X射线管控制装置和X射线管控制方法 【技术领域】
本发明涉及X射线管控制装置和X射线管控制方法。
背景技术
X射线管单元，当出厂时，安装着在设定的最大管电压值下最佳地加热X射线管的升温程序等。至今，即便当变更X射线管的最大管电压值时，也不改写当初安装的升温程序等地使X射线管的动作。
【发明内容】
但是，在上述已有方法中，存在着当变更X射线管的最大管电压值时X射线管不能够最佳地动作那样的问题。
本发明就是为了解决上述问题提出的，本发明的目的是提供即便当变更X射线管的最大管电压值时也能够使X射线管最佳地动作的X射线管控制方法等。
为了达到上述目的，本发明的X射线管控制装置是远距离控制X射线管的X射线管控制装置，其特征是它备有与最大管电压值相对应地储存多个当上述X射线管开始动作时，分别在与上述X射线管不动作的休止时间相对应地过程，使上述X射线管的管电压和管电流上升到最大管电压值和与其对应的最大管电流值的升温程序的第一储存单元；当变更上述X射线管的最大管电压值时，从储存在上述第一储存单元中的多个上述升温程序，提取与变更后的最大管电压值对应的升温程序的第一提取单元；和通过通信线路，将储存在控制上述X射线管的动作的控制装置的存储部中的升温程序改写成由上述第一提取单元提取的上述升温程序的第一改写单元。又，本发明的X射线管控制装置的另一侧面的特征是它备有输入X射线管的最大管电压值的输入单元；与最大管电压值相对应地储存多个当上述X射线管开始动作时，分别在与上述X射线管不动作的休止时间相对应的过程，使上述X射线管的管电压和管电流上升到最大管电压值和与其对应的最大管电流值的升温程序的储存单元；从储存在上述储存单元中的多个上述升温程序，提取与上述输入单元输入的最大管电压值对应的升温程序的提取单元；和输出由上述提取单元提取的上述升温程序的输出单元。
本发明的X射线管控制方法是由X射线管控制装置远距离控制X射线管的X射线管控制方法，其特征是，它包含：将多个用于当上述X射线管开始动作时，在与上述X射线管不动作的休止时间相对应的过程，分别使上述X射线管的管电压和管电流上升到最大管电压值和与其对应的最大管电流值的升温程序与最大管电压值相对应地预先储存在上述X射线管控制装置的第一储存单元中，上述X射线管控制装置的第一提取单元，当变更上述X射线管的最大管电压值时，从储存在上述第一储存单元中的多个上述升温程序，提取与变更后的最大管电压值对应的升温程序的第一提取步骤；和上述X射线管控制装置的第一改写单元，通过通信线路，将储存在控制上述X射线管的动作的控制装置的存储部中的升温程序改写成由上述第一提取单元提取的上述升温程序的第一改写步骤。又，本发明的X射线管控制方法的另一侧面的特征是，它包含：将多个当X射线管开始动作时，在与上述X射线管不动作的休止时间相对应的过程，分别使上述X射线管的管电压和管电流上升到最大管电压值和与其对应的最大管电流值的升温程序与最大管电压值相对应地预先储存在X射线管控制装置的储存单元中，将上述X射线管的最大管电压值输入到上述X射线管控制装置的输入单元的输入步骤；上述X射线管控制装置的提取单元，从储存在上述储存单元中的多个上述升温程序，提取与在上述输入步骤中输入的最大管电压值对应的升温程序的提取步骤；和上述X射线管控制装置的输出单元输出由上述提取单元提取的上述升温程序的输出步骤。
因此，当变更X射线管的最大管电压值时能够使X射线管最佳地升温。
为了达到上述目的，本发明的X射线管控制装置的另一侧面是远距离控制X射线管的X射线管控制装置，其特征是，它备有：将多个把对应于上述X射线管的最大管电压值的限幅管电压值作为阈值而用于停止管电压的施加的限幅管电压控制程序与最大管电压值相对应地进行储存的第二储存单元；当变更上述X射线管的最大管电压值时，从储存在上述第二储存单元中的多个上述限幅管电压控制程序，提取将与变更后的最大管电压值对应的限幅管电压值作为阈值的上述限幅管电压控制程序的第二提取单元；和通过通信线路，将储存在控制上述X射线管的动作的控制装置的存储部中的限幅管电压控制程序，改写成由上述第二提取单元提取的上述限幅管电压控制程序的第二改写单元。又，本发明的X射线管控制装置的另一侧面的特征是，它备有：输入X射线管的最大管电压值的输入单元；与最大管电压值相对应地储存多个将把与上述X射线管的最大管电压值对应的限幅管电压值作为阈值而用于停止管电压的施加的限幅管电压控制程序的储存单元；从储存在上述储存单元中的多个上述限幅管电压控制程序，提取与由上述输入单元输入的最大管电压值对应的限幅管电压控制程序的提取单元；和输出由上述提取单元提取的上述限幅管电压控制程序的输出单元。
本发明的X射线管控制方法的另一侧面是由X射线管控制装置远距离控制X射线管的X射线管控制方法，其特征是，它包含：与最大管电压值相对应地预先将多个把对应于上述X射线管的最大管电压值的限幅管电压值作为阈值而用于停止管电压的施加的限幅管电压控制程序储存在上述X射线管控制装置的第二储存单元中，上述X射线管控制装置的第二提取单元，当变更上述X射线管的最大管电压值时，从储存在上述第二储存单元中的多个上述限幅管电压控制程序，提取将与变更后的最大管电压值对应的限幅管电压值作为阈值的上述限幅管电压控制程序的第二提取步骤；和上述X射线管控制装置的第二改写单元，通过通信线路，将储存在控制上述X射线管的动作的控制装置的存储部中的限幅管电压控制程序，改写成由上述第二提取单元提取的上述限幅管电压控制程序的第二改写步骤。又，本发明的X射线管控制装置的另一侧面的特征是，它包含：与最大管电压值相对应地预先将多个把与X射线管的最大管电压值对应的限幅管电压值作为阈值而用于停止管电压的施加的限幅管电压控制程序储存在X射线管控制装置的储存单元中，将上述X射线管的最大管电压值输入到上述X射线管控制装置的输入单元的输入步骤；上述X射线管控制装置的提取单元，从储存在上述储存单元中的多个上述限幅管电压控制程序提取与上述输入步骤中输入的最大管电压值对应的限幅管电压控制程序的提取步骤；和上述X射线管控制装置的输出单元输出由上述提取单元提取的上述限幅管电压控制程序的输出步骤。
因此，当变更X射线管的最大管电压值时能够将X射线管的限幅管电压调整到最佳值。
为了达到上述目的，本发明的X射线管控制装置的另一侧面是远距离控制X射线管的X射线管控制装置，其特征是，它备有：与最大管电压值相对应地储存多个将与上述X射线管的最大管电压值对应的限幅管电流值作为阈值而用于停止管电压的施加的限幅管电流控制程序的第三储存单元；当变更上述X射线管的最大管电压值时，从储存在上述第三储存单元中的多个上述限幅管电流控制程序，提取将与变更后的最大管电压值对应的限幅管电流值作为阈值的上述限幅管电流控制程序的第三提取单元；和通过通信线路，将储存在控制上述X射线管的动作的控制装置的存储部中的限幅管电流控制程序，改写成由上述第三提取单元提取的上述限幅管电流控制程序的第三改写单元。又，本发明的X射线管控制装置的另一侧面的特征是，它备有：输入X射线管的最大管电压值的输入单元；与最大管电压值相对应地储存多个将与上述X射线管的最大管电压值对应的限幅管电流值作为阈值而用于停止管电压的施加的限幅管电流控制程序的储存单元；从储存在上述储存单元中的多个上述限幅管电流控制程序，提取与由上述输入单元输入的最大管电压值对应的限幅管电流控制程序的提取单元；和输出由上述提取单元提取的上述限幅管电流控制程序的输出单元。
本发明的X射线管控制方法的另一侧面是由X射线管控制装置远距离控制X射线管的X射线管控制方法，其特征是，它包含：与最大管电压值相对应地预先将多个把与上述X射线管的最大管电压值对应的限幅管电流值作为阈值而用于停止管电压的施加的限幅管电流控制程序储存在上述X射线管控制装置的第三储存单元中，上述X射线管控制装置的第三提取单元，在变更上述X射线管的最大管电压值时，从储存在上述第三储存单元中的多个上述限幅管电流控制程序，提取将与变更后的最大管电压值对应的限幅管电流值作为阈值的上述限幅管电流控制程序的第三提取步骤；和上述X射线管控制装置的第三改写单元，通过通信线路，将储存在控制上述X射线管的动作的控制装置的存储部中的限幅管电流控制程序，改写成由上述第三提取单元提取的上述限幅管电流控制程序的第三改写步骤。又，本发明的X射线管控制方法的另一侧面的特征是，它包含：与最大管电压值相对应地预先将多个把与X射线管的最大管电压值对应的限幅管电流值作为阈值而用于停止管电压的施加的限幅管电流控制程序储存在X射线管控制装置的储存单元中，将上述X射线管的最大管电压值输入到上述X射线管控制装置的输入单元的输入步骤；上述X射线管控制装置的提取单元，从储存在上述储存单元中的多个上述限幅管电流控制程序提取与上述输入步骤中输入的最大管电压值对应的限幅管电流控制程序的提取步骤；和上述X射线管控制装置的输出单元输出由上述提取单元提取的上述限幅管电流控制程序的输出步骤。
因此，当变更X射线管的最大管电压值时能够将X射线管的限幅管电流调整到最佳值。
为了达到上述目的，本发明的X射线管控制装置的另一侧面是远距离控制X射线管的X射线管控制装置，其特征是，它备有：与最大管电压值相对应地储存多个用于以在将最大管电压加到上述X射线管的靶上的状态中而实现电子束碰撞靶时的焦点最小化的方式控制会聚透镜的会聚透镜控制程序的第四储存单元；当变更上述X射线管的最大管电压值时，从储存在上述第四储存单元中的多个会聚透镜控制程序，提取将与变更后的最大管电压值对应的上述会聚透镜控制程序的第四提取单元；和通过通信线路，将储存在控制上述X射线管的动作的控制装置的存储部中的会聚透镜控制程序，改写成由上述第四提取单元提取的上述会聚透镜控制程序的第四改写单元。又，本发明的X射线管控制装置的另一侧面的特征是，它备有：输入X射线管的最大管电压值的输入单元；与最大管电压值相对应地储存多个用于以在将最大管电压加到上述X射线管的靶上的状态而实现电子束碰撞靶时的焦点最小化的方式，控制会聚透镜的管电流控制程序的储存单元；从储存在上述储存单元中的多个会聚透镜控制程序，提取与由上述输入单元输入的最大管电压值对应的会聚透镜控制程序的提取单元；和输出由上述提取单元提取的上述会聚透镜控制程序的输出单元。
本发明的X射线管控制方法的另一侧面是由X射线管控制装置远距离控制X射线管的X射线管控制方法，其特征是，它包含：与最大管电压值相对应地预先将多个用于以在将最大管电压加到上述X射线管的靶上的状态而实现电子束碰撞靶时的焦点最小化的方式控制会聚透镜的会聚透镜控制程序储存在上述X射线管控制装置的第四储存单元中，上述X射线管控制装置的第四提取单元，当变更上述X射线管的最大管电压值时，从储存在上述第四储存单元中的多个会聚透镜控制程序，提取将与变更后的最大管电压值对应的上述会聚透镜控制程序的第四提取步骤；和上述X射线管的第四改写单元，通过通信线路，将储存在控制上述X射线管的动作的控制装置的储存单元中的会聚透镜控制程序，改写成由上述第四提取单元提取的上述会聚透镜控制程序的第四改写步骤。又，本发明的X射线管控制方法的另一侧面的特征是，它包含：与最大管电压值相对应地预先将多个用于以在将最大管电压加到X射线管的靶上的状态中而实现电子束碰撞靶时的焦点最小化的方式控制会聚透镜的会聚透镜控制程序储存在X射线管控制装置的储存单元中，将上述X射线管的最大管电压值输入到上述X射线管控制装置的输入单元的输入步骤；上述X射线管的控制装置的提取单元，从储存在上述储存单元中的多个会聚透镜控制程序提取与上述输入步骤中输入的最大管电压值对应的会聚透镜控制程序的提取步骤；和上述X射线管控制装置的输出单元输出由上述提取单元提取的上述会聚透镜控制程序的输出步骤。
因此，当变更X射线管的最大管电压值时能够维持焦点直径的最小化。
【附图说明】
图1是表示X射线管1的构造的模式图(截面图)。
图2是说明实施方式1的X射线管管理系统的图。
图3是储存在存储部24中的动作程序240的构成图。
图4是表示储存在存储部32a～e中的动作程序240的模块的图。
图5是表示当最大管电压为130kV时的动作程序240的图。
图6是表示当最大管电压为100kV时的动作程序240的图。
图7是表示当最大管电压为110kV时的动作程序240的图。
图8是说明实施方式2的X射线管管理系统的图。
图9是表示实施方式2的X射线管管理系统的动作顺序的流程图。
【具体实施方式】
下面，我们参照附图，详细说明本发明的X射线管控制装置和X射线管控制方法的优先实施方式。
(实施方式1)
首先，我们说明由本实施方式的X射线管控制装置3管理的X射线管1的构造和动作。图1是表示X射线管1的构造的模式图(截面图)。如图1所示，X射线管1，用由维持接地电位的金属制管壳11、绝缘体的管座12和透过X射线的铍窗13构成的外壳进行真空密封。
X射线管1，在外壳内部，备有通过加热器加热而发射热电子的阴极110、加速·会聚热电子的第一聚焦栅极120和第二聚焦栅极130、维持在与金属制管壳11同电位(接地电位)的第三聚焦栅极140以及由热电子碰撞产生X射线的钨制的靶150。第一聚焦栅极120，通过加上负电压，具有使热电子返回到灯丝一侧的功能。第二聚焦栅极130，通过加上正电压，具有将热电子拉引到靶一侧的功能。又，第一聚焦栅极120和第二聚焦栅极130，与第三聚焦栅极140一起，也具有作为使电子束会聚的电场透镜(会聚透镜)的功能。从阴极110到靶150，以第一聚焦栅极120、第二聚焦栅极130、第三聚焦栅极140的顺序进行配置，第一聚焦栅极120、第二聚焦栅极130和第三聚焦栅极140，分别具有用于在中心通过热电子的开口部120a、开口部130a和开口部140a。
X射线管1备有包含用于在靶150上加上正的高电压的高电压发生电路的电源15。
X射线管1由通过控制电缆16与X射线管1连接的X射线管控制器2进行控制。
当接通X射线管1的主电源时，阴极110，由于加热器加热而发射热电子。又，X射线管1，开始升温，使管电压阶段地上升到最大管电压值，并且使管电流阶段地上升到最大管电流值(在最大管电压值下使焦点直径最小化的管电流值)。当升温结束时，在第一聚焦栅极120上加上负的截止电压，使管电流停止。
当接通X射线管1的X射线照射开关时，加在第一聚焦栅极120上的电压从截止电压上升到动作电压，从阴极110发射的热电子，被电位比阴极110高的第二聚焦栅极130拉引，通过第一聚焦栅极120的开口部120a。进一步，热电子一面被加在靶150上的管电压加速，一面通过第二聚焦栅极130的开口部130a和第三聚焦栅极140的开口部140a，形成指向加有正的高电压的靶150的电子束。当电子束通过开口部120a、开口部130a和开口部140a时，由第一到第三聚焦栅极、阴极110和靶150形成的电场使电子束直径收缩。当因这种电场而会聚的电子束打到靶150时，使靶150产生X射线。X射线，通过铍窗13，射出到X射线管1的外部。
电子束打到靶150时的焦点直径随电场透镜的强度，即管电压、加在第一聚焦栅极120上的电压和加在第二聚焦栅极130上的电压而变化。以使最大管电压下焦点直径最小化的方式控制加在第一聚焦栅极120和第二聚焦栅极130上的电压。又，最大管电流值由受到这种控制的第一聚焦栅极120和第二聚焦栅极130的电压值决定。
其次，我们说明应用X射线管控制装置3的X射线管管理系统的功能的构成。图2是说明应用X射线管控制装置3的X射线管管理系统的图。如图2所示，X射线管管理系统备有X射线管1、X射线管控制器2和X射线管控制装置3。X射线管1和X射线管控制器2设置在是用户处，X射线管控制装置3设置在X射线管的维修管理业者处，两者通过因特网等通信线路连接。
X射线管控制器2备有控制部22、存储部24和作为改写部起作用的通信部26。控制部22具有读入储存在存储部24中的动作程序240按照动作程序240，使X射线管1的各部进行动作的功能。
在存储部24中储存着X射线管1的动作程序240。图3是储存在存储部24中的动作程序240的构成图。动作程序240具有包含设定X射线管1的最大管电压值(当X射线管1出厂时设定在130kV。)的最大管电压值设定模块240a、用于在最大管电压值使X射线管1升温的升温模块240b、将与X射线管1的最大管电压值对应的限幅管电压值(将限幅管电压值设定在比最大管电压值约高30kV的电压值上。)作为阈值用于停止管电压的施加的限幅管电压值模块240c、将与X射线管1的最大管电压值对应的限幅管电流值(将限幅管电流值设定在比最大管电流值(在最大管电压值下使焦点直径最小化的管电流值)约强50μA的电流值上。)作为阈值用于停止管电压的施加的限幅管电流控制模块240d、和用于在将最大管电压加到靶150上的状态中以实现焦点最小化的方式控制加在第一聚焦栅极120和第二聚焦栅极130上的电压的聚焦栅极控制模块240e的构成。
X射线管控制装置3备有存储部32a～e、提取部34和通信(输入，发送)部36。图4是表示储存在存储部32a～e中的动作程序240的模块的图。在存储部32a中，储存着与从130kV以10kV的刻度降低的最大管电压值对应的最大管电压值设定模块240a(最大管电压值：130kV、120kV、110kV、100kV.......)。在存储部32b中，储存着与从130kV以10kV的刻度降低的最大管电压值对应的升温模块240b(最大管电压值：130kV、120kV、110kV、100kV.......)。在存储部32c中，储存着与从130kV以10kV的刻度降低的最大管电压值对应的限幅管电压控制模块240c(限幅管电压值：150kV、140kV、135kV、130kV.......)。在存储部32d中，储存着与从130kV以10kV的刻度降低的最大管电压值对应的限幅管电流控制模块240d(限幅管电流值：360μA、300μA、270μA、240μA.......)。在存储部32e中，储存着与从130kV以10kV的刻度降低的最大管电压值对应的聚焦栅极控制模块240e(最大管电压值：130kV、120kV、110kV、100kV.......)。
提取部34具有当变更X射线管1的最大管电压值时，从储存在存储部32a～e中的动作程序240的模块提取与变更了的最大管电压值对应的模块的功能。
通信部36具有将由从提取部34提取的各模块构成的动作程序240发送给X射线管控制器2，写入存储部24的功能。
下面，我们说明当变更X射线管1的最大管电压值时X射线管控制装置3改写动作程序240的动作。
维修管理业者，与来自X射线管1的用户的要求相对应，使用X射线管控制装置3，变更X射线管1的最大管电压值。X射线管控制装置3的提取部34从存储部32a提取与变更的最大管电压值对应的最大管电压值设定模块240a。同时，提取部34从存储部32b～e，分别提取与变更的最大管电压值对应的升温模块240b、限幅管电压控制模块240c、限幅管电流控制模块240d和聚焦栅极控制模块240e。
通信部36通过通信线路将由提取部34提取的最大管电压值设定模块240a、升温模块240b、限幅管电压控制模块240c、限幅管电流控制模块240d和聚焦栅极控制模块240e构成的动作程序240发送给X射线管控制器2，写入储存在存储部24中的动作程序240。
图5表示当最大管电压为130kV时的动作程序240。图6表示当最大管电压为100kV时的动作程序240。图7表示当最大管电压为110kV时的动作程序240。例如，当将最初设定的最大管电压130kV变更到100kV时，将X射线管控制器2的动作程序240改写成图6所示的动作程序。
在变更后的动作程序240下，当接通X射线管1的主电源时，按照图6所示的步骤1～6分别使管电压和管电流阶段地上升到100kV、200μA。X射线管控制器2的计时器计测从上次X射线管1的主电源断开起的时间(休止时间)。与该休止时间相对应地决定管电压和管电流上升的过程。例如，当休止时间为2个月时，经过管电压20kV、管电流0μA的状态持续4分钟(步骤1)、管电压40kV、管电流20μA的状态持续4分钟(步骤2)、管电压62kV、管电流60μA的状态持续5分钟(步骤3)、管电压83kV、管电流100μA的状态持续5分钟(步骤4)、管电压93kV、管电流150μA的状态持续6分钟(步骤5)、管电压100kV、管电流200μA的状态持续8分钟(步骤6)那样的过程，使管电压和管电流分别上升到100kV、200μA。这样，通过变更升温过程，能够将升温所需时间缩短到必要的最低限度的32分钟。
又，使限幅管电压值从150kV变更到130kV、限幅管电流值从360变更到240μA，聚焦栅极电压值(加在聚焦栅极上的电压值)从V130[V](当管电压为130kV时使焦点直径最小化的栅极电压)变更到V100[V](当管电压为100kV时使焦点直径最小化的栅极电压)。通过进行这些变更，能够使X射线管1更安全地进行动作，又能够维持焦点直径最小化。
例如，当最大管电压值变更到105kV时等，在没有与变更后的最大管电压值一致的程序上的最大管电压值的情形中，以使程序上的最大管电压值比变更后的最大管电压值大，并且程序上的最大管电压值与变更后的最大管电压值之差最小的方式提取升温程序。即，当最大管电压值变更到105kV时，提取与最大管电压值110kV对应的升温程序(请参照图7)，安装在X射线管控制器2中。通过这种提取能够确保充分的升温。
又，在没有与变更后的最大管电压值一致的程序上的最大管电压值的情形中，也可以X射线管控制装置3算出适当的升温过程，改写升温模块240b。例如，当最大管电压值变更到105kV时，可以考虑令步骤1中的管电压值为20kV，步骤2中的管电压值为40kV，步骤3中的管电压值为63.5kV，步骤4中的管电压值为86.5kV，步骤5中的管电压值为96.5kV，步骤6中的管电压值为105kV。
关于限幅管电压值、限幅管电流值和聚焦栅极电压值，在没有与变更后的最大管电压值一致的程序上的最大管电压值的情形中，可以使程序上的最大管电压值比变更后的最大管电压值大，并且程序上的最大管电压值与变更后的最大管电压值之差最小的方式，提取限幅管电压控制模块240c、限幅管电流控制模块240d和聚焦栅极控制模块240e，或者算出适当的限幅管电压值、限幅管电流值和聚焦栅极电压值后改写限幅管电压控制模块240c、限幅管电流控制模块240d和聚焦栅极控制模块240e。
(实施方式2)
图8是说明实施方式2的X射线管管理系统的图。在实施方式2中通信部36作为输入变更后的最大管电压值的输入单元和将与变更后的最大管电压值对应的动作程序240发送给笔记本个人计算机4的发送部起作用。在其它方面，X射线管控制装置3具有与实施方式1相同的功能。
在实施方式2中，携带笔记本个人计算机4的维修员赶赴X射线管1的用户处改写动作程序240。图9是表示实施方式2的X射线管管理系统的动作顺序的流程图。我们参照图9，说明实施方式2中改写动作程序240的顺序。
当维修管理业者从用户接受变更最大管电压值的委托时，维修员携带笔记本个人计算机4赶赴用户处。维修员，在用户处，通过通信线路使笔记本个人计算机4与X射线管控制装置3连接，而且将变更后的最大管电压值输入到通信部36(S92)。
与实施方式1相同地提取与输入的最大管电压值对应的动作程序240(S94)。
通信部36将在S94提取的动作程序240发送给笔记本个人计算机4(S96)。
维修员使笔记本个人计算机4与X射线管控制器2连接，而且将在S96发送的动作程序240写入X射线管控制器2的存储部24(S98)。
工业上的可利用性
本发明的X射线管控制装置和X射线管控制方法例如可以应用于医疗用X射线发生装置的控制。