JP2007325919A - X-ray ct apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線CT装置に係り、特に、ガントリー内でX線管やX線検出器などを取り
付けた回転フレームの回転スピードを上げた場合であってもX線管やX線検出器の変位を
防止し、高速化しても画像劣化の生じない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 tube or X-ray detector even when the rotational speed of a rotating frame to which an X-ray tube or X-ray detector is attached is increased in a gantry. The present invention relates to an X-ray CT apparatus that prevents displacement and does not cause image degradation even when the speed is increased.
X線CT装置は、ガントリーの中央開口部に挿入された被検体に、X線源(X線管)か
ら、例えばファン形状のX線を照射し、被検体を介してX線源と対向する位置に配置され
るX線検出器、例えばマルチスライス検出器で透過X線データを収集する。例えば、ヘリ
カルスキャンX線CT装置では、X線源(X線管)とX線検出器とが回転フレームに対向
設置され、この回転フレームを被検体の周りに回転させると共に、被検体を回転フレーム
の回転軸方向に並行に移動することで、多方向からX線を照射した被検体のX線投影デー
タを取得する。取得された投影データは、X線CT装置内で再構成処理されてコンピュー
タ断層(CT)画像として出力表示される。
The X-ray CT apparatus irradiates, for example, a fan-shaped X-ray from an X-ray source (X-ray tube) to a subject inserted in the central opening of the gantry, and faces the X-ray source through the subject. Transmitted X-ray data is collected by an X-ray detector arranged at a position, for example, a multi-slice detector. For example, in a helical scan X-ray CT apparatus, an X-ray source (X-ray tube) and an X-ray detector are placed opposite to a rotating frame, and the rotating frame is rotated around the subject and the subject is rotated. The X-ray projection data of the subject irradiated with X-rays from multiple directions is acquired by moving in parallel in the rotation axis direction. The acquired projection data is reconstructed in the X-ray CT apparatus and output and displayed as a computer tomographic (CT) image.
X線CT装置は、通常、図8に示すように、ガントリー内の回転フレーム10の垂直部
上にX線管20とX線検出器30がガントリーの中央開口部10C介してそれぞれ対向す
る位置に設置される。ガントリーの中央開口部10C内に、被検体Pが挿入される。回転
フレーム10の水平円筒部は、床面に固定された固定ベース100の円筒部外周面に複数
個のベアリング60を介して回転可能に支持される構造になっている。即ち、回転フレー
ム10の中央開口部10Cを挟んで対向する位置に設けられたX線管20とX線検出器3
0は、ガントリーの中央開口部10C内に挿入された天板70上の被検体Pの周りを一方
向に連続回転する。X線管20から絞り機構90を介して被検体Pに照射された透過X線
はX線検出器30で複数のX線投影データとして取得される。回転フレーム10には、さ
らに、X線管20に高電圧を供給する高電圧発生装置や、X線管22を冷却するための冷
却装置なども搭載される。
As shown in FIG. 8, the X-ray CT apparatus normally has an
0 continuously rotates in one direction around the subject P on the
図7Aは、図8の回転フレーム10と複数個のベアリング60との位置関係を分かりや
すく示すための模式図である。前述のように、ガントリー内の回転フレーム10の垂直部
にはX線管20、X線検出器30、高電圧発生装置40及び冷却装置50などの複数の装
置が搭載され、回転フレーム10の円筒部内周面上に配置された複数のベアリング60を
介して固定ベースの円筒部に回転可能に保持される。
FIG. 7A is a schematic diagram for easy understanding of the positional relationship between the
回転フレーム10は、通常アルミニューム製鋳物で構成されている。このため、検査効
率を上げるために回転フレーム10の回転スピードを上げると、搭載された機器の重量に
加わる回転加速度に応じて、例えば、図7Bの矢印に示すような方向に、回転フレーム1
0に回転歪が生じる。
The rotating
Rotational distortion occurs at zero.
図7Bでは、回転フレーム10の回転歪により、X線管20とX線検出器30の所定距
離が短縮される方向に位置変位が生じた場合を示す。図示した矢印とは逆に、X線管20
とX線検出器30の所定距離が広がる方向に位置変位が生じる場合も当然有りうる。この
ような回転フレーム10の回転歪に起因してX線管20とX線検出器30に位置変位が発
生すると、取得した画像データに誤差が生じ、そのデータに基づく再生画像の質が劣化し
てしまう。これは画像診断装置としては致命的な問題となる。このため、回転フレームの
高速回転時の回転歪による変位を防止し、回転フレームのバランスを安定に保つために重
りを適宜回転フレームに設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。し
かし、特許文献1の構造では装置の複雑化、大型化になると言う問題がある。また、固定
架台と回転架台との嵌め合わせ部にベアリングを介在させるようにしたものも知られてい
る(例えば、特許文献2参照。)。
FIG. 7B shows a case where positional displacement occurs in a direction in which a predetermined distance between the
Of course, a positional displacement may occur in the direction in which the predetermined distance between the
高速撮影用X線CT装置として、X線管20とX線検出器30を被検体Pの周りを1回
転させて、1枚のコンピュータ断層(CT)画像を形成するのに必要な投影データを得る
のに要する回転時間Tは、現在約0.5秒が実用化されている。即ち、現在実用化されて
いる高速撮影用X線CT装置の回転フレームは、1秒間に約2回転するのである。
As an X-ray CT apparatus for high-speed imaging, projection data necessary to form one computer tomographic (CT) image by rotating the
一般に、回転フレームの回転時間Tと遠心加速度Gとの関係は、X線源が被検体Pの周
りを回転する回転半径をR(cm)とすると、次式(1)で現わされる。
G=0.0402(R/T2) ・・・ (1)
In general, the relationship between the rotation time T of the rotating frame and the centrifugal acceleration G is expressed by the following equation (1), where R (cm) is the radius of rotation at which the X-ray source rotates around the subject P.
G = 0.0402 (R / T2) (1)
例えば、X線源の回転半径Rが75cmのときは、回転中の回転フレームにかかる遠心
加速度は、式(1)から約12Gと大きくなる。即ち、高速撮影用X線CT装置では、ア
ルミニューム製の回転フレーム、この回転フレームに取り付けられているX線管やX線検
出器および高電圧発生器、冷却装置などの各種機器に大きな遠心力が加わることになる。
しかし、X線CT装置の更なる高速化の要求は強い。例えば、回転フレームに取り付けら
れているX線管やX線検出器の1回転に要する時間を0.25秒、即ち、1秒間に4回転
に短縮したいとの要望がある。この場合、回転半径Rが75cmのままでも、高速回転時
にかかる遠心加速度は、式(1)から約48Gにも達することになる。また、検査効率を
上げるため、回転半径を大きくすると、遠心加速度はさらに大きくなる。
For example, when the rotation radius R of the X-ray source is 75 cm, the centrifugal acceleration applied to the rotating frame that is rotating increases from Formula (1) to about 12G. That is, in the X-ray CT apparatus for high-speed imaging, a large centrifugal force is applied to various devices such as an aluminum rotating frame, an X-ray tube attached to the rotating frame, an X-ray detector, a high voltage generator, and a cooling device. Will be added.
However, there is a strong demand for further speeding up of the X-ray CT apparatus. For example, there is a desire to reduce the time required for one rotation of an X-ray tube or an X-ray detector attached to the rotating frame to 0.25 seconds, that is, four rotations per second. In this case, even if the rotation radius R remains 75 cm, the centrifugal acceleration applied at the time of high speed rotation reaches about 48 G from the equation (1). Further, if the rotation radius is increased to increase the inspection efficiency, the centrifugal acceleration is further increased.
この大きな遠心加速度のため、図7Bに示すような回転歪が回転フレーム10に生じる
と、回転フレーム10に取り付けられているX線管20やX線検出器30の位置変位が生
じる。高速回転にしても回転フレームの回転歪を少なくするようにベアリングの大型化、
回転フレーム10を鉄製鋳物などで剛性を強化すると、剛性強化により回転フレーム自体
の回転慣性(inertia)も増加するため、回転フレームを停止させる回転駆動力も強化して
、回転を止める際の制動力も強化する必要性が生じる。このためベアリングの大型化や回
転フレーム自体の剛性強化では、X線CT装置全体を大型化、重量化してしまうという欠
点がある。
If the rotating
このように、X線CT装置の回転フレームの回転スピードを上げると、より一層大な遠
心力が加わることになる。しかしながら、近年、X線CT装置の検査効率の向上のために
、X線管やX線検出器などを取り付けた回転フレームの開口径を更に大きくし、かつ、回
転フレームをより高速回転させる高速化X線CT装置の要望が極めて強い。
As described above, when the rotational speed of the rotary frame of the X-ray CT apparatus is increased, a greater centrifugal force is applied. However, in recent years, in order to improve the inspection efficiency of the X-ray CT apparatus, the opening diameter of the rotating frame to which the X-ray tube or the X-ray detector is attached is further increased, and the rotating frame is rotated at a higher speed. The demand for an X-ray CT apparatus is extremely strong.
本発明は、上記高速化X線CT装置の諸問題を解決し、X線源やX線検出器などを取り
付けた回転フレームの高速回転による歪を抑え、高速回転時のCT画像の質の劣化を生じ
させずに、かつ、回転フレームの開口径を大きくし、かつ、回転フレームを高速回転させ
ると共に、装置の軽量化、検査効率の向上を実現するX線CT装置を提供することを目的
するものである。
The present invention solves the problems of the high-speed X-ray CT apparatus, suppresses distortion due to high-speed rotation of a rotating frame to which an X-ray source, an X-ray detector, and the like are attached, and degrades the quality of CT images during high-speed rotation. It is an object of the present invention to provide an X-ray CT apparatus capable of increasing the opening diameter of the rotating frame, rotating the rotating frame at a high speed, reducing the weight of the apparatus, and improving the inspection efficiency. Is.
本発明の第1の実施形態に係るX線CT装置は、回転軸方向に所定の長さを有する円環
部と、この円環部内周面上に前記回転軸と直交する方向に突起して設けられたリブ部とを
有する円筒回転フレームと、前記円筒回転フレームの前記リブ部の所定の位置に、前記回
転軸を挟んで対向配置されるX線管およびX線検出器と、前記リブ部に対応する位置で前
記円筒回転フレームの外周面を囲むようにリング状に配置されるベアリング部材と、前記
リング状のベアリング部材を介して前記円筒回転フレームの外周面全体を囲み込むように
前記円筒回転フレームを支持する円筒回転フレーム支持部と、を具備することを特徴とす
る。
The X-ray CT apparatus according to the first embodiment of the present invention includes an annular portion having a predetermined length in the rotational axis direction, and projects in a direction perpendicular to the rotational axis on the inner peripheral surface of the annular portion. A cylindrical rotating frame having a provided rib portion; an X-ray tube and an X-ray detector arranged opposite to each other with the rotating shaft at a predetermined position of the rib portion of the cylindrical rotating frame; and the rib portion A bearing member arranged in a ring shape so as to surround the outer peripheral surface of the cylindrical rotating frame at a position corresponding to the cylinder, and the cylinder so as to surround the entire outer peripheral surface of the cylindrical rotating frame via the ring-shaped bearing member And a cylindrical rotating frame support part for supporting the rotating frame.
本発明の第2の実施形態に係るX線CT装置は、回転軸方向に所定の長さを有する円環
部を有する円筒回転フレームと、前記円環部の所定の位置に、前記回転軸を挟んで対向配
置されるX線管およびX線検出器と、前記円筒回転フレームの重心を通り前記回転軸に直
交する位置で前記円筒回転フレームの外周面を囲むようにリング状1列に配置される複数
のベアリング部材と、前記リング状のベアリング部材を介して前記円筒回転フレームの外
周面全体を囲み込むように前記円筒回転フレームを支持する円筒回転フレーム支持部と、
を具備することを特徴とする。
An X-ray CT apparatus according to a second embodiment of the present invention includes a cylindrical rotary frame having an annular portion having a predetermined length in the rotational axis direction, and the rotational shaft at a predetermined position of the annular portion. An X-ray tube and an X-ray detector arranged opposite to each other, and arranged in a ring shape so as to surround the outer peripheral surface of the cylindrical rotating frame at a position passing through the center of gravity of the cylindrical rotating frame and orthogonal to the rotation axis. A plurality of bearing members, and a cylindrical rotating frame support portion that supports the cylindrical rotating frame so as to surround the entire outer peripheral surface of the cylindrical rotating frame via the ring-shaped bearing member,
It is characterized by comprising.
本発明の実施例によるX線CT装置によれば、回転フレームを超高速で回転させた際に
、大きな遠心加速度を受けた回転フレームが外側へ膨らもうとしても、固定枠とこの固定
枠と回転フレームとの間に設けたベアリング部材との剛性によって、回転フレームの回転
歪を押さえ込むことができる。そのため、回転フレームに設けられているX線管とX線検
出器との相対位置の変位をより少なくすることができ、この位置ずれに伴う画像の質の劣
化を防止することができる。
According to the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention, when the rotating frame is rotated at an ultra-high speed, even if the rotating frame that has received a large centrifugal acceleration swells outward, the fixed frame and the fixed frame The rotational distortion of the rotating frame can be suppressed by the rigidity of the bearing member provided between the rotating frame and the rotating frame. For this reason, the displacement of the relative position between the X-ray tube and the X-ray detector provided in the rotating frame can be further reduced, and the deterioration of the image quality due to the displacement can be prevented.
以下、本発明に係るX線CT装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the X-ray CT apparatus according to the present invention will be described.
以下、本発明に係るX線CT装置の第1の実施例について、図1乃至図5を参照して詳
細に説明する。なお、これらの図において、同一部分には同一符号を付して示している。
Hereinafter, a first embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In these drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明のX線CT装置に適用される円筒回転フレームの一実施例を説明する断
面図である。円筒回転フレーム1は、フレーム回転軸Oを中心に取り囲む円環部1Aと、
円環部1A内の略中央で円筒回転フレーム1の重心Gを通り、回転軸Oに直交する仮想線
Y上の位置に、円環部1Aの内周面上に突起する円形リブ部1Bとが、例えばアルミニュ
ーム鋳物製で一体形成される。勿論、鉄鋳物製で一体形成することもできる。円環部1A
内に突起する円形リブ部1Bの所定位置にX線管2が配置され、円筒回転フレーム1の回
転軸Oを介してX線管2に対向する位置のリブ部1B上にX線検出器3が設置される。X
線管2から円筒回転フレーム1の重心Gを中心にするように照射されるX線ビームが被検
体Pを透過してX線検出器3で検出される。円形リブ部1Bの中央部は、回転中心軸Oを
通るように開口部1Cを形成する。開口部1Cに挿入された天板7上の被検体Pの周りを
円筒回転フレーム1が回転軸Oを中心に回転することで、X線ビームが多方向から被検体
Pを透過した投影データをX線検出器3で検出することができる。
FIG. 1 is a sectional view for explaining an embodiment of a cylindrical rotating frame applied to the X-ray CT apparatus of the present invention. The cylindrical
A
An
An X-ray beam irradiated from the
図1では、円筒回転フレーム1は、円環部1Aと、この円環部1の内周面上に突起する
円形リブ部1Bとが一体形成される実施例を示したが、開口部1Cをより大きくするため
に、円形リブ部1Bを設けずに、円筒回転フレーム1の円環部1Aの内面中央部に直接X
線管2とX線検出器3とを対向設置させてもよい。
In FIG. 1, the cylindrical
The
図2は、図1の円筒回転フレーム1の構成を説明する模式図である。図示のように、本
発明のX線CT装置に適用する円筒回転フレーム1では、円筒回転フレーム1の円環部1
Aの外周面上の円形リブ部1Bに対応する位置に、複数のベアリング部材6が円環部1A
の外周面を取り囲むようにリング状に配置される。即ち、円筒回転フレーム1全体が回転
シャフトとなって、リング状に配置された複数のベアリング部材6を介して固定枠に回転
可能に保持される。円筒回転フレーム1の円環部1Aの内側中央部に設けられた円形リブ
部1Bの中心線は、回転軸Oに直交し、円筒回転フレーム1の重心Gを通過する。円筒回
転フレーム1内にX線管2、X線検出器3、高電圧発生装置4、及びデータ収集装置、冷
却装置、バランス重りなどの機器5が夫々所定位置に固定さる。固定枠がこのリング状に
配置された複数のベアリング部材6を介して回転シャフト全体を外側から囲むように保持
することで、円筒回転フレーム1の高速回転時に、リング状に配置された複数のベアリン
グ部材6及び固定枠のそれぞれの剛性により円筒回転フレーム1の変形を抑制するもので
ある。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the cylindrical
At a position corresponding to the
It arrange | positions in a ring shape so that the outer peripheral surface may be surrounded. That is, the entire cylindrical
図3は、図1に示す円筒回転フレーム1の具体的な保持構造を示す断面図である。円筒
回転フレーム1の円環部1Aの外周面上に、円環部1Aと同軸状に円形固定枠11が設置
され、円筒回転フレーム1の円環部1Aの外周面と円形固定枠11の内周面とがリング状
に配置されたベアリング部材6で回転可能に保持される。本実施例では、円筒回転フレー
ム1の円環部1Aの外周面上に複数のベアリング部材6が略等間隔でリング状1列に設け
られる。円形固定枠11の外周は、一方を床底面に固定されたガントリースタンド12に
固定される。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a specific holding structure of the cylindrical
回転軸Oとの同軸の円形固定枠11には、円筒回転フレーム1を回転させるためのモー
タ13、円筒回転フレーム1に設けられるX線管2やX線検出器3及びその他各機器へ電
力を供給し、制御部(図示せず)との間でデータの送受信を行うためのリング状の固定側
データ伝送部14Aが設けられる。また、円筒回転フレーム1には固定側データ伝送部1
4Aに対向してリング状の受信側データ伝送部14Bが設けられる。通常、回転する各機
器への電力供給はスリップリングを介して行なわれる。固定側データ伝送部14Aと受信
側データ伝送部14Bとのデータ伝送は、光を介して行なわれる。
A circular fixed
A ring-shaped receiving side
円形固定枠11の内周面側と円筒回転フレーム1の円環部1Aの外周面側との間に配置
される複数のベアリング部材6には、種々の構造のベアリング部材が使用される。図4A
は、最も一般的なベアリング部材であり、ベアリング部材6の鉄製ベアリングボール6a
が、円筒回転フレーム1の外周面上に固定される回転側受け部6bと、固定枠11の内周
面上に固定される固定側受け部6cに対して、垂直方向仮想線6d上の2点c1,c2で
接するように構成される。即ち、円筒回転フレーム1が重心Gを中心に高速回転した場合
、回転軸Oに直交する方向に遠心加速度が加わっても、複数のベアリング部材6の剛性と
ベアリング部材6を介した固定枠11の剛性とにより円筒回転フレーム1の変形が抑制で
きる。
As the plurality of bearing
Is the most common bearing member, which is an
2 on the vertical
図4Bは、4点接触ベアリング部材である。ベアリング部材6の鉄製ベアリングボール
6aが、回転側受け部6bと固定側受け部6cに対して、図4Aの垂直方向仮想線6dに
対してそれぞれ+45度と−45度傾いた2つの仮想線6d1、6d2上の4点C1a,
C1b,C2a,C2bで接する構造である。4点接触なので、ころがり抵抗が少なく、
円筒回転フレーム1の高速回転の遠心加速度を分散して固定枠11に伝えるので、高速回
転時の回転フレーム歪を防止する剛性がより強まる。尚、仮想線6d1、6d2の傾斜角
度は、45度以外の角度でも良い。
FIG. 4B is a four-point contact bearing member. Two imaginary lines 6d1 in which the
This structure is in contact with C1b, C2a, and C2b. Because it is a 4-point contact, there is little rolling resistance,
Since the centrifugal acceleration of the high-speed rotation of the cylindrical
図4Cは、2列アンギュラコンタクトベアリングである。2列のベアリング部材6a1
、6a2が並列に設けられ、一方の鉄製ベアリングボール6a1が、図4Aの垂直方向仮
想線6dに対して+45度の仮想線6d3で回転側受け部6bと固定側受け部6cに対し
て接する。他方の鉄製ベアリングボール6a2が、図4Aの垂直方向仮想線6dに対して
−45度の仮想線6d4で回転側受け部6bと固定側受け部6cに対して接するように構
成される。この2列アンギュラコンタクトベアリングも、図4Bと同様に、円筒回転フレ
ーム1の高速回転の遠心加速度を分散して固定枠11に伝えるので、円筒回転フレームの
回転歪に対する剛性強めることができ、より高速の回転が実現できる。
FIG. 4C is a double row angular contact bearing. Two rows of bearing members 6a1
6a2 are provided in parallel, and one iron bearing ball 6a1 is in contact with the rotating
上述のように、本発明のX線CT装置に適用する円筒回転フレーム1は、円筒回転フレ
ーム1全体を回転シャフトとみなして、円筒回転フレーム1全体の外周を固定枠11で囲
むように回転可能に支持するものである。従って、円筒回転フレーム1を高速で回転させ
た際に、大きな遠心加速度を受けて円筒回転フレーム1が外側へ膨らもうとしても、固定
枠11の剛性とこの固定枠11と円筒回転フレーム1との間に介装したベアリング部材6
との剛性によって、円筒回転フレーム1の回転歪を押さえ込むことができる。そのため、
高速回転によるX線管2とX線検出器3との相対位置の変位を防止することができ、この
変位に起因するCT画像の質の劣化を防止できる。
As described above, the cylindrical
Therefore, the rotational distortion of the cylindrical
Displacement of the relative position between the
さらに、X線CT装置が被検体の体軸に対して様々な角度での断層撮影を可能とするよ
うに、円筒回転フレーム1の回転中心を移動させることなく、円筒回転フレーム1と固定
枠11は、円筒回転フレーム1とともに所定の角度範囲にわたって傾斜させられるように
チルト構造で支持することができる。
Further, the cylindrical
図5は、円筒回転フレーム1と固定枠11のチルト機構を示す。固定枠11を傾動フレ
ーム121で保持し、この傾動フレーム121をパワーシリンダー18の伸縮により円筒
回転フレーム1と固定枠11全体を傾斜することができる。このチルト機構により、円筒
回転フレーム1の回転中心は変えることなく、X線源から照射されるX線ビームの被検体
Pへの入射角を変化させることができる。即ち、本実施例によれば、円筒回転フレーム1
を高速度で回転させながら、多角度の投影データを得ることができる。
FIG. 5 shows a tilt mechanism of the cylindrical
Multi-angle projection data can be obtained while rotating at a high speed.
図3では、円筒回転フレーム1は、円環部1Aとこの円環部1Aの内周面上に突起する
円形リブ部1Bとが一体形成される実施例を示したが、図1の実施例で述べたように、開
口部1Cをより大きくするために、円形リブ部1Bを設けずに、円筒回転フレーム1の円
筒部1Aの内面中央部に直接X線管2とX線検出器3とを対向設置させてもよい。
FIG. 3 shows an embodiment in which the cylindrical
図6は、本発明のX線CT装置に適用する円筒回転フレーム構造の第2の実施例を説明
する。なお、重複説明を避けるため、図1乃至図4と同一の部分には同一符号を付してあ
る。
FIG. 6 illustrates a second embodiment of a cylindrical rotating frame structure applied to the X-ray CT apparatus of the present invention. In addition, in order to avoid duplication description, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as FIG. 1 thru | or FIG.
図6に示す回転フレーム構成の第2の実施例では、円筒固定枠11の内周面側と円筒回
転フレーム1の円環部1Aの外周面側との間に、第1のベアリング部材61と第2のベア
リング部材62とが2列リング状に配置される。2列のベアリング部材61、62は間隔
を隔てて円環部1Aを取り囲むように配置される。例えば、図示のように、円筒回転フレ
ーム1の円環部1Aの一方の外周端部に第1のベアリング部材列61がリング状に配置さ
れ、円筒回転フレーム1の円環部1Aの他方の外周端部に第2のベアリング部材62がリ
ング状に配置される。
In the second embodiment of the rotating frame configuration shown in FIG. 6, a
図示の実施例では、第1のベアリング部材61及び第2のベアリング部材62は、図4
Cに示した2列アンギュラコンタクトベアリング61,62を夫々、左右に分離配置して
いる。即ち、第1のベアリング部材61のベアリングボール61aが回転側受け部61b
と固定側受け部61cに接する2つの接点を結んだ仮想線61dが、円筒回転フレーム1
の円環部1Aの内側で交叉するように傾斜したものとなっている。また第2のベアリング
部材62のベアリングボール62aが回転側受け部62bと固定側受け部62cに接する
2つの接点を結んだ仮想線62dとが、円筒回転フレーム1の円環部1Aの内側で交叉す
るように傾斜したものとなっている。
In the illustrated embodiment, the
Two-row
And a
It is inclined so as to intersect inside the
本実施例によれば、円筒回転フレーム1を超高速で回転させた際に、大きな遠心加速度
を受けて円筒回転フレーム1が外側へ膨らもうとしても、固定枠11とこの固定枠11と
円筒回転フレーム1との間に設けた第1及び第2のベアリング部材部材61,62の剛性
によって、円筒回転フレーム1の回転歪をより強力に押さえ込むことができる。更に、第
1及び第2のベアリング部材部材61,62をアンギュラコンタクトベアリングとするこ
とによって、円筒回転フレーム1の前後方向の剛性も高めることができ、円筒回転フレー
ム 1のピッチング振動を軽減することができる。そのため、円筒回転フレーム1を超高速
で回転させても、X線管2とX線検出器3との相対位置の変位をより少なくすることがで
き、画像の質の劣化を防止することができる。
According to the present embodiment, when the cylindrical
図6の実施例では、2列のベアリング部材61,62として2列アンギュラコンタクト
ベアリングを使用したが、図4A、図4Bに示すベアリング部材を使用することも、勿論
可能である。
In the embodiment of FIG. 6, the double row angular contact bearings are used as the double
図6の実施例では、2列のベアリング部材61,62は円筒回転フレーム1の回転軸O
の直交し、円筒回転フレーム1の重心を通る仮想線Yに対して、夫々対称の位置に配置さ
れる。しかし、2列のベアリング部材61,62を仮想線Yに対して非対称に配置しても
本発明の効果を得ることはできる。
In the embodiment of FIG. 6, the two rows of bearing
Are arranged at symmetric positions with respect to an imaginary line Y passing through the center of gravity of the cylindrical
図6の実施例でも、図3に示すように、固定枠11には円筒回転フレーム1を回転させ
るためのモータや、円筒回転フレーム1に設けられる各種機器へ電力を供給し、制御部と
の間でデータ授受するためのデータ伝送部が設けられている。さらに、図5に示すように
、固定枠11を所定の角度範囲にわたって傾斜させるためのチルト機構を備えてこともで
きる。
Also in the embodiment of FIG. 6, as shown in FIG. 3, the fixed
図6では、円筒回転フレーム1は、円環部1Aとこの円環部1A内周面上に突起する円
形リブ部1Bとが一体形成される実施例を示したが、図1の実施例で述べたように、開口
部1Cをより大きくするために、円形リブ部1Bを設けずに、円筒回転フレーム1の円筒
部1Aの内面中央部に直接X線管2とX線検出器3とを対向設置させてもよい。
FIG. 6 shows an embodiment in which the cylindrical
本発明に係る第2の実施例において、ベアリング部材61,62は、円筒回転フレーム
1の円環部の外側表面上に2列分離して形成したが、これに限定されず3列以上のアリン
グ部材を形成してもよい。
In the second embodiment according to the present invention, the bearing
本発明の第1及び第2の実施例によるX線CT装置によれば、円筒回転フレームを超高
速で回転させた際に、大きな遠心加速度を受けた円筒回転フレームが外側へ膨らもうとし
ても、固定枠とこの固定枠と円筒回転フレームとの間に設けたベアリング部材との剛性に
よって、円筒回転フレームの回転歪を押さえ込むことができる。そのため、円筒回転フレ
ームに設けられているX線管とX線検出器との相対位置の変位をより少なくすることがで
き、この位置ずれに伴う画像の質の劣化を防止することができる。
According to the X-ray CT apparatus according to the first and second embodiments of the present invention, when the cylindrical rotating frame is rotated at an ultra-high speed, the cylindrical rotating frame that has received a large centrifugal acceleration attempts to expand outward. The rotational distortion of the cylindrical rotary frame can be suppressed by the rigidity of the fixed frame and the bearing member provided between the fixed frame and the cylindrical rotary frame. For this reason, the displacement of the relative position between the X-ray tube and the X-ray detector provided in the cylindrical rotating frame can be further reduced, and the deterioration of the image quality due to this displacement can be prevented.
また本発明の第1及び第2の実施例によるX線CT装置によれば、回転フレームの回転
速度がさらに速くなり、回転フレームがさらに大きな遠心加速度を受けるような場合でも
、回転フレームの前後方向の剛性が高まって縦揺れ(pitching)振動を軽減することができ
る。従って、回転フレームがより高速で回転してもX線管とX線検出器との相対位置の変
位をより少なくすることができ、画像の質の劣化を防止することができる。
In addition, according to the X-ray CT apparatus according to the first and second embodiments of the present invention, even when the rotational speed of the rotating frame is further increased and the rotating frame receives a larger centrifugal acceleration, the longitudinal direction of the rotating frame The rigidity of the arm can be increased and the pitching vibration can be reduced. Therefore, even if the rotating frame rotates at a higher speed, the displacement of the relative position between the X-ray tube and the X-ray detector can be further reduced, and deterioration of the image quality can be prevented.
さらに本発明の第1及び第2の実施例によるX線CT装置によれば、回転フレームの回
転中心を移動させることなく、回転フレーム支持部を所定角度範囲にわたって傾斜させる
ことにより、チルト撮影が可能となる。
Furthermore, according to the X-ray CT apparatus according to the first and second embodiments of the present invention, tilt imaging can be performed by tilting the rotating frame support portion over a predetermined angle range without moving the rotation center of the rotating frame. It becomes.
本発明は、第1の実施例および第2の実施例を組み合わせるなど、本発明の要旨を逸脱
しない範囲において適宜変更しても良い。
The present invention may be appropriately modified within a range not departing from the gist of the present invention, such as a combination of the first embodiment and the second embodiment.
1‥円筒回転フレーム、1A‥円環部、1B‥リブ部、2‥X線管、3‥X線検出器、4
‥高電圧発生装置、6,61,62‥ベアリング部材、6a,6a1,6a2,61a,
62a‥ベアリングボール、6b,61b,62b‥回転側受け部、6c,61c,62
c‥固定側受け部、7‥被検体、11‥円形固定枠、12‥ガントリースタンド、13‥
モータ、14A‥固定側データ伝送部、14B‥受信側データ伝送部、18‥パワーシリ
ンダー、121‥傾動フレーム
DESCRIPTION OF
... High voltage generator, 6, 61, 62 ... Bearing members, 6a, 6a1, 6a2, 61a,
62a... Bearing ball, 6b, 61b, 62b... Rotation side receiving portion, 6c, 61c, 62
c: Fixed side receiving part, 7 ... Subject, 11 ... Circular fixed frame, 12 ... Gantry stand, 13 ...
Motor, 14A: Fixed side data transmission section, 14B: Reception side data transmission section, 18: Power cylinder, 121: Tilt frame
Claims (17)
る方向に突起して設けられたリブ部とを有する円筒回転フレームと、
前記円筒回転フレームの前記リブ部の所定の位置に、前記回転軸を挟んで対向配置され
るX線管およびX線検出器と、
前記リブ部に対応する位置で前記円筒回転フレームの外周面を囲むようにリング状に配
置されるベアリング部材と、
前記リング状のベアリング部材を介して前記円筒回転フレームの外周面全体を囲み込む
ように前記円筒回転フレームを支持する円筒回転フレーム支持部と、
を具備することを特徴とするX線CT装置。 A cylindrical rotating frame having an annular portion having a predetermined length in the rotational axis direction, and a rib portion provided on the inner peripheral surface of the annular portion so as to project in a direction perpendicular to the rotational axis;
An X-ray tube and an X-ray detector disposed opposite to each other with the rotation axis in between at a predetermined position of the rib portion of the cylindrical rotating frame;
A bearing member disposed in a ring shape so as to surround the outer peripheral surface of the cylindrical rotating frame at a position corresponding to the rib portion;
A cylindrical rotating frame support part for supporting the cylindrical rotating frame so as to surround the entire outer peripheral surface of the cylindrical rotating frame via the ring-shaped bearing member;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記複数のベアリング部材は、前記リブ部上の位置で前記円環部の外周面に円環状1列
に配置されることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 The annular portion and the rib portion of the cylindrical rotating frame are integrally formed,
2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the plurality of bearing members are arranged in a single ring on the outer circumferential surface of the annular portion at a position on the rib portion.
転フレームの回転軸に直交し、前記円筒回転フレームの重心を通る位置に円環状1列に介
装されることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 The plurality of bearing members are interposed in a single ring at a position that is perpendicular to the rotation axis of the cylindrical rotating frame on the outer periphery of the annular portion of the cylindrical rotating frame and passes through the center of gravity of the cylindrical rotating frame. The X-ray CT apparatus according to claim 1.
の外周に固定される回転側受け部と、前記円筒回転フレーム支持部に固定される固定側受
け部とで構成され、
前記ボール部が、前記リブ部の中心線を通る仮想線上の2点で、前記回転側受け部と前
記固定側受け部に接していることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 Each of the plurality of bearing members includes a ball part, a rotating side receiving part fixed to the outer periphery of the annular part of the cylindrical rotating frame, and a fixed side receiving part fixed to the cylindrical rotating frame support part. Configured,
2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the ball portion is in contact with the rotating side receiving portion and the fixed side receiving portion at two points on an imaginary line passing through a center line of the rib portion. .
の外周に固定される回転側受け部と、前記円筒回転フレーム支持部に固定される固定側受
け部とで構成され、
前記ボール部が、前記円筒回転フレームの前記リブ部の中心線に対して傾斜した仮想線
上の4点で、前記回転側受け部と前記固定側受け部に接していることを特徴とする請求項
1に記載のX線CT装置。 Each of the plurality of bearing members includes a ball part, a rotating side receiving part fixed to the outer periphery of the annular part of the cylindrical rotating frame, and a fixed side receiving part fixed to the cylindrical rotating frame support part. Configured,
The ball part is in contact with the rotating side receiving part and the fixed side receiving part at four points on an imaginary line inclined with respect to a center line of the rib part of the cylindrical rotating frame. The X-ray CT apparatus according to 1.
の外周に固定される回転側受け部と、前記円筒回転フレーム支持部に固定される固定側受
け部とで構成され、
前記ボール部が、前記リブ部の中心線に対して傾斜した仮想線上の2点で、前記回転側
受け部と前記固定側受け部に接する2列アンギュラコンタクトベアリングであることを特
徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 Each of the plurality of bearing members includes a ball part, a rotating side receiving part fixed to the outer periphery of the annular part of the cylindrical rotating frame, and a fixed side receiving part fixed to the cylindrical rotating frame support part. Configured,
The ball portion is a two-row angular contact bearing in contact with the rotating side receiving portion and the fixed side receiving portion at two points on an imaginary line inclined with respect to the center line of the rib portion. The X-ray CT apparatus according to 1.
中心線から間隔を隔てて少なくとも2列に介装されることを特徴とする請求項1に記載の
X線CT装置。 2. The X-ray according to claim 1, wherein the plurality of bearing members are interposed in an outer periphery of the annular portion of the cylindrical rotating frame in at least two rows at a distance from a center line of the rib portion. CT device.
中心線上に1列配置し、且つ前記中心線から一定間隔を隔てて2列に配置されることを特
徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 The plurality of bearing members are arranged in one row on the center line of the rib portion on the outer periphery of the annular portion of the cylindrical rotating frame, and are arranged in two rows at a predetermined interval from the center line. The X-ray CT apparatus according to claim 1.
円環状に配置されることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the plurality of bearing members are respectively arranged in an annular shape at an outer peripheral end portion of the annular portion of the cylindrical rotating frame.
リング部材は、前記リブ部の中心線に対して対象に配置されることを特徴とする請求項1
に記載のX線CT装置。 2. The plurality of bearing members, wherein at least two of the bearing members are arranged in a ring shape, and the two bearing members are arranged on a target with respect to a center line of the rib portion.
X-ray CT apparatus described in 1.
リング部材は2列アンギュラコンタクトベアリングを分離して前記円筒回転フレームの前
記円環部外周にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 At least two of the plurality of bearing members are arranged in a ring shape, and the two bearing members are respectively arranged on the outer periphery of the annular portion of the cylindrical rotating frame by separating a two-row angular contact bearing. The X-ray CT apparatus according to claim 1.
リング部材は前記リブ部の中心線に対応する位置と前記円筒回転フレームの前記円環部の
両外周端部とに配置されることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 At least three of the plurality of bearing members are arranged in a ring shape, and the three bearing members are arranged at a position corresponding to the center line of the rib portion and both outer peripheral ends of the annular portion of the cylindrical rotating frame. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein:
って傾斜させる傾動機構を更に具備することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置
。 The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising a tilting mechanism that tilts a rotation axis of the cylindrical rotating frame over a predetermined angular range on the cylindrical rotating frame support.
前記円環部の所定の位置に、前記回転軸を挟んで対向配置されるX線管およびX線検出
器と、
前記円筒回転フレームの重心を通り前記回転軸に直交する位置で前記円筒回転フレーム
の外周面を囲むようにリング状1列に配置される複数のベアリング部材と、
前記リング状のベアリング部材を介して前記円筒回転フレームの外周面全体を囲み込む
ように前記円筒回転フレームを支持する円筒回転フレーム支持部と、
を具備することを特徴とするX線CT装置。 A cylindrical rotating frame having an annular portion having a predetermined length in the rotation axis direction;
An X-ray tube and an X-ray detector that are arranged opposite to each other with the rotation axis in place at a predetermined position of the annular portion;
A plurality of bearing members arranged in a ring shape so as to surround the outer peripheral surface of the cylindrical rotating frame at a position passing through the center of gravity of the cylindrical rotating frame and perpendicular to the rotation axis;
A cylindrical rotating frame support part for supporting the cylindrical rotating frame so as to surround the entire outer peripheral surface of the cylindrical rotating frame via the ring-shaped bearing member;
An X-ray CT apparatus comprising:
の外周に固定される回転側受け部と、前記円筒回転フレーム支持部に固定される固定側受
け部とで構成され、
前記ボール部が前記円筒回転フレームの重心を通り前記回転軸に直交する仮想線上の2
点で、前記回転側受け部と前記固定側受け部に接していることを特徴とする請求項14に
記載のX線CT装置。 Each of the plurality of bearing members includes a ball part, a rotating side receiving part fixed to the outer periphery of the annular part of the cylindrical rotating frame, and a fixed side receiving part fixed to the cylindrical rotating frame support part. Configured,
2 on an imaginary line in which the ball portion passes through the center of gravity of the cylindrical rotating frame and is orthogonal to the rotation axis.
The X-ray CT apparatus according to claim 14, wherein the X-ray CT apparatus is in contact with the rotating side receiving portion and the fixed side receiving portion.
の外周に固定される回転側受け部と、前記円筒回転フレーム支持部に固定される固定側受
け部とで構成され、
前記ボール部が前記円筒回転フレームの重心を通り前記回転軸に直交する仮想線に対し
て傾斜した仮想交叉線上の4点で、前記回転側受け部と前記固定側受け部に接しているこ
とを特徴とする請求項14に記載のX線CT装置。 Each of the plurality of bearing members includes a ball part, a rotating side receiving part fixed to the outer periphery of the annular part of the cylindrical rotating frame, and a fixed side receiving part fixed to the cylindrical rotating frame support part. Configured,
The ball portion is in contact with the rotating side receiving portion and the fixed side receiving portion at four points on a virtual cross line that is inclined with respect to a virtual line that passes through the center of gravity of the cylindrical rotating frame and is orthogonal to the rotation axis. The X-ray CT apparatus according to claim 14, wherein the X-ray CT apparatus is characterized.
の外周に固定される回転側受け部と、前記円筒回転フレーム支持部に固定される固定側受
け部とで構成され、
前記ボール部が前記円筒回転フレームの重心を通り前記回転軸に直交する仮想線に対し
て傾斜した仮想交叉線上の2点で、前記回転側受け部と前記固定側受け部に接する2列ア
ンギュラコンタクトベアリングであることを特徴とする請求項14に記載のX線CT装置
。 Each of the plurality of bearing members includes a ball part, a rotating side receiving part fixed to the outer periphery of the annular part of the cylindrical rotating frame, and a fixed side receiving part fixed to the cylindrical rotating frame support part. Configured,
Two-row angular contact in contact with the rotating side receiving portion and the fixed side receiving portion at two points on the virtual cross line that the ball portion passes through the center of gravity of the cylindrical rotating frame and is inclined with respect to the virtual line orthogonal to the rotation axis The X-ray CT apparatus according to claim 14, wherein the X-ray CT apparatus is a bearing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007125424A JP2007325919A (en) | 2006-05-12 | 2007-05-10 | X-ray ct apparatus |
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