JP7390192B2 - X-ray CT device - Google Patents
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Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、X線CT装置に関する。 The embodiments disclosed in this specification and the drawings relate to an X-ray CT apparatus.
X線CT(Computed Tomography)装置は、X線管とX線検出器の対を被検体周りに高速回転させながら撮影したデータを再構成して被検体の断層画像を生成する装置である。 An X-ray CT (Computed Tomography) device is a device that generates a tomographic image of a subject by reconstructing data captured while rotating a pair of an X-ray tube and an X-ray detector around the subject at high speed.
X線管とX線検出器は、被検体の撮像空間であるボアが中央に形成された略円筒状の回転フレームに固定される。回転フレームは、例えば、アルミニウム等の金属で形成される。回転フレームには、X線管やX線検出器の他、X線管に高圧電源を供給する電源装置、X線管を油冷するためのオイルを熱交換するオイルクーラ、X線検出器から出力される多数の電気信号をデジタル信号に変換して装置本体に伝送するDAS(Data Acquisition System)と呼ばれるデータ収集装置、等の各種のガントリコンポーネント(以下、単にコンポーネントと呼ぶ)が装着され固定される。 The X-ray tube and the X-ray detector are fixed to a substantially cylindrical rotating frame in which a bore, which is an imaging space for the subject, is formed in the center. The rotating frame is made of metal such as aluminum, for example. In addition to the X-ray tube and X-ray detector, the rotating frame includes a power supply device that supplies high-voltage power to the X-ray tube, an oil cooler that exchanges heat with oil to cool the X-ray tube, and a Various gantry components (hereinafter simply referred to as components), such as a data acquisition system called DAS (Data Acquisition System), which converts a large number of output electrical signals into digital signals and transmits them to the equipment body, are installed and fixed. Ru.
これらのコンポーネントが装着された回転フレームは、安全上の観点等から、ガントリカバー等と呼ばれるハウジングに収納される。このハウジングも、中央にボアが形成された略円筒状の形状をなしている。ただし、ハウジング自体は回転しない。 The rotating frame to which these components are attached is housed in a housing called a gantry cover or the like for safety reasons. This housing also has a substantially cylindrical shape with a bore formed in the center. However, the housing itself does not rotate.
回転フレームに装着されるコンポーネントの多くは通電に伴って発熱する。したがって、これらのコンポーネントを安全、かつ、安定に動作させるためには、これらのコンポーネントを効率よく冷却することが不可欠である。 Many of the components attached to the rotating frame generate heat when energized. Therefore, in order to operate these components safely and stably, it is essential to efficiently cool these components.
多くのX線CT装置では、外部の空気をハウジング内に取り込み、取り込んだ空気をハウジング内に冷却風として強制的に流すことにより、発熱したコンポーネントを冷却している。 Many X-ray CT apparatuses cool components that generate heat by drawing outside air into a housing and forcing the drawn air into the housing as cooling air.
一方、上述したように、X線CT装置の発熱コンポーネントは、回転フレームに装着された状態で、ハウジング内を高速で回転している。このため、コンポーネントを冷却した後の暖められた空気が、ハウジング内を種々の方向に分散して流れ、コンポーネントを冷却する前の冷たい空気と混合されてしまうという現象が発生し得る。この結果、コンポーネントの冷却効率が低下することになる。 On the other hand, as described above, the heat generating component of the X-ray CT apparatus is mounted on the rotating frame and rotates at high speed within the housing. Therefore, a phenomenon may occur in which warm air that has cooled the components flows in various directions within the housing and is mixed with cold air that has not yet cooled the components. This results in reduced component cooling efficiency.
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、X線CT装置の回転フレームに装着された各コンポーネントの冷却効率を高めることである。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and the drawings is to improve the cooling efficiency of each component mounted on the rotating frame of an X-ray CT apparatus.
ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and the drawings are not limited to the above problems. Problems corresponding to the effects of each configuration shown in the embodiments described later can also be positioned as other problems.
実施形態に係るX線CT装置は、寝台装置に載置される被検体を撮影するX線CT装置であって、複数のコンポーネントが固定される回転フレームと、前記回転フレームを収納する非回転のハウジングと、を備え、前記ハウジングには、前記コンポーネントを冷却するための冷却風を吸気する吸気部と、前記冷却風を排気する排気部とが設けられ、前記ハウジングの前記寝台装置に対向する側を前記ハウジングのフロント側とし、その反対側をリア側とするとき、前記排気部及び前記吸気部のいずれか一方は、前記ハウジングの前記フロント側の位置であって、前記ハウジングの径方向の端部である第1端部の位置に配設され、他方は、前記回転フレームを挟んで、前記ハウジングの前記リア側の位置であって、前記径方向の略反対側の端部である第2端部の位置に配設され、前記冷却風は、前記コンポーネント内を、前記回転フレームの回転軸に略平行となるように流れる。 The X-ray CT apparatus according to the embodiment is an X-ray CT apparatus that images a subject placed on a bed apparatus, and includes a rotating frame to which a plurality of components are fixed, and a non-rotating frame that houses the rotating frame. a housing, the housing is provided with an intake part that takes in cooling air for cooling the components, and an exhaust part that exhausts the cooling air, and the housing is provided with a side facing the bed device. is the front side of the housing and the opposite side is the rear side, one of the exhaust part and the intake part is located at the front side of the housing and is located at the radial end of the housing. The other end is located at a position on the rear side of the housing with the rotating frame in between, and the second end is located at a position on the substantially opposite side in the radial direction. The cooling air is disposed at an end portion, and the cooling air flows within the component so as to be substantially parallel to the rotation axis of the rotating frame.
以下、図面を参照しながら、X線CT装置の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the X-ray CT apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の一構成例を示すブロック図である。図1に示すように、X線CT装置1は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。架台装置10は、回転フレーム13と、回転フレーム13に装着、固定されるX線発生装置20、X線高電圧装置21、X線検出装置25等のコンポーネントを有する。架台装置10をガントリと呼ぶ場合もある。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus 1 includes a gantry device 10, a bed device 30, and a console device 40. The gantry device 10 includes a rotating frame 13 and components such as an X-ray generating device 20, an X-ray high voltage device 21, an X-ray detecting device 25, etc., which are attached to and fixed to the rotating frame 13. The gantry device 10 may also be called a gantry.
図1に示すように、本実施形態では、回転フレーム13が非チルトの状態における回転フレーム13の回転軸方向、または寝台装置30の天板33の長手方向をz軸方向とし、z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をx軸方向とし、z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をy軸方向として定義するものとする。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, the rotation axis direction of the rotation frame 13 when the rotation frame 13 is not tilted or the longitudinal direction of the top plate 33 of the bed device 30 is the z-axis direction, and the z-axis direction The axial direction that is orthogonal to the floor and is horizontal is defined as the x-axis direction, and the axial direction that is orthogonal to the z-axis and perpendicular to the floor is defined as the y-axis direction.
X線発生装置20は、X線管11、ウェッジ16、及びコリメータ17を含んで構成される。X線管11は、X線高電圧装置21からの高電圧の印加により、X線を発生する真空管である。X線管11から照射されたX線は、ウェッジ16及びコリメータ17を通った後、被検体Pを通過してX線検出装置25に到達する。 The X-ray generator 20 includes an X-ray tube 11, a wedge 16, and a collimator 17. The X-ray tube 11 is a vacuum tube that generates X-rays by applying a high voltage from the X-ray high voltage device 21 . The X-rays emitted from the X-ray tube 11 pass through the wedge 16 and the collimator 17, and then through the subject P and reach the X-ray detection device 25.
ウェッジ16は、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。例えば、ウェッジ16は、X線管11から被検体Pへ照射されるX線があらかじめ定められた分布になるように、X線管11から照射されたX線を減衰するフィルタである。たとえば、ウェッジ16は、アルミニウムを加工して形成される。 The wedge 16 is a filter for adjusting the amount of X-rays irradiated from the X-ray tube 11. For example, the wedge 16 is a filter that attenuates the X-rays emitted from the X-ray tube 11 so that the X-rays emitted from the X-ray tube 11 to the subject P have a predetermined distribution. For example, the wedge 16 is formed by processing aluminum.
コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むためのものであり、X線可動絞りと呼ばれる場合もある。コリメータ17は、例えば、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成することで、X線の照射範囲を絞り込む。 The collimator 17 is for narrowing down the irradiation range of the X-rays that have passed through the wedge 16, and is sometimes called an X-ray movable diaphragm. The collimator 17 narrows down the irradiation range of X-rays by forming a slit using a combination of a plurality of lead plates, for example.
X線検出装置25は、X線検出器12及びDAS(Data Acquisition System)18を備えて構成される。X線検出器12は、被検体Pを通過したX線を検出し、当該X線量に対応した電気信号に変換する。 The X-ray detection device 25 includes an X-ray detector 12 and a DAS (Data Acquisition System) 18. The X-ray detector 12 detects the X-rays that have passed through the subject P and converts them into electrical signals corresponding to the amount of X-rays.
X線検出器12は、X線管11の焦点を中心として1つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列を有する。さらに、X線検出器12は、複数のX線検出素子列が、チャネル方向に直交するスライス方向に複数配列された構造を有する。 The X-ray detector 12 has an X-ray detecting element array in which a plurality of X-ray detecting elements are arranged in the channel direction along one circular arc centered on the focal point of the X-ray tube 11 . Furthermore, the X-ray detector 12 has a structure in which a plurality of X-ray detection element rows are arranged in a slice direction orthogonal to the channel direction.
X線検出器12は、たとえば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを備えて構成される。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。グリッドはコリメータ(1次元コリメータまたは2次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。シンチレータアレイは、複数のシンチレータが配列されたものでる。各シンチレータは入射X線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。光センサアレイは、複数の光センサが配列されたものである。各光センサは、シンチレータから出力される光の光量に応じた電気信号に変換する。上記のシンチレータと光センサの構成に換えて、入射したX線を直接電気信号に変換する半導体素子を有する構成とすることもできる。 The X-ray detector 12 includes, for example, a grid, a scintillator array, and a photosensor array. The grid is disposed on the X-ray incident side of the scintillator array and has an X-ray shielding plate that has a function of absorbing scattered X-rays. The grid is sometimes called a collimator (one-dimensional collimator or two-dimensional collimator). A scintillator array is an array of multiple scintillators. Each scintillator has a scintillator crystal that outputs light with an amount of photons corresponding to the amount of incident X-rays. A photosensor array is an arrangement of multiple photosensors. Each optical sensor converts the light output from the scintillator into an electrical signal according to the amount of light. Instead of the scintillator and optical sensor configuration described above, a configuration including a semiconductor element that directly converts incident X-rays into electrical signals may be used.
DAS18は、増幅回路、AD変換回路、データ転送回路等を備えて構成される。X線検出器12の各X線検出素子から出力された電気信号は、増幅回路で増幅された後、AD変換回路でアナログ信号からデジタル信号に変換され、検出データが生成される。 The DAS 18 includes an amplifier circuit, an AD conversion circuit, a data transfer circuit, and the like. The electrical signal output from each X-ray detection element of the X-ray detector 12 is amplified by an amplifier circuit, and then converted from an analog signal to a digital signal by an AD conversion circuit to generate detection data.
DAS18が生成した検出データは、例えば、回転フレーム13に設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から光通信によって架台装置10の非回転部分(たとえば固定フレーム14、図2等参照)に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置40へと転送される。固定フレーム14は回転フレーム13を回転可能に支持するフレームである。なお、回転フレーム13から架台装置10の非回転部分への検出データの送信方法は、光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。 The detection data generated by the DAS 18 is transmitted, for example, from a transmitter having a light emitting diode (LED) provided on the rotating frame 13 to a non-rotating portion of the gantry device 10 (for example, the fixed frame 14, see FIG. 2, etc.) via optical communication. is transmitted to a receiver having a photodiode and transferred to the console device 40. The fixed frame 14 is a frame that rotatably supports the rotating frame 13. Note that the method of transmitting the detection data from the rotating frame 13 to the non-rotating portion of the gantry device 10 is not limited to optical communication, and any method may be used as long as it is a non-contact type data transmission.
制御装置15は、例えば、制御基板に設けられたプロセッサと、記憶回路と、モータおよびアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置15は、コンソール装置40または架台装置10に取り付けられた入力インターフェース43からの入力信号を受けて、架台装置10および寝台装置30の制御を行う機能を有する。たとえば、制御装置15は、入力信号を受けて回転フレーム13を回転させる制御や、架台装置10をチルトさせる制御、ならびに寝台装置30および天板33を動作させる制御を行う。制御装置15は、図1に示すように架台装置10に設けられてもよいが、コンソール装置40に設けられても構わない。
寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置、移動させる装置であり、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを備える。
The control device 15 includes, for example, a processor provided on a control board, a memory circuit, and drive mechanisms such as a motor and an actuator. The control device 15 has a function of receiving input signals from the console device 40 or the input interface 43 attached to the gantry device 10 and controlling the gantry device 10 and the bed device 30. For example, the control device 15 receives an input signal and performs control to rotate the rotating frame 13, control to tilt the gantry device 10, and control to operate the bed device 30 and the top plate 33. The control device 15 may be provided in the gantry device 10 as shown in FIG. 1, but may also be provided in the console device 40.
The bed device 30 is a device on which a subject P to be scanned is placed and moved, and includes a base 31, a bed driving device 32, a top plate 33, and a support frame 34.
基台31は、支持フレーム34を鉛直方向(y方向)に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を天板33の長軸方向(z方向)に移動するモータあるいはアクチュエータである。支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、被検体Pが載置される板である。 The base 31 is a casing that supports the support frame 34 movably in the vertical direction (y direction). The bed driving device 32 is a motor or an actuator that moves the top plate 33 on which the subject P is placed in the longitudinal direction (z direction) of the top plate 33. The top plate 33 provided on the upper surface of the support frame 34 is a plate on which the subject P is placed.
なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向(z方向)に移動してもよい。また、寝台駆動装置32は、寝台装置30の基台31ごと移動させてもよい。本発明を立位CTに応用可能な場合は、天板33に相当する患者移動機構を移動する方式であってもよい。 In addition to the top plate 33, the bed driving device 32 may move the support frame 34 in the longitudinal direction (z direction) of the top plate 33. Further, the bed driving device 32 may move the base 31 of the bed device 30 together. If the present invention is applicable to standing CT, a method may be adopted in which a patient moving mechanism corresponding to the top plate 33 is moved.
コンソール装置40は、メモリ41、ディスプレイ42、入力インターフェース43、ネットワーク接続回路44、及び、処理回路45を有する。本明細書及び図面では、コンソール装置40は、架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40の構成要素の一部または全部が含まれてもよい。また、本明細書及び図面では、コンソール装置40が単一のコンソールにて全ての機能を実行するものとして以下に説明するが、これらの機能は複数のコンソールが実行してもよい。 The console device 40 has a memory 41 , a display 42 , an input interface 43 , a network connection circuit 44 , and a processing circuit 45 . In this specification and the drawings, the console device 40 is described as being separate from the gantry device 10, but the gantry device 10 may include some or all of the components of the console device 40. Further, in this specification and the drawings, the console device 40 will be described below assuming that all functions are executed by a single console, but these functions may be executed by a plurality of consoles.
メモリ41は、たとえば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。また、メモリ41は、たとえば、投影データや再構成画像データ、あらかじめ取得した被検体Pのボリュームデータなどを記憶する。 The memory 41 has a configuration including a recording medium readable by a processor, such as a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory element such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, and the like. Further, the memory 41 stores, for example, projection data, reconstructed image data, volume data of the subject P acquired in advance, and the like.
ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。たとえば、ディスプレイ42は、処理回路45によって生成された医用画像(CT画像)や、ユーザからの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。たとえば、ディスプレイ42は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、OLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ等である。また、ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。また、ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40の本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されてもよい。 The display 42 displays various information. For example, the display 42 outputs a medical image (CT image) generated by the processing circuit 45, a GUI (Graphical User Interface) for accepting various operations from the user, and the like. For example, the display 42 is a liquid crystal display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, an OLED (Organic Light Emitting Diode) display, or the like. Further, the display 42 may be provided on the gantry device 10. Further, the display 42 may be of a desktop type, or may be configured with a tablet terminal or the like that can communicate wirelessly with the main body of the console device 40.
入力インターフェース43は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路45に出力する。たとえば、入力インターフェース43は、投影データを収集する際の収集条件や、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等をユーザから受け付ける。たとえば、入力インターフェース43は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行なうタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、および音声入力回路等により実現される。また、入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40の本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されてもよい。 The input interface 43 accepts various input operations from the user, converts the received input operations into electrical signals, and outputs the electrical signals to the processing circuit 45 . For example, the input interface 43 receives from the user information such as acquisition conditions when acquiring projection data, reconstruction conditions when reconstructing a CT image, and image processing conditions when generating a post-processed image from a CT image. For example, the input interface 43 may include a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, a touchpad that performs input operations by touching the operation surface, a touchscreen that integrates a display screen and a touchpad, and an optical sensor. This is realized by the non-contact input circuit and voice input circuit used. Further, the input interface 43 may be provided in the gantry device 10. Further, the input interface 43 may be configured with a tablet terminal or the like that can communicate wirelessly with the main body of the console device 40.
ネットワーク接続回路44は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路44は、この各種プロトコルに従ってX線CT装置1と画像サーバ等の他の機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線/有線の病院基幹LAN(Local Area Network)やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
処理回路45は、メモリ41に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、X線CT装置1の全体の動作を制御するプロセッサである。
The network connection circuit 44 implements various information communication protocols depending on the network type. The network connection circuit 44 connects the X-ray CT apparatus 1 and other devices such as an image server according to these various protocols. For this connection, an electrical connection via an electronic network or the like can be applied. Here, electronic networks refer to information and communications networks in general that utilize telecommunications technology, including wireless/wired hospital backbone LANs (Local Area Networks) and Internet networks, as well as telephone communications networks, optical fiber communications networks, and cable networks. Includes communications networks and satellite communications networks.
The processing circuit 45 is a processor that controls the overall operation of the X-ray CT apparatus 1 by reading and executing programs stored in the memory 41.
(コンポーネントの冷却メカニズム)
次に、第1の実施形態に係るX線CT装置1の架台装置10内の各種コンポーネントの冷却メカニズムについて説明する。図2は、架台装置10内の各種コンポーネントの配置を模式的に示す図である。
(component cooling mechanism)
Next, a cooling mechanism for various components in the gantry device 10 of the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing the arrangement of various components within the gantry device 10. As shown in FIG.
図2(a)は、架台装置10をフロント方向から見た構造説明図であり、図2(b)は、架台装置10を側方から見た構造説明図である。図2(b)の左側がフロント側に該当し、右側がリア側に該当する。ここで、架台装置10のフロント方向(或いは、架台装置10のフロント側)とは、架台装置10に対して寝台装置30が設置される方向(或いは、寝台装置30が設置される側)のことである。逆に、架台装置10のリア方向(或いは、架台装置10のリア側)とは、フロント方向の反対方向(或いは、反対側)のことである。 FIG. 2(a) is a structural explanatory diagram of the gantry device 10 viewed from the front direction, and FIG. 2(b) is a structural explanatory diagram of the gantry device 10 viewed from the side. The left side of FIG. 2(b) corresponds to the front side, and the right side corresponds to the rear side. Here, the front direction of the gantry device 10 (or the front side of the gantry device 10) refers to the direction in which the bed device 30 is installed with respect to the gantry device 10 (or the side where the bed device 30 is installed). It is. Conversely, the rear direction of the gantry device 10 (or the rear side of the gantry device 10) is the opposite direction (or the opposite side) to the front direction.
図2(a)に示すように、回転フレーム13には複数のコンポーネント200が装着され、固定されている。ここで、コンポーネント200は、前述した、X線発生装置20、X線高電圧装置21、X線検出装置25の他、オイルクーラや電源装置等、回転フレーム13と一体となって回転する各種装置の総称である。例えば、図2(a)において、回転フレーム13の上部には、X線発生装置20であるコンポーネント200が装着されており、回転フレーム13の下部には、X線検出装置25であるコンポーネント200が装着されている。以下、特に種類を区別する必要がないかぎり、これらの各装置をコンポーネント200の総称で呼ぶものとする。 As shown in FIG. 2(a), a plurality of components 200 are mounted and fixed on the rotating frame 13. Here, the components 200 include, in addition to the aforementioned X-ray generator 20, X-ray high voltage device 21, and X-ray detector 25, various devices that rotate together with the rotating frame 13, such as an oil cooler and a power supply device. It is a general term for For example, in FIG. 2A, a component 200 that is an X-ray generator 20 is attached to the upper part of the rotating frame 13, and a component 200 that is an X-ray detector 25 is attached to the lower part of the rotating frame 13. It is installed. Hereinafter, each of these devices will be collectively referred to as component 200 unless there is a need to distinguish between types.
回転フレーム13は、中央に穴が形成され、その外周の形状が略円筒形のフレーム体(枠体)であり、例えば、アルミニウム等の金属で形成される。回転フレーム13の中央の穴はボア400と呼ばれ、撮影時に被検体が搬送される空間である。ボア400は、架台装置10のフロント側からリア側に貫通している。 The rotating frame 13 is a frame body (frame body) with a hole formed in the center and a substantially cylindrical outer circumference, and is made of metal such as aluminum, for example. A hole in the center of the rotating frame 13 is called a bore 400, and is a space in which a subject is transported during imaging. The bore 400 penetrates the gantry device 10 from the front side to the rear side.
回転フレーム13には、各コンポーネント200を装着するための穴や凹部が形成されている。回転フレーム13に装着された各コンポーネント200は、高速回転にも十分耐えうるように、適宜の固定手段で回転フレーム13に固定される。 Holes and recesses for mounting each component 200 are formed in the rotating frame 13. Each component 200 mounted on the rotating frame 13 is fixed to the rotating frame 13 by appropriate fixing means so that it can sufficiently withstand high-speed rotation.
各コンポーネント200が装着、固定された回転フレーム13は、安全上等の観点等から、ハウジング300に収納される。このハウジング300も、中央にボア400が形成された略円筒状の形状をなしている。 The rotating frame 13 to which each component 200 is attached and fixed is housed in a housing 300 from the viewpoint of safety and the like. This housing 300 also has a substantially cylindrical shape with a bore 400 formed in the center.
ハウジング300自体は回転することなく、ハウジング300に収納されている回転フレーム13が各コンポーネント200と一体になって回転する。回転フレーム13及び各コンポーネント200は、ハウジング300によってその周囲が覆われているため、実際には外部からは見えない。図2(a)は、ハウジング300の内部の構造を示すため、ハウジング300のフロント側の部分を取り除いて図示している。 The housing 300 itself does not rotate, but the rotating frame 13 housed in the housing 300 rotates together with each component 200. The rotating frame 13 and each component 200 are surrounded by the housing 300, so that they are not actually visible from the outside. In FIG. 2A, the front side portion of the housing 300 is removed to show the internal structure of the housing 300.
図2(b)は、図2(a)のY’-Y”断面を側方から見た構造説明図である。前述したように、図2(b)の左側がフロント側であり、右側がリア側である。図2(b)に示すように、回転フレーム13のリア側には、固定フレーム14が設けられている。固定フレーム14も、中央にボア400が形成された円筒形の形状を有している。固定フレーム14は、床面から延びる図示しない2本の立設フレームにより、図2(b)の紙面奥側と紙面手前側の両端をそれぞれチルト可能に支持されている。 FIG. 2(b) is a structural explanatory diagram of the Y'-Y" cross section of FIG. 2(a) seen from the side. As mentioned above, the left side of FIG. 2(b) is the front side, and the right side is the front side. is the rear side.As shown in Fig. 2(b), a fixed frame 14 is provided on the rear side of the rotating frame 13.The fixed frame 14 is also a cylindrical frame with a bore 400 formed in the center. The fixed frame 14 is tiltably supported at both ends on the back side and the front side of the page in FIG. 2(b) by two upright frames (not shown) extending from the floor. .
固定フレーム14と回転フレーム13との間には、例えば、円環状のロータとステータとを具備するダイレクトドライブモータが設けられている。また、固定フレーム14と回転フレーム13との間には、固定フレーム14側から回転フレーム13側に電力を供給する円環状のスリップリングや、固定フレーム14側と回転フレーム13側との間で、光通信などの非接触型のデータ通信を行うための通信デバイスが設けられている。 A direct drive motor including, for example, an annular rotor and a stator is provided between the fixed frame 14 and the rotating frame 13. In addition, between the fixed frame 14 and the rotating frame 13, there is an annular slip ring that supplies power from the fixed frame 14 side to the rotating frame 13 side, and between the fixed frame 14 side and the rotating frame 13 side. A communication device is provided for performing contactless data communication such as optical communication.
図2(a)及び図2(b)から判るように、各コンポーネント200は、回転フレーム13の円環状の空間内に配設されている。また、図2(b)に示すように、各コンポーネント200は、回転フレーム13の回転軸430に直交する互いに平行な第1の面410と、第2の面420との間に配設されている。第1の面410は、例えば、回転フレーム13のフロント側の前端に接する円環状の仮想平面であり、第2の面420は、例えば、回転フレーム13のリア側の後端に接する円環状の仮想平面である。 As can be seen from FIGS. 2(a) and 2(b), each component 200 is arranged within an annular space of the rotating frame 13. As shown in FIGS. Further, as shown in FIG. 2(b), each component 200 is arranged between a first surface 410 and a second surface 420 that are orthogonal to the rotation axis 430 of the rotation frame 13 and parallel to each other. There is. The first surface 410 is, for example, an annular virtual plane in contact with the front end of the rotating frame 13 on the front side, and the second surface 420 is, for example, an annular virtual plane in contact with the rear end of the rotating frame 13 on the rear side. It is a virtual plane.
各コンポーネント200の多くは通電に伴って発熱する。したがって、これらのコンポーネント200を安全、かつ、安定に動作させるためには、これらのコンポーネント200を効率よく冷却することが不可欠である。 Most of each component 200 generates heat when energized. Therefore, in order to operate these components 200 safely and stably, it is essential to efficiently cool these components 200.
本実施形態のX線CT装置1では、外部の空気をハウジング300内に取り込み、取り込んだ空気をハウジング300の内部に冷却風として強制的に流すことにより、発熱したコンポーネントを冷却している。 In the X-ray CT apparatus 1 of this embodiment, external air is taken into the housing 300 and the taken air is forced to flow inside the housing 300 as cooling air, thereby cooling components that generate heat.
このために、ハウジング300には、冷却風を吸気する吸気部310と、冷却風を排気する排気部320が設けられている。吸気部310は、例えば、外部の空気をハウジング300の内部に吸気するための吸気口として構成される。また、排気部320は、各コンポーネント200の熱によって暖められた冷却風をハウジング300の外部に強制的に排気するためのファン(即ち、排気ファン)を備えて構成される。 For this purpose, the housing 300 is provided with an intake section 310 that takes in cooling air and an exhaust section 320 that exhausts the cooling air. The intake part 310 is configured, for example, as an intake port for sucking external air into the housing 300. Further, the exhaust section 320 includes a fan (ie, an exhaust fan) for forcibly exhausting cooling air warmed by the heat of each component 200 to the outside of the housing 300.
吸気部310は、ハウジング300の外周部に配置され、ハウジング300の第1の面410側の位置であって、回転フレーム13の径方向の一端部である第1端部に設けられる。例えば、図2(a)及び図2(b)に示すように、吸気部310は、ハウジング300のフロント側前面と回転フレーム13のフロント側前面(例えば、第1の面410)との間であって、ハウジング300の下端部の位置に配設される。 The intake section 310 is disposed on the outer circumference of the housing 300 and is provided at a first end, which is one end of the rotating frame 13 in the radial direction, at a position on the first surface 410 side of the housing 300 . For example, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the intake section 310 is located between the front side of the housing 300 and the front side of the rotating frame 13 (for example, the first surface 410). The housing 300 is disposed at the lower end of the housing 300.
一方、排気部320も、ハウジング300の外周部に配置される。ただし、排気部320は、ハウジング300の第2の面420側の位置であって、前記第1端部と径方向の略反対側の端部である第2端部に設けられる。例えば、図2(a)及び図2(b)に示すように、排気部320は、ハウジング300のリア側後面と回転フレーム13のリア側後面(例えば、第2の面420)との間であって、ハウジング300の上端部の位置に配設される。
このように、回転フレーム13を側方から見たとき、吸気部310と排気部320は、回転フレーム13を挟んで、互いに対角方向に離隔した位置に配置される。
On the other hand, the exhaust part 320 is also arranged at the outer peripheral part of the housing 300. However, the exhaust part 320 is provided at a second end that is located on the second surface 420 side of the housing 300 and is an end that is substantially opposite to the first end in the radial direction. For example, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the exhaust part 320 is located between the rear side rear surface of the housing 300 and the rear side rear surface (for example, the second surface 420) of the rotating frame 13. The housing 300 is disposed at the upper end of the housing 300.
In this way, when the rotating frame 13 is viewed from the side, the intake section 310 and the exhaust section 320 are arranged diagonally apart from each other with the rotating frame 13 in between.
図2では、吸気部310と排気部320の数がそれぞれ3つの例を示しているが、吸気部310と排気部320の数はこれに限定されない。吸気部310と排気部320の夫々が1つでもよいし、夫々が4以上であってもよい。また、吸気部310の数と排気部320の数は同じである必要もない。 Although FIG. 2 shows an example in which the number of intake parts 310 and the number of exhaust parts 320 are three each, the numbers of intake parts 310 and exhaust parts 320 are not limited to this. There may be one intake section 310 and one exhaust section 320, or four or more each. Furthermore, the number of intake sections 310 and the number of exhaust sections 320 do not need to be the same.
ハウジング300に設けられる吸気部310と排気部320とは別に、冷却を必要とする各コンポーネント200の筐体にも、吸気部(以下、コンポーネント吸気部210と呼ぶ)と、排気部(以下、コンポーネント排気部220と呼ぶ)が設けられる。 Apart from the intake section 310 and exhaust section 320 provided in the housing 300, the housing of each component 200 that requires cooling also includes an intake section (hereinafter referred to as component intake section 210) and an exhaust section (hereinafter referred to as component intake section 210). An exhaust section 220) is provided.
コンポーネント吸気部210とコンポーネント排気部220は、コンポーネント200にそれぞれ1つずつ設けられる場合もあれば、それぞれ2つ以上設けられる場合もあり、各コンポーネント200の発熱量に応じてその数量を決めればよい。 The component intake section 210 and the component exhaust section 220 may be provided one each for the component 200, or two or more of each may be provided, and the number may be determined according to the amount of heat generated by each component 200. .
コンポーネント吸気部210は、例えば、ハウジング300内を流れる冷却風を各コンポーネント200の内部に吸気するための吸気口として構成される。また、コンポーネント排気部220は、コンポーネント200の内部で暖められた冷却風をコンポーネント200の外部に強制的に排気するためのファン(即ち、排気ファン)を備えて構成される。 The component intake section 210 is configured, for example, as an intake port for sucking the cooling air flowing inside the housing 300 into the inside of each component 200. Further, the component exhaust section 220 is configured to include a fan (that is, an exhaust fan) for forcibly exhausting the cooling air warmed inside the component 200 to the outside of the component 200.
コンポーネント吸気部210は、各コンポーネント200の筐体において、第1の面410側、即ち、ハウジング300の吸気部310が配設される側に設けられる。一方、コンポーネント排気部220は、各コンポーネント200の筐体において、第2の面420側、即ち、ハウジング300の排気部320が配設される側に設けられる。
例えば、コンポーネント吸気部210は、各コンポーネント200の筐体のフロント側に設けられ、コンポーネント排気部220は、リア側に設けられる。
The component intake section 210 is provided on the first surface 410 side of the housing of each component 200, that is, on the side of the housing 300 on which the intake section 310 is disposed. On the other hand, the component exhaust section 220 is provided on the second surface 420 side of the housing of each component 200, that is, on the side of the housing 300 where the exhaust section 320 is disposed.
For example, the component intake section 210 is provided on the front side of the housing of each component 200, and the component exhaust section 220 is provided on the rear side.
図3は、上記のように構成された架台装置10の内部の冷却風の流れを、黒く太い矢印で模式的に示した図である。図3(a)は、図2(a)に対応する図であり、架台装置10の内部の冷却風の流れをフロント方向から見た図である。また、図3(b)は、図2(b)に対応する図であり、架台装置10の内部の冷却風の流れを側方から、図2(a)のY’-Y”断面で見た図である。 FIG. 3 is a diagram schematically showing the flow of cooling air inside the gantry device 10 configured as described above using thick black arrows. FIG. 3(a) is a diagram corresponding to FIG. 2(a), and is a diagram of the flow of cooling air inside the gantry device 10 as viewed from the front direction. Further, FIG. 3(b) is a diagram corresponding to FIG. 2(b), in which the flow of cooling air inside the gantry device 10 is viewed from the side in the Y'-Y'' cross section of FIG. 2(a). This is a diagram.
前述したように、ハウジング300の吸気部310は、例えば、ハウジング300の下端部であって、ハウジング300のフロント側前面と回転フレーム13のフロント側前面との間に配設されている。このため、吸気部310から吸い込まれた「新鮮な冷却風」は、ハウジング300のフロント側前面と回転フレーム13のフロント側前面との間の円環状の空間を、ハウジング300の下方から上方に向かって円環方向を二手に分かれて上昇していくことになる。ここで、「新鮮な冷却風」とは、ハウジング300の外部の空気であって、各コンポーネント200の熱を吸収する前の空気の流れのことである。 As described above, the intake section 310 of the housing 300 is disposed, for example, at the lower end of the housing 300, between the front surface of the housing 300 and the front surface of the rotating frame 13. Therefore, the "fresh cooling air" sucked in from the intake section 310 flows upward through the annular space between the front side of the housing 300 and the front side of the rotating frame 13 from below the housing 300. It will split into two parts and ascend in the circular direction. Here, "fresh cooling air" refers to the flow of air outside the housing 300 before absorbing the heat of each component 200.
吸気部310から吸い込まれた新鮮な冷却風は、ハウジング300のフロント側の円環状の空間を上昇する途中で、その経路上にあるコンポーネント吸気部210から各コンポーネント200の内部に順次吸気されていく。 The fresh cooling air sucked in from the air intake section 310 ascends through the annular space on the front side of the housing 300, and is sequentially drawn into each component 200 from the component air intake section 210 on its path. .
コンポーネント吸気部210から吸気された冷却風は、各コンポーネント200の内部を、回転軸430(図2参照)に平行に、第1の面410(例えば、フロント側の面)から第2の面420(例えば、リア側の面)に向かって流れ、コンポーネント排気部220から排気される。 The cooling air taken in from the component intake section 210 moves inside each component 200 from the first surface 410 (for example, the front side surface) to the second surface 420 in parallel to the rotation axis 430 (see FIG. 2). (e.g., toward the rear side surface) and is exhausted from the component exhaust section 220.
各コンポーネント排気部220から排気される冷却風は、コンポーネント200の内部の熱を吸収した「暖かい冷却風」である。ハウジング300の下部にあるコンポーネント排気部220から排気された「暖かい冷却風」は、ハウジング300のリア側の円環状の空間を下部から上部に向かって上昇する途中で、その経路上にある夫々のコンポーネント排気部220から排気される「暖かい冷却風」を順次集約されながら、ハウジング300のリア側の上端部に設けられている排気部320に向かう。そして、集約された暖かい空気は、排気部320から、ハウジング300の外部に排気される。 The cooling air exhausted from each component exhaust section 220 is "warm cooling air" that has absorbed the heat inside the component 200. The "warm cooling air" exhausted from the component exhaust section 220 at the bottom of the housing 300 rises from the bottom to the top in the annular space on the rear side of the housing 300, and hits each of the components along its path. The "warm cooling air" exhausted from the component exhaust section 220 is sequentially collected and directed toward the exhaust section 320 provided at the upper end of the rear side of the housing 300. The collected warm air is then exhausted to the outside of the housing 300 from the exhaust section 320.
上述した第1の実施形態に係るX線CT装置1の冷却メカニズムによれば、ハウジング300の内部及び各コンポーネント200の内部において、冷却風の流れの方向が統一され、かつ、整合性が確保されている。 According to the cooling mechanism of the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment described above, the flow direction of the cooling air is unified and consistency is ensured inside the housing 300 and inside each component 200. ing.
具体的には、まず第1に、冷却を必要とするすべてのコンポーネント200の間で、コンポーネント吸気部210の位置と、コンポーネント排気部220の位置との位置関係が共通化されている。この結果、冷却を必要とするすべてのコンポーネント200の内部の冷却風の流れの方向が統一される。例えば、冷却を必要とするすべてのコンポーネント200において、コンポーネント吸気部210をフロント側に配置し、コンポーネント排気部220をリア側に配置することにより、冷却を必要とするすべてのコンポーネント200の内部を、冷却風がフロント方向からリア方向に流れるように流れの方向が統一される。 Specifically, first of all, the positional relationship between the position of the component intake section 210 and the position of the component exhaust section 220 is made common among all the components 200 that require cooling. As a result, the direction of flow of cooling air inside all components 200 that require cooling is unified. For example, by arranging the component intake section 210 on the front side and the component exhaust section 220 on the rear side of all the components 200 that require cooling, the interior of all the components 200 that require cooling can be The direction of flow is unified so that the cooling air flows from the front to the rear.
第2に、各コンポーネント200の内部の冷却風の流れの方向を、回転フレーム13の回転軸に平行な方向とすることにより、回転フレーム13が回転中であっても、各コンポーネント200に吸気され、排気される冷却風の流れの方向を統一化することが可能となる。例えば、冷却を必要とするすべてのコンポーネント200において、回転フレーム13が回転中であっても、常に、冷却風がコンポーネント200のフロント方向から吸気され、リア方向から排気されるように統一化することができる。 Second, by making the direction of the flow of cooling air inside each component 200 parallel to the rotation axis of the rotating frame 13, even when the rotating frame 13 is rotating, air is not drawn into each component 200. , it becomes possible to unify the flow direction of the exhausted cooling air. For example, in all the components 200 that require cooling, even if the rotating frame 13 is rotating, cooling air is always taken in from the front direction of the component 200 and exhausted from the rear direction. Can be done.
第3に、ハウジング300の内部を流れる冷却風の向きと、各コンポーネント200の内部を流れる冷却風の向きとの間の整合性が確保され、この結果、架台装置10全体での冷却風の流れがスムーズになっている。例えば、ハウジング300のフロント側の下部から流入した冷却風は、ハウジング300のフロント側の空間を上昇しながら各コンポーネント200のフロント側からそれぞれの筐体内部に流入する。その後、各コンポーネント200のリア側から吐き出された冷却風(暖められた冷却風)は、ハウジング300のリア側の空間を上昇しながら集約され、最終的には、ハウジング300のリア側の上部から架台装置10の外部に排気される。 Third, consistency between the direction of the cooling air flowing inside the housing 300 and the direction of the cooling air flowing inside each component 200 is ensured, and as a result, the flow of the cooling air throughout the gantry device 10 is is becoming smoother. For example, the cooling air that has flowed in from the lower part of the front side of the housing 300 flows upward through the space on the front side of the housing 300 and flows into the interior of each component 200 from the front side of each component 200 . After that, the cooling air (warmed cooling air) discharged from the rear side of each component 200 is concentrated while rising through the space on the rear side of the housing 300, and finally flows from the upper part of the rear side of the housing 300. The air is exhausted to the outside of the gantry device 10.
これに対して、従来の架台装置では、夫々のコンポーネントの個性に応じて、例えば、夫々のコンポーネントの内部の構造や発熱分布等の特性に応じて、コンポーネント毎に冷却性能の最適化設計が行われることが多かった。このため、コンポーネント毎に、吸気部の位置や排気部の位置が異なっており、吸気される冷却風の方向及び排気される冷却風の方向が、コンポーネント毎に異なっていた。この結果、あるコンポーネントの排気部から排気された暖かい冷却風が、他のコンポーネントの吸気部から吸気されるという現象が起こっていた。 In contrast, with conventional mounting systems, the cooling performance is optimized and designed for each component, depending on the individuality of each component, such as the internal structure and heat distribution of each component. I was often beaten. Therefore, the position of the intake part and the position of the exhaust part differ for each component, and the direction of the intake cooling air and the direction of the exhaust cooling air differ for each component. As a result, a phenomenon has occurred in which warm cooling air exhausted from the exhaust section of a certain component is drawn in from the intake section of another component.
つまり、本来、架台装置の外部に排出されるべき暖かい冷却風が、コンポーネントの吸気側に逆流し、この結果、架台装置の外部から吸気した冷たい冷却風と、逆流してきた暖かい冷却風とが混合された冷却風で、コンポーネントを冷却するという現象が起こっていた。この結果、架台装置全体の冷却効率が低下していた。 In other words, the warm cooling air that should normally be discharged to the outside of the mount device flows back to the intake side of the component, and as a result, the cold cooling air taken in from the outside of the mount device mixes with the warm cooling air that flows backwards. A phenomenon occurred in which the components were cooled by the cooling air that was generated. As a result, the cooling efficiency of the entire gantry device was reduced.
一方、上述した第1の実施形態のX線CT装置1では、コンポーネント200間での冷却風の流れの方向が統一され、かつ、ハウジング300の内部及び各コンポーネント200の内部において、冷却風の流れの整合性が確保されている。このため、従来の架台装置で起こっていたような冷却風の逆流現象が抑制され、架台装置10の全体の冷却効率を高めることが可能となる。 On the other hand, in the X-ray CT apparatus 1 of the first embodiment described above, the direction of the cooling air flow among the components 200 is unified, and the cooling air flow direction is unified inside the housing 300 and inside each component 200. consistency is ensured. Therefore, the backflow phenomenon of cooling air that occurs in conventional gantry devices is suppressed, and the overall cooling efficiency of the gantry device 10 can be improved.
(第1の実施形態の変形例)
上述した第1の実施形態のX線CT装置1には、いくつかの変形例が考えられる。図4は、第1の実施形態の変形例に係るコンポーネント200を示す図である。図4(a)は、ここまで説明してきた第1の実施形態のコンポーネント200を示す。第1の実施形態のコンポーネント200には、コンポーネント200のフロント側に吸気部210としての吸気口210が設けられており、リア側に排気部220としての排気ファン220が設けられている。
(Modified example of the first embodiment)
Several modifications are possible to the X-ray CT apparatus 1 of the first embodiment described above. FIG. 4 is a diagram showing a component 200 according to a modification of the first embodiment. FIG. 4(a) shows the component 200 of the first embodiment described so far. In the component 200 of the first embodiment, an intake port 210 as an intake section 210 is provided on the front side of the component 200, and an exhaust fan 220 as an exhaust section 220 is provided on the rear side.
一方、図4(b)に示す、第1の実施形態の第1変形例では、コンポーネント200のフロント側に吸気部210として吸気ファン230が設けられており、リア側に排気部220としての排気口240が設けられている。 On the other hand, in a first modification of the first embodiment shown in FIG. 4(b), an intake fan 230 is provided as an intake part 210 on the front side of the component 200, and an exhaust fan 230 as an exhaust part 220 is provided on the rear side. A port 240 is provided.
図4(c)に示す第1の実施形態の第2変形例では、第1変形例と同様に、コンポーネント200のフロント側に吸気部210として吸気ファン230が設けられているものの、排気口240の替りに、ルーバ250が設けられている。ルーバ250の各羽根は、リア側に倒れており、この結果、吸気ファン230の風圧で押し出される冷却風は、図4(c)の上部の矢印で示したように、リア側に向かうことになる。 In the second modification example of the first embodiment shown in FIG. A louver 250 is provided instead. Each blade of the louver 250 is tilted toward the rear, and as a result, the cooling air pushed out by the wind pressure of the intake fan 230 is directed toward the rear, as shown by the arrow at the top of FIG. 4(c). Become.
第1変形例、及び、第2変形例のいずれの形態も、第1の実施形態と同様に、冷却風は、各コンポーネント200のフロント側から流入し、リア側から排出されることになる。 In both the first modified example and the second modified example, cooling air flows into each component 200 from the front side and is discharged from the rear side, similarly to the first embodiment.
ここまでの説明では、架台装置10の内部の冷却風の巨視的な流れの方向が、回転フレーム13を挟んで、ハウジング300のフロント側下部から、ハウジング300のリア側上部に向かうように、ハウジング300の吸気部310と排気部320を配置するものとしてきた。 In the explanation so far, the direction of the macroscopic flow of cooling air inside the gantry 10 is from the lower front side of the housing 300 to the upper rear side of the housing 300 with the rotating frame 13 in between. 300 intake sections 310 and exhaust sections 320 are arranged.
しかしながら、これに限定されず、架台装置10の内部の冷却風の巨視的な流れの方向が、回転フレーム13を挟んで、ハウジング300のフロント側上部から、ハウジング300のリア側下部に向かうように、ハウジング300の吸気部310と排気部320を配置してもよい。この場合にも、コンポーネント200内の冷却風の流れの方向を、フロント側からリア側とすることで、架台装置10全体の冷却風の流れの整合性が確保される。 However, the present invention is not limited to this, and the direction of the macroscopic flow of the cooling air inside the frame device 10 may be from the upper front side of the housing 300 to the lower rear side of the housing 300 with the rotating frame 13 in between. , the intake section 310 and the exhaust section 320 of the housing 300 may be arranged. In this case as well, by setting the direction of the flow of cooling air within the component 200 from the front side to the rear side, consistency of the flow of cooling air throughout the gantry device 10 is ensured.
一方、上記とは逆に、架台装置10内の冷却風の巨視的な流れの方向をリア側からフロント側にしてもよい。つまり、架台装置10の内部の冷却風の巨視的な流れの方向が、回転フレーム13を挟んで、ハウジング300のリア側下部から、ハウジング300のフロント側上部に向かうように吸気部310と排気部320を配置してもよいし、ハウジング300のリア側上部から、ハウジング300のフロント側下部に向かうように吸気部310と排気部320を配置してもよい。この場合には、コンポーネント200内の冷却風の流れの方向を、リア側からフロント側とすることで、架台装置10全体の冷却風の流れの整合性が確保される。 On the other hand, contrary to the above, the direction of the macroscopic flow of cooling air within the gantry device 10 may be from the rear side to the front side. That is, the direction of the macroscopic flow of cooling air inside the gantry device 10 is such that the direction of the macroscopic flow of the cooling air in the intake section 310 and the exhaust section is from the rear lower part of the housing 300 to the front upper part of the housing 300 with the rotating frame 13 in between. 320 may be arranged, or the intake section 310 and the exhaust section 320 may be arranged from the upper rear side of the housing 300 toward the lower front side of the housing 300. In this case, by setting the direction of the flow of cooling air within the component 200 from the rear side to the front side, consistency of the flow of cooling air throughout the gantry device 10 is ensured.
(第2の実施形態)
第2の実施形態のX線CT装置1は、冷却風の逆流現象を、第1の実施形態よりもさらに減少させるものである。前述したように、第1の実施形態のX線CT装置1では、コンポーネント200間での冷却風の流れの方向が統一され、かつ、ハウジング300の内部及び各コンポーネント200の内部において、冷却風の流れの整合性が確保されるため、従来の架台装置に比べて冷却風の逆流現象が抑制され、架台装置10の全体の冷却効率を高めることが可能となる。
(Second embodiment)
The X-ray CT apparatus 1 of the second embodiment further reduces the backflow phenomenon of cooling air than the first embodiment. As described above, in the X-ray CT apparatus 1 of the first embodiment, the direction of the cooling air flow between the components 200 is unified, and the cooling air flow is uniform inside the housing 300 and inside each component 200. Since flow consistency is ensured, the phenomenon of backflow of cooling air is suppressed compared to conventional gantry apparatuses, and the overall cooling efficiency of the gantry apparatus 10 can be improved.
しかしながら、回転フレーム13の各コンポーネント200以外の領域には、各コンポーネント200が装着した状態であっても隙間が存在する。回転フレーム13に対しては、各コンポーネント200を確実に固定するという要求の他、軽量化も要求されるからである。 However, gaps exist in areas other than each component 200 of the rotating frame 13 even when each component 200 is attached. This is because the rotating frame 13 is required not only to securely fix each component 200 but also to be lightweight.
このため、各コンポーネント200のリア側の排気部220から排気された冷却風の一部が、回転フレーム13の隙間を通ってフロント側に回り込む現象(即ち、冷却風の逆流現象)を完全には排除できない。 Therefore, the phenomenon in which a portion of the cooling air exhausted from the rear side exhaust section 220 of each component 200 flows around to the front side through the gap in the rotating frame 13 (that is, the cooling air backflow phenomenon) can be completely prevented. Cannot be excluded.
図5は、この逆流現象の説明図である。図5(a)は、図3(a)とは逆に、架台装置10をリア方向から見たときの冷却風の流れを示す図であり、図5(b)は、図2(b)と同様に、架台装置10を側方から見たときの冷却風の流れを示す図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of this backflow phenomenon. 5(a) is a diagram showing the flow of cooling air when the gantry device 10 is viewed from the rear direction, contrary to FIG. 3(a), and FIG. Similarly, it is a diagram showing the flow of cooling air when the gantry device 10 is viewed from the side.
図5(a)では、破線の楕円で囲った矢印によって、回転フレーム13の隙間を通って、リア側からフロント側に逆流する冷却風を模式的に示している。同様に、図5(b)にも、細い矢印で、リア側からフロント側に逆流する冷却風を模式的に示している。
このような逆流の存在によって、暖められた冷却風がコンポーネント200内に再還流することになり、冷却効率が低下する。
In FIG. 5A, arrows surrounded by broken ellipses schematically show cooling air flowing back from the rear side to the front side through the gap in the rotating frame 13. Similarly, in FIG. 5(b), cooling air flowing back from the rear side to the front side is schematically shown by thin arrows.
The presence of such backflow causes warmed cooling air to flow back into component 200, reducing cooling efficiency.
そこで、第2の実施形態のX線CT装置1では、図6に示したように、冷却風の逆流を防止するための逆流防止プレート500を備えるものとしている。図6(a)は、図5(a)と同様に、架台装置10をリア方向から見た図であり、逆流防止プレート500と、逆流防止プレート500によって規制された冷却風の流れを示す図である。図6(b)は、架台装置10を側方から見たときの図であり、図6(a)と同様に逆流防止プレート500と、逆流防止プレート500によって規制された冷却風の流れを示す図である。 Therefore, as shown in FIG. 6, the X-ray CT apparatus 1 of the second embodiment is provided with a backflow prevention plate 500 for preventing backflow of cooling air. Similar to FIG. 5(a), FIG. 6(a) is a diagram of the gantry device 10 viewed from the rear direction, and is a diagram showing the backflow prevention plate 500 and the flow of cooling air regulated by the backflow prevention plate 500. It is. FIG. 6(b) is a side view of the gantry device 10, and similarly to FIG. 6(a), it shows the backflow prevention plate 500 and the flow of cooling air regulated by the backflow prevention plate 500. It is a diagram.
図6(a)に例示するように、逆流防止プレート500は、回転フレーム13の排気側の面、即ち、第2の面420側のほぼ全面を覆うように固定されるプレートである。第1の実施形態で説明したように冷却風がコンポーネント200のフロント側からリア側に流れる実施形態では、逆流防止プレート500は回転フレーム13のリア側に設けられる。逆に、冷却風がコンポーネント200のリア側からフロント側に流れる実施形態では、逆流防止プレート500は回転フレーム13のフロント側に設ければよい。 As illustrated in FIG. 6A, the backflow prevention plate 500 is a plate fixed so as to cover almost the entire surface of the rotating frame 13 on the exhaust side, that is, the second surface 420 side. In the embodiment in which the cooling air flows from the front side to the rear side of the component 200 as described in the first embodiment, the backflow prevention plate 500 is provided on the rear side of the rotating frame 13. Conversely, in an embodiment in which the cooling air flows from the rear side to the front side of the component 200, the backflow prevention plate 500 may be provided on the front side of the rotating frame 13.
逆流防止プレート500の、各コンポーネント200の排気部220(排気ファン220、又は、排気口240)の夫々と対向する位置には、排気ファン220又は、排気口240とほぼ同じ大きさの開口が形成されており、逆流防止プレート500の上記開口以外の領域は塞がれている。 An opening approximately the same size as the exhaust fan 220 or exhaust port 240 is formed in the backflow prevention plate 500 at a position facing each of the exhaust portions 220 (exhaust fan 220 or exhaust port 240) of each component 200. The area other than the opening of the backflow prevention plate 500 is closed.
このような逆流防止プレート500により、各コンポーネント200の排気部220から排気された冷却風が、回転フレーム13の隙間を通ってコンポーネント200の吸気側に逆流することを防止している。この結果、第1の実施形態のX線CT装置1に対して、冷却効率をさらに向上させることが可能となる。
以上説明した少なくとも1つの実施形態のX線CT装置によれば、回転フレームに装着された各コンポーネントの冷却効率を高めることができる。
Such a backflow prevention plate 500 prevents the cooling air exhausted from the exhaust section 220 of each component 200 from flowing back to the intake side of the component 200 through the gap in the rotating frame 13. As a result, it becomes possible to further improve the cooling efficiency of the X-ray CT apparatus 1 of the first embodiment.
According to the X-ray CT apparatus of at least one embodiment described above, it is possible to improve the cooling efficiency of each component mounted on the rotating frame.
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, changes, and combinations of embodiments can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
1 X線CT装置
10 架台装置
11 X線管
12 X線検出器
13 回転フレーム
14 固定フレーム
18 DAS
20 X線発生装置
200 コンポーネント
210 コンポーネント吸気部
220 コンポーネント排気部
300 ハウジング
310 吸気部
320 排気部
410 第1の面
420 第2の面
430 回転軸
500 逆流防止プレート
1 X-ray CT device 10 Frame device 11 X-ray tube 12 X-ray detector 13 Rotating frame 14 Fixed frame 18 DAS
20 X-ray generator 200 Component 210 Component intake section 220 Component exhaust section 300 Housing 310 Intake section 320 Exhaust section 410 First surface 420 Second surface 430 Rotating shaft 500 Backflow prevention plate
Claims (7)
複数のコンポーネントが固定される回転フレームと、
前記回転フレームを収納する非回転のハウジングと、
を備え、
前記ハウジングには、前記コンポーネントを冷却するための冷却風を吸気する吸気部と、前記冷却風を排気する排気部とが設けられ、
前記ハウジングの前記寝台装置に対向する側を前記ハウジングのフロント側とし、その反対側をリア側とするとき、
前記吸気部は、前記ハウジングの前記フロント側前面と前記回転フレームのフロント側前面との間であって、前記ハウジングの下端部の位置に配設され、
前記排気部は、前記ハウジングのリア側後面と前記回転フレームのリア側後面との間であって、前記ハウジングの上端部の位置に配設され、
前記コンポーネントに設けられるコンポーネント吸気部は、各コンポーネントの筐体のフロント側に設けられ、前記コンポーネントに設けられるコンポーネント排気部は、各コンポーネントの筐体のリア側に設けられ、
前記冷却風は、前記コンポーネント内を、前記回転フレームの回転軸に略平行となるように流れる、
X線CT装置。 An X-ray CT device that photographs a subject placed on a bed device,
a rotating frame to which multiple components are fixed;
a non-rotating housing that houses the rotating frame;
Equipped with
The housing is provided with an intake part that takes in cooling air for cooling the component, and an exhaust part that exhausts the cooling air,
When the side of the housing facing the bed device is the front side of the housing, and the opposite side is the rear side,
The intake part is disposed at a lower end of the housing between the front side of the housing and the front side of the rotating frame,
The exhaust part is disposed at an upper end of the housing between the rear side rear surface of the housing and the rear side rear surface of the rotating frame,
The component intake section provided in the component is provided on the front side of the casing of each component, the component exhaust section provided on the component is provided on the rear side of the casing of each component,
The cooling air flows within the component so as to be substantially parallel to the rotation axis of the rotating frame.
X-ray CT device.
請求項1に記載のX線CT装置。 The intake section includes an intake port that takes in the cooling air into the housing, and the exhaust section includes a fan that discharges the cooling air from the housing.
The X-ray CT apparatus according to claim 1 .
請求項2に記載のX線CT装置。 The intake section is configured to include a plurality of the intake ports, and the exhaust section is configured to include a plurality of the fans.
The X-ray CT apparatus according to claim 2 .
請求項1に記載のX線CT装置。 The component intake section includes a component intake port or a component intake fan that intakes the cooling air.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項1又は4に記載のX線CT装置。 The component exhaust section is configured to include a component exhaust port or a component exhaust fan that exhausts the cooling air.
The X-ray CT apparatus according to claim 1 or 4 .
複数のコンポーネントが固定される回転フレームと、
前記回転フレームを収納する非回転のハウジングと、
を備え、
前記ハウジングには、前記コンポーネントを冷却するための冷却風を吸気する吸気部と、前記冷却風を排気する排気部とが設けられ、
前記ハウジングの前記寝台装置に対向する側を前記ハウジングのフロント側とし、その反対側をリア側とするとき、
前記排気部及び前記吸気部のいずれか一方は、前記ハウジングの前記フロント側の位置であって、前記ハウジングの径方向の端部である第1端部の位置に配設され、他方は、前記回転フレームを挟んで、前記ハウジングの前記リア側の位置であって、前記径方向の略反対側の端部である第2端部の位置に配設され、
前記冷却風は、前記コンポーネント内を、前記回転フレームの回転軸に略平行となるように流れ、
前記複数のコンポーネントは、前記回転フレームの回転軸に直交する互いに平行な第1の面と第2の面との間に配設され、
前記吸気部は、前記第1の面側の位置であって、前記第1端部の位置に配設され、前記排気部は、前記第2の面側の位置であって、前記第2端部の位置に配設され、
前記回転フレームは、前記回転フレームの前記第2の面側を覆う逆流防止プレートを備え、
前記逆流防止プレートは、前記複数のコンポーネントの全部又は一部から吐き出された冷却風が前記第2の面側から前記第1の面側に戻るのを防止し、
前記複数のコンポーネントの全部又は一部の筐体は、前記冷却風を排気するコンポーネント排気口、又は、コンポーネント排気ファン、を備えて構成され、
前記逆流防止プレートには、前記コンポーネント排気口、又は、前記コンポーネント排気ファンと対向する位置に通気のための開口が形成され、前記逆流防止プレートの前記開口以外の領域は塞がれている、
X線CT装置。 An X-ray CT device that photographs a subject placed on a bed device,
a rotating frame to which multiple components are fixed;
a non-rotating housing that houses the rotating frame;
Equipped with
The housing is provided with an intake part that takes in cooling air for cooling the component, and an exhaust part that exhausts the cooling air,
When the side of the housing facing the bed device is the front side of the housing, and the opposite side is the rear side,
One of the exhaust section and the intake section is disposed at a position on the front side of the housing and at a first end that is a radial end of the housing, and the other is disposed at a first end that is a radial end of the housing. disposed at a position on the rear side of the housing with the rotating frame in between, and at a second end that is an end on the substantially opposite side in the radial direction;
The cooling air flows within the component substantially parallel to the rotation axis of the rotating frame,
The plurality of components are arranged between a first surface and a second surface that are parallel to each other and perpendicular to the rotation axis of the rotation frame,
The intake part is located on the first surface side and is disposed at the first end, and the exhaust part is located on the second surface side and is disposed at the second end. located at the position of
The rotating frame includes a backflow prevention plate that covers the second surface side of the rotating frame,
The backflow prevention plate prevents cooling air discharged from all or part of the plurality of components from returning from the second surface side to the first surface side,
The housings of all or part of the plurality of components are configured to include a component exhaust port or a component exhaust fan that exhausts the cooling air,
The backflow prevention plate has an opening for ventilation formed at a position facing the component exhaust port or the component exhaust fan, and an area of the backflow prevention plate other than the opening is closed.
X-ray CT device.
請求項1に記載のX線CT装置。
A louver for discharging the cooling air is provided in the housing of some of the plurality of components.
The X-ray CT apparatus according to claim 1 .
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114122453B (en) * | 2022-01-28 | 2022-04-08 | 氢山科技有限公司 | Hydrogen energy forklift fuel cell system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050287008A1 (en) | 2004-06-25 | 2005-12-29 | General Electric Company | Method and system for a variable speed fan control for thermal management |
US20060215808A1 (en) | 2005-03-23 | 2006-09-28 | General Electric Company | System and method for cooling components rotatable about an axis |
US20160235377A1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Computed tomography system having cooling system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3587410B2 (en) * | 1996-04-17 | 2004-11-10 | 株式会社東芝 | X-ray CT system |
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- 2020-01-10 JP JP2020002765A patent/JP7390192B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050287008A1 (en) | 2004-06-25 | 2005-12-29 | General Electric Company | Method and system for a variable speed fan control for thermal management |
US20060215808A1 (en) | 2005-03-23 | 2006-09-28 | General Electric Company | System and method for cooling components rotatable about an axis |
US20160235377A1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Computed tomography system having cooling system |
JP2019051302A (en) | 2017-09-15 | 2019-04-04 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | X-ray ct device and insert |
DE102017216765A1 (en) | 2017-09-21 | 2018-07-19 | Siemens Healthcare Gmbh | Frame for a gantry of a medical imaging device |
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