特許 7119038 撮像システムに電力を供給するためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-05

(45)【発行日】2022-08-16

(54)【発明の名称】撮像システムに電力を供給するためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   H05G 1/54 20060101AFI20220808BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20220808BHJP

【ＦＩ】

H05G1/54 M

A61B6/03 321A

【請求項の数】 19

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020154620

(22)【出願日】2020-09-15

(65)【公開番号】P2021061236

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2021-02-05

(31)【優先権主張番号】16/576,421

(32)【優先日】2019-09-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【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】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】サイード・ミルザイー

(72)【発明者】

【氏名】エリック・アーゼン

(72)【発明者】

【氏名】トッド・フリッツ

【審査官】蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１２４０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１５６０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０７８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９３８１２０２（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１９６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０４７４３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５０５５１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｇ １／００－１／７０

Ａ６１Ｂ ６／００－６／１４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流（ＤＣ）バス（３１０）と、
前記ＤＣバス（３１０）に結合されたＸ線源（１０４）と、
入力が三相交流（ＡＣ）源（３０２）に結合され、出力が前記ＤＣバス（３１０）に結合された配電ユニット（ＰＤＵ）（３０５）と、
スーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を備えるエネルギー蓄積装置（３５０）であって、前記ＤＣバス（３１０）に結合され、前記ＰＤＵ（３０５）によって出力された電気エネルギーを前記スーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）に蓄積し、前記蓄積された電気エネルギーを前記Ｘ線源（１０４）に電力を供給するために前記ＤＣバス（３１０）に直接出力するように構成されるエネルギー蓄積装置（３５０）と
を備え、
前記エネルギー蓄積装置（３５０）が、前記スーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を徐々に充電するためのソフトスタートコンデンサで構成された電力回路（４２０、５００）をさらに備える、システム（３００）。

【請求項2】

前記エネルギー蓄積装置（３５０）は、少なくとも前記Ｘ線源（１０４）の露出の初期期間中に前記蓄積された電気エネルギーを前記ＤＣバス（３１０）に出力し、前記ＰＤＵ（３０５）が前記Ｘ線源（１０４）に電力を供給するのを支援する、請求項１に記載のシステム（３００）。

【請求項3】

前記エネルギー蓄積装置（３５０）は、前記スーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を含む少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を備える、請求項１に記載のシステム（３００）。

【請求項4】

前記スーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）は、前記エネルギー蓄積装置（３５０）の正極コンタクタが接続されると前記電気エネルギーを蓄積し、前記少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の第２のスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）は、前記エネルギー蓄積装置（３５０）の負極コンタクタが接続されると前記電気エネルギーを蓄積する、請求項３に記載のシステム（３００）。

【請求項5】

前記エネルギー蓄積装置（３５０）は、前記蓄積された電気エネルギーを前記ＤＣバス（３１０）に提供することなく、スーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）から前記蓄積された電気エネルギーを放電するように構成された放電回路を備える、請求項１に記載のシステム（３００）。

【請求項6】

前記エネルギー蓄積装置（３５０）は、充電位置、オフ位置、および放電位置で構成された制御スイッチ（４５０）をさらに備え、前記エネルギー蓄積装置（３５０）は、前記充電位置に位置決めされた前記制御スイッチ（４５０）に応じて前記電気エネルギーを前記スーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）に蓄積し、前記放電位置に位置決めされた前記制御スイッチ（４５０）に応じて前記放電回路を作動させ、前記オフ位置に位置決めされた前記制御スイッチ（４５０）に応じて前記エネルギー蓄積装置（３５０）内の電流の流れを無効にするように構成される、請求項５に記載のシステム（３００）。

【請求項7】

前記エネルギー蓄積装置（３５０）は、前記スーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の充電および放電中に前記エネルギー蓄積装置（３５０）の１つまたは複数の抵抗器（５３１、５３２）を選択的に冷却するように構成された少なくとも１つのファン（４４０、５５２）をさらに備える、請求項１に記載のシステム（３００）。

【請求項8】

前記エネルギー蓄積装置（３５０）は、ＤＣ電力を伝送するためのコンバータを含まない、請求項１に記載のシステム（３００）。

【請求項9】

前記エネルギー蓄積装置（３５０）は、前記Ｘ線源（１０４）の所望の入力電力が前記ＰＤＵ（３０５）の出力限界（７０５）を超えると、前記蓄積された電気エネルギーを前記ＤＣバス（３１０）に出力する、請求項１に記載のシステム（３００）。

【請求項10】

前記Ｘ線源（１０４）を制御するために前記Ｘ線源（１０４）および前記ＤＣバス（３１０）に結合されたＸ線発生器（３２０）をさらに備え、前記Ｘ線源（１０４）は、前記Ｘ線発生器（３２０）を介して前記ＤＣバス（３１０）に結合される、請求項１に記載のシステム（３００）。

【請求項11】

撮像システム（２００）のための装置（３５０）であって、
電気エネルギーを受信および出力するために前記撮像システム（２００）の直流（ＤＣ）バス（３１０）に結合された少なくとも正極端子および負極端子を含む電気端子（５１０）と、
少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）であって、前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）は、前記ＤＣバス（３１０）から前記電気端子（５１０）によって受信された電気エネルギーを蓄積するように構成され、前記蓄積された電気エネルギーを前記ＤＣバス（３１０）に直接出力し、ＤＣ源が前記撮像システム（２００）のＸ線源（１０４）に電力を供給するのを支援するように構成される少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）と、
前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を制御および電力を供給するように構成された回路（４２０、４３０）であって、前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を徐々に充電するためのソフトスタートコンデンサを含む回路（４２０、４３０）と
を備える、装置（３５０）。

【請求項12】

前記回路（４２０、４３０）は、前記Ｘ線源（１０４）に電力を供給することなく、前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を選択的に放電するようにさらに構成される、請求項１１に記載の装置（３５０）。

【請求項13】

前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の充電および放電中に前記回路（４２０、４３０）の１つまたは複数の構成要素を選択的に冷却するように構成されたファン（４４０、５５２）をさらに備える、請求項１１に記載の装置（３５０）。

【請求項14】

前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）は、前記Ｘ線源（１０４）の所望の電力が前記ＤＣ源の最大出力電力を超えると、前記蓄積された電気エネルギーを前記ＤＣバス（３１０）に直接出力するように構成される、請求項１１に記載の装置（３５０）。

【請求項15】

少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を保護するように構成された回路をさらに備え、前記回路は、電流トランスデューサセンサと、電圧センサ（５９４）と、前記少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の温度および電圧バランスを測定するように構成された少なくとも１つのセンサ（５９６）と、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）（５９０）とを含む、請求項１１に記載の装置（３５０）。

【請求項16】

撮像システム（２００）のための方法（１０００）であって、
直流（ＤＣ）バス（３１０）に結合されたエネルギー蓄積装置（３５０）の少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を、前記ＤＣバス（３１０）に結合された配電ユニット（ＰＤＵ）（３０５）によって交流（ＡＣ）から変換された電気エネルギーで充電することと、
前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）に蓄積された前記電気エネルギーを前記ＤＣバス（３１０）に直接出力し、前記ＰＤＵ（３０５）の最大電力出力を超えるＸ線源（１０４）の所望の電力入力に応じて前記ＤＣバス（３１０）に結合された前記撮像システム（２００）の前記Ｘ線源（１０４）に電力を供給することと
を含み、
フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）（５９０）が、少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の温度、前記少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の電圧バランス、前記少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の入力電圧、および前記少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の電流を監視し、前記温度、前記電圧バランス、前記入力電圧、および前記電流の１つまたは複数がそれぞれの閾値設定に関して所定の条件を満たさない場合、前記ＦＰＧＡ（５９０）は、前記少なくとも２つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）の充電を防ぐように構成される、方法（１０００）。

【請求項17】

前記Ｘ線源（１０４）の前記所望の電力入力が前記ＰＤＵ（３０５）の前記最大電力出力を下回ると、前記ＰＤＵ（３０５）のみで前記Ｘ線源（１０４）に電力を供給することをさらに含む、請求項１６に記載の方法（１０００）。

【請求項18】

前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を充電することは、ソフトスタート回路を用いて、前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を徐々に充電することを含む、請求項１６に記載の方法（１０００）。

【請求項19】

放電位置に位置決めされた前記エネルギー蓄積装置（３５０）の制御スイッチ（４５０）に応じて前記少なくとも１つのスーパーコンデンサ（４１０、５４０、５４１、５４２）を放電することをさらに含む、請求項１６に記載の方法（１０００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される主題の実施形態は、医療撮像システムに関し、より詳細には、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムの電力要件に対処することに関する。

【背景技術】

【0002】

非侵襲的撮像技術は、侵襲的処置を患者または物体に実施することなく患者または物体の内部構造の画像を得ることを可能にする。特に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）などの技術は、ターゲットボリュームを通るＸ線の差動透過などの様々な物理的原理を使用して画像データを取得し、断層画像（例えば、人体または他の撮像された構造の内部の三次元表現）を構成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第１００６７２０３号明細書

【発明の概要】

【0004】

一実施形態では、システムは、直流（ＤＣ）バスと、ＤＣバスに結合されたＸ線源と、入力が三相交流（ＡＣ）源に結合され、出力がＤＣバスに結合された配電ユニット（ＰＤＵ）と、スーパーコンデンサを備えるエネルギー蓄積装置であって、ＤＣバスに結合され、ＰＤＵによって出力された電気エネルギーをスーパーコンデンサに蓄積し、蓄積された電気エネルギーをＸ線源に電力を供給するためにＤＣバスに直接出力するように構成されるエネルギー蓄積装置とを備える。このようにして、撮像システムのＸ線源には、病院の電気ユーティリティをアップグレードすることなく、またＰＤＵをアップグレードすることなく、ＰＤＵの制限を超えて十分に電力を供給することができる。

【0005】

上記の簡単な説明は、詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供されていることを理解されたい。特許請求される主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することは意図されておらず、その主題の範囲は詳細な説明に添付される特許請求の範囲によって一義的に定義される。さらに、特許請求される主題は、上記のまたは本開示の任意の部分に記載の欠点を解決する実施態様に限定されない。

【0006】

本発明は、非限定的な実施形態の以下の説明を、添付の図面を参照して読むことにより、よりよく理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態による、撮像システムの絵図である。

【図2】一実施形態による、例示的な撮像システムのブロック概略図である。

【図3】一実施形態による、エネルギー蓄積装置を有する撮像システムの構成要素に電力を供給するための例示的なシステムのブロック概略図である。

【図4】一実施形態による、例示的なエネルギー蓄積装置を示すブロック図である。

【図5】一実施形態による、エネルギー蓄積装置の例示的な制御回路の概略図である。

【図6】一実施形態による、エネルギー蓄積装置の例示的な電力回路の概略図である。

【図7】一実施形態による、撮像システムのＸ線管の例示的な電力消費を示すグラフである。

【図8】一実施形態による、エネルギー蓄積装置なしで構成された配電ユニットとは対照的に、エネルギー蓄積装置で構成された配電ユニットの例示的な電力性能を示す一連のグラフである。

【図9】一実施形態による、エネルギー蓄積装置がある場合とない場合の露出の例示的な電気測定値を示す一連のグラフである。

【図10】一実施形態による、エネルギー蓄積装置を制御するための例示的な方法を示す高レベルのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下の説明は、医療撮像システムの様々な実施形態に関する。特に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムに電力を供給するためのシステムおよび方法が提供される。本技法に従って画像を取得するために使用され得るＣＴ撮像システムの例が、図１および図２に提示されている。ＣＴ撮像システムは、ある特定の撮像モードで動作されたときに大量のエネルギーを消費する少なくとも１つのＸ線管を含み得る。場合によっては、このようなＸ線管を含むＣＴ撮像システムの電力要件は、ＣＴ撮像システムおよび／またはＣＴ撮像システムに電力を供給するために電気ユーティリティの交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に伝送する配電ユニット（ＰＤＵ）を収容する建物の電気ユーティリティの電力容量を超えることがある。ＣＴ撮像システムの電力要件に対処する１つの手法は、ケーブル、ヒューズ、回路ブレーカ、および／または配電用変圧器のサイズを大きくすることによってなど、ユーティリティをアップグレードすることを含み得る。別の手法は、より大きなＰＤＵにアップグレードすること、または第２のＰＤＵを設置することを含み得る。しかし、そのような解決策は、ＣＴ撮像システムへのアップグレードを思いとどまらせるほどのコストと時間を要する場合がある。別の手法は、図３に示すように、ＰＤＵと並列に構成されたスーパーコンデンサモジュールなどのエネルギー蓄積デバイスを提供し、入力電力線のピーク負荷要件を低減することを含む。スーパーコンデンサモジュールは、図４～図６に示すように、１つまたは複数のスーパーコンデンサ、ならびにスーパーコンデンサモジュールを制御するための制御回路と、スーパーコンデンサモジュールの構成要素に電力を供給するための電力回路と、スーパーコンデンサモジュールの構成要素を冷却するための１つまたは複数のファンと、スーパーコンデンサモジュールを充電または放電するための制御スイッチとを含むことができる。したがって、本明細書で説明されるスーパーコンデンサモジュールは、図７に図示するように、露出の少なくとも一部の間に電力をＣＴ撮像システムの１つまたは複数の構成要素に提供し、図８および図９に図示するように、ＰＤＵの出力限界を超える電力消費を可能にすることができる。図１０に図示する方法などのスーパーコンデンサモジュールを制御するための方法は、スーパーコンデンサモジュールの制御スイッチの位置に基づいて、スーパーコンデンサモジュールのスーパーコンデンサを選択的に充電または放電することを含む。

【0009】

エネルギー蓄積装置という用語は、撮像システムへの電力供給を支援するための１つまたは複数のスーパーコンデンサを備える装置を指すために本明細書で広く使用されるが、本明細書で説明されるエネルギー蓄積装置は、スーパーコンデンサモジュールを備え、したがって「エネルギー蓄積装置」および「スーパーコンデンサモジュール」という用語は、本明細書では互換的に使用され得ることを認識されたい。

【0010】

ＣＴシステムが例として説明されているが、本技法は、ＭＲＩ、Ｃアーム血管造影法などのような他の撮像モダリティ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撮像モダリティに関する本説明は、１つの適切な撮像モダリティの例としてのみ提供される。

【0011】

図１は、ＣＴ撮像用に構成された例示的なＣＴシステム１００を示している。特に、ＣＴシステム１００は、患者、無生物物体、１つまたは複数の製造部品、ならびに／または体内に存在する歯科用インプラント、ステント、および／もしくは造影剤などの異物などの対象１１２を撮像するように構成される。一実施形態では、ＣＴシステム１００は、ガントリ１０２を含み、ガントリ１０２は、対象１１２の撮像に使用するためにＸ線放射線１０６のビームを投影するように構成された少なくとも１つのＸ線源１０４をさらに含むことができる。具体的には、Ｘ線源１０４は、Ｘ線１０６をガントリ１０２の反対側に位置決めされた検出器アレイ１０８に向けて投影するように構成される。図１は単一のＸ線源１０４のみを図示しているが、ある特定の実施形態では、異なるエネルギーレベルで患者に対応する投影データを取得するために、複数のＸ線放射線源および検出器を用いて複数のＸ線１０６を投影することができる。いくつかの実施形態では、Ｘ線源１０４は、高速ｋＶｐスイッチングによってデュアルエネルギージェムストーンスペクトル撮像（ｇｅｍｓｔｏｎｅ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｉｍａｇｉｎｇ：ＧＳＩ）を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、用いられるＸ線検出器は、異なるエネルギーのＸ線光子を区別することが可能な光子計数検出器である。他の実施形態では、二組のＸ線管－検出器がデュアルエネルギー投影を生成するために使用され、一方の組は低ｋＶｐにあり、他方の組は高ｋＶｐにある。したがって、本明細書で説明される方法は、単一のエネルギー取得技法ならびにデュアルエネルギー取得技法で実装され得ることを認識されたい。

【0012】

ある特定の実施形態では、ＣＴシステム１００は、逐次近似または分析的画像再構成方法を使用して、対象１１２のターゲットボリュームの画像を再構成するように構成された画像プロセッサユニット１１０をさらに含む。例えば、画像プロセッサユニット１１０は、フィルタ補正逆投影（ＦＢＰ）などの分析的画像再構成手法を使用して、患者のターゲットボリュームの画像を再構成することができる。別の例として、画像プロセッサユニット１１０は、対象１１２のターゲットボリュームの画像を再構成するために、高度統計的逐次近似再構成（ＡＳＩＲ）、共役勾配（ＣＧ）、最尤期待値最大化（ＭＬＥＭ）、モデルベース逐次近似再構成（ＭＢＩＲ）などの逐次近似画像再構成手法を使用することができる。本明細書でさらに説明されるように、いくつかの例では、画像プロセッサユニット１１０は、逐次近似画像再構成手法に加えて、ＦＢＰなどの分析的画像再構成手法の両方を使用してもよい。

【0013】

いくつかの既知のＣＴ撮像システム構成では、放射線源は、デカルト座標系のＸ－Ｙ－Ｚ平面内にあるようにコリメートされ、一般に「撮像平面」と呼ばれる円錐形のビームを投影する。放射線ビームは、患者または対象１１２などの撮像される物体を通過する。ビームは、物体によって減衰された後、放射線検出器のアレイに衝突する。検出器アレイで受け取られる減衰された放射線ビームの強度は、物体による放射線ビームの減衰に依存する。アレイの各検出器素子は、検出器の場所におけるビーム減衰の測定値である別個の電気信号を作り出す。すべての検出器からの減衰測定値を別個に取得し、透過率プロファイルを作成する。

【0014】

いくつかのＣＴシステムでは、放射線源および検出器アレイは、放射線ビームが物体と交差する角度が絶えず変化するように、撮像平面内および撮像される物体の周りでガントリと共に回転する。１つのガントリ角度での検出器アレイからの放射線減衰測定値のグループ、すなわち、投影データは、「ビュー」と呼ばれる。物体の「スキャン」は、放射線源および検出器の１回転の間に異なるガントリ角度またはビュー角度で行われた一組のビューを含む。本明細書で使用される用語であるビューは、１つのガントリ角度からの投影データに関して上述の使用に限定されないため、本明細書で説明される方法の利点はＣＴ以外の医療撮像モダリティにも生じると考えられる。「ビュー」という用語は、ＣＴ、ＰＥＴ、もしくはＳＰＥＣＴ取得、および／または開発中のモダリティならびに融合された実施形態におけるそれらの組み合わせを含む任意の他のモダリティのいずれかからの、異なる角度からの複数のデータ取得がある場合は常に１つのデータを取得することを意味するために使用される。

【0015】

投影データは処理され、物体を通して撮られた二次元スライスに対応する画像を再構成する。一組の投影データから画像を再構成するための１つの方法は、当技術分野においてフィルタ補正逆投影技法と呼ばれる。透過型および放出型断層撮影再構成技法はまた、最尤期待値最大化（ＭＬＥＭ）および順序付きサブセット期待値再構成技法、ならびに逐次近似再構成技法などの統計的逐次近似方法を含む。このプロセスは、スキャンからの減衰測定値を「ＣＴ数」または「ハウンズフィールド単位」と呼ばれる整数に変換し、これはディスプレイデバイス上の対応するピクセルの輝度を制御するために使用される。

【0016】

総スキャン時間を短縮するには、「ヘリカル」スキャンを実施することができる。「ヘリカル」スキャンを実施するには、所定の数のスライスについてのデータを取得しながら患者を移動させる。そのようなシステムは、コーンビームのヘリカルスキャンから単一の螺旋を生成する。コーンビームによってマッピングされた螺旋は投影データをもたらし、そこから各所定のスライスの画像を再構成することができる。

【0017】

本明細書で使用する場合、「画像を再構成する」という語句は、画像を表すデータが生成されるが可視画像は生成されない本発明の実施形態を除外することを意図しない。したがって、本明細書で使用する場合、「画像」という用語は、可視画像と可視画像を表すデータの両方を広く指す。しかし、多くの実施形態は、少なくとも１つの可視画像を生成する（または生成するように構成される）。

【0018】

図２は、図１のＣＴシステム１００と同様の例示的な撮像システム２００を示している。本開示の態様によれば、撮像システム２００は、対象２０４を撮像するように構成される。一実施形態では、撮像システム２００は、検出器アレイ１０８（図１参照）を含む。検出器アレイ１０８は、対応する投影データを取得するために患者などの対象２０４を通過するＸ線ビーム１０６（図１参照）を共に検知する複数の検出器素子２０２をさらに含む。したがって、一実施形態では、検出器アレイ１０８は、セルまたは検出器素子２０２の複数の行を含むマルチスライス構成で製作される。そのような構成では、検出器素子２０２の１つまたは複数の追加の行が、投影データを取得するための並列構成に配置される。

【0019】

ある特定の実施形態では、撮像システム２００は、所望の投影データを取得するために、対象２０４の周りの異なる角度位置を横切るように構成される。したがって、ガントリ１０２およびそれに取り付けられた構成要素は、例えば、異なるエネルギーレベルで投影データを取得するために、回転中心２０６を中心に回転するように構成されてもよい。代替的に、対象２０４に対する投影角度が時間の関数として変化する実施形態では、取り付けられている構成要素は、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てもよい。

【0020】

Ｘ線源１０４および検出器アレイ１０８が回転すると、検出器アレイ１０８は、減衰されたＸ線ビームのデータを収集する。検出器アレイ１０８によって収集されたデータは、前処理および較正を受けてデータを調整し、スキャンされた対象２０４の減衰係数の線積分を表す。処理されたデータは、投影と一般的に呼ばれる。

【0021】

いくつかの例では、検出器アレイ１０８の個々の検出器または検出器素子２０２は、個々の光子の相互作用を１つまたは複数のエネルギービンに記録する光子計数検出器を備えることができる。本明細書で説明される方法は、エネルギー積分検出器を用いて実装することもできることを認識されたい。

【0022】

取得された組の投影データは、基底物質分解（ＢＭＤ）に使用することができる。ＢＭＤ中、測定された投影は、一組の物質－密度投影に変換される。物質－密度投影を再構成し、骨、軟組織、および／または造影剤マップなどの各それぞれの基底物質の一対または一組の物質－密度マップまたは画像を形成することができる。次に、密度マップまたは画像を関連付け、基底物質、例えば、骨、軟組織、および／または造影剤のボリュームレンダリングを撮像されたボリューム内に形成することができる。

【0023】

再構成されると、撮像システム２００によって作成された基底物質画像は、２つの基底物質の密度で表された、対象２０４の内部特徴を明らかにする。密度画像は、これらの特徴を示すために表示され得る。病状などの医学的状態、より一般的には医学的事象の診断のための従来の手法では、放射線技師または医師は、密度画像のハードコピーまたは表示を検討し、特徴的な関心特徴を識別する。そのような特徴は、特定の解剖学的構造または器官の病変、サイズおよび形状、ならびに個々の開業医のスキルおよび知識に基づいて画像で識別可能な他の特徴を含み得る。

【0024】

一実施形態では、撮像システム２００は、ガントリ１０２の回転およびＸ線源１０４の動作などの構成要素の移動を制御する制御機構２０８を含む。ある特定の実施形態では、制御機構２０８は、電力およびタイミング信号をＸ線源１０４に提供するように構成されたＸ線コントローラ２１０をさらに含む。加えて、制御機構２０８は、撮像要件に基づいてガントリ１０２の回転速度および／または位置を制御するように構成されたガントリモータコントローラ２１２を含む。

【0025】

ある特定の実施形態では、制御機構２０８は、検出器素子２０２から受信されたアナログデータをサンプリングし、その後の処理のためにアナログデータをデジタル信号に変換するように構成されたデータ取得システム（ＤＡＳ）２１４をさらに含む。ＤＡＳ２１４は、本明細書でさらに説明されるように、検出器素子２０２のサブセットからのアナログデータをいわゆるマクロ検出器に選択的に集約するようにさらに構成され得る。ＤＡＳ２１４によってサンプリングされデジタル化されたデータは、コンピュータまたはコンピューティングデバイス２１６に送信される。一例では、コンピューティングデバイス２１６は、データを記憶デバイス２１８に記憶する。記憶デバイス２１８は、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスク読み出し／書き込み（ＣＤ－Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュドライブ、および／またはソリッドステート記憶ドライブを含んでもよい。

【0026】

加えて、コンピューティングデバイス２１６は、データ取得および／または処理などのシステム動作を制御するために、コマンドおよびパラメータをＤＡＳ２１４、Ｘ線コントローラ２１０、およびガントリモータコントローラ２１２の１つまたは複数に提供する。ある特定の実施形態では、コンピューティングデバイス２１６は、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御する。コンピューティングデバイス２１６は、コンピューティングデバイス２１６に動作可能に結合されたオペレータコンソール２２０を介して、例えば、コマンドおよび／またはスキャンパラメータを含むオペレータ入力を受信する。オペレータコンソール２２０は、オペレータがコマンドおよび／またはスキャンパラメータを指定することを可能にするキーボード（図示せず）またはタッチスクリーンを含むことができる。

【0027】

図２は、１つのオペレータコンソール２２０のみを示しているが、２つ以上のオペレータコンソールを撮像システム２００に結合し、例えば、システムパラメータを入力もしくは出力すること、試験を要求すること、および／または画像を閲覧することができる。さらに、ある特定の実施形態では、撮像システム２００は、例えば、施設もしくは病院内で、またはインターネットおよび／もしくは仮想プライベートネットワークなどの１つまたは複数の構成可能な有線および／もしくは無線ネットワークを介して完全に異なる場所において、ローカルにまたは遠隔に位置する複数のディスプレイ、プリンタ、ワークステーション、および／もしくは同様のデバイスに結合されてもよい。

【0028】

一実施形態では、例えば、撮像システム２００は、画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）２２４を含むか、またはそれに結合される。例示的な実施態様では、ＰＡＣＳ２２４は、放射線科情報システム、病院情報システム、および／または内部もしくは外部ネットワーク（図示せず）などの遠隔システムにさらに結合され、異なる場所にいるオペレータがコマンドおよびパラメータを供給すること、および／または画像データへのアクセスを得ることを可能にする。

【0029】

コンピューティングデバイス２１６は、オペレータ供給のおよび／またはシステム定義のコマンドおよびパラメータを使用してテーブルモータコントローラ２２６を動作させ、テーブルモータコントローラ２２６は、電動テーブルを備え得るテーブル２２８を制御することができる。特に、テーブルモータコントローラ２２６は、対象２０４のターゲットボリュームに対応する投影データを取得するために、ガントリ１０２内で対象２０４を適切に位置決めするためにテーブル２２８を移動させる。

【0030】

前述のように、ＤＡＳ２１４は、検出器素子２０２によって取得された投影データをサンプリングしてデジタル化する。その後、画像再構成器２３０が、サンプリングされデジタル化されたＸ線データ使用して高速再構成を実施する。図２は別個のエンティティとして画像再構成器２３０を示しているが、ある特定の実施形態では、画像再構成器２３０は、コンピューティングデバイス２１６の一部を形成してもよい。代替的に、画像再構成器２３０は、撮像システム２００に存在しなくてもよく、代わりに、コンピューティングデバイス２１６が、画像再構成器２３０の１つまたは複数の機能を実施してもよい。さらに、画像再構成器２３０は、ローカルにまたは遠隔に位置してもよく、有線または無線ネットワークを使用して撮像システム２００に動作可能に接続されてもよい。特に、１つの例示的な実施形態は、画像再構成器２３０のための「クラウド」ネットワーククラスタ内の算出資源を使用することができる。

【0031】

一実施形態では、画像再構成器２３０は、再構成された画像を記憶デバイス２１８に記憶する。代替的に、画像再構成器２３０は、診断および評価のため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コンピューティングデバイス２１６に送信する。ある特定の実施形態では、コンピューティングデバイス２１６は、再構成された画像および／または患者情報を、コンピューティングデバイス２１６および／または画像再構成器２３０に通信可能に結合されたディスプレイ２３２に送信する。

【0032】

本明細書でさらに説明される様々な方法およびプロセスは、撮像システム２００内のコンピューティングデバイス上の非一時的メモリに実行可能命令として記憶することができる。一実施形態では、画像再構成器２３０は、そのような実行可能命令を非一時的メモリに含むことができ、スキャンデータから画像を再構成するために本明細書で説明される方法を適用することができる。別の実施形態では、コンピューティングデバイス２１６は、命令を非一時的メモリに含むことができ、画像再構成器２３０から再構成された画像を受信した後、少なくとも部分的に、本明細書で説明される方法を再構成された画像に適用することができる。さらに別の実施形態では、本明細書で説明される方法およびプロセスは、画像再構成器２３０およびコンピューティングデバイス２１６にわたって分散されてもよい。

【0033】

一実施形態では、ディスプレイ２３２は、オペレータが撮像された解剖学的構造を評価することを可能にする。ディスプレイ２３２はまた、オペレータがその後のスキャンまたは処理のために、例えば、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を介して関心ボリューム（ＶＯＩ）を選択すること、および／または患者情報を要求することを可能にすることができる。

【0034】

図３は、一実施形態による、エネルギー蓄積装置を有する撮像システムの構成要素に電力を供給するための例示的なシステム３００のブロック概略図を示す。システム３００は、図１のＣＴシステム１００または図２の撮像システム２００に組み込むことができる撮像システム電気回路を備える。システム３００は、配電ユニット（ＰＤＵ）３０５のＤＣ出力に接続されたＤＣバス３１０を含む。ＰＤＵ３０５のＡＣ入力は、三相ＡＣ幹線またはＡＣ電源３０２に結合される。

【0035】

図１および図２のガントリ１０２を備え得る回転ＣＴガントリ３３２は、図２のガントリモータコントローラ２１２を備えるかまたはそれに一体化され得るガントリ電力モジュール３３０に機械的に結合される。ＤＣバス３１０は、ガントリ電力モジュール３３０に、したがって回転ＣＴガントリ３３２に電力を供給するためにガントリ電力モジュール３３０に結合される。いくつかの例では、ガントリを回転させる際の回転エネルギーは、ガントリのブレーキ中にガントリ電力モジュール３３０でＤＣ電気エネルギーに回生変換され、ＤＣ電気エネルギーはＤＣバス３１０に提供され得る。

【0036】

図１および図２のＸ線源１０４を備え得るＸ線管３２２は、図２のＸ線コントローラ２１０を備え得るＸ線発生器３２０に結合される。ＤＣバス３１０は、Ｘ線発生器３２０に、したがってＸ線管３２２に電力を供給するためにＸ線発生器３２０に結合される。

【0037】

システム３００は、ＤＣバス３１０を介してＰＤＵ３０５に並列に構成されたエネルギー蓄積装置３５０をさらに備える。エネルギー蓄積装置３５０は、本明細書でさらに説明されるようなスーパーコンデンサモジュールを備える。エネルギー蓄積装置３５０は、ＰＤＵ３０５によって出力されたエネルギーを１つまたは複数のスーパーコンデンサに蓄積し、Ｘ線管３２２の露出の少なくとも一部の間に蓄積されたエネルギーを少なくともＸ線発生器３２０に出力するように構成される。このようにして、Ｘ線管３２２などのＣＴシステム１００または撮像システム２００の構成要素の所望の電力消費がＰＤＵ３０５の出力電力を超えると、エネルギー蓄積装置３５０は、ＰＤＵ３０５が所望の電力消費に対して十分な電力を提供するのを支援する。

【0038】

本明細書でさらに説明されるように、エネルギー蓄積装置３５０は、ＤＣバス３１０に直接接続されるため、高速充電ならびに高速応答用に構成される。典型的には、エネルギー蓄積装置はスーパーコンデンサの電圧および電流を制御するためのコンバータを含むが、エネルギー蓄積装置３５０は、そのようなコンバータを含まない。エネルギー蓄積装置３５０はＤＣ電力を伝送するためのコンバータを含まないので、スイッチング電力損失がなく、エネルギー蓄積装置３５０の効率は、コンバータを含むエネルギー蓄積装置と比較して改善される。さらに、エネルギー蓄積装置３５０をＤＣバス３１０に直接接続することによって、Ｘ線発生器３２０はエネルギー蓄積装置３５０のないシステムと比較してより低いＤＣ電圧降下を示すので、Ｘ線発生器３２０の出力電力はより高い。またさらに、Ｘ線発生器３２０は、入力ＤＣ電圧が低降下電圧で安定しているとき、より良好でより安定した性能を有する。

【0039】

図４は、一実施形態による、例示的なエネルギー蓄積装置またはスーパーコンデンサモジュール４００を示すブロック図を示す。スーパーコンデンサモジュール４００は、例えば、エネルギー蓄積装置３５０として図１～図３のシステムに実装されてもよい。スーパーコンデンサモジュール４００は、１つまたは複数のスーパーコンデンサ４１０と、スーパーコンデンサモジュール４００の構成要素に電力を供給するための電力回路４２０と、スーパーコンデンサモジュール４００の構成要素を制御するための制御回路４３０と、スーパーコンデンサモジュール４００の１つまたは複数の構成要素を冷却するための少なくとも１つのファン４４０と、スーパーコンデンサモジュール４００の動作を制御するための制御スイッチ４５０とを備える。

【0040】

スーパーコンデンサ４１０は、３ファラド（Ｆ）未満から３，０００Ｆを超える範囲の容量値を有するスーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサを備える。スーパーコンデンサ４１０の数およびスーパーコンデンサ４１０の容量値は、撮像システム２００の電力要件ならびにＰＤＵ３０５の出力容量に従って選択され得る。スーパーコンデンサモジュール４００は、例示的な例として、ＰＤＵ３０５をアップグレードすることなくＸ線管３２２などのアップグレードされたＸ線管の使用を可能にするために、２．４Ｆ、７００Ｖｄｃの容量値を有する２つのスーパーコンデンサ４００を含んでもよい。電力回路４２０および制御回路４３０の例示的な回路を含む、２つのスーパーコンデンサを有するスーパーコンデンサモジュール４００の例示的な回路は、図５および図６に関して本明細書でさらに説明される。

【0041】

スーパーコンデンサモジュール４００の１つまたは複数のファン４４０は、スーパーコンデンサ４１０の充電および／または放電中に加熱されるスーパーコンデンサモジュール４００の１つまたは複数の構成要素を選択的に冷却するように構成される。例えば、１つまたは複数のファン４４０は、電力回路４２０および／または制御回路４３０の１つまたは複数の抵抗器に向けて配向することができ、スーパーコンデンサ４１０の充電および／または放電中、抵抗器におよび抵抗器から空気を循環させるように構成することができる。

【0042】

制御スイッチ４５０は、撮像技術者などのユーザによって操作可能な手動スイッチを備えてもよく、または例えば、撮像システム２００のコンピューティングデバイス２１６によって自動的に操作可能なリレーを備えてもよい。制御スイッチ４５０は、スーパーコンデンサモジュール４００へのおよびスーパーコンデンサモジュール４００からの電流の流れが無効にされるオフ位置、スーパーコンデンサ４１０が容量まで充電される充電位置、およびスーパーコンデンサ４１０が放電され、それにより例えば、スーパーコンデンサモジュール４００が保守され得る放電位置を含む、少なくとも３つの位置を含むことができる。電力回路４２０および／または制御回路４３０は、本明細書でさらに説明されるように、スーパーコンデンサ４１０を選択的に充電および放電するように構成され、したがって制御スイッチ４５０は、電力回路４２０および／または制御回路４３０の手動制御を可能にする。

【0043】

さらに、スーパーコンデンサモジュール４００の構成要素は、ハウジング４８０に収容することができ、これはＰＤＵ３０５などのＰＤＵを有するスーパーコンデンサモジュール４００の単純な設置に特に適合され得る。例えば、ハウジング４８０は、いくつかの例では、スーパーコンデンサモジュール４００がＰＤＵ３０５の上に設置され得るように構成されてもよい。

【0044】

図５は、一実施形態による、スーパーコンデンサモジュールの例示的な電力回路５００の概略図を示す。電力回路５００は、例えば、スーパーコンデンサモジュール４００の、またはエネルギー蓄積装置３５０の電力回路４２０として実装されてもよい。

【0045】

電力回路５００は、一次電力回路５０２を含む。図示するように、正極端子、負極端子、および接地端子を含む端子５１０を介して、電気が一次電力回路５０２に提供される。例えば、ＤＣバス３１０からのＤＣ電力は、端子５１０を介して一次電力回路５０２に提供される。

【0046】

一次電力回路５０２は、正極端子に結合された第１のヒューズ（Ｆ１）５１２と、負極端子に接続された第２のヒューズ（Ｆ２）５１４とをさらに含む。電流は、端子５１０の正極（ＰＯＳ）および負極（ＮＥＧ）端子から第１のヒューズ（Ｆ１）５１２および第２のヒューズ（Ｆ２）５１４にそれぞれ流れる。一次電力回路５０２は、第１のソフトスタートコンタクタ（ＫＳＳ１）用のＤＣコンタクタ５２１、第２のソフトスタートコンタクタ（ＫＳＳ２）用のＤＣコンタクタ５２２、放電コンタクタ（ＫＤＩＳ）用のＤＣコンタクタ５２４、正極コンタクタ（ＫＰＯＳ）用のＤＣコンタクタ５２６、および負極コンタクタ（ＫＮＥＧ）用のＤＣコンタクタ５２８を含む、複数のコンデンサをさらに含む。ソフトスタートコンタクタ用のＤＣコンタクタ５２１および５２２は、スーパーコンデンサ５４０の充電のソフトスタートを可能にする。

【0047】

一次電力回路５０２は、図示するように、端子５４８を介して一次電力回路５０２の残りの部分に結合する、第１のスーパーコンデンサ５４１および第２のスーパーコンデンサ５４２を含むスーパーコンデンサ５４０をさらに含む。電流は、対応するコンタクタが閉じられるとコンデンサを通過することによって、端子５１０からスーパーコンデンサ５４０に流れる。スーパーコンデンサ５４１および５４２の各々は、例えば、高ＤＣ電圧下で作動するように直列に結合された少なくとも１６４個の４００Ｆ、２．７Ｖスーパーコンデンサを備えることができ、それにより各スーパーコンデンサ５４１および５４２の全体の容量は、４５０Ｖｄｃで２．４Ｆになる。

【0048】

一次電力回路５０２は、ＤＣコンタクタ５２６と並列に位置決めされた抵抗器（Ｒｐ）５３１と、ＤＣコンタクタ５２８と並列に位置決めされた抵抗器（Ｒｎ）５３２とをさらに含む。抵抗器（Ｒｐ）５３１と並んで、一次電力回路５０２は、インダクタ（Ｌｐｓ）５６２と直列に位置決めされた抵抗器（Ｒｐｓ）５６１をさらに含み、これらは両方ともＤＣコンタクタ（ＫＳＳＰ）５６３と並列である。同様に、抵抗器（Ｒｎ）５３２と並んで、一次電力回路５０２は、インダクタ（Ｌｎｓ）５７２と直列の抵抗器（Ｒｎｓ）５７１をさらに含み、これらは両方ともＤＣコンタクタ（ＫＳＳＮ）５７３と並列である。正極および負極側の抵抗器５６１および５７１、インダクタ５６２および５７２、ならびにコンタクタ５６３および５７３の構成は、スーパーコンデンサ５４１および５４２の予期しない開回路の場合に、追加の保護をスーパーコンデンサ５４０に提供する。例示的な例として、抵抗器５６１および５７１は、１０００Ωの抵抗器を備えてもよく、一方でインダクタ５６２および５７２は、１ｍＨのインダクタを備え、遅延時間を提供する。例えば、ソフトスタートコンタクタＫＳＳ１およびＫＳＳ２が閉じてスーパーコンデンサ５４０を充電しているが、スーパーコンデンサの脚が壊れているため開回路が生じているとき、ＤＣ電圧が高いと、スーパーコンデンサ５４１および５４２の電圧バランス回路が損傷する可能性がある。

【0049】

したがって、抵抗器５６１および５７１、ならびにインダクタ５６２および５７２は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）５９０がスーパーコンデンサ５４０を評価し、例えば、ジャンプ電圧が存在するかを決定することによって開回路があるかを決定する間、遅延時間を提供する。回路が適切に閉じている場合、ソフトスタートコンタクタは、最大２秒の遅延時間の後、抵抗器５６１および５７１、ならびにインダクタ５６２および５７２をバイパスする。場合によっては、図６に関して本明細書でさらに説明されるように、ＦＰＧＡリレーが回路内の電流の流れを防ぐために開く。電力回路５０２およびスーパーコンデンサ５４０の状態を監視および評価するために、ＦＰＧＡ５９０は、回路の電流を測定するために変流器（ＣＴ）５９２に結合される。ＦＰＧＡ５９０は、回路の電圧を測定するための電圧センサ５９４をさらに含む。ＣＴ５９２および電圧センサ５９４は、ＦＰＧＡ５９０がスーパーコンデンサ５４０の入力電流および端子電圧を監視することができるように、スーパーコンデンサ５４０の端子５４８に設けられる。ＦＰＧＡ５９０は、スーパーコンデンサ５４０に設けられたセンサ５９６にさらに結合され、スーパーコンデンサ５４０の温度および電圧バランスを測定する。スーパーコンデンサ５４１および５４２のいずれかのコンデンサの電圧が２．６Ｖなどの閾値を超えた場合、またはスーパーコンデンサ５４１および５４２のいずれかの温度が摂氏６５度などの温度閾値を超えた場合、次に本明細書でさらに説明されるＦＰＧＡリレーは、回路を保護するために直ちに開かれる。

【0050】

電力回路５００は、ファン回路５５０をさらに含む。ファン回路５５０は、電気をファン回路５５０に提供するための端子５５４、ならびにファンコンデンサ５５６と、少なくとも１つのファン５５２とを含む。図示の少なくとも１つのファン５５２は、抵抗器５３１の方に向けられ、空気を循環させ、したがってスーパーコンデンサ５４０の充電および放電中に抵抗器５３１を冷却するように構成される。充電および放電中に抵抗器５３２を冷却するために、少なくとも１つのファン５５２と同様に構成された第２のファンが設けられてもよいことを認識されたい。

【0051】

図６は、一実施形態による、スーパーコンデンサモジュールの例示的な制御回路６００の概略図を示す。制御回路６００は、例えば、スーパーコンデンサモジュール４００の、またはエネルギー蓄積装置３５０の制御回路４３０として実装されてもよい。

【0052】

制御回路６００は、例えば、ＤＣバス３１０に結合されるＤＣ電圧源６０２を含む。制御回路６００は、スイッチ６０８、スイッチ６１０、スイッチ６１１、スイッチ６１２、スイッチ６１４、スイッチ６１５、スイッチ６１７、スイッチ６１９、スイッチ６７１、スイッチ６７２、スイッチ６７３、スイッチ６７４、およびＦＰＧＡリレー６９０を含む、複数のスイッチをさらに含む。スイッチ６０８は、充電、オフ、および放電に対応する３つの位置を有する双極双投（ＤＰＤＴ）スイッチを備える。したがって、スイッチ６０８の位置は、例えば、スーパーコンデンサモジュール４００のスーパーコンデンサ４１０が充電している（充電）または放電している（放電）か、ならびに電流がスーパーコンデンサモジュール４００全体で停止されている（オフ）かを決定する。スイッチ６１０は、常閉（ｎ／ｃ）であるＫＸＧ Ａｕｘスイッチを備え、スイッチ６１１は、常開（ｎ／ｏ）であるＫＸＧ Ａｕｘスイッチを備える。

【0053】

スイッチ６１２は、放電コンタクタ（ＫＤＩＳ）に対応する常閉（ｎ／ｃ）スイッチを備える。スイッチ６１４は、２秒構成の常開（ｎ／ｏ）タイマスイッチ（Ｔ０）を備える。スイッチ６１５は、６分構成の常開（ｎ／ｏ）タイマスイッチ（Ｔ１）を備え、スイッチ６１９は、６分構成の常閉タイマスイッチを備える。スイッチ６１７は、１５分構成の常閉タイマスイッチ（Ｔ２）を備え、１５分間でスーパーコンデンサを放電するための放電ＡＣリレー６３８と一列に配置される。スイッチ６７１は、第１のソフトスタートコンタクタ（ＫＳＳ１）用の常閉スイッチを備え、スイッチ６７２は、第２のソフトスタートコンタクタ（ＫＳＳ２）用の常閉スイッチを備え、スイッチ６７３は、正極コンタクタ（ＫＰＯＳ）用の常閉スイッチを備え、スイッチ６７４は、負極コンタクタ（ＫＮＥＧ）用の常閉スイッチを備える。

【0054】

上述のように、スーパーコンデンサモジュールのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）は、スーパーコンデンサの電流および電圧を測定し、開回路を示すジャンプ電圧があるかどうかを決定する。ＦＰＧＡがスーパーコンデンサ上で開回路を見つけた場合、次にＦＰＧＡスイッチまたはリレー６９０は、回路を通る電流の流れを防ぐために開いたままになるように構成される。場合によっては、ＦＰＧＡスイッチ６９０が閉じ、電流が流れることを可能にする。

【0055】

制御回路６００は、第１のソフトスタートコンタクタ（ＫＳＳ１）用のＡＣリレー６３１、第２のソフトスタートコンタクタ（ＫＳＳ２）用のＡＣリレー６３２、第０のタイマスイッチ（Ｔ０）用のＡＣリレー６３３、正極ソフトスタートコンタクタ（ＫＳＳＰ）用のＡＣリレー６３４、負極ソフトスタートコンタクタ（ＫＳＳＮ）用のＡＣリレー６３５、第１のタイマスイッチ（Ｔ１）用のＡＣリレー６３６、ファンコンタクタ（ＫＦＡＮ）用のＡＣリレー６３７、正極コンタクタ（ＫＰＯＳ）用のＡＣリレー６３８、負極コンタクタ（ＫＮＥＧ）用のＡＣリレー６３９、第２のタイマスイッチ（Ｔ２）用のＡＣリレー６４０、および放電コンタクタ（ＫＤＩＳ）用のＡＣリレー６４１を含む、複数のＡＣリレーをさらに含む。制御回路６００は、第１の抵抗器（Ｒ１）６２１、第２の抵抗器（Ｒ２）６２２、第３の抵抗器（Ｒ３）６２３、および第４の抵抗器（Ｒ４）６２４を含む、複数の抵抗器をさらに含む。

【0056】

制御回路６００は、制御回路６００がオンであることを示すために制御回路６００に位置決めされた緑色ＬＥＤ６６１、スーパーコンデンサ４１０が充電していることを示すために制御回路６００に位置決めされた黄色ＬＥＤ６６２、スーパーコンデンサ４１０が充電されたことを示すために制御回路６００に位置決めされた緑色ＬＥＤ６６３、およびスーパーコンデンサ４１０が放電していることを示すために制御回路６００に位置決めされた赤色ＬＥＤ６６４を含む、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）をさらに含む。

【0057】

制御回路６００は、電流の流れを放電回路および充電回路からＡＣリレー６３４に向けるための第１の対のダイオード６８１、ならびに電流を放電回路および充電回路からＡＣリレー６３５に向けるための第２の対のダイオード６８２を含むダイオードをさらに含む。制御回路６００は、電流を放電回路からファンのＡＣリレー６３７に向けるためのダイオード６８３、ならびに電流を充電回路からＡＣリレー６３７に向けるためのダイオード６８４をさらに含み、それにより１つまたは複数のファン４４０は、例えば、スーパーコンデンサ４１０が充電または放電しているとき、作動されてスーパーコンデンサモジュール４００の構成要素を冷却することができる。

【0058】

エネルギー蓄積装置３５０またはスーパーコンデンサモジュール４００など、本明細書で説明されるエネルギー蓄積装置またはスーパーコンデンサモジュールが、撮像システムのエネルギー要件の達成をどのように支援するかを例示するために、図７は、一実施形態による、撮像システム２００などの撮像システムの、Ｘ線管３２２またはＸ線源１０４などのＸ線管の例示的な電力消費７０２を示すグラフ７００を示す。グラフ７００は、秒（ｓ）で測定されたＸ線管の露出期間の関数として、キロワット（ｋＷ）で測定された電力を図示する。例えば、ＰＤＵ３０５などのＰＤＵの出力電力限界７０５は、例示的かつ非限定的な例として、９０ｋＷに制限され得る。グラフ７００の影付きの領域は、経時的なＸ線管の電力消費７０２を図示する。

【0059】

図示するように、Ｘ線管の電力消費７０２は、露出の期間が増加するにつれて減少する。ＰＤＵは出力電力限界７０５まで電力を提供することが可能であるので、電力消費７０２の領域７０７は、ＰＤＵによって提供される。しかし、露出中の最初に、電力消費７０２は、ＰＤＵの出力電力限界７０５を超える可能性がある。例えば、図示するように、電力消費７０２は、露出の最初の２秒間、出力電力限界７０５を超える。したがって、領域７０７に対応する電力は、上述のようにスーパーコンデンサモジュールのスーパーコンデンサによって提供される。電力消費７０２が最初に出力電力限界７０５を超える可能性があることを考えると、スーパーコンデンサモジュールの応答速度は、必要なときに追加の電力７１０を提供することができるように高速でなければならない。本明細書で説明されるスーパーコンデンサモジュールは、そのような追加の電力を提供するために必要な高速応答を達成する。

【0060】

図８は、一実施形態による、スーパーコンデンサモジュール４００またはエネルギー蓄積装置３５０などのスーパーコンデンサモジュールがある場合とない場合の、ＰＤＵ３０５などのＰＤＵの例示的な電力性能を示す一連のグラフ８００を示す。一連のグラフ８００は、アンペア（Ａ）で測定されたＤＣ出力電流の関数として、ボルト（Ｖ）で測定されたＤＣ出力電圧の第１のグラフ８１０、ならびにＤＣ出力電流の関数としてのＤＣ出力電力の第２のグラフ８２０と、ＤＣ出力電流の関数としてのＤＣ入力電力の第３のグラフ８３０とを含む。

【0061】

第１のグラフ８１０は、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵの出力電圧８１２のプロットと、スーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵの出力電圧８１４のプロットとを含む。特に、第１のグラフ８１０は、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵのＤＣ降下電圧が、同じＤＣ出力電流でスーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵよりも低いことを示す。第２のグラフ８２０は、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵの出力電力８２２のプロットと、スーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵの出力電力８２４のプロットとを含む。したがって、第２のグラフ８２０は、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵの出力電力８２２が、同じＤＣ出力電流でスーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵの出力電力８２４よりも大きいことを示す。第３のグラフ８３０は、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵの入力電力８３２のプロットと、スーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵの入力電力８３４のプロットとを含む。第３のグラフ８３０は、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵが、同じＤＣ出力電流でスーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵよりも低い入力電力を必要とすることを示す。

【0062】

図示するように、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵの出力電圧８１２は、すべての出力電流にわたってスーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵの出力電圧８１４よりも高い。同様に、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵの出力電力８２２は、すべての出力電流にわたってスーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵの出力電力８２４よりも大きいが、スーパーコンデンサモジュールによる出力電力の相対的な増加は、出力電流が高いほど大きくなる。特に、スーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵの入力電力８３２は、すべての出力電流にわたってスーパーコンデンサモジュールを有さないＰＤＵの入力電力８３４よりも大幅に低くなっている。したがって、本明細書で説明されるスーパーコンデンサモジュールを有するＰＤＵの使用は、高電力Ｘ線発生システムを備えた撮像システムの場合、病院または他の撮像場所の電気ユーティリティをアップグレードする必要性を排除する。

【0063】

図９は、一実施形態による、一連のグラフ９００の左側に示す、スーパーコンデンサモジュールがない第１の露出９０２、および一連のグラフ９００の右側に示す、スーパーコンデンサモジュールがある第２の露出９０４の例示的な電気測定値を示す一連のグラフ９００を示す。図示するように、スーパーコンデンサモジュールがない第１の露出９０２は、時間ｔ１から時間ｔ２まで発生し、スーパーコンデンサモジュールがある第２の露出９０４は、時間ｔ３から時間ｔ４まで発生する。露出９０２と９０４の両方の期間は同じであり、したがって露出９０２と９０４の両方について、Δｔ＝ｔ２－ｔ１＝ｔ４－ｔ３となる。一連のグラフ９００は、経時的なＤＣ電圧９１２のプロットを図示する第１のグラフ９１０と、経時的なＤＣ出力電流９２２のプロットを図示する第２のグラフ９２０と、経時的な出力電力９３２のプロットを図示する第３のグラフ９３０と、経時的なスーパーコンデンサ電圧９４２のプロット、スーパーコンデンサ充電状態パーセンテージ（ＳＯＣ％）９４４のプロット、およびスーパーコンデンサ電流９４６のプロットを図示する第４のグラフ９４０とを含む。

【0064】

図示するように、ＤＣ出力電流９２２および出力電力９３２は、第１の露出９０２と第２の露出９０４の両方について同じである。しかし、電圧９１２によって図示される電圧降下は、スーパーコンデンサのために、第１の露出９０２よりも第２の露出９０４の方が低い。第２の露出９０４のより低い電圧降下は、本明細書で説明されるスーパーコンデンサモジュールがない場合と比較して、スーパーコンデンサモジュールの使用からのより高い効率を示す。また、スーパーコンデンサモジュールによる第２の露出９０４の低い電圧降下は、Ｘ線管用のＸ線発生器に対してより良好でより安定した性能を提供する。

【0065】

図１０は、一実施形態による、スーパーコンデンサモジュールを制御するための例示的な方法１０００を示す高レベルのフローチャートを示す。特に、方法１０００は、上述のように構成された、エネルギー蓄積装置３５０またはスーパーコンデンサモジュール４００などのスーパーコンデンサモジュールを制御することに関する。方法１０００は、１００５で開始する。１００５において、方法１０００は、スーパーコンデンサモジュール４００の制御スイッチ４５０などの制御スイッチの位置を評価する。上述したように、制御スイッチ４５０は、スーパーコンデンサ４１０を充電するように構成された第１のオン位置、スーパーコンデンサモジュール４００の回路への電気の流れを切断するように構成されたオフ位置、およびスーパーコンデンサ４１０を放電するように構成された第２のオン位置などの３つの位置を含むことができる。

【0066】

１０１０において、方法１０００は、制御スイッチが充電に設定されているかどうかを決定する。制御スイッチが充電に設定されている場合（「ＹＥＳ」）、方法１０００は、１０１５に続く。１０１５において、方法１０００は、電流をスーパーコンデンサ４１０に提供してスーパーコンデンサ４１０を充電する。１０２０において、方法１０００は、閾値時間が経過したかを決定する。方法１０００は、制御回路６００のタイマスイッチ６１５などの制御回路４３０のタイマスイッチに基づいて、閾値時間が経過したかどうかを決定することができる。閾値時間は、入力電流に基づいてスーパーコンデンサを全容量まで充電するための時間量に基づいて、事前に決定され得る。いくつかの例では、閾値時間は、例示的かつ非限定的な例として、６分または７分であり得る。閾値時間が経過していない場合（「ＮＯ」）、方法１０００は、１０１５で電流をスーパーコンデンサに提供し続ける。閾値時間が経過すると（「ＹＥＳ」）、スーパーコンデンサが充電され、方法１０００は、１０２５に続く。１０２５において、方法１０００は、スーパーコンデンサへの電流を停止する。その後、方法１０００は戻る。

【0067】

１０１０を再び参照すると、制御スイッチが充電に設定されていない場合（「ＮＯ」）、方法１０００は、１０３０に続く。１０３０において、方法１０００は、制御スイッチが放電に設定されているかどうかを決定する。制御スイッチが放電に設定されている場合（「ＹＥＳ」）、方法１０００は、１０３５に続く。１０３５において、方法１０００は、放電回路を作動させてスーパーコンデンサを放電する。放電回路は、例えば、スーパーコンデンサの放電に関する制御回路６００の構成要素を備えることができる。そのために、例えば、放電コンタクタ用のスイッチ６１２を開いて、スーパーコンデンサの放電を作動させることができる。スイッチ６１７などのタイマスイッチは、１５分などの閾値放電時間後に開き、スーパーコンデンサが放電されると、スーパーコンデンサの放電を自動的に停止することができる。制御回路６００のＬＥＤは、放電が行われていること、ならびに放電が完了したことをユーザに示すように構成され得る。その後、方法１０００は戻る。

【0068】

しかし、制御スイッチが放電に設定されていない場合（「ＮＯ」）、制御スイッチがオフに設定されておりアクションが取られないため、方法１０００は、１０４０に続く。その後、方法１０００は戻る。

【0069】

したがって、エネルギー蓄積装置３５０は、制御スイッチ４５０を介して手動で制御され得る。制御スイッチ４５０が充電に設定されると、エネルギー蓄積装置３５０は、エネルギー蓄積装置３５０のスーパーコンデンサ４１０を充電し、さらに、Ｘ線発生器３２０およびＸ線管３２２の所望の電力がＰＤＵ３０５の最大電力出力を超えると、スーパーコンデンサ４１０の蓄積された電気エネルギーをＤＣバス３１０に直接出力する。制御スイッチ４５０が放電に設定されると、エネルギー蓄積装置３５０は、ＤＣバス３１０に結合されたＤＣ負荷に電力を供給することなくスーパーコンデンサ４１０を放電する。制御スイッチ４５０がオフに設定されると、エネルギー蓄積装置３５０は、エネルギー蓄積装置の回路への、および回路からの電流の流れを可能にしない。

【0070】

したがって、撮像システムに電力を供給するための装置、システム、および方法が提供される。一実施形態では、システムは、直流（ＤＣ）バスと、ＤＣバスに結合されたＸ線源と、入力が三相交流（ＡＣ）源に結合され、出力がＤＣバスに結合された配電ユニット（ＰＤＵ）と、スーパーコンデンサを備えるエネルギー蓄積装置であって、ＤＣバスに結合され、ＰＤＵによって出力された電気エネルギーをスーパーコンデンサに蓄積し、蓄積された電気エネルギーをＸ線源に電力を供給するためにＤＣバスに直接出力するように構成されるエネルギー蓄積装置とを備える。

【0071】

システムの一例では、エネルギー蓄積装置は、少なくともＸ線源の露出の初期期間中に蓄積された電気エネルギーをＤＣバスに出力し、ＰＤＵがＸ線源に電力を供給するのを支援する。第１の例を任意選択で含むシステムの第２の例では、エネルギー蓄積装置は、スーパーコンデンサを徐々に充電するためのソフトスタートコンデンサで構成された電力回路をさらに備える。第１および第２の例の１つまたは複数を任意選択で含むシステムの第３の例では、エネルギー蓄積装置は、スーパーコンデンサを含む少なくとも２つのスーパーコンデンサを備える。第１～第３の例の１つまたは複数を任意選択で含むシステムの第４の例では、スーパーコンデンサは、エネルギー蓄積装置の正極コンタクタが接続されると電気エネルギーを蓄積し、少なくとも２つのスーパーコンデンサの第２のスーパーコンデンサは、エネルギー蓄積装置の負極コンタクタが接続されると電気エネルギーを蓄積する。第１～第４の例の１つまたは複数を任意選択で含むシステムの第５の例では、エネルギー蓄積装置は、蓄積された電気エネルギーをＤＣバスに提供することなく、スーパーコンデンサから蓄積された電気エネルギーを放電するように構成された放電回路を備える。第１～第５の例の１つまたは複数を任意選択で含むシステムの第６の例では、エネルギー蓄積装置は、充電位置、オフ位置、および放電位置で構成された制御スイッチをさらに備え、エネルギー蓄積装置は、充電位置に位置決めされた制御スイッチに応じて電気エネルギーをスーパーコンデンサに蓄積し、放電位置に位置決めされた制御スイッチに応じて放電回路を作動させ、オフ位置に位置決めされた制御スイッチに応じてエネルギー蓄積装置内の電流の流れを無効にするように構成される。第１～第６の例の１つまたは複数を任意選択で含むシステムの第７の例では、エネルギー蓄積装置は、スーパーコンデンサの充電および放電中にエネルギー蓄積装置の１つまたは複数の抵抗器を選択的に冷却するように構成された少なくとも１つのファンをさらに備える。第１～第７の例の１つまたは複数を任意選択で含むシステムの第８の例では、エネルギー蓄積装置は、ＤＣ電力を伝送するためのコンバータを含まない。第１～第８の例の１つまたは複数を任意選択で含むシステムの第９の例では、エネルギー蓄積装置は、Ｘ線源の所望の入力電力がＰＤＵの出力限界を超えると、蓄積された電気エネルギーをＤＣバスに出力する。第１～第９の例の１つまたは複数を任意選択で含むシステムの第１０の例では、システムは、Ｘ線源を制御するためにＸ線源およびＤＣバスに結合されたＸ線発生器をさらに備え、Ｘ線源は、Ｘ線発生器を介してＤＣバスに結合される。

【0072】

別の実施形態では、撮像システムのための装置は、電気エネルギーを受信および出力するために撮像システムの直流（ＤＣ）バスに結合された少なくとも正極端子および負極端子を含む電気端子と、少なくとも１つのスーパーコンデンサであって、少なくとも１つのスーパーコンデンサは、ＤＣバスから電気端子によって受信された電気エネルギーを蓄積するように構成され、蓄積された電気エネルギーをＤＣバスに直接出力し、ＤＣ源が撮像システムのＸ線源に電力を供給するのを支援するように構成される少なくとも１つのスーパーコンデンサとを備える。

【0073】

装置の第１の例では、装置は、少なくとも１つのスーパーコンデンサを制御および電力を供給するように構成された回路をさらに備え、回路は、少なくとも１つのスーパーコンデンサを徐々に充電するためのソフトスタートコンデンサを含む。第１の例を任意選択で含む装置の第２の例では、回路は、Ｘ線源に電力を供給することなく、少なくとも１つのスーパーコンデンサを選択的に放電するようにさらに構成される。第１および第２の例の１つまたは複数を任意選択で含む装置の第３の例では、装置は、少なくとも１つのスーパーコンデンサの充電および放電中に回路の１つまたは複数の構成要素を選択的に冷却するように構成されたファンをさらに備える。第１～第３の例の１つまたは複数を任意選択で含む装置の第４の例では、少なくとも１つのスーパーコンデンサは、Ｘ線源の所望の電力がＤＣ源の最大出力電力を超えると、蓄積された電気エネルギーをＤＣバスに直接出力するように構成される。第１～第４の例の１つまたは複数を任意選択で含む装置の第５の例では、装置は、少なくとも１つのスーパーコンデンサを保護するように構成された回路をさらに含み、回路は、電流トランスデューサセンサと、電圧センサと、少なくとも１つのスーパーコンデンサの温度および電圧バランスを測定するように構成された少なくとも１つのセンサと、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）とを含む。第１～第５の例の１つまたは複数を任意選択で含む装置の第６の例では、ＦＰＧＡは、少なくとも１つのスーパーコンデンサの温度、少なくとも１つのスーパーコンデンサの電圧バランス、少なくとも１つのスーパーコンデンサの入力電圧、および少なくとも１つのスーパーコンデンサの電流を監視するように構成され、温度、電圧バランス、入力電圧、および電流の１つまたは複数がそれぞれの閾値設定に関して所定の条件を満たさない場合、ＦＰＧＡは、少なくとも１つのスーパーコンデンサの充電を防ぐように構成される。

【0074】

さらに別の実施形態では、撮像システムのための方法は、直流（ＤＣ）バスに結合されたエネルギー蓄積装置の少なくとも１つのスーパーコンデンサを、ＤＣバスに結合された配電ユニット（ＰＤＵ）によって交流（ＡＣ）から変換された電気エネルギーで充電することと、少なくとも１つのスーパーコンデンサに蓄積された電気エネルギーをＤＣバスに直接出力し、ＰＤＵの最大電力出力を超えるＸ線源の所望の電力入力に応じてＤＣバスに結合された撮像システムのＸ線源に電力を供給することとを含む。

【0075】

方法の第１の例では、方法は、Ｘ線源の所望の電力入力がＰＤＵの最大電力出力を下回ると、ＰＤＵのみでＸ線源に電力を供給することをさらに含む。第１の例を任意選択で含む方法の第２の例では、少なくとも１つのスーパーコンデンサを充電することは、ソフトスタート回路を用いて、少なくとも１つのスーパーコンデンサを徐々に充電することを含む。第１および第２の例の１つまたは複数を任意選択で含む方法の第３の例では、方法は、放電位置に位置決めされたエネルギー蓄積装置の制御スイッチに応じて少なくとも１つのスーパーコンデンサを放電することをさらに含む。第１～第３の例の１つまたは複数を任意選択で含む方法の第４の例では、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）は、少なくとも１つのスーパーコンデンサの温度、少なくとも１つのスーパーコンデンサの電圧バランス、少なくとも１つのスーパーコンデンサの入力電圧、および少なくとも１つのスーパーコンデンサの電流を監視し、温度、電圧バランス、入力電圧、および電流の１つまたは複数がそれぞれの閾値設定に関して所定の条件を満たさない場合、ＦＰＧＡは、少なくとも１つのスーパーコンデンサの充電を防ぐように構成される。

【0076】

本明細書で使用する場合、単数形で列挙され、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という単語に続けられる要素またはステップは、除外することが明示的に述べられない限り、複数の前記要素またはステップを除外しないと理解されたい。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、列挙された特徴をも組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図しない。さらに、明示的に反対の記載がない限り、特定の性質を有する要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その性質を有さない追加のそのような要素を含むことができる。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこにある（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれの用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「その（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の明示的な均等物として使用される。さらに、「第１の」、「第２の」、および「第３の」などの用語は、単にラベルとして使用され、それらの物体に数値的要件または特定の位置的順序を課すことを意図しない。

【0077】

本明細書は、最良の態様を含めて本発明を開示すると共に、いかなる当業者も、任意のデバイスまたはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実施を含め、本発明を実施することを可能にするために実施例を使用する。本明細書で提供される実施例は医療用途に関連しているが、本開示の範囲は、産業、生物医学、および他の分野での非破壊試験をカバーする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されると共に、当業者に想起される他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的な差のない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図されている。

【符号の説明】

【0078】

１００ コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム
１０２ ガントリ
１０４ Ｘ線源
１０６ Ｘ線放射線、Ｘ線、Ｘ線ビーム
１０８ 検出器アレイ
１１０ 画像プロセッサユニット
１１２ 対象
２００ 撮像システム
２０２ 検出器素子
２０４ 対象
２０６ 回転中心
２０８ 制御機構
２１０ Ｘ線コントローラ
２１２ ガントリモータコントローラ
２１４ データ取得システム（ＤＡＳ）
２１６ コンピューティングデバイス
２１８ 記憶デバイス
２２０ オペレータコンソール
２２４ 画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）
２２６ テーブルモータコントローラ
２２８ テーブル
２３０ 画像再構成器
２３２ ディスプレイ
３００ システム
３０２ 三相ＡＣ幹線またはＡＣ電源
３０５ 配電ユニット（ＰＤＵ）
３１０ ＤＣバス
３２０ Ｘ線発生器
３２２ Ｘ線管
３３０ ガントリ電力モジュール
３３２ 回転ＣＴガントリ
３５０ エネルギー蓄積装置
４００ スーパーコンデンサモジュール、スーパーコンデンサ
４１０ スーパーコンデンサ
４２０ 電力回路
４３０ 制御回路
４４０ ファン
４５０ 制御スイッチ
４８０ ハウジング
５００ 電力回路
５０２ 一次電力回路
５１０ 端子
５１２ 第１のヒューズ（Ｆ１）
５１４ 第２のヒューズ（Ｆ２）
５２１ ＤＣコンタクタ
５２２ ＤＣコンタクタ
５２４ ＤＣコンタクタ
５２６ ＤＣコンタクタ
５２８ ＤＣコンタクタ
５３１ 抵抗器（Ｒｐ）
５３２ 抵抗器（Ｒｎ）
５４０ スーパーコンデンサ
５４１ 第１のスーパーコンデンサ
５４２ 第２のスーパーコンデンサ
５４８ 端子
５５０ ファン回路
５５２ ファン
５５４ 端子
５５６ ファンコンデンサ
５６１ 抵抗器（Ｒｐｓ）
５６２ インダクタ（Ｌｐｓ）
５６３ ＤＣコンタクタ（ＫＳＳＰ）
５７１ 抵抗器（Ｒｎｓ）
５７２ インダクタ（Ｌｎｓ）
５７３ ＤＣコンタクタ（ＫＳＳＮ）
５９０ フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）
５９２ 変流器（ＣＴ）
５９４ 電圧センサ
５９６ センサ
６００ 制御回路
６０２ ＤＣ電圧源
６０８ スイッチ
６１０ スイッチ
６１１ スイッチ
６１２ スイッチ
６１４ スイッチ
６１５ スイッチ、タイマスイッチ
６１７ スイッチ
６１９ スイッチ
６２１ 第１の抵抗器（Ｒ１）
６２２ 第２の抵抗器（Ｒ２）
６２３ 第３の抵抗器（Ｒ３）
６２４ 第４の抵抗器（Ｒ４）
６３１ ＡＣリレー
６３２ ＡＣリレー
６３３ ＡＣリレー
６３４ ＡＣリレー
６３５ ＡＣリレー
６３６ ＡＣリレー
６３７ ＡＣリレー
６３８ 放電ＡＣリレー
６３９ ＡＣリレー
６４０ ＡＣリレー
６４１ ＡＣリレー
６６１ 緑色ＬＥＤ
６６２ 黄色ＬＥＤ
６６３ 緑色ＬＥＤ
６６４ 赤色ＬＥＤ
６７１ スイッチ
６７２ スイッチ
６７３ スイッチ
６７４ スイッチ
６８１ 第１の対のダイオード
６８２ 第２の対のダイオード
６８３ ダイオード
６８４ ダイオード
６９０ ＦＰＧＡリレー、ＦＰＧＡスイッチ
７００ グラフ
７０２ 電力消費
７０５ 出力電力限界
７０７ 電力消費の領域
７１０ 追加の電力
８００ 一連のグラフ
８１０ 第１のグラフ
８１２ 出力電圧
８１４ 出力電圧
８２０ 第２のグラフ
８２２ 出力電力
８２４ 出力電力
８３０ 第３のグラフ
８３２ 入力電力
８３４ 入力電力
９００ 一連のグラフ
９０２ 第１の露出
９０４ 第２の露出
９１０ 第１のグラフ
９１２ ＤＣ電圧
９２０ 第２のグラフ
９２２ ＤＣ出力電流
９３０ 第３のグラフ
９３２ 出力電力
９４０ 第４のグラフ
９４２ スーパーコンデンサ電圧
９４４ スーパーコンデンサ充電状態パーセンテージ（ＳＯＣ％）
９４６ スーパーコンデンサ電流
１０００ 方法
１００５ フローチャート
１０１０ フローチャート
１０１５ フローチャート
１０２０ フローチャート
１０２５ フローチャート
１０３０ フローチャート
１０３５ フローチャート
１０４０ フローチャート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】