JP2017148157A

JP2017148157A - 医用画像診断装置

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Publication number: JP2017148157A
Application number: JP2016031771A
Authority: JP
Inventors: 洋志平山; Hiroshi Hirayama; 本多　豊正; Toyomasa Honda; 豊正本多
Original assignee: Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-23
Also published as: JP6675221B2

Abstract

【課題】架台の内部の空気を効率よく架台の外部に排気することができる医用画像診断装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置は、被検体を挿入するための開口が設けられたカバーを有する架台と、前記カバーにより形成される内部空間に設けられて前記架台に支持され、前記被検体を挿入するための開口の周りを回転する回転体と、前記回転体の回転により前記内部空間に生じた気流を、前記回転体の回転中心から遠ざかるよう導くように、前記カバーの内側面に設けられた突条部と、を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置に関する。

医用画像診断装置の架台の内部に収容された構成部材が発生する熱は、架台の内部に蓄積されて、架台の内部に収容された構成部材に対して悪影響を及ぼしてしまう場合がある。架台の内部で発生した熱を除去する方法としては、冷却器を用いる方法や、架台の内部の空気を外部に排気する方法などが考えられる。

架台の内部の空気を外部に排気する方法としては、たとえば架台カバーにファンを設け、このファンによって架台の内部の空気を架台外部に排気する方法が考えられる。しかし、この方法で排気性能を高めようと試みると、大型のファンを用いたり多数のファンを用いたりしなくてはならず、多大な騒音や振動が発生してしまう。

また、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置などの、架台の内部に回転体が設けられた医用画像診断装置では、架台の内部の空気を外部に排気する他の方法として、回転体にフィンを設ける方法が考えられる。この場合、回転体とともにフィンが回転することにより、フィンにより押された空気によって気流が生み出される。架台カバーに排気口を設けておけば、このフィンによって生まれた気流を利用して、架台内部の空気を排気口から架台外部に排気することができる。

一方で、架台の内部に回転体が設けられた医用画像診断装置は、最近、架台の小型化および回転体の回転速度の高速化を目指した開発が行われている。しかし、回転体とともに回転するフィンによって気流を生じさせるためには、フィンの高さを確保する必要がある。このため、回転体にフィンを設ける方法では、装置の大型化を招いてしまう。また、回転体に設けられたフィンは、回転体の回転を妨げる空気抵抗となってしまい、回転体の回転速度の高速化に悪影響を及ぼしてしまう。

特開２００２−６５６５９号公報

本発明が解決しようとする課題は、架台の内部の空気を効率よく架台の外部に排気することができる医用画像診断装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置は、上述した課題を解決するために、被検体を挿入するための開口が設けられたカバーを有する架台と、前記カバーにより形成される内部空間に設けられて前記架台に支持され、前記被検体を挿入するための開口の周りを回転する回転体と、前記回転体の回転により前記内部空間に生じた気流を、前記回転体の回転中心から遠ざかるよう導くように、前記カバーの内側面に設けられた突条部と、を備えたものである。

本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一構成例を示す正面図。本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一構成例を示す斜視図。回転体の一構成例を示す斜視図。図１のＩＶ−ＩＶ線断面図。本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の気流の様子の一例を示す説明図。（ａ）は前面回転カバーの内側面の斜視図、（ｂ）は内側面を架台の内部空間から見た正面図。（ａ）は突条部の形状の第１例を示す図、（ｂ）は突条部の形状の第２例を示す図、（ｃ）は突条部の形状の第３例を示す図、（ｄ）は突条部の形状の第４例を示す図、（ｅ）は突条部の形状の第５例を示す図。（ａ）はファンの近傍に設けられた整流板の一例を示す説明図、（ｂ）は整流板の他の例を示す説明図。（ａ）は本発明の第２実施形態に係る医用画像診断装置の一例を示す外観図、（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る医用画像診断装置の他の例を示す外観図。

本発明に係る医用画像診断装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置などの架台の内部に回転体を備えたものであり、回転体の回転により生じた気流を回転中心から遠ざかるように導くための突条部が、架台の固定部の内側面に設けられたものである。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の一構成例を示す正面図である。なお、本実施形態では、本発明に係る医用画像診断装置として、Ｘ線ＣＴ装置を用いる場合の一例について示す。

また、図２は、本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の一構成例を示す斜視図である。

Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線ＣＴ画像データを収集するための撮像系を有する架台１１と、架台１１により収集されたＸ線ＣＴ画像データにもとづいてＸ線ＣＴ画像を生成するコンソール１２とを有する。コンソール１２は、ユーザの操作に対応した操作入力信号を出力する入力回路と、各種情報を表示するディスプレイと、架台１１の統括制御や画像処理を行なうプロセッサとを有する。

架台１１は、被検体を挿入するための開口２０が設けられたカバーを有する。より具体的には、図２に示すように、架台１１は、開口２０の前面側を形成する前面回転カバー２１を含む前面カバー２２と、開口２０の背面側を形成する背面回転カバー２３を含み前面カバー２２と離間して対向配置された背面カバー２４と、開口２０の円筒形空洞部を形成するボアカバー２５と、前面カバー２２と背面カバー２４の外周どうしを接続する側面カバー２６と、を有する。なお、以下の説明では、鉛直上向きをｙ方向正の向き、背面から前面に向かう向きをｚ方向正の向きとする場合の例について示す。

前面回転カバー２１の内側面２１ｉには、突条部３１が設けられる。また、側面カバー２６の上部には、カバーの内部空間の空気を外部に排気するためのファン３２が設けられるとよい。ファン３２としては、たとえば電動ファンを用いることができる。なお、図２には、ファン３２が４個設けられる場合の例を示したが、ファン３２の個数は１−３個または５個以上であってもよい。

架台１１は、カバーにより形成された内部空間に、開口２０の周りに回転自在に回転体４０を支持する。また、図１に示すように、前面回転カバー２１は、少なくとも、回転体４０の回転軸に直交する面内において回転体４０の回転軌跡（図１のハッチング参照）を覆うサイズを有する。

突条部３１は、少なくとも、回転体４０の回転軸に直交する面内における回転体の回転軌跡の内周縁４１に対応する内周縁側位置から回転軌跡の外周縁４２に対応する外周縁側位置まで横断するように延設される。

なお、以下の説明では、突条部３１が、内側面２１ｉの内周縁５１から内側面２１ｉの外周縁５２まで横断するように８個設けられる場合の例について示すが、個数は８個に限られず、１−７個または９個以上であってもよい。また、突条部３１の形状は、回転体４０の回転により生じた気流を回転中心から遠ざかるように導く形状であればよい。このため、たとえば突条部３１が複数個設けられる場合は、突条部３１の全てが同一形状または相似形状であってもよいし、複数の突条部３１のなかに異なる形状のものが含まれていてもよい。たとえば、ファン３２に最も近い位置に設けられて気流をほぼ直接にファン３２に届けることができる突条部３１の高さを他の突条部３１の高さよりも高くしてもよい。

突条部３１は、回転体４０の回転によりカバーの内部空間に生じた気流を、回転体４０の回転中心から遠ざかるよう導くように設けられる。図１には、回転体４０の回転方向ｖに沿って内部空間に生じた気流を回転体４０の回転中心から遠ざかるよう導くように、突条部３１の外周縁５２における位置よりも突条部３１の内周縁５１における位置が回転方向ｖの手前側に位置するように内側面２１ｉに設けられる場合の例について示した。

図３は、回転体４０の一構成例を示す斜視図である。回転体４０は、底面４３と、側壁面４４とを有する。なお、図３において、内側面２１ｉの突条部３１は図示を省略してある。

回転体４０の底面４３は、回転軸に直交し、開口２０に対応する開口が中心に設けられる。側壁面４４は、底面４３の外周縁に沿って立設される。側壁面４４は、たとえばＸ線源、Ｘ線検出器およびＤＡＳ（Data Acquisition System）などのＸ線ＣＴ装置１０の撮像系を含む内部機器４５を一体として保持する。

図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図４に示すように、ボアカバー２５は、防水性および通気性を有する部材２５ａと、防水性を有しＸ線透過性の高い部材２５ｂと、により形成される。

ボアカバー２５は、造影剤や血液、内部機器４５から漏れたオイルなどを遮断するよう、マイラー（登録商標）などの防水性を有する部材を用いて形成することが好ましい。本実施形態に係るボアカバー２５は、さらに、少なくとも一部が、ゴアテックス（登録商標）などの防水性および通気性を有する部材２５ａにより形成される。この部材２５ａは、Ｘ線源から照射されるＸ線に影響のない位置に設けられることが好ましい。カバーの内部空間は、ファン３２による強制排気によって外気に対して負圧となるため、部材２５ａにファンを設けずとも、開口２０の空気は通気性を有する部材２５ａを介して内部空間へと吸気される。図４に示すように、部材２５ａから吸気された空気は、回転体４０の側壁面４４に設けられた内部機器４５で発生した熱などを伴って突条部３１によって回転中心から遠ざかるように導かれ、架台１１のカバー上部に設けられたファン３２から外部へ排気される。

図５は、本発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の気流の様子の一例を示す説明図である。

図５に示すように、ボアカバー２５から吸気された空気は、回転体４０の回転により生じた気流に乗って、回転体４０の回転により生じた気流に乗って、回転体４０の側壁面４４に設けられた内部機器４５で発生した熱などを伴って突条部３１に沿って回転中心から遠ざかるように導かれる。突条部３１に沿って回転体４０の側壁面４４と側面カバー２６との間隙に導かれた空気は、回転体４０の側壁面４４の回転により生じた気流に乗って、回転体４０の回転方向ｖと同一の方向に動く。そして、ファン３２は、この回転体４０の側壁面４４と側面カバー２６との間隙で流動する空気を外部に排気する。

このため、回転体４０の内部を含むカバーの内部空間に熱が滞留することがなく、効率よく熱を外部に排出することができる。
次に、突条部３１の形状について説明する。

図６（ａ）は前面回転カバー２１の内側面２１ｉの斜視図であり、（ｂ）は内側面２１ｉを架台１１の内部空間から見た正面図である。

図６（ａ）および（ｂ）に示したように、以下の説明では、回転方向ｖをｚ軸に対する右ねじの逆方向とする。また、前面回転カバー２１をｘｙ面内に投影した場合における径方向をｒ方向、径方向ｒおよび回転方向ｖに直交し内側面２１ｉから内部空間側へ突出する向きを高さ方向ｈの正の向きと定義する。また、外周縁５２から内周縁５１に向かう向きをｒ方向正の向きと定義する。

図７（ａ）―（ｅ）は、突条部３１の形状例を説明するための図である。なお、図７（ａ）―（ｅ）は、ｖ軸、ｒ軸およびｈ軸を直交３軸にとる場合の図である。

上述した通り、突条部３１は、回転体４０の回転によりカバーの内部空間に生じた気流を、回転体４０の回転中心から遠ざかるよう導くように設けられればよく、たとえば内側面２１ｉの内周縁５１から内側面２１ｉの外周縁５２まで横断するように設けられる。

図７（ａ）は、突条部３１の形状の第１例を示す図である。この第１例は、図１、図２、図５、図６（ｂ）に示した例と同様に、突条部３１が、外周縁５２における位置よりも内周縁５１における位置が回転方向ｖの手前側に位置するとともに、突条部３１と内側面２１ｉの交線が曲線となる形状を有する場合の例である。このように、突条部３１の外周縁５２における位置よりも突条部３１の内周縁５１における位置が回転方向ｖの手前側に位置することにより、内側面２１ｉの近傍の回転方向ｖに沿った気流は、突条部３１によって効率よく回転中心から遠ざかるように、外周縁５２へと導かれる。

また、突条部３１は、図７（ｂ）および（ｃ）に示した第２例および第３例のように、径方向ｒに沿って設けられてもよい。このとき、突条部３１のｖｈ断面の内側面２１ｉの設置面を除く外周形状は、図７（ｂ）に示すように曲線であってもよいし、図７（ｃ）に示すように矩形であってもよいし、他の形状であってもよい。

また、図７（ｄ）に示した第４例のように、突条部３１の気流に対向する側の側面と内側面２１ｉとがなす角を９０度未満とすることで、気流を受け止める効率をより向上させることができる。また、図７（ｅ）に示した第５例のように、突条部３１の気流に対向する側の側面とｖｈ平面との交線が、高さ方向ｈの正の方向に進むに従ってｖ方向負の方向に進む曲線となるようにすることでも、気流を受け止める効率をより向上させることができる。

図７（ａ）―（ｅ）に示した例の他にも、突条部３１は様々な形状を取り得る。たとえば、突条部３１の高さは、内周縁５１と外周縁５２とで異なる高さであってもよく、たとえば突条部３１は、内周縁５１から外周縁５２に向かって低い形状や高い形状としてもよい。

図８（ａ）は、ファン３２の近傍に設けられた整流板６１の一例を示す説明図であり、（ｂ）は整流板６１の他の例を示す説明図である。

ファン３２の近傍を流れる空気は、回転体４０の側壁面４４と側面カバー２６との間隙（図８（ａ）、（ｂ）の「カバー内側」参照）を流れる空気である。この間隙の空気は、側壁面４４の回転に促されて流動する。このため、この間隙の空気の流速は、側壁面４４に近いほど早く、ファン３２に近いほど遅くなる。したがって、この間隙では、側面カバー２６から側壁面４４に向かう負圧が生じ、空気はファン３２へは向かいづらくなる。

そこで、図８（ａ）に示すように、この間隙においてファン３２の近傍を通過する気流をファン３２に導くように、ファン３２の近傍に整流板６１を設けるとよい。整流板６１を設けることにより、ファン３２はより効率よく内気を外部へ排気することができる。

また、図８（ａ）に示すように、整流板６１の形状をファン３２から遠ざかるほど回転方向ｖの手前側に位置する形状とすることにより、ファン３２の近傍を通過する気流を整流板６１によって効率よくファン３２に導くことができる。さらに、整流板６１が複数設けられる場合は、互いに異なる形状であってもよい（たとえば図８（ｂ）参照）。

本実施形態に係る医用画像診断装置の一例としてのＸ線ＣＴ装置１０によれば、突条部３１が、高速に回転する回転体４０の回転によりカバーの内部空間に生じた気流を回転体４０の回転中心から遠ざかるよう導くことにより、架台１１の内部の空気を効率よく架台１１の外部に排気することができる。このため、Ｘ線ＣＴ装置１０によれば、熱排気性能を向上させることができ、内部機器４５が受ける熱的影響を低減することができる。

また、Ｘ線ＣＴ装置１０は、突条部３１による熱排気性能の向上に伴い、突条部３１がない場合に比べて電動ファンの数を大幅に削減することができる。このため、Ｘ線ＣＴ装置１０によれば、熱排気性能を高めつつ電動ファンによる騒音を低減することができる。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の突条部３１は、回転体４０の回転中心から遠ざかるよう導くように気流を制御する形状であればよい。このため、架台１１の固定部の一部である前面回転カバー２１の内側面２１ｉに設けられた突条部３１の高さは、回転体４０にフィンを取り付ける場合におけるフィンの高さに比べ、非常に低くすることができる。したがって、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０は、回転体４０にフィンを取り付ける場合に比べ、容易に小型化することができる。

また、回転体４０にフィンを設けると、当該フィンが回転体４０の回転を妨げる空気抵抗となってしまうのに対し、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０は、回転体４０にフィンを取り付けることなく、固定部に気流制御用の突条部３１を設けている。このため、突条部３１は、回転体４０の回転を妨げることがない。したがって、突条部３１を備えたＸ線ＣＴ装置１０は、回転体４０の回転速度を容易に高速化することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明に係る医用画像診断装置の第２実施形態について説明する。

図９（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る医用画像診断装置１０Ａの一例を示す外観図である。また、図９（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る医用画像診断装置１０Ａの他の例を示す外観図である。

この第２実施形態に係る医用画像診断装置１０Ａは、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）−ＣＴ装置やＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）−ＣＴ装置などの、Ｘ線ＣＴ装置との複合装置を構成する点のみが第１実施形態に示す医用画像診断装置と異なる。

図９（ａ）に示すように、医用画像診断装置１０Ａは、第１実施形態に示したＸ線ＣＴ装置１０の架台１１と、核医学診断装置の架台７１を有する。核医学診断装置の架台７１は、被検体を挿入するための開口８０を有する。また、架台７１は、核医学画像データを収集するための撮像系を有する。

また、本実施形態に係る医用画像診断装置１０Ａは、さらにコンソール１２Ａ、寝台８１、被検体Ｐを載置するための天板８２、および天板駆動装置８３を有する。

Ｘ線ＣＴ装置１０の架台１１と、核医学診断装置の架台７１とは、寝台８１を挟んで対向する位置に設けられてもよいし（図９（ａ）参照）、寝台８１の片側に並べてもよい（図９（ｂ）参照）。

コンソール１２Ａは、ユーザの操作に対応した操作入力信号を出力する入力回路と、各種情報を表示するディスプレイと、架台１１、架台７１および天板駆動装置８３の統括制御や画像処理を行なうプロセッサとを有する。たとえば、コンソール１２Ａは、架台１１により収集されたＸ線ＣＴ画像データにもとづいてＸ線ＣＴ画像を生成するとともに、架台７１により収集された核医学画像データにもとづいて核医学画像を生成する。

天板駆動装置８３は、コンソール１２Ａにより制御されて、天板８２をｙ軸にそって昇降動させるとともに、開口２０のＸ線照射場や開口８０のガンマ線検出場へ、ｚ軸に沿って天板８２を移送する。

本実施形態に係る医用画像診断装置１０Ａによっても、第１実施形態に係るＸ医用画像診断装置の一例としてのＸ線ＣＴ装置１０と同様の効果を奏する。また、本実施形態に係る核医学診断装置の架台７１を含む医用画像診断装置１０Ａは、容易に同一被検体Ｐの同一部位に関するＸ線投影データおよびガンマ線投影データを得ることができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、架台１１の内部の空気を効率よく架台１１の外部に排気することができる。

なお、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１０…Ｘ線ＣＴ装置（医用画像診断装置）
１０Ａ…複合装置（医用画像診断装置）
１１…架台
２０…開口
２１ｉ…内側面
２２…前面カバー
２４…背面カバー
２５…ボアカバー
２５ａ…通気性部材
２６…側面カバー
３１…突条部
３２…ファン
４０…回転体
４１…回転体内周縁
４２…回転体外周縁
４３…回転体底面
４４…回転体側壁面
４５…内部機器
５１…内側面内周縁
５２…内側面外周縁
６１…整流板
７１…核医学診断装置の架台
８０…核医学診断装置の開口
８１…寝台
８２…天板
ｖ…回転方向

Claims

被検体を挿入するための開口が設けられたカバーを有する架台と、
前記カバーにより形成される内部空間に設けられて前記架台に支持され、前記被検体を挿入するための開口の周りを回転する回転体と、
前記回転体の回転により前記内部空間に生じた気流を、前記回転体の回転中心から遠ざかるよう導くように、前記カバーの内側面に設けられた突条部と、
を備えた医用画像診断装置。
前記突条部は、
前記回転体の回転により前記内部空間に生じた気流を前記回転体の回転中心から遠ざかるよう導くように、少なくとも前記回転体の回転軸に直交する面内における前記回転体の回転軌跡の内周縁に対応する前記カバーの内側面内の内周縁側位置から前記回転軌跡の外周縁に対応する前記カバーの内側面内の外周縁側位置まで横断するように延設された、
請求項１記載の医用画像診断装置。
前記回転体は、
所定の回転方向に回転し、
前記突条部は、
前記回転体の回転により前記所定の回転方向に沿って前記内部空間に生じた気流を、前記回転体の回転中心から遠ざかるよう導くように、前記外周縁側位置よりも前記内周縁側位置が前記回転方向の手前側に位置するように前記内側面に設けられた、
請求項２記載の医用画像診断装置。
前記架台の上部に設けられ、前記内部空間の空気を前記架台の外部に排気するファン、
をさらに備えた請求項１ないし３のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
前記内部空間に生じた気流のうち前記ファンの近傍を通過する気流を前記ファンに導くように前記ファンの近傍に設けられた整流板、
をさらに備えた請求項４記載の医用画像診断装置。
前記カバーは、
前記被検体を挿入するための開口を形成するボアカバーを有し、
前記ボアカバーは、
少なくとも一部が通気性を有する部材により形成され、前記被検体を挿入するための開口の空気がこの通気性を有する部材を介して前記内部空間へと吸気される、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
前記カバーは、
前記突条部が設けられ開口を有する前面カバーと、前面カバーに離間して対向配置され開口を有する背面カバーと、前記前面カバーと前記背面カバーの外周どうしを接続する側面カバーと、前記前面カバーと前記背面カバーの開口を接続して前記被検体を挿入するための開口を形成するボアカバーと、
を有する、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
前記回転体は、
前記回転体に直交し中心に前記被検体を挿入するための開口に対応する開口が設けられた底面と、
前記底面の外周縁に沿って前記底面に立設され、内部機器の少なくとも一部を一体として保持する側壁面と、
を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
前記回転体は、
Ｘ線撮像系を一体として保持し、
前記Ｘ線撮像系は、
Ｘ線ＣＴ画像データを収集する、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の前記架台、前記回転体および前記突条部を備え、Ｘ線ＣＴ画像データを収集するＸ線ＣＴ装置と、
前記被検体を挿入するための前記Ｘ線ＣＴ装置とは異なる開口を有し、核医学画像データを収集する核医学診断装置と、
前記被検体を載置し、前記Ｘ線ＣＴ装置の前記被検体を挿入するための開口と、前記核医学診断装置の前記被検体を挿入するための開口と、の両方に前記被検体を移送可能な天板を有する寝台と、
を備えた請求項１ないし９のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。