JP5203040B2

JP5203040B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP5203040B2
Application number: JP2008129975A
Authority: JP
Inventors: 哲也佐渡友
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: JP2009273781A

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置に関し、特に架台内部を冷却する冷却機構を備えたＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射してＸ線撮影を行う開口部を有する架台部と、Ｘ線撮影により架台部で生成されたＸ線投影データを再構成して画像データを生成する画像処理部とを備えている。架台部は、開口部に挿入された被検体の周囲を回転してＸ線の照射及び検出を行う回転部及びこの回転部を保持する固定部を備えている。回転部は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部、被検体へのＸ線照射により被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器、及びＸ線検出器で検出された検出信号を収集してＸ線投影データを生成するデータ収集部等の各ユニットを備えている。

ところで、Ｘ線ＣＴ装置には、架台部の各ユニットから発生する熱で内部の温度が上昇して各ユニットの機能が低下するのを防ぐために、架台部内部を冷却する冷却ファンを備えた装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このＸ線ＣＴ装置では、操作パネルの電源を入れる操作が行われると、冷却ファンを作動する。そして、検査終了後に電源を切る操作が行われると、消費電力量を低減するためにＸ線検出器やデータ収集部以外の冷却ファンを含む殆どのユニットへの電力の供給を停止する。そして、電源を入れてから長時間待たずにＸ線撮影を行っても画質の安定した画像データを得ることができるように、Ｘ線検出器やデータ収集部に電力を供給してＸ線検出器及びデータ収集部を一定の温度に保つ工夫がなされている。
特開平９−２７６２６２号公報

しかしながら、電源を切った後、Ｘ線検出器及びデータ収集部から放出された熱が架台内部に滞留してＸ線検出器やデータ収集部が所定の温度範囲を超えてしまうことがある。このとき、電源を入れてから長時間待たずにＸ線撮影を行うと、画質の安定した画像データを得ることができない問題がある。また、電源を切った後に架台内部を強制的に冷却しようとすると、電力の消費量が増大する問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、効率よく冷却することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段及び前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を覆うカバー内を冷却する冷却手段と、前記カバーの一部に設けた前記カバー内の熱を排出するための排出口を開閉する開閉手段とを備え、前記排出口は、前記冷却手段が停止しているときに開かれていることを特徴とする。

また、請求項２に係る本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段及び前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を覆うカバー内を冷却する冷却手段と、前記カバーの一部に設けた前記カバー内の熱を排出するための排出口を開閉する開閉手段とを備え、前記排出口は、前記冷却手段が停止しているときに開かれており、前記冷却手段が冷却しているときに閉じられていることを特徴とする。

本発明によれば、Ｘ線撮影を行う架台部を覆うカバーの一部にカバー内の熱を排出するための開閉可能な排出口を設け、カバー内を冷却する冷却部が停止しているときに排出口を開放することにより効率よく冷却することができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

本発明によるＸ線ＣＴ装置の実施例を、図１乃至図７を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示したブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、被検体ＰのＸ線撮影によりＸ線投影データを生成する架台部１と、架台部１で生成されたＸ線投影データから２次元や３次元の画像データを生成して表示する画像処理部５と、被検体Ｐを架台部１へ移動する寝台部６と、架台部１に電力を供給する電源部７と、電源部７から架台部１へ電力を供給するための入力操作である電源入力操作、架台部１への電力を停止するための入力操作である電源切断操作、種々のコマンドの入力操作等を行なう操作部８と、架台部１、画像処理部５、寝台部６、及び電源部７を統括して制御するシステム制御部９とを備えている。

架台部１は、寝台部６により被検体Ｐが挿入されるほぼ円筒状の開口部３０と、Ｘ線撮影のときに開口部３０に挿入された臥位の被検体Ｐの体軸を回転軸として矢印Ｒ１方向に回転する回転部１０と、この回転部１０を回転可能に支持する固定部２０と、開口部３０を除く架台部１の大部分を覆う架台カバー３１と、架台カバー３１内に外気を取り入れる吸気口３２と、架台カバー３１内の熱を排出するための排出口３３と、架台カバー３１内を冷却する冷却部３４と、排出口３３を開閉する開閉部４０とを備えている。

回転部１０は開口部３０の外周に配置され、Ｘ線を発生するＸ線発生部１１と、Ｘ線発生部１１に高電圧を供給する高電圧発生部１２と、Ｘ線を検出するＸ線検出器１３と、Ｘ線検出器１３で検出された検出信号を収集してＸ線投影データを生成するデータ収集部１４と、データ収集部１４で生成されたＸ線投影データを画像処理部５に出力するためのデータ伝送部１５の送信部と、Ｘ線発生部１１、高電圧発生部１２、Ｘ線検出器１３、データ収集部１４、及びデータ伝送部１５の送信部を回転可能に保持する回転フレーム１６とを備えている。

Ｘ線発生部１１は、Ｘ線管を有し、高電圧発生部１２から供給される高電圧によりＸ線を発生する。そして、Ｘ線撮影のときに回転しながら被検体ＰにＸ線を照射する。

Ｘ線検出器１３は、Ｘ線検出素子を有し、Ｘ線発生部１１に対向して配置される。そして、Ｘ線撮影のときに、Ｘ線発生部１１からのＸ線照射により被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号に変換し、変換した信号を増幅してデータ収集部１４に出力する。

なお、Ｘ線検出素子のＸ線検出感度は温度に依存し、温度変動が大きいと画像処理部５で生成される画像データの画質が悪化するため、Ｘ線検出素子の温度が正常温度範囲の下限よりも低下したときにＸ線検出素子を加熱可能な図示しない加熱手段を有する。しかしながら、Ｘ線検出器１３に電力を供給してから正常温度範囲内で安定するのに長時間を必要とする。このため、操作部８から電源入力操作が行われてから短時間でＸ線撮影が可能なように、電源切断操作を行った後も継続して電力を供給し、Ｘ線検出器１３を待機状態にしている。

データ収集部１４は、アナログ／デジタル変換回路（ＡＤＣ）等を有する電子回路基板を備え、Ｘ線検出器１３の外周に配置される。そして、Ｘ線撮影のときに、Ｘ線検出器１３から出力される信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を回転部１０の所定の撮影角度回転毎に収集してＸ線投影データを生成する。

なお、データ収集部１４は電力の供給を受けてから電子回路基板が安定するのに所定の時間を必要とする。このため、操作部８からの電源入力操作が行われてから短時間でＸ線撮影が可能なように、電源切断操作を行った後も継続して電力を供給し、データ収集部１４を待機状態にしている。

データ伝送部１５は、例えば光通信手段により送受信するための送信部及び受信部を有し、送信部が回転部１０に設けられており、データ収集部１４からのＸ線投影データを送信部から固定部２０に設けられた受信部に伝送する。

回転フレーム１６は、Ｘ線撮影を行うときにＲ１方向に回転し、Ｘ線撮影以外のときに回転時の例えばＸ線検出器１３及びデータ収集部１４が最も低くなる位置（待機位置）で停止している。

固定部２０は、回転部１０の回転フレーム１６を回転可能に支持する回転機構制御部２３及びデータ伝送部１５の受信部を備えている。そして、回転機構制御部２３は、回転フレーム１６を回転させる機構及びこの機構を制御する制御回路基板を備えている。また、データ伝送部１５の受信部は、送信部からのＸ線投影データを画像処理部５に出力する。

図２は、架台カバー３１、吸気口３２、排出口３３、及び開閉部４０の構成を示した図である。図２（ａ）は、架台部１を正面から見た外観図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の架台部１を側面から見たときの吸気口３２、排出口３３、及び開閉部４０の断面を示す架台部１の底部及び上部の切欠き図である。

架台カバー３１は、回転部１０、固定部２０、及び冷却部３４を覆っている。また、吸気口３２は、架台カバー３１内に外気を取り入れるために、回転部１０のＸ線検出器１３及びデータ収集部１４の下方の架台カバー３１底部の一部に設けられている。更に、排出口３３は、架台カバー３１内の熱を排出するために、Ｘ線検出器１３及びデータ収集部１４の上方の架台カバー３１上部の一部に設けられている。

図１の冷却部３４は、例えば架台カバー３１の上部及び回転部１０のデータ収集部１４の近傍に配置された複数の冷却ファンを備え、システム制御部９の制御により架台カバー３１内を架台部１の各ユニットが正常に機能する正常温度範囲に保つために冷却する。なお、熱交換器を利用して各ユニットを冷却するようにしてもよい。

そして、操作部８から電源入力操作が行われると、回転部１０のＸ線発生部１１、高電圧発生部１２、Ｘ線検出器１３、及びデータ収集部１４、並びに固定部２０の回転機構制御部２３等の各ユニットから放出される熱で昇温した空気を、各冷却ファン近傍の図示しない排出口３３よりも開口面積が小さい排気口から架台カバー３１外へ強制排気すると共に、吸気口３２から外気を吸入して架台カバー３１内を冷却する。また、検査終了後に操作部８から電源切断操作が行われると、架台カバー３１内の冷却を停止する。

開閉部４０は、排出カバー４１、及びシステム制御部９の制御により排出カバー４１の一縁辺を回動して排出口３３を開閉する開閉機構４２により構成され、冷却部３４が停止しているときに排出口３３を開いている。また、冷却部３４が冷却しているときに排出口３３を閉じている。

なお、図３に示すように、回転部１０、固定部２０、及び冷却部３４を覆う架台カバーの上部の一部を切り取って複数の排出口を設け、また前記架台カバーの上又は下側にこの排出口と同じ形状の切欠きを有する遮蔽板及びこの遮蔽板を矢印Ｌ１及びＬ２方向にスライド駆動する移動機構を設ける。そして、図３（ａ）に示すように、切欠きの部分が架台カバーで塞がれる位置まで遮蔽板をスライドして排出口を閉じる。また、図３（ａ）の遮蔽板を切欠きの部分が排出口に一致する位置までＬ１方向にスライドして、図３（ｂ）に示すように、排出口を開くように実施してもよい。

このように、冷却部３４が停止しているときに排出口３３を開くことにより、待機中のＸ線検出器１３及びデータ収集部１４から放出される熱が架台カバー３１内に滞留して、Ｘ線検出器１３及びデータ収集部１４が正常温度範囲の上限を超えて異常高温になるのを防ぐことができる。

なお、電源切断操作後も冷却部３４を作動させてＸ線検出器１３及びデータ収集部１４を正常温度範囲に保つことは可能であるが、冷却部３４を停止して排出口３３を開くことにより、待機中の電力の消費の増大及び冷却部３４の騒音を防ぐことができる。

画像処理部５は、架台部１における回転部１０のデータ収集部１４からデータ伝送部１５を介して出力されるＸ線投影データを保存する記憶部５１と、記憶部５１に保存されたＸ線投影データを再構成して２次元や３次元の画像データを生成する再構成部５２と、再構成部５２で生成され各画像データを表示する表示部５３とを備えている。

寝台部６は、被検体Ｐが載置される天板６１と、この天板６１の水平方向及び上下方向への移動及びこの移動を制御する移動機構制御部６２を備えている。そして、移動機構制御部６２は、Ｘ線撮影が行われるとき、被検体Ｐが載置された天板６１を架台部１の開口部３０へ挿入する。

電源部７は、システム制御部９の制御により、架台部１への電力の供給及び停止を行う。そして、操作部８から電源入力操作が行われると、架台部１の全てのユニットに電力を供給する。

また、操作部８から電源切断操作が行われると、回転部１０のＸ線検出器１３及びデータ収集部１４以外の架台部１の各ユニットへの電力の供給を停止し、Ｘ線検出器１３及びデータ収集部１４には正常温度範囲に保つための電力を供給する。

操作部８は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には各種スイッチなどを備えたインターラクティブなインターフェースであり、電源入力操作、電源切断操作、被検体ＰのＩＤ、氏名などの被検体情報や、撮影体位、撮影対象部位（対象臓器）などの各種撮影条件の設定操作や各種コマンドの入力操作等を行なう。

システム制御部９は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部８からの入力操作及び設定操作により供給される入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいてＸ線投影データの生成、２次元や３次元画像データの生成と表示等に関する制御などシステム全体の制御を行う。

以下、図１乃至図５を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の一例を説明する。図４は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作を示すフローチャートである。図５は、電源切断操作が行われたときの架台部１を示す図である。

図４において、操作部８から電源入力操作が行われると、Ｘ線ＣＴ装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。

システム制御部９は、電源部７に架台部１への電力の供給を指示する。電源部７は、システム制御部９の制御により、架台部１のＸ線検出器１３及びデータ収集部１４以外の各ユニットにも電力を供給する。架台部１における開閉部４０の開閉機構４２は、システム制御部９の制御により、排出カバー４１を駆動して排出口３３を閉じる（ステップＳ２）。

排出口３３を閉じた後、架台部１の冷却部３４は、システム制御部９からの指示により、架台カバー３１内の空気を排気すると共に吸気口３２から外気を架台カバー３１内へ吸入して架台カバー３１内を冷却する（ステップＳ３）。

このように、冷却部３４の作動中に排出口３３を閉じておくことにより、架台カバー３１内よりも低い温度の外気を架台カバー３１底部の吸気口３２から架台カバー３１に強制的に吸入し、吸入した外気を架台カバー３１の上部近傍から排出させることができるので、Ｘ線検出器１３及びデータ収集部１４の温度上昇を防ぐことができる。

架台部１における回転部１０及び固定部２０の各ユニットは、Ｘ線撮影が可能な待機状態になる。そして、操作部８からの検査を実行させる操作によりＸ線撮影が行われた後、検査終了の操作が行われる。

そして、操作部８から電源切断操作が行われた場合（ステップＳ４のはい）、冷却部３４は、システム制御部９の指示により、架台カバー３１内の冷却を停止する（ステップＳ５）。また、操作部８から電源切断操作が行われない場合（ステップＳ４のはい）、ステップＳ２へ戻る。

ステップＳ４の「はい」の後に、開閉機構４２は、システム制御部９の制御により排出カバー４１を駆動して排出口３３を開く（ステップＳ６）。

そして、システム制御部９からの電力停止の指示により、電源部７が架台部１のＸ線検出器１３及びデータ収集部１４以外の各ユニットへの電力の供給を停止したとき、Ｘ線ＣＴ装置１００は、動作を終了する（ステップＳ７）。

このように、排出口３３を開放しておくことにより、待機中のＸ線検出器１３及びデータ収集部１４から放出された熱で温められた架台カバー３１内の空気は、図５に矢印で示すように、開口部３０の外周を上昇して排出口３３から排出されると共に吸気口３２から架台カバー３１内よりも低い温度の外気が流入して、Ｘ線検出器１３及びデータ収集部１４の温度上昇を防ぐことができる。

以上述べた本発明の実施例によれば、冷却部３４を停止して排出口３３を開くことにより、待機中のＸ線検出器１３及びデータ収集部１４から放出される熱が架台カバー３１内に滞留して、Ｘ線検出器１３及びデータ収集部１４が正常温度範囲の上限を超えて異常高温になるのを防ぐことができる。これにより、電力の消費の増大及び騒音を防ぐことが可能となり、効率よく冷却することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、図６に示すように、図１の架台部１をこの架台部１の架台カバー３１、排出口３３、及び開閉部４０を、架台カバー３１ａ、この架台カバー３１ａに設けた２つの排出口３３ａ、及びこの排出口３３ａを開閉する２つの開閉部４０ａに置き換えた架台部１ａを用いて実施するようにしてもよい。２つの排出口３３ａは、架台カバー３１ａ両側面の待機位置におけるＸ線検出器１３及びデータ収集部１４よりも高い位置に設けられている。また、各開閉部４０ａは、排出カバー４１ａ及びこの排出カバー４１ａを駆動して排出口３３ａを開閉する開閉機構４２ａにより構成される。これにより、架台部１により実施した場合と同様の効果を得ることができる。

また、図７に示すように、図１の架台部１をこの架台部１の架台カバー３１、排出口３３、及び開閉部４０を、架台カバー３１ｂ、排出口３３ｂ、及び開閉部４０ｂに置き換えた架台部１ｂにより実施するようにしてもよい。排出口３３ｂは、架台カバー３１ｂ正面の待機位置におけるＸ線検出器１３及びデータ収集部１４の近傍に設けられている。また、各開閉部４０ｂは、排出カバー４１ｂ及びこの排出カバー４１ｂを駆動して排出口３３ｂを開閉する開閉機構４２ｂにより構成される。これにより、架台部１により実施した場合と同様の効果を得ることができる。

更に、図７に示した架台カバー３１ｂ内の温度を検出する温度センサを設け、操作部８から電源入力操作が行われた後、電源切断操作が行われるまでの間、架台カバー３１ｂ内の温度が予め設定した設定温度よりも高い温度であるときに排出口３３ｂを開くことにより、架台カバー３１ｂ内よりも低い温度の外気がＸ線検出器１３及びデータ収集部１４の近傍から流入して、Ｘ線検出器１３及びデータ収集部１４の温度上昇を防ぐことができる。また、電源入力操作が行われた後の架台部１ｂの待機中に、架台カバー３１ｂ内の温度が正常範囲内であるときに冷却部３４を停止して、排出口３３ｂを開くように実施してもよい。これにより、冷却部３４の電力消費量を低減することができる。これにより、冷却部３４の冷却ファンの削減又は冷却ファンへの電力供給量の低減が可能となる。

本発明の実施例に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。本発明の実施例に係る架台カバー、吸気口、排出口、及び開閉部の構成を示す図。本発明の実施例に係る排出口及び開閉部の他の例を示す図。本発明の実施例に係るＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。本発明の実施例に係る電源切断操作が行われたときの架台部を示す図。本発明の実施例に係る架台部の変形例を示す図。本発明の実施例に係る架台部の変形例を示す図。

符号の説明

Ｐ被検体
１架台部
５画像処理部
６寝台部
７電源部
８操作部
９システム制御部
１０回転部
１１Ｘ線発生部
１２高電圧発生部
１３Ｘ線検出器
１４データ収集部
１５データ伝送部
１６回転フレーム
２０固定部
２３回転機構制御部
３０開口部
３１架台カバー
３２吸気口
３３排出口
４０開閉部
４１排出カバー
４２開閉機構
５１記憶部
５２再構成部
５３表示部
６１天板
６２移動機構制御部
１００Ｘ線ＣＴ装置

Claims

被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段及び前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を覆うカバー内を冷却する冷却手段と、
前記カバーの一部に設けた前記カバー内の熱を排出するための排出口を開閉する開閉手段とを備え、
前記排出口は、前記冷却手段が停止しているときに開かれていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段及び前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を覆うカバー内を冷却する冷却手段と、
前記カバーの一部に設けた前記カバー内の熱を排出するための排出口を開閉する開閉手段とを備え、
前記排出口は、前記冷却手段が停止しているときに開かれており、前記冷却手段が冷却しているときに閉じられていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線発生手段及び前記冷却手段への電力の供給及び停止の入力操作が可能な操作手段を有し、
前記開閉手段は、前記操作手段からの前記電力の停止を行う入力操作により開き、前記電力の供給を行う入力操作により閉じるようにしたことを特徴する請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を移動する移動手段を有し、
前記排出口は、前記カバーの上部又は前記移動手段により停止した待機位置における前記Ｘ線検出手段よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を移動する移動手段を有し、
前記排出口は、前記移動手段により停止した待機位置における前記Ｘ線検出手段の近傍に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記カバー内の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記開閉手段は、前記冷却手段が冷却している間、前記温度検出手段により検出された温度が予め設定された設定値を超えたときに開き、前記設定値以下であるときに閉じるようにしたことを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記カバーの底部に前記カバー内へ外気の流入が可能な吸気口が設けられていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。