特開 2024-110187 Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、Ｘ線管保守方法及びＸ線管保守プログラム

(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】P2024110187

(43)【公開日】2024-08-15

(54)【発明の名称】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、Ｘ線管保守方法及びＸ線管保守プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/40 20240101AFI20240807BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20240807BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 320B

A61B6/03 333B

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023014618

(22)【出願日】2023-02-02

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 悠

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093EA02

4C093EA20

4C093FA59

4C093FB11

4C093FC30

(57)【要約】

【課題】Ｘ線管の劣化をより早い段階で検知して、Ｘ線管の寿命を延ばすこと。
【解決手段】 実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管、取得部、要否判定部及び制御部を有する。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する陽極と、前記陽極を回転軸回りに回転させる陽極回転機構とを有する。取得部は、前記陽極回転機構が起動される第１のタイミングで前記陽極回転機構を駆動する電流に関する第１の信号と、前記第１のタイミングより後で前記陽極回転機構が起動される第２のタイミングで前記陽極回転機構を駆動する電流に関する第２の信号とを取得する。要否判定部は、前記第１の信号に基づく情報と前記第２の信号とに基づいて、前記陽極回転機構の修復シーケンスの実行の要否を判定する。制御部は、前記修復シーケンスの実行が必要であると判定された場合、前記修復シーケンスに応じて前記陽極回転機構を制御する。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を発生する陽極と、前記陽極を回転軸回りに回転させる陽極回転機構とを有するＸ線管と、
前記陽極回転機構が起動される第１のタイミングで前記陽極回転機構を駆動する電流に関する第１の信号と、前記第１のタイミングより後で前記陽極回転機構が起動される第２のタイミングで前記陽極回転機構を駆動する電流に関する第２の信号とを取得する取得部と、
前記第１の信号に基づく情報と前記第２の信号とに基づいて、前記陽極回転機構の修復シーケンスの実行の要否を判定する要否判定部と、
前記修復シーケンスの実行が必要であると判定された場合、前記修復シーケンスに応じて前記陽極回転機構を制御する制御部と、
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項2】

前記第１の信号に基づく情報は、前記第１の信号に応じて決定された第１の閾値であり、
前記要否判定部は、前記第１の閾値と前記第２の信号とに基づいて、前記修復シーケンスの要否を判定する、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項3】

前記第１の閾値は、前記陽極回転機構の起動後の設定期間に計測される、前記第１の信号のピーク値に基づいて決定される、請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項4】

前記要否判定部は、前記第１の信号に基づく情報と前記第２の信号との比較に基づいて、前記修復シーケンスの要否を判定する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項5】

前記陽極回転機構は、前記陽極を軸支するロータと、前記ロータを前記回転軸回りに回転させるステータコイルとを有し、
前記第１の信号及び前記第２の信号は、前記ステータコイルに流れる電流に関する信号である、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項6】

前記第１の信号は、前記第１のタイミングで前記ステータコイルに流れる電流のピーク値を含む信号であり、
前記第２の信号は、前記第２のタイミングで前記ステータコイルに流れる電流のピーク値を含む信号である、
請求項５記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項7】

前記取得部は、前記修復シーケンスを実行した後の第３のタイミングで前記陽極回転機構を駆動する電流に関する第３の信号を更に取得し、
前記第１の信号に基づく情報と前記第２の信号に基づく情報との少なくとも一方と、前記第３の信号とに基づいて前記Ｘ線管に関する劣化を判定する劣化判定部を更に備える、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項8】

前記劣化判定部は、前記第３の信号が前記第２の信号に基づく情報を下回る場合、前記Ｘ線管に関する劣化が改善されたと判定する、請求項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記劣化判定部により前記Ｘ線管に関する劣化が改善されたと判定された場合、前記修復シーケンスを設定周期で実行する、請求項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項10】

前記劣化判定部は、前記第２の信号と前記第３の信号との双方が前記第１の信号に基づく第３の閾値を上回る場合、前記Ｘ線管に含まれるロータに不可逆的な劣化が生じていると判定する、請求項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項11】

前記劣化判定部により前記Ｘ線管に関する劣化が改善されていないと判定された場合、前記Ｘ線管に関する劣化が改善されていない旨のアラートを通知する通知部を更に備える、請求項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項12】

前記回転機構は、前記陽極を支持するロータと、前記ロータを回転可能に支持する液体金属軸受と、前記ロータを回転させるステータコイルとを有し、
前記制御部は、前記修復シーケンスにおいて、前記ロータの起動と停止とを複数回繰り返す、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項13】

Ｘ線を発生する陽極を回転軸回りに回転させる回転機構が起動される第１のタイミングで前記回転機構を駆動する電流に関する第１の信号を取得し、
前記第１のタイミングより後で前記回転機構が起動される第２のタイミングで前記回転機構を駆動する電流に関する第２の信号を取得し、
前記第１の信号と第２の信号とに基づいて、前記回転機構の修復シーケンスの実行の要否を判定し、
前記修復シーケンスの実行が必要と判定された場合、前記修復シーケンスに応じて前記回転機構を制御する、
ことを備えるＸ線管保守方法。

【請求項14】

コンピュータに、
Ｘ線を発生する陽極を回転軸回りに回転させる回転機構が起動される第１のタイミングで前記回転機構を駆動する電流に関する第１の信号を取得させる機能と、
前記第１のタイミングより後で前記回転機構が起動される第２のタイミングで前記回転機構を駆動する電流に関する第２の信号を取得させる機能と、
前記第１の信号と第２の信号とに基づいて、前記回転機構の修復シーケンスの実行の要否を判定させる機能と、
前記修復シーケンスの実行が必要と判定された場合、前記修復シーケンスに応じて前記回転機構を制御させる機能と、
を実現させるＸ線管保守プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、Ｘ線管保守方法及びＸ線管保守プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の高出力化及び高速回転化につれ、Ｘ線管の故障モードとして、架台の回転に伴う遠心力やＸ線管のロータの回転に伴う回転機構の劣化が問題になる。劣化が進行につれ、二次的現象として振動や騒音の増加又は放電の頻発として現れ、そのため、劣化をより早い段階で発見することが重要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１１３４４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、Ｘ線管の劣化をより早い段階で検知して、Ｘ線管の寿命を延ばすことである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管、取得部、要否判定部及び制御部を有する。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する陽極と、前記陽極を回転軸回りに回転させる陽極回転機構とを有する。取得部は、前記陽極回転機構が起動される第１のタイミングで前記陽極回転機構を駆動する電流に関する第１の信号と、前記第１のタイミングより後で前記陽極回転機構が起動される第２のタイミングで前記陽極回転機構を駆動する電流に関する第２の信号とを取得する。要否判定部は、前記第１の信号に基づく情報と前記第２の信号とに基づいて、前記陽極回転機構の修復シーケンスの実行の要否を判定する。制御部は、前記修復シーケンスの実行が必要であると判定された場合、前記修復シーケンスに応じて前記陽極回転機構を制御する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、Ｘ線管とＸ線高電圧装置とから構成されるＸ線発生系の構成を示す図である。

【図3】図３は、Ｘ線管の陽極回転機構の劣化及び修復の過程を模式的に示す図である。

【図4】図４は、Ｘ線管保守処理の処理手順の一例を示す図である。

【図5】図５は、トルク電流（電流信号）の時系列変化を表すグラフの一例を示す図である。

【図6】図６は、修復シーケンスの実行の要否の判定処理を、第２の電流信号と第１の閾値との関係を表すグラフで説明する図である。

【図7】図７は、修復シーケンス「不要」の判定結果の通知画面の一例を示す図である。

【図8】図８は、修復シーケンス「要」の判定結果の通知画面の一例を示す図である。

【図9】図９は、Ｘ線管の劣化改善「有」の判定結果の通知画面の一例を示す図である。

【図10】図１０は、Ｘ線管の劣化改善「無」の判定結果の通知画面の一例を示す図である。

【図11】図１１は、変形例１に係るＸ線管保守処理の処理手順の一例を示す図である。

【図12】図１２は、変形例１に係る劣化改善「有」の判定結果の通知画面の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照しながら、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置、Ｘ線管保守方法及びＸ線管保守プログラムについて説明する。

【0008】

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成を示す図である。なお、図１には説明の都合のため複数の架台１０が描画されているが、典型的にはＸ線コンピュータ断層撮影装置１が装備する架台１０は１台である。

【0009】

図１に示すように、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、架台１０、寝台３０及びコンソール４０を有する。架台１０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。寝台３０は、Ｘ線ＣＴ撮影の対象となる被検体Ｐを載置し、被検体Ｐを位置決めするための搬送装置である。コンソール４０は、架台１０を制御するコンピュータである。例えば、架台１０及び寝台３０は検査室に設置され、コンソール４０は検査室に隣接する操作室に設置される。架台１０、寝台３０及びコンソール４０は互いに通信可能に有線または無線で接続されている。架台１０は、スキャン部の一例である。

【0010】

図１に示すように、架台１０は、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１２、回転フレーム１３、Ｘ線高電圧装置１４、制御装置１５、ウェッジ１６、コリメータ１７及びデータ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１８を有する。

【0011】

Ｘ線管１１は、Ｘ線を発生する。具体的には、Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極と、陰極から飛翔する熱電子を受けてＸ線を発生する陽極と、陽極を回転軸回りに回転させる陽極回転機構と、陰極と陽極とを保持する真空管とを含む。Ｘ線管１１は、高圧ケーブルを介してＸ線高電圧装置１４に接続されている。陰極には、Ｘ線高電圧装置１４によりフィラメント電流が供給される。フィラメント電流の供給により陰極から熱電子が発生する。陰極と陽極との間には、Ｘ線高電圧装置１４により管電圧が印加される。管電圧の印加により陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔して陽極に衝突し、Ｘ線が発生する。発生されたＸ線は、被検体Ｐに照射される。陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔することにより管電流が流れる。

【0012】

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から発生され被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の線量に対応した電気信号をＤＡＳ１８に出力する。Ｘ線検出器１２は、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向）に複数配列された構造を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射Ｘ線量に応じた光量の光を出力する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射面側に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれることもある。光センサアレイは、シンチレータからの光の光量に応じた電気信号に変換する。光センサとしては、例えば、フォトダイオードが用いられる。Ｘ線検出器１１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であってもよい。

【0013】

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸Ｚ回りに回転可能に支持する円環状のフレームである。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持する。回転フレーム１３は、固定フレーム（図示せず）に回転軸Ｚ回りに回転可能に支持される。制御装置１５により回転フレーム１３が回転軸Ｚ回りに回転することによりＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸Ｚ回りに回転させる。回転フレーム１３の開口部１９には、画像視野（ＦＯＶ：Field Of View）が設定される。

【0014】

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台３０の天板３３の長手方向をＺ方向、Ｚ方向に直交し床面に対し水平である方向をＸ方向、Ｚ方向に直交し床面に対し垂直である方向をＹ方向と定義する。

【0015】

Ｘ線高電圧装置１４は、高電圧電源とＸ線制御回路とを有する。高電圧電源は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧及びＸ線管１１に供給するフィラメント電流を発生する。Ｘ線制御回路は、Ｘ線管１１に印加する高電圧とＸ線管１１に供給フィラメント電流とを制御する。高電圧電源は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。Ｘ線高電圧装置１４は、架台１０内の回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台１０内の固定フレーム（図示しない）に設けられても構わない。

【0016】

ウェッジ１６は、被検体Ｐに照射されるＸ線の線量を調節する。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線の線量が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰する。例えば、ウェッジ１６としては、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）等、アルミニウム等の金属が加工されることにより形成された金属フィルタである。これらウェッジ１６は、所定のターゲット角度や所定の厚みを有するように加工される。

【0017】

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を限定する。コリメータ１７は、Ｘ線を遮蔽する複数の鉛板をスライド可能に支持し、複数の鉛板により形成されるスリットの形態を調節する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りとも呼ばれる。

【0018】

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２により検出されたＸ線の線量に応じた電気信号をＸ線検出器１２から読み出し、読み出した電気信号を増幅し、ビュー期間に亘り電気信号を積分することにより当該ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有する検出データを収集する。検出データは、投影データとも呼ばれる。ＤＡＳ１８は、例えば、投影データを生成可能な回路素子を搭載した特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）により実現される。ＤＡＳ１８により生成された投影データ（検出データ）は、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台１０の非回転部（例えば、固定フレーム）に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する受信機に送信され、受信機からコンソール４０に伝送される。なお、回転フレーム１３から架台１０の非回転部への投影データの送信方式は、前述の光通信に限定されず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式であっても良い。

【0019】

寝台３０は、基台３１、支持フレーム３２、天板３３及び寝台駆動装置３４を備える。基台３１は、床面に設置される。基台３１は、支持フレーム３２を、床面に対して垂直方向（Ｙ方向）に移動可能に支持する構造体である。支持フレーム３２は、基台３１の上部に設けられるフレームである。支持フレーム３２は、天板３３を中心軸Ｚに沿ってスライド可能に支持する。天板３３は、被検体Ｐが載置される柔軟性を有する板状構造体である。寝台駆動装置３４は、寝台３０に収容される。寝台駆動装置３４は、被検体Ｐが載置された天板３３を移動させるための動力を発生するモータ又はアクチュエータである。寝台駆動装置３４は、コンソール４０等による制御に従い作動する。

【0020】

制御装置１５は、コンソール４０の処理回路４４による撮影制御機能４４１に従いＸ線ＣＴ撮影を実行するためにＸ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１８及び寝台３０を制御する。制御装置１５は、ＣＰＵ等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動装置とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ等のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。制御装置１５は、例えば、コンソール４０、架台１０及び寝台３０等に設けられた入力インタフェース４３からの操作信号に従い架台１０及び寝台３０を制御する。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転、架台１０のチルト、天板３３及び寝台３０の動作を制御する。

【0021】

コンソール４０は、メモリ４１、ディスプレイ４２、入力インタフェース４３及び処理回路４４を有する。メモリ４１とディスプレイ４２と入力インタフェース４３と処理回路４４との間のデータ通信は、バス（BUS）を介して行われる。なお、コンソール４０は、架台１０とは別体であるとして説明するが、架台１０にコンソール４０の全構成要素又は一部の構成要素が含まれても良い。

【0022】

メモリ４１は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ４１は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ４１の保存領域は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。

【0023】

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、ユーザからの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ４２としては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。また、ディスプレイ４２は、架台１０に設けられても良い。また、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でも良いし、コンソール４０本体と無線通信可能なタブレット端末等に含まれるタブレット型でも良い。

【0024】

入力インタフェース４３は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。入力インタフェース４３としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜使用可能である。なお、本実施形態において入力インタフェース４３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース４３の例に含まれる。また、入力インタフェース４３は、架台１０に設けられても良い。また、入力インタフェース４３は、コンソール４０本体と無線通信可能なタブレット端末等に含まれても良い。

【0025】

処理回路４４は、入力インタフェース４３から出力される入力操作の電気信号に応じてＸ線コンピュータ断層撮影装置１の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路４４は、メモリに展開されたＸ線管保守プログラムを実行することにより、撮影制御機能４４１、画像生成機能４４２、画像処理機能４４３、取得機能４４４、要否判定機能４４５、劣化判定機能４４６及び通知機能４４７等を実行する。なお、各機能４４１～４４７は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがＸ線管保守プログラムを実行することにより各機能４４１～４４７を実現するものとしても構わない。

【0026】

撮影制御機能４４１により処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ撮影を行うためＸ線高電圧装置１４と制御装置１５とＤＡＳ１８とを制御する。処理回路４４は、スキャン計画等により決定された撮影条件に従いＸ線高電圧装置１４と制御装置１５とＤＡＳ１８とを制御する。撮影制御機能４４１は、撮影制御部の一例である。

【0027】

画像生成機能４４２により処理回路４４は、ＤＡＳ１８から出力された投影データに基づいて被検体Ｐに関するＣＴ画像を生成する。具体的には、処理回路４４は、ＤＡＳ１８から出力された投影データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。そして処理回路４４は、前処理後の投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法、機械学習等を用いた再構成処理等を施しＣＴ画像を生成する。画像生成機能４４２は、画像生成部の一例である。

【0028】

画像処理機能４４３により処理回路４４は、入力インタフェース４３を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、ＣＴ画像データに、ＭＰＲ処理やボリュームレンダリング処理、サーフェスレンダリング処理、画素値投影処理等を行う。画像処理機能４４３は、画像処理部の一例である。

【0029】

取得機能４４４により処理回路４４は、種々の情報を取得する。例えば、処理回路４４は、Ｘ線管１１の陽極回転機構が起動される第１のタイミングで陽極回転機構を駆動する電流に関する第１の信号（以下、第１の電流信号）と、第１のタイミングより後で陽極回転機構が起動される第２のタイミングで陽極回転機構を駆動する電流に関する第２の信号（以下、第２の電流信号）とを取得する。また、処理回路４４は、陽極回転機構が修復シーケンスを実行した後の第３のタイミングで陽極回転機構を駆動する電流に関する第３の信号（以下、第３の電流信号）を更に取得してもよい。第１の電流信号、第２の電流信号及び第３の電流信号は、陽極回転機構を駆動する電流の検出値のデータを意味する。取得機能４４４は、例えば、第１の電流信号、第２の電流信号及び第３の電流信号を電流検出器１４４から取得する。取得機能４４４は、取得部の一例である。

【0030】

要否判定機能４４５により処理回路４４は、第１の電流信号に基づく情報と第２の電流信号とに基づいて、Ｘ線管１１の陽極回転機構の修復シーケンスの実行の要否を判定する。第１の電流信号に基づく情報は、第１の電流信号に応じて決定された数値を意味する。当該数値は、修復シーケンスの実行の要否判定に使用する条件として使用される。一例として、当該数値は、第１の閾値として使用される。第１の閾値は、第１の電流信号が表す検出値と同一でもよいし異なる値でもよい。一例として、第１の閾値は、陽極回転機構の起動後の設定期間に計測される、第１の電流信号のピーク値に基づいて決定される。処理回路４４は、第１の閾値と第２の電流信号との比較に基づいて修復シーケンスの要否を判定する。要否判定機能４４５は、要否判定部の一例である。

【0031】

劣化判定機能４４６により処理回路４４は、第１の電流信号に基づく情報と第２の電流信号に基づく情報との少なくとも一方と、第３の電流信号とに基づいてＸ線管に関する劣化を判定する。第２の電流信号に基づく情報は、第２の電流信号に応じて決定された数値を意味する。当該数値は、劣化の判定に使用する条件として使用される。一例として、当該数値は、第２の電流信号が表す検出値と同一でもよいし異なる値でもよい。劣化判定機能４４６は、劣化判定部の一例である。

【0032】

通知機能４４７により処理回路４４は、種々の情報を通知する。例えば、処理回路４４は、要否判定機能４４５や劣化判定機能４４６による判定結果をディスプレイ４２に表示したり、スピーカを介して音声出力したり、他のコンピュータに転送したりする。通知機能４４７は、通知部の一例である。

【0033】

次に、本実施形態に係るＸ線管１１とＸ線高電圧装置１４とから構成されるＸ線発生系について説明する。図２は、本実施形態に係るＸ線管１１とＸ線高電圧装置１４とから構成されるＸ線発生系の構成を示す図である。

【0034】

図２に示すように、Ｘ線管１１はＸ線管容器１１１を有する。Ｘ線管容器１１１は、内部が真空に保たれた、ガラスや金属等を材料として形成される容器である。Ｘ線管容器１１１は、陰極１１２、陽極１１３及びロータ１１４及び軸受１１５を収容する。陰極１１２は、例えば、細線形状を有するタングステンやニッケル等の金属により形成されるフィラメントを有する。陰極１１２は、ケーブル等を介してＸ線高電圧装置１４に接続されている。陰極１１２は、Ｘ線高電圧装置１４からの陰極電圧の印加及びフィラメント電流の供給を受けて発熱し熱電子を放出する。

【0035】

陽極１１３は、タングステンやモリブデン等の重金属により形成された円盤形状を有する電極である。陽極１１３は、ロータ１１４の回転軸回りの回転に伴い回転する。陰極１１２と陽極１１３との間には、Ｘ線高電圧装置１４により高電圧の管電圧が印加される。陰極１１２から放出された熱電子は、管電圧の作用により、陽極１１３のターゲット１１３１に衝突する。陽極１１３のターゲット１１３１は、熱電子を受けてＸ線を発生する。

【0036】

ロータ１１４は、陽極１１３を軸支する回転子である。軸受１１５は、ロータ１１４を回転軸回りに回転可能に支持している。軸受１１５は、液体金属を潤滑剤に用いた液体金属軸受である。Ｘ線管容器１１１の外部にはロータ１１４を囲むようにステータコイル１１６が取り付けられている。ステータコイル１１６は、Ｘ線管１１に収容されている。ロータ１１４と軸受１１５とステータコイル１１６とは、陽極１１３を回転軸回りに回転可能に支持する陽極回転機構を構成する。ステータコイル１１６は、電流検出器１４４を介してコイル駆動電源１４３に接続されている。ステータコイル１１６は、コイル駆動電源１４３からの電力の供給を受けて、電磁誘導の原理に従いロータ１１４を回転させる。ロータ１１４の回転に連動して陽極１１３が回転する。

【0037】

図２に示すように、Ｘ線高電圧装置１４は、高電圧電源１４１、フィラメント加熱電源１４２、コイル駆動電源１４３、電流検出器１４４及びＸ線制御回路１４５を有する。

【0038】

高電圧電源１４１は、Ｘ線制御回路１４５による制御に従い、Ｘ線管１１に印加される高電圧の管電圧を発生する。例えば、インバータ式Ｘ線高電圧装置の場合、高電圧電源１４１は、商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータの直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、インバータからの交流電圧を昇圧する変圧器と、変圧器により昇圧された交流電圧を整流及び平滑して直流高電圧を発生する高圧整流平滑回路とを有する。高圧整流平滑回路からの直流高電圧は管電圧として陰極１１２と陽極１１３との間に印加される。

【0039】

フィラメント加熱電源１４２は、Ｘ線制御回路１４５による制御に従い、陰極１１２のフィラメントを加熱するためのフィラメント電流を発生する。フィラメント加熱電源１４２は、高電圧電源１４１と同一の電源系統に設けられてもよいし、独立の電源系統に設けられてもよい。

【0040】

コイル駆動電源１４３は、ステータコイル１１６に印加される電力を発生する。コイル駆動電源１４３は、例えば、商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑回路と、整流平滑回路の直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを有する。インバータからの交流電圧がステータコイル１１６に印加される。

【0041】

電流検出器１４４は、コイル駆動電源１４３とステータコイル１１６との間に接続される。電流検出器１４４は、ステータコイル１１６に供給される電流を検出する。例えば、電流検出器１４４は、変流器（カレント・トランス）を含む。変流器は、コイル駆動電源１４３からの電流を自身の巻数に応じた比率で検出し、検出された電流に応じた信号（電流信号）を生成する。上記の第１の電流信号、第２の電流信号及び第３の電流信号は、ステータコイル１１６に流れる電流に関する信号を意味する。第１の電流信号、第２の電流信号及び第３の電流信号は、Ｘ線制御回路１４５を介して処理回路４４に供給される。

【0042】

Ｘ線制御回路１４５は、撮影条件のうちのＸ線条件に従い高電圧電源１４１とフィラメント加熱電源１４２とコイル駆動電源１４３とを制御する。例えば、陽極１１３を回転する場合、Ｘ線制御回路１４５は、コイル駆動電源１４３に駆動指示を供給する。駆動指示を受けたコイル駆動電源１４３は、ステータコイル１１６に電力を供給する。電力の供給を受けたステータコイル１１６は、ロータ１１４と共に陽極１１３を回転する。コイル駆動電源１４３から供給されステータコイル１１６に流れる電流は、電流検出器１４４により電流信号として検出される。また、Ｘ線制御回路１４５は、要否判定機能４４５により修復シーケンスの実行が必要であると判定された場合、修復シーケンスに応じて陽極回転機構１１４，１１５，１１６を制御する。

【0043】

次に、処理回路４４によるＸ線管１１の保守処理（以下、Ｘ線管保守処理）について説明する。

【0044】

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の高出力化及び高速回転化につれ、Ｘ線管１１の故障モードとして、回転フレーム１３の回転に伴う遠心力やＸ線管１１のロータ１１４の回転に伴う陽極回転機構の劣化が問題になる。劣化が進行につれ、二次的現象として振動や騒音の増加又は放電の頻発として現れ、そのため、劣化をより早い段階で発見することが重要である。

【0045】

図３は、Ｘ線管１１の陽極回転機構の劣化及び修復の過程を模式的に示す図である。上記の通り、Ｘ線管１１の陽極回転機構は、陽極１１３（図３には図示せず）に接続されたロータ１１４と、ロータ１１４を回転可能に支持する軸受１１５とを有している。図３は、ロータ１１４と軸受１１５との、陽極１１３の回転軸１１７に直交する断面を図示している。ロータ１１４と軸受１１５との間には液体金属１１８が充填されている。

【0046】

陽極１１３及びロータ１１４を長時間に亘り回転することにより、液体金属１１８に局所的な凝集が発生する。更にそのまま継続的に使用、すなわち、陽極１１３及びロータ１１４を回転することにより、凝集物１１９が増加することとなる。凝集物１１９が増加することにより、凝集物１１９が軸受１１５とロータ１１４との間に詰まり、軸受１１５を介したロータ１１４の回転が阻害される現象（以下、軸ロック）が発生する。

【0047】

軸ロックは、液体金属１１８の静止摩擦係数が増大することが一因である。その要因としては、１．液体金属１１８及び固体金属の反応層の成長、２．ロータ１１４の停止過程においてロータ１１４に傷が付く、３．長時間連続回転による液体金属１１８の不均一化、すなわち、液体金属化合物（凝集物）１１９の凝集及び滞留、がある。局所的に液体金属の凝集が発生した状態でロータ１１４を回転し続けると、軸ロックが発生して修復不可能になる。ロータ１１４の回転と停止とを複数回に亘り繰り返す修復シーケンスを実施することにより、液体金属１１８の粘性増加部分である凝集物１１９が撹拌され、次第に縮小又は消滅する。局所的な液体金属の凝集が発生した時点で早期に修正シーケンスを実行することで凝集を攪拌でき、ロータ１１４の寿命ひいてはＸ線管１１の寿命を伸ばすことができる。軸ロックの発生を防止するためには、早期に液体金属１１８の静止摩擦係数の増大を検知することが望ましい。なお、軸ロックはＸ線管１１及び陽極回転機構の故障の一例である。軸ロックに至る前の液体金属の粘性増加や凝集物１１９の形成等はＸ線管１１及び陽極回転機構の故障の前兆あるいは劣化の一例である。

【0048】

一方、修復シーケンスは２０分～３０分程度の比較的長時間に亘り実施される。そのため、静止摩擦係数の増大を回避するため頻繁に修復シーケンスを実施すれば、Ｘ線ＣＴ検査の効率を損なうことになる。

【0049】

本実施形態に係るＸ線管保守処理は、静止摩擦係数の増大に伴うＸ線管１１の故障の回避とＸ線ＣＴ撮影の効率の維持・向上との両立を目指す。

【0050】

図４は、Ｘ線管保守処理の処理手順の一例を示す図である。図４に示すように、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の出荷時（第１のタイミング）において第１の電流信号が記録される（ステップＳ１）。出荷時とは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の工場出荷段階におけるＸ線管１１の製品点検時を意味する。製品点検時においては、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１及びＸ線管１１が試験的に起動され、陽極１１３及びロータ１１４が回転される。以下、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１及びＸ線管１１が起動されることを電源ＯＮと表現する。反対にＸ線コンピュータ断層撮影装置１及びＸ線管１１の起動を停止することを電源ＯＦＦと表現する。第１の電流信号は、軸受１１５における液体金属の静止摩擦係数の変動を検知するために記録される。第１の電流信号は、第１のタイミングでロータ１１４を起動するためにステータコイル１１６に流れる電流のピーク値を含む信号である。ステータコイル１１６に流れる電流としては、トルク電流、より具体的には、モータ二次電流又はｑ軸電流が検知される。トルク電流は、電流信号の一例である。陽極回転機構の起動とは、ロータ１１４を起動することと同義であり、具体的には、ロータ１１４を起動するためにステータコイル１１６に電流の供給を開始することである。

【0051】

図５は、トルク電流（電流信号）の時系列変化を表すグラフの一例を示す図である。図５に示すグラフの縦軸はトルク電流（電流信号）［Ａ］に規定され、横軸は時間［ｓ］に規定される。時刻０ｓはステータコイル１１６に電流の供給を開始した時刻、すなわち、陽極回転機構の起動開始時刻に対応する。時刻ｔ１において、ステータコイル１１６によりロータ１１４の回転が開始する。この時刻ｔ１においてトルク電流（電流信号）は瞬間的に上昇し、ピーク値（以下、電流ピーク値）をとる。その後、トルク電流（電流信号）は緩やかに下降する。

【0052】

ロータ１１４の回転開始時におけるトルク電流（電流信号）の上昇値は、軸受１１５に充填している液体金属の粘性が高いほど上昇する。本実施形態において、ロータ１１４の回転開始時におけるトルク電流（電流信号）の電流ピーク値は、陽極回転機構の劣化兆候を判断する指標として用いられる。

【0053】

トルク電流（電流信号）は電流検出器１４４により検出され、検出電流値が計測されている。電流検出器１４４は、検出電流値に対してピークホールド処理等の信号処理を施して電流ピーク値ＰＡ１を検出する。出荷時（第１のタイミング）において検出された第１の電流ピーク値ＰＡ１は、第１の電流信号として処理回路４４に供給され、メモリ４１等に記録される。第１の電流信号は、出荷時に計測されたものであるため、正常時における電流信号としての役割を担う。

【0054】

トルク電流が急激に上昇した後、一定時間後も高い電流値で推移する場合がある。トルク電流がこのような振る舞いをする場合、液体金属１１８が凍結状態又は陽極回転機構が致命的な故障状態にあると考えられる。このようなトルク電流の検出を除外するため、電流検出器１４４は、第１の電流ピーク値ＰＡ１の検出後、設定期間（時間ウィンドウ）内において検出電流値を監視し、当該時間ウィンドウ内に閾値を下回る場合に限定して第１の電流ピーク値ＰＡ１を採用する。閾値を下回らない場合、第１の電流ピーク値ＰＡ１は棄却される。時間ウィンドウは、陽極回転機構の起動に伴う瞬間的な急上昇及び下降と、凍結状態又は致命的な故障状態における持続的な高電流値の推移とを区別可能な時間に設定されればよい。閾値は、凍結状態又は致命的な故障状態における検出電流値の標準値と、当該状態にない状態における検出電流値の標準値とを区別可能な値に設定されればよい。

【0055】

ステップＳ１が行われると、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の電源ＯＮ時（第２のタイミング）において、ロータ１１４の起動直後の第２の電流ピーク値（第２の電流信号）が記録される（ステップＳ２）。第２のタイミングは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１が出荷先に設置された後の任意のタイミングにおいて電源をＯＦＦからＯＮに切り替えた時を意味する。一例として、第２のタイミングは、Ｘ線ＣＴ検査の実施のための電源ＯＮ時又は実施日における初回のＸ線コンピュータ断層撮影装置１の電源ＯＮ時である。第２の電流信号は、第２のタイミングでステータコイル１１６に流れるトルク電流のピーク値を含む信号である。第２のタイミングにおいてもステップＳ１と同様に、ロータ１１４の起動直後の第２の電流ピーク値が第２の電流信号として記録される。第２の電流信号は、修復シーケンスの実施前の電流信号としての役割を担う。

【0056】

ステップＳ２が行われると処理回路４４は、要否判定機能４４５により、修復シーケンスの可否が判定される（ステップＳ３）。ステップＳ３において処理回路４４は、ステップＳ１において記録された第１の電流信号に基づく第１の閾値とステップＳ２において記録された第２の電流信号とに基づいて、陽極回転機構の修復シーケンスの実行の要否を判定する。第１の閾値は、軸受１１５に充填される液体金属の粘性の高まり、換言すれば、軸ロックの発生の予兆を検知するために設定される。第１の閾値は、第１の電流信号に含まれる第１の電流ピーク値に基づいて決定される。第１の閾値は、第１の電流ピーク値と同一値でもよいし、第１の電流ピーク値よりも大きい値又は小さい値でもよい。第１の閾値は、第１の電流ピーク値に対する統計演算等により算出されてもよいし、ユーザ等により手動的に設定されてもよい。

【0057】

図６は、修復シーケンスの実行の要否の判定処理を、第２の電流信号と第１の閾値との関係を表すグラフで説明する図である。図６に示すように、第１の電流ピーク値に基づく閾値Ｔｈ１が設定されている。時刻０ｓはステータコイル１１６に電流の供給を開始した時刻、すなわち、陽極回転機構の起動開始時刻に対応する。時刻ｔ１において、ステータコイル１１６によりロータ１１４の回転が開始する。この時刻ｔ１において第２の電流信号は瞬間的に上昇し、第２の電流ピーク値ＰＡ２をとる。その後、トルク電流（電流信号）は緩やかに下降する。

【0058】

第２の電流ピーク値ＰＡ２は電流検出器１４４により第２の電流信号として検出され、処理回路４４に供給される。処理回路４４は、第２の電流ピーク値ＰＡ２と第１の閾値Ｔｈ１とを比較する。第２の電流ピーク値ＰＡ２が第１の閾値Ｔｈ１より小さい場合、まだ陽極回転機構の劣化の兆候がみられないので、処理回路４４は、修復シーケンスの実行が不要であると判定する（ステップＳ３：ＮＯ）。処理回路４４は、通知機能４４７により、修復シーケンスの要否判定結果を、ユーザに通知してもよい。一例として、修復シーケンス「不要」の判定結果を表す通知画面が、架台１０やコンソール４０等のディスプレイ４２に表示されるとよい。

【0059】

図７は、修復シーケンス「不要」の判定結果の通知画面Ｉ１の一例を示す図である。図７に示すように、通知画面Ｉ１には修復シーケンスが「不要」である旨の判定結果が表示される。これによりユーザは、修復シーケンスが不要であることを知ることができる。なお、通知画面Ｉ１は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１を保守管理するサービスセンタのコンピュータ等に転送されてもよい。また、修復シーケンス「不要」の判定結果は、スピーカ等を介して音声出力されてもよい。

【0060】

一方、第２の電流ピーク値ＰＡ２が第１の閾値Ｔｈ１より大きい場合、陽極回転機構の劣化の兆候がみられるので、処理回路４４は、修復シーケンスの実行が必要であると判定する（ステップＳ３：ＹＥＳ）。処理回路４４は、通知機能４４７により、修復シーケンスの要否判定結果を、ユーザに通知してもよい。一例として、修復シーケンス「要」の判定結果を表す通知画面が、架台１０やコンソール４０等のディスプレイ４２に表示されるとよい。

【0061】

図８は、修復シーケンス「要」の判定結果の通知画面Ｉ２の一例を示す図である。図８に示すように、通知画面Ｉ２には修復シーケンスが「要」である旨の判定結果が表示される。これによりユーザは、修復シーケンスが必要であることを知ることができる。なお、通知画面Ｉ１は、サービスセンタのコンピュータ等に転送されてもよい。また、修復シーケンス「要」の判定結果は、スピーカ等を介して音声出力されてもよい。

【0062】

なお、ステップＳ３の判定結果に拘わらず、Ｘ線ＣＴ撮影が実行されるとよい。修復シーケンスが必要と判定された場合であっても、Ｘ線管１１が故障しているわけではなく、問題なく動作するからである。

【0063】

ステップＳ３において修復シーケンスの実行が必要であると判定された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の他の電源ＯＮ時において、修復シーケンスが実施される（ステップＳ４）。「他の電源ＯＮ時」は、修復シーケンスが必要であると判定された時以降において電源をＯＦＦからＯＮに切り替えた時を意味する。一例として、「他の電源ＯＮ時」は、修復シーケンスが必要であると判定された時点から初めて電源がＯＮに切り替えた時に設定される。

【0064】

ステップＳ４において処理回路４４は、撮影制御機能４４１により、Ｘ線制御回路１４５に修復シーケンスの指令を送信する。当該指令を受けたＸ線制御回路１４５は、コイル駆動電源１４３を制御して、ロータ１１４の回転と停止とを設定期間に亘り複数回繰り返す。回転と停止との切替周期は、特に限定されず、任意の固定値又は可変値に設定されればよい。また、ロータ１１４の回転速度も、特に限定されず、任意の固定値又は可変値に設定されればよい。設定期間も特に限定されず、任意の固定値又は可変値に設定されればよい。液体金属１１８の不均一化が過度でない場合、ロータ１１４の回転と停止とを繰り返すことにより、不均一化が解消され静止摩擦係数が低減する。一方、液体金属１１８の不均一化が過度である場合、ロータ１１４の回転と停止とを繰り返しても、液体金属１１８内に存在する凝集物１１９が十分に撹拌されず、静止摩擦係数は期待値までは低減しない。

【0065】

なお、修復シーケンスは、被検体Ｐに対するＸ線ＣＴ撮影の実施時以外であれば、如何なるタイミングで実施されてもよい。すなわち、修復シーケンスは、電源がＯＦＦからＯＮに切り替えられた時点以外のタイミングで行われてもよい。一例として、処理回路４４は、Ｘ線管１１の使用履歴からＸ線管１１が使用されない時間帯を予測し、当該時間帯に到達しことを契機として、修復シーケンスを実施するようＸ線制御回路１４５に指令を送信してもよい。これにより比較的長時間に亘る修復シーケンスの実施がＸ線ＣＴ撮影の実施時間を侵食する事態が低減されるので、Ｘ線ＣＴ撮影のスループットの低減が回避されることとなる。

【0066】

ステップＳ４が行われると、修復シーケンス後（第３のタイミング）において、ロータ１１４の起動直後の電流ピーク値（第３の電流信号）が記録される（ステップＳ５）。第３のタイミングは、修復シーケンス後において電源をＯＦＦからＯＮに切り替えた時を意味する。第３のタイミングは、修復シーケンス後であればいつでもよいが、一例として、修復シーケンス後に初めて電源をＯＦＦからＯＮに切り替えた時に設定される。第３の電流信号は、第３のタイミングでステータコイル１１６に流れるトルク電流のピーク値を含む。第３のタイミングにおいてもステップＳ１と同様に、ロータ１１４の起動直後の第３の電流ピーク値が第３の電流信号として記録される。第３の電流信号は、修復シーケンスの実施後の電流信号としての役割を担う。

【0067】

ステップＳ５が行われると処理回路４４は、劣化判定機能４４６の実現により、Ｘ線管１１の劣化が改善されたか否かが判定される（ステップＳ６）。ステップＳ６において処理回路４４は、ステップＳ１において記録された第１の電流信号に基づく情報とステップＳ２において記録された第２の電流信号に基づく情報との少なくとも一方と、ステップＳ５において記録された第３の電流信号とに基づいてＸ線管１１の劣化の改善の有無を判定する。

【0068】

一例として、処理回路４４は、第２の電流信号に基づく情報と第３の電流信号とに基づいてＸ線管１１の劣化の改善の有無を判定する。第２の電流信号に基づく情報は、第２の電流信号に応じて決定された数値を意味する。当該数値は、Ｘ線管１１の劣化の改善の要否判定に使用する条件として使用される。一例として、当該数値は、第２の閾値として使用される。第２の閾値は、第２の電流信号が表す第２の電流ピーク値と同一でもよいし異なる値でもよい。この場合、処理回路４４は、第３の電流ピーク値が第２の閾値を下回る場合、液体金属１１８の不均一化が発生していたが修復シーケンスによりＸ線管１１劣化の前兆が改善されたので、Ｘ線管１１の劣化が改善された判定する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。その後、処理回路４４はステップＳ２に戻り、新たに第２のタイミングにおける電流信号を記録し（ステップＳ２）、ステップＳ３～Ｓ６を実行することとなる。一例として、劣化改善「有」の判定結果を示す通知画面が、架台１０やコンソール４０等のディスプレイ４２に表示されるとよい。

【0069】

図９は、Ｘ線管１１の劣化改善「有」の判定結果の通知画面Ｉ３の一例を示す図である。図９に示すように、通知画面Ｉ３には、Ｘ線管１１の劣化が改善された事を表す「改善あり」等のメッセージが表示される。これによりユーザは、修復シーケンスによりＸ線管１１の劣化が改善したことを知ることができる。また、通知画面Ｉ３には「修復シーケンス要否判定ループに移行」等の今後のＸ線管保守処理の動作モードが表示されてもよい。また、修復シーケンス否の判定結果は、スピーカ等を介して音声出力されてもよい。なお、通知画面Ｉ３は、サービスセンタのコンピュータ等に転送されてもよい。

【0070】

一方、処理回路４４は、第３の電流ピーク値が第２の閾値を上回る場合、修復シーケンスによりＸ線管１１劣化の前兆が改善されていないので、Ｘ線管１１の劣化が改善されていない判定する（ステップＳ６：ＮＯ）。この場合、処理回路４４は、通知機能４４７により、Ｘ線管１１劣化の前兆が改善されない旨のアラートを通知する（ステップＳ７）。通知画面Ｉ４は、サービスセンタのコンピュータ等に転送される。

【0071】

図１０は、Ｘ線管１１の劣化改善「無」の判定結果の通知画面Ｉ４の一例を示す図である。図１０に示すように、通知画面Ｉ４には、劣化改善「無」の判定結果の他、「Ｘ線管の修理を行ってください」等のＸ線管１１の修理が必要な旨のメッセージが表示されるとよい。これによりサービスセンタにいるサービスマン等に当該Ｘ線管１１の修理の必要性を知らせることが可能になる。なお、通知画面Ｉ４は、架台１０やコンソール４０等のディスプレイ４２に表示されてもよい。これによりＸ線コンピュータ断層撮影装置１のユーザ等にもＸ線管１１の劣化が改善されていない旨を知らせることが可能になる。

【0072】

なお、ステップＳ６の判定結果に拘わらず、Ｘ線ＣＴ撮影が実行されるとよい。Ｘ線管１１の劣化が改善されていないとされた場合であっても、Ｘ線管１１が故障しているわけではなく、問題なく動作するからである。

【0073】

以上により、Ｘ線管保守処理が終了する。

【0074】

上記の通り、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、Ｘ線管１１、処理回路４４及びＸ線制御回路１４５を有する。Ｘ線管１１は、Ｘ線を発生する陽極１１３と、陽極１１３を回転軸１１７回りに回転させる陽極回転機構とを有する。処理回路４４は、陽極回転機構が起動される第１のタイミングで陽極回転機構を駆動する電流に関する第１の電流信号と、第１のタイミングより後で陽極回転機構が起動される第２のタイミングで陽極回転機構を駆動する電流に関する第２の電流信号とを取得する。処理回路４４は、第１の電流信号に基づく情報と第２の電流信号とに基づいて、陽極回転機構の修復シーケンスの実行の要否を判定する。Ｘ線制御回路１４５は、修復シーケンスの実行が必要であると判定された場合、修復シーケンスに応じて陽極回転機構を制御する。

【0075】

上記の構成によれば、陽極回転機構の劣化と陽極回転機構が起動されるタイミングでの電流信号の挙動との間の相関を利用して、修復シーケンスの実行の要否を判定するので、陽極回転機構の劣化を早い段階で検知することができる。ひいては、Ｘ線管１１を早い段階で修復することができるのでＸ線管１１の延命に貢献する。また、劣化が検知された場合に限定して修復シーケンスが実行されるので、修復シーケンスの実行に伴うＸ線ＣＴ撮影のスループットの低減を回避することが期待される。

【0076】

なお、図４に示すＸ線管保守処理は一例であり、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて適宜処理の追加、変更及び／又は削除が可能である。

【0077】

（変形例１）
図１１は、変形例１に係るＸ線管保守処理の処理手順の一例を示す図である。図１１のステップＳ１～Ｓ７は、図４のステップＳ１～Ｓ７と同様なので説明は省略する。

【0078】

ステップＳ６においてＸ線管１１の劣化が改善されたと判定された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理回路４４は、Ｘ線管保守処理の動作モードを、修復シーケンス高頻度実施ループに移行する（ステップＳ８）。修復シーケンス高頻度実施ループは、液体金属１１８の不均一化の再発防止のための動作モードであり、設定周期で修復シーケンスを実行する動作モードである。すなわち、ステップＳ８以後のステップＳ４が、当該設定周期で実行されることとなる。設定周期は、１ヶ月や３ヶ月等の固定値でもよいし、第２の電流ピーク値や第３の電流ピーク値等に応じた可変値に設定されてもよい。

【0079】

ステップＳ８の際、処理回路４４は、通知機能４４７により、変形例１に係る劣化改善「有」の判定結果を、ユーザに通知してもよい。一例として、劣化改善「有」の判定結果と修復シーケンス高頻度実施ループへの移行とを表す通知画面が、架台１０やコンソール４０等のディスプレイ４２に表示されるとよい。

【0080】

図１２は、変形例１に係る劣化改善「有」の判定結果の通知画面Ｉ５の一例を示す図である。図１２に示すように、通知画面Ｉ５には、Ｘ線管１１の劣化が改善された事を表す「改善あり」等のメッセージと共に、動作モードを修復シーケンス高頻度実施ループに移行した事を表す「修復シーケンス高頻度実施ループに移行」等のメッセージが表示される。これによりユーザは、修復シーケンスによりＸ線管１１の劣化が改善した事と共に、修復シーケンスが高頻度で実施される事を知ることができる。なお、通知画面Ｉ１は、サービスセンタのコンピュータ等に転送されてもよい。また、当該メッセージは、スピーカ等を介して音声出力されてもよい。

【0081】

（変形例２）
上記ステップＳ６において処理回路４４は、第２の電流信号に基づく情報と第３の電流信号とに基づいてＸ線管１１の劣化の改善の有無を判定するものとした。当該劣化は、可逆的な劣化も不可逆的な劣化も包含するものである。変形例２に係る処理回路４４は、第２の電流信号と第３の電流信号との双方が第１の信号に基づく第３の閾値を上回る場合、Ｘ線管１１に含まれるロータ１１４に不可逆的な劣化が生じていると判定する。具体的には、処理回路４４は、第２の電流ピーク値と第３の電流ピーク値との双方が第３の閾値を上回るか否かを判定する。第３の閾値は、第１の閾値と同一値でもよいし第１の閾値よりも高い値でもよい。

【0082】

第２の電流ピーク値と第３の電流ピーク値との双方が第３の閾値を上回る場合、将来的にＸ線管１１が使用不可になる可能性が高いため、処理回路４４は、通知機能４４７により、その旨の警告画面を、サービスセンタのコンピュータ等に表示するとよい。これによりサービスセンタにいるサービスマン等に当該Ｘ線管１１の修理の必要性を知らせることが可能になる。架台１０やコンソール４０等のディスプレイ４２に表示してもよい。

【0083】

変形例２によれば、Ｘ線管１１の劣化改善の有無の判定アルゴリズムを本実施形態の判定アルゴリズムから変更することにより、Ｘ線管保持機構の不可逆的な劣化を可逆的な劣化と区別して検知することができる。これによりＸ線管１１の早期の修理が可能になるので、Ｘ線管１１をＸ線ＣＴ撮影に使用できない事態を未然に防止又は低減することが可能になる。

【0084】

（変形例３）
上記の通り、液体金属１１８が凍結状態にある場合、トルク電流が急激に上昇した後、一定時間後も高い電流値で推移場合がある。この場合、処理回路４４は、撮影制御機能４４１により、凍結解除シーケンスを実行してもよい。

【0085】

なお起動前に液体金属１１８が凍結状態にあったが起動後短時間のうちに解凍される場合がある。液体金属１１８が解凍されるとトルク電流が増大してピークを形成することとなる。当該電流ピーク値を第１の電流信号、第２の電流信号及び／又は第３の電流信号として記録しないため、処理回路４４は、Ｘ線管１１の温度値に基づいて電流信号の記録の可否を判定してもよい。具体的には、処理回路４４は、Ｘ線管１１又はその周辺に温度計が配置される。温度計によりＸ線管１１の温度が計測される。処理回路４４は、温度計により計測されたＸ線管１１の温度値を表す温度信号を取得する。一方、処理回路４４は、液体金属１１８が凍結状態にあるときに温度計が示す温度値を第４の閾値として保持している。

【0086】

処理回路４４は、Ｘ線管１１の温度値が第４の閾値を上回っている場合、第１の電流信号、第２の電流信号及び／又は第３の電流信号の記録を実施すると判定し、下回っている場合、第１の電流信号、第２の電流信号及び／又は第３の電流信号の記録を実施しないと判定する。これにより液体金属１１８の解凍直後の不安定な第１の電流信号、第２の電流信号及び／又は第３の電流信号に基づいて修復シーケンスの実施可否やＸ線管１１の劣化改善有無の判定をすることを回避することが可能になる。

【0087】

（変形例４）
上記実施形態において処理回路４４は、第１の電流ピーク値に基づく第１の閾値と第２の電流ピーク値との比較に基づいて修復シーケンスの要否を判定するものとした。変形例４に係る処理回路４４は、第１の電流信号の波形と第２の電流信号の波形との比較に基づいて修復シーケンスの要否を判定してもよい。第１の電流信号の波形と第２の電流信号の波形との各々は、陽極回転機構の起動後における電流ピークを含むものとする。この場合、処理回路４４は、第２の電流信号の波形が第１の電流信号の波形に比して所定値よりも乖離している場合、修復シーケンスが必要であると判定し、所定値よりも乖離していない場合、修復シーケンスが不要であると判定するとよい。

【0088】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、Ｘ線管の劣化をより早い段階で検知してＸ線管の寿命を延ばすことができる。

【0089】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、プログラムが記憶回路に保存される代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１及び図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0090】

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0091】

１ Ｘ線コンピュータ断層撮影装置
１０ 架台
１１ Ｘ線管
１２ Ｘ線検出器
１３ 回転フレーム
１４ Ｘ線高電圧装置
１５ 制御装置
１６ ウェッジ
１７ コリメータ
１８ データ収集回路（ＤＡＳ：Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
１９ 開口部
３０ 寝台
３１ 基台
３２ 支持フレーム
３３ 天板
３３ 処理回路
３４ 寝台駆動装置
４０ コンソール
４１ メモリ
４２ ディスプレイ
４３ 入力インタフェース
４４ 処理回路
１１１ Ｘ線管容器
１１２ 陰極
１１３ 陽極
１１４ ロータ
１１５ 軸受
１１６ ステータコイル
１１７ 回転軸
１１８ 液体金属
１１９ 凝集物
１４１ 高電圧電源
１４２ フィラメント加熱電源
１４３ コイル駆動電源
１４４ 電流検出器
１４５ Ｘ線制御回路
４４１ 撮影制御機能
４４２ 画像生成機能
４４３ 画像処理機能
４４４ 取得機能
４４５ 要否判定機能
４４６ 劣化判定機能
４４７ 通知機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】