JP6849521B2 - Ｘ線システムおよびｘ線管検査方法 - Google Patents

Description

この出願の実施形態は、Ｘ線システムおよびＸ線システムで用いられるＸ線管の検査方法に関する。

Ｘ線システムは、医用（診断／治療）、工業用非破壊検査、材料分析など、多くの用途に利用される。Ｘ線システムで用いられるＸ線管は、陽極ターゲットに陰極フィラメントからの電子ビームを衝突させてＸ線を発生する構成となっている。

Ｘ線管では、管電流（ターゲットに衝突する電子ビームに対応）の元となる熱電子をフィラメントの加熱により得ている。フィラメントの加熱は、適切な電流をフィラメントに流すことで行われる。Ｘ線管の実使用時間の累積等によりフィラメントの熱電子放出能力（エミッション）が低下し、あるいはＸ線管の管球内真空度が低下すると、管電流が適正範囲外に減少して必要なＸ線出力が得られなくなる。

管電流を監視してフィラメント電流を制御するＸ線管自動較正システム（特許文献１参照）や、Ｘ線照射異常を検出する消費電流モニタリングシステム（特許文献２参照）は従来から存在する。しかし、これらのシステムには、管電流とフィラメント電流の関係が適正な範囲にあるか否かを検査する機能はない。

特開平４−２２９９３７号公報 特開２０１２−２３８４１６号公報

Ｘ線管の実使用時間の累積に伴うフィラメントのやせ細りやＸ線管の管球内真空度低下が進行して管電流が低下しても、フィラメント電流を増やすことで管電流の低下を補填しつつ、そのままＸ線管を使い続けてしまうことがある。その場合、最後にはフィラメント断線または管内放電多発によりＸ線管が不良となって、Ｘ線システムが使用不可能となる。そうなるとＸ線管の管球交換による修理となるが、管球交換までの期間、Ｘ線システムが使えなくなるという支障をきたす。

実施形態に係るＸ線システムは、管電流に応じたフィラメント電流が流れるフィラメントを持つＸ線管と、前記フィラメント電流を監視するフィラメント電流監視手段と、前記管電流を監視する管電流監視手段と、Ｘ線曝射時における前記管電流が所定の設定幅に収まっているかどうかを検査する検査手段を備えている。

このＸ線システムでは、管電流およびフィラメント電流を常時（または定期的に）監視（モニタリング）し、管電流が適正範囲内にあるか否かを適宜判断する。この判断結果に基づいて、Ｘ線管の管球寿命を予測することができる。

図１は、一実施の形態に係るＸ線管の「フィラメント電流対管電流」の関係を説明する図である。 図２は、一実施の形態に係るＸ線システム（シングルフィラメントＸ線管使用）の要部構成を説明する図である。 図３は、他の実施の形態に係るＸ線システム（ダブルフィラメントＸ線管使用）の要部構成を説明する図である。 図４は、図３のＸ線システムで利用可能なダブルフィラメントＸ線管の一例を説明する図である。 図５は、図３のＸ線システムで利用可能なダブルフィラメントＸ線管の他例を説明する図である。 図６は、図２または図３のＸ線システムの動作例を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係るＸ線システムおよびＸ線管検査方法を説明する。なお、以下の説明中で挙げた数値は単なる例示であり、本願の実施形態を束縛するものではない。

図１は、一実施の形態に係るＸ線管の「フィラメント電流Ｉｆ（Ａ）対管電流Ｉａ（ｍＡ）」の関係を説明する図である。この図において、実線カーブＣ０は該当Ｘ線管の代表特性を示す（カーブＣ０は、定格フィラメント電流Ｉｆ０において管電流がＩａ０になることを示している）。上側破線カーブＣ１は、同Ｘ線管の稼動許容範囲内において、同一フィラメント電流でも管電流が大き目になる場合を例示している（カーブＣ１は、定格フィラメント電流Ｉｆ０において管電流がＩａ０より大きいＩａ１になることを示している）。下側破線カーブＣ２は、同Ｘ線管の稼動許容範囲内において、同一フィラメント電流でも管電流が小さ目になる場合を例示している（カーブＣ２は、定格フィラメント電流Ｉｆ０において管電流がＩａ０より小さいＩａ２になることを示している）。なお、フィラメント材としては、タングステンやトリウムタングステンなどを用いることができる。

ここで、フィラメント電流と管電流の関係が図１の上下破線Ｃ１、Ｃ２で囲まれた領域にある場合に、Ｘ線管の正常稼動が保証されるものとする。図１のようなグラフは、通常、Ｘ線管の仕様書（または製品カタログ）などから知ることができる。

図１に例示するように、ある管電圧（例えば陽極〜フィラメント間で１００ｋＶ〜１５０ｋＶ）において、フィラメント電流Ｉｆを大きくしていくとそれに伴い管電流Ｉａも大きくなっていく。例えば、新品のＸ線管のフィラメント電流対管電流特性が図１のカーブＣ０に該当し、フィラメント電流Ｉｆ０が４Ａのときに管電流Ｉａ０が４００ｍＡであると仮定してみる。この状態でフィラメント電流がＩｆ１（例えば３．９Ａ）に減ると、管電流もＩａ２（例えば３６０ｍＡ）に減る。同状態でフィラメント電流がＩｆ２（例えば４，１Ａ）に増えれば、管電流もＩａ１（例えば４４０ｍＡ）に増える。

上記では、フィラメント電流を定格（４Ａ）の±２．５％（±０．１Ａ）の範囲内で変えることにより管電流を低格（４００ｍＡ）の±１０％（±４０ｍＡ）の範囲に収めることができる場合を仮に示しており、その範囲内（図１の上下破線Ｃ１、Ｃ２で囲まれた領域内）では、Ｘ線管を正常に稼動させることができる。

一方、Ｘ線管の実使用時間の累積に伴い、フィラメントが消耗（蒸発）してフィラメントがやせ細ったり（フィラメントの線径が小さくなる）、Ｘ線管の真空度が悪化したりすると、管電流Ｉａは図１の上下破線Ｃ１、Ｃ２で囲まれた領域外（破線Ｃ２より下側の領域）にまで減少することがある。このような状況は、Ｘ線管が不良になる兆しであるが、短期間であれば、フィラメント電流ＩｆをＩｆ２よりも大きめに増やすことで、管電流Ｉａを図１のＩａ１〜Ｉａ２の間に戻すことができる。

しかし、小さくなった管電流（Ｉａ２未満）を本来の大きさ（Ｉａ０）に戻そうとしてフィラメント電流Ｉｆをどんどん増やし続けると、フィラメントの消耗進行が加速され、間もなくフィラメントは断線してしまう（結果、Ｘ線システムが使用不能となる）。

また、やせ細ったフィラメントを使用していると、フィラメント電流をフィラメントが断線する直前まで増やしても、管電流を本来の大きさ（Ｉａ０）に戻すことができなくなることもある（結果、必要なＸ線出力が得られなくなる）。

あるいは、真空度が悪化したＸ線管を使用していると、管内放電が多発してＸ線管が使用不能になることもある。

以上のことから、フィラメント電流Ｉｆを増やすことで管電流Ｉａを図１のＩａ１〜Ｉａ２の間に戻すことができる限界に近づいて来たら、Ｘ線管が不良になる（結果、Ｘ線システムが故障する）兆しである（あるいはＸ線管の寿命である）と判定できる。

上記「Ｘ線管が不良になる兆し（あるいはＸ線管の寿命）」の判定は、Ｘ線管の実働状態（Ｘ線曝射時）における管電流とフィラメント電流を常時（または定期的に）監視することで、可能となる。

図２は、一実施の形態に係るＸ線システム（シングルフィラメントＸ線管使用）の要部構成を説明する図である。図２のＸ線管装置１００は、Ｘ線管１０とフィラメント電源Ｖｆと高圧電源Ｖａを具備している。Ｘ線管１０のフィラメント（陰極）１０ｆは、フィラメント電源Ｖｆからの直流電流で点火される。Ｘ線管１０の陽極ターゲット１０ａと陰極フィラメント１０ｆの間には、高圧電源Ｖａから直流高圧が印加される。

なお、Ｘ線管１０は、回転陽極型でも固定陽極型でもよい。Ｘ線管の陽極〜陰極間に高圧（例えば１００ｋＶ〜１５０ｋＶ）を供給する高圧電源Ｖａは、陰極接地型（＋ｋＶ、０Ｖ）に限らず、陽極接地型（０Ｖ、−ｋＶ）でも中性点接地型（＋ｋＶ／２、０Ｖ、−ｋＶ／２）でもよい。

図２のＸ線システムは、フィラメント電流監視部２０、管電流監視部３０、管電流／フィラメント電流検査部４０、フィラメント電流変更部５０などを具備するフィラメント電流コントローラ１０００を、Ｘ線管装置１００のために有している。

Ｘ線管１０のフィラメント１０ｆを流れるフィラメント電流Ｉｆは、図示しない電流プローブにより検出される。検出されたフィラメント電流Ｉｆはフィラメント電流監視部２０に提供される。フィラメント電流監視部２０は、フィラメント１０ｆの端子電圧（Ｖｆ）を測定する電圧計（図示ぜず）も備えることができ、フィラメント電流Ｉｆと同時にフィラメント電圧も計測できる。これにより、フィラメント１０ｆの直流抵抗Ｒｆ（＝Ｖｆ／Ｉｆ）をリアルタイムで検出できる。

なお、点火時に高温（１０００℃以上）となっているフィラメント１０ｆの直流抵抗Ｒｆは、フィラメントのやせ細り方（フィラメント線の直径の減少度合い）に略比例して増加する。例えば新品時に線径ｄのフィラメント１０ｆの、点火時における直流抵抗がＲｆ（例えば１Ω）であるとする。すると、フィラメント１０ｆが消耗して線径ｄ／２になったときの同条件における直流抵抗Ｒｆ＊は、Ｒｆの略２倍（例えば約２Ω）になる。このことから、フィラメント１０ｆの直流抵抗Ｒｆの検出値の変化を常時見張っていれば、フィラメント１０ｆの消耗度合い（やせ細り方）をリアルタイムで監視できる。この消耗度合いがある限度を超えたら（特定のＸ線管について言えば、フィラメント抵抗Ｒｆのリアルタイム検出値が特定値を超えたら）、そのＸ線管は間もなく寿命を終えると、推定できる。ここで、Ｘ線管の寿命推定に利用できる「フィラメント抵抗Ｒｆの変化具合」は、同タイプのＸ線管の複数サンプルについて事前にデータを取っておくことができる。

Ｘ線管１０の陽極〜陰極間を流れる管電流Ｉａは、図示しない電流プローブにより検出される。検出された管電流Ｉａは管電流監視部３０に提供される。管電流監視部３０は、Ｘ線管１０の陽極〜陰極間電圧（Ｖａ）を測定する高圧電圧計（図示せず）も具備することができる。その場合は、管電流Ｉａと共に陽極〜陰極間電圧もリアルタイムで計測できる。

フィラメント電流監視部２０が監視（モニタリング）しているフィラメント電流Ｉｆの値および管電流監視部３０が監視（モニタリング）している管電流Ｉａの値は、管電流／フィラメント電流検査部４０に提供される。検査部４０を構成するマイクロコンピュータ（図示せず）は、図１のカーブＣ０、Ｃ１、およびＣ２に対応する情報を予め記憶している。この記憶情報は、監視対象となるＸ線管と同タイプのＸ線管の複数サンプルについて事前収集したデータに基づき作成できる。

管電流／フィラメント電流検査部４０は、「リアルタイムで監視されている管電流Ｉａとフィラメント電流Ｉｆの相互関係が図１の上側破線カーブＣ１と下側破線カーブＣ２の範囲内に収まっているならば、Ｘ線管１０は引き続き使用可能と判定する」機能（コンピュータプログラムの一部）４２を持つことができる。

管電流／フィラメント電流検査部４０は、「リアルタイムで監視されている管電流Ｉａとフィラメント電流Ｉｆの相互関係が図１の上側破線カーブＣ１と下側破線カーブＣ２の範囲内に収まっていないときは、Ｘ線管１０の寿命が来たものと判定し、コンソールなどにおいて管球寿命をユーザに通知する」機能（コンピュータプログラムの他部）４４を持つことができる。

管電流／フィラメント電流検査部４０は、「リアルタイムで監視されている管電流Ｉａとフィラメント電流Ｉｆの相互関係が図１の実線カーブＣ０からずれているときは、上下破線カーブＣ１、Ｃ２の範囲内であっても、管電流Ｉａが所定の値（例えばＩａ０の値）に極力近づくように、フィラメント電流変更部５０に指令を出す」機能を持つこともできる。

具体的には、フィラメント電流変更部５０は、リアルタイムで監視されている管電流Ｉａが所定の値（例えばＩａ０＝４００ｍＡ）よりも若干大きいとき（例えばＩａ＝４２０ｍＡ）はフィラメント電流Ｉｆを定格値（例えばＩｆ０＝４Ａ）から少し減らして（例えばＩｆ＝３．９５Ａ）管電流Ｉａを所定値（４００ｍＡ）に近づける。逆に、リアルタイムで監視されている管電流Ｉａが所定の値（例えばＩａ０＝４００ｍＡ）よりも若干小さいとき（例えばＩａ＝３８０ｍＡ）はフィラメント電流Ｉｆを定格値（例えばＩｆ０＝４Ａ）から少し増やして（例えばＩｆ＝４．０５Ａ）管電流Ｉａを所定値（４００ｍＡ）に近づける。

もし、リアルタイムで監視されている管電流Ｉａが所定の値（例えばＩａ０＝４００ｍＡ）よりも大分小さいとき（例えばＩａ＝３２０ｍＡ）はフィラメント電流Ｉｆを定格値（例えばＩｆ０＝４Ａ）から大目に増やして（例えばＩｆ＝４．２Ａ）管電流Ｉａを所定値（４００ｍＡ）に近づける。

ここで、リアルタイムで監視されている管電流Ｉａが所定の値（例えばＩａ０＝４００ｍＡ）よりも小さい（例えばＩａ＝３４０ｍＡ）場合において、フィラメント電流Ｉｆを定格値（例えばＩｆ０＝４Ａ）よりもかなり大目に増やさないと（例えばＩｆ＝５Ａ以上）管電流Ｉａを所定値（４００ｍＡ）に近づけることができない場合を考えてみる。（これは、フィラメントがやせ細って電子放出能力が低下し、および／または、Ｘ線管の真空度が落ちている場合などが想定される。）この場合、所定の管電流Ｉａ０を得るために行う「フィラメント電流Ｉｆの変更の程度」は明らかに大きい（Ｉｆは、例えば４Ａから５Ａ以上へ大幅に変更される）。このような場合、フィラメント電流Ｉｆの増加により所定の管電流Ｉａ（例えばＩａ０＝４００ｍＡ）が得られるようになったことから短期間はＸ線管１０の使用が可能であっても、間もなくＸ線管１０は使用不能になるであろうと推定できる。この場合は、図２の機能４２で「引き続き管球使用が可能」と判定しつつも、同時に、同図の機能４４で「間もなく管球寿命が来る」ことを通知できる。

図３は、他の実施の形態に係るＸ線システム（ダブルフィラメントＸ線管使用）の要部構成を説明する図である。この実施形態では、Ｘ線管装置１００内のＸ線管は、複数（ここでは２つ）のフィラメントを持っている。高圧電源Ｖａおよび陽極ターゲット１０ａは、２つのフィラメント１０ｆ１および１０ｆ２双方に対して使用される。（図３の図示では高圧電源Ｖａのマイナス側がフィラメント１０ｆ１にだけ接続されているが、これは高圧電源Ｖａのマイナス側回路がフィラメント１０ｆ１および１０ｆ２の電流路を短絡していないことを示すためである。フィラメント１０ｆ２が使用されるときは、図示しないが、高圧電源Ｖａのマイナス側がフィラメント１０ｆ２に接続される。）
２つのフィラメント１０ｆ１および１０ｆ２は、２つのフィラメント電源Ｖｆ１およびＶｆ２により別々に電流点火される。図３のＸ線管（ダブルフィラメント）１０のトータルフィラメントエミッションが図２のＸ線管（シングルフィラメント）１０と同じであるとすれば、図３のフィラメント１０ｆ１および１０ｆ２の合計フィラメント電力は図２のフィラメント１０ｆのフィラメント電力と略同じとなる。

フィラメント１０ｆ１および１０ｆ２夫々を流れるフィラメント電流Ｉｆ１およびＩｆ２と、夫々のフィラメント端子電圧は、フィラメント電圧監視部２０により監視される。また、高圧電源Ｖａを流れる管電流Ｉａは管電流監視部３０により監視される。

フィラメント１０ｆ１および１０ｆ２夫々の電流／電圧の監視結果は、フィラメント電圧監視部２０から管電流／フィラメント電流（およびフィラメント電圧）検査部４０へ、リアルタイムで提供される。管電流Ｉａの監視結果は、管電流監視部３０から管電流／フィラメント電流（およびフィラメント電圧）検査部４０へ、リアルタイムで提供される。

管電流／フィラメント電流（およびフィラメント電圧）検査部４０は、フィラメント１０ｆ１および１０ｆ２夫々の電圧値／電流値から、フィラメント１０ｆ１および１０ｆ２夫々の直流抵抗Ｒｆ１およびＲｆ２をリアルタイムで算出する。これらの抵抗Ｒｆ１およびＲｆ２の値が所定の上限を超えたら（例えば新品時１Ωであったものがフィラメントの消耗で２Ωを超えたら）間もなく当該Ｘ線管１０が寿命を迎えると推定できる。

また、リアルタイムで監視されている管電流Ｉａとフィラメント電流Ｉｆ１および／またはフィラメント電流Ｉｆ２の関係が、図１の破線Ｃ１〜Ｃ２カーブ間の範囲のような、所定の範囲内に収まっているかどうかを、管電流／フィラメント電流（およびフィラメント電圧）検査部４０内のマイクロコンピュータ（図示せず）により判定できる。

管電流Ｉａが上記所定範囲内に収まっているか否かで、Ｘ線管１０の継続使用が可能かどうかを判定できる。また、管電流Ｉａが上記所定範囲内に収まっていても、管電流Ｉａが所定の値（図１のＩａ０）からずれているときは、管電流／フィラメント電流（およびフィラメント電圧）検査部４０はフィラメント電流変更部５０にフィラメント電流の変更指令を出すことができる。

この指令を受けたフィラメント電流変更部５０は、管電流Ｉａが所定の値（図１のＩａ０）に近づくように、フィラメント電源Ｖｆ１および／またはＶｆ２を制御する。この制御には幾つかの方法がある。１つは、フィラメント電源Ｖｆ１およびＶｆ２の双方を同時に制御して、フィラメント１０ｆ１および１０ｆ２の電流双方を同時に変更する方法である。もう１つは、フィラメント電源Ｖｆ１またはＶｆ２の一方だけを制御して、フィラメント１０ｆ１または１０ｆ２の電流を変更する方法である。もう１つは、フィラメント電源Ｖｆ１およびＶｆ２を交互に制御して、フィラメント１０ｆ１または１０ｆ２の電流を変更する方法である。

図４は、図３のＸ線システムで利用可能なダブルフィラメントＸ線管の一例を説明する図である。この例では、２つのフィラメント１０ｆ１と１０ｆ２のうち、一方（１０ｆ１）の電子ビーム（Ｒ１）が使用されているときに他方（１０ｆ２）の電子ビーム（Ｒ２）がシャッタ３により遮断されるようになっている。

シャッタ３は３枚のＸ線遮蔽板（４〜６）で構成されており、一部の遮蔽板（４ａ）の開口（Ｘ線透過窓４ａ）は静止させておくことができる。一方、３枚のＸ線遮蔽板（４〜６）の他部の開口（Ｘ線透過窓５ａ、６ａ）の位置は軸ａ２の周りで回転移動可能となっており、これらの開口の回転移動によって、２つの電子ビーム（Ｒ１、Ｒ２）が所定のタイミングで交互に切り替わって管電流Ｉａとなるようにしてある。この交互切替周期が長いときは、シャッタが閉じた側のフィラメント電流を抑えて、そのフィラメントが消耗し難くすることができる。

図５は、図３のＸ線システムで利用可能なダブルフィラメントＸ線管の他例を説明する図である。この例では、フィラメント１０ｆ１からの電子ビームがターゲット面６２Ｓに作る焦点Ｆ１とフィラメント１０ｆ２からの電子ビームがターゲット面６２Ｓに作る焦点Ｆ２が、重なるようにしてある。結果、個々のフィラメントは比較的小電力のものを使っていても、トータルでは、エミッションが大きなシングルフィラメントと同様な管電流Ｉａを流すことができる。図５の構成では、大きな管電流Ｉａを流していてもフィラメント１つあたりの管電流は小さくなるので、個々のフィラメントの寿命を長くし易い。

図６は、図２（または図３）のＸ線システムの動作例を説明するフローチャートである。まず、Ｘ線管１０のフィラメント１０ｆを定格電流（例えば４Ａ）で定電流点火し、安定した熱電子のエミッションが得られるまでウォーミングアップする（ＳＴ１０）。エミッションが安定したら、陽極に定格電圧（例えば１００ｋＶ）を印加し、ターゲット１０ａからＸ線を曝射する（ＳＴ１２）。Ｘ線曝射が始まったら、管電流Ｉａとフィラメント電流Ｉｆ（およびフィラメント電圧Ｖｆ）を常時（または所定の間隔で定期的に）監視する（ＳＴ１４）。

Ｘ線曝射時における管電流Ｉａの値が所定の設定幅（図１の上下破線カーブＣ１、Ｃ２の範囲内）に収まっているかどうかを、管電流／フィラメント電流検査部４０でチェックする（ＳＴ１６）。管電流Ｉａの値が所定の設定幅に収まっており（ＳＴ１６イエス）、Ｘ線システムの稼動を続けるときは（ＳＴ１８イエス）、ＳＴ１２に戻る。Ｘ線システムの稼動を終えるときは（ＳＴ１８ノー）、Ｘ線管装置１００の電源を切って（ＳＴ２０）、処理を終了する。

管電流Ｉａの値が所定の設定幅に収まっていない場合は（ＳＴ１６ノー）、フィラメント電流変更部５０は、管電流Ｉａが所定の設定幅（例えば定格管電流Ｉａ０の±１０％）に収まるように、フィラメント電流Ｉｆを増加または減少させる（ＳＴ２２）。

フィラメント電流Ｉｆの増減がそのＸ線管１０にとって無理の無い範囲（例えば定格フィラメント電流Ｉｆ０の±１０％）で行われた結果、管電流Ｉａの値が所定の設定幅に収まり（ＳＴ１６イエス）、Ｘ線システムの稼動を続けるときは（ＳＴ１８イエス）、ＳＴ１２に戻る。

フィラメント電流Ｉｆの増減がそのＸ線管１０にとって過酷な範囲で行われた場合、例えば管電流Ｉａを定格値Ｉａ０（例えば４００ｍＡ）に戻すためにフィラメント電流を定格値Ｉｆ０（例えば４Ａ）から２５％以上増やす必要があったら（例えば４Ａから５Ａ以上に増やす）、フィラメント電流Ｉｆの変更の程度が所定のレベルに達したと判定する（ＳＴ２４イエス）。

この場合は、管電流Ｉａとフィラメント電流Ｉｆの関係が所定の設定幅（図１の上下破線カーブＣ１、Ｃ２の範囲内）に収まっておらず（ＳＴ１６ノー）、なおかつフィラメント１０ｆのエミッションおよび／またはＸ線管１０の管球内真空度が顕著に低下していると予想される。この場合、所望の管電流Ｉａ（例えば４００ｍＡ）へ戻すのにどの程度のフィラメント電流増加が必要であったのか（例えば２５％以上増）から、Ｘ線管１０の交換時期を推定する（例えばこのまま使用し続けるとあと５０時間程でＸ線管１０が不良になる確率が９５％あるなど）（ＳＴ２６）。この推定では、同タイプのＸ線管の不良発生率に関して事前にテストした複数サンプルのデータを参照できる。

あるいは、管電流Ｉａとフィラメント電流Ｉｆの関係が所定の設定幅（図１の上下破線カーブＣ１、Ｃ２の範囲内）に収まっておらず（ＳＴ１６ノー）、なおかつフィラメント１０ｆの電気抵抗Ｒｆが新品時の値の５０〜１００％増しとなっていたら、事前にテストした複数サンプルのデータに基づき、Ｘ線管１０の交換時期を推定する（例えばこのまま使用し続けるとあと５０〜１００時間程でＸ線管１０のフィラメントが断線する確率が９５％あるなど）（ＳＴ２６）。

Ｘ線管１０の交換時期が推定されたら、Ｘ線管１０の交換時期の推定結果を、例えばＸ線システムのコンソールからユーザに通知する（ＳＴ２８）。この通知は、視覚（交換要求の文字やアイコンの点滅など）および／または聴覚（交換要求の警告音発生または音声案内など）により、行うことができる。

通知が出ても、まだＸ線システムの稼動を続けるときは（ＳＴ３０イエス）、ＳＴ１２に戻る。通知が出た時点でＸ線システムの稼動を止めるときは（ＳＴ３０ノー）、ユーザはＸ線交換をするか否か判断する（ＳＴ３２）。新しいＸ線管１０の予備ストックがあり直ぐに交換できる場合は（ＳＴ３２イエス）、Ｘ線管装置１００の電源を切って、Ｘ線管を交換する（ＳＴ３４）。新しいＸ線管１０の予備ストックがなく直ぐには交換できない場合は（ＳＴ３２ノー）、Ｘ線管装置１００の電源を切って、交換用のＸ線管を手配する（ＳＴ３６）。

この発明の実施形態に係るＸ線システムまたはＸ線管検査方法は、各種のＸ線システム
に適用可能である。例えば、Ｘ線ステレオ撮影システムやＸ線ステレオシネ撮影システム、ステレオパルス透視システム等の各種のシステムに適用可能である。

＜実施形態の要点＞
実施形態に係るＸ線システムによれば、Ｘ線管の実際の故障を待たずにＸ線管の交換時期を知ることができるようになる。これにより、故障したＸ線管の管球交換までの期間、Ｘ線システムが使えないという支障を回避できる。

＜出願当初請求項に対応する付記＞
［１］ 実施形態に係るＸ線システムは、管電流（例えば０〜５００ｍＡ：陽極電圧や管内真空度によっても変わるが、フィラメント電流に大きく依存する）に応じたフィラメント電流（例えば３〜６Ａ）が流れる（少なくとも１つの）フィラメントを持つＸ線管と、
前記フィラメント電流を監視するフィラメント電流監視手段と、
前記管電流（フィラメントのエミッションだけでなくＸ線管の管内真空度にも影響される）を監視する管電流監視手段と、
Ｘ線曝射時における前記管電流が所定の設定幅（例えば４００ｍＡ±１０％）に収まっているかどうかを検査する検査手段を備えている。

［２］ ［１］のＸ線システムは、前記フィラメント電流を変更する（例えば定格電流値４Ａの±５０％の間で変更する）フィラメント電流変更手段をさらに備え、
前記検査手段による前記管電流の検査結果が前記所定の設定幅（例えば４００ｍＡ±１０％）から外れる場合（例えば検査された管電流が１５％減の３４０ｍＡまたは１５％増の４６０ｍＡ）、前記管電流の検査結果が前記所定の設定幅に収まるように前記フィラメント電流変更手段が前記フィラメント電流を変更する（例えば３Ａ〜６Ａの間で変更する）。

［３］ ［１］のＸ線システムでは、前記Ｘ線管のフィラメントが複数のフィラメント（例えば２つのフィラメント）を具備することができる。この場合、前記フィラメント電流監視手段は前記複数フィラメントの少なくとも１つについてそのフィラメント電流を監視するように構成される。そして、Ｘ線システムは、前記複数フィラメントの少なくとも１つについて、そのフィラメント電流を変更するフィラメント電流変更手段をさらに備る。

前記検査手段による前記管電流の検査結果が前記所定の設定幅（例えば４００ｍＡ±１０％）から外れる場合（例えば検査された管電流が３４０ｍＡ）、前記管電流の検査結果が前記所定の設定幅に収まるように前記フィラメント電流変更手段が前記少なくとも１つのフィラメントのフィラメント電流を変更する。例えば、エミッション（熱電子放出能力）が劣化した１つのフィラメント電流を２Ａ〜３Ａの間で変更し、エミッションが殆ど劣化していない他の１つのフィラメント電流は定格電流値２Ａのままとする。または、例えば劣化の少ない１つは定格値前後の１．８Ａ〜２．２Ａの間で小さくばらついていても不問としつつ、劣化が相対的に大きい他の１つは１．８Ａ〜３Ａの間で大きく変更する。

［４］ ［２］または［３］のＸ線システムでは、前記フィラメント電流変更手段により前記フィラメント電流が変更される場合、その変更の程度（例えば図１の上下破線カーブＣ１〜Ｃ２の範囲を逸脱する程度）に基づいて、（前記フィラメントが断線する、またはその寿命が終焉する前に）前記Ｘ線管の交換時期を推定する。例えば、管電流を所定の設定幅に収めるためにフィラメント電流を定格４Ａから２５％〜５０％アップの５〜６Ａにする必要があったなら、間もなくフィラメントが断線するか、断線しないまでもエミッション不良で寿命を終えると推定する。この推定のために、例えば同一構造の製品１００サンプル以上について、事前にフィラメント電流をパラメータとした寿命試験データを取っておくことができる。

［５］ ［４］のＸ線システムは、前記Ｘ線管の交換時期の推定がなされたら、その推定結果をユーザに通知する手段をさらに備える。例えばＸ線システムのコンソールにおいて、アラームライト（または注意喚起用アイコン）の点滅や、アラーム音（または警告音声案内）の出力により、管球寿命／管球交換時期が来たことをユーザに通知することができる。

［６］ 実施形態に係るＸ線管検査方法は、管電流に応じたフィラメント電流が流れる（少なくとも１つの）フィラメントを持つＸ線管と、前記フィラメント電流を監視するフィラメント電流監視手段と、前記管電流を監視する管電流監視手段と、Ｘ線曝射時における前記管電流が所定の設定幅に収まっているかどうかを検査する検査手段を備えたＸ線システムで用いることができる。この方法において、Ｘ線曝射時における前記フィラメント電流（例えば４Ａ）に対応して得られる前記管電流が所定の設定幅（例えば４００ｍＡ±１０％）に収まっているかどうかを検査する。

［７］ ［６］のＸ線管検査方法では、前記管電流が前記所定の設定幅（例えば４００ｍＡ±１０％）に収まるように前記フィラメント電流が変更された場合において、前記フィラメント電流の変更程度に基づいて前記Ｘ線管の交換時期を推定する。例えば、フィラメント電流が定格の４Ａから５０％アップの６Ａにする必要があったなら、間もなくフィラメントが断線し、またはフィラメントが寿命を終えると推定することができる。

１０…Ｘ線管、２０…フィラメント電流監視部、３０…管電流監視部、４０…管電流／フィラメント電流検査部、４２…継続使用判定部、４４…コンソールへの通知部、５０…フィラメント電流変更部、１００…Ｘ線管装置、１０００…フィラメント電流コントローラ、１０ａ…陽極ターゲット、１０ｆ，１０ｆ１，１０ｆ２…陰極フィラメント、Ｖａ…高圧電源、Ｖｆ…フィラメント電源。

Claims (7)

1. 管電流に応じたフィラメント電流が流れるフィラメントを持つＸ線管と、
   前記フィラメント電流を監視するフィラメント電流監視手段と、
   前記管電流を監視する管電流監視手段と、
   Ｘ線曝射時における前記管電流が所定の設定幅に収まっているかどうかを検査する検査手段を備えた
   Ｘ線システム。
2. 前記フィラメント電流を変更するフィラメント電流変更手段をさらに備え、
   前記検査手段による前記管電流の検査結果が前記所定の設定幅から外れる場合、前記管電流の検査結果が前記所定の設定幅に収まるように前記フィラメント電流変更手段が前記フィラメント電流を変更する、請求項１のＸ線システム。
3. 前記Ｘ線管のフィラメントが複数のフィラメントを具備する場合において、
   前記フィラメント電流監視手段は前記複数のフィラメントの少なくとも１つについて、そのフィラメント電流を監視するように構成され、
   前記複数のフィラメントの少なくとも１つについて、そのフィラメント電流を変更するフィラメント電流変更手段をさらに備え、
   前記検査手段による前記管電流の検査結果が前記所定の設定幅から外れる場合、前記管電流の検査結果が前記所定の設定幅に収まるように前記フィラメント電流変更手段が前記少なくとも１つのフィラメントのフィラメント電流を変更する、請求項１のＸ線システム。
4. 前記フィラメント電流変更手段により前記フィラメント電流が変更される場合、その変更の程度に基づいて、前記Ｘ線管の交換時期を推定するように構成した、請求項２または請求項３のＸ線システム。
5. 前記Ｘ線管の交換時期の推定がなされたら、その推定結果をユーザに通知する手段をさらに備えた、請求項４のＸ線システム。
6. 管電流に応じたフィラメント電流が流れるフィラメントを持つＸ線管と、前記フィラメント電流を監視するフィラメント電流監視手段と、前記管電流を監視する管電流監視手段と、Ｘ線曝射時における前記管電流が所定の設定幅に収まっているかどうかを検査する検査手段を備えたＸ線システムで用いることのできる方法であって、
   Ｘ線曝射時における前記フィラメント電流に対応して得られる前記管電流が所定の設定幅に収まっているかどうかを検査するＸ線管検査方法。
7. 前記管電流が前記所定の設定幅に収まるように前記フィラメント電流が変更された場合において、前記フィラメント電流の変更程度に基づいて前記Ｘ線管の交換時期を推定する、請求項６のＸ線管検査方法。

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