特開 2022-135953 イメージング・システムに給電するシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022135953

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】イメージング・システムに給電するシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   H05G 1/54 20060101AFI20220908BHJP

   H02M 7/06 20060101ALI20220908BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20220908BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20220908BHJP

   H05G 1/20 20060101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

H05G1/54 M

H02M7/06 P

H02J7/00 302A

A61B6/03 A

H05G1/20

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022020131

(22)【出願日】2022-02-14

(31)【優先権主張番号】17/193,541

(32)【優先日】2021-03-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】319011672

【氏名又は名称】ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】グウタム・マジ

【テーマコード（参考）】

4C092

4C093

5G503

5H006

【Ｆターム（参考）】

4C092AA01

4C092AB14

4C092AC01

4C092AC17

4C092BB03

4C092BB06

4C092BB34

4C093AA22

4C093CA32

4C093EE14

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503BB03

5G503DA07

5G503GA19

5H006AA02

5H006BB06

(57)【要約】

【課題】イメージング・システムに給電する電力システム及び方法を提供する。
【解決手段】電力システム及び方法は、イメージング・システム・ガントリに結合された配電ユニット（ＰＤＵ）を含んでいる。ＰＤＵの入力は、商用電源からの交流（ＡＣ）電源に電気的に結合されている。ＰＤＵの出力は、イメージング・システム・ガントリに電気的に結合されている。この電力システム及び方法はさらに、Ｘ線発生時にイメージング・システムのＸ線発生器にピーク電力を供給するエネルギ貯蔵システムを含んでいる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

イメージング・システムに給電する電力システムであって、
少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を有する配電ユニット（ＰＤＵ）であって、前記少なくとも一つの入力は商用電源からの交流（ＡＣ）電源に電気的に結合されている、配電ユニット（ＰＤＵ）と、
前記イメージング・システムのガントリであって、前記ＰＤＵの前記少なくとも一つの出力に電気的に結合された少なくとも一つの入力を有するガントリと、
Ｘ線発生時に前記イメージング・システムのＸ線発生器にピーク電力を供給するエネルギ貯蔵システムと
を備えた電力システム。

【請求項2】

前記エネルギ貯蔵システムは少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を含んでおり、前記少なくとも一つの入力は直流（ＤＣ）電力を受け取り、前記少なくとも一つの出力はＤＣ電力を前記Ｘ線発生器に供給する、請求項１に記載の電力システム。

【請求項3】

前記エネルギ貯蔵システムは、
入力及び出力を有する少なくとも一つのバッテリと、
ＤＣ電力を受け取る入力、及び前記少なくとも一つのバッテリの前記入力に電気的に結合された出力を有し、前記少なくとも一つのバッテリを充電するように構成されているバッテリ充電器と、
前記少なくとも一つのバッテリの前記出力に電気的に結合された入力、及び貯蔵された電気エネルギを前記少なくとも一つのバッテリから前記Ｘ線発生器へ供給するように動作可能な出力を有するスイッチと
を含んでいる、請求項１に記載の電力システム。

【請求項4】

前記イメージング・システムは計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムである、請求項１に記載の電力システム。

【請求項5】

前記エネルギ貯蔵システムは前記ガントリの内部に配置される、請求項１に記載の電力システム。

【請求項6】

前記エネルギ貯蔵システムは前記ＰＤＵの内部に配置される、請求項１に記載の電力システム。

【請求項7】

前記ガントリの内部に配置されており、ヒューズ及びコネクタを含んでいる電力アセンブリをさらに含んでおり、前記ヒューズはＤＣ電力を受け取る入力及びＤＣ電力を出力する出力を含んでおり、前記コネクタはＡＣ電力を受け取る入力及びＡＣ電力を出力する出力を含んでいる、請求項１に記載の電力システム。

【請求項8】

前記バッテリ充電器は力率改善（ＰＦＣ）回路を含んでＰＦＣバッテリ充電器として構成されており、該ＰＦＣバッテリ充電器は前記少なくとも一つのバッテリを充電するように構成されている、請求項３に記載の電力システム。

【請求項9】

前記少なくとも一つのバッテリはリチウムイオン・バッテリである、請求項３に記載の電力システム。

【請求項10】

前記ＰＤＵの前記少なくとも一つの出力は、前記電力アセンブリに電気的に結合されて該電力アセンブリにＡＣ電力を供給する三相ＡＣバスである、請求項７に記載の電力システム。

【請求項11】

前記ＰＤＵの前記少なくとも一つの出力は、前記電力アセンブリに電気的に結合されて該電力アセンブリにＤＣ電力を供給するＤＣバスである、請求項７に記載の電力システム。

【請求項12】

三相ＡＣ電源に電気的に結合された入力及び少なくとも一つの出力を有するＰＤＵと、
該ＰＤＵの前記少なくとも一つの出力に電気的に結合された少なくとも一つの入力を有するイメージング・システム・ガントリと、
電気エネルギを貯蔵するように構成されていると共に、Ｘ線曝射時にＸ線発生器に給電するために、前記貯蔵された電気エネルギを出力するように構成されているエネルギ貯蔵システムと
を備えたイメージング・システム。

【請求項13】

前記イメージング・システム・ガントリは電力アセンブリを含んでいる、請求項１２に記載のイメージング・システム。

【請求項14】

前記エネルギ貯蔵システムは、
入力及び出力を有する少なくとも一つのバッテリと、
ＤＣ電力を受け取る入力、及び前記少なくとも一つのバッテリの前記入力に電気的に結合された出力を有し、前記少なくとも一つのバッテリを充電するように構成されているバッテリ充電器と、
前記少なくとも一つのバッテリの前記出力に電気的に結合された入力、及び貯蔵された電気エネルギを前記少なくとも一つのバッテリから前記Ｘ線発生器へ供給するように動作可能な出力を有するスイッチと
を含んでいる、請求項１２に記載のイメージング・システム。

【請求項15】

前記エネルギ貯蔵システムは前記イメージング・システム・ガントリの内部に配置される、請求項１２に記載のイメージング・システム。

【請求項16】

前記エネルギ貯蔵システムは前記ＰＤＵの内部に配置される、請求項１２に記載の電力システム。

【請求項17】

ＣＴイメージング・システムである請求項１２に記載のイメージング・システム。

【請求項18】

イメージング・システムに給電する方法であって、
エネルギ貯蔵システムの入力をＤＣ電源に接続するステップと、
エネルギ貯蔵システムの出力を前記イメージング・システムのＸ線発生器に接続するステップと、
前記ＤＣ電源から電気エネルギを供給することにより前記エネルギ貯蔵システムを充電するステップと、
Ｘ線曝射時に前記Ｘ線発生器に給電するために、貯蔵された電気エネルギを前記エネルギ貯蔵システムから前記Ｘ線発生器へ出力するステップと
を備えた方法。

【請求項19】

前記エネルギ貯蔵システムを充電するステップは、ＰＤＵからの電気エネルギを受け取ることと、電気エネルギを貯蔵するために、前記エネルギ貯蔵システムの少なくとも一つのバッテリを充電するバッテリ充電器に前記電気エネルギを供給することとを含んでいる、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

貯蔵された電気エネルギを前記エネルギ貯蔵システムから出力するステップは、Ｘ線曝射時に前記Ｘ線発生器に給電するために、前記貯蔵された電気エネルギを前記少なくとも一つのバッテリから前記Ｘ線発生器へ供給することを含んでいる、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本書に開示される主題の実施形態は、医用イメージング・システムに関し、さらに具体的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムの電力要求に対処することに関する。

【背景技術】

【0002】

被検体の医学的状態を診断するために、様々な医用イメージング・システム及び方法を用いて被検体の画像を得る。Ｘ線イメージング・システムは多くの形態を取ることができ、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム、及び被検体の画像データを取得するためにＸ線を利用して利用者が観察可能な被検体の画像を形成する他の多くの形式のＸ線イメージング・システム等がある。

【0003】

ＣＴイメージング・システムを用いて被検体を撮像するためには、テーブルに被検体を配置し、ＣＴイメージング・システムのガントリの内部でテーブルを移動させて、被検体の体内の解剖学的構造の画像を得るために被検体を全方向に通過するＸ線を発生する必要がある。ＣＴイメージング・システムは、ＣＴイメージング・システムのガントリに配置された被検体を通してＸ線を放出するＸ線管に給電するＸ線発生器と、Ｘ線を受光するように配置されたＸ線検出器アレイとを含んでいる。Ｘ線検出器アレイによって受光されたＸ線は、様々な画像再構成手法及び視覚化手法を用いて処理されて、利用者が観察可能な被検体の画像を形成する。ＣＴ走査にかかる合計時間は通常、３０分間から４０分間の間を変化するが、実際のＸ線曝射時間は数秒間から数分間の間を変化する。

【0004】

Ｘ線発生器の最大電力消費はしばしば「ピーク電力」又は「ピーク負荷」と呼ばれ、数秒間又は数分間のＸ線発生時又はＸ線曝射時に発生され消費される電力となっている。商用電源からの三相ＡＣ電源は、Ｘ線発生器やＸ線管を含むＣＴイメージング・システムに給電してＣＴイメージング・システムのピーク電力需要を満たすことが必要とされる。

【0005】

一例では、従来のＣＴイメージング・システム動作時に、５６０ボルト直流（ＶＤＣ）バスはＸ線発生時又はＸ線曝射時に２８キロワット（ｋＷ）のピーク電力需要に遭遇する場合があり、このため５６０ＶＤＣバスは約６２アンペア（Ａ）の電流を有することになる。しかしながら、Ｘ線発生やＸ線曝射が存在しない時間には、電力需要は約２００ワット～３００ワット（Ｗ）である。また、ピーク電力需要を賄うために、ＣＴイメージング・システムの全ての上流構成要素が適当な電力定格を有することが必要とされ得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＣＴイメージング・システムにピーク電力又はバックアップ電力を供給するためには、ＣＴイメージング・システムに必要とされる無停電電力を供給する無停電電源（ＵＰＳ）のような様々なシステム及び方法が利用可能である。しかしながら、これらのＵＰＳはＣＴイメージング・システム全体のための「バックアップ」を提供するに留まり、また比較的広い面積又は空間を必要とする。さらに、既存の電力システム構成要素はＸ線発生器によるピーク電力消費に向けて設計されており、ピーク電力を供給するのに適当な大電力能力及び定格を電力構成要素の全てが有している。また、ピーク電力を供給するために、高電圧直流（ＨＶＤＣ）ケーブルのようなさらに大きい電源基盤設備構成要素や、ヒューズ、交流から直流への（ＡＣ－ＤＣ）コンバータ、ソフト・スタート回路を含めた高電力定格の構成要素が要求される。

【0007】

さらに、回路の力率は電圧と電流との間の位相シフトである。理論的には、負荷によって取り出される電流量を減少させるためには最大力率値が１となることが極めて望ましい。回路の力率がより小さい場合には、電力損失を最小限に留めるために力率改善（ＰＦＣ）回路を設ける場合がある。ＣＴイメージング・システムでは、配電ユニット（ＰＤＵ）が、ガントリを回転させるためのアキシャル・ドライブ、Ｘ線発生器及びＸ線管等のようなＣＴイメージング・システムの多くの異なる構成要素に電力を供給する。ＰＤＵの内部にＰＦＣ回路を設けることは商業的に成り立たないため不可能である。従って、ＣＴイメージング・システムが消費する電力量は、ＰＦＣ回路が存在しない場合にはより大きくなる。

【0008】

従って、ＣＴイメージング・システムにピーク電力を供給し、且つ商用電源へのピーク負荷を解消しつつ、空間、消費、及び電力定格を小さくした電力システム及び方法が必要とされている。さらに、力率及び基盤設備占有面積を改善したシステム及び方法が極めて望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一観点によれば、イメージング・システムに給電する電力システムが提供される。この電力システムは、少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を有する配電ユニット（ＰＤＵ）であって、少なくとも一つの入力は商用電源からの交流（ＡＣ）電源に電気的に結合されている、配電ユニット（ＰＤＵ）と、イメージング・システムのガントリであって、ＰＤＵの少なくとも一つの出力に電気的に結合された少なくとも一つの入力を有するガントリと、Ｘ線発生時にイメージング・システムのＸ線発生器にピーク電力を供給するエネルギ貯蔵システムと、を含んでいる。

【0010】

本開示の一観点によれば、イメージング・システムが、三相ＡＣ電源に電気的に結合された入力及び少なくとも一つの出力を有するＰＤＵと、ＰＤＵの少なくとも一つの出力に電気的に結合された少なくとも一つの入力を有するイメージング・システム・ガントリと、電気エネルギを貯蔵するように構成されていると共に、Ｘ線曝射時にＸ線発生器に給電するために、貯蔵されたエネルギを出力するように構成されているエネルギ貯蔵システムと、を含んでいる。

【0011】

本開示の一観点によれば、イメージング・システムに給電する方法が提供される。この方法は、エネルギ貯蔵システムの入力をＤＣ電源に接続するステップと、エネルギ貯蔵システムの出力をイメージング・システムのＸ線発生器に接続するステップと、ＤＣ電源から電気エネルギを供給することによりエネルギ貯蔵システムを充電するステップと、Ｘ線曝射時にＸ線発生器に給電するために、貯蔵された電気エネルギをエネルギ貯蔵システムからＸ線発生器へ出力するステップと、を含んでいる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の一観点によるイメージング・システムの一例の概略ブロック図である。

【図2】本開示の一観点による計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムのガントリに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図である。

【図3】本開示の一観点によるＣＴイメージング・システムのガントリに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図であって、三相ＡＣ電源が配電ユニット（ＰＤＵ）からガントリに結合されている場合の図である。

【図4】本開示の一観点によるＣＴイメージング・システムのガントリに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図であって、単相ＡＣ電源及び力率改善（ＰＦＣ）バッテリ充電器を有する場合の図である。

【図5】本開示の一観点によるＣＴイメージング・システムのガントリに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図であって、単相ＡＣ電源がＰＤＵに給電する場合の図である。

【図6】本開示の一観点によるＰＤＵに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システム及びＰＦＣバッテリ充電器を含む電力システムの概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下の明細書及び特許請求の範囲では多くの用語に対する参照を行なっており、各用語は以下の意味を有するように定義されるものとする。

【0014】

単数形の不定冠詞及び定冠詞は、特に明記されていない限り複数への参照も含む。

【0015】

本書で用いられる場合には、「ソフトウェア」及び「ファームウェア」との用語は互換的であり、モバイル装置、タブレット、クラスタ、コンピュータ、ワークステーション、クライアント、及びサーバを非限定的に含む装置による実行のためにメモリに記憶される任意のコンピュータ・プログラムを含む。

【0016】

本書で用いられる場合には、「コンピュータ」及び関連する用語、例えば「計算装置」「コンピュータ・システム」「プロセッサ」又は「制御器（コントローラ）」との用語は、当技術分野でコンピュータと称される集積回路に限定されず、少なくとも一つの中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィクス処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理制御器（ＰＬＣ）、特定応用向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、及び他のプログラム可能な回路を広く指し、これらの用語は本書では互換的に用いられる。

【0017】

近似言語は、本明細書及び特許請求の範囲の全体を通じて本書で用いられる場合には任意の定量的表現を修飾するのに適用されることができ、かかる定量的表現は、当該定量的表現が関係する基本的な作用に変更を齎すことなく変化を許容し得る。従って、「約」「略」「凡そ」「近似的に」及び「実質的に」のような一語又は複数語によって修飾される値は、所定の厳密な値に限定されない。少なくとも幾つかの例では、近似言語は、値を測定する機器の精度に対応し得る。本明細書及び特許請求の範囲の全体を通じて本書では範囲の制限は組み合わせ及び／又は交換が可能であり、かかる範囲は文脈又は言語で明示しない限り、全ての部分範囲を含むように指定される。

【0018】

本書で用いられる場合には、「システム」「デバイス」及び「装置」との用語は互換的であり、Ｘ線イメージング・システム又は計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムを非限定的に含む構成要素、部分構成要素、部分（サブ）システムを含む。

【0019】

エネルギ貯蔵システムとの用語は、限定された時間にわたりイメージング・システムに給電するための電力を供給する１若しくは複数のバッテリ又はスーパキャパシタを含むシステムを広く指すように本書で用いられるが、本書に記載されるエネルギ貯蔵システムは、バッテリ・パックとして構成される少なくとも一つ若しくは複数のバッテリ、又は複数のスーパキャパシタ・モジュールを含む場合があり、従って、「エネルギ貯蔵システム」「バッテリ・パック」及び「スーパキャパシタ・モジュール」との用語は本書では互換的に用いられ得ることを認められたい。

【0020】

以下の記載はイメージング・システムの様々な実施形態に関する。具体的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムに給電するシステム及び方法が提供される。本発明の手法に従って画像を取得するために用いられ得るＣＴイメージング・システムの一例を図１に掲げる。ＣＴイメージング・システムは少なくとも一つのＸ線発生器及び少なくとも一つのＸ線管を含むことができ、これらのＸ線発生器及びＸ線管は、幾つかの撮像モードで動作させられるときに大量の電力を消費する。少なくとも一つのＸ線発生器は少なくとも一つのＸ線管に電力を供給する。幾つかの例では、少なくとも一つのＸ線発生器及び少なくとも一つのＸ線管を含むＣＴイメージング・システムの電力要求が、ＣＴイメージング・システムを収容している建物の商用電源、及び／又はＣＴイメージング・システムに給電するために商用電力の交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）へ変換する配電ユニット（ＰＤＵ）の電力能力を上回る場合がある。ＣＴイメージング・システムの電力要求に対処する一つのアプローチは、ケーブル、ヒューズ、回路遮断器、及び／又は配電変圧器のサイズを増大させること等により、商用電源を拡張することを含み得る。もう一つのアプローチは、より大型のＰＤＵに拡張する又は第二のＰＤＵを設置することを含み得る。しかしながら、かかる解決方法は高経費で且つ時間を要し、ＣＴイメージング・システムの利用を阻むまでになり得る。

【0021】

もう一つのアプローチは、商用電源のピーク負荷要求を軽減するために、図２に示すようにバッテリ・パックとして構成される少なくとも一つ若しくは複数のバッテリ、又は複数のスーパキャパシタ・モジュールのようなエネルギ貯蔵システムを設けることを含み得る。バッテリ・パックは、１又は複数のバッテリと、バッテリ・パックを制御する制御回路とを含み得る。代替的には、複数のスーパキャパシタが、この複数のスーパキャパシタを制御する制御回路を含んでいてもよい。エネルギ貯蔵システムはまた、図３～図５に示すように、バッテリ・パック又はスーパキャパシタ・モジュールの構成要素に給電するための電力回路、バッテリ・パック又はスーパキャパシタ・モジュールの構成要素を冷却するための１又は複数のファン、及びバッテリ・パック又はスーパキャパシタ・モジュールを充放電するための制御スイッチを含み得る。

【0022】

従って、本書に記載されているようなバッテリ・パック又はスーパキャパシタ・モジュールは、図６に示すように、Ｘ線曝射の少なくとも一部の最中にＣＴイメージング・システムの１又は複数の構成要素に電力を供給して、ＰＤＵの出力限度を上回る電力消費を可能にし得る。

【0023】

エネルギ貯蔵システムはＤＣバスに電気的に結合されており、ＰＤＵによる電気エネルギ出力を貯蔵するように構成されている。エネルギ貯蔵システムは、Ｘ線曝射時のようなピーク電力要求時にのみＸ線発生器に給電するために貯蔵された電気エネルギを出力するように構成されている。エネルギ貯蔵システムは、ＣＴイメージング・システムのＰＤＵの内部に含まれるバッテリ・パックとして構成される場合もある少なくとも一つ又は複数のバッテリを含み得る。また、ピーク及び非ピークの電力消費時間での給電を調整するために、制御システムが含まれ用いられ得る。エネルギ貯蔵システムは、停電時、又は利用可能な電力が存在しないときに、Ｘ線管に給電するＸ線発生器、ＣＴイメージング・システム・ガントリを回転させるアキシャル・ドライブ、及び他のシステム電子回路を含めたＣＴイメージング・システムのためのバックアップ電力を供給するように構成されている。バッテリ・パックはＰＤＵに内蔵されてもよいし、ＣＴイメージング・システムのガントリに内蔵されてもよい。バッテリ・パックを充電するためにバッテリ充電器を設けてもよい。

【0024】

Ｘ線イメージング・システム又はＣＴイメージング・システムが例示的に記載されるが、本発明の手法は、磁気共鳴（ＭＲ）イメージング・システム、陽電子放出型断層写真法（ＰＥＴ）イメージング・システム、単光子放出型計算機式断層写真法（ＳＰＥＣＴ）イメージング・システム、超音波イメージング・システム、フルオロスコピィＸ線イメージング・システム、及びこれらの組み合わせ（例えばＰＥＴ／ＣＴ、ＰＥＴ／ＭＲ又はＳＰＥＣＴ／ＣＴの各イメージング・システムのようなマルチ・モダリティ型イメージング・システム）のような他のイメージング・システムに適用されるときにも有用であり得ることを理解されたい。ＣＴイメージング・システムの本書での議論は適当な一イメージング・システムの例として掲げられているに過ぎない。

【0025】

ここで、図面を参照して本開示の実施形態を例示的に記載する。図１は、Ｘ線イメージング・システム又はＣＴイメージング・システムのようなイメージング・システムの一例１００を示す。本開示の観点によれば、イメージング・システム１００は被検体１０２を撮像するように構成されている。実施形態の一例では、イメージング・システム１００は、Ｘ線検出器アレイ１０４を含んでいる。Ｘ線検出器アレイ１０４はさらに、複数の検出器素子１０８を含んでおり、これらの検出器素子１０８は一括で、患者のような被検体１０２を通過したＸ線ビーム１０６を感知して、対応する投影データを取得する。従って、実施形態の一例では、検出器アレイ１０４はセル又は検出器素子１０８から成る複数の横列を含むマルチ・スライス構成として作製される。かかる構成では、投影データを取得するために検出器素子１０８から成る１又は複数の付加的な横列を並列構成に配置する。

【0026】

幾つかの実施形態では、イメージング・システム１００は、望まれる投影データを取得するために、被検体１０２の周りの様々な角度位置を横断するように構成されている。従って、ガントリ１１０及び搭載された構成要素は、投影データを例えば様々なエネルギ・レベルで取得するために、回転中心１１２の周りを回転するように構成され得る。代替的には、被検体１０２に対する投影角度が時間の関数として変化するような実施形態においては、搭載された構成要素が円弧に沿ってではなく一般的な曲線に沿って移動するように構成される場合もある。

【0027】

Ｘ線源１１４及びＸ線検出器アレイ１０４が回転するのに伴って、Ｘ線検出器アレイ１０４は被検体１０２を通過したＸ線ビームから減弱後のＸ線のデータを収集する。Ｘ線検出器アレイ１０４によって収集されたデータは、走査されている被検体１０２の減弱係数の線積分を表わすようにデータを調整する処理を受ける。このデータは投影データとして周知である。

【0028】

幾つかの例では、Ｘ線検出器アレイ１０４の個々の検出器素子１０８は、個々の光子の相互作用を１又は複数のエネルギ・ビンに登録する光子計数型検出器素子を含み得る。本書に記載される方法は、エネルギ積分型検出器としても具現化され得ることを認められたい。

【0029】

イメージング・システム１００はさらに、ガントリ１１０の回転及びＸ線源１１４の動作のようなＣＴイメージング・システムの構成要素を制御する制御システム１２０を含み得る。幾つかの実施形態では、制御システム１２０は、Ｘ線源１１４に電力信号及びタイミング信号を供給するように構成されているＸ線制御器１２２を含み得る。加えて、制御システム１２０は、撮像要件に基づいてガントリ１１０の回転速度及び／又は位置を制御するように構成されているガントリ制御器１２４を含み得る。

【0030】

イメージング・システム１００はさらに、検出器素子１０８からアナログ・データを受け取って、後に行なわれる処理のためにアナログ・データをディジタル信号へ変換するように構成されているデータ取得システム（ＤＡＳ）１１６を含んでいる。ＤＡＳ１１６が受け取ってディジタル化したデータは、コンピュータ又は計算装置１２６へ伝達される。一例では、計算装置１２６は記憶装置１２８にデータを記憶させる。記憶装置１２８は例えば、ハード・ディスク・ドライブ、フロッピィ・ディスク・ドライブ、コンパクト・ディスク読み書き（ＣＤ－Ｒ／Ｗ）ドライブ、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュ・ドライブ、固体記憶ドライブ、又は他の形式の記憶装置を含み得る。

【0031】

加えて、計算装置１２６は、ＤＡＳ１１６、Ｘ線制御器１２２、及びガントリ制御器１２４の１又は複数に対し、データ取得及び／又は処理のようなシステム動作を制御するための命令及びパラメータを供給する。幾つかの実施形態では、計算装置１２６は操作者入力に基づいてシステム動作を制御する。計算装置１２６は例えば、計算装置１２６に結合されて動作する操作者コンソール１３０を介して命令及び／又は走査パラメータを含む操作者入力を受け取る。操作者コンソール１３０は、キーボード（不図示）、タッチスクリーン、又は操作者が命令及び／若しくは走査パラメータを指定することを可能にする他の入力装置を含み得る。

【0032】

図１は一つのみの操作者コンソール１３０を示しているが、例えばシステム・パラメータを入出力する、画像取得を開始する、及び／又は画像を観察する等のために、１よりも多い操作者コンソールがイメージング・システム１００に結合されていてもよい。さらに、幾つかの実施形態では、イメージング・システム１００は多数の表示器、プリンタ、ワークステーション、及び／又は類似の装置に結合されてよく、これらの装置はインターネット及び／又は仮想専用網のような１又は複数の構成可変の有線網及び／又は無線網を介して、例えば施設又は病院の内部でのように構内に位置していてもよいし、全く異なる位置のように遠隔に位置していてもよい。

【0033】

幾つかの実施形態では、例えばイメージング・システム１００は医用画像管理通信システム（ＰＡＣＳ）１３２を含んでいてもよいし、ＰＡＣＳ１３２に結合されていてもよい。具現化形態の一例では、ＰＡＣＳ１３２はさらに、放射線情報システム（ＲＩＳ）や病院情報システム（ＨＩＳ）のような遠隔システム、並びに／又は様々な位置の操作者が命令及びパラメータを与え、且つ／若しくは画像データを入手することを可能にする内外網（不図示）に結合される。

【0034】

計算装置１２６は操作者が与えた及び／又はシステムが定義した命令及びパラメータを用いてテーブル制御器１３４を動作させ、テーブル制御器１３４は続いて、電動テーブルであってよいテーブル１３６を制御することができる。具体的には、テーブル制御器１３４は、撮像されている被検体１０２の関心領域（ＲＯＩ）に対応する投影データを取得するために被検体１０２をガントリ１１０の適当な位置に配置するようにテーブル１３６を移動させることができる。

【0035】

前述のように、ＤＡＳ１１６は、検出器素子１０８によって取得された投影データを受け取ってディジタル化する。続いて、画像再構成器１４０が、標本化されて及びディジタル化された投影データを用いて高速画像再構成を実行する。図１は画像再構成器１４０を別個の構成要素として示しているが、幾つかの実施形態では、画像再構成器１４０が計算装置１２６の部分を形成していてもよい。代替的には、画像再構成器１４０がイメージング・システム１００から省かれて、代わりに計算装置１２６が画像再構成器１４０の１又は複数の作用を果たしてもよい。また、画像再構成器１４０は構内に位置していても遠隔に位置していてもよく、有線網又は無線網を用いてイメージング・システム１００に接続されて動作し得る。具体的には、実施形態の一例は、画像再構成器１４０について「クラウド（ｃｌｏｕｄ）」網の計算資源を利用し得る。

【0036】

実施形態の一例では、画像再構成器１４０は、再構成された画像を記憶装置１２８に記憶させることができる。代替的には、画像再構成器１４０は評価及び診断に有用な患者情報を生成するために、再構成された画像を計算装置１２６に伝達してもよい。幾つかの実施形態では、計算装置１２６は再構成された画像及び／又は患者情報を、計算装置１２６及び／又は画像再構成器１４０に連絡結合された表示器１３８に伝達することができる。

【0037】

本書にさらに詳しく記載される様々な方法及び工程は、イメージング・システム１００の計算装置の非一過性のメモリに実行可能な命令として記憶され得る。実施形態の一例では、画像再構成器１４０が、かかる実行可能な命令を非一過性のメモリに含むことができ、取得された走査データから画像を再構成するための本書に記載される方法を適用することができる。もう一つの実施形態では、計算装置１２６が命令を非一過性のメモリに含んでいてもよく、画像再構成器１４０から再構成画像を受け取った後に再構成画像に本書に記載される方法を少なくとも部分的に適用することができる。さらにもう一つの実施形態では、本書に記載される方法及び工程が画像再構成器１４０及び計算装置１２６に分散されていてもよい。

【0038】

実施形態の一例では、表示器１３８は、撮像された解剖学的構造を操作者が評価することを可能にする。表示器１３８はまた、後に行なわれる画像取得走査又は処理のために、例えばグラフィック・ユーザ・インタフェイス（ＧＵＩ）を介して操作者が関心容積（ＶＯＩ）を選択すること及び／又は患者情報を要求することを可能にし得る。

【0039】

Ｘ線源１１４からＸ線を発生するためには大量の電力が必要である。例えば、ＣＴイメージング・システムのＸ線発生器はＸ線発生時又はＸ線曝射時に２４ｋＷのピーク電力（ピーク負荷とも呼ぶ）を必要とする場合があり、一方Ｘ線発生又はＸ線曝射が行なわれない時間には、Ｘ線発生器は２００Ｗから３００Ｗの範囲の平均電力を消費する。診療所、医療施設、病院、又は撮像施設の平均的な１日では、ＣＴイメージング・システムは、日当たり数時間にわたり動作し得るが、ＣＴイメージング・システムのＸ線発生器のピーク電力消費は、走査中に数分間しか生じない。従って、ピーク電力利用が比較的短時間しか生じなくても、ＣＴイメージング・システムに給電する電力システムの他の構成要素の全てがピーク電力定格で設計される必要がある。

【0040】

加えて、ＣＴイメージング・システムによって要求されるピーク電力量、及びＣＴイメージング・システムの内部にバッテリ・パックを収容するために利用可能な空間を考慮すると、Ｘ線発生器のためのバックアップ電力を設けることも困難である。

【0041】

図２は、本開示の一観点によるＣＴイメージング・システム・ガントリに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図を示す。エネルギ貯蔵システムは、ＣＴイメージング・システムのＸ線発生器及び他の構成要素にピーク電力を供給するように構成されている。

【0042】

ＣＴイメージング・システムに給電する電力システムの一例２００が、ＣＴイメージング・システム・ガントリ２２０に電気的に結合されてＣＴイメージング・システムのＸ線発生器２２３及び他の構成要素に給電する配電ユニット（ＰＤＵ）２１０を含み得る。ＰＤＵ２１０は少なくとも一つの入力及び少なくとも二つの出力を有し、少なくとも一つの入力は商用電源からの交流（ＡＣ）電源２１１に電気的に結合されている。ＰＤＵ２１０は調整電力を供給する本質的な構成要素の全てを含んでいてよく、これらの構成要素としては、限定しないが入力ＡＣ電源２１１、第一の回路遮断器２３１、変圧器２１２、変圧器２１２からの第一の出力、及び変圧器２１２からの第二の出力が含まれる。実施形態の一例では、商用電源からの入力ＡＣ電源２１１は２００／２２０／２４０ボルト交流（ＶＡＣ）三相ＡＣ電力、３８０／４００／４２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力、及び／又は４４０／４６０／４８０ＶＡＣ三相ＡＣ電力であってよい。変圧器２１２からの第一の出力は４００／２３０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、ヒューズ２１３、電磁適合性（ＥＭＣ）基板２１４、ソフト・スタート回路２１５、ＥＭＣフィルタ２１６、及びＡＣ／ＤＣ回路２１７に結合されることができ、５６０ボルト直流（ＶＤＣ）電力を直流（ＤＣ）バス２３０へ供給する。ＥＭＣ基板は、入力ＡＣ電源２１１からのＥＭＣノイズを減少させる又は解消する働きをする。ソフト・スタート回路２１５は、ＰＤＵ２１０の緩やかな電源投入を保証し、ＰＤＵの電源投入時の容量性突入電流を減少させる働きをする。すなわち、キャパシタを用いて、キャパシタに跨って高電圧が印加された場合には突入電流を減少させ、故にソフト・スタート回路はキャパシタに跨る電圧の緩やかな増大を保証して、これにより突入電流を減少させる。ＥＭＣフィルタ２１６もまた、回路からのＥＭＣノイズを減少させ又は解消する働きをする。従って、ＥＭＣ基板２１４が回路からのＥＭＣノイズを減少させ又は解消する働きをしている場合には、ＥＭＣフィルタ２１６は必須という訳ではない。ＡＣ／ＤＣ回路２１７は出力において、三相ブリッジ整流器及び電解キャパシタ（１又は複数）を含み得る。変圧器２１２からの第二の出力は２０８／１２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、第二の回路遮断器２１８及びＫＳＶ回路２１９に結合されることができ、ＫＳＶ回路２１９は、コネクタ２２７及びＣＴイメージング・システム・ガントリ回転を受け持つアキシャル・ドライブ２２５に三相ＡＣバス２４０を結合したり遮断したりする三相接触器を含み得る。ＡＣバス２４０は、アキシャル・ドライブ２２５用に三相低電圧ＡＣ（ＬＶＡＣ）電力を供給する。変圧器２１２からＣＴイメージング・システム・ガントリ及びテーブルへ三相ＬＶＡＣ電力（２０８／１２０三相ＶＡＣ）を供給するもう一つの出力が存在していてもよい。

【0043】

ＰＤＵ２１０は、ＣＴイメージング・システム・ガントリ２２０及びＣＴイメージング・システムの他の構成要素に電気的に結合されている。実施形態の一例では、ガントリ２２０は少なくとも二つの入力を有し、これら少なくとも二つの入力はＰＤＵ２１０の少なくとも二つの出力に電気的に結合されている。本開示の一観点では、ＰＤＵ２１０のＤＣバス２３０及びＡＣバス２４０が、好ましくはガントリ２２０の内部に配置された電力アセンブリ２２１に電気的に結合されて、ＰＤＵ２１０からのＤＣ電力及びＡＣ電力をガントリ２２０に供給する。ＤＣバス２３０は電力アセンブリ２２１の内部のヒューズ２２６に結合され、スリップ・リング２２２及びＸ線発生器２２３にＤＣ電力を供給することができる。ＤＣバスは、Ｘ線発生器２２３のための高電圧ＤＣ（ＨＶＤＣ）電力を供給する。Ｘ線発生器２２３は電力信号及び制御信号をＸ線管２２４へ供給する。後で述べるように、ヒューズ２２６は、負荷がエネルギ貯蔵システム２２９のバッテリ充電器によるバッテリ充電のためのみに減少するので、低下したヒューズ定格を有し得る。ＡＣバス２４０はコネクタ２２７に電気的に結合されて、ＣＴイメージング・システム・ガントリを回転させるアキシャル・ドライブ２２５に三相ＡＣ電力を供給することができる。さらに、電力アセンブリ２２１は他の構成要素、例えば省エネルギ制御２２８及びサービス・コンセント２３２を含み得る。

【0044】

実施形態の一例では、ヒューズ２２６は、ＤＣ電力を受け取る入力及びＤＣ電力を出力する出力を含んでおり、コネクタ２２７は、ＡＣ電力を受け取る入力及びＡＣ電力を出力する出力を含んでいる。

【0045】

電力システム２００はさらに、エネルギ貯蔵システム２２９を含むことができ、エネルギ貯蔵システム２２９は、ヒューズ２２６とスリップ・リング２２２との間に設けられて、商用電源からのＡＣ電源２１１が利用可能でないとき及びピーク電力要求時に、スリップ・リング２２２及びＸ線発生器２２３に電力を供給することができる。エネルギ貯蔵システム２２９は、少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を含み得る。実施形態の一例では、エネルギ貯蔵システム２２９は、バッテリ・パックとして構成される少なくとも一つ若しくは複数のバッテリ、又は複数のスーパキャパシタ・モジュールを含み得る。少なくとも一つのバッテリは入力及び出力を有する。バッテリ・パックに加えて、エネルギ貯蔵システム２２９は、ＤＣ電力を受け取る入力及び少なくとも一つのバッテリの入力に電気的に結合された出力を有するバッテリ充電器と、少なくとも一つのバッテリの出力に電気的に結合された入力を有するＤＣ断路スイッチと、保護ヒューズとを含み得る。ヒューズは、スイッチの出力に電気的に結合された入力と、スリップ・リング２２２に電気的に結合された出力とを有する。一例では、ＰＤＵ２１０からのＤＣバス２３０の５６０ＶＤＣ出力は、エネルギ貯蔵システム２２９、具体的にはエネルギ貯蔵システム２２９の内部のバッテリ・パックを充電するバッテリ充電器に電気的に結合され得る。エネルギ貯蔵システム２２９からの出力は、スリップ・リング２２２及びＸ線発生器２２３に接続され得る。ＤＣ断路スイッチ及びヒューズは、バッテリ・パックから来る電力の制御を提供すると共に、スリップ・リング２２２及びＸ線発生器２２３の保護を提供する。エネルギ貯蔵システム２２９の内部のバッテリ・パックは、Ｘ線発生時又はＸ線曝射時にのみＸ線発生器２２３及びＸ線管２２４に給電するために利用されることができ、連続した２回のＸ線曝射の間の時間にはバッテリ・パックはバッテリ充電器によって充電され得る。バッテリ・パックが故障したり貯蔵されたエネルギを消尽したりした場合には、エネルギ貯蔵システムを迂回することができ、電力はＰＤＵから直接ＣＴイメージング・システム・ガントリ及びＸ線発生器へ供給される。

【0046】

続けて図２を参照して述べると、本開示の一観点では、コネクタ２２７はＰＤＵ２１０からＡＣバス２４０を通じて三相ＡＣ電力に接続されることができ、コネクタ２２７はＣＴイメージング・システム・ガントリを回転させるアキシャル・ドライブ２２５に三相ＡＣ電力を供給するように構成され得る。ＰＤＵ２１０は、商用電源からのＡＣ電源２１１を、Ｘ線発生器２２３に給電するようにＤＣバス２３０で供給されるＤＣ電力と、アキシャル・ドライブ２２５に供給される三相ＡＣ電力とに分離する。

【0047】

Ｘ線発生器２２３に給電するためにエネルギ貯蔵システム２２９を導入すると、Ｘ線発生器２２３にピーク電力を間断なく供給する必要性が解消する。バッテリ・パックは、Ｘ線発生に要求されるピーク電力をＸ線曝射時にのみ供給することができる。さらに、ヒューズ２１３、ＥＭＣ基板２１４、ソフト・スタート回路２１５、ＥＭＣフィルタ２１６を高いピーク電力定格で含める必要性が解消し、これによりＰＤＵ２１０の費用を引き下げることができる。

【0048】

動作時には、バッテリ・パックはＸ線曝射時に何らかのレベルまで放電され得るが、次回のＸ線曝射までにバッテリ充電器によって再充電され得る。一例では、バッテリ・パックは、１回のＸ線曝射時にエネルギ貯蔵容量の７％から１０％までを放電する場合があり、次回のＸ線曝射が開始するまでにバッテリ・パックが１００％充電状態（ＳＯＣ）レベルまで完全充電されていなくても、バッテリ・パックは依然として連続ＣＴ走査時の１０回以上又はそれよりも多いＸ線曝射又は合計電力消費量が少ないＸ線曝射をサポートし得る。

【0049】

バッテリ・パックに組み入れられ得るバッテリは様々な種類のものが市販されている。バッテリ・パックの構成に対する制限はないが、小型バッテリは単一の走査にＸ線発生器によって要求されるエネルギの約３倍から５倍の貯蔵能力のエネルギを有し得る。ピーク負荷要件を切り下げることにより、Ｘ線発生器をサポートするのに必要とされる電気的基盤設備を縮小することができる。多くの高エネルギ密度リチウム・イオン（Ｌｉイオン）バッテリが市販されており、他の応用向けの安全で且つ高エネルギ密度のバッテリへの需要が高まっているため多数が進化しつつある。ＬｉＦｅＰＯ_４型のＬｉイオン・バッテリは、他のＬｉイオン技術（コバルト酸リチウム（ＬＣＯ）、リチウム－ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物（ＮＣＡ）等）よりもエネルギ密度は低いものの最も安全な技術の一つである。バッテリ・サイズの計算及び適当なサイズのバッテリ・パックは、バッテリ性能パラメータ及び要件を考慮して設計され得る。

【0050】

一例では、平均電力要求が２６０ワット（Ｗ）でピーク電力要求が２４ｋＷであると考え、走査プロトコルを鑑みてバッテリ・パラメータを画定することができる。プロトコルに応じた最高のＸ線走査の持続時間が１２０秒でＸ線発生器効率が約８５％であると考えると、バッテリ効率が約９０％で最大放電電流が約６０アンペア（Ａ）であることが要求され得る。一例では、バッテリ・パックは５６０ＶＤＣで約１８００ＷＨ（ワット時）であってよく、バッテリのサイズは約３２５×２００×２００ｍｍであってよい。Ｘ線発生器による電力消費のため枯渇したバッテリの電荷は１０００Ｗバッテリ充電器で１０分間以内に再充電され得る。エネルギ貯蔵システム及びバッテリ充電器は、入力力率改善（ＰＦＣ）付きで利用可能になり得る。このエネルギ貯蔵システムは、ＰＤＵ設計を変更せずにガントリに組み込まれ得る。

【0051】

本開示のもう一つの観点によれば、低下した電力定格を有する構成要素を用いてＰＤＵ２１０を単純化することができる。ＰＤＵ変圧器２１２やＥＭＣ基板２１３のような構成要素の電力定格を低下させると、ＰＤＵの費用を引き下げると共に、ガントリ２２０に設けられたエネルギ貯蔵システム２２９の利益を強化することができる。高電圧ＤＣ（ＨＶＤＣ）バス２３０はバッテリ充電負荷（例えば１０００Ｗ）を提供しさえすればよいので、電気部品の費用を引き下げるようにＰＤＵ２１０を改修することができる。ＰＤＵの変圧器２１２、ヒューズ２１３、ＥＭＣ基板２１４、ソフト・スタート回路２１５、及び他の電気的構成要素又は回路を、バッテリ充電の電力要求に応じて小型化することができる。これによりＰＤＵ２１０費用を引き下げることができる。同様に、電力定格は１ｋＷの範囲にあり、より大型のＣＴイメージング・システムでは約３ｋＷであり得るので、ＤＣ電気的構成要素を単相部品に改修することができる。

【0052】

図３は、本開示の一観点によるＣＴイメージング・システムのガントリに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図を示し、三相ＡＣ電源がＰＤＵからガントリに結合されている。図３では、ＰＤＵ及びＣＴイメージング・システム・ガントリの電気的構成が、ＣＴイメージング・システムに給電する電力システムの費用を引き下げるように改修されている。

【0053】

ＣＴイメージング・システムに給電する電力システムの一例３００がＰＤＵ３１０を含み得るが、図２に示すようにガントリ３２０への二つの別個の出力を有して一方の出力がＸ線発生器にＨＶＤＣ電力を供給し他方の出力がアキシャル・ドライブにＬＶＡＣ電力を供給するのではなく、ＰＤＵ３１０はガントリ３２０への一つのみの三相ＡＣ出力３４０に単純化され得る。故に、三相ＡＣバス３４０は図３に示すように、コネクタ３２７において、ガントリ３２０に一体内蔵されたアキシャル・ドライブ用の三相ＬＶＡＣ電力と、エネルギ貯蔵システム用のＨＶＤＣ電力とに分割され得る。別個のＨＶＤＣ電力ケーブルの費用が解消され、また電力システム３００の制御を単純化することができる。但し、ガントリ３２０は、ＰＤＵ３１０からガントリ３２０へ移動され得るさらに幾つかの電気的構成要素を収容する必要がある場合があり、かかる構成要素としては、ソフト・スタート回路３１５、三相ブリッジ整流器及び電解キャパシタ（１又は複数）を含み得るＡＣ／ＤＣ回路３１７、並びにブリッジ整流器及び電解キャパシタ（１又は複数）を含み得るＫＳＶ回路３１９等がある。

【0054】

ＰＤＵ３１０は少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を有し、少なくとも一つの入力は商用電源からのＡＣ電源３１１に電気的に結合されている。ＰＤＵ３１０は調整電力を供給する本質的な構成要素の全てを含んでいてよく、これらの構成要素としては、限定しないが第一の回路遮断器３３１、変圧器３１２、変圧器３１２からの第一の出力、及び変圧器３１２からの第二の出力が含まれる。実施形態の一例では、商用電源からの入力ＡＣ電源３１１は２００／２２０／２４０ＶＡＣ三相ＡＣ電力、３８０／４００／４２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力、及び／又は４４０／４６０／４８０ＶＡＣ三相ＡＣ電力であってよい。変圧器３１２からの第一の出力はＬＶＡＣ２０８／１２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、第二の回路遮断器３３２、ヒューズ３１３、及びＥＭＣ基板３１４に結合されることができ、ＡＣバス３４０に出力を供給する。変圧器３１２からの第二の出力は２０８／１２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、ＣＴイメージング・システム・ガントリ及びテーブルにこの三相ＬＶＡＣ電力を供給することができる。

【0055】

ＰＤＵ３１０は、ＣＴイメージング・システム・ガントリ３２０及びＣＴイメージング・システムの他の構成要素に電気的に結合されている。実施形態の一例では、ガントリ３２０は少なくとも一つの入力を有し、この少なくとも一つの入力はＰＤＵ３１０の少なくとも一つの出力に電気的に結合されている。本開示の一観点では、ＰＤＵ３１０の三相ＡＣバス３４０は、好ましくはガントリ３２０の内部に配置された電力アセンブリ３２１に電気的に結合されて、ＰＤＵ３１０からのＡＣ電力をガントリ３２０に供給する。三相ＡＣバス３４０は電力アセンブリ３２１の内部のコネクタ３２７に結合され得る。コネクタ３２７は二つの出力を与え、第一の三相ＡＣ出力はソフト・スタート回路３１５、ＡＣ／ＤＣ回路３１７、及びヒューズ３２６に電気的に結合されて、エネルギ貯蔵システム３２９に５６０ＶＤＣ電力を供給する。第二の三相ＡＣ出力はＫＳＶ回路３１９に電気的に結合されて、ＣＴイメージング・システム・ガントリを回転させるアキシャル・ドライブ３２５に給電するためのＬＶＡＣを供給する。ＰＤＵ３１０からガントリ３２０への三相ＡＣバス３４０を設けてＰＤＵ３１０からガントリ３２０までに必要とされるケーブルの数を減少させることができる。

【0056】

実施形態の一例では、ヒューズ３２６は、ＤＣ電力を受け取る入力及びＤＣ電力を出力する出力を含んでおり、コネクタ３２７は、ＡＣ電力を受け取る入力及びＡＣ電力を出力する出力を含んでいる。

【0057】

ヒューズ３２６の出力は、エネルギ貯蔵システム３２９に電気的に結合されている。ヒューズ３２６は、負荷がエネルギ貯蔵システム３２９のバッテリ充電器によるバッテリ充電のためのみに減少するので、低下したヒューズ定格を有し得る。エネルギ貯蔵システム３２９は、少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を含み得る。エネルギ貯蔵システム３２９はヒューズ３２６とスリップ・リング３２２との間に設けられて、商用電源からのＡＣ電源３１１が利用可能でないとき及びピーク電力要求時に、スリップ・リング３２２及びＸ線発生器３２３にＨＶＤＣ電力を供給することができる。実施形態の一例では、エネルギ貯蔵システム３２９は、バッテリ・パックとして構成される少なくとも一つ若しくは複数のバッテリ、又は複数のスーパキャパシタ・モジュールを含み得る。少なくとも一つのバッテリは入力及び出力を有する。バッテリ・パックに加えて、エネルギ貯蔵システム３２９は、ＤＣ電力を受け取る入力及び少なくとも一つのバッテリの入力に電気的に結合された出力を有するバッテリ充電器と、少なくとも一つのバッテリの出力に電気的に結合された入力を有するＤＣ断路スイッチと、保護ヒューズとを含み得る。ヒューズは、スイッチの出力に電気的に結合された入力と、スリップ・リング３２２に電気的に結合された出力とを有する。エネルギ貯蔵システム３２９からの出力は、スリップ・リング３２２及びＸ線発生器３２３に電気的に結合され得る。ＤＣ断路スイッチ及びヒューズは、バッテリ・パックから来る電力の制御を提供すると共に、スリップ・リング３２２及びＸ線発生器３２３の保護を提供する。エネルギ貯蔵システム３２９の内部のバッテリ・パックは、Ｘ線曝射時にはＸ線発生器３２３に給電するために利用されることができ、連続した２回のＸ線曝射の間の時間にはバッテリ・パックはバッテリ充電器によって充電され得る。バッテリ・パックはＸ線曝射時に何らかのレベルまで放電され得るが、次回のＸ線曝射までにバッテリ充電器によって再充電され得る。

【0058】

図４は、本開示の一観点によるＣＴイメージング・システムのガントリに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図を示し、単相ＡＣ電源及び力率改善（ＰＦＣ）バッテリ充電器を有している。バッテリ充電器はＰＦＣ回路を含んでおり、ＰＦＣバッテリ充電器として構成されている。ＰＦＣバッテリ充電器は、少なくとも一つのバッテリ又はバッテリ・パックを充電するように構成されている。図４では、電力アセンブリ４２１は、ＡＣ／ＤＣ回路４１７への単相ＡＣ電力入力、及びＣＴイメージング・システムのＸ線発生器に給電するＰＦＣバッテリ充電器によって単純化されている。ＰＦＣバッテリ充電器は、電力システム４００の電力消費及び全体費用を引き下げることができる。ＰＦＣバッテリ充電器は、ＣＴイメージング・システムによる無効電力消費を減少させ、力率を改善して、電気料金をより引き下げる。

【0059】

ＣＴイメージング・システムに給電する電力システムの一例４００は、ＣＴイメージング・システム・ガントリ４２０に電気的に結合されたＰＤＵ４１０を含み得る。ＰＤＵ４１０は少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を有し、少なくとも一つの入力は商用電源ＡＣからの電源４１１に電気的に結合されている。ＰＤＵ４１０は、調整電力を供給する本質的な構成要素の全てを含んでいてよく、これらの構成要素としては、限定しないが第一の回路遮断器４３１、変圧器４１２、変圧器４１２からの第一の出力、及び変圧器４１２からの第二の出力が含まれる。実施形態の一例では、商用電源からの入力ＡＣ電源４１１は２００／２２０／２４０ＶＡＣ三相ＡＣ電力、３８０／４００／４２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力、及び／又は４４０／４６０／４８０ＶＡＣ三相ＡＣ電力であってよい。変圧器４１２からの第一の出力はＬＶＡＣ２０８／１２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、第二の回路遮断器４３２、ヒューズ４１３、及びＥＭＣ基板４１４に結合されることができ、ＡＣバス４４０に出力を供給する。変圧器４１２からの第二の出力は２０８／１２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、ＣＴイメージング・システム・ガントリ及びテーブルにこの三相ＬＶＡＣ電力を供給することができる。

【0060】

ＰＤＵ４１０は、ＣＴイメージング・システム・ガントリ４２０及びＣＴイメージング・システムの他の構成要素に電気的に結合されている。実施形態の一例では、ガントリ４２０は少なくとも一つの入力を有し、この少なくとも一つの入力はＰＤＵ４１０の少なくとも一つの出力に電気的に結合されている。本開示の一観点では、ＰＤＵ４１０の三相ＡＣバス４４０は、好ましくはガントリ４２０の内部に配置された電力アセンブリ４２１に電気的に結合されて、ＰＤＵ４１０からのＡＣ電力をガントリ４２０に供給する。三相ＡＣバス４４０は電力アセンブリ４２１の内部のコネクタ４２７に結合され得る。コネクタ４２７は二つの出力を与え、第一の単相ＡＣ出力はＡＣ／ＤＣ回路４１７及びヒューズ４２６に電気的に結合されて、エネルギ貯蔵システム４２９に５６０ＶＤＣ電力を供給する。第二の三相ＡＣ出力はＫＳＶ回路４１９に電気的に結合されて、ＣＴイメージング・システム・ガントリを回転させるアキシャル・ドライブ４２５に給電するＬＶＡＣを供給する。

【0061】

実施形態の一例では、ヒューズ４２６は、ＤＣ電力を受け取る入力及びＤＣ電力を出力する出力を含んでおり、コネクタ４２７は、ＡＣ電力を受け取る入力及びＡＣ電力を出力する出力を含んでいる。

【0062】

ヒューズ４２６の出力は、エネルギ貯蔵システム４２９に電気的に結合されている。ヒューズ４２６は、負荷がエネルギ貯蔵システム４２９のバッテリ充電器によるバッテリ充電のためのみに減少するので、低下したヒューズ定格を有し得る。エネルギ貯蔵システム４２９は、少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を含み得る。エネルギ貯蔵システム４２９はヒューズ４２６とスリップ・リング４２２との間に設けられて、商用電源からのＡＣ電源４１１が利用可能でないとき及びピーク電力要求時に、Ｘ線発生器４２３にＨＶＤＣ電力を供給することができる。実施形態の一例では、エネルギ貯蔵システム４２９は、バッテリ・パックとして構成される少なくとも一つ若しくは複数のバッテリ、又は複数のスーパキャパシタ・モジュールを含み得る。少なくとも一つのバッテリは入力及び出力を有する。バッテリ・パックに加えて、エネルギ貯蔵システム４２９は、ＤＣ電力を受け取る入力及び少なくとも一つのバッテリの入力に電気的に結合された出力を有するＰＦＣバッテリ充電器と、少なくとも一つのバッテリの出力に電気的に結合された入力を有するＤＣ断路スイッチと、ヒューズとを含み得る。ヒューズは、スイッチの出力に電気的に結合された入力と、スリップ・リング４２２に電気的に結合された出力とを有する。エネルギ貯蔵システム４２９からの出力は、スリップ・リング４２２及びＸ線発生器４２３に電気的に結合され得る。ＤＣ断路スイッチ及びヒューズは、バッテリ・パックから来る電力の制御を提供すると共に、スリップ・リング４２２及びＸ線発生器４２３の保護を提供する。エネルギ貯蔵システム４２９の内部のバッテリ・パックは、Ｘ線曝射時にはＸ線発生器４２３に給電するために利用されることができ、連続した２回のＸ線曝射の間の時間にはバッテリ・パックはＰＦＣバッテリ充電器によって充電され得る。バッテリ・パックはＸ線曝射時に何らかのレベルまで放電され得るが、次回のＸ線曝射までにＰＦＣバッテリ充電器によって再充電され得る。

【0063】

既存のＣＴイメージング・システムでは、ＰＤＵは約４０ｋＶＡのピーク負荷に遭遇する場合があるが、ＰＤＵにＰＦＣ回路を組み入れると商業的に成り立たない。従って、実施形態の一例では、エネルギ貯蔵システム４２９がＸ線発生器４２３に給電し、ピーク電力を供給するという要件を解消して、ＰＤＵ４１０は平均負荷でのみ動作することができる。

【0064】

図５は、本開示の一観点によるＣＴイメージング・システムのガントリに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図を示し、単相ＡＣ電源がＰＤＵに給電している。

【0065】

ＣＴイメージング・システムに給電する電力システムの一例５００が、ＣＴイメージング・システム・ガントリ５２０に電気的に結合されているＰＤＵ５１０を含み得る。ＰＤＵ５１０は少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を有し、少なくとも一つの入力は商用電源からのＡＣ電源５１１に電気的に結合されている。ＰＤＵ５１０は、調整電力を供給する本質的な構成要素の全てを含んでいてよく、これらの構成要素としては、限定しないが商用電源からの入力ＡＣ電源５１１、第一の回路遮断器５３１、変圧器５１２、変圧器５１２からの第一の出力、及び変圧器５１２からの第二の出力が含まれる。実施形態の一例では、商用電源からの入力ＡＣ電源５１１は、１１０／２２０ＶＡＣ単相ＡＣ電力であってよい。変圧器５１２からの第一の出力はＬＶＡＣ２０８／１２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、第二の回路遮断器５３２、ヒューズ５１３、及びＥＭＣ基板５１４に結合されることができ、ＡＣバス５３０に出力を供給する。変圧器５１２からの第二の出力は２０８／１２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、ＣＴイメージング・システム・ガントリ及びテーブルにこの三相ＬＶＡＣ電力を供給することができる。

【0066】

ＰＤＵ５１０は、ＣＴイメージング・システム・ガントリ５２０及びＣＴイメージング・システムの他の構成要素に電気的に結合されている。実施形態の一例では、ガントリ５２０は少なくとも一つの入力を有し、この少なくとも一つの入力はＰＤＵ５１０の少なくとも一つの出力に電気的に結合されている。本開示の一観点では、ＰＤＵ４１０の三相ＡＣバス５３５は、好ましくはガントリ５２０の内部に配置された電力アセンブリ５２１に電気的に結合されて、ＰＤＵ５１０からのＡＣ電力をガントリ５２０に供給する。三相ＡＣバス５３５は電力アセンブリ５２１の内部のコネクタ５２７に結合され得る。コネクタ５２７は二つの出力を与え、第一の単相ＡＣ出力はＡＣ／ＤＣ回路５１７及びヒューズ５２６に電気的に結合されて、エネルギ貯蔵システム５２９に５６０ＶＤＣ電力を供給する。第二の三相ＡＣ出力はＫＳＶ回路５１９に電気的に結合されて、ＣＴイメージング・システム・ガントリを回転させるアキシャル・ドライブ５２５に給電するＬＶＡＣを供給する。

【0067】

実施形態の一例では、ヒューズ５２６は、ＤＣ電力を受け取る入力及びＤＣ電力を出力する出力を含んでおり、コネクタ５２７は、ＡＣ電力を受け取る入力及びＡＣ電力を出力する出力を含んでいる。

【0068】

ヒューズ５２６の出力は、エネルギ貯蔵システム５２９に電気的に結合されている。ヒューズ５２６は、負荷がエネルギ貯蔵システム５２９のＰＦＣバッテリ充電器によるバッテリ充電のためのみに減少するので、低下したヒューズ定格を有し得る。エネルギ貯蔵システム５２９は少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を含み得る。バッテリ充電器はＰＦＣ回路を含んでおり、ＰＦＣバッテリ充電器として構成されている。ＰＦＣバッテリ充電器は、少なくとも一つのバッテリ又はバッテリ・パックを充電するように構成されている。エネルギ貯蔵システム５２９はヒューズ５２６とスリップ・リング５２２との間に設けられて、商用電源からのＡＣ電源５１１が利用可能でないとき及びピーク電力要求時に、Ｘ線発生器５２３にＨＶＤＣ電力を供給することができる。実施形態の一例では、エネルギ貯蔵システム５２９は、バッテリ・パックとして構成される少なくとも一つ若しくは複数のバッテリ、又は複数のスーパキャパシタ・モジュールを含み得る。少なくとも一つのバッテリは入力及び出力を有する。バッテリ・パックに加えて、エネルギ貯蔵システム５２９は、ＤＣ電力を受け取る入力及び少なくとも一つのバッテリの入力に電気的に結合された出力を有するＰＦＣバッテリ充電器と、ＤＣ－ＤＣコンバータと、少なくとも一つのバッテリの出力に電気的に結合された入力を有するＤＣ断路スイッチと、ヒューズとを含み得る。ヒューズは、スイッチの出力に電気的に結合された入力と、スリップ・リング５２２に電気的に結合された出力とを有する。エネルギ貯蔵システム５２９からの出力は、スリップ・リング５２２及びＸ線発生器５２３に電気的に結合され得る。ＤＣ断路スイッチ及びヒューズは、バッテリ・パックから来る電力の制御を提供すると共に、スリップ・リング５２２及びＸ線発生器５２３の保護を提供する。エネルギ貯蔵システム５２９の内部のバッテリ・パックは、Ｘ線曝射時にはＸ線発生器５２３に給電するために利用されることができ、連続した２回のＸ線曝射の間の時間にはバッテリ・パックはＰＦＣバッテリ充電器によって充電され得る。バッテリ・パックはＸ線曝射時に何らかのレベルまで放電され得るが、次回のＸ線曝射までにＰＦＣバッテリ充電器によって再充電され得る。

【0069】

コネクタ５２７において、三相線は二つの別個の電力線に分割されて、各々アキシャル・ドライブ５２５及びバッテリ充電器に給電することができる。ＰＤＵ５１０からのＡＣ電力は、ＡＣ／ＤＣ回路５１７を用いてＤＣに変換され得る。従って、ガントリ５２０への高電圧直流（ＨＶＤＣ）ケーブルの費用を節減し、また制御を単純化することができる。

【0070】

単相ＡＣ電源５１１は、ＰＤＵ５１０の入力供給要件を４０ｋＶＡから４ｋＶＡまで引き下げることができ、ＰＤＵ５１０の内部の各構成要素がより低い電力定格を有し得る。さらに、バッテリ・パックを直接ＤＣ断路スイッチに接続するのではなく、昇圧型ＤＣ－ＤＣコンバータをバッテリ・パックとＤＣ断路スイッチとの間に組み入れることができる。このＤＣ－ＤＣコンバータは４８ＶＤＣバッテリ供給を５６０ＶＤＣのＸ線発生器入力電圧まで昇圧させることができ、高電圧バッテリ・パックの必要性を回避し得る。

【0071】

図６は、本開示の一観点によるＣＴイメージング・システムのＰＤＵに一体内蔵されたエネルギ貯蔵システムを含む電力システムの概略ブロック図を示す。このエネルギ貯蔵システムは、Ｘ線発生器及びＣＴイメージング・システムの他の構成要素にピーク電力を供給するように構成されている。図６では、ガントリ設計を不変に保つために、エネルギ貯蔵システムをＰＤＵの内部に配置することができる。本実施形態では、ＰＤＵは、小型化した変圧器、ヒューズ、ＥＭＣ基板、及びＡＣ／ＤＣ回路によって非常に単純化されている。エネルギ貯蔵システムをＰＤＵに追加した後であっても、電気的構成要素の電力定格が低下するためＰＤＵの全体費用が現状のＰＤＵ費用から少なくとも２０％だけ引き下げられる。

【0072】

ＣＴイメージング・システムに給電する電力システムの一例６００が、ＣＴイメージング・システム・ガントリ６２０に電気的に結合されてＸ線発生器６２３及びＣＴイメージング・システムの他の構成要素に給電するＰＤＵ６１０を含み得る。ＰＤＵ６１０は少なくとも一つの入力及び少なくとも二つの出力を有し、少なくとも一つの入力は商用電源からのＡＣ電源６１１に電気的に結合されている。ＰＤＵ６１０は、調整電力を供給する本質的な構成要素の全てを含んでいてよく、これらの構成要素としては、限定しないが商用電源からの入力交流（ＡＣ）電源６１１、第一の回路遮断器６３１、変圧器６１２、変圧器６１２からの第一の出力、及び変圧器６１２からの第二の出力が含まれる。実施形態の一例では、商用電源からの入力ＡＣ電源６１１は、２００／２２０／２４０ＶＡＣ三相ＡＣ電力、３８０／４００／４２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力、及び／又は４４０／４６０／４８０ＶＡＣ三相ＡＣ電力であってよい。変圧器６１２からの第一の出力は２３０ＶＡＣ単相ＡＣ電力を供給し、ヒューズ６１３、ＥＭＣ基板６１４、及びＡＣ／ＤＣ回路６１７に結合されることができ、またＰＤＵ６１０の内部に配置されたエネルギ貯蔵システム６２９に５６０ＶＤＣ電力を供給する。変圧器６１２からの第二の出力は２０８／１２０ＶＡＣ三相ＡＣ電力を供給し、第二の回路遮断器６３２及びＫＳＶ回路６１９に結合されることができ、ＫＳＶ回路６１９はコネクタ６２７及びＣＴイメージング・システム・ガントリ回転を受け持つアキシャル・ドライブ６２５に三相ＡＣバス６４０を結合したり遮断したりする三相接触器を含み得る。ＡＣバス６４０は、アキシャル・ドライブ６２５用に三相低電圧ＡＣ（ＬＶＡＣ）電力を供給する。変圧器６１２からＣＴイメージング・システム・ガントリ及びテーブルへ三相ＬＶＡＣ電力（２０８／１２０三相ＶＡＣ）を供給するもう一つの出力が存在していてもよい。

【0073】

電力システム６００はさらに、ＰＤＵ６１０の内部に含まれてＡＣ／ＤＣ６１７の出力に設けられたエネルギ貯蔵システム６２９を含むことができ、エネルギ貯蔵システム６２９に５６０ＶＤＣ電力を供給する。エネルギ貯蔵システム６２９は少なくとも一つの入力及び少なくとも一つの出力を含み得る。実施形態の一例では、エネルギ貯蔵システム６２９は、バッテリ・パックとして構成される少なくとも一つ若しくは複数のバッテリ、又は複数のスーパキャパシタ・モジュールを含み得る。少なくとも一つのバッテリは入力及び出力を有する。バッテリ・パックに加えて、エネルギ貯蔵システム６２９は、ＤＣ電力を受け取る入力及び少なくとも一つのバッテリの入力に電気的に結合された出力を有するＰＦＣバッテリ充電器と、少なくとも一つのバッテリの出力に電気的に結合された入力及びガントリ６２０の電力アセンブリ６２１のヒューズ６２６に電気的に結合された出力を有するＤＣ断路スイッチとを含み得る。ヒューズ６２６は、スイッチの出力に電気的に結合された入力と、スリップ・リング６２２に電気的に結合された出力とを有する。一例では、ＰＤＵ６１０からのＤＣバス６３０の５６０ＶＤＣ出力は、電力アセンブリ６２１、具体的にはＸ線発生器６２３に給電するヒューズ６２６に電気的に結合され得る。エネルギ貯蔵システム２２９の内部のバッテリ・パックは、Ｘ線発生時又はＸ線曝射時にのみＸ線発生器６２３及びＸ線管６２４に給電するために利用されることができ、連続した２回のＸ線曝射の間の時間にはバッテリ・パックはバッテリ充電器によって充電され得る。バッテリ・パックが故障したり貯蔵されたエネルギを消尽したりした場合には、エネルギ貯蔵システムを迂回することができ、電力はＰＤＵから直接ＣＴイメージング・システム・ガントリ及びＸ線発生器へ供給される。

【0074】

ＰＤＵ６１０は、ＣＴイメージング・システム・ガントリ６２０及びＣＴイメージング・システムの他の構成要素に電気的に結合されている。実施形態の一例では、ガントリ６２０は少なくとも二つの入力を有し、これら少なくとも二つの入力はＰＤＵ６１０の少なくとも二つの出力に電気的に結合されている。本開示の一観点では、ＰＤＵ６１０のＤＣバス６３０及びＡＣバス６４０は、好ましくはガントリ６２０の内部に配置された電力アセンブリ６２１に電気的に結合されて、ＰＤＵ６１０からのＤＣ電力及びＡＣ電力をガントリ６２０に供給する。ＤＣバス６３０は、電力アセンブリ６２１の内部のヒューズ６２６に結合されて、スリップ・リング６２２及びＸ線発生器６２３にＤＣ電力を供給することができる。ＤＣバスはＸ線発生器６２３のために高電圧ＤＣ（ＨＶＤＣ）電力を供給する。Ｘ線発生器６２３は電力信号及び制御信号をＸ線管６２４へ供給する。ＡＣバス６４０は、コネクタ６２７に電気的に結合されて、ＣＴイメージング・システム・ガントリを回転させるアキシャル・ドライブ６２５に三相ＡＣ電力を供給することができる。

【0075】

実施形態の一例では、ヒューズ６２６は、ＤＣ電力を受け取る入力及びＤＣ電力を出力する出力を含んでおり、コネクタ６２７は、ＡＣ電力を受け取る入力及びＡＣ電力を出力する出力を含んでいる。

【0076】

バッテリ・パックに組み入れられ得るバッテリは様々な種類のものが市販されている。バッテリ・パックの構成に対する制限はないが、小型バッテリは単一の走査にＸ線発生器によって要求されるエネルギの約３倍から５倍のエネルギ貯蔵能力を有し得る。ピーク負荷要件を切り下げることにより、Ｘ線発生器をサポートするのに必要とされる電気的基盤設備を縮小することができる。多くの高エネルギ密度リチウム・イオン（Ｌｉイオン）バッテリが市販されており、他の応用向けの安全で且つ高エネルギ密度のバッテリへの需要が高まっているため多数が進化しつつある。ＬｉＦｅＰＯ_４型のＬｉイオン・バッテリは、他のＬｉイオン技術（コバルト酸リチウム（ＬＣＯ）、リチウム－ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物（ＮＣＡ）等）よりもエネルギ密度は低いものの最も安全な技術の一つである。バッテリ・サイズの計算及び適当なサイズのバッテリ・パックは、バッテリ性能パラメータ及び要件を考慮して設計され得る。

【0077】

ＣＴイメージング・システムの動作は、ＣＴイメージング・システムのためにピーク電力を供給する方法を含んでいる。この方法は、エネルギ貯蔵システムをＣＴイメージング・システムのＸ線発生器に結合することを含んでいる。エネルギ貯蔵システムは、バッテリ・パックとして構成される複数のバッテリを含むことができ、また複数のバッテリを充電するバッテリ充電器、ＤＣ断路スイッチ、及びヒューズを含み得る。この方法はさらに、直流（ＤＣ）バスから供給される電気エネルギによってエネルギ貯蔵システムを充電することを含んでいる。バッテリ・パックはバッテリ充電器を用いて充電されることができ、充電器は力率改善（ＰＦＣ）回路を含み得る。これにより、ＣＴシステムによる無効電力消費を減少させ、延いては電気料金を引き下げることができる。一例では、バッテリ充電器を用いてバッテリを充電するためにＤＣバスの５６０ＶＤＣ出力を利用することができ、バッテリ・パックは、エネルギ貯蔵電力供給を制御するヒューズ保護及びＤＣ断路スイッチによってＸ線発生器に接続され得る。一例では、１０００Ｗバッテリ充電器が用いられる場合には、ＰＤＵから５６０ＶＤＣバスを介して２．２２Ａの電流が引き出される（ＤＣバス電圧はより低い４５０ＶＤＣであることを考慮する）。バッテリ・パックはＸ線曝射時に何らかのレベルまで放電され得るが、次回のＸ線曝射までにバッテリ充電器によって再充電され得る。一例では、各回のＸ線曝射はバッテリの合計貯蔵エネルギの約７％～１０％を消費する場合があり、次回の走査が開始するまでにバッテリが１００％の完全充電状態（ＳＯＣ）レベルまで充電されていなくても、バッテリは依然として１０回を上回る連続走査をサポートし得る。

【0078】

この方法はさらに、Ｘ線曝射時にのみＤＣバスを通してＸ線発生器に給電するための電気エネルギを出力することを含んでいる。ＣＴイメージング・システムのようなＸ線イメージング・システムでは、Ｘ線発生器は短時間に高いピーク電力を消費するが、消費される平均電力はより少ない。一例では、２４ｋＷのＸ線発生器は、日当たり２５回の走査のために約２００Ｗ～３００Ｗの平均電力を消費し、上流構成要素の全てがピーク電力（２４ｋＷ）を供給するさらに高い電力定格を有するものでなければならない。もう一つの例では、ＣＴイメージング・システムは、平均電力定格は６．３ｋＶＡであるが、ピーク電力定格は４０ｋＶＡである。故に、３３ｋＶＡの余分な電力要件は、Ｘ線発生時の短時間にＸ線管に給電するＸ線発生器のためのものである。

【0079】

本開示の一観点によれば、バッテリ・パックは、Ｘ線発生時にのみ、Ｘ線管に給電するために必要とされるピーク電力を与えることができる。Ｘ線曝射時にＸ線管に給電するためのピーク電力を供給するという要件が、エネルギ貯蔵システムの付加によって解消され得る。複数のバッテリをＸ線発生器に電力を供給するバッテリ・パックとして組み込むことができ、このバッテリ・パックが、Ｘ線発生時にＸ線管に電力を供給する。ＣＴイメージング・システムの他の電気的構成要素は、ＰＤＵからのＡＣバスによって給電され得る。従って、バッテリ及びバッテリ・パックのサイズは、Ｘ線発生のためにピーク電力を供給するためのみに最適化され、これによりバッテリの費用、空間要件、及び商用電源への依存を最小限に留めることができる。バッテリ・パックは、Ｘ線発生器に要求されるピーク負荷（例えば３３ｋＶＡ）を削減することができる。適当なサイズで高い放電電流能力を有するバッテリ及びバッテリ・パックが、Ｘ線発生のためにピーク電力を供給するようにＣＴイメージング・システム・ガントリにでもＰＤＵにでも配置されることができ、ＣＴイメージング・システムの残りの部分は従来のＡＣ電力によって給電され得る。電力定格は約１ｋＷでよく、さらに電力を必要とするより大型のＣＴイメージング・システムについても約２ｋＷ～３ｋＷであるため、電気的構成要素を単相構成要素に改修することができる。バッテリ・パックのバッテリは、Ｘ線発生時以外の時間に適当なバッテリ充電器によって充電され得る。さらに、この方法は、ＰＤＵから直接Ｘ線発生器に電力を供給することもできるので、バッテリ・パックが故障したり完全に放電してしまったりした場合には従来の方法と同様にエネルギ貯蔵システムを迂回することによりＸ線発生器に直接給電することを含み得る。

【0080】

この方法はさらに、ガントリに三相ＡＣ電力出力を与えて、ＡＣ電力をアキシャル・ドライブへの給電とエネルギ貯蔵システムへの給電とに分割することを含み得る。ＰＤＵ設計は、二つの別個のＡＣ電力出力を有して一方がＸ線発生器用のＨＶＤＣ電力を生成し他方がアキシャル・ドライブ用のＬＶＡＣ電力を生成するのではなく、一つのみの三相ＡＣ電力出力で単純化され得る。これにより、電力システムの費用を引き下げ、また電力制御を単純化することができる。但し、ガントリは、ＰＤＵからガントリに移動され得るさらに幾つかの電気的構成要素を収容する必要がある場合がある。

【0081】

図面に示され以上に記載された本開示の実施形態は実施形態の例であるに過ぎず、特許請求の範囲内に含まれる任意の均等構成を含め、特許請求の範囲を限定するものではない。様々な改変が可能であり、当業者には容易に明らかとなろう。本書に記載される互いに排他的でない特徴の任意の組み合わせが本発明の範囲内にあるものとする。すなわち、所載の実施形態の特徴を上述の任意の適当な観点と組み合わせることができ、任意の一観点の選択随意の特徴を他の任意の適当な観点と組み合わせることもできる。同様に、従属請求項に記載される特徴を、特に各従属請求項が同じ独立請求項に従属している場合には、他の従属請求項の互いに排他的でない特徴と組み合わせることができる。単一項従属は幾つかの法域での実施に要求されるため用いられている場合があるが、従属請求項の各特徴が互いに排他的であることを意味していると解釈すべきではない。

【符号の説明】

【0082】

１００ イメージング・システム
１０２ 被検体
１０４ Ｘ線検出器アレイ
１０６ Ｘ線ビーム
１０８ 検出器素子
１１０ ガントリ
１１２ 回転中心
１１４ Ｘ線源
１１６ データ取得システム（ＤＡＳ）
１２０ 制御システム
１３８ 表示器
２００、３００、４００、５００、６００ 電力システム
２１１、３１１、４１１、５１１、６１１ 交流（ＡＣ）電源
２１２、３１２、４１２、５１２、６１２ 変圧器
２１８、３３２、４３２、５３２、６３２ 第二の回路遮断器
２２９、３２９、４２９、５２９、６２９ エネルギ貯蔵システム
２３０、６３０ 直流（ＤＣ）バス
２３１、３３１、４３１、５３１、６３１ 第一の回路遮断器
２４０、３４０、４４０、５３５、６４０ 三相ＡＣバス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】