JP7224924B2 - 医用システム及びｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用システム及びＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置が高出力化及び高速回転化するにつれ、Ｘ線管の故障モードとして、架台の回転に伴う遠心力やＸ線管のロータの回転に伴う回転機構の劣化が問題になる。劣化が進むと二次的現象として振動や騒音の増加又は放電の頻発として現れ、寿命又は故障により装置が使えなくなってしまう。そのため、劣化のより早い段階で発見することが重要である。

特開平４－３５９８５１号公報 特開２０１６－９０５４６号公報 特開２０１６－１１４９６０号公報

本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線管の劣化を使用不可になる前に判定することである。

実施形態に係る医用システムは、Ｘ線管に設けられた陽極の回転機構を駆動するための第１の電流又は前記Ｘ線管の変動を検出するセンサからの第２の電流に関する電流信号と、前記回転機構及び／又は前記Ｘ線管が設けられた架台の使用履歴とを取得する取得部と、前記電流信号と前記使用履歴とに基づいて前記Ｘ線管の劣化を判定する判定部と、を具備する。

図１は、本実施形態に係る医用システムの構成を示す図である。 図２は、図１のＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。 図３は、本実施形態に係るＸ線管とＸ線高電圧装置とから構成されるＸ線発生系の構成を示す図である。 図４は、図２の処理回路によるＸ線管の劣化判定の典型的な流れを示す図である。 図５は、電流信号の周波数分解と劣化判定とを模式的に示す図である。 図６は、閾値／使用履歴テーブルの一例を示す図である。 図７は、変形例１に関する加速度センサの設置例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る医用システム及びＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。

図１は、本実施形態に係る医用システム１００の構成を示す図である。図１に示すように、医用システム１００は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１、データ保管装置２００及びデータ解析装置３００を有する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１、データ保管装置２００及びデータ解析装置３００は、ネットワークを介して接続されている。

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、被検体にＸ線ＣＴ撮影を施してＣＴ画像を生成する医用画像診断装置である。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１により発生された種々のデータは、ネットワークを介してデータ保管装置２００に供給される。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の構成については後述する。

データ保管装置２００は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１から供給された種々のデータを記憶する。例えば、データ保管装置２００は、大容量記憶装置が内蔵されたコンピュータである。また、データ保管装置２００は、コンピュータにケーブルや通信ネットワークを介して通信可能に接続された大容量記憶装置であってもよい。当該記憶装置としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等が適宜利用可能である。

データ解析装置３００は、データ保管装置２００に記憶された種々のデータの解析を行う。データ解析装置３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサを有するコンピュータである。データ解析装置３００はデータ保管装置２００にネットワークを介して通信可能に接続されてもよいし、ケーブル等を介して接続されてもよい。データ解析結果は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１に供給することも可能である。

図２は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の構成を示す図である。図２に示すように、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、なお、図２には説明の都合のため複数の架台１０が描画されているが、典型的にはＸ線コンピュータ断層撮影装置１が装備する架台１０は１台である。

図２に示すように、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、架台１０、寝台３０及びコンソール４０を有する。架台１０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。寝台３０は、Ｘ線ＣＴ撮影の対象となる被検体Ｐを載置し、被検体Ｐを位置決めするための搬送装置である。コンソール４０は、架台１０を制御するコンピュータである。例えば、架台１０及び寝台３０は検査室に設置され、コンソール４０は検査室に隣接する操作室に設置される。架台１０、寝台３０及びコンソール４０は互いに通信可能に有線または無線で接続されている。架台１０は、スキャン部の一例である。

図２に示すように、架台１０は、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１２、回転フレーム１３、Ｘ線高電圧装置１４、制御装置１５、ウェッジ１６、コリメータ１７及びデータ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１８を有する。

Ｘ線管１１は、Ｘ線を発生する。具体的には、Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極と、陰極から飛翔する熱電子を受けてＸ線を発生する陽極と、陰極と陽極とを保持する真空管とを含む。Ｘ線管１１は、高圧ケーブルを介してＸ線高電圧装置１４に接続されている。陰極には、Ｘ線高電圧装置１４によりフィラメント電流が供給される。フィラメント電流の供給により陰極から熱電子が発生する。陰極と陽極との間には、Ｘ線高電圧装置１４により管電圧が印加される。管電圧の印加により陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔して陽極に衝突し、Ｘ線が発生する。発生されたＸ線は、被検体Ｐに照射される。陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔することにより管電流が流れる。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から発生され被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の線量に対応した電気信号をＤＡＳ１８に出力する。Ｘ線検出器１２は、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向）に複数配列された構造を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射Ｘ線量に応じた光量の光を出力する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射面側に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれることもある。光センサアレイは、シンチレータからの光の光量に応じた電気信号に変換する。光センサとしては、例えば、フォトダイオードが用いられる。

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸Ｚ回りに回転可能に支持する円環状のフレームである。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持する。回転フレーム１３は、固定フレーム（図示せず）に回転軸Ｚ回りに回転可能に支持される。制御装置１５により回転フレーム１３が回転軸Ｚ回りに回転することによりＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸Ｚ回りに回転させる。回転フレーム１３の開口部１９には、画像視野（ＦＯＶ：Field Of View）が設定される。

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台３０の天板３３の長手方向をＺ方向、Ｚ方向に直交し床面に対し水平である方向をＸ方向、Ｚ方向に直交し床面に対し垂直である方向をＹ方向と定義する。

Ｘ線高電圧装置１４は、高電圧電源とＸ線制御回路とを有する。高電圧電源は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧及びＸ線管１１に供給するフィラメント電流を発生する。Ｘ線制御回路は、Ｘ線管１１に印加する高電圧とＸ線管１１に供給フィラメント電流とを制御する。高電圧電源は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。Ｘ線高電圧装置１４は、架台１０内の回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台１０内の固定フレーム（図示しない）に設けられても構わない。

ウェッジ１６は、被検体Ｐに照射されるＸ線の線量を調節する。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線の線量が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰する。例えば、ウェッジ１６としては、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）等、アルミニウム等の金属が加工されることにより形成された金属フィルタである。これらウェッジ１６は、所定のターゲット角度や所定の厚みを有するように加工される。

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を限定する。コリメータ１７は、Ｘ線を遮蔽する複数の鉛板をスライド可能に支持し、複数の鉛板により形成されるスリットの形態を調節する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りとも呼ばれる。

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２により検出されたＸ線の線量に応じた電気信号をＸ線検出器１２から読み出し、読み出した電気信号を増幅し、ビュー期間に亘り電気信号を積分することにより当該ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有する検出データを収集する。検出データは、投影データとも呼ばれる。ＤＡＳ１８は、例えば、投影データを生成可能な回路素子を搭載した特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）により実現される。ＤＡＳ１８により生成された投影データ（検出データ）は、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台１０の非回転部（例えば、固定フレーム）に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する受信機に送信され、受信機からコンソール４０に伝送される。なお、回転フレーム１３から架台１０の非回転部への投影データの送信方式は、前述の光通信に限定されず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式であっても良い。

寝台３０は、基台３１、支持フレーム３２、天板３３及び寝台駆動装置３４を備える。基台３１は、床面に設置される。基台３１は、支持フレーム３２を、床面に対して垂直方向（Ｙ方向）に移動可能に支持する構造体である。支持フレーム３２は、基台３１の上部に設けられるフレームである。支持フレーム３２は、天板３３を中心軸Ｚに沿ってスライド可能に支持する。天板３３は、被検体Ｐが載置される柔軟性を有する板状構造体である。寝台駆動装置３４は、寝台３０に収容される。寝台駆動装置３４は、被検体Ｐが載置された天板３３を移動させるための動力を発生するモータ又はアクチュエータである。寝台駆動装置３４は、コンソール４０等による制御に従い作動する。

制御装置１５は、コンソール４０の処理回路４４による撮影制御機能４４１に従いＸ線ＣＴ撮影を実行するためにＸ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１８及び寝台３０を制御する。制御装置１５は、ＣＰＵ等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動装置とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ等のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。制御装置１５は、例えば、コンソール４０、架台１０及び寝台３０等に設けられた入力インタフェース４３からの操作信号に従い架台１０及び寝台３０を制御する。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転、架台１０のチルト、天板３３及び寝台３０の動作を制御する。

コンソール４０は、メモリ４１、ディスプレイ４２、入力インタフェース４３及び処理回路４４を有する。メモリ４１とディスプレイ４２と入力インタフェース４３と処理回路４４との間のデータ通信は、バス（BUS）を介して行われる。なお、コンソール４０は、架台１０とは別体であるとして説明するが、架台１０にコンソール４０の全構成要素又は一部の構成要素が含まれても良い。

メモリ４１は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ４１は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ４１の保存領域は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ４２としては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。また、ディスプレイ４２は、架台１０に設けられても良い。また、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でも良いし、コンソール４０本体と無線通信可能なタブレット端末等に含まれるタブレット型でも良い。

入力インタフェース４３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。入力インタフェース４３としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜使用可能である。なお、本実施形態において入力インタフェース４３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース４３の例に含まれる。また、入力インタフェース４３は、架台１０に設けられても良い。また、入力インタフェース４３は、コンソール４０本体と無線通信可能なタブレット端末等に含まれても良い。

処理回路４４は、入力インタフェース４３から出力される入力操作の電気信号に応じてＸ線コンピュータ断層撮影装置１の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路４４は、メモリに展開されたプログラムを実行することにより、撮影制御機能４４１、画像生成機能４４２、画像処理機能４４３、取得機能４４４、劣化判定機能４４５、更新機能４４６及び表示制御機能４４７等を実行する。なお、各機能４４１～４４７は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能４４１～４４７を実現するものとしても構わない。

撮影制御機能４４１において処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ撮影を行うためＸ線高電圧装置１４と制御装置１５とＤＡＳ１８とを制御する。処理回路４４は、スキャン計画等により決定された撮影条件に従いＸ線高電圧装置１４と制御装置１５とＤＡＳ１８とを制御する。

画像生成機能４４２において処理回路４４は、ＤＡＳ１８から出力された投影データに基づいて被検体Ｐに関するＣＴ画像を生成する。具体的には、処理回路４４は、ＤＡＳ１８から出力された投影データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。そして処理回路４４は、前処理後の投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を施しＣＴ画像を生成する。

画像処理機能４４３において処理回路４４は、入力インタフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、ＣＴ画像データに、ＭＰＲ処理やボリュームレンダリング処理、サーフェスレンダリング処理、画素値投影処理等を行う。

取得機能４４４において処理回路４４は、種々の情報を取得する。例えば、処理回路４４は、劣化判定機能４４５により使用される、Ｘ線管１１に設けられた陽極の回転機構を駆動するための第１の電流又はＸ線管１１の変動を検出するセンサからの第２の電流に関する電流信号を取得する。また、処理回路４４は、劣化判定機能４４５により使用される、Ｘ線管１１に設けられた陽極の回転機構及び／又はＸ線管１１が設けられた架台１０の使用履歴を取得する。

劣化判定機能４４５において処理回路４４は、取得機能４４４により取得された電流信号と使用履歴とに基づいてＸ線管１１の劣化を判定する。他の観点からいえば、処理回路４４は、電流信号が閾値を超えている持続時間に基づいてＸ線管１１の劣化を判定する。当該閾値は使用履歴に応じて設定される。本実施形態において、劣化とは、故障と長期使用による劣化（いわゆる寿命）との両方を含む概念である。処理回路４４は、使用履歴から閾値を決定する機械学習モデルを利用して、使用する閾値を決定する。機械学習モデルとしては、例えば、複数の閾値と複数の使用履歴とを関連付けたＬＵＴ（Look Up Table）が用いられる。以下、当該ＬＵＴを閾値／使用履歴テーブルと呼ぶことにする。閾値／使用履歴テーブルについては後述する。なお、機械学習モデルとしては、データベースやニューラルネットワーク、サポートベクターマシンが用いられてもよい。

更新機能４４６において処理回路４４は、劣化判定機能４４５において使用される閾値／使用履歴テーブルを更新する。

表示制御機能４４７において処理回路４４は、種々の情報をディスプレイ４２に表示する。例えば、種々の情報として、劣化判定機能４４５によるＸ線管１１の劣化の判定結果を表示する。また、処理回路４４は、画像生成機能４４２や画像処理機能４４３等により生成されたＣＴ画像等を表示することも可能である。

次に、本実施形態に係るＸ線管１１とＸ線高電圧装置１４とから構成されるＸ線発生系について説明する。図３は、本実施形態に係るＸ線管１１とＸ線高電圧装置１４とから構成されるＸ線発生系の構成を示す図である。

図３に示すように、Ｘ線管１１はＸ線管容器１１１を有する。Ｘ線管容器１１１は、内部が真空に保たれた、ガラスや金属等を材料として形成される容器である。Ｘ線管容器１１１は、陰極１１２、陽極１１３及びロータ１１４及びを収容する。陰極１１２は、例えば、細線形状を有するタングステンやニッケル等の金属により形成されるフィラメントを有する。陰極１１２は、ケーブル等を介してＸ線高電圧装置１４に接続されている。陰極１１２は、Ｘ線高電圧装置１４からの陰極電圧の印加及びフィラメント電流の供給を受けて発熱し熱電子を放出する。

陽極１１３は、タングステンやモリブデン等の重金属により形成された円盤形状を有する電極である。陽極１１３は、ロータ１１４の軸回りの回転に伴い回転する。陰極１１２と陽極１１３との間には、Ｘ線高電圧装置１４により高電圧の管電圧が印加される。陰極１１２から放出された熱電子は、管電圧の作用により、陽極１１３のターゲット１１３１に衝突する。陽極１１３のターゲット１１３１は、熱電子を受けてＸ線を発生する。

ロータ１１４は、陽極１１３を軸支する回転子である。陽極１１３を回転軸回りに回転可能にロータ１１４が設けられている。ロータ１１４の両端部には軸受（図示しない）が接続されている。軸受には潤滑剤が浸けられている。Ｘ線管容器１１１の外部にはロータ１１４を囲むようにステータコイル１１５が取り付けられている。ステータコイル１１５は、Ｘ線管１１に収容されている。軸受（図示せず）とロータ１１４とステータコイル１１５とは、陽極１１３を回転軸ＲＡ回りに回転可能に支持する回転機構１２０を構成する。ステータコイル１１５は、電流検出器１４４を介してロータ駆動電源１４３に接続されている。ステータコイル１１５は、ロータ駆動電源１４３からの電力の供給を受けて、電磁誘導の原理に従いロータ１１４を回転する。ロータ１１４の回転に連動して陽極１１３が回転する。

図３に示すように、Ｘ線高電圧装置１４は、高電圧電源１４１、フィラメント加熱電源１４２、ロータ駆動電源１４３、電流検出器１４４及びＸ線制御回路１４５を有する。

高電圧電源１４１は、Ｘ線制御回路１４５による制御に従い、Ｘ線管１１に印加される高電圧の管電圧を発生する。例えば、インバータ式Ｘ線高電圧装置の場合、高電圧電源１４１は、商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータの直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、インバータからの交流電圧を昇圧する変圧器と、変圧器により昇圧された交流電圧を整流及び平滑して直流高電圧を発生する高圧整流平滑回路とを有する。高圧整流平滑回路からの直流高電圧は管電圧として陰極１１２と陽極１１３との間に印加される。

フィラメント加熱電源１４２は、Ｘ線制御回路１４５による制御に従い、陰極１１２のフィラメントを加熱するためのフィラメント電流を発生する。フィラメント加熱電源１４２は、高電圧電源１４１と同一の電源系統に設けられてもよいし、独立の電源系統に設けられてもよい。

ロータ駆動電源１４３は、ステータコイル１１５に印加される電力を発生する。ロータ駆動電源１４３は、例えば、商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑回路と、整流平滑回路の直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを有する。インバータからの交流電圧がステータコイル１１５に印加される。

電流検出器１４４は、ロータ駆動電源１４３とステータコイル１１５との間に接続される。電流検出器１４４は、ステータコイル１１５に供給される電流を検出する。例えば、電流検出器１４４は、変流器（カレント・トランス）を含む。変流器は、ロータ駆動電源１４３からの電流を自身の巻数に応じた比率で検出し、検出された電流値に応じた電気信号（以下、電流信号と呼ぶ）を生成する。電流信号は、Ｘ線制御回路１４５を介して処理回路４４に供給される。

Ｘ線制御回路１４５は、撮影条件に含まれるＸ線条件に従い高電圧電源１４１とフィラメント加熱電源１４２とロータ駆動電源１４３とを制御する。例えば、陽極１１３を回転する場合、Ｘ線制御回路１４５は、ロータ駆動電源１４３に駆動指示を供給する。駆動指示を受けたロータ駆動電源１４３は、ステータコイル１１５に電力を供給する。電力の供給を受けたステータコイル１１５は、ロータ１１４と共に陽極１１３を回転する。ロータ駆動電源１４３からの出力電流（又はステータコイル電流）は、電流検出器１４４により電流信号として検出される。

電流検出器１４４により検出された電流には、軸受の潤滑剤の劣化に起因する成分やロータ１１４が一回転する間に発生する変動に起因する成分等を含む。軸受の潤滑剤の劣化は、電流信号の低周波成分の分析により把握される。ロータ１１４が一回転する間に発生する変動は、ロータ１１４の軸受の局所的損傷等に起因する。ロータ１１４が一回転する間に発生する変動は、電流信号の高周波成分の分析によりその変動が把握される。

次に、処理回路４４によるＸ線管１１の劣化判定について説明する。

劣化判定の比較例として、１）X線管１１に取付けた振動センサ信号や、２）架台回転速度及び架台回転数から劣化を判定する方法が考えられる。

１）振動センサによる判定について。X線管１１には回転フレーム１３の回転時と停止時との2つの状態がある。回転時は架台１０も振動する。そのため、Ｘ線管１１の振動の要因としては、回転フレーム１３の回転による直接的な振動と架台１０の振動に伴う振動とがあり、両者を切り分ける必要がある。X線管１１の構造上の制約からセンサを理想的なポイントに取付けることは難しく、取り付け誤差の影響を考慮する必要がある。また、陽極１１３が回転しているため、1方向以上の振動成分の確認が必要となり、複数のセンサを取り付ける必要がある。

２）架台回転速度及び架台回転数による判定について。個体差の影響が考慮されないため、製造バラツキによる誤差が大きく劣化の兆候検出は難しい。

更に、回転体の診断として電流兆候解析（ＭＣＳＡ：Motor Current Signature Analysis）での電流スペクトルによる故障診断がある。電流検出による方法は振動センサによる検出に比べ、センサが不要なだけでなく、軸部分の状態検出としては有効な手段である。ただし、スペクトルによる診断の為、異常スペクトルが確認できた時点では劣化が進行してしまっており、劣化の兆候診断（早期段階での発見）は難しい。また、Ｘ線管１１の場合、潤滑材の劣化や軸受の損傷状態により、ステータコイル電流レベルや高周波成分の振幅が変動するが、特に玉軸受の場合、潤滑材の変動が発生しても時間が経過すると慣らされて元に戻る傾向をもっている。このため閾値を超えたか否かで単純に判断することは難しい。

図４は、処理回路４４によるＸ線管１１の劣化判定の典型的な流れを示す図である。なお、図４の劣化判定はＸ線ＣＴ撮影の実行時において行われるものとする。Ｘ線ＣＴ撮影の実行時において、Ｘ線制御回路１４５の制御に従いロータ駆動電源１４３の電力の供給を受けてロータ１１４及び陽極１１３が回転している。ロータ１１４及び陽極１１３の回転中、電流検出器１４４は、繰り返し電流信号を生成している。

図４に示すように、処理回路４４は、取得機能４４４の実現により、電流検出器１４４からの電流信号を繰り返し取得する（ステップＳ１）。

ステップＳ１が行われると、処理回路４４は、劣化判定機能４４５の実現により、Ｘ線管１１の劣化判定を行う。まず処理回路４４は、電流信号を低周波成分Ｉｌｒと高周波成分Ｉｈｆとに分解する（ステップＳ２）。例えば、処理回路４４は、電流信号に周波数フィルタを適用することにより低周波成分Ｉｌｒと高周波成分Ｉｈｆとに分解する。低周波成分Ｉｌｆと高周波成分Ｉｈｆとについて個別に劣化判定が行われる。

図５は、電流信号の周波数分解と劣化判定とを模式的に示す図である。図５の上段は、電流信号の電流値のグラフを示す。当該グラフの縦軸は電流値に規定され、横軸は時間に規定される。図５の中段は電流信号のうちの低周波成分の電流レベルのグラフを示す。当該グラフの縦軸は電流レベルに規定され、横軸は時間に規定される。図５の下段は電流信号のうちの高周波成分の振幅のグラフを示す。当該グラフの縦軸は振幅に規定され、横軸は時間に規定される。

図５に示すように、処理回路４４は、ステップＳ１において取得された電流信号を低周波成分Ｉｌｆと高周波成分Ｉｈｆとに分解する。例えば、処理回路４４は、Ｘ線高電圧装置１４の電流検出器１４４からリアルタイムで電流信号を取得し、一定時間間隔毎に電流信号を低周波成分Ｉｌｆと高周波成分Ｉｈｆとに分解する。例えば、ローパスフィルタを適用することにより当該電流信号から低周波成分Ｉｌｆが抽出され、ハイパスフィルタを適用することにより当該電流信号から高周波成分Ｉｈｆが抽出される。なお、低周波成分Ｉｌｆは、一定時間内における電流信号の平均値により代用されてもよい。低周波成分Ｉｌｆについては、ステップＳ３－Ｓ１１において電流レベル（電流値）に基づいて劣化判定が行われる。高周波成分Ｉｈｆについては、ステップＳ１２－Ｓ２１において振幅に基づいて劣化判定が行われる。劣化判定の詳細について以下に説明する。

ステップＳ２において低周波成分Ｉｌｆが生成されると処理回路４４は、低周波成分Ｉｌｆの電流レベルと閾値Ｉ１１とを比較し、低周波成分Ｉｌｆの電流レベルが閾値Ｉ１１未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。以下、低周波成分Ｉｌｆの電流レベルを単に低周波成分Ｉｌｆと記載する。閾値Ｉ１１は、Ｘ線管１１が故障しているか否かを識別するための数値である。故障は、Ｘ線管１１が既に使用できない状態を意味する。

ステップＳ３において低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１１未満でない、すなわち、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１１を超えていると判定された場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、処理回路４４は、Ｘ線管１１が故障している旨のアラームを報知する（ステップＳ４）。これによりＸ線管１１の交換が促される。当該アラームは、ディスプレイ４２に表示されてもよいし、スピーカ等を介して音により報知されてもよい。この際、低周波成分Ｉｌｆでの劣化判定によるアラームであることを報知してもよい。これにより、劣化の要因をユーザに報知することができる。ステップＳ４が行われると処理回路４４は、制御装置１５を制御して強制的にＸ線ＣＴ撮影を中断する。あるいは処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ撮影の中断を促すメッセージを表示する。この際、処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ撮影が中断されるまで、再びステップＳ１に戻り、劣化判定を繰り返してもよい。

ステップＳ３において低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１１未満である、すなわち、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１１を超えていないと判定された場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、処理回路４４は、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２より大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。閾値Ｉ１２は、Ｘ線管１１が正常か否かを識別するための数値である。正常は、Ｘ線管１１に劣化の徴候もなく、Ｘ線管１１を使用できる状態を意味する。

ステップＳ５において低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２より大きくない、すなわち、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２より小さいと判定された場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、処理回路４４は、Ｘ線管１１に異常が無いと判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において処理回路４４は、再びステップＳ１に戻り劣化判定を繰り返す。なお、処理回路４４は、Ｘ線管１１に異常が無い旨を、ディスプレイ４２等を介して報知してもよい。この際、低周波成分Ｉｌｆに対する閾値Ｉ１２を用いた判定による結果であることを報知してもよい。これにより、低周波成分Ｉｌｆの解析により判明可能な劣化要因については異常が無い旨をユーザに報知することができる。

Ｉ１２＜Ｉｌｆ≦Ｉ１１である場合、Ｘ線管１１の劣化の兆候が見られるレベルである。Ｘ線管１１は、潤滑材の変動が発生しても時間が経過すると慣らされて元に戻る傾向をもっている。低周波成分Ｉｌｆが一時的に閾値Ｉ１２を超えても時間が経過すると閾値Ｉ１２以下に戻ることがある。すなわち、閾値Ｉ１２を超えた状態が継続するかによって回転機構１２０の劣化状態を判断することが有効である。従って処理回路４４は、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２を超えている期間（以下、持続時間Ｔｌｆと呼ぶ）を解析する。

ステップＳ５において低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２より大きい、すなわち、Ｉ１２＜Ｉｌｆ≦Ｉ１１であると判定された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、処理回路４４は、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２を超えている持続時間Ｔｌｆを算出する（ステップＳ７）。図５に示すように、低周波成分Ｉｌｆをモニタリングし、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２を超えている持続時間Ｔｌｆが算出される。持続時間Ｔｌｆは、例えば、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２を上回った時点から低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２を下回った時点までの時間間隔として規定される。持続時間Ｔｌｆは、Ｉ１２＜Ｉｌｆ≦Ｉ１１が持続している期間である。

ステップＳ７が行われると処理回路４４は、使用履歴に応じて閾値Ｔｌｎを決定する（ステップＳ８）。ステップＳ８において処理回路４４は、閾値／使用履歴テーブルを利用して現時点の使用履歴に応じて閾値Ｔ１ｎを決定する。使用履歴は、回転機構１２０に負荷を与える因子の履歴である。具体的には、使用履歴は、Ｘ線管使用履歴と架台使用履歴とを含む。Ｘ線管使用履歴は、回転機構１２０に含まれるロータ１１４の回転速度及び累積回転時間を含む。架台使用履歴は、架台１０の回転フレーム１３の回転速度及び累積回転時間を含む。例えば、ロータ１１４の劣化の兆候が現れてから故障に至るまでの時間は、使用開始段階の状況や長期間の使用、使用頻度により異なる。そのため閾値Ｔ１ｎは使用履歴に応じて異なる。よって処理回路４４は、使用履歴から回転機構１２０の負荷状況を示すパターンｎを分類し、現時点の負荷状況に応じたパターンｎに対応する閾値Ｔ１ｎを決定する。

図６は、閾値／使用履歴テーブルの一例を示す図である。図６に示すように、閾値／使用履歴テーブルは、架台使用履歴の評価関数ＸｇとＸ線管使用履歴の評価関数Ｘｒとの組合せに閾値Ｔ／ｎを関連付けている。評価関数Ｘｇは、回転フレーム１３の回転速度及び累積回転時間を変数とする、回転フレーム１３の回転速度及び累積回転時間を要素とする回転機構１２０の負荷状況を評価する関数である。評価関数Ｘｒは、ロータ１１４の回転速度及び累積回転時間を変数とする、ロータ１１４の回転速度及び累積回転時間を要素とする回転機構の負荷状況を評価する関数である。評価関数Ｘｇと評価関数Ｘｒとは、低周波成分Ｉｌｆに関するので、主にロータ１１４の潤滑剤の劣化を評価する。閾値Ｔ／ｎは、閾値Ｔ１ｎ又は後述の高周波成分のための閾値Ｔ２ｎである。「／」に低周波成分を示す「１」又は高周波成分を示す「２」が入る。図６に示すように、例えば、評価関数Ｘｇの値が０からＸｇ１の間であり且つ評価関数Ｘｒの値がＸｒ１からＸｒ２の間である場合、パターン２の閾値Ｔ１２に決定される。高周波成分のための閾値Ｔ２ｎについては後述する。

ステップＳ８が行われると処理回路４４は、ステップＳ７において算出された持続時間ＴｌｆがステップＳ８において決定された閾値Ｔ１ｎよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ９－ｎ）。持続時間Ｔｌｆが閾値Ｔ１ｎよりも大きくないと判定された場合（ステップＳ９－ｎ：Ｎｏ）、処理回路４４は、異常無しであると判定する（ステップＳ１０－ｎ）。ステップＳ１０－ｎにおいて処理回路４４は、再びステップＳ１に戻り劣化判定を繰り返す。なお、処理回路４４は、Ｘ線管１１に異常がない旨を、ディスプレイ４２等を介して報知してもよい。これにより、低周波成分Ｉｌｆの解析により判明可能な劣化要因については異常が無い旨をユーザに報知することができる。

ステップＳ９－ｎにおいて持続時間Ｔｌｆが閾値Ｔ１ｎよりも大きいと判定された場合（ステップＳ９－ｎ：Ｙｅｓ）、処理回路４４は、Ｘ線管１１に劣化の兆候が有る旨のアラームを報知する（ステップＳ１１）。これによりＸ線管１１の交換の計画が促される。この際、低周波成分Ｉｌｆでの劣化判定によるアラームであることを報知してもよい。これにより、劣化の要因をユーザに報知することができる。当該アラームは、ディスプレイ４２に表示されてもよいし、スピーカ等を介して音により報知されてもよい。ステップＳ１１が行われると処理回路４４は、制御装置１５を制御してＸ線ＣＴ撮影を継続する。この際、処理回路４４は、再びステップＳ１に戻り、劣化判定を繰り返してもよい。

ステップＳ１０－ｎ又はステップＳ１１が行われると低周波成分Ｉｌｆに対する処理が終了する。このように、ステップＳ３－ステップＳ１１によれば、処理回路４４は、低周波成分Ｉｌｆの電流レベルと使用履歴とに基づいて回転機構１２０に含まれる潤滑剤の劣化を判定することができる。

次に、高周波成分Ｉｈｆに対する処理について説明する。高周波成分Ｉｈｆについては、低周波成分Ｉｌｆとは異なり、変動幅が重要であるため、振幅ΔＩｈｆに基づいて劣化判定が行われる。

ステップＳ２において高周波成分Ｉｆｆが生成されると処理回路４４は、図５の下段に示すように、高周波成分Ｉｈｆの振幅ΔＩｈｆを算出する（ステップＳ１２）。振幅ΔＩｈｆは、例えば、高周波成分Ｉｈｆの電流レベルとゼロ値との差分として算出される。なお、振幅ΔＩｈｆは、低周波よりも短い一定区間のpeak-peak値により代用されてもよい。

ステップＳ１２が行われると処理回路４４は、振幅ΔＩｈｆと閾値Ｉ２１とを比較し、振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。閾値Ｉ２１は、Ｘ線管１１が故障しているか否かを識別するための数値である。

ステップＳ１３において振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２１未満でない、すなわち、振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２１を超えていると判定された場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、処理回路４４は、Ｘ線管１１が故障している旨のアラームを報知する（ステップＳ１４）。これによりＸ線管１１の交換が促される。当該アラームは、ディスプレイ４２に表示されてもよいし、スピーカ等を介して音により報知されてもよい。この際、高周波成分Ｉｈｆでの劣化判定によるアラームであることを報知してもよい。これにより、劣化の要因をユーザに報知することができる。ステップＳ１４が行われると処理回路４４は、制御装置１５を制御して強制的にＸ線ＣＴ撮影を中断する。あるいは処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ撮影の中断を促すメッセージを表示する。この際、処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ撮影が中断されるまで、再びステップＳ１に戻り、劣化判定を繰り返してもよい。

ステップＳ１３において振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２１未満である、すなわち、振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２１を超えていないと判定された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、処理回路４４は、振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２２より大きいか否かを判定する（ステップＳ１５）。閾値Ｉ２２は、Ｘ線管１１が正常か否かを識別するための数値である。

ステップＳ１５において振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２２より大きくない、すなわち、振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２２より小さいと判定された場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、処理回路４４は、Ｘ線管１１に異常が無いと判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において処理回路４４は、再びステップＳ１に戻り劣化判定を繰り返す。なお、処理回路４４は、Ｘ線管１１に異常が無い旨を、ディスプレイ４２等を介して報知してもよい。これにより、高周波成分Ｉｈｆの解析により判明可能な劣化要因については異常が無い旨をユーザに報知することができる。

ステップＳ１５において振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２２より大きい、すなわち、Ｉ２２＜ΔＩｈｆ≦Ｉ２１であると判定された場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、処理回路４４は、振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２２を超えている持続時間Ｔｈｆを算出する（ステップＳ１７）。振幅ΔＩｈｆをモニタリングし、振幅ΔＩｈｆが閾値Ｉ２２を超えている持続時間Ｔｈｆが算出される。

ステップＳ１７が行われると処理回路４４は、使用履歴に応じて閾値Ｔ２ｎを決定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において処理回路４４は、第２の閾値／使用履歴テーブルを利用して現時点の使用履歴に応じて閾値Ｔ２ｎを決定する。第２の閾値／使用履歴テーブルは、架台使用履歴の評価関数ＸｇとＸ線管使用履歴の評価関数Ｘｒとの組合せに閾値Ｔ２ｎを関連付けている。閾値Ｔ２ｎの決定方法は、ステップＳ８における閾値Ｔ１ｎの決定方法と同様である。

ステップＳ１８が行われると処理回路４４は、ステップＳ１７において算出された持続時間ＴｈｆがステップＳ１８において決定された閾値Ｔ２ｎよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１９－ｎ）。持続時間Ｔｈｆが閾値Ｔ２ｎよりも大きくないと判定された場合（ステップＳ１９－ｎ：Ｎｏ）、処理回路４４は、異常無しであると判定する（ステップＳ２０－ｎ）。ステップＳ２０－ｎにおいて処理回路４４は、再びステップＳ１に戻り劣化判定を繰り返す。なお、処理回路４４は、Ｘ線管１１に異常がない旨を、ディスプレイ４２等を介して報知してもよい。これにより、高周波成分Ｉｈｆの解析により判明可能な劣化要因については異常が無い旨をユーザに報知することができる。

ステップＳ１９－ｎにおいて持続時間Ｔｈｆが閾値Ｔ２ｎよりも大きいと判定された場合（ステップＳ１９－ｎ：Ｙｅｓ）、処理回路４４は、Ｘ線管１１に劣化の兆候が有る旨のアラームを報知する（ステップＳ２１）。これによりＸ線管１１の交換の計画が促される。当該アラームは、ディスプレイ４２に表示されてもよいし、スピーカ等を介して音により報知されてもよい。この際、高周波成分Ｉｈｆでの劣化判定によるアラームであることを報知してもよい。これにより、劣化の要因をユーザに報知することができる。ステップＳ２１が行われると処理回路４４は、制御装置１５を制御してＸ線ＣＴ撮影を継続する。この際、処理回路４４は、再びステップＳ１に戻り、劣化判定を繰り返してもよい。

ステップＳ２０－ｎ又はステップＳ２１が行われると高周波成分Ｉｈｆに対する処理が終了する。このように、ステップＳ１２－ステップＳ２１によれば、処理回路４４は、高周波成分Ｉｈｆの振幅と使用履歴とに基づいて回転機構１２０特に軸受の局所的損傷を判定することができる。

以上により、処理回路４４によるＸ線管１１の劣化判定が終了する。

なお、図４に示す処理の流れは一例であり、種々の変更が可能である。例えば、処理回路４４は、電流信号を、低周波成分と高周波成分との２成分でなく、３以上の周波数成分に分解してもよい。この場合、処理回路４４は、低周波成分又は高周波成分と同様、各周波数成分の電流レベル又は振幅に基づいてＸ線管１１の劣化を判定すればよい。また、処理回路４４は、低周波成分や高周波成分等の一周波数成分のみに基づいてＸ線管１１の劣化を判定してもよい。また、図４に示す処理は、玉軸受タイプのＸ線管１１の例で説明したが、すべり軸受タイプのＸ線管１１にも適用可能である。

ステップＳ７において持続時間Ｔｌｆは、例えば、低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２を上回った時点から低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２を下回った時点までの時間間隔として規定されるとした。しかしながら、一定期間内において低周波成分Ｉｌｆが閾値Ｉ１２を繰り返し上回ったり下回ったりするような変動が大きい場合、持続時間Ｔｌｆは、低周波成分ＩｌｆがＩ１２＜Ｉｌｆ≦Ｉ１１である期間の合計時間として算出されてもよい。ステップＳ１７についても同様に、持続時間Ｔｈｆは、高周波成分Ｉｈｆの振幅ΔＩｈｆがＩ２２＜ΔＩｈｆ≦Ｉ２１である期間の合計時間として算出されてもよい。

上記の劣化判定において処理回路４４は、高周波成分Ｉｈｆの振幅ΔＩｈｆについて持続時間Ｔｈｆが算出されるとした。しかしながら、処理回路４４は、高周波成分Ｉｈｆの実効値について持続時間Ｔｈｆが算出されてもよい。

閾値／使用履歴テーブルは、図６に示すように、架台使用履歴の評価関数ＸｇとＸ線管使用履歴の評価関数Ｘｒとの組合せに閾値Ｔ／ｎを関連付けているとした。しかしながら、閾値／使用履歴テーブルは、架台使用履歴に係る情報とＸ線管使用履歴に係る情報と閾値Ｔ／ｎとを関連付けていれば、上記のデータ構造に限定されない。

上記の劣化判定において電流信号は、ステータコイル電流の電流信号であるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ロータ１１４の回転の動力源として、ステータコイル１１５の代わりにモータが用いられる場合、当該モータに供給される電流（トルク分電流）に関する電流信号を、上記の劣化判定において電流信号として用いてもよい。トルク分電流に関する電流信号を用いる場合であっても、上記の劣化判定と同一のアルゴリズムで実施可能である。

上記の劣化判定によれば、処理回路４４は、電流信号を複数の周波数成分に分解した後、各周波数成分について２段階の劣化判定を実行する。１段階目の劣化判定は、Ｘ線管１１の使用不可状態か否か（故障の有無）の判定であり、周波数成分の電流レベル又は振幅に対する閾値判定が実行される。２段階目の劣化判定は、使用不可状態にない事を前提とした、Ｘ線管１１の劣化兆候の有無の判定であり、周波数成分の閾値超過期間の持続時間に対する閾値判定が実行される。このような２段階の劣化判定により、Ｘ線管１１の劣化具合を３段階以上に分類することができ、詳細な劣化判定を行うことができる。これにより、Ｘ線管１１が使用不可になる前においても劣化具合を判定することができる。また、Ｘ線管１１の劣化に起因するステータコイル電流又はモータ分電流の変動は、上記の通り、その劣化の要因に応じて周波数依存性を有する。従って周波数成分毎に劣化判定を行うことにより、劣化の要因を判定することも可能となる。従ってＸ線管１１の修理や部品交換等を行う場合においても要因特定が容易になる。

上記の劣化判定の確度を上げ、より早期に兆候を判断するには、閾値（閾値Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ２１、Ｉ２２、閾値Ｔ１ｎ及び閾値Ｔ２ｎ）やパターンの分類方法が重要となる。また、使用開始段階の故障のような不良モードやＸ線コンピュータ断層撮影装置１の使用モードは変化していくこともあるため、それによって上記閾値やパターンの分類は変わってくる。よって、実際の電流信号と劣化判定結果とを含む実績データの把握が重要となる。そのため、処理回路４４は、更新機能４４６の実現により、実績データに基づいて上記閾値やパターンの分類を更新する。以下、更新処理について説明する。

メモリ４１は、電流検出器１４４により検出された時系列の電流信号のデータ（以下、電流データと呼ぶ）を検出時刻に関連付けて蓄積する。履歴データには、劣化判定機能４４５による劣化判定結果が関連付けられる。電流データと劣化判定結果とが実績データを構成する。

処理回路４４は、更新機能４４６の実現により、実績データを解析して、当該Ｘ線管１１に最適な閾値（閾値Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ２１、Ｉ２２、閾値Ｔ１ｎ及び閾値Ｔ２ｎ）やパターンの分類方法を更新する。これにより、例えば、閾値／使用履歴テーブルの閾値Ｔ１ｎ及び閾値Ｔ２ｎの値や、パターン（閾値Ｔ１ｎ及び閾値Ｔ２ｎの個数）が当該Ｘ線管１１に最適な値に更新される。

なお、実績データは、医用システム１００のデータ保管装置２００に蓄積されてもよい。データ保管装置２００は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１のＸ線管１１だけでなく、他のＸ線コンピュータ断層撮影装置のＸ線管を含む複数のＸ線管各々の実績データを蓄積する。データ解析装置３００は、更新機能４４６と同様の手法により、複数のＸ線管各々の実績データを解析して、当該処理回路４４の劣化判定機能４４５に供される閾値やパターンの分類方法を更新する。データ解析装置３００は、種々のＸ線コンピュータ断層撮影装置のＸ線管の実績データを用いて閾値等をフィードバック更新することができるので、より精度の高い閾値等を用いて精度の良い劣化判定を行うことができる。

（変形例１）
上記の実施形態において処理回路４４は、Ｘ線管１１に設けられた陽極１１３の回転機構を駆動するための電流に関する電流信号に基づいてＸ線管１１の劣化を判定するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。処理回路４４は、Ｘ線管１１の変動を検出するセンサからの電流に関する電流信号に基づいてＸ線管１１の劣化を判定してもよい。Ｘ線管１１の変動を検出するセンサとして、例えば、位置センサや加速度センサが適用可能である。以下、当該センサは加速度センサであるとする。

図７は、変形例１に関する加速度センサ１１６の設置例を示す図である。図７に示すように、加速度センサ１１６は、Ｘ線管１１の複数箇所に設けられるとよい。例えば、Ｘ線管１１の外壁、Ｘ線管容器１１１のうちのロータ１１４に近接する外壁部分、Ｘ線管容器１１１のうちのステータコイル１１５に近接する外壁部分に設けられる。各加速度センサ１１６は、ロータ１１４の回転又は回転フレーム１３の回転に起因するＸ線管１１の変動を感知し、加速度センサ１１６換言すればＸ線管１１にかかる加速度に応じたデータ（以下、加速度データと呼ぶ）を出力する。加速度データは、コンソール４０に供給され、メモリ４１に記憶される。

取得機能４４４の実現により、処理回路４４は、加速度データを取得する。劣化判定機能４４５の実現により、処理回路４４は、加速度データと使用履歴とに基づいてＸ線管１１の劣化を判定する。劣化判定において処理回路４４は、加速度データに、図４等に示す電流信号と同様の処理を適用可能である。この際、複数の加速度センサ１１６毎に加速度データを複数の周波数成分に分解し、劣化判定を行ってもよいし、複数の加速度センサ１１６の加速度データの合成データを算出し、算出された合成データを複数の周波数成分に分解し、劣化判定を行ってもよい。また、複数の加速度センサ１１６のうちの一部の加速度センサ１１６の加速度データを用いて劣化判定を行ってもよい。

（変形例２）
上記の実施形態において取得機能４４４及び劣化判定機能４４５はコンソール４０の処理回路４４に実装されるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。取得機能４４４及び劣化判定機能４４５は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の如何なるハードウェアに実装されてもよい。例えば、取得機能４４４及び劣化判定機能４４５は、Ｘ線高電圧装置１４のＸ線制御回路１４５やロータ駆動電源１４３等に実装されてもよい。また、取得機能４４４及び劣化判定機能４４５は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１のうちの、ネットワークとの情報通信のためのコンピュータに実装されてもよい。その他、取得機能４４４及び劣化判定機能４４５は、医用システム１００のデータ解析装置３００に実装されてもよい。

（総括）
上記の説明の通り、医用システム１００は、取得部と判定部とを有する。取得部は、Ｘ線管１１に設けられた陽極１１３の回転機構１２０を駆動するための第１の電流又はＸ線管１１の変動を検出するセンサからの第２の電流に関する電流信号と、回転機構１２０及び／又はＸ線管１１が設けられた架台１０の使用履歴とを取得する。判定部は、当該電流信号と当該使用履歴とに基づいてＸ線管１１の劣化を判定する。他の観点から、判定部は、当該電流信号が閾値を超えている持続時間に基づいてＸ線管の劣化を判定する。

上記の構成により、回転機構１２０の劣化の兆候を判断することにより、X線管１１が完全に故障し使用不可な状態になる前に、Ｘ線管１１の交換を実施することが可能となり、装置のダウンタイムを短くすることができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、Ｘ線管の劣化を使用不可になる前に判定することができる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現しても良い。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１、図２及び図３における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

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、置き換え、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同様に、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ものである。

１ Ｘ線コンピュータ断層撮影装置
１０ 架台
１１ Ｘ線管
１２ Ｘ線検出器
１３ 回転フレーム
１４ Ｘ線高電圧装置
１５ 制御装置
１６ ウェッジ
１７ コリメータ
１８ データ収集回路（ＤＡＳ：Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
１９ 開口部
３０ 寝台
３１ 基台
３２ 支持フレーム
３３ 天板
４ 寝台駆動装置
４０ コンソール
４１ メモリ
４２ ディスプレイ
４３ 入力インタフェース
４４ 処理回路
１００ 医用システム
１１１ Ｘ線管容器
１１２ 陰極
１１３ 陽極
１１４ ロータ
１１５ ステータコイル
１１６ 加速度センサ
１２０ 回転機構
１４１ 高電圧電源
１４２ フィラメント加熱電源
１４３ ロータ駆動電源
１４４ 電流検出器
１４５ Ｘ線制御回路
２００ データ保管装置
３００ データ解析装置
４４１ 撮影制御機能
４４２ 画像生成機能
４４３ 画像処理機能
４４４ 取得機能
４４５ 劣化判定機能
４４６ 更新機能
４４７ 表示制御機能

Claims (12)

1. Ｘ線管に設けられた陽極の回転機構を駆動するための第１の電流又は前記回転機構を備えた前記Ｘ線管の位置あるいは加速度に関する変動を検出するセンサからの第２の電流に関する電流信号と、前記回転機構及び／又は前記Ｘ線管が設けられた架台の回転速度及び累積回転時間を含む使用履歴とを取得する取得部と、
   前記電流信号と前記使用履歴とに基づいて前記Ｘ線管の劣化を判定する判定部と、を具備し、
   前記判定部は、
   前記電流信号の電流レベルが第１の閾値を超えている持続時間を算出し、
   前記持続時間と前記使用履歴に応じた第２の閾値との比較に基づいて前記Ｘ線管の劣化を判定する、
   医用システム。
2. 前記回転機構は、前記陽極を軸支するロータと前記ロータを回転するステータコイル又はモータを有し、
   前記取得部は、前記第１の電流に関する前記電流信号を取得し、
   前記第１の電流は、前記ステータコイル又は前記モータの電流である、
   請求項１記載の医用システム。
3. 前記使用履歴は、前記回転機構に含まれるロータの回転速度及び累積回転時間と前記架台の回転速度及び累積回転時間とを含み、
   前記判定部は、前記ロータの回転速度及び累積回転時間と前記架台の回転速度及び累積回転時間とに基づいて前記第２の閾値を決定する、
   請求項１記載の医用システム。
4. 複数の使用履歴と複数の第２の閾値とを関連付けたテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
   前記判定部は、前記テーブルを利用して前記取得された使用履歴から前記第２の閾値を決定する、
   請求項１記載の医用システム。
5. 複数のＸ線管各々に関する電流信号と当該Ｘ線管の劣化に関する情報とを含む実績データを蓄積する蓄積部と、
   前記実績データに基づいて前記テーブルを更新する更新部と、を更に備える、
   請求項４記載の医用システム。
6. 前記判定部は、前記電流信号を複数の周波数成分に分解し、前記複数の周波数成分各々について前記Ｘ線管の劣化を判定する、請求項１記載の医用システム。
7. 前記複数の周波数成分は、低周波成分と高周波成分とを有し、
   前記判定部は、前記低周波成分の電流レベルと前記使用履歴とに基づいて前記回転機構に含まれるロータの劣化を判定し、前記高周波成分の振幅と前記使用履歴とに基づいて前記回転機構に含まれるロータの局所的損傷を判定する、
   請求項６記載の医用システム。
8. 前記判定部は、
   前記低周波成分の電流レベルが第１の閾値を超えている持続時間を計測し、前記持続時間と前記使用履歴に応じた第２の閾値との比較に基づいて前記ロータの劣化を判定し、
   前記高周波成分の振幅が第３の閾値を超えている持続時間を計測し、前記持続時間と前記使用履歴に応じた第４の閾値との比較に基づいて前記ロータの局所的損傷を判定する、
   請求項７記載の医用システム。
9. 前記判定部による前記Ｘ線管の劣化の判定結果を報知する報知部を更に備える、請求項１記載の医用システム。
10. 陰極と前記陰極からの電子を受けてＸ線を発生する陽極と前記陽極を回転する回転機構とを有するＸ線管と、
    前記Ｘ線管からのＸ線を検出するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを有する架台と、
    前記回転機構を駆動するための電流信号と前記回転機構及び／又は前記架台の回転速度及び累積回転時間を含む使用履歴とに基づいて前記Ｘ線管の劣化を判定する判定部と、
    前記判定部による前記Ｘ線管の劣化の判定結果を報知する報知部と、を具備し、
    前記判定部は、
    前記電流信号の電流レベルが第１の閾値を超えている持続時間を算出し、
    前記持続時間と前記使用履歴に応じた第２の閾値との比較に基づいて前記Ｘ線管の劣化を判定する、
    Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。
11. Ｘ線管に設けられた陽極の回転機構を駆動するための第１の電流又は前記回転機構を備えた前記Ｘ線管の位置あるいは加速度に関する変動を検出するセンサからの第２の電流に関する電流信号と、前記回転機構及び／又は前記Ｘ線管が設けられた架台の回転速度及び累積回転時間を含む使用履歴とを取得する取得部と、
    前記電流信号と前記使用履歴とに基づいて前記Ｘ線管の劣化を判定する判定部と、を具備し、
    前記使用履歴は、前記回転機構に含まれるロータの回転速度及び累積回転時間と前記架台の回転速度及び累積回転時間とを含み、
    前記判定部は、
    前記電流信号の電流レベルが第１の閾値を超えている持続時間を算出し、
    前記持続時間と前記使用履歴に応じた第２の閾値との比較に基づいて前記Ｘ線管の劣化を判定し、
    前記ロータの回転速度及び累積回転時間と前記架台の回転速度及び累積回転時間とに基づいて前記第２の閾値を決定する、
    医用システム。
12. Ｘ線管に設けられた陽極の回転機構を駆動するための第１の電流又は前記回転機構を備えた前記Ｘ線管の位置あるいは加速度に関する変動を検出するセンサからの第２の電流に関する電流信号と、前記回転機構及び／又は前記Ｘ線管が設けられた架台の回転速度及び累積回転時間を含む使用履歴とを取得する取得部と、
    前記電流信号と前記使用履歴とに基づいて前記Ｘ線管の劣化を判定する判定部と、を具備し、
    前記判定部は、
    前記電流信号を、低周波成分と高周波成分とを有する複数の周波数成分に分解し、前記複数の周波数成分各々について前記Ｘ線管の劣化を判定し、
    前記低周波成分の電流レベルと前記使用履歴とに基づいて前記回転機構に含まれるロータの劣化を判定し、前記高周波成分の振幅と前記使用履歴とに基づいて前記回転機構に含まれるロータの局所的損傷を判定し、
    前記低周波成分の電流レベルが第１の閾値を超えている持続時間を計測し、前記持続時間と前記使用履歴に応じた第２の閾値との比較に基づいて前記ロータの劣化を判定し、
    前記高周波成分の振幅が第３の閾値を超えている持続時間を計測し、前記持続時間と前記使用履歴に応じた第４の閾値との比較に基づいて前記ロータの局所的損傷を判定する、
    医用システム。

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