JP5134169B2

JP5134169B2 - Ｘ線画像診断装置

Info

Publication number: JP5134169B2
Application number: JP2001237417A
Authority: JP
Inventors: 勘成高橋; 淳井原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2021-08-06
Also published as: JP2003051397A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線画像診断装置に関し、特にはＸ線管の交換時期の通知手段を備えたＸ線画像診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、被検体である患者などの体内情報を得る手段として、Ｘ線画像診断装置が用いられている。このＸ線画像診断装置を用いた診断や検査手法は従来より盛んに用いられており、診断手法の確立に伴いＸ線画像診断装置の普及も進んでいる。こうしたＸ線画像診断装置は、Ｘ線管を備え、このＸ線管に所定の駆動電圧を加え、患者の撮像部位に所定量のＸ線を曝射することでＸ線画像を得ている。
【０００３】
Ｘ線画像診断装置は、多くの台数が一般的に用いられているため、それぞれのＸ線画像診断装置の所定性能を維持すべく様々な保守管理が行われる。使用者が日常的に行う点検作業や、あるいは製造メーカや販売店、保守管理会社などが行う点検である。こうした点検はＸ線画像診断装置に期待される性能を発揮するために必要不可欠である。例えば定期的にメーカのサービス要員がＸ線画像診断装置の設置された病院などの施設機関を訪問し、点検保守管理を行う。
【０００４】
この保守管理は様々な項目にわたって入念に行われ、例えばＸ線発生に用いるＸ線管は、Ｘ線を照射する度に徐々に消耗してしまい最終的には使用不可能になるという特性を有する。こうした特性に応じて行われる保守管理では、このＸ線管の性能維持寿命に関して、経験的に寿命維持限界を迎えたと思われる現象（陽極回転音が大きくなる、管球放電が頻発する、フィラメントが断線するなど）が発生したことを受けて判断されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術においては以下のような解決すべき課題が存在している。
【０００６】
従来、Ｘ線管の寿命の尽きた現象が確認されて初めてＸ線管の寿命が判断されており、このため、突然にＸ線高電圧装置が使用できなくなる場合が危惧されていた。
【０００７】
また、Ｘ線管の寿命を知りうるにはサービス担当者などが現地に赴いた際に駆動状況などを調査して判断する必要があり、手間と時間を要し、在庫管理や作業効率の点で決して満足の行く方法ではなかった。
【０００８】
本発明はこれらの課題に鑑み、Ｘ線管の稼動状況を観測して稼動データを得ることができ、所定の稼動状況でもって交換時期を予測し通知することができるＸ線画像診断装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、Ｘ線を曝射するためのＸ線管を有するＸ線画像診断装置において、前記Ｘ線管の内部の回転陽極の回転時間を示す第１の時間データを入手する陽極駆動制御手段と、前記回転陽極が蓄熱された時間を示す第２の時間データを入手する陽極蓄熱量制御手段と、前記Ｘ線管の内部の加熱用のフィラメントの加熱時間を示す第３の時間データを入手するフィラメント加熱制御手段と、前記第１の時間データ、前記第２の時間データおよび前記第３の時間データを蓄積し、管球寿命までの残り時間を求める管球使用量制御手段と、前記管球使用量制御手段により求められた前記管球寿命までの残り時間に基づいて前記Ｘ線管の交換時期を通知する交換時期通知手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線画像診断装置の全体構成を示すものである。この図１に示すＸ線画像診断装置は、Ｘ線画像撮影に係る所定の操作指示を受けて当該Ｘ線画像診断装置全体の動作制御を行う本体制御装置１と、撮影されたＸ線画像を画像として表示する画像表示装置２と、本体制御装置１にコンピュータネットワーク等を介して接続される外部情報端末３と、から概略構成されている。なおユーザ４は医師や臨床検査技師などのＸ線撮影操作を行う操作者を指す。また、本体制御装置１は、Ｘ線を発生し曝射するためのＸ線管１２と、当該Ｘ線管１２のフィラメントを駆動するフィラメント加熱制御部１１と、当該Ｘ線管１２に備わる陽極を回転駆動する陽極駆動制御部１５と、当該Ｘ線管１２の前記陽極における陽極蓄積熱量を算出する陽極蓄熱量制御部１３と、またこれらを管理しＸ線発生を制御するＸ線制御部１４と、を備える。
【００１５】
さらに、本体制御装置１には前記Ｘ線管１２の管球の寿命データが格納された管球寿命データ１６を有し、この管球寿命データ１６とデータを通信する管球使用量制御部１７と、外部と接続されたコンピュータネットワークに接続のデータ送受信部１８と、データ送受信部１８とコンピュータネットワークで接続された外部情報端末３に含まれた情報管理システム３１と、管球使用量制御部１７からの管球使用量を知らしめるための警告などを表示する表示部２１と、が含まれている。
【００１６】
この図１に示したＸ線画像診断装置の構成においては、Ｘ線管１２の管球寿命を当該Ｘ線管１２の管球使用量を測定することで、その管球寿命の時期を迎える前に事前にユーザ４に警告し、また外部情報端末３へ通知するための構成である。まず、Ｘ線管１２の管球使用量の測定の方法としては、管球使用量制御部１７がＸ線制御部１４に接続されており、このＸ線制御部１４により動作制御されている陽極蓄熱量制御部１３、フィラメント加熱制御部１１、陽極駆動制御部１５のからそれぞれの制御情報を入手する。こうして入手した制御情報に基づいてＸ線管１２を駆動することに伴う管球寿命に影響を及ぼすパラメータ情報を蓄積する。こうして蓄積したパラメータ情報に基づいて所定の演算に則って演算結果を求め、それらの演算結果を管球寿命データ１６と比較することで所定の管球寿命を迎えるまでの残り時間が求められる。なお、この管球寿命の所定時間は設計の意図や、従来よりのＸ線管球の実績に基づいた寿命値などによりあらかじめ決定された値である。
【００１７】
前述の管球寿命に影響を及ぼすパラメータとして陽極蓄熱量制御部１３、フィラメント加熱制御部１１、陽極駆動制御部１５からのパラメータ情報を得て演算結果を得て管球寿命を迎えるまでの残り時間が求められるが、この演算結果としては陽極回転特性劣化状況（陽極回転積算時間）、真空度特性劣化状況（耐電圧積算時間）、フィラメント特性劣化状況（フィラメント加熱積算時間）の３種類である。
【００１８】
このうち陽極回転特性劣化状況は、Ｘ線管１２の内部で電子を集めＸ線を発生させる陽極の回転運動についての特性劣化を示す数値である。この陽極はＸ線管１２の内部で電磁的な動力による機械的な回転機構により駆動され、例えば３０００回転／分程度の回転運動を行っている。この回転運動の回転軸部分を回転自在に支持する機構が備わり、例えばベアリングなどを用いた回転軸受が構成されている。こうした構成の陽極（回転陽極）について、回転軸受部分の回転運動時間に伴う回転特性（回転精度）の劣化が生じる。
【００１９】
この回転特性の劣化状況を数値で捉えるために、回転陽極の回転運動のための駆動機構の制御を行う陽極駆動制御部１５よりＸ線制御部１４を介し、回転陽極のＸ線曝射条件に応じた各々の回転モードおよび各回転モードについて当該回転モードに従った回転時間を示す時間データを入手する。この時間データと管球寿命データ１６より入手した各回転モードごとに対応して予め設定された重み係数を当該時間データに対して積算加算することにより目的とする陽極回転特性劣化状況が得られる。なお、積算加算される重み係数としては、たとえば陽極回転特性劣化状況（Ｑ）として、Σ（重み係数であって、各回転モードごとに予め設定される。）に対して回転陽極の回転時間（ｅ）を乗じて、
式１…Ｑ＝Σ×ｅ
として求められる。
【００２０】
つぎに真空度特性劣化状況は、Ｘ線管１２の内部の真空度の劣化特性を数値として示すものである。Ｘ線管１２の内部は例えば１．３×１０^−５Ｐａ程度の真空に保たれており、この真空度が低下（劣化）することに起因して陰極と陽極間の異常放電や回転陽極の劣化、Ｘ線発生効率の低下を招く。この真空度特性の劣化はＸ線管１２内に備わるフィラメントの加熱に伴い加熱される部材からの発生ガスなどにより生じる。また陰極から回転陽極へ電子が流入する部位である電子衝撃面のＸ線発生に伴う温度上昇により、陽極の部材からも微量のガスが発生し、真空度特性劣化の一因となっている。
【００２１】
この真空度特性の劣化状況を数値で捉えるために、まず回転陽極に蓄積される熱量を設計の意図による所定の値に保つように制御する陽極蓄熱量制御部１３よりＸ線制御部１４を介して、Ｘ線曝射条件にそれぞれ応じた陽極蓄熱量百分率（回転陽極の許容熱量に対する実際の回転陽極の蓄熱量の割合：％ＨＵ）を得る。さらに先述のＸ線曝射条件の違いに応じたそれぞれの陽極蓄熱量百分率でもって陽極が蓄熱された時間を示す時間データを入手し、これと管球寿命データ１６より入手した各Ｘ線曝射条件ごとに対応して予め設定された重み係数を時間データに積算加算することにより目的とする真空度特性劣化状況が得られる。なお、真空度特性劣化状況（Ｒ）としては、Σ（重み係数であって、％ＨＵごとに設定される。）に対して％ＨＵでの時間（ｆ）として積算加算され、
式２…Ｒ＝Σ×ｆ
として求められる。
【００２２】
また、フィラメント特性劣化状況は、Ｘ線管１２内に備わる陰極に設けられた加熱用のフィラメント特性の劣化状況を数値として示すものである。このフィラメント特性劣化の状況とは、Ｘ線曝射においてフィラメントによる陰極の加熱が行われるが、この加熱によりフィラメント自身が時間経過と共に劣化する現象を指している。このフィラメントの劣化により最終的にはフィラメントの溶断が生じ、陰極の加熱が行われなくなる可能性がある。
【００２３】
このフィラメント特性の劣化状況を数値で捉えるために、まずフィラメントの加熱を制御するためのフィラメント加熱制御部１１よりＸ線制御部１４を介して、Ｘ線曝射条件にそれぞれ応じたＸ線管１２に印加される管電圧、およびその時に流れる管電流の値を得る。さらに、このＸ線曝射条件にて実際に加熱されたフィラメントの加熱時間を時間データとして得る。つぎに管球寿命データ１６より入手した各Ｘ線曝射条件ごとに対応して予め設定された重み係数を前記時間データに積算加算することにより目的とするフィラメント特性劣化状況が得られる。なお、フィラメント特性劣化状況（Ｓ）を求めるには、Σ（重み係数であって、各Ｘ線曝射条件ごとに設定される。）にフィラメント加熱時間（ｇ）を乗じて、
式３…Ｓ＝Σ×ｇ
によりフィラメント特性劣化状況を求めることができる。
【００２４】
以上説明したこれらの陽極回転特性劣化状況、真空度特性劣化状況、フィラメント特性劣化状況といった管球使用量データは管球使用量制御部１７において管理されている。この管球使用量データは、管球寿命データ１６に格納された管球寿命の測定に関する寿命基準時間を超えた場合において、これを受けて管球使用量制御部１７はＸ線管１２が管球寿命に達したと判断する。
【００２５】
この判断に基づいて、たとえば図３に示すように表示部２１に管球寿命が近づいたか、あるいは所定の管球寿命に到達したことをユーザ４に警告する。この図３中に示されている警告の方法として、例えばＸ線画像モニタ２２に一時的に注意表示２３を表示したり、あるいはＸ線画像モニタ２２とは関係なく独立した警告表示部２４などを設け、この警告表示部２４に光や音、警告文字、警告のための図柄などを示しても良い。なお、光の明滅や発光色変化については発光部２５などを設け、この発光部２５の明滅や発光色の変化により警告を行う事ができる。
【００２６】
さらに、管球使用量制御部１７において管理される積算加算された管球使用量データ、および積算加算された管球使用量データを管球寿命データ１６に格納された寿命基準時間に達したと判断された場合には、データ送受信部１８を介してたとえばインターネットやＬＡＮなどのコンピュータネットワークにその結果を送信し、当該コンピュータネットワークに接続された情報管理システム３１にて受信する。この情報管理システム３１に送信された管球寿命データに基づいて、たとえばＸ線管１２を交換するためのサービス担当者を派遣することができる。さらにこの情報管理システム３１により一元的に集中管理されることで、複数の遠隔地域に存在するＸ線画像診断装置のＸ線管１２の稼動状況を知り得、この情報に基づいたＸ線管１２を始めとする保守部品等の手配や在庫管理が可能となる。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態において適用可能な管球寿命データ１６のデータベース内容の一例を説明するための図である。このデータベースを用いてＸ線管１２が備えるフィラメントの寿命時間を予測し、またＸ線管１２の耐電圧性能の寿命時間を予測する。
【００２８】
図２中の（Ａ）に示すのはＸ線管１２のＸ線曝射における大焦点駆動時の陰極近傍のフィラメントを加熱する駆動条件をパラメータとして示したものである。この図２（Ａ）に基づいて、例えばフィラメントに印加する電圧が横軸方向に示され、また縦軸方向には印加電流値が示されている。たとえばフィラメントへの印加電圧が８０ｋＶとした場合に、印加電流が５００ｍＡとすれば、前述の式３に用いる係数Σは０．５となり、フィラメント特性劣化状況（Ｓ）を以下の式４により得る。
【００２９】
式４…Ｓ＝０．５×ｇ
また、図２中の（Ｂ）に示すのはフィラメントの透視焦点駆動時における加熱の駆動条件の値をパラメータとして表示したものである。先の図２（Ａ）にて説明した内容と同じく、例えばフィラメントに印加する電圧が横軸方向に示され、また縦軸方向には印加電流値が示されている。たとえばフィラメントへの印加電圧が８０ｋＶとした場合に、印加電流が２００ｍＡでは前述の式３に用いる係数Σは０．０９となり、フィラメント特性劣化状況（Ｓ）を以下の式５により得る。
【００３０】
式５…Ｓ＝０．０９×ｆ
さらに、図２中の（Ｃ）に示すのは回転陽極の蓄熱量を表す陽極ＨＵと係数Σの関係の一例を示している。このデータベースを適用してＸ線管１２の耐電圧性能（真空度特性劣化状況）を演算により求める。陽極ＨＵが４２％ではΣは０．０１となる。この場合の真空度特性劣化状況（Ｒ）としては、Σは０．０１であり加熱時間を時間（ｆ）として式２により積算加算され、真空度特性劣化状況（Ｒ）を以下の式６により得る。
【００３１】
式６…Ｒ＝０．０１×ｆ
以上説明した本発明の実施の形態によれば、Ｘ線管１２の稼動状況を観測して稼動データを得ることができるので、所定の稼動状況でもって交換時期を予測しユーザ４や情報管理システム３１に対して通知することが可能なＸ線画像診断装置を提供することができる。
【００３２】
なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｘ線管の稼動状況を観測して稼動データを得ることができ、所定の稼動状況でもって交換時期を予測し通知することができるＸ線画像診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるＸ線画像診断装置の構成を説明するための概略図を示す。
【図２】本発明の実施の形態によるＸ線画像診断装置に係る管球寿命データの一つの構成例を説明するための概略図を示す。
【図３】本発明の実施の形態によるＸ線画像診断装置における警告表示の例を説明するための概略図を示す。
【符号の説明】
１…本体制御装置、２…画像表示装置、３…外部情報端末、４…ユーザ、１１…フィラメント加熱制御部、１２…Ｘ線管、１３…陽極蓄熱量制御部、１４…Ｘ線制御部、１５…陽極駆動制御部、１６…管球寿命データ、１７…管球使用量制御部、１８…データ送受信部、２１…表示部、２２…Ｘ線画像モニタ、３１…情報管理システム

Claims

Ｘ線を曝射するためのＸ線管を有するＸ線画像診断装置において、
前記Ｘ線管の内部の回転陽極の回転時間を示す第１の時間データを入手する陽極駆動制御手段と、
前記回転陽極が蓄熱された時間を示す第２の時間データを入手する陽極蓄熱量制御手段と、
前記Ｘ線管の内部の加熱用のフィラメントの加熱時間を示す第３の時間データを入手するフィラメント加熱制御手段と、
前記第１の時間データ、前記第２の時間データおよび前記第３の時間データを蓄積し、管球寿命までの残り時間を求める管球使用量制御手段と、
前記管球使用量制御手段により求められた前記管球寿命までの残り時間に基づいて前記Ｘ線管の交換時期を通知する交換時期通知手段と、を備えることを特徴とするＸ線画像診断装置。
前記第１の時間データは、Ｘ線曝射条件に応じた各回転モードに対応して設定された重み係数を前記回転時間に積算加算することで得られるデータであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
前記第２の時間データは、Ｘ線曝射条件に対応して設定された重み係数を前記蓄熱された時間に積算加算することで得られるデータであることを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像診断装置。
前記第３の時間データは、Ｘ線曝射条件に対応して設定された重み係数を前記加熱時間に積算加算することで得られるデータであることを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像診断装置。
前記交換時期通知手段は、コンピュータネットワークを介して所定の端末へ前記交換時期を通知可能なことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＸ線画像診断装置。
前記交換時期通知手段は、少なくとも警告灯、警告音、文字や図形表示のうちのいずれか一つ以上でもって行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＸ線画像診断装置。