JP2013013453A

JP2013013453A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2013013453A
Application number: JP2011146609A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Kudo; 英稔工藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-01-24
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: JP5820162B2

Abstract

【課題】保守作業にかかる負担を軽減することができるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】被検体Ｐに対してＸ線を照射するＸ線管２３と、Ｘ線管２３に電力を供給すると共に回転中に外周方向に空気流を発生するスリップリング部２８及びスリップリング部２８に電力を伝達するブラシ４１と、スリップリング部２８を回転可能に保持する回転フレーム２９と、スリップリング部２８とブラシ４１により発生する磨耗粉を集塵する集塵部４４とを備え、回転フレーム２９の回転によりブラシ４１近傍で発生する空気流の流動方向に配置した集塵部４４でその空気流に含まれる磨耗粉を集塵する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、回転部と固定部の電気的結合を行うスリップリングを備えたＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射して撮影を行う架台と、撮影により架台で生成されたＸ線投影データを再構成して画像データを生成する画像処理部とを備えている。そして、架台は被検体が送り込まれる開口部を有し、その開口部の周囲を回転する回転部及びこの回転部を支持する固定部を備えている。

回転部は、被検体にＸ線を照射するＸ線管及び被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器、及びＸ線管に電力を供給するためのスリップリング等の各ユニットを備えている。また、固定部は、Ｘ線管に供給する電力をスリップリングに伝達するブラシを備えている。そして、スリップリング及びブラシは、安全確保やスリップリングとブラシとにより生じる磨耗粉の外部への飛散防止等のためにカバーで覆われている。

特開平７−２３９４１号公報

しかしながら、スリップリングは開口部の外周に配置されるため大口径であり、カバーだけでは気密性を保つのが難しく、磨耗粉が飛散して架台内部の構成部品に付着する。磨耗分は導電性を有するため、電気部品の絶縁材表面に付着すると、絶縁劣化等の悪影響を与える問題がある。このため、磨耗粉を除去し清掃する保守作業が必要となり、作業者に多大な負担をかけている。

実施形態は、上記問題点を解決するためになされたもので、保守作業にかかる負担を軽減することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、このＸ線管に供給する電力を伝送するブラシ及びこのブラシと摺接するスリップリングとを備えたＸ線ＣＴ装置において、前記スリップリングを回転可能に保持する回転フレームと、前記スリップリング近傍に配置され、前記回転フレームの回転により前記スリップリングの外周方向へ空気流を発生させるフィンと、前記ブラシ近傍を通過する前記フィンにより発生した空気流の進行方向に配置され、前記ブラシ及び前記スリップリングにより発生する磨耗粉を集塵する集塵部とを備えたことを特徴とする。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。実施形態に係るスリップリング部の構成を示す図。実施形態に係るフィンの構成を示す図。実施形態に係るカバー及び集塵部の構成を示す図。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示したブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、被検体Ｐが移動可能に載置される寝台部１０と、寝台部１０に載置された被検体ＰにＸ線を照射して撮影を行う架台部２０と、架台部２０におけるＸ線照射等に必要な電力を供給する電源部６０と、架台部２０で撮影により生成されるＸ線投影データに基づいて画像データを生成する画像処理部７０とを備えている。また、寝台部１０に載置された被検体Ｐの移動や、架台部２０で行われる被検体Ｐの撮影に関するＸ線の照射条件等の入力を行なう操作部８０と、寝台部１０、架台部２０、電源部６０、及び画像処理部７０を統括して制御するシステム制御部９０とを備えている。

寝台部１０は、架台部２０の正面側近傍に配置され、被検体Ｐが載置される天板１１と、天板１１を上下方向及び長手方向へ移動する天板駆動機構１２とを備えている。そして、天板駆動機構１２は、被検体Ｐが載置された天板１１を架台部２０の撮影が可能な位置へ移動する。

架台部２０は正面側と背面側の間を貫通する円筒状の開口部２１を有し、寝台部１０の天板１１の長手方向への移動により、開口部２１へ送り込まれた被検体Ｐの周囲を回転する回転部２２と、この回転部２２を支持する固定部４０とを備えている。

回転部２２は、被検体ＰにＸ線を照射するＸ線管２３と、開口部２１を介してＸ線管２３に対向配置され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４で検出された信号に基づいてＸ線投影データを生成するデータ収集部２５と、データ収集部２５で生成されたＸ線投影データを画像処理部７０に伝送するデータ伝送部２６とを備えている。

また、回転部２２は、Ｘ線管２３に高電圧を供給する高電圧発生器２７と、固定部４０から伝達される電力を高電圧発生器２７に供給すると共に回転中に外周方向への空気流を発生するスリップリング部２８と、Ｘ線管２３、Ｘ線検出器２４、データ収集部２５、データ伝送部２６、高電圧発生器２７、及びスリップリング部２８を回転可能に保持する回転フレーム２９とを備えている。

Ｘ線管２３は、高電圧発生器２７の照射駆動によりＸ線を発生する。そして、撮影のときに天板１１上に載置された被検体Ｐの周囲を回転しながらＸ線を照射する。また、Ｘ線検出器２４は、Ｘ線管２３から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を回転しながら検出して電気信号に変換し、変換した信号を増幅してデータ収集部２５に出力する。

データ収集部２５は、アナログ／デジタル変換回路等を有する電子回路基板を備え、Ｘ線検出器２４の外周に配置される。そして、Ｘ線検出器２４から出力される信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を回転フレーム２９の所定の撮影角度回転毎に収集してＸ線投影データを生成する。

データ伝送部２６は、例えば光通信手段により送受信するための送信部及び受信部を有し、送信部が回転フレーム２９に配置され、受信部が固定部４０に配置されている。そして、データ収集部２５からのＸ線投影データを画像処理部７０に出力する。

固定部４０は、回転部２２のスリップリング部２８に摺接して電源部６０からの電力を伝達するブラシ４１と、データ伝送部２６の受信部と、開口部２１の中心を通る仮想の中心線Ｃを回転軸として回転部２２の回転フレーム２９を矢印Ｒ１方向に回転駆動する回転駆動機構４２と、回転部２２のスリップリング部２８及びブラシ４１を覆うカバー４３とを備えている。また、ブラシ４１近傍でスリップリング部２８により発生した空気流の流動方向に配置され、スリップリング部２８とブラシ４１により発生する磨耗粉を集塵する集塵部４４とを備えている。

画像処理部７０は、架台部２０のデータ伝送部２６から出力されたＸ線投影データを保存する記憶部７１と、記憶部７１に保存されたＸ線投影データを再構成して画像データを生成する再構成部７２と、再構成部７２で生成された画像データ等を表示する表示部７３とを備えている。

操作部８０は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウス、ハンドスイッチなどの入力デバイスを備えている。そして、架台部２０における撮影に関するＸ線の照射条件の入力、寝台部１０の天板１１を移動させる入力、撮影開始の入力、撮影終了の入力等を行う。

システム制御部９０は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部８０からの操作により入力される入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいて、寝台部１０における天板１１の移動、架台部２０におけるＸ線の照射及び停止、回転フレーム２９の回転及び停止、画像処理部７０における画像データの生成や表示に関する制御などシステム全体の制御を行う。

次に、図１乃至図３を参照して、架台部２０における回転部２２のスリップリング部２８の構成の一例を説明する。

図２は、スリップリング部２８の構成を示した図であり、図１に示したスリップリング部２８のＡ―Ａ矢視断面図を示している。このスリップリング部２８は、例えば３つの高導電性を有するスリップリング５０，５１，５２と、回転フレーム２９の縁辺に固定され、各スリップリング５０，５１，５２を支持する高絶縁性を有する支持体５３と、各スリップリング５０，５１，５２を電気的に絶縁するスペーサ５４とにより構成される。また、各スリップリング５０，５１，５２近傍に配置され、各スリップリング５０，５１，５２の外周方向に空気流を発生する複数のフィン５５（５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ）により構成される。

各スリップリング５０，５１，５２は、同径の環状形をなしており、互いに高絶縁性を保つために夫々並列に離間して配置されている。そして、内周部が支持体５３により支持されている。また、スペーサ５４は、各スリップリング５０，５１，５２の高絶縁性を保つために設けられ、ブラシ４１と摺接する各スリップリング５０，５１，５２の外周面及び支持体５３に支持された内周部以外の面である両側面に接合されている。

各フィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、同一の形状及び寸法を有する高絶縁性材により形成され、一端部が支持体５３に支持されている。そして、各スリップリング５０，５１，５２の周方向に一定の間隔で配置され、空気流を形成する表面が開口部２１の中心線Ｃに対して平行になるように配置されている。

各フィン５５ａは、一端部と他端部の間の一側面がスリップリング５０の一側面側のスペーサ５４に近接配置されている。また、各フィン５５ｂは、一端部と他端部の間の一側面がスリップリング５０の他側面側のスペーサ５４に近接配置され、他側面がスリップリング５１の一側面側のスペーサ５４に近接配置されている。また、各フィン５５ｃは、一端部と他端部の間の一側面がスリップリング５１の他側面側のスペーサ５４に近接配置され、他側面がスリップリング５２の一側面側のスペーサ５４に近接配置されている。また、各フィン５５ｄは、一端部と他端部の間の一側面がスリップリング５２の他側面側のスペーサ５４に近接配置されている。

そして、回転フレーム２９縁辺の内周側の空気が支持体５３の外周側に流動しやすいように、周方向における互いに隣り合う各フィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ間に回転フレーム２９の縁辺及び支持体５３を貫通する貫通孔５９が設けられている。

このように、各スリップリング５０，５１，５２の高絶縁性を保つために設けられた側面側の空間部分に各フィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを配置することにより、スリップリング部２８の大型化を防ぐことができる。また、各フィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを各スリップリング５０，５１，５２の周方向に一定の間隔で配置することにより、回転フレーム２９の回転中にスリップリング５０，５１，５２外周方向への空気流をブラシ４１近傍で連続して発生させることができる。

図３は、フィン５５ｄの構成を示した図である。そして、図３（ａ）は図２に示したフィン５５ｄのＢ―Ｂ矢視断面図を示し、図３（ｂ）はフィン５５ｄにより発生した空気流の流動方向を示している。このフィン５５ｄは、開口部２１の中心線Ｃに直交し、支持体５３に支持された一端部を通る直線５６に対して、他端部を直線５６からＲ１方向とは反対方向に後退した位置に配置することにより、表面が直線５６に対して角度θ傾斜している。

従って、回転フレーム２９のＲ１方向への回転により、フィン５５ｄ表面では、フィン５５ｄ表面に垂直な直線５７に対して角度θ傾斜した方向への空気流を発生する。即ち、フィン５５ｄは、Ｒ１方向に対して角度２θ傾斜した方向である矢印Ｌ１方向への空気流を発生する。

そして、スリップリング５２の周方向に一定の間隔で配置される全てのフィン５５ｄは、スリップリング５２の外周方向の内のＲ１方向に対して角度２θ傾斜した方向への空気流を発生する。また、各スリップリング５０，５１，５２の周方向に一定の間隔で配置される全てのフィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、各フィン５５ｄと同様にして、各スリップリング５０，５１，５２の外周方向の内のＲ１方向に対して角度２θ傾斜したＬ１方向への空気流を発生する。

次に、図１乃至図４を参照して、固定部４０におけるカバー４３及び集塵部４４の構成の一例を説明する。

図４は、カバー４３及び集塵部４４の構成を示した図である。そして、カバー４３のブラシ４１近傍並びに集塵部４４の一端部及び他端部の切欠き図を示している。このカバー４３は、スリップリング部２８全体を覆う。そして、ブラシ４１近傍を通過するスリップリング部２８の各フィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄにより発生したＬ１方向への空気流が流出する開口部４３１を有する。

集塵部４４は、カバー４３の開口部４３１から流出する空気流を案内するダクト４４１有し、このダクト４４１の一端部が開口部４３１を包囲して配置されている。また、ダクト４４１の他端部に着脱可能に配置され、開口部４３１から流出する空気流に含まれるスリップリング部２８とブラシ４１との間で発生する磨耗粉を集塵するフィルタ４４２を有する。

このように、カバー４３にブラシ４１近傍で発生する空気流が流出する開口部４３１を設け、開口部４３１にダクト４４１の一端部を配置すると共に他端部に着脱可能なフィルタ４４２を配置した集塵部４４を設けることにより、回転フレーム２９の回転中にブラシ４１の摺接部分で発生する磨耗粉を、ブラシ４１近傍で発生する空気流に乗せて開口部４３１から放出させ、放出した磨耗分粉を集塵部４４で集塵することができる。

ここで、角度２θを例えば９０°にすることにより、各フィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、各スリップリング５０，５１，５２外周方向の内のＲ１方向に対して垂直な方向への空気流を発生するため、カバー４３のブラシ４１に最も近い位置に開口部４３１を形成することになる。これにより、ブラシ４１の摺接部分で発生する磨耗粉のより多くを開口部４３１から放出させて、カバー４３内へ滞留する磨耗粉を低減することができる。

以上述べた実施形態によれば、高絶縁性を保つために設けられた各スリップリング５０，５１，５２の側面側の空間部分に各フィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを配置することにより、スリップリング部２８の大型化を防ぐことができる。

また、各フィン５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを各スリップリング５０，５１，５２の周方向に一定の間隔で配置することにより、回転フレーム２９の回転中にスリップリング５０，５１，５２外周方向への空気流をブラシ４１近傍で連続して発生させることができる。

また、ブラシ４１近傍で発生した空気流の流動方向にスリップリング５０，５１，５２とブラシ４１により発生する磨耗粉を集塵する集塵部４４を配置し、カバー４３にブラシ４１近傍で発生した空気流が流出する開口部４３１を設ける。そして、開口部４３１に集塵部４４のダクト４４１の一端部を配置すると共に他端部に着脱可能なフィルタ４４２を配置することにより、回転フレーム２９の回転中にブラシ４１の摺接部分で発生する磨耗粉を、ブラシ４１近傍で発生する空気流に乗せて開口部４３１から放出させ、放出した磨耗粉を集塵部４４で集塵することができる。

これにより、架台部２０内部への磨耗粉の飛散を減少させることができるため、保守作業にかかる負担を軽減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ｐ被検体
２０架台部
２１開口部
２２回転部
２３Ｘ線管
２４Ｘ線検出器
２７高電圧発生器
２８スリップリング部
２９回転フレーム
４０固定部
４１ブラシ
４２回転駆動機構
４３カバー
４４集塵部
５０，５１，５２スリップリング
５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄフィン

Claims

被検体に対してＸ線を照射するＸ線管、並びにこのＸ線管に電力を供給するためのスリップリング及びこのスリップリングに摺接して電力を伝達するブラシを備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記スリップリングを回転可能に保持する回転フレームと、
前記スリップリング近傍に配置され、前記回転フレームの回転により前記スリップリングの外周方向へ空気流を発生するフィンと、
前記ブラシ近傍を通過する前記フィンにより発生した空気流の流動方向に配置され、前記ブラシ及び前記スリップリングにより発生する磨耗粉を集塵する集塵部とを
備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記ブラシ近傍を通過する前記フィンにより発生した空気流の流出する開口部が設けられた前記スリップリングを覆うカバーを有し、
前記集塵部は、一端部が前記開口部を包囲して配置され、他端部に前記開口部から流出する空気流に含まれる前記磨耗粉を集塵するフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記スリップリングは、内周部が絶縁性を有する支持体に支持され、外周面が前記ブラシと摺接し、
前記フィンは、前記スリップリングの外周面と内周部の間の側面側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記フィンは、前記スリップリングの周方向に一定の間隔で配置されていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記フィンは、前記スリップリングの外周面の内の前記回転フレームの回転方向に対して垂直な方向への空気流を発生することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。