WO2003063558A1

WO2003063558A1 - Appareil avec tube a rayons x, determinateur d'exposition aux rayons x, generateur de rayons x utilisant ces elements, et radiogramme

Info

Publication number: WO2003063558A1
Application number: PCT/JP2003/000667
Authority: WO
Inventors: Takuya Domoto; Hiroshi Takano
Original assignee: Hitachi Medical Corporation
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2003-07-31
Also published as: US20050226384A1; EP1469709B1; EP1469709A1; US7224768B2; JP2003217896A; EP1469709A4; JP4213894B2

Description

明細書

X線管装置及び X線曝射決定器とこれらを用いた X線発生装置並びに X線撮影

技術分野

本発明は、 X線管装置及び X線曝射決定器、並びにこれを用いた X線発生装置並びに X線撮影装置に係り、特に X線管の陽極の回転数を検出して X線曝射待機時間の短縮を図るとともに X線管の陽極にダメージを与えない陽極回転機構を有する X線管装置、及びこれを用いた X線発生装置並びに X線撮影装置に関する。背景技術

電子衝撃面を移動することで許容負荷の増大が図るための陽極回転機構を有する X線管装置は、 X線検査装置及び X線 CT装置などの X線画像診断装置を含む X線撮影装置の分野で非常に多く用いられている。

このような X線管装置の陽極は、文献「Johns,H.E.，et al: The Physics of Radiology.3rd. ed., Charles C Thomas Publisher, Springfield,1969j 内の図（医歯薬出版株式会社医用放射線科学講座 13 放射線診断機器工学の 7ページの図 1一 1 にも同一図あり）に記載されるように、回転子と傘状のターゲットからなり、誘導モータと同じ原理で回転する。前記ターゲットを回転することによりターゲットの電子衝撃面積は増大し、短時間負荷の場合、焦点の単位面積当たりの入力を非常に大きくすることができるので、大容量の X線管装置が実現可能となる。前記 X線管装置の陽極は、 X線管球外にある固定子に卷かれた固定子コィルに電流を流して回転磁界を発生させることで、 X線管球内にあって回転子コィルを有する陽極が回転する。

上記の通り、陽極は誘導モータと同じ原理で回転するが、誘導モータとの相違点は、 X線管球を覆つているガラスまたはメタルが固定子と回転子間に存在し、このためギャップが大きいことである。このような構造の回転陽極 X線管を用いた X線発生装置は、 X線管から X線を曝射する前に陽極回転機構中の固定子コイルに交流電圧（単相又は三相）を供給し回転磁界を発生させることで陽極を回転させる。この陽極の回転が加速して、モータとしての発生トルクとモータにかかる負荷トルク（陽極回転機構の機械系で定まるトルク）とが一致する一定の回転数となった後に、直流高電圧を X線高電圧装置から X線管の陽極と陰極間に印加することで、 X線が曝射されて撮影を開始する。 '

被検体の診断部位を撮影する際、 X線管では、陰極から電子ビームが発射され、その電子ビームが陽極ターゲットに衝突し反射することで X線を発生する。陰極から発せられる電子ビームは膨大なエネルギーを有しているため、電子ビームが衝突する陽極ターゲットが一瞬にして焼けてしまうのを避ける目的で上述のように陽極ターゲットを回転させている。

特開 2000-150193号公報には、上述の構成を使用し、陽極回転機構に電圧を供給することで、 3つの動作モードで陽極を回転駆動制御する仕組みが開示される。第一の動作モードは起動モードで、この起動モードでは大きな起動トルクが必要とされるので、例えば約 500V程度の高い交流電圧を前記固定子コイルに印加して陽極を起動する。第二の動作モードは陽極が起動後、所定の回転数、すなわち上記陽極回転機構の機械系で決まるトルクにほぼ一致する回転数となる定常モードで、その駆動トルクは前記起動トルクよりも小さいので約 200V程度の低い交流電圧を前記固定子コイルに印加すれば足りる。第三の動作モードは、陽極の回転を停止させるための制動モードで、約 120V程度の直流電圧を固定コイルに供給することで直流制動をかける。ここで、上記起動モードの動作時間は、陽極が所定の回転数に達するまで時間である。この時間は、例えば特開昭 53-78191 号公報に開示されるように、陽極回転軸に回転数計を取り付けて、これにより直接回転数を検出することで正確に計測できる。し力し、前記回転数計を高温、真空、高電圧の環境下で、かつ限られたスペースに取り付けることは技術的に困難であるため、従来技術では、陽極が所定の回転数に達するまでの時間を予め測定しておき、この時間を X線曝射待機時間と呼称（以下同じ）して X線高電圧装置に設定している。従って、 X線の撮影時には、 X線高電圧装置から陽極駆動装置に回転駆動信号を出力し、予め設定された上記 X線曝射待機時間の経過後に、 X 獰を曝射して撮影を開始する仕組みになっている。つまり、陽極が所定の回転数に達した状態で X線を曝射するようになっている。まとめると、 X線撮影装置で画像を撮影する際には、 X線高電圧装置から陽極駆動装置に陽極駆動信号を出力し、陽極駆動装置が陽極を回転駆動することで、所定の回転数に確実に達するような X線曝射待機時間を予め設定しておき、この X線曝射待機時間の経過後、 X 線高電圧装置から直流の高電圧を出力し、これを X線管に印加して、該 X線管から X線が曝射される、といった一連の動作をする。

しカゝし、上記の X線曝射待機時間（回転陽極が所定の回転数に達するまでの時間）は、以下の条件によって影響される。

(1) 固定子コイルの温度の影響

陽極が所定回転数に達するまでの時間、例として、定常回転数の 8000rpmに達する時間は、固定子コイルが冷えている状態では約 5秒である。しかし、何度力影後に固定子コイルが温まっている状態では、約 6秒となる。すなわち、固定子コイルが温まっている状態では、所定回転数に達するまでの時間が長くなる。この理由は、固定子コイルが温まることによって該固定子コイルの抵抗値が増え、このため電流が小さくなるからである。陽極が所定回転数に達するまでの X 線曝射待機時間を、固定子コイルが温まった状態を想定して設定（例えば、固定子コルが温まっている状態の 6秒に設定）すると、固定子コイルが冷えている状態では X線曝射まで無駄時間 (例えば約 1秒) が生じることになる。この無駄畤間は、例えばバリュームによる胃の造影検査のように、 X線透視で観察して撮影部位を決めて撮影する場合等においては、わずか 1秒でも撮影のタイミングを失したり、あるいは X線画像診断装置のスループットの向上を阻害する要因となる。従って、前記無駄時間はできるだけ小さい方が望ましい。また、 X線管装置を使用した液量検査装置では、 X線曝射待機時間の短縮によって通過速度を向上できるため、検査時間の短縮が可能である。

(2) 陽極駆動装置の電源電圧の変動の影響

陽極回転機構の固定子コイルに交流電圧（単相又は三相）を印加して、回転磁界を発生させて陽極を回転させる陽極駆動装置には、通常、商用交流電源電圧を直流電圧に変換し、この直流電圧を単相又は三相の交流電圧に変換するィンパータ回路を用いている。このインバータ回路からの出力電圧は、前記商用交流電源電圧に応じて変動する。陽極駆動機構に発生するトルクは、固定子コイルに印加される電圧のほぼ 2乗に比例するため、商用電源電圧が変動した場合、陽極駆動機構に発生するトルクは大幅に変動することになり、これによつて陽極の回転数が所定回転数に達するまでの時間も変化することになる。し力し、このような現象には特に対策がされていない。

(3) その他

上記（1) 、（2) の他に、陽極の温度や陽極回転軸の摩擦力の変化などにより陽極の回転時特性が変化するため、これに対する配慮も必要である。

このように、陽極回転数が所定の回転数に達するまでの時間は、さまざまな要因によつて変動するので、所定の X線曝射待機時間を設定する従来の方法では、上記（1) 〜（3) 等による諸条件を考慮して、特開平 5-114497号公開公報およぴ特許第 3276967号特許公報に記載されるように、回転陽極起動後の無駄時間である 0.5から 1秒程度は常に X線曝射信号が出ないようにするインターロック機構等を別途用意するなどして、十分に余裕のある X線曝射待機時間を設定しておかなければならない。さらに、撮影タイミングを逸したり、撮影準備から撮影までの時間が長くなつたり、さらに何等かの事情で陽極の回転数が設定した回転数に達する前に X線曝射が開始された場合は、陽極の発熱が増大して、放電を誘発したり、 X線管の寿命を短くしてしまうということが懸念される。

前記特開平 5-114497号公開公報おょぴ特許第 3276967号特許公報には、無効電力または力率から消費電力を検出して、所定回転時の消費電力設定値との比較をして、規定以上のずれが生じた時に X線曝射信号を遮断する構成を開示している。

これらの構成によれば、有効電力 =消費電力 +無効電力の関係式に従って消費電力を検出しているために、無効電力または力率を求める際に位相差を加味する必要がある。このため、電力検出機構が複雑となり検出装置がコスト高となってしまう。

また、陽極駆動装置としてのインバータ式駆動回路から供給される電力は、上述の通り、元となる商用交流電源電圧に応じて変動し、ステータコイルに印加される電圧のほぼ 2乗に比例するため、商用電源電圧が変動した場合、上記供給電力は大幅に変動してしまう。特にインバータ式駆動回路の起動時には大きな電圧変化が生じるため、起動時に電圧および電力を検出しても信頼性の低レ、値となり、始動開始時の陽極回転数の検出には使用できない。このため従来技術では上記のようなインターロック機構を必要としていた。インターロック機構では、陽極がすでに回転している場合に X線曝射信号を遮断することは可能であるが、陽極の回転を開始した後所定回転になるまでの X線曝射待機時間を調整することができない。

またさらに、従来技術では、 X線管の個体差、経年変化、種類に応じて消費電力設定値を決定する必要がある。この消費電力設定値は、各 X線管を実際に駆動して計測の結果決定する必要があり、かなりの労力を要求される。

本発明は、上記問題点を解決するために、陽極を回転させるための回転磁界を発生させる固定子コイルの電圧と電流情報または電流情報をもとに前記陽極の回転数が所定値に達したことを検出し、この検出信号に従って X線高電圧装置から出力される直流高電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加することで被検体に X線を曝射し、該被検体を撮影するものである。

また、本発明の X線発生装置は、陽極回転機構を有する X線管装置と、この X 線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になった時に前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射指令手段を含む X線発生装置であって、前記 X線管装置に下記の陽極回転数検出機能を有する X線管装置を用いたものである。

また、本発明の X線撮影装置は、 X線発生源に上記の X線発生装置を用いたものである。

(I)モータにより陽極を回転させる機構中、回転磁界発生用固定子コイルに関連する電圧と電流情報または電流情報をもとに前記陽極の回転数を検出する陽極回転数検出手段を下記 (II) 力ら (V) のいずれかによつて構成した。

(Π) 上記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルの電圧を検出する少なくとも一つの電圧検出手段と、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、前記電圧検出手段と電流検出手段の出力より前記回転陽極機構のィンピーダンスを演算するィンピーダンス演算手段と、陽極の所定の回転数に対応する前記回転陽極機構のィンピーダンスを記憶しておく所定ィンピ —ダンス記憶手段と、この所定インピーダンスを前記インピーダンス演算手段で演算された現在のィンピーダンスと比較し、現在のインピーダンスが前記所定ィンピーダンス近傍であることを検出する手段から構成される。

(III) 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルの電圧を検出する少なくとも一つの電圧検出手段と、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、前記電圧検出手段と電流検出手段の出力より前記回転陽極機構のィンピーダンスを演算するィンピーダンス演算手段と、このインピーダンス演算手段で求めた陽極回転開始時のィンピーダンスを記憶する初期インピ一ダンス記憶手段と、この初期インピーダンスと前記ィンピーダンス演算手段で求めた現在のインピーダンスとの間の比を求めるインピーダンス比演算手段と、このインピーダンス比演算手段で求めたインピーダンス比をここに予め記憶された所定ィンピーダンス比と比較して陽極の回転数が所定の回転数であることを検出する手段から構成される。

(IV) 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、設定した陽極の回転数に対応する前記固定子コイル電流を記憶しておく設定固定子コイル電流記憶手段と、前記の記憶された固定子コィル電流と前記電流検出手段で求めた固定子コィル電流とを比較することで、現在の固定子コイル電流が所定の固定子コイル電流近傍であることを検出する手段から構成される。

(V) 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、この電流検出手段で検出した陽極回転開始時の固定子コィル電流を記憶する初期固定子コィル電流記憶手段と、この初期固定子コィル電流と前記電流検出手段で検出した現在の固定子コィル電流との比を求める固定子コィル電流比演算手段と、この固定子コィル電流比演算手段で求めた固定子コイル電流比より陽極の回転数が所定の回転数であることを検出する手段から構成される。

(VI) また、本発明に係わる X線管装置では、前記 (II) と（III) の前記陽極回転数検出手段中のインピーダンス演算手段に入力される前記固定子コイルに関連する電圧電流情報のうち電圧情報は、この電圧の目標値である。

(VII) また、本発明に係わる X線発生装置には、陽極回転機構を有する X線管装置と、この X線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になった時に、前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射開始指令手段が含まれ、前記 X線管装置として前記 (I) 〜（V) に記載の X線管装置を用いる X線発生装置。

(VIII) また、本願に係わる X線発生装置には、陽極回転機構を有する X線管装置と、この X線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になった時に、前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射開始指令手段が含まれ、前記 X線管装置として前記 (VI) に記載の X線管装置を用いる X線発生装置。

(IX) (VII) の X線発生装置を用いた X線撮影装置。

(X) (VIII) の X線発生装置を用いた X線撮影装置。

(XI) 本発明に係わる X線曝射決定器には、陽極回転数検出手段を含み、この陽極回転数検出手段は、 X線管装置内の陽極を回転させるための回転磁界発生用固定子コィノレに関連する電圧電流情報もしくは電流情報に基づいて前記陽極の回転数を検出するものであり、下記（ΧΠ) から（XX) のいずれかによつて構成した。'

(XII) 上記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルの電圧を検出する少なくとも一つの電圧検出手段と、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、前記電圧検出手段と電流検出手段の出力より前記回転陽極機構のインピーダンスを演算するィンピーダンス演算手段と、陽極の所定の回転数に対応する前記回転陽極機構のィンピーダンスを記憶しておく所定ィンピーダンス記憶手段と、この所定ィンピーダンスを前記ィンピーダンス演算手段で演算された現在のィンピーダンスと比較し、現在のインピーダンスが前記所定ィンピーダンス近傍になったことを検出する手段から構成される。

(XIII) 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルの電圧を検出する少なくとも一つの電圧検出手段と、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、前記電圧検出手段と電流検出手段の出力より前記回転陽極機構のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、このインピ一ダンス演算手段で求めた陽極回転開始時のインピーダンスを記憶する初期ィンピーダンス記憶手段と、この初期ィンピーダンスと前記ィンピーダンス演算手段で求めた現在のィンピーダンスとの間の比を求めるインピーダンス比演算手段と、このインピーダンス比演算手段で求めたインピーダンス比をここに予め記憶された所定ィンピーダンス比と比較して陽極の回転数が所定の回転数であることを検出する手段から構成された。

(XIV) 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、設定した陽極の回転数に対応する前記固定子コィル電流を記憶しておく設定固定子コィル電流記憶手段と、前記の記憶された固定子コィル電流と前記電流検出手段で求めた固定子コィル電流とを比較することで、現在の固定子コイル電流が所定の固定子コイル電流近傍であることを検出する手段から構成された。

(XV)前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、この電流検出手段で検出した陽極回転開始時の固定子コィル電流を記憶する初期固定子コィル電流記憶手段と、この初期固定子コイル電流と前記電流検出手段で検出した現在の固定子コイル電流との比を求める固定子コィル電流比演算手段と、この固定子コィル電流比演算手段で求めた固定子コイル電流比より陽極の回転数が所定の回転数であることを検出する手段力 ^構成された。

(XVI) また、本発明に係わる X線曝射決定器では、前記（XII) と（XIII) の前記陽極回転数検出手段中のインピーダンス演算手段に入力される前記固定子コィルに関連する電圧電流情報のうち電圧情報は、この電圧の目標値である。

(XVII) また、本発明に係わる X線発生装置は、陽極回転機構を有する X線管装置と、この X線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になった時に、前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射指令手段と、前記（XI) 〜（XV) に記載の X線曝射決定器から構成される。

(XVIII) また、 X線発生装置は、陽極回転機構を有する X線管装置と、この X線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になった時に、前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射指令手段と、前記 (XVI) に記載の X線曝射決定器から構成される。

(XIX) (XVII) の X線発生装置を用いた X線撮影装置。

(XX) (XVIII) の X線発生装置を用いた X線撮影装置。図面の簡単な説明 ,

図 1は、本発明による X線管装置及び X線曝射決定器、さらにこれを用いた X 発生装置の第 1の実施例を示す図である。図 2は、回転陽極 X線管装置の陽極回転用モータの特性を示す図である。図 3は、本発明による X線管装置及び X線曝射決定器、さらにこれを用いた X線発生装置の第 2の実施例を示す図である。図 4は、図 1の X線発生装置を、 X線撮影装置の一例として、 X線画像診断装置に用いた本発明の第 3の実施例図である。図 5は、図 3の X線発生装置を、 X線撮影装置の一例として、 X線画像診断装置に用いた本発明の第 4の実施例図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

《本発明の X線管装置及び X線曝射決定器、並びに X線発生装置》

実施例 1

図 1は、 X線管装置の陽極の回転数が所定値に達したことを検出時に、該 X線管装置の陽極と陰極間に直流高電圧を印加することで、 X線を発生させる X線管装置及び X線曝射決定器、並びに X線発生装置の本発明の第 1の実施例を示す図である。図 1において、 X線管装置 2は、回転陽極 23とフィラメント陰極 24を真空容器に入れた構成の X線管 21と、前記回転陽極 23を回転させるため回転磁界を発生する固定子コイル 22などから構成される。同図に示すように、フイラメント陰極 24 を所定の温度に加熱する回路（図示省略）で加熱した状態で、 X 線高電圧装置 1からの出力電圧（直流高電圧）を回転陽極 23 とフィラメント陰. 極 24間に印加することによって、 X線管装置 2の X線管 21から X線が発生する。

前記 X線高電圧装置としては、少なくとも、日本工業規格の医用 X線高電圧装置通則 JIS Z 4702 (国際規格 IEC60601-2-7及び IEC60601— 2— 15と同様の規格）で定められている全ての装置が掲げられる。

前記回転陽極 23は、陽極駆動装置 3から出力される所定の周波数と所定の電圧を有する交流電圧を固定子コイル 22に印加することで発生する回転磁界により、上記所定の周波数に対応した回転数で回転する。図 1では、回転陽極を含むモータが三相式の場合を示しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、単相式のものにも適用できる。，前記陽極駆動装置 3は、例えば特開 2000-150193号公報に開示されている、商用の交流電源をコンバータ回路で直流電圧に変換し、この直流電圧をィンパータ回路により本発明の X線発生装置を用いる X線画像診断装置の動作モードに対応した周波数と電圧を有する単相または三相の交流電圧が出力できるように構成されているもの、あるいは商用電源からの単相や三相の交流電圧を所定の電圧に変換し、これを前記固定子コイル 22に印加するように構成したものなど X線画像診断装置の使用目的に合った回転磁界発生のための単相または三相の交流電圧を印加できるものであれば、どのような態様のものでも良い。このような構成の X 線発生装置において、 X線管装置の陽極の回転数が設定した回転数に達しているか否か（つまり、 X線の曝射が可能力否力）の判定は、前記陽極駆動装置 3からの出力電圧と出力電流を検出して、これらの検出値を基に以下のようにして行う。すなわち、陽極駆動装置 3からの出力電圧を検出する電圧検出器 4と、陽極駆動装置 3からの出力電流を検出する電流検出器 5と、これら電圧検出器 4と電流検出器 5からの検出電圧および検出電流値を入力して、固定子コイル 22を含む陽極回転機構のインピーダンスを演算するインピーダンス演算装置 6と、回転陽極 23 の起動開始時の前記インピーダンスの演算値を記憶する初期インピーダンス記憶装置 7と、該初期インピーダンス記憶装置 7に記憶してある起動開始時のィンピーダンス値と前記インピーダンス演算装置 6で演算して求めた現在のィンピーダンス値とを入力して、その比を演算して陽極の回転数が設定した回転数に達している力否かという X線の曝射の開始条件を判定し、 X線高電圧装置 1に対して X線曝射の開始を指令する X線曝射開始判定装置 8とを設け、この X線曝射開始判定装置 8から出力される X線曝射開始信号を X線高電圧装置 1に入力して、該 X線高電圧装置 1の出力電圧（直流高電圧）を X線管装置 2の回転陽極 23と陰極 24間に印加することによって X線の曝射を開始する。前記電圧検出器 4としては、交流電圧が検出できる周知の変圧器などを使用可能で、前記電流検出器 5としては、交流電流が検出できる周知のホール素子を用いた力レントトランスなどを用いることができる。また、インピーダンス演算装置 6、初期インピーダンス記憶装置 7及び X線曝射開始判定装置 8としては、前記電圧検出器 4 及び電流検出器 5で検出した交流の電圧、 '電流値を直流に変換し、これをディジタル値に変換する、例えば、アナログ/ディジタル変換器（A/D変換器）、ィンピーダンスを求めるための割り算等の各種の演算機能を有する、例えば、中央処理装置（CPU) 、初期インピーダンスを初めととする各種の情報を記憶する記憶装置及び外部との情報の入出力に用いる入出力インターフヱイスなどを含むマイク口コンピュータなどで構成される。

ここで、前記ィンピーダンス演算装置 6で求める固定子コイル 22を含む陽極回転機構のインピーダンスの演算方法について説明する。上記図 1に示す Δ結線の固定子コイルを含む三相陽極回転機構を持つ X線管装置の各相のインピーダンスは、固定子コイルの線間電圧と線電流との比（実効値）で求められ、図 1の場合は電圧検出器 4で直接に線間電圧を検出している、一方、電流検出器 5により相電流を検出し、これに^ 3 を乗算することで線電流を求めることができる。この場合、相電圧と相電流の比からィンピーダンスを求めることも可能である。なお、図 1では、固定子コイル 22として Δ結線のものを使用しているが、これを Y結線とすることも可能である。この場合、各相のインピーダンスは、固定子コイルの相電圧と相電流との比（実効値）で求められ、線間電圧を検出しているので、相電圧は線間電圧/ となり、一方、相電流は電流検出器 5により直接検出できる。これら相電圧と相電流の比からインピーダンスが求められる。この場合、線間電圧と線電流の比からィンピーダンスを求めることも可能である。陽極回転機構のモータが単相式の場合、コモンに対する線間電圧と相電流を直接検出できるので、インピーダンスは線間電圧/相電流で求める。 - さらに、電圧検出器 4と電流検出器 5はそれぞれ複数個を別相間および Zまたは別線に設置可能である。また、電圧検出器 4および/または電流検出器 5は並列して複数個設置することも可能である。このように複数個設置することで計測精度や計測の確実性を向上できる。

次に、上記インピーダンスと回転陽極の回転数との関係について説明する。回転陽極駆動機構のモータは誘導モータと同様に、固定子コイルによって発生する回転磁界の回転速度は前記誘導モータの極数 p、前記固定子コイルに印加する電圧の周波数 fによって決まり、その同期速度 nsは、 ns=2f/p (rps) で表わされる。運転中における回転陽極の回転数 nRは上記同期速度 nsよりもわずかに低く、それらの比率 sはすべりとレ、い、 s= (ns-nR) Znsで表わされる。本発明の陽極回転機構を有する X線管装置においても上記の関係が成り立ち、すべりが小さく、同期速度付近で回転しているところでは効率が高く、固定子コイルに流れる電流が小さいために固定子コィル側から見た陽極回転機構のィンピーダンスは大きい。これに対して、起動時のすべりが大きい時は効率が悪く、大きな電流が流れるためにインピーダンスは小さくなる。本宪明の第 1の実施例は、上記回転数とインピーダンスの関係から回転陽極の回転数を推定するものである。

図 2に、陽極駆動装置 3の出力電圧及びその周波数を一定とした場合における回転陽極 23を含むモータの回転数 nと該モータの発生するトルク τ、固定子コィル 22の相電流 I _a及び上記インピーダンス演算装置 6で演算して求めたインピ一ダンス Z _aとの関係を示す。この図 2の特性において、回転陽極を含むモータの静止時、すなわち、すべりが 1におけるインピーダンスを Z _ao、誘導モータの回転が加速して該誘導モータの発生するトルクと誘導モータにかかる負荷トルク (陽極回転機構の機械系で決まるトルク）とが一致する同期速度付近の回転数 (以下、定常回転数と呼ぶ）に達して一定の回転数で回転している時のインピーダンスを Z _asとすると、これらのィンピーダンスの比から X線曝射開始が可能な回転数に達していることを検出することができる。

そこで、撮影開始指令（図示省略）により陽極駆動装置 3を動作させて固定子コイルに三相交流電圧を印加すると、回転陽極 23は回転を開始する。この回転開始時、すなわちすべり s=lにおける固定子コイル 22の線間電圧を電圧検出器 4により、相電流を電流検出器 5により検出し、これらの検出値をインピーダンス演算装置 6に取り込んで前記すベり s=lにおけるインピーダンス Z _a0を計算して、この値を初期インピーダンス記憶装置 7に記憶する。回転陽極 23の回転が加速し、定常回転数に達するまでの間、遂次インピーダンスを計算し、この値と前記初期インピーダンス記憶装置に記憶してある初期インピーダンス Z_a0とを X 線曝射開始判定装置 8に取り込み、これらの比を求め、現在のインピーダンスが定常回転数に相当するインピーダンス Z _asになり、このインピーダンス Z _asと初期インピーダンス Z _a0との比が所定値になったかどうかを判定する。

該 Z _asと Z _a0との比の所定値は、予め X線曝射開始判定装置 8に記憶しておく必要がある。前記 Z _asと Z _a0との比が所定値になったことを判定したならば、 X 線曝射開始判定装置 8から X線曝射開始信号を X線高電圧装置 1に入力して該 X 線高電圧装置 1の出力電圧（直流高電圧）を X線管装置 2の回転陽極 23と陰極 24間に印加し、 X線の曝射を開始する。この.ように、静止時と定常回転数時のィンピーダンスの比から定常回転数に達したかどうかを判断するように構成したことによって、陽極駆動装置 3の電源に商用電源を用いた場合に、該商用電源電圧が変動しても初期インピーダンスと定常回転数時のインピーダンスは比例して変化するので、前記 Z_asと Z _a0との比は陽極駆動装置 3の電源電圧変化の影響を受けない。なお、上記 X線曝射開始判定装置 8は曝射の開始の判定のみならず継続の判定も可能である。

このように、電圧を電流で除算した実効値のィンピーダンスを使用しているため、位相を加味した無効電力または力率を求めるための複雑な電力検出機構が不要であり、回転数検出のための構成のコストを下げることが可能である。

また、陽極駆動装置からの供給電圧が、上記陽極駆動装置の起動など大きなトルクの必要な場合や起動時間の短縮を図る場合に陽極駆動装置 3の出力電圧を上げる時や商用電源電圧の変動時に大幅に変動した場合には、この供給電圧にほぼ比例して電流も増加する。インピーダンスを使用すると電圧を電流で除算するために、これら変動の影響をなくすことが可能である。

さらに、このため、陽極がすでに回転している場合の回転数の検出精度のみならず、陽極が回転を開始した後所定回転になるまでの回転数の検出精度も向上する。これにより、 X線曝射待機時間を精度よく容易に調整できる。

また、 X線管の個体差、経年変化、種類の違いがあっても、起動時毎に初期ィンピーダンスを求めることができるので、従来技術で必要とされた消費電力等の設定値を決定のための各 X線管毎の実駆動と計測の手間が省けるので、メンテナンスが楽になる。

なお、前記陽極駆.動装置 3の電源電圧の変化の影響が小さい場合あるいは影響を全く受けない場合は、定常回転数時のインピーダンス Z_asを予め X線曝射開始判定装置 8に記憶しておき、インピーダンスが前記 Z_asになったことを判断して X線曝射を開始するようにしても良い。このように構成すれば、初期インピーダンス記憶装置 7が不要となり、装置構成が簡単になる。この場合でも計測されたィンピーダンスは電圧を電流で除算した値であるため、電力に比べ変動が少なく、上記と同じ効果が得られる。

また、電圧検出器 4を設けてあるが、これの代わりに陽極駆動装置 3の出力電圧の目標値を用い、この目標値と電流検出器によつて検出した電流値とからインピーダンスを求めるようにしても同様の効果を得ることができる。

実施例 2 .

図 3は、 X線管装置 2の陽極の回転数が所定値に達したことを検出して該 X線管装置の陽極と陰極間に直流高電圧を印加し、 X線を発生させる本発明の X線管装置及ぴ X線発生装置の第 2の実施例を示す図である。図 3の第 2の実施例は、図 2の相電流 l aが起動開始時と定常時で大きく異なる点に着目し、固定子コィル 22に流れる電流値を用いて陽極の回転数が所定値に達したことを検出するもので、電圧検出器 4を不要とした点、初期ィンピーダンス記憶装置 7に代わって初期電流値記憶装置 7'を設けた点及び X線曝射開始判定装置 8'の判定方法が異なる点以外は図 1の第 1の実施例と同じである。

図 2の特性において、回転陽極のモータの回転開始時のすべりが 1における固定子コイルに流れる電流を I a0、誘導モータの回転が加速して該誘導モータの発生するトルクと前記誘導モータにかかる負荷トルク（陽極回転機構の機械系で決まるトルク）とが一致する同期速度付近の回転数（以下、定常回転数と呼ぶ）に達して一定の回転数で回転している時の固定子コイルに流れる電流を I _asとすると、これらの電流値の比から X線曝射開始が可能な回転数に達していることを検出することができる。

そこで、撮影開始指令（図示省略）により陽極駆動装置 3を動作させて固定子コイルに三相交流電圧を印加すると、回転陽極 23は回転を開始する。この回転開始時のすべり s=lにおける固定子コイル 22の相電流を電流検出器 5により検出し、この検出値 I aoを初期電流記憶装置 7'に取り込んで記憶する。回転陽極 23 の回転が加速し、定常回転数に達するまでの間、逐次相電流 l aを検出し、この検出値と前記初期電流値記憶装置 7'に記憶してある初期電流値 I _a0とを X線曝射開始判定装置 8'に取り込み、前記 I _asと I _a0との比を求め、現在の相電流値が定常回転数に相当する電流値 I asになり、この電流値 I asと初期電流値 I a0との比が所定値になったかどうかを判定する。

前記定常回転数時の電流値 I asと初期電流値 I aOとの比の所定値は、予め X線曝射開始判定装置 8'に記憶しておく必要がある。前記 I asと I _a0との比が所定値になったことを判定したならば、 X線曝射開始判定装置 8'から X線曝射開始信号を X線高電圧装置 1に入力して、該 X線高電圧装置 1 ,からの出力電圧（直流高電圧）を X線管装置 2の回転陽極 23と陰極 24間に印加し、 X線の曝射を開始する。このように、回転開始時と定常回転数時の相電流の比から定常回転数に達したかどうかを判断するように構成したことによって、陽極駆動装置 3の電源電圧が変動しても初期電流値と定常回転数時の電流値は比例して変化するので、陽極駆動装置 3の電源電圧の変化の影響を受けない。なお、上記 X線曝射開始判定装置 8'は曝射の開始の判定のみならず継続の判定も可能である。なお、前記陽極駆動装置 3の電源電圧の変化の影響が小さい場合あるいは影響を全く受けない場合は、定常回転数時の電流値 I asを予め X線曝射開始判定装置 8'に記憶しておき、電流値が前記 I asになったことを判断して X線曝射を開始するようにしても良い。このように構成すれば、初期電流値記憶装置が不要となり、装置構成が簡単になる。

上記の実施例で説明したように、本発明の X線管装置及び X線曝射決定器、並びに X線発生装置は、

(1) 陽極回転のための回転磁界を発生させる固定子コイルの電圧情報、電流情報を用いて、陽極回転機構を有する X線管装置の陽極回転数を検出するようにした。したがって、陽極回転数計などを高温、真空、高電圧の環境下でかつ限られたスペースに取り付ける場合に生じる困難を避け、 X線曝射信号が出ないようにするインターロック機構を不要にできる。

(2) 上記陽極回転数検出装置で検出した回転数情報を用いて陽極回転のためのモータが最も効率の良い回転数（定常回転数）に達したことを検出して、 X 線曝射開始指令を生成し、この指令に応じて X線高電圧装置から直流高電圧を出力し、この高電圧を X線管装置の回転陽極と陰極間に印加して X線曝射を開始するようにした。したがって、従来予め所定値に設定していた X線曝射待機時間による方法に比べて、実際の X線曝射待機時間を合理的に短縮することができ、回転数検出の精度の高さのおかげで適正回転数の維持可能である。同時に、陽極回転のためのモータの回転を最も効率の良い回転数に保ちつつ X線曝射を開始できるので、 X線管の陽極にダメージを与えない。

という効果が得られる。

(3) 実効値のインピーダンスや電流値を検出するため、位相差を加味した複雑な電力検出機構を使用しないで済む。これによりコストを削減可能となる。

(4) X線管の個体差、経年変化、種類に応じて消費電力等の所定値 (設定値)を決定するための各 X線管の実駆動と計測が不要で、起動時の初期インピーダンスや初期電流と起動後のィンピーダンスや電流との比と対比するための所定値 (所定比)を準備するだけで曝射の開始や継続を決定できる。このように、用意する所定値の数が大幅に減少できる。《本発明の X線撮影装置》

実施例 3

電子衝撃面を移動して許容負荷を増大させる陽極回転機構を有する X線管装置は、手荷物検査装置、液量検査装置、 X線顕微鏡など X線検査装置、及び X線 CT装置などの X線画像診断装置の分野で非常に多く利用されている。

上記回転陽極 X線管装置を用いた X線撮影装置では、 X線管から, X線を曝射する前に陽極回転機構の固定子コイルに交流電圧（単相又は三相）を印加して回転磁界を発生させることで陽極を回転させる。この陽極の回転が加速して陽極回転のためのモータが発生するトルクと該モータにかかる負荷トルク（陽極回転機構の機械系で定まるトルク）とが一致する一定の回転数、すなわち前記モータの効率が最も良い回転数で、 X線高電圧装置からの直流高電圧を X線管の陽極と陰極間に印加することで X線を曝射し撮影を開始する。

図 4は本発明の実施例 3で、図 1の X線管装置及び X線曝射決定器ならびに X 線発生装置を、ある X線 CT装置に用いた場合の該 X線 CT装置の全体構成図である。

図 4において、 11は周波数が 50Hz又は 60Hzの三相交流電源、 12a, 12b, 12cは前記交流電源 11に電気的に接続されることで、この交流電圧をスキャナの回転部 100へ伝達するためのブラシ、 13a， 13b, 13cは前記ブラシ 12a, 12b, 12cに接触しながらスキャナ回転部 100と共に回転するスリップリングである。前記ブラシ 12a， 12b, 12cと前記スリップリング 13a， 13b, 13cで電力伝達機構を構成している。スキャナ回転部 100には、 X線発生装置 10と X線検出部 101 が搭載されている。前記交流電源 11からの交流電力は前記電力伝達機構を経由して前記 X線発生装置 10に供給される。該 X線発生装置 10から発生する X線は被検体 130に照射され、該被検体 130を透過した X線が前記 X線検出部 101 で検出される。前記 X線発生装置 10は、図 1に示したように、交流電力が交流電源 11から前記ブラシ 12a， 12b, 12cとスリップリング 13a， 13b, 13cから成る電力伝達機構を介して供給されて直流 ¾高電圧を発生する X線高電圧装置 1と、この X線高電圧装置 1で発生した直流高電圧を回転陽極 23と陰極 24間に印加して X線を発生させる X線管 21、及ぴ前記回転陽極 23を回転させる回転磁界を発生させるための固定子コイル 22を含む陽極回転機構からなる X線管装置 2と、前記電力伝達機構経由で交流電力の供給を受けて (図 4の場合はブラシ 12a， 12b、 12cとスリップリング 13a， 13b, 13cからなる電力伝達機構）、前記固定子コィノレ 22に回転磁界を発生させるための所定の周波数と所定の電圧を有する三相交流電圧を生成する陽極駆動装置 3と、前記固定子コイル 22に印加される電圧を検出する電圧検出器 4及び固定子コイル 22に流れる電流を検出する電流検出器 5 と、これらの電圧検出器 4と電流検出器 5の検出値とから固定子コイル 22を含む陽極回転機構の入力側から見たインピーダンスを演算するィンピーダンス演算装置 6と、前記回転陽極の回転開始時（すなわち陽極回転機構のモータのすべりが 1)におけるインピーダンスの値を記憶する初期インピーダンス記憶装置 7と、前記陽極回転機構の誘導モータが最も効率の良い回転数（定常回転数）に達したことを検出して X線曝射開始指令を出力する X線曝射開始判定装置 8とより構成される。

一般に、 X線高電圧装置 1は、スキャナ回転盤に搭載されて高速に回転されるために、その重量はできるだけ軽い方が望ましい。このため、 X線高電圧装置としては、高電圧変圧器を小型、軽量化でき、力つ X線管 21の回転陽極 23と陰極 24間に印加される直流高電圧（管電圧）の脈動を小さくできるインパータ式 X 線高電圧装置が用いられる。

このインバータ式 X線高電圧装置は、商用の交流電源をコンバータ回路で直流電圧に変換し、この直流電圧をィンパータ回路で前記商用電源周波数よりも高い周波数の交流電圧に変換して、この高周波の交流電圧を高電圧変圧器で昇圧し、この昇圧した交流高電圧を高電圧整流器で直流の高電圧に整流して、この直流高電圧を X線管に印加して X線を発生するように構成される。図 4の X線高電圧装置 1の場合は、交流電源 11からブラシ :12a， 12b, 12cとスリヅプリング 13a， 13b, 13cからなる電力伝達機構を介して三相の交流電力が前記 X線高電圧装置 1 に入力される。

また、陽極駆動装置 3には、一般に、 3つの動作モードで陽極を回転駆動制御する機能が必要であるが、詳細は上記従来技術ですでに説明した。

以上のように、 X線努生装置 10を構成した場合、 X線管 21から放射された X 線は、被検体 130を透過したのち、 X線検出部 101を構成する検出器 102で検出され、さらに増幅器 103で増幅される。 13dはスキャナの回転部 100に搭載されたスリップリング、 12dはスリップリング 13dに接触しながら前記増幅器 103から出力される X線検出信号を伝達するブラシ、 110はブラシから伝達された X線検出信号から断層像を生成する画像処理装置、 120は画像処理装置 110に接続され生成された断層像を表示する画像表示装置である。上記 X線発生装置 10と X 線検出部 101を搭載したスキャナ回転部 100と、図示省略の被検体 130を载置する寝台と、前記画像処理装置 110と、前記画像表示装置 120を含む操作卓（図示省略）を有するュニットで X線 CT装置は構成される。

次に、このように構成された X線 CT装置の動作について説明する。

操作卓からスキャン開始指令が発生すると、この指令により陽極駆動装置 3が動作して固定子コイルに三相交流電圧を印加する。これにより回転陽極 23は回転を開始する。この回転開始時には大きな起動トルクが要求されるので、例えば 500Vの電圧を固定子コイルに印加する（第一の動作モード）。起動開合時、すなわちすべり s= lにおける固定子コイル.22の線間電圧を電圧検出器 4により、相電流を電流検出器 5によりそれぞれ検出し、これらの検出値をインピーダンス演算装置 6に取り込んで前記すベり s= 1におけるインピーダンス Z _a0を計算して、この値を初期インピーダンス記憶装置 7に記憶する。回転陽極 23の回転が加速し、定常回転数に達するまでの間、逐次インピーダンスを計算し、この値と前記初期ィンピーダンス記憶装置に記憶してある初期ィンピーダンス Z _a0とを X線曝射開始判定装置 8に取り込み、これらの比を求め、現在のインピーダンスが定常回転数に相当するインピーダンス Z _asになり、このインピーダンス Z _as と初期ィンピーダンス Z _a0との比が所定値になったかどうかを判定する。

該 Z _asと Z _a0との比の所定値は、予め X線曝射開始判定装置 8に記憶しておく必要がある。前記 Z _asと Z _a0との比が所定値になったことを判断したならば、 X 線曝射開始判定装置 8から X線曝射開始信号を X線高電圧装置 1に入力して、該 X線高電圧装置 1の出力電圧（直流高電圧）を X線管装置 2の回転陽極 23と陰極 24間に印加し、 X線の曝射を開始する。この時の陽極回転数は設定した回転数（すなわち上記陽極回転機構の機械系で決まるトルクにほぼ一致する回転数）に達しているため、回転陽極を駆動するトルクは前記起動トルクよりも小さいので、約 200V程度の低い交流電圧を前記固定子コイルに供給する（第二の動作モード）。そして、スキャナ回転部 100に搭載した X線発生装置 10と X線検出部 101が一体となって被検体 130の周りを回転しながら、一定角度ごとに、前記 X線発生装置 10の X線管 21から被検体 130に X線を照射する。 X線管 21 力ら放射された X線は、被検体 130を透過したのち、 X線検出部 101を構成する検出器 102で検出され、さらに増幅器 103で増幅される。この増幅された信号はスキャナの回転部 100に搭載されたスリップリング 13dとブラシ 12dを介して画像処理装置 110に入力され、再構成処理を行って得た断層像を画像表示装置 120に表示する。前記再構成に必要なデータの計測終了により X線管からの X線曝射を終了し、約 120V程度の直流電圧を固定コイルに流して直流制動をかけて陽極の回転を停止させる（第三の動作モード）。

このように、起動開始時と定常回転時のインピーダンスの比から、定常回転数に達したかどうかを判断するように構成したことによって、陽極駆動装置 3の電源電圧が変動した場合、初期インピーダンスと定常回転数時のインピーダンスは共に該電源電圧の変動に比例して変化するため、前記 Z_asと Z_a0との比は陽極駆動装置 3の電源電圧変化の影響を受けないこととなる。

このように、電圧を電流で除算した実効値のィンピーダンスを使用しているため、位相を加味した無効電力また,は力率を求めるための複雑な電力検出機構が不要であり、コストを下げることが可能である。

また、陽極駆動装置からの供給電圧が、上記陽極駆動装置の起動など大きなトルクの必要な時や起動時間の短縮を図る時に陽極駆動装置 3の出力電圧を上げる場合や、商用電源電圧の変動時に大幅に変動した場合には、この供給電圧の上昇にほぼ比例して電流も增加する。インピーダンスを使用すると電圧を電流で除算するために、これら変動の影響をなくすことが可能である。このため、陽極がすでに回転している場合の回転数の検出精度のみならず、陽極が回転を開始した後所定回転になるまでの回転数の検出精度も向上する。これにより、 X線曝射待機時間を精度よく容易に調整できる。

また、 X線管の個体差、経年変化、種類に応じて、初期インピーダンスを求めることができるので、消費電力等の設定値を決定するために各 X線管毎に、これを実際に駆動して計測する手間が省けるので、メンテナンスが楽になる。

なお、前記陽極駆動装置 3の電源電圧の変化の影響が小さレ、場合あるいは影響を全く受けない場合は、定常回転数時のインピーダンス Z _asを予め X線曝射開始判定装置 8に記憶しておき、インピーダンスが前記 Z _asになったことを判断して X線曝射を開始するようにしても良い。このように構成すれば、初期インピーダンス記憶装置 7が不要となり、装置構成が簡単になる。この場合でも計測されたインピーダンスは電圧を電流で除算.した値であるため、電力に比べ変動が少なく、上記と同様の効果が得られる。

なお、上記第 4図の実施例においては、起動時など大きなトルクが必要なときに陽極駆動装置 3の出力電圧を上げることによって起動時間の短縮を図ったとしても、上述の通り、インピーダンスには影響は無く、より正確に回転数を把握することが可能となる。また、電圧検出器 4を設けてあるが、これの代わりに陽極駆動装置 3の出力電圧の目標値を用い、この目標値と電流検出器 5によつて検出した電流値とからインピーダンスを求めるようにしても同様の効果を得ることができる。

上記のように、本発明の X線管装置及び X線曝射決定器ならびに X線発生装置を、 X線 CT装置などの X線撮影装置に適用することにより、陽極の回転数が最も効率の良い回転数であることを検出して X線曝射をするようにしたので、従来のように X線曝射待機時間を十分余裕のある値に設定して X線曝射を開始する必要がない。これにより、陽極の回転開始から X線曝射までの時間が短縮されるので、装置のスループットの向上を図ることができる。また、何等かの事情により陽極の回転数が設定した回転数に達しない場合の X線曝射を防止することで、 P易極の発熱が増大して、放電を誘発したり、 X線管の寿命を短くしてしまうような事態を未然に防いで、この結果、 X線撮影装置の信頼性を向上できる。

実施例 4

図 5は本発明の実施例 4で、図 3の X線管装置及び X線曝射決定器ならびに X 線発生装置を X線 CT装置に用いた該 X線 CT装置の全体構成図である。操作卓 (図示省略）力らスキャン開始指令が発生すると、この指令により陽極駆動装置 3が動作して固定子コイルに三相交流電圧を印加する。これにより、回転陽極 23 は回転を開始する。この回転開始時のすべり s=lにおける固定子コイル 22の相電流を電流検出器 5により検出し、この検出値 I _a0を初期電流値記憶装置 7'に取り込んで記憶する。

回転陽極 23の回転が加速し、定常回転数に達するまでの間、逐次相電流 I aを検出し、この検出値と前記初期電流記憶装置 7'に記憶してある初期電流値 I _a0とを X線曝射開始判定装置 8'に取り込み、前記 I _asと I _a0との比を求め、現在の相電流値が定常回転数に相当する電流値 I asになり、この電流値 I asと初期電流値 I aOとの比が所定値になったかどうかを判定する。

前記定常回転数時の電流値 I asと初期電流値 I aOとの比の所定値は、予め X線曝射開始判定装置 8に記憶してある。前記 I _asと I _a0との比が所定値になったことを判定したならば、 X線曝射開始判定装置 8から X線曝射開始信号を X線高電圧装置 1に入力して該 X線高電圧装置 1の出力電圧（直流高電圧）を X線管装置 2の回転陽極 23と陰極 24間に印加することで、 X線を曝射する。

そして、スキャナの回転部 100に搭載した X線発生装置 10と X線検出部 101 がー体となって被検体 130の周りを回転しながら、一定角度ごとに前記 X線発生装置 10の X線管 21から被検体 130に X線を照射する。 X線管 21から曝射された X線は、被検体 130を透過したのち、 X線検出部 101を構成する検出器 102 で検出され、さらに増幅器 103で増幅される。この増幅信号はスキャナの回転部 100に搭載されたスリップリング 13dとブラシ 12dを介して画像処理装置 110 に入力され、再構成処理を行って得た断層像を画像表示装置 120に表示する。このように、起動開始時と定常回転時の相電流の比から定常回転数に達したかどうかを判断するように構成したことによって、陽極駆動装置 3の電源電圧が変動しても初期電流値と定常回転数時の電流値は、共に電源電圧変動に比例して変化するので、前記陽極駆動装置 3の電源電圧変化の影響を受けない。

なお、前記陽極駆動装置 3の電源電圧変化の影響が小さい場合、あるいは影響を全く受けない場合は、定常回転数時の電流値 I asを予め X線曝射開始判定装置

8'に記憶しておき、電流値が前記 I _asであることを判断して X線曝射を開始または継続するようにしても良い。このように構成すれば、初期電流値記憶装置が不要となり、装置構成が簡単になる。

上記の実施例 4でも X線 CT装置など X線画像診断装置としての効果は実施例 3と同様でありながら、実施例 3よりも装置構成は簡単である。

以上は本発明の X線管装置及び X線曝射決定器ならびに X線発生装置を X線画像診断装置に適用する例として、 X線 CT装置に用いた場合について説明した力本発明はこれに限定するものではなく、手荷物検査装置、液量検査装置、 X 線顕微鏡などの X線検査装置や、 X線 CT装置以外の陽極回転機構を有する X線管装置を用いた循環器 X線診断装置やその他の X線画像診断装置に用レヽて有効なことは言うまでもない。

このように、陽極回転機構を有する X線管装置の陽極の回転数を最も効率の良い回転数（定常回転数）に達したことを検出して X線の曝射をするようにしたことにより、従来の所定の X線曝射待機時間による方法よりも X線曝射待機時間を弾力的に短縮することができると共に、陽極が定常回転数に達しない加速の途中で X線の曝射をすることがないので、 X線管の陽極にダメージを与えることがなく、 X線管の寿命を長くすることができる。

また、この X線管装置を X線検査装置や X線 CT装置を初めとする X線画像診断装置に適用することによって、装置のスループットの向上と信頼性向上を図ることができる。

Claims

の範囲

1. モータにより陽極を回転させる陽極回転機構を有する X線管装置において、前記モータを回転させるための回転磁界を発生させる固定子コイルに関連する電圧電流情報もしくは電流情報に基づいて、前記陽極の回転数を検出する陽極回転数検出手段を有することを特徴とする X線管装置。

2. 前記陽極回転数検出手青段は、前記固定子コイルの電圧を検出する少なくとも一つの電圧検出手段と、前記求固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、前記電圧検出手段と電流検出手段の出力より前記回転陽極機構のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、陽極の所定の回転数に対応する前記回転陽極機構のインピーダンスを記憶しておく所定ィンピーダンス記憶手段と、この所定ィンピーダンスを前記ィンピ一ダンス演算手段で演算された現在のィンピーダンスと比較し、現在のィンピーダンスが前記所定ィンピーダンス近傍であることを検出する手段とを備えて成る請求項 1 ,に記載の X線管装置。

3. 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルの電圧を検出する少なくとも一つの電圧検出手段と、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、前記電圧検出手段と電流検出手段の出力より前記回転陽極機構のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、このインピーダンス演算手段で求めた陽極回転開始時のインピーダンスを記憶する初期インピーダンス記憶手段と、この初期インピーダンスと前記インピ一ダンス演算手段で求めた現在のィンピーダンスとの間の比を求めるィンピーダンス比演算手段と、このインピーダンス比演算手段で求めたィンピーダンス比に基づいて陽極の回転数が所定の回転数であることを検出する手段とを備えて成る請求項 1に記載の X線管装置。

4. 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、設定した陽極の回転数に対応する前記固定子コィル電流を記憶しておく設定固定子コィル電流記憶手段と、前記の記' [tされた固定子コィル電流と前記電流検出手段で求めた固定子コィル電流とを比較することで、現在の固定子コイル電流が所定の固定子コイル電流近傍であることを検出する手段とを備えて成る請求項 1に記載の X線管装置。

5. 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、この電流検出手段で検出した陽極回転開始時の固定子コイル電流を記憶する初期固定子コイル電流記憶手段と、この初期固定子コィル電流と前記電流検出手段で検出した現在の固定子コィル電流との比を求める固定子コィル電流比演算手段と、この固定子コィル電流比演算手段で求めた固定子コイル電流比より陽極の回転数が所定の回転数であることを検出する手段とを備えて成る請求項 1に記載の X線管装置。

6. 前記ィンピーダンス演算手段に入力する前記固定子コイルに関連する電圧電流情報のうち電圧情報は、この電圧の目標値であることを特徴とする請求項 2と 3に記載の X線管装置。

7. 陽極回転機構を有する X線管装置と、この X線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になつた時に、前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射開始指令手段を含む X線発生装置であって、前記 X線管装置として請求項 1 〜5に記載の X線管装置を用いることを特徴とする X線発生装置。

8. 陽極回転機構を有する X線管装置と、この X線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になった時に、前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射開始指令手段を含む X線発生装置であって、前記 X線管装置として請求項 6 に記載の X線管装置を用いることを特徴とする X線発生装置。

9. 請求項 7に記載の X線発生装置を用いることを特徴とする X線撮影装置。

10. 請求項 8に記載の X線発生装置を用いることを特徴とする X線撮影装置。

11. モータにより陽極を回転させる陽極回転機構を有する X線管装置からの X線の曝射に際して、前記モータを回転させるための回転磁界を発生させる固定子コイルに関連する電圧電流情報もしくは電流情報に基づいて、前記陽極の回転数を検出する陽極回転数検出手段を有することを特徴とする X線曝射決疋器。

12. 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルの電圧を検出する少なくとも一つの電圧検出手段と、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、前記電圧検出手段と電流検出手段の出力より前記回転陽極機構のィンピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、陽極の所定の回転数に対応する前記回転陽極機構のインピーダンスを記憶しておく所定ィンピーダンス記憶手段と、この所定ィンピーダンスを前記ィンピ一ダンス演算手段で演算された現在のインピーダンスと比較し、現在のィンピーダンスが前記所定ィンピーダンス近傍であることを検出する手段とを備えて成る請求項 11に記載の X線曝射決定器。

13. 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルの電圧を検出する少なくとも一つの電圧検出手段と、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、前記電圧検出手段と電流検出手段の出力より前記回転陽極機構のインピ一ダンスを演算するインピーダンス演算手段と、この

.インピーダンス演算手段で求めた陽極回転開始時のインピーダンスを記憶する初期ィンピーダンス記憶手段と、この初期インピーダンスと前記インピ一ダンス演算手段で求めた現在のィンピーダンスとの間の比を求めるインピーダンス比演算手段と、このインピーダンス比演算手段で求めたィンピーダンス比に基づいて陽極の回転数が所定の回転数であることを検出する手段とを備えて成る請求項 11に記載の X線曝射決定器。

14. 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、設定した陽極の回転数に対応する前記固定子コィル電流を記憶しておく設定固定子コィル電流記憶手段と、前記の記憶された固定子コィル電流と前記電流検出手段で求た固定子コィル電流とを比較することで、現在の固定子コイル電流が所定の固定子コイル電流近傍であることを検出する手段とを備えて成る請求項 11に記載の X線曝射決定器。

15. 前記陽極回転数検出手段は、前記固定子コイルに流れる電流を検出する少なくとも一つの電流検出手段と、この電流検出手段で検出した陽極回転開始時の固定子コィル電流を記憶する初期固定子コィル電流記憶手段と、この初期固定子コィル電流と前記電流検出手段で検出した現在の固定子コィル電流との比を求める固定子コィル電流比演算手段と、この固定子コィル電流比演算手段で求めた固定子コイル電流比より陽極の回転数が所定の回転数であることを検出する手段とを備えて成る請求項 11に記載の X線曝射決定器。

16. 前記インピーダンス演算手段に入力する前記固定子コイルに関連する電圧電流情報のうち電圧情報は、この電圧の目標値であることを特徴とする請求項 12と 13に記載の X線曝射決定器。

17. 陽極回転機構を有する X線管装置と、この X線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になった時に、前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射開始指令手段と、請求項 11〜15に記載の X線曝射決定器を備えてなる X線

18. 陽極回転機構を有する X線管装置、この X線管装置の陽極と陰極間に印加する直流高電圧を発生する X線高電圧装置と、前記陽極の回転数が所定値になった時に、前記 X線高電圧装置の出力電圧を前記 X線管装置の陽極と陰極間に印加して該 X線管装置から X線を発生させる指令を出力する X線曝射開始指令手段と、請求項 16に記載の X線曝射決定器を備えてなる X線発生

19. 請求項 17に記載の X線発生装置を用いることを特徴とする X線撮影装置。

20. 請求項 18に記載の X線発生装置を用いることを特徴とする X線撮影装置。