JP2011167466A - X線ct装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線CT装置のX線発生器21は、X線を発生するX線管31と、第1の管電圧と第2の管電圧とをX線管31に印加するために、2つの電圧を出力可能な高電圧電源32aと、2つの電圧の出力を切り替えることで、X線管31に印加する管電圧を第1の管電圧又は第2の管電圧に切り替えるHVSW33a,33bと、スキャン中にHVSW33a,33bによる切り替えのタイミングを制御するコントローラ26と、切り替えのタイミングに応じて、スキャンによって得られるデータが、第1の管電圧によってX線管31から照射されるX線に基づくものであるか、又は、第2の管電圧よってX線管31から照射されるX線に基づくものであるかを判断し、その判断に応じたデータ収集を行なうDAS24と、を有する。
【選択図】 図2
Description
図1は、本実施形態のX線CT装置1を示す。X線CT装置1は、大きくは、スキャナ装置11及び画像処理装置12から構成される。X線CT装置1のスキャナ装置11は、通常は検査室に設置され、被検体(人体)Oの撮影部位に関するX線の透過データを生成するために構成される。一方、画像処理装置12は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データを基に投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行なうために構成される。
図2に示すように、X線発生器21のX線管31は、内部が高真空に保持されたX線管外囲器(インサートバルブ)41を有する。インサートバルブ41の素材としては、金属、ガラス、及びセラミック等が挙げられる。X線管31は、インサートバルブ41内に、陽極(アノード)42、及び陰極(カソード)43を封入する。すなわち、X線管31は、二極真空管を形成する。なお、X線管31は、三極真空管を形成してもよい。
図3に示すように、高電圧電源32aは、高周波交流電圧を発生するインバータ回路(INV)51a,51bと、交流電圧を昇圧する高圧トランス(T)52a,52bと、高圧トランス52aから出力された高周波交流電圧を直流に変換する倍電圧整流回路53a1乃至53a4と、高圧トランス52bから出力された高周波交流電圧を直流に変換する倍電圧整流回路53b1乃至53b3とから構成される。
HVSW33a,33bは、図7乃至図11に図示するIGBT(insulated gate bipolar transistor)、及びIGBT駆動回路等で構成される半導体スイッチが多数直列に接続された構造を有する。そして、多数のIGBTは同時にオン又はオフ動作をするように制御される。この制御によって、−80[kV]又は−140[kV]の高電圧をスイッチングすることができる。X線管31に140[kV]を印加する場合、HVSW33aには、逆方向の電圧が印加されるため逆阻止特性が要求される。通常のIGBTを使用した場合は、逆阻止特性を得るためにダイオードを直列に接続する。逆阻止特性を備えるIGBTを使用する場合は、逆阻止特性を得るためのダイオードは不要である。なお、HVSW33aのスイッチング素子として、IGBTの替わりにMOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)を使用することも可能であるが、その場合は、逆阻止特性を得るために必ずダイオードを接続する。
図4に示すように、高電圧電源32aは、高周波交流電圧を発生するインバータ回路51と、交流電圧を昇圧する高圧トランス52と、高圧トランス52から出力された高周波交流電圧を昇圧しながら直流に変換するコッククロフト・ウォルトン回路54aと、コッククロフト・ウォルトン回路54aに縦続接続されたコッククロフト・ウォルトン回路54bとから構成される。
図5に示すX線発生器21は、図2に示すものと同様に、X線管31、高電圧電源ユニット32、及び2つのHVSW33a,33bを備える。
図6に示すX線発生器21は、図2,図5に示すものと同様に、X線管31、高電圧電源ユニット32、及び2つのHVSW33a,33bを備える。
11 スキャナ装置
12 画像処理装置
21 X線発生器
24 DAS
31 X線管
32 高電圧電源ユニット
32a,32b,32c,32d 高電圧電源
33 HVSWユニット
33a,33b HVSW
41 インサートバルブ
42 陽極
43 陰極
51 51a,51b インバータ回路
52 52a,52b 高圧トランス
53a1乃至53a4,53b1乃至53b3 倍電圧整流回路
54a,54b コッククロフト・ウォルトン回路
61 高圧コネクタ
62 低圧コネクタ
71 IGBT
72,72,73,74,75,76 IGBT駆動回路
81,81a,81b 発光ダイオード
82,82a,82b 光ファイバ
83 フォトダイオード
84 トランジスタ
85 抵抗
86 ドライバIC
87 太陽電池
88 コンデンサ
89 パルストランス
90 ダイオードブリッジ
91 圧電トランス
91a 圧電素子
91b シリコンゴム
91c エポキシ樹脂
Claims (11)
- X線を発生するX線管と、
第1の管電圧と第2の管電圧とを前記X線管に印加するために、2つの電圧を出力可能な電圧出力手段と、
スキャン中に前記2つの電圧の出力を切り替えることで、前記X線管に印加する管電圧を前記第1の管電圧又は前記第2の管電圧に交互に切り替える切換手段と、
前記切換手段による切り替えのタイミングを制御するタイミング制御手段と、
前記タイミングに応じて、前記スキャンによって得られるデータが、前記第1の管電圧によって前記X線管から発生されるX線に基づくものであるか、又は、前記第2の管電圧によって前記X線管から発生されるX線に基づくものであるかを判断し、その判断に応じたデータ収集を行なうデータ収集手段と、
を有することを特徴とするX線CT装置。 - 前記電圧出力手段は、1つの高電圧電源によって構成され、前記高電圧電源は、高圧トランスの二次巻線を複数設け、各二次巻線に整流回路を付加する構成とすることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
- 前記電圧出力手段は、1つの高電圧電源によって構成され、前記高電圧電源は、コックコロフト・ウォルトン回路による昇圧途中の端子と、最終段の端子とを用いる構成とすることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
- 前記電圧出力手段は、前記第1の管電圧と前記第2の管電圧とをそれぞれ出力可能な2つの高電圧電源によって構成されることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
- 前記電圧出力手段は、前記第1の管電圧を出力可能な第1高電圧電源と、前記第1の管電圧及び前記第2の管電圧の差分電圧を出力可能な第2高電圧電源とによって構成され、前記第1高電圧電源と前記第2高電圧電源とを直列接続することによって、前記X線管に前記第2の管電圧を印加する構成とすることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
- 前記切替手段は、複数の半導体スイッチを直列接続し、半導体素子の駆動信号と半導体素子の駆動回路電源を光ファイバで伝送する構成とすることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
- 前記切替手段は、複数の半導体スイッチを直列接続し、半導体素子の駆動信号を光ファイバで伝送し、かつ、受光した光を太陽電池で電圧に変換することで前記半導体素子を駆動する構成とすることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
- 前記切替手段は、複数の半導体スイッチを直列接続し、半導体素子の駆動信号をパルストランスで伝送し、前記パルストランスの出力により前記半導体素子を駆動する構成とすることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
- 前記切替手段は、複数の半導体スイッチを直列接続し、半導体素子の駆動信号をパルストランスで伝送し、前記パルストランスの変調信号を使用して、前記半導体素子の駆動電力と制御タイミングを伝送する構成とすることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
- 前記切替手段は、複数の半導体スイッチを直列接続し、半導体素子の駆動信号と駆動電力を圧電トランスで伝送する構成とすることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
- 前記圧電トランスの圧電素子を弾力性のある材料で覆い、高圧部分をエポキシ樹脂で固める場合に前記圧電素子の振動を妨げないように構成することを特徴とする請求項10に記載のX線CT装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015231492A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | 株式会社東芝 | X線コンピュータ断層撮影装置、x線高電圧装置、管電圧発生方法および管電圧発生プログラム |
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JPS6154199A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-18 | Hitachi Medical Corp | X線装置 |
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2010
- 2010-02-22 JP JP2010036429A patent/JP2011167466A/ja active Pending
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