JP2008259733A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転部等から放射されるノイズを遮蔽、吸収して周辺機器に与える悪影響を軽減するとともに、外部からのノイズの影響をも軽減することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】回転部と固定部を有する架台と、回転部と固定部の間で電力伝送を行なうためのスリップリングと、架台を覆うカバーと、カバー内周面の少なくともスリップリング付近に取り付けられた多孔性の導電性部材で構成したシールド部材と、シールド部材を接地する接地部材と、を具備して成る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置（コンピュータトモグラフィ装置）に係り、特に電磁波の影響を低減したシールド構造に関するものである。

従来、病院などの医療分野においてはＸ線ＣＴ装置等の医用機器が使用されている。Ｘ線ＣＴ装置は、架台内にＸ線管球とＸ線検出器を設け、Ｘ線管球で発生したＸ線を被検体に曝射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器に入射するようにしている。

Ｘ線検出器では、入射したＸ線を電気信号に変換し、Ｘ線検出器からの電気信号は増幅された後、ＤＡＳ（Data Acquisition System）ユニットでデジタル信号に変換され、このデジタル化されたデータを、データ伝送システム（例えば赤外線や半導体レーザなど）を用いてコンソール側に伝送させている。

一方、電子機器では、電磁波障害に対する規格、即ちＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility）規格を満足することが義務付けられている。ＥＭＣ規格は、電子機器がノイズとしての電磁波を外部に放射せず、また外部から入射する電磁波や静電気等のノイズによって誤動作しないために規定されたものである。

Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線管球や高電圧発生部等が回転部に配置され、この回転部の回転に伴って被検体にＸ線を曝射し、その断層像を取得するようにしている。このため、回転部に設けられた高電圧発生部等は、電磁波を発生する電磁波発生源（ノイズ発生源）となり、回転部の回転に伴って電磁波を広範囲に放射し、周辺に設置されている他の医用機器に影響を及ぼす可能性が高い。また、Ｘ線ＣＴ装置自体も外部から入射した電磁波や静電気等のノイズによって誤動作する可能性がある。

また、従来のＸ線ＣＴ装置では、ＤＡＳユニットでデジタル信号に変換したデータを、赤外線や半導体レーザ等のデータ伝送装置を用いて空間伝送し、コンソール側に伝送させているため、データ伝送時に外来の強い電磁波を受けると、伝送しているデータが欠落し、ストリークと呼ばれる線ノイズが画像上に入ることがある。このため、より耐ノイズ性に優れたＸ線ＣＴ装置が要求されている。

このような電磁波による悪影響を防止するために、特許文献１には、架台内にノイズを吸収する導電性層を形成したＣＴ装置について記載されている。この例では、導電性塗料を架台の内側の面に塗布することでノイズの吸収を図っており、ある程度のノイズ遮蔽効果がある。

しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線管球に高電圧を供給するため、架台内の背面部にスリップリングを設けているが、このスリップリング付近に塗布した導電性塗料が剥がれ落ちた場合に、スリップリングがショートする可能性がある。このリスクを避けるため、架台内の背面部には導電性塗料を塗布することができず、Ｘ線ＣＴ装置の背面に関しては、耐ノイズ性能が落ちてしまうという問題があった。また、Ｘ線ＣＴ装置自体から放射する電磁波が背面部から漏洩し易いという問題があった。
特開２０００−３３３９４３号公報

従来のＸ線ＣＴ装置では、データ伝送時に外来の強い電磁波を受けると、伝送しているデータが欠落し、ストリークと呼ばれる線ノイズが画像上に入ることがあった。また導電性塗料を架台の内側の面に塗布した場合であっても、架台内の背面部には導電性塗料を塗布することができず、耐ノイズ性能が落ちてしまうという問題があった。仮に背面部に導電性塗料を塗布した場合であっても、導電性塗料が剥がれ落ちることによりスリップリングがショートする可能性があった。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、回転部等から放射されるノイズを遮蔽、吸収して周辺機器に与える悪影響を軽減するとともに、外部からのノイズの影響をも軽減することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明のＸ線ＣＴ装置は、回転部と固定部を有する架台と、前記回転部と前記固定部の間で電力伝送を行なうためのスリップリングと、前記架台を覆うカバーと、前記カバー内周面の少なくとも前記スリップリング付近に取り付けられた多孔性の導電性部材で構成したシールド部材と、前記シールド部材を接地する接地部材と、を具備して成ることを特徴とする。

また、請求項１０記載の本発明のＸ線ＣＴ装置は、回転部と固定部を有する被検体診断用の架台と、前記回転部と前記固定部の間で電力伝送を行なうためのスリップリングと、前記スリップリング付近に配置された背面カバーを含み、前記架台を覆うカバーと、前記背面カバー内周面に配置された格子状の導電性部材で構成したシールド部材と、前記シールド部材を接地する接地部材と、前記前記シールド部材を絶縁樹脂でコーティングして前記背面カバーの内周面に取り付けるコーティング層と、を具備して成ることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、外部機器に対して電磁波を放射せず、また外部から入射する電磁波や静電気等のノイズの影響を低減したＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施形態を背面側から見た外観図である。図２は、同実施形態のＸ線ＣＴ装置を概略的に説明する側面図であり、図１の２−２’線に沿う断面形状を示している。

図１，図２のＸ線ＣＴ装置としては、医用診断に用いるＸ線ＣＴ装置を例に示している。Ｘ線ＣＴ装置１０は、架台（ガントリ）１１を有し、架台１１内には、回転部１２が設けられ、図示しない回転機構によって回転する。

架台１１の中心部には開口部１３が設けられ、寝台５０の天板５１に載置された被検体（図示せず）が矢印Ａ方向から挿入可能になっている。架台１１は、図２で示すように天井部、底面部、及び側面部が本体カバー１４で覆われ、被検体が挿入される側を前面部とすると、前面部は前面カバー１５で覆われ、背面部は背面カバー１６で覆われている。

一方、回転部１２内には、開口部１３を中心にして、放射線源であるＸ線管球１７と放射線検出器（Ｘ線検出器）１８が対向して配置されている。開口部１３には、寝台５０の天板５１に載置された被検体が挿入され、Ｘ線管球１７から被検体に対してＸ線を曝射し、被検体を透過したＸ線は放射線検出器１８で検出されて電気信号に変換される。電気信号は、データ収集部（ＤＡＳ）１９で増幅され、デジタルデータに変換される。

放射線検出器１８は、例えばシンチレータアレイ、フォトダイオードアレイから成る複数の検出素子アレイを含み、Ｘ線管球１７の焦点を中心とした円弧に沿って配列される。またＤＡＳ１９からのデジタルデータ（投影データ）は、データ伝送部２０を介してコンソール２１に伝送される。

データ伝送部２０は、回転部１２からコンソール２１へ投影データを非接触で伝送するものであり、回転部１２側に設けた送信部２０１と、架台１１の固定部に設けた受信部２０２を含み、受信部２０２で受信したデータをコンソール２１に供給する。尚、送信部２０１は、円環状の回転体に取り付けられ、受信部２０２は円環状の固定体に取り付けられている。

また、回転部１２には、スリップリング２２が設けられている。スリップリング２２は、Ｘ線管球１７に高電圧を供給するためのものである。

また、本発明の実施形態では、背面カバー１６の内面に電磁波を遮蔽するシールド部材４０を取り付けている。シールド部材４０は、図１の網目模様で示すように全体的に漏斗状を成し、一部分が接地された多孔性の導電性部材で成る。シールド部材４０の詳細構造は後述する。

図３は、Ｘ線ＣＴ装置１０の電気的な構成を説明するブロック図である。

図３において、架台１１は回転部１２と固定部２３で構成され、回転部１２内には、開口部１３を中心にしてＸ線管球１７と放射線検出器１８が対向して配置されている。放射線検出器１８で検出された電気信号は、ＤＡＳ１９で増幅されてデジタルデータに変換され、データ伝送部２０を介してコンソール２１に伝送される。

データ伝送部２０は、回転部１２側に設けた送信部２０１と、固定部２３に設けた受信部２０２を含み、受信部２０２で受信したデータをコンソール２１に非接触で伝送する。また、回転部１２には、スリップリング２２とＸ線制御部２４が設けられ、固定部２３には架台制御部２５が設けられている。

一方、コンソール２１は、コンピュータシステムを構成するものであり、データ伝送部２０からの投影データが前処理部３１に供給される。前処理部３１では投影データに対してデータ補正等の前処理を行いバスライン３２上に出力する。

バスライン３２には、システム制御部３３、入力部３４、データ記憶部３５、再構成処理部３６、データ処理部３７、表示部３８等が接続され、システム制御部３３には、高電圧発生部３９が接続されている。

システム制御部３３はホストコントローラとして機能し、コンソール２１の各部の動作や、架台制御部２５及び高電圧発生部３９を制御する。データ記憶部３５は断層画像等のデータを記憶するものであり、再構成処理部３６は投影データから３Ｄ画像データを再構成する。データ処理部３７は、データ記憶部３５に保存された画像データまたは再構成したあとの画像データを処理する。表示部３８は画像データ処理によって得られた画像等を表示する。

入力部３４はキーボード、マウス等を有し、ユーザ（医師、オペレータ等）によって操作され、データ処理する上で各種の設定を行う。また患者の状態や検査方法等の各種情報を入力するものである。

高電圧発生部３９は、スリップリング２２を介してＸ線制御部２４を制御し、Ｘ線管球１３に電力を供給し、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電圧、管電流）を与える。Ｘ線管球１３は、被検体Ｐの体軸方向に平行なスライス方向と、それに直交するチャンネル方向の２方向に広がるビームＸ線を発生する。

次に図４，図５を参照して、本発明の実施形態の特徴部である電磁波（ノイズを含む）の遮蔽構造について説明する。

図４（ａ）は、架台１１の背面カバー１６の内面に取り付けられたシールド部材４０の正面図であり、背面カバー１６の内面から（図１の矢印Ａ方向から）見た図である。図４（ｂ）は、背面カバー１６とシールド部材４０を示す斜視図である。

背面カバー１６は、開口部１３の形状に合わせたドーム型の本体部１６１と、径大部１６２及び径小部１６３を有し、架台１１の本体カバー１４の背面に固定される。

またシールド部材４０は、背面カバー１６の内面に取り付けられ、全体的に漏斗状を成し、開口部１３を中心にして放射状に延びる短冊状の複数の導電箔４１と、開口部１３を中心にしてほぼ同心円状に設けられた複数の環状の導電箔４２とを有する。導電箔４１と導電箔４２は、例えばアルミニウム箔や銅箔等で成る。

シールド部材４０は、背面カバー１６に複数の導電箔４１を放射状に取り付け、その後で複数の導電箔４１を繋ぐように環状の導電箔４２を同心円状に重ねて取り付けることにより、格子状のグリッドを形成する。これにより格子と格子の間に多数の孔（メッシュ）が形成される。

各導電箔４１間はほぼ等間隔とし、各導電箔４２間もほぼ等間隔とし、導電箔４１と４２は互いに電気的に接触するようにし、複数ある導電箔４１のうち、任意の導電箔４１１〜４１４については、接地点４３にそれぞれ接続するようにしている。

接地点４３は、架台１１内に設けた金属部に接続され、例えば背面カバー１６を架台１１の本体カバー１４に取り付ける際に、ネジ等の接地部材を用いて固定し、導電箔４１１〜４１２も一緒にネジによって金属部に取り付け、接地するようにしている。

図５は、背面カバー１６にシールド部材４０を取り付けた状態を示す断面図である。

シールド部材４０は、先ず複数の導電箔４１を背面カバー１６の内面に貼り付け、次に導電箔４１の上に環状の導電箔４２を同心円的に重ねて貼り付ける。そしてシールド部材４０の表面を絶縁性の樹脂４５でコーティングし、コーティング層を形成する。尚、接地点４３の周辺部４４（図４（ａ）参照）はコーティングされないようにマスキングして接地性能を確保している。またコーティング層によりシールド部材４０が剥がれるのを防ぎ、スリップリング２２に干渉するのを防止する。

背面カバー１６としては、一般的にＦＰＲ（Fiber Reinforced Plastic）が用いられる。ＦＰＲはガラス繊維質であるため、従来例で述べた導電性塗料は付着しにくい。これに対し本発明では、背面カバー１６の表面にシールド部材４０を貼り付け、その上で絶縁性の樹脂４５でコーティング処理しているため、シールド部材４０が背面カバー１６から剥がれることはない。しかも、シールド部材４０は格子状になっているため、格子と格子の間に形成された多数の孔（メッシュ）に樹脂が入り込むため、より強固にコーティング処理が施され、シールド部材４０の剥がれを防止することができる。

これにより、図２で示すように背面カバー１６の外から電磁波Ｎ１が到来しても、シールド部材４０がアンテナの役目をして電磁波Ｎ１を受け止め、接地点４３へ落とす（アースする）ため、架台１１内に影響を及ぼすことはない。

また、架台１１内の回転部１２から放射される電磁波Ｎ２も、シールド部材４０を介してアースに落とされるため、外部へ放射することがなくなり、周辺機器への妨害を低減することができる。しかも、シールド部材４０はコーティングされているため、剥がれることはなく、従来のように導電性塗料が剥がれ落ちて架台１１内のスリップリング２２に接触するという事態を回避することができ、安全性も向上する。

尚、架台１１の本体カバー１４及び前面カバー１５の内面には導電性塗料４６を塗布することにより、外部からの電磁波の影響を低減し、かつ外部機器に対する電磁波の放射を低減することができる。本体カバー１４の内面や前面カバー１５の内面については、スリップリング２２から離れているため、仮に導電性塗料４６の一部が剥げたとしてもショート等の問題を引き起こすことはない。

また、ＤＡＳ１９からのデジタル信号データは、データ伝送部２０を介してコンソール２１へ空間伝送されるが、データ伝送時に外来の強い電磁波を受けてもシールド部材４０によって遮蔽することができるため、伝送しているデータが欠落したり、ストリークノイズの発生を防止することができる。

尚、シールド部材４０の導電箔４１の本数及び環状の導電箔４２の本数は任意であるが、本数が多く、複数の導電箔４１間の間隔、及び複数の導電箔４２間の間隔が狭いほど、シールド効果は高くなる。

また、上記したように複数の導電箔４１を最初に背面カバー１６に貼り付け、次に環状の導電箔４２を重ね合わせて貼り付けるという手法をとる以外に、複数の導電箔４１と環状の導電箔４２を予め組み合わせたものを用意し、背面カバー１６に一度に貼り付けるようにしても良い。

またシールド部材４０は、上記したような格子状の形状に限定されるものではない。例えば蜘蛛の巣状等の他の形状としても良い。さらに、シールド部材４０は、面状のアルミニウム箔や銅箔にパンチングにより多数の孔をあけて加工したものであっても良い。

このように本発明の実施形態によれば、ＥＭＣ規格を満足し、外部機器に対して電磁波を放射せず、また外部から入射する電磁波や静電気等のノイズの影響を低減し耐ノイズ性に優れたＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

尚、本発明は、医用のＸ線ＣＴ装置だけでなく、機器類を検査する産業用のＸ線ＣＴ装置や、空港等での手荷物検査用のＸ線ＣＴ装置にも適用することができる。また特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示す斜視図。 同実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に説明する側面図。 同実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図。 同実施形態に係る電磁波等の遮蔽構造を示す正面図及び斜視図。 同実施形態に係る電磁波等の遮蔽構造を示す断面図。

符号の説明

１０…Ｘ線ＣＴ装置
１１…架台
１２…回転部
１３…開口部
１４…本体カバー
１５…前面カバー
１６…背面カバー
１７…Ｘ線管球（放射線源）
１８…放射線検出器
１９…ＤＡＳ（データ収集部）
２０…データ伝送部
２０１…データ送信部
２０２…データ受信部
２１…コンソール
２２…スリップリング
２３…固定部
４０…シールド部材
４１…放射状の導電箔
４２…環状の導電箔
４３…接地点
４４…マスキング部分
４５…樹脂（コーティング層）
４６…導電性塗料

Claims (14)

1. 回転部と固定部を有する架台と、
   前記回転部と前記固定部の間で電力伝送を行なうためのスリップリングと、
   前記架台を覆うカバーと、
   前記カバー内周面の少なくとも前記スリップリング付近に取り付けられた多孔性の導電性部材で構成したシールド部材と、
   前記シールド部材を接地する接地部材と、
   を具備して成ることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記カバーは、前記スリップリング付近を覆う背面カバーを有し、前記背面カバーの内周面に前記シールド部材を取り付けたことを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記シールド部材は、複数の導電性箔を格子状に組み合わせて形成したことを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記シールド部材は、面状の導電箔に多数の孔をパンチングして形成したことを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記シールド部材は、前記背面カバーの内周面に放射状に配置された複数の短冊状の導電箔と、前記複数の短冊状の導電箔を繋ぐように同心円的に配置された複数の環状の導電箔を組み合わせて形成したことを特徴とする請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記背面カバーの内周面に前記シールド部材を貼り付け、前記シールド部材を絶縁樹脂でコーティングして前記背面カバーの内周面に取り付けたことを特徴とする請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記シールド部材の前記接地部材の周辺は、前記絶縁樹脂によるコーティングをマスクすることを特徴とする請求項６記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記カバーの、前記シールド部材を取り付けた部分以外の内周面に導電性塗料を塗布したことを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記回転部に放射源と放射線検出器を対向して配置し、
   前記放射線検出器の検出信号から画像データを収集するため前記回転部にデータ収集部を設け、
   前記データ収集部で収集した画像データを前記固定部に伝送するデータ伝送部を設けたことを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 回転部と固定部を有する被検体診断用の架台と、
    前記回転部と前記固定部の間で電力伝送を行なうためのスリップリングと、
    前記スリップリング付近に配置された背面カバーを含み、前記架台を覆うカバーと、
    前記背面カバー内周面に配置された格子状の導電性部材で構成したシールド部材と、
    前記シールド部材を接地する接地部材と、
    前記前記シールド部材を絶縁樹脂でコーティングして前記背面カバーの内周面に取り付けるコーティング層と、
    を具備して成ることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
11. 前記シールド部材は、前記背面カバーの内周面に放射状に配置された複数の短冊状の導電箔と、前記複数の短冊状の導電箔を繋ぐように同心円的に配置された複数の環状の導電箔を組み合わせて形成したことを特徴とする請求項１０記載のＸ線ＣＴ装置。
12. 前記シールド部材のうち、前記接地部材の周辺は、前記絶縁樹脂によるコーティングをマスクすることを特徴とする請求項１０記載のＸ線ＣＴ装置。
13. 前記カバーの、前記シールド部材を取り付けた部分以外の内周面に導電性塗料を塗布したことを特徴とする請求項１０記載のＸ線ＣＴ装置。
14. 前記回転部に放射源と放射線検出器を対向して配置し、
    前記放射線検出器の検出信号から画像データを収集するため前記回転部にデータ収集部を設け、
    前記データ収集部で収集した画像データを前記固定部に伝送するデータ伝送部を設けたことを特徴とする請求項１０記載のＸ線ＣＴ装置。

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