JP2006034964A - 断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラム内に収容された構成部品が高い遠心力の作用時にも常に安定で確実に保持されるようにする。
【解決手段】軸線（Ａ）の周りを回転可能であるドラム（１）を備え、ドラム（１）内に少なくとも１つの構成部品（６）が収容されている断層撮影装置、特にＸ線コンピュータ断層撮影装置において、構成部品（６）は、構成部品（６）に作用する遠心力（ｇ）が半径方向のベクトル（ｒ´）とほぼ軸線方向のベクトル（ｚ´）との合成ベクトルでありほぼ軸線方向のベクトル（ｚ´）がドラム（１）に設けられた支持面（４）に向けられているように、ドラム（１）に支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸線の周りを回転可能であるドラムを備え、ドラム内に少なくとも１つの構成部品が収容されている断層撮影装置、特にＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

従来技術によれば、例えばＸ線コンピュータ断層撮影装置は患者用寝台の周りを回転可能なドラムを有し、ドラム内には、とりわけＸ線源と対向配置された検出器とが収容されている。ドラムは、新しい構造様式のＸ線コンピュータ断層撮影装置の場合毎分１８０回転に達する著しく高速で回転する。ドラム内に収容された構成部品には重力加速度の２０〜３０倍に相当する遠心力が作用する。その結果、構成部品をドラムに取付ける固定要素は特に高い負担にさらされる。固定要素が折れ、その結果構成部品がドラムから外れることが起こり得る。これはＸ線コンピュータ断層撮影装置の損傷や、使用者への危害をもたらし得る。

本発明の課題は従来技術の欠点を除去し、特に、ドラム内に収容された構成部品が高い遠心力の作用時にも常に安定で確実に保持される断層撮影装置を提供することにある。

この課題は、本発明によれば、構成部品が、構成部品に作用する遠心力が半径方向のベクトルとほぼ軸線方向のベクトルとの合成ベクトルでありほぼ軸線方向のベクトルがドラムに設けられた支持面に向けられているように、ドラムに支持されていることによって解決される。本発明の望ましい実施態様は請求項２乃至９の特徴事項によりもたらされる。

本発明に従って、構成部品は、構成部品に作用する遠心力が半径方向のベクトルとほぼ軸線方向のベクトルとの合成ベクトルでありほぼ軸線方向のベクトルがドラムに設けられた支持面に向けられているように、ドラムに支持されている。回転時に構成部品に作用する遠心力がほぼ軸線方向のベクトルを有するように構成部品を取付けることによって、このベクトルにより構成部品が軸線方向に、ドラムに設けられた支持面に向かうように強制される。従って、構成部品は、構成部品に作用する遠心力が高まれば高まるほど強固にドラムに保持される。その結果、構成部品の安定化のために場合によっては設けられた固定要素は遠心力の増大にともなって負担を重くされるのではなく、負担を軽減される。断層撮影装置の作動時に、構成部品の望ましくない外れはもはや起きない。

有利な実施態様によれば、支持面がドラム底部に設けられている。この支持面はドラム底部から斜めにドラム胴の方向に延びている。ドラム底部に設けられた斜めに延びるこのような面は、ドラム底部と一体構造で形成することができる。しかしながら、例えば楔の形に形成された第１の支持要素をドラム底部に取付けることもできる。

構成部品自体は適切な傾斜面を有するとよい。この場合、支持面はドラム底部に半径方向に平らに形成されている。

他の実施態様によれば、ドラム胴の内壁に構成部品を支持するための他の支持面が設けられている。他の支持面はドラム胴の内壁から斜めにドラム開口部の方向に延びていると望ましい。構成部品は他の支持面にほぼ軸線方向に滑動可能に支持されている。これはドラム底部の方向への構成部品の移動を可能にする。かかる移動は構成部品に作用する遠心力によって惹き起こされる。望ましい実施態様では、移動はドラム底部の方向にだけ可能ありドラム開口部の方向へは可能でない。このために、他の支持面には、例えば半径方向に内部に向けて突入する突起が設けられ、この突起がドラム底部の方向にだけ構成部品の移動を許容する。

他の実施態様によれば、構成部品が第１の嵌め合い部を有し、他の支持面に第１の嵌め合い部に対応する第２の嵌め合い部が設けられ、構成部品の第１の嵌め合い部が他の支持面の第２の嵌め合い部に嵌め込み可能であり、構成部品は第２の嵌め合い部への第１の嵌め合い部の嵌め込みによって他の支持面に装着可能である。上述の嵌め合い部は、例えば蟻継ぎ（ありつぎ）形に形成された嵌め合い部、凹部および対応する凸部などである。同様に、ドラム底部に設けられている支持面並びに構成部品に互いに対応する嵌め合い部を設けるとよい。この場合も例えば凹形嵌め合い部および／または凸形嵌め合い部である。

他の実施態様によれば、第１の嵌め合い部および第２の嵌め合い部は、特に、構成部品がドラムの回転方向に抗して支持されるように形成されている。このために、例えば他の支持面に半径方向に内部に向けて突入する条帯片が設けられ、条帯片間に構成部品が収容されているとよい。ドラムの加速および／または減速の際に、このような条帯片または類似に形成された支持手段は、構成部品の慣性に反作用し、構成部品をドラムの回転に抗して支持する。

構成部品が遠心力の作用時に自動センタリングにより支持面に支持可能であるように、支持面つまりドラム底部には第１のセンタリング手段が、構成部品には第１のセンタリング手段に対応する第２のセンタリング手段が設けられていると好ましい。これにより、構成部品が常に正確な規則に適った取付け位置に座ることが保証される。これは、特に、Ｘ線源およびこれに対向配置された検出器の正確な位置が大幅に画質に影響するＸ線コンピュータ断層撮影装置においては重要である。

構成部品は少なくとも１つの固定手段によりドラムに固定されているとよい。この固定手段は例えばねじまたはボルト等である。固定手段は本発明によれば主として構成部品の安定化に用いられ、構成部品に作用する遠心力によって生じてドラムに作用する力を除去するのに用いられるのではない。その結果、従来技術により公知の断層撮影装置に比べて僅かな又は弱い固定手段を使用することができる。

以下において本発明の実施例を概略図に基づいて更に詳細に説明する。
図１は第１のドラムの部分的な半径方向断面図、
図２は図１における切断線Ａ−Ａ´による軸線方向断面図、
図３は図２に示された嵌め合い部の他の構成の概略的な軸線方向断面図、
図４は図２に示された嵌め合い部の他の構成の概略的な軸線方向断面図、
図５は図４における切断線Ｂ−Ｂ´による断面図、
図６は図２に示に示された嵌め合い部の他の構成の概略的な軸線方向断面図、
図７は第２のドラムの部分的な半径方向断面図、
図８は第３のドラムの部分的な半径方向断面図を示す。

図１は、断層撮影装置における軸線Ａの周りを回転可能なドラム１の部分的な半径方向断面図を示す。ドラム１は一般的に、詳細に示されていない公知のコンピュータ断層撮影装置におけるガントリの回転可能な部分である。ドラム１は、例えばリング板の形に形成されているドラム底部２を有する。ドラム底部２の周縁部から軸線方向に環状のドラム胴３が延びている。ドラム底部２の周縁部範囲に設けられた第１の支持面４はドラム底部２に対して斜めに形成され、半径方向に内部に向けて突入している。第１の支持面４はドラム底部２と共に、ドラム底部２の周縁部に向かって開いている第１の鋭角を形成している。

ドラム胴３の内壁には半径方向に内部に向けて突入している第２の支持面５が設けられている。第２の支持面５はドラム胴３の内壁に対して斜めに形成されている。第２の支持面５はドラム胴３の内壁と共に、ドラム１の開口部に向かって開いている鋭角を形成している。符号６を付されている構成部品、例えばＸ線源はその容器が第１の支持面４と第２の支持面５とに支えられている。第１の支持面４は第１の支持要素４ａの構成部分であり、第１の持要素４ａはドラム底部２に取付けられている。同様に第２の支持面５は第２の支持要素５ａの構成部分であり、第２の支持要素５ａはドラム胴３に取付けることができる。しかしながら、支持面４，５はドラム底部２および／またはドラム胴３と一体形成して作ることも可能である。

特に図２から明らかのように、構成部品６は第１の嵌め合い部７を備え、この第１の嵌め合い部７は取付けのために第２の嵌め合い部８と協働する。第２の嵌め合い部８はドラム底部から延びている２つのレールである。安全のために構成部品６はレールの自由端の範囲において、例えばばね付きヒンジの形に実施された第１の固定要素９により固定されている。

第１の支持面４および第２の支持面５によってドラム１の回転時に構成部品６に作用する遠心力ｇに対して構成部品６の斜めの支持が生じ、このような支持のために、遠心力ｇは２つの成分ｒ´，ｚ´に分解される。

図１には半径方向のベクトルｒ´、軸線方向のベクトルｚ´および合成ベクトルｇが示されている。軸線方向のベクトルｚ´によって構成部品６に作用する力のために、構成部品６は遠心力の増大にともなって第１の支持面４に対しても第２の支持面５に対しても押し付けられる。第１の嵌め合い部７と第２の嵌め合い部８と固定要素９との形で作用する固定装置はドラム１の回転時に負担を軽くされる。構成部品６に作用する力は第１の支持面４および第２の支持面５を介して打ち消される。

図３は概略的な軸線方向断面図で第１の嵌め合い部７および第２の嵌め合い部８を示す。この場合、嵌め合い部は蟻継ぎ形に形成されている。第２の嵌め合い部８は第２の支持面５ａと一体形成されている。

図４乃至図６は第１の嵌め合い部７並びに第２の嵌め合い部８の他の実施形態を示す。両構成では、ここでもドラム胴３の内壁に、第２の支持面５と第２の嵌め合い部８とを有する第２の支持要素５ａが取付けられている。図４および図５に示された実施形態では第２の嵌め合い部８が縁辺に延び出した２つの条帯片１０を有し、条帯片１０はドラム１の回転運動に抗して構成部品６を支持する。第１の嵌め合い部７が軸線方向に延びるＶ形隆起の形に形成されている図６に示された実施形態も同様な働きをする。この場合に第２の嵌め合い部８は対応して同様に軸線方向に延びるＶ形切欠きの形に形成されている。

図７に示された第２のドラム１においては、構成部品６が、ドラム１の周方向に延びている条帯片を含む第１の嵌め合い部７を有する。第２の嵌め合い部８は対応する切欠きの形に形成されている。更に、構成部品６は、この実施例では、ボルトの形に形成された第２の固定要素１１によりドラム底部２に締め付け固定されている。

図８に概略的に示されたドラム１では、ドラム底部２からセンタリングピン１２が延びている。センタリングピン１２は構成部品６における対応する穴１３内に突入している。構成部品６は、ここでは前述の実施例と同様に軸線方向に滑動可能に第２の支持面５に当接する。軸線方向のベクトルｚ´により構成部品６に遠心力が作用する際、構成部品６はセンタリングピン１２の方向に強制される。それゆえ、提案されたこの装置は自動センタリングを行なう。

本発明による装置により、構成部品６を、極めて正確にかつ確実に断層撮影装置のドラム１内の予め与えられた取付け位置に保持することができる。構成部品６を第１の支持面４と第２の支持面５とで支持するので、従来技術による固定要素に作用する重力の有害な発生が回避される。従って、固定要素の破壊およびそれにともない構成部品６がドラム１から望ましくなく外れるのが回避される。

構成部品６は、第１の支持面４および第２の支持面５に対して、構成部品６が支持面４，５と嵌め合い結合で当接するように形成されていると好ましい。ドラム１に構成部品６を本発明により取付けることは組立技術上簡単に実施することができる。構成部品６は、例えば構成部品６に好都合に設けられた第１の嵌め合い部７によりドラム側に設けられた第２の嵌め合い部８に嵌め込まれ、固定要素９，１１によりドラム１に固定されるだけでよい。従って、自動センタリング構造で簡単かつ迅速にドラム１への構成部品６の極めて正確な取付けを達成することができる。

第１のドラムの部分的な半径方向断面図 図１における切断線Ａ−Ａ´による軸線方向断面図 図２に示された断面の他の構成の概略的な軸線方向断面図 図２に示された断面の他の構成の概略的な軸線方向断面図 図４における切断線Ｂ−Ｂ´による断面図 図２に示す断面の他の構成の概略的な軸線方向断面図 第２のドラムの部分的な半径方向断面図 第３のドラムの部分的な半径方向断面図

符号の説明

１ ドラム
２ ドラム底部
３ ドラム胴
４ 第１の支持面
４ａ 第１の支持要素
５ 第２の支持面
５ａ 第２の支持要素
６ 構成部品
７ 第１の嵌め合い部
８ 第２の嵌め合い部
９ 固定要素
１０ 条帯片
１１ 固定要素
１２ センタリングピン
１３ 穴
Ａ 軸線
ｇ 重力ベクトル
ｚ´ 軸線方向のベクトル
ｒ´ 半径方向のベクトル

Claims (9)

1. 軸線（Ａ）の周りを回転可能であるドラム（１）を備え、ドラム（１）内に少なくとも１つの構成部品（６）が収容されている断層撮影装置において、
   構成部品（６）は、構成部品（６）に作用する遠心力（ｇ）が半径方向のベクトル（ｒ´）とほぼ軸線方向のベクトル（ｚ´）との合成ベクトルでありほぼ軸線方向のベクトル（ｚ´）がドラム（１）に設けられた支持面（４）に向けられているように、ドラム（１）に支持されていることを特徴とする断層撮影装置。
2. 支持面（４）がドラム底部（２）に設けられていることを特徴とする請求項１記載の断層撮影装置。
3. 支持面（４）はドラム底部（２）から斜めにドラム胴（３）の方向に延びていることを特徴とする請求項１又は２記載の断層撮影装置。
4. ドラム胴（３）の内壁に他の支持面（５）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つに記載の断層撮影装置。
5. 他の支持面（５）はドラム胴（３）の内壁から斜めにドラム開口部の方向に延びていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の断層撮影装置。
6. 構成部品（６）が第１の嵌め合い部（７）を有し、他の支持面（５）に第１の嵌め合い部（７）に対応する第２の嵌め合い部（８）が設けられ、構成部品（６）の第１の嵌め合い部（７）が他の支持面（５）の第２の嵌め合い部（８）に嵌め込み可能であり、構成部品（６）は第２の嵌め合い部（８）への第１の嵌め合い部（７）の嵌め込みによって他の支持面（５）に装着可能であることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の断層撮影装置。
7. 第１の嵌め合い部（７）および第２の嵌め合い部（８）は、構成部品（６）がドラム（１）の回転方向に抗して支持されるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の断層撮影装置。
8. 構成部品（６）が遠心力の作用時に自動センタリングにより支持面（４）に支持可能であるように、ドラム底部（２）には第１のセンタリング手段（１２）が、構成部品（６）には第１のセンタリング手段（１２）に対応する第２のセンタリング手段（１３）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の断層撮影装置。
9. 構成部品（６）が少なくとも１つの固定手段（１０，１１）によりドラム（１）に固定されていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の断層撮影装置。

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