CN1799509A - X射线ct装置 - Google Patents

Abstract

X射线CT装置，具备旋转部、固定构架及支架。旋转部实际装备了X射线管及检测器。固定构架支持旋转部。支架被设置在地面上，支持固定构架。支架具有下部构件、支柱及固定构件。下部构件被固定在地面上。支柱被固定在下部构件上，支持固定构架的两侧侧面。固定构件把固定构架的下部固定在下部构件上。

Description

X射线CT装置

技术领域

本发明，有关具备使强度及刚性提高的X射线CT架台的X射线CT装置。

背景技术

X射线CT(computed tomography)装置是医疗用诊断装置之一(例如，参照日本国特开2000-116644号公报)。X射线CT装置，是在架台中内置X射线管、检测器、电源及信号处理用的部件而构成。此外，在X射线CT装置的架台的中央部，形成了为对被检体进行摄影的摄影口。而且，夹着该摄影口X射线管及检测器等部件被收纳在作为架台构成要素的箱状收纳构件中。

此外，对于螺旋扫描型式的X射线CT装置而言，X射线管及检测器等部件在被检体周围旋转而构成。X射线管及检测器等部件形成了旋转部。进而，整个X射线CT装置被保护用的罩覆盖。

图14是表示现有的X射线CT装置构成的主视图，图15是图14所示的现有的X射线CT装置的侧视图。

X射线CT装置1具备架台2。架台2由图中未显示的罩覆盖，并以旋转部3、主构架4及支架5为构成要素。旋转部3在形成为环状的旋转基体3a的内部实际装备了图中未显示的X射线管、高压发生装置、检测器、进行X射线操纵及其他控制的基板、电源等电装部件而构成。而且，旋转部3的内侧，为摄影领域S。进而，旋转部3的旋转基体3a，介于轴承6被实际装备在板状的主构架4上。此外，主构架4的两侧面侧，设有轴状的支持部7。这时，支持部7的轴向为水平方向且与旋转部3的转轴近似垂直。

另一方面，支架5除了相对X射线CT装置1的设置面垂直地设置支柱8外，还设有可伸缩的柱状的传动装置9及被收入金属箱中的电装部件10。而且，主构架5的两侧面的支持部7可旋转地被支架5的支柱8支持在支持部7的轴向。进而，主构架5的其他部分被传动装置9支持。

结果，旋转部3及主构架4，成为了以支持部7的轴为旋转中心并可倾斜的结构，可以以希望的角度对被检体的二维图像数据进行摄影。

进而，还有为保持架台的支持强度而在支架的两边设置了LM(Linear Motion)导承的X射线CT装置(例如，参照日本国特开平6-178769号公报)。

然而，现有的具备可倾斜架台的X射线CT装置，鉴于倾斜机构及支架和支持部之间存在松动，所以要想在旋转部整个径向领域得到高清晰的图像，将存在松动部分误差对图像产生不良影响的问题。关于该松动对图像的影响，众所周知，旋转部的内径即摄影范围越大，则越呈现大的倾向。可是，X射线CT装置的径向的摄影范围，处于变大的倾向。结果，为了降低松动引起的误差，向各处追加档板及专门进行位置对位，从而需要额外的部件及工时数。

此外，近年的X射线CT装置，旋转部高速旋转的架台成为了主流，可能即使微小的失衡也会产生较大的力。因此，平衡调整显得很重要。但是，使失衡为0很难，不仅整个架台，而且还需要对作为基座的支架进行加强。

进而，近年的X射线CT装置，作为检测器使用的是检测元件大小为0.5mm×0.5mm左右的二维检测器，由于以倾斜结构的松动为主的各种因素的缘故造成架台振动，架台的振动对画质产生的影响成为一个问题。

此外，对于现有的具备LM导承的X射线CT装置而言，无论怎么强化支架两侧两处的LM导承的刚性，但由于架台的强度取决于支架的强度，所以难以有助于提高架台的强度及刚性。另外，由于还需要使用两个高价的LM导承，所以在成本方面不利。

发明内容

本发明为解决这些现有问题而进行，其目的是提供可有效地提高支持旋转部的支架及支持部等的构成要素的强度，并通过更简单的加强给予架台较大强度及刚性的X射线CT装置。

本发明相关的X射线CT装置，为了实现上述目的，具备实际装备了X射线管及检测器的旋转部、支持上述旋转部的固定构架、被设置在地面上且支持上述固定构架的支架，上述支架，具有被固定在地面上的下部构件、被固定在上述下部构件上且支持上述固定构架两侧侧面的支柱、把上述固定构架的下部固定在上述下部构件上的固定构件。

此外，本发明相关的X射线CT装置，为了实现上述目的，具有实际装备了X射线管及检测器的旋转部、支持上述旋转部的主构架、被设置在地面上且被接合在上述主构架下部上的支架的下部构件、被固定在上述下部构件上且支持上述主构件两侧侧面的支柱。

另外，本发明相关的X射线CT装置，为了实现上述目的，具备实际装备了X射线发生用机器及X射线检测用机器的旋转部、介于旋转驱动机构以支持上述旋转部的固定构架、至少用三处支持点支持上述固定构架的支架，上述固定构架及上述支架，在上述支持点之一和其他支持点之间，形成对上述X射线发生用机器及上述X射线检测用机器至少一个进行维护的空间。

这种本发明相关的X射线CT装置，可有效地提高支持旋转部的支架及支持部等的构成要素的强度，并通过更简单的加强给予架台较大强度及刚性。

附图简单说明

图1是表示与本发明相关的X射线CT装置的第一实施形态的立体图。

图2是表示图1所示的X射线CT装置中取下了架台罩的状态的构成的主视图。

图3是图2所示的架台的侧视图。

图4是表示与本发明相关的X射线CT装置的第二实施形态的主视图。

图5是图4所示的架台的侧视图。

图6是表示与本发明相关的X射线CT装置的第三实施形态的架台的主视图。

图7是图6所示的架台的侧视图。

图8是表示图6所示的架台的变形例的侧视图。

图9是图8所示的架台的俯视图。

图10是表示与本发明相关的X射线CT装置的第四实施形态的架台的主视图。

图11是图10所示的架台的侧视图。

图12是表示与本发明相关的X射线CT装置的第五实施形态的架台的主视图。

图13是图12所示的架台的A-A剖面图。

图14是表示现有的X射线CT装置构成的主视图。

图15是图14所示的现有的X射线CT装置的侧视图。

具体实施方式

参照附图对本发明相关的X射线CT装置的实施形态进行说明。

图1是表示与本发明相关的X射线CT装置的第一实施形态的立体图，图2是表示图1所示的X射线CT装置20中取下了架台21罩22的状态的构成的主视图，图3是图2所示的架台21的侧视图。

X射线CT装置20，具备作为基本构成的架台21。架台21由罩22覆盖，并以旋转部23、主构架24及支架25为构成要素。旋转部23除了在形成为空心环状的旋转基体26的内部实际装备了具备X射线管27及多个检测元件的检测器28外，还实际装备了图中未显示的高压发生装置、为进行X射线操纵及其他控制的基板、电源等电装部件。

而且，旋转部23的中心侧，做成被检体摄影用的摄影口29，并在X射线管27和检测器28之间形成直径D的摄影领域S。进而，旋转部23的旋转基体26，介于作为旋转驱动机构一例的轴承30，被实际装备在板状的主构架24上。结果，旋转部23，可相对主构架24，以轴承30的转轴为中心旋转。

此外，主构架24的两侧面侧，分别设有任意形状的侧面侧支持部31。进而，至少偏离主构架24重心在X射线CT装置20设置面侧的下部，形成下部侧支持部32。该下部侧支持部32，由金属板等的要素构成，用螺钉固定及焊接等方法固定主构架24和支架25。

另一方面，支架25，具备下部构件33及支柱34。在下部构件33，除了与X射线CT装置20的设置面近似垂直设置支柱34外，根据需要还设有被收入金属箱中的电装部件35。而且，主构架24的两侧面的侧面侧支持部31被支架25的支柱34支持。进而，主构架24的下部侧支持部32与支架25的下部构件33一体化，由下部构件33支持。

还有，如果主构架24的下部侧支持部32是被支架25的下部构件33支持的结构的话，那么也可以在支架25的下部构件33和主构架24的下部侧支持部32之间介入其他的构件及构成要素。因此，作为主构架24下部的设置面侧的下部侧支持部32可直接或间接地固定在支架25上。

此外，支架25的下部构架33，被设置在地面F上，可用任意的固定方法固定在地面F上。例如，下部构件33，可在各支柱34附近的两处和主构架24的下部支持部32的附近用合计五个基础螺栓36固定在地面F上。这样，通过在施加载荷的部位把支架25固定在地面F上，即使摄影中发生旋转振动，也可以抑制相对旋转部23架台21的相对振动，从而降低画质的劣化。此外，还可以把架台21牢固地固定在地面F上。

在以上的X射线CT装置中，主构架24不仅在两侧面而且在下部被支架25三点支持。结果，把主构架24两点支持在支架25上做成倾斜结构的现有的X射线CT装置1所出现的架台21松动问题没有了，以很简单的方法可给予架台21较大的强度及刚性。

这里，就架台21松动给图像造成什么影响进行简单的说明，假设摄影领域S最外径附近有0.5mm位移，这时在断层像的对应部位观察比相当于位移的尺寸小的肿瘤及骨头就比较困难。此外，由于旋转部23的位移，图像容易出现虚像及圈影等。因此，产生这种对图像的影响的话，则早期诊断的效果减弱，治疗计划产生问题。

对此，X射线CT装置20，由于可以使旋转部23及主构架24的位移抑制在较小程度，可大幅度提高X射线CT装置20摄影图像的画质性能，并提高可靠性。此外，利用X射线CT装置20的话，由于可观测细微部位，所以提高了早期诊断的效果，也可早期准确实施治疗计划。

进而，X射线CT装置20，由于没有采用倾斜结构，所以可以降低制造成本及利用简单结构进行加强。也就是说，X射线CT装置20，可以不用对支架25等的构成构件进行加强，或设置专门的辅助支持，而得到较大的强度及刚性。而且，可充分承受高速旋转，并且即使摄影领域S的大小在径向较大也能得到高画质的图像。为此，可以实现具备在数列(最好60列以上)上配置了X射线检测元件的检测器28，可收集大量数据的大型且重量较重的多片型X射线CT装置。特别是，在旋转部23的转速大于0.5秒/转时、检测器28的检测元件的宽度小于0.5mm时、根据检测器的输出进行重新构成的图像的片厚低于0.5mm时、摄影领域S的直径D大于500mm左右的大口径X射线CT装置20中摄影领域S的边缘部分的位置精度误差希望抑制在0.5mm以下时、被检体插入部的开口径大于900mm时有效。

还有，即使没有倾斜功能，由于提高了3D图像处理技术，所以可以很容易根据单一方向的片图像数据对任意断面的图像进行重新构成。因此，与其说近年用户要求在X射线CT装置中装备倾斜功能，不如说更希望开发现在已不成问题的随着旋转部23的高速旋转及摄影领域S的口径加大以高精度进行摄像的技术。这一点，图1所示的X射线CT装置20可以说与后者的要求一致。

特别是近年的X射线CT装置，由于可使断层像的片厚减薄，所以若可以抑制前后左右的机械松动的话，可认为它可以更鲜明地对高分解能的图像进行重新构成并加以显示。

还有，如果是主构架24至少下部被固定在支架25上的结构的话，那么不管主构架24的上部下部，也可以以三个以上的点支持在支架25上。此外，也可以使主构架24的所希望的部位与支架25进行线接触或面接触以构成架台21。

图4是表示与本发明相关的X射线CT装置的第二实施形态的主视图，图5是图4所示的架台21的侧视图。

图4所示的X射线CT装置20A，在主构架24和支架25之间设置了衬垫40，该构成与图1所示的X射线CT装置20不同。其他构成及作用，因与图1所示的X射线CT装置20在实质上没有不同，故同一构成使用相同符号，并省略说明。

X射线CT装置20A，在主构架24和支架25之间设置了所希望形状的衬垫40。也就是说，主构架24的下部介于衬垫40直接或间接地被固定在支架25上。

为此，利用X射线CT装置20A的话，除了与图1所示的X射线CT装置20相同的效果外，还可以降低部件形状及尺寸的偏差的影响，提高组装性。此外，通过设置衬垫40，可以对组装支架25和主构架24时发生的微小的偏移进行修正。因此，可以以更好的精度进行摄像。

图6是表示与本发明相关的X射线CT装置的第三实施形态的架台的主视图，图7是图6所示的架台21的侧视图。

图6所示的X射线CT装置20B，在支架25的支柱34和下部构件33之间设置了加强柱50，该构成与图4所示的X射线CT装置20A不同。其他构成及作用，因与图4所示的X射线CT装置20A在实质上没有不同，故同一构成使用相同符号，并省略说明。

X射线CT装置20B的支架25，柱状的加强柱50例如被设在两处。也就是说，相对支柱34的长度方向其纵向方向朝向斜向的加强柱50分别设在各支柱34和下部构件33之间。

正如X射线CT装置20B所示，如果在支架25上相对支柱34的长度方向斜向设置加强柱50的话，即使通过检测器28所具备的检测元件的多列化使架台21的重心位于旋转部23侧，也可以使X射线CT装置20B稳定。

还有，加强柱50的形状、数量和配置，由于X射线CT装置20B的稳定化，所以可以任意变更。

图8是表示图6所示的架台21的变形例的侧视图，图9是图8所示的架台21的俯视图。

图8所示的X射线CT装置20C所具备的架台21的支架25，设有在旋转部23侧具有突出的形状的支柱34。此外，主构架24的各侧面侧支持部31也分别在旋转部23侧具有突出的形状。而且，各侧面侧支持部31分别在旋转部23侧的更广范围内被各支柱34支持。进而，各支柱34突出的旋转部23侧，分别被柱状的加强柱50A固定在支架25的下部构件33上。

为此，利用X射线CT装置20C的话，由于在旋转部23侧突出的各支柱34，分别被加强柱50A固定在支架25的下部构件33上，所以与图6所示的X射线CT装置20B一样，即使架台21的重心位于旋转部23侧，也可使X射线CT装置20稳定。

图10是表示与本发明相关的X射线CT装置的第四实施形态的架台的主视图，图11是图10所示的架台21的侧视图。

图10所示的X射线CT装置20D，它设置了为支持旋转部23的辊60、负载传感器61及旋转仪62，该构成与图6所示的X射线CT装置20B不同。其他构成及作用，因与图6所示的X射线CT装置20B在实质上没有不同，故同一构成使用相同符号，并省略说明。

X射线CT装置20D，在支架25的旋转部23附近设有辊60。而且，旋转部23的一部分，被辊60的旋转面接触支持。此外，辊60的转轴，其朝向与旋转部23的转轴平行。因此，即使旋转部23旋转，辊60也可以沿旋转部23旋转的反方向旋转，同时支持旋转部23。

此外，辊60，设有负载传感器61及旋转仪62。负载传感器61，具有对施加在辊60上的载荷进行测量的功能，旋转仪62，具有对辊60的转速进行测量的功能。

利用以上的X射线CT装置20D的话，可以得到与图6所示的X射线CT装置20B相同的效果。也就是说，即使因检测器28的多列化增加了旋转部23的重量，由于也可以利用辊60支持旋转部23，所以可以使X射线CT装置20D的架台21稳定化。此外，不限于辊60，而且还可以利用轴承等旋转机构支持旋转部23。

此外，可以通过利用负载传感器61测量施加在辊60上的旋转部23的载荷变动，检测旋转部23的平衡是否异常。另一方面，也可以通过利用旋转仪62测量辊60的转速，间接地检测旋转部23的转速，所以可以检测旋转部23的转速的偏差及异常。

图12是表示与本发明相关的X射线CT装置的第五实施形态的架台的主视图，图13是图12所示的架台21的A-A剖面图。

图12所示的X射线CT装置20E，其主构架24A的形状和衬垫40A的形状以及旋转部23的支持方法与图6所示的X射线CT装置20B不同。其他构成及作用，因与图6所示的X射线CT装置20B在实质上没有不同，故同一构成使用相同符号，并省略说明。

X射线CT装置20E的架台21，主构架24A被两个支柱34及衬垫40A的三点支持并被固定在支架25上。进而，主构架24A，被做成从连接邻接的支持点的直线凹向旋转部23的旋转中心侧的形状。换言之，主构架24A，为了从支持点侧旋转部23的中心侧变成宽大的形状，设置了朝向旋转部23中心侧的切口部70。

而且，由于主构架24A的切口部70，主构架24A和支架25或者电装部件35之间的空间扩大，从而可确保对为发生及检测X射线旋转部23所具备的机器71进行维护的维护空间。也就是说，在主构架24A邻接的支持点之间形成了维护空间。

特别是对来自检测器28的X射线检测数据进行收集的DAS(dataacquisition system)及向X射线管27供应电压的高压发生器所附带的机器71，有的被配置在旋转基体26的主构架24A侧。这种机器71的维护作业最好能够从主构架24A侧实施。为了对应这种的情况，在X射线CT装置20E的架台21上，形成了为了可以从主构架24A侧进行作业的维护空间。

为此，X射线CT装置20E的架台21，可以很容易进行机器71的维护。如果能够进一步加大主构架24A的切口部70的话，则可以确保宽敞的维护空间。但是，主构架24A需要有足够的强度并固定在支架25上。

因此，就具有足够强度且把主构架24A固定在支架25上，同时为确保更宽敞的维护空间的条件进行讨论。

如图12所示，设衬垫40A的宽度为a，支架25的宽度为b。此外，还设主构架24A的侧面侧支持部31的垂直方向的长度为c，支架25垂直方向的高度加上侧面侧支持部31垂直方向的长度c的垂直方向的高度为h。

这时，关于主构架24A的两侧面的支持，根据经验，如果c/h的值至少为1/2以上的话，那么可以认为为确保画质在实用中可以得到足够的强度。具体可以认为，可以充分地抑制旋转部23的振动，确保可识别0.5mm尺寸物体的空间分解能。根据同样的观点，关于主构架24A下部的支持，可以认为a/b的值为1/2至1/4之间比较好。

另一方面，如图13所示，衬垫40A，可以做成从主构架24A向旋转部23的转轴方向突出的形状。这样，如果设衬垫40A的形状为台形柱的话，那么即使旋转部23的重量较大时，也可以通过设定更小的衬垫40A的宽度a，以确保维护空间，同时确保足够的强度。

进而，也可以通过用多处的轴承30支持旋转部23，以抑制旋转部23的振动，同时提高画质。图13所示的是利用主构架24A介于轴承30在两处支持旋转部23的例子。不限于图13的例子，也可以是用多个主构架从两侧夹入旋转部23并予以支持的方法。

此外，也可以把以上各实施形态中的X射线CT装置20、20A、20B、20C、20D、20E的任意构成要素组合以构成单一的X射线CT装置。相反，在可确保必要功能的范围内，也可以省略X射线CT装置20、20A、20B、20C、20D、20E的部分构成要素。

Claims (16)

1.一种X射线CT装置，具备实际装备了X射线管及检测器的旋转部、

支持上述旋转部的固定构架、

被设置在地面上且支持上述固定构架的支架，

上述支架，具有被固定在地面上的下部构件、

被固定在上述下部构件上且支持上述固定构架两侧侧面的支柱、

把上述固定构架的下部固定在上述下部构件上的固定构件。

2.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述下部构件在上述支柱的附近和上述固定构件的附近，分别由基础螺栓固定在上述地面上。

3.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述固定构架被上述支架至少由三点支持。

4.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述检测器的检测元件具有小于等于0.5mm的宽度，上述旋转部利用旋转驱动机构以大于0.5秒/转的速度旋转。

5.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述旋转部，被检体插入部的开口径大于等于900mm。

6.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述支架，在上述支柱和上述下部构件之间具有加强件。

7.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述固定构架，介于旋转驱动机构以支持上述旋转部而构成，

进而具备设在上述支架上且对上述旋转部的一部分进行支持的旋转机构。

8.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述固定构件，具有从上述固定构架向上述旋转部侧突出的形状。

9.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述旋转部，具备把检测元件配置成数列的检测器。

10.如权利要求1所述的X射线CT装置，上述固定构架，至少在两处支持上述旋转部而构成。

11.一种X射线CT装置，具有实际装备了X射线管及检测器的旋转部、

支持上述旋转部的主构架、

被设置在地面上且被接合在上述主构架下部上的支架的下部构件、

被固定在上述下部构件上且支持上述主构件两侧侧面的支柱。

12.一种X射线CT装置，具备实际装备了X射线发生用机器及X射线检测用机器的旋转部、

介于旋转驱动机构以支持上述旋转部的固定构架、

至少用三处支持点支持上述固定构架的支架，

上述固定构架及上述支架，在上述支持点之一和其他支持点之间，形成对上述X射线发生用机器及上述X射线检测用机器至少一个进行维护的空间。

13.如权利要求12所述的X射线CT装置，上述固定构架，具有上述维护的空间从连接邻接的支持点的直线在上述旋转部的旋转中心侧变成宽敞的形状。

14.如权利要求12所述的X射线CT装置，上述固定构架，在上述旋转部的旋转中心侧具有切口部。

15.如权利要求12所述的X射线CT装置，上述固定构架，由上述支持点之一支持上述旋转部的下部而构成，上述下部的支持部的宽度为上述支架宽度的1/2至1/4。

16.如权利要求12所述的X射线CT装置，上述固定构架，由上述支持点之一支持上述旋转部的侧部而构成，上述侧部的支持部的长度比包含上述支持部长度的上述支架的高度的1/2还长。

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