JP5683932B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線管に高電圧を印加してＸ線を発生させる高電圧発生手段を有するＸ線診断装置に関する。

従来のＸ線診断装置として、バッテリーにより供給される電力を基に、Ｘ線管に高電圧を供給するものがある（例えば、特許文献１）。

Ｘ線発生のための電源としてバッテリーを使用した場合に、バッテリーの電源供給能力が小さいために移動型Ｘ線装置など低出力のＸ線診断装置に限定して使用してきた。

最近のバッテリーの技術進歩でバッテリーの高性能化と共に長寿命化が進み、Ｘ線電源として通常のＸ線透視装置などのＸ線発生用の電源として使用することが可能になって来ている。

特開２００３−１０１６７号公報

しかしながら、バッテリーをＸ線発生用の電源として使用する場合、商用電源とバッテリー電源を切り替えて使うことにより電源事情の悪い地域での使用や停電時の使用という優位性があったが、容量の大きなバッテリーを追加することによるコストアップをカバーすることができなかった。

この実施形態は、上記の問題を解決するものであり、バッテリーを使い、商用電源とバッテリー電源を切り替えて使う場合に、Ｘ線診断装置に必要な電源設備の容量を抑えて装置のランニングを低く抑えることができるＸ線診断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態に係るＸ線診断装置は、高電圧発生手段、第一切替手段及び第二切替手段を有し、高電圧発生手段はＸ線管に高電圧を印加してＸ線を発生させ、第一切替手段は、Ｘ線透視の指示を受けたとき商用電源と高電圧発生手段とを電気的に接続するようにオン状態に切り替わり、Ｘ線撮影の指示を受けたときオフ状態に切り替わる。第二切替手段は、Ｘ線透視の指示を受けたとき商用電源からの電流がバッテリーに逆流しないようにオフ状態に切り替えられ、Ｘ線撮影の指示を受けたときバッテリーと高電圧発生手段とを電気的に接続するようにオン状態に切り替わる。

第一の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一部を示すブロック図である。 第二の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一部を示すブロック図である。

次に、Ｘ線診断装置の各種実施形態を各図に基づいて説明する。

［第一の実施形態］
先ず、Ｘ線診断装置の第一の実施形態について図１を参照して説明する。図１は、Ｘ線診断装置の構成の一部を示すブロック図である。

Ｘ線診断装置は、Ｘ線管１、高電圧発生手段２、Ｘ線制御手段３、インバータユニット４、商用電源５、整流手段６、バッテリー装置７、切替スイッチ８、Ｘ線条件設定手段９を有している。バッテリー装置７はインバータユニット４に電力を供給するこの発明のバッテリーの一例である。

Ｘ線制御手段３は切替制御回路１２を有している。バッテリー装置７は、複数（例えば４個から２５個程度）のバッテリーユニット１０、及び、充放電制御手段１１を有している。切替スイッチ８及び切替制御回路１２はこの発明の電源切替手段の一例である。

Ｘ線管１に高電圧を印加してＸ線を発生させる高電圧発生手段２が設けられている。高電圧発生手段２はインバータユニット４に接続されている。インバータユニット４は、商用電源５、整流手段６、またはバッテリー装置７から供給される電力を直流交流変換する。高電圧発生手段２は、直流交流変換された電力を高電圧トランス（図示省略）により昇圧して高電圧を発生する。

Ｘ線制御手段３は、Ｘ線条件設定手段９により入力されたＸ線照射条件を受けて、高電圧発生手段２、インバータユニット４、及び、バッテリーユニット１０をそれぞれ制御して、所望のＸ線照射条件のＸ線を発生させる。ここで、Ｘ線照射条件とは、Ｘ線透視時及びＸ線撮影時のＸ線照射条件（管電圧、管電流など）を含む。

整流手段６は商用電源５からの交流を直流に変換する。整流手段６は切替スイッチ８を介してインバータユニット４に直流電力を出力する。商用電源５及び整流手段６はこの発明の第一の電源の一例である。

Ｘ線制御手段３は、Ｘ線条件設定手段９により入力されたＸ線透視時のＸ線照射条件を受けて、インバータユニット４を整流手段６に電気的に接続させるように切替スイッチ８を切り替ることにより、整流手段６からの直流電力をインバータユニット４に供給する。このとき、充放電制御手段１１は、Ｘ線制御手段３からの充電指示を受けて、バッテリーユニット１０を充電させる。Ｘ線透視時にバッテリーユニット１０を充電させ、それにより、Ｘ線透視後に行われるＸ線撮影に備えることができる。

また、Ｘ線制御手段３は、Ｘ線条件設定手段９により入力されたＸ線撮影時のＸ線照射条件を受けて、インバータユニット４をバッテリー装置７に電気的に接続させるように切替スイッチ８を切り替えることにより、バッテリー装置７からの直流電力をインバータユニット４に供給する。このとき、充放電制御手段１１は、Ｘ線制御手段３からの放電指示を受けて、バッテリーユニット１０を放電させる。なお、このとき、充放電制御手段１１は、バッテリーユニット１０を充電させない。すなわち、バッテリーユニット１０は、Ｘ線撮影時を除きＸ線透視時を含む稼働中に充電される。

以上のように、Ｘ線を発生させるための電源は商用電源５、整流手段６、またはバッテリー装置７から供給されるが、その切り替えを切替スイッチ８で行っている。切替スイッチ８はＸ線制御手段３の切替制御回路１２で制御される。

次に、切替スイッチ８及び切替制御回路１２を含む電源切替手段の動作について説明する。

（Ｘ線透視）
Ｘ線制御手段３によるＸ線透視の指示を受けたとき、切替制御回路１２は、第一の電源（商用電源５、整流手段６）からの電力を供給するように切替スイッチ８を動作させる。Ｘ線撮影を行う場合にはバッテリー装置７からの電力を供給するように動作する。これにより、商用電源は比較的使用する電力の小さいＸ線透視を行う時だけＸ線発生のための電力を供給することになり、常時接続される電源容量が小さくても良いことになる。

バッテリー装置７からの電力でＸ線を発生させていない時、すなわち切替スイッチ８が第一の電源（商用電源５、整流手段６）に接続されている時に、充放電制御手段１１は、常時バッテリーユニット１０を充電させる。第一の電源（商用電源５、整流手段６）によるバッテリーユニット１０への充電のために必要とする電力は、Ｘ線撮影時に必要とする電力より小さくて良いことから、このときも常時接続される電源容量は同じように小さくても良いことになる。しかるに、Ｘ線透視においてもＸ線撮影においても電源容量が小さいものでＸ線発生が可能になる。

（Ｘ線撮影）
一方、Ｘ線制御手段３によるＸ線撮影の指示を受けたとき、切替制御回路１２は、バッテリー装置７からの電力を供給するように切替スイッチ８を動作させる。それにより、従来と同じ撮影出力を得ることができる。

［第二の実施形態］
次に、このＸ線診断装置の第二の実施形態について図２を参照して説明する。図２は、図１と同様にＸ線診断装置の構成の一部を示すブロック図である。

第二の実施形態に係るＸ線診断装置の基本的な構成は第一の実施形態と同じであるため、その基本的な構成の説明を省略し、第一の実施形態と異なる構成について説明する。

第一の実施形態に係るＸ線診断装置に加え、バッテリー装置７の複数のバッテリーユニット１０に充電するために商用電源５から接続された電源変圧手段１３、そして電源変圧手段１３の出力を交流直流変換する整流手段１４がそれぞれ接続されて整流手段１４の出力はバッテリー装置７に接続されている。

電源変圧手段１３により降圧された商用電源５の電力が整流手段１４を通してバッテリー装置７に供給される。商用電源５、電源変圧手段１３及び整流手段１４はバッテリー装置７を充電するためのこの発明の第二の電源の一例である。充放電制御手段１１は、第二の電源からの電力により各バッテリーユニット１０を充電させる。

さらにバッテリー装置７の出力はダイオード１５を介してインバータユニット４に直接接続されている。ここで、第一の電源（商用電源５、整流手段６）の出力電圧Ｖｏと整流手段１４の出力電圧Ｖｂは常にＶｏ＞Ｖｂになるように電源変圧手段１３の出力を設定しておく。なお、バッテリー装置７中に存在する電気抵抗により、バッテリー装置７の出力電圧は、整流手段１４の出力電圧Ｖｂより低くなるが、バッテリー装置７の出力電圧もＶｂであるとして以下の説明をする。

このように、Ｖｏ＞Ｖｂとした理由の一つは、第一の電源の出力電圧Ｖｏを高くすることにより、第一の電源からの電流Ｉが少なくても、Ｘ線照射、及び、バッテリー装置７の充電をすることが可能となり、また、バッテリー装置７の出力電圧Ｖｂを低くしても、バッテリーユニット１０を並列接続することにより、バッテリー装置７からの電流Ｉを多くして、Ｘ線撮影することが可能となるためである。

以上のように構成されたＸ線診断装置において、Ｘ線透視時、切替制御回路１２は、第一の電源（商用電源５、整流手段６）とインバータユニット４とを電気的に接続するように切替スイッチ８ａをオン状態に切り替える。それにより、第一の電源（商用電源５、整流手段６）の出力でＸ線を発生させる。ここで、Ｖｏ＞Ｖｂとしたもう一つの理由がある。それは、Ｖｏ＞Ｖｂであるため、ダイオード１５はオフ状態となることで、第一の電源（商用電源５、整流手段６）から電流がバッテリー装置７へ逆流するのを防止することが可能になる。切替スイッチ８ａはこの発明の第一切替手段の一例である。また、ダイオード１５はこの発明の第二切替手段の一例である。

一方、Ｘ線撮影時に、切替制御回路１２は、第一の電源（商用電源５、整流手段６）とインバータユニット４とを電気的に接続させないように切替スイッチ８をオフ状態に切り替える。それにより、ダイオード１５はオン状態となり、バッテリー装置７とインバータユニット４とを電気的に接続し、バッテリー装置７の出力でＸ線を発生させる。

第一の電源（商用電源５、整流手段６）の出力でＸ線を発生させる時にダイオード１５はオフ状態となることから、バッテリー装置７の出力は常時ダイオード１５を介してインバータユニット４に直接接続することが可能になる。この場合、切替スイッチ８はプラス側だけ電源を切り替えれば良く、その切り替える電源はＸ線透視条件の比較的出力が小さいものであるので、切替スイッチ８も小容量のもので良い。

このような実施形態に拠れば、商用電源とバッテリーの切り替えに小容量のスイッチを使用することができ、かつＸ線撮影時のＸ線発生のための出力について切り替える必要がなくなることで、品質と信頼性を向上させることが可能になる。

以上説明した実施形態によれば、Ｘ線発生のための電源として使用するバッテリーを使用した場合に、Ｘ線診断装置に必要な電源設備の容量を抑えて装置のランニングコストを低く抑えることができ、かつ導入コストを抑えて品質および信頼性の向上したＸ線診断装置を提供することが可能になる。

第二の実施形態は、バッテリーへの充電回路に電源変圧手段１３を用いて示しているが、商用電源５を使用するＸ線透視回路に電源変圧手段を設けて昇圧してもよい。それにより、第二の実施形態に係るＸ線診断装置と同種類の構成を実現することができる。

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、書き換え、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。

１ Ｘ線管 ２ 高電圧発生手段 ３ Ｘ線制御手段
４ インバータユニット ５ 商用電源 ６ 整流手段
７ バッテリー装置 ８ 切替スイッチ ９ Ｘ線条件設定手段
１０ バッテリーユニット １１ 充放電制御手段 １２ 切替制御回路
１３ 電源変圧手段 １４ 整流手段 １５ ダイオード

Claims (3)

1. Ｘ線管に高電圧を印加する高電圧発生手段を有するＸ線診断装置において、
   Ｘ線透視の指示を受けたとき商用電源と前記高電圧発生手段とを電気的に接続するようにオン状態に切り替わり、Ｘ線撮影の指示を受けたときオフ状態に切り替わる第一切替手段と、
   Ｘ線透視の指示を受けたとき前記商用電源からの電流がバッテリーに逆流しないようにオフ状態に切り替わり、Ｘ線撮影の指示を受けたとき前記バッテリーと前記高電圧発生手段とを電気的に接続するようにオン状態に切り替わる第二切替手段と、
   を有するＸ線診断装置。
2. Ｘ線透視の指示を受けたとき、商用電源による前記バッテリーの充電を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記第二切替手段はダイオードであり、
   前記バッテリーは、前記商用電源の出力電圧より低い電圧を前記ダイオードを通して前記高電圧発生手段に供給することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。

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