JP2016123574A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に精度よく回転バランスを調整すること。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、回転機構と、ガイドレールと、を備える。回転機構は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管と対向する位置で前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器とを保持して回転する。ガイドレールは、前記回転機構の回転方向に沿った少なくとも一部の領域に設けられ、前記回転方向に沿って複数のウエイトを移動可能に保持する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ装置では、架台装置の振動測定結果を基に、回転部の数か所に設けられているウエイト搭載場所のウエイト量を調整している。また、回転速度の高速化及びＸ線検出器の高性能化に伴い、高精細な画像を得るためにも精密な回転バランスの調整が求められている。ここで、回転バランスが調整されている状態とは、回転部の重心と回転部の回転中心とにズレが生じていない場合を示す。言い換えると、回転部の重心と回転部の回転中心とにズレが生じている場合、回転部はアンバランスであり回転バランスの調整が求められる状態である。

特開２００４−６５４７７号公報

本発明が解決しようとする課題は、簡便に精度よく回転バランスを調整することができるＸ線ＣＴ装置を提供することである。

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、回転機構と、ガイドレールと、を備える。回転機構は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管と対向する位置で前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器とを保持して回転する。ガイドレールは、前記回転機構の回転方向に沿った少なくとも一部の領域に設けられ、前記回転方向に沿って複数のウエイトを移動可能に保持する。

図１Ａは、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す正面図（１）である。 図１Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す側面図（１）である。 図２Ａは、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す正面図（２）である。 図２Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す側面図（２）である。 図３Ａは、第１の実施形態に係る固定部の構成を示す図（１）である。 図３Ｂは、第１の実施形態に係る固定部の構成を示す図（２）である。 図４は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す機能ブロック図である。 図５は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図６は、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る変形例を説明するための図（１）である。 図８は、第１の実施形態に係る変形例を説明するための図（２）である。 図９は、第１の実施形態に係る変形例を説明するための図（３）である。 図１０Ａは、第１の実施形態の変形例に係る固定部の構成を示す図（１）である。 図１０Ｂは、第１の実施形態の変形例に係る固定部の構成を示す図（２）である。

以下、添付図面を参照して、Ｘ線ＣＴ（ＣＴ：Computed Tomography）装置の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１Ａは、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す正面図（１）であり、図１Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す側面図（１）である。第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを備えるが、図１Ａ及び図１Ｂでは、架台装置１０のみを図示している。なお、寝台装置２０及びコンソール装置３０については、図４を用いて詳述する。また、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系を定義する。すなわち、Ｘ軸は水平方向を示し、Ｙ軸は鉛直方向を示し、Ｚ軸は架台装置１０の前後方向を示す。直交座標系において、矢印で示す方向を正方向とする。

第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の検出データから投影データを収集する。この架台装置１０は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、回転フレーム１５と支持部６０とを有する。支持部６０は、回転フレーム１５を支持する。回転フレーム１５は、Ｘ線管球１２ａと、Ｘ線管球１２ａと対向する位置でＸ線管球１２ａから照射されたＸ線を検出するＸ線検出器１３とを保持して回転する。寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる。コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された投影データからＣＴ画像データを再構成する。

このようなＸ線ＣＴ装置では、精密に短時間に回転バランスを調整するために、架台装置１０にバランス調整機構が設けられる。以下では、バランス調整機構について説明する。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、回転フレーム１５には、ガイドレール４０ａ及びガイドレール４０ｂが形成される。なお、以下では、ガイドレール４０ａ及びガイドレール４０ｂを区別しない場合には、ガイドレール４０と表記する。

ガイドレール４０は、回転フレーム１５の回転方向に沿った少なくとも一部の領域に設けられ、回転フレーム１５の回転方向に沿って複数のウエイト４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄを移動可能に保持する。このガイドレール４０は、強度を確保し、かつ、経年変化に耐えうる素材であればよく、例えば、樹脂やプラスチック、金属等で形成される。

また、図１Ａに示すように、ガイドレール４０は、回転フレーム１５の回転方向の全周囲に渡って設けられる。なお、図１Ａに示す例では、ガイドレール４０ａのみを図示しているが、ガイドレール４０ｂもガイドレール４０ａと同様に、回転フレーム１５の回転方向の全周囲に渡って設けられる。また、図１Ｂに示すように、ガイドレール４０は、回転フレーム１５の回転フレーム１５の回転軸の方向の異なる位置に複数設けられる。ここで、回転フレーム１５の回転軸の方向とは、架台装置１０の前後方向であり、直交座標系のＺ軸方向である。なお、以下では、各ウエイト４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄを区別しない場合には、ウエイト４１と表記する。

ウエイト４１は、例えば、球状に形成される。このウエイト４１は、回転フレーム１５が回転することで生じる遠心力によってガイドレール４０に沿って移動可能である。なお、ウエイト４１は、ガイドレールを自由に動くことが可能であれば、形状は球状に制約されるものではない。また、ガイドレール４０とウエイト４１との摩擦が小さければ、バランス調整機構の調整精度が向上する。このため、ガイドレール４０とウエイト４１との摩擦が小さくなるように、ガイドレール４０又はウエイト４１の材質が選択されることが好ましい。また、ウエイト４１の幅と、ガイドレール４０においてウエイト４１が移動する溝の幅とが略同一である場合に、バランス調整精度が向上する。このため、ウエイト４１の幅と、ガイドレール４０においてウエイト４１が移動する溝の幅とが略同一であることが望ましい。

このように回転フレーム１５の円周方向には、自由に移動可能な２つ以上のウエイト４１と、ウエイト４１が移動するためのガイドレール４０とから構成されるバランス調整機構が設けられる。そして、この回転フレーム１５を回転させると、静止していたウエイト４１がガイドレール４０との摩擦力により次第に回転フレーム１５と共に回転するようになる。回転フレーム１５がアンバランスで偏心しながら回転している場合、ウエイト４１は遠心力により偏心が小さくなる位置に移動する。偏心量が十分に小さくなるとウエイト４１の移動が止まり、回転フレーム１５の回転バランスが調整された状態になる。なお、回転フレーム１５がアンバランスで偏心しながら回転している場合とは、回転フレーム１５の重心と回転フレーム１５の回転中心とにズレが生じている状態を示す。また、偏心量とは、偏心の度合いを示し、例えば、回転フレーム１５の回転中心と回転フレーム１５の重心との距離によって表される。

ところで、Ｘ線ＣＴ装置では支持部６０の剛性が高いため、回転フレーム１５の重心のずれ量に対して偏心量が小さい。また、回転バランスの調整は、重心のずれ量に対する偏心量が大きい程、ウエイト４１がガイドレール４０に沿って移動しやすくなるので、精度よく行える。このため、第１の実施形態では、バランス調整処理の実行時のみ回転フレーム１５が偏心し易くする機構を更に設ける。図２Ａは、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す正面図（２）であり、図２Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す側面図（２）である。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、支持部６０は、伸縮性を有する連結部材７０ａ及び７０ｂを有し、回転フレーム１５を支持する。連結部材７０ａ及び７０ｂは、例えばバネやエアークッション或いはダンパー（ショックアブソーバー）等の弾性部材である。支持部６０は、連結部材７０ａ及び７０ｂの伸縮が制限された第１の状態で連結部材７０ａ及び７０ｂとともに回転フレーム１５を支持可能であり、かつ、連結部材７０ａ及び７０ｂが自然長に対して伸縮可能な第２の状態で連結部材７０ａ及び７０ｂを介して回転フレーム１５を支持可能である。

例えば、支持部６０と回転フレーム１５とが、図１Ａ及び図１Ｂに示したようにボルトなどで結合され、支持部６０が連結部材７０ａ及び７０ｂとともに回転フレーム１５を支持する場合、連結部材７０ａ及び７０ｂは、伸縮が制限された第１の状態である。言い換えると、支持部６０が回転フレーム１５を直接的に支持する場合、連結部材７０ａ及び７０ｂは、伸縮が制限された第１の状態である。また、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すように支持部６０と回転フレーム１５とからボルトが外され、支持部６０が連結部材７０ａ及び７０ｂを介して回転フレーム１５を間接的に支持する場合、連結部材７０ａ及び７０ｂは、自然長に対して伸縮可能な第２の状態である。連結部材７０ａ及び７０ｂが自然長に対して伸縮可能な第２の状態では、回転フレーム１５は、偏心しやすくなる。このようなことから、第１の実施形態に係るバランス調整処理の実行時には、回転フレーム１５が偏心しやすくなるように支持部６０と回転フレーム１５とからボルトが外される。また、これにより、ウエイト４１は遠心力により偏心が小さくなる位置に移動しやすくなる。

また、複数のウエイト４１が回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置まで移動した後に、回転フレーム１５の回転を停止すると、重力によりウエイト４１が下方に移動してしまう。このため、ガイドレール４０は、回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置で複数のウエイト４１を固定する固定部５０を有する。図３Ａは、第１の実施形態に係る固定部の構成を示す図（１）であり、図３Ｂは、第１の実施形態に係る固定部の構成を示す図（２）である。なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、例えば、図２Ａで示す位置にあるウエイト４１ａをＸ軸方向から見た場合を示す。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ガイドレール４０は、固定部５０を有する。この固定部５０は、例えば、伸縮性のある部材で形成される。一例をあげると、固定部５０は、ガイドレールの一面をゴムで形成したものである。また、この固定部５０は、遠心力が作用する方向側以外に設けられる。図３Ａ及び図３Ｂでは、固定部５０が、例えば、ガイドレール４０と回転フレーム１５とが接する側に設けられる場合を示す。なお、固定部５０は、Ｚ軸方向において架台装置１０の前方或いは後方に設けられてもよい。

ここで、ガイドレール４０内に空気を注入すると、ゴムである固定部５０が伸びる。かかる場合、ウエイト４１は、図３Ｂに示すように自由に移動可能な状態となる。一方で、ガイドレール４０から空気を抜くと、ゴムである固定部５０が縮む。かかる場合、ウエイト４１は、図３Ａに示すようにゴムとの摩擦により固定された状態となる。このようなことから、複数のウエイト４１が回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置まで移動した場合に、ガイドレール４０から気体を吸引し、固定部５０は、気体がガイドレール４０から吸引されることで収縮し、複数のウエイト４１を固定する。なお、回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置まで複数のウエイト４１が移動したか否かについては、後に詳述する制御部３８によって判定される。

次に、図４を用いて、Ｘ線ＣＴ装置の各部の機能について説明する。図４は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能構成を示す機能ブロック図である。なお、図４に示す例では、ガイドレール４０の図示を省略し、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを図示する。図４に示すように、架台装置１０は、Ｘ線照射制御部１１と、Ｘ線発生装置１２と、Ｘ線検出器１３と、収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６と、気体量制御部１７とを有する。

回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐの周囲で回転可能に支持する。回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向支持し、後述する架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。

Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置である。Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線管球１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。Ｘ線検出器１３は、Ｘ線発生装置１２から曝射され被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出器１３は、２次元状に配列されたＸ線検出素子により、Ｘ線管球１２ａから曝射されて被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。

Ｘ線照射制御部１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管球１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管球１２ａは、Ｘ線照射制御部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管球１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。また、Ｘ線照射制御部１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。Ｘ線照射制御部１１の制御により、Ｘ線管球１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。

架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２とＸ線検出器１３とを旋回させる。

収集部１４は、ＤＡＳ（Data Acquisition System）であり、Ｘ線検出器１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。

気体量制御部１７は、ガイドレール４０内の気体量を制御する。例えば、気体量制御部１７は、後述する制御部３８の指示にしたがって、ガイドレール４０への空気の流入と吸引とを制御する。具体的には、気体量制御部１７は、バランス調整時に回転フレーム１５の回転を開始させる場合、空気をガイドレール４０に流入させる流入指示を制御部３８から受付ける。この流入指示を受付けると、気体量制御部１７は、空気をガイドレール４０に流入させる。これにより、固定部５０が伸びるので、ウエイト４１は、ガイドレール４０に沿って自由に移動可能となる。また、気体量制御部１７は、複数のウエイト４１が回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置まで移動した場合、空気をガイドレール４０から吸引する吸引指示を制御部３８から受付ける。この吸引指示を受付けると、気体量制御部１７は、空気をガイドレール４０から吸引する。これにより、固定部５０は、気体量制御部１７によって気体がガイドレール４０から吸引されることで収縮し、複数のウエイト４１を固定する。なお、気体は、空気に限定されるものではなく、安全性が確保されるものであれば、窒素ガス、炭酸ガス及びヘリウムガス等でもよい。

寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。寝台駆動装置２１は、後述するスキャン制御部３３の制御のもと、天板２２をＸ軸方向又はＹ軸方向へ移動可能である。

コンソール装置３０は、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、投影データ記憶部３５と、画像再構成部３６と、画像記憶部３７と、制御部３８とを有する。

入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、ボタン、ペダル（フットスイッチ）等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、制御部３８に転送する。

表示装置３２は、操作者が参照するモニタであり、制御部３８による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データを操作者に表示したり、入力装置３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、操作者は、検査情報登録用のＧＵＩに、天板２２に載置された被検体Ｐの撮影時における体位等の検査情報を、入力装置３１を用いて入力する。

スキャン制御部３３は、後述する制御部３８の制御のもと、Ｘ線照射制御部１１、架台駆動部１６、収集部１４、及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台装置１０における投影データの収集処理を制御する。また、スキャン制御部３３は、制御部３８から送られた流入指示及び吸引指示を気体量制御部１７に送る。

前処理部３４は、収集部１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。

投影データ記憶部３５は、前処理部３４により生成された補正済みの投影データを記憶する。また、投影データ記憶部３５は、収集部１４により収集された投影データも記憶する。

画像再構成部３６は、投影データ記憶部３５が記憶する投影データを用いて各種画像データを生成する処理部である。画像記憶部３７は、画像再構成部３６が生成した各種画像データを記憶する。

制御部３８は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０で行なわれるスキャンを制御する。また、制御部３８は、前処理部３４や、画像再構成部３６を制御することで、コンソール装置３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、制御部３８は、画像記憶部３７が記憶する各種画像データを、表示装置３２に表示するように制御する。

また、制御部３８は、回転フレーム１５の回転を開始させた場合、気体量制御部１７に流入指示を送る。これにより、固定部５０が伸びるので、ウエイト４１は、回転フレーム１５が回転することで生じる遠心力によってガイドレール４０に沿って移動可能となる。

また、制御部３８は、偏心量が最小となる位置に複数のウエイト４１が到達したか否かを判定する。例えば、制御部３８は、回転フレーム１５の回転開始後、経過した時間を計測する。そして、制御部３８は、所定の時間が経過した場合に、偏心量が最小となる位置に複数のウエイト４１が到達したと判定する。かかる場合、制御部３８は、気体量制御部１７に吸引指示を送る。これにより、固定部５０が縮むので、複数のウエイト４１が固定部５０によって固定される。なお、制御部３８のことを判定部とも言う。

次に、図５を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例について説明する。図５は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。

図５に例示するように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の制御部３８は、バランス調整処理の実行を受付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、制御部３８は、バランス調整処理の実行を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ１０１、Ｎｏ）、引き続きバランス調整処理の実行を受付けたか否かを判定する。

一方、制御部３８は、バランス調整処理の実行を受付けたと判定した場合（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）、ボルトの除去を指示する情報を出力する（ステップＳ１０２）。これにより、操作者によって、回転フレーム１５と支持部６０とを結合するボルトが除去される。そして、制御部３８は、ボルトが除去された旨の指示を受付けたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ここで、制御部３８は、ボルトが除去された旨の指示を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、引き続きボルトが除去された旨の指示を受付けたか否かを判定する。一方、制御部３８は、ボルトが除去された旨の指示を受付けたと判定した場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、回転フレーム１５の回転を開始させる（ステップＳ１０４）。

続いて、制御部３８は、気体量制御部１７に指示して、ガイドレール４０に空気を注入させる（ステップＳ１０５）。続いて、制御部３８は、回転フレーム１５の回転を開始させてから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。なお、この所定時間は、複数のウエイト４１が回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置まで移動するのに要する時間より長めに設定される。この所定時間は、例えば、操作者の経験に基づき事前に設定される。ここで、制御部３８は、回転フレーム１５の回転を開始させてから所定時間が経過したと判定しなかった場合（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、引き続き所定時間が経過したか否かを判定する。

一方、制御部３８は、回転フレーム１５の回転を開始させてから所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、気体量制御部１７に指示して、ガイドレール４０から空気を吸引させる（ステップＳ１０７）。

続いて、制御部３８は、回転フレーム１５の回転を停止させる（ステップＳ１０８）。そして、制御部３８は、ボルトでの固定を指示する情報を出力する（ステップＳ１０９）。

続いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置により得られる効果について、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置との比較により説明する。図６は、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置によるバランス調整処理の一例を示す図である。図６では、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置を正面から見た場合を示す。図６に示すように、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置は、ウエイト９２０ａ及びウエイト９２０ｂを回転フレーム９１５内に搭載することでバランスを調整していた。ここで、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置では、ウエイト９２０ａ及びウエイト９２０ｂを搭載する場所が限られていた。このため、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置では、調整精度に限界があった。

一方で、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、ウエイト４１が円周方向に連続的に移動可能なため、回転バランス調整の自由度が高く、精度よく調整ができる。これにより、架台装置１０において回転フレーム１５の振動を抑えることができ、より高精細なＸ線ＣＴ画像を再構成することができる。

また、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置では、メンテナンスや故障対応などの際に、ウエイト９２０ａ及びウエイト９２０ｂを着脱し、再調整していた。この点、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、回転フレーム１５の振動測定やウエイト４１の付け外しが不要である。このため、自動でバランス調整が行えるため、メンテナンス性が向上する。

また、上述した第１の実施形態では、図１Ｂの側面図に示すように、ガイドレール４０を回転フレーム１５の前後２箇所に取り付ける。これにより、回転フレーム１５の前方と後方それぞれの位置での重心のずれ量を修正でき、動的な回転バランス調整を行うことができる。

（第１の実施形態の変形例）
なお、上述した第１の実施形態で説明したバランス調整処理は、上述した処理に限定されるものでなく、種々の異なる形態にて実施されて良い。以下、第１の実施形態に係る変形例について、図７〜図９を用いて説明する。図７〜図９は、第１の実施形態に係る変形例を説明するための図である。

まず、第１の実施形態の変形例について図７を用いて説明する。上述した第１の実施形態では、ガイドレール４０が、回転フレーム１５の回転方向の全周囲に渡って設けられる場合について説明した。ところで、ガイドレール４０は、回転フレーム１５の全周ではなく、部分的に円弧上に設けられてもよい。例えば、図７に示すように、第１の実施形態に係る第１変形例に係る架台装置１０は、回転フレーム１５において、円弧上のガイドレール１４０ａ及びガイドレール１４０ｂが設けられる。言い換えると、ガイドレール１４０ａ及びガイドレール１４０ｂは、回転フレーム１５の回転方向の全周囲の一部に分散して複数設けられる。

ここで、Ｘ線ＣＴ装置では、回転フレーム１５内に取り付けられるユニットの配置が決まっている。例えば、Ｘ線発生装置１２に対してＸ線検出器１３は、Ｘ線発生装置１２に対して対向する位置に配置される。また、Ｘ線発生装置１２の近傍には、冷却ユニットが設けられる場合が多い。このように、回転フレーム１５内の配置が予め決まることから、重心がずれる方向がある程度予測可能である。そこで、第１の実施形態に係る第１変形例では、この重心のずれを補正可能な位置にガイドレール１４０ａ及びガイドレール１４０ｂを配置する。これによりＸ線ＣＴ装置の軽量化や、ウエイト４１の移動範囲を制限することが可能になるため、ウエイト４１が所望の位置に早く到達できる。これにより、バランスを調整するために要する時間を短縮することができる。

また、上述した第１の実施形態では、図１Ｂの側面図に示すように、ガイドレール４０を回転フレーム１５の前後２箇所に取り付ける場合について説明したが実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、第１の実施形態の変形例に係るＸ線ＣＴ装置の架台装置１０では、ガイドレール４０を回転フレーム１５の中央付近の１箇所だけに取り付ける。或いは、図９に示すように、第１の実施形態の変形例に係るＸ線ＣＴ装置の架台装置１０では、ガイドレール４０を回転フレーム１５の中央付近の３箇所に取り付ける。

また、制御部３８は、回転フレーム１５の回転を開始させてから所定時間が経過したと判定した場合に、気体量制御部１７に指示して、ガイドレール４０に空気を注入させて固定部５０でウエイト４１を固定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、回転フレーム１５の振動を測定する測定器を更に備えるようにし、制御部３８は、測定器によって測定される周期的振動がおさまったか否かを判定するようにしてもよい。より具体的には、制御部３８は、測定器によって測定される周期的振動の振幅が所定の閾値以下となった場合に、周期的振動がおさまったと判定する。言い換えると、制御部３８は、測定器によって測定される周期的振動の振幅が所定の閾値以下となった場合に、複数のウエイト４１が回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置まで移動したと判定する。かかる場合、制御部３８は、気体量制御部１７に吸引指示を送ることで、ガイドレール４０から空気を吸引させて固定部５０でウエイト４１を固定する。

また、ガイドレール４０は、ウエイトの出し入れが可能な出入口を有するようにしてもよい。このように、ガイドレール４０にウエイト４１の取付けや取外しのための機構を設けると、ウエイト４１の種類や数量を自由に変えることができる。これにより、バランスの調整範囲を広げることができる。また、複数のウエイト４１の少なくともいずれか一つのウエイト４１の種類が他のウエイト４１の種類と異なるようにしてもよい。

また、ガイドレール４０又はガイドレール１４０は、複数の部材に分解可能に形成されてもよい。また、ガイドレール４０又はガイドレール１４０は、回転フレーム１５の内部に設けられてもよい。かかる場合には、ガイドレール４０又はガイドレール１４０は、支持部６０又は支持部１６０の位置の制約を受けずに、自由な位置に取り付け可能となる。

また、Ｘ線ＣＴ装置は、固定部５０を有さずに構成されてもよい。かかる場合、回転フレーム１５を所定時間予め回転させてから、Ｘ線ＣＴ画像を撮像する。そして、画像再構成部３６は、複数のウエイト４１が回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置まで移動した状態でＸ線検出器１３により検出された信号を用いて、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する。

なお、支持部６０と回転フレーム１５とが、例えば、ボルトなどで結合されることで連結部材７０ａ及び７０ｂが収縮した状態となり、ボルトが外されることで、連結部材７０ａ及び７０ｂが伸張した状態となる。ここで、支持部６０と回転フレーム１５との結合は、操作者の手作業によるものに限定されず、Ｘ線ＣＴ装置により自動化されてもよい。

また、上述した実施形態では、バランス調整時に空気量制御部１７が空気をガイドレール４０に流入させることでウエイト４１を自由に移動させ、ウエイトの固定時に空気量制御部１７が空気をガイドレール４０から吸引することでウエイト４１を固定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、固定部５０が自然状態でもウエイト４１と接しない場合、空気量制御部１７は、バランス調整時に空気をガイドレール４０に流入させなくてもよい。なお、かかる場合、空気量制御部１７は、ウエイトの固定時に空気をガイドレール４０から吸引することでウエイト４１を固定する。或いは、固定部５０が自然状態でウエイト４１と接してウエイト４０を固定可能な場合、空気量制御部１７は、バランス調整時に空気をガイドレール４０に流入させることでウエイト４１を自由に移動させる。そして、空気量制御部１７は、固定時に、ガイドレール４０から空気を抜くだけで良く、空気をガイドレール４０から吸引しなくてもよい。

また、上述した実施形態では、固定部５０は、例えばゴムのように伸縮性のある部材で形成されるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、固定部５０は、ガイドレール４０内の気体量が増加又は減少されることで状態変化する部材で形成され、ガイドレール４０内の気体量が増加又は減少されることによってウエイト４１を固定したり自由に移動させたりすることを制御可能であれば、伸縮性のない布等の繊維やビニール等の樹脂で形成されてもよい。かかる場合、気体量制御部１７は、偏心量が最小となる位置に複数のウエイトが到達したと制御部３８によって判定された場合に、ガイドレール内の気体量を減少させる。これにより、固定部５０は、気体量制御部１７によってガイドレール内の気体量が減少されることで状態変化し、複数のウエイト４１を固定する。

また、固定部５０は、気体量制御部１７によってガイドレール４０内の気体量の増減が制御されること以外の方法で複数のウエイト４１を固定するように構成されてもよい。図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて、第１の実施形態の変形例に係る固定部１５０について説明する。図１０Ａは、第１の実施形態の変形例に係る固定部１５０の構成を示す図（１）であり、図１０Ｂは、第１の実施形態の変形例に係る固定部１５０の構成を示す図（２）である。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂでは、例えば、図２Ａで示す位置にあるウエイト４１ａをＸ軸方向から見た場合を示す。また、図１０Ａでは、バランス調整時における固定部１５０を示し、図１０Ｂでは、ウエイト４１の固定時における固定部１５０を示す。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第１の実施形態の変形例に係るガイドレール２４０は、ウエイト４１を包囲するように形成される。また、図１０Ａに示すように、バランス調整時のガイドレール２４０には、矩形状の固定部１５０が４つ埋設されている。図１０Ａに示す状態では、ウエイト４１は、回転フレーム１５が回転することで生じる遠心力によってガイドレール２４０に沿って移動可能である。なお、固定部１５０の形状は、矩形に限定されるものではなく、例えば、凸状であってもよい。

そして、偏心量が最小となる位置に複数のウエイト４１が到達した場合、固定部１５０は、ガイドレール２４０内から突出して、ガイドレール２４０においてウエイト４１の移動面上に出現する。この固定部１５０は、図１０Ｂに示すように、ガイドレール２４０とウエイト４１との間の空間に出現することで、ウエイト４１をガイドレール２４０上で固定する。なお、固定部１５０の数は、ウエイト４１を固定可能であれば任意に変更可能である。また、バランス調整時にウエイト４１を自由に移動させることが可能であり、かつ、ウエイトの固定時にウエイト４１を固定可能であれば、固定部１５０が設置される場所は任意に変更可能である。

また、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す固定部１５０の突出は、ガイドレール２４０内に設けられた固定部制御部１７ａによって制御される。この固定部制御部１７ａは、ガイドレール２４０に設置された固定部１５０の、ガイドレール２４０内への格納及びガイドレール２４０からの取り出しを制御する。例えば、固定部制御部１７ａは、バランス調整時に回転フレーム１５の回転を開始させる場合、制御部３８から指示を受付けることで、ガイドレール２４０に固定部１５０を埋設させる。これにより、ガイドレール２４０とウエイト４１との間に空間が生じるので、ウエイト４１は、ガイドレール２４０に沿って自由に移動可能となる。そして、固定部制御部１７ａは、複数のウエイト４１が回転フレーム１５の偏心量が最小となる位置まで移動した場合、制御部３８から指示を受付けることで、固定部１５０をガイドレール２４０とウエイト４１との間の空間に出現させる。これにより、固定部１５０は、複数のウエイト４１を固定する。

なお、上記の実施形態の説明において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、簡便に精度よく回転バランスを調整することができる。

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は意図していない。これら実施形態は、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同様に、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ものである。

１５ 回転フレーム
４０ ガイドレール

Claims (13)

1. Ｘ線管と、前記Ｘ線管と対向する位置で前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器とを保持して回転する回転機構と、
   前記回転機構の回転方向に沿った少なくとも一部の領域に設けられ、前記回転方向に沿って複数のウエイトを移動可能に保持するガイドレールと、
   を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
2. 伸縮性を有する連結部材を有し、前記連結部材の伸縮が制限された第１の状態で前記連結部材とともに前記回転機構を固定して支持可能であり、かつ、前記連結部材が自然長に対して伸縮可能な第２の状態で前記連結部材を介して前記回転機構を固定せずに支持可能な支持部を更に備える、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記ガイドレールは、前記回転機構の偏心量が最小となる位置で前記複数のウエイトを固定する固定部を有する、請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記回転機構の回転後、所定の時間が経過した場合に、前記偏心量が最小となる位置に前記複数のウエイトが到達したと判定する判定部を更備え、
   前記固定部は、前記偏心量が最小となる位置に前記複数のウエイトが到達したと前記判定部によって判定された場合に、前記複数のウエイトを固定する、請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記回転機構の回転後、前記回転機構の周期的振動を検出する検出器によって検出された周期的振動の振幅が、所定の範囲内である場合に、前記偏心量が最小となる位置に前記複数のウエイトが到達したと判定する判定部を更備え、
   前記固定部は、前記偏心量が最小となる位置に前記複数のウエイトが到達したと前記判定部によって判定された場合に、前記複数のウエイトを固定する、請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記ガイドレール内の気体量の増減を制御する気体量制御部を更に備え、
   前記気体量制御部は、前記偏心量が最小となる位置に前記複数のウエイトが到達したと前記判定部によって判定された場合に、前記ガイドレール内の気体量を減少させ、
   前記固定部は、前記気体量制御部によって前記ガイドレール内の気体量が減少されることで状態変化し、前記複数のウエイトを固定する、請求項４又は５に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記ガイドレールに設置された前記固定部の、前記ガイドレール内への格納及び前記ガイドレールからの取り出しを制御する固定部制御部を更に備え、
   前記固定部制御部は、前記偏心量が最小となる位置に前記複数のウエイトが到達したと前記判定部によって判定された場合に、前記固定部を前記ガイドレールと前記ウエイトとの間の空間に出現させ、
   前記固定部は、前記固定部制御部によって、前記ガイドレールにおいて前記ウエイトの移動面上に出現することで、前記複数のウエイトを固定する、請求項４又は５に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記ガイドレールは、前記回転機構の回転軸の方向の異なる位置に複数設けられる、請求項１〜７のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記ガイドレールは、前記回転機構の回転方向の全周囲に渡って設けられる、請求項１〜８のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 前記ガイドレールは、前記回転機構の回転方向に沿った領域に複数設けられる、請求項１〜８のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
11. 前記ガイドレールは、ウエイトの出し入れが可能な出入口を有する、請求項１〜１０のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
12. 前記複数のウエイトの少なくともいずれか一つのウエイトの種類が他のウエイトの種類と異なる、請求項１〜１１のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
13. 前記複数のウエイトが前記回転機構の偏心量が最小となる位置まで移動した状態で前記Ｘ線検出器により検出された信号を用いて、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する再構成部を更に備える、請求項１〜１２のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。

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