JP2006150121A - X-ray computer tomographic imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線コンピュータ断層撮影装置に関し、さらに詳しくは架台固定部に対し回転可能な如く設けられる架台回転部を有するX線コンピュータ断層撮影装置に関する。 The present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus, and more particularly, to an X-ray computed tomography apparatus having a gantry rotating unit provided so as to be rotatable with respect to a gantry fixing unit.
従来、この種のX線コンピュータ断層撮影装置(以下、X線CT装置と略称することがある)の架台は、固定部と回転部とを有し、架台回転部は架台固定部に対し回転可能な如く設けられている。そして架台回転部は、図12に示すように、穴を有する円盤状の支持部材30を有し、該円盤状の支持部材30の面上に、例えばX線を曝射するX線管200 、該X線管から曝射され被検体を透過した透過X線を検出する検出器202 、さらには昇圧回路、カウンタウェイト等201 、203 、204 が設けられる構成である。これらの機器200 〜204 (以下、架台回転部に設けられる種々の機器をユニット20と称する)は、撮影時に架台回転部と共に回転する。
Conventionally, a gantry of this type of X-ray computed tomography apparatus (hereinafter sometimes abbreviated as an X-ray CT apparatus) has a fixed part and a rotating part, and the gantry rotating part is rotatable with respect to the gantry fixing part. It is provided as such. As shown in FIG. 12, the gantry rotating unit includes a disk-
さらに、架台回転部に設けられるユニット20と、架台固定部に設けられる種々の機器(例えば画像再構成装置)とはスリップリング装置により電気的に接続され、架台回転部を架台固定部に対し連続的に回転させることができるようになっている。また、架台回転部の連続回転中に、被検体を載置した寝台(天板)を該被検体の体軸方向に連続的に移動させるように構成すれば、いわゆるヘリカルスキャンを実施することもできる。ヘリカルスキャンによれば、被検体の広範囲にわたる領域の画像を高速に収集することが可能となる。 Furthermore, the unit 20 provided in the gantry rotating part and various devices (for example, an image reconstruction device) provided in the gantry fixing part are electrically connected by a slip ring device, and the gantry rotating part is continuously connected to the gantry fixing part. Can be rotated automatically. In addition, if the bed (top) on which the subject is placed is continuously moved in the body axis direction of the subject during continuous rotation of the gantry rotating unit, so-called helical scanning may be performed. it can. According to the helical scan, it is possible to collect images of a wide area of the subject at high speed.
近年、X線CT装置においては、スキャン時間の短縮化が大きな技術的課題であるとされている。そこでスキャン時間を短縮するために架台回転部を高速で回転させると、ユニットに加わる遠心方向への加速度が増大するという問題がある。より具体的には、架台回転部の角速度および半径をそれぞれω、rとするとき、架台回転部の遠心方向の加速度αは次式(1)のようになり、角速度ωの増加に伴って加速度αは増大する。 In recent years, in X-ray CT apparatuses, shortening the scan time is considered to be a major technical problem. Therefore, if the gantry rotating part is rotated at a high speed in order to shorten the scanning time, there is a problem that acceleration in the centrifugal direction applied to the unit increases. More specifically, when the angular velocity and the radius of the gantry rotating part are ω and r, respectively, the acceleration α in the centrifugal direction of the gantry rotating part is expressed by the following equation (1), and the acceleration is increased as the angular velocity ω increases. α increases.
α=rω2 …(1)
このように、架台回転部の高速回転により遠心方向の加速度が増大する場合、図12に示すようにユニット20が配置される構成の従来のX線CT装置においては、同図に波線で示すように、各ユニット20が遠心方向に振られてしまい、各ユニット20は円盤状部材30に対する強固な固着を維持することができないという問題点がある。これにより各ユニット20はその動作に少なからず影響を受け、撮影画像の画質低下を招くという問題点がある。
α = rω2 (1)
As described above, when the acceleration in the centrifugal direction increases due to the high-speed rotation of the gantry rotating unit, the conventional X-ray CT apparatus having the configuration in which the unit 20 is arranged as shown in FIG. In addition, each unit 20 is shaken in the centrifugal direction, and each unit 20 has a problem that it cannot maintain the firm fixation to the disk-
また、一般にX線CT装置では、熱対策(主にX線管の発熱)として、架台固定部に天井ファンを取り付けることにより強制空冷するなどしているが、天井ファンが動作する際の騒音等の問題点もある。 In general, in X-ray CT apparatuses, as a countermeasure against heat (mainly heat generation of the X-ray tube), forcible air cooling is performed by attaching a ceiling fan to the gantry fixing part, but noise when the ceiling fan operates, etc. There are also problems.
本発明は、上述した事情に対処すべくなされたもので、その目的は、下記のX線コンピュータ断層撮影装置を提供することである。 The present invention has been made to cope with the above-described circumstances, and an object thereof is to provide the following X-ray computed tomography apparatus.
(1)架台固定部に対し架台回転部を高速回転させることができ、スキャン速度の高速化を実現可能なX線コンピュータ断層撮影装置。 (1) An X-ray computed tomography apparatus capable of rotating the gantry rotating unit at a high speed relative to the gantry fixing unit and realizing a high scanning speed.
(2)適切な空気循環による冷却を低騒で実現可能であり、天井ファンを不要とする簡素な構成のX線コンピュータ断層撮影装置。 (2) An X-ray computed tomography apparatus having a simple configuration that can realize cooling by appropriate air circulation with low noise and does not require a ceiling fan.
以上の目的を達成するために本発明は、架台固定部と、前記架台固定部に対して回転可能に支持され、被検体が挿入される内部空間の周りに配置されたX線管とX線検出器とを含むユニットを持つとともに、前記被検体を中心として前記被検体の周りを回転される円筒状の架台回転部と、前記ユニットに対して電力を供給するためのスリップリング装置と、前記架台回転部を収容するとともに、前記内部空間に対応して設けられて前記被検体の画像を撮影するための開口部を有した架台とを備えた。 To achieve the above object, the present invention provides a gantry fixing portion, an X-ray tube and an X-ray which are supported around the gantry fixing portion and are arranged around an internal space into which a subject is inserted. A unit including a detector, a cylindrical gantry rotating unit rotated around the subject around the subject, a slip ring device for supplying power to the unit, A gantry rotating unit was accommodated, and a gantry provided corresponding to the internal space and having an opening for taking an image of the subject.
本発明によれば、以下のX線コンピュータ断層撮影装置を提供できる。 According to the present invention, the following X-ray computed tomography apparatus can be provided.
(1)架台固定部に対し架台回転部を高速回転させることができ、スキャン速度の高速化を実現可能なX線コンピュータ断層撮影装置。 (1) An X-ray computed tomography apparatus capable of rotating the gantry rotating unit at a high speed relative to the gantry fixing unit and realizing a high scanning speed.
(2)適切な空気循環による冷却を低騒で実現可能であり、天井ファンを不要とする簡素な構成のX線コンピュータ断層撮影装置。 (2) An X-ray computed tomography apparatus having a simple configuration that can realize cooling by appropriate air circulation with low noise and does not require a ceiling fan.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図11は本発明の一実施形態に係るX線CT装置の外観図である。本実施形態は、架台1、寝台2、操作卓3から構成される。架台1の中心部には、被検体が挿入される開口部4が設けられている。架台1の前面には、寝台2が配置される。寝台2は電動で高さが調節できるように構成されている。また、寝台2の上面には、被検体が載置される天板5が設けられる。天板5は固定された架台1に対し電動でスライドできるように構成されている。操作卓3上にはキーボード6(マウスを含んでいても良い)、CRTモニタ7が配置され、操作卓3内には制御部が収納されている。この制御部は架台1、寝台2のいずれにも接続され、これらの動作を制御するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is an external view of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. The present embodiment includes a gantry 1, a
架台1は、架台固定部と架台回転部とによって構成され、架台回転部は、架台固定部に対し回転可能な如く支持されている。架台回転部には、前述した種々のユニット(200 〜204 )、すなわち、天板5上に載置された被検体に扇状のX線ビームを曝射するX線管、該X線管の焦点を中心として複数の検出器が円弧状に配列されてなり被検体を透過したX線を多チャンネルで検出する検出器アレイ等が設けられる。
The gantry 1 includes a gantry fixing portion and a gantry rotating portion, and the gantry rotating portion is supported so as to be rotatable with respect to the gantry fixing portion. The gantry rotating unit includes the above-described various units (200 to 204), that is, an X-ray tube that irradiates a subject placed on the
さらに詳しくは、本実施形態においては、図1(a)に示すように、架台回転部は円筒状の支持部材10を有し、該支持部材の内壁部に各ユニット(200 〜204 )が取り付けられる構造となっている。尚、各ユニット20は図1(b)に示すように遠心方向にネジ止めされる。また、各ユニット20は、架台固定部に対してスリップリング装置を介して電気的に接続される。架台固定部には、電力あるいは制御信号等をスリップリング装置を介して架台回転部の各ユニット20に供給するための機器が設けられている。
More specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the gantry rotating part has a
以上のような構造とすることによって、架台回転部が高速で回転しこれにより多大な遠心力が加わるような場合でも、各ユニット20は支持部材10に対する強固な固着を維持できる。したがって、架台固定部に対し架台回転部をより高速回転させることができ、スキャン時間の短縮化(例えば、スキャン時間1秒以内)に寄与する。
By adopting the structure as described above, each unit 20 can maintain firm adhesion to the
円筒状をなし、その内壁にユニットを取り付ける支持部材10の他の構成例としては、例えば図2に示すようなパイプ状の部材を組み合わせたフレーム状の支持部材11、あるいは図3(a)、(b)に示すように底面を有する円筒状の支持部材12、あるいは図4(a)、(b)に示すような支持部材13、あるいは図5に示すような支持部材14がある。
As another example of the structure of the
ところで、上述したような円筒状の支持部材にユニットを取り付ける構成とした場合、本実施形態に係るX線CT装置が動作し、各ユニットが駆動されることにより発生した熱が円筒内部にこもってしまい、従来の架台固定部に設けられる天井ファンでは冷却することができない。そこで、本実施形態では、図6(a)、(b)に示すように支持部材10に複数の羽根部材400 、401 、…40nを配し、これら羽根部材40を架台回転部と共に回転させることにより送風を行い、円筒内部の放熱を行う構成とする。これにより天井ファンを設けなくても冷却を行うことができ、天井ファンによる騒音が取り除かれる。尚、ユニットを取り付けるための支持部材を円筒状とせずに円盤状の支持部材30として構成した場合についても、図7(a)、(b)に示すように羽根部材500 、501 、…50n を配し、送風を行うことにより天井ファンを不要として冷却を行うことが可能となる。
By the way, when it is set as the structure which attaches a unit to the cylindrical support member as mentioned above, the X-ray CT apparatus which concerns on this embodiment operate | moves, and the heat | fever generate | occur | produced by driving each unit is confined inside a cylinder. Therefore, it cannot be cooled by a ceiling fan provided in a conventional gantry fixing part. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, a plurality of
送風の向きについては、羽根部材の向き及び架台回転部の回転方向に応じて任意である。例えば図8に示すように、白矢印方向又は黒矢印方向としてもよい。尚、外気の吸入(あるいは送風の排出)については、例えば図9に示すように、ダクト70を設けるなどして所望の方向から吸入(あるいは排出)するように構成する。
About the direction of ventilation, it is arbitrary according to the direction of a blade member and the rotation direction of a mount frame rotation part. For example, as shown in FIG. 8, it is good also as a white arrow direction or a black arrow direction. In addition, as shown in FIG. 9, for example, as shown in FIG. 9, the outside air is sucked (or discharged) from a desired direction by providing a
また、送風量については、架台回転部の回転速度に応じて制御するように構成してもよい。図10は、架台回転部の回転速度に応じた送風量の制御の一例を示すブロック図である。架台回転制御60により架台回転部を回転駆動するモータ62の回転速度を制御し、その際の回転速度情報を風量制御64に供給し、風量制御64は、角度、大きさ、枚数が制御可能なように構成された羽根部材66を制御する。このように構成すれば、より適切な風量制御が行える。
Moreover, you may comprise so that it may control about ventilation volume according to the rotational speed of a base rotation part. FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of air flow control according to the rotation speed of the gantry rotating unit. The rotational speed of the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々変形して実施可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications.
10…円筒状の支持部材、20…ユニット、40…羽根部材。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記架台固定部に対して回転可能に支持され、被検体が挿入される内部空間の周りに配置されたX線管とX線検出器とを含むユニットを持つとともに、前記被検体を中心として前記被検体の周りを回転される円筒状の架台回転部と、
前記ユニットに対して電力を供給するためのスリップリング装置と、
前記架台回転部を収容するとともに、前記内部空間に対応して設けられて前記被検体の画像を撮影するための開口部を有した架台とを具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。 A gantry fixing part;
The unit includes a unit including an X-ray tube and an X-ray detector that are rotatably supported with respect to the gantry fixing unit and are arranged around an internal space into which the subject is inserted. A cylindrical gantry rotating unit that is rotated around the subject;
A slip ring device for supplying power to the unit;
An X-ray computed tomography apparatus comprising: a gantry that accommodates the gantry rotating unit and has an opening that is provided corresponding to the internal space and shoots an image of the subject. .
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