WO1986004224A1 - Gantry of apparatus for photographing cross section using radioactive rays - Google Patents

Gantry of apparatus for photographing cross section using radioactive rays Download PDF

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WO1986004224A1
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Ryo Takahashi
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Yokogawa Medical Systems, Ltd.
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    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material

Definitions

  • the present invention relates to an improvement of a tilt adjusting mechanism of a gun unit of a radiation tomography apparatus.
  • the gun toy of the radiation tomography apparatus includes a radiation irradiator 6 that irradiates the subject 3 with the radiation from the radiation source 1 as a fan beam S by the collimator 2, A detection unit 7 that detects the radiation that has penetrated through the subject 3, and a rotation drive unit (not shown) that integrally rotates (scans) the radiation irradiation unit 6 and the detection unit 7 around the opening 5. It has a tilt adjustment mechanism (not shown) that tilts the surface of the fan beam S forward or backward with respect to the insertion direction X of the subject 3. The subject 3 is inserted and installed in the cylindrical opening 5 by the cradle 4.
  • Fig. 5 (a) is a configuration view from the back side (opposite side of the subject insertion direction) of the gun barrel
  • Fig. 5 (b) is a configuration view from the side of the gun barrel.
  • the main part of the tilt adjustment mechanism is that one end of the circular arc shape is brought into contact with the two mouths 11 that are rotatably installed on the side play 10 and the other end is supported by the support frame 12.
  • a main arm 13 that holds the other side of the support frame 1 2 by combining them, a main arm 14 that holds the other side of the support frame 12 in a similar configuration, and main arms 1 3 and 1 4
  • a drive unit 17 that tilts forward or backward during laps.
  • the two rollers 15 that come into contact with the main arm 14 are rotatably installed on the side play 16.
  • the support frame 12 indirectly supports the radiation irradiation section 6 and the detector 7 as shown in FIG. 4 by a cylindrical shaft (not shown) installed on the support frame 12 with a bearing interposed. is doing.
  • the drive unit 17 includes a motor 18 controlled by a control unit (not shown), a pulley 19 directly connected to the motor shaft,
  • Worm gear 20 a pulley directly connected to the input shaft of the worm gear 20, a sprocket 22 directly connected to the output shaft of the worm gear 20, two sprockets 23 and 24 at one end, and a sprocket blade 25 at the other end.
  • a connecting shaft 28 that is fixed to each other and is supported by bearings 26 and 27, a timing bell 29 that is wound around pulleys 19 and 21, and a chain 30 that is wound around sprockets 2 2 and 23.
  • This drive unit 17 is supported by the rotation of the motor 18 so that the support frame 12 and the main arm
  • the gun mechanism mechanism Rotate the part consisting of 1 3 and 1 4 etc. (hereinafter referred to as the gun mechanism mechanism) in the direction of arrow A or the direction of A 2 around the scan center 0.
  • the center of gravity of the gun mechanism is located at a position 02, which is different from the scan center 0, and a force that rotates the gun mechanism in the direction of arrow A 2 is generated.
  • the chain 34 is connected via the connecting shaft 28. Is also driven in the same manner, and the main arms 13 and 14 simultaneously rotate in the direction of arrow A.
  • the motor 18 is driven in the direction to loosen the chain 32, the chain 34 is also loosened and the main arms 13 and 14 simultaneously rotate in the direction of arrow A 2 under their own weight. Therefore, by controlling the rotation direction of the motor 18 from the control section, the gun-holding mechanism section can be tilted forward or backward with respect to the object insertion direction X.
  • the drive unit 17 has many components such as a motor, a pulley, a timing bell, a worm gear, a sprocket, a chain, a connecting shaft, and a winding drum. Since it is composed of elements, there is a problem that it leads to higher costs. In addition, there is also a problem that it is difficult to secure reliability and safety because a chain or the like, which has a complicated structure and is subject to severe mechanical wear, is used.
  • the object of the present invention is to reduce the cost, reliability and safety of the tilt adjustment mechanism. .JP86 / 00025
  • the purpose of the present invention is to provide a gun for a radiation tomography apparatus with improved operation.
  • the gun toy of the radiation tomography apparatus of the present invention applies a variable force of the drive cylinder 43 to the directions 14 of the integrally connected main arms 1 3 and 1 4 while the gas sprinkling is applied to the other 1 3. It is configured to exert a constant force of 42 to perform a tilting motion between the main arms 13 and 1 4 without twisting due to the cooperation of the two.
  • FIG. 1 (a) and (b) are configuration diagrams showing an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 (a), (b), and (c) are explanatory views of the inclination of the gun
  • Fig. 4 is a block diagram of the radiation tomography apparatus
  • FIGS. 5 (a) and 5 (b) are configuration diagrams showing a conventional example.
  • FIGS. 1A and 1B are configuration diagrams showing an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 (a) is a diagram showing the configuration of the main part of the tilt adjustment mechanism as viewed from the back side of the gun barrel
  • Figure 1 (b) is the main part of the tilt adjustment mechanism seen from the side of the gun barrel. It is a figure which shows the structure of a part.
  • Figs. (A) and (b) the same symbols as those in Figs. 5 (a) and (b) are used in the same meaning.
  • the main arms 13 and 14 are connected by a connecting rod 40 in a state of being installed on the rollers 11 and 15 and can rotate integrally in the direction of arrow A: or A 2. It has become successful. Further, the main arms 13 and 14 are connected to a gas spring 42 and a cylinder 43, which are installed with the base plate 41 as a base. The cylinder 43 rotatably engages one end 44 of the case with a pin 46 supported by a block 45 that is fixed to the base plate 41, and also attaches the tip of the drive shaft 47 to the main arm 14. The pin 49, which is supported by the fixed play 48, is rotatably locked.
  • the drive shaft 47 of the cylinder 43 is adapted to be linearly displaced in the direction of arrow B or B 2 by a motor 50 operated by a control signal from a control unit (not shown). on the other hand,
  • the gas spring 42 rotatably engages one end 51 of the case with a pin 53 which is supported by a play plate 52 which is fixed to the main arm 13 and at the end 55 of the connecting rod 54 is a base spray. It is configured to rotatably engage with a pin 57 supported by a block 56 fixed to 41.
  • the case of the gas spring 42 is filled with high-pressure nitrogen gas, etc., and has a spring mechanism with a small panel constant, which is constant in the extending direction regardless of the stroke of the revolving shaft 47. It is configured to generate the power of.
  • the force distribution between the gas spring 42 and the cylinder 43 is such that the force that opposes the momentum in the direction of arrow A2, which is exerted by the weight of the gun lifting mechanism, is almost evenly divided between the gas spring 42 and the cylinder 43. It is set to take charge.
  • the main arm 14 rotates in the direction of arrow A 1 and is connected by the connecting rod 40.
  • the main arms 1 and 3 that are also rotated together.
  • the gas armature 42 applies a force to the main arm 13 approximately equal to the force of the drive shaft 47 acting on the main arm 14, so that the main arms 14 and 1 3 have a force between them. Rotate without causing ⁇ .
  • the gun barrel can be tilted forward at a desired angle with respect to the insertion direction X of the subject.
  • Fig. 2 (c) shows the gun in a vertical position. In this way, even though the drive shaft for inclining is provided only on one side of the gun lift mechanism, the gun lift mechanism is twisted in the main arm garden on both sides. It can be tilted without any effort.
  • the present invention does not limit the main part of the tilt adjusting mechanism to the above-mentioned embodiment, and for example, the support of the support frame can be changed as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).
  • Pins 58 and 59 may be provided on the left and right sides of the support 2, supported by bearings 60 and 61, respectively, and gas springs 42 and cylinders 43 may be provided on both sides of the support frame 12 respectively.
  • each of the parts attached to FIGS. 3 (a) and (b) is the same as that used in FIGS. 1 (a) and (b).
  • the cylinder drive source may be a hydraulic system instead of the motor.
  • the structure of the drive unit of the tilt adjusting mechanism is simplified. Therefore, the cost of the tilt adjusting mechanism can be reduced, and the reliability of the gun and the safety of the radiation tomography apparatus can be realized.

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Description

明 細 書 放射線断層 ϋκ¾置のガントリ- 謹分野〕
本発明は、放射線断層撮影装置のガン卜リ一の傾斜調節機構の改良に関するもので ある。
〔背景技術 3
周知のように、放射線断層撮影装置のガン卜リーは、第 4図に示すように、放射線 源 1からの放射線をコリメータ 2でファンビーム Sにして被検体 3に照射する放射線 照射部 6と、被検体 3を透通した放射線を検出する検出部 7と、放射線照射部 6及び 検出部 7を開口部 5の周りを一体的に回転させる（スキャンする）回転駆動手段（図 示せず） と、 ファンビーム Sの面を被検体 3の挿入方向 Xに対してガン卜リー自体を 前傾又は後傾する傾斜調節機構（図示せず）を有する。被検体 3は、 クレードル 4に より、筒状の開口部 5に挿入設置される。
従来の傾斜調節機構の主要部は、第 5図（a )及び（b ) に示すような構成となつ ている。第 5図（a )は、 ガン卜リーの裏側（被検体挿入方向の反対側）からみた構 成図であり、 第 5図（b )は、 ガン卜リーの側面からみた構成図である。
傾斜調節機構の主要部は、サイドプレー卜 1 0に回動自在に設置される 2個の口— ラ 1 1上に、周面円弧状の一端を接触させ、他端を支持枠 1 2に結合して支持枠 1 2 の一方の側を保持するメインアーム 1 3と、 これと同様な構成で支持枠 1 2の他方の 側を保持するメインアーム 1 4と、 メインアーム 1 3及び 1 4を周時に前傾又は後傾 する駆動部 1 7とで構成される。メインアーム 1 4と接触する 2個のローラ 1 5はサ イドプレー卜 1 6に回動自在に設置されている。支持枠 1 2は、 ベアリングを介在し て支持枠 1 2に設置される筒状のシャフト （図示せず）によって、 第 4図に示したよ うな放射線照射部 6及び検出器 7を間接的に支持している。又、駆動部 1 7は、 制御 部（図示せず）によって制御されるモータ 1 8と、 モータ軸に直結するプーリ 1 9と、
Figure imgf000004_0001
2
ウォームギヤ 20と、 ウォームギヤ 20の入力軸に直結するプーリ と、 ウォーム ギヤ 20の出力軸に直結するスプロケッ卜 22と、一端に 2個のスプロケッ卜 23及 び 24を、.他端にスプロケヅ卜 25を夫々固着すると共に、軸受け 26及び 2 7に支 持される連結軸 28と、プーリ 1 9及び 21に巻回するタイミングベル卜 29と、 ス プロケッ卜 2 2及び 23に巻回するチェーン 30と、 スプロケッ卜 24に巻回すると 共に、一端をメインアーム 1 3に係止し、他端をチェーン巻取りドラム 3 1に係止す るチェーン 3 2と、 これと周様にスプロケッ卜 25に巻回すると共に、一端をメイン アーム 1 4に係止し、他端をチェーン巻取りドラム 33に係止するチェーン 34とで 構成される。 この駆動部 1 7は、 モータ 1 8の回転により支持枠 1 2、 メインアーム
1 3、 1 4等から成る部分（以下、 ガン卜リー機構部と言う）を、 スキャン中心 0， を中心にして矢印 A 方向又は A 2方向に回転させる。尚、 ガン卜リー機構部の重心 は、 スキャン中心 0 と異なる位置 02にあり、 ガン卜リ—機構部を矢印 A 2方向に 回転させる力を生じている。
以上の構成において、制御部からの指令に基づきモ一タ 1 8を回転させて、 チェ— ン 3 2をチェーン巻取りドラム 3 1に巻取る方向で駆動すると、連結軸 28を介して チェーン 34も同様に駆動され、 メインアーム 1 3及び 1 4が同時に矢印 A 方向に 回転する。又、 モータ 1 8をチェーン 3 2を緩める方向で駆動すると、同じくチェ一 ン 34も緩められメインアーム 1 3及び 1 4が自重で同時に矢印 A 2方向に回転する。 従って、 制御部からモータ 1 8の回転方向を制御することにより、 ガン卜リー機構部 を被検体挿入方向 Xに対して前傾又は後傾させることができる。
しかし、 このような «の放射線断層撮驟置のガントリ一にあっては、駆動部 1 7がモータ、プーリ、 タイミングベル卜、 ウォームギヤ、 スプロケット、 チェーン、 連結軸、 巻取りドラム等の多くの構成要素からなっているため、 コスト髙を招くとい う問題がある。又、構成が複雑なうえに機械的摩耗の激しいチェーン等を用いている ため、 信頼性や安全性の確保が難しいという問題もある。
〔発明の開示）
本発明の目的は、 傾斜調節機構についてコストを低減し、かつ、信頼性及び安全性 . JP86/00025
3
を高めた放射線断層撮影装置のガン卜リーを提供することにある。
本発明の放射線断層撮影装置のガン卜リーは、一体に結合されたメインアーム 1 3, 1 4の—方 1 4には駆動シリンダ 43の可変の力を作用させ、他方 1 3にはガススプ リング 42の一定の力を作用させて、両者の協調によりメインアーム 1 3, 1 4の間 にねじれを生じることのない傾斜運動を行わせるように構成されている。
〔図面の簡単な説明〕
第 1図（ a )及び（ b )は、本発明の一実施例を示す構成図、
第 2図（a )、 （b )及び（c )は、 ガン卜リーの傾斜の説明図、
第 3図（a )及び（b )は、本発明の他の実施例を示す構成図、
第 4図は、放射線断層撮影装置の構成図、
第 5図（a )及び（ b〉は、従来例を示す構成図である。
〔発明を実施するための最良の 態〕 . . 以下、 図面を参照し本発明について詳細に説明する。第 Ί図（a )及び（b)は、 本発明の一実施例を示す構成図である。第 1図（a )は、 ガン卜リーの裏側からみた 傾斜調節機構の主要部の構成を示す図であり、第 1図（b )は、 ガン卜リーの側面か らみた傾斜調節機構の主要部の構成を示す図である。第 Ί図（a )及び（b )におい て、第 5図（a )及び（b ) と同一符号は、周一意味で用いられている。
この実施例において、 メインアーム 1 3及び 1 4は、 ローラ 1 1及び 1 5上に設置 した状態にて連結棒 40で結合され、一体的に矢印 A：又は A 2方向に回動し得る構 成となっている。又、 メインアーム 1 3及び 1 4は、 ベースプレー卜 4 1を基台とし て設置するガススプリング 4 2及びシリンダ 43に夫々結合している。シリンダ 43 は、 ケースの一端 44を、 ベースプレー卜 4 1に固定するプロック 4 5に支持するピ ン 46と回動自在に係止すると共に、駆動軸 4 7の先端を、 メインアーム 1 4に固定 するプレー卜 48に支持するピン 49に回動自在に係止する構成となつている。又、 シリンダ 43の駆動軸 4 7は、 制御部（図示せず）からの制御信号によって動作する モータ 50により矢印 B 又は B 2方向の直線変位をするようになっている。一方、
Figure imgf000006_0001
4
ガススプリング 42は、 ケースの一端 5 1を、 メインアーム 1 3に固定するプレー卜 5 2に支持するピン 53に回動自在に係止すると共に、連結棒 54の先端 55を、 ベ —スプレー卜 4 1に固定するプロック 56に支持するピン 5 7と回動自在に係止する 構成となっている。又、 ガススプリング 4 2のケースには高圧の窒素ガス等が封入さ れ、パネ定数が小さいスプリング機構となっており、翻軸 4 7のスト口—クに関係 なく、 それが伸びる方向に一定の力を発生する構成となっている。ガススプリング 4 2とシリンダ 43の間の力の配分は、 ガン卜リ一機構部の自重により作用する矢印 A 2方向のモーメン卜に対抗する力を、 ガススプリング 42とシリンダ 43でほぼ等分 に受持つように設定されている。
ここで、制御部からの指令に基づきモータ 50を回転させてシリンダ 43の駆動軸 4 7を矢印 B 1方向に駆動すると、 メインアーム 1 4は矢印 A 1方向に回転し、連結 棒 40によって結合されているメインアーム 1 3も一緒に回転する。 このとき、 メイ ンアーム 1 3には、 ガススプリング 42によって、 メインアーム 1 4に作用する駆動 軸 4 7の力にほぼ等しい力が加えられているので、 メインアーム 1 4と 1 3はそれら の間にね ύれを生じることなく回転する。 この結果、第 2図（b )に示すように、 被 検体の挿入方向 Xに対してガン卜リ一を所望の角度で前傾させることができる。モー タ 50の回転方向を逆にしてガン卜リーを第 2図（c )のように後傾させる場合も同 様に、 メインアーム 1 3と 1 4にほぼ等しい力が作用してガン卜リーの自重による回 転のモーメントを支えることにより、両アームの間にねじれを生じさせることなくガ ン卜リーの傾斜が行える。なお、第 2図（a )はガン卜リーの垂直状態を示す。 この ように、傾斜を与えるための駆動軸がガン卜リ一機構部の片側だけに設けられている にもかかわらず、 ガン卜リー機構部を、その両側のメインアームの園にねじれを生じ ることなく傾斜させることがでさる。
尚、本発明は、傾斜調節機構の主要部を上記実施例に限定するものではなく、例え ば、支持枠の支持を、第 3図（a)及び ( b) に示すように、 支持枠 1 2の左右にピ ン 58及び 59を設け、軸受け 60及び 61夫々に支持させ、 かつ支持枠 1 2の両側 にガススプリング 4 2とシリンダ 43をそれぞれ設けるようにしてもよい。尚、第 3 図（a )及び（b )に付した各 は、第 1図（a )及び（b )に用いたものと符号 は同じ意味で用いられている。又、 シリンダの駆動源はモータに代えて油圧方式であ つてちよい。
以上説明の通り、本発明によれば、傾斜調節機構の駆動部の構成が簡単になる。 こ のため、傾斜調節機構のコストを低減しかつ信頼 tt¾び安全性を髙めた、放射線断層 撮影装置のガン卜リ一を実現することができる。
以上、発明を実施するための最良の形態について説明したが、 この技術分野の通常 の知識を持つ者にとっては、 以下の請求の範囲に示されている発明の概念を逸脱する ことなく種々の変形を行うことが可能である。

Claims

Figure imgf000008_0001
6
請求の範囲
1 筒状の開口部に挿入設置する被検体の断層データを収集する装置であって、放射 線照射部及び検出部がベアリングを介在して支持枠に支持するシャフ卜と一体化構成 となっている放射線断層撮影装置のガン卜リ一において、
前記支持枠を前記被検体の挿入方向に対して前傾又は後傾可能に支持すると共に、 制御部により駆動軸の直線変位が制御されるシリンダで前記支持枠の前傾又は後傾の 角度を定める構成としたことを特徴とする放射線断層撮影装置のガントリ一。
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