特開 2024-154544 故障ユニット特定システム、Ｘ線ＣＴ装置、及び故障ユニット特定方法

(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】P2024154544

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】故障ユニット特定システム、Ｘ線ＣＴ装置、及び故障ユニット特定方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20241024BHJP

   H05G 1/26 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 333B

H05G1/26 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023068406

(22)【出願日】2023-04-19

(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】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 尚史

【テーマコード（参考）】

4C092

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C092AA01

4C092AB20

4C092AC17

4C092BB18

4C092CE01

4C092CF14

4C092DD26

4C093AA22

4C093CA36

4C093FA35

4C093GA07

(57)【要約】

【課題】Ｘ線管とその周辺機器における故障部位の切り分けを容易にする。
【解決手段】一実施形態に係る故障ユニット特定システムは、Ｘ線管に接続して前記Ｘ線管の故障検出が可能に構成された故障ユニット特定システムであって、一端が前記Ｘ線管の陽極に接続された第１の導線と、前記第１の導線とは異なる第２の導線であって、一端が前記Ｘ線管の前記陽極に接続された第２の導線と、前記第１の導線の他端が接続される第１の接続部と、前記第１の接続部と異なる第２の接続部であって、前記第２の導線の他端が接続される第２の接続部を有し、前記第１の導線に流れる第１の電流値と、前記第２の導線に流れる第２の電流値を、夫々独立に検出する電流検出器と、を備える。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線管に接続して前記Ｘ線管の故障検出が可能に構成された故障ユニット特定システムであって、
一端が前記Ｘ線管の陽極に接続された第１の導線と、
前記第１の導線とは異なる第２の導線であって、一端が前記Ｘ線管の前記陽極に接続された第２の導線と、
前記第１の導線の他端が接続される第１の接続部と、前記第１の接続部と異なる第２の接続部であって、前記第２の導線の他端が接続される第２の接続部を有し、前記第１の導線に流れる第１の電流値と、前記第２の導線に流れる第２の電流値を、夫々独立に検出する電流検出器と、
を備える故障ユニット特定システム。

【請求項2】

前記Ｘ線管は、前記陽極に接続される陽極コネクタを有するように構成され、
前記第１の導線の前記一端と、前記第２の導線の前記一端は、どちらも前記陽極コネクタを介して前記陽極に電気的に接続され、前記第１の導線及び前記第２の導線は、前記陽極コネクタから２つに分岐されて、前記電流検出器の前記第１の接続部及び前記第２の接続部に、夫々接続される、
請求項１に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項3】

前記電流検出器は、前記第１の電流値を検出する第１の抵抗器と、前記第２の電流値を検出する第２の抵抗器とを備える、
請求項１に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項4】

前記第１の電流値に関する第１の電流情報と、前記第２の電流値に関する第２の電流情報を、外部に出力するインターフェース、をさらに備える、
請求項１に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項5】

前記第１の電流値に関する第１の電流情報と、前記第２の電流値に関する第２の電流
情報を、電流波形として表示可能なデータに夫々変換する表示制御部、をさらに備え、
前記インターフェースは、前記電流波形として表示可能なデータを外部に出力する、
請求項４に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項6】

表示部、をさらに備え、
前記表示部は、前記第１の電流情報及び前記第２の電流情報を表示する、
請求項４に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項7】

表示部、をさらに備え、
前記表示部は、前記電流波形を表示する、
請求項５に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項8】

前記第１の電流値と前記第２の電流値とに基づいて、前記Ｘ線管及び、前記Ｘ線管と前記Ｘ線管に印加する高圧電源の正極との間に設けられる機器の故障の有無を判定する故障判定部、
をさらに備える、請求項１に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項9】

前記故障判定部は、前記第１の電流値と前記第２の電流値の合計値が、所定の閾値以下のとき、前記Ｘ線管、または、前記Ｘ線管と前記Ｘ線管に印加する高圧電源の正極との間に設けられる機器のいずれかに故障が発生したと推定する、
請求項８に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項10】

前記第１の電流値と前記第２の電流値とに基づいて、前記Ｘ線管及び、前記Ｘ線管と前記Ｘ線管に印加する高圧電源の正極との間に設けられる機器の故障部位を特定する故障部位特定部、
をさらに備える、請求項１に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項11】

前記故障部位特定部は、前記第１の電流値と前記第２の電流値の合計値が、所定の閾値以下であり、かつ、前記第１の電流値と前記第２の電流値が略同じ値を示すときには、前記Ｘ線管に故障が発生したと推定する、
請求項１０に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項12】

前記故障部位特定部は、前記第１の電流値と前記第２の電流値の差が所定値よりも大きいときは、前記電流検出器、前記第１の導線、及び、前記第２の導線の少なくとも１つに故障が発生したと推定する、
請求項１０に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項13】

前記電流検出器と前記Ｘ線管に印加する高圧電源の正極とを電気的に接続する第３の導線をさらに備え、
前記電流検出器は、前記第３の導線に流れる第３の電流値をさらに検出し、
前記故障判定部は、前記第１の電流値、前記第２の電流値、及び、前記第３の電流値に基づいて、前記Ｘ線管及び、前記Ｘ線管と前記Ｘ線管に印加する高圧電源の正極との間に設けられる機器の故障の有無を判定する、
請求項８に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項14】

前記電流検出器で検出される前記第１の電流値及び前記第２の電流値は、前記Ｘ線管、または、前記Ｘ線管と前記Ｘ線管に印加する高圧電源の正極との間に設けられる機器のいずれかで、グランドへの電流のリークが発生したときと、前記リークが発生していないときとで、異なる値を示す、
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の故障ユニット特定システム。

【請求項15】

Ｘ線管と、
一端が前記Ｘ線管の陽極に接続された第１の導線と、
前記第１の導線とは異なる第２の導線であって、一端が前記Ｘ線管の前記陽極に接続された第２の導線と、
前記第１の導線の他端が接続される第１の接続部と、前記第１の接続部と異なる第２の接続部であって、前記第２の導線の他端が接続される第２の接続部を有し、前記第１の導線に流れる第１の電流値と、前記第２の導線に流れる第２の電流値を、夫々独立に検出する電流検出器と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。

【請求項16】

一端がＸ線管の陽極に接続され、他端が電流検出器の第１の接続部に接続された第１の導線に流れる第１の電流値を検出し、
前記第１の導線とは異なる第２の導線であって、一端が前記Ｘ線管の前記陽極に接続され、他端が前記電流検出器の前記第１の接続部とは異なる第２の接続部に接続された、第２の導線に流れる第２の電流値を検出し、
前記第１の電流値と前記第２の電流値とに基づいて、前記Ｘ線管及び、前記Ｘ線管と前記Ｘ線管に印加する高圧電源の正極との間に設けられる機器の故障部位を特定する、
故障ユニット特定方法。

【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、故障ユニット特定システム、Ｘ線ＣＴ装置、及び故障ユニット特定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置は、被検体にＸ線を照射することでＸ線検出器が検出したＸ線に基づいて、被検体の断層画像を生成する医用画像診断装置である。Ｘ線ＣＴ装置では、被検体の周りをＸ線管とＸ線検出器の対を高速で回転させながら被検体を連続的に撮影して多数の投影データを収集し、この多数の投影データを再構成することによって断層画像を生成している。

【0003】

Ｘ線管からＸ線を発生するには、Ｘ線管の陰極のフィラメントに電流を流して陰極を加熱し、加熱によって放出された熱電子を、陰極と陽極との間に印加した高電圧（管電圧とも呼ばれる）により加速して、陽極のターゲットに衝突させる。熱電子がターゲットに衝突することによって、Ｘ線が発生する。

【0004】

Ｘ線の強度は、Ｘ線管の陰極と陽極の間に流れる管電流に概ね比例する。したがって、管電流を調整することによって、Ｘ線の強度を調整することができる。一方、管電流は、フィラメントに流す電流（即ち、フィラメント電流）を調整することにより、増減する。

【0005】

そこで、例えば、Ｘ線ＣＴ装置では、管電流を検出し、検出した管電流を用いたフィードバック制御により、フィラメント電流を調整することによって、Ｘ線の強度が所望の値になるようにしている。

【0006】

一方、管電流をモニタし、Ｘ線管や、その周辺機器の故障を検出することも可能である。そこで、従来のＸ線ＣＴ装置には、管電流が所定の閾値を下回った場合に、Ｘ線管や、その周辺機器に何らかの故障が発生したものと判定する機能を有しているものがある。

【0007】

故障が発生したと判定された場合には、例えば、サービスエンジニアが当該Ｘ線ＣＴ装置の設置場所に出向いて、故障個所を特定し、故障したユニットを交換するといった作業を行う。

【0008】

しかしながら、従来のＸ線ＣＴ装置では、故障が発生したことは検出できるものの、どのユニット（或いは、どの部位）が故障したのかを特定すること、即ち、故障部位の切り分けまでは行っていない。このため、例えば、サービスエンジニアは、故障と思われるユニットを順番に交換していくことによって、故障ユニットを特定する作業を強いられることになり、作業時間が必要以上にかかることがあった。また、作業時間等の制約によって、正常なユニットを故障ユニットと誤って交換してしまう可能性もあった。

【0009】

このように、従来のＸ線ＣＴ装置や従来の故障特定方法では、Ｘ線管とその周辺機器の故障の修理に要する時間や費用に無駄が発生することがあり、更なる改善が要望されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０００－２１５９９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

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１つは、Ｘ線管とその周辺機器における故障部位の切り分けを容易にすることである。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ない。後述する各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付けることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0012】

一実施形態に係る故障ユニット特定システムは、Ｘ線管に接続して前記Ｘ線管の故障検出が可能に構成された故障ユニット特定システムであって、一端が前記Ｘ線管の陽極に接続された第１の導線と、前記第１の導線とは異なる第２の導線であって、一端が前記Ｘ線管の前記陽極に接続された第２の導線と、前記第１の導線の他端が接続される第１の接続部と、前記第１の接続部と異なる第２の接続部であって、前記第２の導線の他端が接続される第２の接続部を有し、前記第１の導線に流れる第１の電流値と、前記第２の導線に流れる第２の電流値を、夫々独立に検出する電流検出器と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す概略図。

【図2】従来のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線管と、その周辺機器の構成を簡略化して示した図。

【図3】従来のＸ線管周りの回路における、故障検出に関する課題を説明する図。

【図4】実施形態のＸ線ＣＴ装置のＸ線管周りの構成、及び、故障ユニット特定システムの構成例を示すブロック図。

【図5】故障（リーク）の発生と故障発生時の管電流を模式的に示す図。

【図6】Ｘ線ＣＴ装置又は故障ユニット特定システムの動作例を示すフローチャート。

【図7】電流検出器の各抵抗器に流れる電流の波形を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る故障ユニット特定システム、及び、Ｘ線ＣＴ装置について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行うこととする。

【0015】

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成例を示す概略図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。図１において、説明の便宜上、架台装置１０を左側の上下に、向きを変えて複数描画しているが、実際の構成としては、架台装置１０は１つである。

【0016】

なお、図１では、天板３３の長手方向をｚ軸方向、ｚ軸方向に直交し、床面に対して平行である軸方向をｘ軸方向、ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をｙ軸方向と定義している。

【0017】

寝台装置３０は、基台３１、寝台駆動機構３２、天板３３及び支持フレーム３４を備える。寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向（ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体である。天板３３は、支持フレーム３４の上面に設けられ、被検体Ｐが載置される板である。

【0018】

寝台駆動機構３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を移動するモータ又はアクチュエータである。寝台駆動機構３２により、天板３３は、天板３３の長手方向（ｚ軸方向）、及び鉛直方向（ｙ軸方向）に移動可能である。

【0019】

架台装置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、架台基台１９、及びデータ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１８を備える。
Ｘ線管１１は、例えば、Ｘ線高電圧装置１４から高電圧の電力供給を受けて陰極から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を放出する。

【0020】

Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列を備え、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、電気信号に変換してＤＡＳ１８に出力する。

【0021】

回転フレーム１３は、その中心を回転軸として回転自在に支持されており、コンソール装置４０等からの制御に基づいて回転駆動され、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１２を架台装置１０及び寝台装置３０に対して回転させる。

【0022】

Ｘ線高電圧装置１４は、トランス等の電気回路を備え、Ｘ線管１１に印加される高電圧を発生する機能を有する高電圧発生回路を備える。Ｘ線高電圧装置１４の具体的な構成については、後述する。

【0023】

架台基台１９は、架台装置１０の開口部を鉛直方向（ｙ軸方向）に支持する筐体である。架台基台１９は、寝台装置３０に対向するその開口部を鉛直方向（ｙ軸方向）から前方に又は後方にチルト可能にする架台チルト機構を備えていてもよい。

【0024】

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２の各Ｘ線検出素子から出力される電気信号をアナログ信号からデジタルデータに変換して、Ｘ線検出器１２の各チャネルから出力されるデータの集合である投影データを、Ｘ線検出器１２の回転角に関連付けて生成する。ＤＡＳ１８は、生成した投影データをコンソール装置４０に送出する。
コンソール装置４０は、メモリ４１、ディスプレイ４２、入力インターフェース４３、及び、処理回路４４を備える。

【0025】

メモリ４１は、処理回路４４において用いられる各種処理プログラムや、プログラムの実行に必要な各種のデータ、処理回路４４で生成される断層画像等の画像データ等を記憶する。メモリ４１は、磁気的若しくは光学的記憶媒体、又は、半導体メモリ等の、プロセッサにより読み取り可能な記憶媒体を含んだ構成を有する。
ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル等の表示デバイスである。

【0026】

入力インターフェース４３は、ユーザによって操作が可能な入力デバイスと、入力デバイスからの信号を入力する入力回路とを含む。入力デバイスは、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、操作面に触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等によって実現される。入力インターフェース４３は、ＵＳＢメモリ、メモリカード、磁気ディスク、光ディスク等のポータブルメモリを装着し、これらのポータブルメモリに記録されたデータを入力する回路を含む。

【0027】

処理回路４４は、専用、又は、汎用のプロセッサを有し、メモリ４１に記憶されているプログラムを実行することにより、各種の機能を実現するプロセッサである。例えば、処理回路４４は、ＤＡＳ１８から送られてきた投影データに対して、逆投影法等を用いた再構成処理を行って、被検体Ｐの２次元または３次元のＣＴ画像を生成したり、生成したＣＴ画像に対して各種の画像処理を行ったりする。

【0028】

ここで、プロセッサという用語は、例えば、専用、又は、汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）の他、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサを含む。

【0029】

また、処理回路４４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）、或いは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：FPGA））等のハードウェア素子を備えて構成されてもよい。処理回路４４が、例えばＡＳＩＣで構成される場合、メモリ４１にプログラムを保存するかわりに、当該プログラムに相当する機能がＡＳＩＣ内に論理回路として直接組み込まれる。処理回路４４は、プロセッサを用いたソフトウェア処理と、ＡＳＩＣ等のハードウェア素子を用いたハードウェア処理とを組み合わせて各種機能を実現することもできる。

【0030】

処理回路４４がプロセッサによって構成される場合、単一のプロセッサによって各機能を実現してもよいし、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、各プロセッサが各機能を実現してもよい。プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶するメモリ４１は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つのメモリ４１が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

【0031】

実施形態の故障ユニット特定システム２００の説明に先立って、従来のＸ線ＣＴ装置における、Ｘ線管と、Ｘ線管の周辺機器の故障検出に関する構成とその課題について簡単に説明しておく。

【0032】

図２は、従来のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線管と、その周辺機器の構成を簡略化して示した図である。図２に示したように、Ｘ線管１１には、Ｘ線高電圧装置１４から高電圧が印加される。Ｘ線高電圧装置１４は、例えば、高電圧発生回路１４０、電流検出器１４１、及び、管電圧／管電流制御回路１４７を有している。

【0033】

高電圧発生回路１４０では、例えば、交流の高電圧を整流器で整流するなどして直流の高電圧を生成するが、図２では、高電圧発生回路１４０を簡略化して、正極と負極とからなるバッテリの記号で表記している。

【0034】

Ｘ線管１１は、フィラメントを有する陰極（カソード）１１０と、陽極（アノード）１１１とが真空容器内に収容されて構成されている。Ｘ線管１１の陰極１１０には、高圧ケーブル１４８を介して、高電圧発生回路１４０から負の高電圧が印加されている。一方、Ｘ線管１１の陽極１１１は、リターンケーブル２０を介して、Ｘ線高電圧装置１４の電流検出器１４１に接続されている。

【0035】

より具体的には、Ｘ線管１１は陽極コネクタ１１２を有しており、陽極コネクタ１１２は、リターンケーブル２０の一端のＸ線管側コネクタ２０１に接続されている。また、リターンケーブル２０の他端の高圧電源側コネクタ２０２は、電流検出器１４１の検出器コネクタ１４３に接続されている。

【0036】

一方、電流検出器１４１には、直列接続された電流検出用の抵抗器Ａ１４２と抵抗器Ｂ１４６とが設けられている。抵抗器Ａ１４２の一端は検出器コネクタ１４３に接続され、他端は抵抗器Ｂの一端に接続されると共に、グランドの接地されている。また、抵抗器Ｂの他端は高電圧発生回路１４０の正極に接続されている。

【0037】

上記のような接続により、Ｘ線管１１の陰極１１０と陽極１１１との間に流れる管電流ＩｍＡは、高電圧発生回路１４０、Ｘ線管１１、及び、電流検出器１４１によって形成されるループを流れることになる。そして、この管電流ＩｍＡの値は、電流検出器１４１の抵抗器Ａ１４２、抵抗器Ｂ１４６の両端の電圧を測定することによって検出することができる。

【0038】

管電圧／管電流制御回路１４７は、例えば抵抗器Ａ１４２で検出された管電流ＩｍＡが、所望の電流値となるように、陰極のフィラメント電流を調整する等のフィードバック制御を行っている。

【0039】

図３は、上記のように構成された従来のＸ線管周りの回路における、故障検出に関する課題を説明する図である。なお、本明細書で取り扱う「故障」とは、何らかの原因で管電流ＩｍＡがグランドにリークする事象（以下、管電流リーク、或いは、単にリークと呼ぶ）のことを指すものとする。

【0040】

図３に例示したように、リークが発生すると、管電流ＩｍＡの一部がリーク電流Ｉ_Ｌとして、グランドに流れる。この結果、抵抗器Ａ１４２に流れる電流値は減少する。一方、リーク電流Ｉ_Ｌは、グランドを経由して抵抗器Ｂ１４６に流入し、高電圧発生回路１４０の正極に戻る。そこで、従来は、抵抗器Ａ１４２に流れる電流が所定値以下となった場合に、故障が発生した（即ち、リークが発生した）と判断するようにしていた。

【0041】

故障が発生したと判定された場合には、例えば、サービスエンジニアが当該Ｘ線ＣＴ装置の設置場所に出向いて、故障個所を特定し、故障したユニットを交換するといった作業を行うことになる。

【0042】

しかしながら、従来のＸ線ＣＴ装置では、故障が発生したことは検出できるものの、Ｘ線管１１とその周辺機器のうち、どの機器でリークが発生したかを特定すること、即ち、故障部位の切り分けまではできていなかった。このため、例えば、サービスエンジニアは、故障と思われる機器を順番に交換していくことによって、故障機器を特定する作業を強いられることになり、作業時間が必要以上にかかることがあった。また、作業時間等の制約によって、正常な機器、例えば、正常なＸ線管１１を誤って交換してしまう可能性もあった。

【0043】

実施形態のＸ線ＣＴ装置１、または、故障ユニット特定システム２００は、このような不都合を解消することを狙ったものである。以下、実施形態のＸ線ＣＴ装置１、または、故障ユニット特定システム２００の構成及び動作について説明する。

【0044】

図４は、実施形態のＸ線ＣＴ装置１のＸ線管周りの構成、及び、故障ユニット特定システム２００の構成例を示すブロック図である。実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、前述した従来のＸ線管周りの構成と同様に、Ｘ線管１１と、Ｘ線管１１に高電圧を印加するＸ線高電圧装置１４を備えている。

【0045】

また、Ｘ線高電圧装置１４は、例えば、高電圧発生回路１４０と管電圧／管電流制御回路１４７を有している。この他、Ｘ線高電圧装置１４は、電流検出器１４１、第１リターンケーブル２０、第２リターンケーブル２１、表示データ生成回路１５０、及び、外部出力インターフェース１６０を備えている。

【0046】

なお、上記の構成のうち、電流検出器１４１、第１リターンケーブル２０、第２リターンケーブル２１、表示データ生成回路１５０、及び、外部出力インターフェース１６０を、Ｘ線ＣＴ装置１の構成ではなく、故障ユニット特定システム２００の構成とすることもできる。この場合、故障ユニット特定システム２００は、表示部１７０、及び故障検出端末１８０を、さらに備えてもよい。

【0047】

以下、上記の各構成について説明するが、Ｘ線管１１及び高電圧発生回路１４０に関しては、実質的に図２で説明した従来のものと同じであるため、説明を省略する。

【0048】

実施形態のＸ線ＣＴ装置１が、図２に示した従来の回路構成と大きく異なる点は、Ｘ線管１１の陽極１１１と、電流検出器１４１との間を接続するリターンケーブル２０が、第１リターンケーブル２０と、第２リターンケーブル２１の２本の導線で構成されている点と、電流検出器１４１の中の抵抗器Ａ１４２が、第１抵抗器Ａ１４２と第２抵抗器Ａ１４４の２つの抵抗器で構成されている点にある。

【0049】

図４に示されるように、第１リターンケーブル２０と第２リターンケーブル２１のＸ線管側の夫々の一端は、例えば、二股コネクタ２３０と、この二股コネクタ２３０に篏合する陽極コネクタ１１２を介して、Ｘ線管１１の陽極１１１に接続されている。

【0050】

一方、第１リターンケーブル２０の高圧電源側の他端は、高圧電源側第１コネクタ２０２と、この高圧電源側第１コネクタ２１２に篏合する検出器第１コネクタ１４３を介して、第１抵抗器Ａ１４２に接続されている。同様に、第２リターンケーブル２１の高圧電源側の他端は、高圧電源側第２コネクタ２１２と、この高圧電源側第１コネクタ２１２に篏合する検出器第２コネクタ１４５を介して、第２抵抗器Ａ１４４に接続されている。

【0051】

また、第１リターンケーブル２０及び第２リターンケーブル２１は、夫々、外被シールド２０３及び外被シールド２１３を有しており、これらの外被シールド２０３、２１３は、グランドに接地されている。

【0052】

電流検出器１４１内の第１抵抗器Ａ１４２及び第２抵抗器Ａ１４４は、第１リターンケーブル２０及び第２リターンケーブル２１に流れる電流を、夫々独立に検出するために設けられている。

【0053】

表示データ生成回路１５０は、第１抵抗器Ａ１４２で検出された第１の電流値に関する第１の電流情報と、第２抵抗器Ａ１４４で検出された第２の電流値に関する第２の電流情報、さらには、抵抗器Ｂ１４６で検出された第３の電流値に関する第３の電流情報を、例えば、夫々、電流波形として表示可能なデータ（図７（ａ）－図７（ｃ）参照）に変換する。

【0054】

外部出力インターフェース１６０は、表示データ生成回路１５０で変換された、上記の電流波形として表示可能なデータを外部に出力する。この他、外部出力インターフェース１６０は、第１、第２、第３の電流情報自体を、外部に出力してもよい。
表示部１７０は、外部出力インターフェース１６０から出力された、第１、第２、第３の電流情報、或いは、これらから変換された電流波形を表示する。

【0055】

故障検出端末１８０は、例えば、パーソナルコンピューター、スマートフォン、タブレット端末等の情報処理端末装置である。故障検出端末１８０は、例えば、外部出力インターフェース１６０との間で、有線または無線による通信が可能に構成されており、外部出力インターフェース１６０から出力されてくる、上述の第１、第２、第３の電流情報、或いは、これらから変換された電流波形に関するデータを受信する。

【0056】

故障検出端末１８０は処理回路１８１を有している。処理回路１８１は、例えば、専用、又は、汎用のプロセッサとメモリとを有し、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、各種の機能を実現する。例えば、処理回路１８１のプロセッサは、所定のプログラムを実行することにより、故障判定機能Ｆ０１、及び故障部位特定機能Ｆ０２を実現する。なお、表示部１７０は、故障検出端末１８０が備えるディスプレイであってもよい。

【0057】

表示部１７０、及び故障検出端末１８０は、故障ユニット特定システム２００の構成として説明したが、これらの構成が実現する各機能を、Ｘ線ＣＴ装置１のコンソール装置４０が具備するディスプレイ４２、及び処理回路４４の機能として実現してもよい。

【0058】

上記のように構成されたＸ線ＣＴ装置１、或いは、故障ユニット特定システム２００の動作について、図５及び図７を参照しつつ、図６に示したフローチャートにしたがって説明する。

【0059】

まず、図６のステップＳＴ１０で、一端が二股コネクタ２３０と陽極コネクタ１１２を介してＸ線管の陽極１１１に接続され、他端が高圧電源側第１コネクタ２０２を介して電流検出器１４１の検出器第１コネクタ１４３（第１の接続部）に接続された第１リターンケーブル２０（第１の導線）に流れる第１の電流値を検出する。第１の電流値は、電流検出器１４１の第１抵抗器Ａ１４２の両端の電圧に基づいて検出することができる。

【0060】

次に、ステップＳＴ２０で、一端が二股コネクタ２３０と陽極コネクタ１１２を介してＸ線管の陽極１１１に接続され、他端が高圧電源側第２コネクタ２１２を介して電流検出器１４１の検出器第２コネクタ１４５（第２の接続部）に接続された第２リターンケーブル２１（第２の導線）に流れる第２の電流値を検出する。第２の電流値は、電流検出器１４１の第２抵抗器Ａ１４４の両端の電圧に基づいて検出することができる。

【0061】

次に、ステップＳＴ３０で、第１、第２の電流値に関する電流情報を電流波形として表示可能なデータに変換して外部に（例えば、表示部１７０に）出力する。ステップＳＴ３０の処理は、表示データ生成回路１５０、及び外部出力インターフェース１６０が行う。なお、ステップＳＴ３０の処理において、さらに、抵抗器Ｂ１４６に流れる第３の電流値に関する電流情報を電流波形として表示可能なデータに変換して外部に出力してもよい。

【0062】

図７（ａ）－図７（ｃ）は、このようにして出力された各データから生成された、第１抵抗器Ａ１４２を流れる電流の波形、第２抵抗器Ａ１４４を流れる電流の波形、及び、抵抗器Ｂ１４６を流れる電流の波形、を夫々模式的に示した図である。

【0063】

なお、ステップＳＴ３０において、第１、第２、第３の電流値に関する電流情報を電流波形として表示可能なデータに変換して外部に出力することに替えて、或いは、これに加えて、第１、第２、第３の電流値に関する電流情報自体を外部に（例えば、故障検出端末１８０に）出力するようにしてもよい。

【0064】

次にステップＳＴ４０で、第１、第２の電流値の合計は閾値以下か否かを判定する。第１、第２の電流値の合計は閾値以下であると判定された場合、ステップＳＴ５０に進む。

【0065】

ステップＳＴ５０では、Ｘ線管１１、または、Ｘ線管１１とＸ線管１１に印加する高電圧発生回路１４０（高圧電源）の正極との間の機器のいずれかに故障（即ち、リーク）が発生したと推定する。ここで、Ｘ線管１１とＸ線管１１に印加する高電圧発生回路１４０（高圧電源）の正極との間の機器とは、例えば、リターンケーブルアセンブリ、及び、電流検出器１４１等の機器である。

【0066】

ここで、リターンケーブルアセンブリは、Ｘ線管側の二股コネクタ２３０、電流検出器１４１に接続される高圧電源側第１コネクタ２０２と高圧電源側第２コネクタ２１２、及び、第１リターンケーブル２０と第２リターンケーブル２１とで構成されるケーブルアセンブリである。また、電流検出器１４１は、第１抵抗器Ａ１４２、第２抵抗器Ａ１４４、抵抗器Ｂ１４６の他、検出器第１コネクタ１４３と検出器第２コネクタ１４５を含むユニットである。

【0067】

図５は、故障（リーク）の発生と故障発生時の管電流を模式的に示す図である。図５の示したように、陽極コネクタ１１２を含むＸ線管１１、リターンケーブルアセンブリのどこかの部位、或いは、電流検出器１４１の検出器第１コネクタ１４３または検出器第２コネクタ１４５のいずれかの部位でリークが発生した場合、第１抵抗器Ａ１４２及び第２抵抗器Ａ１４４の少なくとも一方に流れる電流の値は減少する。この事象を利用して、第１の電流値と第２の電流値の合計が所定の閾値以下であると判定された場合、Ｘ線管１１、または、Ｘ線管１１とＸ線管１１に印加する高電圧発生回路１４０（高圧電源）の正極との間の機器のいずれかに故障（即ち、リーク）が発生したと推定することができる。例えば、Ｘ線管１１、リターンケーブルアセンブリ、及び、電流検出器１４１のいずれかの機器に故障が発生したと推定することができる。

【0068】

ステップＳＴ４０で、第１の電流値と第２の電流値の合計が閾値以下ではないと判定されると、故障が無いと推定して、処理を終了する。

【0069】

なお、実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、第１の電流値と第２の電流値の合計に基づいて、管電流ＩｍＡが所望の値になるようにフィードバック制御を行っている。このため、第１の電流値と第２の電流値の合計がリークの発生によって減少すると、フィードバック制御によって、管電流ＩｍＡは、リークが発生していない時の値よりも増加する。そして、増加分も含めて、管電流ＩｍＡの全体は、抵抗器Ｂ１４６を流れる第３の電流値として検出される。したがって、第３の電流値が所定の閾値以上になったとき、Ｘ線管１１、リターンケーブルアセンブリ、及び、電流検出器１４１のいずれかの機器に故障が発生したと推定することもできる。

【0070】

ステップＳＴ４０及びステップＳＴ５０の処理は、例えば、故障検出端末１８０の処理回路１８１の故障判定機能Ｆ０１が行う。なお、故障判定機能Ｆ０１と同等の判定を、表示部１７０に表示された各電流波形と閾値とに基づいて、サービスエンジニア等のユーザが行うこともできる。

【0071】

次に、ステップＳＴ６０で、第１の電流値と第２の電流値は略同一か否かを判定する。そして、第１の電流値と第２の電流値が略同一と判定された場合には、ステップＳＴ７０にて、陽極コネクタ１１２を含むＸ線管１１に故障（リーク）が発生したと推定する。何故なら、Ｘ線管１１に故障（リーク）が発生した場合、Ｘ線管１１と電流検出器１４１との間の２経路のうちの共通部分にリークが発生したことになるため、第１の電流値と第２の電流値とは、同程度に減少すると考えられるからである。

【0072】

この場合、故障部位がＸ線管１１に特定されたことになり、ユーザ（例えば、サービスエンジニア）は、故障したＸ線管１１を新しいＸ線管１１に交換することにより、故障を修復することができる。

【0073】

一方、第１の電流値と第２の電流値が略同一ではないと判定された場合、即ち、第１の電流値と第２の電流値との差が所定値よりも大きいと判定された場合は、ステップＳＴ８０にて、電流検出器１４１、第１リターンケーブル２０（第１の導線）、及び、第２リターンケーブル２１（第２の導線）の少なくとも１つに故障が発生したと推定する。

【0074】

何故なら、第１の電流値と第２の電流値との差が所定値よりも大きくなりうる場合としては、（ａ）高圧電源側第１コネクタ２０２を含む第１リターンケーブル２０のいずれかの部分、（ｂ）高圧電源側第１コネクタ２０２と篏合する電流検出器１４１の検出器第１コネクタ１４３、（ｃ）高圧電源側第２コネクタ２１２を含む第２リターンケーブル２１のいずれかの部分、（ｄ）高圧電源側第２コネクタ２１２と篏合する電流検出器１４１の検出器第２コネクタ１４５、のいずれか１つで故障（リーク）が発生している可能性が高いからである。

【0075】

この場合、故障部位の対象からＸ線管１１は取り除かれ、故障部位が電流検出器１４１、第１リターンケーブル２０（第１の導線）、及び、第２リターンケーブル２１（第２の導線）の少なくとも１つに特定されたことになる。したがって、ユーザ（例えば、サービスエンジニア）は、電流検出器１４１とリターンケーブルアセンブリとを、夫々、新しいものと交換することにより、故障を修復することができる。

【0076】

なお、リターンケーブルアセンブリは、目視等の簡易な方法によって比較的容易に故障の有無を確認できる場合がある。したがって、目視等の簡易な方法によってリターンケーブルアセンブリに故障がないと判断された場合には、電流検出器１４１だけを新しいものと交換すればよい。

【0077】

ステップＳＴ６０、ステップＳＴ７０、及び、ステップＳＴ８０の処理は、例えば、故障検出端末１８０の処理回路１８１の故障部位特定機能Ｆ０２が行う。なお、故障部位特定機能Ｆ０２と同等の判定を、表示部１７０に表示された各電流波形と閾値とに基づいて、ユーザが行うこともできる。

【0078】

なお、実施形態の記載における第１リターンケーブル及び第２リターンケーブルは、夫々、特許請求の範囲の記載における第１の導線及び第２の導線の一例である。また、実施形態の記載における検出器第１コネクタ及び検出器第２コネクタは、夫々、特許請求の範囲の記載における第１の接続部及び第２の接続部の一例である。また、実施形態の記載における故障判定機能及び故障部位特定機能は、夫々、特許請求の範囲の記載における故障判定部及び故障部位特定部の一例である。
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、Ｘ線管とその周辺機器における故障部位の切り分けを容易にすることができる。

【0079】

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】

【0080】

１ Ｘ線ＣＴ装置
１１ Ｘ線管
１４ Ｘ線高電圧装置
２０ 第１リターンケーブル
２１ 第２リターンケーブル
１１０ 陰極
１１１ 陽極
１４０ 高電圧発生回路
１４１ 電流検出器
１４２ 第１抵抗器Ａ
１４４ 第２抵抗器Ａ
１４６ 抵抗器Ｂ
１５０ 表示データ生成回路
１６０ 外部出力インターフェース
１７０ 表示部
１８０ 故障検出端末
１８１ 処理回路
Ｆ０１ 故障版的機能
Ｆ０２ 故障部位特定機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】