JP2003052681A - 傾斜した回転軸を有するｘ線管とその方法 - Google Patents

傾斜した回転軸を有するｘ線管とその方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械荷重を均衡させた改良型のＸ線管及び均
衡方法を提供すること。 【解決手段】 コンピュータ断層システム（１０）はガ
ントリ（１２）及びＸ線管（１４）を備える。ガントリ
（１２）はガントリ回転軸（２４）の周りを回転する。
Ｘ線管（１４）は、ガントリ（１２）に取り付けられて
いると共に、Ｘ線管回転軸（８８）を有する回転可能な
アセンブリ（９０）を備えている。Ｘ線管回転軸（８
８）はガントリ回転軸（２４）から傾斜角（θ）だけ角
度変位させている。Ｘ線管（１４）のガントリ回転軸
（２４）の周りでの回転により第１のモーメントが生成
され、また回転可能なアセンブリ（９０）のＸ線管回転
軸（８８）の周りでの回転により第１のモーメントと反
対向きに第２のモーメントが生成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全般的にはＸ線管
に関する。本発明は、さらに詳細には、Ｘ線管内の機械
荷重を均衡させるためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】Ｘ線管は、イメージング用システムなど
の装置において広範な用途が見いだされている。Ｘ線イ
メージング・システムでは、画像化しようとする被検体
に向けてＸ線ビームを放出するためにＸ線管を利用して
いる。Ｘ線ビームと、中間に配置した被検体との相互作
用により応答が生成され、この応答が一つまたは複数の
検出器により受け取られる。次いで、イメージング・シ
ステムは検出した応答信号を処理して被検体の画像を作
成する。
【０００３】例えば、コンピュータ断層（ＣＴ）イメー
ジングでは、Ｘ線管はデカルト座標系のｘ−ｙ平面で一
般に「画像作成面」といわれる面内に来るようにコリメ
ートしたファンビーム（扇形状ビーム）を投射してい
る。このＸ線ビームは患者などの被検体を透過する。ビ
ームは、被検体による減衰を受けた後、放射線検出器の
アレイ上に入射する。検出器アレイで受け取った減衰し
た放射線ビームの強度は、被検体によるＸ線ビームの減
衰に依存する。このアレイの各検出器素子は、それぞれ
の検出器位置でのビーム減衰の計測値に相当する電気信
号を別々に発生させる。すべての検出器からの減衰量計
測値を別々に収集し、透過プロフィールが作成される。
【０００４】周知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線管
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体を切る角度が
一定に変化するようにして、画像作成面内でこの被検体
の周りをガントリと共に回転する。あるガントリ角度で
検出器アレイより得られる一群のＸ線減衰量計測値（す
なわち、投影データ）のことを「ビュー（ｖｉｅｗ）」
という。また、被検体の「スキャン・データ（ｓｃａ
ｎ）」は、Ｘ線源と検出器が１回転する間に、様々なガ
ントリ角度で得られるビューの集合からなる。アキシャ
ル・スキャンでは、この投影データを処理し、被検体を
透過させて得た２次元スライスに対応する画像を構成さ
せる。
【０００５】典型的には、Ｘ線管は、真空容器と、陰極
アセンブリと、陽極アセンブリと、を備えている。真空
容器は、典型的には、ガラスにより、あるいはステンレ
ス鋼、銅、銅合金などの金属により製作されている。陰
極アセンブリ及び陽極アセンブリは真空容器内に封入さ
れている。
【０００６】Ｘ線ビームを発生させるため、陰極は電子
の放出を開始する温度まで加熱される。陰極アセンブリ
と陽極アセンブリの間ではある電位差（典型的には、６
０ｋＶ〜１４０ｋＶの範囲内にある）を維持して電子を
加速させ、これにより電子を高速度で陽極のターゲット
・ゾーンに衝突させている。衝突が起こると、電子の運
動エネルギーのある小さな一部分（１％未満）は高エネ
ルギー電磁放射（すなわち、Ｘ線）に変換され、残りの
部分は熱を発生させる。Ｘ線はターゲット・ゾーンの焦
点からあらゆる方向に放出されており、次いでコリメー
タを用いてＸ線が患者に向けてＸ線ビームの形態で真空
容器から出るように導いている。
【０００７】当初のＸ線管設計では、その陽極アセンブ
リは静止させたままであった。しかし、発生する熱が大
量である（陽極の焦点は約２７００℃の温度に達するこ
とがある）ため、多くの用途では回転陽極設計が採用さ
れている。この設計によれば、その陽極アセンブリは回
転する円盤を含んでおり、かつその焦点は陽極上のター
ゲット・トラックに沿って移動している。このため、手
をロウソクの上に直接かざすのではなくロウソクの上で
手を動かすことにより手の火傷を防ぐのと概して類似し
た方法により、陽極上での材料の融解を防ぐことができ
る。
【０００８】回転陽極設計は熱散失を促進する点で有利
であるが、回転陽極設計では二つの回転系を利用するこ
とになると別の課題が生じる。具体的には、Ｘ線管はＸ
線管内においてＸ線管回転軸の周りで回転する回転陽極
アセンブリを備えており、またＸ線管自身は、ガントリ
回転軸（例えば、患者と一致させることがある）の周り
を回転するガントリに取り付けられている。
【０００９】生じている問題の一つは、回転陽極アセン
ブリを支持する軸受けに対する不均等荷重である。回転
陽極アセンブリでは、回転する円盤を回転するシャフト
の一方の端に取り付け、回転シャフトのもう一方の端を
二つ以上の軸受けアセンブリにより支持しているような
片持ちばり設計（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｅｄ ｄｅｓｉ
ｇｎ）が使用されている。Ｘ線管がガントリ回転軸の周
りを回転する際に、Ｘ線管に加わる合成の遠心力は、主
として、回転する円盤のより近くにある（重心のより近
くにある）軸受けアセンブリによって反対向きとなり、
結果的に荷重が不均等になる。こうなると、軸受けアセ
ンブリ（特に、ガントリの回転による遠心力に対する主
たる反転を提供する軸受けアセンブリ）の故障が早まる
ため望ましくない。
【００１０】ＣＴシステムの性能特性を改善させるため
には、利用するガントリ回転速度を増加させることが望
ましい。しかし、速度が増加すると、遠心力はガントリ
回転速度の二乗に比例するため軸受けの荷重が大きくな
る。したがって、ガントリ速度の増加が軸受けに早期の
故障を起こさせずに得ることができないことが、ＣＴシ
ステムの開発における制約要因の一つとなっている。
【００１１】したがって、Ｘ線管内の機械荷重を均衡さ
せた改良型のＸ線管及び均衡方法があれば極めて有利で
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい第１の
態様では、コンピュータ断層システムは、ガントリ及び
Ｘ線管を備えている。このガントリはガントリ回転軸の
周りを回転する。Ｘ線管はガントリに取り付けられてお
り、Ｘ線管回転軸を有する回転可能なアセンブリを備え
ている。Ｘ線管回転軸はガントリ回転軸からある傾斜角
だけ角度変位させている。ガントリ回転軸の周りでのＸ
線管の回転により、Ｘ線管に加わる遠心力が生成され
る。回転可能なアセンブリのＸ線管回転軸の周りでの回
転により、遠心力と反対向きの追加の力を回転可能なア
センブリに加えるようなジャイロスコープ・モーメント
（ｇｙｒｏｓｃｏｐｉｃ ｍｏｍｅｎｔ）が生成され
る。
【００１３】好ましい第２の態様では、コンピュータ断
層システムを動作させる方法は、Ｘ線管に作用する第１
のモーメントを生成させること、並びに第１のモーメン
トが生成されている間にＸ線管に作用する第２のモーメ
ントを生成させること、を含んでいる。Ｘ線管はガント
リに取り付けられている。第１のモーメントは、ガント
リ回転軸の周りでのガントリのガントリ回転速度での回
転により生成される。第２のモーメントは、Ｘ線管の回
転アセンブリのＸ線管回転軸の周りでの回転により生成
される。Ｘ線管回転軸はガントリ回転軸に対して傾いて
いる。第２のモーメントは、回転可能なアセンブリの歳
差運動により生成されるジャイロスコープ・モーメント
である。この歳差運動は、ガントリ回転軸の周りでのＸ
線管の回転と回転可能なアセンブリのＸ線管回転軸の周
りでの回転とにより発生する。回転可能なアセンブリの
Ｘ線管回転軸は、回転可能なアセンブリがガントリ回転
軸の周りを回転するのに伴って一つの円錐形の一部分の
外側表面を規定する。
【００１４】好ましい第３の態様では、コンピュータ断
層システムは、ガントリ及びＸ線管を備えている。この
ガントリはガントリ回転軸の周りを回転する。Ｘ線管は
ガントリに取り付けられており、Ｘ線管回転軸を有する
回転可能なアセンブリを備えている。Ｘ線管回転軸はガ
ントリ回転軸からある傾斜角だけ角度変位させている。
ガントリ回転軸の周りでのＸ線管の回転により第１のモ
ーメントが生成され、また回転可能なアセンブリのＸ線
管軸の周りでの回転により第１のモーメントと反対向き
の第２のモーメントが生成される。
【００１５】好ましい実施形態では、この傾斜角のため
にジャイロスコープ・モーメントが生成され、これをＸ
線管内での荷重を均衡させるために使用できるので有利
である。したがって、Ｘ線管回転軸とガントリ回転軸は
平行でなければならないという前提が長い間持たれてき
たが、驚くべきことに、傾斜角の導入により、必ずそう
なるわけではないが、大きな恩恵が得られるということ
が分かった。
【００１６】本発明のその他の原理的特徴及び利点は、
以下の図面、詳細な説明、並びに添付の特許請求の範囲
を検討すれば当業者には明らかとなろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、「第
３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含む
ものとして、コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・
システム１０を示している。ガントリ１２にはＸ線管１
４が取り付けられていると共に、このＸ線管１４はガン
トリ１２の対向面に取り付けられた検出器アレイ１８に
向けてＸ線ビーム１６を投射している。このＸ線ビーム
１６は、一般に「画像作成面」といわれるデカルト座標
系のｘ−ｙ平面内に来るようにコリメータ（図示せず）
によりコリメートされている。検出器アレイ１８は、投
射され被検体２２（例えば、患者）を透過したＸ線を一
体となって検知する検出器素子２０により形成される。
検出器アレイ１８は単一スライス型検出器である場合や
多重スライス型検出器である場合がある。各検出器素子
２０は、患者２２を透過して入射したＸ線ビームの強度
を表す電気信号を発生させる。Ｘ線投影データを収集す
るためのスキャンの間に、ガントリ１２及びガントリ上
に装着されたコンポーネントはガントリ回転軸２４の周
りを回転する。
【００１８】ガントリ１２の回転及びＸ線管１４の動作
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線管１４に電力及びタイミング
信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回
転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３
０とを含む。制御機構２６内にはデータ収集システム
（ＤＡＳ）３２があり、これによって検出器素子２０か
らのアナログ・データをサンプリングし、このデータを
後続の処理のためにディジタル信号に変換している。画
像再構成装置３４は、ＤＡＳ３２からサンプリングされ
ディジタル化されたＸ線データを受け取り、高速で画像
再構成を行う。再構成した画像はコンピュータ３６に入
力として提供され、コンピュータはこの画像を大容量記
憶装置３８内に格納する。
【００１９】コンピュータ３６はまた、キーボードを有
するコンソール４０を介して、オペレータからのコマン
ド及びスキャン・パラメータを受け取る。付属の陰極線
管ディスプレイ４２により、オペレータはコンピュータ
３６からの再構成画像やその他のデータを観察すること
ができる。コンピュータ３６は、オペレータの発したコ
マンド及びパラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御
装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０に対して制
御信号や制御情報を提供する。さらにコンピュータ３６
は、モータ式テーブル４６を制御してガントリ１２内で
の患者２２の位置決めをするためのテーブル・モータ制
御装置４４を操作する。具体的には、テーブル４６によ
り患者２２の各部分はＺ軸に沿ってガントリ開口４８を
通過できる。
【００２０】図３はＸ線管１４のより詳細な図である。
Ｘ線管１４は、陽極端５４、陰極端５６、並びに陽極端
５４と陰極端５６の間に位置する中央区画５８を含んで
いる。Ｘ線管１４は、ケーシング６４の内部で流体を充
満したチャンバ６２内に封入したＸ線管インサート６０
を含んでいる。
【００２１】Ｘ線管インサート６０との電気的接続は、
陽極レセプタクル６６と陰極レセプタクル６８を介して
提供される。Ｘ線は、ケーシング６４内で中央区画５８
の一方の側にあるケーシング窓７０を通してＸ線管１４
から放出される。
【００２２】図４に示すように、Ｘ線管インサート６０
は、真空容器７６内で真空中に配置されているターゲッ
ト陽極アセンブリ７２及び陰極アセンブリ７４を含んで
いる。固定子７８は、陽極アセンブリ７２に隣接させて
容器７６を覆うように配置させている。陽極アセンブリ
７２と陰極アセンブリ７４を接続している電気回路が通
電されると、例えば、６０ｋＶ〜１４０ｋＶの範囲であ
る電位差を発生させ、電子は陰極アセンブリ７４から陽
極アセンブリ７２まで導かれる。電子はターゲット陽極
アセンブリ７２に衝突し、高振動数の電磁波（すなわ
ち、Ｘ線）と、残余の熱エネルギーとを発生させる。こ
のＸ線は、Ｘ線を被検体（例えば、患者）に向けて導く
ことを可能にするケーシング窓７０を通って外に導かれ
る。
【００２３】図５は陽極アセンブリ７２の断面図であ
る。陽極アセンブリ７２は、ターゲット８０、軸受け支
持体８２、後方軸受けアセンブリ８４、及び前方軸受け
アセンブリ８５を含んでいる。ターゲット８０は、ろう
付けが可能なグラファイトを含む耐火金属で製作されて
いる金属製円盤である。ターゲット８０は、陰極アセン
ブリ７４からの電子を衝突させる相手方となる表面を提
供する。この例示的な実施形態では、ターゲット８０は
軸受けシャフト８６の回転によって回転する。ターゲッ
ト８０の回転により、ターゲット８０上の電子が衝突す
る領域が分散される。
【００２４】軸受け支持体８２はターゲット陽極アセン
ブリ７２に対する支持を提供するための円筒状のチュー
ブである。後方軸受けアセンブリ８４及び前方軸受けア
センブリ８５は、この軸受け支持体８２内に配置されて
いる。ターゲット８０は軸受けシャフト８６と結合して
おり、軸受けシャフト８６と共にＸ線管回転軸８８の周
りを回転する。ターゲット８０と軸受けシャフト８６は
協同して、（１）ターゲット８０と（２）後方及び前方
軸受けアセンブリ８４及び８５との間に位置する重心Ｇ
を有する回転可能なアセンブリ９０を形成している。し
たがって、Ｘ線管回転軸８８に沿った配置は順番に、後
方軸受けアセンブリ８４、前方軸受けアセンブリ８５、
重心Ｇ、ターゲット８０となる。
【００２５】イメージング操作の間、患者２２はガント
リ１２の内部に受け入れられており、Ｘ線管１４はこの
患者２２を通過して検出器アレイ１８の位置で受け取ら
れるようなＸ線を放出させる。この操作は、ガントリ１
２をガントリ回転軸２４の周りで回転させながら、かつ
回転アセンブリ９０をＸ線管回転軸８８の周りで回転さ
せながら実施する。
【００２６】具体的には、ここでさらに図６〜８も参照
すると、ガントリ１２がガントリ回転軸２４の周りを回
転すると、Ｘ線管１４はガントリ１２に取り付けられて
いるためＸ線管１４もガントリ回転軸２４の周りを回転
する。こうなると、ガントリ回転軸２４の周りでのＸ線
管１４の回転により遠心力が発生する。この遠心力は回
転アセンブリ９０の質量中心Ｇを介して作用し、Ｘ線管
１４に作用する第１のモーメント
【００２７】
【外１】
【００２８】を生成させる。
【００２９】同様に、Ｘ線管１４内では、回転アセンブ
リ９０がＸ線管回転軸８８の周りにも回転している。回
転アセンブリ９０はＸ線管１４の一部であるため、回転
アセンブリ９０は同時にガントリ回転軸２４とＸ線管回
転軸８８の両方の周りに回転している。図７に示すよう
に、Ｘ線管回転軸８８はガントリ回転軸２４からある傾
斜角θだけ角度変位している。したがって、回転アセン
ブリ９０は歳差運動する。この歳差運動の間に、回転可
能なアセンブリ９０がガントリ回転軸２４の周りを回転
するのに伴って、Ｘ線管回転軸８８は一つの円錐形の一
部分の外側表面を描く。
【００３０】回転アセンブリ９０の動きは、床面で回っ
ているコマの動きと若干類似している。この場合、コマ
は第１の回転軸の周りを高速で回転しながら、同時にこ
れより小さい速度で床面に一つの円を描き、これにより
第２の回転軸の周りを回転することになる。顕著な違い
の一つは、コマの場合は、重力がそのコマに作用するモ
ーメントを生成させることにより歳差運動が生ずること
である。Ｘ線管１４の場合では、その歳差運動は、ガン
トリ１２及び回転アセンブリ９０の回転を駆動させてい
る駆動用モータにより強制される。
【００３１】したがって、コマの場合では、入力モーメ
ント（重力により生じる）により出力として歳差運動が
生成されており、一方、回転アセンブリ９０の場合で
は、歳差運動（駆動用モータにより強制される）の入力
により出力モーメント
【００３２】
【外２】
【００３３】が生成されている。出力モーメント
【００３４】
【外３】
【００３５】は、Ｘ線管１４に作用し第１のモーメント
【００３６】
【外４】
【００３７】とは反対向きのジャイロスコープ・モーメ
ントである。出力モーメント
【００３８】
【外５】
【００３９】は、後方及び前方軸受け８４及び８５の位
置で大きさが等しく方向が反対の一対の力により生成さ
れる。
【００４０】一組の動作パラメータを適正に選択するこ
とにより、後方及び前方軸受け８４及び８５上での正味
の荷重の大きさを等しくすることができる。したがっ
て、このガントリを同じ速度で回転し続けたと仮定する
と、前方軸受け上での荷重が低下しこれにより軸受け８
５の寿命を延ばすことができる。この仕組みにより、後
方軸受けアセンブリ８４と前方軸受けアセンブリ８５と
の相対荷重に対する制御を高めることができ、他方、軸
受けの寿命を延ばすこと、及び／またはより高速度の達
成が可能となる。
【００４１】ここで図６〜８を参照すると、発生する力
及びモーメントの数学的記述について、ジャイロスコー
プ効果を考慮しながらここで説明することにする。もち
ろん、以下の数学的記述は単に本発明の好ましい実現形
態の一つに関するものであって、別の数学的記述を有す
るような別の実現形態も可能であるものと理解すべきで
ある。図６〜８では、回転アセンブリ９０が均一な角速
度で回転するものと仮定しており、Ｘ線管１４はガント
リ１２と共にガントリ軸２４の周りを回転している。さ
らに、以下の数学的記述では、ガントリ軸２４は傾斜さ
せることができるものと仮定している。
【００４２】以下の表１は、図６〜８に示す各パラメー
タの説明を含んでいる。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【外６】
【００４５】という記号を付けたパラメータはベクトル
を意味しており、同じパラメータで
【００４６】
【外７】
【００４７】の記号がないものは大きさ（ｍａｇｎｉｔ
ｕｄｅ）を意味していることに留意されたい。さらに、
距離ａとｂに関しては、いずれの場合も、これらの距離
は図６〜８に示すように陽極回転軸８８と平行な方向で
計測されている。軸受け８４及び８５が図６〜８に示す
ように重心Ｇの左側にある場合は、ａとｂの値は負とな
る。さらに、表１に示すように、パラメータＺgantはガ
ントリ回転軸２４を意味しており、またパラメータｚan
は陽極回転軸８８を意味している。以下の説明では、軸
２４及び８８を指し示すためにパラメータｚan及びＺ
gantのみを用いることにする。
【００４８】ガントリ回転軸Ｚgantと陽極回転軸ｚ
anは、交点である原点Ｏにおいて角θ（傾斜角）だけ離
隔している。ガントリのＹgant軸とＺgant軸は、Ｙglob
Ｚglob面内にあり、Ｙglob軸とＺglob軸のそれぞれに対
して角αをなしている。
【００４９】図６を参照すると、座標変換原理により次
式が得られる。
【００５０】
【数１】
【００５１】
【数２】
【００５２】
【数３】
【００５３】上の各式から、陽極座標とガントリ座標の
関係は次式のように書くことができる。
【００５４】
【数４】
【００５５】同じ関係は、以下に示すように単位ベクト
ルからなる対応する三ッ組にも当てはまる。
【００５６】
【数５】
【００５７】（式３）は次のように書き直すことができ
る。
【００５８】
【数６】
【００５９】さらに、グローバル座標と陽極座標の関係
は行列乗算により次式のように導き出すことができる。
【００６０】
【数７】
【００６１】同じ関係は、以下に示すように単位ベクト
ルからなる対応する三ッ組にも当てはまる。
【００６２】
【数８】
【００６３】（式６）は次のように書き直すことができ
る。
【００６４】
【数９】
【００６５】図７を参照すると、ガントリ角速度
【００６６】
【外８】
【００６７】は次のように書くことができる。
【００６８】
【数１０】
【００６９】したがって、合成陽極角速度
【００７０】
【外９】
【００７１】は次のように書くことができる。
【００７２】
【数１１】
【００７３】したがって、陽極角運動量
【００７４】
【外１０】
【００７５】は次のように書くことができる。
【００７６】
【数１２】
【００７７】特に、角運動量
【００７８】
【外１１】
【００７９】は（その大きさ及び方向の両方に関して）
一定である。回転アセンブリ９０上での質量中心Ｇの周
りの合成ジャイロスコープ・モーメント
【００８０】
【外１２】
【００８１】は次のように書くことができる。
【００８２】
【数１３】
【００８３】したがって、（式８）及び（式１０）を
（式１１）に代入すると次式が得られる。
【００８４】
【数１４】
【００８５】（式１２）から、傾斜角θがゼロに等しい
とき（θ＝０）には、ジャイロスコープ・モーメントが
生成されない（すなわち、
【００８６】
【外１３】
【００８７】＝０である）ことが分かる。傾斜角θがπ
／２に等しいとき（θ＝π／２）には、そのジャイロス
コープ・モーメントは非ゼロ（具体的には、
【００８８】
【外１４】
【００８９】）である。
【００９０】その陽極がガントリ上の任意の位置にある
と見なせる場合には（図８参照）、回転アセンブリ９０
の質量中心Ｇに作用する外力
【００９１】
【外１５】
【００９２】は次のように書くことができる。
【００９３】
【数１５】
【００９４】（式４）、（式７）及び（式１３）を組み
合わせると次式が得られる。
【００９５】
【数１６】
【００９６】
【数１７】
【００９７】（式１４）及び（式１５）に関しては、次
の場合が特に重要である。第一に、角φ（すなわち、ガ
ントリ軸Ｘ’gantとグローバル軸Ｘglobの間の角度）が
π／２に等しいとき（ｚan軸が垂直面内でＺgant軸に対
して上向きであるとき）、回転アセンブリ９０の質量中
心Ｇに作用する外力
【００９８】
【外１６】
【００９９】は次のように書くことができる。
【０１００】
【数１８】
【０１０１】第二に、角φが−π／２に等しいとき（ｚ
an軸が垂直面内でＺgant軸に対して下向きであると
き）、回転アセンブリ９０の質量中心Ｇに作用する外力
【０１０２】
【外１７】
【０１０３】は次のように書くことができる。
【０１０４】
【数１９】
【０１０５】
【外１８】
【０１０６】及び
【０１０７】
【外１９】
【０１０８】がＡとＢのそれぞれに位置する軸受けにお
ける反作用の力であると定義し、かつその力をすべて加
えるとゼロになる必要があると仮定すると、次の式が満
たされなければならない。
【０１０９】
【数２０】
【０１１０】（式１５）から
【０１１１】
【外２０】
【０１１２】への代入により次式が得られる。
【０１１３】 Ａx＋Ｂx＋［ｍｒGω1 2ｃｏｓθ−ｍｇ（ｓｉｎφｃｏｓθｃｏｓα−ｓｉｎ αｓｉｎθ）］＝０ （式１７ａ） Ａy＋Ｂy−ｍｇ（ｃｏｓαｃｏｓφ）＝０ （式１７ｂ） Ａz＋Ｂz＋［ｍｒGω1 2ｓｉｎθ−ｍｇ（ｓｉｎφｓｉｎθｃｏｓα＋ｓｉｎ αｃｏｓθ）］＝０ （式１７ｃ） 重心Ｇの周りのモーメントを計算することにより次式が
得られる。
【０１１４】
【数２１】
【０１１５】（式１２）から
【０１１６】
【外２１】
【０１１７】への代入により次式が得られる。
【０１１８】 ａＡx＋ｂＢx＋（ω1ｓｉｎθ）［Ｉz（ω1ｃｏｓθ＋ω2）−Ｉx（ω1ｃｏｓ θ）］＝０ （式１９ａ） ａＡy＋ｂＢy＝０ （式１９ｂ） （式１７ａ）及び（式１９ａ）を連立させてＡxとＢxを
解くことにより次式が得られる。
【０１１９】
【数２２】
【０１２０】
【数２３】
【０１２１】（式１７ｂ）及び（式１９ｂ）を連立させ
てＡyとＢyを解くことにより次式が得られる。
【０１２２】 Ａy＝ −ｍｂｇ ｃｏｓαｃｏｓφ／（ａ−ｂ） （式２１ａ） Ｂy＝ ｍａｇ ｃｏｓαｃｏｓφ／（ａ−ｂ） （式２１ｂ） 式は一つ（式１７ｃ）のみであり、変数は二つ（Ａz及
びＢz）あることに留意されたい。軸受けに加わる軸方
向の力を検討するためには、次の事項を考慮に入れるこ
とができる。第一に、最悪のケースは、Ａz＝０または
Ｂz＝０である場合、すなわち、軸方向の力のすべてが
一方の軸受けに加わる場合である。第二に、一方の軸受
けが深溝玉軸受けであり、かつもう一方の軸受けがアン
ギュラ（ａｎｇｕｌａｒ ｃｏｎｔａｃｔ）軸受けであ
る場合は、軸方向の力のすべてがアンギュラ軸受けのみ
により担われることになる。第三に、組み立てのために
そのシャフトが図９Ａ〜９Ｂに示すような階段状シャフ
トである場合は、回転を可能にするために少量の軸方向
の「あそび」を保持する必要がある（さもないと、アセ
ンブリにジャミングが起こる（ｊａｍｍｅｄ）ことがあ
る）。この場合、軸方向の力は一方の軸受けのみに加わ
る。
【０１２３】上述のことを考慮すると、 Ａz＝−ｍｒGω1 2ｓｉｎθ＋ｍｇ（ｓｉｎφｓｉｎθｃｏｓα＋ｓｉｎαｃｏ ｓθ） （式２２ａ） Ｂz＝０ （式２２ｂ） または、 Ａz＝０ （式２３ａ） Ｂz＝−ｍｒGω1 2ｓｉｎθ＋ｍｇ（ｓｉｎφｓｉｎθｃｏｓα＋ｓｉｎαｃｏ ｓθ） （式２３ｂ） という２組の条件のうちの一方が成り立つことになる。
【０１２４】検討を続けるため、（式２３ａ）〜（式２
３ｂ）の方が成り立つとする。
【０１２５】幾何学的制約を調べるため、ガントリＺ
gant軸に対する入射点の半径をｒP1とし、陽極ｚan軸に
対する入射点の半径をｒP2とし、また最端の陽極表面の
中心の陽極質量中心からの距離がｃであると仮定する。
ここで、入射点はガントリＺga nt軸と陽極ｚan軸により
作られる平面上に位置することに留意されたい。そこで
検討のために、この面が図１０に示すようになっている
ものと見なすことができ、図１０から、 ｒG＋ｃｓｉｎθ＝ｒP1＋ｒP2ｃｏｓθ （式２４） したがって、 ｒG＝ｒP1＋ｒP2ｃｏｓθ−ｃｓｉｎθ （式２５） となる。
【０１２６】再び（式２０ａ）〜（式２０ｂ）及び（式
２１ａ）〜（式２１ｂ）を参照すると、重力の影響はモ
ーメント
【０１２７】
【外２２】
【０１２８】及び
【０１２９】
【外２３】
【０１３０】の影響と比べて、特に速度が大きい場合
は、比較的小さいことに留意されたい。（式２０ａ）〜
（式２０ｂ）及び（式２１ａ）〜（式２１ｂ）において
重力の影響が無視できれば、ｙ方向の力はゼロに等しく
（式２１ａ〜式２１ｂ）、また（式２０ａ）〜（式２０
ｂ）は次のように簡略化することができる。
【０１３１】
【数２４】
【０１３２】
【数２５】
【０１３３】後方軸受けアセンブリ８４に加わる力Ａx
について、この力を次式のような二つの成分に分解する
ことができる。
【０１３４】
【数２６】
【０１３５】
【数２７】
【０１３６】上式において、ＡX1は向心加速度に対抗す
る遠心力により後方軸受けアセンブリ８４に加わる荷重
であり、またＡX2はジャイロスコープ・モーメントＭG
により後方軸受けアセンブリ８４に加わる荷重である。
【０１３７】同様に、前方軸受けアセンブリ８５に加わ
る力ＦBについても、この力を次式のような二つの成分
に分解することができる。
【０１３８】
【数２８】
【０１３９】
【数２９】
【０１４０】上式において、ＢX1は遠心力により前方軸
受けアセンブリ８５に加わる荷重であり、またＢX2はジ
ャイロスコープ・モーメントＭGにより前方軸受けアセ
ンブリ８５に加わる荷重である。
【０１４１】Ｘ線管１４をガントリに取り付ける方法に
基づいて（すなわち、傾斜角に応じて）、後方と前方の
軸受けアセンブリ８４及び８５の相対荷重を調整するこ
とが可能である。（式２６ａ）〜（式２６ｂ）のパラメ
ータは、ある具体的なガントリ速度を達成させるため、
あるいは後方と前方の軸受け８４及び８５の間である具
体的な相対荷重を達成させるために用途に応じて最適化
することができる。（式２６ａ）〜（式２６ｂ）の残り
のパラメータを決定した後、（式２６ａ）〜（式２６
ｂ）を解いて正しい傾斜角を導き出すことができる。重
力の影響は遠心力やジャイロスコープ・モーメントの影
響と比べ（上述したように）比較的小さいが、所望であ
れば、代わりに（式２０ａ）〜（式２０ｂ）及び（式２
１ａ）〜（式２１ｂ）を用いることもできる。（式２２
ａ）〜（式２２ｂ）、（式２３ａ）〜（式２３ｂ）、
（式２４）及び（式２５）は、軸受けアセンブリ８４及
び８５を製作するときの軸方向荷重に関して考慮に入れ
ることもできる。この点において、軸受けアセンブリ８
４及び８５は、陽極軸のガントリ軸に対する傾斜によっ
て生ずる軸方向の追加的な荷重を処理するような製作を
要する場合があることに留意されたい。
【０１４２】ここで図１１を参照すると、図１１は、例
示的な陽極構造に関して、前方軸受け荷重を一定に維持
するために必要な陽極傾斜角をガントリ回転時間の関数
として表したグラフである。曲線１００は陽極傾斜角
（単位：度、左側の軸）、曲線１０２は前方軸受け８５
に加わる半径方向荷重（単位：ニュートン、右側の
軸）、曲線１０４は前方軸受け８４に加わる半径方向荷
重（単位：ニュートン、右側の軸）、また曲線１０６は
前方軸受け８５に加わる軸方向荷重（単位：ニュート
ン、右側の軸）である。図１１に示すように、ガントリ
回転時間が短くなる（すなわち、ガントリ速度が大きく
なると）と、後方軸受けアセンブリ８４が受ける荷重の
大きさを増やすように傾斜角を増加させることができ
る。これにより、軸受け８５の設計限界を超えることな
く軸受け８４及び８５が受ける全荷重を増加させること
ができる。
【０１４３】傾斜角は２゜を超えかつ７０゜未満の大き
さを有していることが好ましい。例えばこの傾斜は、５
゜を超えかつ５０゜未満（より好ましくは、２０゜未
満）の大きさを有することがある。この仕組みによれ
ば、前方軸受けアセンブリにその荷重の大部分を担わせ
ることなく、後方軸受けアセンブリ８４と前方軸受けア
センブリ８５の間で荷重のより均衡な状態を達成するこ
とができる。例えば、後方軸受けアセンブリ８４が受け
る荷重は、前方軸受けアセンブリ８５での荷重の１０分
の１とする（すなわち、大きさを一桁小さくする）こと
ができる。後方軸受けアセンブリ８４が受ける荷重は、
前方軸受けアセンブリ８５が受ける荷重の少なくとも半
分または４分の３の大きさであることが好ましい。後方
軸受け８４及び前方軸受け８５は概ね等しい荷重である
ことが最も好ましい。図１１では、約１４゜の傾斜角
で、約０．２９５秒のガントリ回転時間（すなわち、約
３．４Ｈｚの回転速度）において等しい荷重が得られ
る。
【０１４４】ここで図１２Ａ〜１２Ｃを参照すると、図
１２Ａ〜１２Ｃは均衡状態の荷重を達成させる方法を図
示したものである。最初に、図１２Ａ〜１２Ｃに示す各
ベクトルは正の方向ではなく、幾何学配置に基づいた図
示したような実際の方向を向いていることに留意された
い。図１２Ａは、遠心力の結果として軸受け８４及び８
５の位置にある軸受けシャフトに加わる力ＡX1及びＢX1
を表している。図のように、力ＢX1は力ＡX1と比べてか
なり大きく、方向も反対向きである。図１２Ｂは、ジャ
イロスコープ・モーメントＭGの結果としてそれぞれ軸
受け８４及び８５の位置にある軸受けシャフトに加わる
力ＡX2及びＢX2を表している。図１２Ｂに示すように、
力ＢX2は力ＢX1と反対向きであり、また、軸受け８５に
加わる力の減少が軸受け８４の位置に加わる力ＡX2の増
加により補償される。その結果、図１２Ｃに示すよう
に、軸受け８４に加わる正味の力ＡXは軸受け８５に加
わる正味の力ＢXと概ね等しい。
【０１４５】ここで図１３Ａ〜１３Ｃを参照すると、イ
メージングの改善のための上述した動作を表している。
図１３Ａは、遠心力によるターゲット８０の撓み（ｄｅ
ｆｌｅｃｔｉｏｎ）を表している。スキャンの間に、タ
ーゲット８０にかかる遠心力がターゲット８０をガント
リ回転軸から外方向に距離Ｚ1だけ撓ませる。これによ
り、ターゲット８０により反射されるＸ線ビームの焦点
１１０をｚ方向に位置１１０’まで移動させることにな
る。図１３Ｂに示すように、ジャイロスコープ・モーメ
ントＭGにより、ターゲット８０を反対の方向に距離Ｚ2
だけ撓ませるような反対方向の力が加わる。これによ
り、図１３Ｃに示すように、正味の撓みが大幅に減少し
ゼロに近づく。正味の撓みはジャイロスコープ・モーメ
ントＭGの生成により大幅に減少するため、焦点１１０
の動きは大幅に減少する。したがって、傾斜させた回転
アセンブリ９０は、Ｘ線の放出のためだけでなく、Ｘ線
ビームの焦点１１０をジャイロスコープ的に安定化させ
るためにも役立つ。二つの均衡した力の恩恵は、焦点１
１０のｚ方向への移動が極めて小さくなり、このためあ
らゆるスキャン手順下で、焦点１１０は検出器に対する
固定性が極めて高くなることにある。この焦点位置の安
定性は画質の改善につながる。
【０１４６】図面に示し上述した実施形態は目下のとこ
ろ好ましいものであるが、これらの実施形態は例示目的
のみで提示したものであることを理解されたい。本発明
は特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特
許請求の範囲の趣旨及び精神の域内にある様々な修正形
態、複合形態及び置換形態にまで及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＴイメージング・システムの外観図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック概要図である。
【図３】Ｘ線管インサートを封入しているケーシングの
斜視図である。
【図４】図３のＸ線管インサートの陽極アセンブリの一
部分が見えるように分解した、固定子を伴った斜視断面
図である。
【図５】図３の陽極アセンブリのより詳細な図である。
【図６】Ｘ線管とガントリを含む図１のＣＴシステムの
動作を表した図である。
【図７】Ｘ線管とガントリを含む図１のＣＴシステムの
動作を表した図である。
【図８】Ｘ線管とガントリを含む図１のＣＴシステムの
動作を表した図である。
【図９Ａ】陽極アセンブリの前方及び後方軸受け上に発
生する軸方向の力に関して、図３の陽極アセンブリの組
み立てを表した模式図である。
【図９Ｂ】陽極アセンブリの前方及び後方軸受け上に発
生する軸方向の力に関して、図３の陽極アセンブリの組
み立てを表した模式図である。
【図１０】図１のＣＴシステムの動作を表した別の図で
ある。
【図１１】様々なガントリ回転速度においてある具体的
な前方軸受け荷重を維持するために必要な陽極傾斜角を
表したグラフである。
【図１２Ａ】図１のＣＴシステムの動作の間に発生する
力を表した図である。
【図１２Ｂ】図１のＣＴシステムの動作の間に発生する
力を表した図である。
【図１２Ｃ】図１のＣＴシステムの動作の間に発生する
力を表した図である。
【図１３Ａ】陽極の撓みを減少させてイメージングを改
善させている図１２Ａ〜１２Ｃの力の作用を表した図で
ある。
【図１３Ｂ】陽極の撓みを減少させてイメージングを改
善させている図１２Ａ〜１２Ｃの力の作用を表した図で
ある。
【図１３Ｃ】陽極の撓みを減少させてイメージングを改
善させている図１２Ａ〜１２Ｃの力の作用を表した図で
ある。
【符号の説明】
１０ コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システ
ム １２ ガントリ １４ Ｘ線源 １８ 検出器アレイ ２０ 検出器素子、検出器セル ２２ 被検体、患者 ２４ 回転中心 ２６ 制御機構 ２８ Ｘ線制御装置 ３０ ガントリ・モータ制御装置 ３２ データ収集システム（ＤＡＳ） ３４ 画像再構成装置 ３６ コンピュータ ３８ 大容量記憶装置 ４０ コンソール ４２ 陰極線管ディスプレイ ４４ テーブル・モータ制御装置 ４６ モータ式テーブル ４８ ガントリ開口 ５４ 陽極端 ５６ 陰極端 ５８ 中央区画 ６０ Ｘ線管インサート ６２ チャンバ ６４ ケーシング ６６ 陽極レセプタクル ６８ 陰極レセプタクル ７０ ケーシング窓 ７２ 陽極アセンブリ ７４ 陰極アセンブリ ７６ 真空容器 ７８ 固定子 ８０ ターゲット ８２ 軸受け支持体 ８４ 後方軸受けアセンブリ ８５ 前方軸受けアセンブリ ８６ 軸受けシャフト ８８ Ｘ線管回転軸、陽極回転軸 ９０ 回転可能なアセンブリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トマス・ジー・エベン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、サリ バン、リバティー・ストリート、エヌ3809 番 (72)発明者 ダグラス・ジェイ・スナイダー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル ックフィールド、エル・ランチョ・ドライ ブ、2685番 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA03 CA35 CA38 EA02 EC42 EC53 FA56

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（Ａ）ガントリ回転軸（２４）の周りを回
    転するガントリ（１２）と、 （Ｂ）前記ガントリ（１２）に取り付けられており、Ｘ
    線管回転軸（８８）を有する回転可能なアセンブリ（９
    ０）を備えるＸ線管（１４）であって、前記Ｘ線管回転
    軸（８８）は前記ガントリ回転軸（２４）から傾斜角
    （θ）だけ角度変位しているようなＸ線管（１４）と、
    を備えるコンピュータ断層システム（１０）であって、 前記Ｘ線管（１４）の前記ガントリ回転軸（２４）の周
    りでの回転により前記回転可能なアセンブリ（９０）に
    対して第１のモーメントを生成させるような遠心力が加
    えられていること、並びに、 前記回転可能なアセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸
    （８８）の周りでの回転により前記第１のモーメントと
    反対向きの第２のモーメントが生成されていること、を
    特徴とするコンピュータ断層システム（１０）。
  2. 【請求項２】前記Ｘ線管（１４）がさらに第１の軸受け
    アセンブリ（８４）及び第２の軸受けアセンブリ（８
    ５）を備えること、 前記第２の軸受けアセンブリ（８５）が前記Ｘ線管回転
    軸（８８）に沿った前記第１の軸受けアセンブリ（８
    ４）と前記回転可能なアセンブリ（９０）の重心（Ｇ）
    との間に配置されていること、並びに、 前記Ｘ線管（１４）の前記ガントリ回転軸（２４）の周
    りでの回転中でありかつ前記回転可能なアセンブリ（９
    ０）の前記Ｘ線管回転軸（８８）の周りでの前記回転中
    において、前記第１及び第２の軸受けアセンブリ（８
    ４、８５）が概ね等しい荷重を受けていること、を特徴
    とする請求項１に記載のコンピュータ断層システム（１
    ０）。
  3. 【請求項３】前記Ｘ線管（１４）がさらに第１の軸受け
    アセンブリ（８４）及び第２の軸受けアセンブリ（８
    ５）を備えること、 前記第２の軸受けアセンブリ（８５）が前記Ｘ線管回転
    軸（８８）に沿った前記第１の軸受けアセンブリ（８
    ４）と前記回転可能なアセンブリ（９０）の重心（Ｇ）
    との間に配置されていること、並びに、 前記Ｘ線管（１４）の前記ガントリ回転軸（２４）の周
    りでの回転中でありかつ前記回転可能なアセンブリ（９
    ０）の前記Ｘ線管回転軸（８８）の周りでの前記回転中
    において、前記第１の軸受けアセンブリ（８４）は前記
    第２の軸受けアセンブリ（８５）が受ける荷重の少なく
    とも１０分の１の大きさの荷重を受けていること、を特
    徴とする請求項１に記載のコンピュータ断層システム
    （１０）。
  4. 【請求項４】 前記Ｘ線管（１４）の前記ガントリ回転
    軸（２４）の周りでの回転中でありかつ前記回転可能な
    アセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸（８８）の周り
    での前記回転中において、前記第１の軸受けアセンブリ
    （８４）は前記第２の軸受けアセンブリ（８５）が受け
    る荷重の少なくとも４分の３の大きさの荷重を受けてい
    ることを特徴とする請求項３に記載のコンピュータ断層
    システム（１０）。
  5. 【請求項５】 さらに、前記ガントリ（１２）に取り付
    けられたＸ線検出器（１８）を備えると共に、前記Ｘ線
    管（１４）は、前記回転可能なアセンブリ（９０）が前
    記前記第１のモーメントと反対向きの第２のモーメント
    を生成させるように前記Ｘ線管回転軸（８８）の周りを
    回転する間に前記Ｘ線検出器（１８）により検出される
    Ｘ線（１６）を放出していることを特徴とする請求項４
    に記載のコンピュータ断層システム（１０）。
  6. 【請求項６】 前記傾斜角（θ）が２゜を超える大きさ
    を有している、請求項１に記載のコンピュータ断層シス
    テム（１０）。
  7. 【請求項７】 前記傾斜角（θ）が５゜を超える大きさ
    を有している、請求項１に記載のコンピュータ断層シス
    テム（１０）。
  8. 【請求項８】 前記傾斜角（θ）が５゜を超えかつ２０
    ゜未満である大きさを有している、請求項１に記載のコ
    ンピュータ断層システム（１０）。
  9. 【請求項９】前記ガントリ（１２）がガントリ回転速度
    （ω1）で回転すること、並びに、前記第２のモーメン
    トが前記回転可能なアセンブリ（９０）の歳差運動によ
    り生成されるジャイロスコープ・モーメントであり、前
    記歳差運動は前記Ｘ線管（１４）の前記ガントリ回転軸
    （２４）の周りでの前記回転と前記回転可能なアセンブ
    リ（９０）の前記Ｘ線管回転軸（８８）の周りでの前記
    回転とを介して発生しており、前記回転可能なアセンブ
    リ（９０）の前記Ｘ線管回転軸（８８）は前記回転可能
    なアセンブリ（９０）が前記ガントリ回転軸（２４）の
    周りを回転するのに伴って一つの円錐形の一部分の外側
    表面を描いていること、を特徴とする請求項１に記載の
    コンピュータ断層システム（１０）。
  10. 【請求項１０】ガントリ回転軸（２４）の周りでのガン
    トリ（１２）のガントリ回転速度（ω 1）での回転によ
    り生成されている、Ｘ線管（１４）に作用する第１のモ
    ーメントを生成するステップであって、前記Ｘ線管（１
    ４）は前記ガントリ（１２）に取り付けられているよう
    な生成ステップと、 前記Ｘ線管（１４）の回転アセンブリ（９０）のＸ線管
    回転軸（８８）の周りでの回転により生成されている、
    前記第１のモーメントが生成されている間に前記Ｘ線管
    （１４）に作用する第２のモーメントを生成するステッ
    プであって、前記Ｘ線管回転軸（８８）は前記ガントリ
    回転軸（２４）から傾斜角（θ）だけ角度変位している
    生成ステップと、を含むコンピュータ断層システム（１
    ０）の動作方法であって、 前記第２のモーメントが前記回転可能なアセンブリ（９
    ０）の歳差運動により生成されるジャイロスコープ・モ
    ーメントであり、前記歳差運動は前記Ｘ線管（１４）の
    前記ガントリ回転軸（２４）の周りでの前記回転と前記
    回転可能なアセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸（８
    ８）の周りでの前記回転とを介して発生しており、かつ
    前記回転可能なアセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸
    （８８）は前記回転可能なアセンブリ（９０）が前記ガ
    ントリ回転軸（２４）の周りを回転するのに伴って一つ
    の円錐形の一部分の外側表面を描いていること、を特徴
    とするコンピュータ断層システム（１０）の動作方法。
  11. 【請求項１１】 前記傾斜角（θ）が２゜を超えかつ７
    ０゜未満である大きさを有している、請求項１０に記載
    の方法。
  12. 【請求項１２】 前記傾斜角（θ）が５゜を超えかつ２
    ０゜未満である大きさを有している、請求項１０に記載
    の方法。
  13. 【請求項１３】 前記傾斜角（θ）が２゜を超える大き
    さを有している、請求項１０に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 さらに前記ガントリ（１２）の内部に
    患者（２２）を受け入れるステップを含むと共に、前記
    生成のステップの間にＸ線管（１４）は前記患者（２
    ２）を通過して検出器（１８）の位置で受け取られるよ
    うなＸ線（１６）を放出していることを特徴とする請求
    項１０に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記第２のモーメントを生成する前記
    ステップにより前記Ｘ線管（１４）のＸ線ビーム（１
    ６）の焦点位置を安定させている、請求項１０に記載の
    方法。
  16. 【請求項１６】ガントリ回転軸（２４）の周りでのガン
    トリ（１２）の回転により生成されている、Ｘ線管（１
    ４）に作用する第１のモーメントを生成するステップで
    あって、前記Ｘ線管（１４）は前記ガントリ（１２）に
    取り付けられているような生成ステップと、 前記Ｘ線管（１４）の回転アセンブリ（９０）のＸ線管
    回転軸（８８）の周りでの回転により生成されている、
    前記第１のモーメントが生成されている間に前記Ｘ線管
    （１４）に作用する第２のモーメントを生成するステッ
    プであって、前記Ｘ線管回転軸（８８）は前記ガントリ
    回転軸（２４）から傾斜角（θ）だけ角度変位している
    生成ステップと、を含むコンピュータ断層システム（１
    ０）の動作方法であって、 前記傾斜角（θ）が２゜を超える大きさを有しているこ
    と、を特徴とするコンピュータ断層システム（１０）の
    動作方法。
  17. 【請求項１７】（Ａ）ガントリ回転軸（２４）の周りを
    ガントリ回転速度（ω1）で回転するガントリ（１２）
    と、 （Ｂ）前記ガントリ（１２）に取り付けられたＸ線管
    （１４）であって、 （１）真空容器（７６）と、 （２）前記真空容器（７６）内に配置されている陽極ア
    センブリ（７２）であって、 （ａ）第１の軸受けアセンブリ（８４）と（ｂ）第２の
    軸受けアセンブリ（８５）と（ｃ）回転可能なアセンブ
    リ（９０）であって、 （ｉ）前記真空容器（７６）内に前記第１及び第２の軸
    受けアセンブリ（８４、８５）を介して回転自在に取り
    付けられている回転可能なシャフト（８６）であって、
    前記ガントリ回転軸（２４）から傾斜角（θ）だけ角度
    変位しているＸ線管回転軸（８８）を規定しているよう
    な回転可能シャフト（８６）と、 （ｉｉ）前記シャフト（８６）と結合されかつ前記シャ
    フト（８６）と共に回転しているターゲット（８０）で
    あって、該ターゲット（８０）と前記第１の軸受けアセ
    ンブリ（８４）とは前記Ｘ線管回転軸（８８）に沿って
    前記第２の軸受けアセンブリ（８５）の互いに反対側に
    配置されているようなターゲット（８０）と、を含む回
    転可能なアセンブリ（９０）と、を含む陽極アセンブリ
    （７２）と、 （３）前記真空容器（７６）内で陽極アセンブリ（７
    ２）からある距離に配置させた陰極アセンブリ（７４）
    であって、前記ターゲット（８０）に衝突してＸ線（１
    ６）を発生させる電子を放出するように構成されている
    陰極アセンブリ（７４）と、を備えているＸ線管（１
    ４）と、を備えるコンピュータ断層システム（１０）で
    あって、 前記回転可能なアセンブリ（９０）の重心（Ｇ）は、
    （ａ）前記ターゲット（８０）と（ｂ）前記第１及び第
    ２の軸受けアセンブリ（８４、８５）との間に位置して
    いること、 前記回転可能なアセンブリ（９０）の前記ガントリ回転
    軸（２４）の周りでの回転により前記回転可能なアセン
    ブリ（９０）に対して第１のモーメントを生成させるよ
    うな遠心力が加えられていること、並びに、 前記回転可能なアセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸
    （８８）の周りでの回転により前記第１のモーメントと
    反対向きの第２のモーメントが生成されていること、を
    特徴とするコンピュータ断層システム（１０）。
  18. 【請求項１８】前記ガントリ（１２）がガントリ回転速
    度（ω1）で回転すること、 前記第２のモーメントが前記回転可能なアセンブリ（９
    ０）の歳差運動により生成されるジャイロスコープ・モ
    ーメントであり、前記歳差運動は前記Ｘ線管（１４）の
    前記ガントリ回転軸（２４）の周りでの前記回転と前記
    回転可能なアセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸（８
    ８）の周りでの前記回転とを介して発生しており、かつ
    前記回転可能なアセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸
    （８８）は前記回転可能なアセンブリ（９０）が前記ガ
    ントリ回転軸（２４）の周りを回転するのに伴って一つ
    の円錐形の一部分の外側表面を描いていること、を特徴
    とする請求項１７に記載のコンピュータ断層システム
    （１０）。
  19. 【請求項１９】 前記傾斜角（θ）が２゜を超えかつ５
    ０゜未満である大きさを有している、請求項１７に記載
    のコンピュータ断層システム（１０）。
  20. 【請求項２０】 前記傾斜角（θ）が５゜を超えかつ２
    ０゜未満である大きさを有している、請求項１７に記載
    のコンピュータ断層システム（１０）。
  21. 【請求項２１】 前記Ｘ線管（１４）の前記ガントリ回
    転軸（２４）の周りでの回転中でありかつ前記回転可能
    なアセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸（８８）の周
    りでの前記回転中において、前記第１の軸受けアセンブ
    リ（８４）は前記第２の軸受けアセンブリ（８５）が受
    ける荷重の少なくとも４分の３の大きさの荷重を受けて
    いることを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータ
    断層システム（１０）。
  22. 【請求項２２】 さらに、前記ガントリ（１２）に取り
    付けられたＸ線検出器（１８）を備えると共に、前記Ｘ
    線管（１４）は、前記回転可能なアセンブリ（９０）が
    前記前記第１のモーメントと反対向きの第２のモーメン
    トを生成させるように前記Ｘ線管回転軸（８８）の周り
    を回転する間に前記Ｘ線検出器（１８）により検出され
    るＸ線（１６）を放出していることを特徴とする請求項
    １７に記載のコンピュータ断層システム（１０）。
  23. 【請求項２３】（Ａ）焦点（１１０）を有するＸ線ビー
    ム（１６）の形態でそこからＸ線（１６）を発生させる
    ための手段（１４）であって、前記Ｘ線ビーム（１６）
    の前記焦点（１１０）の位置をジャイロスコープ的に安
    定化させるための手段（９０）を含む発生手段（１４）
    と、 （Ｂ）前記発生手段（１４）が発生させた前記Ｘ線（１
    ６）を検出するための手段（１８）と、を備えるコンピ
    ュータ断層システム（１０）。
  24. 【請求項２４】（Ａ）ガントリ回転軸（２４）の周りを
    回転するガントリ（１２）と、 （Ｂ）前記ガントリ（１２）に取り付けられており、Ｘ
    線管回転軸（８８）を有する回転可能なアセンブリ（９
    ０）を備えるＸ線管（１４）であって、前記Ｘ線管回転
    軸（８８）は前記ガントリ回転軸（２４）から傾斜角
    （θ）だけ角度変位しているようなＸ線管（１４）と、
    を備えるコンピュータ断層システム（１０）であって、 前記Ｘ線管（１４）の前記ガントリ回転軸（２４）の周
    りでの回転により前記回転可能なアセンブリ（９０）に
    対して遠心力が加えられていること、並びに、 前記回転可能なアセンブリ（９０）の前記Ｘ線管回転軸
    （８８）の周りでの回転により、前記回転可能なアセン
    ブリ（９０）に加えられる前記遠心力と反対向きの追加
    の力を生じさせるジャイロスコープ・モーメントを生成
    させていること、を特徴とするコンピュータ断層システ
    ム（１０）。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100789102B1 (ko) * 2007-03-08 2007-12-26 에스케이 텔레콤주식회사 자체전원을 갖지 않는 외부 장치 및 그 외부장치와 이동단말기와의 연동 방법
JP2011515178A (ja) * 2008-03-28 2011-05-19 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Ｘ線画像の対象ローカライゼーション

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8693621B2 (en) * 2008-05-01 2014-04-08 Koninklijke Philips N. V. Source and/or detector positioning system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4523327A (en) * 1983-01-05 1985-06-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Multi-color X-ray line source
US5907592A (en) * 1995-10-31 1999-05-25 Levinson; Reuven Axially incremented projection data for spiral CT
US6229869B1 (en) * 1998-08-25 2001-05-08 General Electric Company Tilted gantry image correction for a multislice computed tomography system
US6332013B1 (en) * 1999-12-28 2001-12-18 General Electric Company Methods and apparatus for tilted helical reconstruction multislice CT

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100789102B1 (ko) * 2007-03-08 2007-12-26 에스케이 텔레콤주식회사 자체전원을 갖지 않는 외부 장치 및 그 외부장치와 이동단말기와의 연동 방법
JP2011515178A (ja) * 2008-03-28 2011-05-19 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Ｘ線画像の対象ローカライゼーション

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