JP2010162127A

JP2010162127A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2010162127A
Application number: JP2009006122A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Jinbo; 智彦神保; Tomonao Takamatsu; 伴直高松; Hideo Kitamura; 英夫北村; Tomoyoshi Hosaka; 倫佳穂坂; Hitoshi Hattori; 仁志服部; Harunobu Fukushima; 春信福島; Hideo Iwasaki; 秀夫岩崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2010-07-29
Also published as: US8721177B2; US20100177863A1

Abstract

【課題】Ｘ線管球等から発生する熱がガントリ内部に蓄熱されても、効率よくガントリ内を冷却する。
【解決手段】ガントリ５と、ガントリ５内に備えられた回転体７０と、回転体７０に設けられたＸ線管装置２０と、Ｘ線管装置２０に接続され、且つ、回転体７０内に設けられたた放熱器４０と、放熱器４０に設けられ、Ｘ線管装置２０から発生した熱を吸収する蓄熱材５０と、回転体７０内のＸ線管装置２０に対向して配置されたＸ線検出器２０とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に係り、特にガントリ内部を効率よく冷却する手段を備えたＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線管球等から発生する熱がガントリ内部に蓄熱されると、装置の故障の原因となるので、効率よく放熱をする仕組みを構築することが必要不可欠となっている。

従来のＸ線ＣＴ装置では、ガントリに設けた呼気管内に蓄熱材を配置し、蓄熱材により呼気を冷却する手法を備えた装置が発明されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２４５８７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のＸ線ＣＴ装置では、ガントリの呼気管内に蓄熱材を配置しているために、ガントリ内を効率よく冷却することが困難であるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、効率よくガントリ内を冷却することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のＸ線ＣＴ装置は、ガントリと、前記ガントリ内に備えられた回転体と、前記回転体に設けられたＸ線管装置と、前記Ｘ線管装置に接続され、且つ、前記回転体内に設けられた放熱器と、前記放熱器に設けられ、前記Ｘ線管装置から発生した熱を吸収する蓄熱材と、前記回転体内の前記Ｘ線管装置に対向して配置されたＸ線検出器とを備えたＸ線ＣＴ装置であることを特徴とする。

本発明によれば、Ｘ線管球等から発生する熱を効率よくガントリ外部に排出し、効率よくガントリ内を冷却することができる。

本発明によるＸ線ＣＴ装置のガントリ内の概略図。本発明によるＸ線ＣＴ装置を説明するための図。放熱器の構成図。Ｘ線ＣＴ使用時の、放熱器及びＸ線管装置の温度変化を示した図。蓄熱材を示した図。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

また、以下説明する図面において、符号が一致するものは、同じものを示しており、重複した説明は省略する。

図１に本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、ガントリ５内に回転体７０を備えており、回転体７０内にはＸ線管装置２０が設けられている。

Ｘ線管装置２０は、回転体７０内に設けられた放熱器４０と接続されており、放熱器４０には、Ｘ線管装置２０から発生した熱を吸収する蓄熱材５０が設けられている。

また、回転体７０内のＸ線管装置２０に対向してＸ線検出器３０が設けられており、Ｘ線管装置２０より発生したＸ線をＸ線検出器２０により検出する。

また、ガントリ５は、ガントリカバー１０によって覆われている。

Ｘ線管装置２０は、被検体（図示せず）に対してＸ線を照射するもので、回転体７０に配置され、取り付けられている。

Ｘ線検出器３０は、回転体７０に配置され、Ｘ線管装置２０に対向して設置されており、Ｘ線管装置２０から被検体に照射されたＸ線を検出する。

放熱器４０は、Ｘ線管装置２０の近くの回転体７０に設けられ、Ｘ線管装置２０で発生した熱を排出するために備え付けられている。また、この放熱器４０には、Ｘ線管装置２０から発生した熱を蓄えるための蓄熱材５０が設けられている。なお、放熱器４０を使用していないとき、即ち、回転体７０の静止時には、ファン６０と対向する位置に配置されるように設定される。なお、ファン６０の代わりにラジエターであっても良いし、ファン及びラジエター構成のものであっても良い。

ファン６０は、回転体７０の外側に設けられ、放熱器４０から排出された熱やガントリ５内の熱を、回転体７０とガントリカバー１０から形成された隙間８０内へ循環する役目を担っている。また、ファン６０によって循環された熱は、回転体７０の外側に備え付けられた送風機（図示せず）によってカバー外へ排出される。ファン６０は、通常、Ｘ線管装置２０の両側に２つ備えつけられているが、放熱量の度合いに応じて個数を変更することができる。さらに、送風機と同時、若しくは送風機を用いずに、ラジエター等を設置して冷却効率を上げることも可能である。なお、ガントリカバー１０の外周に孔を設けて、冷却効率を上げてもよい。

回転体７０は、ドーナツ形状を有しており、その中心に回転軸を有する。上記したＸ線管装置２０、Ｘ線検出器３０、放熱器４０等は、回転体７０中に備えられており、Ｘ線管装置２０からのＸ線が照射される被検体の様々な断面の情報を得るために被検体の周りを回転する。

次に、本実施形態の動作原理について説明する。

被検体の情報を得るために、Ｘ線管装置２０からＸ線を照射するときは、回転体７０を回転させながら行われる。そして、Ｘ線管装置２０からＸ線を被検体に照射し、Ｘ線管装置２０に対向して配置されているＸ線検出器３０を用いて被検体に照射され、透過したＸ線を検出する。

図２に、被検体の検査のために、回転体７０を回転させたときの４つの状態の様子を示す。なお、放熱器４０中の蓄熱材５０は、煩雑を避けるため、省略してある。

Ｘ線照射時に、Ｘ線管装置２０で発生した熱は放熱器４０によってガントリ５内に排出される。このとき、放熱器４０によって排出された熱は回転体７０の回転に伴って、ガントリ５内で散乱し、ガントリ５内の温度上昇をもたらしてしまう。

従って、ガントリ５内の温度上昇を防止するために、放熱器４０内に蓄熱材５０を設け、Ｘ線管装置２０で発生した熱を吸収するように構成されている。これは，Ｘ線管装置２０で生じた熱が、回転体７０とガントリカバー１０から形成された隙間８０内へ循環するのを防ぐためである．
図３は、放熱器４０の詳細な構成を示す図である。

本実施形態の放熱器４０は、Ｘ線管装置２０とパイプ９０を介して接続されており、熱を吸収する蓄熱材５０と、Ｘ線管装置２０で発生した熱を吸収すると共に放熱板１１０によりＸ線管装置２０を冷却する熱交換部１００と、冷却効果を高める放熱板１１０とからなる。

上記の構成により、Ｘ線管装置２０のＸ線管球から発生した熱は、パイプ９０を通して熱交換部１００へ供給され、放熱器４０内の蓄熱材５０に蓄熱される。

熱交換部１００には、例えば、Ｘ線管装置２０から接続されたパイプ９０が折り曲げられて収納されており、パイプ９０はＸ線管装置２０からの熱を放熱し、放熱板１１０でＸ線管装置２０を冷却するよう熱交換部１００で循環している。また、放熱板１１０にはファン（図示せず）を備え付けて、図３に示す矢印の方向に風を循環させてもよい。なお、蓄熱材５０は着脱可能であり、Ｘ線ＣＴ装置の利用状況に応じて逐次取り替えることが可能である。例えば、長時間Ｘ線ＣＴ装置を利用した際は、蓄熱材５０による熱の吸収が飽和してしまう可能性が生じるような場合である。

また、回転体７０が静止しているときは、Ｘ線ＣＴ装置は図１の状態に設定されているので、放熱器４０の蓄熱材５０に蓄積された熱をファン６０によって回転体７０とガントリカバー１０から形成された隙間８０へ循環させる。循環した熱は、上記したような工程によってガントリ５内が冷却される。

上記のようにして、回転体７０内の温度上昇を防止することが可能となり、効率よくガントリ５内を冷却することができる。

図４は、Ｘ線ＣＴ装置使用時の、放熱器４０及びＸ線管装置２０の温度変化を示す。横軸は時間（ｓ）、縦軸は温度（℃）を示している。図４に示すように、Ｘ線管装置２０からＸ線照射が行われているときは、Ｘ線管球からの熱が発生することにより温度は上昇する。また、このとき、回転体７０の回転によりＸ線管球から発生した熱が散乱され放熱器４０の温度上昇をもたらす。

一般的に回転体７０内の温度が３７℃付近に到達する（図４のＴａ付近）と、Ｘ線ＣＴ装置において、撮影したＸ線画像にノイズ等が加わり鮮明なＸ線画像を撮ることが難しくなる。

そこで、Ｘ線照射時にＸ線管装置２０で発生した熱を放熱器４０に設けられた蓄熱材５０によって吸収し、Ｘ線管装置２０で発生した熱を隙間８０に排出されるのを減らすことでガントリ５内温度上昇を抑制することができる。即ち、放熱器４０内の蓄熱材５０としては、回転体７０内部の温度等をもとに、蓄熱材５０の融点、融解点を考慮し適切な材料を選択する。図５には、蓄熱材５０の種類とそれらの融点及び融解熱を示す。

例えば、１３０ｋＶ、３５０ｍＡの出力でＸ線照射を２秒間行ったとすると、９１ｋＪの熱量が発生する。この結果は以下の式（１）により導くことができる。

Ｅ＝Ｖ・∫Ｉ・ｄｔ…（式１）
Ｅはジュール熱（Ｊ）、Ｉは電流（Ａ）、Ｖは電位差（Ｖ）を表している。

このとき、回転体７０内の温度が５０℃に到達したとし、融点が４８℃であるチオ硫酸ナトリウム水和物を用いた場合、チオ硫酸ナトリウムの融解熱は１９７ｋＪ／ｋｇである。よって、Ｘ線照射によって、Ｘ線管球で発生した全熱量を吸収するには約４６０ｇのチオ硫酸ナトリウム水和物を必要とする。

上記のようにして、Ｘ線ＣＴ装置内の温度変化に従って、適切な蓄熱材を選択する必要がある。

本実施形態によれば、Ｘ線管球等から発生する熱がガントリ５内部に蓄熱されても、効率よくガントリ５内を冷却することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜設計変更することができる。

５ … ガントリ
１０ … ガントリカバー
２０ … Ｘ線管装置
３０ … Ｘ線検出器
４０ … 放熱器
５０ … 蓄熱材
６０ … ファン
７０ … 回転体
８０ … 隙間
９０ … パイプ
１００ … 熱交換部
１１０ … 放熱板

Claims

ガントリと、
前記ガントリ内に備えられた回転体と、
前記回転体に設けられたＸ線管装置と、
前記Ｘ線管装置に接続され、且つ、前記回転体内に設けられた放熱器と、
前記放熱器に設けられ、前記Ｘ線管装置から発生した熱を吸収する蓄熱材と、
前記回転体内の前記Ｘ線管装置に対向して配置されたＸ線検出器と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記ガントリ内であって、且つ、前記回転体の外側にファン及びラジエターの少なくとも何れか一つが設けられ、更に、静止時に前記放熱器に対向して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。
ガントリと、
前記ガントリ内に備えられた回転体と
前記回転体に設けられたＸ線管装置と、
前記Ｘ線管装置に接続され、且つ、前記回転体内に設けられた放熱器と、
前記放熱器に設けられ、且つ、前記回転体の回転と共に前記Ｘ線管装置からＸ線が出射されているときに、前記Ｘ線管装置から発生した熱を吸収する蓄熱材と、
前記回転体内の前記Ｘ線管装置に対向して配置されたＸ線検出器と、
前記回転体の外側であり、且つ、前記回転体の静止時に前記放熱器に対向する位置に配置されるファン及びラジエターの少なくとも何れか一つを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記回転体が静止しているときには、前記蓄熱材が前記ファン及び前記ラジエターの少なくとも何れか一つによって冷却されることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記蓄熱材が前記放熱器から着脱可能であることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。