JP2006255066A - X-ray ct equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はX線CT装置に関し、特に、X線源及びX線検出器を搭載した回転架台(ガントリ)の振動を抑制することができるX線CT装置に関する。 The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly, to an X-ray CT apparatus capable of suppressing vibration of a rotary mount (gantry) equipped with an X-ray source and an X-ray detector.
X線CT装置は、一般的に、X線源及びX線検出器を内蔵した回転架台(ガントリ)と、被検体を寝かせる寝台と、回転架台及び寝台の動作を制御するとともにX線検出器にて収集したX線投影データを処理して画像を再構成する制御系と、を備えて構成されている。 In general, an X-ray CT apparatus controls an operation of a rotating gantry (gantry) including an X-ray source and an X-ray detector, a bed on which a subject is laid down, a rotating table and a bed, and an X-ray detector. And a control system that reconstructs an image by processing the X-ray projection data collected in this way.
回転架台は、通常、被検体にX線を斜めに入射させるためのチルト機構を備えており、このチルト機構を使って回転架台を寝台に対してチルト可能としている。このチルト機構は、回転架台に形成された開口部に挿入される被検体に対し、回転架台を寝台側又はその反対側に傾斜させることで、被検体の体軸に対して様々な角度の断層撮影を可能とするものである(例えば、特許文献1)。 The rotating gantry usually includes a tilt mechanism for causing X-rays to enter the subject obliquely, and the tilting mechanism can be used to tilt the rotating gantry with respect to the bed. This tilt mechanism tilts the rotating gantry to the bed side or the opposite side with respect to the subject inserted into the opening formed in the rotating gantry, so that the tomography at various angles with respect to the body axis of the subject. Photography is possible (for example, Patent Document 1).
しかしながら、X線CT装置においては、X線源及びX線検出器等を内蔵した回転架台(ガントリ)のバランスの不均衡により、回転架台の回転に伴い、振動が発生する。従来においては、固定式のカウンターウエイトを設置してそのカウンターバランスを調整することにより、バランスを取って振動を抑制していた。 However, in the X-ray CT apparatus, vibration is generated along with the rotation of the rotating mount due to the imbalance of the rotating mount (gantry) including the X-ray source and the X-ray detector. In the past, a fixed counterweight was installed and its counterbalance was adjusted to balance and suppress vibration.
しかしながら、カウンターウエイトでは微小の振動(例えば0.3〜0.5mmに含まれる範囲の振動)を抑制することができない。X線CT装置における検出器の多列化、高分解能化及び回転架台(ガントリ)の高速回転化に伴い、その微小な振動を無視できないレベルになってきている。カウンターウエイトでは、X線源、X線検出器及び診断部位の間の位置ずれの原因となる微小な振動を抑制することができないため、その位置ずれが原因となって断層像の画質劣化が発生し、結果として高分解能化の要求を満たすことができない。 However, the counterweight cannot suppress minute vibrations (for example, vibrations in the range of 0.3 to 0.5 mm). With the increase in the number of detectors in the X-ray CT apparatus, the increase in resolution, and the speed of rotation of the rotating gantry (gantry), the minute vibrations are at a level that cannot be ignored. The counterweight cannot suppress minute vibrations that cause displacement between the X-ray source, the X-ray detector, and the diagnostic site, and the image displacement of the tomographic image occurs due to the displacement. However, as a result, the demand for higher resolution cannot be satisfied.
また、回転架台(ガントリ)の高速回転化に伴い更に回転架台の振動が増加するため、その振動増加を抑制するための対策が必要となる。さらに、チルト機構により回転架台が傾斜すると、回転架台の重心が変わるため、その重心変動によっても回転架台に振動が発生する。これと同様に、診断部位を変える際に回転架台内のウエッジを切り換えると、そのウエッジ切り替えによっても回転架台の重心が変わるため、その重心変動によっても回転架台に振動が発生する。X線CT装置においては、これらの振動を抑制する対策も必要となってくる。 In addition, since the vibration of the rotating gantry further increases with the rotation of the rotating gantry (gantry), measures for suppressing the increase in the vibration are required. Further, when the rotating cradle is tilted by the tilt mechanism, the center of gravity of the rotating gantry changes, and therefore the vibration is generated in the rotating gantry due to the change in the center of gravity. Similarly, if the wedge in the rotating gantry is switched when changing the diagnosis part, the center of gravity of the rotating gantry changes even when the wedge is switched, and therefore the vibration is generated in the rotating gantry due to the change in the center of gravity. In the X-ray CT apparatus, measures for suppressing these vibrations are also required.
この発明は上記の問題を解決するものであり、回転架台(ガントリ)の振動の位相と逆位相の振動を回転架台に付与して振動を相殺することにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することができるX線CT装置を提供することを目的とする。換言すると、微小振動の抑制を可能として高分解能化等の要求を満たすことが可能なX線CT装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problem. By applying a vibration having a phase opposite to that of the rotation of the rotating gantry (gantry) to the rotating gantry to cancel the vibration, a minute amount required for high resolution and the like is required. An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of suppressing level vibration. In other words, an object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of suppressing a minute vibration and satisfying a demand for high resolution.
この発明は、回転架台(ガントリ)に発生する振動と逆位相の振動を回転架台に付与することにより、回転架台に発生する振動を相殺するX線CT装置である。例えば、回転架台に発生する振動を検出する検出器を設置し、逐次、回転架台に発生する振動を検出してその振動と逆位相の振動を算出して回転架台に付与する。また、回転架台の振動波形が周期的な場合は、回転架台の回転角度(位相)に対応させた振動波形を予め測定して記憶装置に記憶しておき、回転架台の回転角度から振動レベルを求め、その振動と逆位相の振動を回転架台に付与する。このように、回転架台に発生する振動と逆位相の振動を回転架台に付与することにより回転架台に発生する振動を相殺することが可能となり、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。この発明の具体的に態様について以下に示す。 The present invention is an X-ray CT apparatus that cancels vibration generated in a rotating gantry by applying vibration having a phase opposite to that generated in the rotating gantry to the rotating gantry. For example, a detector for detecting the vibration generated in the rotating gantry is installed, the vibration generated in the rotating gantry is sequentially detected, and the vibration having the opposite phase to the vibration is calculated and applied to the rotating gantry. In addition, when the vibration waveform of the rotating gantry is periodic, the vibration waveform corresponding to the rotation angle (phase) of the rotating gantry is measured in advance and stored in the storage device, and the vibration level is calculated from the rotation angle of the rotating gantry. Obtain the vibration and reverse phase of the vibration to the rotating frame. In this way, it is possible to cancel the vibration generated in the rotating gantry by applying the vibration having the opposite phase to the vibration generated in the rotating gantry to suppress the vibration generated in the rotating gantry. Become. Specific embodiments of the present invention will be described below.
請求項1に記載の発明は、X線源及びX線検出器を内蔵し、開口部を有し、前記X線源及び前記X線検出器を回転させながら前記開口部に挿入された被検体にX線を照射する回転架台と、前記回転架台をチルト可能に支持する支持部と、前記支持部と前記回転架台との間に介在し、前記回転架台を傾ける駆動部と、前記回転架台に発生する振動と逆位相の振動を前記回転架台に付与する加振手段と、を有することを特徴とするX線CT装置である。 The invention according to claim 1 includes an X-ray source and an X-ray detector, has an opening, and is inserted into the opening while rotating the X-ray source and the X-ray detector. A rotating gantry that irradiates X-rays; a support that supports the rotating gantry in a tiltable manner; a drive unit that is interposed between the support and the rotating gantry and tilts the rotating gantry; An X-ray CT apparatus comprising: an oscillating unit that applies vibrations having a phase opposite to that of the generated vibration to the rotating gantry.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のX線CT装置であって、前記回転架台に発生する振動を検出する検出器と、前記検出器により検出された振動と逆位相の信号を算出する演算手段と、を更に有し、前記加振手段は、前記演算手段により算出された逆位相の信号に応じて前記回転架台に振動を付与することを特徴とするものである。 A second aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the first aspect, wherein the detector detects the vibration generated in the rotary mount, and the signal has a phase opposite to that of the vibration detected by the detector. Calculating means, and the excitation means applies vibration to the rotating gantry according to the signal of the opposite phase calculated by the calculating means.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のX線CT装置であって、前記検出器は前記回転架台のチルト方向に発生する振動を検出し、前記加振手段は、前記回転架台のチルト方向に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。 A third aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the second aspect, wherein the detector detects a vibration generated in a tilt direction of the rotary mount, and the excitation means is the rotary mount It is characterized in that vibrations having opposite phases are applied in the tilt direction.
請求項4に記載の発明は、請求項2又は請求項3のいずれかに記載のX線CT装置であって、前記検出器は、前記回転架台の回転方向に沿って移動可能に設置され、前記加振手段により前記回転架台に逆位相の振動が付与される回転角度に対して、前記回転架台の回転角度がずれた位置の振動を検出することを特徴とするものである。
Invention of
請求項5に記載の発明は、請求項2又は請求項3のいずれかにに記載のX線CT装置であって、前記加振手段は、前記検出器による振動の検出タイミングに対してタイミングをずらして前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。 A fifth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the second aspect or the third aspect, wherein the excitation means has a timing with respect to a vibration detection timing by the detector. It is shifted and the vibration of an antiphase is given to the said rotation mount frame, It is characterized by the above-mentioned.
請求項6に記載の発明は、請求項1に記載のX線CT装置であって、前記回転架台に発生する振動を、前記回転架台の回転角度に対応付けて予め記憶する記憶装置を更に有し、前記加振手段は、前記対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を前記回転架台に付与することを特徴とするものである。 A sixth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to the first aspect, further comprising a storage device that stores in advance the vibration generated in the rotary mount in association with the rotation angle of the rotary mount. And the said vibration means gives the vibration of the antiphase in a predetermined | prescribed rotation angle to the said rotation mount according to the said matching.
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のX線CT装置であって、前記加振手段は、前記回転架台の剛性に応じて前記回転架台に付与する振動の大きさを変えることを特徴とするものである。 A seventh aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the excitation means is applied to the rotary mount according to the rigidity of the rotary mount. It is characterized by changing the magnitude of vibration.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のX線CT装置であって、前記加振手段は、前記回転架台において剛性が低い部分ほど大きい振動を付与することを特徴とするものである。 The invention according to an eighth aspect is the X-ray CT apparatus according to the seventh aspect, wherein the excitation means imparts a larger vibration to a portion having a lower rigidity in the rotary mount. is there.
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載のX線CT装置であって、前記加振手段は、前記回転架台の振動が所定レベル以上になった場合に、前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。 A ninth aspect of the present invention is the X-ray CT apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the vibration means is used when the vibration of the rotary mount becomes a predetermined level or more. Further, vibrations having an opposite phase are imparted to the rotating gantry.
請求項1に記載の発明によると、回転架台に発生する振動と逆位相の振動をその回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the vibration generated in the rotating gantry is suppressed by applying the vibration having the opposite phase to the vibration generated in the rotating gantry to cancel the vibration generated in the rotating gantry. It becomes possible to do. As a result, it is possible to suppress a minute level of vibration required for high resolution and the like, and to prevent image quality deterioration.
請求項2に記載の発明によると、回転架台に発生する振動を検出し、その振動と逆位相の振動を回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the vibration generated in the rotating gantry is detected, and the vibration having the opposite phase to the vibration is applied to the rotating gantry to cancel the vibration generated in the rotating gantry. The generated vibration can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a minute level of vibration required for high resolution and the like, and to prevent image quality deterioration.
請求項3に記載の発明によると、回転架台のチルト方向に発生する振動を検出し、そのチルト方向に逆位相の振動を付与ことにより、振動の主な原因であるチルト方向の振動を抑制することが可能となり、その結果、回転架台の振動を抑制することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the vibration generated in the tilt direction of the rotating gantry is detected, and the vibration in the tilt direction, which is the main cause of the vibration, is suppressed by applying the anti-phase vibration in the tilt direction. As a result, it is possible to suppress the vibration of the rotary mount.
請求項4に記載の発明によると、回転架台の回転方向に検出器をずらして設置し、回転架台の回転角度がずれた位置の振動を検出することにより、加振手段による逆位相の振動を付与するタイミングのずれを補正することが可能となる。また、請求項5に記載の発明によると、検出器による振動の検出タイミングに対して回転架台に逆位相の振動を付与するタイミングをずらすことにより、振動付与のタイミングのずれを補正することが可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, the detector is shifted in the rotation direction of the rotating gantry, and the vibration at the position where the rotation angle of the rotating gantry is shifted is detected. It is possible to correct a shift in timing to be applied. Further, according to the invention described in
請求項6に記載の発明によると、回転架台に発生する振動を回転架台の回転角度(位相)と対応付けて予め記憶し、その対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, the vibration generated in the rotating gantry is stored in advance in association with the rotation angle (phase) of the rotating gantry, and the anti-phase vibration at a predetermined rotation angle is stored in the rotating gantry according to the association. By applying and canceling the vibration generated in the rotating gantry, the vibration generated in the rotating gantry can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a minute level of vibration required for high resolution and the like, and to prevent image quality deterioration.
請求項7に記載の発明によると、回転架台の剛性に応じて回転架台に付与する逆位相の振動の大きさを変えることで、回転架台に発生する振動を相殺することが可能なレベルの逆位相の振動を付与することが可能となる。また、請求項8に記載の発明によると、剛性が低い部分ほど大きいレベルの振動を付与することにより、回転架台に発生する振動を適切に相殺することが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, by changing the magnitude of the anti-phase vibration applied to the rotating gantry according to the rigidity of the rotating gantry, the reverse of the level that can cancel the vibration generated in the rotating gantry. It is possible to apply phase vibration. According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to appropriately cancel the vibration generated in the rotating gantry by applying a higher level of vibration to a portion having lower rigidity.
請求項9に記載の発明によると、回転架台の振動が所定レベル以上になった場合に逆位相の振動を加えることにより、特にレベルの高い振動を相殺して回転架台の振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等の妨げになるレベルの高い振動を抑制することができ、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。 According to the ninth aspect of the invention, when the vibration of the rotating gantry exceeds a predetermined level, the vibration of the rotating gantry can be suppressed by offsetting the vibration having a particularly high level by applying the antiphase vibration. It becomes possible. As a result, high-level vibrations that hinder high resolution and the like can be suppressed, and the demand for high resolution and the like can be satisfied.
以下、この発明の実施形態に係るX線CT装置について、図1乃至図6を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
(構成)
この発明の実施形態に係るX線CT装置の構成について、図1乃至図4を参照しつつ説明する。図1は、この発明の実施形態に係るX線CT装置の回転架台の構成を示す分解斜視図である。図2は図1に示す回転架台の後方からみた背面図である。図3及び図4は、図1に示す回転架台を側面からみた側面図である。
(Constitution)
The configuration of the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a rotating gantry of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a rear view of the rotary mount shown in FIG. 3 and 4 are side views of the rotary mount shown in FIG. 1 as viewed from the side.
図1乃至図3に示すX線CT装置は、X線源及びX線検出器等を内蔵し、チルト駆動可能な回転架台1(ガントリ)を備えている。この回転架台1は、その骨組みの中心を成すメインフレーム2を有する。このメインフレーム2は、略半円状のフレーム板2aの端部の周囲に帯状のサイド板2bを一体的に取り付けるとともに、フレーム板2aの中心部に所定径の孔を形成し、その孔を案内するように筐体2cを取り付けた構成を有する。この筐体2cにより、被検体を寝台に載せたまま挿入するための開口部3が形成されている。そして、回転架台1は、制御装置(図示しない)からの制御信号により、図2に示すように矢印Aの方向に回転させられる。
The X-ray CT apparatus shown in FIG. 1 to FIG. 3 includes an X-ray source, an X-ray detector, and the like, and includes a rotating mount 1 (gantry) that can be tilt driven. The rotary mount 1 has a
サイド板2bには、軸方向(開口部3の軸方向、つまり、被検体の体軸に沿う方向)側面の下側(図1における下側)の位置に、円弧状のセクタギア4、5が各々一体的に取り付けられている。これにより、セクタギア4、5は、メインフレーム2の両側下端で軸方向に延設される。セクタギア4、5の下面には、各々、ギア4a、5aが円弧状に形成されている。この円弧状のギア4a、5aの曲率は、回転架台1(ガントリ)が軸方向に対して所定点Oを中心にチルト(傾き)可能なように設定されている。
On the
セクタギア4、5の外側には、各々、ギア4a、5aの回転中心の一致した円弧状のガイド6(以下、Rガイド6と称する)及びレール7が設置されている。各Rガイド6は、円弧状のレール部6aに沿ってナット部6bを案内する構造を有し、そのレール部6aはセクタギア4の外側側面に一体的に取り付けられている。ナット部6bはレール6aにより、円弧状の方向に沿って移動可能となっている。
On the outside of the sector gears 4 and 5, arc-shaped guides 6 (hereinafter referred to as “R guides 6”) and rails 7 in which the rotation centers of the
なお、回転架台1(ガントリ)には、X線照射のためのX線源(図示しない)及び被検体を透過したX線を検出するX線検出器(図示しない)が備えられている。 The rotating gantry 1 (gantry) is provided with an X-ray source (not shown) for X-ray irradiation and an X-ray detector (not shown) for detecting X-rays transmitted through the subject.
このように構成される回転架台1(ガントリ)は、支持部10によりチルト可能に支持されている。この支持部10がこの発明の「支持部」に相当する。支持部10には、長方形状の枠体を成すベース11と、このベース11の軸方向両側で一体的に立設させられたスタンド12、13とを備えて構成されている。スタンド12、13は、各々、軸方向に延びる板状部材である。この実施形態においては、スタンド12の内側上端寄りには、ガイド6のナット部6bが固設されている。また、スタンド13の内側上端寄りには、レール7の軌道上下端に沿うように、カムフォロア8が回動自在に取り付けられている。これにより、スタンド12、13がガイド6及びレール7を介してメインフレーム2(即ち回転架台1)の重量を受けるとともに、メインフレーム2(即ち回転架台1)をチルト可能に支持している。
The rotating gantry 1 (gantry) configured as described above is supported by the
さらに、ベース11及びスタンド12、13には、チルト駆動を担う各種の機構が取り付けられている。ベース11の軸方向に直交する方向の架台後端部(図1の手前側端部)には、制御装置(図示しない)から駆動信号を受ける電動モータ20が設けられている。
Furthermore, the
電動モータ20の出力軸にはピニオン20bが取り付けられており、このピニオン20bが、両方のスタンド12、13に回転可能に軸支されている駆動軸21の第1のギア21aに噛合している。つまり、スタンド12、13は、駆動軸21を回転可能に支持している。この駆動軸21には、その両端部の位置に第2及び第3のギア21b、21cが一体に取り付けられている。また、一方のスタンド12の内側には相互に噛合するギア22、23が取り付けられており、そのうちの一方のギア22が駆動軸21の第2のギア21bに噛合し、他方のギア23がセクタギア4のギア4aに噛合するようになっている。同様に、他方のスタンド13の内側にも相互に噛合するギア24、25が取り付けられており、このうち一方のギア24が駆動軸21の第3のギア21cに噛合し、他方のギア25がセクタギア5のギア5aに噛合するようになっている。
A
これにより、電動モータ20の回転が駆動軸21に伝わり、その駆動軸21から両サイドのギア系21b、22、23及び21c、24、25を介してセクタギア4、5のギア4a、5aに伝達する。この結果、電動モータ20により、メインフレーム2(回転架台1)を軸方向に対して図3に示す仮想線K1、K2に示すようにチルトさせることができる。つまり、図3に示す矢印Cの方向に回転架台1を傾けることができる。この矢印Cの方向を以下、チルト方向と称することがある。
As a result, the rotation of the
また、駆動軸21には、スタンド13の外側の位置に、制御装置(図示しない)からの制御信号で作動するブレーキ26が設けられ、このブレーキ26により駆動軸21に制動を掛けられるようになっている。なお、シャフト27は、ギア22、23を回動自在に支持するベアリング内蔵のシャフトであり、ベアリング28は駆動軸21を回転自在に支持するベアリングである。
The
回転架台1(ガントリ)に発生する振動を検出する振動検出器30は、例えば、図2の背面図に示すように、メインフレーム2の上側端部に対して非接触に設置され、回転架台1のチルト方向(図3に示す矢印Cの方向)に発生する振動を検出する。この振動検出器30は、例えば、レーザ、超音波、渦電流等を利用した非接触センサーからなり、振動検出器30との間の距離を測定することにより、回転架台1に発生する振動を検出する。また、振動検出器30として加速度センサーを用いて回転架台1の加速度を測定することにより、回転架台1に発生する振動を検出する。この振動検出器30がこの発明の「検出器」に相当する。
The
ここで、回転架台1に発生する振動を抑制するための機構について、図4を参照しつつ説明する。図4はこの実施形態に係る回転架台の側面図であり、図1乃至図3に示す回転架台を簡略して振動を抑制する機構のみを示している。図4(a)に示す回転架台1においては、図1乃至図3に示したように、電動モータ20によりギア系(22、23等)を回転させ、そのギア系の回転をセクタギア4(5)に伝達させてメインフレーム2(回転架台1)をチルト方向(矢印Cの方向)に回転させている。また、図4(b)に示す回転架台1においては、電動モータ20によりウオームギア32を回転させ、そのウオームギア32の回転をセクタギア4(5)に伝達させてメインフレーム2(回転架台1)をチルト方向(矢印Cの方向)に回転させている。
Here, a mechanism for suppressing the vibration generated in the rotary mount 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a side view of the rotating gantry according to this embodiment, and shows only a mechanism that suppresses vibration by simplifying the rotating gantry shown in FIGS. 1 to 3. In the rotary mount 1 shown in FIG. 4A, as shown in FIGS. 1 to 3, the
また、図4(c)に示す回転架台1は、油圧によりメインフレーム2(回転架台1)をチルトさせる場合の概略構成を示す図である。図4(c)に示す回転架台1においては、メインフレーム2はスタンド36に立設された支柱35によりチルト可能に支持されている。また、油圧器(油圧ポンプ)33により、伸縮器34を矢印Dの方向に伸縮させることで、メインフレーム2(回転架台1)を矢印Cの方向に傾けている。
Moreover, the rotating gantry 1 shown in FIG.4 (c) is a figure which shows schematic structure in the case of tilting the main frame 2 (rotating gantry 1) with oil_pressure | hydraulic. In the rotating gantry 1 shown in FIG. 4C, the
また、電動モータ20及び油圧ポンプ33の他に、電動パワーシリンダや空気圧等を用いてメインフレーム2(回転架台1)をチルトさせても良い。この電動モータ20及び油圧ポンプ33等がこの発明の「駆動部」に相当し、更にこの発明の「加振手段」に相当する。
In addition to the
なお、図4において、被検体を載置した寝台(図示しない)は制御装置(図示しない)から制御信号を受けて矢印Bの方向に移動し、回転架台1及びメインフレーム2の開口部3に挿入される。
In FIG. 4, a bed (not shown) on which the subject is placed moves in the direction of arrow B in response to a control signal from a control device (not shown), and enters the
図4に示すように、振動検出器30はメインフレーム2の上側端部に対して非接触に設置されている。この振動検出器30は回転架台1の回転角度(位相)ごとの振動を検出する。振動検出器30により検出された回転架台1に発生する振動を示す信号は、位相計算回路31に出力される。
As shown in FIG. 4, the
位相計算回路31は振動検出器30から回転架台1に発生する振動を示す信号を受け、その振動波形に対して位相処理を施す。例えば、位相計算回路31は回転架台1の振動波形に対して反転処理を施し、逆位相の波形を抽出する。このとき、位相計算回路31は、逆位相の振動の振幅が元の振動の振幅と同じ大きさとなるように計算を行う。そして、図4(a)、(b)に示す回転架台1の場合は、位相計算回路31により位相処理が施された信号は電動モータ20に出力される。電動モータ20はその位相処理が施された信号を受けると、その信号に応じてギア(ウオームギア32)を回転させる。この回転がセクタギア4に伝達され、メインフレーム2(回転架台1)には、位相処理が施された振動が加えられた状態で回転動作を行うことになる。つまり、回転架台1のチルト方向に逆位相の振動(振幅の大きさが元の振動波形と同じ)が付与されて回転動作が行われることになる。なお、位相計算回路31がこの発明の「演算手段」に相当する。
The
一方、図4(c)に示す回転架台1の場合は、位相計算回路1により位相処理が施された信号は油圧ポンプ33に出力される。油圧ポンプ33はその位相処理が施された信号を受けると、その信号に応じて伸縮器34を伸縮させる。この伸縮がセクタギア4に伝達され、メインフレーム2(回転架台1)は、位相処理が施された振動が加えられた状態で回転動作を行うことになる。
On the other hand, in the case of the rotating gantry 1 shown in FIG. 4 (c), the signal subjected to the phase processing by the phase calculation circuit 1 is output to the
(動作)
次に、この発明の実施形態に係るX線CT装置の動作について、図4及び図5を参照しつつ説明する。図5は、この発明の実施形態に係るX線CT装置に設置された振動検出器により検出された振動波形を示す図である。
(Operation)
Next, the operation of the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing a vibration waveform detected by a vibration detector installed in the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention.
例えば、ヘリカルスキャンにより被検体の断層画像を収集する場合、制御装置(図示しない)からの制御信号を受けて回転架台1(ガントリ)が所定の速度で回転させられ、さらに、その回転に合わせて被検体を載置した寝台(図示しない)が図4に示す矢印Bの方向に移動させられる。このように、寝台(図示しない)を矢印Bの方向に移動させながら回転架台1を回転させる。そして、回転架台1内に設置されたX線源(図示しない)からX線を照射し、被検体を透過したX線をX線源に対向する位置に設置されたX線検出器(図示しない)により検出する。このように、寝台(図示しない)を移動させながらX線を照射することで、連続的にX線投影データが収集される。 For example, when acquiring a tomographic image of a subject by a helical scan, the rotating gantry 1 (gantry) is rotated at a predetermined speed in response to a control signal from a control device (not shown), and further in accordance with the rotation. A bed (not shown) on which the subject is placed is moved in the direction of arrow B shown in FIG. In this way, the rotating gantry 1 is rotated while moving the bed (not shown) in the direction of arrow B. Then, an X-ray detector (not shown) installed at a position opposite to the X-ray source is irradiated with X-rays from an X-ray source (not shown) installed in the rotary mount 1. ) To detect. In this way, X-ray projection data is continuously collected by irradiating X-rays while moving a bed (not shown).
斜めの方向から被検体の断層画像を収集する場合は、例えば図4(a)に示す電動モータ20によりギアを回転させ、その回転をセクタギア4に伝達させてメインフレーム2(回転架台1)をチルト方向(矢印Cの方向)にチルトさせる。このように、メインフレーム2(回転架台1)をチルトさせた状態でX線源(図示しない)からX線を照射することで、斜めの方向から被検体の断層画像を収集することができる。
When collecting a tomographic image of a subject from an oblique direction, for example, a gear is rotated by an
回転架台1(ガントリ)が回転させられると、振動検出器30は回転架台1に発生する振動を検出し始める。上述したように、レーザや超音波等を用いて振動検出器30と回転架台1との間の距離を測定したり、加速度センサーにより回転架台1の加速度を測定したりして、回転架台1のチルト方向(矢印Cの方向)に発生する振動を検出する。
When the rotating gantry 1 (gantry) is rotated, the
振動検出器30により検出された回転架台1の振動波形の1例について、図5を参照しつつ説明する。図5に示すグラフにおいて、横軸は回転架台1の回転角度(位相)を示し、縦軸は回転架台1の振動のレベル(振幅の大きさ)を示している。図5に示す「1周期(1回転)」とは、回転架台1が360°回転したことを意味する。回転架台1に発生する振動の原因は回転架台1の回転によるため、振動波形は1周期(1回転:360°)ごとに同じ波形が繰り返される。
An example of the vibration waveform of the rotating gantry 1 detected by the
振動検出器30から図5に示すような振動波形を示す信号が位相計算回路31に出力される。位相計算回路31は、振動検出器30からその振動波形を示す信号を受けると、その振動波形に対して位相処理を施す。位相計算回路31は、例えば振動波形に反転処理を施し、その振動波形と逆位相の波形を算出する。このとき、位相計算回路31は、逆位相の波形における振幅が、元の振動の振幅と同じ大きさになるように計算する。このようにして算出された逆位相の波形を示す信号が電動モータ20等に出力される。
A signal indicating a vibration waveform as shown in FIG. 5 is output from the
図4(a)、(b)に示すX線CT装置の場合は、位相計算回路31にて算出された逆位相の波形を示す信号は電動モータ20に出力される。電動モータ20はその逆位相の波形を示す信号を受けると、その信号のレベルに従ってギア系を回転させる。そのギア系による回転がセクタギア4に伝達され、メインフレーム2(回転架台1)に対してチルト方向(矢印Cの方向)に、振動波形と逆位相の振動(振幅の大きさが振動波形と同じ)が付与される。このように、振動波形と逆位相の振動(振幅の大きさが同じ)をメインフレーム2(回転架台1)に対して付与することにより、回転架台1の振動を相殺して振動を抑制することが可能となる。
In the case of the X-ray CT apparatus shown in FIGS. 4A and 4B, a signal indicating an antiphase waveform calculated by the
また、図4(c)に示すX線CT装置の場合は、位相計算回路31にて算出された逆位相の振動を示す信号は油圧ポンプ33に出力される。油圧ポンプ33はその逆位相の振動(振幅の大きさが振動波形と同じ)を示す信号を受けると、その信号のレベルに従って伸縮器34を伸縮させる。その伸縮器34による伸縮により、メインフレーム2(回転架台1)に対してチルト方向(矢印Cの方向)に振動波形と逆位相の振動が付与され、図4(a)、(b)に示すX線CT装置と同様に、回転架台1の振動が相殺されて振動が抑制されることになる。
In the case of the X-ray CT apparatus shown in FIG. 4C, a signal indicating the antiphase vibration calculated by the
このとき、回転架台1の各回転角度(位相)における振動を検出し、その振動と逆位相の振動を算出して回転架台1に付与すると、その計算及び付与に要する時間の分だけ回転架台1が更に回転するため、付与すべき回転角度(位相)とは異なる回転角度(位相)の時に回転架台1に逆位相の振動を付与してしまう場合がある。つまり、計算等の時間分だけ、逆位相の振動を付与するタイミングが遅れてしまい、各回転角度(位相)に対応した逆位相の振動を適切に付与することができず、適切に回転架台1の振動を相殺することができない場合がある。 At this time, when vibration at each rotation angle (phase) of the rotating gantry 1 is detected, and vibrations having the opposite phase to the vibration are calculated and applied to the rotating gantry 1, the rotating gantry 1 is equivalent to the time required for the calculation and application. Since the rotation further rotates, an antiphase vibration may be applied to the rotary mount 1 at a rotation angle (phase) different from the rotation angle (phase) to be applied. In other words, the timing of applying the antiphase vibration is delayed by the time of calculation or the like, and the antiphase vibration corresponding to each rotation angle (phase) cannot be appropriately applied, and the rotating mount 1 is appropriately provided. In some cases, it is impossible to cancel the vibration.
一方、回転架台1に発生する振動の原因は回転架台1の回転によるため、図5に示すように、振動波形は1周期(1回転:360°)ごとに同じ波形が繰り返される。このように回転架台1は周期的に振動するため、ある回転角度(位相)における振動のレベルを予測することが可能となる。この予測を行うため、X線CT装置に記憶装置(図示しない)を設け、振動検出器30にて検出された回転架台1の振動波形を回転架台1の回転角度(位相)と対応付けてその記憶装置に記憶させる。
On the other hand, since the cause of the vibration generated in the rotating gantry 1 is due to the rotation of the rotating gantry 1, as shown in FIG. 5, the same waveform is repeated every one cycle (one rotation: 360 °). Thus, since the rotary mount 1 vibrates periodically, it becomes possible to predict the vibration level at a certain rotation angle (phase). In order to perform this prediction, a storage device (not shown) is provided in the X-ray CT apparatus, and the vibration waveform of the rotating gantry 1 detected by the
回転架台1は制御装置(図示しない)の制御により回転させられているため、その制御装置(図示しない)は回転架台1の回転角度(位相)を把握している。従って、記憶装置は、制御装置から回転架台1の回転角度(位相)の信号を受け、振動検出器30から回転架台1の振動波形の信号を受け、振動波形を回転角度(位相)と対応付けて記憶する。
Since the rotating gantry 1 is rotated under the control of a control device (not shown), the control device (not shown) grasps the rotation angle (phase) of the rotating gantry 1. Therefore, the storage device receives the signal of the rotation angle (phase) of the rotating gantry 1 from the control device, receives the signal of the vibration waveform of the rotating gantry 1 from the
このように、振動波形と回転角度(位相)とを対応付けて記憶装置に記憶させておくことにより、位相計算回路31は、任意の回転角度(位相)における振動のレベルを予測することが可能となる。つまり、振動検出器30による振動検出時から実際に逆位相の振動を回転架台1に付与する時までの間の時間分だけ位相をずらし、そのずらした位相における振動のレベルを記憶装置に記憶されている振動波形から求め、その求められた振動レベルと逆位相の振動を回転架台1に付与する。このように、振動検出時から実際に逆位相の振動を付与する時までの時間のずれに相当する位相をずらして、タイミングのずれを補正する。
In this manner, the
タイミングを補正する処理について図5を参照しつつ具体的に説明する。例えば、振動検出器30が位相Aにおける振動を検出したとする。このときの振動のレベルをレベルCとする。そして、タイミングのずれにより実際に回転架台1に逆位相の振動が付与される時を位相Bとする。タイミングのずれは位相計算回路31や電動モータ20等の特性により予め判明しているものであるため、位相Aから実際に振動が付与される位相Bが求められる。そして、上述したように回転架台1は周期的に振動するため、予め検出しておき記憶装置に記憶しておいた図5に示す振動波形から位相Bにおける振動レベルを求める。例えば、図5に示すように、位相Bにおける振動レベルをレベルDとする。
The process for correcting the timing will be specifically described with reference to FIG. For example, it is assumed that the
つまり、位相Aに基づいて実際に逆位相の振動が付与されるタイミングである位相Bが求められ、記憶装置に記憶されている周期的な振動波形から位相Bにおける振動レベルDが求められる。位相計算回路31はこの位相Bにおける振動レベルDを算出し、更に、振動レベルDと逆位相の振動(振幅の大きさが元の振動波形と同じ)を求め、電動モータ20又は油圧ポンプ33に逆位相の振動を示す信号を出力する。そして、電動モータ20等はその信号のレベルに従って回転架台1に振動を付与することで、適切なタイミングで振動を相殺できる逆位相の振動を付与することが可能となる。このように、逆位相の振動を付与するタイミングが遅れる場合であっても、振動波形から回転架台1の振動のレベルを予測することにより、振動の相殺が可能な逆位相の振動を適切に付与することが可能となる。
That is, the phase B, which is the timing at which an actually antiphase vibration is applied, is obtained based on the phase A, and the vibration level D at the phase B is obtained from the periodic vibration waveform stored in the storage device. The
また、予め回転架台1の振動を検出しておき、その振動を回転架台1の回転角度(位相)と対応付けて記憶装置に記憶しておくことで、振動検出器30を設置して逐次、回転架台1の振動を検出する必要がなくなる。上述したように、回転架台1の振動波形は1回転(1周期)ごとに同じ波形が繰り返される。従って、回転架台1の回転角度(位相)と記憶装置に記憶されている振動波形とから、所定の回転角度における振動レベルを算出することができる。
In addition, by detecting the vibration of the rotating gantry 1 in advance and storing the vibration in the storage device in association with the rotation angle (phase) of the rotating gantry 1, the
回転架台1の回転を制御する制御装置(図示しない)から回転架台1の回転角度(位相)の情報が位相計算回路31に出力され、位相計算回路31は記憶装置(図示しない)に記憶されている振動波形を参照し、制御装置から受けた回転角度(位相)の情報に基づき、その回転角度(位相)における振動レベルを求める。そして、その振動レベルから逆位相の振動を算出し、その逆位相の振動を示す信号を電動モータ20等に出力する。このとき、位相計算回路1は、逆位相の振動の振幅が元の振動波形の振幅と同じ大きさになるように計算を行う。電動モータ20等はその逆位相の振動を示す信号に従って、回転架台1に振動を相殺する逆位相の振動(振幅の大きさが元の振動波形と同じ)を付与する。このように回転角度(位相)と振動とを対応付けた振動波形を記憶装置に記憶しておくことで、適切なタイミングで逆位相の振動を回転架台1に付与することができ、適切に回転架台1の振動を相殺することが可能となる。
Information on the rotation angle (phase) of the rotary gantry 1 is output to the
また、回転架台1の振動を予め検出して振動波形を求めておき、その振動波形を記憶した記憶装置を用いて振動の相殺を行うことにより、振動を逐次検出する必要がないため、振動検出器30を設置する必要がなくなる。そのことにより、高価なセンサー等の振動検出器30をX線CT装置に設置する必要がなくなるため、X線CT装置の製造コストを削減することが可能となる。
Further, it is not necessary to detect vibrations in advance by detecting vibrations of the rotating gantry 1 in advance to obtain vibration waveforms and canceling the vibrations using a storage device that stores the vibration waveforms. The need for installing the
また、振動の検出と逆位相の振動付与とのタイミングのずれを補正する方法として、振動検出器30をそのタイミングのずれ分だけずらして設置するようにしても良い。この補正のための機構について図6を参照しつつ説明する。図6は図1に示す回転架台を後方からみた背面図である。
Further, as a method of correcting the timing difference between the vibration detection and the application of the vibration of the opposite phase, the
図6に示すように、上述した実施形態においては、振動検出器30は回転架台1の回転角度(位相)が例えば「0°」の位置に設置され、回転架台1が矢印Aの方向に回転することで、各回転角度(位相)における振動を検出している。
As shown in FIG. 6, in the embodiment described above, the
これに対して、タイミングのずれを補正するために、振動検出器30の設置位置から位相をずらして、振動検出器を設置する。例えば、回転架台1に発生する振動を検出してから実際に逆位相の振動が付与されるまで、回転角度(位相)が「10°」ずれる場合は、予め「10°」分ずらして振動検出器を設置しておき、その振動検出器にて回転架台1に発生する振動を検出する。
On the other hand, in order to correct the timing shift, the vibration detector is installed by shifting the phase from the installation position of the
図6に示す振動検出器30a及び振動検出器30bは、振動検出器30が設置されている位置から「10°」ずれた位置に設置されている。これにより、振動検出器30a及び振動検出器30bは、振動検出器30よりも「10°」分だけずれた回転角度(位相)の振動を検出することになる。
The
例えば、回転架台1が矢印A1の方向に回転する場合においては、振動検出器30が回転角度(位相)「0°」の振動を検出している時に、振動検出器30aは位相「10°」の振動を検出している。この振動検出器30aにて検出された振動と逆位相の振動(振幅の大きさは元の振動波形と同じ)を回転架台1に付与すると、付与するまで角度(位相)が「10°」ずれるため、丁度、位相「10°」の時点で逆位相の振動を付与することができる。
For example, when the rotating gantry 1 rotates in the direction of the arrow A1, the
これと同様に、回転架台1が矢印A2の方向に回転する場合においては、振動検出器30が回転角度(位相)「0°」の振動を検出している時に、振動検出器30bは位相「10°」の振動を検出している。上述したように、この振動検出器30bにて検出された振動と逆位相の振動を回転架台1に付与することで、丁度、位相「10°」の時点で逆位相の振動を付与することができる。
Similarly, when the rotating gantry 1 rotates in the direction of the arrow A2, the vibration detector 30b detects the vibration of the rotation angle (phase) “0 °” and the
以上のように、振動検出から逆位相の振動付与までに生じるタイミングのずれ分に応じて、振動検出器をずらして設置して振動を検出することにより、検出から付与までに生じるタイミングのずれを補正することが可能となる。そのことにより、適切なタイミングで逆位相の振動を回転架台1に付与することができ、適切に回転架台1の振動を抑制することが可能となる。 As described above, by detecting the vibration by shifting the vibration detector in accordance with the timing deviation that occurs from the vibration detection to the application of the antiphase vibration, the timing deviation that occurs from the detection to the application is detected. It becomes possible to correct. As a result, it is possible to apply vibrations having opposite phases to the rotating gantry 1 at an appropriate timing, and to appropriately suppress vibrations of the rotating gantry 1.
また、全ての回転角度(位相)において振動と逆位相の振動を回転架台1に付与せずに、部分的に逆位相の振動を付与しても良い。例えば、図5に示す振動波形のように、ある一部分の回転角度(位相E)における振動のレベルが高い場合(振動レベルF)は、その回転角度(位相E)においてのみ逆位相の振動を回転架台1に付与する。高分解能化等を図るにあたって、無視できるようなレベルの振動に対しては逆位相の振動を付与せず、高分解能化等に影響を与えるレベルの振動に対して逆位相の振動を付与する。このように部分的に逆位相の振動を付与しても、回転架台に発生する振動を適切に抑制することが可能となる。 In addition, vibrations having opposite phases to vibrations may not be applied to the rotating gantry 1 at all rotation angles (phases), and vibrations having opposite phases may be applied partially. For example, when the vibration level at a certain rotation angle (phase E) is high (vibration level F) as in the vibration waveform shown in FIG. 5, the vibration having the opposite phase is rotated only at the rotation angle (phase E). It is given to the gantry 1. When achieving high resolution, etc., anti-phase vibration is not applied to vibrations at a level that can be ignored, but anti-phase vibration is applied to vibrations at a level that affects high resolution. In this way, even if vibrations having a partially opposite phase are applied, it is possible to appropriately suppress vibrations generated in the rotating base.
例えば、振動検出器30から出力される振動のレベルを受けて、その振動レベルの大きさ(つまり、振幅の大きさ)を比較判断する比較部(図示しない)を設ける。その比較部は、予め設定されている所定のレベル(設定値)と、振動検出器30にて検出された振動のレベルとを比較する。この所定のレベル(設定値)は、高分解能化等の妨げとなるレベルを示すものとする。この所定のレベル(設定値)以上のレベルの振動が回転架台1に発生すると、高分解能化等の妨げとなる。一方、所定のレベル(設定値)より小さいレベルの振動については、無視しても高分解能化等に影響を与えない。この所定のレベル(設定値)は予め求められているものであり、例えば、メモリ等からなる記憶装置に記憶しておく。
For example, a comparison unit (not shown) that receives the level of vibration output from the
検出された振動レベルが設定値以上である場合(振幅の大きさが設定値以上の場合)は、比較部は、逆位相の振動を付与するとの判断を行い、その比較判断結果を位相計算回路31に出力する。位相計算回路31は、その比較判断結果を受けて、逆位相の振動を付与するとの判断結果だった場合は、振動検出器30から出力される振動と逆位相の振動を求める。このとき、位相計算回路31は、逆位相の振動の振幅が元の振動波形の振幅と同じ大きさになるように計算を行う。そして、位相計算回路31は、その逆位相の振動を示す信号を電動モータ20等に出力し、電動モータ20等は上述したように逆位相の振動(振幅の大きさが元の振動波形と同じ)を回転架台1に付与する。これにより、回転架台1における振動は相殺されて、高分解能化等に影響を与える振動を抑制することが可能となり、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。
When the detected vibration level is greater than or equal to the set value (when the amplitude is greater than or equal to the set value), the comparison unit determines that antiphase vibration is to be applied, and the comparison determination result is used as the phase calculation circuit. To 31. When the
一方、振動検出器30にて検出された振動レベルが設定値よりも小さい場合は、比較部は、逆位相の振動を付与しないとの判断を行い、その比較判断結果を位相計算回路31に出力する。位相計算回路31は、その比較判断結果を受けて、逆位相の振動を付与しないとの判断結果だった場合は、逆位相の計算をせず、処理は終了する。結果として、回転架台1に対して逆位相の振動が付与されることはない。
On the other hand, when the vibration level detected by the
例えば、図5に示すように、所定のレベル(設定値)をレベルGとする。比較部は、このレベルG(設定値)と振動検出器30にて検出された振動のレベルとを比較する。検出された振動のレベルがレベルG(設定値)以上であった場合は、回転架台1に逆位相の振動(振幅の大きさが元の振動波形と同じ)が付与され、検出された振動のレベルがレベルG(設定値)より小さい場合は、逆位相の振動を付与しない。
For example, as shown in FIG. 5, a predetermined level (set value) is set to level G. The comparison unit compares the level G (set value) with the vibration level detected by the
図5に示す例においては、位相Eにおける振動のレベルはレベルFとなり、レベルG(設定値)以上となっているため、位相Eにおいては、検出された振動と逆位相の振動が回転架台1に付与される。一方、位相Aにおける振動のレベルはレベルCとなり、レベルG(設定値)より小さいため、その位相Aにおいては、逆位相の振動は付与されない。同様に、位相Bにおける振動のレベルはレベルDとなり、レベルG(設定値)より小さいため、その移送Bにおいては、逆位相の振動は付与されない。 In the example shown in FIG. 5, the level of vibration at phase E is level F, which is equal to or higher than level G (set value). To be granted. On the other hand, the vibration level in phase A is level C, which is smaller than level G (set value), and therefore, in phase A, no anti-phase vibration is applied. Similarly, the vibration level in the phase B is level D, which is smaller than the level G (set value). Therefore, in the transfer B, no antiphase vibration is applied.
以上のように所定レベル以上(所定の振幅の大きさ以上)の振動が検出された場合に、逆位相の振動を回転架台1に付与することで、高分解能化等の妨げとなる振動を抑制することが可能となり、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。 As described above, when a vibration of a predetermined level or higher (a predetermined amplitude or higher) is detected, a vibration having an antiphase is applied to the rotary mount 1 to suppress a vibration that hinders high resolution and the like. This makes it possible to satisfy the demand for higher resolution and the like.
また、逆位相の振動が付与される回転架台1は場所によってその剛性が変わっている。例えば、X線源やX線検出器等が内蔵されている部分とそれ以外の部分とでは、剛性が変わり、力の伝わり方も異なってくる。そのため、同じ振動のレベルであっても、剛性が異なると、適切に回転架台1の振動を相殺することができない場合がある。同じ振動のレベルであっても、剛性が高い部分においては、弱い力を付与しても振動を相殺することができるが、剛性が低い部分においては、同じ力を付与しても力が伝わりにくいため、振動を相殺することができない。また、剛性が高い部分において、強い力を付与すると余計な振動を回転架台1に与えることになり、振動を適切に相殺することができない。従って、同じ振動のレベルであっても、回転架台1の剛性に応じて付与する振動のレベルを変える必要がある。 Further, the rigidity of the rotating gantry 1 to which vibrations having opposite phases are applied varies depending on the location. For example, the rigidity changes and the way in which the force is transmitted differs between the part in which the X-ray source, the X-ray detector, etc. are built, and the other part. Therefore, even if the vibration level is the same, if the rigidity is different, the vibration of the rotating gantry 1 may not be canceled properly. Even at the same vibration level, vibration can be canceled out even if a weak force is applied in a portion with high rigidity, but even if the same force is applied in a portion with low rigidity, the force is not easily transmitted. Therefore, the vibration cannot be canceled out. In addition, if a strong force is applied to a portion having high rigidity, extra vibration is applied to the rotary base 1, and the vibration cannot be offset appropriately. Therefore, even if the vibration level is the same, it is necessary to change the level of vibration applied according to the rigidity of the rotary mount 1.
例えば、振動検出器30により検出された振動の逆位相の振動に対して、重み付けを行ってから回転架台1に逆位相の振動を付与する。回転架台1の剛性を回転架台1の場所(位相)ごとに予め測定し、回転角度(位相)と剛性とを対応付けて、記憶装置に記憶しておく。位相計算回路31により逆位相の振動が算出された後、その逆位相の振動に対して、その回転角度(位相)における剛性に従った重み付けを行い、その回転角度(位相)における逆位相の振動のレベルを求める。そして、重み付けされた逆位相の振動を回転架台1に付与することで、その部分(位相)に対応した振動を付与することができる。
For example, weights are applied to the vibrations in the opposite phase of the vibrations detected by the
具体的には、剛性が高い部分(位相)においては、重み付けの値を小さくすることにより、逆位相の振動のレベルを小さくして回転架台1に付与する。つまり、逆位相の振動の振幅の大きさを小さくする。一方、剛性が低い部分(位相)においては、重み付けの値を大きくすることにより、逆位相の振動のレベルを高くして回転架台1に付与する。つまり、逆位相の振動の振幅の大きさを大きくする。このように、剛性に応じて逆位相の振動のレベルに重み付けを行ってその振動を回転架台1に付与することで、回転架台1の振動を適切に相殺することが可能となる。 Specifically, in a portion (phase) with high rigidity, the weighting value is reduced, thereby reducing the level of vibration in the opposite phase and applying it to the rotary base 1. That is, the magnitude of the amplitude of the antiphase vibration is reduced. On the other hand, in the portion (phase) where the rigidity is low, by increasing the weighting value, the level of vibration in the opposite phase is increased and applied to the rotary mount 1. That is, the magnitude of the amplitude of the antiphase vibration is increased. In this way, by weighting the vibration level in the opposite phase in accordance with the rigidity and applying the vibration to the rotating gantry 1, the vibration of the rotating gantry 1 can be canceled appropriately.
図5を参照しつつ更に具体的に説明する。例えば、位相Aにおける回転架台1の振動のレベルはレベルCであり、位相Hにおける回転架台1の振動のレベルもレベルCとなっている。位相Aにおける回転架台1の剛性と位相Hにおける回転架台1の剛性とが同じ場合であれば、位相Aにおいて付与すべき逆位相の振動のレベルと、位相Hにおいて付与すべき逆位相の振動のレベルとは同じレベルになる。同じレベルの振動を位相A及び位相Hにおいて回転架台1に付与することにより、位相A及び位相Hにおいて回転架台1の振動を適切に相殺することができる。 More specific description will be given with reference to FIG. For example, the vibration level of the rotary gantry 1 in the phase A is level C, and the vibration level of the rotary gantry 1 in the phase H is also level C. If the rigidity of the rotating gantry 1 in the phase A and the rigidity of the rotating gantry 1 in the phase H are the same, the level of the antiphase vibration to be applied in the phase A and the antiphase vibration to be applied in the phase H The level is the same level. By applying the same level of vibration to the rotating gantry 1 in the phase A and the phase H, the vibration of the rotating gantry 1 can be canceled appropriately in the phase A and the phase H.
ところが、位相Aにおける回転架台1の剛性と、位相Hにおける回転架台1の剛性とが異なる場合は、位相Aと位相Hとで同じレベルの振動を付与しても、同じように回転架台1の振動を相殺することができない。つまり、同じ大きさの振幅を有する振動を付与しても、回転架台1の振動を相殺することができない。例えば、位相Aにおける回転架台1の剛性が位相Hにおける回転架台1の剛性よりも高い場合は、位相Aにおいて付与すべき振動のレベルよりも、位相Hにおいて付与すべき振動のレベルを高くする必要がある。つまり、位相Hにおける振動の振幅の大きさを位相Aよりも大きくする必要がある。 However, when the rigidity of the rotating gantry 1 in the phase A and the rigidity of the rotating gantry 1 in the phase H are different, even if the same level of vibration is applied in the phase A and the phase H, The vibration cannot be canceled. That is, even if vibration having the same amplitude is applied, the vibration of the rotating gantry 1 cannot be canceled. For example, when the rigidity of the rotating gantry 1 in the phase A is higher than the rigidity of the rotating gantry 1 in the phase H, the level of vibration to be applied in the phase H needs to be higher than the level of vibration to be applied in the phase A. There is. That is, it is necessary to make the amplitude of the vibration in the phase H larger than that in the phase A.
この場合、予め位相Aと位相Hにおける剛性を予め求めておき、その剛性に応じて逆位相の振動のレベルに重み付けを行い、重み付けされた振動を回転架台1に付与する。この例においては、位相Hにおける重み付けを高くすることにより、逆位相の振動のレベルを高めて回転架台1に付与する。そのことにより、回転架台1の振動を相殺するための適切な振動が付与され、振動が適切に相殺される。 In this case, the rigidity in the phase A and the phase H is obtained in advance, and the vibration level in the opposite phase is weighted according to the rigidity, and the weighted vibration is applied to the rotary mount 1. In this example, by increasing the weighting in the phase H, the level of vibration in the opposite phase is increased and applied to the rotary mount 1. Accordingly, an appropriate vibration for canceling the vibration of the rotating gantry 1 is applied, and the vibration is appropriately canceled.
また、上述した実施形態においては、電動モータ20又は油圧ポンプ33を用いて回転架台1をチルトさせ、更に、回転架台1の振動と逆位相の振動を回転架台1に付与しているが、その他、電動パワーシリンダや空気圧等を用いて逆位相の振動を回転架台1に付与しても良い。さらに、上述した実施形態においては、回転架台1をチルトさせる手段である電動モータ20又は油圧ポンプ33を用いて、回転架台1に逆位相の振動を付与しているが、逆位相の振動を付与するためのモータ等を別途設けても良い。つまり、回転架台1をチルトさせるための電動モータ20等を逆位相の振動を付与するための手段として兼用せずに、逆位相の振動を付与するためだけのモータ等を別途設けても良い。
In the above-described embodiment, the rotating gantry 1 is tilted using the
1 回転架台
2 メインフレーム
3 開口部
4 セクタギア
6 Rガイド
10 支持部
20 モータ
30、30a、30b 振動検出器
31 位相計算回路
32 ウオームギア
33 油圧器(油圧ポンプ)
34 伸縮器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
34 Stretcher
Claims (9)
前記回転架台をチルト可能に支持する支持部と、
前記支持部と前記回転架台との間に介在し、前記回転架台をチルトさせる駆動部と、
前記回転架台に発生する振動と逆位相の振動を前記回転架台に付与する加振手段と、
を有することを特徴とするX線CT装置。 A rotating gantry including an X-ray source and an X-ray detector, having an opening, and irradiating the subject inserted into the opening while rotating the X-ray source and the X-ray detector; ,
A support portion for tiltably supporting the rotary mount;
A drive unit interposed between the support unit and the rotating gantry to tilt the rotating gantry;
Vibration means for imparting vibration to the rotating gantry in a phase opposite to that generated in the rotating gantry;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記検出器により検出された振動と逆位相の信号を算出する演算手段と、を更に有し、
前記加振手段は、前記演算手段により算出された逆位相の信号に応じて前記回転架台に振動を付与することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 A detector for detecting vibrations generated in the rotating mount;
And a calculation means for calculating a signal having a phase opposite to that of the vibration detected by the detector,
2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the excitation unit applies vibration to the rotating mount in accordance with an antiphase signal calculated by the calculation unit.
前記加振手段は、前記回転架台のチルト方向に前記検出した振動と逆位相の振動を付与することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。 The detector detects a vibration generated in a tilt direction of the rotary mount;
The X-ray CT apparatus according to claim 2, wherein the excitation unit applies a vibration having a phase opposite to the detected vibration in a tilt direction of the rotating gantry.
前記加振手段は、前記対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を前記回転架台に付与することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 A storage device that stores in advance the vibration generated in the rotating mount in association with the rotation angle of the rotating mount;
2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the excitation unit applies an antiphase vibration at a predetermined rotation angle to the rotating mount according to the association.
9. The vibration generator according to claim 1, wherein when the vibration of the rotating gantry becomes a predetermined level or more, the vibration applying unit imparts an anti-phase vibration to the rotating gantry. 10. X-ray CT system.
Priority Applications (1)
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JP2005074681A JP2006255066A (en) | 2005-03-16 | 2005-03-16 | X-ray ct equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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-
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- 2005-03-16 JP JP2005074681A patent/JP2006255066A/en not_active Withdrawn
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