WO2012023267A1 - 医用画像診断装置及び天板移動ユニット - Google Patents

Abstract

天板移動用モータの減速時に発生する回生電力を有効活用する。天板移動ユニット１０は、被検体を載置する天板を所定方向へ移動させる天板移動用モータと、前記天板移動用モータを動作させるための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記天板移動用モータにおいて発生した回生電力を充放電する充放電手段とを備える。

Description

医用画像診断装置及び天板移動ユニット

　本発明の実施形態は、天板移動用モータの減速時に発生する回生電力を有効活用することが可能な医用画像診断装置及び天板移動ユニットに関する。

　医用画像診断は、コンピュータ技術の発展に伴って実用化されたＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等により急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に近年のＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置では、生体情報の検出ユニットや演算処理ユニットの高速化及び高性能化に伴って複数スライス断面における画像データの収集と表示が容易となった。

　例えば、Ｘ線ＣＴ装置においては、患者や受検者（以下では、被検体と呼ぶ、）の周囲に対向して配置されたＸ線管とＸ線検出器を高速回転させると共に前記被検体をその体軸方向へ連続移動させることにより複数のスライス断面における投影データを収集し、これらの投影データを再構成処理することにより前記スライス断面における画像データや３次元データ（ボリュームデータ）の生成が行なわれる。又、近年では、検出素子が２次元配列されているＸ線検出器を用いたマルチスライス方式の適用により、３次元領域における投影データの収集に要する時間は更に短縮されている。

　一方、医用画像診断装置の技術開発に伴って増大する装置内の発熱は、装置の性能や機能を劣化させる大きな要因となるためその対策技術が重要となっている。特に、Ｘ線ＣＴ装置やＸ線診断装置、更には、ＭＲＩ装置のように被検体を載置した天板を移動させるための天板移動ユニットを有する医用画像診断装置では、移動機構に設けられた天板移動用モータの回生電力に起因する発熱が問題となっている。即ち、天板移動用モータの減速時に発生する回生電力により天板移動用モータ及びその近傍に設けられた移動機構が発熱し、この発熱は天板の継続的な移動動作を困難にした。このため、従来の医用画像診断装置では、回生電力を消費する回生抵抗を天板移動用モータに接続し、天板移動用モータから供給される回生電力により回生抵抗において発生した熱を筐体やファン等の放熱機構を介して外部へ拡散させる方法が行なわれてきた。

特開平９－２７６２６２号公報

　天板移動用モータの減速時に発生した回生電力は、天板移動ユニットの外部に設けられた回生抵抗において消費され、このとき発生した熱により回生抵抗に近接した他の制御系の回路動作は不安定になる。特に、天板の加速と減速を繰り返すような撮影方式では、回生抵抗の発熱に伴う制御系の誤動作により検査を中断しなくてはならない場合があり、検査効率の低下を招いていた。

　又、従来の医用画像診断装置における天板移動ユニットの電源は、別途設置された装置本体から供給されていたため、何らかのトラブルにより装置本体からの電源供給が停止された場合には天板の移動操作も不可能となり、検査中の被検体を安全な位置に退避させることができなかった。更に、天板移動ユニットと装置本体とが非接続の状態にある場合には、サービスマンによる天板移動ユニットの単体点検が不可能となり、効率のよい点検作業を行なうことができないという問題点を有していた。

　本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体を載置した天板を移動する際、天板移動用モータの減速時に発生する回生電力を有効活用することが可能な医用画像診断装置及び天板移動ユニットを提供することにある。

　上記課題を解決するために、本実施形態の天板移動ユニットは、被検体を載置する天板を所定方向へ移動させる天板移動用モータと、前記天板移動用モータを動作させるための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記天板移動用モータにおいて発生した回生電力を充放電する充放電手段とを備えたことを特徴としている。

　又、本実施形態の医用画像診断装置は、被検体が載置された天板を所定の方向へ移動することにより各種の撮影を行なう医用画像診断装置であって、被検体を載置する天板を所定方向へ移動させる天板移動用モータと、前記天板移動用モータを動作させるための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記天板移動用モータにおいて発生した回生電力を充放電する充放電手段とを備えた天板移動ユニットを用いて前記天板を移動させることを特徴としている。

本実施形態における医用画像診断装置の全体構成を示すブロック図。 本実施形態の医用画像診断装置が備える天板移動ユニットの具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態の天板移動ユニットが備えるＡＣ／ＤＣ変換部及びＤＣ／ＡＣ変換部の回路構成を示す図。 本実施形態の天板移動ユニットが備える切り替え部及び昇降圧部の具体的な構成を示す図。 本実施形態における回生電力の発生タイミングを説明するための図。 本実施形態の第１の変形例における天板移動ユニットの具体的な構成を示す図。 本実施形態の第２の変形例における天板移動ユニットの具体的な構成を示す図。

　以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。

　本実施形態の医用画像診断装置が備える天板移動ユニットは、天板を所望の方向へ移動させる天板移動用モータと、この天板移動用モータにおいて発生した回生電力を蓄積する充放電部を有し、被検体が載置された天板を天板移動用モータによって移動する際、天板移動用モータの減速時に発生する回生電力を充放電部の２次バッテリに蓄積する。そして、得られた回生電力を天板移動用モータの回転に必要な駆動電力あるいは天板移動ユニットの動作に必要な待機電力等に用いる。

　尚、以下の説明では、Ｘ線ＣＴ画像データの生成を可能とする医用画像診断装置について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線画像データ、ＭＲＩ画像データ、核医学画像データ等を生成する医用画像診断装置であっても構わない。

　本開示の実施形態における医用画像診断装置の構成と機能につき図１乃至図５を用いて説明する。尚、図１は、医用画像診断装置の全体構成を示すブロック図である。

　図１に示す医用画像診断装置１００は、照射条件設定部１と、Ｘ線発生部２と、投影データ生成部３と、画像データ生成部４と、表示部５とを備えている。照射条件設定部１は、後述の入力部１１から供給される撮影条件のＸ線照射条件に基づいて照射制御信号を生成する。Ｘ線発生部２は、照射条件設定部１から供給される照射制御信号に従って被検体１５０に対しＸ線を照射する。投影データ生成部３は、被検体１５０を透過したＸ線を検出して投影データを生成する。画像データ生成部４は、投影データ生成部３が生成した投影データを再構成処理して画像データ（Ｘ線ＣＴ画像データ）を生成する。表示部５は、画像データ生成部４によって生成された画像データを表示する。

　又、医用画像診断装置１００は、回転架台部６と、固定架台部７と、天板８と、架台回転ユニット９と、天板移動ユニット１０と、入力部１１と、システム制御部１２とを備えている。回転架台部６は、Ｘ線発生部２及び投影データ生成部３の一部を搭載し被検体１５０の周囲にて所定速度で高速回転する。固定架台部７は、回転架台部６を保持する。天板８は、図示しない寝台の上面に取り付けられ被検体１５０を載置してその検査対象部位を回転架台部６の中央部に設けられた撮影野へ移動させる。架台回転ユニット９は、回転架台部６を所定の方向へ高速回転させる。天板移動ユニット１０は、被検体１５０を載置した天板８を所定の方向へ移動させる。入力部１１は、撮影条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、天板８の移動を開始／終了させるための移動指示信号をはじめとする各種指示信号の入力等を行なう。システム制御部１２は、医用画像診断装置１００に設けられた上述の各ユニットを統括的に制御する。

　次に、医用画像診断装置１００が備える上述の各ユニットの構成と機能につき更に詳しく説明する。

　図１に示す照射条件設定部１は、入力部１１からシステム制御部１２を介して供給される撮影条件のＸ線照射条件（例えば、管電圧、管電流及びＸ線照射時間）に基づいて照射制御信号を生成しＸ線発生部２へ供給する。

　Ｘ線発生部２は、被検体１５０に対してＸ線を照射するＸ線管２１と、Ｘ線管２１の陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生する高電圧発生器２２と、Ｘ線管２１から放射されたＸ線の被検体１５０に対する照射範囲を制御するＸ線絞り器２３と、高電圧発生器２２が発生した上述の高電圧を回転架台部６に設けられたＸ線管２１へ供給するスリップリング２４を備えている。

　Ｘ線管２１は、Ｘ線を発生する真空管であり、高電圧発生器２２から供給される高電圧によって加速した電子をタングステンターゲットに衝突させてＸ線を放射する。一方、Ｘ線絞り器２３は、Ｘ線管２１と被検体１５０の間に設けられ、Ｘ線管２１から放射されたＸ線を所定の撮影領域に絞り込む機能と被検体１５０に対するＸ線の照射強度分布を設定する機能を有している。例えば、Ｘ線管２１から放射されたＸ線ビームを撮影領域に対応したコーンビーム状あるいはファンビーム状のＸ線ビームに成形する。

　次に、投影データ生成部３は、被検体１５０を透過したＸ線を検出するＸ線検出器３１と、Ｘ線検出器３１から出力された複数チャンネルの検出信号（投影データ）に対して電流／電圧変換とＡ／Ｄ変換を行なうデータ収集ユニット（以下、ＤＡＳ(Data Acquisition System)ユニットと呼ぶ。）３２と、ＤＡＳユニット３２の出力信号に対してパラレル／シリアル変換、電気／光／電気変換及びシリアル／パラレル変換を行なうデータ伝送回路３３を備えている。

　投影データ生成部３のＸ線検出器３１は、例えば、２次元配列された図示しない複数個のＸ線検出素子を備え、このＸ線検出素子の各々は、Ｘ線を光に変換するシンチレータと光を電気信号に変換するフォトダイオードによって構成されている。そして、これらのＸ線検出素子は、Ｘ線管２１の焦点を中心とした円弧に沿って回転架台部６に取り付けられている。

　一方、ＤＡＳユニット３２は、Ｘ線検出器３１から供給された投影データに対して電流／電圧変換とＡ／Ｄ変換を行なう。そして、データ伝送回路３３は、図示しないパラレル／シリアル変換器と電気／光／電気変換器とシリアル／パラレル変換器を有し、ＤＡＳユニット３２から出力された投影データは、回転架台部６に取り付けられたパラレル／シリアル変換器において時系列的な１チャンネルの投影データに変換され、電気／光／電気変換器を用いた光通信により固定架台部７に取り付けられたシリアル／パラレル変換器に供給される。

　次いで、シリアル／パラレル変換器において、１チャンネルの投影データは前記複数チャンネルの投影データに戻されて画像データ生成部４の投影データ記憶部に保存される。尚、このデータ伝送方法は、回転架台部６に設けられた投影データ生成部３と固定架台部７の外部に設けられた画像データ生成部４の間の信号伝送が可能であれば他の方法に替えることが可能であり、例えば、既に述べたスリップリング等のデバイスを使用しても構わない。

　そして、Ｘ線発生部２のＸ線管２１及びＸ線絞り器２３と上述の投影データ生成部３は、被検体１５０を挟むように対向して回転架台部６に装着され、移動機構部１０により被検体１５０の体軸方向（ｚ軸方向）に平行な軸を回転中心として高速回転する。

　次に、画像データ生成部４は、図示しない投影データ記憶部及び再構成処理部を備え、Ｘ線発生部２及び投影データ生成部３を用いたＸ線ＣＴ撮影にて収集される投影データを再構成処理して画像データを生成する機能を有している。

　即ち、投影データ記憶部には、被検体１５０の周囲における回転架台部６の高速回転によって収集された、例えば、マルチスライスモードの投影データが回転架台部６の回転角度情報を付帯情報として保存される。

　一方、再構成処理部は、各種の処理プログラムが予め保管されているプログラム保管部と演算部を備えている。前記演算部は、入力部１１からシステム制御部１２を介して供給される画像データ生成条件を受信し、この画像データ生成条件の再構成処理に好適な処理プログラムを前記プログラム保管部から読み出す。そして、この処理プログラムを用いて上述の投影データ記憶部から読み出した投影データを再構成処理することにより複数のスライス断面における画像データを生成する。

　表示部５は、図示しない表示データ生成部とモニタを備えている。表示データ生成部は、画像データ生成部４において生成された画像データを所定の表示フォーマットに変換して表示データを生成し前記モニタに表示する。

　次に、架台回転ユニット９は、Ｘ線発生部２のＸ線管２１と投影データ生成部３のＸ線検出器３１が対向して装着された回転架台部６を被検体１５０の周囲で高速回転させる機能を有し、図１に示すように架台回転制御部９１と架台回転部９２を有している。

　架台回転制御部９１は、入力部１１からシステム制御部１２を介して供給されるＸ線ＣＴ撮影の撮影条件及び撮影開始指示信号に基づいて回転速度や回転角度等を決定する回転制御信号を生成する。一方、架台回転部９２は、回転架台部６を所定速度で高速回転させる架台回転用モータとこの架台回転用モータに対する駆動信号を生成する駆動信号生成部（何れも図示せず）を備えている。

　一方、天板移動ユニット１０は、被検体１５０を載置した天板８を所定の方向へ平行移動させることにより、Ｘ線ＣＴ撮影時における被検体１５０の検査対象部位を回転架台部６の撮影野に配置し、又、Ｘ線ＣＴ撮影が終了した被検体１５０を所定の退避位置へ移動する機能を有している。

　次に、天板移動ユニット１０の具体的な構成につき図２のブロック図を用いて説明する。この天板移動ユニット１０は、天板移動制御部１０１と天板移動部１０２を備える。天板移動制御部１０１は、入力部１１からシステム制御部１２を介して供給された天板８の移動を開始するための移動開始指示信号あるいは天板８の移動を停止させるための移動停止指示信号に基づいて移動制御信号を生成する。

　一方、天板移動部１０２は、上下方向移動部１４ｙと、体軸方向移動部１４ｚと、左右方向移動部１４ｘと、充放電部１５とを有している。上下方向移動部１４ｙは、被検体１５０を載置した天板８を上下方向（図１のｙ方向）へ移動させる。体軸方向移動部１４ｚは、天板８を被検体１５０の体軸方向（図１のｚ方向）へ移動させる。左右方向移動部１４ｘは、天板８を上下方向及び体軸方向と直交する被検体１５０の左右方向（図１のｘ方向）へ移動させる。充放電部１５は、上下方向移動部１４ｙ、体軸方向移動部１４ｚ及び左右方向移動部１４ｘにおいて発生する回生電力の充放電を行なう。

　上下方向移動部１４ｙは、通常の電源から供給される３相交流電圧に基づいて所定の周波数と振幅を有する３相駆動信号を生成し、この３相駆動信号によって天板８をｙ方向へ上下動させる機能を有している。例えば、上下方向移動部１４ｙは、３相交流電圧を整流することによって直流電圧へ変換するＡＣ／ＤＣ変換部１６ｙと、この直流電圧を所定の直流電圧へ変換する図示しないＤＣ／ＤＣ変換部と、変換後の直流電圧を所定の周波数を有した３相駆動信号へ変換するＤＣ／ＡＣ変換部（駆動信号生成部）１７ｙと、３相駆動信号により天板８をｙ方向へ上下動させる天板移動用モータ１８ｙを備えている。

　ここで、上述のＡＣ／ＤＣ変換部１６ｙとＤＣ／ＡＣ変換部１７ｙの具体的な回路構成を図３に示す。このＡＣ／ＤＣ変換部１６ｙは、電源から供給された３相交流電圧を整流することにより直流電圧に変換する。一方、ＤＣ／ＡＣ変換部１７ｙは、例えば、ＩＧＢＴ（ゲート隔離型バイポーラトランジスタ）等の高圧スイッチング素子を動作させることによりＡＣ／ＤＣ変換部１６ｙから図示しないＤＣ／ＤＣ変換部を介して供給された直流電圧を所定の周波数を有する３相ＡＣ電圧（３相駆動電圧）へ変換して天板移動用モータ１８ｙへ供給する。又、天板移動用モータ１８ｙの減速時において発生する回生電力の電圧が所定の値に達した場合、ＤＣ／ＡＣ変換部１７ｙは、天板移動用モータ１８ｙから供給される回生電力を上述のスイッチング素子を介して充放電部１５へ供給する。

　同様にして、天板移動部１０２に設けられた体軸方向移動部１４ｚは、ＡＣ／ＤＣ変換部１６ｚ、図示しないＤＣ／ＤＣ変換部、ＤＣ／ＡＣ変換部１７ｚ及び天板移動用モータ１８ｚを備え、左右方向移動部１４ｘは、ＡＣ／ＤＣ変換部１６ｘ、図示しないＤＣ／ＤＣ変換部、ＤＣ／ＡＣ変換部１７ｘ及び天板移動用モータ１８ｘを備えている。そして、天板移動用モータ１８ｚは、ＤＣ／ＡＣ変換部１７ｚによって生成された３相駆動信号によって天板８を体軸方向（ｚ方向）へ移動させ、天板移動用モータ１８ｘは、ＤＣ／ＡＣ変換部１７ｘによって生成された３相駆動信号によって天板８を被検体１５０の左右方向（ｘ方向）へ移動させる。又、天板移動用モータ１８ｚ及び天板移動用モータ１８ｘが減速する際に発生する回生電力は、ＤＣ／ＡＣ変換部１７ｚ及びＤＣ／ＡＣ変換部１７ｘを介して充放電部１５へ供給される。

　次に、図２の天板移動部１０２に設けられた充放電部１５は、上下方向移動部１４ｙの天板移動用モータ１８ｙ、体軸方向移動部１４ｚの天板移動用モータ１８ｚ及び左右方向移動部１４ｘの天板移動用モータ１８ｘにおいて発生した回生電力を充放電する機能を有し、切り替え部１５１、昇降圧部１５２及び２次バッテリ１５３を備えている。

　切り替え部１５１は、例えば、図４に示すように３チャンネルからなる高圧スイッチング回路ＳＷ１乃至ＳＷ３から構成され、２次バッテリ１５３において充電された回生電力の漏洩を防止する機能を有している。即ち、切り替え部１５１は、天板移動制御部１０１から供給される制御信号に基づいて天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚの中から減速状態にある天板移動用モータを検出し、対応するチャンネルの高圧スイッチング回路を減速期間において導通（ＯＮ）状態にする。又、切り替え部１５１は、２次バッテリ１５３に蓄積された回生電力を天板移動部１０２や天板移動制御部１０１の動作に必要な待機電力や保持エネルギーとして用いる場合には、対応するチャンネルの高圧スイッチング回路を導通状態にする。

　昇降圧部１５２は、例えば、図４に示すように降圧チョッパ１５４と昇圧チョッパ１５５を備える。降圧チョッパ１５４は、ＤＣ／ＡＣ変換器ＤＡａと、ＡＣ／ＤＣ変換器ＡＤａとを有している。ＤＣ／ＡＣ変換器ＤＡａは、天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚからＤＣ／ＡＣ変換部１７ｘ乃至１７ｚ及び切り替え部１５１を介して供給される回生電力の直流電圧を交流電圧へ変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器ＡＤａは、変換後の交流電圧を降圧する変圧器ＴＲａと、降圧された交流電圧を直流電圧へ変換する。一方、昇圧チョッパ１５５は、ＤＣ／ＡＣ変換器ＤＡｂと、ＡＣ／ＤＣ変換器ＡＤｂとを有している。ＤＣ／ＡＣ変換器ＤＡｂは、２次バッテリ１５３に充電された回生電力の直流電圧を交流電圧へ変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器ＡＤｂは、変換後の交流電圧を昇圧する変圧器ＴＲｂと、昇圧された交流電圧を直流電圧へ変換する。

　そして、ＡＣ／ＤＣ変換器ＡＤｂから出力された直流電圧は、切り替え部１５１を介して天板移動部１０２の上下方向移動部１４ｙ、体軸方向移動部１４ｚ及び左右方向移動部１４ｘに供給されて天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚを駆動するための主電源あるいは補助電源として使用され、更に、天板移動制御部１０１や天板移動部１０２の待機電力として使用される。

　２次バッテリ１５３は、例えば、電気二重層キャパシタによって構成され、天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚの各々において生成され昇降圧部１５２において電圧変換された回生電力に対して十分な容量を有している。尚、上述の昇降圧部１５２により２次バッテリ１５３には降圧後の回生電力が蓄積されるため、耐圧の低い２次バッテリを使用することが可能となる。又、電気二重層キャパシタを２次バッテリとして用いることにより、回生電力の充電及び放電に要する時間が短縮され効率のよい充放電が可能となる。

　図１へ戻って、入力部１１は、キーボード、切換えスイッチ、マウス等の入力デバイスや表示パネルを備え、表示部５と組み合わせて用いることによりインターラクティブなインターフェースを形成している。そして、入力部１１は、被検体情報の入力、回転架台部６の回転速度を含む撮影条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、天板８を所望の方向へ移動させるための移動開始指示信号や移動中の天板８を停止させるための移動停止指示信号を含む各種指示信号の入力等を行なう。

　システム制御部１２は、入力部１１から供給される上述の入力情報及び設定情報に基づいて照射条件制御部１、投影データ生成部３、画像データ生成部４、架台回転ユニット９、天板移動ユニット１０をはじめとする各ユニットを統括的に制御し、被検体１５０に対するＸ線ＣＴ撮影を行なう。

　次に、本実施形態のＸ線ＣＴ撮影における回生電力の発生タイミングにつき図５を用いて説明する。尚、図５の上段は、天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚにおける消費電力の大きさを示しており、図５の下段は、天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚの減速時に発生する回生電力の大きさと発生期間を示している。

　即ち、本実施形態のＸ線ＣＴ撮影では、先ず、天板８に対する被検体１５０の載置と上方（図１のｙ方向）への移動が期間Ｔａにおいて行われ、撮影野に対する被検体１５０の初期設定を目的とした天板８の体軸方向（図１のｚ方向）への移動及び左右方向（図１のｘ方向）への移動が期間Ｔｂにおいて行われる。次いで、天板８を体軸方向へ順次移動させた状態での被検体１５０に対するＸ線ＣＴ撮影が期間Ｔｃにおいて行われ、被検体１５０の退避を目的とした天板８の下方への移動が期間Ｔｄにおいて行われる。

　この場合、天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚの各々における消費電力はその回転速度に略比例する。天板８を上方へ加速する期間［ｔ１１－ｔ１２］の天板移動用モータ１８ｙにおける消費電力、天板８を体軸方向及び左右方向へ加速する期間［ｔ２１－ｔ２２］の天板移動用モータ１８ｚ及び天板移動用モータ１８ｘにおける消費電力、天板８を体軸方向へ加速する期間［ｔ３１－ｔ３２］の天板移動用モータ１８ｚにおける消費電力及び天板８を下方へ加速する期間［ｔ４１－ｔ４２］の天板移動用モータ１８ｙにおける消費電力は天板８の移動速度に伴って徐々に増大する。

　又、上方に対する天板８の移動を減速する期間［ｔ１３－ｔ１４］の天板移動用モータ１８ｙにおける消費電力、体軸方向及び左右方向に対する天板８の移動を減速する期間［ｔ２３－ｔ２４］の天板移動用モータ１８ｚ及び天板移動用モータ１８ｘにおける消費電力、体軸方向に対する天板８の移動を減速する期間［ｔ３３－ｔ３４］の天板移動用モータ１８ｚにおける消費電力及び下方に対する天板８の移動を減速する期間［ｔ４３－ｔ４４］の天板移動用モータ１８ｙにおける消費電力は、天板８の移動速度に伴って徐々に減少する。

　一方、図５の下段に示すように、上方に対する天板８の移動が減速される期間［ｔ１３－ｔ１４］の天板移動用モータ１８ｙにおいて回生電力Ｗａが発生し、体軸方向あるいは左右方向に対する天板８の移動が減速される期間［ｔ２３－ｔ２４］の天板移動用モータ１８ｚ及び天板移動用モータ１８ｘにおいて回生電力Ｗｂが発生する。同様にして、体軸方向に対する天板８の移動が減速される期間［ｔ３３－ｔ３４］の天板移動用モータ１８ｚにおいて回生電力Ｗｃが発生する。又、下方に対する天板８の移動が減速される期間［ｔ４３－ｔ４４］の天板移動用モータ１８ｙにおいて回生電力Ｗｄが発生する。そして、得られた上述の回生電力Ｗａ乃至Ｗｄは、図２のＤＣ／ＡＣ変換部１７ｘ乃至１７ｚ、切り替え部１５１及び昇降圧部１５２を介して２次バッテリ１５３に蓄積（充電）される。

　尚、体軸方向に対する天板８の往復移動を繰り返しながら撮影を継続して行なう、所謂、シャトルヘリカルスキャンが適用される場合、体軸方向に対する天板８の加速及び減速が期間Ｔｃにおいて複数回繰り返され、減速期間において天板移動用モータ１８ｚに発生する回生電力は２次バッテリ１５３に順次蓄積される。

　又、期間Ｔｄでは、被検体１５０を開放するために天板８を下方へ移動する際、天板移動用モータ１８ｙの運動エネルギーに加え位置エネルギーの減少分が回生電力に変換されるため、特に大きな回生電力が発生する。従って、期間Ｔｄにおいて天板移動用モータ１８ｙに発生する回生電力を優先的に蓄積することにより、２次バッテリ１５３に対する充放電を効率よく行なうことができる。

　そして、２次バッテリ１５３において蓄えられた回生電力は、昇降圧部１５２及び切り替え部１５１を介してＤＣ／ＡＣ変換部１７ｘ乃至１７ｚの入力端子に供給され、天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚに対する駆動電力として用いられる。この場合、２次バッテリ１５３に蓄積された回生電力を、天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚの各々に対して供給してもよいが、例えば、ＡＣ／ＤＣ変換部１６ｘ乃至１６ｚの出力電圧が所定値以下のチャンネルに対して選択的に供給することも可能である。又、２次バッテリ１５３において蓄えられた回生電力は、天板移動制御部１０１や天板移動部１０２における待機電力や保持エネルギーとして用いることも可能である。

（変形例１）
　次に、本実施形態における第１の変形例につき図６を用いて説明する。尚、本変形例における天板移動ユニットの具体的な構成を示す図６において、図２に示した天板移動ユニット１０の各ユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。

　上述の実施形態では、天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚの各々から発生した回生電力を共通の充放電部１５において蓄積する場合について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、図６に示すように天板移動用モータ１８ｘ乃至１８ｚの各々に対して専用の充放電部１５ｘ乃至１５ｚを備えていてもよい。

　即ち、図６に示す天板移動ユニット１０ａの天板移動部１０２ａは、上下方向移動部１４ｙａと、体軸方向移動部１４ｚａ及び左右方向移動部１４ｘａとを備えている。上下方向移動部１４ｙａは、ＡＣ／ＤＣ変換部１６ｙａ、ＤＣ／ＡＣ変換部１７ｙａ、天板移動用モータ１８ｙａ及び充放電部１５ｙを備えている。体軸方向移動部１４ｚａ及び左右方向移動部１４ｘａは、同様のＡＣ／ＤＣ変換部、ＤＣ／ＡＣ変換部、天板移動用モータ及び充放電部（何れも図示せず）を備えている。このような専用の充放電部１５ｘ乃至１５ｚを用いることにより容量の小さな２次バッテリ１５３ｘ乃至１５３ｚの使用が可能となる。

（変形例２）
　次に、本実施形態における第２の変形例につき、図７を用いて説明する。尚、本変形例における天板移動ユニットの具体的な構成を示す図７においても、図２に示した天板移動ユニット１０の各ユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。

　上述の実施形態では、２次バッテリ１５３において蓄えられた回生電力を天板移動制御部１０１や天板移動部１０２を動作させるための待機電力として使用する場合、入力部１１から供給される各種指示信号に基づいて天板移動部１０２や天板移動制御部１０１を動作させることが可能となる。本変形例では、上述の指示信号の入力が可能なサブ入力部と、入力部１１からシステム制御部１２を介して供給される指示信号と前記サブ入力部から供給される指示信号との切り替えが可能な指示信号切り替え部が天板移動ユニットにおいて新たに備えられている。

　即ち、図７に示す天板移動ユニット１０ｂは、サブ入力部１０３と、指示信号切り替え部１０４と、天板移動制御部１０１と、天板移動部１０２とを備えている。天板移動部１０２は、上下方向移動部１４ｙと、体軸方向移動部１４ｚと、左右方向移動部１４ｘと、充放電部１５とを備えている。サブ入力部１０３は、各種指示信号の入力等を行なう。指示信号切り替え部１０４は、入力部１１からシステム制御部１２を介して供給される指示信号とサブ入力部１０３から供給される指示信号の切り替えを行なう。天板移動制御部１０１は、入力部１１あるいはサブ入力部１０３から指示信号切り替え部１０４を介して供給された天板８の移動を開始するための移動開始指示信号あるいは前記移動を停止させるための移動停止指示信号に基づいて移動制御信号を生成する。上下方向移動部１４ｙは、被検体１５０を載置した天板８を上下方向へ移動させる。体軸方向移動部１４ｚは、前記天板８を被検体１５０の体軸方向へ移動させる。左右方向移動部１４ｘは、前記天板８を被検体１５０の左右方向へ移動させる。充放電部１５は、上下方向移動部１４ｙ、体軸方向移動部１４ｚ、左右方向移動部１４ｘの各々において発生した回生電力を充放電する。

　このようなサブ入力部１０３及び指示信号切り替え部１０４を天板移動ユニット１０ｂに備えることにより、天板移動ユニット１０ｂが入力部１１を有する装置本体から分離された場合、あるいは、装置本体の電源系にトラブルが発生した場合等においても、サブ入力部１０３から供給される指示信号と充放電部１５の２次バッテリ１５３から供給される回生電力を用いて天板移動ユニット１０ｂの動作確認を行なうことができる。

　以上述べた実施形態及びその変形例によれば、被検体を載置した天板を移動する際、天板移動用モータの減速時に発生する回生電力を充放電することにより有効活用することができる。このため、天板移動用モータに対する主電源からの電力供給が何らかの故障によって充分行なわれないような場合においても、天板移動ユニットの内部に蓄積された回生電力を用いて天板移動用モータを動作させることが可能となり、特に、検査中に上述の故障が発生した場合には、天板上に載置された被検体を安全な位置に退避させることができる。

　又、天板移動ユニットの２次バッテリに蓄積された回生電力を使用することにより、天板移動ユニット単体での動作確認や点検が容易となるため、これらの業務を担当するサービスマンや医療従事者の負担を軽減することができる。この場合、天板移動ユニットは、各種指示信号の入力が可能なサブ入力部と、別途設けられた装置本体の入力部から供給される指示信号と前記サブ入力部から供給される指示信号の切り替えを行なう指示信号切り替え部を備えることにより、上述の動作確認や点検を更に容易に行なうことができる。

　一方、天板移動ユニットの２次バッテリに蓄積された回生電力を天板移動用モータの駆動電力あるいは天板移動制御部等を動作させるための待機電力として用いることにより、主電源から供給される電力を低減させることができ装置の省電力化が可能となる。

　又、回生電力に起因した発熱を大幅に低減することができるため天板移動ユニット等における放熱構造を簡略化することができる。更に、天板移動用モータの動作頻度を高めることが可能となるため、例えば、天板の往復移動を繰り返しながら撮影を行なうシャトルヘリカルスキャン等を容易に行なうことができる。

　更に、回生電力が発生する期間あるいは電源から供給される電源電圧が所定の値以下になった期間において充放電部に設けられた切り替え部を導通状態にすることにより、２次バッテリに対する回生電力の充電と放電を効率よく行なうことができる。

　以上、本発明の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。例えば、上述の実施形態では、Ｘ線ＣＴ画像データの生成を可能とする医用画像診断装置について述べたが、Ｘ線画像データ、ＭＲＩ画像データ、核医学画像データ等の他の画像データを生成する医用画像診断装置であってもよい。

　又、回生電力が発生する期間あるいは電源から供給される電源電圧が所定の値以下になった期間において充放電部に設けられた切り替え部を導通状態にする場合について述べたが、上述の切り替え部は必ずしも必要としない。例えば、ＤＣ／ＡＣ変換部の入力端子と昇降圧部を直接接続することにより、前記電源電圧を補うための回生電力が２次バッテリから昇降圧部を介して自動的に供給される。

　更に、上述の実施形態及びその変形例では、システム制御部からの指示信号に基づいて移動制御信号を生成する天板移動制御部を天板移動ユニットの内部に備える場合について述べたが、天板移動制御部は、天板移動ユニットの外部に備えていてもよい。又、天板移動制御部の機能をシステム制御部が有していてもよい。

　一方、上述の第２の変形例では、各種指示信号の入力が可能なサブ入力部と、指示信号の切り替えを行なう指示信号切り替え部を有する天板移動ユニットについて述べたが、サブ入力部の替わりにＰＣ（パーソナルコンピュータ）との接続を可能とするインターフェースを有していても構わない。ＰＣとの接続により更に詳細な動作確認や性能評価が可能となる。

１　照射条件設定部
２　Ｘ線発生部
３　投影データ生成部
４　画像データ生成部
５　表示部
６　回転架台部
７　固定架台部
８　天板
９　架台回転ユニット
９１　架台回転制御部
９２　架台回転部
１０　天板移動ユニット
１０１　天板移動制御部
１０２　天板移動部
１４ｘ　左右方向移動部
１４ｙ　上下方向移動部
１４ｚ　体軸方向移動部
１６ｘ～１６ｚ　ＡＣ／ＤＣ変換部
１７ｘ～１７ｚ　ＤＣ／ＡＣ変換部
１８ｘ～１８ｚ　天板移動用モータ
１５　充放電部
１５１　切り替え部
１５２　昇降圧部
１５３　２次バッテリ
１１　入力部
１２　システム制御部
１００　医用画像診断装置

Claims (9)

1. 　被検体を載置する天板を所定方向へ移動させる天板移動用モータと、
   前記天板移動用モータを動作させるための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
   前記天板移動用モータにおいて発生した回生電力を充放電する充放電手段とを備えたことを特徴とする天板移動ユニット。
2. 　前記充放電手段は、前記回生電力の電圧に対して降圧と昇圧を行なう昇降圧手段と、降圧された回生電力を蓄積する２次バッテリとを備えたことを特徴とする請求項１記載の天板移動ユニット。
3. 　前記充放電手段は切り替え手段を更に備え、前記切り替え手段は、前記回生電力の発生期間において導通状態となることにより前記天板移動用モータにおいて発生した回生電力を前記昇降圧手段へ供給することを特徴とする請求項２記載の天板移動ユニット。
4. 　前記駆動信号生成手段は、前記充放電手段において蓄積された前記回生電力を主電源あるいは補助電源として前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１記載の天板移動ユニット。
5. 　指示信号を入力する入力手段と、前記指示信号に基づいて前記充放電手段に対する前記回生電力の充放電及び前記回生電力による前記天板の移動を制御する天板移動制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の天板移動ユニット。
6. 　別途設けられた端末装置との接続を行なうインターフェースと、前記端末装置から供給される指示信号に基づいて前記充放電手段に対する前記回生電力の充放電及び前記回生電力による前記天板の移動を制御する天板移動制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の天板移動ユニット。
7. 　異なる複数の移動方向の各々に対応した複数の天板移動用モータを有し、これらの天板移動用モータにおいて発生した回生電力を共通の充放電手段によって蓄積することを特徴とする請求項１記載の天板移動ユニット。
8. 　被検体が載置された天板を所定の方向へ移動することにより各種の撮影を行なう医用画像診断装置において、
   請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載した天板移動ユニットを用いて前記天板を移動させることを特徴とする医用画像診断装置。
9. 　前記天板移動用モータは、前記被検体の体軸方向に対して前記天板を往復移動させ、
   　前記各種の撮影は、前記往復移動を繰り返している状態で行われることを特徴とする請求項８記載の医用画像診断装置。

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