JPH07320893A - X線装置 - Google Patents
X線装置Info
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- JPH07320893A JPH07320893A JP7109769A JP10976995A JPH07320893A JP H07320893 A JPH07320893 A JP H07320893A JP 7109769 A JP7109769 A JP 7109769A JP 10976995 A JP10976995 A JP 10976995A JP H07320893 A JPH07320893 A JP H07320893A
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Abstract
たX線装置の提供を目的とする。 【構成】 本発明のX線装置は、X線管と、フィラメン
ト電流Ih によって加熱され得るカソードからなるX線
管1を作動するX線発生器と、フィラメント電流をブー
スト値Ib にブーストするよう照射モードで作動する手
段5,57と、フィラメント電流を減少させ、管電圧U
をスイッチオンさせるよう照射モードで作動する手段
5,58とからなり、X線発生器は、フィラメント電流
がブースト値Ib にブーストされ管電圧Uがスイッチオ
ンされる特別モードを有し、上記特別モードで流れる上
記管電流を測定する手段4,6と、上記測定された管電
流又はそこから得られる値Icor の時間的な変化を記憶
する手段と、ブースト時間をメモリ8に記憶された上記
時間的な変化から得る手段とが設けられている。
Description
ト電流によって加熱され得るカソードからなるX線管を
作動させるX線発生器と、上記フィラメント電流をブー
スト値にブーストするよう照射モードで作動する手段
と、上記フィラメント電流を減少させ、上記管電圧をス
イッチオンさせるよう上記照射モードで作動する手段と
からなるX線装置に関する。
光透視の後にX線画像を形成するため使用される場合
に、X線照射はできる限り迅速に行うことが望ましい。
加熱可能なカソードよりなるX線管である場合には、最
初に、X線照射に必要とされる管電流を放出し得る温度
までカソード(又は、そこに含まれているフィラメン
ト)を加熱する必要がある。
め、管電圧がまだスイッチオフされている間に、次のX
線照射(管電圧がスイッチオンされる)に必要なフィラ
メント電流よりも大きいフィラメント電流をカソードに
供給する方法が知られている。ブースト時間は次の照射
の間に流れることが必要な管電流によって制御される。
かかる管電流が大きくなるに従って、ブースト時間は長
くなる。
ブースト時間をメモリに記憶し、X線照射の間にかかる
ブースト時間を取り出す方法は既に知られている。かか
るメモリ内のブースト時間テーブルは、X線管の製造者
によってX線管の形毎に別個に行われる複雑な測定処理
を用いて作成される。かくして定められたブースト時間
は典型的な値であり、即ち、ブースト時間の最後でカソ
ードの温度は、当該管電流に必要とされる温度より高い
場合も低い場合もある。従って、ブースト時間の後、フ
ィラメント電流はX線照射に必要とされる値に減少す
る。管電圧が200乃至300msの更なる時間間隔後
にスイッチオンされるとき、カソード温度は照射に必要
とされる値に対応する定常値に達する。
時間、即ち、X線照射の開始までに経過する時間間隔を
大幅に減少させ得るX線装置を提供することである。
使用する場合、上記目的は、X線発生器が管電圧がスイ
ッチオンされている間にフィラメント電流がブースト値
までブーストされる特別モードを有し、上記特別モード
で流れる管電流を測定する手段と、測定された管電流又
はそれから得られた値の時間的な変化を記憶する手段
と、上記メモリに記憶された時間的な変化からブースト
時間を得る手段とが設けられることによって達成され
る。
フィラメント電流がそのブースト値にブーストされてい
るX線発生器の特別モードで定められることは、本発明
の本質的な面である。かかるモードにおいて、管電流は
最大値に達するまで連続的に上昇し、その後、管電圧は
スイッチオフされ、フィラメント電流は減少させられ、
或いは、スイッチオフされる。スイッチングオフの時点
までに生じる時間的な変化は測定、記憶される。照射モ
ードで行われる次のX線照射のために所定の管電流が事
前に設定されるとき、フィラメント電流がブースト値ま
でブーストされている場合にちょうどカソードの温度が
所望の管電流が放出される温度に達するまでの所要時間
は、記憶された時間的変化から導き出すことが可能であ
る。かかる時間間隔は、その間に当該管電流の値が記憶
された管電流の変化に達する時間間隔に対応し;照射モ
ードのブースト時間として事前に設定される。
間を簡単かつ正確、即ち、当該X線管に対し個別に定め
ることが可能である。かかるブースト時間は、必要な限
り正確にブースト時間の最後で所望の管電流の放出に必
要とされる温度に正確に達していることを確実にする。
従って、フィラメント電流が当該管電流に必要とされる
値に低下する第2の間隔をブースト時間に続ける必要は
ない。かくして、準備時間は実質的に短縮される。X線
発生器の特別モードは、長時間の間隔で繰り返され得る
更なる利点がある。当該X線管の特性に影響を与えるエ
ージング現象が考慮される。X線管を交換するとき、ブ
ースト時間メモリを交換する必要はなく、温度的挙動が
分かっていないX線管を使用することが可能である。
流だけではなく、X線管に印加された管電圧に依存す
る。所定の管電流と管電圧の組合せに関連するブースト
時間を定め得る方法は多数ある。一つの方法として、管
電圧をパラメータとして管電流の時間的変化を表わす曲
線の集合が得られるよう、複数の管電圧に対し特別モー
ドの管電流の時間的変化を繰り返すことができる。通常
の動作モードにおいて所定の管電圧が事前に設定されて
いるならば、同一の管電圧に対し特別モードで測定され
た管電流の時間的変化は、管電圧を定めるため使用され
る必要がある。この方法は、特別動作モードにおいて複
数の時間的な管電流の変化を測定し記憶することが必要
であるため、かなり複雑である。
ば、種々の管電圧及び管電流に対し定常フィラメント電
流値が記憶された第2のメモリが設けられ、ブースト時
間を得る手段は第1のメモリ及び第2のメモリにアクセ
スするので、ただ一つの管電圧に対し管電流の時間的変
化を定めるだけ十分である。
細に説明する。図1に示す如く、X線管1に電源を供給
するX線発生器は、X線管のアノードに正の高電圧を発
生する第1の高圧発生部材2と、X線管のカソードに負
の高電圧を発生する第2の高圧発生部材3とからなる。
二つの高圧発生部材2及び3は、一端が接地された抵抗
4を介して直列接続されている。抵抗4はX線管1のア
ノードを流れる管電流を測定するよう機能する。
生部材2及び3は、適当にプログラムされたマイクロプ
ロセッサからなる制御ユニット5によって制御すること
ができる。制御ユニットは、アナログ−ディジタル変換
器6を介して、抵抗4の両端間の電圧降下に比例する
値、即ち、管電流に比例する値を受ける。その上、制御
ユニットは、フィラメント電流制御回路7によって発生
されるX線管1のカソードのフィラメント電流を定め
る。上記制御ユニットは、動的データを記憶する第1の
メモリ8及び、静的又は定常データが記憶された第2の
メモリ9と協働し、以下に説明する方法でこれらのデー
タをX線照射に対し与えられた管電流Ir 及び管電圧U
の値に組み合わせる。
電流Ih の時間的変化を示し、管電圧Uの時間的変化は
破線で表わされている。時点t=0の前にフィラメント
電流は一定の静止電流値に調節されているが、一方、管
電圧Uはまだ現われていないことが分かる。かかる静止
電流値は、管電圧がスイッチオンされてもかなりの管電
流が流れることのないよう選ばれる。典型的な静止電流
値は2Aである。
ースト値にブーストされる。かかるブースト値は、習慣
的に、X線照射時に流れる管電流よりも実質的に高く、
好ましくは、最大許容値、例えば、11Aに一致する。
フィラメント電流は、ブースト時間が経過するまで、即
ち、時点t=tB までこの値に維持される。時点t=t
B でX線照射の管電圧Uはスイッチオンされる。その
上、時点t=tB でフィラメント電流は、3Aから7A
の値、即ち、静止電流よりも大きく、ブースト値よりも
小さい値に低下される。時点t=tB 以前に、管電流が
X線管の中を流れ始め、従って、X線を発生することは
なく;即ち、実際のX線照射は時点t=t B まで開始し
ない。所定の照射間隔、又は、自動照射装置により指令
される照射間隔の後、管電圧及び管電流はスイッチオフ
され、即ち、X線照射は終了される。
X線照射時を通して一定の状態を保つことを保証するた
め、以下の二つの条件が満たされる必要がある。 1. ブースト時間の最後(t=tB )で、フィラメン
ト電流は、管電圧Uのスイッチオン後に所望の管電流I
r が発生する温度にカソードを加熱していることが必要
である。 2. X線照射時に流れるフィラメント電流は、時点t
=tB で到達した温度レベルがX線照射の全体に亘って
維持され、管電流が一定、静的、又は、定常の状態を保
つよう、正確に大きくすることが必要である。
ラメント電流の場合に発生する管電流の値Ir を種々の
電圧U1 ...U4 に対し表わす定常的特性の集合のグ
ラフである。かかるグラフから、特定の管電流Ir と管
電圧Uの組合せに対し定常状態でフィラメント電流Ih
をどのように調節する必要があるかが容易に分かる。か
かる曲線の集合、即ち、管電流又は管電圧の関数として
のフィラメント電流が第2のメモリ9に記憶される。当
該X線管に対し上記の特性の集合を個別に定めること
は、ドイツ国特許第27 03 420 号明細書に本質的に記載
されている。
れるブースト時間の簡単かつ正確な決定法を以下に詳細
に説明する。このため、X線発生器は特別モードで作動
される。図2の(B)は、特別モードにおけるフィラメ
ント電流Ir 及び管電圧Uの時間的変化を示す。フィラ
メント電流は、時点t=0までその静止電流で維持さ
れ、時点t=0で照射モードにおけるのと全く同一のブ
ースト値にブーストされる。しかし、照射モードとは異
なり、時点t=0で電圧Uref は既にX線管に印加され
ているので、X線電流はカソードが十分加熱されると即
座に流れ始める。図3の(B)には、(図2の(B)で
使用されたスケールとは別の時間的スケールを用いて)
管電流Ir の時間的変化が実線で示されている。カソー
ドの抵抗、或いは、そこに含まれているフィラメントは
カソードが高温になるに従って大きくなり、供給される
カソード電源が連続的に増加するので、管電流は最初徐
々に増加し、次いで、かなり速く増加することが分か
る。管電流が最大の値に達するとき、管電圧U=Uref
はスイッチオフされ、さらにフィラメント電流Ih はス
イッチオフされ、或いは、下げられる。
ト時間の経過時に管電圧U=Urefがスイッチオンされ
たときに所望の管電流が正確に流れることを可能にさせ
る温度に達するため次の管電圧U=Uref のX線照射時
に必要とされるブースト時間を直接導き出すことが可能
である。従って、特別モードにおける管電流の時間的変
化は、アナログ−ディジタル変換器6を用いて抵抗4の
両端の電圧をディジタル化することにより測定、ディジ
タル化され、例えば、3msの測定時間間隔に対し管電
流の夫々の測定値が得られる。かくして測定された変化
は第1のメモリ8に記憶される。
よって実行されるステップの時間的シーケンスを説明す
るフローチャートである。ブロック50に従って、フィ
ラメント電流は、最初、静止電流値又はスタンバイ値I
stb に調節される。管の両端の電圧はスイッチオフされ
ている。次いで(ブロック51)、フィラメント電流は
ブースト値Ib に調節され、管電圧は値U=Ufef に調
節される。この時点で管電流は図3の(B)に示す如く
流れ始める。上記管電流は3ms毎に測定、ディジタル
化され、第1のメモリ8に記憶される(ブロック5
2)。次のステップ(ブロック53)の間に、測定され
た管電流は、X線管が未だ熱的に過負荷ではない最大値
Imax よりも小さいかどうかが検査される。電流Ir の
方が依然として小さいとき、新たな測定と検査等が最大
値に達するまで行われる。これは、通常の場合、200
乃至300msの経過後である。次いで、フィラメント
電流は静止電流Istb まで再び減少させられ、管電圧は
スイッチオフされる(ブロック54)。
流Ih だけではなく、管電圧にも依存する。従って、照
射モードにおいて次のX線照射時に、特別モードに現わ
れる電圧U=Uref から逸れた管電圧がスイッチオンさ
れるならば、ブースト時間はU=Uref に対し記憶され
た変化から直接的に得ることはできない。かかる管電流
の付加的な時間的依存性を考慮する多数の方法があり得
る。 a) 特別モードにおいて、管電流の時間的変化は、一
つの管電圧だけではなく、多数の電圧に対し測定され
る。かかる電圧の中の一つが次のX線照射時に調節れる
ならば、ブースト時間は当該電圧に関連する時間的変化
から得ることが可能である。しかし、特別モードにおけ
る測定及び記憶処理は数回に亘り繰り返すことが必要で
ある。
電流の時間的変化だけでも十分である。Uref は、好ま
しくは、最大の管電流(Ir =Imax )がX線管の熱的
な過負荷を伴うことなく実現されるよう選ばれる必要が
ある。適当な値は、例えば、70kVである。 b) 一つの管電圧に対し管電流を測定することを十分
にさせる可能性のある第1の方法は、図3の(A)及び
(B)に図的に示されている。同図において、次のX線
照射時に、管電圧U4 が現われ、管電流Ir2が流れるこ
とが想定されている。最初の段階で、フィラメント電流
Ih2(同図の(A)の破線を参照のこと)は所定の組合
せU4 と関係付けられ、Ir2はメモリ9から取り出され
る。第2の段階で、フィラメント電流Ih2の代わりに流
れる管電流Ir は、電圧Uref =U 3 がX線管の両端に
存在する場合にメモリ9から取り出される。第3の段階
として、かかる管電流の値に関連するブースト時間tB
が第1のメモリ8から取り出される。 c) しかし、例えば、管電流Ir の測定値の書込み
中、又は、書込み後に、図3の(B)に実線で示され、
管電流の時間的変化を表わす曲線が、等価的な定常フィ
ラメント電流の値に対する曲線に一旦変換されるならば
(定常状態の場合、等価的な定常フィラメント電流は、
U=Uref の場合にちょうど当該管電流を流す)、二つ
の段階でも十分である。この曲線は図3の(B)に破線
で、Icor として示されている。同図の(A)におい
て、値Ir1に対し関連する値Ih1がU3(=Uref )の
場合の実線の曲線から定められる方法が示されている。
このため、Ir1の測定された値と電圧Uref とに関連す
るフィラメント電流の値Ih1(同図の(A)を参照のこ
と)だけがメモリ9から取り出され、値Lr1の測定時間
と関連付けられる。上記の処理がIr の全ての測定値に
対し繰り返されると、曲線Icor が得られる(図面の簡
単化のため、曲線Ih とIr に対し横軸のスケールは異
なる)。
cor (図3の(B)を参照のこと)が上記の如く定めら
れた後、次のX線照射に対し、事前に設定された管電流
Ir及び管電圧Uに関連する定常フィラメント電流値I
h だけが(メモリ9又は図3の(A)の曲線の一つか
ら)定められ、第2の段階中に、曲線Icor 上の当該値
Ih に関連するブースト時間の値が(メモリ8又は図3
の(B)から)定められる。
記過程は種々の管電流Ir 及び管電圧に対し繰り返して
もよく、その後、同図の(B)に示す如く、管電流Ir
と管電圧Uの種々の組合せに関連するブースト時間を表
わす曲線の集合が得られる。上記曲線が記憶された場
合、ブースト時間は照射モードにおいてそこから直接的
に、即ち、曲線Icor を利用する中間段階を介すること
なく得ることができるが、方法は簡単化されることなく
記憶容量だけが増加する。その理由は、各X線照射に先
立って、管電流Ir を発生するため次の照射時に流れる
べきフィラメンント電流の値は、いずれにしても図3の
(A)、又は、メモリ9の定常特性から定められる必要
があるからである。従って、あるX線照射から別のX線
照射までの必要とされるブースト時間をメモリ8及び9
に記憶された特性から得ることがより効果的である。
処理は以下の通りである:X線照射に必要とされる管電
流及び管電圧の値は事前に設定される(ブロック5
5)。X線照射に必要とされる定常フィラメント電流
が、かかる値から、即ち、メモリ9に記憶された値を用
いて定められる(ブロック56)。次いで、図3の
(B)の曲線Icor 、又は、メモリ8から上記フィラメ
ント電流の値に関連するブースト時間tB が得られる。
次いで、フィラメント電流は、X線管に電圧が印加され
ない間隔tB の間にブースト値にブーストされる(ブロ
ック57)。ブースト時間tB の終了後、フィラメント
電流はブロック56で定められた値に下げられ、所望の
管電圧Uがスイッチオンされる(ブロック58)。かく
して、所望の管電流Ir が流れる。
前に蛍光透視が行われ、その間管電流Ir は小さいけれ
ども無視し得ない値を有する。照射モードにおいて、上
記の方法で定められた全ブースト時間に亘りフィラメン
トが引続き加熱された場合、温度は僅かに高くなり過ぎ
ることがある。これは、蛍光透視モードで流れるフィラ
メント電流Ih に関連するブースト時間の値で上記ブー
スト時間を短縮することにより防止することができる。
図である。
及び管電圧の時間的変化を示し、(B)は特別モードに
おけるフィラメント電流及び管電圧の時間的変化を示す
グラフである。
としてフィラメント電流に対する管電流の依存性を表わ
す特性を示し、(B)は特別モードにおける管電流の時
間的変化とそこから得られるフィラメント電流値を示す
グラフである。
る。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 X線管と、フィラメント電流(Ih )に
よって加熱され得るカソードからなるX線管(1)を作
動させるX線発生器と、上記フィラメント電流をブース
ト値(Ib )にブーストするよう照射モードで作動する
手段(5,57)と、上記フィラメント電流を減少さ
せ、上記管電圧(U)をスイッチオンさせるよう上記照
射モードで作動する手段(5,58)とからなるX線装
置であって、 上記X線発生器は、上記フィラメント電流が上記ブース
ト値(Ib )にブーストされ、上記管電圧(U)がスイ
ッチオンされる特別モードを有し、上記特別モードで流
れる上記管電流を測定する手段(4,6)と、上記測定
された管電流、又は、そこから得られる値(Icor )の
時間的な変化を記憶する手段と、ブースト時間をメモリ
(8)に記憶された上記時間的な変化から得る手段とが
設けられていることを特徴とする、X線装置。 - 【請求項2】 種々の管電圧(U)と管電流(Ir )に
対し上記定常フィラメント電流の値(Ia )が記憶され
た第2のメモリ(9)が設けられ、上記ブースト時間を
得る手段(5,57)は、上記第1のメモリ(8)及び
上記第2のメモリ(9)にアクセスすることを特徴とす
る、請求項1記載のX線装置。
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