JPH09206294A

JPH09206294A - スリップリング及び放射線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH09206294A
Application number: JP8016470A
Authority: JP
Inventors: Mitsuro Kawakami; 充郎川上; Hirotaka Murata; 博隆村田
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1996-02-01
Filing date: 1996-02-01
Publication date: 1997-08-12
Anticipated expiration: 2016-02-01
Also published as: JP3672999B2

Abstract

(57)【要約】【課題】設計の自由度が大きなスリップリング及び放
射線CT装置を提供することを課題とする。【解決手段】回転する機器に対して給電を行なう給電
手段４２と機器に対して信号の授受を行なう信号授受手
段４３,５０とを有するスリップリングにおいて、電力
供給手段と信号授受手段とを、回転する機器の回転軸に
対して直交する平面上(円板プレート４１の端面上)と、
回転軸を軸とする円周面上(円板プレート４１の円周面
上)とに設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転する機器に対
して給電を行なう給電手段と前記機器に対して信号の授
受を行なう信号授受手段とを有するスリップリング、及
び、このスリップリングを具備したX線,γ線,ポジトロ
ン等の放射線を利用する放射線CT(ComputedTomography)
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転する機器に対して給電や信号の授受
を行なうスリップリングが用いられる装置の一例として
放射線CT装置がある。

【０００３】図５は放射線CT装置の一例としてのX線CT
装置のガントリの断面構成図、図６は図５における左側
面図、図７は図６におけるスリップリングの拡大構成図
である。

【０００４】これらの図において、１は被検体AにX線を
曝射するX線管であり、X線管１は床F上に設けられるフ
レーム２に対してベアリング３を介して回転可能に設け
られた略円環状の回転ケーシング４に取り付けられてい
る。

【０００５】又、フレーム２は上部フレーム２ａと下部
フレーム２ｂとから構成され、下部フレーム２ｂにはロ
ーラガイド５が設けられ、上部フレーム２ａの下部フレ
ーム２ｂ対向面にはローラガイド５に当接する円弧面２
ｃが形成され、上部フレーム２ａは下部フレーム２ｂに
対して前後方向に傾動(チルト)可能となっている。回転
ケーシング４には大プーリ(pulley ; ベルト車)６が設
けられ、一方、下部フレーム２ｂにはモータ７が設けら
れ、モータ７の出力軸に取り付けられた小プーリ８と大
プーリ６とに巻き掛けられたベルト９により、回転ケー
シング４は回転駆動されるようになっている。

【０００６】回転ケーシング４には、X線管１に対向配
置され、X線管１より曝射されたX線を検出する検出器１
０が設けられている。更に、回転ケーシング４には、大
プーリ６に隣接して、ディスクタイプのスリップリング
の円板プレート２１(図７参照)が設けられている。

【０００７】フレーム２には円板プレート２１に設けら
れた同心円状の複数の導電性のリング２２にそれぞれ対
向して設けられたブラシ１５が配設されている。ブラシ
１５は、各リング２２に摺接するブラシ片１６と、この
ブラシ片１６をリング２２に押接するブラシ片押圧手段
１７とから構成されている。

【０００８】そして、ブラシ１５のブラシ片１６とリン
グ２２との摺接により、床F上に設けられたフレーム２
側の機器(電源部、コンピュータ、表示部等)と、フレー
ム２に対して回転可能に設けられた回転ケーシング４側
の機器(X線管１、検出器１０等)との給電や信号の授受
がなされる。

【０００９】次に、上記構成の作動を説明する。モータ
７が駆動されると、プーリ８,ベルト９,大プーリ６を介
して、回転ケーシング４が回転する。回転ケーシング４
が回転することにより、被検体Aの回りをX線管１と検出
器１０とが回転する。

【００１０】そして、X線管１から被検体Aに曝射された
X線は被検体を透過し、検出器１０によって検出され
る。被検体A内の臓器,血液,灰白質等の組織のX線吸収率
が異なることにより、検出器１０によって検出されたX
線をコンピュ−タ処理することによって撮影対象部位の
断層面(スライス面)の画像が得られる。

【００１１】また、このようなX線CT装置に用いられる
スリップリングは、上記構成で説明を行なった絶縁性の
円板プレート２１上に同心円の導電性のリング２２を設
けたディスクタイプと、図８に示すように、絶縁性の円
筒の円周面上に導電性のリング２４を設けたドラムタイ
プとがある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】

I. 上述の２つのタイプ、即ち、ディスクタイプのスリ
ップリングとドラムタイプのスリップリングとでは、下
記のような長所,短所がある。

【００１３】(1) ディスクタイプのスリップリング厚さD2は薄くできるが、リング２２の本数が増えると、
内外径差D1が大きくなる。

【００１４】放射線CT装置においては、このようなディ
スクタイプのスリップリングを用いると、ガントリの厚
み(奥行き)を小さくすることができ、患者への圧迫感が
少なく、技師の患者へのアクセスが容易であるという長
所がある反面、以下の様な短所もある。

【００１５】即ち、円板プレート２１の内径部分は、被
検体Aが自由に挿通可能なように、一定の値以上の径が
必要である。一方、近年、様々な態様の診断に対応する
ため、回転ケーシング４側に設けられる機器は増える傾
向にあり、それに伴い、これら機器に対する給電ライン
及び信号の授受ラインも増える傾向にある。更に、円板
プレート２１上に設けられるリング２２の間隔も、リン
グ間の絶縁を確保するため一定の距離(沿面距離)が必要
であり、リング２２の本数が増えるに従って円板プレー
ト２１の外形は大きくなる。

【００１６】円板プレート２１の外形が大きくなること
により、ガントリの厚み(奥行)は変わらないが、ガント
リの高さや横幅が大きくなり、更に、径の二乗に比例す
る円板プレート２１の慣性モーメントも大きくなり、回
転ケーシング４を駆動するモータ７や、回転ケーシング
４の回転を停止するブレーキ機構も大型化する必要があ
る。

【００１７】(2) ドラムタイプのスリップリング内外径差D1は小さくできるが、リング２４の本数が増え
ると、厚さD2が大きくなる。

【００１８】放射線CT装置においては、このようなドラ
ムタイプのスリップリングを用いると、ガントリの厚み
(奥行き)が大きくなり、患者への圧迫感が大きく、技師
の患者へのアクセスも不便になるという短所がある。

【００１９】また、様々な態様の診断に対応するため、
回転ケーシング４側に設けられる機器を増やした場合で
は、円筒２３の厚さD2が大きくなる。この場合、ガント
リの厚み(奥行)は大きくなるが、ガントリの高さや横幅
は変わらない。

【００２０】更に、回転する円筒２３の慣性モーメント
も、ディスクタイプのスリップリングに比べれば、大き
くならず、回転ケーシング４を駆動するモータ７や、回
転ケーシング４の回転を停止するブレーキ機構も、大型
化の度合いは少なくて済む長所がある。

【００２１】しかし、ディスクタイプ,ドラムタイプい
ずれの場合も、設計の自由度は限られるという問題点は
ある。 II. 近年、スリップリングを用いた信号の授受では、デ
ータ量の増大に伴い、通信速度が高速になってきてい
る。

【００２２】上記構成のスリップリングは、相対移動す
る二つの導体が接触することにより、二つの導体間の電
気的導通を実現している。高速通信においては、二つの
導体間で瞬時の停電(以下、瞬停という)が発生すると、
データの保証ができなくなる。

【００２３】放射線CT装置においても、検診時間の短縮
のために回転ケーシング４の回転速度を上げたり、円板
プレート２１の径の増大により外側のリングでは周速が
上がったりして、このような瞬停が発生する恐れは充分
にある。

【００２４】よって、非接触の信号の授受を行なう方法
が提案されている。具体的には、マイクロウェーブや光
を用いて信号の授受を行なう方法である。しかし、上記
構成のディスクタイプやドラムタイプのスリップリング
に、このような非接触の信号授受手段を設ける場合、ノ
イズ等の影響を無くすために接触式の電源ラインより離
して設けなければならず、スリップリングが更に大きく
なるという問題点がある。

【００２５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、設計の自由度が大きなスリップリン
グ及び放射線CT装置を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のスリップリングは、回転する機器に対して給電を行
なう給電手段と前記機器に対して信号の授受を行なう信
号授受手段とを有するスリップリングにおいて、前記電
力供給手段と前記信号授受手段とを、前記回転する機器
の回転軸に対して直交する平面上と、前記回転軸を軸と
する円周面上とに設けたものである。

【００２７】電力供給手段と信号授受手段とを、回転す
る機器の回転軸に対して直交する平面上と、回転軸を軸
とする円周面上との二つの面上に設けることにより、ス
リップリングの設計の自由度が上がる。

【００２８】ここで、信号授受手段は送信側と受信側と
が非接触であることが望ましい。即ち、非接触にするこ
とにより、大量のデータを瞬停なく授受することが可能
となる。

【００２９】更に、接触式の給電手段から発生するノイ
ズの影響を防止するため、接触式の給電手段と非接触式
の信号授受手段とはできるだけ遠ざける方がよい。例え
ば、回転する機器の回転軸に対して直交する平面上と、
回転軸を軸とする円周面上との二つの面上のうち、どち
らか一方の面上に給電手段を、他方の面上に信号授受手
段を設ける。また、同一面上に給電手段と信号授受手段
とが混在する場合でも、信号授受手段の近傍には、給電
手段の低圧ラインを配置する。

【００３０】ここで、給電手段の一例としては、導電性
のリングと、このリングに接触する固定側の導電性ブラ
シがあり、信号授受手段としては、リング状の送波また
は受波アンテナと、リング状のアンテナと近接して設け
られた受波または送波アンテナや、リング状の導光部
材,この導光部材に設けられた受光または発光素子と、
リング状の導光部材に近接して設けられた発光または受
光素子がある。

【００３１】次に、本発明の放射線CT装置は、回転する
機器に対して給電を行なう給電手段と前記機器に対して
信号の授受を行なう信号授受手段とを有し、前記電力供
給手段と前記信号授受手段とを、前記回転する機器の回
転軸に対して直交する平面上と、前記回転軸を軸とする
円周面上とに設けたスリップリングを具備するものであ
る。

【００３２】電力供給手段と信号授受手段とを、回転す
る機器の回転軸に対して直交する平面上と、回転軸を軸
とする円周面上との二つの面上に設けることにより、ス
リップリングの設計の自由度が上がる。

【００３３】

【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態例の要部
構成断面図、図２は図１に示すスリップリングを用いた
X線CT装置のガントリの断面構成図、図３は図２におけ
る左側面図、図４は図１におけるスリップリングの拡大
構成斜視図である。

【００３４】まず、図２及び図３を用いて、本発明の実
施の形態例のスリップリングを用いたX線CT装置の全体
構成を説明する。３１は被検体AにX線を曝射するX線管
であり、X線管３１は床F上に設けられるフレーム３２に
対してベアリング３３を介して回転可能に設けられた略
円環状の回転ケーシング３４に取り付けられている。

【００３５】又、フレーム３２は上部フレーム３２ａと
下部フレーム３２ｂとから構成され、下部フレーム３２
ｂにはローラガイド３５が設けられ、上部フレーム３２
ａの下部フレーム３２ｂ対向面にはローラガイド３５に
当接する円弧面３２ｃが形成され、上部フレーム３２ａ
は下部フレーム３２ｂに対して前後方向に傾動(チルト)
可能となっている。回転ケーシング３４には大プーリ３
６が設けられ、一方、下部フレーム３２ｂにはモータ３
７が設けられ、モータ３７の出力軸に取り付けられた小
プーリ３８と大プーリ３６とに巻き掛けられたベルト３
９により、回転ケーシング３４は回転駆動されるように
なっている。

【００３６】回転ケーシング３４には、X線管３１に対
向配置され、X線管３１より曝射されたX線を検出する検
出器４０が設けられている。更に、回転ケーシング３４
には、大プーリ３６に隣接して、スリップリングの円板
プレート４１が設けられている。

【００３７】ここで、図１及び図４を用いてスリップリ
ングの円板プレート４１の説明を行なう。円板プレート
４１(回転ケーシング３４)の回転軸と直交する平面とし
ての円板プレート４１の端面には、複数の同心円状の溝
４１ａが形成され、これらの溝４１ａの底面には、銅等
の導電性のリング４２が配設されている。

【００３８】尚、リング４２を溝４１ａの底面に配設し
たのは、隣接するリング間の沿面距離を充分にとって、
隣接するリング間の絶縁を確保するためである。また、
円板プレート４１(回転ケーシング３４)の回転軸とを軸
とする円周面上である円板プレート４１の円周面上に
は、複数の溝４１ｂが形成され、この溝４１ｂの底面に
は、リング状のマイクロウェーブ送受波アンテナ４３が
配設されている。

【００３９】また、図３に示すように、フレーム３２に
は円板プレート４１に設けられた同心円状の複数の導電
性のリング４２にそれぞれ対向して設けられたブラシ４
５が配設されている。ブラシ１５は、各リング４２に摺
接する銅,導電性カーボン等のブラシ片４６と、このブ
ラシ片４６をリング４２に押接するブラシ片押圧手段４
７とから構成されている。

【００４０】そして、ブラシ４５のブラシ片４６と円板
プレート４１のリング４２との摺接により、床F上に設
けられたフレーム３２側の機器である電源部と、フレー
ム３２に対して回転可能に設けられた回転ケーシング３
４側の機器(X線管３１、検出器４０等)との給電を行な
う給電手段が形成されている。

【００４１】一方、図１に示すように、フレーム３２に
は、マイクロウェーブ送受波アンテナ４３に対向するマ
イクロウェーブ送受波アンテナ５０が設けられ、これら
二つのアンテナ間で、フレーム３２側のデータ処理装置
と、回転ケーシング３４側の検出器４０との間のデータ
通信を行なう信号授受手段が形成されている。

【００４２】また、本実施の形態例では、円板プレート
４１のリング４２は、径の小さな順から回転ケーシング
３４内のX線管３１への給電を行なう「DC550V」「DC550
V RTN(リターン,グランド)」、回転ケーシング３４内の
検出器４０や他の交流機器への給電を行なう「AC115Vペ
ア」、回転ケーシング３４のグランドラインとフレーム
３２のグランドラインとを接続し、グランドの強化を行
う「FG(フレームグランド)」とし、高圧で一番のノイズ
源である「DC550V」の給電手段と、信号授受手段とをで
きるだけ離し、マイクロウェーブによる信号授受に影響
無いようにした。

【００４３】次に、上記構成の作動を説明する。モータ
３７が駆動されると、プーリ３８,ベルト３９,大プーリ
３６を介して、回転ケーシング３４が回転する。回転ケ
ーシング３４が回転することにより、被検体Aの回りをX
線管３１と検出器４０とが回転する。

【００４４】そして、X線管３１から被検体Aに曝射され
たX線は被検体を透過し、検出器４０によって検出され
る。被検体A内の臓器,血液,灰白質等の組織のX線吸収率
が異なることにより、検出器４０によって検出されたX
線をコンピュ−タ処理することによって撮影対象部位の
断層面(スライス面)の画像が得られる。

【００４５】上記構成のスリップリング及びX線CT装置
によれば、円板プレート４１の端面上と円周面上とに、
スリップリング機構を設けたことにより、スリップリン
グ及びX線CT装置の設計の自由度が大きくなる。

【００４６】特に、電源供給手段や信号授受手段のライ
ン数が増加した場合、円板プレート４１の内外径差(D1)
や奥行(D2)を自由に設定できることにより、被検体Aに
圧迫感を与えず、回転ケーシング３４を回転駆動や制動
する機器の大きさも最小にできる。

【００４７】更に、電力供給手段と信号授受手段とを有
するスリップリングにおいて、円板プレート４１の端面
上に、リング４２とブラシ４５とからなる電力供給手段
を設け、また、円板プレート４１の円周面上に、マイク
ロウェーブ送受波アンテナ４３とマイクロウェーブ送受
波アンテナ５０とからなる信号授受手段を設け、両者を
分離し、更に、高圧の電力供給手段を信号授受手段と一
番離れるように設定したことにより、信号授受手段への
電源供給手段で発生するノイズの影響を最小限にするこ
とができる。

【００４８】また、本発明は上記実施の形態例に限定す
るものではない。 (1) 上記実施の形態例では、非接触式の信号授受手段と
してマイクロウェーブを用いた手段で説明を行なった
が、他に、例えば、円板プレート４１の溝４１ｂに透光
性の導光リングと、受発光素子とを設け、フレーム３２
側に導光リングに対応して受発光素子を設けた光を用い
る信号授受手段でもよい。

【００４９】更に、従来のように、導電性のリングとリ
ングに摺接する導電性のブラシとからなる接触式の信号
授受手段であってもよい。 (2) 上記実施の形態例では、電力供給手段を円板プレー
ト４１の端面上に、信号授受手段を円板プレート４１の
円周面上に設けたが、円板プレート４１の端面上に信号
授受手段を、円周面上に電力供給手段を設けてもよい
し、また、円板プレート４１の端面,円周面上に信号授
受手段,電力供給手段を混在させてもよい。

【００５０】(3) 上記実施の形態例では、回転側である
回転ケーシング３４に円板プレート４１を設け、固定側
(非回転側)のフレーム３２にブラシ４５やマイクロウェ
ーブ送受波アンテナ５０を設けたが、逆に、回転ケーシ
ング３４にブラシ４５やマイクロウェーブ送受波アンテ
ナ５０を設け、フレーム３２に円板プレート４１を設け
てもよい。

【００５１】(4) 上記実施の形態例では、一組で信号の
やり取り(送波と受波)を行なうマイクロウェーブ送受波
アンテナ４３,５０を設けたが、単機能のマイクロウェ
ーブ送波アンテナとマイクロウェーブ受波アンテナを一
組づつ設けてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように本発明のスリップリン
グによれば、回転する機器に対して給電を行なう給電手
段と前記機器に対して信号の授受を行なう信号授受手段
とを有するスリップリングにおいて、前記電力供給手段
と前記信号授受手段とを、前記回転する機器の回転軸に
対して直交する平面上と、前記回転軸を軸とする円周面
上とに設けたことにより、スリップリングの設計の自由
度が上がる。

【００５３】また、前記信号授受手段は、送信側と受信
側とが非接触としたことによりデータの保証が確実に行
なえる。次に、本発明の放射線CT装置によれば、回転す
る機器に対して給電を行なう給電手段と前記機器に対し
て信号の授受を行なう信号授受手段とを有し、前記電力
供給手段と前記信号授受手段とを、前記回転する機器の
回転軸に対して直交する平面上と、前記回転軸を軸とす
る円周面上とに設けたスリップリングを具備したことに
より、電力供給手段と信号授受手段とを、回転する機器
の回転軸に対して直交する平面上と、回転軸を軸とする
円周面上との二つの面上に設けることにより、スリップ
リングの設計の自由度が上がり、ひいては放射線CT装置
の設計の自由度があがる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態例の要部構成断面図であ
る。

【図２】図１に示すスリップリングを用いたX線CT装置
のガントリの断面構成図である。

【図３】図２における左側面図である。

【図４】図１におけるスリップリングの拡大構成斜視図
である。

【図５】放射線CT装置の一例としてのX線CT装置のガン
トリの断面構成図である。

【図６】図５における左側面図である。

【図７】図６におけるスリップリングの拡大構成図であ
る。

【図８】ドラムタイプのスリップリングの構成図であ
る。

【符号の説明】

４１円板プレート４２リング４５ブラシ４３,５０マイクロウェーブ送受波アンテナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する機器に対して給電を行なう給電
手段と前記機器に対して信号の授受を行なう信号授受手
段とを有するスリップリングにおいて、前記電力供給手段と前記信号授受手段とを、前記回転す
る機器の回転軸に対して直交する平面上と、前記回転軸
を軸とする円周面上とに設けたことを特徴とするスリッ
プリング。
【請求項２】前記信号授受手段は、送信側と受信側と
が非接触であることを特徴とする請求項１記載のスリッ
プリング。
【請求項３】回転する機器に対して給電を行なう給電
手段と前記機器に対して信号の授受を行なう信号授受手
段とを有し、前記電力供給手段と前記信号授受手段と
を、前記回転する機器の回転軸に対して直交する平面上
と、前記回転軸を軸とする円周面上とに設けたスリップ
リングを具備することを特徴とする放射線CT装置。