JP6820989B1 - Imaging device and its driving method - Google Patents

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Abstract

【課題】X線CT等の撮像装置の小型化、軽量化、低消費電力化により、装置の移動や設置を容易にし、かつ使用部品の修理・交換等のメンテナンス負荷を軽減する。【解決手段】ガントリ内の回転部23に内蔵する光源、検出器、画像メモリ35m、二次電池27m、その他部品を着脱可能なカートリッジ構造とし、該回転部に該カートリッジを該中心軸1の方向、或いは該中心軸から法線方向に向かって挿入又は抜去するための開口部を有するカートリッジ収納部を該回転部に備えるCT装置200を提供する。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate movement and installation of an imaging device such as an X-ray CT by downsizing, weight reduction and power consumption, and to reduce a maintenance load such as repair / replacement of used parts. SOLUTION: A light source, a detector, an image memory 35 m, a secondary battery 27 m, and other parts built in a rotating portion 23 in a gantry have a detachable cartridge structure, and the cartridge is placed in the rotating portion in the direction of the central axis 1. Alternatively, the CT apparatus 200 is provided with a cartridge accommodating portion having an opening for inserting or removing from the central axis in the normal direction in the rotating portion. [Selection diagram] Fig. 3

Description

本発明はコンピュータトモグラフィー装置等の撮像装置とその駆動方法、及びにこれらを搭載した医療検診車両等に関する。 The present invention relates to an imaging device such as a computer tomography device, a driving method thereof, and a medical examination vehicle equipped with these.

撮像装置、例えばX線コンピュータトモグラフィー(CT)装置は、撮像対象物の周囲を回転する回転部を含むガントリ、ガントリの内側を通過するように被験者を載せた寝台を体軸方向に前進又は後退させる寝台移動装置、回転部と電気的接続を可能にするスリップリング、及びスリップリングを介し外部に転送された画像データを処理する画像描出部等を含む操作及びモニター部等から構成されている。回転部の内部には、多数の撮像素子の集合体からなる検出器、検出器からの信号を処理する回路基板、被験者等の撮像対象物を挟んで対向する位置にあるX線発生部、冷却ファン、高電圧電源回路等が内蔵されている。CT装置は大型、高重量かつ高額な画像診断機器であって、CT装置本体を設置する建物、電源、及び空調設備等の設置費用に加え、常時機器の性能を最適に保つための維持管理費も大きな負担となっている(特許文献1乃至特許文献6)。 An image pickup device, for example, an X-ray computer tomography (CT) device, advances or retracts a gantry including a rotating part that rotates around an object to be imaged, and a bed on which a subject is placed so as to pass inside the gantry. It is composed of a sleeper moving device, a slip ring that enables electrical connection with a rotating unit, an operation and a monitor unit including an image drawing unit that processes image data transferred to the outside via the slip ring, and the like. Inside the rotating unit, there is a detector consisting of an aggregate of a large number of image sensors, a circuit board that processes signals from the detector, an X-ray generator located opposite to an imaging object such as a subject, and cooling. It has a built-in fan, high-voltage power supply circuit, etc. The CT device is a large, heavy, and expensive diagnostic imaging device. In addition to the installation cost of the building, power supply, air conditioning equipment, etc. where the CT device body is installed, the maintenance cost to maintain the optimum performance of the device at all times. Is also a heavy burden (Patent Documents 1 to 6).

特開昭61−244330JP-A-61-244330 特開平2−224746JP-A-2-224746 特開2001−258873JP 2001-258873 特開2005-516343JP 2005-516343 特開平4−22100JP-A-4-22100 特開平11−188029JP-A-11-188029 特開2016−107062JP 2016-107062

X線CT等のCT装置を小型・低価格化することにより、広く世界中の人々の健康維持に寄与する。特に癌その他の疾病を早期に発見し、増大する医療費を削減にすることが望まれる。また、開発途上国、その他遠隔地や過疎地域にあっても、最新かつ高水準の医療サービスを提供することにより、自然災害や地域紛争の結果生じた医療格差を解消する。解決すべき課題について以下に詳しく説明する。 By reducing the size and price of CT equipment such as X-ray CT, it will contribute to maintaining the health of people all over the world. In particular, it is desirable to detect cancer and other diseases at an early stage and reduce the increasing medical costs. In addition, even in developing countries, other remote areas and depopulated areas, by providing the latest and high-level medical services, we will eliminate medical disparities resulting from natural disasters and regional conflicts. The problems to be solved will be described in detail below.

CT装置の大型化、或いは高額化する要因には、様々な未解決の技術的課題が残されており、未だ有効な打開策が見出されていない。従来のCT装置の小型化を阻害する要因の一つは、ガントリの小型・軽量化が困難な点にある。ガントリ内の回転部の内径は、人体が余裕をもって体軸方向に移動し通過できる程度の内径寸法、例えば80cm以上の内径が求められる。X線源や検出器等を搭載するため、ガントリの外径は100cmを超える。また検出器、検出器信号処理回路、X線源、X線源駆動制御回路、空冷ファン等がガントリ内で回転する構造が一般的である。しかし、X線源、X線源駆動制御回路、空冷ファン等は高重量であり、これらを直径80cm以上の円周上において毎秒1〜2回転の速度で回転させる場合の慣性モーメントや重量物の回転に伴う振動、騒音等を抑制し装置全体に及ぼす弊害を最小限にする必要がある。さらに被験者を体軸方向に移動させるため、被験者を載せた寝台を定められた速度で前進又は後退させる必要がある。被験者の多様性、即ち体重の幅(例えば、数キログラム〜200キログラム)を考慮すると、寝台移動手段もこのような重量範囲をカバーできる堅牢性と寝台の安定移動を確保するする必要があり、装置全体がさらに大型化・高重量化することになる。そのため、このようなCT装置の高度医療用画像診断機器を搭載する小型医療検診車両の実用化を妨げている。 Various unsolved technical problems remain as factors for increasing the size or cost of CT equipment, and no effective breakthrough has yet been found. One of the factors that hinders the miniaturization of conventional CT devices is that it is difficult to reduce the size and weight of the gantry. The inner diameter of the rotating portion in the gantry is required to have an inner diameter dimension that allows the human body to move and pass in the body axis direction with a margin, for example, an inner diameter of 80 cm or more. The outer diameter of the gantry exceeds 100 cm because it is equipped with an X-ray source and a detector. Further, a structure in which a detector, a detector signal processing circuit, an X-ray source, an X-ray source drive control circuit, an air cooling fan, and the like rotate in a gantry is common. However, the X-ray source, the X-ray source drive control circuit, the air-cooled fan, etc. are heavy, and the moment of inertia and heavy objects when these are rotated at a speed of 1 to 2 rotations per second on a circumference having a diameter of 80 cm or more. It is necessary to suppress vibration, noise, etc. associated with rotation and minimize the harmful effects on the entire device. Furthermore, in order to move the subject in the axial direction, it is necessary to move the sleeper on which the subject is placed forward or backward at a predetermined speed. Considering the diversity of subjects, that is, the range of body weight (for example, several kilograms to 200 kilograms), the bed moving means must also ensure robustness and stable movement of the bed to cover such a weight range. The whole will be larger and heavier. Therefore, it hinders the practical application of a small medical examination vehicle equipped with such an advanced medical diagnostic imaging device of a CT device.

また検出器等がガントリの内部で体軸方向を中心に毎秒1〜2回転程度の速度で回転する。そのため、検出器等の出力信号を外部に読み出すためにスリップリングと呼ばれる機械的接触手段により信号の送受信、或いは電力の授受を行っている。スリップリングによる電気的接続を確実にするには、回転数を低く抑え、かつ検出器からの出力信号線本数を少なくする必要がある。信号線本数を少なくするためには、パラレル信号をシリアル化しスリップリングを介し読み出す方法が採用されている。しかし、大量の撮像データをシリアル伝送すると伝送周波数が上昇するため、高速のラインバッファ素子など専用半導体素子を開発する必要があり、さらに伝送周波数の上昇に伴う消費電力や発熱の増大も避けられない。また、一度のX線パルス照射により広い領域を露光できるようにスライス幅を広げた構造に移行しつつある。その結果、ガントリの高重量化に加え、X線発生装置の大型化も避けられない。また、体軸方向の受光領域(即ちスライス数)を拡大する必要があり、使用する検出器の受光面積或いは画素数の増大を伴い、さらに高速かつ大容量のデータ伝送と外部の記録媒体への高速リアルタイム記録が求められる。例えば、スライス数が64の場合、1Gbytes/sec以上のデータ処理速度が求められる。大量のデータをリアルタイムで高速記録するには、例えば、RAID(Redundant Arrays of Independent Disks)のような複数台のハードディスクを組み合わせて使用する方策が取られているが、その記録速度は800Mbytes/sec程度以下のため、何らかのデータ圧縮の検討も必要になる。 Further, the detector or the like rotates inside the gantry at a speed of about 1 to 2 rotations per second around the body axis direction. Therefore, in order to read the output signal of the detector or the like to the outside, the signal is transmitted / received or the electric power is exchanged by a mechanical contact means called a slip ring. In order to ensure the electrical connection by the slip ring, it is necessary to keep the rotation speed low and reduce the number of output signal lines from the detector. In order to reduce the number of signal lines, a method of serializing a parallel signal and reading it out via a slip ring is adopted. However, since the transmission frequency rises when a large amount of imaging data is serially transmitted, it is necessary to develop a dedicated semiconductor device such as a high-speed line buffer element, and it is inevitable that power consumption and heat generation will increase as the transmission frequency rises. .. In addition, the structure is shifting to a structure in which the slice width is widened so that a wide area can be exposed by one X-ray pulse irradiation. As a result, in addition to increasing the weight of the gantry, it is inevitable that the X-ray generator will be increased in size. In addition, it is necessary to expand the light receiving area (that is, the number of slices) in the body axis direction, which increases the light receiving area or the number of pixels of the detector used, and further speeds up and large-capacity data transmission and to an external recording medium. High-speed real-time recording is required. For example, when the number of slices is 64, a data processing speed of 1 Gbytes / sec or more is required. In order to record a large amount of data at high speed in real time, for example, a measure is taken to use a combination of multiple hard disks such as RAID (Redundant Arrays of Independent Disks), but the recording speed is about 800 Mbytes / sec. For the following reasons, it is necessary to consider some kind of data compression.

電力の授受については、特にX線源等対する電力供給が問題となる。近年、スライス幅の拡大に伴い、X線源の大型化、即ち管電流の増大に伴い高電圧発生回路等を含むX線源駆動制御回路に供給する電流量も増大する傾向にある。その結果、スリップリングは、ブラシに対し高速かつ滑らせながら大きな電流を流す必要があり、接触面が発熱し焼き付きの原因となる。そのため、スリップリングやブラシの表面研磨や部材の定期的交換等のメンテナンスが必須となっている。このように、被験者を移動させる寝台やガントリ部等の小型・軽量化が難しく、CT装置を運搬して使用する移動診療が困難である。 Regarding the transfer of electric power, the supply of electric power to an X-ray source or the like becomes a problem. In recent years, as the slice width has increased, the size of the X-ray source has increased, that is, the amount of current supplied to the X-ray source drive control circuit including the high voltage generation circuit has tended to increase as the tube current increases. As a result, the slip ring needs to pass a large current while sliding at high speed with respect to the brush, and the contact surface generates heat and causes seizure. Therefore, maintenance such as surface polishing of slip rings and brushes and regular replacement of members is indispensable. As described above, it is difficult to reduce the size and weight of the sleeper and the gantry part for moving the subject, and it is difficult to carry out the mobile medical treatment using the CT device.

さらに設置するための建屋や床の強度、或いは空調設備を含めた専用の電源設備等にも新たな設計仕様が求められる。このように、CT装置を導入する場合のコストは、装置自体の導入費用に加え、建屋や空調・電源設備等に要する建築費用、さらには一年を通し装置及び建屋全体の温湿度等の維持管理費や定期的メンテナンス費用等の経費負担を考慮する必要がある。特に、戸外或いは遠隔地におけるCT装置の稼働には、安定した商用電力の供給が得られず、バッテリー駆動を前提とする使用環境に対応しなければならない。また、太陽光その他自然エネルギーに頼らざるを得ない場合もあり、CT装置自体の電力消費の削減のみならず、エネルギーロスの削減も解決すべき課題の一つである。 Furthermore, new design specifications are required for the strength of the building and floor for installation, or for dedicated power supply equipment including air conditioning equipment. In this way, the cost of introducing a CT device is not only the cost of introducing the device itself, but also the construction cost required for the building, air conditioning, power supply equipment, etc., and the maintenance of the temperature and humidity of the device and the entire building throughout the year. It is necessary to consider the cost burden such as management costs and regular maintenance costs. In particular, when operating a CT device outdoors or in a remote location, a stable supply of commercial power cannot be obtained, and it is necessary to cope with a usage environment premised on battery drive. In addition, there are cases where we have to rely on solar power and other natural energy, and not only the reduction of power consumption of the CT device itself but also the reduction of energy loss is one of the problems to be solved.

このように、CT装置の小型・軽量化、低消費電量化を実現し、さらにCT装置の多用途(ハイブリッド)化、修理、或いは定期的なメンテナンス負荷の軽減が本発明の解決すべき課題である。 In this way, it is a problem to be solved by the present invention that the CT device is made smaller and lighter, the power consumption is reduced, and the CT device is made more versatile (hybrid), repaired, or the periodic maintenance load is reduced. is there.

CT装置のガントリの内部において体軸方向を中心軸として回転する回転部の内部に取り付けられた光源、検出器、検出器の出力信号を記録する画像メモリ、二次電池のいずれかがカートリッジ構造であり、かつ回転部にこのカートリッジを中心軸の方向、或いは中心軸から法線方向に向かって挿入又は抜去するための開口部を有するカートリッジ収納部を回転部に設ける。また、カートリッジ収納部の個数が、挿入するカートリッジの個数よりも多くする。 A light source, a detector, an image memory that records the output signal of the detector, or a secondary battery installed inside a rotating part that rotates around the body axis in the gantry of the CT device has a cartridge structure. The rotating portion is provided with a cartridge accommodating portion having an opening in the rotating portion for inserting or removing the cartridge in the direction of the central axis or in the normal direction from the central axis. Also, the number of cartridge storage units should be larger than the number of cartridges to be inserted.

ガントリの中空部に被検体を導き入れる寝台装置を有するCT装置とする。或いは、ガントリを載せる架台、架台上においてガントリを中心軸の方向に移動させる駆動部を有するCT装置とする。 A CT device having a sleeper device for guiding a subject into a hollow portion of a gantry. Alternatively, the CT device has a gantry on which the gantry is placed, and a drive unit for moving the gantry in the direction of the central axis on the gantry.

回転部の内部に光源、光源を駆動制御する光源駆動制御回路、検出器、検出器を駆動及び検出器の出力信号を処理する検出器駆動回路及び信号処理回路、検出器の出力信号を記録する画像メモリ、これらを駆動するための二次電池を内蔵し、さらに回転部には回転部インターフェース、回転部を取り囲む固定部の内周に回転部インターフェースとの間で信号又は電力の授受を行うホストインターフェースを有するCT装置とする。 Record the light source, the light source drive control circuit that drives and controls the light source, the detector, the detector that drives the detector, and the detector drive circuit and signal processing circuit that processes the output signal of the detector, and the output signal of the detector inside the rotating part. A host that has a built-in image memory and a secondary battery for driving these, and also has a rotating part interface in the rotating part, and a signal or power transfer to and from the rotating part interface on the inner circumference of the fixed part surrounding the rotating part. A CT device having an interface.

回転部の内部に光源、光源を駆動制御する光源駆動制御回路、これらを駆動するための二次電池を内蔵し、回転部に回転部インターフェースを有し、かつ固定部の内周に沿って検出器、検出器を駆動及び検出器の出力信号を処理する検出器駆動回路及び信号処理回路を有し、さらに固定部には回転部インターフェースとの間で信号又は電力の授受を行うホストインターフェースを有するCT装置とする。 A light source, a light source drive control circuit that drives and controls the light source, and a secondary battery for driving these are built in the rotating part, the rotating part has a rotating part interface, and detection is performed along the inner circumference of the fixed part. It has a detector drive circuit and a signal processing circuit that drives a device and a detector and processes the output signal of the detector, and further has a host interface that sends and receives signals or power to and from the rotating part interface in the fixed part. It is a CT device.

光源の、回転部の回転中心を挟んで対向する部分に、光源からの出射光を透過する開口部を有するCT装置とする。 A CT device having an opening for transmitting light emitted from the light source at a portion of the light source facing the rotation center of the rotating portion.

架台の上部にクレードルを有し、かつクレードルにホストインターフェースを有するCT装置とする。 A CT device having a cradle on the upper part of the gantry and a host interface on the cradle.

検出器が光電子倍増管型検出器、アバランシェホトダイオード型検出器、又はフォトンカウンティング型検出器のいずれかを使用するCT装置とする。 The detector is a CT device that uses either a photomultiplier tube type detector, an avalanche diode type detector, or a photon counting type detector.

回転部インターフェースとホストインターフェースが所定の位置において機械的に接触することにより電気的に接続するCT装置とする。 It is a CT device that electrically connects the rotating unit interface and the host interface by mechanically contacting each other at a predetermined position.

回転部インターフェースとホストインターフェースが所定位置において近接し電磁場の相互作用により電気的に接続する非接触のインターフェースであるCT装置とする。 The CT device is a non-contact interface in which the rotating unit interface and the host interface are close to each other at a predetermined position and electrically connected by the interaction of an electromagnetic field.

ガントリ又は寝台の体軸方向の移動、或いはガントリの撮像動作を制御する制御信号を無線通信により送受信する無線インターフェースをガントリ、架台、或いはクレードルのいずれかに有するCT装置とする。 A CT device having a wireless interface in any of the gantry, the gantry, or the cradle for transmitting and receiving control signals for controlling the movement of the gantry or the sleeper in the body axis direction or the imaging operation of the gantry by wireless communication.

光源がX線光源であって、X線光源における電子ビーム発生部がカーボンナノ構造体から構成されたCT装置とする。 A CT device in which the light source is an X-ray light source and the electron beam generating portion of the X-ray light source is composed of carbon nanostructures.

回転部の円環状の部分に沿って誘導コイルを配置し、かつ回転部の周囲を取り囲むガントリの固定部に沿って永久磁石を配置し、回転部の慣性モーメントが誘導コイルに誘起する起電力に変換し蓄電する回生ブレーキ回路を回転部に有するCT装置とする。好ましくは、回生ブレーキ回路に電気二重層キャパシタを有するCT装置とする。 An induction coil is placed along the annular portion of the rotating part, and a permanent magnet is placed along the fixed part of the gantry that surrounds the rotating part, so that the moment of inertia of the rotating part induces an electromotive force in the induction coil. A CT device having a regenerative brake circuit for converting and storing electricity in a rotating portion. A CT device having an electric double layer capacitor in the regenerative braking circuit is preferable.

ガントリの内部にある回転部が二つの部分から構成され、一方の回転部にはタイミングベルトが装着され、他方の回転部にはラチェット構造により一方の回転部と機械的に連動する構造であって、一方の回転部の周囲には爪が取り付けられ、他方の回転部の内周にある溝に引っ掛かることにより、他方の回転部にトルクを伝達し、一方の回転部が逆方向に回転すると、爪は他方の回転部の内周にある溝を乗り越えてトルクを伝達できず他方の回転部が空転するラチェット構造であるCT装置とする。 The rotating part inside the gantry is composed of two parts, one rotating part is equipped with a timing belt, and the other rotating part has a structure that mechanically interlocks with one rotating part by a ratchet structure. , A claw is attached around one rotating part, and by being caught in a groove on the inner circumference of the other rotating part, torque is transmitted to the other rotating part, and when one rotating part rotates in the opposite direction, The claw is a CT device having a ratchet structure in which torque cannot be transmitted over the groove on the inner circumference of the other rotating portion and the other rotating portion idles.

体軸方向が鉛直方向であるCT装置とする。 A CT device whose body axis direction is vertical.

ガントリ内の回転部と固定部は、複数のボールベアリングを介し、鉛直方向に組み合わされ、かつ回転部は、タイミングベルトを介し外部モータにより回転させ、さらに回転部と固定部が対面する部分にそれぞれ永久磁石が対となり、いずれも同じ極性同士が対向するように配置したCT装置とする。 The rotating part and the fixed part in the gantry are combined in the vertical direction via a plurality of ball bearings, and the rotating part is rotated by an external motor via a timing belt, and the rotating part and the fixed part face each other. The permanent magnets are paired, and the CT devices are arranged so that the same polarities face each other.

検診車両の一方の側面部に被検体挿入開口部を有するCT装置を搭載した検診車両とする。 It is assumed that the examination vehicle is equipped with a CT device having a subject insertion opening on one side surface of the examination vehicle.

検診車両の両サイドの側面部に被検体の挿入、或いは搬出のための開口部を有するCT装置を搭載した検診車両とする。 The examination vehicle is equipped with a CT device having openings for inserting or carrying out the subject on the side surfaces of both sides of the examination vehicle.

体軸方向が鉛直方向であるCT装置を搭載した検診車両とする。 A medical examination vehicle equipped with a CT device whose body axis direction is vertical.

ガントリがクレードル部に退避したときに回転部の内部のカートリッジを抜去し、交換用のカートリッジを抜去した後のカートリッジ収納部に挿入するCT装置の駆動方法とする。 This is a driving method of a CT device in which a cartridge inside a rotating portion is removed when the gantry is retracted to the cradle portion, and a replacement cartridge is removed and then inserted into the cartridge storage portion.

回転部の内部のカートリッジを抜去し、重量バランス調整用のカートリッジをこの抜去した後のカートリッジ収納部に挿入するCT装置の駆動方法とする。 The cartridge inside the rotating part is removed, and the cartridge for weight balance adjustment is inserted into the cartridge storage part after the removal, which is a driving method of the CT device.

ガントリ又は寝台の中心軸方向に移動開始後、被検体を透過した光信号を検出器により電気信号に変換し、電気信号を画像メモリに記録しながら回転部を回転させ、ガントリ又は寝台の中心軸方向の移動を所定位置において停止し、画像メモリに記録された電気信号を読み出すCT装置の駆動方法とする。 After starting to move in the direction of the central axis of the gantry or sleeper, the optical signal transmitted through the subject is converted into an electrical signal by the detector, and the rotating part is rotated while recording the electrical signal in the image memory to rotate the central axis of the gantry or sleeper. It is a driving method of a CT device that stops the movement in a direction at a predetermined position and reads out an electric signal recorded in an image memory.

ガントリ又は寝台の体軸方向の移動、及び回転部の回転開始後、X線照射による撮像を開始し、ガントリ又は寝台の体軸方向の移動による撮像終了後、さらにガントリ又は寝台の体軸方向の移動の移動方向を反転させガントリ又は寝台の移動による撮像を行う撮像方法であって、反転の後に回転部の回転方向を反転させることを特徴とするCT装置の駆動方法とする。 After the movement of the gantry or sleeper in the axial direction and the rotation of the rotating part start, imaging by X-ray irradiation is started, and after the imaging is completed by the movement of the gantry or sleeper in the axial direction, the image of the gantry or sleeper in the axial direction It is an imaging method in which the moving direction of movement is reversed and imaging is performed by moving the gantry or the bed, and the driving method of the CT device is characterized in that the rotation direction of the rotating portion is reversed after the reversal.

回転部の回転開始後、ガントリ又は寝台の移動を開始後、X線照射による被検体の撮像を開始し、検出器アレーから得られたデジタルデータをリアルタイムで画像メモリに記録し、撮像終了後、回転部の回転運動エネルギーを誘導コイルの逆起電力に変換し電気エネルギーとして回収し、これをキャパシタ又は二次電池に充電する工程を特徴とするCT装置の駆動方法とする。 After the rotation of the rotating part starts, the movement of the gantry or the sleeper is started, the imaging of the subject by X-ray irradiation is started, the digital data obtained from the detector array is recorded in the image memory in real time, and after the imaging is completed, The driving method of the CT apparatus is characterized in that the rotational kinetic energy of the rotating portion is converted into the counter electromotive force of the induction coil, recovered as electric energy, and the capacitor or the secondary battery is charged.

一方の回転部が他方の回転部にトルクが加わる方向に回転開始後、ガントリ又は寝台の移動を開始し、X線照射による撮像が開始され、検出器から得られたデジタルデータをリアルタイムで画像メモリに記録し、撮像終了後、一方の回転部の回転トルクを減少或いは停止させ、他方の回転部との結合を解き、他方の回転部の内部の回生ブレーキ回路により、回転運動エネルギーを誘導コイルにおいて逆起電力に変換し電気エネルギーとして回収し、キャパシタ又は二次電池を充電しながら他方の回転部の回転運動を減速、停止させるCT装置の駆動方法とする。 After one rotating part starts rotating in the direction in which torque is applied to the other rotating part, the gantry or sleeper starts moving, imaging by X-ray irradiation is started, and the digital data obtained from the detector is stored in the image memory in real time. After the imaging is completed, the rotational torque of one rotating part is reduced or stopped, the coupling with the other rotating part is released, and the rotational motion energy is transferred to the induction coil by the regenerative braking circuit inside the other rotating part. It is used as a driving method of a CT device that converts it into countercurrent power and recovers it as electric energy to decelerate and stop the rotational movement of the other rotating portion while charging the capacitor or the secondary battery.

本発明によれば、ガントリ内の構成部品、例えば、X線源、X線検出器、二次電池等をカートリッジ構造としたので、ガントリ自体を分解修理するまでもなく、故障している箇所のみ抜き出し、新たな構成部品を挿入すればよく、修理に要する時間やコストを大幅に削減できる。また、スリップリングやブラシ等を不要とした構造においては、定期的な部品交換やメンテナンス等の頻度が減少し、その結果、常時機器の性能を最適に保つための年間維持経費と機器のダウンタイムを大幅に削減できる。さらに、撮影装置の小型・軽量化、及び低消費電力化が実現し、撮像装置を設置するスペース、建物及び電源、空調設備等の建設コストを大幅に削減できる。また、回生ブレーキ回路によるエネルギーハーベスト技術の導入により環境に優しいCT装置を実現することができた。加えて、高感度の検出器を使用できるので、被験者の放射線被ばく量を低減することが容易になる。特に、ガントリ内の回転部の回転数を増加して高速スキャンを行う場合であっても、撮影終了後の回転部の回転モーメントを電気エネルギーに変換・回収し、次の撮影時、即ち回転運動の開始時において、回収した電気エネルギーを再利用できる。その結果、例えば、回転部内に内蔵した二次電池の小型化、充電時間の短縮、或いは充電後の撮影回数を増加させることができる。また、目的に応じてガントリ部のみ、或いは光源部や検出器モジュールを交換することにより、整形外科、循環器科、消化器科領域における各種X線画像診断装置、CT、PET等を全て設置するまでもなく、本発明に係るハイブリッド化した撮像装置一台において異なる医療分野における様々の診断を実現する。また、病院内の手術室や入院病棟であっても、事故等で運び込まれた救急患者或いは重症患者等が検査等まで移動せずに医師がベッドサイドで迅速に初期診断と治療方針を決定することが容易になる。このように撮像装置の小型・軽量化、及び低消費電力化に加え、修理やメンテナンスの負荷を減少させることができる。これらにより、車両等により移動可能なCTを実現し、遠隔地や災害発生地域等における迅速かつ的確な初期診断が可能になる。 According to the present invention, since the components in the gantry, for example, the X-ray source, the X-ray detector, the secondary battery, etc. have a cartridge structure, the gantry itself does not need to be disassembled and repaired, and only the defective part is used. By simply extracting and inserting new components, the time and cost required for repairs can be significantly reduced. In addition, in a structure that does not require slip rings or brushes, the frequency of regular parts replacement and maintenance is reduced, and as a result, annual maintenance costs and equipment downtime to maintain optimum equipment performance at all times are reduced. Can be significantly reduced. Furthermore, the size and weight of the imaging device can be reduced and the power consumption can be reduced, and the construction cost of the space for installing the imaging device, the building and the power supply, the air conditioner, etc. can be significantly reduced. In addition, the introduction of energy harvesting technology using a regenerative braking circuit has made it possible to realize an environment-friendly CT device. In addition, since a highly sensitive detector can be used, it becomes easy to reduce the radiation exposure dose of the subject. In particular, even when the number of rotations of the rotating part in the gantry is increased to perform high-speed scanning, the rotational moment of the rotating part after the end of shooting is converted and recovered into electrical energy, and the next shooting, that is, the rotational motion. At the start of, the recovered electrical energy can be reused. As a result, for example, it is possible to reduce the size of the secondary battery built in the rotating portion, shorten the charging time, or increase the number of times of shooting after charging. In addition, various X-ray diagnostic imaging devices, CT, PET, etc. in the fields of orthopedics, cardiology, and gastroenterology will be installed by replacing only the gantry section or the light source section and detector module according to the purpose. Needless to say, one hybrid imaging device according to the present invention realizes various diagnoses in different medical fields. In addition, even in the operating room or inpatient ward in a hospital, the doctor quickly decides the initial diagnosis and treatment policy at the bedside without moving the emergency patient or critically ill patient brought in due to an accident etc. to the examination etc. It becomes easy. In this way, in addition to reducing the size and weight of the image pickup apparatus and reducing the power consumption, the load of repair and maintenance can be reduced. As a result, CT that can be moved by a vehicle or the like is realized, and quick and accurate initial diagnosis in a remote place or a disaster-occurring area becomes possible.

(a)はガントリ5の内部にある回転部分23の内部構造を説明するためのZ軸方向から見た平面図である。(b)は回転部分23の内部、特に検出器とその周辺回路を説明するための回路構成図である。(c)回転部分23の内部、特にX発生部と高電圧駆動回路を説明するための回路構成図である。(A) is a plan view seen from the Z-axis direction for explaining the internal structure of the rotating portion 23 inside the gantry 5. (B) is a circuit configuration diagram for explaining the inside of the rotating portion 23, particularly the detector and its peripheral circuits. (C) It is a circuit block diagram for demonstrating the inside of the rotating part 23, particularly the X generation part and a high voltage drive circuit. (a)は実施例に係る撮像装置100のX軸方向からみた側面図であり、(b)は同じくZ軸方向からみた平面図であり、(c)は図1(a)において破線で囲まれた部分Aの拡大図である。(A) is a side view of the image pickup apparatus 100 according to the embodiment seen from the X-axis direction, (b) is a plan view also seen from the Z-axis direction, and (c) is surrounded by a broken line in FIG. 1 (a). It is an enlarged view of the part A. (a)は実施例に係る撮像装置200の特に回転部23をX軸方向からみた断面図である。(b)は実施例に係る撮像装置210の特に回転部23をX軸方向からみた断面図である。(c)は撮像装置800のガントリ部の構造を説明するためのZ軸方向からみた平面図である。(A) is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 200 according to the embodiment, particularly the rotating portion 23, as viewed from the X-axis direction. (B) is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 210 according to the embodiment, particularly the rotating portion 23, as viewed from the X-axis direction. (C) is a plan view seen from the Z-axis direction for explaining the structure of the gantry portion of the image pickup apparatus 800. (a)は、実施例に係る撮像装置300のX軸方向からみた側面図であり、(b)は同じくY軸方向からみた平面図であり、(c)は同じくZ軸方向から見た平面図である。(A) is a side view of the image pickup apparatus 300 according to the embodiment seen from the X-axis direction, (b) is a plan view also seen from the Y-axis direction, and (c) is a plan view also seen from the Z-axis direction. It is a figure. (a)は実施例に係る撮像装置400のX軸方向からみた側面図であり、(b)は非接触インターフェース部(10及び12)におけるワイヤレス給電部分の回路構成を説明するためのブロック図である。(c)及び(d)は、それぞれ着脱可能なカートリッジ構造からなる二次電池(27m)をクレードル内のカートリッジホルダー22に結合させる前の状態をX軸方向から、及びカートリッジホルダー22に取り付けられた充電済の二次電池(27m)をガントリ内に取り込む前の状態をY軸方向から見た概念図である。(A) is a side view of the image pickup apparatus 400 according to the embodiment as viewed from the X-axis direction, and (b) is a block diagram for explaining the circuit configuration of the wireless power feeding portion in the non-contact interface portions (10 and 12). is there. (C) and (d) were attached to the cartridge holder 22 from the X-axis direction before the secondary battery (27 m) having a removable cartridge structure was coupled to the cartridge holder 22 in the cradle. It is a conceptual diagram which looked at the state before taking in the charged secondary battery (27 m) into a gantry from the Y-axis direction. (a)は撮像装置500のガントリ部をZ軸方向からみた平面図である。(b)は、撮像装置500のガントリ5−2の構造を説明するためのX軸或いはY軸方向から見た断面図である。(c)は、撮像装置510のガントリ5−2の構造を説明するためのX軸或いはY軸方向から見た断面図である。(A) is a plan view of the gantry portion of the image pickup apparatus 500 as viewed from the Z-axis direction. (B) is a cross-sectional view seen from the X-axis or Y-axis direction for explaining the structure of the gantry 5-2 of the image pickup apparatus 500. (C) is a cross-sectional view seen from the X-axis or Y-axis direction for explaining the structure of the gantry 5-2 of the image pickup apparatus 510. (a)は撮像装置600の特にガントリ部をZ軸方向からみたX−Y平面図であり、(b)は同じくX軸或いはY軸方向からみた断面構造図であり、(c)は図7(a)において破線で囲まれた部分Bの拡大図である。(d)は、回転部23に形成された開口部28を説明するため、X線源25mから開口部方向を見たときの平面図であり、開口部に固定部24に配置した検出器ユニット30の一部が見えている。(A) is an XY plan view of the image pickup apparatus 600, particularly the gantry portion seen from the Z-axis direction, (b) is a cross-sectional structure view also seen from the X-axis or the Y-axis direction, and (c) is FIG. 7. It is an enlarged view of the part B surrounded by the broken line in (a). (D) is a plan view when the opening direction is viewed from the X-ray source 25 m in order to explain the opening 28 formed in the rotating portion 23, and is a detector unit arranged in the fixed portion 24 in the opening. A part of 30 is visible. (a)は本発明の撮像装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。(b)は、回転部23が回転しながら、ガントリ又は寝台がZ軸方向に移動する場合のX線発生部等光源部の被検体に対する相対的な螺旋状軌跡を説明する概念図である。(c)は、ガントリ又は寝台のZ軸方向の移動の後にガントリ又は寝台のZ軸方向の移動方向を反転し、かつガントリ内の回転部23の回転方向も反転し撮像する場合のX線発生部等光源部の被検体に対する相対的な螺旋状軌跡を説明するための概念図である。(d)は、ガントリ又は寝台のZ軸方向の移動の後にガントリ又は寝台のZ軸方向の移動方向を反転し、かつガントリ内の回転部23の回転方向は変更せず撮像する場合のX線発生部等光源部の被検体に対する相対的な螺旋状軌跡を説明するための概念図である。(A) is a flowchart for explaining the driving method of the image pickup apparatus of this invention. (B) is a conceptual diagram for explaining a spiral locus relative to a subject of a light source unit such as an X-ray generating unit when the gantry or the bed moves in the Z-axis direction while the rotating unit 23 rotates. In (c), X-ray generation occurs when the movement direction of the gantry or sleeper in the Z-axis direction is reversed after the movement of the gantry or sleeper in the Z-axis direction, and the rotation direction of the rotating portion 23 in the gantry is also reversed for imaging. It is a conceptual diagram for demonstrating the spiral locus relative to the subject of a light source part. (D) is an X-ray when the movement direction of the gantry or the sleeper in the Z-axis direction is reversed after the movement of the gantry or the sleeper in the Z-axis direction, and the rotation direction of the rotating portion 23 in the gantry is not changed. It is a conceptual diagram for demonstrating the spiral locus of a light source part such as a generation part relative to a subject. (a)実施例に係る撮像装置700の特にガントリ5の内部の回転部分をZ軸方向からみた平面図である。(b)及び(c)は、(a)における破線部分39における回転部23の外周とこれを取り囲むガントリ5の内周における電磁誘導を説明するための一部拡大図である。(d)は撮像装置700のガントリ内部にある回転部分23の内部、特に回生ブレーキ50を説明するため回路構成図である。(A) It is a top view of the rotating portion inside the gantry 5 of the image pickup apparatus 700 according to the embodiment as viewed from the Z-axis direction. (B) and (c) are partially enlarged views for explaining electromagnetic induction in the outer circumference of the rotating portion 23 in the broken line portion 39 in (a) and the inner circumference of the gantry 5 surrounding the rotating portion 23. (D) is a circuit configuration diagram for explaining the inside of the rotating portion 23 inside the gantry of the image pickup apparatus 700, particularly the regenerative brake 50. (a)は実施例に係る撮像装置800の特にガントリ5の内部構造をZ軸方向からみた平面図である。(b)は、回転部23−1、23−2におけるラチェット機構の一例を説明するための部分拡大図(39R)である。(c)及び(d)は、それぞれ回生ブレーキ、ラチェット機構等を用いた場合の撮像装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。(A) is a plan view of the internal structure of the image pickup apparatus 800 according to the embodiment, particularly the gantry 5, as viewed from the Z-axis direction. (B) is a partially enlarged view (39R) for explaining an example of the ratchet mechanism in the rotating portions 23-1 and 23-2. (C) and (d) are flowcharts for explaining the driving method of the image pickup apparatus when the regenerative brake, the ratchet mechanism and the like are used respectively. (a)は、実施例に係る撮像装置900をX軸方向からみた側面図である。(b)は実施例に係る撮像装置1000の斜視図であり、(c)は撮像装置1000におけるガントリ部5のX軸又はY軸方向から見た断面構造図である。(A) is a side view of the image pickup apparatus 900 according to the embodiment as viewed from the X-axis direction. (B) is a perspective view of the image pickup apparatus 1000 according to the embodiment, and (c) is a cross-sectional structure view of the gantry portion 5 of the image pickup apparatus 1000 as viewed from the X-axis or Y-axis direction. (a)は実施例に係る医療検診車両1100の側面図であり、(b)は実施例に係る医療検診車両1200の側面図である。(c)は医療検診車両1100を上方(Y軸方向)から見た平面図であり、(d)は医療検診車両1120を上方(Y軸方向)から見た平面図である。(A) is a side view of the medical examination vehicle 1100 according to the embodiment, and (b) is a side view of the medical examination vehicle 1200 according to the embodiment. (C) is a plan view of the medical examination vehicle 1100 viewed from above (Y-axis direction), and (d) is a plan view of the medical examination vehicle 1120 viewed from above (Y-axis direction).

本発明では、ガントリ或いは寝台の移動方向、即ち「体軸方向」をZ軸、Z軸に垂直な面をX−Y平面と定義する。図1を用いて、CT装置の回転部23の内部構造、特に電気回路部分について詳しく説明する。図1(a)は、ガントリ5の内部にある回転部23の内部構造を説明するZ軸方向から見たときの構成部品等を示す平面図である。回転部23の内部には、光源、例えばX線発生部25m、高電圧制御回路29、検出器アレー31、検出器周辺回路33、検出器駆動制御回路41、後述するデジタル信号処理回路(図示せず)、画像メモリ35m、二次電池27m、回転部インターフェース2−2を有する。X線発生部25m、二次電池27m、画像メモリ35mは、以下に詳しく説明するように、回転部23からそれぞれ個別に容易に挿入、及び抜去が可能な構造である。カートリッジと回転部23は、金属端子同士の接触により電気的導通が可能である。回転部インターフェース2−2は、後述の非接触インターフェースであっても、導電性の電極による電気的接点であってもよい。X線発生部25mから出射されたX線ビーム26が寝台3に載せられた被験者(図示せず)を透過し、検出器アレー31に到達する。なお、回転部の回転時における重量バランスを調整する重量バランス調整部を設けてもよい。好適には、X線発生部25mにカーボンナノチューブ(CNT)等のカーボンナノ材料を電界電子放出源とするX線発生装置を用いてもよい。カーボンナノ材料を冷陰極材料として用いるので、予熱が不要であり従来のX線管を用いた場合に比べ、小型・低消費電力化が可能になり、高電圧制御回路29の小型化や冷却ファンの小型化或いは冷却ファンそのものを不要にできるからである。なお、本実施例では、回転部23の内部に検出器アレー31が内蔵されている構造について説明したが、後述するように、検出器アレー31が回転部23の内部ではなく、回転部23を取り巻くガントリ5の固定部の内周部全周に亘って配置した構造であってもよい(図6等)。この場合には、検出器周辺回路の一部、画像メモリ、ホストインターフェース等がガントリ内の固定部に配置される。 In the present invention, the moving direction of the gantry or the sleeper, that is, the "body axis direction" is defined as the Z axis, and the plane perpendicular to the Z axis is defined as the XY plane. The internal structure of the rotating portion 23 of the CT apparatus, particularly the electric circuit portion, will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1A is a plan view showing components and the like when viewed from the Z-axis direction for explaining the internal structure of the rotating portion 23 inside the gantry 5. Inside the rotating unit 23, a light source, for example, an X-ray generating unit 25 m, a high voltage control circuit 29, a detector array 31, a detector peripheral circuit 33, a detector drive control circuit 41, and a digital signal processing circuit described later (shown). It has an image memory of 35 m, a secondary battery of 27 m, and a rotating part interface 2-2. The X-ray generating unit 25 m, the secondary battery 27 m, and the image memory 35 m have a structure that can be easily inserted and removed individually from the rotating unit 23, as will be described in detail below. The cartridge and the rotating portion 23 can be electrically conductive by contacting the metal terminals. The rotating unit interface 2-2 may be a non-contact interface described later or an electrical contact with a conductive electrode. The X-ray beam 26 emitted from the X-ray generating unit 25 m passes through the subject (not shown) placed on the bed 3 and reaches the detector array 31. A weight balance adjusting unit for adjusting the weight balance during rotation of the rotating unit may be provided. Preferably, an X-ray generator using a carbon nanomaterial such as carbon nanotube (CNT) as a field electron emission source may be used for the X-ray generator 25 m. Since the carbon nanomaterial is used as the cold cathode material, preheating is not required, and compared to the case of using a conventional X-ray tube, it is possible to reduce the size and power consumption, and the high voltage control circuit 29 can be downsized and the cooling fan. This is because the miniaturization or the cooling fan itself can be eliminated. In this embodiment, the structure in which the detector array 31 is built in the rotating portion 23 has been described. However, as will be described later, the detector array 31 is not inside the rotating portion 23 but the rotating portion 23. The structure may be arranged over the entire inner circumference of the fixed portion of the surrounding gantry 5 (FIG. 6 and the like). In this case, a part of the detector peripheral circuit, an image memory, a host interface, etc. are arranged in a fixed portion in the gantry.

図1(b)は回転部23の内部、特に検出器31とその周辺回路33を説明するための回路ブロック図である。図1(a)における周辺回路33には、検出器駆動制御回路41、信号増幅・アナログデジタル(AD)変換回路43、信号走査・制御回路45、デジタル信号処理回路47、パラレルシリアル変換回路49等を含んでいる。図示するように、検出器アレー31には、複数の検出器ユニット30が円弧状に、或いはスライス数を増やすためにZ軸方向にも規則的に並んでいる。検出器ユニット30には、従来のTFT型の検出器に加え、例えば、小型の電子増倍型検出器(例えば、浜松ホトニクス社製「マイクロPMT素子」等)やアバランシェ効果(APD)を利用した増幅型検出器、フォトンカウンティング型検出器等を用いることができる。また、アナログデジタル(AD)変換回路をオンチップ化したCMOS型或いはCCD型検出器を使用することができ、高速かつ低ノイズの読み出しが実現する。或いは、複数の検出器アレーの位置合わせ精度が高く、軽量化が容易なCMOS型検出器を使用することもできる(例えば、特許文献7)。これらの検出器ユニットは高感度、或いは低ノイズであるため、X線照射(被ばく)量を減少させ、或いは短時間パルス照射によるZ軸方向の高速走査が容易になる。また、後述するように、X線照射面積を拡大する必要がなければ、X線発生部に必要な高電圧電流を増大させることもない。また回転部23のZ軸方向の薄型化による軽量化に加え、特に電界電子放出源として使用するカーボンナノ材料の安定性や耐久性を向上させることもできる。 FIG. 1B is a circuit block diagram for explaining the inside of the rotating portion 23, particularly the detector 31 and its peripheral circuit 33. Peripheral circuits 33 in FIG. 1A include a detector drive control circuit 41, a signal amplification / analog-to-digital (AD) conversion circuit 43, a signal scanning / control circuit 45, a digital signal processing circuit 47, a parallel serial conversion circuit 49, and the like. Includes. As shown in the figure, a plurality of detector units 30 are regularly arranged in an arc shape or in the Z-axis direction in order to increase the number of slices in the detector array 31. For the detector unit 30, in addition to the conventional TFT type detector, for example, a small photomultiplier type detector (for example, "micro PMT element" manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) and an avalanche effect (APD) were used. An amplification type detector, a photon counting type detector, or the like can be used. Further, a CMOS type or CCD type detector in which an analog-to-digital (AD) conversion circuit is turned on-chip can be used, and high-speed and low-noise readout can be realized. Alternatively, a CMOS type detector having high positioning accuracy of a plurality of detector arrays and easy weight reduction can be used (for example, Patent Document 7). Since these detector units have high sensitivity or low noise, the amount of X-ray irradiation (exposure) is reduced, or high-speed scanning in the Z-axis direction by short-time pulse irradiation becomes easy. Further, as will be described later, if it is not necessary to expand the X-ray irradiation area, the high voltage current required for the X-ray generating portion will not be increased. Further, in addition to weight reduction by thinning the rotating portion 23 in the Z-axis direction, it is also possible to improve the stability and durability of the carbon nanomaterial used as a field electron emission source.

検出器アレー31から出力される検出器信号は、信号増幅・AD変換回路43によりデジタルデータ(例えば16ビット)に変換され、信号走査・制御回路45を経由してデジタル信号処理回路47に送られ必要な画像処理が加えられる。デジタル信号処理回路47から送られた画像データを直接記録するために回転部23の内部に画像メモリ35を内蔵している。パラレルシリアル変換せずにバスライン38を介し直接画像メモリ35にパラレル記録することができるので、高速書き込みが可能になる。画像メモリ35には、磁気記録媒体も使用できるが、記録速度、及び信頼性の観点から、DRAMやNAND形フラッシュメモリ等の半導体メモリが好適である。他方、撮像終了後であって、回転部23の回転及びガントリ5の移動停止後に画像データを画像メモリ35から読み出す場合には、撮像時と異なりリアルタイムで読み出す必要がないので、パラレルシリアル変換回路49により、シリアルデータとして、回転部インターフェース2−2に出力すれば良い。シリアル化することにより、ホストインターフェース2−1における端子数を減らせる効果も有する。ホストインターフェース2−1と回転部インターフェース2−2からなる電気的接続手段においては、回転部23の回転部インターフェース2−2の内部に複数のコネクタがあり、その形状が凹状の受け構造である(凹型接続端子6)。他方、ホストインターフェース2−1の側には凸型接続端子4が同数あり、接続端子4を凹型接続端子6に挿入することにより電気的接続が可能になる。従来の動的機械的(摺動)接点であるスリップリングを使用した場合とは異なり、回転部23の静止時おいて内部に記録・蓄積した画像データを回転部インターフェース2−2からホストインターフェース2−1に読み出す。そのため、スリップリング使用時の弊害を解消でき、かつ回転部23の高速回転、例えば毎秒5回転以上の高速回転も容易になる。このように、回転部23の軽量化と回転速度の高速化により、体軸(Z軸)方向におけるスキャン速度を高速化できるため、スライス数を増やすことなくX線被ばく量を軽減することができる。 The detector signal output from the detector array 31 is converted into digital data (for example, 16 bits) by the signal amplification / AD conversion circuit 43, and sent to the digital signal processing circuit 47 via the signal scanning / control circuit 45. The necessary image processing is added. An image memory 35 is built in the rotating unit 23 in order to directly record the image data sent from the digital signal processing circuit 47. Since parallel recording can be performed directly in the image memory 35 via the bus line 38 without parallel serial conversion, high-speed writing becomes possible. Although a magnetic recording medium can be used as the image memory 35, a semiconductor memory such as a DRAM or a NAND flash memory is suitable from the viewpoint of recording speed and reliability. On the other hand, when the image data is read from the image memory 35 after the end of imaging and after the rotation of the rotating unit 23 and the movement of the gantry 5 are stopped, it is not necessary to read the image data in real time unlike the time of imaging. Therefore, it may be output as serial data to the rotating unit interface 2-2. Serialization also has the effect of reducing the number of terminals in the host interface 2-1. In the electrical connection means including the host interface 2-1 and the rotating part interface 2-2, there are a plurality of connectors inside the rotating part interface 2-2 of the rotating part 23, and the shape thereof is a concave receiving structure ( Concave connection terminal 6). On the other hand, there are the same number of convex connection terminals 4 on the side of the host interface 2-1. By inserting the connection terminals 4 into the concave connection terminals 6, electrical connection is possible. Unlike the case where a slip ring, which is a conventional dynamic mechanical (sliding) contact, is used, the image data recorded and accumulated inside the rotating unit 23 when it is stationary is recorded from the rotating unit interface 2-2 to the host interface 2 Read to -1. Therefore, the harmful effect of using the slip ring can be eliminated, and high-speed rotation of the rotating portion 23, for example, high-speed rotation of 5 rotations or more per second becomes easy. In this way, by reducing the weight of the rotating portion 23 and increasing the rotation speed, the scanning speed in the body axis (Z-axis) direction can be increased, so that the amount of X-ray exposure can be reduced without increasing the number of slices. ..

図1(c)は回転部23の内部にあるX線発生部25mと光源駆動回路29を説明するためのブロック図である。カートリッジ構造のX線発生部25mは、カーボンナノ材料電子ビーム発生冷陰極25Cと陽極ターゲット25Aから構成されている。光源駆動回路29は、電圧昇圧回路29−1と高電圧制御回路29−2から構成されている。好適には、光源駆動回路29は、スイッチング電源及びパワー半導体を用いることにより、トランスレスの小型・軽量・低消費電力の高電圧電源部とする。カートリッジ構造の二次電池27には、例えば、リチウムイオン電池を用いることができる。このように、リチウムイオン電池27mの直流電圧を光源駆動回路29により昇圧し、かつタイミングコントロールされた高電圧パルスをX線発生部25mに印加することができる。なお、リチウムイオン電池27mは、図示していない電池残量検知回路及び充電回路により、回転部23の静止時において回転部インターフェース2−2とホストインターフェース2−1を介し充電することができる。 FIG. 1C is a block diagram for explaining the X-ray generating unit 25m inside the rotating unit 23 and the light source driving circuit 29. The X-ray generating portion 25m of the cartridge structure is composed of a carbon nanomaterial electron beam generating cold cathode 25C and an anode target 25A. The light source drive circuit 29 is composed of a voltage booster circuit 29-1 and a high voltage control circuit 29-2. Preferably, the light source drive circuit 29 is a transformerless compact, lightweight, low power consumption high voltage power supply unit by using a switching power supply and a power semiconductor. As the secondary battery 27 having a cartridge structure, for example, a lithium ion battery can be used. In this way, the DC voltage of the lithium-ion battery 27 m can be boosted by the light source drive circuit 29, and the timing-controlled high-voltage pulse can be applied to the X-ray generator 25 m. The lithium-ion battery 27m can be charged via the rotating unit interface 2-2 and the host interface 2-1 when the rotating unit 23 is stationary by using a battery remaining amount detection circuit and a charging circuit (not shown).

実施例に係るCT装置100をX軸方向から見た側面図を図2(a)に示す。CT装置100は、寝台3−1、及びこれを支えかつ移動させる寝台移動支持部(3−2)、と円環状の空洞部有するガントリ5から構成されている。既に説明したように、ガントリ5の内部には回転可能な回転部23があり、その詳細は図1において説明した通りである。また、回転中心軸1はZ軸、即ち体軸方向に平行である。回転部23の周囲には固定部24がボールベアリング等(図示せず)を介し組み合わされている。回転部23と固定部24との間における破線で囲まれた部分Aについて以下に説明する。なお、図示していないを操作・制御部及び表示(モニター)部があり、画像描出回路及びソフトウエア等により再構成された断層像等がモニター上に表示される。 FIG. 2A shows a side view of the CT apparatus 100 according to the embodiment as viewed from the X-axis direction. The CT device 100 is composed of a sleeper 3-1 and a sleeper movement support portion (3-2) that supports and moves the sleeper 3-1 and a gantry 5 having an annular cavity portion. As described above, there is a rotatable rotating portion 23 inside the gantry 5, and the details thereof are as described in FIG. Further, the rotation center axis 1 is parallel to the Z axis, that is, the body axis direction. A fixing portion 24 is combined around the rotating portion 23 via a ball bearing or the like (not shown). The portion A surrounded by the broken line between the rotating portion 23 and the fixed portion 24 will be described below. It should be noted that there is an operation / control unit and a display (monitor) unit (not shown), and a tomographic image or the like reconstructed by an image drawing circuit or software is displayed on the monitor.

図2(b)は、CT装置100をZ軸方向から見た平面図である。ガントリ5の円環状の部分の内部には、回転中心軸1の周囲を回転する回転部23がベアリングを介し取り付けられている。さらに回転部23を回転させるためのタイミングベルト21と回転部駆動モータ19が取り付けられている。なお、後述するように、回転部23を回転子、これを取り囲むガントリ5の内周を固定子とするダイレクトドライブ(DD)モータ構造としても良い。図2(c)は、図2(a)における要部Aの拡大図であり、回転部23の側面部には、金属電極からなる回転部インターフェース6−1が形成されている。回転部インターフェース6−1は、凸型接続端子4からなるホストインターフェースと対向する位置にあるので、回転部23の静止時において互いに接触することにより電気的に接続することができる。なお、好適には凸型接続端子4と回転部インターフェース6−1が対向する位置で停止するようにするため、ホール素子等を用いた位置センサ等(図示せず)を使用することができる。或いは、回転部インターフェース6−1を回転部23の側面の円環状全周にわたりリング状に形成すれば、回転部23の静止位置によらず電気的接続が可能である。 FIG. 2B is a plan view of the CT device 100 as viewed from the Z-axis direction. Inside the annular portion of the gantry 5, a rotating portion 23 that rotates around the rotation center shaft 1 is attached via a bearing. Further, a timing belt 21 for rotating the rotating portion 23 and a rotating portion drive motor 19 are attached. As will be described later, a direct drive (DD) motor structure may be formed in which the rotating portion 23 is a rotor and the inner circumference of the gantry 5 surrounding the rotor is a stator. FIG. 2C is an enlarged view of the main part A in FIG. 2A, and a rotating part interface 6-1 made of a metal electrode is formed on the side surface part of the rotating part 23. Since the rotating unit interface 6-1 is located at a position facing the host interface composed of the convex connection terminal 4, the rotating unit interface 6-1 can be electrically connected by contacting each other when the rotating unit 23 is stationary. It should be noted that preferably, a position sensor or the like (not shown) using a Hall element or the like can be used in order to stop the convex connection terminal 4 and the rotating portion interface 6-1 at a position facing each other. Alternatively, if the rotating portion interface 6-1 is formed in a ring shape over the entire circumference of the annulus on the side surface of the rotating portion 23, electrical connection is possible regardless of the stationary position of the rotating portion 23.

図3(a)、及び(b)は、実施例に係るCT装置200、及び210のガントリ部分を説明するためのX軸方向からみた断面図である。回転部23の内部に組み込まれる構成要素であるX線発生部25mは、ターゲット部材の劣化や電子ビーム発生冷陰極材料、本実施例ではカーボンナノ材料の消耗等により、使用頻度に応じた交換が必要である。同様に、検出器アレー31mも、使用する半導体部品等の放射線損傷、或いは積層するX線シンチレータ材料の湿度依存性などの理由から交換が必要になる場合がある。そこで本実施例では、カートリッジ構造のX線発生部25mと検出器アレー31mにより、回転部23から脱着可能とした。図3(a)に示すように、回転部23にはカートリッジ構造のX線発生部25mと検出器アレー31mが挿入されるカートリッジ収納部25fと31f(いずれも破線部)が形成されている。X線発生部25mと検出器アレー31mの挿入、及び抜去の方向はZ軸、即ち体軸方向であり、カートリッジを挿入又は抜去するための開口部がZ軸方向に向かって開口している。例えば、後述するように、クレードル部との間で新旧のカートリッジを交換する場合(図5(a))に好適である。 3A and 3B are cross-sectional views taken from the X-axis direction for explaining the gantry portion of the CT apparatus 200 and 210 according to the embodiment. The X-ray generating unit 25m, which is a component incorporated inside the rotating unit 23, can be replaced according to the frequency of use due to deterioration of the target member, consumption of the electron beam generating cold cathode material, and carbon nanomaterial in this embodiment. is necessary. Similarly, the detector array 31m may also need to be replaced due to radiation damage to the semiconductor parts used or the humidity dependence of the X-ray scintillator material to be laminated. Therefore, in this embodiment, the X-ray generating portion 25 m and the detector array 31 m of the cartridge structure make it removable from the rotating portion 23. As shown in FIG. 3A, the rotating portion 23 is formed with a cartridge accommodating portion 25f and 31f (both broken lines) into which the X-ray generating portion 25m of the cartridge structure and the detector array 31m are inserted. The direction of insertion and removal of the X-ray generator 25 m and the detector array 31 m is the Z-axis, that is, the body axis direction, and the opening for inserting or removing the cartridge opens toward the Z-axis direction. For example, as will be described later, it is suitable for exchanging old and new cartridges with the cradle portion (FIG. 5A).

これに対し、図3(b)に示す構造においては、X線発生部25mと検出器アレー31mの挿入、及び抜去の方向はZ軸方向に対し直角、即ち、回転部23が描く円形の法線方向である。さらに、カートリッジを挿入又は抜去するための開口部は、図示するように、回転部23の中心軸1のある内側から回転部23の外周方向に向かって開口している。そのため、カートリッジの交換時に回転部23を取り巻く固定部が交換作業の障害にならないという利点がある。また、既に図2において説明した構造のように、回転部の側面部に電気的接続端子(4、6−1)等が配置されている場合にも好適な構造である。なお、カートリッジ構造は、X線発生部25mと検出器アレー31mに限定されず、前述、或いは後述するように、二次電池27、或いは記録容量増大に対応するため画像メモリ(図1(a)、図5(c)、(d)等)をカートリッジ構造とすることもできる。 On the other hand, in the structure shown in FIG. 3B, the direction of insertion and removal of the X-ray generating portion 25 m and the detector array 31 m is perpendicular to the Z-axis direction, that is, the circular method drawn by the rotating portion 23. It is a linear direction. Further, as shown in the figure, the opening for inserting or removing the cartridge is opened from the inside of the rotating portion 23 with the central axis 1 toward the outer peripheral direction of the rotating portion 23. Therefore, there is an advantage that the fixed portion surrounding the rotating portion 23 does not interfere with the replacement work when the cartridge is replaced. Further, as in the structure already described with reference to FIG. 2, the structure is also suitable when the electrical connection terminals (4, 6-1) and the like are arranged on the side surface portion of the rotating portion. The cartridge structure is not limited to the X-ray generator 25 m and the detector array 31 m, and as described above or later, the secondary battery 27 or the image memory (FIG. 1 (a)) in order to cope with the increase in recording capacity. , FIGS. 5 (c), 5 (d), etc.) can also be a cartridge structure.

図3(c)は、実施例に係るCT装置200の回転部23をZ軸方向から見た平面図である。回転部23の内部には後述するように、回生ブレーキ回路50を内蔵してもよい。本実施例では、カートリッジ構造の画像メモリ35mと二次電池27mに加え、第一のX線発生部25と第二のX線発生部25−2、及びこれらに中心軸1を介し対向する位置に第一の検出器アレー31、及び第二の検出器アレー31−2を有する。検出器アレー31と検出器アレー31−2は、Z軸方向にずれた位置に、即ちシフトさせて配置してもよい。また、X線発生部25とX線発生部25−2は、同時にX線を照射しても時間差を置いて照射してもよい。さらに、X線発生部25とX線発生部25−2には異なる管電圧(波長)を印加し、マルチ分光解析を行うことができる。画像メモリと二次電池をカートリッジ構造としたので、画像データ量の増大、及び二次電池の消耗に対し迅速に対応することができる。本実施例では、画像メモリ35mと二次電池27mをカートリッジ化したが、前述の通り、X線発生部25、25−2、或いは検出器アレー31をカートリッジ構造としても良い。このように、回転部23の内部に使用する主要な部品をカートリッジ構造とすることにより、単に交換・修理等のメンテナンス負荷の軽減のみに留まらず、装置の連続稼働時間の延長、或いはマルチ分光解析など撮像・検査機能の多用途化、ハイブリッド化も可能になるという極めて有用な作用・効果をもたらすことにも着目すべきである。 FIG. 3C is a plan view of the rotating portion 23 of the CT apparatus 200 according to the embodiment as viewed from the Z-axis direction. As will be described later, the regenerative brake circuit 50 may be built in the rotating portion 23. In this embodiment, in addition to the image memory 35 m and the secondary battery 27 m having a cartridge structure, the first X-ray generator 25 and the second X-ray generator 25-2, and the positions facing each other via the central axis 1. It has a first detector array 31 and a second detector array 31-2. The detector array 31 and the detector array 31-2 may be arranged at positions shifted in the Z-axis direction, that is, shifted. Further, the X-ray generating unit 25 and the X-ray generating unit 25-2 may be irradiated with X-rays at the same time or may be irradiated with a time lag. Further, different tube voltages (wavelengths) can be applied to the X-ray generating unit 25 and the X-ray generating unit 25-2 to perform multi-spectral analysis. Since the image memory and the secondary battery have a cartridge structure, it is possible to quickly respond to an increase in the amount of image data and consumption of the secondary battery. In this embodiment, the image memory 35 m and the secondary battery 27 m are made into cartridges, but as described above, the X-ray generators 25 and 25-2 or the detector array 31 may have a cartridge structure. In this way, by forming the main parts used inside the rotating portion 23 into a cartridge structure, not only the maintenance load such as replacement and repair is reduced, but also the continuous operation time of the device is extended or multi-spectral analysis is performed. It should also be noted that it brings about extremely useful actions and effects such as the versatility of imaging / inspection functions and the possibility of hybridization.

実施例に係るCT装置300について、図4を用いて以下に説明する。図4(a)は、CT装置300をX軸方向から見た側面図である。CT装置300は、架台7、及びこれを支える架台支持部(9−1、9−2)、その上部にZ軸方向に移動可能なガントリ5が載せられた構造からなる。ガントリ5の内部には回転可能な回転部23があり、その回転中心軸1が図示されている。回転部23の内部には、既に図1等を用い説明したカートリッジ構造の部品(図示せず)が使用されている。なお、図示していないを操作・制御部及び表示(モニター)部があり、画像描出回路及びソフトウエア等により再構成された断層像等がモニター上に表示される。ガントリ5をZ軸方向に移動させるための駆動部及び車輪15を内蔵したガントリ移動台車11がガントリ5の下部に取り付けられている。また、以下に詳述するように、ガントリ内の回転部23と架台7との間において電気信号又は電力の授受を行う電気的接続手段が架台の上部(2−1)とガントリ内の回転部側(図示せず)に有する。被験者その他の測定対象物を載せるために寝台3がガントリ5の中空部内をZ軸方向に挿入されている。撮影中はガントリ5のみがZ軸方向に移動し、被験者は寝台3と共に寝台3の上で静止しているので、堅牢かつ精密な被験者移動制御手段は不要である。そのため、CT装置300自体の軽量化が可能になる。後述するように、ガントリの体軸(Z軸)方向における走査速度を高速化しても、被験者の身体的・精神的負荷や不安を回避できる効果も有する。 The CT apparatus 300 according to the embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 4A is a side view of the CT device 300 as viewed from the X-axis direction. The CT device 300 has a structure in which a gantry 7, support portions (9-1, 9-2) for supporting the gantry, and a gantry 5 movable in the Z-axis direction are mounted on the gantry support portions (9-1, 9-2). Inside the gantry 5, there is a rotatable rotating portion 23, and the rotation center axis 1 thereof is shown in the drawing. Inside the rotating portion 23, parts (not shown) having a cartridge structure already described with reference to FIG. 1 and the like are used. It should be noted that there is an operation / control unit and a display (monitor) unit (not shown), and a tomographic image or the like reconstructed by an image drawing circuit or software is displayed on the monitor. A gantry moving carriage 11 incorporating a drive unit and wheels 15 for moving the gantry 5 in the Z-axis direction is attached to the lower part of the gantry 5. Further, as described in detail below, the electrical connection means for transmitting and receiving electric signals or electric power between the rotating portion 23 in the gantry and the gantry 7 is the upper portion (2-1) of the gantry and the rotating portion in the gantry. Hold on the side (not shown). A sleeper 3 is inserted in the hollow portion of the gantry 5 in the Z-axis direction in order to place a subject or other measurement object. During the imaging, only the gantry 5 moves in the Z-axis direction, and the subject is stationary on the bed 3 together with the sleeper 3, so that a robust and precise subject movement control means is not required. Therefore, the weight of the CT device 300 itself can be reduced. As will be described later, even if the scanning speed in the body axis (Z-axis) direction of the gantry is increased, it also has an effect of avoiding the physical and mental load and anxiety of the subject.

図4(b)は、CT装置300をY軸方向から見た平面図である。ガントリ5が架台7の上を移動するためにガントリ移動用レール13が架台7の上部に2本設けられている。ガントリ移動用レール13及び車輪15が金属等の導電性材料であれば、ガントリ移動台車11の内部にある駆動用モータ17に電力を供給し、或いはガントリ移動台車11との間において制御信号等の授受が可能になる。上述の如く、ガントリ内の回転部23と架台7との間において電気信号又は電力の授受を行う電気的接続手段であるホストインターフェース2−1を架台の上部、即ちガントリ5の移動範囲の終点にある所定位置に配置している。本実施例では、寝台3が架台支持部9−1、及び9−2の上部に取り付けられているが、取り外すことも容易である。そのため、寝台3の代わりに他の形状の被験者保持手段を用いても良い。また、寝台3を取り除いて、ガントリ3を架台7から取り外すことも容易であるため、ガントリ5のメンテナンスや交換にも好都合であり、さらに異なる撮像特性、例えば、光源エネルギー(波長)の異なる光源を搭載したガントリに取り換えることも容易になる。 FIG. 4B is a plan view of the CT device 300 as viewed from the Y-axis direction. Two rails 13 for moving the gantry are provided on the upper part of the gantry 7 so that the gantry 5 moves on the gantry 7. If the gantry moving rail 13 and the wheels 15 are made of a conductive material such as metal, electric power is supplied to the drive motor 17 inside the gantry moving carriage 11, or a control signal or the like is transmitted to and from the gantry moving carriage 11. It becomes possible to give and receive. As described above, the host interface 2-1 which is an electrical connection means for exchanging electric signals or electric power between the rotating portion 23 and the gantry 7 in the gantry is attached to the upper part of the gantry, that is, the end point of the moving range of the gantry 5. It is placed in a certain predetermined position. In this embodiment, the sleeper 3 is attached to the upper parts of the gantry support portions 9-1 and 9-2, but it can be easily removed. Therefore, a subject holding means having another shape may be used instead of the sleeper 3. Further, since it is easy to remove the sleeper 3 and remove the gantry 3 from the gantry 7, it is convenient for maintenance and replacement of the gantry 5, and further different imaging characteristics, for example, light sources having different light source energies (wavelengths) can be used. It will be easy to replace it with the mounted gantry.

図4(c)は、CT装置300をZ軸方向から見た平面図である。ガントリ5の内部には、回転中心軸1の周囲を回転する回転部23がベアリング(図示せず)等を介し取り付けられている。さらに回転部23を回転させるためのタイミングベルト21がガントリ移動台車11の内部にあるガントリ回転部駆動モータ19に取り付けられている。回転部23の内部には後述するように、回生ブレーキ回路50を内蔵してもよい。また、回転部23は、回転部インターフェース2−2を有しているので、回転部23の静止時においてホストインターフェース2−1と対向する位置において電気的に接続することができる。なお、好適にはホストインターフェース2−1と回転部インターフェース2−2が対向する位置で停止するようにするため、ホール素子等を用いた位置センサ等(図示せず)を使用することができる。また、ガントリ5をZ軸方向に移動させるためのガントリ移動台車駆動モータ17をガントリ移動台車11の内部に有している。駆動のための電源は、既に説明したように、ガントリ移動用レール13から供給することもできるが、ガントリ移動台車11の内部に二次電池を内蔵することもできる。 FIG. 4C is a plan view of the CT device 300 as viewed from the Z-axis direction. Inside the gantry 5, a rotating portion 23 that rotates around the rotation center shaft 1 is attached via a bearing (not shown) or the like. Further, a timing belt 21 for rotating the rotating portion 23 is attached to the gantry rotating portion drive motor 19 inside the gantry moving carriage 11. As will be described later, the regenerative brake circuit 50 may be built in the rotating portion 23. Further, since the rotating unit 23 has the rotating unit interface 2-2, it can be electrically connected at a position facing the host interface 2-1 when the rotating unit 23 is stationary. It should be noted that preferably, a position sensor or the like (not shown) using a Hall element or the like can be used in order to stop the host interface 2-1 and the rotating unit interface 2-2 at opposite positions. Further, a gantry moving carriage drive motor 17 for moving the gantry 5 in the Z-axis direction is provided inside the gantry moving carriage 11. The power supply for driving can be supplied from the gantry moving rail 13 as described above, but a secondary battery can also be built in the gantry moving carriage 11.

また、ガントリ5をZ軸方向に移動させるための移動手段として、後述するように(図5(a)等)、架台支持部9−1或いは9−2側からけん引する構造であってもよい。本構造により、ガントリ内の回転部23の回転手段を移動可能なガントリ移動台車11等に配置したので、従来と異なり、ガントリ部を撮像装置本体に固定させる必要が無く、ガントリ部の移動、取り外し等が容易になる。なお、回転部23の構造については既に他の実施例において詳しく説明したので省略する。本実施例においても、回転部23の内部に検出器アレー31が内蔵されている構造について説明したが、検出器アレー31が回転部23の内部ではなく、回転部23を取り巻くガントリ5の内周部の全周に亘って配置した構造であってもよい(図6等)。 Further, as a moving means for moving the gantry 5 in the Z-axis direction, as will be described later (FIG. 5A, etc.), a structure may be towed from the gantry support portion 9-1 or 9-2 side. .. With this structure, since the rotating means of the rotating portion 23 in the gantry is arranged on the movable gantry moving carriage 11 or the like, it is not necessary to fix the gantry portion to the image pickup apparatus main body unlike the conventional case, and the gantry portion can be moved or removed. Etc. become easy. Since the structure of the rotating portion 23 has already been described in detail in other examples, it will be omitted. In this embodiment as well, the structure in which the detector array 31 is built in the rotating portion 23 has been described, but the detector array 31 is not inside the rotating portion 23, but is the inner circumference of the gantry 5 surrounding the rotating portion 23. The structure may be arranged over the entire circumference of the portion (FIG. 6 and the like).

図5(a)は、実施例に係るCT装置400のX軸方向からみた側面図である。既に説明した実施例と異なる部分について以下に詳述する。図5(a)に示すように、CT装置400には、架台7からY軸方向に直立する部分9−3があり、これをクレードルと呼ぶ。回転部23の内部には、既に図1等を用い説明したカートリッジ構造の部品(図示せず)が使用されている。クレードル9−3は、ガントリ5を待機させるスペース(破線部37)があり、ガントリ5の回転部23の回転部インターフェース2−2が非接触のインターフェース構造12から構成され、ホストインターフェース2−1が非接触のインターフェース構造10から構成されている。これらは互いに対向して近接した状態で非接触の給電、即ち回転部23の内部のリチウムイオン電池への充電、及び回転部23とホスト側との間でデータや信号の授受を行う。回転部インターフェース側の12とホストインターフェース側の10が互いに回転中心軸1の方向に近接し対向する構造を例示している。本構造により、ガントリ5がZ軸方向に移動する方向において非接触インターフェース12が非接触のインターフェース10に近接することができる。ガントリ5の内部には回転部23があり、回転中心軸1の周囲を回転するが、その駆動方法は図7(c)において説明した構造と同様に、回転部回転モータ19、及びタイミングベルト21(図示せず)による回転である。回転部23の内部には後述するように、回生ブレーキ回路50を内蔵してもよい。また、ガントリ移動用レール13から給電されない場合は、ガントリ内に二次電池(図示せず)を内蔵することもできる。他方、架台支持部9−1又はクレードル9−3、及び架台7の内部に設けたガントリけん引モータ14、及びガントリけん引ベルト8によりガントリ5を体軸(Z軸)方向に移動させる実施例を開示している。 FIG. 5A is a side view of the CT apparatus 400 according to the embodiment as viewed from the X-axis direction. The parts different from the examples already described will be described in detail below. As shown in FIG. 5A, the CT device 400 has a portion 9-3 that stands upright from the gantry 7 in the Y-axis direction, and this is called a cradle. Inside the rotating portion 23, parts (not shown) having a cartridge structure already described with reference to FIG. 1 and the like are used. The cradle 9-3 has a space (broken line portion 37) for the gantry 5 to stand by, the rotating portion interface 2-2 of the rotating portion 23 of the gantry 5 is composed of a non-contact interface structure 12, and the host interface 2-1 is provided. It is composed of a non-contact interface structure 10. These supply power in a non-contact manner while facing each other and in close proximity to each other, that is, charging the lithium ion battery inside the rotating unit 23, and exchanging data and signals between the rotating unit 23 and the host side. Illustrates a structure in which 12 on the rotating unit interface side and 10 on the host interface side are close to each other in the direction of the rotation center axis 1 and face each other. With this structure, the non-contact interface 12 can approach the non-contact interface 10 in the direction in which the gantry 5 moves in the Z-axis direction. There is a rotating portion 23 inside the gantry 5, and it rotates around the rotation central axis 1. The driving method thereof is the same as the structure described in FIG. 7 (c), that is, the rotating portion rotating motor 19 and the timing belt 21. It is a rotation by (not shown). As will be described later, the regenerative brake circuit 50 may be built in the rotating portion 23. Further, when power is not supplied from the gantry moving rail 13, a secondary battery (not shown) can be built in the gantry. On the other hand, an embodiment in which the gantry 5 is moved in the body axis (Z-axis) direction by the gantry support portion 9-1 or the cradle 9-3, the gantry towing motor 14 provided inside the gantry 7, and the gantry towing belt 8 is disclosed. doing.

クレードル9−3のガントリ収納部37の内部には、上記の非接触ホストインターフェース10以外に、試料保持部20が設けられている。試料とは、例えば、回転部23の内部の検出器や光源部が正常に機能しているか否かを事前にテストするための被測定物であって標準サンプル、或いはファントムと呼ばれるものである。また、クレードル内に回転部23の検査或いは校正を目的とする検査プローブ(図示せず)を設けても良い。さらに、例えば、収納部37の内部には、ガントリ5の内部の温度を下げるため、冷却ガス、例えば、空気や窒素ガスの供給口16があり、他方、回転部23には供給口16と嵌合する開口部18が設けられている。このように、クレードル9−3には、ガントリの安定駆動、或いは安全性や性能等の維持管理に必要な機能を付加することができる。 In addition to the non-contact host interface 10 described above, a sample holding portion 20 is provided inside the gantry storage portion 37 of the cradle 9-3. The sample is, for example, an object to be measured for preliminarily testing whether or not the detector and the light source unit inside the rotating unit 23 are functioning normally, and is called a standard sample or a phantom. Further, an inspection probe (not shown) for inspection or calibration of the rotating portion 23 may be provided in the cradle. Further, for example, inside the storage portion 37, there is a supply port 16 for cooling gas, for example, air or nitrogen gas in order to lower the temperature inside the gantry 5, while the rotating portion 23 is fitted with the supply port 16. A matching opening 18 is provided. In this way, the cradle 9-3 can be provided with functions necessary for stable driving of the gantry or maintenance such as safety and performance.

図5(b)は非接触インターフェース部(10及び12)における電磁誘導方式のワイヤレス給電に係る回路構成の一例を説明するためのブロック図である。図示するように、ホストインターフェース側(10)の回路構成は、商用電源を直流に変換するAC/DCコンバータ、高周波の方形波を出力する高周波インバータ、これを正弦波に変換する波形変換回路、安全確保のための絶縁トランス等を介し一次コイルL1につながっている。他方、二次コイルL2は、高周波を直流に戻す整流平滑回路、逆流素ダイオード等を介し、負荷、例えば二次電池等に接続している。他方、制御信号或いは画像データ等の送受信には、例えば、近接場磁界結合にもとづくワイヤレス通信方式(図示せず)を使用する。データ転送速度をギガ(G)ビット/秒程度の高速化が可能だからである。なお、上記ワイヤレス給電とワイヤレス通信を同一のコイル、或いはアンテナを使用して行う方式であってもよい。 FIG. 5B is a block diagram for explaining an example of a circuit configuration related to electromagnetic induction type wireless power feeding in the non-contact interface units (10 and 12). As shown in the figure, the circuit configuration on the host interface side (10) is an AC / DC converter that converts commercial power to direct current, a high-frequency inverter that outputs high-frequency square waves, a waveform conversion circuit that converts this to sinusoidal waves, and safety. It is connected to the primary coil L1 via an isolation transformer or the like for securing. On the other hand, the secondary coil L2 is connected to a load such as a secondary battery via a rectifying smoothing circuit that returns high frequencies to direct current, a backflow diode, and the like. On the other hand, for transmission / reception of control signals or image data, for example, a wireless communication method (not shown) based on near-field magnetic field coupling is used. This is because the data transfer speed can be increased by about giga (G) bits / second. In addition, the above-mentioned wireless power supply and wireless communication may be performed by using the same coil or antenna.

図5(c)、(d)は、さらに上記実施例の変形例に係るガントリ部5とクレードル9−4の構造を説明するための断面図である。即ち、ガントリ部5がクレードル部に退避している状態において、ガントリ内の二次電池の見かけ上の充電時間を短縮することが可能な構造を開示するものである。図5(c)に示すように二次電池は、既に説明したように(図3(a)等)、カートリッジ構造の二次電池27mであり、カートリッジ収納部27fに挿入されている。他方、クレードル9−4のガントリ収納部37には、カートリッジホルダー22が設けられており、ガントリ5がガントリ収納部37に収納されると二次電池27mがカートリッジホルダー22に結合する。その後、ガントリ5がガントリ収納部37から離れる時に二次電池27mがガントリ収納部37に残り、充電が行われる。図5(d)は、図5(c)を90度回転した場合の断面図であり、ガントリ部5の内部のカートリッジ収納部27fには二次電池27mが挿入されておらず、他方、クレードル9−4のガントリ収納部37の内部のカートリッジホルダー22には充電済みの二次電池27mが取り付けられている。そのため、ガントリ5がガントリ収納部37に収納されたときに充電済みの二次電池27mをガントリ内の二次電池27mのためのカートリッジ収納部27fに挿入することができる。言い換えると、使用後の二次電池27mをクレードル9−4に戻すと同時に、充電済みの二次電池27mをガントリ5に供給することにより、二次電池27mの充電完了を待たずに、ガントリ部5が次の撮像動作を開始できる。その結果、二次電池の見かけ上の充電時間を短縮でき、検査に要する時間を短縮し装置の稼働効率を向上させることができる。 5 (c) and 5 (d) are cross-sectional views for further explaining the structure of the gantry portion 5 and the cradle 9-4 according to the modified example of the above embodiment. That is, it discloses a structure capable of shortening the apparent charging time of the secondary battery in the gantry in a state where the gantry portion 5 is retracted to the cradle portion. As shown in FIG. 5 (c), the secondary battery is a cartridge-structured secondary battery 27 m as described above (FIG. 3 (a) and the like), and is inserted into the cartridge storage portion 27f. On the other hand, the gantry storage portion 37 of the cradle 9-4 is provided with a cartridge holder 22, and when the gantry 5 is stored in the gantry storage portion 37, the secondary battery 27m is coupled to the cartridge holder 22. After that, when the gantry 5 separates from the gantry storage unit 37, the secondary battery 27 m remains in the gantry storage unit 37, and charging is performed. FIG. 5D is a cross-sectional view when FIG. 5C is rotated by 90 degrees, and the secondary battery 27m is not inserted in the cartridge storage portion 27f inside the gantry portion 5, while the cradle A charged secondary battery 27 m is attached to the cartridge holder 22 inside the gantry storage portion 37 of 9-4. Therefore, when the gantry 5 is stored in the gantry storage unit 37, the charged secondary battery 27m can be inserted into the cartridge storage unit 27f for the secondary battery 27m in the gantry. In other words, by returning the used secondary battery 27m to the cradle 9-4 and at the same time supplying the charged secondary battery 27m to the gantry 5, the gantry section does not have to wait for the secondary battery 27m to be fully charged. 5 can start the next imaging operation. As a result, the apparent charging time of the secondary battery can be shortened, the time required for inspection can be shortened, and the operating efficiency of the device can be improved.

図6(a)は実施例に係るCT装置500の、特にガントリ内の構造をZ軸方向からみた平面図であり、同図(b)はガントリ部のX軸又はY軸方向から見た断面図である。図6(a)に示すように、本実施例では、回転部23−2の内部にX線光源部25m、二次電池27m、高電圧制御回路29m、後述の回生ブレーキ回路50等を内蔵し、他方、円環状の固定部24の内部には全円周上に取り付けられた多数の検出器ユニット30を内蔵している。固定部24は、ガントリの外周部5−2に固定されている。また、回転部23−2を回転させるためのモータ19、タイミングベルト21が図示されている。本構造は、所謂ニューテット・ローテート方式のCT装置と類似しているが、回転部23−2の高速回転により、検出器30或いは検出器ユニットの体(Z)軸方向のユニット数、或いは画素数の拡大要求が厳しくないため、回転部23−2の回転時に固定部24をX線ビームに対し退避しない場合であっても再構成画像におけるアーチファクト等の悪影響が生じ難い。なお、X線光源部25m、二次電池27m、高電圧制御回路29m、画像メモリ35m、検出器駆動制御回路41mは着脱が容易なカートリッジ構造であるため、稼働率の改善、撮像時間の延長、メンテナンス負荷の軽減等が実現する。 FIG. 6A is a plan view of the structure of the CT apparatus 500 according to the embodiment as viewed from the Z-axis direction, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the gantry portion viewed from the X-axis or Y-axis direction. It is a figure. As shown in FIG. 6A, in this embodiment, an X-ray light source unit 25 m, a secondary battery 27 m, a high voltage control circuit 29 m, a regenerative brake circuit 50 described later, and the like are built in the rotating unit 23-2. On the other hand, a large number of detector units 30 mounted on the entire circumference are built in the annular fixed portion 24. The fixing portion 24 is fixed to the outer peripheral portion 5-2 of the gantry. Further, a motor 19 and a timing belt 21 for rotating the rotating portion 23-2 are shown. This structure is similar to the so-called Nutet-rotate CT device, but due to the high-speed rotation of the rotating unit 23-2, the number of units in the body (Z) axis direction of the detector 30 or the detector unit, or pixels. Since the demand for increasing the number is not strict, even if the fixed portion 24 is not retracted with respect to the X-ray beam when the rotating portion 23-2 is rotated, adverse effects such as artifacts in the reconstructed image are unlikely to occur. Since the X-ray light source unit 25 m, the secondary battery 27 m, the high voltage control circuit 29 m, the image memory 35 m, and the detector drive control circuit 41 m have a cartridge structure that can be easily attached and detached, the operating rate is improved and the imaging time is extended. The maintenance load can be reduced.

図6(b)を用いさらに詳しく説明する。ガントリ5−2の内部には、固定部24及び回転部23−2が組み込まれている。回転部23−2の内部に取り付けられたX線発生部25mの配置は、図示するように、検出器ユニット30に対し、Z軸に対し右方向にオフセットしている。さらにX線出射方向は、Z軸に対し垂直方向ではなく、対向する位置にある検出器ユニット30に照射するようにZ軸方向に傾斜するように角度が付けられている。従来、Z軸(体軸)方向における検出器ユニット30の数が増大すると、Z軸方向における検出器ユニット30のZ軸方向の位置により、X線の入射角度の差が大きくなる。しかし、本発明では回転部23−2の回転数を増大し、ガントリのZ軸方向の移動速度を高速化することが容易なため、検出器ユニット30のZ軸(体軸)方向の幅或いは個数を少なくすることが容易になった。 This will be described in more detail with reference to FIG. 6 (b). A fixing portion 24 and a rotating portion 23-2 are incorporated in the gantry 5-2. As shown in the figure, the arrangement of the X-ray generating unit 25m mounted inside the rotating unit 23-2 is offset to the right with respect to the Z axis with respect to the detector unit 30. Further, the X-ray emission direction is not perpendicular to the Z axis, but is angled so as to be inclined in the Z axis direction so as to irradiate the detector unit 30 at a position opposite to the Z axis. Conventionally, when the number of detector units 30 in the Z-axis (body axis) direction increases, the difference in the incident angle of X-rays increases depending on the position of the detector units 30 in the Z-axis direction in the Z-axis direction. However, in the present invention, since it is easy to increase the rotation speed of the rotating portion 23-2 and increase the moving speed of the gantry in the Z-axis direction, the width of the detector unit 30 in the Z-axis (body axis) direction or It has become easier to reduce the number.

図6(c)は、上記実施例の変形例に係るCT装置510の、特にガントリ5−2の内部構造を説明するための断面図である。ガントリ5−2の内部には、固定部24及び回転部23−2が組み込まれている。図6(b)に示した構造と異なる点は、X線光源25mを内蔵する回転部23−2の直径が、固定部の24の内周部の直径よりも小さく、従って、X線光源25mから発したX線が固定部24に妨げられずに検出器30に到達する。本構造は、所謂ステーショナリー・ローテート方式のCT装置と類似しているが、従来の構造、例えば、ブラシからスリップリングに対し高速かつ滑らせながら大きな電流を流すと、接触面が発熱し焼き付きの原因となるばかりでなく、スパーク等による発光現象により検出器30が誤った光電変換を行うため、特に高速スキャン(撮像)には適さない構造である。本構造では、X線光源25mの回転中心の中心軸を挟んで対向する部分の回転部23−2が、X線光源25mから発したX線の光路上にあるため何らかの影響を与える可能性がある。 FIG. 6C is a cross-sectional view for explaining the internal structure of the CT apparatus 510 according to the modified example of the above embodiment, particularly the gantry 5-2. A fixing portion 24 and a rotating portion 23-2 are incorporated in the gantry 5-2. The difference from the structure shown in FIG. 6 (b) is that the diameter of the rotating portion 23-2 containing the X-ray light source 25 m is smaller than the diameter of the inner peripheral portion of the fixed portion 24, and therefore the X-ray light source 25 m. The X-rays emitted from the device reach the detector 30 without being hindered by the fixed portion 24. This structure is similar to the so-called stationary rotation type CT device, but when a large current is passed from the brush to the slip ring while sliding it at high speed, the contact surface generates heat and causes seizure. Not only that, the detector 30 performs erroneous photoelectric conversion due to a light emission phenomenon due to sparks or the like, so the structure is not particularly suitable for high-speed scanning (imaging). In this structure, the rotating portion 23-2 of the portion facing the central axis of rotation of the X-ray light source 25 m on the optical path of the X-ray emitted from the X-ray light source 25 m may have some influence. is there.

この課題を解決した構造について、図7を用い以下に説明する。図7(a)は、実施例に係るCT装置600の、特にガントリ内の構造を説明するZ軸方向からみた平面図である。上述の通り、回転部23−2の外周を取り巻くように固定部24が組み合わされている。固定部24の内周には、図示していない検出器が全周にわたって配置されている。回転部23−2には、X線発生部25mと図示していない光源駆動回路や二次電池等を内蔵している。回転部23−2には、破線で示す開口部28が形成されており、X線ビーム26の強度や進行方向に及ぼす影響を軽減している。開口部28は、必ずしもすべての部材を取り除いた状態(空気のみ)である必要はなく、例えば、X線透過率の高い樹脂製の保護カバーが残されていてもよい。図5(b)は、ガントリ内の構造をX軸又はY軸方向から開口部28を見た場合の断面図である。固定部24の内周に沿って検出器30が配置され、開口部28を通過したX線ビームが検出器30に到達する。なお、検出器30の上方にX線を遮蔽するファイバーオプティックプレート及びX線シンチレータ等を積層しても良い。 A structure that solves this problem will be described below with reference to FIG. FIG. 7A is a plan view of the CT apparatus 600 according to the embodiment as viewed from the Z-axis direction for explaining the structure in the gantry. As described above, the fixing portions 24 are combined so as to surround the outer circumference of the rotating portion 23-2. A detector (not shown) is arranged on the inner circumference of the fixed portion 24 over the entire circumference. The rotating unit 23-2 contains an X-ray generating unit 25 m, a light source drive circuit (not shown), a secondary battery, and the like. An opening 28 shown by a broken line is formed in the rotating portion 23-2 to reduce the influence on the intensity and the traveling direction of the X-ray beam 26. The opening 28 does not necessarily have to be in a state where all the members have been removed (air only), and for example, a protective cover made of resin having high X-ray transmittance may be left. FIG. 5B is a cross-sectional view of the structure inside the gantry when the opening 28 is viewed from the X-axis or Y-axis direction. The detector 30 is arranged along the inner circumference of the fixed portion 24, and the X-ray beam that has passed through the opening 28 reaches the detector 30. A fiber optic plate that shields X-rays, an X-ray scintillator, or the like may be laminated above the detector 30.

図7(c)は、図7(a)における破線部Bの構造を説明するためのZ軸方向から見た拡大図である。固定部24の環状部に沿って、検出器30の長手方向がZ軸に平行になるように密接に並べられている。図7(d)は、同じ部位をX線発生部25mの方から開口部28を見たときの平面図である。回転部23−2に形成された開口部28により、固定部24に取り付けられた複数の検出器30の受光面、或いは画素アレーが直接X線光源25mに対し露出しているので、照射X線の減衰を低減した露光を可能にしている。 FIG. 7 (c) is an enlarged view seen from the Z-axis direction for explaining the structure of the broken line portion B in FIG. 7 (a). Along the annular portion of the fixed portion 24, the detectors 30 are closely arranged so that the longitudinal direction of the detector 30 is parallel to the Z axis. FIG. 7D is a plan view of the same portion when the opening 28 is viewed from the X-ray generating portion 25 m. Irradiated X-rays because the light receiving surfaces of the plurality of detectors 30 attached to the fixed portions 24 or the pixel arrays are directly exposed to the X-ray light source 25 m by the openings 28 formed in the rotating portion 23-2. It enables exposure with reduced attenuation.

図8(a)は、本実施例に係るCT装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。図示するように、寝台又はガントリの移動及び回転部の回転開始後、X線照射による撮像が開始される。この場合、ガントリを所定位置まで、或いは寝台を移動させた後に、回転部の回転を開始する方法と、回転部の回転を開始し所定の回転数に達した後に寝台又はガントリの移動を開始する方法がある。また、破線矢印で示すように、ガントリ、或いは寝台のZ軸(正)方向の移動による撮像を終了後に、ガントリ、或いは寝台の移動方向を反転させZ軸(負)方向の移動による撮像を行う撮像方法が考えられる。さらに、寝台又はガントリ移動方向の反転時に、回転部の回転方向を反転させる方法と回転部の回転方向を変えない方法(正転)がある。 FIG. 8A is a flowchart for explaining a driving method of the CT apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, after the movement of the sleeper or the gantry and the start of rotation of the rotating portion, imaging by X-ray irradiation is started. In this case, a method of starting the rotation of the rotating portion after moving the gantry to a predetermined position or the sleeper, and a method of starting the rotation of the rotating portion and starting the movement of the sleeper or the gantry after reaching the predetermined rotation speed. There is a way. Further, as shown by the broken arrow, after the imaging by moving the gantry or the sleeper in the Z-axis (positive) direction is completed, the moving direction of the gantry or the sleeper is reversed and the image is taken by moving in the Z-axis (negative) direction. An imaging method can be considered. Further, there are a method of reversing the rotation direction of the rotating portion and a method of not changing the rotation direction of the rotating portion (normal rotation) when the direction of movement of the sleeper or the gantry is reversed.

図8(b)は、寝台又はガントリのZ軸方向の移動及び回転部の回転に伴うX線ビームの螺旋状の移動軌跡を説明するための斜視図である。これに、回転部の回転の回転方向を加えた軌跡が図8(c)、及び(d)である。たたし、図面の簡略化のため、三次元的な斜視図ではなく、二次元的な模式図である。破線部はいずれもガントリの移動方向を反転させた場合の軌跡である。図8(c)の場合は、回転部の回転も反転させているので、互いの軌跡の間を補完するような軌跡になっている。これに対し、図8(d)の場合は、回転部23の回転方向を反転していないので、互いの軌跡が交差している。いずれが好ましいかは、画像の再構成アルゴリズム、或いは、所謂アーチファクトの出現状況により最適な方法を選択することができる。すでに説明したように、検出器アレー31から得られたデジタルデータはリアルタイムで画像メモリ35に記録される。図1(b)に示したように、デジタルデータは、パラレルシリアル変換するまでもなく、パラレルデータのまま画像メモリに35に記録することができる。撮像終了後、ガントリは所定位置に停止し、回転部インターフェース2−2からホストインターフェース2−1を介し画像メモリ35に記録されたデータが読み出され、操作・制御部(図示せず)において画像の再構成処理後、モニター上に表示される。また、並行してリチウムイオン電池27を充電し、一連の駆動シーケンスを完了し待機状態となる。 FIG. 8B is a perspective view for explaining the spiral movement locus of the X-ray beam accompanying the movement of the sleeper or gantry in the Z-axis direction and the rotation of the rotating portion. 8 (c) and 8 (d) are loci obtained by adding the rotation direction of the rotation of the rotating portion to this. However, for the sake of simplification of the drawing, it is not a three-dimensional perspective view but a two-dimensional schematic view. The broken lines are the loci when the moving direction of the gantry is reversed. In the case of FIG. 8C, since the rotation of the rotating portion is also reversed, the loci complement each other. On the other hand, in the case of FIG. 8D, since the rotation directions of the rotating portions 23 are not reversed, their trajectories intersect with each other. Which is preferable can be selected depending on the image reconstruction algorithm or the appearance situation of so-called artifacts. As described above, the digital data obtained from the detector array 31 is recorded in the image memory 35 in real time. As shown in FIG. 1 (b), the digital data can be recorded in the image memory as it is in the image memory 35 without the need for parallel serial conversion. After the imaging is completed, the gantry stops at a predetermined position, the data recorded in the image memory 35 is read from the rotating unit interface 2-2 via the host interface 2-1 and the image is displayed in the operation / control unit (not shown). After the reconfiguration process of, it is displayed on the monitor. Further, the lithium ion battery 27 is charged in parallel, and a series of drive sequences are completed to enter the standby state.

実施例に係るCT装置700の、特にガントリの内部にある回転部分について、図9用いて説明する。図9(a)は、ガントリ5の内部の回転部23をZ軸方向からみた平面図であり、図9(b)及び図9(c)は、(a)における破線部分39の構造を説明するための一部拡大図である。回転部23には、X線発生部25、二次電池27、光源駆動回路29、検出器アレー31、信号増幅・アナログデジタル(AD)変換回路及び信号走査・制御回路等を含む検出器周辺回路33、検出器駆動制御回路41、非接触インターフェース2−2、及び図示していないデジタル信号処理回路とパラレルシリアル変換回路等を内蔵している。以下に説明するように、回転部23の内部又はガントリ内の固定部に回生ブレーキ回路50を内蔵し、かつ回転部23又は固定部のいずれかの周囲に電磁誘導コイルを有しており、この電磁誘導コイルに誘起される起電力を回収するのが回生ブレーキ回路50である。 The rotating portion of the CT apparatus 700 according to the embodiment, particularly inside the gantry, will be described with reference to FIG. 9 (a) is a plan view of the rotating portion 23 inside the gantry 5 as viewed from the Z-axis direction, and FIGS. 9 (b) and 9 (c) explain the structure of the broken line portion 39 in (a). It is a partially enlarged view for doing. The rotating unit 23 includes a detector peripheral circuit including an X-ray generator 25, a secondary battery 27, a light source drive circuit 29, a detector array 31, a signal amplification / analog-to-digital (AD) conversion circuit, a signal scanning / control circuit, and the like. 33, a detector drive control circuit 41, a non-contact interface 2-2, a digital signal processing circuit (not shown), a parallel serial conversion circuit, and the like are built-in. As will be described below, the regenerative brake circuit 50 is built in the rotating portion 23 or the fixed portion in the gantry, and the electromagnetic induction coil is provided around either the rotating portion 23 or the fixed portion. The regenerative braking circuit 50 recovers the electromotive force induced in the electromagnetic induction coil.

図9(b)の構造(39−1)は、例えば、固定部側に永久磁石(34−1)のN極とS極が交互にリング状に並んでいる。これに対し、回転部側は、鉄心(32−1)に誘導コイル(36−1)が巻き付けられており、従って、回転部の内部に回生ブレーキ回路50を有している。他方、図9(c)の構造(39−2)は、例えば、回転部側に永久磁石(34−2)のN極とS極が交互にリング状に並んでいる。これに対し、固定部側は、鉄心(32−2)に誘導コイル(36−2)が巻き付けられているため、固定部の内部に回生ブレーキ回路50を設けてもよい。回転部23の内部における二次電池或いは後述する電気二重層キャパシタに電気エネルギーを蓄積するのであれば、図9(b)の構造が好ましい。図9(b)の構造の構造では、回転部23が後述するタイミングベルトを介し外部モータにより強制的に回転させられている場合にも誘導コイル(36−1)には起電力が生じるため、二次電池27を充電することが可能であり、上記の強制的な回転終了後も回転が止まるまで誘導コイル(36−1)に生じる回転エネルギーを二次電池或いは後述する電気二重層キャパシタに回収することができるからである。 In the structure (39-1) of FIG. 9B, for example, the north and south poles of the permanent magnets (34-1) are alternately arranged in a ring shape on the fixed portion side. On the other hand, on the rotating portion side, the induction coil (36-1) is wound around the iron core (32-1), and therefore, the regenerative braking circuit 50 is provided inside the rotating portion. On the other hand, in the structure (39-2) of FIG. 9C, for example, the north and south poles of the permanent magnets (34-2) are alternately arranged in a ring shape on the rotating portion side. On the other hand, on the fixed portion side, since the induction coil (36-2) is wound around the iron core (32-2), the regenerative brake circuit 50 may be provided inside the fixed portion. If electric energy is stored in a secondary battery or an electric double layer capacitor described later inside the rotating portion 23, the structure shown in FIG. 9B is preferable. In the structure of the structure of FIG. 9B, an electromotive force is generated in the induction coil (36-1) even when the rotating portion 23 is forcibly rotated by an external motor via a timing belt described later. It is possible to charge the secondary battery 27, and the rotational energy generated in the induction coil (36-1) is recovered in the secondary battery or an electric double layer capacitor described later until the rotation stops even after the above-mentioned forced rotation ends. Because it can be done.

なお、永久磁石には、例えばネオジウム磁石を使うことができる。後述するように、撮像動作が終了すればガントリ内部の回転部の回転運動は不要であるが、機械的に停止させるまでもなく、回転するガントリの慣性モーメントを電気エネルギーに変換することができれば、省エネルギー効果が得られる。本実施例では回生ブレーキ回路50がその役割を担っている。CT装置においては、回転(撮像モード)と停止(待機モード)を頻繁に繰り返すので、回転部の回転エネルギー回収効果は顕著であり、特に回転部の回転数を上昇させて高速スキャンを行う場合にはさらにその効果が高まる。 As the permanent magnet, for example, a neodymium magnet can be used. As will be described later, once the imaging operation is completed, the rotational movement of the rotating part inside the gantry is unnecessary, but if the moment of inertia of the rotating gantry can be converted into electrical energy without mechanically stopping it, Energy saving effect can be obtained. In this embodiment, the regenerative brake circuit 50 plays the role. In the CT apparatus, rotation (imaging mode) and stop (standby mode) are frequently repeated, so that the effect of recovering the rotational energy of the rotating part is remarkable, especially when the rotation speed of the rotating part is increased to perform high-speed scanning. Is even more effective.

本実施例における回生ブレーキ50について図9(d)を用いて以下に説明する。本発明に係るCT装置は、回転部23の回転開始後に撮像動作に入り、撮像終了後に回転部23の回転が減速し回転運動が止まる。既に説明したように、一度の撮像動作において回転開始と回転停止を短時間内に繰り返し行うので、回転部23の回転運動エネルギーを有効に活用することは二次電池の消耗を軽減し、省エネルギーにも貢献する。図1(d)は回転部分23の内部に設けた回生ブレーキ50を説明するため回路構成図である。二次電池27には双方向DC−DCコンバータ42の一端が接続されている。さらに、DC−ACコンバータを介し、誘導コイル36に接続している。他方、誘導コイル36からはAC−DCコンバータを介しキャパシタ、好適には電気二重層キャパシタ44につながり、さらに双方向DC−DCコンバータ42につながっている。回転部23の回転運動エネルギーを誘導コイル36に発生した逆起電力に変換し、電気二重層キャパシタ44を充電する。また、双方向DC−DCコンバータ42を介し二次電池27を充電することもできる。 The regenerative brake 50 in this embodiment will be described below with reference to FIG. 9 (d). The CT apparatus according to the present invention starts the imaging operation after the rotation of the rotating unit 23 starts, and after the imaging is completed, the rotation of the rotating unit 23 slows down and the rotational movement stops. As described above, since the rotation start and rotation stop are repeated within a short time in one imaging operation, effectively utilizing the rotational kinetic energy of the rotating portion 23 reduces the consumption of the secondary battery and saves energy. Also contributes. FIG. 1D is a circuit configuration diagram for explaining the regenerative brake 50 provided inside the rotating portion 23. One end of the bidirectional DC-DC converter 42 is connected to the secondary battery 27. Further, it is connected to the induction coil 36 via a DC-AC converter. On the other hand, the induction coil 36 is connected to a capacitor, preferably an electric double layer capacitor 44, via an AC-DC converter, and further connected to a bidirectional DC-DC converter 42. The rotational kinetic energy of the rotating portion 23 is converted into the counter electromotive force generated in the induction coil 36, and the electric double layer capacitor 44 is charged. The secondary battery 27 can also be charged via the bidirectional DC-DC converter 42.

一般に、キャパシタのエネルギー回収効率は90%以上であり、二次電池充電時のエネルギー回収効率60%前後に比べると高効率である。特に、本実施例のように回転部23が減速し(回収し)、すぐにまた回転部23を回転(放電)させる場合などに好適である。なお、双方向DC−DCコンバータ42には、降圧チョッパ回路と昇圧チョッパ回路を組み合わせた回路方式、或いはDSP(Digital Signal Processor)とADコンバータを用いたPWM(Pulse Width Modulation)方式等を用いることができる。なお、本構成の場合、回転部23の内部に有する二次電池27を電源として交流電圧を発生させ電磁誘導コイル36−1に印加し回転部23を回転させる場合は、回転部23を回転子、ガントリ5の固定部側を固定子とするダイレクトドライブ(DD)モータとして用いることも可能である。 Generally, the energy recovery efficiency of the capacitor is 90% or more, which is higher than the energy recovery efficiency of about 60% when charging the secondary battery. In particular, it is suitable when the rotating portion 23 decelerates (recovers) and immediately rotates (discharges) the rotating portion 23 as in the present embodiment. The bidirectional DC-DC converter 42 may use a circuit method that combines a step-down chopper circuit and a step-up chopper circuit, or a PWM (Pulse Width Modulation) method that uses a DSP (Digital Signal Processor) and an AD converter. it can. In the case of this configuration, when the secondary battery 27 inside the rotating unit 23 is used as a power source to generate an AC voltage and applied to the electromagnetic induction coil 36-1 to rotate the rotating unit 23, the rotating unit 23 is used as a rotor. It can also be used as a direct drive (DD) motor in which the fixed portion side of the gantry 5 is a stator.

図10(a)は実施例に係る撮像装置800の特にガントリ内の回転部分をZ軸方向からみた平面図であり、図10(b)は、(a)における破線部分39Rの構造を説明するための一部拡大図である。本実施例では、回転部23が二つの部分(23−1と23−2)から構成され、一方の回転部(本図では23−1)には、タイミングベルト21が装着され、他方(本図では23−2)はラチェット構造により回転部(23−1)と機械的に連動する構造となっている。即ち、図10(b)に示すように、回転部23−1の周囲には爪40が取り付けられており、回転部23−1が右回転すると回転部23−2の内周にある溝に引っ掛かり、トルクを伝達することができる。他方、回転部23−1が停止或いは左回転すると、爪40は回転部23−2の内周にある溝を乗り越えてトルクを伝達することができずに空転する。なお、ここで示した爪座ラチェット構造以外にも、ボールラチェット構造等、適宜最適な構造を選択することができる。 FIG. 10A is a plan view of a rotating portion of the image pickup apparatus 800 according to the embodiment, particularly in the gantry, as viewed from the Z-axis direction, and FIG. 10B describes the structure of the broken line portion 39R in FIG. It is a partially enlarged view for. In this embodiment, the rotating portion 23 is composed of two parts (23-1 and 23-2), one rotating portion (23-1 in this figure) is equipped with a timing belt 21, and the other (main). In the figure, 23-2) has a ratchet structure that is mechanically interlocked with the rotating portion (23-1). That is, as shown in FIG. 10B, a claw 40 is attached around the rotating portion 23-1, and when the rotating portion 23-1 rotates clockwise, it fills a groove on the inner circumference of the rotating portion 23-2. It can be caught and transmit torque. On the other hand, when the rotating portion 23-1 is stopped or rotated counterclockwise, the claw 40 slips over the groove on the inner circumference of the rotating portion 23-2 without being able to transmit torque. In addition to the claw seat ratchet structure shown here, an optimum structure such as a ball ratchet structure can be appropriately selected.

図10(c)は実施例(例えば、CT装置700)における回生ブレーキを用いた場合の駆動方法を説明するためのフローチャートである。図示するように、回転部23の回転開始後、寝台又はガントリの移動を開始する。次に、X線照射による撮像が開始される。検出器アレーから得られたデジタルデータはリアルタイムで画像メモリに記録される。すでに説明したように、デジタルデータは、パラレルシリアル変換するまでもなく、パラレルデータのまま画像メモリに記録することができる。撮像終了後、回転部23の回転運動エネルギーが誘導コイルに逆起電力を生じさせ電気エネルギーとして回収し、キャパシタ又は二次電池を充電しつつ回転運動は減速する。最終的にガントリは所定位置に停止し、回転部インターフェースからホストインターフェースを介し画像メモリに記録されたデータが読み出され、図示していない操作・制御部において画像の再構成処理後、モニター上に撮影情報が表示される。また、並行して二次電池を充電し、一連のシーケンスが完了し待機状態となる。なお、図示していないが、後述するように、上記のガントリが所定位置に停止し、再度撮像開始時(フローチャートの最初のステップ)に戻るときに、使用済みの二次電池を切り離し、既に充電済みの二次電池を装着するステップを加えることもできる。 FIG. 10C is a flowchart for explaining a driving method when the regenerative brake is used in the embodiment (for example, CT device 700). As shown in the figure, after the rotation of the rotating portion 23 starts, the sleeper or the gantry starts to move. Next, imaging by X-ray irradiation is started. The digital data obtained from the detector array is recorded in the image memory in real time. As described above, the digital data can be recorded in the image memory as the parallel data without the need for parallel serial conversion. After the imaging is completed, the rotational kinetic energy of the rotating portion 23 generates a counter electromotive force in the induction coil and recovers it as electrical energy, and the rotational movement is decelerated while charging the capacitor or the secondary battery. Finally, the gantry stops at a predetermined position, the data recorded in the image memory is read from the rotating unit interface via the host interface, and after the image reconstruction process is performed by the operation / control unit (not shown), it is displayed on the monitor. Shooting information is displayed. In addition, the secondary battery is charged in parallel, and a series of sequences are completed to enter the standby state. Although not shown, as will be described later, when the above gantry stops at a predetermined position and returns to the start of imaging (the first step in the flowchart), the used secondary battery is disconnected and already charged. It is also possible to add a step to install a finished secondary battery.

図10(d)は図10(a)、(b)に示したラチェット構造を用いたCT装置(800)場合の駆動方法を説明するためのフローチャートである。図示するように、回転部23−1が回転部23−2にトルクが加わる方向に回転を開始し、その後或いは同時に寝台又はガントリの移動を開始する。次に、X線照射による撮像が開始される。検出器アレーから得られたデジタルデータはリアルタイムで画像メモリに記録される。後述するように、デジタルデータは、パラレルシリアル変換するまでもなく、パラレルデータのまま画像メモリに記録することができる。撮像終了後、回転部23−1の回転トルクを減少或いは停止すると、回転部23−2は、回転部23−1との結合が解かれ空転する。回転部23−2の内部には、回生ブレーキ50(図示せず)があるため、既に説明したように、回転運動エネルギーが誘導コイルに逆起電力を生じさせ電気エネルギーとして回収し、キャパシタ又は二次電池を充電しつつ回転部23−2の回転運動は減速する。最終的にガントリは所定位置に停止し、回転部インターフェースからホストインターフェースを介し画像メモリに記録されたデータが読み出され、図示していない操作・制御部において画像の再構成処理後、モニター上に撮影情報が表示される。また、並行して二次電池を充電し、一連のシーケンスが完了し待機状態となる。なお、図示していないが、既に説明したように、上記のガントリが所定位置に停止し、再度撮像開始時(フローチャートの最初のステップ)に戻るときに、使用済みの二次電池を切り離し、既に充電済みの二次電池を装着するステップを加えることもできる。 FIG. 10D is a flowchart for explaining a driving method in the case of the CT apparatus (800) using the ratchet structure shown in FIGS. 10A and 10B. As shown in the figure, the rotating unit 23-1 starts rotating in the direction in which torque is applied to the rotating unit 23-2, and then or at the same time, the bed or gantry starts moving. Next, imaging by X-ray irradiation is started. The digital data obtained from the detector array is recorded in the image memory in real time. As will be described later, the digital data can be recorded in the image memory as it is without the need for parallel serial conversion. When the rotational torque of the rotating portion 23-1 is reduced or stopped after the imaging is completed, the rotating portion 23-2 is released from the coupling with the rotating portion 23-1 and idles. Since there is a regenerative brake 50 (not shown) inside the rotating portion 23-2, as described above, the rotational kinetic energy generates a countercurrent force in the induction coil and recovers it as electric energy, and the capacitor or the second The rotational movement of the rotating unit 23-2 slows down while charging the next battery. Finally, the gantry stops at a predetermined position, the data recorded in the image memory is read from the rotating unit interface via the host interface, and after the image reconstruction process is performed by the operation / control unit (not shown), it is displayed on the monitor. Shooting information is displayed. In addition, the secondary battery is charged in parallel, and a series of sequences are completed to enter the standby state. Although not shown, as described above, when the above gantry stops at a predetermined position and returns to the start of imaging (the first step in the flowchart), the used secondary battery is already disconnected. You can also add a step to install a charged rechargeable battery.

図11(a)は、他の実施例に係る撮像装置900のX軸方向から見た側面図である。本実施例では、ガントリ部が2台(ガントリ5とガントリ5−2)架台7上に搭載されている。さらに、クレードル部も2台(9−3と9−4)有しており、特にクレードル9−4は、被験者及び寝台(図示せず)が通り抜けられるようにドーナツ形の中空構造になっている。ガントリを複数台、例えばX線CT検査用ガントリとPET(ポジトロンエミッショントモグラフィー)検査用ガントリの組み合わせや、X線CT検査用ガントリと近赤外拡散光イメージング用ガントリの組み合わせのように、異なる検査を一台の撮像装置で実現することが可能になる。さらに、ガントリの移動中に被験者或いは被測定物がガントリに接触することを防止するための保護カバー51をガントリの移動方向に沿って架台に設けた構造となっている。また、複数のガントリ部は、個々に駆動する場合、或いは互いに連動して駆動させることもできる。なお好適には、ガントリ部が体軸方向に移動中に回転部或いはガントリ部から出力される信号、例えば、被験者の透視画像をモニターできるようにするため、無線通信インターフェースをガントリ部又は回転部と操作・制御部との間に有する構造としても良い。 FIG. 11A is a side view of the image pickup apparatus 900 according to another embodiment as viewed from the X-axis direction. In this embodiment, two gantry units (gantry 5 and gantry 5-2) are mounted on a gantry 7. Furthermore, it also has two cradle parts (9-3 and 9-4), and in particular, the cradle 9-4 has a donut-shaped hollow structure so that the subject and the sleeper (not shown) can pass through. .. Different inspections such as a combination of multiple gantry units, for example, a combination of an X-ray CT examination gantry and a PET (positron emission tomography) examination gantry, or a combination of an X-ray CT examination gantry and a near-infrared diffuse imaging gantry. This can be achieved with a single imaging device. Further, a protective cover 51 for preventing the subject or the object to be measured from coming into contact with the gantry during the movement of the gantry is provided on the gantry along the moving direction of the gantry. Further, the plurality of gantry units can be driven individually or in conjunction with each other. More preferably, the wireless communication interface is combined with the gantry section or the rotating section so that a signal output from the rotating section or the gantry section while the gantry section is moving in the body axis direction, for example, a fluoroscopic image of the subject can be monitored. The structure may be provided between the operation / control unit.

図11(b)は他の実施例に係るCT装置1000の斜視図であり、同図(c)はガントリ部5の内部の回転部23−3、及び固定部24−2の周辺部におけるX軸又はY軸方向から見た断面図である。CT装置1000は、Z軸方向が、水平線に対し直角、即ち重力の方向と一致している。従って、ガントリ5の移動方向は破線矢印で示すように上下方向である。ガントリ5を引き上げ、或いは下降させるモータ等は、クレードル9−5に内蔵している。クレードル9−5及びガントリ5を保持するための架台部に相当する二本の支柱7−1、7−2が底部支持台或いは底部クレードル9−6の上部に設けられている。既に説明した本発明に係るガントリ部の小型、軽量化により、このようなガントリ移動方向を採用したCT装置が可能になる。 FIG. 11B is a perspective view of the CT apparatus 1000 according to another embodiment, and FIG. 11C is an X in the peripheral portion of the rotating portion 23-3 inside the gantry portion 5 and the fixing portion 24-2. It is sectional drawing seen from the axis or the Y-axis direction. In the CT device 1000, the Z-axis direction is perpendicular to the horizon, that is, coincides with the direction of gravity. Therefore, the moving direction of the gantry 5 is the vertical direction as shown by the broken line arrow. A motor or the like for raising or lowering the gantry 5 is built in the cradle 9-5. Two columns 7-1 and 7-2 corresponding to a gantry for holding the cradle 9-5 and the gantry 5 are provided on the bottom support or the upper part of the bottom cradle 9-6. Due to the miniaturization and weight reduction of the gantry portion according to the present invention described above, a CT device that adopts such a gantry movement direction becomes possible.

図11(c)に示すように、本発明に係る回転部23−3と固定部24−2は、環状に並べた複数のボールベアリング53を介し、上下方向に組み合わされている。回転部23−3の内部には既に説明したように(図1(a)、図3(c)等)、回生ブレーキ回路50(図示せず)を内蔵してもよい。回転部23−3は、タイミングベルト21を介し外部モータ(図示せず)により回転することができる。さらに、回転部23−3と固定部24−2が対面する部分に永久磁石34−3と34−4が対になっていずれも同じ極性が対向するように(即ち、N極同士、或いはS極同士が対面するように)配置されている。永久磁石34−3と34−4は、いずれもそれぞれ一枚のドーナツ形状の永久磁石であっても、複数の磁石を円周上に並べた構造であっても良い。このように、回転部23−3と固定部24−2に永久磁石を配置することにより、互いに反発する磁力が生じ、回転部23−3の重量がボールベアリング53に加える負荷を軽減することができる。磁力浮上方式であり、回転部23−3を回転させるときの始動トルクの軽減、或いは高速回転に伴うボールベアリングの摩耗やノイズの発生等を軽減させることができる。なお、回転部23−3と固定部24−2との間隙dは狭いほど反発力が大きくなるが、両者の表面加工精度等を考慮し、例えば、0.5から7ミリメートル(mm)程度の範囲に設定される。 As shown in FIG. 11C, the rotating portion 23-3 and the fixing portion 24-2 according to the present invention are combined in the vertical direction via a plurality of ball bearings 53 arranged in an annular shape. As already described (FIGS. 1 (a), 3 (c), etc.), the regenerative brake circuit 50 (not shown) may be built in the rotating portion 23-3. The rotating portion 23-3 can be rotated by an external motor (not shown) via the timing belt 21. Further, the permanent magnets 34-3 and 34-4 are paired with each other so that the rotating portion 23-3 and the fixed portion 24-2 face each other and have the same polarity (that is, the N poles or S. They are arranged so that the poles face each other). Each of the permanent magnets 34-3 and 34-4 may be a single donut-shaped permanent magnet, or may have a structure in which a plurality of magnets are arranged on the circumference. By arranging the permanent magnets in the rotating portion 23-3 and the fixed portion 24-2 in this way, magnetic forces repelling each other are generated, and the load applied to the ball bearing 53 by the weight of the rotating portion 23-3 can be reduced. it can. It is a magnetic levitation method, and it is possible to reduce the starting torque when rotating the rotating portion 23-3, or reduce the wear of ball bearings and the generation of noise due to high-speed rotation. The narrower the gap d between the rotating portion 23-3 and the fixed portion 24-2, the greater the repulsive force. However, in consideration of the surface processing accuracy of both, for example, about 0.5 to 7 mm (mm). Set to range.

図12(a)は、実施例に係る医療用検診車1100の側面図である。本実施例では、車両の前後方向をX軸、車両の高さ方向、即ち鉛直方向をY軸、車両の側面方向、即ちX軸とY軸に直交する方向をZ軸と定義する。本発明に係るCT装置(例えば、CT装置600等)の体軸方向が車両のZ軸方向と一致しているためである。車両の側面部に、人体等の被検体を載せた寝台3を挿入する被検体挿入部54がある。図示していないガントリ又は寝台3を移動させながら撮像を行うことができる。図12(b)は、他の実施例に係る医療用検診車1200の側面図である。本実施例では、車両の前後方向をX軸、車両の高さ方向、即ち鉛直方向をZ軸、車両の側面方向、即ちX軸とZ軸に直交する方向をY軸と定義する。ガントリ垂直移動型CT装置57(例えば、CT装置1000等)の体軸方向が車両のZ軸と一致するためである。(a)及び(b)のいずれの場合も、ソーラーパネル58、階段又は踏み台59を備えている。 FIG. 12A is a side view of the medical examination vehicle 1100 according to the embodiment. In this embodiment, the front-rear direction of the vehicle is defined as the X-axis, the height direction of the vehicle, that is, the vertical direction is defined as the Y-axis, and the lateral direction of the vehicle, that is, the direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis is defined as the Z-axis. This is because the body axis direction of the CT device (for example, CT device 600 or the like) according to the present invention coincides with the Z-axis direction of the vehicle. On the side surface of the vehicle, there is a subject insertion portion 54 into which a sleeper 3 on which a subject such as a human body is placed is inserted. Imaging can be performed while moving a gantry or a sleeper 3 (not shown). FIG. 12B is a side view of the medical examination vehicle 1200 according to another embodiment. In this embodiment, the front-rear direction of the vehicle is defined as the X-axis, the height direction of the vehicle, that is, the vertical direction is defined as the Z-axis, and the lateral direction of the vehicle, that is, the direction orthogonal to the X-axis and the Z-axis is defined as the Y-axis. This is because the body axis direction of the gantry vertical movement type CT device 57 (for example, CT device 1000 or the like) coincides with the Z axis of the vehicle. In both cases (a) and (b), a solar panel 58, stairs or step 59s are provided.

図12(c)、及び図12(d)に上記医療用検診車1100の変形例に係る医療用検診車1110、及び医療用検診車1120を上部から見下ろした場合の平面図を示す。医療用検診車1110の場合は、被検体挿入部54に相当する開口部が車両の一方の側面のみにあり、従って、搭載するCT装置55は、寝台移動型CT装置(例えば、CT装置500)を使用することができる。例えば、寝台3−1が被検体を載せた状態でCT装置55の内部に移動、或いはCT装置55から出ることが容易になる。被検体が自ら移動して開口部を出入りするのが困難なためである。 12 (c) and 12 (d) show a plan view of the medical examination vehicle 1110 and the medical examination vehicle 1120 according to the modified example of the medical examination vehicle 1100 when viewed from above. In the case of the medical examination vehicle 1110, the opening corresponding to the subject insertion portion 54 is provided only on one side surface of the vehicle, and therefore, the CT device 55 to be mounted is a sleeper moving CT device (for example, CT device 500). Can be used. For example, the sleeper 3-1 can easily move to the inside of the CT device 55 or get out of the CT device 55 with the subject placed on the bed. This is because it is difficult for the subject to move in and out of the opening by itself.

これに対し、図12(d)に示す医療用検診車1120では、被検体挿入部54に相当する開口部が車両の両方の側面にあり、従って、搭載するCT装置56は、上記寝台移動型CT装置でも良いが、ガントリ移動型CT装置56(例えば、CT装置600等)を使用することができる。被検体が自ら移動して開口部に入り、検査(撮像)終了後に反対側の開口部から出ることができるので、集団検診などの場合、連続して被験者を検査(撮像)する場合に効率的である。そのため、人体以外の対象物も含め、連続的に複数の検査対象を同一方向に挿入し順次車両の反対側に送り出すことも容易である。図12(c)の実施例では、車両の外部にさらに寝台移動装置(3−1,3−2)が必要であったが、本実施例では、例えば、ストレッチャーと呼ばれる簡易型移動寝台61を開口部に近づければよく、必ずしも寝台移動装置等を積載する必要が無い。従来は寝台を移動させるためのスペースが必要であったため、CT装置を医療用検診車両に搭載することが困難であったが、本実施例により、遠隔地においても高度な医療活動の展開が可能になった。なお、図12(c)、図12(d)において、符号63−1乃至63−6は、データ処理、電源制御室、その他の検査機器室、生化学検査室、診察室、待合室或いは更衣室等である。 On the other hand, in the medical examination vehicle 1120 shown in FIG. 12D, openings corresponding to the subject insertion portion 54 are provided on both side surfaces of the vehicle, and therefore, the CT device 56 to be mounted is the sleeper movable type. A CT device may be used, but a gantry mobile CT device 56 (for example, a CT device 600 or the like) can be used. Since the subject moves by itself and enters the opening and can exit from the opening on the opposite side after the examination (imaging) is completed, it is efficient when continuously inspecting (imaging) the subject in the case of mass examination or the like. Is. Therefore, it is easy to continuously insert a plurality of inspection objects in the same direction, including objects other than the human body, and sequentially send them out to the opposite side of the vehicle. In the embodiment of FIG. 12C, a sleeper moving device (3-1, 3-2) was further required outside the vehicle, but in this embodiment, for example, a simple moving sleeper 61 called a stretcher. It suffices to bring it closer to the opening, and it is not always necessary to load a sleeper moving device or the like. In the past, it was difficult to mount a CT device on a medical examination vehicle because a space was required to move the sleeper, but this embodiment enables the development of advanced medical activities even in remote areas. Became. In FIGS. 12 (c) and 12 (d), reference numerals 63-1 to 63-6 are data processing, power control room, other testing equipment room, biochemical testing room, examination room, waiting room or changing room. And so on.

ガントリ部、或いは光源部や検出器カートリッジの交換、或いはPET用のガントリや近赤外光を光源とするガントリを追加するにより、整形外科、循環器科、消化器科領域等異なる医療分野及び異なる光源エネルギーに対するマルチ画像診断が実現する。また、CT等の検査機器を車両に搭載した高機能医療用検診車の普及により、世界規模の高度医療活動の展開が期待される。 Different medical fields such as orthopedics, cardiology, gastroenterology, etc. and different by replacing the gantry part, the light source part and the detector cartridge, or adding a gantry for PET or a gantry using near infrared light as a light source. Multi-image diagnosis for light source energy is realized. In addition, the spread of high-performance medical examination vehicles equipped with inspection equipment such as CT is expected to develop advanced medical activities on a global scale.

1:回転中心軸、2−1:ホストインターフェース、2−2:回転部インターフェース、3:寝台、4:凸型接続端子、5:ガントリ、6:凹型接続端子、7:架台、8:ガントリけん引ベルト、9−1、9−2:架台支持部、9−3:クレードル、10:非接触ホストインターフェース 11:ガントリ移動台車、12:非接触回転部インターフェース、13:ガントリ移動用レール、14:ガントリけん引モータ、15:ガントリ下部の車輪、16:供給口、17:ガントリ移動台車駆動モータ、18:開口部、19:回転部駆動モータ、20:試料保持部、21:回転部回転用ベルト、22:カートリッジホルダー、23:回転部、24:固定部、25、25−2:X線発生部、25C:カーボンナノ材料電子ビーム発生冷陰極、25A:陽極ターゲット、26:X線ビーム、27:二次電池、28:回転部の開口部、29:光源駆動回路、29−1:電圧昇圧回路、29−2:高電圧制御回路、30:検出器ユニット、31、31−2:検出器アレー、32−1,32−2:鉄心部、33:検出器周辺回路、34−1,34−2,34−3、34−4:永久磁石、35:画像メモリ、36:誘導コイル、37:ガントリ収納部、38:バスライン、39:回転部5の外周とガントリ部23の外周の一部分、39R:ラチェット構造、40:ラチェット機構の爪部分、41:検出器駆動制御回路、42:双方向DC−DCコンバータ、43:信号増幅・AD変換回路、44:電気二重層キャパシタ、45:信号走査・制御回路、47:デジタル信号処理回路、49:パラレルシリアル変換回路、50:回生ブレーキ回路、51:被験者保護部材、53:ボールベアリング、54:車体側面部の被検体挿入部、55:車両に搭載された寝台移動型CT装置、56:車両に搭載されたガントリ水平移動型CT装置、57:車両に搭載されたガントリ垂直移動型CT装置、58:ソーラーパネル、59:階段又は踏み台、61:ストレッチャー、63−1、2、3、4、5,6:その他の検診用スペース 1: Rotation center axis, 2-1: Host interface, 2-2: Rotating part interface, 3: Sleeper, 4: Convex connection terminal, 5: Gantry, 6: Concave connection terminal, 7: Stand, 8: Gantry towing Belt, 9-1, 9-2: Stand support, 9-3: Cradle, 10: Non-contact host interface 11: Gantry moving carriage, 12: Non-contact rotating part interface, 13: Gantry moving rail, 14: Gantry Towing motor, 15: Wheels at the bottom of the gantry, 16: Supply port, 17: Gantry moving carriage drive motor, 18: Opening, 19: Rotating part drive motor, 20: Sample holding part, 21: Rotating part rotating belt, 22 : Cartridge holder, 23: Rotating part, 24: Fixed part, 25, 25-2: X-ray generating part, 25C: Carbon nanomaterial electron beam generating cold cathode, 25A: Anodic target, 26: X-ray beam, 27: 2 Next battery, 28: Opening of rotating part, 29: Light source drive circuit, 29-1: Voltage booster circuit, 29-2: High voltage control circuit, 30: Detector unit, 31, 31-2: Detector array, 32-1, 32-2: Iron core, 33: Detector peripheral circuit, 34-1, 34-2, 34-3, 34-4: Permanent magnet, 35: Image memory, 36: Induction coil, 37: Gantry Storage part, 38: Bus line, 39: Outer circumference of rotating part 5 and part of outer circumference of gantry part 23, 39R: Ratchet structure, 40: Claw part of ratchet mechanism, 41: Detector drive control circuit, 42: Bidirectional DC -DC converter, 43: signal amplification / AD conversion circuit, 44: electric double layer capacitor, 45: signal scanning / control circuit, 47: digital signal processing circuit, 49: parallel serial conversion circuit, 50: regenerative braking circuit, 51: Subject protection member, 53: ball bearing, 54: subject insertion part on the side surface of the vehicle body, 55: sleeper movable CT device mounted on the vehicle, 56: gantry horizontal moving CT device mounted on the vehicle, 57: vehicle Gantry vertical movement type CT device mounted on, 58: Solar panel, 59: Stairs or steps, 61: Stretcher, 63-1, 2, 3, 4, 5, 6: Other space for examination

Claims (5)

ガントリの内部において体軸方向を中心軸として回転する回転部を有するCT装置であって、該回転部に内蔵する光源、検出器、画像メモリ、或いは二次電池のいずれかがカートリッジ構造であって、かつ該カートリッジ構造からなる光源、検出器、画像メモリ、或いは二次電池を個別に収納するカートリッジ収納部に対し該回転部の該中心軸のある内側から該回転部の外周の法線方向に向かって該カートリッジ構造からなる光源、検出器、画像メモリ、或いは二次電池を挿入、及び抜去するための個別の開口部を該中心軸に平行な該ガントリの内周面に有するCT装置。 A CT device having a rotating part that rotates about the body axis direction inside the gantry, and any of the light source, detector, image memory, or secondary battery built in the rotating part has a cartridge structure. In addition, with respect to the cartridge storage portion for individually storing the light source, the detector, the image memory, or the secondary battery having the cartridge structure, from the inside of the rotating portion with the central axis to the normal direction of the outer circumference of the rotating portion. A CT device having a light source having a cartridge structure, a detector, an image memory, or an individual opening for inserting and removing a secondary battery on the inner peripheral surface of the gantry parallel to the central axis. 体軸方向を中心軸として回転する回転部を内蔵するガントリ、該ガントリを載せる架台、該架台の上部において該ガントリを該中心軸の方向に移動させる駆動部、及び該ガントリを待機させるクレードルが該架台の上部において直立した構造からなるCT装置であって、該回転部に内蔵する光源、検出器、画像メモリ、或いは二次電池のいずれかがカートリッジ構造であり、かつ該カートリッジ構造からなる光源、検出器、画像メモリ、或いは二次電池を個別に収納するカートリッジ収納部に対し該回転部の該中心軸の方向に該カートリッジ構造からなる光源、検出器、画像メモリ、或いは二次電池を挿入、及び抜去するための個別の開口部を該ガントリの該中心軸に垂直な側面部に有し、さらに該カートリッジ構造からなる光源、検出器、画像メモリ、或いは二次電池を保持するカートリッジホルダーを該クレードルに有するCT装置。A gantry with a built-in rotating part that rotates about the body axis direction, a gantry on which the gantry is placed, a drive unit that moves the gantry in the direction of the central axis at the upper part of the gantry, and a cradle that makes the gantry stand by. A CT device having an upright structure on the upper part of a gantry, wherein any of a light source, a detector, an image memory, or a secondary battery built in the rotating portion has a cartridge structure, and a light source having the cartridge structure. A light source, a detector, an image memory, or a secondary battery having the cartridge structure is inserted in the direction of the central axis of the rotating portion into the cartridge storage portion for individually storing the detector, the image memory, or the secondary battery. And a cartridge holder having a separate opening for removal on the side surface of the gantry perpendicular to the central axis and further holding a light source, a detector, an image memory, or a secondary battery having the cartridge structure. CT device in the cradle. 前記光源がX線光源であって、該X線光源における電子ビーム発生部がカーボンナノ構造体から構成された請求項1、又は請求項2に記載のCT装置。The CT apparatus according to claim 1 or 2, wherein the light source is an X-ray light source, and the electron beam generating portion of the X-ray light source is composed of carbon nanostructures. 前記検出器が光電子倍増管型検出器、アバランシェホトダイオード型検出器、或いはフォトンカウンティング型検出器のいずれかである請求項1、又は請求項2に記載のCT装置。The CT apparatus according to claim 1 or 2, wherein the detector is either a photomultiplier tube type detector, an avalanche diode type detector, or a photon counting type detector. 前記ガントリが前記クレードルに退避した後に、前記回転部の内部にあるカートリッジ構造の前記二次電池を前記中心軸方向に抜去し、抜去した後のカートリッジ収納部に充電済みのカートリッジ構造の二次電池を挿入する請求項2に記載のCT装置の駆動方法。After the gantry is retracted to the cradle, the secondary battery having a cartridge structure inside the rotating portion is removed in the direction of the central axis, and the secondary battery having a cartridge structure charged in the cartridge storage portion after being removed. The method for driving a CT device according to claim 2, wherein the CT device is inserted.
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