JP5726241B2 - Ｘ線ｃｔ装置およびｘ線管装置 - Google Patents

Description

本発明に係る実施形態は、被検体に対してＸ線管からＸ線を曝射するＸ線管ユニットを備えたＸ線管装置に関するものである。

従来、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置のようなＸ線管装置においては、Ｘ線を放射するＸ線管ユニットやこのＸ線管ユニットを冷却する冷却ユニット等が架台上に回転可能に設けられている回転体に取り付けられている。

ところで、上述したＸ線管装置においては、近年被検体に対して高速で回転駆動されるＸ線管ユニットからＸ線を多重に曝射し、被検体の断層像を高速に収集するマルチスキャン方式が多用されている。

このようなマルチスキャン方式を採用する場合、従来の単一面をスキャンするスキャン方式に比べ必然的にＸ線管の大容量化が必要となり、Ｘ線管ユニットの重量の増大及び全体寸法の増大となり、この結果、Ｘ線管ユニットを取り付けた状態で高速に回転駆動される回転体の回転バランスが悪化し、回転体の回転ブレや架台ブレが生じて、Ｘ線管装置の本来の機能を発揮できないという問題、さらには、回転体のＸ線管ユニットを支持する部分の強度低下によるＸ線管装置自体の耐久性の劣化を招来していた。

また、近年では、Ｘ線管装置による被検体に対するＸ線の曝射による断層像の撮影と並行して、被検体の所定の部位に対する穿刺も行われており、この場合、前記回転体の厚さ（回転軸方向の厚さ）が大きいと、術者の体の一部が回転体に邪魔されて穿刺の作業性が低下してしまうという問題があり、回転体の小型化、特に厚さ寸法の縮減が要請されているところである。

本発明に係る実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであり、穿刺を行う術者の作業性を向上することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供するものである。

実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置は回転体を有する。回転体は、アノードとカソードを収容するインサート部と、当該インサート部を含むハウジングとを有するＸ線管ユニットと、当該Ｘ線管ユニットに一対のシールドケーブルで電力を供給する電源ユニットとを含む。また、インサート部のケースにアノードが接続される。当該ケースは、一方のシールドケーブルによって、ハウジングに接触することなく、電源ユニットの正極側へ接続される。また、カソードは他方のシールドケーブルによって、電源ユニットの負極側へ接続される。また、ハウジングはインサート部のケースを絶縁する。またハウジングはインサート部のケースを内部に保持する。また、ハウジングは一対のシールドケーブルのシールド線によって電源ユニットのケースに接続され、かつ接地される。

実施の形態１のＸ線管装置の外観構成を示す図である。 実施の形態１のＸ線管装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１のＸ線管装置の架台内に設けられている回転体の外観構成を示す図である。 実施の形態１のＸ線管装置におけるＸ線管ユニットの取り付け状態を示す説明図である。 実施の形態２の高圧コネクタを取り付けたＸ線管ユニットを示す概略図である。 実施の形態２の高圧コネクタの正面図である。 実施の形態２の高圧コネクタの側面図である。 実施の形態２の高圧コネクタを取り付けたＸ線管ユニットの寸法を示す概略説明図である。 実施の形態２におけるストレート型の高圧コネクタを取り付けたＸ線管ユニットの寸法を示す概略説明図である。 実施の形態３のＸ線管装置の架台内に設けられている回転体の外観構成を示す図である。 実施の形態３のＸ線管装置のＸ線管ユニットと冷却ユニットとの接続構成を示す図である。 実施の形態４のＸ線管装置のハウジングとインサート部との絶縁構造を示す概略図である。 実施の形態４のＸ線管装置のインサート部と電源ユニットとの回路構成を示す図である。

以下、実施の形態を図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１のＸ線管装置の外観構成を示す図、図２は実施の形態１のＸ線管装置の構成を示すブロック図、図３は実施の形態１のＸ線管装置の架台に設けられる回転体の構成を示す図である。

図１及び図２において、本実施の形態１のＸ線管装置（Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置）１は、患者等の被検体（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線管装置１全体の動作を制御する制御装置３０とを備えている。

被検体のＸ線画像を取得する場合には、図２に示す駆動ユニット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。

制御装置３０は、図２に示すように、Ｘ線画像を取得するために必要な種々のコマンド等を入力するための入力ユニット３１と、Ｘ線画像の取得に必要な情報や取得したＸ線画像などを表示する表示ユニット３２と、Ｘ線画像の取得に必要な情報や取得したＸ線画像等を記憶する記憶ユニット３３と、Ｘ線管装置１の前記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。

図３に示すように、前記架台２０内には回転体４０が設けられ、図示しないスタンドにより支持されている。回転体４０は、ハウジング５０を備え、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等を用いて取り付けられている。また、前記回転体４０は、回転制御ユニット９０、駆動モータ９１により駆動されるとともに、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を備えている。

ここで、前記Ｘ線管ユニット４１の回転体４０に対する取り付け状態について図４を参照して説明する。

回転体４０は、円筒ドラム状で回転軸２１の軸周りに回転可能に支持され、前記Ｘ線管ユニット４１等が前後方向に取り付けられ、かつ円板状で中央部に撮影口５が設けられた遮蔽体４８を備えている。

本実施の形態１においては、Ｘ線管ユニット４１の重心Ｇを、回転体４０の回転軸２１と直交し、かつ、前記Ｘ線放射口５１の中心位置（Ｘ線ビームの中心位置）を通る中心線ＣＬ上に位置させる。

Ｘ線管ユニット４１の重心Ｇは、前記中心線ＣＬ上に一致又は略一致（±５ｃｍ以内程度の範囲内）する位置とする。更にＸ線管ユニット４１の取付面の中心を前記中心線ＣＬ上に位置させる。

前記Ｘ線管ユニット４１の重心Ｇの位置の設定は、ハウジング５０各部の肉厚を適宜変更したり、Ｘ線管ユニット４１の各部の構成要素位置を設計変更したりして上述したような位置に設定するものである。

本実施の形態１の構成によれば、重心Ｇが上述した如く回転体回転軸２１と直交し、かつ、Ｘ線放射口５１の中心位置を通る中心線ＣＬを通るＸ線管ユニット４１を使用することによって、回転体４０の高速回転による被検体の高速スキャン時においても、Ｘ線管ユニット４１の回転体に対する重量バランスが良好となり、回転体４１の回転ブレや架台ブレを防止でき、ひいては、Ｘ線管装置１を安定した状態で運転して被検体の断層像の撮影等の本来の性能を十分に発揮させることができる。

さらに、本実施の形態１によれば、Ｘ線管ユニット４１の重心Ｇを上述の通りとするとともに、Ｘ線管ユニット４１の取付面の中心を前記中心線ＣＬ上にすることによって、Ｘ線管ユニット４１の回転体４０に対する重量バランスを向上させることができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図５を参照して説明する。尚、本実施の形態２のＸ線管装置の全体構成は実施の形態１の場合と同様である。

本実施の形態２においては、前記Ｘ線管ユニット４１に例えば電源ユニット４５からの電力供給用として電力ケーブル６５が接続可能な屈曲形の高圧コネクタ６０を取り付けたことが特徴である。

この高圧コネクタ６０は、例えば図６、図７に示すように、一端に電力ケーブル６５を接続した接続体６１の他端側を９０度屈曲した形状で、かつ、他端側に導電材料に形成したテーパー状の接続端子部６６を備えた構造となっている。また、接続体６１は接地用端子６７も備えている。

この実施の形態２の構成によれば、高圧コネクタ６０を屈曲形としたので、図９に示す真っ直ぐなストレート型の高圧コネクタ６０Ａを用いる場合に比べ図８に示すように高圧コネクタ６０の寸法低減、さらには、Ｘ線管ユニット全体の寸法Ｌを図９に示す高圧コネクタ６０Ａの場合の寸法Ｌ１より低減でき、これにより、Ｘ線管ユニット４１を取り付ける回転体４０の薄型化が可能となり、針治療を行う術者等の作業性を良好なものとすることができる。また、回転体４０の薄型化により、この回転体４０のチルト角を±３０度程度大きくすることが可能となり、臨床面での作業性の向上を図れる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について、図１０の概略図及び図１１の概略拡大図を参照して説明する。尚、本実施の形態２のＸ線管装置の全体構成は実施の形態１の場合と同様である。

本実施の形態３においては、前記Ｘ線管ユニット４１における前記電源ユニット４５からの電力供給用の高圧コネクタ７０及び冷却ユニット４４との間を接続ホース７４を介して循環する冷却媒体の一対の出入部７２を、各々このＸ線管ユニット４１の前記回転体４０の遮蔽体４８に対する取り付け方向に関して手前側に設けたことが特徴である。高圧コネクタ７０としては、上述した実施の形態２の高圧コネクタ６０と同様な構造のものを使用する。前記一方の出入部７２にはバルブ７５が配置されている。また、前記高圧コネクタ７０には高圧ケーブル７３が接続されている。

本実施の形態３の構成によれば、前記高圧コネクタ７０及び前記冷却媒体の出入部７２を、Ｘ線管ユニット４１の前記回転体４０に対する取り付け方向に関して手前（前側）側に設けたものであるから、前記Ｘ線管ユニット４１の奥側（後側）には当然高圧コネクタ７０及び前記冷却媒体の出入部７２が無くなり、前記遮蔽体４８のＸ線管ユニット取り付け用の開口部の寸法を必要最小限にすることができる。これにより、前記回転体４８の強度向上、さらにはＸ線管装置１自体の耐久性の向上を図ることができる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について、図１２、図１３を参照して説明する。

実施の形態４においては、前記Ｘ線管ユニット４１のハウジング５０とこのハウジング５０内に収容したＸ線管を含むインサート部８０とを絶縁構造としたことが特徴である。

即ち、図１２に示すように、Ｘ線管を含むインサート部８０の両側の鍔部８０ａと、ハウジング５０内に設けた対称配置の一対の段部５０ａとの間に、各々絶縁部材８２を介在させて、インサート部８０とハウジング５０とを電気的に絶縁し、ボルト８４により絶縁部材８２を一対の段部５０ａの位置でハウジング５０に固定する構造となっている。

図１３はハウジング５０内において、アノードＡ、カソードＫからなる陽極接地型のＸ線管を含むインサート部８０と電源ユニット（定格１５０ＫＶ、６００ｍＡ）４５との回路構成例を示すものである。電源ユニット４５とインサート部８０とは一対のシールドケーブル８５により接続されている。

図１３によれば、インサート部８０はそのケース内にアノードＡとカソードＫを含み、アノードＡはそのケースに接続されている。そして、アノードＡが接続されたインサート部８０のケースは、一方のシールドケーブル８５の芯線によって、ハウジング５０に接触することとなく、電源ユニット４５内で接地されている（これらを「回路系の接地」という。）。この接地は電源の正極側で行われている。

カソードＫは、インサート部８０の外側、かつハウジング５０の外側へ引き出され、他方のシールドケーブル８５の芯線によって電源ユニット４５内で電源の負極側へ接続されている。

ハウジング５０は、絶縁部材８２及びボルト８４で、絶縁してインサート部８０を、内部に固定、保持している。そして、一対のシールドケーブル８５のシールド線によって電源ユニット４５のケースに接続され、かつ接地されている（これらを「ハウジング系の接地」と呼ぶ。）。

本実施の形態４の構成によれば、いわば、上記のように外側のハウジング系の接地電流が流れ、その内側の回路系の接地電流が流れ、かつ接地系統が、構造的に２重にされていることで、前記ハウジング５０にＸ線管へ供給する高電圧が加わったり、管電流が流れたりすることを防止でき、保守作業時の感電を防止できる等、Ｘ線管装置１の安全性の向上を図ることができる。

１ Ｘ線管装置
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
４０ 回転体
４１ Ｘ線管ユニット
４４ 冷却ユニット
４５ 電源ユニット
４７ 電源制御ユニット
４８ 回転体
４９ 放熱口
５０ ハウジング
６０ 高圧コネクタ
７０ 高圧コネクタ
７２ 出入部
８０ インサート部

Claims (2)

1. アノードとカソードを収容するインサート部と、当該インサート部を含むハウジングとを有するＸ線管ユニットと、当該Ｘ線管ユニットに一対のシールドケーブルで電力を供給する電源ユニットとを備えた回転体を有するＸ線ＣＴ装置であって、
   前記インサート部のケースに前記アノードが接続され、該ケースが一方の前記シールドケーブルによって、前記ハウジングに接触することなく、前記電源ユニットの正極側へ接続され、
   前記カソードが他方の前記シールドケーブルによって、前記電源ユニットの負極側へ接続され、
   前記ハウジングは、前記インサート部のケースを絶縁し、かつ前記インサート部のケースを内部に保持し、前記一対のシールドケーブルのシールド線によって前記電源ユニットのケースに接続され、かつ接地される
   ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. アノードとカソードを収容するインサート部と、当該インサート部を含むハウジングとを有し、電力を供給する電源ユニットと接続可能なＸ線管装置において、
   前記アノードは前記インサート部のケースを介して、接地された前記電源ユニットの正極側へ接続可能であり、
   前記カソードが前記電源ユニットの負極側へ接続可能である
   ことを特徴とするＸ線管装置。

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