JP2000287961A - X線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

X線コンピュータ断層撮影装置

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JP2000287961A
JP2000287961A JP11102867A JP10286799A JP2000287961A JP 2000287961 A JP2000287961 A JP 2000287961A JP 11102867 A JP11102867 A JP 11102867A JP 10286799 A JP10286799 A JP 10286799A JP 2000287961 A JP2000287961 A JP 2000287961A
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JP
Japan
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timing belt
pulley
helical
ray
driven pulley
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JP11102867A
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Inventor
Hiromi Hori
宏臣 堀
Hideki Fujimoto
英樹 藤本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、ガントリ内の回転べースと駆
動プーリとそれらを掛け渡すタイミングベルトとをハス
バ仕様にすることと、ガントリの大型化を阻止すること
とを両立できるX線コンピュータ断層撮影装置を提供す
ることにある。 【解決手段】本発明は、X線管球2とX線検出器3とを
搭載する従動プーリ1がタイミングベルト7を介して駆
動プーリ5によって回転するようになっているX線コン
ピュータ断層撮影装置において、従動プーリ1と駆動プ
ーリ5とは歯すじが斜めに形成されたハスバ歯車であ
り、タイミングベルト7はハスバ歯車に合うように歯す
じが斜めに形成されたハスバベルトであり、タイミング
ベルト7は従動プーリ1と駆動プーリ5との間に架け渡
されていることを特徴としたものである。

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線管球とX線検
出器とが被検体の周囲を回転しながら多方向で投影デー
タを収集し、この収集した例えば360゜分の多方向の
投影データに基づいて断層像を再構成するX線コンピュ
ータ断層撮影装置(CT)に関する。
【0002】
【従来の技術】高速にして連続的な回転を可能にしたス
リップリング方式の登場以降、X線コンピュータ断層撮
影の分野では、投影データを広範囲に渡って切れ目なく
収集できるヘリカルスキャン方式、さらにはプロセッサ
の超高速化等を背景に実現したスキャン中の画像をほぼ
リアルタイムで連続表示するいわゆるCT透視方式とい
ったCTの適用分野を拡大するような革新的な技術に開
発力が注がれてきた。
【0003】このような状況の中で、スキャンの高速化
が改めて重要視されている。その理由としては、CTの
適用分野の拡大と歩調を合わせるように、画質に対する
要求が臨床の現場サイドから高まってきたことにある。
つまり、ヘリカルスキャン方式やCT透視において、画
質低下を引き起こす最大の要因は、体動アーチファクト
(偽像)であり、これに対して最も効果的なのが、高速
スキャンということである。
【0004】この高速スキャンに関しては、最近では、
ICの専用設計化等によりアナログディジタル変換の処
理回数が100万回/秒を越えるようなDAS(データ
収集装置)の登場と相まって、1秒/回転を切って、
0.75秒/回転にも達するものが実用域に入ってい
る。
【0005】このようにスキャン速度が超高速になって
くると、振動、騒音対策が必要になってくる。図5
(a)、図5(b)に示すように、X線管球やX線検出
器等が搭載される回転ベース101の外周には歯車が形
成されていて、この外歯と、モータの駆動軸に連結され
た駆動プーリ105とにはタイミングベルト107が掛
け渡されていて、モータにより回転ベース101が回転
するようになっている。この回転ベース101の外歯と
駆動プーリ105とには回転軸に対して歯すじが斜めに
形成されたハスバ歯車を採用し、そしてタイミングベル
ト107としてはハスバ歯車に合うように歯すじが回転
軸に対して斜めに形成されたハスバベルトを採用するこ
とで、振動、噛み合い音を小さくすることに成功した。
【0006】しかし、このように回転ベース101の外
歯、駆動プーリ105及びタイミングベルト107をハ
スバ仕様にすると、通常の直歯ベルトとは異なり、タイ
ミングベルト107にスラスト力が発生し、これにより
図5(a)に示すように、タイミングベルト107が矢
印方向へ片寄ってしまう。この片寄り量は、CTのよう
にベルトスパンが長いと、数十mmにも達することがあ
る。このため、ガントリ内のX線管球等の他の部材に干
渉したり、場合によってはタイミングベルト107が回
転ベース101から脱落してしまうという問題が起こり
得る。
【0007】これに対しては、図5(b)に示すように
回転ベース101の外歯の幅Wを長くとって、それによ
りクリアランスを大きく持たせることで、ある程度は対
処できるが、それに因ってガントリが大型化してしま
い、コストアップだけでなく、患者の心理的負担を増大
させ、また患者に対する外部からのアクセスが低下する
といった様々な不具合が生じてしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ガン
トリ内の回転べースと駆動プーリとそれらを掛け渡すタ
イミングベルトとをハスバ仕様にすることと、ガントリ
の大型化を阻止することとを両立できるX線コンピュー
タ断層撮影装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】(1)本発明は、X線管
球とX線検出器とを搭載する従動プーリがタイミングベ
ルトを介して駆動プーリによって回転するようになって
いるX線コンピュータ断層撮影装置において、前記従動
プーリと前記駆動プーリとは歯すじが斜めに形成された
ハスバ歯車であり、前記タイミングベルトはハスバ歯車
に合うように歯すじが斜めに形成されたハスバベルトで
あり、前記タイミングベルトは前記従動プーリと前記駆
動プーリとの間に架け渡されていることを特徴としたも
のである。
【0010】(2)本発明は、(1)の装置において、
タイミングベルトが従動プーリと駆動プーリとの間を回
転軸方向に斜めに架け渡されていることを特徴としたも
のである。
【0011】(3)本発明は、X線管球とX線検出器と
を搭載する従動プーリがタイミングベルトを介して駆動
プーリによって回転するようになっているX線コンピュ
ータ断層撮影装置において、前記従動プーリと前記駆動
プーリとは歯すじが斜めに形成されたハスバ歯車であ
り、前記タイミングベルトはハスバ歯車に合うように歯
すじが斜めに形成されたハスバベルトであり、前記従動
プーリの幅中心と前記駆動プーリの幅中心とは回転軸方
向に所定の距離だけずらされていることを特徴としたも
のである。
【0012】(4)本発明は、X線管球とX線検出器と
を搭載する従動プーリがタイミングベルトを介して駆動
プーリによって回転するようになっているX線コンピュ
ータ断層撮影装置において、前記従動プーリと前記駆動
プーリとは歯すじが斜めに形成されたハスバ歯車であ
り、前記タイミングベルトはハスバ歯車に合うように歯
すじが斜めに形成されたハスバベルトであり、前記タイ
ミングベルトは前記従動プーリと前記駆動プーリとの間
を回転軸方向に斜めに、且つ前記タイミングベルトの中
心が前記従動プーリの幅中心に略一致するように架け渡
されていることを特徴としたものである。
【0013】(5)本発明は、X線管球とX線検出器と
を搭載する従動プーリがタイミングベルトを介して駆動
プーリによって回転するようになっているX線コンピュ
ータ断層撮影装置において、前記従動プーリと前記駆動
プーリとは歯すじが斜めに形成されたハスバ歯車であ
り、前記タイミングベルトはハスバ歯車に合うように歯
すじが斜めに形成されたハスバベルトであり、前記従動
プーリと前記駆動プーリとにはそれぞれフランジが設け
られていることを特徴としたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
好ましい実施形態により詳細に説明する。
【0015】図1に示すように、本実施形態に係るX線
コンピュータ断層撮影装置のガントリには、リング状の
回転ベース(従動プーリ)1が収容されている。この回
転ベース1には、X線管球2とX線検出器3とが、リン
グ中心の撮影領域4を挟んで対向するように搭載されて
いる。また、回転ベース1の外周には、歯車が形成され
ていて、この外歯と、モータの駆動軸に連結された駆動
プーリ5との間には、タイミングベルト7が掛け渡され
ていて、モータにより回転ベース1が回転するようにな
っている。
【0016】図2(a)、図2(b)、図2(c)に示
すように、振動、噛み合い音を小さくするために、タイ
ミングベルト7には、歯すじが回転軸に対して斜めに形
成されたハスバベルトが採用されている。これに応じ
て、回転ベース1の外歯と駆動プーリ5とには、歯すじ
が斜めに形成されたハスバ歯車が採用されている。
【0017】ここで、従来でも述べたように、タイミン
グベルト7等をハスバ仕様にすると、片寄りや脱落の問
題が生じるが、この問題に対して本実施形態では、次の
ように対処している。
【0018】まず、図3(a)に示すように、回転ベー
ス1の幅中心(C1)と駆動プーリ5の幅中心(C5)
とを回転軸方向に所定の距離だけずらして、回転ベース
1と駆動プーリ5との間にタイミングベルト7を回転軸
方向に対して斜めに架け渡して、タイミングベルト7に
予め片寄り量(オフセット量)を与えておくことによ
り、従来のようにタイミングベルト7を回転軸方向に対
して垂直に架け渡す場合よりも、タイミングベルト7の
片寄り量(初期位置から最大片寄り位置までの距離)を
少なくすることができ、これにより回転ベース1のクリ
アランス(遊び)を従来より少なくして、回転ベース1
の大型化を抑制することができる。
【0019】また、回転ベース1と駆動プーリ5との間
にタイミングベルト7を斜めに掛け渡すが、そのとき、
タイミングベルト7の片寄りの中心(オフセットの半分
の位置)が、回転ベース1の幅中心C1に略一致するよ
うに掛け渡すことで、回転ベース1のクリアランスを最
大限活用することができる。さらに、図3(b)に示す
ように、回転ベース1と駆動プーリ5とには、それぞれ
フランジ(つば)9,10を設けて、タイミングベルト
7の過剰な片寄りや脱落を止めるようになっている。な
お、フランジ9,10は、つばぜり音等の騒音を低減す
るために、摩擦係数の比較的低い材料や自己潤滑性のあ
る材料、例えば二硫化モリブデンを含む材料で形成さ
れ、又はその材料をコーティングされている。
【0020】次に、タイミングベルト7に予め与えてお
くオフセット量について説明する。図4には、回転ベー
ス1のピッチ誤差(歯間距離の最大誤差)に対するタイ
ミングベルト7の片寄り量の依存性を3種類の張力(6
0kgf、40kgf、20kgf)に関してシュミレ
ートした結果を示している。ここでは、タイミングベル
ト7のベルト幅として40mm、回転軸に対するタイミ
ングベルト7の歯すじの傾斜角(ねじれ角)を10゜と
して与えた。
【0021】図4において、ピッチ誤差が0(ゼロ)の
とき、片寄り量は、張力60kgfでは10mm、張力
40kgfでは17mm、張力20kgfでは23mm
になる。張力は、一般的に、40kgf乃至60kgf
の範囲内であることが多いので、片寄り量は、10mm
乃至17mmの範囲内になる。従って、オフセット量と
しては、その範囲の中心値より若干長い例えば15mm
が好ましいといえる。
【0022】また、ピッチ誤差が2×10-3mmのと
き、片寄り量は、張力60kgfでは5mm、張力40
kgfでは12mm、張力20kgfでは17mmにな
る。同様に、一般的な40kgf乃至60kgfの範囲
内では、片寄り量は、5mm乃至12mmの範囲内にな
るので、オフセット量としては、その範囲の中心値より
若干長い例えば10mmが好ましいといえる。
【0023】このように図4のシュミレーション結果に
基づいて、張力やピッチ誤差等から、回転ベース1の幅
を最小化するような最適なオフセット量を決定すること
ができる。
【0024】なお、図4に示したとおり、タイミングベ
ルト7の片寄り量は、回転ベース1のピッチ誤差と、張
力との両方に対して依存性を有している。この依存性を
利用して、つまり回転ベース1のピッチ誤差と張力との
少なくとも一方を調整することにより、タイミングベル
ト7の片寄り量をある程度コントロールして、その片寄
り量を最小化したり、所定量に合わせることができる。
【0025】本発明は、上述した実施形態に限定される
ことなく、種々変形して実施可能である。
【0026】
【発明の効果】(1)本発明によれば、従動プーリと駆
動プーリとの間を回転軸方向に斜めにタイミングベルト
を架け渡して、予めタイミングベルトに片寄りを与えて
おくことにより、タイミングベルトの片寄り量を少なく
することができる。これにより従動プーリのクリアラン
スを従来より少なくして、従動プーリの大型化を抑制す
ることができる。従って、従動プーリと駆動プーリとそ
れらを掛け渡すタイミングベルトとをハスバ仕様にして
騒音や振動を抑えながら、それと同時に、ガントリの大
型化を阻止することができる。
【0027】(2)本発明によれば、従動プーリの幅中
心と駆動プーリの幅中心とを回転軸方向に所定の距離だ
けずらして、タイミングベルトを斜めに架け渡すこと
で、(1)の発明と同様の効果を奏することができる。
【0028】(3)本発明によれば、従動プーリと駆動
プーリとの間にタイミングベルトを斜めに且つその中心
が従動プーリの幅中心に略一致するように掛け渡すこと
で、(1)や(2)の発明よりも、ガントリの大型化を
より阻止することができる。
【0029】(4)本発明によれば、従動プーリと駆動
プーリとに設けたフランジで、タイミングベルトの片寄
りを止めることができる。従って、従動プーリと駆動プ
ーリとの幅を狭くして、ガントリの大型化を阻止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るX線コンピュータ断
層撮影装置のガントリ内部に関する概略的構造図。
【図2】(a)は図1のタイミングベルトの平面図、
(b)は図1のタイミングベルトの側面図、(c)は図
1の駆動プーリの外観図。
【図3】(a)は図1の回転ベースと駆動プーリとの間
を掛け渡すタイミングベルトのオフセットを示す側面
図、(b)は図1の回転ベースと駆動プーリとにそれぞ
れ設けられたフランジを示す側面図。
【図4】本実施形態において、回転ベースのピッチ誤差
に対するタイミングベルトの片寄り量の依存性を3種類
の張力に関して示す図。
【図5】(a)は従来の回転ベースと駆動プーリとタイ
ミングベルトとをハスバ仕様にしたときに起こるタイミ
ングベルトの片寄りを示す図、(b)は図5(a)のタ
イミングベルトの片寄りを補償するために大型化された
回転ベースを示す図。
【符号の説明】
1…回転ベース(従動プーリ)、 2…X線管球、 3…X線検出器、 5…駆動プーリ、 7…タイミングベルト、 8…ガントリ、 9…従動プーリのフランジ、 10…駆動プーリのフランジ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線管球とX線検出器とを搭載する従動
    プーリがタイミングベルトを介して駆動プーリによって
    回転するようになっているX線コンピュータ断層撮影装
    置において、 前記従動プーリと前記駆動プーリとは歯すじが斜めに形
    成されたハスバ歯車であり、前記タイミングベルトはハ
    スバ歯車に合うように歯すじが斜めに形成されたハスバ
    ベルトであり、前記タイミングベルトは前記従動プーリ
    と前記駆動プーリとの間に架け渡されていることを特徴
    とするX線コンピュータ断層撮影装置。
  2. 【請求項2】 前記タイミングベルトは前記従動プーリ
    と前記駆動プーリとの間に、回転軸方向に斜めに架け渡
    されていることを特徴とする請求項1記載のX線コンピ
    ュータ断層撮影装置。
  3. 【請求項3】 X線管球とX線検出器とを搭載する従動
    プーリがタイミングベルトを介して駆動プーリによって
    回転するようになっているX線コンピュータ断層撮影装
    置において、 前記従動プーリと前記駆動プーリとは歯すじが斜めに形
    成されたハスバ歯車であり、前記タイミングベルトはハ
    スバ歯車に合うように歯すじが斜めに形成されたハスバ
    ベルトであり、前記従動プーリの幅中心と前記駆動プー
    リの幅中心とは回転軸方向に所定の距離だけずらされて
    いることを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
  4. 【請求項4】 X線管球とX線検出器とを搭載する従動
    プーリがタイミングベルトを介して駆動プーリによって
    回転するようになっているX線コンピュータ断層撮影装
    置において、 前記従動プーリと前記駆動プーリとは歯すじが斜めに形
    成されたハスバ歯車であり、前記タイミングベルトはハ
    スバ歯車に合うように歯すじが斜めに形成されたハスバ
    ベルトであり、前記タイミングベルトは前記従動プーリ
    と前記駆動プーリとの間を回転軸方向に斜めに、且つ前
    記タイミングベルトの中心が前記従動プーリの幅中心に
    略一致するように架け渡されていることを特徴とするX
    線コンピュータ断層撮影装置。
  5. 【請求項5】 X線管球とX線検出器とを搭載する従動
    プーリがタイミングベルトを介して駆動プーリによって
    回転するようになっているX線コンピュータ断層撮影装
    置において、 前記従動プーリと前記駆動プーリとは歯すじが斜めに形
    成されたハスバ歯車であり、前記タイミングベルトはハ
    スバ歯車に合うように歯すじが斜めに形成されたハスバ
    ベルトであり、前記従動プーリと前記駆動プーリとには
    それぞれフランジが設けられていることを特徴とするX
    線コンピュータ断層撮影装置。
JP11102867A 1999-04-09 1999-04-09 X線コンピュータ断層撮影装置 Pending JP2000287961A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021006166A1 (ja) * 2019-07-09 2021-01-14 雫石 誠 コンピュータトモグラフィー装置及び検診車両

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021006166A1 (ja) * 2019-07-09 2021-01-14 雫石 誠 コンピュータトモグラフィー装置及び検診車両
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