JP5993847B2 - Ｘ線絞り機構及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明は、X線絞り機構及びX線CT装置に係り、特に2枚のX線遮蔽板を用いた際のX線絞り機構に関する。

特許文献1には、凹形状に形成され、凹形状の凹部側が相対峙して配設される2枚のX線遮蔽板と、その両端の突部同士を結合するリンクと、そのリンクの中心部位を回転させてスリット幅を調整できるX線絞り機構が開示されている。

特開平5-76523号公報

しかしながら上記のX線絞り機構では、2枚のX線遮蔽板が交差にかつ段差を設けて取付けられた時に、X線遮蔽板が可動領域で干渉してしまい、任意のスリット幅を実現できない問題があった。

この問題を図11に基づいて説明する。図11は、背景技術を説明するためのX線絞りの状態遷移図である。(a)は、スリット幅が最大幅のときのX線絞り機構20を示し、(b)は、スリット幅が(a)よりも狭いときのX線絞り機構20を示し、(c)は、スリット幅が(b)よりも狭いときのX線絞り機構20を示し、(d)は、スリット幅が最小幅(閉口時)のときのX線絞り機構20を示す。X線絞り機構20は、X線遮蔽材21a、21bと、モータ24の回転軸23に固定され、モータ24により回転駆動する駆動側リンク25bと、それに従動する従動側リンク部25aと、を備える。X線遮蔽材21a、21bの一端部(図11においては左側)は、駆動側リンク部25bに連結部22a、22bを介して連結される。X線遮蔽材21a、21bの他端部(図11においては右側)それぞれは、従動側リンク部25aに連結部26a、26bを介して連結される。(a)の状態からモータ24により駆動側リンク25bが回転を始めると、駆動側リンク25bが図11において反時計回り(左回転)をはじめ、X線遮蔽材21a、21bが相互に近づき、スリット幅が狭くなる。更に駆動側リンク25bが回転し、(b)、(c)、(d)へと状態が遷移しようとすると、連結部22bとX線遮蔽材21a、若しくは連結部26bとX線遮蔽材21bとが可動領域内で干渉する。

従って、図11では説明のために状態(c)、(d)を図示したが、実際には、連結部22bとX線遮蔽材21a、若しくは連結部26bとX線遮蔽材21bと干渉した時点、すなわち(b)から(c)へ遷移する途中で駆動側リンク25bの回転は止まり、それより先、スリット幅を狭くすることはできないという問題があった。

上記問題に鑑みて、本発明は、X線遮蔽板とそれを結合しているリンクがそれぞれの可動領域で干渉せず、任意のスリット幅を実現できるX線絞り機構及びそのX線絞り機構を搭載したX線CT装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るX線絞り機構は、モータにより回転駆動させられるリンクの駆動領域と交差する二つのX線遮蔽部材とが、任意のスリット幅においても、干渉しないように、X線遮蔽板とリンク間の距離を十分に設けて、リンクに組み付けることを特徴とする。

より具体的には、本発明に係るX線絞り機構は、X線を遮蔽するためのX線遮蔽部と、当該X線遮蔽部の長手方向の一端側に位置する第一周辺部と、当該X線遮蔽部の前記長手方向の他端側に位置する第二周辺部と、を備える二つのX線遮蔽部材と、前記各X線遮蔽部材の前記X線遮蔽部同士を相対峙させた状態で、前記各X線遮蔽部材の第一周辺部同士を交差させて結合するための第一リンク、及び前記各X線遮蔽部材の第二周辺部同士を交差させて結合するための第二リンクと、前記各X線遮蔽部材の第一周辺部と前記第一リンクとを連結する第一連結部、及び前記各X線遮蔽部材の第二周辺部と前記第二リンクとを連結する第二連結部と、前記第一リンク又は第二リンクを回転駆動する駆動装置と、を備え、前記第一リンク及び前記第二リンクの回転駆動に連動して前記二つのX線遮蔽部材が移動することにより、前記二つのX線遮蔽部材の前記X線遮蔽部間のスリット幅を変更し、前記第一連結部及び前記第二連結部は、前記X線遮蔽部材の可動領域に干渉しない位置に備えられる、ことを特徴とする。

また、本発明に係るX線CT装置は、上記X線絞り機構と、X線を発生するX線発生手段と、前記X線を検出して画像信号を出力するX線検出器と、前記X線発生手段と、前記X線絞り機構と、前記X線検出器とを搭載して回転する回転手段と、前記画像信号に基づいて画像再構成処理を行い、再構成画像を生成する画像再構成手段と、を備え、前記X線絞り機構は、前記X線発生手段から発生するX線の照射範囲を制限する、ことを特徴とする。

以上説明したように、2枚のX線遮蔽板が交差にかつ高低差を設けて取付けられた時に、モータにより回転駆動させられるリンクの回転駆動領域とX線遮蔽板の可動領域とが、任意のスリット幅においても、干渉しないように、X線遮蔽板とリンク間の距離を十分に設けることにより、X線遮蔽板が可動領域で干渉せず、任意のスリット幅を実現できる。

本実施形態に係るX線CT装置1の全体構成図 第一実施形態に係るX線絞り機構103の拡大平面図 第一実施形態に係るX線絞り機構103の部分斜視図 第一実施形態に係るX線絞り機構103のスリット幅が変わったときの状態を平面図により示す状態遷移図であって、(a)はスリット幅最小時(完全に遮蔽した状態)の状態を示し、(b)は、スリット幅最大と最小との間の状態を示し、(c)は、スリット幅最大時の状態を示す。 図4の状態遷移図に対応させた端部付近の拡大状態遷移図であって、(a)はスリット幅最小時(完全に遮蔽した状態)の状態を示し、(b)は、スリット幅最大と最小との間の状態を示し、(c)は、スリット幅最大時の状態を示す。 第二実施形態に係るX線絞り機構103のスリット幅が変わったときの状態を平面図により示す状態遷移図であって、(a)はスリット幅最小時(完全に遮蔽した状態)の状態を示し、(b)は、スリット幅最大と最小との間の状態を示し、(c)は、スリット幅最大時の状態を示す。 第二実施形態に係るX線絞り機構103の部分拡大図 第三実施形態に係るX線絞り機構103の斜視図 図8に示すX線遮蔽材2の単体斜視図であって、(a)は図8中の矢印A方向から見たX線遮蔽材20bを示し、(b)は図8中の矢印B方向から見たX線遮蔽材2bを示す。 第四実施形態に係るX線絞り機構103の部分斜視拡大図を用いた状態遷移図であって、(a)はスリット幅が最小(完全に遮蔽されている)の状態を示し、(b)はスタッド8sが逃げ溝7a内に移動した状態を示す。 背景技術を説明するための状態遷移図

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。同一機能を有する構成及び同一の処理内容の手順には同一符号を付し、その説明の繰り返しを省略する。

まず、図1に基づいて、本実施形態に係るX線CT装置の一例について、その概略構成を説明する。図1は本実施形態に係るX線CT装置1の全体構成図である。X線CT装置1はスキャンガントリ部100と操作卓120とを備える。スキャンガントリ部100は、X線管101と、回転円盤102と、コリメータ(X線絞り機構ともいう)103と、X線検出器106と、データ収集装置107と、寝台105と、ガントリ制御装置108と、寝台制御装置109と、X線制御装置110と、を備えている。X線管101は寝台105上に載置された被検体にX線を照射する装置である。コリメータ103はX線管101から照射されるX線の放射範囲を制限する装置である。回転円盤102は、寝台105上に載置された被検体が入る開口部104を備えるとともに、X線管101とX線検出器106を搭載し、被検体の周囲を回転するものである。X線検出器106は、X線管101と対向配置され被検体を透過したX線を検出することにより透過X線の空間的な分布を計測する装置であり、多数のX線検出素子を回転円盤102の回転方向に配列したもの、若しくは回転円盤102の回転方向と回転軸方向との2次元に配列したものである。データ収集装置107は、X線検出器106で検出されたX線量をデジタルデータとして収集する装置である。ガントリ制御装置108は回転円盤102の回転を制御する装置である。寝台制御装置109は、寝台105の上下前後動を制御する装置である。X線制御装置110はX線管101に入力される電力を制御する装置である。

操作卓120は、入力装置121と、画像演算装置122と、表示装置125と、記憶装置123と、システム制御装置124とを備えている。入力装置121は、被検体氏名、検査日時、撮影条件などを入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイスである。画像演算装置122は、データ収集装置107から送出される計測データを演算処理してCT画像再構成を行う装置である。表示装置125は、画像演算装置122で作成されたCT画像を表示する装置であり、具体的にはCRT(Cathode-Ray Tube)や液晶ディスプレイ等である。記憶装置123は、データ収集装置107で収集したデータ及び画像演算装置122で作成されたCT画像の画像データを記憶する装置であり、具体的にはHDD(Hard Disk Drive)等である。システム制御装置124は、これらの装置及びガントリ制御装置108と寝台制御装置109とX線制御装置110を制御する装置である。

入力装置121から入力された撮影条件、特にX線管電圧やX線管電流などに基づきX線制御装置110がX線管101に入力される電力を制御することにより、X線管101は撮影条件に応じたX線を被検体に照射する。X線検出器106は、X線管101から照射され被検体を透過したX線を多数のX線検出素子で検出し、透過X線の分布を計測する。回転円盤102はガントリ制御装置108により制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特に回転速度などに基づいて回転する。寝台105は寝台制御装置109によって制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特にらせんピッチなどに基づいて動作する。

X線管101からのX線照射とX線検出器106による透過X線分布の計測が回転円盤102の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データが取得される。取得された様々な角度からの投影データは画像演算装置122に送信される。画像演算装置122は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することによりCT画像を再構成する。再構成して得られたCT画像は表示装置125に表示される。

＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態について図2乃至及び図5を用いて説明する。図2は、第一実施形態に係るX線絞り機構103の拡大平面図である。図3は、第一実施形態に係るX線絞り機構103の部分斜視図である。図4は、第一実施形態に係るX線絞り機構103のスリット幅が変わったときの状態を平面図により示す状態遷移図であって、(a)はスリット幅最小時(完全に遮蔽した状態)の状態を示し、(b)は、スリット幅最大と最小との間の状態を示し、(c)は、スリット幅最大時の状態を示す。図5は、図4の状態遷移図に対応させた端部付近の拡大状態遷移図であって、(a)はスリット幅最小時(完全に遮蔽した状態)の状態を示し、(b)は、スリット幅最大と最小との間の状態を示し、(c)は、スリット幅最大時の状態を示す。

図2、図4、図5は、X線絞り機構103を寝台105からX線管101に向かって見た平面図、図3は図2の部分斜視図を示しており、主にX線遮蔽材取付け板3a、3bにおける寝台105に対向する端面が描出されている。X線絞り機構103は、X線を遮蔽するためのX線遮蔽材2a、2bと、各X線遮蔽材2a、2bを取り付ける2枚のX線遮蔽材取付け板3a、3bを相対峙させ、X線遮蔽材取付け板3a、3b間の隙間(以下「スリット」という)を広狭させることにより、X線管101から照射されるX線が通過するスリットの幅を調整し、X線照射範囲を制限する。

X線絞り機構103は、略凹形状の2枚のX線遮蔽材取付け板3a、3bを備える。X線遮蔽材取付け板3aは、X線遮蔽材2aを取り付ける領域を備えた長手方向に伸びる本体部60aと、本体部60aの長手方向に沿った両端部のそれぞれから、前記長手方向に沿って本体部60aが位置する側とは反対方向に突出する二つの第一アーム部60bを備える。各第一アーム部60bの本体部60aとは反対側の端部には、前記長手方向に対して直交する方向に、かつ、相対峙するX線遮蔽材取付け板3bが位置する側に向かって突出する第二アーム部60cが備えられる。各第二アーム部60cの第一アーム部60bとは反対側の端部には、前記長手方向に沿って本体部60aが位置する側に向かって突出する第三アーム部60dを備える。すなわち、X線遮蔽材取付け板3aの長手方向に沿った両端部には、各端部に備えられた第一アーム部60bと、当該第一アーム部60bから突出する第二アーム部60cと、当該第二アーム部60cから突出する第三アーム部60dと、によって取り囲まれた開口部からなる切り欠き部14a、14cを有する。

X線遮蔽材取付け板3bは、X線遮蔽材2bを取り付ける領域を備えた長手方向に伸びる本体部61aと、本体部61aの長手方向に沿った両端部のそれぞれから、前記長手方向に沿って本体部61aが位置する側とは反対方向に突出する二つの第一アーム部61bを備える。各第一アーム部61bの本体部61aとは反対側の端部には、前記長手方向に対して直交する方向に、かつ、対峙するX線遮蔽材取付け板3aが位置する側に向かって突出する第二アーム部61cが備えられる。各第二アーム部61cの第一アーム部61bとは反対側の端部には、前記長手方向に沿って本体部61aが位置する方向に突出する第三アーム部61dを備える。すなわち、X線遮蔽材取付け板3bの長手方向に沿った両端部には、各端部に備えられた第一アーム部61bと、当該第一アーム部61bから突出する第二アーム部61cと、当該第二アーム部61cから突出する第三アーム部61dと、によって取り囲まれた開口部からなる切り欠き部14b、14dを有する。

X線遮蔽材取付け板3a、3bは、略板状のリンク5a、5bを介して結合される。リンク5b近傍には、回転駆動装置としてのモータ12が備えられる。モータ12により回転させられる軸12aは、リンク5bのリンク回転中心12cに連結される。リンク回転中心12cの周りには、一部切り欠きを有するリング形状のボス12bが配置され、リンク5bに固定される。ボス12bの中空領域内にリンク回転中心12cが配置される。そして、モータ12の回転駆動力が軸12aからリンク回転中心12cに伝達され、ボス12bを介してリンク5bが回転駆動する。リンク5bの回転駆動に従って、リンク5aはリンク回転中心50aを中心に回転する。以下の説明では、リンク5bを駆動側リンク5bと称し、駆動側リンク5bの回転駆動に連動して従動するリンク5aを従動側リンク5aと称する。

X線遮蔽材取付け板3aの一端側(図2においてモータ12に近い側)にある第三アーム部60dの開放端部付近には、ねじ等の連結部13aを介して駆動側リンク5bに連結される。X線遮蔽材取付け板3bの一端側にある第三アーム部61dの開放端部には、第二アーム部61bに向かって突出する突起部があり、その突起部と駆動側リンク5bとは、円筒状部材であるカラー8a(図3参照)及びねじ等の連結部30aを介して連結される。連結部30aは、カラー8aの筒状内を貫通して、X線遮蔽材取付け板3bと駆動側リンク5bとを連結する。つまり、X線遮蔽材取付け板3aとX線遮蔽材取付け板3bとは、駆動側リンク5bに対してカラー8aの高さ相当の段差を設けて、駆動側リンク5bを介して結合される。また、X線遮蔽材取付け板3aの一端側にある第二アーム部60cの一部分と、X線遮蔽材取付け板3bの一端側にある第二アーム部61cの一部分とは、第二アーム部61cが第二アーム部60cの反駆動側リンク5b側に位置して互い違いに(高さを変えて)交差する。

駆動側リンク5bのリンク回転中心12cは、X線遮蔽材取付け板3bの第一アーム部61b、第二アーム部61c、第三アーム61d、X線遮蔽材取付け板3aの第二アーム部60c、及び第三アーム部60dで囲まれた開口部(切り欠き部14a及び切り欠き部14bにより構成される開口部の重複領域)内に位置する。よって、駆動側リンク5bのリンク回転中心12cは、X線遮蔽材取付け板3a、3bが交差する部位よりも本体部60a、61aに近い位置にある。

X線遮蔽材取付け板3aの他端側にある第三アーム部60dの開放端部は、ねじ等の連結部13bを介して従動側リンク5aに連結される。X線遮蔽材取付け板3bの他端側にある第三アーム部61dの開放端部と従動側リンク5aとは、円筒状部材であるカラー(図示せず)及びねじ等の連結部30bを介して連結される。不図示のカラーは、上述のカラー8aと同じ高さを有する。連結部30bは、不図示のカラーの筒状内を貫通して、X線遮蔽材取付け板3bと従動側リンク5aとを連結するつまり、X線遮蔽材取付け板3aとX線遮蔽材取付け板3bとは、従動側リンク5aに対して従動側リンク5aとX線遮蔽材取付け板3bとの間に配置されたカラー(図示せず)の高さ相当の段差を設けて、従動側リンク5aを介して結合される。また、X線遮蔽材取付け板3aの他端側にある第二アーム部60cの一部分と、X線遮蔽材取付け板3bの他端側にある第二アーム部61cの一部分とは、第二アーム部61cが第二アーム部60cの反従動側リンク5aに位置して、互い違い(高さを変えて)に交差する。

従動側リンク5aのリンク回転中心50aは、X線遮蔽材取付け板3bの第一アーム部61b、第二アーム部61c、第三アーム部61d、X線遮蔽材取付け板3aの第一アーム部60b、第二アーム部60c、第三アーム部60dで囲まれた開口部(切り欠き部14c及び切り欠き部14dにより構成される開口部の重複領域)内に位置する。よって、従駆動側リンク5aのリンク回転中心50aは、X線遮蔽材取付け板3a、3bが交差する部位よりも本体部60a、61aに近い位置にある。

二枚のX線遮蔽材取付け板3a、3bのそれぞれには、X線を遮蔽可能な部材を用いて構成された略板状のX線遮蔽材2a、2bが固定される。X線遮蔽材2aは、二枚のX線遮蔽材取付け板3a、3bを相対峙させた状態でX線遮蔽材取付け板3aにおいてX線遮蔽材取付け板3bと対向する面(寝台105側面)に固定される。より詳しくは、X線遮蔽材取付け板3aの本体部60aにおけるX線遮蔽材取付け板3b側端部には、本体部60aの長手方向に沿い、かつ本体部60aからX線遮蔽材取付け板3bに向かって突出した状態で固定される。

X線遮蔽材2bは、X線遮蔽材取付け板3bにおいてX線遮蔽材取付け板3aと対向する面(X線管101側面)に固定される。そして、X線遮蔽材2a、2bの相対峙する面は、同一面を構成するように取付けられる。より詳しくは、X線遮蔽材取付け板3bの本体部61aにおけるX線遮蔽材取付け板3a側端部に、本体部61aの長手方向に沿い、かつ本体部61aからX線遮蔽材取付け板3aに向かって突出した状態で、X線を遮蔽可能な部材を用いて構成された略板状のX線遮蔽材2bが固定される。

上述のX線遮蔽材取付け板3aの切り欠き部14aは、駆動側リンク5bの回転駆動時における連結部13a、連結部30a及び駆動側リンク5bの回転駆動領域と、駆動側リンク5bの回転駆動に伴うX線遮蔽材取付け板3aの可動領域と、が干渉しないように備えられる。また、X線遮蔽材取付け板3aの切り欠き部14cは、駆動側リンク5bの回転駆動に伴う従動側リンク5aの回転時における連結部13b、連結部30b、及び従動側リンク5aの回転駆動領域と、X線遮蔽材取付け板3aの可動領域と、が干渉しないように備えられる。

上述のX線遮蔽材取付け板3bの切り欠き部14bは、駆動側リンク5bの回転駆動時における連結部13a、連結部30a及び駆動側リンク5bの回転駆動領域と、駆動側リンク5bの回転駆動に伴うX線遮蔽材取付け板3bの可動領域と、が干渉しないように備えられる。また、X線遮蔽材取付け板3bの切り欠き部14dは、駆動側リンク5bの回転駆動に伴う従動側リンク5aの回転時における連結部13b、連結部30b、及び従動側リンク5aの回転駆動領域と、X線遮蔽材取付け板3bの可動領域と、が干渉しないように備えられる。

上記により、X線遮蔽材取付け板3a、及びX線遮蔽材取付け板3bを、駆動側リンク5bのリンク回転中心12c、連結部13a、カラー8a及び連結部30aと干渉しないようにこれらを迂回して駆動側リンク5bに連結することができる。またX線遮蔽材取付け板3a、及びX線遮蔽材取付け板3bを、従動動側リンク5aのリンク回転中心50a、連結部13b、不図示のカラー及び連結部30bと干渉しないように、これらを迂回して従動側リンク5aに連結することができる。

モータ12の回転駆動力により、駆動側リンク5bが回転すると、これに伴ってX線遮蔽材取付け板3a、3bが移動してスリット幅が変化する。図4(a)及び図5(a)は、スリット幅が最小値0、すなわちX線遮蔽材2a、2bが接触して完全に遮蔽している状態を示す。この状態から、モータ回転軸12aの回転駆動力により駆動側リンク5bが回転すると、X線遮蔽材取付け板3a、3b(及びX線遮蔽材2a、2b)も連動してスリット幅が広がる方向に移動し、図4(a)及び図5(a)の状態から図4(b)及び図5(b)の状態へと遷移する。更に、駆動側リンク5bが回転すると、X線遮蔽材取付け板3a、3b(及びX線遮蔽材2a、2b)のスリット幅が最大値まで広がり、図4(c)及び図5(c)へと状態が遷移する。

本実施形態によれば、任意のスリット幅になるように、駆動側リンク5b及び従動側リンク5aが回転し、それに伴ってX線遮蔽材取付け板3a、3bが移動しても、連結部13a、カラー8a及び連結部30aは、切り欠き部14a、14b内に配置され、連結部13b、カラー(不図示)及び連結部30bは、切り欠き部14c、14d内に配置されることにより、X線遮蔽材2aとX線遮蔽材取付け板3b、X線遮蔽材2bとX線遮蔽材取付け板3a、及びX線遮蔽材取付け板3a、3bと従動側リンク5a、駆動側リンク5bが、互いに干渉することがない。

また、本実施形態によれば、X線遮蔽材取付け板3a、3bを交差させてから駆動側リンク5b及び従動側リンク5aを用いて結合することにより、スリット幅が狭いときほど、モータの回転軸の単位回転角度に対するスリット幅の変更幅が小さくなるので、スリット幅が狭いときほどスリット幅の調整精度を上げることができる。

またX線遮蔽材取付け板3a、3bにX線遮蔽材2a、2bを配設することにより、X線遮蔽材2a、2bの面積を小さくでき、一般に高価で、または比重の大きいX線遮蔽材の体積を減らすことにより、従来と比較して軽量化かつ安価な構造が可能である。

更に、X線遮蔽材取付け板3a、3bに切り欠き部14a、14b、14c、14dを設け、その中に従動側リンク5a、駆動側リンク5bを配置することにより、X線遮蔽材取付け板3a、3bの外側に従動側リンク5a、駆動側リンク5bを配置する場合に比べて、従動側リンク5a、駆動側リンク5bの中心間距離を短くでき、X線遮蔽材取付け板3a、3bより上部(X線管101側)において小型化が可能となる。

X線遮蔽材取付け板3a、3bの両面に低摩擦材4a、4b、4c、4dを配置し、X線遮蔽材取付け板3a、3bの両面から挟み込む。これにより、回転円盤102が高速回転し、X線絞り機構103に対して遠心力が負荷されたような状態においても、X線遮蔽材取付け板3a、3b及びX線遮蔽材2a、2bの傾きを防止できX線遮蔽材2a、2bの平行度を常に維持できる。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態を図6及び図7を用いて説明する。図6は、第二実施形態に係るX線絞り機構103のスリット幅が変わったときの状態を平面図により示す状態遷移図であって、(a)はスリット幅最小時(完全に遮蔽した状態)の状態を示し、(b)は、スリット幅最大と最小との間の状態を示し、(c)は、スリット幅最大時の状態を示す。図7は、第二実施形態に係るX線絞り機構103の部分拡大図である。

第二実施形態が第一実施形態と異なる点は、X線遮蔽材取付け板3a、3bの形状と、X線遮蔽材2a、2bと従動側リンク5a、駆動側リンク5b間の距離の設け方である。
第二実施形態に係るX線遮蔽材取付け板3a、3bは、X線遮蔽材2a、2bを取り付ける本体部62a、63aと、その本体部62a、63aからつば9a、9b、9c、9d(図6、図7では、各つばの一部領域を点線で囲って描出)と、を備える。

二枚のX線遮蔽材取付け板3a、3bは、相対峙させて配置する。X線遮蔽材取付け板3aは、X線遮蔽材2aを取り付ける領域を備えた長手方向に延びる本体部62aと、本体部62aの長手方向に沿った一端部につば9bと、を備える。つば9bは、本体部62aの長手方向に沿った一端部から、前記長手方向に沿って本体部62aが位置する側とは反対方向に突出する一端部側の第一アーム部62bを備える。更に、つば9bは、X線遮蔽材取付け板3a、3bを相対峙させた状態で、第一アーム部62bにおけるX線遮蔽材取付け板3bと対向する端部には、前記長手方向に対して本体部62aから離れる方向に向けて斜めに突出する第二アーム部62cを備える。第二アーム部62cの反本体部62a側の側端部には、一部が円弧状の切り欠き部64を備える。更に、第二アーム部62cの反本体部62a側の端部には、長手方向と直交する方向に、かつ、本体部62aが位置する側に向けて突出する突起部を備える。すなわち、つば9bは、第一アーム部62bと、第二アーム部62c及び突起部を含む。この突起部と駆動側リンク5bとは、ねじ等の連結部材からなる連結部13aにより結合される。

X線遮蔽材取付け板3aの長手方向に沿った他端部には、つば9dが備えられる。つば9dは、本体部62aの長手方向に沿った他端部から、前記長手方向に沿って本体部62aが位置する側とは反対方向に突出する他端部側の第一アーム部62bを備える。さらにつば9dは、第一アーム部62bにおける、X線遮蔽材取付け板3bと対向する端部には、前記長手方向に対して直交する方向、かつ相対峙するX線遮蔽取付け板3bに向かって突出する第三アーム部62dを備える。第三アーム部62dの反本体部62a側の端部には、長手方向に沿った方向、かつ本体部62aが位置する側とは反対方向に突出する突起部を備える。すなわち、X線遮蔽材取付け板3aのつば9dは、他端部側の第一アーム部62b、第三アーム部62d及び突起部を含む。この突起部と従動側リンク5aとは、ねじ等の連結部材からなる連結部13bにより結合される。

X線遮蔽材取付け板3bは、X線遮蔽材2bを取り付ける領域を備えた長手方向に延びる本体部63aと、本体部63aの長手方向に沿った一端部につば9aと、を備える。つば9aは、本体部63aの長手方向に沿った一端部から、前記長手方向に沿って本体部63aが位置する側とは反対方向に突出する第一アーム部63bを備える。更につば9aは、X線遮蔽材取付け板3a、3bを相対峙させた状態で、第一アーム部63bにおけるX線遮蔽材取付け板3aと対向する端部から前記長手方向に対して直交する方向、かつ相対峙するX線遮蔽材取付け板3aに向かって突出する第二アーム部63cを備える。第二アーム部63cの反本体部63a側の端部には、長手方向に沿って反本体部63a側に向けて突出する突起部を備える。すなわち、つば9aは、第一アーム63b、第二アーム部63c及び突起部を含む。この突起部と駆動側リンク5bとは、円筒状部材からなるカラー8a(図7参照)及びねじ等の連結部材からなる連結部30aを介して結合される。連結部30aは、カラー8aの筒状内を貫通して、X線遮蔽材取付け板3bと駆動側リンク5bとを連結する。

X線遮蔽材取付け板3bの長手方向に沿った他端部には、つば9cが備えられる。つば9cは、本体部63aの長手方向に沿った他端部から、前記長手方向に直交する方向に向けて突出する第三アーム部63dを備える。更につば9cは、第三アーム部63dの反本体部63a側の端部には、前記長手方向に沿って本体部63aが位置する側とは反対方向に突出する第四アーム部63eを備える。第四アーム部63eの反本体部63a側の端部には、長手方向と直交する方向、かつ本体部63aが位置する方向に向かって突出する突起部を備える。すなわち、つば9cは、第三アーム部63d、第四アーム部63e及び突起部を備える。この突起部と従動側リンク5aとは、既述のカラー8aと同じ高さを有する円筒状部材からなるカラー(不図示)及びねじ等の連結部材からなる連結部30bを介して結合される。連結部30bは、不図示のカラーの筒状内を貫通して、X線遮蔽材取付け板3bと従動側リンク5aとを連結する。

そして、X線遮蔽材取付け板3a、3bは、つば9a、9b及びつば9c、9dを交差させ、つば9aとつば9bとを駆動側リンク5bに連結し、つば9cとつば9dとを従動側リンク5aに連結する。より詳しくは、X線遮蔽材取付け板3aの一端部側の第一アーム部62b及び第二アーム部62cの一部と、X線遮蔽材取付け板3bの一端部側の第一アーム部63b及び第二アーム部63cとを段差を付けて交差させる。また、X線遮蔽材取付け板3aの他端部側の第一アーム部62b及び第三アーム部62dの一部と、X線遮蔽材取付け板3bの第三アーム部63d及び第四アーム部63eとを段差を付けて交差させる。

X線遮蔽材2aとX線遮蔽材取付け板3b、X線遮蔽材2bとX線遮蔽材取付け板3a、及びX線遮蔽材取付け板3a、3bと従動側リンク5a及び駆動側リンク5bとが、任意のスリット幅においても互いに干渉しないように、X線遮蔽材取付け板3a、3bにつば9a、9b、9c、9dを設けて交差させる点、及び、X線遮蔽材2a、2bの可動領域と、従動側リンク5a及び駆動側リンク5bの回転駆動領域とが干渉しないように、X線遮蔽材2a、2bと従動側リンク5a及び駆動側リンク5b間の距離を十分に設けて、配設している点が、第二実施形態の主な特徴点である。

二枚のX線遮蔽材取付け板3a、3bを相対峙させ、X線遮蔽材取付け板3aにおいて寝台105と対向する面にX線遮蔽材2aを固定し、X線遮蔽材取付け板3bにおいてX線管101と対向する面にX線遮蔽材2bを固定する。そして、X線遮蔽材2a、2bの開放面(X線遮蔽材取付け板3a、3bに固定された面とは反対面)は、同一面を構成するように取付ける。

X線絞り機構103は、開口部を有する箱状のコリメータボックス70に固定される。コリメータボックス70内には、不図示のX線補償フィルタ等が収納される。コリメータボックス70の開口部と、X線遮蔽材2a、2b間の隙間(スリット)とを一致させ、X線遮蔽材2a、2b間のスリット幅を調整することでX線照射領域を制限する。

駆動側リンク5bのリンク回転中心21cは、モータ12により回転させられる軸12aに連結される。また、リンク回転中心21cの周囲には、一部に切り欠きを有するリング状部材からなるボス12bが備えられ、ボス12bの中空部分にリンク回転中心21cが位置する。図6(a)に示すように、X線を完全に遮蔽した状態では、X線遮蔽材2a、2bは接触して隙間がない(スリット幅が最小値0である)。この状態から、軸12aが回転(正回転)し、駆動側リンク5bに回転駆動力が伝達され、駆動側リンク5bが回転駆動すると、駆動側リンク5bに連動してX線遮蔽材取付け板3a、3bが移動し、スリット幅が広くなる(図6(b)参照)。更に、駆動側リンク5bが回転駆動してスリット幅が過剰に広がろうとすると、図6(c)に示すように、ボス12bが円弧状の切り欠き部64に接触し、更なる駆動側リンク5bの回転駆動が停止する。すなわち、切り欠き部64はいわゆるメカストッパとして機能する。モータ12が逆回転すると、駆動側リンク5bも逆回転し、スリット幅が狭まり図6(b)、図6(a)へと遷移する。

本実施形態によれば、つば9a、9b、9c、9dをX線遮蔽材取付け板3a、3bに設け、つば9a、9b、9c、9dにおいて従動側リンク5a、駆動側リンク5bに連結するため、X線遮蔽材取付け板3a、3bの小型化が可能となり軽量化を図ることができる。また、第一実施形態のように切り欠き部内において連結する場合に比べて、X線遮蔽材取付け板3a、3bと従動側リンク5a、駆動側リンク5bとの組み立て作業をより容易にすることができる。

X線遮蔽材取付け板3a、3bにX線遮蔽材2a、2bを備えることにより、X線遮蔽材取付け板3a、3bの全体を、X線遮蔽材を用いて構成するときに比べて、X線遮蔽材の面積を小さくでき、一般に高価で、または比重の大きいX線遮蔽材の体積を減らすことにより、従来と比較して軽量化かつ安価な構造が可能である。また、X線遮蔽材取付け板3a、3bの両面を、低摩擦材4a、4b、4c、4dで両側から挟み込み、X線遮蔽材取付け板3a、3bを低摩擦材4a、4b、4c、4dを挟んでコリメータボックス70に固定し、その状態を維持するように構成してもよい。これにより、回転円盤102が高速回転し、X線絞り機構103に対して遠心力が負荷されたような状態においても、X線遮蔽材取付け板3a、3b及びX線遮蔽材2a、2bの傾きを防止できX線遮蔽材の平行度を常に維持できる。

＜第三実施形態＞
次に第三実施形態について、図8及び図9を用いて説明する。図8は、第三実施形態に係るX線絞り機構103の斜視図である。図9は、図8に示すX線遮蔽材20bの単体斜視図であって、(a)は図8中の矢印Ａ方向から見たX線遮蔽材20bを示し、(b)は図8中の矢印Ｂ方向から見たX線遮蔽材20bを示す。

第三実施形態は、X線遮蔽材取付け板と、X線遮蔽材と、を一体にした点と、従動側リンク及び駆動側リンク間の距離の設け方と、に主な特徴がある。

X線遮蔽材20bは、図9に示すように、X線を遮蔽し、長手方向に延びる本体部81aと、本体部81aの両端部から、本体部81aの長手方向に沿った基準線Ｌに対して角度θ1の傾きを有し斜め方向に突出する第一アーム部81bとを備える。各第一アーム部81bの反本体部81a側の端部には、孔81cを備える。また、本体部81aから第一アーム部81bにかけて溝2dを備える。溝2dの底部は、本体部81aの天面よりも低い位置にある。

X線遮蔽材20aも、長手方向に延びる本体部と、本体部の両端部から、本体部の長手方向に沿った基準線に対する傾き角度を有して斜め方向に突出する第一アーム部とを備える。X線遮蔽材20aの各第一アーム部の反本体部側の端部にも孔を備える。また、X線遮蔽材20aの本体部から第一アーム部にかけて溝2cを備える。溝2cの底部は、X線遮蔽材20aの本体部の天面よりも低い位置にある。X線遮蔽材20aの形状とX線遮蔽材20b形状とは概ね同じであり、溝2c、2dの位置と長さが若干異なる。

図8に示すように、2枚のX線遮蔽材20a、20bを、溝2c、2dにおいて交差させる。よって、溝2cは、X線遮蔽材20aにおけるX線遮蔽材20bに対向する面に設けられる。溝2dは、X線遮蔽材20bにおけるX線遮蔽材20aに対向する面に設けられる。そして、X線遮蔽材20bの一端部は、一端部側にある孔81cを貫通するシャフト6bを介して、一部を切り欠いた円板状の駆動側リンク5dに連結される。X線遮蔽材20aの一端部も、不図示の孔を貫通するシャフト6bを介して、駆動側リンク5dに連結される。駆動側リンク5dのリンク回転中心16bは、モータ12の回転軸12aに連結される。二つのシャフト6bは、リンク回転中心16bに対して偏心した位置に設けられる。

X線遮蔽材20bの他端部は、他端部側にある孔81cを貫通するシャフト6aを介して、従動側リンク5cに連結される。X線遮蔽材20aの一端部も、不図示の孔を貫通するシャフト6aを介して、略円板状の従動側リンク5cに連結される。二つのシャフト6aは、リンク回転中心16aを基準とした点対称位置に設けられる。また、溝2c、2dは、駆動側リンク5dの回転駆動に伴うX線遮蔽材20a、20bの移動時に、X線遮蔽材20a、20bが交差する領域で干渉が生じ得る領域10a、10bに設けられている。

モータ12により駆動側リンク5dが回転駆動することにより、シャフト6b、X線遮蔽材20a、20b、シャフト6aを介して連動する従動側リンク5cが回転し、X線遮蔽材20a、20bが移動してスリット幅が変更される。前述の溝2c、2dは、X線遮蔽材20a、20bが交差する領域で干渉が生じ得る領域10a、10bに設けられるため、X線遮蔽材20a、20bの移動時にX線遮蔽材20a、20bが相互に接触しない。また、X線遮蔽材20a、20bを、溝2c、2dにおいて互い違いに交差させることで、X線遮蔽材20a、20bにおける開放面(寝台105と対向する面)は、同一面を構成することができる。

X線遮蔽材20a、20bと従動側リンク5c、駆動側リンク5dを接続しているシャフト、6a、6bを偏心軸にすることにより、2枚のX線遮蔽材20a、20bの平行度を短時間、かつ調整作業者の経験量を問わず容易に調整可能である。また、その機構を容易に取付けできる。

また、スリット幅が最大となると、X線遮蔽材20a、20bは、互いに溝2c、2dの端部に接触する。これにより、X線遮蔽材20a、20bのスリット幅を広げる方向への可動を機械的に停止させることができる。

本実施形態によれば、X線遮蔽材20a、20bのそれぞれに溝を設け、その溝においてX線遮蔽材20a、20bを交差させることにより、X線遮蔽材20a、20bにおける寝台105側の端面は同一平面上に形成することができる。また、第一、第二実施形態で用いたカラーも不要となる。更に、X線遮蔽材20a、20bを従動側リンク5c、駆動側リンク5dに連結することで、第一、第二実施形態のようにX線遮蔽材取付け板3a、3bが不要となり、部品点数を減らすことができる。

＜第四実施形態＞
次に第四実施形態について、図10を用いて説明する。図10は、第四実施形態に係るX線絞り機構103の平面図の一部拡大図を用いた状態遷移図であって、(a)はスリット幅が最小(完全に遮蔽されている)の状態を示し、(b)はスタッド8sが逃げ溝7a内に挿入された状態を示す。

X線遮蔽材取付け板3aは、X線遮蔽材2aを取り付ける領域を備えた長手方向に延びる本体部65aと、本体部65aの長手方向に対して直交する方向に、かつ相対峙するX線遮蔽材取付け板3bに向かう方向に突出する第一アーム部65bを備える。第一アーム部5bの反本体部65a側の端部には、長手方向に沿って、かつ反本体部65a側に向けて突出する突起部を備える。この突起部と駆動側リンク5bとは、ねじ等の連結部材からなる連結部13aを介して連結される。第二アーム部65bの本体部65a側の端部には、切り欠き状の逃げ溝7aを備える。

X線遮蔽材取付け板3bは、X線遮蔽材2bを取り付ける領域を備えた長手方向に延びる本体部66aと、本体部66aの長手方向に対して直交する方向に、かつ相対峙するX線遮蔽材取付け板3aに向かう方向に突出する第一アーム部66bを備える。第一アーム部66bの反本体部66a側の端部と、駆動側リンク5bとの間には、円柱状の部材からなる不図示のカラーを配置する。そして、カラー内を貫通する連結部材、本実施形態ではスタッド8sにより、第一アーム部66bの端部と駆動側リンク5bとを連結する。従って、駆動側リンク5bを基準とすると、X線遮蔽材取付け板3aとX線遮蔽材取付け板3bとは、不図示のカラーの高さ相当の段差が生じている。

図示を省略するものの、X線遮蔽材取付け板3a、3bも従動側リンクに連結される。この際、X線遮蔽材取付け板3bは、既述の不図示のカラーと同じ高さの段差をつける高さ調整部材を介して従動側リンク5aに連結される。

駆動側リンク5bは、リンク回転中心15cにおいて、モータの回転軸に連結される。そして、モータの回転軸を介してリンク回転中心15cに回転駆動力が伝達されると、駆動側リンク5bが回転駆動し、これに伴ってX線遮蔽材取付け板3a、3bが移動する。

逃げ溝7aは、X線遮蔽材取付け板3a、3bの移動時において、スタッド8sとX線遮蔽材取付け板3aとが干渉し得る領域に設けられている。そして、駆動側リンク5bが回転し、X線遮蔽材取付け板3a、3bが移動し、X線遮蔽材取付け板3aとスタッド8sとが干渉し得る領域に入ると、カラー(不図示)、スタッド8sが逃げ溝7aに挿入されることにより、図10(b)に示す様に回避することができる。

スリット幅が最大になると、カラー(不図示)、スタッド8sは、逃げ溝7aにおける最も奥の端部に接触する。これにより、X線遮蔽材取付け板3bは、それ以上移動できなくなる。その結果、スリット幅が所定の最大幅よりもさらに広がることを抑止することができる。

また、第一実施形態同様、二枚のX線遮蔽材取付け板3a、3bを相対峙させ、X線遮蔽材取付け板3aにおいてX線遮蔽材取付け板3bと対向する面(寝台105側面)にX線遮蔽材2aを固定し、X線遮蔽材取付け板3bにおいてX線遮蔽材取付け板3aと対向する面(X線管101側面)にX線遮蔽材2bを固定する。そして、X線遮蔽材2a、2bの開放面は、同一面を構成するように取付ける。

本実施形態によれば、X線遮蔽材取付け板3a、3bの交差かつ段差を付けて配置したX線絞り機構において、予めX線遮蔽材取付け板3a、3bに逃げ溝7aをつけてX線遮蔽材取付け板3a、3bとカラー(不図示)、スタッド8sとの干渉を回避するため、X線遮蔽材取付け板3a、3bの形状を問わず、干渉を回避することができる。

更に、X線遮蔽材取付け板3a、3bにX線遮蔽材2a、2bを配設することによりX線遮蔽材2a、2bの面積を小さくでき、一般に高価で、または比重の大きいX線遮蔽材の体積を減らすことにより、従来と比較して軽量化かつ安価な構造が可能である。

以上、本発明の実施形態について例示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な態様が考えられる。

1 X線CT装置、2 X線遮蔽材、3 X線遮蔽材取り付け板、4 低摩擦材、5 リンク、(従動側リンク5a、駆動側リンク5b)、6 シャフト、7 逃げ溝、8 カラー、9 つば、10 溝、12 モータ、100 スキャンガントリ部、101 X線管、102 回転円盤、103 コリメータ、104 開口部、105 寝台、106 X線検出器、107 データ収集装置、108 ガントリ制御装置、109 寝台制御装置、110 X線制御装置、120 操作卓、121 入力装置、122 画像演算装置、123 記憶装置、124 システム制御装置、125 表示装置

Claims (10)

1. X線を遮蔽するためのX線遮蔽部と、当該X線遮蔽部の長手方向の一端側に位置する第一周辺部と、当該X線遮蔽部の前記長手方向の他端側に位置する第二周辺部と、を備える二つのX線遮蔽部材と、
   前記各X線遮蔽部材の前記X線遮蔽部同士を相対峙させた状態で、前記各X線遮蔽部材の第一周辺部同士を交差させて結合する第一リンク、及び前記各X線遮蔽部材の第二周辺部同士を交差させて結合する第二リンクと、
   前記各X線遮蔽部材の第一周辺部と前記第一リンクとを連結する第一連結部、及び前記各X線遮蔽部材の第二周辺部と前記第二リンクとを連結する第二連結部と、
   前記第一リンク又は前記第二リンクを回転駆動する駆動装置と、
   を備え、
   前記第一リンク及び前記第二リンクの回転駆動に連動して前記二つのX線遮蔽部材が移動することにより、前記二つのX線遮蔽部材の前記X線遮蔽部間のスリット幅が変更され、前記第一連結部及び前記第二連結部は、前記X線遮蔽部材の可動領域に干渉しない位置に備えられる、
   ことを特徴とするX線絞り機構。
2. 前記第一連結部及び前記第二連結部は、高さ調整部材をそれぞれ含み、
   前記高さ調整部材は、前記二つのX線遮蔽部材のうちの一方のX線遮蔽部材の前記第一周辺部と前記第一リンクとの間、及び前記第二周辺部と前記第二リンクとの間、に配置され、前記一方のX線遮蔽部材を他方のX線遮蔽部材とは異なる高さに支持する、
   ことを特徴とする請求項1に記載のX線絞り機構。
3. 前記二つのX線遮蔽部材の各々は、
   X線遮蔽材により構成される略板状のX線遮蔽板と、
   前記第一周辺部と前記第二周辺部との間に前記X線遮蔽板を固定する領域を備えたX線遮蔽材取付け板と、を有している、
   ことを特徴とする請求項1に記載のX線絞り機構。
4. 前記第一周辺部及び前記第二周辺部は、前記第一リンク及び前記第二リンクの各回転中心を迂回して配設されると共に、前記第一周辺部同士及び前記第二周辺部同士が交差する部分を、前記第一リンク及び前記第二リンクの各回転中心よりも前記X線遮蔽板から遠い側に配置され、前記X線遮蔽材取付け板の可動領域外に、前記第一リンク及び前記第二リンクの各回転中心と、前記第一連結部及び前記第二連結部と、が配置される、
   ことを特徴とする請求項3に記載のX線絞り機構。
5. 前記各X線遮蔽材取付け板は、前記第一周辺部及び前記第二周辺部の各々から前記X線遮蔽板と反対方向に突出するつばを備え、
   前記第一連結部は、前記第一周辺部から突出したつばと前記第一リンクとを連結し、前記第二連結部は、前記第二周辺部から突出したつばと前記第二リンクとを連結する、
   ことを特徴とする請求項3に記載のX線絞り機構。
6. 前記第一連結部は、前記第一リンクと一の前記X線遮蔽部材とを連結する連結具を有し、他の前記X線遮蔽部材は、相対峙する前記連結具との干渉を回避するための逃げ溝を前記連結具との干渉が生じうる領域に備え、
   前記第一リンク及び前記第二リンクの回転駆動時に、前記逃げ溝内に前記連結具が挿入される、
   ことを特徴とする請求項3に記載のX線絞り機構。
7. 前記一のX線遮蔽材取付け板における他のX線遮蔽材取付け板に対向する面に前記X線遮蔽板が固定され、前記他のX線遮蔽材取付け板における前記一のX線遮蔽材取付け板に対向する面に前記X線遮蔽板を固定し、二つの前記X線遮蔽板の相対峙する面が同一面を構成するように配設される、
   ことを特徴とする請求項3に記載のX線絞り機構。
8. 前記二つのX線遮蔽部材は、X線遮蔽材を用いて前記X線遮蔽部と前記第一周辺部及び前記第二周辺部とが一体的に構成され、
   各X線遮蔽部材の第一周辺部は、各X線遮蔽部材が有する前記X線遮蔽部の長手方向に沿った軸を基準として前記X線遮蔽部から遠ざかる方向に向かって斜めに突出する第一アーム部を備え、
   各X線遮蔽部材の第二周辺部は、各X線遮蔽部材が有する前記X線遮蔽部の長手方向に沿った軸を基準として前記X線遮蔽部から遠ざかる方向に向かって突出する第二アーム部を備え、
   前記各X線遮蔽部材が有する前記第一アーム部は、相対峙するX線遮蔽部材との干渉を回避するための第一の溝を備え、
   前記各X線遮蔽部材が有する前記第二アーム部は、相対峙するX線遮蔽部材との干渉を回避するための第二の溝を備え、
   前記二つのX線遮蔽部材の前記第一アーム部を、各第一アーム部が備える前記第一の溝において交差させた状態で、前記第一連結部は、各X線遮蔽部材の前記第一アーム部と前記第一リンクとを連結し、
   前記二つのX線遮蔽部材の前記第二アーム部を、各第二アーム部が備える前記第二の溝において交差させた状態で、前記第二連結部は、各X線遮蔽部材の前記第二アーム部と前記第二リンクとを連結する、
   ことを特徴とする請求項1に記載のX線絞り機構。
9. 前記スリット幅が過剰に広がろうとすると、前記二つのX線遮蔽部材のうちの少なくとも一つと接触して、前記X線遮蔽部材の前記スリット幅が広がる方向への移動を機械的に停止させる停止機構部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項1に記載のX線絞り機構。
10. 請求項1乃至請求項9の何れか一つに記載のX線絞り機構と、
    X線を発生するX線発生手段と、
    前記X線を検出して画像信号を出力するX線検出器と、
    前記X線発生手段と、前記X線絞り機構と、前記X線検出器とを搭載して回転する回転手段と、
    前記画像信号に基づいて画像再構成処理を行い、再構成画像を生成する画像再構成手段と、を備え、
    前記X線絞り機構は、前記X線発生手段から発生するX線の照射範囲を制限する、
    ことを特徴とするX線CT装置。

Images