45は、フィラメント131からの熱電子の陽極133での焦点のサイズと位置との少なくとも一方を、スキャンとウォームアップとで切り替えるために調節器137を制御する。具体的には、調節器制御回路45は、架台制御回路25からスキャン中である旨の信号(以下、スキャン信号と呼ぶ)が供給された場合、フィラメント131からの熱電子がスキャン用のサイズの焦点に集束するように調節器137を制御する。また、架台制御回路25からスキャン信号が供給された場合、調節器制御回路45は、サイズの集束とは個別に又は並行して、フィラメント131からの熱電子がスキャン用の焦点位置に衝突するように調節器137を制御しても良い。架台制御回路25からウォームアップ中である旨の信号(以下、ウォームアップ信号と呼ぶ)が供給された場合、調節器制御回路45は、熱電子がウォームアップ用のサイズの焦点に集束するように調節器137を制御する。また、架台制御回路25からウォームアップ信号が供給された場合、調節器制御回路45は、サイズの集束とは個別に又は並行して、フィラメント131からの熱電子がウォームアップ用の焦点位置に衝突するように調節器137を制御しても良い。なお、焦点位置は、厳密には、陽極133における焦点の中心点の位置を指すものとする。   The regulator control circuit 45 controls the regulator 137 to switch at least one of the size and position of the focal point of the thermoelectron from the filament 131 at the anode 133 between scanning and warm-up. Specifically, when the controller control circuit 45 is supplied with a signal indicating that scanning is in progress (hereinafter referred to as a scan signal) from the gantry control circuit 25, the thermoelectrons from the filament 131 have a size for scanning. The adjuster 137 is controlled to focus on the focal point. When the scan signal is supplied from the gantry control circuit 25, the controller control circuit 45 causes the thermoelectrons from the filament 131 to collide with the focal position for scanning separately or in parallel with the focusing of the size. The controller 137 may be controlled. When a signal indicating that the warm-up is in progress (hereinafter referred to as a warm-up signal) is supplied from the gantry control circuit 25, the controller control circuit 45 causes the thermoelectrons to focus on the focal point of the warm-up size. The controller 137 is controlled. When the warm-up signal is supplied from the gantry control circuit 25, the controller control circuit 45 causes the thermoelectrons from the filament 131 to collide with the warm-up focal position separately or in parallel with the focusing of the size. The controller 137 may be controlled so as to. Strictly speaking, the focal position indicates the position of the focal point of the anode 133.

調節器制御回路45は、予め決定されたスキャン用の焦点F1のサイズに対応する集束電圧値とウォームアップ用の焦点F2のサイズに対応する集束電圧値とをメモリ等に記憶している。スキャンにおいて架台制御回路25からスキャン信号が供給された場合、調節器制御回路45は、スキャン用の焦点F1のサイズに対応する集束電圧値をメモリ等から読み出し、読み出された集束電圧値に対応する電圧を調節器137に印加する。これによりスキャン用の焦点F1に切替えられる。ウォームアップにおいて架台制御回路25からのウォームアップ信号が供給された場合、調節器制御回路45は、ウォームアップ用の焦点F2のサイズに対応する集束電圧値をメモリ等から読み出し、読み出された集束電圧値に対応する電圧を調節器137に印加する。これによりウォームアップ用の焦点F2に切替えられる。すなわち、調節器制御回路45は、ウォームアップ時とスキャン時とで、焦点を陽極133の回転半径方向に関して異なる位置に移動させることができる。   The controller control circuit 45 stores in a memory or the like a pre-determined focus voltage value corresponding to the size of the scan focus F1 and a focus voltage value corresponding to the size of the warm-up focus F2. When a scan signal is supplied from the gantry control circuit 25 in the scan, the controller control circuit 45 reads a focused voltage value corresponding to the size of the focus F1 for scanning from a memory or the like, and corresponds to the read focused voltage value. The voltage to be applied is applied to the regulator 137. As a result, the focus F1 for scanning is switched. When the warm-up signal is supplied from the gantry control circuit 25 during the warm-up, the controller control circuit 45 reads the focus voltage value corresponding to the size of the focus F2 for warm-up from the memory or the like, and reads the read focus A voltage corresponding to the voltage value is applied to the regulator 137. As a result, the focus is switched to the warm-up focus F2. That is, the controller control circuit 45 can move the focal point to a different position in the rotational radius direction of the anode 133 during warm-up and during scanning.

同様に、調節器制御回路45は、予め決定されたスキャン用の焦点F1の位置に対応する偏向電圧値とウォームアップ用の焦点F2の位置に対応する偏向電圧値とをメモリ等に記憶している。スキャンにおいて架台制御回路25からスキャン信号が供給された場合、調節器制御回路45は、スキャン用の焦点F1の位置に対応する偏向電圧値をメモリ等から読み出し、読み出された偏向電圧値に対応する電圧を調節器137に印加する。これによりスキャン用の焦点F1に切替えられる。ウォームアップにおいて架台制御回路25からのウォームアップ信号が供給された場合、調節器制御回路45は、ウォームアップ用の焦点F2の位置に対応する偏向束電圧値をメモリ等から読み出し、読み出された偏向電圧値に対応する電圧を調節器137に印加する。これによりウォームアップ用の焦点F2に切替えられる。すなわち、調節器制御回路45は、ウォームアップ時とスキャン時とで、焦点を陽極133の回転半径方向に関して異なる位置に移動させることができる。   Similarly, the controller control circuit 45 stores a deflection voltage value corresponding to a predetermined position of the scanning focus F1 and a deflection voltage value corresponding to the position of the warm-up focus F2 in a memory or the like. Yes. When a scan signal is supplied from the gantry control circuit 25 in the scan, the controller control circuit 45 reads a deflection voltage value corresponding to the position of the focus F1 for scanning from a memory or the like, and corresponds to the read deflection voltage value. The voltage to be applied is applied to the regulator 137. As a result, the focus F1 for scanning is switched. When the warm-up signal is supplied from the gantry control circuit 25 during the warm-up, the controller control circuit 45 reads the deflection bundle voltage value corresponding to the position of the warm-up focal point F2 from the memory or the like and reads it out. A voltage corresponding to the deflection voltage value is applied to the regulator 137. As a result, the focus is switched to the warm-up focus F2. That is, the controller control circuit 45 can move the focal point to a different position in the rotational radius direction of the anode 133 during warm-up and during scanning.

管電圧制御回路41、管電流制御回路43及び調節器制御回路45は、単一の基板に実装されても良いし、複数の基板に実装されても良い。また、管電圧制御回路41、管電流制御回路43及び調節器制御回路45は、アナログ回路により実現されても良いし、デジタル回路により実現されても良い。デジタル回路として実装される場合、管電圧制御回路41、管電流制御回路43及び調節器制御回路45は、ハードウェア資源として、CPUやMPU等の処理装置(プロセッサ)とROMやRAM等の記憶装置(メモリ)とを有する。また、管電圧制御回路41、管電流制御回路43及び調節器制御回路45は、ASICやFPGA、CPLD、SPLDにより実現されても良い。   The tube voltage control circuit 41, the tube current control circuit 43, and the regulator control circuit 45 may be mounted on a single substrate or may be mounted on a plurality of substrates. The tube voltage control circuit 41, the tube current control circuit 43, and the regulator control circuit 45 may be realized by an analog circuit or a digital circuit. When implemented as a digital circuit, the tube voltage control circuit 41, the tube current control circuit 43, and the regulator control circuit 45 include, as hardware resources, a processing device (processor) such as a CPU or MPU and a storage device such as a ROM or RAM. (Memory). Further, the tube voltage control circuit 41, the tube current control circuit 43, and the regulator control circuit 45 may be realized by an ASIC, FPGA, CPLD, or SPLD.

図3は、スキャン用の焦点サイズとウォームアップ用の焦点サイズとが示された陽極133の正面図である。図4は、スキャン用の焦点サイズとウォームアップ用の焦点サイズとが示された陽極133の側面図である。図3及び図4に示すように、スキャン中においてフィラメント131からの熱電子は、スキャン用のサイズの焦点F1に集束される。ウォームアップ中においてフィラメント131からの熱電子は、ウォームアップ用のサイズの焦点F2に集束される。ウォームアップ用の焦点サイズがスキャン用の焦点サイズに比して小さい場合、ウォームアップにより陽極133の焦点が荒れる虞がある。また、焦点サイズが大きいほど陽極133の広い範囲に熱電子が衝突するため、単位面積当たりの熱量が同一の場合、焦点サイズが大きいほど陽極133を早く温めることができる。よって、ウォームアップによる焦点荒れを防止しつつ、陽極133を早く温めるため、ウォームアップ用の焦点F2のサイズは、スキャン用の焦点F1のサイズに比して大きいサイズに設定される。また、ウォームアップ用の焦点F2のサイズは、陽極133の焦点荒れを起こすことなく陽極133の温度を上昇させることができるサイズに設定される。   FIG. 3 is a front view of the anode 133 showing the focus size for scanning and the focus size for warm-up. FIG. 4 is a side view of the anode 133 showing the focus size for scanning and the focus size for warm-up. As shown in FIGS. 3 and 4, during scanning, the thermoelectrons from the filament 131 are focused on a focal point F1 having a scanning size. During the warm-up, the thermoelectrons from the filament 131 are focused on the focal point F2 having a size for warm-up. When the warm-up focus size is smaller than the scan focus size, the focus of the anode 133 may be roughened by the warm-up. Further, since the hot electrons collide with a wider range of the anode 133 as the focal spot size is larger, the anode 133 can be warmed faster as the focal spot size is larger when the heat amount per unit area is the same. Therefore, the warm-up focus F2 is set to a size larger than the scan focus F1 in order to warm the anode 133 quickly while preventing the focus from being rough due to warm-up. The size of the focus F2 for warm-up is set to a size that can increase the temperature of the anode 133 without causing the focus of the anode 133 to be rough.

図5は、スキャン用の焦点位置とウォームアップ用の焦点位置とが示された陽極133の正面図である。図6は、スキャン用の焦点位置とウォームアップ用の焦点位置とが示された陽極133の側面図である。図5及び図6に示すように、スキャン中においてフィラメント131からの熱電子は、スキャン用の焦点F1の位置に集束される。ウォームアップ中においてフィラメント131からの熱電子は、ウォームアップ用の焦点F2の位置に集束される。ウォームアップ用の焦点F2の位置がスキャン用の焦点F1の位置が重畳する場合、陽極133の重畳部分が荒れる虞がある。よって、スキャン用の焦点F1の位置とウォームアップ用の焦点F2の位置とが重畳しないように、焦点F1の位置と焦点F2の位置とが設定されると良い。焦点F1の位置と焦点F2の位置とは陽極133の同一回転半径上に設定される。焦点F2の位置は、焦点F2上の陽極133部分の消耗を抑制するため、焦点F1の位置よりも回転半径の外側に設定されると良い。   FIG. 5 is a front view of the anode 133 showing the focus position for scanning and the focus position for warm-up. FIG. 6 is a side view of the anode 133 showing the focus position for scanning and the focus position for warm-up. As shown in FIGS. 5 and 6, during scanning, the thermoelectrons from the filament 131 are focused at the position of the focal point F1 for scanning. During the warm-up, the thermoelectrons from the filament 131 are focused on the position of the warm-up focal point F2. When the position of the focus F2 for warm-up overlaps the position of the focus F1 for scanning, there is a possibility that the overlapping portion of the anode 133 is rough. Therefore, the position of the focus F1 and the position of the focus F2 are preferably set so that the position of the focus F1 for scanning and the position of the focus F2 for warm-up do not overlap. The position of the focal point F1 and the position of the focal point F2 are set on the same rotation radius of the anode 133. The position of the focal point F2 is preferably set outside the rotational radius from the position of the focal point F1 in order to suppress wear of the anode 133 portion on the focal point F2.

以下、図7を参照しながら実施例1に係るX線コンピュータ断層撮影装置の動作例について説明する。   Hereinafter, an operation example of the X-ray computed tomography apparatus according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG.

図7は、実施例1に係る焦点サイズ又は焦点位置の切替えに関する加熱電流と管電圧とのタイミングチャートを示す図である。図7の上段のグラフはフィラメント加熱電流の時系列を示し、図7の下段のグラフは管電圧の時系列を示す。図7の上段のグラフの縦軸はフィラメント加熱電流[mA]に規定され、横軸は時間に規定される。図7の下段のグラフの縦軸は管電圧[kV]に規定され、横軸は時間に規定される。なお、焦点サイズを切替えるか焦点位置を切替えるかは、入力回路57等を介して任意に選択可能である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a timing chart of the heating current and the tube voltage regarding the switching of the focus size or the focus position according to the first embodiment. The upper graph in FIG. 7 shows the time series of the filament heating current, and the lower graph in FIG. 7 shows the time series of the tube voltage. The vertical axis of the upper graph in FIG. 7 is defined by the filament heating current [mA], and the horizontal axis is defined by time. The vertical axis of the lower graph in FIG. 7 is defined by tube voltage [kV], and the horizontal axis is defined by time. Note that it is possible to arbitrarily select whether to switch the focus size or the focus position via the input circuit 57 or the like.

図7に示すように、ユーザにより入力回路57を介してウォームアップの開始指示がなされた場合(t0)、架台制御回路25は、X線管球13をウォーアップするために管電圧制御回路41、管電流制御回路43及び調節器制御回路45を制御する。具体的には、架台制御回路25は、ウォームアップ信号を調節器制御回路45に供給する。ウォームアップ信号の供給を受けた調節器制御回路45は、焦点サイズの変更の場合、ウォームアップ用の焦点F2のサイズに対応する集束電圧値をメモリ等から読み出し、読み出された集束電圧値に対応する電場を調節器137に印加する。焦点位置の変更の場合、調節器制御回路45は、ウォームアップ用の焦点F2の位置に対応する偏向電圧値をメモリ等から読み出し、読み出された偏向電圧値に対応する電場を調節器137に印加する。また、架台制御回路25は、X線管球13の陽極133の温度が緩やかに上昇するように管電圧制御回路41と管電流制御回路43とを同期的に制御する。架台制御回路25は、X線管球13の陽極133の温度を緩やかに上昇させるために、フィラメント加熱電流値を0から設定管電流値A1までに緩やかに上昇させるように管電流制御回路43を制御し、且つ管電圧値を0から設定管電圧値V1まで緩やかに上昇させるように管電圧制御回路41を制御する。これにより、ウォームアップ用の焦点F2によりX線管球13をウォームアップすることが可能となる。ここで、緩やかにとは、管電流制御回路43によるフィードバック制御の設定値を初期的に設定管電流値A1に設定した場合に管電流検出値が設定管電流値A1に到達する時刻よりも長い時間をかけて、あるいは、管電圧制御回路41によるフィードバック制御の設定値を初期的に設定管電圧値V1に設定した場合に管電圧検出値が設定管電圧値V1に到達する時刻よりも長い時間をかけて、という意味である。   As shown in FIG. 7, when a warm-up start instruction is given by the user via the input circuit 57 (t 0), the gantry control circuit 25 uses the tube voltage control circuit 41 to warm up the X-ray tube 13. The tube current control circuit 43 and the regulator control circuit 45 are controlled. Specifically, the gantry control circuit 25 supplies a warm-up signal to the regulator control circuit 45. The controller control circuit 45 that has received the warm-up signal reads the focus voltage value corresponding to the size of the focus F2 for warm-up from the memory or the like in the case of changing the focus size, and converts the focus voltage value to the read focus voltage value. A corresponding electric field is applied to the regulator 137. In the case of changing the focal position, the controller control circuit 45 reads a deflection voltage value corresponding to the position of the warm-up focus F2 from a memory or the like, and supplies an electric field corresponding to the read deflection voltage value to the regulator 137. Apply. Further, the gantry control circuit 25 controls the tube voltage control circuit 41 and the tube current control circuit 43 synchronously so that the temperature of the anode 133 of the X-ray tube 13 rises gently. The gantry control circuit 25 controls the tube current control circuit 43 so as to gradually increase the filament heating current value from 0 to the set tube current value A1 in order to gradually increase the temperature of the anode 133 of the X-ray tube 13. The tube voltage control circuit 41 is controlled so that the tube voltage value is gradually increased from 0 to the set tube voltage value V1. As a result, the X-ray tube 13 can be warmed up by the warm-up focus F2. Here, gradual is longer than the time when the tube current detection value reaches the set tube current value A1 when the set value of the feedback control by the tube current control circuit 43 is initially set to the set tube current value A1. A time longer than the time when the tube voltage detection value reaches the set tube voltage value V1 when time is taken or when the set value of the feedback control by the tube voltage control circuit 41 is initially set to the set tube voltage value V1. It means that.

例えば、ウォームアップの開始時刻t0から終了時刻t1にかけて、管電流制御回路43は、フィードバック制御設定値を初期値から設定管電流値A1まで線形的に上昇させ、同様に、管電圧制御回路41は、フィードバック制御設定値を初期値から設定管電圧値V1まで線形的に上昇させても良い。ウォームアップの期間は、入力回路57等を介して予め設定されていると良い。あるいは、X線管球13に印加された熱量が所定の閾値に到達したことを契機として管電流制御回路43と管電圧制御回路41とは、ウォームアップを終了しても良い。X線管球13に印加される熱量は、例えば、管電圧検出器37からの管電圧検出値と管電流検出器39からの管電流検出値とに基づいて算出されても良いし、X線管球13に設けられた熱量計により計測されても良い。   For example, from the warm-up start time t0 to the end time t1, the tube current control circuit 43 linearly increases the feedback control set value from the initial value to the set tube current value A1, and similarly, the tube voltage control circuit 41 The feedback control set value may be increased linearly from the initial value to the set tube voltage value V1. The warm-up period is preferably set in advance via the input circuit 57 or the like. Alternatively, the tube current control circuit 43 and the tube voltage control circuit 41 may end the warm-up when the amount of heat applied to the X-ray tube 13 reaches a predetermined threshold. The amount of heat applied to the X-ray tube 13 may be calculated based on, for example, a tube voltage detection value from the tube voltage detector 37 and a tube current detection value from the tube current detector 39, or an X-ray You may measure with the calorimeter provided in the tube 13.

フィードバック制御設定値の上昇の仕方は、線形上昇のみに限定されない。例えば、管電圧制御回路41は、フィードバック制御設定値を初期値から設定管電圧値V1まで、管電流制御回路43は、フィードバック制御設定値を初期値から設定管電流値A1まで段階的に引き上げることにより、X線管球13の陽極133の温度を緩やかに上昇させても良い。具体的には、管電圧制御回路41は、初期設定値から設定管電圧値V1までの各フィードバック設定値において設定時刻の経過を待機する。設定時刻が経過する度に管電圧制御回路41は、フィードバック制御設定値を一段階引き上げる。そして、設定管電圧値V1がフィードバック制御設定値に設定された場合において設定時刻が経過したことを契機として管電圧制御回路41は、高電圧発生回路33を停止する。同様に、管電流制御回路43は、初期設定値から設定管電流値A1までの各フィードバック制御設定値において設定時刻の経過を待機する。設定時刻が経過する度に管電流制御回路43は、フィードバック制御設定値を一段階引き上げる。そして、設定管電流値A1がフィードバック制御設定値に設定された場合において設定時刻が経過したことを契機として管電流制御回路43は、フィラメント加熱回路35を停止する。   The way of increasing the feedback control set value is not limited to linear increase. For example, the tube voltage control circuit 41 increases the feedback control set value from the initial value to the set tube voltage value V1, and the tube current control circuit 43 increases the feedback control set value from the initial value to the set tube current value A1 step by step. Thus, the temperature of the anode 133 of the X-ray tube 13 may be gradually increased. Specifically, the tube voltage control circuit 41 waits for the set time to elapse at each feedback set value from the initial set value to the set tube voltage value V1. Every time the set time elapses, the tube voltage control circuit 41 increases the feedback control set value by one step. When the set tube voltage value V1 is set to the feedback control set value, the tube voltage control circuit 41 stops the high voltage generation circuit 33 when the set time has elapsed. Similarly, the tube current control circuit 43 waits for the set time to elapse at each feedback control set value from the initial set value to the set tube current value A1. Every time the set time elapses, the tube current control circuit 43 raises the feedback control set value by one step. Then, when the set tube current value A1 is set to the feedback control set value, the tube current control circuit 43 stops the filament heating circuit 35 when the set time has elapsed.

上記において設定時刻が経過する度にフィードバック制御設定値を引き上げるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、管電圧制御回路41と管電流制御回路43とは、各フィードバック制御設定値においてX線管球13に印加された熱量をモニタリングし、熱量が閾値を超えたことを契機としてフィードバック制御設定値を引き上げても良い。   In the above description, the feedback control set value is increased every time the set time elapses. However, this embodiment is not limited to this. For example, the tube voltage control circuit 41 and the tube current control circuit 43 monitor the amount of heat applied to the X-ray tube 13 at each feedback control set value, and when the amount of heat exceeds a threshold value, the feedback control set value May be raised.

加熱電流と管電圧とのフィードバック制御設定値の引き上げのタイミングは特に限定されない。すなわち、本実施形態においては加熱電流と管電圧とのフィードバック制御設定値の引き上げは、同一タイミングで行われても良いし、互い違いに行われても良い。互い違いにフィードバック制御設定値を引き上げることにより、X線管球13の温度をより緩やかに上昇させることができ、急激な温度上昇を防止することができる。   The timing of raising the feedback control set value between the heating current and the tube voltage is not particularly limited. That is, in the present embodiment, the feedback control set value of the heating current and the tube voltage may be increased at the same timing or may be alternately performed. By alternately raising the feedback control set value, the temperature of the X-ray tube 13 can be raised more gently, and a rapid temperature rise can be prevented.

調節器制御回路45は、調節器137を制御し、ウォームアップ用の焦点の位置を陽極133の半径方向に関して振動させても良い。ウォームアップ用の焦点の位置を陽極133の半径方向に関して振動することにより、陽極133の広範囲に熱電子が衝突するので、より早く陽極133を温めることが可能となる。   The adjuster control circuit 45 may control the adjuster 137 to oscillate the position of the warm-up focus with respect to the radial direction of the anode 133. By oscillating the position of the warm-up focus with respect to the radial direction of the anode 133, the hot electrons collide with a wide area of the anode 133, so that the anode 133 can be warmed more quickly.

ウォームアップ時においても陽極133への熱電子の衝突によりX線が発生される。このため、ウォームアップ時において前置コリメータ19の絞り羽根が閉じられると良い。絞り羽根を閉じることにより、陽極133から発生されたX線が外部に漏れるのを防止しし、X線検出器15の劣化を防止し、ユーザ等の医療従事者や患者等の被検体等の不要な被曝を防止することができる。   Even during warm-up, X-rays are generated by the impact of thermoelectrons on the anode 133. For this reason, it is preferable that the aperture blades of the front collimator 19 are closed during warm-up. By closing the diaphragm blade, the X-ray generated from the anode 133 is prevented from leaking to the outside, the X-ray detector 15 is prevented from being deteriorated, and a medical worker such as a user or a subject such as a patient Unnecessary exposure can be prevented.

高電圧発生回路33による高電圧の発生とフィラメント加熱回路35による加熱電力の発生とが終了することによりウォームアップが終了する(t1)。ウォームアップは、典型的には、5分程度の時間をかけて行われる。緊急時においては1−2分程度の時間で行われる。ウォームアップが終了すると、被検体の位置決めが行われる。ウォームアップ終了(時刻t1)からスキャン開始(時刻t2)の間は、高電圧の印加と加熱電流の供給とは停止している。   When the generation of the high voltage by the high voltage generation circuit 33 and the generation of the heating power by the filament heating circuit 35 are completed, the warm-up is completed (t1). The warm-up is typically performed over a period of about 5 minutes. In an emergency, it takes about 1-2 minutes. When the warm-up is completed, the subject is positioned. From the end of warm-up (time t1) to the start of scanning (time t2), application of high voltage and supply of heating current are stopped.

そして、ユーザにより入力回路57を介してスキャンの開始指示が入力されることを契機として(t2)、架台制御回路25は、高電圧発生器17、回転駆動装置23及びデータ収集回路27を制御してスキャンを開始する。この際、架台制御回路25は、スキャン信号を調節器制御回路45に供給する。スキャン信号の供給を受けた調節器制御回路45は、焦点サイズの変更の場合、スキャン用の焦点F1のサイズに対応する集束電圧値をメモリ等から読み出し、読み出された集束電圧値に対応する電場が印加されるように調節器137を制御する。これにより、熱電子の焦点のサイズがスキャン用の焦点F1のサイズに切替えられる。焦点位置の変更の場合、調節器制御回路45は、スキャン用の焦点F1の位置に対応する偏向電圧値をメモリ等から読み出し、読み出された偏向電圧値に対応する電場を調節器137に印加する。これにより、熱電子の焦点の位置がスキャン用の焦点F1の位置に切替えられる。   Then, triggered by the input of a scan start instruction by the user via the input circuit 57 (t2), the gantry control circuit 25 controls the high voltage generator 17, the rotation drive device 23, and the data collection circuit 27. Start scanning. At this time, the gantry control circuit 25 supplies the scan signal to the regulator control circuit 45. When the focus size is changed, the controller control circuit 45 that has received the scan signal reads the focus voltage value corresponding to the size of the focus F1 for scanning from the memory or the like, and corresponds to the read focus voltage value. The regulator 137 is controlled so that an electric field is applied. Thereby, the size of the focus of the thermoelectrons is switched to the size of the focus F1 for scanning. In the case of changing the focal position, the controller control circuit 45 reads a deflection voltage value corresponding to the position of the scanning focus F1 from a memory or the like, and applies an electric field corresponding to the read deflection voltage value to the regulator 137. To do. Thereby, the position of the focus of the thermoelectrons is switched to the position of the focus F1 for scanning.

そして架台制御回路25は、回転フレームを回転するために回転駆動装置23を制御し、回転フレームの角速度が設定値に達したら、高電圧発生器17とデータ収集回路27とを制御してX線の曝射とデータ収集とを繰り返す。この際、架台制御回路25は、設定管電圧値V1に対応する高電圧が高電圧発生回路33によりX線管球13に印加されるように管電圧制御回路41を制御し、設定管電流値A1に対応する加熱電流がフィラメント加熱回路35によりフィラメント131に供給されるように管電流制御回路43を制御する。高電圧の印加と加熱電流の供給とによりX線が曝射される。本実施形態においてはスキャンの前にウォームアップが行われているので、スキャンの開始直後からX線管球13に設定管電圧値V1に対応する高電圧を印加し設定管電流値A1の加熱電流を供給しても、X線管球13は、放電の発生なくX線を曝射し続けることができる。   The gantry control circuit 25 controls the rotation driving device 23 to rotate the rotating frame. When the angular velocity of the rotating frame reaches a set value, the gantry control circuit 25 controls the high voltage generator 17 and the data collecting circuit 27 to control the X-ray. Repeated exposure and data collection. At this time, the gantry control circuit 25 controls the tube voltage control circuit 41 so that a high voltage corresponding to the set tube voltage value V1 is applied to the X-ray tube 13 by the high voltage generation circuit 33, and the set tube current value. The tube current control circuit 43 is controlled so that the heating current corresponding to A1 is supplied to the filament 131 by the filament heating circuit. X-rays are exposed by applying a high voltage and supplying a heating current. In this embodiment, since warm-up is performed before the scan, a high voltage corresponding to the set tube voltage value V1 is applied to the X-ray tube 13 immediately after the start of the scan, and the heating current of the set tube current value A1. Even if the X-ray tube 13 is supplied, the X-ray tube 13 can continue to emit X-rays without generating discharge.

X線管球13から曝射されたX線は、被検体を透過してX線検出器15により検出される。データ収集回路27は、X線検出器15により検出されたX線の強度に応じた生データをビュー毎に収集する。収集された生データは、コンソール50に伝送される。画像再構成装置51は、架台装置10からの生データに基づいて被検体に関するCT画像を再構成する。再構成されたCT画像は、表示回路55により表示される。   X-rays exposed from the X-ray tube 13 pass through the subject and are detected by the X-ray detector 15. The data collection circuit 27 collects raw data corresponding to the X-ray intensity detected by the X-ray detector 15 for each view. The collected raw data is transmitted to the console 50. The image reconstruction device 51 reconstructs a CT image related to the subject based on the raw data from the gantry device 10. The reconstructed CT image is displayed by the display circuit 55.

所定の時刻が経過したことを契機として(t3)、架台制御回路25は、高電圧発生器17、回転駆動装置23及びデータ収集回路27を制御してスキャンを終了する。   When the predetermined time has elapsed (t3), the gantry control circuit 25 controls the high voltage generator 17, the rotation drive device 23, and the data collection circuit 27 to end the scan.

以上により、実施例1に係るX線コンピュータ断層撮影装置の動作例についての説明を終了する。   This completes the description of the operation example of the X-ray computed tomography apparatus according to Embodiment 1.

なお、上記の説明においてウォームアップにおいて加熱電流値を設定値A1まで上昇し、管電圧値を設定値V1まで上昇させるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ウォームアップにおいては、加熱電流値を設定値A1まで上昇させなくても良いし、設定値A1よりも大きい値まで上昇させても良い。同様に、ウォームアップにおいては、管電圧値を設定値V1まで上昇させなくても良いし、設定値V1よりも大きい値まで上昇させても良い。   In the above description, it is assumed that the heating current value is increased to the set value A1 and the tube voltage value is increased to the set value V1 in the warm-up. However, this embodiment is not limited to this. For example, in the warm-up, the heating current value may not be raised to the set value A1, or may be raised to a value larger than the set value A1. Similarly, in warm-up, the tube voltage value may not be raised to the set value V1, or may be raised to a value larger than the set value V1.

上記においてはスキャン用の焦点のサイズは一つであることを前提とした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、複数のスキャン用の焦点のサイズが設定されても良い。例えば、スキャン用の焦点として、比較的大きいサイズを有する大焦点と比較的小さいサイズを有する小焦点とが設定されても良い。この場合であっても、ウォームアップ用の焦点のサイズは、スキャン用の大焦点のサイズに比して大きいサイズに設定される。   In the above, it is assumed that the size of the focus for scanning is one. However, this embodiment is not limited to this. For example, a plurality of scan focus sizes may be set. For example, a large focus having a relatively large size and a small focus having a relatively small size may be set as the focus for scanning. Even in this case, the size of the focus for warm-up is set larger than the size of the large focus for scanning.

また、上記においては、焦点サイズと焦点位置との何れか一方が切替えられるとしたが、焦点サイズと焦点位置との両方が切替えられても良い。   In the above description, either the focus size or the focus position is switched. However, both the focus size and the focus position may be switched.

上記の通り、実施例1に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、焦点サイズ及び焦点位置可変機能により、スキャンとウォームアップとにおいて焦点サイズ及び焦点位置の少なくとも一方を選択的に切替える。ウォームアップにおける焦点サイズ及び焦点位置とスキャンにおける焦点サイズ及び焦点位置とを異ならせることにより、スキャンとウォームアップとで焦点サイズ及び焦点位置が同一の場合に比して陽極133の表面の荒れを軽減することができる。また、ウォームアップに特化した焦点サイズ及び焦点位置を設定することにより、より効率的にウォームアップを行うことができる。また、後述の実施例2に比して、フィラメント131の個数を低減することができるので、フィラメント131の増加に伴う回路規模やコスト等を低減することができる。   As described above, the X-ray computed tomography apparatus according to the first embodiment selectively switches at least one of the focus size and the focus position between scanning and warm-up by using the focus size and focus position variable function. By making the focal spot size and focal position in the warm-up different from the focal spot size and focal position in the scan, the roughness of the surface of the anode 133 is reduced compared to the case where the focal spot size and focal position are the same in the scanning and the warm-up. can do. Further, by setting a focus size and a focus position specialized for warm-up, warm-up can be performed more efficiently. Further, since the number of filaments 131 can be reduced as compared with Example 2 described later, the circuit scale, cost, etc. associated with the increase in filaments 131 can be reduced.

かくして、本実施形態によれば、ウォームアップに起因するX線管球の劣化を抑制することが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to suppress deterioration of the X-ray tube due to warm-up.

(実施例2)
実施例1においては調節器137によりスキャン用の焦点サイズ及び焦点位置とウォームアップ用の焦点サイズ及び焦点位置とを切替えることとした。実施例2においてはX線管球13にスキャン用のフィラメントとウォームアップ用のフィラメントとが収容されているものとする。以下、実施例2に係るX線コンピュータ断層撮影装置について説明する。なお以下の説明において、実施例1と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
(Example 2)
In the first embodiment, the adjuster 137 switches between the scan focus size and focus position and the warm-up focus size and focus position. In the second embodiment, it is assumed that the X-ray tube 13 accommodates a scanning filament and a warm-up filament. Hereinafter, an X-ray computed tomography apparatus according to Embodiment 2 will be described. In the following description, components having substantially the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is provided only when necessary.

図8は、実施例2に係るX線管球13と高電圧発生器17との構成を示す図である。図8に示すように、実施例2に係るX線管球13は、スキャン用のフィラメント131−1とウォームアップ用のフィラメント131−2とを有する。スキャン用のフィラメント131−1は、スキャン用の焦点サイズを形成可能な形態を有し、ウォームアップ用のフィラメント131−2は、ウォームアップ用の焦点サイズを形成可能な形態を有している。実施例1と同様、ウォームアップ用の焦点サイズは、スキャン用の焦点サイズに比して大きくなるように設定されている。   FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the X-ray tube 13 and the high voltage generator 17 according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the X-ray tube 13 according to the second embodiment includes a scanning filament 131-1 and a warm-up filament 131-2. The scanning filament 131-1 has a form capable of forming a scanning focus size, and the warm-up filament 131-2 has a form capable of forming a warm-up focus size. Similar to the first embodiment, the warm-up focus size is set to be larger than the scan focus size.

実施例2に係る高電圧発生器17は、電源回路31、高電圧発生回路33、フィラメント加熱回路35、管電圧検出器37、管電流検出器38、管電圧制御回路41、管電流制御回路43及び切替器47を有する。切替器47は、フィラメント加熱回路35をスキャン用のフィラメント131−1とウォームアップ用のフィラメント131−2との間で切替え可能に接続する。切替器47は、架台制御回路25による制御に従い、フィラメント加熱回路35をスキャン用のフィラメント131−1又はウォームアップ用のフィラメント131−2に選択的に接続する。具体的には、切替器47は、架台制御回路25からスキャン信号が供給された場合、フィラメント加熱回路35をスキャン用のフィラメント131−1に接続し、架台制御回路25からウォームアップ信号が供給された場合、ウォームアップ用のフィラメント131−2に接続する。   The high voltage generator 17 according to the second embodiment includes a power supply circuit 31, a high voltage generation circuit 33, a filament heating circuit 35, a tube voltage detector 37, a tube current detector 38, a tube voltage control circuit 41, and a tube current control circuit 43. And a switch 47. The switch 47 connects the filament heating circuit 35 so as to be switchable between the scanning filament 131-1 and the warm-up filament 131-2. The switch 47 selectively connects the filament heating circuit 35 to the scanning filament 131-1 or the warm-up filament 131-2 in accordance with the control by the gantry control circuit 25. Specifically, when the scan signal is supplied from the gantry control circuit 25, the switch 47 connects the filament heating circuit 35 to the scanning filament 131-1, and the warm-up signal is supplied from the gantry control circuit 25. In this case, it is connected to the filament 131-2 for warm-up.

図9は、実施例2に係るスキャン用の焦点サイズとウォームアップ用の焦点サイズとが示された陽極133の正面図である。図10は、実施例2に係るスキャン用の焦点サイズとウォームアップ用の焦点サイズとが示された陽極133の側面図である。図9及び図10に示すように、スキャン用のフィラメント131−1からの熱電子は、スキャン用のサイズの焦点F1に集束される。ウォームアップ用のフィラメント131−2からの熱電子は、ウォームアップ用のサイズの焦点F2に集束される。ウォームアップ用の焦点F2のサイズは、陽極133を広範囲で温めるため、スキャン用の焦点F1のサイズに比して大きいサイズに設定される。また、ウォームアップ用の焦点F2のサイズは、陽極133の温度を上昇させることができるサイズに設定される。このため、ウォームアップ用のフィラメント131−2は、スキャン用のフィラメント131−1に比して大きいサイズに設計されると良い。   FIG. 9 is a front view of the anode 133 showing the focus size for scanning and the focus size for warm-up according to the second embodiment. FIG. 10 is a side view of the anode 133 showing the focus size for scanning and the focus size for warm-up according to the second embodiment. As shown in FIGS. 9 and 10, the thermoelectrons from the scanning filament 131-1 are focused on a focal point F 1 having a scanning size. Thermoelectrons from the warm-up filament 131-2 are focused on a focal point F2 having a warm-up size. The size of the warm-up focus F2 is set to be larger than the size of the scan focus F1 in order to warm the anode 133 in a wide range. The size of the warm-up focus F2 is set to a size that can increase the temperature of the anode 133. For this reason, the warm-up filament 131-2 is preferably designed to be larger than the scanning filament 131-1.

陽極133におけるスキャン用の焦点F1がウォームアップ用の焦点F2の軌道T2に包含されるように、スキャン用のフィラメント131−1とウォームアップ用のフィラメント131−2とが配置される。スキャン用の焦点F1がウォームアップ用の焦点F2の軌道T2に包含されることにより、スキャンにおいて使用される陽極133の部分をウォームアップにおいて確実に温めることができる。   The scanning filament 131-1 and the warm-up filament 131-2 are arranged so that the scanning focus F1 of the anode 133 is included in the trajectory T2 of the warm-up focus F2. By including the scan focus F1 in the trajectory T2 of the warm-up focus F2, the portion of the anode 133 used in the scan can be reliably warmed in the warm-up.

熱電子の衝突又は陽極133からのX線の放射に起因して陽極133から反跳電子が飛翔する。フィラメント131−1又はフィラメント131−2が陽極133に近い位置に配置される場合、反跳電子がフィラメント131−1又はフィラメント131−2に衝突することにより、フィラメント131−1又はフィラメント131−2が劣化する虞がある。よってフィラメント131−1とフィラメント131−2とは、陽極133から飛翔した反跳電子による影響を受けない位置に配置されると良い。例えば、フィラメント131−1とフィラメント131−2とは、陽極133から飛翔した反跳電子が衝突しない程度の陽極133から離れた位置に配置されると良い。   Recoil electrons fly from the anode 133 due to the collision of thermoelectrons or the emission of X-rays from the anode 133. When the filament 131-1 or the filament 131-2 is disposed at a position close to the anode 133, the recoil electrons collide with the filament 131-1 or the filament 131-2, so that the filament 131-1 or the filament 131-2 is There is a risk of deterioration. Therefore, the filament 131-1 and the filament 131-2 are preferably arranged at positions that are not affected by recoil electrons flying from the anode 133. For example, the filament 131-1 and the filament 131-2 are preferably arranged at positions separated from the anode 133 such that recoil electrons flying from the anode 133 do not collide.

フィラメント131−1と陽極133との距離と、フィラメント131−2と陽極133との距離とは、スキャン用の焦点F1のサイズとウォームアップ用の焦点F2のサイズとに応じて任意に設計可能である。この際、フィラメント131−1と陽極133との距離と、フィラメント131−2と陽極133との距離とは、同一であっても良いし、異なっていても良い。   The distance between the filament 131-1 and the anode 133 and the distance between the filament 131-2 and the anode 133 can be arbitrarily designed according to the size of the focus F1 for scanning and the size of the focus F2 for warm-up. is there. At this time, the distance between the filament 131-1 and the anode 133 and the distance between the filament 131-2 and the anode 133 may be the same or different.

以下、図11を参照しながら実施例2に係るX線コンピュータ断層撮影装置の動作例について説明する。   Hereinafter, an operation example of the X-ray computed tomography apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

図11は、実施例2に係るスキャン用のフィラメント131−1とウォームアップ用のフィラメント131−2との切替えに関する加熱電流と管電圧とのタイミングチャートを示す図である。図11の上段のグラフはウォームアップ用のフィラメント131−2への加熱電流の時系列を示し、図11の中段のグラフはスキャン用のフィラメント131−1への加熱電流の時系列を示し、図11の下段のグラフは管電圧の時系列を示す。図11の上段及び中段のグラフの縦軸はフィラメント加熱電流[mA]に規定され、横軸は時間に規定される。図11の下段のグラフの縦軸は管電圧[kV]に規定され、横軸は時間に規定される。   FIG. 11 is a timing chart of the heating current and tube voltage related to switching between the scanning filament 131-1 and the warm-up filament 131-2 according to the second embodiment. The upper graph in FIG. 11 shows the time series of the heating current to the filament 131-2 for warm-up, and the middle graph in FIG. 11 shows the time series of the heating current to the filament 131-1 for scanning. The lower graph of 11 shows the time series of the tube voltage. The vertical axis of the upper and middle graphs in FIG. 11 is defined by the filament heating current [mA], and the horizontal axis is defined by time. The vertical axis of the lower graph in FIG. 11 is defined by tube voltage [kV], and the horizontal axis is defined by time.

図11に示すように、ユーザにより入力回路57を介してウォームアップの開始指示がなされた場合(t0)、架台制御回路25は、X線管球13をウォーアップするために管電圧制御回路41、管電流制御回路43及び切替器47を制御する。具体的には、架台制御回路25は、ウォームアップ信号を切替器47に供給する。ウォームアップ信号の供給を受けた切替器47は、フィラメント加熱回路35をウォームアップ用のフィラメント131−2に接続する。また、架台制御回路25は、X線管球13の陽極133の温度が緩やかに上昇するように管電圧制御回路41と管電流制御回路43とを同期的に制御する。これにより、ウォームアップ用のフィラメント131−2を用いてX線管球13のウォームアップを行うことができ、ウォームアップとスキャンとの併用に起因するスキャン用のフィラメント131−1の消耗を抑制することができる。なお、ウォーアップにおける加熱電流と管電圧との制御態様は、実施例1と同一なので説明を省略する。   As shown in FIG. 11, when a warm-up start instruction is given by the user via the input circuit 57 (t0), the gantry control circuit 25 uses the tube voltage control circuit 41 to warm up the X-ray tube 13. The tube current control circuit 43 and the switch 47 are controlled. Specifically, the gantry control circuit 25 supplies a warm-up signal to the switch 47. Upon receiving the warm-up signal, the switch 47 connects the filament heating circuit 35 to the warm-up filament 131-2. Further, the gantry control circuit 25 controls the tube voltage control circuit 41 and the tube current control circuit 43 synchronously so that the temperature of the anode 133 of the X-ray tube 13 rises gently. Accordingly, the X-ray tube 13 can be warmed up using the warm-up filament 131-2, and the consumption of the scan filament 131-1 due to the combined use of warm-up and scanning is suppressed. be able to. In addition, since the control aspect of the heating current and tube voltage in a warm-up is the same as Example 1, description is abbreviate | omitted.

高電圧発生回路33による高電圧の発生とフィラメント加熱回路35による加熱電力の発生とが終了することによりウォームアップが終了する(t1)。ウォームアップが終了すると、被検体の位置決めが行われる。   When the generation of the high voltage by the high voltage generation circuit 33 and the generation of the heating power by the filament heating circuit 35 are completed, the warm-up is completed (t1). When the warm-up is completed, the subject is positioned.

そして、ユーザにより入力回路57を介してスキャンの開始指示が入力されることを契機として(t2)、架台制御回路25は、高電圧発生器17、回転駆動装置23及びデータ収集回路27を制御してスキャンを開始する。この際、架台制御回路25は、スキャン信号を切替器47に供給する。スキャン信号の供給を受けた切替器47は、フィラメント加熱回路35をスキャン用のフィラメント121−1に接続する。この際、架台制御回路25は、回転フレームを回転するために回転駆動装置23を制御し、回転フレームの角速度が設定値に達したら、高電圧発生器17とデータ収集回路27とを制御してX線の曝射とデータ収集とを繰り返す。この際、架台制御回路25は、設定管電圧値V1に対応する高電圧が高電圧発生回路33によりX線管球13に印加されるように管電圧制御回路41を制御し、設定管電流値A1に対応する加熱電流がフィラメント加熱回路35によりフィラメント131に供給されるように管電流制御回路43を制御する。本実施形態においてはスキャンの前にウォームアップが行われているので、スキャンの開始直後からX線管球13に設定管電圧値V1の高電圧を印加し設定管電流値A1の加熱電流を供給しても、X線管球13は、放電の発生なくX線を曝射し続けることができる。   Then, triggered by the input of a scan start instruction by the user via the input circuit 57 (t2), the gantry control circuit 25 controls the high voltage generator 17, the rotation drive device 23, and the data collection circuit 27. Start scanning. At this time, the gantry control circuit 25 supplies a scan signal to the switch 47. The switch 47 that receives the supply of the scan signal connects the filament heating circuit 35 to the scanning filament 121-1. At this time, the gantry control circuit 25 controls the rotation driving device 23 to rotate the rotating frame, and controls the high voltage generator 17 and the data collecting circuit 27 when the angular velocity of the rotating frame reaches a set value. Repeat X-ray exposure and data collection. At this time, the gantry control circuit 25 controls the tube voltage control circuit 41 so that a high voltage corresponding to the set tube voltage value V1 is applied to the X-ray tube 13 by the high voltage generation circuit 33, and the set tube current value. The tube current control circuit 43 is controlled so that the heating current corresponding to A1 is supplied to the filament 131 by the filament heating circuit. In this embodiment, since warm-up is performed before the scan, a high voltage of the set tube voltage value V1 is applied to the X-ray tube 13 immediately after the start of the scan to supply a heating current of the set tube current value A1. Even so, the X-ray tube 13 can continue to irradiate X-rays without the occurrence of discharge.

X線管球13から曝射されたX線は、被検体を透過してX線検出器15により検出される。データ収集回路27は、X線検出器15により検出されたX線の強度に応じた生データをビュー毎に収集する。収集された生データは、コンソール50に伝送される。画像再構成装置51は、架台装置10からの生データに基づいて被検体に関するCT画像を再構成する。再構成されたCT画像は、表示回路55により表示される。   X-rays exposed from the X-ray tube 13 pass through the subject and are detected by the X-ray detector 15. The data collection circuit 27 collects raw data corresponding to the X-ray intensity detected by the X-ray detector 15 for each view. The collected raw data is transmitted to the console 50. The image reconstruction device 51 reconstructs a CT image related to the subject based on the raw data from the gantry device 10. The reconstructed CT image is displayed by the display circuit 55.

所定の時刻が経過したことを契機として(t3)、架台制御回路25は、高電圧発生器17、回転駆動装置23及びデータ収集回路27を制御してスキャンを終了する。   When the predetermined time has elapsed (t3), the gantry control circuit 25 controls the high voltage generator 17, the rotation drive device 23, and the data collection circuit 27 to end the scan.

以上により、実施例2に係るX線コンピュータ断層撮影装置の動作例についての説明を終了する。   This is the end of the description of the operation example of the X-ray computed tomography apparatus according to Embodiment 2.

なお、上記の説明においては、実施例2に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、調節器137と調節器制御回路45とを有さないものとした。しかしながら、実施例2はこれに限定されない。すなわち、実施例2に係るX線管球13は調節器137を有し、高電圧発生器17は調節器制御回路45を有しても良い。この場合、調節器制御回路45は、ウォームアップにおいて調節器137を制御し、ウォームアップ用のフィラメント131−2からの熱電子による陽極133での焦点の位置を、陽極133の半径方向に関して振動させても良い。焦点を陽極133の半径方向に関して振動することにより、陽極133の広範囲に熱電子が衝突するので、より早く陽極133を温めることが可能となる。   In the above description, the X-ray computed tomography apparatus according to the second embodiment does not include the adjuster 137 and the adjuster control circuit 45. However, Example 2 is not limited to this. That is, the X-ray tube 13 according to the second embodiment may include the adjuster 137, and the high voltage generator 17 may include the adjuster control circuit 45. In this case, the regulator control circuit 45 controls the regulator 137 during the warm-up, and vibrates the position of the focal point at the anode 133 due to the thermal electrons from the warm-up filament 131-2 in the radial direction of the anode 133. May be. By vibrating the focal point with respect to the radial direction of the anode 133, the hot electrons collide with a wide range of the anode 133, so that the anode 133 can be warmed more quickly.

上記においてはスキャン用のフィラメント131−1は一つであることを前提とした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、複数のスキャン用のフィラメント131−1が設けられても良い。例えば、スキャン用のフィラメント131−1として、比較的大きい焦点サイズを有する大焦点フィラメントと比較的小さい焦点サイズを有する小焦点フィラメントとが設けられても良い。この場合であっても、ウォームアップ用のフィラメント131−2の焦点サイズは、スキャン用の大焦点フィラメントの焦点サイズに比して大きいサイズに設定される。   In the above description, it is assumed that the number of scanning filaments 131-1 is one. However, this embodiment is not limited to this. For example, a plurality of scanning filaments 131-1 may be provided. For example, as the scanning filament 131-1, a large focal filament having a relatively large focal size and a small focal filament having a relatively small focal size may be provided. Even in this case, the focal size of the warm-up filament 131-2 is set larger than the focal size of the scanning large focal filament.

上記の通り、実施例2に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、スキャン用のフィラメント131−1とウォームアップ用のフィラメント131−2とを有するX線管球13を装備している。スキャンとウォームアップとで異なるフィラメントが使用されることにより、スキャン等のフィラメント131−1の寿命に影響を与えることなく、ウォームアップを行うことができる。よってスキャン用のフィラメント131−1の消耗を低減することができる。ウォームアップ用のフィラメント131−2の大きさを最適化することにより、陽極133の不要な劣化を防ぐこともできる。ウォームアップに特化したサイズのフィラメントを設けることにより、より効率的にウォームアップを行うことができる。また、前述の実施例1に比して、焦点サイズを変更する制御を省略することができる。   As described above, the X-ray computed tomography apparatus according to the second embodiment includes the X-ray tube 13 having the scanning filament 131-1 and the warm-up filament 131-2. By using different filaments for scanning and warm-up, warm-up can be performed without affecting the life of the filament 131-1 such as scanning. Therefore, the consumption of the scanning filament 131-1 can be reduced. By optimizing the size of the filament 131-2 for warm-up, unnecessary deterioration of the anode 133 can be prevented. By providing a filament of a size specialized for warm-up, warm-up can be performed more efficiently. Further, as compared with the first embodiment, the control for changing the focal spot size can be omitted.

かくして、本実施形態によれば、ウォームアップに起因するX線管球の劣化を抑制することが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to suppress deterioration of the X-ray tube due to warm-up.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…架台装置、11…回転フレーム、13…X線管球、15…X線検出器、17…高電圧発生器、19…前置コリメータ、21…天板、23…回転駆動装置、25…架台制御回路、27…データ収集回路、50…コンソール、51…画像再構成回路、53…画像処理回路、55…表示回路、57…入力回路、59…主記憶回路、61…システム制御回路、31…電源回路、33…高電圧発生回路、35…フィラメント加熱回路、37…管電圧検出器、39…管電流検出器、41…管電圧制御回路、43…管電流制御回路、45…集束器制御回路、131…フィラメント、133…陽極、135…回転子、137…調節器、511…データ記憶回路、513…前処理部、515…再構成処理部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mount apparatus, 11 ... Rotating frame, 13 ... X-ray tube, 15 ... X-ray detector, 17 ... High voltage generator, 19 ... Pre-collimator, 21 ... Top plate, 23 ... Rotary drive device, 25 ... Mounting control circuit, 27... Data collection circuit, 50... Console, 51... Image reconstruction circuit, 53... Image processing circuit, 55. DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Power supply circuit, 33 ... High voltage generation circuit, 35 ... Filament heating circuit, 37 ... Tube voltage detector, 39 ... Tube current detector, 41 ... Tube voltage control circuit, 43 ... Tube current control circuit, 45 ... Concentrator control Circuit 131 131 Filament 133 Anode 135 Rotor 137 Regulator 511 Data storage circuit 513 Pre-processing unit 515 Reconfiguration processing unit

Claims (13)

熱電子を発生する陰極と、前記陰極からの熱電子を受けてX線を発生する陽極と、前記陰極からの熱電子を集束又は偏向するための電場又は磁場を印加する調節器とを有するX線管球と、
前記陽極から発生されたX線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器により検出されたX線に応じたデータを収集するデータ収集部と、
前記収集されたデータに基づいて画像を生成する画像生成部と、
前記陰極からの熱電子の前記陽極での焦点のサイズ及び位置の少なくとも一方を、スキャンとウォームアップとで切り替えるために前記調節器を制御する制御部と、
を具備するX線コンピュータ断層撮影装置。
X having a cathode for generating thermoelectrons, an anode for generating X-rays upon receiving thermoelectrons from the cathode, and a regulator for applying an electric or magnetic field for focusing or deflecting the thermoelectrons from the cathode A tube,
An X-ray detector for detecting X-rays generated from the anode;
A data collection unit for collecting data according to the X-rays detected by the X-ray detector;
An image generation unit for generating an image based on the collected data;
A controller for controlling the regulator to switch between scanning and warming up at least one of the size and position of the focus at the anode of the thermoelectrons from the cathode;
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
前記制御部は、前記スキャンにおいて前記陽極での前記焦点のサイズを第1のサイズにし、前記ウォームアップにおいて前記陽極での前記焦点のサイズを前記第1のサイズに比して大きい第2のサイズにするように前記調節器を制御する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The control unit sets the size of the focus at the anode in the scan to a first size, and sets the size of the focus at the anode in the warm-up to a second size larger than the first size. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the controller is controlled to 前記制御部は、前記ウォームアップの開始を契機として、前記焦点のサイズを前記第2のサイズにするために前記調節器を制御し、前記スキャンの開始を契機として、前記焦点のサイズを前記第1のサイズにするために前記調節器を制御する、請求項2記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The control unit controls the adjuster to set the focal spot size to the second size with the start of the warm-up, and takes the focal spot size with the start of the scan. The x-ray computed tomography apparatus of claim 2, wherein the controller is controlled to achieve a size of one. 前記制御部は、前記ウォームアップの際、前記陰極からの熱電子の前記陽極での前記焦点の位置を前記陽極の回転半径方向に関して振動させるように前記調節器を制御する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   2. The controller according to claim 1, wherein the controller controls the adjuster to oscillate a position of the focal point of the thermoelectrons from the cathode at the anode in the rotation radius direction during the warm-up. X-ray computed tomography apparatus. 前記制御部は、前記ウォームアップの際、前記陰極からの熱電子の前記陽極での前記焦点の位置を前記陽極の回転半径方向に関して前記スキャン時とは異なる位置に移動させるように前記調節器を制御する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The controller controls the adjuster to move the position of the focal point of the thermoelectrons from the cathode at the anode during the warm-up to a position different from that at the time of scanning in the rotational radius direction of the anode. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, which is controlled. スキャンに用いられ熱電子を発生する第1の陰極と、ウォームアップに用いられ熱電子を発生する第2の陰極と、前記第1の陰極又は前記第2の陰極からの熱電子を受けてX線を発生する陽極と、を有するX線管球と、
前記陽極から発生されたX線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器により検出されたX線に応じたデータを収集するデータ収集部と、
前記収集されたデータに基づいて画像を生成する画像生成部と、
を具備するX線コンピュータ断層撮影装置。
A first cathode that is used for scanning and generates thermoelectrons, a second cathode that is used for warming up and generates thermoelectrons, and receives the thermoelectrons from the first cathode or the second cathode and receives X An X-ray tube having an anode for generating a line;
An X-ray detector for detecting X-rays generated from the anode;
A data collection unit for collecting data according to the X-rays detected by the X-ray detector;
An image generation unit for generating an image based on the collected data;
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
前記第1の陰極及び前記第2の陰極との間で電流の供給先を切替える切替器と、
前記スキャンにおいては前記第1の陰極に電流を供給し、前記ウォームアップにおいては前記第2の陰極に電流を供給するために前記切替器を制御する制御部と、を更に備える、
請求項6記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
A switch for switching a current supply destination between the first cathode and the second cathode;
A controller that controls the switch to supply current to the first cathode during the scan and to supply current to the second cathode during the warm-up;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 6.
前記制御部は、前記ウォームアップの開始を契機として、前記第2の陰極に電流を供給するために前記切替器を制御し、前記ウォームアップの終了を契機として、前記第2の陰極に電流を供給しないために前記切替器を制御し、前記スキャンの開始を契機として、前記第1の陰極に電流を供給するために前記切替器を制御する、請求項7記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The control unit controls the switch to supply current to the second cathode at the start of the warm-up, and supplies current to the second cathode at the end of the warm-up. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 7, wherein the switch is controlled so as not to be supplied, and the switch is controlled so as to supply a current to the first cathode when the scan is started. 前記陽極における前記第1の陰極からの熱電子の焦点が前記陽極における前記第2の陰極からの熱電子の焦点の第2の軌道に包含されるように前記第1の陰極と前記第2の陰極とが配置される、請求項6記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The first cathode and the second cathode so that the focus of the thermoelectrons from the first cathode at the anode is included in the second trajectory of the focus of the thermoelectrons from the second cathode at the anode. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 6, wherein a cathode is disposed. 前記第2の陰極は、前記陽極への熱電子の衝突に伴う反跳電子の影響を受けない位置に配置される、請求項6記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 6, wherein the second cathode is disposed at a position where the second cathode is not affected by recoil electrons caused by thermal electron collision with the anode. 前記第2の陰極は、細線形状又は板形状を有する金属を有する、請求項6記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 6, wherein the second cathode includes a metal having a thin line shape or a plate shape. 前記第1の陰極又は第2の陰極からの熱電子を集束するための電場又は磁場を印加する調節器を更に備え、
前記制御部は、前記ウォームアップにおける前記第2の陰極からの熱電子による前記陽極での焦点の位置を前記陽極の回転半径方向に関して振動させるように前記調節器を制御する、
請求項6記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
A regulator for applying an electric or magnetic field for focusing the thermionic electrons from the first or second cathode;
The control unit controls the adjuster so as to vibrate the position of the focal point at the anode by the thermal electrons from the second cathode in the warm-up with respect to the rotational radius direction of the anode.
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 6.
スキャンに用いられ熱電子を発生する第1の陰極と、
ウォームアップに用いられ熱電子を発生する第2の陰極と、
前記第1の陰極又は前記第2の陰極からの熱電子を受けてX線を発生する陽極と、
を具備するX線管装置。
A first cathode used for scanning and generating thermionic electrons;
A second cathode used for warm-up and generating thermionic electrons;
An anode for generating X-rays upon receiving thermoelectrons from the first cathode or the second cathode;
An X-ray tube device comprising:
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