JP4820060B2 - Ｘ線撮像装置およびｘ線撮像システム - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線管の発熱を制御するＸ線撮像装置およびＸ線撮像システムに関する。

近年、Ｘ線ＣＴ装置等のＸ線撮像装置の普及は、これら装置を用いた撮像を日常的なものとし、使用頻度の大幅な増加をもたらしている。その中で、これら医療用の装置では、被検体が緊急に搬入された場合の緊急撮影を行う機会も確実に増加しつつある。

この様な状況下で、Ｘ線管を高出力化し、撮影効率を向上することが行われる。この方法では、Ｘ線管の発熱量は、従来に増して増大するので、Ｘ線管の発熱量を事前に予想し、限度内に収まる様にＸ線管の制御パラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）が制御される（例えば、特許文献１参照）。ここで、制御パラメータの許容値は、高出力を高頻度で使用した場合のＸ線管寿命劣化分を計算に入れてマージン（ｍａｒｇｉｎ）を持って設定される。
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、緊急時に、待ち時間が生じたり所望の条件で撮像を行うことできない場合が生じる。すなわち、もともと使用頻度が高い場合には、Ｘ線管の発熱量が限度近くにあり、緊急時といえども冷却するための待ち時間が生じる。あるいは、Ｘ線管の制御パラメータを、所望の条件と異なる発熱の少ないものに変更する必要が生じる。

特に、Ｘ線撮像装置の使用頻度の高いユーザ（ｕｓｅｒ）にとっては、通常のルーチン（ｒｏｕｔｉｎｅ）検査においてもＸ線管を冷却するための待ち時間が発生する。この待ち時間は、撮影効率を低下させるだけでなく、撮像される被検体にとっても好ましいものではない。

これらのことから、使用頻度の高いユーザーにとっては、交換可能なＸ線管の交換頻度を上げても待ち時間を減少させて撮像を行うＸ線撮像装置およびＸ線撮像システムをいかに実現するかの方が重要となる。

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、待ち時間を減少させて撮像を行うＸ線撮像装置およびＸ線撮像システム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、第１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、前記被検体の撮像を行うデータ収集部と、前記撮像の際の、前記Ｘ線管の発熱量を推定する推定手段と、前記撮像の際の、前記Ｘ線管の制御を行う制御パラメータを、前記発熱量の推定値が許容値を越えないように最適化する制御処理装置と、前記許容値を変更する変更手段と、を備えることを特徴とする。

この第１の観点による発明では、Ｘ線管によりＸ線ビームを発生し、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線検出器を制御して被検体の撮像を行い、推定手段により撮像の際のＸ線管の発熱量を推定し、制御処理装置により、撮像の際のＸ線管の制御を行う制御パラメータを発熱量の推定値が許容値を越えないように最適化し、オペレータまたは保守作業員により、変更手段を用いて許容値を変更する。

また、第２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２の観点の発明では、断層画像を取得する。
また、第３の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記発熱量が、前記Ｘ線管の温度を指標として用いることを特徴とする。
この第３の観点の発明では、発熱量は、Ｘ線管の温度を指標とする。

また、第４の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記制御処理装置により、前記発熱量が前記許容値を超える際に、前記撮像を未然に防止されることを特徴とする。
この第４の観点の発明では、制御処理装置は、発熱量が許容値を超える際に、撮像を未然に防止する。

また、第５の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記制御パラメータが、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つを含むことを特徴とする。
この第５の観点の発明では、制御パラメータに、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つを含ませる。

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時間である冷却時間を含むことを特徴とする。

この第６の観点の発明では、制御パラメータに、管電流が流されない時間である冷却時間を含ませる。
また、第７の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記変更手段が、オンオフの緊急設定手段を有し、前記許容値を、前記緊急設定手段がオフの際に標準設定値とし、前記緊急設定手段がオンの際に前記標準設定値を超える緊急設定値とすることを特徴とする。

この第７の観点の発明では、変更手段は、許容値を、緊急設定手段がオフの際に標準設定値とし、緊急設定手段がオンの際に標準設定値を超える緊急設定値とする。
また、第８の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記変更手段が、前記許容値を、オペレータの使用頻度に応じて、段階的に切り替える切替手段を備えることを特徴とする。

この第８の観点の発明では、変更手段は、許容値を、切替手段により段階的に切り替える。
また、第９の観点の発明にかかるＸ線撮像装置は、前記変更手段が、前記許容値を、オペレータの前記撮像の頻度に応じて連続的に可変する可変手段を備えることを特徴とする。

この第９の観点の発明では、変更手段は、許容値を、可変手段により連続的に可変する。
また、第１０の観点の発明にかかるＸ線撮像システムは、Ｘ線ビームを発生するＸ線管と、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、前記被検体の撮像を行うデータ収集部と、前記撮像の際の、前記Ｘ線管の発熱量を推定する推定手段と、前記撮像の際の、前記Ｘ線管の制御を行う制御パラメータを、前記発熱量の推定値が許容値を越えないように最適化する制御処理装置と、汎用通信回線を介して、前記許容値を変更する変更手段と、を備えることを特徴とする。

この第１０の観点の発明では、Ｘ線管によりＸ線ビームを発生し、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線検出器を制御して、被検体の撮像を行い、推定手段により撮像の際のＸ線管の発熱量を推定し、制御処理装置により撮像の際のＸ線管の制御を行う制御パラメータを、発熱量の推定値が許容値を越えないように最適化し、汎用通信回線を介した変更手段により、許容値を変更する。

以上説明したように、本発明によれば、Ｘ線管によりＸ線ビームを発生し、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線検出器を制御して被検体の撮像を行い、推定手段により撮像の際のＸ線管の発熱量を推定し、制御処理装置により、撮像の際のＸ線管の制御を行う制御パラメータを発熱量の推定値が許容値を越えないように最適化し、オペレータまたは保守作業員により、変更手段を用いて許容値を、許容Ｘ線管交換頻度内の範囲で変更することとしているので、緊急あるいは高い頻度での撮像で、Ｘ線管を冷却する待ち時間が生じてしまった場合に、許容値をＸ線管故障が生じない範囲で高い値に変更し、待ち時間を無くすかあるいは短いものとすることができ、撮像効率を向上するとともに、待ち時間の減少により被検体への負荷を軽減することができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＸ線撮像装置およびＸ線撮像システム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。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかるＸ線撮像装置の一例であるＸ線ＣＴ装置１の全体構成について説明する。図１は、Ｘ線ＣＴ装置１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撮像する。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（ｐｈａｎｔｏｍ）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（ｖｉｅｗ）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（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）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、制御インターフェース６２には、走査ガントリ２が接続されている。ここで、制御処理装置６０は、制御インターフェース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、制御インターフェース６２を通じて制御される。なお、これら各部と制御インターフェース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。ここで、制御処理装置６０、表示装置６８および操作装置７０は、後述する許容温度の変更手段をなす。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，更に後述する許容値である許容温度等を、キーボード（ｋｅｙ ｂｏａｒｄ）あるいはマウス（ｍｏｕｓｅ）を用いて制御処理装置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。

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、データ撮像バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）６４と接続されている。データ撮像バッファ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で撮像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、データ撮像バッファ６４を通じて撮像した透過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、データ撮像バッファ６４に撮像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６０の動作を示すフローチャート（ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ）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（ｍａｔｒｉｘ ｓｉｚｅ）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の温度Ｔを推定する（ステップＳ２０５）。ここでは、制御パラメータの管電圧、管電流、スキャン時間および冷却時間等から、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、冷却時間、・・・）
の関数形で決定される。

その後、制御処理装置６０は、ステップＳ２０５で推定されたＸ線管２０の温度を、過熱を生じない許容温度Ｔ０と比較する（ステップＳ２０６）。この許容値である許容温度は、予め制御処理装置６０に読み込まれており、Ｘ線管２０固有のものであり、Ｘ線管２０を構成する各部の許容温度、さらには総合的なＸ線管２０の余裕を持った寿命等を勘案して決定される値である。また、Ｘ線管の最短許容寿命より最大許容温度Ｔｍａｘが決定される。

その後、制御処理装置６０は、温度Ｔが許容温度Ｔ０を越えないかどうかを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、Ｔ≦Ｔ０となり許容温度Ｔ０を越えない場合には（ステップＳ２０７肯定）、後述するステップＳ２１２に移行し、そのままスキャンを行う。

また、Ｔ＞Ｔ０となり許容温度Ｔ０を越える場合には（ステップＳ２０７否定）、許容温度Ｔ０を越えているとして、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。

図３は、ステップＳ２１０の最適化処理の動作を示すフローチャートである。図３を用いて、最適化処理の動作を説明する。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、最適化を行う際の制御パラメータ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、制御パラメータ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）。

また、図３および図４で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一方で、待ち時間が長くなり撮像効率の低下および被検体へ心的負荷が増大する。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。

その後、図２に戻り、オペレータは、表示される最適化パラメータＰの値である制御パラメータの値が、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）、このスキャンが緊急かどうかを判定する（ステップＳ２２１）。例えば、このスキャンの緊急性と照らし合わせ、冷却時間が長すぎないかどうかが判定される。そして、緊急である場合には（ステップＳ２２１肯定）、許容温度Ｔ０の変更を行う（ステップＳ２２２）。ここでは、例えば、図６に示す様な画面が表示装置６８に表示される。この画面から、操作装置７０のカーソル等を用いて、高パワーを設定する。これにより、許容温度Ｔ０より高い許容温度Ｔ１（Ｔ１≦Ｔｍａｘ）が再設定される。なお、初期設定としては、標準パワーが選択されている。

その後、制御処理装置６０は、ステップＳ２０９で肯定の判定を行い、再度最適化処理を行う。そして、ステップＳ２１０で高い許容温度Ｔ１を用いた最適化処理を行い、制御パラメータ値を求める。これにより、最適化された制御パラメータ値は、妥当な範囲内の値あるいは範囲外としても近似する値となる。

その後、オペレータは、表示される最適化変数Ｐの値である制御パラメータ値が、妥当である場合には（ステップＳ２１１肯定）、スキャンを行い（ステップＳ２１２）、投影データの取得を行い本処理を終了する。

上述してきたように、本実施の形態では、Ｘ線管２０のスキャン中の温度を推定し、さらに最適化手段により冷却時間あるいは管電圧等の最適化パラメータを最適化した後に、最適化パラメータがなお妥当な値を超える際に、許容温度Ｔ０を高い許容温度Ｔ１（Ｔ１≦Ｔｍａｘ）に変更し、許容温度Ｔ１内に納まるように再度最適化を行うので、緊急の場合にも、例えば、待ち時間となる冷却時間が長い場合に、待ち時間が無いかあるいはあっても短いものとし、オペレータの所望するスキャンパラメータでのスキャンを早急に行うことができる。

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。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、緊急時に許容温度Ｔ０をより高い許容温度Ｔ１に変更させたが、ルーチン検査の回数の多寡に応じて変更することもできる。そこで本実施の形態２では、ルーチン検査の回数の多寡に応じて変更する場合を示すことにする。

図７および８は、この実施の形態２にかかる表示装置６８に表示されるＸ線管２０のパワーモードの設定画面の例である。図７は、許容温度が段階的に区分されたパワーモードの設定画面の例であり、高パワー、中パワーおよび低パワーの３段階に区分された例である。ここで、高パワー、中パワーおよび低パワーの選択に応じて、許容値である許容温度ＴＨ、ＴＭおよびＴＬが設定される。なお、許容温度ＴＨ、ＴＭおよびＴＬは、Ｔｍａｘ＞ＴＨ＞ＴＭ＞ＴＬの関係にある。

図８は、許容温度が連続的に変化されたパワーモードの設定画面の例である。図８中のカーソルを動かすことにより、カーソル位置に応じて高パワーから低パワーまで連続的に変化する許容温度ＴＨ〜ＴＬが設定される。

図９は、この実施の形態２にかかる制御処理装置６０の動作を示すフローチャートである。なお、ステップＳ２０１〜２１２の動作については、ステップＳ２２１、２２２が省略されることを省いて、図２に示したものと同様のものとなるので、ここではその詳細な説明を省略する。

図９では、まずオペレータは、パワーモードの選択を行う（ステップＳ２００）。この選択は、図７あるいは図８に示す選択画面によりなされる。Ｘ線ＣＴ装置１のユーザは、経験上、装置の使用頻度に応じて幾つかに分類される。例えば、極めて使用頻度の多いヘビーユーザ（ｈｅａｖｙ ｕｓｅｒ），使用頻度の少ないライトユーザ（ｌｉｇｈｔ ｕｓｅｒ）等である。

ここで、オペレータは、ヘビーユーザの場合、図７の選択画面により高パワーの選択あるいは図８の選択画面により高パワーに近い位置にカーソルを設定する。また、オペレータは、ライトユーザの場合、図７の選択画面により低パワーの選択あるいは図８の選択画面により低パワーに近い位置にカーソルを設定する。これにより、使用頻度に応じた許容温度が制御処理装置６０に設定される。

その後、制御処理装置６０は、この設定された許容温度に基づいて、ステップＳ２０１〜２１２の各処理を行う。
上述してきたように、本実施の形態２では、オペレータが設定の最初に、パワーモードの選択を行い、選択されたパワーに応じた許容温度を用いて、スキャン不可の判定を行い、また最適化処理も行うので、ヘビーユーザあるいはライトユーザに適したスキャンパラメータを用いてスキャンを行うことができ、特にヘビーユーザの場合に、冷却時間に起因する待ち時間を減らすことができる。
（実施の形態３）
ところで、上記実施の形態２では、オペレータが許容温度の設定を変更することとしたが、Ｘ線ＣＴ装置１を用いる病院とメーカとの保守サービスの契約料がＸ線管２０の交換費用も含めて設定される場合には、オペレータによる設定変更が好ましくない場合も生じる。そこで本実施の形態３では、病院の外部に接続される操作コンソールから許容温度の設定を変更する場合を示すことにする。

図１０は、実施の形態３にかかるＸ線撮像システムの全体構成を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１の操作コンソール７は、電話回線等の通信回線９を介して、操作コンソール８に接続される。操作コンソール７は、操作コンソール６に通信インターフェース６５が付加されたものである。なお、図１０では、制御処理装置６０および通信インターフェース６５を除いて図示を省略する。通信インターフェース６５は、操作コンソール８からの情報を、制御処理装置６０に読み込む。ここで、通信インターフェース６５は、アナログの電話回線の場合には、モデムおよび伝送制御装置等を含む。

操作コンソール８は、許容温度の変更手段をなし、ＣＰＵ、メモリおよび通信インターフェース６５等を含むが、操作コンソール７と同一である必要はなく、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いることもできる。そして、操作コンソール８は、制御処理装置６０内に設定されるＸ線管２０の許容値である許容温度の変更を行う。

ここで、Ｘ線管２０の許容温度と寿命の関係について説明する。Ｘ線管２０は、許容温度を高く設定すると劣化が速くなり、結果として寿命が短くなる。従って、Ｘ線管２０の交換費用も含めて保守サービス料が設定されている場合には、オペレータが許容温度を高く設定することは、Ｘ線管２０の交換頻度が高くなり、メーカー側の保守サービス経費の高騰を招く恐れがある。

つづいて、本実施の形態３にかかるＸ線撮像システムの動作について説明する。まず、Ｘ線ＣＴ装置１を購入する病院およびＸ線ＣＴ装置１を販売するメーカ間で、Ｘ線管２０の交換費用も含めた保守契約を締結する。この契約では、病院はＸ線ＣＴ装置１の使用頻度に応じて、例えば、使用頻度の高いヘビーユーザあるいは使用頻度の低いライトユーザが選択される。そして、この選択に応じて、メーカは、ヘビーユーザであれば、例えばメーカに設置された操作コンソール８からＸ線管２０の許容温度を高く設定し、ライトユーザであれば、Ｘ線管２０の許容温度を低く設定する。

なお、保守サービスの契約料金は、ヘビーユーザであれば、Ｘ線管２０の交換頻度が高くなるので高く設定され、ライトユーザであれば、Ｘ線管２０の交換頻度が低くなるので低く設定される。この契約料金は、例えば、許容温度とＸ線管２０の交換頻度との統計的な実測データに基づいて算定される。

上述してきたように、本実施の形態３では、Ｘ線ＣＴ装置１を購入する病院およびＸ線ＣＴ装置１を販売するメーカ間での保守契約に基づいて、メーカが操作コンソール８を用いて、病院に配設されるＸ線ＣＴ装置１のＸ線管２０の許容温度を設定することとしているので、メーカは、保守サービス経費の高騰を招くことなく、ユーザが好む許容温度ひいては使用頻度での待ち時間の少ないスキャンを行わせることができる。

Ｘ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態１の動作を示すフローチャートである。 最適化処理の動作を示すフローチャートである。 最適化処理の際の２分探索法を示す図である。 Ｘ線管の冷却時間および許容温度を示す図である。 実施の形態１の緊急モードの設定画面を示す図である。 実施の形態２のパワーモードの設定画面を示す図である（その１）。 実施の形態２のパワーモードの設定画面を示す図である（その２）。 実施の形態２の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３のＸ線撮像システムの全体構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ Ｘ線ＣＴ装置
２ 走査ガントリ
６、７，８ 操作コンソール
９ 通信回線
１０ 高電圧発生装置
２０ Ｘ線管
２４ Ｘ線検出器
２６ データ収集部
２８ Ｘ線コントローラ
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
６４ データ撮像バッファ
６５ 通信インターフェース
６６ 記憶装置
６８ 表示装置
７０ 操作装置

Claims (10)

1. Ｘ線ビームを発生するＸ線管と、
   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、前記被検体の撮像を行うデータ収集部と、
   前記撮像の際の、前記Ｘ線管の発熱量を推定する推定手段と、
   前記撮像の際の、前記Ｘ線管の制御を行う制御パラメータであって、前記発熱量の推定値が許容値を越えないように最適化されて求められた制御パラメータを用いて前記Ｘ線管の制御を行う制御処理装置と
   を備え、
   前記制御処理装置は、前記最適化に用いる許容値として、前記Ｘ線管の寿命が比較的長く前記Ｘ線管の冷却時間に伴う待ち時間が比較的長くなるような許容値と、前記Ｘ線管の寿命が比較的短く前記Ｘ線管の冷却時間に伴う待ち時間が比較的短くなるような許容値とが、選択的に用いられるものである
   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. 前記発熱量は、前記Ｘ線管の温度を指標として用い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. 前記制御パラメータは、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つを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。
5. 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を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。
6. 前記Ｘ線管の寿命が比較的長く前記Ｘ線管の冷却時間に伴う待ち時間が比較的長くなるような許容値は、前記Ｘ線管の許容温度と余裕を持った寿命の観点から定められた標準許容値であり、前記Ｘ線管の寿命が比較的短く前記Ｘ線管の冷却時間に伴う待ち時間が比較的短くなるような許容値は、前記標準許容値と前記Ｘ線管の最短許容寿命の観点から定められた許容値との間の値からなる許容値であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。
7. オンオフの緊急設定手段をさらに有し、
   前記許容値を、前記緊急設定手段がオフの際に前記Ｘ線管の寿命が比較的長く前記Ｘ線管の冷却時間に伴う待ち時間が比較的長くなるような標準許容値とし、前記緊急設定手段がオンの際に前記Ｘ線管の寿命が比較的短く前記Ｘ線管の冷却時間に伴う待ち時間が比較的短くなるような緊急設定値とすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。
8. 前記許容値を、オペレータの使用頻度に応じて、段階的に切り替える切替手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。
9. 前記許容値を、オペレータの前記撮像の頻度に応じて連続的に可変する可変手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１つに記載のＸ線撮像装置と、
    汎用通信回線を介して、前記許容値を変更する変更手段と、
    を備えることを特徴とするＸ線撮像システム。

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