JPH10116697A - インバータ式ｘ線高電圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管電圧フィードバック制御回路を備えたイン
バータ式Ｘ線高電圧装置において、装置本来の短時間撮
影が可能という利点をもちながら、コンデンサ放電式や
三相１２ピーク整流式のＸ線高電圧装置のように、胸部
撮影等において診断に最適な写真が得られるというよう
に、診断目的や撮影部位に応じた出力波形を簡単迅速に
選択，出力可能とする。 【解決手段】 所望の値で一定の管電圧波形を得るため
の一定目標値を生成する目標値生成手段８ａと、所望の
値変化を示す管電圧波形を得るための変動目標値を生成
する１又は複数の目標値生成手段８ｂ，８ｃと、これら
の目標値生成手段８ａ〜８ｃで生成される目標値のうち
の所望の１の目標値を目標値設定手段出力値として出力
させる目標値生成手段切替手段８ｄとで、管電圧フィー
ドバック制御回路７において目標値を与える目標値設定
手段８を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として医用のイ
ンバータ式Ｘ線高電圧装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、医用Ｘ線高電圧装置としては
コンデンサ式Ｘ線高電圧装置、三相１２ピーク整流式Ｘ
線高電圧装置あるいはインバータ式Ｘ線高電圧装置があ
る。このうち、コンデンサ式Ｘ線高電圧装置や三相１２
ピーク整流式Ｘ線高電圧装置は回路方式に依存して出力
波形が決まっている。すなわち、コンデンサ式Ｘ線高電
圧装置では曝射を開始すると同時に出力管電圧は時間経
過と共に低下していく。また、三相１２ピーク整流式Ｘ
線高電圧装置の出力管電圧波形は１周期中に１２回の山
と谷を繰り返す。このため、両者共、単位時間当たりの
線量はインバータ式Ｘ線高電圧装置より少ないが、出力
されるＸ線には種々のエネルギ成分が含まれる。

【０００３】インバータ式Ｘ線高電圧装置は、基本回路
的には周波数の高い単相２ピーク装置である。しかし、
５０／６０Ｈｚの商用周波数を使用した単相２ピーク式
Ｘ線高電圧装置よりも２桁から３桁周波数が高いため、
高電圧波形は高電圧ケーブル容量による平滑効果が大き
く働いて、管電圧脈動率は定電圧方式に近いものにな
る。その結果、直流電源を得るための交流電源が単相，
三相いずれであっても単位時間当たりの線量が大きくな
り、短時間撮影が可能になるという利点をもつ。一方、
線質的には、時間経過と共に管電圧が低下していくため
に種々のエネルギ成分を含むコンデンサ式Ｘ線高電圧装
置の出力波形や、１周期中に１２回の山と谷を繰り返し
て種々のエネルギ成分を含む三相１２ピーク整流式Ｘ線
高電圧装置の出力波形とは異なり、インバータ式Ｘ線高
電圧装置においては１つのエネルギ成分しかなく、硬い
線質になってしまう。これによると、インバータ式Ｘ線
高電圧装置においては、軟らかいエネルギ成分も含むコ
ンデンサ式Ｘ線高電圧装置や三相１２ピーク整流式Ｘ線
高電圧装置で撮影した写真とは異なった画質の写真がで
きることになる。

【０００４】Ｘ線写真を撮影するに当たり、短時間撮影
を優先するか、時間は多少長くかかってもよいが種々の
エネルギ成分をもつＸ線により撮影するかは、診断目的
や撮影部位に依存する。例えば胸部撮影においては、鎖
骨、肋骨等の骨格や、気管、肺血管、軟部組織等、Ｘ線
透過度の異なる各種組織のＸ線像を１枚のフィルムに収
めることになるため、種々のエネルギ成分をもつＸ線に
よる撮影が最適であり、インバータ式Ｘ線高電圧装置を
もちいた単色の硬い線質のＸ線による撮影では短時間撮
影ができても診断に適する写真は得られない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにコンデン
サ式や三相１２ピーク整流式のＸ線高電圧装置では、種
々のエネルギ成分をもつＸ線による撮影が可能で、例え
ば胸部撮影において診断に最適な写真（Ｘ線透過度の異
なる各種組織のＸ線像を１枚のフィルムに撮影した場合
でもコントラストのある写真）が得られる。しかし、イ
ンバータ式のＸ線高電圧装置では、短時間撮影を優先す
る場合にそれが可能であるが、種々のエネルギ成分をも
つＸ線による撮影は不可能で、例えば胸部撮影において
は診断に適する写真が得られないという問題点があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、短時間撮影を優先する場
合にそれが可能でありながら、所望時には、種々のエネ
ルギ成分をもつＸ線による撮影が可能で、例えば胸部撮
影において診断に最適な写真が得られるというように、
診断目的や撮影部位に応じて適宜の線質や短時間撮影が
選択できて使い勝手に優れるインバータ式Ｘ線高電圧装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、直流電源
と、この直流電源の出力端にコンデンサを並列に介して
接続されたインバータ回路と、このインバータ回路の出
力電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の
出力を整流してＸ線管装置に印加する整流回路と、この
整流回路から前記Ｘ線管装置に実際に出力された管電圧
を検出しそれを管電圧の目標値を設定する目標値設定手
段からの目標値と比較してその差分をもとに制御信号を
作成し前記インバータ回路に与えて管電圧検出値を管電
圧目標値に一致させ所望の管電圧を得べくそのインバー
タ回路を制御する管電圧フィードバック制御回路とを備
えてなるインバータ式Ｘ線高電圧装置において、前記目
標値設定手段は、所望の値で一定の管電圧波形を得るた
めの一定目標値を生成する一定管電圧出力用目標値生成
手段と、所望の値変化を示す管電圧波形を得るための変
動目標値を生成する１又は複数の変動管電圧出力用目標
値生成手段と、これらの管電圧出力用目標値生成手段で
生成される目標値のうちの所望の１の目標値を目標値設
定手段出力目標値として選択，出力させる目標値生成手
段切替手段とを設けることにより達成される。

【０００８】一定管電圧出力用目標値生成手段は、所望
の値で一定の管電圧波形を得るための一定目標値を生成
する。変動管電圧出力用目標値生成手段は、所望の値変
化を示す管電圧波形を得るための変動目標値を生成す
る。目標値生成手段切替手段は、前記一定目標値及び変
動目標値のいずれか（変動目標値が複数種ある場合には
それをも含めたいずれか）１の目標値を任意に選び、そ
れを目標値設定手段出力目標値として選択，出力させ
る。

【０００９】ここで、上記一定の管電圧波形は、インバ
ータ式Ｘ線高電圧装置本来の管電圧固定の出力波形で、
これによれば、一般的なインバータ式Ｘ線高電圧装置と
しての特性が発揮され、特に体動によるぼけを極力少な
くした写真を得たい場合等、短時間撮影を優先する場合
にそれが可能となる。また、所望の値変化を示す管電圧
波形、例えば所望の値から時間の経過と共に所定のカー
ブをもって低下してゆく管電圧波形や、所望の値で１周
期中に１２回の山と谷を繰り返す管電圧波形によれば、
コンデンサ放電式あるいは三相１２ピーク整流式のＸ線
高電圧装置としての特性が発揮される。すなわち、種々
のエネルギ成分をもつＸ線による撮影が可能で、例えば
胸部撮影において診断に最適な写真（Ｘ線透過度の異な
る各種組織のＸ線像を１枚のフィルムに撮影した場合で
もコントラストのある写真）が得られることになる。

【００１０】本発明は、このような選択を切替手段の操
作のみで行うことができ、いわば１装置３役（インバー
タ式、コンデンサ放電式及び三相１２ピーク整流式の３
役）も簡単迅速にこなし得て、使い勝手が向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明によるインバータ式
Ｘ線高電圧装置の一実施形態を示すブロック図である。
この図１において、１は直流電源、２はこの直流電源１
の出力端にコンデンサ３を並列に介して接続されたイン
バータ回路、４はこのインバータ回路２の出力電圧を昇
圧する高電圧変圧器、５はこの高電圧変圧器４の出力を
整流してＸ線管装置６に印加する整流回路である。この
場合、上記直流電源１は、ここでは交流電源１ａ及びそ
の整流回路１ｂからなるが、バッテリ（図示せず）であ
ってもよい。

【００１２】７は管電圧フィードバック制御回路で、整
流回路５からＸ線管装置６に実際に出力された管電圧を
検出しそれを曝射に先立ち、操作者が設定した管電圧の
目標値設定回路８からの目標値と比較する。そして、そ
の差分をもとに制御信号を作成しインバータ回路２に与
えて管電圧検出値を管電圧目標値に一致させ所望の管電
圧を得べくそのインバータ回路２を制御するものであ
る。

【００１３】この管電圧フィードバック制御回路７は、
ここでは管電圧検出部７ａ、比較演算部７ｂ及びインバ
ータ制御部７ｃからなる。この場合、管電圧検出部７ａ
は整流回路５からＸ線管装置６に実際に出力された管電
圧を検出するものである。図中、Ｒ1，Ｒ2はこの管電圧
検出部７ａの一部を構成する分圧抵抗である。比較演算
部７ｂは管電圧検出部７ａからの管電圧検出値と目標値
設定回路８からの目標値を比較し、その差分を出力する
ものである。インバータ制御部７ｃはその差分をもとに
制御信号を作成しインバータ回路２に与えて管電圧検出
値を管電圧目標値に一致させ所望の管電圧を得べくその
インバータ回路２を制御するものである。

【００１４】上記目標値設定回路８は、一定管電圧出力
用目標値生成回路８ａと、変動管電圧出力用目標値生成
回路８ｂ，８ｃと、目標値生成回路切替スイッチ８ｄと
からなる。この場合、一定管電圧出力用目標値生成回路
８ａは所望の値で一定の管電圧波形を得るための一定目
標値を生成するもので、従来のインバータ式Ｘ線高電圧
装置における目標値設定回路と同様のものである。

【００１５】変動管電圧出力用目標値生成回路８ｂ，８
ｃは、所望の値変化を示す管電圧波形を得るための変動
目標値を生成するものである。ここでは、変動管電圧出
力用目標値生成回路８ｂは、所望の値から時間の経過と
共に所定のカーブをもって低下してゆく管電圧波形を得
るための変動目標値を生成するコンデンサ放電波形型の
変動管電圧出力用目標値生成回路である。また、変動管
電圧出力用目標値生成回路８ｃは、所望の値で１周期中
に１２回の山と谷を繰り返す管電圧波形を得るための変
動目標値を生成する三相１２ピーク整流波形型の変動管
電圧出力用目標値生成回路である。一般にインバータ式
Ｘ線高電圧装置の動作は高速であり、０から最高管電圧
まで数百μ秒で立ち上がる能力をもっている。このため
コンデンサ放電波形や、１周期中に１２回の山と谷を繰
り返す三相１２ピーク整流波形のように、数m秒から数
十m秒の時定数で変動する目標値に対しては十分追従し
て管電圧を制御することができる。

【００１６】上記目標値生成回路８ｂにおけるコンデン
サ放電波形は、例えば曝射前にある電圧に充電しておい
た低圧用のコンデンサ（図示せず）を、曝射開始と同時
に低圧用の抵抗で放電させることにより容易に得られ
る。また、この低圧用のコンデンサの容量と低圧用の抵
抗の値を曝射前に予めスイッチ等（図示せず）で切り替
えられるようにしておけば、各種コンデンサ容量に相当
する一般的なコンデンサ式Ｘ線高電圧装置の波形と同様
の波形を得ることができる。更に、このようなアナログ
のＣＲ放電回路でなく、各種放電パターン（時間経過に
対して低下する数値のテーブル）をメモリ（図示せず）
に記憶させておき、時間経過と共にそのメモリの数値を
読み込んで出力するようにしておけば、デジタル的にコ
ンデンサ放電波形を得ることができる。また、目標値生
成回路８ｃにおける三相１２ピーク整流波形も、例えば
１周期中に１２回の山と谷を繰り返す波形パターンを上
記メモリ等に記憶させておき、時間経過と共にそのメモ
リの数値を読み込んで出力するようにしておけば、デジ
タル的に三相１２ピーク整流波形を得ることができる。

【００１７】目標値生成回路切替スイッチ８ｄは、これ
らの目標値生成回路８ａ〜８ｃで生成される目標値のう
ちの所望の１の目標値を目標値設定回路出力目標値とし
て選択，出力させるものである。

【００１８】次に上述構成の本発明装置の動作について
説明する。交流電源１ａからの交流は整流回路１ｂによ
り直流に変換され、コンデンサ３を充電する。コンデン
サ３に蓄えられたエネルギは、インバータ回路２により
周波数の高い交流に変換される。この高周波交流は高電
圧変圧器４により高電圧に昇圧された後、整流回路５で
直流に変換される。この整流回路５からの直流電圧はＸ
線管装置６に印加され、これによりＸ線管装置６はＸ線
を発生，曝射する。

【００１９】この際、Ｘ線管装置６に印加された電圧
（整流回路５からの直流高電圧）は、分圧抵抗Ｒ1，Ｒ2
を含む管電圧検出部７ａで降圧，検出されて管電圧検出
値として出力される。この管電圧検出値は、比較演算部
７ｂで目標値設定回路８からの目標値と比較される。比
較演算部７ｂはその比較結果、すなわちそれらの差分を
インバータ制御部７ｃに与える。インバータ制御部７ｃ
は、その差分をもとに制御信号を作成しインバータ回路
２に与えて管電圧検出値を管電圧目標値に一致させ、す
なわち上記差分を０とさせ、所望の管電圧が得られるよ
うにインバータ回路２を制御する。

【００２０】ここで、従来のインバータ式Ｘ線高電圧装
置では、目標値設定回路８で設定される管電圧目標値は
曝射前に設定される１つの固定された値（一定管電圧出
力用目標値生成回路８ａで生成される一定目標値に相当
する値）のみである。本発明では、それに加えて１又は
複数の変動管電圧出力用目標値が設定可能である。すな
わち、ここでは、コンデンサ放電波形型の変動管電圧出
力用目標値生成回路８ｂと三相１２ピーク整流波形型の
変動管電圧出力用目標値生成回路８ｃとが付加されてお
り、前者の目標値生成回路８ｂからは、所望の値から時
間の経過と共に所定のカーブをもって低下してゆく管電
圧波形を得るための変動目標値が出力可能であり、後者
の目標値生成回路８ｃからは、所望の値で１周期中に１
２回の山と谷を繰り返す管電圧波形を得るための変動目
標値が出力可能である。

【００２１】これらの目標値生成回路８ａ〜８ｃから出
力される目標値のうちのいずれを目標値設定回路８から
の出力目標値として選択，出力させるかは切替スイッチ
８ｄの選択切替による。いま、切替スイッチ８ｄをＡ側
に切替接続すると、目標値生成回路８ａからの一定目標
値が目標値設定回路８からの出力目標値として出力さ
れ、従来のインバータ式Ｘ線高電圧装置と同様に所望の
値で一定の管電圧波形が得られる。したがってこの場合
は、一般的なインバータ式Ｘ線高電圧装置としての利
点、特に体動によるぼけを極力少なくした写真を得たい
場合等、短時間撮影を優先する場合にそれが可能とな
る。また、切替スイッチ８ｄをＢ側に切替接続すると、
目標値生成回路８ｂからのコンデンサ放電波形に倣った
変動目標値が、同じくＣ側に切替接続すると、目標値生
成回路８ｃからの三相１２ピーク整流波形に倣った変動
目標値が、各々目標値設定回路８からの出力目標値とし
て出力され、コンデンサ式Ｘ線高電圧装置あるいは三相
１２ピーク整流式Ｘ線高電圧装置と同様の管電圧波形が
得られる。したがってこの場合は、種々のエネルギ成分
をもつＸ線による撮影が可能で、例えば胸部撮影におい
て診断に最適な写真（Ｘ線透過度の異なる各種組織のＸ
線像を１枚のフィルムに撮影した場合でもコントラスト
のある写真）が得られることになる。

【００２２】管電圧フィードバック制御をディジタルで
行う場合には、目標値設定回路８（一定管電圧出力用目
標値生成回路８ａ、変動管電圧出力用目標値生成回路８
ｂ，８ｃ及び目標値生成回路切替スイッチ８ｄ）をそれ
らに相当するデータ，プログラムに置き換えればよい。
この場合は、目標値設定回路８（一定管電圧出力用目標
値生成回路８ａ、変動管電圧出力用目標値生成回路８
ｂ，８ｃ及び目標値生成回路切替スイッチ８ｄ）はハー
ドウェア上の回路としては存在しないが、上述と同様に
動作し、目的達成される。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、短
時間撮影を優先する場合にそれが可能でありながら、所
望時には、種々のエネルギ成分をもつＸ線による撮影が
可能で、例えば胸部撮影において診断に最適な写真が得
られるというように、診断目的や撮影部位に応じて適宜
の線質や短時間撮影が選択できて使い勝手に優れるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施形態を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…直流電源、１ａ…交流電源、１ｂ…整流回路、２…
インバータ回路、３…コンデンサ、４…高電圧変圧器、
５…整流回路、６…Ｘ線管装置、７…管電圧フィードバ
ック制御回路、Ｒ1，Ｒ2…分圧抵抗、７ａ…管電圧検出
部、７ｂ…比較演算部、７ｃ…インバータ制御部、８…
目標値設定回路、８ａ…一定管電圧出力用目標値生成回
路、８ｂ…コンデンサ放電波形型の変動管電圧出力用目
標値生成回路、８ｃ…三相１２ピーク整流波形型の変動
管電圧出力用目標値生成回路、８ｄ…目標値生成回路切
替スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、この直流電源の出力端にコ
   ンデンサを並列に介して接続されたインバータ回路と、
   このインバータ回路の出力電圧を昇圧する高電圧変圧器
   と、この高電圧変圧器の出力を整流してＸ線管装置に印
   加する整流回路と、この整流回路から前記Ｘ線管装置に
   実際に出力された管電圧を検出しそれを管電圧の目標値
   を設定する目標値設定手段からの目標値と比較してその
   差分をもとに制御信号を作成し前記インバータ回路に与
   えて管電圧検出値を管電圧目標値に一致させ所望の管電
   圧を得べくそのインバータ回路を制御する管電圧フィー
   ドバック制御回路とを備えてなるインバータ式Ｘ線高電
   圧装置において、 前記目標値設定手段は、所望の値で一定の管電圧波形を
   得るための一定目標値を生成する一定管電圧出力用目標
   値生成手段と、所望の値変化を示す管電圧波形を得るた
   めの変動目標値を生成する１又は複数の変動管電圧出力
   用目標値生成手段と、これらの管電圧出力用目標値生成
   手段で生成される目標値のうちの所望の１の目標値を目
   標値設定手段出力目標値として選択，出力させる目標値
   生成手段切替手段とを備えてなるインバータ式Ｘ線高電
   圧装置。