JP2005211661A - 画像形成断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転可能な測定装置のつりあわせを簡単に行なうことができ、つりあわせの過程は、特別な熟練者を必要としないようにできるだけ全自動で実施可能にする。
【解決手段】不つりあいを測定するための測定手段（１３ａ，１３ｂ）を有する固定側ユニット（１）を備え、固定側ユニット（１）にリング状測定装置（３）が患者検査空間（９）の周りを回転可能に取付けられ、測定装置（３）に不つりあいを補償するためのつりあいおもり（１６ａ，１６ｂ）が設けられている画像形成断層撮影装置、特にＸ線コンピュータ断層撮影装置または超音波断層撮影装置において、つりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）は、軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面（Ｅ１，Ｅ２）において、回転方向（ａ）に延びる回転経路上で角度位置を互いに変化可能に測定装置（３）の外周面（１５）に取付けられ、各平面（Ｅ１，Ｅ２）に２つのつりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、不つりあいを測定するための測定手段を有する固定側ユニットを備え、固定側ユニットにリング状測定装置が患者検査空間の周りを回転可能に取付けられ、測定装置に不つりあいを補償するためのつりあいおもりが設けられている画像形成断層撮影装置、特にＸ線コンピュータ断層撮影装置または超音波断層撮影装置に関する。

このようなＸ線コンピュータ断層撮影装置は公知である（特許文献１参照）。水平な回転軸線の周りを回転可能に支持された測定装置つまりガントリが固定側の収容ユニットに収容されている。固定側の収容ユニットには測定装置の不つりあいを検出するためのセンサが設けられている。センサは、回転可能な測定装置における不つりあいを相殺するためのつりあいおもりを取付けるべき１個または複数個の位置を算出する装置に接続されている。つりあわせは、特別なつりあわせ装置を設けることなしに行なわれる。つりあわせ過程の実施のために、特につりあいおもりの正しい取付けのためにはもちろん特別な熟練者が必要である。つりあわせ過程は、とりわけＸ線コンピュータ断層撮影装置部分の部分的な分解を必要とする。このような分解は時間がかかり高コストとなる。

工具ホルダのつりあわせ装置において工具ホルダの寸法および不つりあいを求めることは公知である（特許文献２および特許文献３参照）。

回転子のつりあわせ装置において、回転子の不つりあい補償のために、互いに適切な角度位置で回転子に固定可能であり定められた不つりあいを有する２つのバランスリングを設けることは公知である（特許文献４参照）。

同様に、それぞれ定められた不つりあいを有する２つのバランスリングを回転子に取付け、不つりあい補償のためにバランスリングの角度位置を互いに変化させることができるようにした回転子のつりあわせ方法は公知である（特許文献５参照）。バランスリングの角度位置を互いに変化させるために、バランスリングの固定装置のロックが解除される。バランスリングは戻り止めにより固定保持され、回転子がバランスリングに対して相対的に予め与えられた角度だけねじられる。しかる後にバランスリングは再びロックされる。

このようなバランスリングのロックを簡単化するために、バランスリングをその角度位置でばね付勢された係止装置により回転子に固定することが提案されている（特許文献６参照）。バランスリングは力作用により回転子に対して相対的な角度位置に移動可能であり且つ自動的にロック可能である。

この種のバランスリングの正しいロック位置の見付け出しを簡単化するために、回転子がつりあい位置に存在するときにマーキング装置によりマーキングをバランス要素上に投影することが提案されている（特許文献７参照）。

回転子の不つりあいの継続的な補償方法において、不つりあい測定装置により回転子の不つりあいを測定することは公知である（特許文献８参照）。回転子は、不つりあい補償のために、異なる回転子角度位置に配置されバランス用液体を満たされた複数のバランス室を有する。不つりあい補償のためにバランス用液体の量が適切にバランス室において増減される。

工作機械またはつりあい機の不つりあい補償装置において、つりあいおもり回転子の使用によりつりあい機がバランスさせられ、つりあいおもり回転子の位置が記憶されることは公知である（特許文献９参照）。しかる後に、工作物を受け入れたつりあい機は、再度、つりあいおもり回転子の位置調整によってバランスさせられる。工作物の有無によるつりあいおもり回転子の位置偏差から工作物の不つりあいが推量される。

回転体のつりあわせ方法において、回転体に対して半径方向および／または角度位置において移動可能であるつりあいおもりを回転体に取付けることは公知である（特許文献１０および特許文献１１参照）。この方法の開始時につりあいおもりがまずゼロ位置に置かれる。ゼロ位置ではこの位置から発生されたベクトルが互いに相殺される。しかる後に、回転体の不つりあいが測定され、つりあいおもりの適切な調整によって補償される。

従来技術により公知の方法の実施は一般に専門の熟練者を必要とする。そのことは別としてこれらの公知の方法の幾つかは断層撮影装置における測定装置のつりあわせには適していない。
独国特許出願公開第１０１０８０６５号明細書 米国特許第６３５４１５１号明細書 西独特許第６９８０４８１７号明細書 独国実用新案第２９７０９２７３号明細書 独国特許第１９９２０６９９号明細書 独国特許出願公開第１９９２０６９８号明細書 独国実用新案第２９８２３５６２号明細書 独国特許第１９７２９１７２号明細書 独国実用新案第２９９１３６３０号明細書 独国特許出願公開第１９７４３５７７号明細書 独国特許出願公開第１９７４３５７８号明細書

本発明の課題は、従来技術による欠点を除去し、特に、回転可能な測定装置のつりあわせができるだけ簡単である画像形成断層撮影装置を提供することにある。つりあわせの過程は、特別な熟練者を必要としないように、できるだけ全自動で実施できるようにするものである。

この課題は、本発明によれば、不つりあいを測定するための測定手段を有する固定側ユニットを備え、固定側ユニットにリング状測定装置が患者検査空間の周りを回転可能に取付けられ、測定装置に不つりあいを補償するためのつりあいおもりが設けられている画像形成断層撮影装置において、つりあいおもりは、軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面において、回転方向に延びる回転経路上で角度位置を互いに変化可能に測定装置の外周面に取付けられ、各平面に２つのつりあいおもりが設けられていることによって解決される。望ましい実施態様は請求項２乃至8の特徴事項からもたらされる。

本発明によれば、つりあいおもりは、軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面において、角度位置を互いに変化可能に測定装置の外周面に取付けられ、各平面に２つのつりあいおもりが設けられている。本発明により提案された、測定装置の外周面につりあいおもりを取付けることによって、つりあいおもりの特に簡単な、とりわけ自動的な位置調整が可能になる。つりあいおもりが互いに隔てられた２つの平行な平面に配置されていることによって、半径方向の不つりあいベクトルの包括的な補償が可能である。

本発明によれば、各平面に２つのつりあいおもりが設けられている。これは、いわゆる開き角度法により各平面におけるつりあわせを可能にする。このために両平面のそれぞれにおいてつりあいおもりの角度位置が適切に調整される。

各平面のつりあいおもりはレールで案内されると望ましい。レールは例えば溝などである。つりあいおもりの位置を固定するための係止装置が設けられていると望ましい。係止装置の代わりに、例えば、つりあいおもりの位置を磁石によって固定することもできる。

本発明の他の実施態様によれば、固定側ユニットに、つりあいおもりの回転経路において移動可能な動き止め手段が設けられている。係止装置は、つりあいおもりに接線方向に作用する、例えば動き止め手段によって伝達された力に抗して解除可能であり、つりあいおもりが移動可能である。これは、係止装置によって与えられた力に打ち勝つことにより、つりあいおもりの位置調整を可能にする。つりあいおもりの保持のために磁石を使用する場合には、つりあいおもりに接線方向に作用する力により磁石に打ち勝つことができる。しかしながら、例えば電磁石により、逆磁界を発生させてそれにより磁気保持されたつりあいおもりを容易に移動させることも可能である。

他の実施態様によれば、測定装置の回転角を求めるための他の測定手段が設けられている。これは、測定装置におけるつりあいおもりの角度もしくは位置を正確に求め、つりあいおもりを新たな位置へ自動的に移動させることを可能にする。

他の実施態様によれば、動き止め手段の自動移動および測定装置の回転のための制御装置が設けられている。このような制御装置は、例えばマイクロプロセッサを備えた従来の制御装置である。制御装置は不つりあいを測定するための測定手段と測定装置の回転角を求めるための別の測定手段とに接続されている。それにより、予め与えられた角度の大きさだけ測定装置を回転させるため及びつりあいおもりの回転経路内へ動き止め手段を出し入れするための信号が発生させられる。測定装置の回転および動き止め手段の移動は、予め与えられたアルゴリズムに従って、測定装置の不つりあいが補償されるように制御される。それにより、測定装置の全自動化されたつりあわせが可能となる。そのために特別な熟練者は必要でない。

以下において図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。

図１はＸ線断層撮影装置の概略側面図、
図２はつりあいおもりおよび動き止め手段を備えた図１による測定装置、
図３は図２による測定装置の他の側面図を示す。

図１は固定側ユニット１を有するＸ線断層撮影装置の概略側面図を示す。固定側ユニット１には紙面に対して直角方向にある回転軸線２の周りを回転可能にリング状測定装置３つまりガントリが収容されている。測定装置３の回転方向は矢印ａで示されている。測定装置３には、対向配置されたＸ線源４およびＸ線検出器５が取付けられ、Ｘ線検出器５の後には評価電子装置６が接続されている。評価電子装置６も測定装置３に取付けられている。Ｘ線源４から出射したＸ線ファンビーム７は測定装置３の回転時に円形の測定視野８を定める。測定視野８は破線で示されている患者検査空間９内にある。特に、評価電子装置６は概略的に示されているスリップリング１０を介してコンピュータ１１に接続されている。コンピュータ１１はデータ表示のためのモニタ１２を有する。固定側ユニット１には、固定側ユニット１へ伝達された振動を測定するための第１のセンサ１３が設けられている。第１のセンサ１３は、測定装置３の不つりあいによって惹き起こされ軸線方向および半径方向に固定側ユニット１へ伝達された振動を測定できる従来のセンサである。固定側ユニット１に取付けられている第２のセンサ１４は、固定側ユニット１に対する測定装置３の相対的な回転角の検出に用いられる。第１のセンサ１３ａおよび第２のセンサ１４は、それにより測定された信号を評価するために、同様にコンピュータ１１に接続されている。図１には図示の分かり易さのために測定装置３に設けられているつりあいおもりは図示されていない。

図２および図３は測定装置３の概略側面図を示す。ここでは、明白さの改善を図るために、とりわけＸ線源および評価電子装置６付きのＸ線検出器５が省略されている。外周面１５には、第１の平面Ｅ１と、この第１の平面Ｅ１から軸線方向に隔てられ第１の平面Ｅ１に平行に配置されている第２の平面Ｅ２とに、半径方向に周回する溝１６ａ，１６ｂが設けられている。周回溝１６ａ，１６ｂ内には、それぞれ移動可能に２つのつりあいおもり１７ａ，１７ｂが収容されている。

つりあいおもり１７ａ，１７ｂは溝１６ａ，１６ｂ内に移動可能に保持されている。この保持のために、例えばばね付勢された係止装置が設けられている。係止装置のばね力に対しては接線方向の力を加えることによって打ち勝つことができ、その結果としてつりあいおもり１７ａ，１７ｂを移動させることができる。しかし、つりあいおもり１７ａ，１７ｂは、他の手段、例えば摩擦力あるいは磁石力により保持することも可能である。つりあいおもり１７ａ，１７ｂの移動のために両平面Ｅ１，Ｅ２のそれぞれに動き止め１８が付設されている。動き止め１８は、矢印ｂに従って、つりあいおもり１７ａ，１７ｂの回転経路において移動させることができる。

各平面Ｅ１，Ｅ２にはそれぞれ第１のセンサ１３ａ，１３ｂが付設され、これらのセンサ１３ａ，１３ｂは固定側ユニット１に取付けられている。第１のセンサ１３ａ，１３ｂは、各平面Ｅ１，Ｅ２において固定側ユニット１に伝達された振動を記録する。適切な評価プログラムにより、その振動から不つりあいベクトルを求めることができる。

断層撮影装置の動作は次のとおりである。

最初に、つりあいおもり１７ａ，１７ｂは、各平面Ｅ１，Ｅ２において、それらのベクトルが互いに打ち消しあう零位置に存在する。この場合に、第１の平面Ｅ１のつりあいおもり１７ａは、第２の平面Ｅ２のつりあいおもり１７ｂが存在する直線に対して直角方向にある直線上に存在する。

測定装置３が回転させられる。第１のセンサ１３ａ，１３ｂにより、第１の測定装置３の不つりあいによって平面Ｅ１，Ｅ２において固定側ユニット１に伝達された振動が測定される。同時に、第２のセンサ１４により、固定側ユニット１に対する測定装置３の相対的な回転角が記録される。コンピュータ１１に記憶されている適切な算出プログラムを用いて、両平面Ｅ１，Ｅ２についてそれぞれ、測定装置３の不つりあいを補償するのに適したつりあいおもり１７ａ，１７ｂの位置もしくは相応の回転角が算出される。

測定装置３のつりあわせのために、休止状態において動き止め１８がつりあいおもり１７ａ，１７ｂの回転経路において動かされる。引続いて、測定装置３が算出プログラムによって求められた角度の大きさに従って回転させられる。この場合、つりあいおもり１７ａ，１７ｂはその都度算出された角度の大きさだけ移動させられる。つりあいおもり１７ａ，１７ｂが予め与えられた角度の大きさだけ移動させられるや否や、対応する動き止め８がつりあいおもり１７ａ，１７ｂの回転経路からどかされる。続いてそれぞれの平面Ｅ１，Ｅ２上にある別のつりあいおもり１７ａ，１７ｂが移動させられる。全てのつりあいおもり１７ａ，１７ｂが算出プログラムによって求められた位置に置かれるまで、この過程が繰り返される。

本発明による方法は自動的に行なうことができる。このために特別な熟練者は必要とされない。

Ｘ線断層撮影装置の概略側面図 つりあいおもりおよび動き止め手段を備えた図１による測定装置の側面図 図２による測定装置の他の側面図

符号の説明

１ 固定側ユニット
２ 回転軸線
３ 測定装置
４ Ｘ線源
５ Ｘ線検出器
６ 評価電子装置
７ Ｘ線ファンビーム
８ 測定視野
９ 患者検査空間
１０ スリップリング
１１ コンピュータ
１２ モニタ
１３ａ，１３ｂ 第１のセンサ
１４ 第２のセンサ
１５ 周面
１６ａ，１６ｂ 溝
１７ａ，１７ｂ つりあいおもり
１８ 動き止め

Claims (8)

1. 不つりあいを測定するための測定手段（１３ａ，１３ｂ）を有する固定側ユニット（１）を備え、固定側ユニット（１）にリング状測定装置（３）が患者検査空間（９）の周りを回転可能に取付けられ、測定装置（３）に不つりあいを補償するためのつりあいおもり（１６ａ，１６ｂ）が設けられている画像形成断層撮影装置において、
   つりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）は、軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面（Ｅ１，Ｅ２）において、回転方向（ａ）に延びる回転経路上で角度位置を互いに変化可能に測定装置（３）の外周面（１５）に取付けられ、各平面（Ｅ１，Ｅ２）に２つのつりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）が設けられている
   ことを特徴とする画像形成断層撮影装置。
2. 各平面（Ｅ１，Ｅ２）のつりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）はレール（１６ａ，１６ｂ）で案内されることを特徴とする請求項１記載の画像形成断層撮影装置。
3. つりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）の位置を固定するための係止装置が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成断層撮影装置。
4. 固定側ユニット（１）に、つりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）の回転経路において移動可能な動き止め手段（１８）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の画像形成断層撮影装置。
5. 係止装置はつりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）に接線方向に作用する力に抗して解除可能であり、つりあいおもり（１７ａ，１７ｂ）が移動可能であることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の画像形成断層撮影装置。
6. 動き止め手段（１８）の自動移動および測定装置（３）の回転のための制御装置（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の画像形成断層撮影装置。
7. 測定装置（３）の回転角を求めるための他の測定手段（１４）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の画像形成断層撮影装置。
8. 測定装置（３）の不つりあいが補償されるように、予め与えられたアルゴリズムに従って測定装置（３）の回転および動き止め手段（１８）の移動が制御されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の画像形成断層撮影装置。

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