JP2021108957A

JP2021108957A - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2021108957A
Application number: JP2020002765A
Authority: JP
Inventors: 康平青木; Kohei Aoki; 宣登土屋; Norito Tsuchiya; 克己五反田; Katsumi Gotanda
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-08-02
Anticipated expiration: 2040-01-10
Also published as: JP7390192B2

Abstract

【課題】Ｘ線ＣＴ装置の回転フレームに装着された各コンポーネントの冷却効率を高める。【解決手段】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、寝台装置に載置される被検体を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、複数のコンポーネントが固定される回転フレームと、前記回転フレームを収納する非回転のハウジングと、を備え、前記ハウジングには、前記コンポーネントを冷却するための冷却風を吸気する吸気部と、前記冷却風を排気する排気部とが設けられ、前記ハウジングの前記寝台装置に対向する側を前記ハウジングのフロント側とし、その反対側をリア側とするとき、前記排気部及び前記吸気部のいずれか一方は、前記ハウジングの前記フロント側の位置であって、前記ハウジングの径方向の端部である第１端部の位置に配設され、他方は、前記回転フレームを挟んで、前記ハウジングの前記リア側の位置であって、前記径方向の略反対側の端部である第２端部の位置に配設され、前記冷却風は、前記コンポーネント内を、前記回転フレームの回転軸に略平行となるように流れる。【選択図】図２

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置は、Ｘ線管とＸ線検出器の対を被検体周りに高速回転させながら撮影したデータを再構成して被検体の断層画像を生成する装置である。

Ｘ線管とＸ線検出器は、被検体の撮像空間であるボアが中央に形成された略円筒状の回転フレームに固定される。回転フレームは、例えば、アルミニウム等の金属で形成される。回転フレームには、Ｘ線管やＸ線検出器の他、Ｘ線管に高圧電源を供給する電源装置、Ｘ線管を油冷するためのオイルを熱交換するオイルクーラ、Ｘ線検出器から出力される多数の電気信号をデジタル信号に変換して装置本体に伝送するＤＡＳ（Data Acquisition System）と呼ばれるデータ収集装置、等の各種のガントリコンポーネント（以下、単にコンポーネントと呼ぶ）が装着され固定される。

これらのコンポーネントが装着された回転フレームは、安全上の観点等から、ガントリカバー等と呼ばれるハウジングに収納される。このハウジングも、中央にボアが形成された略円筒状の形状をなしている。ただし、ハウジング自体は回転しない。

回転フレームに装着されるコンポーネントの多くは通電に伴って発熱する。したがって、これらのコンポーネントを安全、かつ、安定に動作させるためには、これらのコンポーネントを効率よく冷却することが不可欠である。

多くのＸ線ＣＴ装置では、外部の空気をハウジング内に取り込み、取り込んだ空気をハウジング内に冷却風として強制的に流すことにより、発熱したコンポーネントを冷却している。

一方、上述したように、Ｘ線ＣＴ装置の発熱コンポーネントは、回転フレームに装着された状態で、ハウジング内を高速で回転している。このため、コンポーネントを冷却した後の暖められた空気が、ハウジング内を種々の方向に分散して流れ、コンポーネントを冷却する前の冷たい空気と混合されてしまうという現象が発生し得る。この結果、コンポーネントの冷却効率が低下することになる。

特表２０１７−５０７７１５号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、Ｘ線ＣＴ装置の回転フレームに装着された各コンポーネントの冷却効率を高めることである。

ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、寝台装置に載置される被検体を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、複数のコンポーネントが固定される回転フレームと、前記回転フレームを収納する非回転のハウジングと、を備え、前記ハウジングには、前記コンポーネントを冷却するための冷却風を吸気する吸気部と、前記冷却風を排気する排気部とが設けられ、前記ハウジングの前記寝台装置に対向する側を前記ハウジングのフロント側とし、その反対側をリア側とするとき、前記排気部及び前記吸気部のいずれか一方は、前記ハウジングの前記フロント側の位置であって、前記ハウジングの径方向の端部である第１端部の位置に配設され、他方は、前記回転フレームを挟んで、前記ハウジングの前記リア側の位置であって、前記径方向の略反対側の端部である第２端部の位置に配設され、前記冷却風は、前記コンポーネント内を、前記回転フレームの回転軸に略平行となるように流れる。

一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一構成例を示すブロック図。架台装置内の各種コンポーネントの配置を模式的に示す図。第１の実施形態の架台装置の内部の冷却風の流れを矢印で模式的に示した図。第１の実施形態の変形例に係るコンポーネント内の冷却風の流れを示す図。従来の架台装置における冷却風の逆流現象の説明図。第２の実施形態の架台装置の内部の冷却風の流れを矢印で模式的に示した図。

以下、図面を参照しながら、Ｘ線ＣＴ装置の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。架台装置１０は、回転フレーム１３と、回転フレーム１３に装着、固定されるＸ線発生装置２０、Ｘ線高電圧装置２１、Ｘ線検出装置２５等のコンポーネントを有する。架台装置１０をガントリと呼ぶ場合もある。

図１に示すように、本実施形態では、回転フレーム１３が非チルトの状態における回転フレーム１３の回転軸方向、または寝台装置３０の天板３３の長手方向をｚ軸方向とし、ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をｘ軸方向とし、ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をｙ軸方向として定義するものとする。

Ｘ線発生装置２０は、Ｘ線管１１、ウェッジ１６、及びコリメータ１７を含んで構成される。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置２１からの高電圧の印加により、Ｘ線を発生する真空管である。Ｘ線管１１から照射されたＸ線は、ウェッジ１６及びコリメータ１７を通った後、被検体Ｐを通過してＸ線検出装置２５に到達する。

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。例えば、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線があらかじめ定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を減衰するフィルタである。たとえば、ウェッジ１６は、アルミニウムを加工して形成される。

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むためのものであり、Ｘ線可動絞りと呼ばれる場合もある。コリメータ１７は、例えば、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成することで、Ｘ線の照射範囲を絞り込む。

Ｘ線検出装置２５は、Ｘ線検出器１２及びＤＡＳ（Data Acquisition System）１８を備えて構成される。Ｘ線検出器１２は、被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、当該Ｘ線量に対応した電気信号に変換する。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列を有する。さらに、Ｘ線検出器１２は、複数のＸ線検出素子列が、チャネル方向に直交するスライス方向に複数配列された構造を有する。

Ｘ線検出器１２は、たとえば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを備えて構成される。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。グリッドはコリメータ（１次元コリメータまたは２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。シンチレータアレイは、複数のシンチレータが配列されたものでる。各シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。光センサアレイは、複数の光センサが配列されたものである。各光センサは、シンチレータから出力される光の光量に応じた電気信号に変換する。上記のシンチレータと光センサの構成に換えて、入射したＸ線を直接電気信号に変換する半導体素子を有する構成とすることもできる。

ＤＡＳ１８は、増幅回路、ＡＤ変換回路、データ転送回路等を備えて構成される。Ｘ線検出器１２の各Ｘ線検出素子から出力された電気信号は、増幅回路で増幅された後、ＡＤ変換回路でアナログ信号からデジタル信号に変換され、検出データが生成される。

ＤＡＳ１８が生成した検出データは、例えば、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置１０の非回転部分（たとえば固定フレーム１４、図２等参照）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へと転送される。固定フレーム１４は回転フレーム１３を回転可能に支持するフレームである。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分への検出データの送信方法は、光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。

制御装置１５は、例えば、制御基板に設けられたプロセッサと、記憶回路と、モータおよびアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１５は、コンソール装置４０または架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０および寝台装置３０の制御を行う機能を有する。たとえば、制御装置１５は、入力信号を受けて回転フレーム１３を回転させる制御や、架台装置１０をチルトさせる制御、ならびに寝台装置３０および天板３３を動作させる制御を行う。制御装置１５は、図１に示すように架台装置１０に設けられてもよいが、コンソール装置４０に設けられても構わない。
寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを備える。

基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向（ｙ方向）に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長軸方向（ｚ方向）に移動するモータあるいはアクチュエータである。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。

なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向（ｚ方向）に移動してもよい。また、寝台駆動装置３２は、寝台装置３０の基台３１ごと移動させてもよい。本発明を立位ＣＴに応用可能な場合は、天板３３に相当する患者移動機構を移動する方式であってもよい。

コンソール装置４０は、メモリ４１、ディスプレイ４２、入力インターフェース４３、ネットワーク接続回路４４、及び、処理回路４５を有する。本明細書及び図面では、コンソール装置４０は、架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０の構成要素の一部または全部が含まれてもよい。また、本明細書及び図面では、コンソール装置４０が単一のコンソールにて全ての機能を実行するものとして以下に説明するが、これらの機能は複数のコンソールが実行してもよい。

メモリ４１は、たとえば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。また、メモリ４１は、たとえば、投影データや再構成画像データ、あらかじめ取得した被検体Ｐのボリュームデータなどを記憶する。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。たとえば、ディスプレイ４２は、処理回路４５によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、ユーザからの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。たとえば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等である。また、ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。また、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０の本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されてもよい。

入力インターフェース４３は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４５に出力する。たとえば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等をユーザから受け付ける。たとえば、入力インターフェース４３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行なうタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、および音声入力回路等により実現される。また、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０の本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されてもよい。

ネットワーク接続回路４４は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路４４は、この各種プロトコルに従ってＸ線ＣＴ装置１と画像サーバ等の他の機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線の病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
処理回路４５は、メモリ４１に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、Ｘ線ＣＴ装置１の全体の動作を制御するプロセッサである。

（コンポーネントの冷却メカニズム）
次に、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の架台装置１０内の各種コンポーネントの冷却メカニズムについて説明する。図２は、架台装置１０内の各種コンポーネントの配置を模式的に示す図である。

図２（ａ）は、架台装置１０をフロント方向から見た構造説明図であり、図２（ｂ）は、架台装置１０を側方から見た構造説明図である。図２（ｂ）の左側がフロント側に該当し、右側がリア側に該当する。ここで、架台装置１０のフロント方向（或いは、架台装置１０のフロント側）とは、架台装置１０に対して寝台装置３０が設置される方向（或いは、寝台装置３０が設置される側）のことである。逆に、架台装置１０のリア方向（或いは、架台装置１０のリア側）とは、フロント方向の反対方向（或いは、反対側）のことである。

図２（ａ）に示すように、回転フレーム１３には複数のコンポーネント２００が装着され、固定されている。ここで、コンポーネント２００は、前述した、Ｘ線発生装置２０、Ｘ線高電圧装置２１、Ｘ線検出装置２５の他、オイルクーラや電源装置等、回転フレーム１３と一体となって回転する各種装置の総称である。例えば、図２（ａ）において、回転フレーム１３の上部には、Ｘ線発生装置２０であるコンポーネント２００が装着されており、回転フレーム１３の下部には、Ｘ線検出装置２５であるコンポーネント２００が装着されている。以下、特に種類を区別する必要がないかぎり、これらの各装置をコンポーネント２００の総称で呼ぶものとする。

回転フレーム１３は、中央に穴が形成され、その外周の形状が略円筒形のフレーム体（枠体）であり、例えば、アルミニウム等の金属で形成される。回転フレーム１３の中央の穴はボア４００と呼ばれ、撮影時に被検体が搬送される空間である。ボア４００は、架台装置１０のフロント側からリア側に貫通している。

回転フレーム１３には、各コンポーネント２００を装着するための穴や凹部が形成されている。回転フレーム１３に装着された各コンポーネント２００は、高速回転にも十分耐えうるように、適宜の固定手段で回転フレーム１３に固定される。

各コンポーネント２００が装着、固定された回転フレーム１３は、安全上等の観点等から、ハウジング３００に収納される。このハウジング３００も、中央にボア４００が形成された略円筒状の形状をなしている。

ハウジング３００自体は回転することなく、ハウジング３００に収納されている回転フレーム１３が各コンポーネント２００と一体になって回転する。回転フレーム１３及び各コンポーネント２００は、ハウジング３００によってその周囲が覆われているため、実際には外部からは見えない。図２（ａ）は、ハウジング３００の内部の構造を示すため、ハウジング３００のフロント側の部分を取り除いて図示している。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のＹ’−Ｙ”断面を側方から見た構造説明図である。前述したように、図２（ｂ）の左側がフロント側であり、右側がリア側である。図２（ｂ）に示すように、回転フレーム１３のリア側には、固定フレーム１４が設けられている。固定フレーム１４も、中央にボア４００が形成された円筒形の形状を有している。固定フレーム１４は、床面から延びる図示しない２本の立設フレームにより、図２（ｂ）の紙面奥側と紙面手前側の両端をそれぞれチルト可能に支持されている。

固定フレーム１４と回転フレーム１３との間には、例えば、円環状のロータとステータとを具備するダイレクトドライブモータが設けられている。また、固定フレーム１４と回転フレーム１３との間には、固定フレーム１４側から回転フレーム１３側に電力を供給する円環状のスリップリングや、固定フレーム１４側と回転フレーム１３側との間で、光通信などの非接触型のデータ通信を行うための通信デバイスが設けられている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）から判るように、各コンポーネント２００は、回転フレーム１３の円環状の空間内に配設されている。また、図２（ｂ）に示すように、各コンポーネント２００は、回転フレーム１３の回転軸４３０に直交する互いに平行な第１の面４１０と、第２の面４２０との間に配設されている。第１の面４１０は、例えば、回転フレーム１３のフロント側の前端に接する円環状の仮想平面であり、第２の面４２０は、例えば、回転フレーム１３のリア側の後端に接する円環状の仮想平面である。

各コンポーネント２００の多くは通電に伴って発熱する。したがって、これらのコンポーネント２００を安全、かつ、安定に動作させるためには、これらのコンポーネント２００を効率よく冷却することが不可欠である。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、外部の空気をハウジング３００内に取り込み、取り込んだ空気をハウジング３００の内部に冷却風として強制的に流すことにより、発熱したコンポーネントを冷却している。

このために、ハウジング３００には、冷却風を吸気する吸気部３１０と、冷却風を排気する排気部３２０が設けられている。吸気部３１０は、例えば、外部の空気をハウジング３００の内部に吸気するための吸気口として構成される。また、排気部３２０は、各コンポーネント２００の熱によって暖められた冷却風をハウジング３００の外部に強制的に排気するためのファン（即ち、排気ファン）を備えて構成される。

吸気部３１０は、ハウジング３００の外周部に配置され、ハウジング３００の第１の面４１０側の位置であって、回転フレーム１３の径方向の一端部である第１端部に設けられる。例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、吸気部３１０は、ハウジング３００のフロント側前面と回転フレーム１３のフロント側前面（例えば、第１の面４１０）との間であって、ハウジング３００の下端部の位置に配設される。

一方、排気部３２０も、ハウジング３００の外周部に配置される。ただし、排気部３２０は、ハウジング３００の第２の面４２０側の位置であって、前記第１端部と径方向の略反対側の端部である第２端部に設けられる。例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、排気部３２０は、ハウジング３００のリア側後面と回転フレーム１３のリア側後面（例えば、第２の面４２０）との間であって、ハウジング３００の上端部の位置に配設される。
このように、回転フレーム１３を側方から見たとき、吸気部３１０と排気部３２０は、回転フレーム１３を挟んで、互いに対角方向に離隔した位置に配置される。

図２では、吸気部３１０と排気部３２０の数がそれぞれ３つの例を示しているが、吸気部３１０と排気部３２０の数はこれに限定されない。吸気部３１０と排気部３２０の夫々が１つでもよいし、夫々が４以上であってもよい。また、吸気部３１０の数と排気部３２０の数は同じである必要もない。

ハウジング３００に設けられる吸気部３１０と排気部３２０とは別に、冷却を必要とする各コンポーネント２００の筐体にも、吸気部（以下、コンポーネント吸気部２１０と呼ぶ）と、排気部（以下、コンポーネント排気部２２０と呼ぶ）が設けられる。

コンポーネント吸気部２１０とコンポーネント排気部２２０は、コンポーネント２００にそれぞれ１つずつ設けられる場合もあれば、それぞれ２つ以上設けられる場合もあり、各コンポーネント２００の発熱量に応じてその数量を決めればよい。

コンポーネント吸気部２１０は、例えば、ハウジング３００内を流れる冷却風を各コンポーネント２００の内部に吸気するための吸気口として構成される。また、コンポーネント排気部２２０は、コンポーネント２００の内部で暖められた冷却風をコンポーネント２００の外部に強制的に排気するためのファン（即ち、排気ファン）を備えて構成される。

コンポーネント吸気部２１０は、各コンポーネント２００の筐体において、第１の面４１０側、即ち、ハウジング３００の吸気部３１０が配設される側に設けられる。一方、コンポーネント排気部２２０は、各コンポーネント２００の筐体において、第２の面４２０側、即ち、ハウジング３００の排気部３２０が配設される側に設けられる。
例えば、コンポーネント吸気部２１０は、各コンポーネント２００の筐体のフロント側に設けられ、コンポーネント排気部２２０は、リア側に設けられる。

図３は、上記のように構成された架台装置１０の内部の冷却風の流れを、黒く太い矢印で模式的に示した図である。図３（ａ）は、図２（ａ）に対応する図であり、架台装置１０の内部の冷却風の流れをフロント方向から見た図である。また、図３（ｂ）は、図２（ｂ）に対応する図であり、架台装置１０の内部の冷却風の流れを側方から、図２（ａ）のＹ’−Ｙ”断面で見た図である。

前述したように、ハウジング３００の吸気部３１０は、例えば、ハウジング３００の下端部であって、ハウジング３００のフロント側前面と回転フレーム１３のフロント側前面との間に配設されている。このため、吸気部３１０から吸い込まれた「新鮮な冷却風」は、ハウジング３００のフロント側前面と回転フレーム１３のフロント側前面との間の円環状の空間を、ハウジング３００の下方から上方に向かって円環方向を二手に分かれて上昇していくことになる。ここで、「新鮮な冷却風」とは、ハウジング３００の外部の空気であって、各コンポーネント２００の熱を吸収する前の空気の流れのことである。

吸気部３１０から吸い込まれた新鮮な冷却風は、ハウジング３００のフロント側の円環状の空間を上昇する途中で、その経路上にあるコンポーネント吸気部２１０から各コンポーネント２００の内部に順次吸気されていく。

コンポーネント吸気部２１０から吸気された冷却風は、各コンポーネント２００の内部を、回転軸４３０（図２参照）に平行に、第１の面４１０（例えば、フロント側の面）から第２の面４２０（例えば、リア側の面）に向かって流れ、コンポーネント排気部２２０から排気される。

各コンポーネント排気部２２０から排気される冷却風は、コンポーネント２００の内部の熱を吸収した「暖かい冷却風」である。ハウジング３００の下部にあるコンポーネント排気部２２０から排気された「暖かい冷却風」は、ハウジング３００のリア側の円環状の空間を下部から上部に向かって上昇する途中で、その経路上にある夫々のコンポーネント排気部２２０から排気される「暖かい冷却風」を順次集約されながら、ハウジング３００のリア側の上端部に設けられている排気部３２０に向かう。そして、集約された暖かい空気は、排気部３２０から、ハウジング３００の外部に排気される。

上述した第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の冷却メカニズムによれば、ハウジング３００の内部及び各コンポーネント２００の内部において、冷却風の流れの方向が統一され、かつ、整合性が確保されている。

具体的には、まず第１に、冷却を必要とするすべてのコンポーネント２００の間で、コンポーネント吸気部２１０の位置と、コンポーネント排気部２２０の位置との位置関係が共通化されている。この結果、冷却を必要とするすべてのコンポーネント２００の内部の冷却風の流れの方向が統一される。例えば、冷却を必要とするすべてのコンポーネント２００において、コンポーネント吸気部２１０をフロント側に配置し、コンポーネント排気部２２０をリア側に配置することにより、冷却を必要とするすべてのコンポーネント２００の内部を、冷却風がフロント方向からリア方向に流れるように流れの方向が統一される。

第２に、各コンポーネント２００の内部の冷却風の流れの方向を、回転フレーム１３の回転軸に平行な方向とすることにより、回転フレーム１３が回転中であっても、各コンポーネント２００に吸気され、排気される冷却風の流れの方向を統一化することが可能となる。例えば、冷却を必要とするすべてのコンポーネント２００において、回転フレーム１３が回転中であっても、常に、冷却風がコンポーネント２００のフロント方向から吸気され、リア方向から排気されるように統一化することができる。

第３に、ハウジング３００の内部を流れる冷却風の向きと、各コンポーネント２００の内部を流れる冷却風の向きとの間の整合性が確保され、この結果、架台装置１０全体での冷却風の流れがスムーズになっている。例えば、ハウジング３００のフロント側の下部から流入した冷却風は、ハウジング３００のフロント側の空間を上昇しながら各コンポーネント２００のフロント側からそれぞれの筐体内部に流入する。その後、各コンポーネント２００のリア側から吐き出された冷却風（暖められた冷却風）は、ハウジング３００のリア側の空間を上昇しながら集約され、最終的には、ハウジング３００のリア側の上部から架台装置１０の外部に排気される。

これに対して、従来の架台装置では、夫々のコンポーネントの個性に応じて、例えば、夫々のコンポーネントの内部の構造や発熱分布等の特性に応じて、コンポーネント毎に冷却性能の最適化設計が行われることが多かった。このため、コンポーネント毎に、吸気部の位置や排気部の位置が異なっており、吸気される冷却風の方向及び排気される冷却風の方向が、コンポーネント毎に異なっていた。この結果、あるコンポーネントの排気部から排気された暖かい冷却風が、他のコンポーネントの吸気部から吸気されるという現象が起こっていた。

つまり、本来、架台装置の外部に排出されるべき暖かい冷却風が、コンポーネントの吸気側に逆流し、この結果、架台装置の外部から吸気した冷たい冷却風と、逆流してきた暖かい冷却風とが混合された冷却風で、コンポーネントを冷却するという現象が起こっていた。この結果、架台装置全体の冷却効率が低下していた。

一方、上述した第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、コンポーネント２００間での冷却風の流れの方向が統一され、かつ、ハウジング３００の内部及び各コンポーネント２００の内部において、冷却風の流れの整合性が確保されている。このため、従来の架台装置で起こっていたような冷却風の逆流現象が抑制され、架台装置１０の全体の冷却効率を高めることが可能となる。

（第１の実施形態の変形例）
上述した第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１には、いくつかの変形例が考えられる。図４は、第１の実施形態の変形例に係るコンポーネント２００を示す図である。図４（ａ）は、ここまで説明してきた第１の実施形態のコンポーネント２００を示す。第１の実施形態のコンポーネント２００には、コンポーネント２００のフロント側に吸気部２１０としての吸気口２１０が設けられており、リア側に排気部２２０としての排気ファン２２０が設けられている。

一方、図４（ｂ）に示す、第１の実施形態の第１変形例では、コンポーネント２００のフロント側に吸気部２１０として吸気ファン２３０が設けられており、リア側に排気部２２０としての排気口２４０が設けられている。

図４（ｃ）に示す第１の実施形態の第２変形例では、第１変形例と同様に、コンポーネント２００のフロント側に吸気部２１０として吸気ファン２３０が設けられているものの、排気口２４０の替りに、ルーバ２５０が設けられている。ルーバ２５０の各羽根は、リア側に倒れており、この結果、吸気ファン２３０の風圧で押し出される冷却風は、図４（ｃ）の上部の矢印で示したように、リア側に向かうことになる。

第１変形例、及び、第２変形例のいずれの形態も、第１の実施形態と同様に、冷却風は、各コンポーネント２００のフロント側から流入し、リア側から排出されることになる。

ここまでの説明では、架台装置１０の内部の冷却風の巨視的な流れの方向が、回転フレーム１３を挟んで、ハウジング３００のフロント側下部から、ハウジング３００のリア側上部に向かうように、ハウジング３００の吸気部３１０と排気部３２０を配置するものとしてきた。

しかしながら、これに限定されず、架台装置１０の内部の冷却風の巨視的な流れの方向が、回転フレーム１３を挟んで、ハウジング３００のフロント側上部から、ハウジング３００のリア側下部に向かうように、ハウジング３００の吸気部３１０と排気部３２０を配置してもよい。この場合にも、コンポーネント２００内の冷却風の流れの方向を、フロント側からリア側とすることで、架台装置１０全体の冷却風の流れの整合性が確保される。

一方、上記とは逆に、架台装置１０内の冷却風の巨視的な流れの方向をリア側からフロント側にしてもよい。つまり、架台装置１０の内部の冷却風の巨視的な流れの方向が、回転フレーム１３を挟んで、ハウジング３００のリア側下部から、ハウジング３００のフロント側上部に向かうように吸気部３１０と排気部３２０を配置してもよいし、ハウジング３００のリア側上部から、ハウジング３００のフロント側下部に向かうように吸気部３１０と排気部３２０を配置してもよい。この場合には、コンポーネント２００内の冷却風の流れの方向を、リア側からフロント側とすることで、架台装置１０全体の冷却風の流れの整合性が確保される。

（第２の実施形態）
第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、冷却風の逆流現象を、第１の実施形態よりもさらに減少させるものである。前述したように、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、コンポーネント２００間での冷却風の流れの方向が統一され、かつ、ハウジング３００の内部及び各コンポーネント２００の内部において、冷却風の流れの整合性が確保されるため、従来の架台装置に比べて冷却風の逆流現象が抑制され、架台装置１０の全体の冷却効率を高めることが可能となる。

しかしながら、回転フレーム１３の各コンポーネント２００以外の領域には、各コンポーネント２００が装着した状態であっても隙間が存在する。回転フレーム１３に対しては、各コンポーネント２００を確実に固定するという要求の他、軽量化も要求されるからである。

このため、各コンポーネント２００のリア側の排気部２２０から排気された冷却風の一部が、回転フレーム１３の隙間を通ってフロント側に回り込む現象（即ち、冷却風の逆流現象）を完全には排除できない。

図５は、この逆流現象の説明図である。図５（ａ）は、図３（ａ）とは逆に、架台装置１０をリア方向から見たときの冷却風の流れを示す図であり、図５（ｂ）は、図２（ｂ）と同様に、架台装置１０を側方から見たときの冷却風の流れを示す図である。

図５（ａ）では、破線の楕円で囲った矢印によって、回転フレーム１３の隙間を通って、リア側からフロント側に逆流する冷却風を模式的に示している。同様に、図５（ｂ）にも、細い矢印で、リア側からフロント側に逆流する冷却風を模式的に示している。
このような逆流の存在によって、暖められた冷却風がコンポーネント２００内に再還流することになり、冷却効率が低下する。

そこで、第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、図６に示したように、冷却風の逆流を防止するための逆流防止プレート５００を備えるものとしている。図６（ａ）は、図５（ａ）と同様に、架台装置１０をリア方向から見た図であり、逆流防止プレート５００と、逆流防止プレート５００によって規制された冷却風の流れを示す図である。図６（ｂ）は、架台装置１０を側方から見たときの図であり、図６（ａ）と同様に逆流防止プレート５００と、逆流防止プレート５００によって規制された冷却風の流れを示す図である。

図６（ａ）に例示するように、逆流防止プレート５００は、回転フレーム１３の排気側の面、即ち、第２の面４２０側のほぼ全面を覆うように固定されるプレートである。第１の実施形態で説明したように冷却風がコンポーネント２００のフロント側からリア側に流れる実施形態では、逆流防止プレート５００は回転フレーム１３のリア側に設けられる。逆に、冷却風がコンポーネント２００のリア側からフロント側に流れる実施形態では、逆流防止プレート５００は回転フレーム１３のフロント側に設ければよい。

逆流防止プレート５００の、各コンポーネント２００の排気部２２０（排気ファン２２０、又は、排気口２４０）の夫々と対向する位置には、排気ファン２２０又は、排気口２４０とほぼ同じ大きさの開口が形成されており、逆流防止プレート５００の上記開口以外の領域は塞がれている。

このような逆流防止プレート５００により、各コンポーネント２００の排気部２２０から排気された冷却風が、回転フレーム１３の隙間を通ってコンポーネント２００の吸気側に逆流することを防止している。この結果、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１に対して、冷却効率をさらに向上させることが可能となる。
以上説明した少なくとも１つの実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、回転フレームに装着された各コンポーネントの冷却効率を高めることができる。

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、実施形態同士の組み合わせ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。

１Ｘ線ＣＴ装置
１０架台装置
１１Ｘ線管
１２Ｘ線検出器
１３回転フレーム
１４固定フレーム
１８ＤＡＳ
２０Ｘ線発生装置
２００コンポーネント
２１０コンポーネント吸気部
２２０コンポーネント排気部
３００ハウジング
３１０吸気部
３２０排気部
４１０第１の面
４２０第２の面
４３０回転軸
５００逆流防止プレート

Claims

寝台装置に載置される被検体を撮影するＸ線ＣＴ装置であって、
複数のコンポーネントが固定される回転フレームと、
前記回転フレームを収納する非回転のハウジングと、
を備え、
前記ハウジングには、前記コンポーネントを冷却するための冷却風を吸気する吸気部と、前記冷却風を排気する排気部とが設けられ、
前記ハウジングの前記寝台装置に対向する側を前記ハウジングのフロント側とし、その反対側をリア側とするとき、
前記排気部及び前記吸気部のいずれか一方は、前記ハウジングの前記フロント側の位置であって、前記ハウジングの径方向の端部である第１端部の位置に配設され、他方は、前記回転フレームを挟んで、前記ハウジングの前記リア側の位置であって、前記径方向の略反対側の端部である第２端部の位置に配設され、
前記冷却風は、前記コンポーネント内を、前記回転フレームの回転軸に略平行となるように流れる、
Ｘ線ＣＴ装置。
前記複数のコンポーネントは、前記回転フレームの回転軸に直交する互いに平行な第１の面と第２の面との間に配設され、
前記吸気部は、前記第１の面側の位置であって、前記第１端部の位置に配設され、前記排気部は、前記第２の面側の位置であって、前記第２端部の位置に配設される、
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記吸気部は、前記冷却風を前記ハウジング内に取り入れる吸気口を備えて構成され、前記排気部は、前記冷却風を前記ハウジングから吐き出すファンを備えて構成される、
請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記吸気部は、前記吸気口を複数備えて構成され、前記排気部は、前記ファンを複数備えて構成される、
請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記複数のコンポーネントの全部又は一部の筐体は、前記第１の面に対向する側に前記冷却風を前記コンポーネント内に吸気するコンポーネント吸気部を有する一方、前記第２の面に対向する側に前記冷却風を前記コンポーネントから排気するコンポーネント排気部を有する、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記コンポーネント吸気部は、前記冷却風を吸気するコンポーネント吸気口、又は、コンポーネント吸気ファン、を備えて構成される、
請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記コンポーネント排気部は、前記冷却風を排気するコンポーネント排気口、又は、コンポーネント排気ファン、を備えて構成される、
請求項５又は６に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記回転フレームは、前記回転フレームの前記第２の面側を覆う逆流防止プレートを備え、
前記逆流防止プレートは、前記複数のコンポーネントの全部又は一部から吐き出された冷却風が前記第２の面側から前記第１の面側に戻るのを防止する、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記複数のコンポーネントの全部又は一部の筐体は、前記冷却風を排気するコンポーネント排気口、又は、コンポーネント排気ファン、を備えて構成され、
前記逆流防止プレートには、前記コンポーネント排気口、又は、前記コンポーネント排気ファンと対向する位置に通気のための開口が形成され、前記逆流防止プレートの前記開口以外の領域は塞がれている、
請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記複数のコンポーネントのうちの一部のコンポーネントの筐体には、前記冷却風を前記第２の面の方向に吐き出すためのルーバ、が設けられている、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。