JPH11329785A

JPH11329785A - Ｘ線システム

Info

Publication number: JPH11329785A
Application number: JP11081936A
Authority: JP
Inventors: Lennart Zetterlund; ツェタールントレンナルト
Original assignee: Siemens Elema AB
Current assignee: Siemens Elema AB
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 1999-11-30
Also published as: EP0946082B1; US6169782B1; DE69900767D1; DE69900767T2; SE9801008D0; EP0946082A1

Abstract

(57)【要約】【課題】公知の電源の欠点を減少させるＸ線システム
を供給すること【解決手段】Ｘ線源（１）と、入力電圧を供給するた
めの電源（３）と、電圧コンバータ（２）とを有し、該
電圧コンバータ（２）は、前記電源（３）と前記Ｘ線源
との間の電気的接続を成し、前記電圧コンバータ（２）
は、前記電源（３）からの入力電圧を変化させ、Ｘ線源
（１）で使用される出力電圧を供給するために使用さ
れ、前記Ｘ線源（１）は所定のエネルギーのＸ線を発生
する形式のＸ線システムにおいて、前記電源（３）は、
バッテリ電力貯蔵部（７）と、キャパシタ電力貯蔵部
（６）と、スイッチング手段（１１）とから構成され、
該スイッチング手段（１１）は照射中に前記電力貯蔵部
（７，６）を選択的に前記電圧コンバータ（２）に接続
し、前記入力電圧を供給することを特徴とするＸ線シス
テムを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線システム、とく
に内部電源を備えたポータブルＸ線システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】先行技術のポータブルＸ線システムは一
般的に、通例Ｘ線管であるＸ線源と、（典型的には数１
００ボルトの）低電圧バッテリ貯蔵電源と、電圧コンバ
ータとから構成されている。この電圧コンバータは、電
源から供給された電圧を昇圧することによって、Ｘ線源
が必要とする（典型的には数１０キロボルトの）高電圧
を供給する。Ｘ線源はこの高電圧で電磁場を形成する。
この電磁場内で電子は加速され、金属のターゲットに衝
突しＸ線を発生する。その後これらのシステムは、公知
の数多くの画像採取装置のうちの任意の１つ、例えば写
真乾板またはＸ線透視装置と共に使用される。これらの
写真乾板またはＸ線透視装置は対象物例えば病院におい
て患者の患部のＸ線画像を作成する。このようにして作
成される画像の質は一般的に、使用するＸ線の貫通度
と、照射時間（この時間の間は対象物のわずかな動きで
も画像のぼけが起こる）とに依存するために、公知のＸ
線システムは通例、ユーザが１つまたは複数の照射線量
および照射時間を選択できるようにしている。これらの
パラメタの選択の自由度は最終的には、使用する電源の
性質、殊にこの電源が生成することのできる電圧のレベ
ルと持続時間に依存する。

【０００３】公知のポータブルＸ線システムの１つは、
バッテリ電力貯蔵部を有する内部収容方式電源から構成
されている。このバッテリ電力貯蔵部は、多数の独立し
た鉛／酸蓄電池から構成されている。これらの蓄電池は
直列に接続され、所要の出力電圧をコンバータに供給し
ている。このコンバータは通例昇圧変圧器を含んでい
る。この種の構成は、このような蓄電池または類似のバ
ッテリ方式のエネルギー蓄積媒体が、比較的長い期間に
渡って適切な電圧出力を供給するという利点を有する。
しかしこのようなバッテリは比較的かさが大きく重量も
ある。これはＸ線システムをポータブルにする場合には
問題である。これはシステムが比較的高い照射量、短い
照射時間でＸ線出力を発生しなければならない場合は殊
にいえることである。例えば短い持続時間で、深く貫通
する深部検査の場合に必要とされる。この場合には、
（相応に高い電圧典型的には３００〜４００Ｖ）を、２
５〜３３個のかさの大きい１２Ｖ鉛蓄電池を必要とする
電源から供給しなければならない。これによってシステ
ムのボータビリティは損なわれる。

【０００４】別の種類のＸ線システムが米国特許第３８
７８３９４号から公知である。ここでは、バッテリ貯蔵
部はキャパシタを充電するために使用されている。この
キャパシタは、キャパシタの電気的特性のために放電時
には、照射量が多く、照射時間の短いＸ線の発生に使用
するために十分に高電圧をバッテリ貯蔵部の場合と比べ
てもはるかに有利に直接供給する。しかしこの電気的特
性は同時に、長い照射時間が必要な場合には、比較的大
きなキャパシシタンスが必要であることを意味してい
る。このキャパシタンスは実際には一般に数多くのキャ
パシシタであり比較的コストが高くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の電源の欠点を減少させるＸ線システムを供給すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明の請求
項１の特徴部分を備えたＸ線システムにより、Ｘ線源
と、入力電圧を供給するための電源と、電圧コンバータ
とを有し、該電圧コンバータは、前記電源と前記Ｘ線源
との間の電気的接続を成し、前記電圧コンバータは、前
記電源からの入力電圧を変化させ、Ｘ線源で使用される
出力電圧を供給するために使用され、前記Ｘ線源は所定
のエネルギーのＸ線を発生する形式のＸ線システムにお
いて、前記電源は、バッテリ電力貯蔵部と、キャパシタ
電力貯蔵部と、スイッチング手段とから構成され、該ス
イッチング手段は照射中に前記電力貯蔵部を選択的に前
記電圧コンバータに接続し、前記入力電圧を供給するこ
とを特徴とするＸ線システムを構成することによって解
決される。

【０００７】

【発明の実施の形態と効果】本発明ではバッテリ貯蔵部
例えば鉛／酸蓄電池などの再充電可能なバッテリと、キ
ャパシタ貯蔵部の両方からなるハイブリッド電源を提供
する。前記バッテリ貯蔵部とキャパシタ貯蔵部は、照射
中にスイッチング可能であり、これらのうちの１つまた
は両方から（順次または同時に）発生される電力から出
力を供給する。これによって比較的高い電圧（したがっ
て照射時間の短い）は、バッテリ貯蔵部のみの電源では
従来必要であったバッテリを数多く必要とせずに供給さ
れ、また長い照射時間は、キャパシタ貯蔵部のみの電源
では従来必要であったキャパシタを数多く必要とせずに
達成される。これにより照射時間の選択に対して柔軟性
が増し、同時に比較的ポータビリティを損なわずかつコ
ストを抑えたＸ線システムが提供される。

【０００８】前記のスイッチング手段は有利には、コン
バータの入力側にまずキャパシタ貯蔵部を、つぎにバッ
テリ貯蔵部を順次に接続するように作動する。これによ
って短い照射時間が使用可能となる。その理由は電力は
まず、照射量が多くかつ持続時間の短い出力に有利なキ
ャパシタ電源部から取り出されるからである。

【０００９】本発明は有利にも、Ｘ線システムの外部例
えば商用電源から交流電源を接続し、キャパシタ電力貯
蔵部を充電する手段を提供することができる。これによ
ってＸ線源の電源に対する別の供給源が得られ、またバ
ッテリ電力貯蔵部の電力供給時間を伸ばすために使用す
ることができる。

【００１０】付加的または択一的に、バッテリ電力貯蔵
部を使用して、キャパシタ貯蔵部を充電することもでき
る。これは電力貯蔵部を取り替えるか、または好ましく
は外部電源を使用して再充電しなければならなくなる前
に、数回照射が可能であり有利である。これによってよ
り長時間に渡ってＸ線システムをポータブルで作動させ
ることができる。

【００１１】本発明の実施例を図面を参照して以下説明
する。

【００１２】

【実施例】図１には本発明のＸ線システムが示されてい
る。この図ではブロックを結ぶ実線は電源接続を表し、
破線の矢印は制御信号接続を表す。このシステムはＸ線
管１を有している。このＸ線管１は、電圧コンバータ２
から高電圧を供給されており、この電圧コンバータ２自
体は貯蔵型電源３から入力電圧を受け取っている。

【００１３】電圧コンバータ２は、インバータ４と昇圧
変圧装置５とから構成されている。インバータ４は標準
的な手法で、方形波インバータとして構成されており、
交流（ＡＣ）出力を高電圧昇圧変圧装置５に供給してい
る。そしてこの変圧装置５はＸ線管１に直流（ＤＣ）の
高電圧を供給する。

【００１４】電圧コンバータ２に対する入力は、電源３
から供給されている。電源３は、キャパシタ電力貯蔵部
６（例えば１５ｍＦキャパシタが６個接続されており、
３５０Ｖの出力を供給する）と、バッテリ電力貯蔵部７
（例えば１２Ｖ鉛／酸蓄電池が１６個接続されており、
１９２Ｖの出力を供給する）とを有している。スイッチ
ング手段８が作動することによって、電源３はキャパシ
タ貯蔵部６または同様に電源３に含まれているバッテリ
貯蔵部７のうちから選択してコンバータ２に電圧を供給
することが可能である。スイッチング手段８は、昇圧さ
れる電圧をバッテリ貯蔵部７から供給可能とするために
接続されており、インダクタ９および整流ダイオード１
０と、ＭＯＳＦＥＴスイッチ１１とを有している。キャ
パシタ貯蔵部６からの電圧が所定のレベルまで降下した
場合には、所望の照射時間および所要の照射量に応じ
て、バッテリからの電力がこの電源の出力にスイッチさ
れるようにスイッチ１１を作動させることができる。

【００１５】プログラム可能制御器１２も設けられてい
る。このプログラム可能制御器１２は、例えば所望のＸ
線エネルギー、照射量および照射時間などのユーザの入
力情報ならびに例えば電源３から出力される電圧レベ
ル、Ｘ線管１内のフィラメント温度などの情報のような
システムの動作についての情報を受け取る。制御器１２
はその後制御信号を電源３、電圧コンバータ２およびＸ
線管制御ユニット１３に供給し、受け取った情報に応じ
てこのＸ線システムからのＸ線出力を制御する。Ｘ線管
制御ユニット１３は、Ｘ線管１と電気的に接続されてお
り、これにより管のフィラメント電流を制御し、ひいて
は生成される電子の数を制御する。これらの電子は印加
された高電圧により発生した電場内で加速される。

【００１６】上記のプログラム可能制御器１２は、ＡＣ
出力の周波数およびパルス形状を制御するためにインバ
ータ４に対する信号も供給する。これにより管１に安定
した高電圧供給が供給される。

【００１７】付加的には、外部ＡＣすなわちいわゆる商
用電源を図１に示したようにプラグコネクタ１４と商用
電源スイッチ１５とによって接続することができる。ス
イッチ１５は、３つの状態を有する切換スイッチから構
成されており、バッテリ充電、バッテリ電源および商用
電源の３つのモードのうちの１つを選択することができ
る。バッテリ充電モードでは商用電源スイッチ１５は、
商用電力がバッテリ充電器１６に達し補助電源１７を介
してプログラム可能制御器１２に給電するように作動さ
れる。バッテリ電源モードではスイッチ１５は、補助電
源１７への電力が、バッテリ貯蔵部７から供給されるよ
うにスイッチングされる。バッテリ貯蔵部７は照射を行
う前に、キャパシタ貯蔵部６の充電に使用されるキャパ
シタ充電器１８にも給電する。最後の商用電源モードで
はスイッチ１５は、商用電源からの電力がキャパシタ充
電器１８に供給されるようにスイッチされる。また付加
的には、商用電力が給電されている場合には、プログラ
ム可能制御器１２が電源３を制御して、照射中にバッテ
リ貯蔵部７から電力を取り出さないようにすることも可
能である。

【００１８】上記のＸ線システムは付加的に（図示され
ていない）台車を有する。この台車の上にはＸ線システ
ムの他の構成部材が取り付けられる。台車はモータユニ
ット２０内のＤＣモータ１９によって駆動される（図示
されていない）車輪を備えていると有利である。モータ
ユニット２０は付加的にＤＣ−ＤＣコンバータ２１を有
している。このＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、バッテリ
電力貯蔵部７から電圧を受け取り、この電圧をモータ１
９に使用するのに適当な電圧に変換する。

【００１９】したがってこの実施例ではＸ線管１を給電
し、キャパシタ貯蔵部６を充電し、ならびにモータ１９
を駆動するために、バッテリ電力貯蔵部７が使用されて
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線システムのブロック図である。

【符号の説明】

１Ｘ線管２電圧コンバータ３貯蔵型電源４インバータ５昇圧変圧装置６キャパシタ電力貯蔵部７バッテリ電力貯蔵部８スイッチング手段９インダクタ１０整流ダイオード１１ＭＯＳＦＥＴスイッチ１２プログラム可能制御器１３Ｘ線管制御ユニット１４プラグコネクタ１５商用電源スイッチ１６バッテリ充電器１７補助電源１８キャパシタ充電器１９ＤＣモータ２０モータユニット２１ＤＣ−ＤＣコンバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線源（１）と、入力電圧を供給するた
めの電源（３）と、電圧コンバータ（２）とを有するＸ
線システムであって、前記電圧コンバータ（２）は、前記電源（３）と前記Ｘ
線源（１）との間の電気接続を成し、前記電圧コンバー
タ（２）は、前記電源（３）からの前記入力電圧を変化
させ、前記Ｘ線源（１）にて使用される出力電圧を供給
し、前記Ｘ線源（１）は所定のエネルギーのＸ線を発生
する形式のＸ線システムにおいて、前記電源（３）は、バッテリ電力貯蔵部（７）と、キャ
パシタ電力貯蔵部（６）と、スイッチング手段（１１）
とから構成され、該スイッチング手段（１１）は照射中に前記電力貯蔵部
（７，６）を選択的に接続し、前記入力電圧を前記電圧
コンバータ（２）に供給することを特徴とするＸ線シス
テム。
【請求項２】前記スイッチング手段（１１）は前記入
力電圧を供給するために、前記バッテリ電力貯蔵部
（７）とキャパシタ電力貯蔵部（６）とを順次に接続す
るように作動される請求項１に記載のＸ線システム。
【請求項３】前記キャパシタ電力貯蔵部（６）は、該
キャパシタ電力貯蔵部（６）が放電するときに、前記電
圧コンバータ（２）に入力される、より高いレベルから
より低いレベルに変化する第１電圧を供給するように構
成され、前記バッテリ貯蔵部（７）は、前記電圧コンバータ
（２）に入力される、前記より高いレベルと前記より低
いレベルとの中間のレベルの第２電圧を供給するように
構成され、前記スイッチング手段（１１）は自動的に作動され、前
記電圧コンバータ（２）に対してはじめは前記キャパシ
タ貯蔵部（６）から給電し、その後前記第１電圧のレベ
ルが前記第２電圧のレベルに降下した時には、バッテリ
貯蔵部（７）から給電する請求項２に記載のＸ線システ
ム。
【請求項４】前記電源（３）は、前記バッテリ電力貯
蔵部（７）から入力される電圧レベルを調整して供給す
る請求項１から３までのいずれか１項に記載のＸ線シス
テム。
【請求項５】前記電圧レベルは所定のＸ線エネルギー
に応じて調整される請求項４に記載のＸ線システム。
【請求項６】前記電圧コンバータ（２）は、インバー
タ部材（４）および該インバータ部材（４）と電気接続
された高電圧変圧器（５）とを有しており、前記電圧コンバータ（２）は高電圧をＸ線源（１）に供
給する請求項１から５までのいずれか１項に記載のＸ線
システム。
【請求項７】前記バッテリ電力貯蔵部（７）は、前記
キャパシタ貯蔵部（６）を充電するように作動される請
求項１から６までのいずれか１項に記載のＸ線システ
ム。
【請求項８】Ｘ線システムの外部に配置された交流電
力源に前記電源（３）を接続する手段（１５，１７）を
有する請求項１から７までのいずれか１項に記載のＸ線
システム。
【請求項９】前記Ｘ線源および前記電源を取り付け可
能な台車を駆動するためのモータユニット（２０）を有
し、該モータユニット（２０）は、電気モータ（１９）とコ
ンバータ（２１）とを有し、該コンバータは、前記バッテリ電力貯蔵部（７）によっ
て供給された電圧を前記モータ（１９）が使用できる電
圧に変換する請求項１から８までのいずれか１項に記載
のＸ線システム。