JP4262042B2 - 熱発生装置、ｘ線撮像装置およびｘ線装置過熱防止方法 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線管およびＸ線管の高電圧発生装置等の発熱部分を有する熱発生装置、Ｘ線撮像装置およびＸ線装置過熱防止方法に関する。

近年、Ｘ線ＣＴ装置等のＸ線撮像装置では、高出力のＸ線管が用いられるようになっている。これにより、照射Ｘ線量を多くして、高品質の画像を取得したり、あるいは、連続照射により広い撮像範囲の画像情報を取得したりすることができる。

他方、Ｘ線管の高出力化に伴い、Ｘ線管の発熱量は、従来に増して増大しつつある。そして、この発熱に伴い、Ｘ線管が過熱され、劣化することも生じる。そこで、この劣化を防止するために、撮像を行う前に、撮像に伴うＸ線管の発熱量を推定し、発熱量が許容範囲を超える際には、撮像の停止あるいは撮像条件の再設定等が行われる。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２３１７７５号公報、（第２〜３頁、第６，７図）

しかしながら、上記背景技術によれば、Ｘ線管に電力を供給する高電圧発生装置の発熱量は、推定されず、従ってこの情報に基づいた撮像条件の再設定も行われない。すなわち、高電圧発生装置は、高出力の撮像を繰り返す際に、過熱により劣化あるいは信頼性の低下を生じることがある。

特に、近年のＸ線管出力の増大は著しく、Ｘ線管に供給する高電圧発生装置の出力負荷も同時に増大し、これらは、高電圧発生装置の過熱による劣化あるいは信頼性の低下を生じる要因となっている。

これらのことから、Ｘ線管およびＸ線管の高電圧発生装置をも含めて、発熱の最適化を行う熱発生装置、Ｘ線撮像装置およびＸ線過熱防止方法をいかに実現するかが重要となる。

この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、Ｘ線管およびＸ線管の高電圧発生装置をも含めて、発熱の最適化を行うことができる熱発生装置、Ｘ線撮像装置およびＸ線過熱防止方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この第１の観点の発明にかかる熱発生装置は、熱を発生する複数の発熱部と、前記発熱部に電力を供給する電圧発生装置と、前記発熱部および前記電圧発生装置の発熱量を推定する推定手段と、前記発熱量の推定情報に基づいて、前記発熱部および前記電圧発生装置の過熱を防止するように最適化する制御処理装置と、を備えることを特徴とする。

この第１の観点による発明によれば、複数の発熱部で熱を発生し、電圧発生装置により、熱部に電力を供給し、推定手段により、発熱部および電圧発生装置の発熱量を推定し、この発熱量の推定情報に基づいて、制御処理装置により、発熱部および電圧発生装置の過熱を防止するように最適化することとしているので、発熱部あるいは電圧発生装置のいずれが過熱する場合でも、発熱量を推定し、この情報から過熱を防止し、ひいては発熱部および電圧発生装置の劣化を防止し、信頼性の高い動作を行う。

また、第２の観点の発明にかかる熱発生装置は、前記制御処理装置が、前記推定情報が前記過熱の許容範囲を越える際に、前記電力を制御する制御パラメータを、前記推定情報が前記過熱の許容範囲を越える際に、すべての前記発熱部および前記電圧発生装置で前記許容範囲内に収まるように最適化することを特徴とする。

この第２の観点による発明によれば、発熱部あるいは電圧発生装置のいずれが過熱する場合でも、発熱量を推定し、事前に制御パラメータの最適化により過熱を防止する。

また、第３の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、Ｘ線ビームを発生するＸ線管と、前記Ｘ線管に、前記Ｘ線ビームを発生させる電力を供給する高電圧発生装置と、前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、被検体を挟んで対向配置される前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を制御して、前記被検体の投影データを収集するデータ収集部と、前記収集の際の、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の発熱量を推定する推定手段と、前記収集の際の、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の制御を行う制御パラメータを、前記発熱量の推定情報に基づいて、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の過熱を防止するように最適化する制御処理装置と、を備えることを特徴とする。

この第３の観点による発明によれば、Ｘ線管により、Ｘ線ビームを発生し、高電圧発生装置により、Ｘ線管に、Ｘ線ビームを発生させる電力を供給し、Ｘ線検出器により、Ｘ線ビームを検出し、データ収集部により、被検体を挟んで対向配置されるＸ線管およびＸ線検出器から被検体の投影データを収集し、推定手段により、収集の際の、Ｘ線管および高電圧発生装置の発熱量を推定し、制御処理装置により、収集の際の、Ｘ線管および高電圧発生装置の制御を行う制御パラメータを、発熱量の推定情報に基づいて、Ｘ線管および高電圧発生装置の過熱を防止するように最適化することとしているので、Ｘ線管あるいは高電圧発生装置のいずれが過熱する場合でも、発熱量を推定し、事前に制御パラメータの最適化により過熱を防止し、ひいてはＸ線管および高電圧発生装置の劣化を防止し、信頼性の高いＸ線撮像を行う。

また、第４の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、Ｘ線ＣＴ装置であることを特徴とする。

この第４の観点の発明によれば、投影データの画像再構成により断層画像を取得する。

また、第５の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記制御処理装置を用いて、前記が前記過熱の許容範囲を超える際に、前記収集を未然に防止することを特徴とする。

この第５の観点の発明によれば、許容範囲を越えて過熱する収集を行わず、Ｘ線管および高電圧発生装置の劣化あるいは破損を防止する。

また、第６の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記制御処理装置を用いて、前記発熱量が前記過熱の許容範囲を超える際に、前記収集を行う前の段階で、前記最適化を行うことを特徴とする。

この第６の観点の発明によれば、最適化された制御パラメータを、収集の前に取得する。

また、第７の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記最適化が、前記推定情報の前記制御パラメータによる関数で表される際に、前記関数の逆関数あるいは２分探索方法を用いて、前記推定情報が前記許容範囲の上限に合致する制御パラメータを求めることを特徴とする。

この第７の観点の発明によれば、高速かつ簡便に、制御パラメータの最適値を求める。

また、第８の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記制御パラメータが、前記高電圧発生装置から前記Ｘ線管に供給される管電流および管電圧の少なくとも１つであることを特徴とする。

この第８の観点の発明によれば、Ｘ線管の発熱量を、電流あるいは電圧の増減により制御する。

また、第９の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記制御パラメータが、間欠的に流される前記管電流の、前記管電流が流されない冷却時間であることを特徴とする。

この第９の観点の発明によれば、Ｘ線管および高電圧発生装置の発熱量を、冷却時間の長さで制御する。

また、第１０の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記制御パラメータが、前記収集の開始から終了までのスキャン時間であることを特徴とする。

この第１０の観点の発明によれば、Ｘ線管および高電圧発生装置の発熱量を、スキャン時間の長さで制御する。

また、第１１の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、さらに前記収集の情報を表示する表示手段を備えることを特徴とする。

この第１１の観点の発明によれば、表示手段より、オペレータが収集の情報を認知する。

また、第１２の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記表示手段が、前記防止の際に、収集不可情報を表示することを特徴とする。

この第１２の観点の発明によれば、オペレータが、Ｘ線撮像装置の収集不可状態を認知する。

また、第１３の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記表示手段が、前記最適化された制御パラメータの値を表示することを特徴とする。

この第１３の観点の発明によれば、オペレータが、最適化された制御パラメータの妥当性を確認する。

また、第１４の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、さらに前記収集の情報を入力する操作手段を備えることを特徴とする。

この第１４の観点の発明によれば、操作手段により、収集の情報を入力することとしているので、オペレータによる各種設定を行う。

また、第１５の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記操作手段が、前記最適化の際の制御パラメータを選択する選択手段を備えることを特徴とする。

この第１５の観点の発明によれば、操作手段は、選択手段により、最適化の際の制御パラメータを選択することとしているので、オペレータの最も好ましい制御パラメータを最適化に用いる。

また、第１６の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記推定手段が、さらに前記データ収集部の発熱量を推定することを特徴とする。

この第１６の観点の発明によれば、データ収集部の発熱量が、事前に認知される。

また、第１７の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記制御処理装置は、前記発熱量の推定情報に基づいて、前記データ収集部の過熱を防止するように最適化を行うことを特徴とする。

この第１７の観点の発明によれば、データ収集部の発熱量を、過熱させない様にする。

また、第１８の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記推定手段および前記制御処理装置が、前記発熱量を表す物理量として温度を用いることを特徴とする。

この第１８の観点の発明によれば、発熱による温度上昇を目安として、過熱の判定および最適化を行う。

また、第１９の観点の発明にかかるＸ線装置過熱防止方法は、被検体を挟んで対向配置されるＸ線管およびＸ線検出器を制御して、被検体の投影データを収集し、前記収集の際の、前記Ｘ線管および前記Ｘ線管に電力を供給する高電圧発生装置の発熱量を推定し、前記収集の際の、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の制御を行う制御パラメータを、前記発熱量の推定情報に基づいて、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の過熱を防止するように最適化することを特徴とする。

この第１９の観点の発明によれば、Ｘ線管あるいは高電圧発生装置のいずれが過熱する場合でも、発熱量を推定し、事前に制御パラメータの最適化により過熱を防止し、ひいてはＸ線管および高電圧発生装置の劣化を防止し、信頼性の高いＸ線撮像を行う。

以上説明したように、本発明によれば、Ｘ線管等の発熱部あるいは高電圧発生装置等の電圧発生装置のいずれが過熱する場合でも、共に発熱量を推定し、事前に制御パラメータの最適化を行うことにより、共に過熱を防止し、ひいてはＸ線管および高電圧発生装置の劣化を防止し、信頼性の高いＸ線撮像を行うことができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＸ線撮像装置の最良な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

まず、本実施の形態にかかるＸ線撮像装置の一例であるＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明する。図１は、Ｘ線ＣＴ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。図１に示すように、本装置は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２、操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）６および高電圧発生装置１０を備えている。

走査ガントリ２は、Ｘ線管２０を有する。Ｘ線管２０は、発熱部をなし、Ｘ線管２０から放射された図示しないＸ線は、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）により、例えばコーン（ｃｏｎｅ）状のＸ線ビーム（ｂｅａｍ）となるように成形され、Ｘ線検出器２４に照射される。

高電圧発生装置１０は、Ｘ線管２０に高電圧を供給する電圧発生装置である。ここで、Ｘ線管２０は、概ね１２０〜１４０ｋＶの電圧で、８〜９ＨＵ（ｈｅａｔ ｕｎｉｔ）のパワー（ｐｏｗｅｒ）が、高電圧発生装置１０から供給される。

Ｘ線検出器２４は、コーン状のＸ線ビームの広がり方向に２次元的に配列された複数のＸ線検出素子を有する。Ｘ線検出器２４は、複数のＸ線検出素子をアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列した、多チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）の検出器となっている。

Ｘ線検出器２４は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。Ｘ線検出器２４は、例えばシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）とフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）の組み合わせによって構成される。なお、これに限られず、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子またはＸｅガス（ｇａｓ）を用いる電離箱型のＸ線検出素子であっても良い。Ｘ線管２０、コリメータおよびＸ線検出器２４は、Ｘ線照射・検出装置を構成する。

Ｘ線検出器２４は，データ収集部２６が接続される。データ収集部２６は、Ｘ線検出器２４の個々のＸ線検出素子の検出データを収集する。Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御される。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接続およびＸ線コントローラ２８と高電圧発生装置１０との接続については図示を省略する。

以上の、Ｘ線管２０からＸ線コントローラ２８までのものが、走査ガントリ２の回転部３４に搭載されている。ここで、被検体あるいはファントムは、回転部３４の中心に位置するボア（ｂｏｒｅ）２９内のクレードル（ｃｒａｄｌｅ）上に載置される。回転部３４は、回転コントローラ３６により制御されつつ回転し、Ｘ線管２０からＸ線を爆射し、Ｘ線検出器２４において被検体およびファントムの透過Ｘ線を、各ビューごとの投影データとして検出する。なお、回転部３４と回転コントローラ３６との接続関係についても図示を省略する。

操作コンソール６は、制御処理装置６０を有する。制御処理装置６０は、例えばコンピュータ等によって構成される。制御処理装置６０には、制御インタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６２が接続されている。さらに、制御インタフェース６２には、走査ガントリ２が接続されている。制御処理装置６０は、制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ２を制御する。

走査ガントリ２内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８および回転コントローラ３６は、制御インタフェース６２を通じて制御される。なお、これら各部と制御インタフェース６２との個別の接続については図示を省略する。

制御処理装置６０には、表示装置６８と操作装置７０がそれぞれ接続されている。表示装置６８は、制御処理装置６０から出力される断層画像情報やその他の情報を表示する。操作装置７０は、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）によって操作され、スキャンパラメータ（ｓｃａｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）あるいは各種の指示や情報等を制御処理装置６０に入力する。オペレータは、表示装置６８および操作装置７０を使用して、インタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。なお、走査ガントリ２および操作コンソール６は、被検体あるいはファントムを撮像して断層画像を取得する。

ここで、制御処理装置６０は、オペレータにより入力されたスキャンパラメータから、走査ガントリ２および高電圧発生装置１０を制御する際の、制御パラメータを生成する。そして、この制御パラメータは、制御インターフェース６２を介して、走査ガントリ２の各部に送信されて撮像、すなわちスキャンが行われる。なお、制御処理装置６０は、この制御パラメータの生成に際して、Ｘ線管２０および高電圧発生装置１０の過熱を推定する推定手段および制御パラメータを最適化する最適化手段を有する。

制御処理装置６０は、データ収集バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）６４と接続されている。データ収集バッファ６４は、走査ガントリ２のデータ収集部２６と接続されており、データ収集部２６で収集された投影データを、制御処理装置６０に入力する。

制御処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて収集した透過Ｘ線信号すなわち投影データを用いて画像再構成を行う。制御処理装置６０には、また、記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６は、データ収集バッファ６４に収集された投影データや再構成された断層画像情報および本装置の機能を実現するためのプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）等を記憶する。

つづいて、制御処理装置６０の動作について説明する。図２は、本発明にかかる制御処理装置の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、操作装置７０から、スキャンパラメータを設定する（ステップＳ２０１）。このスキャンパラメータの設定では、スキャン範囲、スライス枚数、スライス厚さ、スキャンモード、画像再構成時のマトリックスサイズ等の設定が行われる。

その後、制御処理装置６０は、設定されたスキャンパラメータから制御パラメータの算定を行う（ステップＳ２０２）。この算定では、走査ガントリを制御する制御パラメータ、特に、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、スキャン時間、管球の冷却時間、照射回数等のパラメータが算定される。

その後、制御処理装置６０は、制御パラメータから、Ｘ線管２０および高電圧発生装置１０の温度Ｔを推定する（ステップＳ２０３および２０５）。ここでは、制御パラメータの管電圧、管電流および爆射時間等から、例えばＸ線管２０の回転陽極の温度が推定される。すなわち、
Ｔ＝ｆ（管電流、管電圧、スキャン時間、・・・）
の関数形で決定される。また、同時に、管電圧および管電流の発生源である高電圧発生装置１０の温度Ｔ´も同様の関数形ｇにより推定される。

Ｔ´＝ｇ（管電流、管電圧、スキャン時間、・・・）
なお、高電圧発生装置１０の関数形ｇは、Ｘ線管２０の関数形ｆとは異なる。これにより、従来からのＸ線管２０の熱発生に加え、高電圧発生装置１０の熱発生も推定される。

その後、制御処理装置６０は、ステップＳ２０３および２０５で推定されたＸ線管２０および高電圧発生装置１０の温度を、過熱を生じない許容温度と比較する（ステップＳ２０４および２０６）。この許容温度は、予め制御処理装置６０に読み込まれており、Ｘ線管２０および高電圧発生装置１０固有の特性であり、この温度を越える場合に、故障あるいは破損が生じる。

その後、制御処理装置６０は、ステップＳ２０４および２０６で比較された温度が、すべて許容温度以下であるかどうかを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、すべて許容温度以下である場合には（ステップＳ２０７肯定）、後述するステップＳ２１２に移行し、スキャンを行う。

また、すべて許容温度以下でない場合には（ステップＳ２０７否定）、どれか１つが許容温度を越えているので、スキャン不可を表示装置６８に表示する（ステップＳ２０８）。そして、オペレータは、制御処理装置６０の最適化手段を用いて、制御パラメータの最適化を行うかどうかを判定する（ステップＳ２０９）。ここで、最適化を行わない場合には（ステップＳ２０９否定）、ステップＳ２０１に移行し、スキャンパラメータの設定を再度行う。

また、制御処理装置６０は、最適化を行う場合には（ステップＳ２０９肯定）、最適化手段を用いた最適化処理を行う（ステップＳ２１０）。この最適化処理では、制御パラメータの値を変化させ、Ｘ線管および高電圧発生装置１０が共に、許容温度以下になる最大の制御パラメータの値を探索し、結果を表示装置６８に表示する。なお、最適化処理については、後に詳述する。

その後、オペレータは、表示される最適化された制御パラメータ値が、妥当かどうかを判定し（ステップＳ２１１）、妥当でない場合には（ステップＳ２１１否定）、ステップＳ２０９に移行し、再度最適化処理を行うかどうかを判定する。また、制御パラメータ値が妥当である場合には、スキャンを行い投影データの取得を行い（ステップＳ２１２）、本処理を終了する。

つづいて、ステップＳ２１０の最適化処理の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３は、最適化処理の動作を示すフローチャートである。なお、この最適化処理では、２分探索を用いた例を示す。まず、オペレータは、最適化を行う際の最適化パラメータＰを、制御パラメータの中から、操作装置７０を用いて選択する（ステップＳ３０１）。この最適化パラメータＰには、例えば管電流が選択される。そして、最適化パラメータＰの可変範囲のなかで、最大値をｍａｘＰ，最小値をｍｉｎＰとし、ｍａｘＰを変数ＰＨに代入し、ｍｉｎＰを変数ＰＬに代入する（ステップＳ３０２）。ここで、変数ＰＨおよびＰＬは、ＰＨおよびＰＬで挟まれる変数領域が、常に最適値を含む様にして、逐次縮小され、最終的に最適値に近似した値となる。なお、最適化パラメータとして管電流を用いて最適化する場合には、ｍａｘＰは、高電圧発生装置１０から出力される最大管電流、ｍｉｎＰは、高電圧発生装置１０から出力される最小管電流となる。

その後、最適化手段は、変数ＰＭに、ＰＨおよびＰＬの中間値である（ＰＨ＋ＰＬ）／２を代入する（ステップＳ３０３）。そして、この中間値ＰＭを用いて、Ｘ線管２０および高電圧発生装置１０の温度Ｔを、図２のステップＳ２０３および２０５で用いられた関数ｆおよびｇを用いて推定する（ステップＳ３０４）。

その後、最適化手段は、推定されるすべての温度Ｔが許容範囲の上限である許容温度Ｔ０内かどうかを判定する（ステップＳ３０５）。温度が許容温度を越える場合には（ステップＳ３０５肯定）、変数ＰＭの値を新たな最大値として変数ＰＨに代入する（ステップＳ３０７）。また、温度が許容温度を越えない場合には（ステップＳ３０５否定）、変数ＰＭの値を新たな最小値として変数ＰＬに代入する（ステップＳ３０６）。

その後、最適化手段は、変数ＰＭおよび変数ＰＬの差分ΔＰに、ＰＨ―ＰＬを代入し（ステップＳ３０８）、ΔＰが設定の最小分解能Ｒを越えるかどうかを判定する（ステップＳ３０９）。ここで、最適化パラメータが管電流の場合には、この最小分解能Ｒは、高電圧発生装置１０から出力される管電流の最小設定範囲あるいはＸ線出力エネルギーの最小分解能等から決定される。そして、ΔＰが設定の最小分解能Ｒを越えている場合には（ステップＳ３０９肯定）、ステップＳ３０３に移行し、ステップＳ３０３〜３０８の処理を行う。そして、この処理を、ΔＰが最小分解能Ｒ以下になるまで繰り返す。

図４に、ステップＳ３０３〜３０８を繰り返し行い、最適値を求めるプロセスを模式的に示した。図４では、最適化パラメータＰに対して最適値を求めるプロセス１〜５を例示した。プロセス１では、初期設定が行われ、最適化パラメータＰＭの値を用いた場合の温度ＴがＴ＞Ｔ０である場合を示した。従って、プロセス２ではＰＭが新たなＰＨとなり同様の処理を行う。ステップＳ３０３〜３０８に対応する１つのプロセスを順次繰り返し、変数ＰＭおよび変数ＰＬの差分ΔＰは、プロセスごとに半分になり、最適値の存在範囲が徐々に限定されて行くことになる。

その後、図３に戻り、最適化手段は、ΔＰが設定の最小分解能Ｒを越えていない場合には（ステップＳ３０９否定）、これ以上ステップＳ３０３〜３０８を繰り返し、ΔＰを小さなものとしても、無意味であるので、変数ＰＨあるいは変数ＰＬの値を最適化変数Ｐの値に代入し（ステップＳ３１０）、この最適化変数Ｐの値を表示装置６８に表示する（ステップＳ３１１）。そして、図２のステップ２１１に移行する。

上述してきたように、本実施の形態では、Ｘ線管２０および高電圧発生装置１０のスキャン中の温度を推定し、これら温度が過熱となる許容温度を越える際には、スキャン不可表示を行い、さらに最適化手段が選択される際には、２分探索方により、管電流あるいは管電圧等の最適化パラメータを最適化し、許容温度内に納まるように設定するので、Ｘ線管および高電圧発生装置を過熱させずに許容温度内で動作させ、Ｘ線管２０あるいは高電圧発生装置１０の劣化を防止し、ひいては信頼性の高いスキャンを行うことができる。

また、本実施の形態では、Ｘ線管２０および高電圧発生装置１０の温度を制御することとしたが、全く同様に蓄積熱量あるいはその他の発熱に関連する物理量を用いて制御を行うこともできる。

また、本実施の形態では、Ｘ線管２０の管電流を最適化する例を示したが、同様に管電圧を最適化パラメータとすることもでき、さらにＸ線管２０の冷却時間を最適化パラメータとすることもできる。なお、この冷却時間は、図５に示す様に、管電流が流れていない時間で、図５（Ａ）に示すＸ線管２０に流す管電流のオンオフに伴い、図５（Ｂ）の様にＸ線管２０の温度が上下する。ここで冷却時間は、長く設定することにより、Ｘ線管２０を冷却し、許容温度内に維持することができる。なお、冷却時間は、長くすると温度が低くなるので、図３のフローチャートでは、ステップＳ３０６および３０７の処理が入れ替わる。

また、本実施の形態では、最適化処理を２分探索方を用いて行ったが、関数形ｆあるいはｇを考慮し、これら関数の逆関数により、直接に最適値を出力する最適化パラメータの値を求めるか、あるいは、高次の探索方を用いて、探索を高速に行うこともできる。

また、本実施の形態では、Ｘ線管２０および高電圧発生装置１０の温度を推定し、最適化を行ったが、発熱部であるデータ収集部２６のＤＡＳ（ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）等に対しても、全く同様の温度推定および最適化を行うことができる。

Ｘ線撮像装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態の制御処理装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態の最適化手段の動作を示すフローチャートである。 実施の形態の２分探索方の動作を模式的に示す図である。 Ｘ線管の冷却時間を示す図である。

符号の説明

２ 走査ガントリ
６ 操作コンソール
１０ 高電圧発生装置
２０ 管電流
２０ Ｘ線管
２４ 線検出器
２６ データ収集部
２８ Ｘ線コントローラ
３０ 高電圧発生装置
３４ 回転部
３６ 回転コントローラ
６０ 制御処理装置
６２ 制御インターフェース
６２ 制御インタフェース
６４ データ収集バッファ
６６ 記憶装置
６８ 表示装置
７０ 操作装置

Claims (16)

1. Ｘ線ビームを発生するＸ線管と、
   前記Ｘ線管に、前記Ｘ線ビームを発生させる電力を供給する高電圧発生装置と、
   前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、
   被検体を挟んで対向配置される前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を制御して、前記被検体の投影データを収集するデータ収集部と、
   前記収集の際の、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置のそれぞれの発熱量を、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の発熱に関連する前記収集を制御する複数の制御パラメータの関数を用いて、前記収集の前に推定する推定手段と、
   前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の少なくとも一方の発熱量が許容範囲を超える過熱の推定情報に基づいて、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の発熱に関連する制御パラメータを、前記関数を用いて、前記関数により推定される発熱量が前記許容範囲の上限に合致する前記制御パラメータを求めることにより、前記Ｘ線管および前記高電圧発生装置の過熱を防止するように最適化する制御処理装置と、
   を備えることを特徴とするＸ線撮像装置。
2. 前記Ｘ線撮像装置は、Ｘ線ＣＴ装置であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。
3. 前記制御処理装置は、前記発熱量が許容範囲を超えて過熱となる際に、前記収集を未然に防止することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線撮像装置。
4. 前記制御処理装置は、前記発熱量が許容範囲を超えて過熱となる際に、前記収集を行う前の段階で、前記最適化を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線撮像装置。
5. 前記最適化は、前記推定情報が前記制御パラメータの関数で表される際に、前記関数の逆関数あるいは２分探索方法を用いて、前記推定情報が前記許容範囲の上限に合致する制御パラメータを求めることを特徴とする請求項４に記載のＸ線撮像装置。
6. 前記制御パラメータは、前記高電圧発生装置から前記Ｘ線管に供給される管電流および管電圧の少なくとも１つであることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮像装置。
7. 前記制御パラメータは、間欠的に流される前記管電流の、前記管電流が流されない時間である冷却時間であることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮像装置。
8. 前記制御パラメータは、前記収集の開始から終了までのスキャン時間であることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮像装置。
9. 前記Ｘ線撮像装置は、さらに前記収集の情報を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。
10. 前記表示手段は、前記防止の際に、スキャンが不可である情報を表示することを特徴とする請求項３または９に記載のＸ線撮像装置。
11. 前記表示手段は、前記最適化された制御パラメータの値を表示することを特徴とする請求項６または７に記載のＸ線撮像装置。
12. 前記Ｘ線撮像装置は、さらに前記収集の情報を入力する操作手段を備えることを特徴とする請求項６または７に記載のＸ線撮像装置。
13. 前記操作手段は、前記最適化の際の制御パラメータを選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１２に記載のＸ線撮像装置。
14. 前記推定手段は、さらに前記データ収集部の発熱量を推定することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。
15. 前記制御処理装置は、前記発熱量の推定情報に基づいて、前記データ収集部の過熱を防止するように最適化を行うことを特徴とする請求項１４に記載のＸ線撮像装置。
16. 前記推定手段および前記制御処理装置は、前記発熱量を表す物理量として温度を用いることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。

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