JP2023061732A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線ＣＴ装置のガントリ内に収納されているコンポーネントの冷却性能を維持しつつ、冷却ファンによる騒音と、回転フレームの回転によって生じる騒音とを低減する。【解決手段】一実施形態の画像処理装置は、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ハウジングと、前記回転フレームと前記ハウジングとの間の間隙に、前記回転フレームの外周の一部に沿って設けられる支持プレートと、前記支持プレートに形成された第１の通気口に対向して設けられた第１の冷却ファンと、前記支持プレートに形成された第２の通気口を開閉可能に設けられた覆い板と、を備え、前記覆い板は、前記回転フレームの回転と停止に応じて前記第２の通気口を開閉する。【選択図】 図３

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、等の各種のコンポーネント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、冷却ファンにより、ハウジングの外部から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。

近時のＸ線ＣＴ装置の高性能化によってコンポーネントの発熱量は増加傾向にある。これに伴って、高い冷却性能が必要とされ、冷却ファンの回転速度や冷却ファンの個数も増加傾向となり、冷却ファンによって生じる騒音が無視できなくなってきている。

一方、撮像時間の短縮化や、時間分解能向上等の要求により、回転フレームの回転速度も高くなる傾向にあり、回転フレームの回転によって生じる騒音も看過できなくなってきている。

特開２００９－２１９６１９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１つは、Ｘ線ＣＴ装置のガントリ内に収納されているコンポーネントの冷却性能を維持しつつ、冷却ファンによる騒音と、回転フレームの回転によって生じる騒音とを低減することである。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。

一実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、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ハウジングと、前記回転フレームと前記ハウジングとの間の間隙に、前記回転フレームの外周の一部に沿って設けられる支持プレートと、前記支持プレートに形成された第１の通気口に対向して設けられた第１の冷却ファンと、前記支持プレートに形成された第２の通気口を開閉可能に設けられた覆い板と、を備え、前記覆い板は、前記回転フレームの回転と停止に応じて前記第２の通気口を開閉する。

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。 （ａ）は第１の実施形態に係る架台装置をフロント方向から見た構造説明図、（ｂ）は側方から見た構造説明図。 第１の実施形態の架台装置の冷却に関する細部構成を示す図。 第１の実施形態の架台装置の冷却に関する構成の作用効果を説明する図。 （ａ）は第２の実施形態に係る架台装置をフロント方向から見た構造説明図、（ｂ）は側方から見た構造説明図。 第２の実施形態の架台装置の冷却に関する細部構成を示す図。 第２の実施形態の架台装置の冷却に関する構成の作用効果を説明する図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

（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１００と、回転フレーム１００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１００が非チルトの状態における回転フレーム１００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１００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１０２、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１０２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１００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１００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。

（第１の実施形態に係る架台装置の冷却構造）
次に、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の架台装置１０の冷却構造について説明する。図２（ａ）は、第１の実施形態に係る架台装置１０をフロント方向から見た構造説明図であり、図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る架台装置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。

架台装置１０は、図２（ａ）に示すように、被検体の撮像空間であるボア４００が中央に形成された円環状の回転フレーム１００を有している。前述したように、この回転フレーム１００はアルミニウム等の金属で形成されており、各種のコンポーネント３００ａ乃至３００ｆが回転フレーム１００に固定されている。

例えば、コンポーネント３００ａはＸ線発生装置２０であり、Ｘ線発生装置２０と対向する位置に配置されているコンポーネント３００ｄはＸ線検出装置２５である。また例えば、Ｘ線発生装置２０に隣接して配置されているコンポーネント３００ｂは、Ｘ線発生装置２０を液冷で冷却するためのオイルクーラであり、コンポーネント３００ｆは、Ｘ線発生装置２０に高電圧を供給するＸ線高電圧装置２１である。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３００の総称で呼ぶものとする。

各コンポーネント３００が装着、固定された回転フレーム１００は、安全上等の観点等から、ハウジング１０４に収納される。このハウジング１０４も、中央にボア４００が形成されている。

ハウジング１０４自体は回転することなく、ハウジング１０４に収納されている回転フレーム１００が各コンポーネント３００と一体になって回転する。なお、回転フレーム１００及び各コンポーネント３００は、ハウジング１０４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（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）では、ハウジング１０４の図示を省略している。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１００のリア側には、固定フレーム１０２が設けられている。固定フレーム１０２も、中央にボア４００が形成された略円環状の形状を有している。

固定フレーム１０２は、回転フレーム１００を回転可能に支持している。具体的には、固定フレーム１０２と回転フレーム１００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おり、このダイレクトドライブモータによって、回転フレーム１００を高速回転させている。また、固定フレーム１０２と回転フレーム１００との間には、固定フレーム１０２側から回転フレーム１００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１０２側と回転フレーム１００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。

固定フレーム１０２には、その左右方向（図１におけるＸ方向）の両側からフロント方向に延出する２つの固定プレート１０８が設けられている。また、架台装置１０は床面に接する基台１１２を有しており、基台１１２の左右方向の両側には、鉛直方向に延びる立設フレーム１０６がそれぞれ設けられている。立設フレーム１０６の一端は基台１１２に固定され、他端は、チルト軸１１０を介して、固定プレート１０８を回動可能に支持している。このような構造により、回転フレーム１００、固定フレーム１０２、及び固定プレート１０８は、左右の立設フレーム１０６により、チルト軸１１０周りに一体的にチルト可能に支持されている。

一方、回転フレーム１００とハウジング１０４との間の間隙には、支持プレート１２０が、回転フレーム１００の外周の一部、例えば、回転フレーム１００の外周の上側の略半円周に沿って設けられている。支持プレート１２０は、例えば、帯板状のプレートを略円弧状に湾曲させた形状、或いは、帯板状のプレートを多角形状に折り曲げた形状を有している。支持プレート１２０の短辺の一端は、例えば、左右の固定プレート１０８のうち左側の固定プレート１０８を介して固定フレーム１０２に連結固定され、支持プレート１２０の短辺の他端は、右側の固定プレート１０８を介して固定フレーム１０２に連結固定される。

支持プレート１２０には、複数の通気口が形成されている。これら複数の通気口のうち、１つ以上の通気口（第１の通気口）に対しては、この通気口を介して冷却風を強制的に排出する冷却ファン２００（第１の冷却ファン２００）が、この通気口に対向して設けられている。また、これら複数の通気口のうち、他の１つ以上の通気口（第２の通気口）に対しては、この通気口を開閉することができるように構成された覆い板２１０が、この通気口に対向して設けられている。

なお、支持プレート１２０は、図２に例示した形状に限定されない。図２に示した支持プレート１２０は、左側の固定プレート１０８から右側の固定プレート１０８まで連続した形状となっているが、これに限定されず、支持プレート１２０の周方向の一部が欠落した形状、即ち、周方向に分断された形状でもよい。また、図２に例示した支持プレート１２０は、フロント－リア方向において、回転フレーム１００の領域のみを覆っているが（図２（ｂ）参照）、これに限定されず、回転フレーム１００と固定フレーム１０２の両方を含む領域を覆う形状でもよい。

上述した支持プレート１２０、通気口、冷却ファン２００、及び、覆い板２１０は、実施形態の架台装置１０の冷却に関して特徴的な構成であり、図３及び図４を用いて、より詳細な構成と作用について説明する。

図３（ａ）は、図２（ａ）を縮小した図であり、符号の記載は省略している。図３（ｂ）は、図３（ａ）の破線四角枠の部分を拡大した図である。なお、架台装置１０の上部の構成や構造は、図３（ａ）の左右方向において概ね対称であるため、以下では、図３（ａ）の右側上部の破線四角枠で囲った部分の構成及び構造について説明する。

図３（ｂ）に示すように、支持プレート１２０には、冷却ファン２００が取り付けられており、冷却ファン２００の回転フレーム１００側には、冷却ファン２００のファン面に対向するように第１の通気口２０２が形成されている。

また、支持プレート１２０には、第２の通気口２１２が形成されている。そして、支持プレート１２０のハウジング１０４側から、この第２の通気口２１２を覆うように、覆い板２１０が配設されている。覆い板２１０の一端にはヒンジ２１１が設けられている。覆い板２１０をヒンジ２１１周りに回動させることにより、第２の通気口２１２を開いたり、閉じたりすることができる。

ハウジング１０４の上部の一部の領域、具体的には、冷却ファン２００や覆い板２１０の近傍の領域には、複数の通風孔１０４ａ（即ち、排気口）が形成されている。一方、ハウジング１０４の下部には、各コンポーネント３００を冷却するための空気を吸気するための吸気口（図示を省略）が設けられている。冷却風は、ハウジング１０４の下部から上部に向かう方向に流れ、回転フレーム１００内の各コンポーネント３００を冷却した空気（即ち、各コンポーネント３００との熱交換によって暖められた暖気）は、冷却ファン２００や覆い板２１０の隙間を通って吐き出され、さらに、ハウジング１０４の複数の通風孔１０４ａを通って、架台装置１０の外部に排出される。
図４（ａ）、（ｂ）は、上述した第１の通気口２０２、冷却ファン２００、第２の通気口２１２、及び、覆い板２１０の作用効果について説明する図である。

図４（ａ）は、回転フレーム１００の回転が停止している時の作用効果を説明する図である。回転フレーム１００の回転停止中であっても、各コンポーネント３００には通電されており、各コンポーネント３００を冷却する必要がある。このため、回転フレーム１００の回転停止中であっても、冷却ファン２００は通常の回転速度（所定の回転速度）で回転しており、冷却風（各コンポーネント３００を冷却した後の暖められた空気）は、冷却ファン２００によって、第１の通気口２０２から架台装置１０の外部に強制的に吐き出される。
回転フレーム１００の回転停止時に発生する騒音は、主に、冷却ファン２００の回転のみによって生じる騒音ということになる。

覆い板２１０は、ヒンジ２１１の周りを回動可能に構成されているが、回転フレーム１００の回転停止には、覆い板２１０のヒンジ２１１と反対側の端部は自重によって支持プレート１２０に当接して、第２の通気口２１２を塞いでいる。
一方、図４（ｂ）は、回転フレーム１００の回転が回転している時の作用効果を説明する図である。

回転フレーム１００の回転時には、冷却ファン２００によって生じる騒音に対して、回転フレーム１００の回転に起因する騒音がさらに加わることになる。そこで、第１の実施形態の架台装置１０では、回転フレーム１００の回転時には、冷却ファン２００の回転を停止する、或いは、冷却ファン２００の回転速度を通常回転における所定の回転速度よりも低い回転速度で動作させるようにしている。この結果、冷却ファン２００によって生じる騒音を抑制することができる。

一方、冷却ファン２００の回転停止、或いは、回転速度の低下により、冷却ファン２００によって架台装置１０の外部に吐き出される冷却風の量も低下することなる。

他方、回転フレーム１００の回転によって、回転フレーム１００の周方向には気流が発生し、この気流の力は覆い板２１０に働く。この結果、覆い板２１０は、気流の力によってヒンジ２１１周りにハウジング１０４側に回転し、覆い板２１０と支持プレート１２０との間に間隙ができる。そして、この間隙を通って、冷却風が架台装置１０の外部に吐き出されることになる。

したがって、冷却ファン２００の回転停止、或いは、回転速度の低下による冷却風の量の低下は、覆い板２１０が開くことによって生じた間隙を通る冷却風によって補われ、冷却性能の低下を抑制することができる。

なお、冷却ファン２００の回転を停止するための制御、或いは、回転速度を低下させるための制御は、例えば、コンソール装置４０の処理回路４５によって行われる。この場合、処理回路４５は、回転フレーム１００の回転と停止を検出し、回転フレーム１００の停止中は冷却ファン２００を通常の回転速度（所定の回転速度）で回転させ、回転フレーム１００の回転中は、冷却ファン２００の回転を停止する、又は、冷却ファン２００を所定の回転速度よりも低い回転速度で回転させるように、冷却ファン２００を制御する。
なお、特許請求の範囲の記載における制御部の一例が、上記の処理回路４５、或いは、処理回路４５で実現する機能に該当する。

上述した、第１の実施形態に係る架台装置１０によれば、回転フレーム１００の回転時において、冷却ファン２００の回転を停止させる、または、冷却ファン２００の回転速度を低下させることにより、回転フレーム１００の回転と冷却ファン２００の双方によって生じていた騒音を抑制することができる。その一方で、覆い板２１０によって閉じられていた第２の通気口２１２を回転フレーム１００の回転によって生じた気流の力で開き、第２の通気口２１２から架台装置１０の外部に吐き出される冷却風の経路をあらたに発生させることにより、冷却ファン２００の回転停止、或いは、回転速度の低下による冷却性能の低下を補完し、各コンポーネント３００の冷却性能を維持することが可能となる。

（第２の実施形態に係る架台装置の冷却構造）
図５（ａ）は、第２の実施形態に係る架台装置１０をフロント方向から見た構造説明図であり、図５（ｂ）は、第２の実施形態に係る架台装置１０を側方から見た構造説明図である。
第２の実施形態の架台装置１０と第１の実施形態の架台装置１０とでは、冷却ファンや通気口の覆い板などの、冷却に関わる構成や構造が相違している。

図６（ａ）は、図５（ａ）を縮小した図であり、符号の記載は省略している。図６（ｂ）は、図６（ａ）の破線四角枠の部分を拡大した図である。なお、架台装置１０の上部の構成や構造は、第１の実施形態と同様に、図６（ａ）の左右方向において概ね対称であるため、以下では、図６（ａ）の右側上部の破線四角枠で囲った部分の構成及び構造について説明する。

図６（ｂ）に示すように、第２の実施形態では、支持プレート１２０に冷却ファン２００と冷却ファン２２０が取り付けられている。第１の通気口２０２に対向する位置には、第１の実施形態と同様に、冷却ファン２００が支持プレート１２０のハウジング１０４側に配設されている。この冷却ファン２００を、以下、第１の冷却ファン２００と呼ぶものとする。

一方、第２の実施形態では、第２の通気口２１２に対向する位置にも、冷却ファン２２０が配設される。以下、この冷却ファン２２０を、第２の冷却ファン２２０と呼ぶものとする。第２の冷却ファン２２０は、第１の冷却ファン２００と同様に、支持プレート１２０のハウジング１０４側に配設されている。

また、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、覆い板２３０が第２の通気口２１２を開閉可能に設けられている。ただし、第２の実施形態では、覆い板２３０は、支持プレート１２０の回転フレーム１００側に（即ち、第２の冷却ファン２２０の反対側に）配設されている。そして、覆い板２３０は、ヒンジ２１１周りの回動により、第２の通気口２１２を、支持プレート１２０の下側（即ち、回転フレーム１００側）から開閉できるように構成されている。
ハウジング１０４の、冷却ファン２００や覆い板２１０の近傍の領域には、第１の実施形態と同様に、複数の通風孔１０４ａが形成されている。

図７（ａ）、（ｂ）は、上述した第２の実施形態における、第１の通気口２０２、第１の冷却ファン２００、第２の通気口２１２、第２の冷却ファン２２０、及び、覆い板２３０の作用効果について説明する図である。

図７（ａ）は、回転フレーム１００の回転が停止している時の作用効果を説明する図である。前述したように、回転フレーム１００の回転停止中であっても各コンポーネント３００には通電されており、各コンポーネント３００を冷却する必要がある。このため、回転フレーム１００の回転停止中であっても、第１の実施形態と同様に、第１の冷却ファン２００は通常の回転速度（所定の回転速度）で回転しており、冷却風（各コンポーネント３００を冷却した後の暖められた空気）は、第１の冷却ファン２００によって、第１の通気口２０２から架台装置１０の外部に強制的に吐き出される。

一方、第２の通気口２１２を開閉する覆い板２３０は、第２の実施形態では、支持プレート１２０の下側（回転フレーム１００側）に設けられている。このため、回転フレーム１００の回転停止中においては、覆い板２３０が、その自重によりヒンジ２１１周りを図７において時計方向に回転し、覆い板２３０と支持プレート１２０との間に間隙が生成される。つまり、第２の実施形態では、回転フレーム１００の回転停止時には、第２の通気口２１２が開かれる。

また、第２の実施形態では、回転フレーム１００の回転停止中に、第２の冷却ファン２２０も通常の回転速度（所定の回転速度）で回転するものとしている。したがって、冷却風は、第２の冷却ファン２２０によって、強制的に第２の通気口２１２から吸い込まれて架台装置１０の外部に吐き出される。
回転フレーム１００の回転停止時に発生する騒音は、主に、第１の冷却ファン２００と第２の冷却ファン２２０の回転によって生じる騒音ということになる。
一方、図７（ｂ）は、回転フレーム１００の回転が回転している時の作用効果を説明する図である。

回転フレーム１００の回転時には、第１の冷却ファン２００と第２の冷却ファン２２０の回転によって生じる騒音に対して、回転フレーム１００の回転に起因する騒音がさらに加わることになる。そこで、第２の実施形態の架台装置１０では、回転フレーム１００の回転時には、第２の冷却ファン２２０の回転を停止し、さらに、第２の通気口２１２を覆い板２３０で閉じるようにしている。この結果、第２の冷却ファン２２０からの騒音は無くなり、さらに、第２の通気口２１２から漏れ出す回転フレーム１００の回転による騒音も抑制することができる。

一方、回転フレーム１００の回転時には、第１の冷却ファン２００は通常の回転速度（所定の回転速度）で回転するものの、第２の冷却ファン２２０の回転停止、及び、第２の通気口２１２が閉じられたことにより、架台装置１０の外部に吐き出される冷却風の量は低下することなる。しかしながら、回転フレーム１００の回転によって、回転フレーム１００の周方向には気流が発生し、この気流が冷却風となって第１の通気口２０２から架台装置１０の外部に吐き出される。つまり、第１の冷却ファン２００によって生成される冷却風の流れに、回転フレーム１００の回転によって生成される気流があらたな冷却風の流れとして加わることになる。この結果、第２の冷却ファン２２０の回転停止による冷却風の量の低下が補われ、冷却性能の低下を抑制することができる。

なお、回転フレーム１００の回転時に第２の冷却ファン２２０の回転を停止するための制御は、第１の実施形態と同様に、例えば、コンソール装置４０の処理回路４５によって行われる。また、特許請求の範囲の記載における制御部の一例が、第２の実施形態における上記の処理回路４５、或いは、処理回路４５で実現する機能に該当する。

また、回転フレーム１００の回転時に覆い板２３０を閉じる動作は、回転フレーム１００の周方向に発生する気流の力に基づく。つまり、回転フレーム１００の回転時には、覆い板２１０は、気流の力によってヒンジ２１１周りに反時計方向に回転し、覆い板２１０のヒンジ２１１と反対側の端部が支持プレート１２０に当接して、第２の通気口２１２を塞ぐことになる。

上述した、第２の実施形態に係る架台装置１０によれば、回転フレーム１００の回転時において、第２の冷却ファン２２０の回転を停止させると共に第２の通気口２１２を閉じることにより、第１及び第２の冷却ファン２００、２２０と、回転フレーム１００の回転の双方によって生じていた騒音を抑制することができる。その一方で、回転フレーム１００の回転によって生成される気流が第１の通気口２０２を通るあらたな冷却風の流れとして加わることにより、第２の冷却ファン２２０の回転停止による冷却風の量の低下が補われ、冷却性能の低下を抑制することができる。

なお、先に述べた第１の実施形態では、フロント側から見た架台装置１０の右上部に、第１の通気口２０２に対応する冷却ファン２００が１つ設けられ、第２の通気口２１２に対応する覆い板２１０が１つ設けられる例を挙げて説明した。しかしながら、第１の通気口２０２及び第２の通気口２１２の位置や数、及び、これらに対応する冷却ファン２００及び覆い板２１０の位置や数は、必要となる冷却性能や、架台装置１０の構造上の制約等に応じて、適宜変更することができる。

また、上述した第２の実施形態では、フロント側から見た架台装置１０の右上部に、第１の通気口２０２に対応する第１の冷却ファン２００が１つ設けられ、第２の通気口２１２に対応する覆い板２３０と第２の冷却ファン２２０がそれぞれ１つ設けられる例を挙げて説明した。しかしながら、第１の通気口２０２及び第２の通気口２１２の位置や数、及び、これらに対応する第１の冷却ファン２００の位置や数、並びに、第２の冷却ファン２２０及び覆い板２３０の位置や数は、上記と同様に、必要となる冷却性能や、架台装置１０の構造上の制約等に応じて、適宜変更することができる。

また、上述した第１の実施形態では、覆い板２１０は、回転フレーム１００の回転時には、回転フレーム１００の回転によって発生する気流の力によって開き、回転フレーム１００の停止時には、その自重によって閉じるように構成されていると説明した。また、第２の実施形態では、覆い板２３０は、回転フレーム１００の回転時には、回転フレーム１００の回転によって発生する気流の力によって閉じ、回転フレーム１００の停止時には、その自重によって開くように構成されていると説明した。しかしながら、覆い板２１０、２３０は、気流の力や自重によって開閉される構成に限定されるものではない。例えば、モータやソレノイド等の駆動装置を用いて、覆い板２１０、２３０を電気による駆動力によって開閉する構成にしてもよい。

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、Ｘ線ＣＴ装置のガントリ内に収納されているコンポーネントの冷却性能を維持しつつ、冷却ファンによる騒音と、回転フレームの回転によって生じる騒音とを低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。

１ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
３０ 寝台装置
４０ コンソール装置
４５ 処理回路
１００ 回転フレーム
１０２ 固定フレーム
１０４ ハウジング
１２０ 支持プレート
２００ 冷却ファン、第１の冷却ファン
２０２ 第１の通気口
２１０ 覆い板
２１２ 第２の通気口
２２０ 第２の冷却ファン
２３０ 覆い板

Claims (8)

1. 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ハウジングと、
   前記回転フレームと前記ハウジングとの間の間隙に、前記回転フレームの外周の一部に沿って設けられる支持プレートと、
   前記支持プレートに形成された第１の通気口に対向して設けられた第１の冷却ファンと、
   前記支持プレートに形成された第２の通気口を開閉可能に設けられた覆い板と、
   を備え、
   前記覆い板は、前記回転フレームの回転と停止に応じて前記第２の通気口を開閉する、
   Ｘ線ＣＴ装置。
2. 前記回転フレームを回転可能に支持し、前記ハウジングに前記回転フレームと共に収納される固定フレーム、をさらに備え、
   前記支持プレートは、前記固定フレームの一部に連結固定される、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記回転フレームの停止中は、前記覆い板は前記第２の通気口を塞ぐように構成され、前記第１の冷却ファンは所定の回転速度で回転して前記コンポーネントによって発熱した暖気を前記第１の通気口を通して排出し、
   前記回転フレームの回転中は、前記覆い板は前記第２の通気口を開放して前記暖気を排出し、前記第１の冷却ファンは、回転を停止する又は前記所定の回転速度よりも低い回転速度に移行する、
   請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記覆い板は、
   前記覆い板の一端に設けられたヒンジの周りを回動することによって前記第２の通気口を開閉可能に構成されると共に、前記支持プレートの前記ハウジング側から前記第２の通気口を覆うように配置され、
   前記回転フレームの停止中は、自重によって前記第２の通気口を塞ぎ、
   前記回転フレームの回転中は、前記回転フレームの回転によって発生する気流の力によって、前記ハウジング側に押し出されて前記第２の通気口を開放する、
   請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 制御部、をさらに備え、
   前記制御部は、前記回転フレームの回転と停止を検出し、前記回転フレームの停止中は前記第１の冷却ファンを前記所定の回転速度で回転させ、前記回転フレームの回転中は、前記第１の冷却ファンを停止する、又は、前記第１の冷却ファンを前記所定の回転速度よりも低い回転速度で回転させる、
   請求項３又は４に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記第２の通気口及び前記覆い板に対向する位置に第２の冷却ファンを更に備え、
   前記回転フレームの停止中は、前記覆い板は前記第２の通気口を開くように構成され、前記第１の冷却ファン及び前記第２の冷却ファンは所定の回転速度で回転して前記コンポーネントによって発熱した暖気を、前記第１の通気口及び前記第２の通気口をそれぞれ通して排出し、
   前記回転フレームの回転中は、前記覆い板は前記第２の通気口を塞ぐように構成されると共に前記第２の冷却ファンは回転を停止し、前記第１の冷却ファンは、前記所定の回転速度で回転することにより前記第１の通気口を介して前記暖気を排出すると共に、前記第１の通気口からは、前記回転フレームの回転によって前記暖気が更に排出される、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記覆い板は、
   前記覆い板の一端に設けられたヒンジの周りを回動することによって前記第２の通気口を開閉可能に構成されると共に、前記支持プレートの前記回転フレーム側から前記第２の通気口を覆うように配置され、
   前記回転フレームの停止中は、自重によって前記第２の通気口を開き、
   前記回転フレームの回転中は、前記回転フレームの回転によって発生する気流の力によって、前記回転フレーム側から前記支持プレート側に押し付けられて前記第２の通気口を塞ぐ、
   請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記ハウジングの下部には前記コンポーネントを冷却するための空気を吸気する吸気口が設けられ、前記ハウジングの上部には、前記吸気口から吸気された前記空気が前記コンポーネントとの熱交換によって暖められた暖気を前記ハウジングの外部に排出する排気口が設けれ、
   前記排気口は、前記第１の通気口及び前記第２の通気口を通って排出された前記暖気を前記ハウジングの外部に更に排出する、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。

Images