JP6116930B2

JP6116930B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP6116930B2
Application number: JP2013031027A
Authority: JP
Inventors: 泰生小平
Original assignee: Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2033-02-20
Also published as: US20140254746A1; US9332945B2; JP2013198733A; WO2013125569A1; CN103957808B; CN103957808A

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管球から照射され、被検者を透過したＸ線を検出し、検出された結果に基づき画像を再構成することによりＸ線断層画像を得る。

Ｘ線管球は環状回転体の内部に設けられている。環状回転体は回転可能に架台に支持されている。架台は床部に据え付けられている。環状回転体及び架台の周囲はカバーにより覆われている。

医用診断装置として、ＭＲＩ装置のカバーの内面に吸音材を配置し、消音効果を上げ、装置内部からの騒音を低減するものがある（特許文献１）。

床部とカバーの下縁との間には間隙が設けられている。間隙にはバラツキがある。バラツキは、カバーの製品精度及び組立精度、並びに、Ｘ線ＣＴ装置の設置場所（床部）の面精度などに起因するため、間隙をなくすことは難しい。

特開平８−２５７００８号公報

床部とカバーの下縁との間の間隙を通って、カバー内部からの騒音が外部に漏れる。一方、カバーの下縁が床部に当たっていると、運転時の振動により異音が発生する。カバー内部からの騒音としては、環状回転体が回転しているときの風切り音及びそれを駆動するモータの音等が含まれる。

また、特許文献１に係る消音材により床部とカバーの下縁との間に隙間を塞ぐことが考えられる。しかし、バラツキがある隙間を消音材により塞ぐことは困難を伴うため、カバー内部からの騒音が十分に低減されないという問題点があった。

この実施形態は、上記の問題を解決するものであり、カバー内部からの騒音を十分に低減することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、回転体と、架台と、カバーと、弾性部材と、を有する。回転体は内部にＸ線管球が配置されている。架台は、床部に設置され、回転体を回転可能に支持する。カバーは、回転体及び架台を外部から覆う。弾性部材は、カバーの下縁に沿って装着され、復元力を有し、復元力に抗してカバーの内側に撓むように床部に弾撥的に当接する。弾性部材の先端部は、床部に当接する前において、予めカバーの内側に曲がっている。

一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図。Ｘ線ＣＴ装置を体軸を中心とする放射方向で切ったときの断面図。Ｘ線ＣＴ装置の正面図。Ｘ線ＣＴ装置を斜め後方から見たときの斜視図。防音構造の断面図。変形例において、床部に接する前における弾性部材の断面図。他の変形例において、床部に接する前における弾性部材の断面図。開口部を体軸方向（Ｚ軸方向）に沿って切断したときの断面図。他の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の部分断面図。

このＸ線ＣＴ装置の一実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、Ｘ線ＣＴ装置のブロック図である。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置としては、医用診断に用いるＸ線ＣＴ装置を例に示している。Ｘ線ＣＴ装置１０は、架台（ガントリ）１１、環状回転体１２、回転機構１４、カバー１６、冷却手段４０、及びダクト５０を有している。

架台１１の内部には、環状回転体１２及び回転機構１４が設けられている。環状回転体１２は、回転機構１４によって回転する。

環状回転体１２の内部には、Ｘ線管球１７及びＸ線検出器１８が設けられている。架台１１及び環状回転体１２の中心部には、寝台７０の天板７１に載置された被検者Ｐを前方から挿入するための開口部１５が設けられている。

カバー１６は、架台１１および環状回転体１２を覆うように形成されている。なお、カバー１６の詳細については後述する。

Ｘ線管球１７とＸ線検出器１８とは、開口部１５を中心にして対向して配置されている。Ｘ線管球１７から被検者Ｐに対してＸ線が曝射される。被検者Ｐを透過したＸ線はＸ線検出器１８で検出されて電気信号に変換される。電気信号は、データ収集部（ＤＡＳ）１９で増幅され、デジタルデータに変換される。なお、Ｘ線管球１７を冷却する機構（冷却機構）の詳細については後述する。

Ｘ線検出器１８は、例えばシンチレータアレイ、フォトダイオードアレイから成る複数の検出素子アレイを含み、Ｘ線管球１７の焦点を中心とした円弧に沿って配列される。またＤＡＳ１９からのデジタルデータ（投影データ）は、データ伝送部２０を介してコンソール２１に伝送される。

データ伝送部２０は、環状回転体１２からコンソール２１へ投影データを非接触で伝送するものであり、環状回転体１２側に設けた送信部２０１と、架台１１の固定部に設けた受信部２０２を含み、受信部２０２で受信したデータをコンソール２１に供給する。尚、送信部２０１は、円環状の回転体に取り付けられ、受信部２０２は円環状の固定体に取り付けられている。

また、環状回転体１２には、スリップリング２２とＸ線制御部２４が設けられ、固定部２３には架台制御部２５が設けられている。

一方、コンソール２１は、コンピュータシステムを構成するものであり、データ伝送部２０からの投影データが前処理部３１に供給される。前処理部３１では投影データに対してデータ補正等の前処理を行いバスライン３２上に出力する。

バスライン３２には、システム制御部３３、入力部３４、データ記憶部３５、再構成処理部３６、データ処理部３７、表示部３８等が接続され、システム制御部３３には、高電圧発生部３９が接続されている。

システム制御部３３はホストコントローラとして機能し、コンソール２１の各部の動作や、架台制御部２５及び高電圧発生部３９を制御する。データ記憶部３５は断層画像等のデータを記憶するものであり、再構成処理部３６は投影データから３Ｄ画像データを再構成する。データ処理部３７は、データ記憶部３５に保存された画像データまたは再構成したあとの画像データを処理する。表示部３８は画像データ処理によって得られた画像等を表示する。

入力部３４はキーボード、マウス等を有し、ユーザ（医師、オペレータ等）によって操作され、データ処理する上で各種の設定を行う。また被検者の状態や検査方法等の各種情報を入力するものである。

高電圧発生部３９は、スリップリング２２を介してＸ線制御部２４を制御し、Ｘ線管球１７に電力を供給し、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電圧、管電流）を与える。Ｘ線管球１７は、被検者Ｐの体軸方向に平行なスライス方向と、それに直交するチャンネル方向の２方向に広がるビームＸ線を発生する。ビームＸ線のスライス方向の広がり角をコーン角、チャンネル方向の広がり角をファン角という場合がある。

〔カバー〕
以上に、Ｘ線ＣＴ装置の基本的な構成について説明した。
次に、カバー１６の詳細について図２〜図４を参照して説明する。図２は、Ｘ線ＣＴ装置を体軸を中心とする放射方向で切ったときの断面図、図３はＸ線ＣＴ装置の正面図、図４はＸ線ＣＴ装置を斜め後方から見たときの斜視図である。

ここで、環状回転体１２の前方、後方、両側方、上方、及び下方に配置されている架台１１の部位を、前面部、後面部、側面部、天井部及び底部という場合がある。また、左右方向（両側方向）、上下方向（高さ方向）、及び、体軸方向（前後方向）をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向という場合がある。なお、架台１１の後面部をフレーム１３という場合がある。

また、図２〜図４において、環状回転体１２の前方及び後方をＺ１及びＺ２で示し、さらに、環状回転体１２の右側方及び左側方をＸ１及びＸ２で示し、さらに、環状回転体１２の上方及び下方をＹ１及びＹ２で示す。

図２〜図４に示すように、カバー１６は、架台１１の底部を覆う底カバー１６１と、架台１１の前面部を覆う前カバー１６２と、架台１１の後面部を覆う後カバー１６３と、架台１１の天井部を覆う天井カバー１６４と、架台１１の側面部を覆う側面カバー１６５とを有している。

前カバー１６２は筒口前部１６２ａを有している。筒口前部１６２ａは、筒状に形成され、開口部１５の略前半分をＺ軸方向（体軸方向）から覆うように開口部１５に前方から嵌め込まれている。

後カバー１６３は筒口後部１６３ａを有している。筒口後部１６３ａは、筒状に形成され、開口部１５の略後半分をＺ軸方向から覆うように開口部１５に後方から嵌め込まれている。筒口前部１６２ａ及び筒口後部１６３ａにより筒側部が構成されている。

後カバー１６３の上部には、後述する放熱器２６からの熱をカバー１６の外部に放出するための排気口１６３ｂが設けられている。排気口１６３ｂは、図４に示す１２時の位置に設けられている。放熱器２６からの熱はカバー１６内部で上昇するために、後カバー１６３の上部に設けられた排気口１６３ｂから効率よく熱を放出することが可能となる。排気口１６３ｂを通してＸ線ＣＴ装置の正面側に伝わるカバー１６内部からの騒音は、前カバー１６２や底カバー１６１の前面部に排気口１６３ｂが設けられたときに比較して、低減される。

放熱器２６からの熱を効率よく放出するため、排気口１６３ｂは、カバー１６の上部にもうけられていればよい。例えば、排気口１６３ｂは天井カバー１６４に設けられてもよい。

後述するダクト５０の一部は後カバー１６３により覆われている。また、後述するファン４１及びダクト５０の他の部分は、側面カバー１６５により覆われている。なお、ファン４１及びダクト５０の他の部分は、他のカバー１６、例えば、天井カバー１６４により覆われてもよい。

〔冷却手段、ダクト〕
冷却手段４０はファン４１を有している。ファン４１は、放熱器２６の近傍に配置され、放熱器２６からの熱をダクト５０に送り出すものである。ダクト５０は、架台１１とカバー１６との間に配置され、ファン４１からの排気を受けて排気口１６３ｂに導くものである。カバー内部からの騒音としては、ファン４１が回転しているときの風切り音及びそれを駆動するモータの音が含まれる。

〔防音構造〕
次に、カバー１６内部からの騒音を低減するための防音構造について図２及び図５を参照して説明する。図５は防音構造の断面図である。

図２及び図５に示すように、Ｘ線ＣＴ装置の設置場所（床部Ｆ）と底カバー１６１の下縁１６１ａとの間には間隙Ｓ２が設けられている。
なお、実施形態における床部Ｆとは、Ｘ線ＣＴ装置が建物の床に直接設置される場合は、その建物の床であり、建物の床の上に頑丈な台を設けて、その上にＸ線ＣＴ装置が設置される場合は、その台が該当する。

弾性部材６５は、底カバー１６１の下縁１６１ａと床部Ｆとの間の隙間を塞ぐように配置されている。底カバー１６１の下縁１６１ａに沿う方向と直交する方向から弾性部材６５を切断したときの断面形状を図５に示す。

弾性部材６５は、弾性を有する材料により帯状に形成されている。弾性部材６５の材料の一例としては、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、及び、スポンジゴムを含む。弾性部材６５は、これらの材料の一つまたは二つ以上の組み合わせにより形成されている。

合成ゴムの例としては、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、フッ素ゴム、スチレンブタジェンゴムが含まれる。

スポンジゴムの例としては、天然スポンジゴム、クロロプレンスポンジゴム、ニトリルスポンジゴム、フッ素スポンジゴム、シリコンスポンジゴム、ウレタンフォームゴム、発泡ポリエチレンゴム、ポロンゴムが含まれる。

弾性部材６５は、底カバー１６１の下縁１６１ａの全周に沿って装着されている。Ｘ線ＣＴ装置が床部Ｆに設置されたとき、弾性部材６５の先端部６５２が床部Ｆに当たって底カバー１６１の内側へ撓むことにより、その復元力で床部Ｆに弾撥的に当接している。

底カバー１６１の下縁１６１ａと床部Ｆとの間の隙間にバラツキがあっても、その隙間を弾性部材６５により塞ぐことが可能となる。弾性部材６５により間隙Ｓ２が塞がれることにより、カバー１６内部からの騒音を低減することが可能となる。

また、弾性部材６５の先端部６５２が床部Ｆに接する一方で、底カバー１６１の下縁１６１ａが床部Ｆに接しないため、弾性部材６５が運転時のカバー１６の振動を吸収することにより、運転時の振動音を低減することが可能となる。

弾性部材６５の先端部６５２は、底カバー１６１の内側（図５に示すＩＮの方）へ撓むように形成されている。弾性部材６５の先端部６５２が底カバー１６１の内部に隠れるようになるため、外観品質を向上させることが可能となる。

（変形例）
次に、弾性部材６５の変形例について図６を参照して説明する。図６は、床部Ｆに接する前における弾性部材６５の断面図である。図６に、底カバー１６１の下縁１６１ａに沿う方向と直交する方向から弾性部材６５を切断したときの断面形状を示す（図７において同じ）。また、図６に、底カバー１６１の下縁１６１ａから弾性部材６５の先端部６５２までの距離をＳ２’で示す。なお、距離Ｓ２’は、間隙Ｓ２（図５参照）より長くなっている（Ｓ２’＞Ｓ２）。

図６に示すように、弾性部材６５の先端部６５２は、底カバー１６１の内側（図６に示すＩＮの方）へ撓むように予めその方へ湾曲している。それにより、先端部６５２は、床部Ｆに当接したとき、底カバー１６１の内側に曲がる方向の力を床部Ｆから受け、その方向に曲がり易くなる。

（他の変形例）
次に、弾性部材６５の変形例について図７を参照して説明する。図７は、床部Ｆに接する前における弾性部材６５の断面図である。

図７に示すように、弾性部材６５の先端部６５２は先細に形成されている。弾性部材６５の板厚は、基端部６５１を含む他の部分のそれより薄くなっている。それにより、先端部６５２は、床部Ｆに当接したとき、より撓み易くなる。

（他の防音構造）
次に、他の防音構造について図２及び図８を参照して説明する。図８は開口部１５を体軸方向（Ｚ軸方向）に沿って切断したときの断面図である。

図８に示すように、他の防音構造としては二つの防音部材６１及び防音層６２を有している。それにより、遮音性能を向上させることが可能となる。防音層６２は、空気層により構成されている。

図８に示すように、防音層６２としての空気層を挟むように二つの防音部材６１が配置されている。二つの防音部材６１は、Ｘ線透過口Ｓ１に架け渡されるように設けられている。

（防音部材）
防音部材６１は、音響透過損失の大きな材料であって、Ｘ線及びマーキングのためのレーザに対し透過率の良い薄いフィルム状の材料により構成されている。それにより、Ｘ線撮影により取得される画像の画質の低下を抑えることが可能となる。

防音部材６１の種類としては、音のエネルギーの一部が熱のエネルギーに変換され、反射音を小さくする吸音部材と、入射する音を反射、屈折する性質を有する音響反射部材とを含む。

吸音部材の例としては、小さな穴がたくさんあいている繊維状のものやスポンジ状のものであって、吸音部材に用いられる材料の代表例として、グラスウールやウレタンなどの多孔質材料が用いられることが好ましい。

音響反射部材の例としては、ヘリウムなどの空気よりも音速の早い気体を二つの防音部材の間に封入することにより構成されてもよい。

この実施形態では、防音部材６１として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられている。ＰＥＴとしてマイラー（登録商標）が用いられことが好ましい。

（空気層）
前述したように、防音層６２としての空気層は二つの防音部材６１により挟まれている。空気層を設けることにより、遮音性を向上させることが可能となる。また、空気層を厚くすることによって、コインシデンス効果が起きる周波数を低下させる。ここで、コインシデンス効果とは、特定周波数で音響透過損失値が低下する現象をいう。

防音部材６１の厚さを増やすことで、音響透過率損失値を高め、遮音性を向上させることが可能となる。ここで、音響透過損失値とは、音響透過率の逆数の対数を１０倍した量をいい、デシベル［ｄＢ］で表される。また、音響透過率とは、入射音の強さに対する透過音の強さの比をいう。

二つの防音部材６１が重ねられることにより、遮音効果を上げることが可能となる。また、空気層の厚さの効果で低音域から中音域にかけての遮音性を向上させることが可能となる。

両面テープ６３が用いられることにより、空気層の密閉性が向上し、それにより、遮音性を向上させることが可能となる。

両面テープ６３の板厚を変えることにより、空気層の厚さを変えるようにしてもよい。それにより、コインシデンス効果が起きる所定周波数以下にする。また、二つの防音部材６１が所定の角度を成すように配置されてもよい。このとき、両面テープ６３の板厚を、筒口前部１６２ａの後端部１６２ｄ側と筒口後部１６３ａの前端部１６３ｄ側とで異ならせるようにしてもよい。

なお、この実施形態においては、カバー１６の内面に吸音部材が装着されていてもよい。吸音部材の例としては、ロックウールやグラスウールなどの多孔質材料を高密度の板状に形成されたものが用いられる。多孔質材料の一例として、ポリエチレン、ビニルフィルムなどの薄膜が用いられることが好ましい。

また、実施形態においては、カバー１６の内面に入射する音を反射、屈折する性質を有する音響反射部材が装着されていてもよい。

（他の実施形態）
前記実施形態では、底カバー１６１の下縁１６１ａと床部Ｆとの間の隙間Ｓ２を塞ぐことにより、遮音効果を上げるための防音部材６１について述べた。この隙間Ｓ２は、カバー１６の内部に外気を取り込むためのものである。隙間Ｓ２を防音部材６１により完全に塞ぐと、遮音性は高くなるが、隙間Ｓ２を通って外気を内部に取り込み難くなって（通気性が低下し）、カバー１６の内部の熱を外部に放出し難くなり放熱性が低下する。一方、隙間Ｓ２を通って外気を内部に取り込み易くすると、外気に含まれる塵埃も隙間Ｓ２を通ってカバー１６の内部に取り込まれ、内部に塵埃が溜まり易くなって、防塵性が低くなる。

この実施形態では、防音部材６１は、放熱性を低下させず、さらに、防塵性を低下させないことが好ましく、さらに、耐Ｘ線性を有することが好ましい。

図９は、他の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の部分断面図である。図９に示すように、この実施形態では、防音部材６１としてのエアフィルタが隙間Ｓ２を塞ぐように配置される。

例えば、エアフィルタは、耐Ｘ線性を有する樹脂繊維、また、金属線によりメッシュの形状に形成される。なお、樹脂繊維に金属コーティングを施した線材を用いてもよい。

耐Ｘ線性を有する樹脂繊維としては、例えば、シリコーンゴム（ｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ）、ポリクロロプレンゴム（ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｏｐｒｅｎｅ）、クロロスルファオン化ポリエチレン（ｃｈｌｏｒｏｓｕｌｆｏｎａｔｅｄｐｏｌｙｅｔｈｌｅｎｅ）、塩素化ポリエチレン（ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄｐｏｌｙｅｔｈｌｅｎｅ）、ニトリルゴム（ｎｉｔｒｉｌｅｒｕｂｂｅｒ）、エチレンプロピレンゴム（ｅｔｈｙｌｅｎｅ
ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｒｕｂｂｅｒ）などのうち、少なくとも１種が用いられる。

これらの樹脂繊維や金属線により形成されるメッシュの形状は、長さ２．５４ｃｍに対する本数であるメッシュ数、及び、単位面積あたりにおいて空間が占める割合である開口率により表される。

一例では、メッシュ数が１０〜１５０、開口率が４０％〜６０％である。メッシュ数が１０未満では、放熱性（通気性）に支障を来し、メッシュ数が１５０を超えると、防塵性に支障を来す。開口率が４０％未満では、放熱性（通気性）に支障を来し、開口率が６０％を超えると、防塵性に支障を来す。

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。これら新規な実施形態は、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、書き換え、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とともに、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。

Ｐ被検者
Ｓ１Ｘ線透過口
Ｓ２間隙
１０Ｘ線ＣＴ装置
１１架台
１１１ファン設置部
１１２連通口
１２環状回転体
１２１体軸
１２２通気口
１３フレーム
１４回転機構
１５開口部
１６カバー
１６１底カバー
１６１ａ下縁
１６２前カバー
１６２ａ筒口前部
１６３後カバー
１６３ａ筒口後部
１６３ｂ排気口
１６４天井カバー
１６５側面カバー
１７Ｘ線管球
１８Ｘ線検出器
１９データ収集部（ＤＡＳ）
２０データ伝送部
２１コンソール
２２スリップリング
２３固定部
２４Ｘ線制御部
２５架台制御部
２６放熱器
３１前処理部
３２バスライン
３３システム制御部
３４入力部
３５データ記憶部
３６再構成処理部
３７データ処理部
３８表示部
３９高電圧発生部
４０冷却手段
４１ファン
５０ダクト
６１防音部材
６２防音層
６３両面テープ
６５弾性部材
６５１基端部
６５２先端部
７０寝台
７１天板

Claims

内部にＸ線管球が配置された回転体と、
床部に設置され、前記回転体を回転可能に支持する架台と、
前記回転体及び前記架台を外部から覆うカバーと、
前記カバーの下縁に沿って装着され、復元力を有し、当該復元力に抗して前記カバーの内側に撓むように前記床部に弾撥的に当接する弾性部材と、
を有し、
前記弾性部材の先端部は、前記床部に当接する前において、予め前記カバーの内側に曲がっている、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記弾性部材は、前記カバーの下縁と前記床部との間の隙間を塞ぐように配置されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記弾性部材の先端部は、先細に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記弾性部材は、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、及び、スポンジゴムのうちの一つまたは二つ以上の組み合わせにより形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。