JPH08280661A - スリップリング式ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】良好な画質の断層画像を得られるスリップリン
グ式Ｘ線ＣＴ装置を提供する。 【構成】Ｘ線管球１と、コリメータユニット２と、Ｘ線
検出器４と、検出回路５を一体として回転する回転系の
回転位置をセンサ２５で検出して、その検出された回転
位置に対応して、高圧電源２０から供給されるブラシ８
１、８２の断続を切り替える手段２１、２２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線源等を具備する回
転系のスリップリングと、Ｘ線源等の電源を具備する固
定系のブラシを介して電源を供給するスリップリング式
Ｘ線ＣＴ装置に係り、特にＸ線源等に供給する高圧電源
からのノイズを低減するスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般のＸ線ＣＴ装置は、実開昭５４−３
５１８１号、実開昭５４−４００７６号および実開昭５
９−５９０４号に記載されている構造であった。つま
り、Ｘ線源として用いられるＸ線管球と、Ｘ線管装置に
対向配置されるＸ線検出器と、Ｘ線検出器からの信号を
増幅し、ディジタル化する検出回路への電源の供給は、
前記Ｘ線管球、前記Ｘ線検出器、前記検出回路の各々に
対応して固定系に設けられた電源に対し、ケーブルを結
線することで行われていた。この構造は、回転系への電
力供給と検出器の信号取り出しをするケーブルが、回転
系と固定系の間で一本のケーブルで接続されているた
め、連続複数回転を行うような計測が困難であるという
欠点を有していた。

【０００３】最近は、回転系にスリップリングを備え、
固定系にブラシを備えた構造で、電源供給、制御信号と
データ信号の信号送受を行えるスリップリング式といわ
れるものが主流となっている。これは、電動機のよう
に、連続回転が可能な構造であるので、上記ケーブル結
線のような欠点がないから、容易に連続複数回転の計測
ができる。このスリップリングは、スキャナのガントリ
開口部を形成するガントリフレームの外側と前記Ｘ線管
球と前記Ｘ線検出器と前記検出回路からなるＸ線検出系
の回転軌道の内側に複数チャンネル配置される。また、
前記ブラシは、スリップリングの外側に配置され、スリ
ップリングのチャンネルごとに対応した接点を形成して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記スリップリング式
は、電源供給、特にＸ線管球等に供給する高圧電源に係
る接点から発生するノイズがあるので、このノイズがＸ
線検出器や検出回路に混入するから、このような検出回
路から得たデータをそのまま用いて、断層画像を再構成
したのでは画質が劣化し、例えばモアレ状のアーチファ
クトを生じるため、診断に支障があるという問題があ
る。また、このようなノイズの混入を防ぐために、Ｘ線
検出器や検出回路にノイズを遮蔽する部材をつける方策
がとられているが、回転フレームと遮蔽部材との間の隙
間を完全になくすことはできず、また前記遮蔽部材を取
り付けるために生じるコストの上昇、また前記遮蔽部材
を設けたため重量が増すので回転系の回転源である電動
機の大型化にするために生じるコストの上昇、さらにガ
ントリのフレームの強度を遠心力に見合うものとするた
めのコスト上昇があるという問題がある。

【０００５】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的は、良好な画質の断層画像を得られ
るスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置を提供することであ
る。

【０００６】また、低廉なノイズ対策ができるスリップ
リング式Ｘ線ＣＴ装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｘ線発生源
とこのＸ線発生源に対向配置されたＸ線検出器とこのＸ
線検出器からの検出信号を増幅しディジタル信号とする
検出回路とからなるＸ線検出系を支持する回転フレーム
と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器および前記検出器回路
を支持しつつ回転させる支持機構と、前記回転フレーム
上の前記Ｘ線発生源と前記Ｘ線検出器と前記検出器回路
とに対し電源供給または信号取り出しを行うスリップリ
ングと、前記Ｘ線発生源と前記Ｘ線検出器と前記検出器
回路に対する電源と前記検出回路からの信号を処理する
画像処理装置を備えたスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置に
おいて、前記スリップリングの円周上の所定位置に設け
られた複数のブラシと、これらのブラシと前記電源また
は画像処理装置との間に設けられたスイッチと、前記検
出系の回転位置を検出する手段と、前記検出手段の回転
位置に対応して前記スイッチの開閉を制御する制御手段
を備えたことで達成される。

【０００８】

【作用】上記達成手段は、以上のような構成をしている
ので、複数のブラシが前記スリップリングの円周上の所
定位置に設けられ、スイッチがこれらのブラシと前記電
源または画像処理装置との間に設けられ、回転位置検出
手段が前記検出系の回転位置を検出し、制御手段が前記
検出手段の回転位置に対応して前記スイッチの開閉を制
御するから、ノイズ発生源をＸ線検出系に近づけること
ないため、良好な画質の断層画像を得られるスリップリ
ング式Ｘ線ＣＴ装置を提供することができる。

【０００９】また、遮蔽部材を不要とするか、最小限に
できるため、低廉なノイズ対策ができるスリップリング
式Ｘ線ＣＴ装置を提供することができる。

【００１０】

【実施例】本発明のスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置につ
いて、一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明
のスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置の第１の構成例を示す
図、図２は回転系の回転に伴った接点の断続を示す図、
図３は電源供給のスイッチ開閉のシーケンスの例を示す
図、図４は図１の回転系の構造図、図５は本発明のスリ
ップリング式Ｘ線ＣＴ装置の第２の構成例を示す図、図
６はスリップリングとブラシの断続機構の説明図であ
る。

【００１１】ＣＴの回転系の構造について、図４を用い
て説明する。図４（ａ）は回転系の正面（寝台側からガ
ントリを見る方向）から見た内部構造で、図４（ｂ）は
その側面方向から見たＡ−Ａ’断面図を示す。Ｘ線源で
あるＸ線管球１と、Ｘ線管球１に対向配置されたＸ線検
出器４と、Ｘ線管球１から照射されるＸ線をスライス方
向（ガントリ奥行方向）に狭められたＸ線ビーム３を形
成するコリメータユニット２とを備えている。さらに、
被検体を透過したＸ線を電気信号（アナログ信号）に変
換させるＸ線検出器４と、このＸ線検出器４の出力信号
を増幅し、アナログ信号からディジタル信号に変換させ
る検出回路ユニット５と、この回転系が被検体の周りを
回転して得られる複数の回転角度のディジタル信号を用
いて、被検体の断層画像を再構成させるデータ処理系３
０とを備えている。

【００１２】回転系の内部ではこれらＸ線管球１、コリ
メータユニット２、Ｘ線検出器４および検出回路ユニッ
ト５が、回転フレーム６の上に固定されている。この回
転フレーム６には、ベアリング構造をもつ回転軸受９に
より、固定フレーム１０に固定されている。このような
構造のため、回転フレーム６が自由に回転することが可
能となるから、Ｘ線管球１、コリメータユニット２、Ｘ
線検出器４および検出回路ユニット５が一体となって回
転でき、前述の複数のディジタルデータを得ることがで
きる。また、Ｘ線ＣＴ装置には、上記Ｘ線管球１、コリ
メータユニット２、Ｘ線検出器４および検出回路ユニッ
ト５の回転中心に、被検体を配置するため、回転フレー
ム６と固定フレーム１０には、被検体を挿入する開口
が、図４（ｂ）のガントリカバー１１で示すように、円
柱空間ができるような構造として、フレームが設けられ
ている。

【００１３】スリップリングは、回転フレーム６および
固定フレーム１０の間に配置されている。そしてスリッ
プリング７が回転フレーム６側に、ブラシ８が固定フレ
ーム１０側に配置されている。カバー１２は、スリップ
リング７の全周にわたってスリップリングと他のＸ線Ｃ
Ｔ装置の構成要素との接触を防止することと、スリップ
リング７とブラシ８の間での摩擦等によって生ずるノイ
ズを検出回路５の信号チャンネルへ混入させないように
することを兼ねている。

【００１４】また、スリップリング７のまわりの構造を
図６（ａ）に示す。スリップリングは、各種制御信号の
他にＸ線管球１、コリメータユニット２、Ｘ線検出器４
および検出回路ユニット５への供給電源またはＸ線管球
１に供給する高圧電源を固定フレーム部１０側から回転
フレーム部６側へ伝達供給し、また検出器の計測信号を
回転フレーム６側から固定フレーム１０側に伝達する役
目をもっている。そのため、各信号ごとに独立した伝達
経路が必要で、スリップリング７は銅または導体金属の
表面に金や銀さらには銅メッキ処理した経路リング７１
と、これら経路リング７１を個々に絶縁分離させるため
の各種絶縁材からなる絶縁リング７２とが交互に配置さ
れることで複数チャンネルを形成している。ブラシ８
は、導電性のある金属や黒鉛など導電体からなる接触部
８３と、ブラシ押さえ板８４とで構成され、経路リング
７１に圧接された状態で接触される構造となっており、
このブラシも各経路リング７１に対して複数個並ぶ集合
体であることを前提としている。このブラシの代表的な
形として、図６（ｂ）に示す黒鉛等の導電体を押さえつ
ける構造、図６（ｃ）に示す導電性の板バネを接触させ
る構造、図６（ｄ）に示す導電性金属線を束ねた構造の
各種の構造およびこれら構造の組合せが適用できる。

【００１５】上記回転系の構造について、本発明の構成
例１を、図１、図２、図３を用いて説明する。ここでは
説明を簡略するため、図１のように、スリップリングと
ブラシは、電源供給路（往路と復路＝アース）を１つで
説明するが、実際には上述したように複数の供給路が並
んであることも述べておく。Ｘ線管球１に供給される高
電圧は、回転系外部に配置された高圧電源２０により発
生され、この電源は高圧ケーブルよりブラシ８を介して
スリップリング７に供給され、さらにスリップリング７
からＸ線管球１に供給されている。本発明では、１つの
スリップリングに対して、その円周上に複数のブラシが
配置される。図１では上下方向に２つのブラシ８１、８
２が配置された例を示している。このため、電源供給路
は高圧電源２０から２つに分岐され、ブラシ８１、８２
に接続され、それらの途中には電源の供給を断続可能な
スイッチ２１、２２と開閉制御するスイッチ制御部２３
がある。また、Ｘ線検出系の回転角度を検出して、スイ
ッチ制御部２３に与えるセンサ２５も有している。

【００１６】次に、これらスイッチ制御の動作につい
て、図２、図３を用いて説明する。図２は正面から見た
回転系の回転の状態と、スリップリングとブラシの接点
の位置関係について示してある。図２（ａ）はＸ線管球
１の位置が図面真上の位置を角度０°として、この位置
が計測の開始点とする。ＣＴの計測は、被検体の周りを
３６０°あるいは１８０°＋Ｘビームの開き角度分回転
しなければ、被検体の断層画像は得られない。Ｘ線検出
器４と検出回路５が、最もブラシ８１またはブラシ８２
に近づく位置が、ブラシの接触点からのノイズがＸ線検
出系に最も混入しやすい位置であることを示している。
このため検出器４や検出回路５がノイズの混入しやすい
領域は、ブラシ８１に対して図２（ｃ）から図２（ｄ）
に至る回転角度、ブラシ８２に対して図２（ｅ）から図
２（ａ）に戻って図２（ｂ）までの角度が前記ノイズ混
入領域である。このため、図３に示すようなスイッチ２
１、２２の制御シーケンスから、スイッチ２１ではＢ°
からＣ°まで、スイッチ２２ではＤ°からＡ°までの範
囲を閉じている。このように制御すれば、スイッチのい
ずれか一方が閉じているので、スリップリングに対して
電源の供給がとだえることはない。

【００１７】また、図１では、高圧給電方式での電源か
ら回転系までの給電路の一般例で説明したが、低圧、中
圧電源供給の場合は、回転フレーム６側に昇圧トランス
が配置され、Ｘ線管球１に供給される。

【００１８】また、上記接点を２つの場合で説明した
が、２つ以上であってもよい。

【００１９】上記スイッチは、継電器や、パワートラン
ジスタ、サイリスタなどが用いられる。

【００２０】さらに、上記実施例では外部給電路の途中
にスイッチを配置したものを挙げたが、図５に示すよう
に、スイッチ制御装置の代わりに、ブラシをスリップリ
ングに押さえつける押さえつけ装置２４を配置して、ブ
ラシがスリップリングに接触あるいは非接触とするよう
に動作させる機構を設ければ、スイッチ２１、２２に代
えた機能をもつ。図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）
はブラシの詳細例を示している。押さえつけ装置２４
は、図２と図３で示すタイミングで、ブラシの接触およ
び非接触を行えば良い。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上のような構成となってい
るので、ノイズの発生源としての電源供給接点をＸ線検
出系に近づけることないため、良好な画質の断層画像を
得られるスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置を提供すること
ができるという効果を奏する。また、遮蔽部材を不要と
するか、最小限にできるため、低廉なノイズ対策ができ
るスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置を提供することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置の第１
の構成例を示す図。

【図２】回転系の回転に伴った接点の断続を示す図。

【図３】電源供給のスイッチ開閉のシーケンスの例を示
す図。

【図４】図１の回転系の構造図。

【図５】本発明のスリップリング式Ｘ線ＣＴ装置の第２
の構成例を示す図。

【図６】スリップリングとブラシの断続機構の説明図。

【符号の説明】

４ Ｘ線検出器 ５ 検出回路 ７ スリップリング ８ ブラシ ２０ 高圧電源 ２１ スイッチ ２２ スイッチ ２３ スイッチ制御装置 ２４ 押さえつけ装置 ２５ センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ線発生源とこのＸ線発生源に対向配置さ
   れたＸ線検出器とこのＸ線検出器からの検出信号を増幅
   しディジタル信号とする検出回路とからなるＸ線検出系
   を支持する回転フレームと、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出
   器および前記検出器回路を支持しつつ回転させる支持機
   構と、前記回転フレーム上の前記Ｘ線発生源と前記Ｘ線
   検出器と前記検出器回路とに対し電源供給または信号取
   り出しを行うスリップリングと、前記Ｘ線発生源と前記
   Ｘ線検出器と前記検出器回路に対する電源と前記検出回
   路からの信号を処理する画像処理装置を備えたスリップ
   リング式Ｘ線ＣＴ装置において、前記スリップリングの
   円周上の所定位置に設けられた複数のブラシと、これら
   のブラシと前記電源または画像処理装置との間に設けら
   れたスイッチと、前記検出系の回転位置を検出する手段
   と、前記検出手段の回転位置に対応して前記スイッチの
   開閉を制御する制御手段を備えたことを特徴とするスリ
   ップリング式Ｘ線ＣＴ装置。