JP2001245878A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大容量のＸ線管装置を用いてもガントリ内部
の温度を所定以下まで冷却できる小型で低騒音の冷却手
段を有するら旋スキャンや高速スキャン等の新ニーズに
対応可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。 【解決手段】 Ｘ線ＣＴ装置のガントリ内部の冷却に畜
熱材による冷却手段を用いる。この冷却手段は、前記ガ
ントリに設けた吸気管及び排気管と、該吸気管の内部ま
たは吸気管と連通したガントリとは異なる空間に設けた
融解潜熱を有する蓄熱材とで構成する。前記蓄熱材には
水及び塩化カルシウム水溶液等の水溶液を使用し、融解
した畜熱材の固化には医療施設などの診療時間外の余剰
動力を利用する。 また、 蓄熱材を利用した空調設備の
蓄熱材または蓄熱槽等によって冷気を生成し、この冷気
を畜熱材として利用する。

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ＣＴ装置に係
り、特にガントリ内部を効率良く冷却するのに好適なガ
ントリ内部の冷却手段を備えたＸ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は、ガントリ内の回転体に
Ｘ線管装置とＸ線検出器を対向配置し、前記回転体を回
転させて、該回転体の回転中心近傍に置かれた被検体に
Ｘ線を照射し透過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出
し、この検出信号を画像処理装置で処理することにより
被検体の断層像を得るものである。前記Ｘ線管装置やＸ
線検出器は高速に回転するので、安全性確保の点から前
記回転体をカバーで覆っている。このような構造のＸ線
ＣＴ装置において、 ガントリ内部のＸ線管装置は、入
力された負荷（100ｋW程度）の大部分を熱に変換して周
囲へ放出しているので、ガントリ内部の温度は上昇す
る。

【０００３】この温度は約４０℃にまで上昇するので、
ガントリ内部に空冷式の冷却器を設け、この冷却器によ
り外気温度が25℃の場合に前記Ｘ線管装置を十分冷却で
きるように構成されている。さらに、ガントリ上部に送
風機を設けて、該ガントリ内部の暖気を外部へ排出して
該ガントリ内部の温度を所定以下になるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、近
年、ら旋スキャンや高速スキャンによる画像診断のニー
ズが高まり、これによって多くのＸ線量を必要とするよ
うになった。このため、Ｘ線管装置にも大容量のものが
要求されるようになり、該Ｘ線管装置から排出される熱
量も多くガントリ内部の温度は従来にも増して上昇す
る。この温度上昇によって以下の問題が発生する。

【０００５】（1）冷却器の大型化、騒音の増大 上記の上昇温度が４０℃になると、上記冷却器の冷却能
力は約５０％まで低下するので、冷却能力を高めるため
には上記冷却器の大きさが大きく重くなり、上記回転体
を高速で回転させることは困難となる。また、ガントリ
から排出される熱は、Ｘ線ＣＴ装置を設置している部屋
の室温を高くするので、必要に応じて該部屋内に空調機
器を追加しなければならなくなる。さらに、上記送風機
にも送風容量の大きなものを使用しなければならないの
で、送風機が大型になるばかりではなく、該送風機の騒
音も大きくなり、Ｘ線ＣＴ装置全体の騒音も大きく、被
検者や操作者に不快感を与える要因となる。

【０００６】（2）Ｘ線検出器や制御機器の誤動作 ガントリ内には上記Ｘ線管装置やＸ線検出器の他にも、
前記Ｘ線管装置に高電圧を印加するＸ線高電圧装置、こ
のＸ線高電圧装置を制御するＸ線制御装置、前記Ｘ線検
出器の出力を増幅する増幅器及びこの増幅器からの出力
データを収集するデータ収集装置等が搭載されており、
これらは所定の温度で動作するように設計されている。
しかし、上記のようにら旋スキャンや高速スキャンに対
応するためにＸ線管装置を大容量化すると、ガントリ内
部の温度が上昇して上記所定温度を越えると、上記Ｘ線
検出器、Ｘ線制御装置、前置増幅器及びデータ収集装置
等の誤動作が懸念される。したがって、前記ガントリ内
部の温度をある一定以下の温度（約２５℃）に冷却する
必要がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、大容量のＸ線管
装置を用いてもガントリ内部の温度を所定以下まで冷却
できる小型で低騒音の冷却手段を有する、ら旋スキャン
や高速スキャンに対応可能なＸ線ＣＴ装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の手段
によって達成される。

【０００９】（1）ガントリ内の回転体にＸ線管装置と
Ｘ線検出器を対向配置し、前記回転体を回転させて該回
転体の回転中心近傍に載置された被検体にＸ線を照射し
透過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出し、この検出
信号を画像処理装置で処理して前記被検体の断層像を得
るＸ線ＣＴ装置において、前記ガントリ内部の冷却に畜
熱材による冷却手段を用いる。 （2）上記冷却手段は、前記ガントリに設けた吸気管及
び排気管と、該吸気管の内部または吸気管と連通したガ
ントリとは異なる空間に設けた融解潜熱を有する蓄熱材
とから成る。 （3）上記融解した畜熱材の固化に医療施設などの診療
時間外の余剰動力を利用する。 （4）上記蓄熱材に水及び塩化カルシウム水溶液等の水
溶液を使用する。 （5）蓄熱材を利用した空調設備の蓄熱材または蓄熱槽
等によって冷気を生成し、この冷気を畜熱材として利用
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。
図１において、１はガントリで、回転体４と、Ｘ線の制
御や前記回転体の回転制御等の制御機器５及び前記ガン
トリ１内部の暖気を外部へ排出する送風機等が配置され
ている。回転体４には、Ｘ線管装置２とＸ線検出器３が
対向配置され、該回転体４の中央部には被検体を挿入す
る開口部が設けら、該回転体４はモータ、プーリ、ベル
ト等から成る回転機構３０により前記被検体の周囲を回
転する。

【００１１】前記Ｘ線管装置２には、前記制御機器５内
にあるＸ線高電圧装置から図示省略のスリップリングを
介して前記Ｘ線管装置２に高電圧を印加して前記被検体
にＸ線を放射し、該被検体を透過したＸ線を前記Ｘ線検
出器３で検出し、この出力を図示省略の増幅器、データ
収集装置を介して画像処理装置に入力し、再構成演算を
行って所望の断層像を得る。

【００１２】このような構成のガントリ１において、該
ガントリ１の下部に吸気管８を設け、吸気管８の吸気口
には吸気用送風機９及びフィルタ（図示省略）を設け
て、ガントリ１外部の空気を吸引し、吸気中に含まれる
塵埃はフィルタによって除去される。この吸気は、吸気
管８内に設けた融解潜熱を有した蓄熱材７が融解するこ
とによって冷却される。

【００１３】吸気管８内の蓄熱材７は、前記吸気との熱
交換を効率的に行うことができるように設置される。設
置方法は種々考えられるが、その一例を図２に示す。図
２の一点鎖線は吸気管８の壁面である。吸気管８内に交
互に設置された蓄熱材７により、吸気は図２に示すよう
に蛇行して流れ（実線10として表示）、この蛇行の過程
で冷却される。

【００１４】本例のように、吸気管８の内部に蓄熱材７
を設置し吸気を冷却する場合には、季節、天候によって
は水蒸気の飽和温度以下まで吸気が冷却され吸気中に凝
縮水が生じるので何等かの方法により、該凝縮水を外部
へ排出しなければならない。図３に前記凝縮水の除去機
構の概略図を示す。図３において、吸気中に生じた凝縮
水11は、吸気管８の中に設けた蓄熱材７の間を蛇行する
間に、前記蓄熱材７の表面に付着し吸気管８の底部へ滴
下する。

【００１５】この滴下した凝縮水11を一箇所に収集する
ために、吸気管底部は一定の傾き１２を有しており、吸
気管底部の一部に設けた凹部13に蓄えられた後、凹部13
への貯水量が一定以上になった場合にU字管14を介して
外部へ排出される（図４参照）。

【００１６】吸気管８内に設けた蓄熱材７は図４（ａ）
に示すように、金属容器15内に収められている。蓄熱材
７は融解することによって吸気を冷却するため冷却過程
で相変化を生じ体積が変化する。このため、図４（ｂ）
に示すように容器内には蓄熱材の体積変化を考慮し空間
16を残しておく必要がある。または、容器15の壁面の一
部または全てが蓄熱材７の体積変化に合わせて伸縮自在
になっている必要がある。伸縮自在になっている容器と
しては、図５に示すように金属皮膜に樹脂コーティング
を施したパッケージ18（レトルト食品の容器などに使用
されるようなアルミパッケージ）が用いられる。上記パ
ッケージ18をバネコイル17などの内周囲に貼り付け伸縮
自在構造にしたものも蓄熱材容器15に使用される。蓄熱
材７として使用する物質としては種々の物質が考えられ
る。特に融解潜熱の大きな物質が望ましい。例えば水、
塩化カルシウムなどの水溶液などが挙げられる。特に水
などは融解潜熱と共にに比熱も大きく固化した状態から
融解した後も吸気を冷却できる特徴がある。また、冷気
を生成するための蓄熱材７として、蓄熱を利用した空調
設備の蓄熱材または蓄熱槽等を利用することも可能であ
る。この場合、現在のＸ線ＣＴ装置のガントリに空調ダ
クトからの吸気管を設置することで実現可能となる。

【００１７】融解した蓄熱材７は、夜間等の余剰動力に
よって医療施設の診療時間外に固化すれば良い。また、
蓄熱材７を固化する方法としては、蓄熱材７を吸気管８
から取り外し可能な構造としておき、診療時間外に別途
用意した冷凍庫内部で固化する方法と、吸気管８に冷凍
機を併設し、該冷凍機の蒸発器を蓄熱材７の中に埋め込
むことで前記蓄熱材７を固化する方法等がある。

【００１８】蓄熱材７を交換可能な構造にした吸気管８
の概略図を図６に示す。蓄熱材７は、図７(b)に示すよ
うな持ち手19の付いた搬送可能な金属製容器15内（以
下、可搬型容器と称す。）に収められており、これを図
７（ａ）に示す吸気管８に設けられた蓄熱材用のポケッ
ト23内に装填する。吸気管８は上面部が凹型に加工して
おり、この凹型部分が蓄熱材ポケット23となる。凹型内
部は箱形状を有しており、上部を除く他の面は蓄熱材ポ
ケット23として蓄熱材７を保持すると共に吸気管８の壁
面の一部を形成している。凹部の上面は開放されてお
り、可搬型容器15を装填または取り外し可能となってい
る。医療施設などの診療開始時間に蓄熱材ポケット23内
部に予め固化された蓄熱材７を装填し、診療時間外に蓄
熱材７を取り外し可搬型容器15ごと冷凍機内で固化させ
る。

【００１９】蓄熱材７に併設された冷凍機で冷却する吸
気管８の概略図を図７に示す。併設する冷凍機は蒸発器
20、圧縮機21、凝縮器22から構成されており、圧縮機21
内で圧縮された冷媒（代替フロンなど）を蒸発器20内で
断熱膨張することで周囲の熱を吸収する。吸熱後の冷媒
は凝縮器22で外部に放熱して圧縮機21内へ再循環させ
る。蓄熱材７は、吸気管８内部に常設されており、吸気
管８に併設された冷凍機から蒸発器20の熱交換部分を蓄
熱材７内部に埋め込むことで蓄熱材７を固化する。この
冷凍機は、診療時間終了後の電気料金が割安な夜間電力
（特に午後11時〜午前７時）によって運転させればより
安い経費で済むようになる。

【００２０】

【発明の効果】以上、本発明によれば、ガントリ内部を
畜熱材を用いて冷却するようにしたので、大容量のＸ線
管装置を用いても前記ガントリ内部の温度を所定以下ま
で冷却でき、小型で低騒音の冷却手段を有するら旋スキ
ャンや高速スキャンに対応可能なＸ線ＣＴ装置を提供で
きるという効果がある。 また、夜間等の余剰動力の利
用によって前記蓄熱材を固化するための冷却コスト低く
抑えることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線ＣＴ装置のガントリの概略
図。

【図２】吸気管内の蓄熱材の設置例を示す図。

【図３】吸気管内で発生した凝縮水の除去機構の概略を
示す図（吸気管軸方向断面図）。

【図４】金属製容器内に装填された蓄熱材の概略を示す
図。

【図５】装填された蓄熱材の体積変化に合わせて伸縮す
る蓄熱材容器の概略を示す図。

【図６】蓄熱材を交換方式での吸気管の概略を示す図。

【図７】蓄熱材を併設された冷凍機で冷却する方式の吸
気管の概略を示す図。

【符号の説明】

１ ガントリ、２ Ｘ線管装置、３ Ｘ線検出器、４
回転体、５ 制御機器、６ 送風機、７ 蓄熱材、８
吸気管、９ 送風機、１０ 吸気管内の吸気の流れ、１
１ 水滴、１２ 吸気管底部の傾斜、１３ 凝縮水溜
り、１４ U字管、１５ 蓄熱材容器（体積変化前）、
１６ 蓄熱材（体積変化後）、１７ コイルバネ、１８
金属薄膜製パッケージ、１８ 蓄熱材交換用持ち手、
２０ 蒸発器、２１ 圧縮機、２２ 凝縮器、２３ 蓄
熱材ポケット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガントリ内の回転体にＸ線管装置とＸ線
   検出器を対向配置し、前記回転体を回転させて該回転体
   の回転中心近傍に載置された被検体にＸ線を照射し透過
   したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出し、この検出信号
   を画像処理装置で処理して前記被検体の断層像を得るＸ
   線ＣＴ装置において、前記ガントリ内部の冷却に畜熱材
   による冷却手段を用いたことを特徴とするＸ線ＣＴ装
   置。
2. 【請求項２】 前記冷却手段は、前記ガントリに設け
   た吸気管及び排気管と、該吸気管の内部または吸気管と
   連通したガントリとは異なる空間に設けた融解潜熱を有
   する蓄熱材とから成ることを特徴とする請求項１に記載
   のＸ線ＣＴ装置。
3. 【請求項３】 前記融解した畜熱材は、医療施設などの
   診療時間外の余剰動力によって固化することを特徴とす
   る請求項１，２に記載のＸ線ＣＴ装置。