JP4406101B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続して高速回転が可能な回転部が設けられている架台を有するＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置の架台には高速（１秒／回転以上）で連続回転可能な回転部が設けられている。この回転部において、Ｘ線管ユニット、Ｘ線検出ユニット、冷却ユニットなどのユニット（以下、回転部ユニットと呼ぶ）を取り付けるための回転ベースは平板リング形状を有し、回転部ユニットを取り付けるユニット取付面はＸ線の透過面に対して平行に形成されている。一方、各回転部ユニットにはユニット実装のためのブラケットが設けられている。
【０００３】
従って、作業者が回転部ユニットを持ち上げてブラケットを回転ベースのユニット取付面に位置合わせをした後、例えば固定ボルトを用いて回転部ユニットを回転ベースに取り付けている。このため、この固定ボルトは、回転部ユニットの自重だけではなく、回転部の回転による遠心力によって生じる負荷をも支えていることになる。
【０００４】
また、従来の別のＸ線ＣＴ装置においては、回転ベースをＬ字断面形状とし、各回転部ユニットの取り付けに適したユニット取付用フレームをこのような回転ベースのユニット取付面に予め取り付けておき、このユニット取付用フレームに回転部ユニットを取り付けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のＸ線ＣＴ装置では次のような問題があった。
【０００６】
（１） 上述した回転ベースでは、回転部の回転による遠心力によって生じる負荷を固定ボルトのみで支えることになるので、回転部ユニットの取付け時に例えば作業者が固定ボルトを締め忘れた場合には、回転部の回転中に固定ボルトが外れて回転部ユニットが飛散する恐れがある。特に回転部が高速回転する場合には、回転部ユニットが飛散する確率が高くなるので、患者や操作者などに対する安全性が十分であるとはいえない。
【０００７】
（２） 回転部ユニットの故障などにより回転部ユニットを回転ベースから取り外すために固定ボルトを外す場合、回転部ユニットが落下するのを防止するために、回転部ユニットを下側から支えるかまたは上側から吊すかなど何らかの支持を行う必要があるので、作業者などの作業性や安全性が十分ではない。
【０００８】
（３） 回転ベースに各回転部ユニットを取り付ける場合においては、回転部の回転軸方向における各回転部ユニットの重心の位置は回転ベースのユニット取付面に一致していないことが多い。そのため、回転部が高速回転した時に各回転部ユニットに作用する遠心力によって回転ベースが変形する。これにより、高速回転時におけるＸ線の透過面の位置の精度を確保することが困難となる。また、回転ベースの変形の程度が大きい場合には、回転ベースの破損やＣＴ値シフトによるＣＴ画像の異常などを引き起こしかねない。
【０００９】
（４） 回転部の回転およびそのロックはベルトを介して駆動モータによって行っているため、ベルトが損傷して破断した場合には回転ベースの回転をロックすることができなくなる。そのため、作業者などが回転部に巻き込まれる恐れがある。
【００１０】
（５） 回転部ユニットの大型化に伴いその重量は増加している。そのため、各回転部ユニットの交換時における重量のアンバランスによりベルトにかかる負荷が増加している。回転部ユニット、特に寿命が短いＸ線管ユニットの交換を繰り返す度に重量の大きなアンバランスによる負荷がベルトにかかるため、ベルトがこれまで以上に厳しい動作環境にさらされることになり、ベルトが損傷する危険性が高くなっている。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、回転部の回転ベースをドラム形状とし、この回転ベースの内周側にガイドレールを設けて各回転部ユニットを取付け、さらに回転ロック時に回転ベースを固定部材を用いて固定することにより、回転部の高速回転時における安全性、回転部ユニットの取付け／取り外しの際の作業性、回転部の回転ロックの信頼性を向上させることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するために回転する回転部を有するＸ線ＣＴ装置において、前記回転部は、ドラム状の回転ベースと、前記ドラム状の回転ベースの内周側に取り付けられる回転部ユニットと、前記ドラム状の回転ベースを前記回転部ユニットが取り付けられる所定の回転位置で固定する固定手段と、前記ドラム状の回転ベースの内周側に形成されたガイドレールと、を備え、前記回転部ユニットは、前記ガイドレールに沿ってスライドさせて取り付けられ、前記固定手段は、前記回転部ユニットが取り付けられる位置で前記回転ベースを固定するために不等間隔に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記ガイドレールは２つ設けられ、前記所定の回転位置は、取り付けられる回転部ユニットの前記各ガイドレールが上下になる位置であることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために、上記請求項１又は２に記載の発明のＸ線ＣＴ装置において、請求項３に記載の発明は、前記回転部の回転速度は１秒／回転以上であることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために、上記請求項１又は２に記載の発明のＸ線ＣＴ装置において、請求項４に記載の発明は、前記ドラム状の回転ベースは、前記回転部の回転により前記回転部ユニットに作用する力を受けるための面を有することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するために、上記請求項１に記載の発明のＸ線ＣＴ装置において、請求項５に記載の発明は、前記固定手段は、前記回転部の回転ロック時において前記ドラム状の回転ベースに形成された固定穴に固定部材を挿入することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態では、架台内に設けられる回転部の回転ベースをドラム形状にし、その内周側に設けたユニット取付面に回転部ユニットを取り付けている。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図、図２は本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す図である。図１および図２において、本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置１は、患者などの被検体（図示しない）を載せるための寝台１０と、被検体を挿入してＸ線を曝射するための撮影口５を有し、架台カバー２１で覆われている架台２０と、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する制御装置３０とを備えている。
【００２１】
被検体のＸ線ＣＴ画像を取得する場合には、駆動ユニット１１により寝台１０を架台２０に接近させ、寝台１０に載せられている被検体を架台２０の撮影口５に挿入する。
【００２２】
制御装置３０は、Ｘ線ＣＴ画像を取得するために必要な種々のコマンドを入力するための入力ユニット３１と、Ｘ線ＣＴ画像の取得に必要な情報や取得したＸ線ＣＴ画像などを表示する表示ユニット３２と、Ｘ線ＣＴ画像の取得に必要な情報や取得したＸ線ＣＴ画像などを記憶する記憶ユニット３３と、Ｘ線ＣＴ装置１の各ユニットの動作を制御するシステム制御ユニット３４とを備えている。
【００２３】
図３に示すように、架台２０内には回転部４０が設けられている。回転部４０は、Ｘ線を発生するＸ線管ユニット４１と、Ｘ線管ユニット４１から曝射され被検体を透過したＸ線を検出するために、被検体を挟んでＸ線管ユニット４１と対向して配置されるＸ線検出ユニット４２と、Ｘ線検出ユニット４２によって検出された信号を増幅する信号増幅ユニット４３と、Ｘ線管ユニット４１に隣接して設けられ、Ｘ線管ユニット４１を冷却する冷却ユニット４４と、Ｘ線管ユニット４１に管電圧（管電流）を供給するための電源ユニット４５、４６と、電源ユニット４５、４６を制御する電源制御ユニット４７と、Ｘ線管ユニット４１、Ｘ線検出ユニット４２、信号増幅ユニット４３、冷却ユニット４４、電源ユニット４５、４６、電源制御ユニット４７が図示しない固定ボルトなどを用いて内周側に取り付けられ、撮影口５に挿入された被検体の周りを回転するドラム状の回転ベース４８と、各ユニットで発生した熱を外部に放出するための放熱口４９とを備えている。
【００２４】
図３からわかるように、Ｘ線管ユニット４１、Ｘ線検出ユニット４２、信号増幅ユニット４３、冷却ユニット４４、電源ユニット４５、４６、および電源制御ユニット４７は回転部ユニットとしてドラム状の回転ベース４８の内周側の面（ユニット取付面）に配置される。
【００２５】
ドラム状の回転ベース４８は回転制御ユニット５０の制御により駆動モータ５１で回転する。従って、回転部４０が被検体の周りを高速で回転する。なお、回転部４０の回転速度は、例えば、１秒／回転以上、特に０．５秒／回転以上である。すなわち、被検体のＸ線ＣＴ画像を得るために回転部４０が被検体の周りを１回転するのに必要な時間は１秒以下、特に０．５秒以下となる。
【００２６】
被検体のＸ線ＣＴ画像を取得する場合には、回転部４０が被検体の周囲を１回転する間に、電源制御ユニット４７の制御により電源ユニット４５、４６からＸ線管ユニット４１に所定の管電圧（管電流）が供給されることによってＸ線管ユニット４１からＸ線が被検体に曝射され、被検体を透過したＸ線がＸ線検出ユニット４２によって検出される。Ｘ線検出ユニット４１によって検出されたＸ線に関する検出信号は信号増幅ユニット４３で増幅され、システム制御ユニット３４に供給される。システム制御ユニット３４では、この検出信号を基にして所定の画像再構成処理などを行ってＸ線ＣＴ画像を取得し、取得したＸ線ＣＴ画像を表示ユニット３２に表示させ、記憶ユニット３３に記憶させる。
【００２７】
図４は本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースとこのドラム状の回転ベースに取り付けられる回転部ユニットの位置関係を説明するための断面図である。なお、ここでは、回転部ユニットとしてＸ線管ユニット４１を例にして説明する。
【００２８】
図４に示すように、ドラム状の回転ベース４８の内周側のユニット取付面に回転部ユニットであるＸ線管ユニット４１を固定ボルトなどを用いて取り付ける。ドラム状の回転ベース４８は回転軸２１を中心として回転するので、撮影口５に挿入される被検体の周りをＸ線管ユニット４１が回転する。この場合、回転軸２１から離れる方向（外向き）に遠心力がＸ線管ユニット４１に作用することになる。しかし、Ｘ線管ユニット４１の外側にはドラム状の回転ベース４８が設けられているので、遠心力により生じる大きな荷重をドラム状の回転ベース４８の内周側の面で受けてＸ線管ユニット４１を支えることが可能となる。
【００２９】
従って、本発明の第１の実施の形態によれば、回転部ユニットの取付け時において例えば作業者が固定ボルトを締め忘れた場合においても、回転部の回転中、特に回転部の高速回転中に固定ボルトが外れて回転部ユニットが飛散するのを防止することができ、患者や操作者などに対する安全性を向上させることが可能となる。
【００３０】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態では、架台内に設けられる回転部の回転ベースをドラム形状にし、このドラム状の回転ベースの内周側にガイドレールを設けることにより各回転部ユニットをこのガイドレールに沿ってスライドさせてユニット取付面に取付けている。
【００３１】
図５は本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースに対するガイドレールによる回転部ユニットの取付けを説明するための図、図６は図５に示す回転部の一部を拡大した図、図７は本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースに形成されるガイドレールに沿って回転部ユニットをスライドさせて取り付けた場合の正面図である。なお、図５および図６では、ガイドレールはドラム状の回転ベースの手前側に図示しているが、実際には、ドラム状の回転ベースの内周側のユニット取付面に形成されている。
【００３２】
図５、図６、および図７に示すように、回転部７０のドラム状の回転ベース７１の内周側に設けられたユニット取付面にガイドレール７３ａ、７３ｂが形成される。回転部ユニットである例えばＸ線管ユニット７２の上部に設けられているガイド部材７４をガイドレール７３ａ、７３ｂに沿って回転部７０の回転軸（図４に示す回転軸２１に対応する）の方向にスライドさせてドラム状の回転ベース７１のユニット取付面にＸ線管ユニット７２を取り付けている。
【００３３】
以上のことから、ドラム状の回転ベースに対する回転部ユニットの取付けの際に固定ボルトなどを用いることなく、回転部ユニットをドラム状の回転ベースに形成されたガイドレールによって支えることができる。また、回転部の高速回転中に生じる遠心力は外向きに作用するが、各回転部ユニットはドラム状の回転ベースのユニット取付面に押し付けられることになるので、ドラム状の回転ベースに形成されているガイドレールに対して回転部ユニットの自重以上の負荷がかかることはない。
【００３４】
従って、本発明の第２の実施の形態によれば、回転部ユニットはガイドレールに支えられていることから、回転部ユニットの交換時において回転部ユニットを保持する必要がなく、作業者の作業性を向上させることができる。
【００３５】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態では、架台内に設けられる回転部の回転ベースをドラム形状とし、このドラム状の回転ベースの内周側にガイドレールを設けて各回転部ユニットを取付け、回転部の回転ロック時においてはドラム状の回転ベースの外周側の面に設けられた固定穴に固定部材である金属製のピン部材を挿入することによりドラム状の回転ベースを固定している。
【００３６】
図８は本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられている回転部およびこの回転部を保持するスタンドを示す背面外観図、図９は本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。なお、図２に示す本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成と比較して、図９に示す本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、さらにドラム状の回転ベース８１の回転位置を検出するための位置エンコーダを有する位置検出ユニット６０と、回転部８０の回転ロック時においてドラム状の回転ベース８１を固定する固定部材である金属製のピン部材８５を挿入するためのピン挿入ユニット６１とを備えている。
【００３７】
図８に示すように、回転部８０はスタンド８２のアーム部８３、８６によって保持されている。回転部８０のドラム状の回転ベース８１の外周側の面には、その外周に沿って所定の位置に複数の固定穴８４ａ、８４ｂが形成されている。なお、固定穴８４ａ、８４ｂは、例えば、ドラム状の回転ベース８１の外周側の面において回転部ユニットが取り付けられる位置に対応する位置に形成される。一方、アーム部８３には金属製のピン部材８５を挿入可能なピン挿入穴８３ａが設けられている。
【００３８】
従って、例えば故障により回転部ユニットを交換する場合には、作業者が交換作業をしやすい位置（作業者が回転部ユニットをガイドレール７３ａ、７３に沿って引き出しやすい位置）、例えば、アーム部８３または８６の位置（ガイドレール７３ａ、７３ｂが上下になる位置）までその回転部ユニットを移動させ、ピン部材８５をピン挿入穴８３ａから固定穴８４ａまたは８４ｂに挿入することによりドラム状の回転ベース８１を回転しないように固定する。例えば、回転部ユニットがアーム部８３の位置にある場合には、回転部ユニットの重量が主として下側のガイドレール７３ａにかかるので、回転部ユニットを引き出しやすいことになる。
【００３９】
具体的には、回転部８０の回転ロック時には、位置検出ユニット６０により回転が停止した回転部８０の回転位置を検出し、その検出結果を基にして固定穴８４ａまたは８４ｂの位置とピン挿入穴８３ａの位置をシステム制御ユニット３４において計算する。その計算結果を基にして、システム制御ユニット３４により回転制御ユニット５０を制御し、駆動モータ５１によりベルトを介して回転ベース８１を回転させてピン挿入穴８３ａの位置と固定穴８４ａまたは８４ｂの位置を一致させる。ピン挿入穴８３ａの位置と固定穴８４ａまたは８４ｂの位置が一致した場合には、システム制御ユニット３４によりピン挿入ユニット６１の動作を制御して、ピン部材８５をアーム部８３のピン挿入穴８３ａからドラム状の回転ベース８１の固定穴８４ａまたは８４ｂに挿入する。
【００４０】
以上のことから、回転部ユニットの取り外しの際に生じるアンバランスによるベルトに対する負荷が大きくなっても、その負荷を十分な機械的強度を有する金属製のピン部材で支えられることとなる。
【００４１】
従って、本発明の第３の実施の形態によれば、回転部の回転ロックの信頼性を向上させることができ、ベルトの破断によって回転部に作業者が巻き込まれることを防止して作業者に対する安全性を向上させることが可能となる。
【００４２】
なお、回転部の回転ロック時において、ピン部材はピン挿入ユニットにより自動的にドラム状回転ベースの固定穴に挿入することに限られず、必要に応じて、作業者が手作業でピン部材を固定穴に挿入することも可能である。
【００４３】
また、ピン挿入穴は、スタンドのアーム部に形成することに限定されず、スタンドの他の部分に形成することも可能である。
【００４４】
さらに、固定穴は、ドラム状の回転ベースの外周側の面において回転部ユニットが取り付けられている位置に対応する位置に形成されることに限定されることなく、必要に応じて、ドラム状の回転ベースの外周側の面の他の位置に固定穴を形成することも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、回転ベースをドラム形状にし、その内周側に回転部ユニットを取り付けるようにしたので、例えば固定ボルトを締め忘れた場合においても、回転部の回転中、特に回転部の高速回転中に回転部ユニットが飛散することを防止することができ、患者や操作者などに対する安全性を向上させることが可能となる。
【００４６】
また、本発明によれば、回転ベースをドラム形状とし、さらにその内周側にガイドレールを形成して回転部ユニットをそのガイドレールに沿ってスライドさせて取り付けているので、例えば固定ボルトを締め忘れた場合においても回転部ユニットが落下することがなく、作業者の作業性や安全性を向上させることができる。
【００４７】
さらに、回転部の高速回転により回転部ユニットには外向きに遠心力が作用するが、ドラム状の回転ベースの内周側の面とガイドレールによって回転部ユニットを支えているので、例えば固定ボルトを締め忘れた場合においても回転部ユニットが飛散することを防止することができ、患者や操作者などに対する安全性をさらに向上させることが可能となる。
【００４８】
さらにまた、回転部ユニットをガイドレールに沿ってスライドさせて取り付けているので、固定ボルトなどを使用しなくても回転部ユニットが支えられることとなり、回転部ユニットの取り付け／取り外し作業における作業性および安全性を向上させることができる。
【００４９】
また、本発明によれば、弾性体であるベルトを介することなく、スタンドのアーム部に形成されたピン挿入穴からドラム状の回転ベースに形成された固定穴に金属製のピン部材を直接挿入して回転部の回転ロックを行っているので、回転部ユニットの取り外しの際に生じるアンバランスによるベルトに対する負荷が大きくなっても、その負荷を十分な機械的強度を有する金属製のピン部材で支えることができる。従って、回転部の回転ロックの信頼性を向上させることができ、これによって作業者に対する安全性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースとこのドラム状の回転ベースに取り付けられる回転部ユニットの位置関係を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースに形成されるガイドレールによる回転部ユニットの取付けを説明するための図である。
【図６】図５に示す回転部の一部を拡大した図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースに形成されるガイドレールに沿って回転部ユニットをスライドさせて取り付けた場合の正面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられている回転部およびこの回転部を保持するスタンドを示す背面外観図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線ＣＴ装置
５ 撮影口
１０ 寝台
１１ 駆動ユニット
２０ 架台
２１ 架台カバー
３０ 制御装置
３１ 入力ユニット
３２ 表示ユニット
３３ 記憶ユニット
３４ システム制御ユニット
４０、７０、８０ 回転部
４１、７２ Ｘ線管ユニット
４２ Ｘ線検出ユニット
４３ 信号増幅ユニット
４４ 冷却ユニット
４５、４６ 電源ユニット
４７ 電源制御ユニット
４８、７１、８１ 回転ベース
４９ 放熱口
５０ 回転制御ユニット
５１ 駆動モータ
６０ 位置検出ユニット
６１ ピン挿入ユニット
７３ａ、７３ｂ ガイドレール
７４ ガイド部材
８２ スタンド
８３、８６ アーム部
８３ａ ピン挿入穴
８４ａ、８４ｂ 固定穴
８５ ピン部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続して高速回転が可能な回転部が設けられている架台を有するＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置の架台には高速（１秒／回転以上）で連続回転可能な回転部が設けられている。この回転部において、Ｘ線管ユニット、Ｘ線検出ユニット、冷却ユニットなどのユニット（以下、回転部ユニットと呼ぶ）を取り付けるための回転ベースは平板リング形状を有し、回転部ユニットを取り付けるユニット取付面はＸ線の透過面に対して平行に形成されている。一方、各回転部ユニットにはユニット実装のためのブラケットが設けられている。
【０００３】
従って、作業者が回転部ユニットを持ち上げてブラケットを回転ベースのユニット取付面に位置合わせをした後、例えば固定ボルトを用いて回転部ユニットを回転ベースに取り付けている。このため、この固定ボルトは、回転部ユニットの自重だけではなく、回転部の回転による遠心力によって生じる負荷をも支えていることになる。
【０００４】
また、従来の別のＸ線ＣＴ装置においては、回転ベースをＬ字断面形状とし、各回転部ユニットの取り付けに適したユニット取付用フレームをこのような回転ベースのユニット取付面に予め取り付けておき、このユニット取付用フレームに回転部ユニットを取り付けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のＸ線ＣＴ装置では次のような問題があった。
【０００６】
（１） 上述した回転ベースでは、回転部の回転による遠心力によって生じる負荷を固定ボルトのみで支えることになるので、回転部ユニットの取付け時に例えば作業者が固定ボルトを締め忘れた場合には、回転部の回転中に固定ボルトが外れて回転部ユニットが飛散する恐れがある。特に回転部が高速回転する場合には、回転部ユニットが飛散する確率が高くなるので、患者や操作者などに対する安全性が十分であるとはいえない。
【０００７】
（２） 回転部ユニットの故障などにより回転部ユニットを回転ベースから取り外すために固定ボルトを外す場合、回転部ユニットが落下するのを防止するために、回転部ユニットを下側から支えるかまたは上側から吊すかなど何らかの支持を行う必要があるので、作業者などの作業性や安全性が十分ではない。
【０００８】
（３） 回転ベースに各回転部ユニットを取り付ける場合においては、回転部の回転軸方向における各回転部ユニットの重心の位置は回転ベースのユニット取付面に一致していないことが多い。そのため、回転部が高速回転した時に各回転部ユニットに作用する遠心力によって回転ベースが変形する。これにより、高速回転時におけるＸ線の透過面の位置の精度を確保することが困難となる。また、回転ベースの変形の程度が大きい場合には、回転ベースの破損やＣＴ値シフトによるＣＴ画像の異常などを引き起こしかねない。
【０００９】
（４） 回転部の回転およびそのロックはベルトを介して駆動モータによって行っているため、ベルトが損傷して破断した場合には回転ベースの回転をロックすることができなくなる。そのため、作業者などが回転部に巻き込まれる恐れがある。
【００１０】
（５） 回転部ユニットの大型化に伴いその重量は増加している。そのため、各回転部ユニットの交換時における重量のアンバランスによりベルトにかかる負荷が増加している。回転部ユニット、特に寿命が短いＸ線管ユニットの交換を繰り返す度に重量の大きなアンバランスによる負荷がベルトにかかるため、ベルトがこれまで以上に厳しい動作環境にさらされることになり、ベルトが損傷する危険性が高くなっている。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、回転部の回転ベースをドラム形状とし、この回転ベースの内周側にガイドレールを設けて各回転部ユニットを取付け、さらに回転ロック時に回転ベースを固定部材を用いて固定することにより、回転部の高速回転時における安全性、回転部ユニットの取付け／取り外しの際の作業性、回転部の回転ロックの信頼性を向上させることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するために回転する回転部を有するＸ線ＣＴ装置において、前記回転部は、ドラム状の回転ベースと、前記ドラム状の回転ベースの内周側に取り付けられる回転部ユニットと、前記ドラム状の回転ベースを前記回転部ユニットが取り付けられる所定の回転位置で固定する固定手段と、前記ドラム状の回転ベースの内周側に形成されたガイドレールと、を備え、前記回転部ユニットは、前記ガイドレールに沿ってスライドさせて取り付けられ、前記固定手段は、前記回転部ユニットが取り付けられる位置で前記回転ベースを固定するために不等間隔に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記ガイドレールは２つ設けられ、前記所定の回転位置は、取り付けられる回転部ユニットの前記各ガイドレールが上下になる位置であることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために、上記請求項１又は２に記載の発明のＸ線ＣＴ装置において、請求項３に記載の発明は、前記回転部の回転速度は１秒／回転以上であることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために、上記請求項１又は２に記載の発明のＸ線ＣＴ装置において、請求項４に記載の発明は、前記ドラム状の回転ベースは、前記回転部の回転により前記回転部ユニットに作用する力を受けるための面を有することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するために、上記請求項１に記載の発明のＸ線ＣＴ装置において、請求項５に記載の発明は、前記固定手段は、前記回転部の回転ロック時において前記ドラム状の回転ベースに形成された固定穴に固定部材を挿入することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態では、架台内に設けられる回転部の回転ベースをドラム形状にし、その内周側に設けたユニット取付面に回転部ユニットを取り付けている。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図、図２は本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す図である。図１および図２において、本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置１は、患者などの被検体（図示しない）を載せるための寝台１０と、被検体を挿入してＸ線を曝射するための撮影口５を有し、架台カバー２１で覆われている架台２０と、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する制御装置３０とを備えている。
【００２１】
被検体のＸ線ＣＴ画像を取得する場合には、駆動ユニット１１により寝台１０を架台２０に接近させ、寝台１０に載せられている被検体を架台２０の撮影口５に挿入する。
【００２２】
制御装置３０は、Ｘ線ＣＴ画像を取得するために必要な種々のコマンドを入力するための入力ユニット３１と、Ｘ線ＣＴ画像の取得に必要な情報や取得したＸ線ＣＴ画像などを表示する表示ユニット３２と、Ｘ線ＣＴ画像の取得に必要な情報や取得したＸ線ＣＴ画像などを記憶する記憶ユニット３３と、Ｘ線ＣＴ装置１の各ユニットの動作を制御するシステム制御ユニット３４とを備えている。
【００２３】
図３に示すように、架台２０内には回転部４０が設けられている。回転部４０は、Ｘ線を発生するＸ線管ユニット４１と、Ｘ線管ユニット４１から曝射され被検体を透過したＸ線を検出するために、被検体を挟んでＸ線管ユニット４１と対向して配置されるＸ線検出ユニット４２と、Ｘ線検出ユニット４２によって検出された信号を増幅する信号増幅ユニット４３と、Ｘ線管ユニット４１に隣接して設けられ、Ｘ線管ユニット４１を冷却する冷却ユニット４４と、Ｘ線管ユニット４１に管電圧（管電流）を供給するための電源ユニット４５、４６と、電源ユニット４５、４６を制御する電源制御ユニット４７と、Ｘ線管ユニット４１、Ｘ線検出ユニット４２、信号増幅ユニット４３、冷却ユニット４４、電源ユニット４５、４６、電源制御ユニット４７が図示しない固定ボルトなどを用いて内周側に取り付けられ、撮影口５に挿入された被検体の周りを回転するドラム状の回転ベース４８と、各ユニットで発生した熱を外部に放出するための放熱口４９とを備えている。
【００２４】
図３からわかるように、Ｘ線管ユニット４１、Ｘ線検出ユニット４２、信号増幅ユニット４３、冷却ユニット４４、電源ユニット４５、４６、および電源制御ユニット４７は回転部ユニットとしてドラム状の回転ベース４８の内周側の面（ユニット取付面）に配置される。
【００２５】
ドラム状の回転ベース４８は回転制御ユニット５０の制御により駆動モータ５１で回転する。従って、回転部４０が被検体の周りを高速で回転する。なお、回転部４０の回転速度は、例えば、１秒／回転以上、特に０．５秒／回転以上である。すなわち、被検体のＸ線ＣＴ画像を得るために回転部４０が被検体の周りを１回転するのに必要な時間は１秒以下、特に０．５秒以下となる。
【００２６】
被検体のＸ線ＣＴ画像を取得する場合には、回転部４０が被検体の周囲を１回転する間に、電源制御ユニット４７の制御により電源ユニット４５、４６からＸ線管ユニット４１に所定の管電圧（管電流）が供給されることによってＸ線管ユニット４１からＸ線が被検体に曝射され、被検体を透過したＸ線がＸ線検出ユニット４２によって検出される。Ｘ線検出ユニット４１によって検出されたＸ線に関する検出信号は信号増幅ユニット４３で増幅され、システム制御ユニット３４に供給される。システム制御ユニット３４では、この検出信号を基にして所定の画像再構成処理などを行ってＸ線ＣＴ画像を取得し、取得したＸ線ＣＴ画像を表示ユニット３２に表示させ、記憶ユニット３３に記憶させる。
【００２７】
図４は本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースとこのドラム状の回転ベースに取り付けられる回転部ユニットの位置関係を説明するための断面図である。なお、ここでは、回転部ユニットとしてＸ線管ユニット４１を例にして説明する。
【００２８】
図４に示すように、ドラム状の回転ベース４８の内周側のユニット取付面に回転部ユニットであるＸ線管ユニット４１を固定ボルトなどを用いて取り付ける。ドラム状の回転ベース４８は回転軸２１を中心として回転するので、撮影口５に挿入される被検体の周りをＸ線管ユニット４１が回転する。この場合、回転軸２１から離れる方向（外向き）に遠心力がＸ線管ユニット４１に作用することになる。しかし、Ｘ線管ユニット４１の外側にはドラム状の回転ベース４８が設けられているので、遠心力により生じる大きな荷重をドラム状の回転ベース４８の内周側の面で受けてＸ線管ユニット４１を支えることが可能となる。
【００２９】
従って、本発明の第１の実施の形態によれば、回転部ユニットの取付け時において例えば作業者が固定ボルトを締め忘れた場合においても、回転部の回転中、特に回転部の高速回転中に固定ボルトが外れて回転部ユニットが飛散するのを防止することができ、患者や操作者などに対する安全性を向上させることが可能となる。
【００３０】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態では、架台内に設けられる回転部の回転ベースをドラム形状にし、このドラム状の回転ベースの内周側にガイドレールを設けることにより各回転部ユニットをこのガイドレールに沿ってスライドさせてユニット取付面に取付けている。
【００３１】
図５は本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースに対するガイドレールによる回転部ユニットの取付けを説明するための図、図６は図５に示す回転部の一部を拡大した図、図７は本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースに形成されるガイドレールに沿って回転部ユニットをスライドさせて取り付けた場合の正面図である。なお、図５および図６では、ガイドレールはドラム状の回転ベースの手前側に図示しているが、実際には、ドラム状の回転ベースの内周側のユニット取付面に形成されている。
【００３２】
図５、図６、および図７に示すように、回転部７０のドラム状の回転ベース７１の内周側に設けられたユニット取付面にガイドレール７３ａ、７３ｂが形成される。回転部ユニットである例えばＸ線管ユニット７２の上部に設けられているガイド部材７４をガイドレール７３ａ、７３ｂに沿って回転部７０の回転軸（図４に示す回転軸２１に対応する）の方向にスライドさせてドラム状の回転ベース７１のユニット取付面にＸ線管ユニット７２を取り付けている。
【００３３】
以上のことから、ドラム状の回転ベースに対する回転部ユニットの取付けの際に固定ボルトなどを用いることなく、回転部ユニットをドラム状の回転ベースに形成されたガイドレールによって支えることができる。また、回転部の高速回転中に生じる遠心力は外向きに作用するが、各回転部ユニットはドラム状の回転ベースのユニット取付面に押し付けられることになるので、ドラム状の回転ベースに形成されているガイドレールに対して回転部ユニットの自重以上の負荷がかかることはない。
【００３４】
従って、本発明の第２の実施の形態によれば、回転部ユニットはガイドレールに支えられていることから、回転部ユニットの交換時において回転部ユニットを保持する必要がなく、作業者の作業性を向上させることができる。
【００３５】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態では、架台内に設けられる回転部の回転ベースをドラム形状とし、このドラム状の回転ベースの内周側にガイドレールを設けて各回転部ユニットを取付け、回転部の回転ロック時においてはドラム状の回転ベースの外周側の面に設けられた固定穴に固定部材である金属製のピン部材を挿入することによりドラム状の回転ベースを固定している。
【００３６】
図８は本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられている回転部およびこの回転部を保持するスタンドを示す背面外観図、図９は本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。なお、図２に示す本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成と比較して、図９に示す本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置は、さらにドラム状の回転ベース８１の回転位置を検出するための位置エンコーダを有する位置検出ユニット６０と、回転部８０の回転ロック時においてドラム状の回転ベース８１を固定する固定部材である金属製のピン部材８５を挿入するためのピン挿入ユニット６１とを備えている。
【００３７】
図８に示すように、回転部８０はスタンド８２のアーム部８３、８６によって保持されている。回転部８０のドラム状の回転ベース８１の外周側の面には、その外周に沿って所定の位置に複数の固定穴８４ａ、８４ｂが形成されている。なお、固定穴８４ａ、８４ｂは、例えば、ドラム状の回転ベース８１の外周側の面において回転部ユニットが取り付けられる位置に対応する位置に形成される。一方、アーム部８３には金属製のピン部材８５を挿入可能なピン挿入穴８３ａが設けられている。
【００３８】
従って、例えば故障により回転部ユニットを交換する場合には、作業者が交換作業をしやすい位置（作業者が回転部ユニットをガイドレール７３ａ、７３に沿って引き出しやすい位置）、例えば、アーム部８３または８６の位置（ガイドレール７３ａ、７３ｂが上下になる位置）までその回転部ユニットを移動させ、ピン部材８５をピン挿入穴８３ａから固定穴８４ａまたは８４ｂに挿入することによりドラム状の回転ベース８１を回転しないように固定する。例えば、回転部ユニットがアーム部８３の位置にある場合には、回転部ユニットの重量が主として下側のガイドレール７３ａにかかるので、回転部ユニットを引き出しやすいことになる。
【００３９】
具体的には、回転部８０の回転ロック時には、位置検出ユニット６０により回転が停止した回転部８０の回転位置を検出し、その検出結果を基にして固定穴８４ａまたは８４ｂの位置とピン挿入穴８３ａの位置をシステム制御ユニット３４において計算する。その計算結果を基にして、システム制御ユニット３４により回転制御ユニット５０を制御し、駆動モータ５１によりベルトを介して回転ベース８１を回転させてピン挿入穴８３ａの位置と固定穴８４ａまたは８４ｂの位置を一致させる。ピン挿入穴８３ａの位置と固定穴８４ａまたは８４ｂの位置が一致した場合には、システム制御ユニット３４によりピン挿入ユニット６１の動作を制御して、ピン部材８５をアーム部８３のピン挿入穴８３ａからドラム状の回転ベース８１の固定穴８４ａまたは８４ｂに挿入する。
【００４０】
以上のことから、回転部ユニットの取り外しの際に生じるアンバランスによるベルトに対する負荷が大きくなっても、その負荷を十分な機械的強度を有する金属製のピン部材で支えられることとなる。
【００４１】
従って、本発明の第３の実施の形態によれば、回転部の回転ロックの信頼性を向上させることができ、ベルトの破断によって回転部に作業者が巻き込まれることを防止して作業者に対する安全性を向上させることが可能となる。
【００４２】
なお、回転部の回転ロック時において、ピン部材はピン挿入ユニットにより自動的にドラム状回転ベースの固定穴に挿入することに限られず、必要に応じて、作業者が手作業でピン部材を固定穴に挿入することも可能である。
【００４３】
また、ピン挿入穴は、スタンドのアーム部に形成することに限定されず、スタンドの他の部分に形成することも可能である。
【００４４】
さらに、固定穴は、ドラム状の回転ベースの外周側の面において回転部ユニットが取り付けられている位置に対応する位置に形成されることに限定されることなく、必要に応じて、ドラム状の回転ベースの外周側の面の他の位置に固定穴を形成することも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、回転ベースをドラム形状にし、その内周側に回転部ユニットを取り付けるようにしたので、例えば固定ボルトを締め忘れた場合においても、回転部の回転中、特に回転部の高速回転中に回転部ユニットが飛散することを防止することができ、患者や操作者などに対する安全性を向上させることが可能となる。
【００４６】
また、本発明によれば、回転ベースをドラム形状とし、さらにその内周側にガイドレールを形成して回転部ユニットをそのガイドレールに沿ってスライドさせて取り付けているので、例えば固定ボルトを締め忘れた場合においても回転部ユニットが落下することがなく、作業者の作業性や安全性を向上させることができる。
【００４７】
さらに、回転部の高速回転により回転部ユニットには外向きに遠心力が作用するが、ドラム状の回転ベースの内周側の面とガイドレールによって回転部ユニットを支えているので、例えば固定ボルトを締め忘れた場合においても回転部ユニットが飛散することを防止することができ、患者や操作者などに対する安全性をさらに向上させることが可能となる。
【００４８】
さらにまた、回転部ユニットをガイドレールに沿ってスライドさせて取り付けているので、固定ボルトなどを使用しなくても回転部ユニットが支えられることとなり、回転部ユニットの取り付け／取り外し作業における作業性および安全性を向上させることができる。
【００４９】
また、本発明によれば、弾性体であるベルトを介することなく、スタンドのアーム部に形成されたピン挿入穴からドラム状の回転ベースに形成された固定穴に金属製のピン部材を直接挿入して回転部の回転ロックを行っているので、回転部ユニットの取り外しの際に生じるアンバランスによるベルトに対する負荷が大きくなっても、その負荷を十分な機械的強度を有する金属製のピン部材で支えることができる。従って、回転部の回転ロックの信頼性を向上させることができ、これによって作業者に対する安全性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースとこのドラム状の回転ベースに取り付けられる回転部ユニットの位置関係を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースに形成されるガイドレールによる回転部ユニットの取付けを説明するための図である。
【図６】図５に示す回転部の一部を拡大した図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部のドラム状の回転ベースに形成されるガイドレールに沿って回転部ユニットをスライドさせて取り付けた場合の正面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられている回転部およびこの回転部を保持するスタンドを示す背面外観図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線ＣＴ装置
５ 撮影口
１０ 寝台
１１ 駆動ユニット
２０ 架台
２１ 架台カバー
３０ 制御装置
３１ 入力ユニット
３２ 表示ユニット
３３ 記憶ユニット
３４ システム制御ユニット
４０、７０、８０ 回転部
４１、７２ Ｘ線管ユニット
４２ Ｘ線検出ユニット
４３ 信号増幅ユニット
４４ 冷却ユニット
４５、４６ 電源ユニット
４７ 電源制御ユニット
４８、７１、８１ 回転ベース
４９ 放熱口
５０ 回転制御ユニット
５１ 駆動モータ
６０ 位置検出ユニット
６１ ピン挿入ユニット
７３ａ、７３ｂ ガイドレール
７４ ガイド部材
８２ スタンド
８３、８６ アーム部
８３ａ ピン挿入穴
８４ａ、８４ｂ 固定穴
８５ ピン部材
Claims (5)
- 被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するために回転する回転部を有するＸ線ＣＴ装置において、
前記回転部は、
ドラム状の回転ベースと、
前記ドラム状の回転ベースの内周側に取り付けられる回転部ユニットと、
前記ドラム状の回転ベースを前記回転部ユニットが取り付けられる所定の回転位置で固定する固定手段と、
前記ドラム状の回転ベースの内周側に形成されたガイドレールと、
を備え、
前記回転部ユニットは、前記ガイドレールに沿ってスライドさせて取り付けられ、
前記固定手段は、前記回転部ユニットが取り付けられる位置で前記回転ベースを固定するために不等間隔に設けられている
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 前記ガイドレールは、２つ設けられ、
前記所定の回転位置は、取り付けられる回転部ユニットの前記各ガイドレールが上下になる位置であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。 - 前記回転部の回転速度は１秒／回転以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
- 前記ドラム状の回転ベースは、前記回転部の回転により前記回転部ユニットに作用する力を受けるための面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
- 前記固定手段は、前記回転部の回転ロック時において前記ドラム状の回転ベースに形成された固定穴に固定部材を挿入することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
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