JP6085372B2 - Ｘ線診断装置、ｘ線管故障予兆検知方法および回転陽極型ｘ線管 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線管の故障予兆の検知に好適なＸ線診断装置、Ｘ線管故障予兆検知方法および回転陽極型Ｘ線管に関する。

図８は、医療用に従来一般的に用いられているＸ線診断装置１ｅの構成の例を模式的に示した図、図９は、Ｘ線診断装置１ｅに用いられている回転陽極型Ｘ線管１０ｅの縦断面の例を模式的に示した図である。図８に示すように、Ｘ線診断装置１ｅは、回転陽極型Ｘ線管１０ｅ、Ｘ線検出器２、テーブル３、支柱４、回転機構５などによって構成される。

Ｘ線診断装置１ｅにおいて、回転陽極型Ｘ線管１０ｅから出射されたＸ線６は、テーブル３上の被検体７を透過し、このテーブル３上の被検体７を挟んで回転陽極型Ｘ線管１０ｅの反対側に配設されたＸ線検出器２によって検出される。そして、Ｘ線検出器２によって検出される信号は、図示しない画像処理装置へ伝達され、その画像処理装置により被検体７の透過画像が生成される。

ここで、回転機構５は、回転陽極型Ｘ線管１０ｅ、テーブル３およびＸ線検出器２をその位置関係を保持したまま、テーブル３の長さ方向に垂直で、水平な平面に含まれる中心軸８の回りに回転させるための機構である。従って、回転機構５は、中心軸８を回転軸として、テーブル３を、例えば、−９０度から＋９０度まで傾斜させることができる。従って、Ｘ線診断装置１ｅは、被検体７の様々な姿勢、例えば、様々な姿勢での人の内臓などのＸ線透過画像を取得することができる。

また、図９に示すように、回転陽極型Ｘ線管１０ｅは、ガラスなどの真空容器１１内に、熱電子を発生させるフィラメント１２、陰極となる集束電極１３、傘状の金属円板からなるターゲット１４、ターゲット１４を回転支持する陽極回転子１５、陽極回転子１５を軸支するベアリング１６などが収納されて構成される。この回転陽極型Ｘ線管１０ｅにおいては、陽極回転子１５が配設された位置の真空容器１１の外側にはステータ１７が配設されており、陽極回転子１５は、ステータ１７により形成される回転磁界に従って、回転軸１９を軸に回転する。

このような回転陽極型Ｘ線管１０ｅでは、フィラメント１２から発生する熱電子を高電圧で加速、収束させて、ターゲット１４に衝突させることによりＸ線６を発生させる。このとき、ターゲット１４の熱電子が衝突する箇所は、衝突により加熱され、高温となるが、ターゲット１４が陽極回転子１５とともに回転するので、熱電子が衝突する箇所が分散することとなり、ターゲット１４への熱ダメージが低減される。

また、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの全体は、アルミニウムなどからなるハウジング１８で覆われ、その中に油が充填される。この油は、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの内部から発生する熱をハウジング１８へ伝達するとともに、回転陽極型Ｘ線管１０ｅに印加する高電圧がハウジング１８に通電しないように絶縁する役割を担う。

ところで、回転陽極型Ｘ線管１０ｅは、回転機構を有するため、ベアリング１６の機械的摩耗や、その磨耗に伴う陽極回転子１５とベアリング１６との間に生じるギャップ（ガタ）などのために、陽極回転子１５の回転不良などの故障を引き起こすことが多い。この陽極回転子１５の回転不良の故障は、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの寿命を決定する最も大きな要因となっている。

医療現場では、患者などの検診中に、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの寿命が尽きて、Ｘ線診断装置１ｅが使用できなくなるような事態は、基本的には許容されない。そのため、一般的には、回転陽極型Ｘ線管１０ｅは、その寿命が尽きる前に新品と交換される。このような場合、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの寿命がいつ尽きるか、言い換えれば、回転陽極型Ｘ線管１０ｅを交換する適切な時期を事前に知ることが必要である。

例えば、特許文献１や特許文献２には、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの真空容器１１やハウジング１８などに振動センサを取り付け、陽極回転子１５が回転するときに発生する振動の強度や周波数成分をモニタリングすることにより、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの故障予兆を検知する技術が開示されている。すなわち、振動センサで検出される振動の強度や周波数成分が正常動作時に取得されていた値から所定の閾値以上に大きく変化した場合には、陽極回転子１５やベアリング１６が経時変化により劣化した、つまり、回転陽極型Ｘ線管１０ｅが劣化したものと判断する。この技術により、Ｘ線診断装置１ｅにおいて、回転陽極型Ｘ線管１０ｅを交換する時期を適切に定めることが可能になる。

特開昭６１―１５３９３２号公報 特開２００１―２１８７６２号公報

実際の医療現場でＸ線診断装置１ｅが使用される場合には、様々な姿勢の被検体７（被検者の内臓など）のＸ線透過画像が取得される。そのため、テーブル３や回転陽極型Ｘ線管１０ｅも回転機構５により連続的に回転させられたり、傾斜させられたりする。このとき、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの水平面に対する傾斜角（以下、姿勢角という）が変化すると陽極回転子１５とベアリング１６との接触状態が変化して、振動センサによって検出される振動の強度やその周波数成分にも変化が生じる。

しかしながら、特許文献１や特許文献２に示された技術では、回転陽極型Ｘ線管１０ｅの回転や傾斜が、振動センサによって検出される振動の強度やその周波数成分に及ぼす影響については何ら考慮されていない。実際に回転陽極型Ｘ線管１０ｅが回転したり傾斜したりすると、振動センサで検出される振動の強度やその周波数成分に変化が現れる。従って、特許文献１や特許文献２に示されているように、振動センサで検出される振動の強度やその周波数成分の経時変化量に基づいて劣化の程度を判断するとすれば、その経時変化量は過大に見積もられることとなり、回転陽極型Ｘ線管１０ｅは、早めに劣化、言い換えれば、早めに寿命が尽きたと判断される。すなわち、回転陽極型Ｘ線管１０ｅは十分に使用可能なのに、早めに廃棄されることとなり、その結果、Ｘ線診断装置１ｅの運用コストがかさむことになる。

以上の従来技術の問題点に鑑み、本発明は、回転陽極型Ｘ線管の故障予兆検知の精度を向上させ、Ｘ線診断装置の保守・運用コストを低減させることが可能なＸ線診断装置、Ｘ線管故障予兆検知方法および回転陽極型Ｘ線管を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生する回転陽極型のＸ線管と、被検体を挟んで前記Ｘ線管に対向する位置に配設され、前記Ｘ線管から照射されるＸ線による前記被検体の投影画像を取得するＸ線検出器と、前記Ｘ線管から生じる振動を計測する振動センサと、前記Ｘ線管の姿勢角を計測するモーションセンサと、前記モーションセンサにより計測される複数の姿勢角と、前記Ｘ線管の姿勢角が前記計測される複数の姿勢角それぞれであるときに前記振動センサによりそれぞれ計測される振動の振動データと、を互いに対応付けて取得し、前記取得した複数の姿勢角それぞれについて前記Ｘ線管使用開始以降の振動データの経時変化量を算出し、前記複数の姿勢角それぞれについての前記振動データの経時変化量に基づき、前記Ｘ線管の故障予兆を検知する故障予兆検知装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るＸ線診断装置では、姿勢角ごとに振動データの経時変化量を求め、姿勢角ごとに回転陽極型Ｘ線管の故障予兆を検知するので、より精密に故障予兆の検知を行うことができる。

本発明によれば、回転陽極型Ｘ線管の故障予兆検知の精度を向上させ、Ｘ線診断装置の保守・運用コストを低減させることができる。

本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の例を模式的に示した図。 本発明の実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管の縦断面の例を模式的に示した図。 故障予兆検知装置での故障予兆検知の判定に用いられる振動データの例を示した図。 本発明の実施形態の第１の変形例に係る回転陽極型Ｘ線管の縦断面の例を模式的に示した図。 本発明の実施形態の第２の変形例に係る回転陽極型Ｘ線管の縦断面の例を模式的に示した図。 本発明の実施形態の第３の変形例に係る回転陽極型Ｘ線管の縦断面の例を模式的に示した図。 本発明の実施形態の第４の変形例に係る回転陽極型Ｘ線管の縦断面の例を模式的に示した図。 医療用に従来一般的に用いられているＸ線診断装置の構成の例を模式的に示した図。 Ｘ線診断装置に用いられている回転陽極型Ｘ線管の縦断面の例を模式的に示した図。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の例を模式的に示した図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、回転陽極型Ｘ線管１０、Ｘ線検出器２、テーブル３、支柱４、回転機構５、故障予兆検知装置９などを含んで構成される。これらのＸ線診断装置１の構成要素の大部分は、図８に示したＸ線診断装置１ｅとほとんど同じであるので、図８の説明と一部重複するが、以下、Ｘ線診断装置１の構成について簡単に説明する。

Ｘ線診断装置１において、回転陽極型Ｘ線管１０から出射されたＸ線６は、テーブル３上の被検体７を透過し、このテーブル３上の被検体７を挟んで回転陽極型Ｘ線管１０の反対側に配設されたＸ線検出器２によって検出される。そして、Ｘ線検出器２によって検出される信号は、図示しない画像処理装置へ伝達され、その画像処理装置により被検体７の透過画像が生成される。

ここで、回転機構５は、回転陽極型Ｘ線管１０、テーブル３およびＸ線検出器２をその位置関係を保持したまま、テーブル３の長さ方向に垂直で、水平な平面に含まれる中心軸８の回りに回転させるための機構である。すなわち、回転機構５は、中心軸８を回転軸として、回転陽極型Ｘ線管１０、テーブル３およびＸ線検出器２を例えば−９０度から＋９０度まで傾斜させることができる。従って、Ｘ線診断装置１は、被検体７（例えば、様々な姿勢での人の内蔵など）の様々な姿勢でのＸ線透過画像を取得することができる。

本実施形態に係るＸ線診断装置１は、回転陽極型Ｘ線管１０に振動センサ２１およびモーションセンサ２２が取り付けられている点でＸ線診断装置１ｅ（図８参照）と相違している。回転陽極型Ｘ線管１０に取り付けられた振動センサ２１は、回転陽極型Ｘ線管１０から発生する振動を検出し、モーションセンサ２２は、回転陽極型Ｘ線管１０の水平面に対する傾斜角（より正確には、回転陽極型Ｘ線管１０に含まれる陽極回転子１５（図２参照）の回転軸が水平面となす角度と定義され、以下、姿勢角という）を検出する。

さらに、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、故障予兆検知装置９を有することを特徴とする。故障予兆検知装置９は、モーションセンサ２２によって検出された回転陽極型Ｘ線管１０の姿勢角と、振動センサ２１によって検出された振動の強度およびその周波数成分と、を対応付けて取得する。そして、複数ケースの姿勢角それぞれに対応付けられて取得された振動の強度およびその周波数成分に基づき、回転陽極型Ｘ線管１０の故障予兆を検知する。なお、故障予兆検知装置９は、データ処理装置と記憶装置と入出力装置とを備えたパーソナルコンピュータなどにより実現することができ、具体的な故障予兆の検知の方法については別途説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管１０の縦断面の例を模式的に示した図である。回転陽極型Ｘ線管１０の構成要素は、その大部分が図９に示した回転陽極型Ｘ線管１０ｅの構成要素と同じなので、図９の説明と一部重複するが、以下、回転陽極型Ｘ線管１０の構成について簡単に説明する。

図２に示すように、回転陽極型Ｘ線管１０は、ガラスなどの真空容器１１内に、熱電子を発生させるフィラメント１２、陰極となる集束電極１３、傘状の金属円板からなるターゲット１４、ターゲット１４を回転支持する陽極回転子１５、陽極回転子１５を軸支するベアリング１６などが収納されて構成される。この回転陽極型Ｘ線管１０においては、陽極回転子１５が配設された位置の真空容器１１の外側にはステータ１７が配設されており、陽極回転子１５は、ステータ１７により形成される回転磁界に従って、回転軸１９を軸に回転する。

このとき、回転陽極型Ｘ線管１０では、フィラメント１２から発生する熱電子を高電圧で加速、収束させて、ターゲット１４に衝突させることによりＸ線６を発生させる。このとき、ターゲット１４の熱電子が衝突する箇所は、衝突により加熱され、高温となるが、ターゲット１４が陽極回転子１５ともに回転するので、熱電子が衝突する箇所が分散することとなり、ターゲット１４への熱ダメージが低減される。

また、回転陽極型Ｘ線管１０の全体は、アルミニウムなどからなるハウジング１８で覆われ、その中に油が充填される。この油は、回転陽極型Ｘ線管１０の内部から発生する熱をハウジング１８へ伝導するとともに、回転陽極型Ｘ線管１０に印加する高電圧がハウジング１８に通電しないように絶縁する役割を担う。

図１から分かるように、回転陽極型Ｘ線管１０のハウジング１８は、略円筒形状をしている。そして、図２に示すように、振動センサ２１およびモーションセンサ２２は、陽極回転子１５の回転軸１９に略垂直なハウジング１８の側面（円筒形状のハウジング１８の底面に相当する側面）で、かつ、陽極回転子１５が配設された位置に近い方の側面に取り付けられている（配設されている）。

ここで、振動センサ２１は、例えば、加速度センサや音響センサなどにより構成され、モーションセンサ２２は、例えば、加速度センサやジャイロセンサなどにより構成されているものとする。

以上のように構成された回転陽極型Ｘ線管１０において、陽極回転子１５が回転するとベアリング１６との間で機械的振動を生じ、その振動は、ハウジング１８へ伝播する。ハウジング１８に取り付けられた振動センサ２１は、その振動の強度を検出するとともに、その周波数成分を検出する。ここで、振動の強度とは、振動センサ２１で得られる振動波形の振幅の時間平均であり、周波数成分とは、前記振動波形から得られる周波数ごとに分解した振動の強度をいう。以下、振動の強度およびその周波数成分を振動データと総称する。

本実施形態では、振動センサ２１によって振動データが検出されるときには、併せて、モーションセンサ２２によって回転陽極型Ｘ線管１０の姿勢角が検出されるものとする。そして、故障予兆検知装置９は、振動センサ２１およびモーションセンサ２２のそれぞれから振動データおよび姿勢角を取得し、その取得した振動データを姿勢角に対応付けて管理する、例えば、両者を対応付けたデータを記憶装置に格納する。

前記したように、陽極回転子１５が回転するときに生じる振動は、ベアリング１６などが劣化するとともに変化する。そこで、故障予兆検知装置９は、回転陽極型Ｘ線管１０が新品に交換された使用開始時に振動センサ２１を介して振動データを取得し、記憶装置に格納しておく。その後、故障予兆検知装置９は、適宜、例えば、１日に１回、振動センサ２１を介して振動データを取得して、その取得した振動データを使用開始時の振動データと比較し、その経時変化量をモニタリングする。そして、その経時変化量が予め定められた閾値（既定の閾値）を超えた場合、回転陽極型Ｘ線管１０の故障予兆が検知されたと判定する。

本実施形態では、振動データは、姿勢角に対応付けて管理されているので、以上のような故障予兆の検知は、それぞれ対応付けられた姿勢角ごとに別々に行われ、いずれかの姿勢角で経時変化量が予め定められた閾値を超えた場合に、回転陽極型Ｘ線管１０の故障予兆が検知されたと判定される。なお、判定の基準となる閾値は、姿勢角ごとに異なった値であってもよい。

図３は、故障予兆検知装置９での故障予兆検知の判定に用いられる振動データの例を示した図である。例えば、姿勢角が０度のときには、使用開始時の新品の回転陽極型Ｘ線管１０では、陽極回転子１５が滑らかに回転するため、陽極回転子１５の回転周期に相当する、例えば、周波数ｆ_ａの振動を生じる。このような場合、振動の周波数成分には、周波数ｆ_ａでピークが現れる（図３の欄（ａ）参照）。また、姿勢角が例えば３０度の場合、使用開始時の新品の回転陽極型Ｘ線管１０であっても、周波数ｆ_ａの他に、例えば、周波数ｆ_ａの２倍の周波数などで小さなピークが現れる（欄（ｂ）参照）。

そして、経時変化によりベアリング１６が劣化して損傷したような場合には、姿勢角が０度のとき、周波数ｆ_ａの他にも、その２倍の周波数などで小さなピークが現れたり（欄（ｃ）参照）、姿勢角が３０度のとき、周波数ｆ_ａの他の周波数で、３つもまたは４つものピークが現れたりする（欄（ｄ）参照）。

故障予兆検知装置９は、それぞれの姿勢角ごとに、使用開始時の振動の周波数成分と経時変化後の振動の周波数成分とからその経時変化量を求め、その経時変化量に基づいて、回転陽極型Ｘ線管１０の故障予兆を検知する。なお、振動の周波数成分の経時変化量は、例えば、それぞれの姿勢角についての使用開始時の周波数成分ａ，ｂと経時変化後の周波数成分ｃ，ｄとの差の絶対値｜ａ−ｃ｜，｜ｂ−ｄ｜をそれぞれ全周波数領域で積分した量などとして定義することができる。

そして、故障予兆検知装置９は、それぞれの姿勢角について周波数成分の経時変化量が既定の閾値を超えた否かを判定し、いずれかの姿勢角についての経時変化量が規定の閾値を超えた場合には、回転陽極型Ｘ線管１０の故障予兆が検知されたと判定する。

以上、図３の説明では、振動の周波数成分は、２つの姿勢角の場合について比較されているが、例えば、−６０度から＋６０度まで１０度刻みの１３種の姿勢角などのように、多数の姿勢角の場合についての周波数成分が比較されてもよい。また、図３の説明では、経時変化量の対象となる振動データとしては、周波数成分のみが採用されているが、振動の強度だけを用いて経時変化量を求めてもよく、または、振動の強度およびその周波数成分を混合した量を用いて経時変化量を求めてもよい。

なお、モーションセンサ２２による回転陽極型Ｘ線管１０の姿勢角の検出は、陽極回転子１５から発生する振動の検出とは異なり、ほぼ静的な物理量の検出である。すなわち、回転陽極型Ｘ線管１０は、図１に示したように、中心軸８を回転軸として回転機構５により回転、傾斜させられるが、回転、傾斜する回転陽極型Ｘ線管１０の挙動は、周波数的には非常に低い現象である。従って、モーションセンサ２２によって検出される姿勢角は、回転陽極型Ｘ線管１０で生じる振動の影響をほとんど受けることはないと考えてよい。

次に、本実施形態の効果について説明する。特許文献１や特許文献２などに開示された技術では、回転陽極型Ｘ線管１０の使用開始時の振動データと経時変化後の振動データから求められる経時変化量に基づき、回転陽極型Ｘ線管１０の故障予兆が検知される。しかしながら、その技術には、回転陽極型Ｘ線管１０の姿勢角ごとに別々に振動データの経時変化量を求めるという技術概念は含まれていない。

これは、簡単に言えば、従来技術では、経時変化量を求める際に基準となる振動データが１つしかないことを意味する。そこで、ここでは、基準となる使用開始時の振動データを欄（ａ）の振動データであるとする。一方、経時変化後に取得される振動データには、それが取得されたときの姿勢角がわからないので、経時変化量計算の対象となる振動データは、欄（ｃ）の振動データであるかも知れないし、欄（ｄ）の振動データであるかも知れない。

この場合、欄（ｃ）の振動データと欄（ａ）の振動データとは、その差が小さいので、欄（ｃ）の振動データから求められる経時変化量は、既定の閾値を超えることはない。一方、欄（ｄ）の振動データと欄（ａ）の振動データとは、その差が大きいので、欄（ｃ）の振動データから求められる経時変化量は、既定の閾値を超える可能性がある。そこで、欄（ｄ）の振動データが経時変化量計算の対象として採用され、求められた経時変化量が既定の閾値を超えた場合には、当該回転陽極型Ｘ線管１０は、近いうちに寿命が尽きるであろうと判断され、廃棄される。

それに対し、本実施形態では、姿勢角ごとに使用開始時の振動データが用意されているため、姿勢角ごとに別々に取得された経時変化後の振動データは、同じ姿勢角の使用開始時の振動データと比較され、その経時変化量が計算される。ちなみに、図３の例では、欄（ｄ）の振動データについては、欄（ｂ）の振動データからの経時変化量が計算される。その場合、欄（ｄ）の振動データと欄（ｂ）の振動データとは、その差がそれほど大きくはないので、その経時変化量は、既定の閾値を超えない可能性がある。そこで、その経時変化量が既定の閾値を超えなかった場合には、当該回転陽極型Ｘ線管１０は、使用可能と判断されるので、廃棄されることはない。すなわち、回転陽極型Ｘ線管１０を長く使用することが可能になる。

すなわち、欄（ｄ）の振動データの経時変化量は、欄（ａ）の振動データからの経時変化量であれば、既定の閾値を超え、欄（ｂ）の振動データからの経時変化量であれば、既定の閾値を超えないような場合は存在し得る。また、逆のケースが存在するとは考えにくい。これは、本実施形態では、姿勢角ごとに区別して振動データの経時変化量が求められている、言い換えれば、陽極回転子１５とベアリング１６との接触状況が同じ状態ごとに区別して、より精密な振動データの経時変化量が求められているからに他ならない。

以上、本発明に係るＸ線診断装置１によれば、回転陽極型Ｘ線管１０に振動センサ２１およびモーションセンサ２２が取り付けられているため、回転陽極型Ｘ線管１０の姿勢角別に振動データを取得することが可能となり、さらには、姿勢角別に振動データの経時変化量を取得することが可能になる。よって、より精密な振動データの経時変化量に基づいて回転陽極型Ｘ線管１０の故障予兆を検知することが可能になるので、故障予兆検知の精度向上を図ることが可能になる。

すなわち、使用可能な回転陽極型Ｘ線管１０が早めの故障予兆の検知により、早めに交換され、廃棄されるようなケースはなくなるので、その結果として、Ｘ線診断装置１の保守・運用コストの低減を図ることが可能になる。

また、本実施形態では、前記したように、振動センサ２１およびモーションセンサ２２が陽極回転子１５の回転軸１９に略垂直なハウジング１８の側面（円筒形状のハウジング１８の底面に相当する側面）に取り付けられる。この構造は、従来一般的に用いられている回転陽極型Ｘ線管１０ｅ（図９参照）に振動センサ２１およびモーションセンサ２２を追加するのが容易な構造である。そのため、従来のＸ線診断装置１ｅに故障予兆の検知機能をオプションとして容易に追加することが可能になる。

（実施形態の第１の変形例）
図４は、本発明の実施形態の第１の変形例に係る回転陽極型Ｘ線管１０ａの縦断面の例を模式的に示した図であり、本変形例は、図１に示したＸ線診断装置１において、回転陽極型Ｘ線管１０の構造の一部を変形したものである。

図４に示すように、本変形例に係る回転陽極型Ｘ線管１０ａでは、振動センサ２１は、円筒形状のハウジング１８の底面に相当する側面で、陽極回転子１５が配設された位置に近い方の側面の薄肉部（低剛性部）に取り付けられている。また、モーションセンサ２２は、振動センサ２１が取り付けられた側面と同じ側面の厚肉部（高剛性部）に取り付けられている。

ハウジング１８の薄肉部は、相対的に剛性が小さくなるので、陽極回転子１５から発生する機械的振動の影響を受け易くなり、振動の振幅（強度）は大きくなる。よって、振動センサ２１は、陽極回転子１５からの振動を感度よく検出することが可能になる。加えて、この肉薄部の形状を陽極回転子１５から発生する振動の周波数帯域で共振するような構造とすることにすれば、振動センサ２１の感度をさらに向上させることができる。一方、ハウジング１８の厚肉部は、相対的に剛性が大きくなるので、陽極回転子１５から発生する機械的振動の影響を受けにくくなり、その結果、モーションセンサ２２によって検出される姿勢角の精度向上を図ることができる。

（実施形態の第２の変形例）
図５は、本発明の実施形態の第２の変形例に係る回転陽極型Ｘ線管１０ｂの縦断面の例を模式的に示した図であり、本変形例は、図１に示したＸ線診断装置１において、回転陽極型Ｘ線管１０の構造の一部を変形したものである。

図５に示すように、本変形例に係る回転陽極型Ｘ線管１０ｂでは、振動センサ２１は、陽極回転子１５の回転軸１９に略平行なハウジング１８の側面（円筒に相当する側面）で、陽極回転子１５が配設された位置に近い位置の薄肉部（低剛性部）に取り付けられている。また、モーションセンサ２２は、陽極回転子１５の回転軸１９に略平行なハウジング１８の側面で、陽極回転子１５が配設された位置からできるだけ遠い位置の厚肉部（高剛性部）に取り付けられている。

本変形例では、振動センサ２１が陽極回転子１５の配設位置に近接した位置のハウジング１８の薄肉部（低剛性部）に取り付けられているので、振動センサ２１は、陽極回転子１５からの振動をより感度よく検出することが可能になる。また、モーションセンサ２２は、陽極回転子１５の配設位置に遠い位置のハウジング１８の厚肉部（高剛性部）に取り付けられているので、陽極回転子１５から発生する機械的振動の影響を受けにくくなる。その結果、モーションセンサ２２によって検出される姿勢角の精度向上を図ることができる。

（実施形態の第３の変形例）
図６は、本発明の実施形態の第３の変形例に係る回転陽極型Ｘ線管１０ｃの縦断面の例を模式的に示した図であり、本変形例は、図１に示したＸ線診断装置１において、回転陽極型Ｘ線管１０の構造の一部を変形したものである。

図６に示すように、本変形例に係る回転陽極型Ｘ線管１０ｃでは、振動センサ２１およびモーションセンサ２２は、ともに、円筒形状のハウジング１８の底面に相当する側面で、陽極回転子１５が配設された位置に近い方の側面の薄肉部（低剛性部）に取り付けられている。

モーションセンサ２２が検出する信号は、振動センサ２１が検出する振動の周波数帯域に比べ十分に低いため、モーションセンサ２２は、もともと陽極回転子１５から発生する振動の影響を受けにくい。そのため、振動センサ２１をハウジング１８の薄肉部（低剛性部）に取り付け、振動センサ２１の感度向上を図ることができれば、十分な効果が得られたと考えることもできる。

（実施形態の第４の変形例）
図７は、本発明の実施形態の第４の変形例に係る回転陽極型Ｘ線管１０ｄの縦断面の例を模式的に示した図であり、本変形例は、図１に示したＸ線診断装置１において、回転陽極型Ｘ線管１０の構造の一部を変形したものである。

図７に示すように、本変形例に係る回転陽極型Ｘ線管１０ｄでは、振動センサ２１は、円筒形状のハウジング１８の底面に相当する側面で、陽極回転子１５が配設された位置に近い方の側面の薄肉部（低剛性部）に取り付けられている。また、モーションセンサ２２は、振動センサ２１が取り付けられた側面と同じ側面にダンパー材２３を介して取り付けられている。ダンパー材２３は、ゴム系または樹脂系の材料からなり、モーションセンサ２２として必要な周波数帯数以外の振動（例えば、数１０Ｈｚ以上の振動）を減衰させる役割を果たす。

従って、本変形例では、振動センサ２１は、陽極回転子１５からの振動を感度よく検出することが可能になるともに、モーションセンサ２２は、陽極回転子１５からの振動の影響を排除した姿勢角を高精度に検出することが可能になる。

（その他の変形例）
以上に説明した実施形態およびその変形例では、振動センサ２１およびモーションセンサ２２は、いずれも回転陽極型Ｘ線管１０，１０ａ〜１０ｄのハウジング１８に取り付けられるとしている。しかしながら、図１に示したように、回転陽極型Ｘ線管１０は、テーブル３およびＸ線検出器２との位置関係を保持したまま、中心軸８を回転軸として回転機構５によって回転させられる。従って、回転陽極型Ｘ線管１０の姿勢角を計測するモーションセンサ２２は、必ずしも回転陽極型Ｘ線管１０のハウジング１８に取り付けられる必要はなく、回転機構５に支持されて中心軸８を回転軸として回転させられる機構部であれば、どこに取り付けられていてもよい。

なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を加えることも可能である。

１，１ｅ Ｘ線診断装置
２ Ｘ線検出器
３ テーブル
４ 支柱
５ 回転機構（回転支持機構）
６ Ｘ線
７ 被検体
８ 中心軸
９ 故障予兆検知装置
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ 回転陽極型Ｘ線管（Ｘ線管）
１１ 真空容器
１２ フィラメント
１３ 集束電極
１４ ターゲット
１５ 陽極回転子
１６ ベアリング
１７ ステータ
１８ ハウジング（構造部材）
１９ 回転軸
２１ 振動センサ
２２ モーションセンサ
２３ ダンパー材（振動緩衝材）

Claims (9)

1. Ｘ線を発生する回転陽極型のＸ線管と、
   被検体を挟んで前記Ｘ線管に対向する位置に配設され、前記Ｘ線管から照射されるＸ線による前記被検体の投影画像を取得するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管から生じる振動を計測する振動センサと、
   前記Ｘ線管の姿勢角を計測するモーションセンサと、
   前記モーションセンサにより計測される複数の姿勢角と、前記Ｘ線管の姿勢角が前記計測される複数の姿勢角それぞれであるときに前記振動センサによりそれぞれ計測される振動の振動データと、を互いに対応付けて取得し、前記取得した複数の姿勢角それぞれについて前記Ｘ線管使用開始以降の振動データの経時変化量を算出し、前記複数の姿勢角それぞれについての前記振動データの経時変化量に基づき、前記Ｘ線管の故障予兆を検知する故障予兆検知装置と、
   を備えること
   を特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記振動センサにより計測される振動データは、振動の強度および振動の周波数成分の少なくとも一方であること
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記振動センサは、前記Ｘ線管の低剛性構造部に配設され、
   前記モーションセンサは、前記Ｘ線管の高剛性構造部に配設されること
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
4. 前記振動センサは、前記Ｘ線管の薄肉構造部に配設され、
   前記モーションセンサは、前記Ｘ線管の厚肉構造部に配設されること
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
5. 前記モーションセンサは、振動緩衝材を介して前記Ｘ線管の構造部に配設されること
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
6. 前記被検体が配置される位置を中心軸として前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器の位置関係を保持したまま回転可能に支持して、前記Ｘ線管の姿勢角を変化させる回転支持機構
   をさらに備え、
   前記モーションセンサは、前記回転支持機構により回転させられる機構部に配設されること
   を特徴とする請求項１にＸ線診断装置。
7. Ｘ線を発生する回転陽極型のＸ線管と、
   被検体を挟んで前記Ｘ線管に対向する位置に配設され、前記Ｘ線管から照射されるＸ線による前記被検体の投影画像を取得するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管から生じる振動を計測する振動センサと、
   前記Ｘ線管の姿勢角を計測するモーションセンサと、
   前記Ｘ線管の故障の予兆を検知する故障予兆検知装置と、
   を備えたＸ線診断装置におけるＸ線管故障予兆検知方法であって、
   前記故障予兆検知装置は、
   前記モーションセンサにより計測される複数の姿勢角を取得し、
   前記Ｘ線管の姿勢角が前記取得される複数の姿勢角それぞれであるときに前記振動センサによりそれぞれ計測される振動の振動データを前記姿勢角に対応付けて取得し、
   前記複数の姿勢角それぞれについて前記Ｘ線管使用開始以降の振動データの経時変化量を算出し、
   前記複数の姿勢角それぞれについて算出した前記振動データの経時変化量に基づき、前記Ｘ線管の故障予兆を検知すること
   を特徴とするＸ線管故障予兆検知方法。
8. 熱電子を出射、加速する陰極と、前記加速された熱電子が衝突するターゲットと、前記ターゲットを回転支持する陽極回転子と、を内部に収納した真空容器と、
   前記真空容器を保持する構造部材と、
   前記構造部材の低剛性構造部に配設され、前記陽極回転子が回転することによって生じる振動を計測する振動センサと、
   前記構造部材の高剛性構造部に配設され、前記陽極回転子の姿勢角を計測するモーションセンサと、
   を備えること
   を特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
9. 前記構造部材の低剛性構造部は、前記構造部材の薄肉構造部であり、
   前記構造部材の高剛性構造部は、前記構造部材の厚肉構造部であること
   を特徴とする請求項８に記載の回転陽極型Ｘ線管。

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