WO2024157417A1 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

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WO2024157417A1
WO2024157417A1 PCT/JP2023/002438 JP2023002438W WO2024157417A1 WO 2024157417 A1 WO2024157417 A1 WO 2024157417A1 JP 2023002438 W JP2023002438 W JP 2023002438W WO 2024157417 A1 WO2024157417 A1 WO 2024157417A1
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WO
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heat
heat dissipation
ray
device body
gantry
Prior art date
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PCT/JP2023/002438
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English (en)
French (fr)
Inventor
次郎 丸山
晶生 小柳
計美 小平
容子 夏目
Original Assignee
株式会社アールエフ
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Filing date
Publication date
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Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/02—Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray CT device capable of cooling an X-ray tube.
  • the X-ray tubes used in X-ray CT (Computed Tomography) devices generate heat as X-rays are produced, so the X-ray tubes need to be cooled.
  • the X-ray tube is immersed in a container filled with insulating oil, and the X-ray tube is cooled by attaching a heat transfer plate with heat transfer fins and a heat sink plate with heat dissipation fins to the opening of the container.
  • X-ray shielding material is placed between the heat transfer plate and the heat sink plate to prevent X-rays from leaking to the outside.
  • a lead plate is used as the X-ray shielding material.
  • the X-ray tube is cooled by storing the X-ray tube and coolant in a housing.
  • a cooler placed outside the housing is connected to the housing, and the coolant that has received heat from the X-ray tube inside the housing is guided to the cooler and cooled by a heat exchanger inside the cooler before being returned to the housing.
  • Insulating oil or water-based coolant is used as the coolant.
  • the object of the present invention is to cool the X-ray tube by a means different from those described in Patent Documents 1 and 2.
  • the X-ray CT apparatus of the present invention has a gantry, a heat conducting member, and a heat dissipation member.
  • the gantry is equipped with an X-ray tube and a detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube, and rotates around a predetermined axis.
  • the heat conducting member is provided on the outer surface of the gantry in the area where the X-ray tube is located.
  • the heat dissipation member is in contact with the heat conducting member, and is arranged along the movement trajectory of the heat conducting member as the gantry rotates.
  • the device body housing the gantry can be used as the heat dissipation member.
  • a heat dissipation fin can be provided on the surface of the device body opposite the surface that comes into contact with the thermally conductive member.
  • the heat dissipation fin can be formed in a cylindrical shape along the outer circumferential surface of the device body.
  • the outer surface of the area of the gantry where the detector is located can be positioned away from the heat dissipation member.
  • the heat conduction member can be formed along the curved surface of the heat dissipation member that comes into contact with the heat conduction member.
  • heat generated in the X-ray tube is transferred to the heat dissipation member via the heat conducting member, thereby cooling the X-ray tube.
  • the heat conducting member moves while in contact with the heat dissipation member in response to the rotation of the gantry, so the X-ray tube can be cooled efficiently using a heat dissipation member that has a larger area than the heat conducting member.
  • FIG. 1 is an external view of an X-ray CT apparatus with a door closed in a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram showing a horizontal cross section of an X-ray CT apparatus with a door closed in a first embodiment;
  • FIG. 1 is an external view of an X-ray CT apparatus with a door open in a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram showing a horizontal cross section of an X-ray CT apparatus with a door open in a first embodiment;
  • FIG. 2 is a side view showing the structure of a gantry.
  • 10A to 10C are diagrams illustrating modified examples of the heat dissipation member in the first embodiment.
  • FIG. 11 is an external view of the X-ray CT apparatus in the second embodiment with the door closed.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a horizontal cross section of the X-ray CT apparatus with the door closed in the second embodiment.
  • FIG. 11 is an external view of the X-ray CT apparatus in the second embodiment with the door open.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a horizontal cross section of the X-ray CT apparatus with the door open in the second embodiment.
  • 13A to 13C are diagrams illustrating modified examples of the heat dissipation member in the second embodiment.
  • Fig. 1 is a diagram showing the appearance of an X-ray CT device 1 according to this embodiment.
  • the X-ray CT device 1 has a device body 10 constituting the exterior of the X-ray CT device 1, and a pair of doors 11 for opening and closing an entrance 10a (see Fig. 2) formed in the device body 10.
  • the entrance 10a of the device body 10 is an opening through which a subject enters the inside of the device body 10 from the outside of the device body 10 and through which a subject exits the device body 10 from the inside of the device body 10 to the outside of the device body 10.
  • FIG. 1 shows a state in which a pair of doors 11 close the entrance 10a of the device main body 10.
  • the entrance 10a is opened and closed by the pair of doors 11, but this is not limited to this.
  • the doors 11 may be in any form as long as they can open and close the entrance 10a.
  • the pair of doors 11 slide, but the doors 11 may also rotate around a specified axis.
  • FIG. 1 heat dissipation fins 20 are provided on the outer surface of the device body 10 and the outer surface of the door 11, and as shown in Figure 2, a gantry 30 is disposed inside the device body 10.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the A-A cross section (horizontal cross section) in Figure 1, and is a view of the gantry 30 from above the device body 10.
  • the entrance 10a of the device body 10 can be opened by sliding each of the pair of doors 11 in the direction of the arrow D1 shown in Figure 2.
  • Figure 4 is a schematic diagram showing the B-B cross section (horizontal cross section) in Figure 3, and is a view of the gantry 30 from above the device body 10.
  • the entrance 10a of the device body 10 can be closed by sliding each of the pair of doors 11 in the direction of the arrow D2 shown in Figure 4.
  • a heat-conducting sheet 40 is provided on a part of the outer surface 30a of the gantry 30, and the heat-conducting sheet 40 contacts the inner circumferential surface of the device body 10.
  • the heat-conducting sheet 40 corresponds to the heat-conducting member in the present invention, and has the function of transmitting heat generated in the gantry 30 (specifically, the X-ray tube 31 described later) to the device body 10.
  • a known material can be appropriately adopted as the material of the heat-conducting sheet 40.
  • the heat-conducting sheet 40 can be a sheet formed of a resin such as a silicone resin or an acrylic resin, or a sheet in which a metal or ceramic filler is dispersed in a resin.
  • the thermal conductivity of the heat-conducting sheet 40 can be higher than the thermal conductivity of the gantry 30 (specifically, the outer surface 30a) and the thermal conductivity of the device body 10.
  • the device body 10 has the function of receiving heat from the thermally conductive sheet 40 and transmitting it to the heat dissipation fins 20.
  • known materials can be appropriately adopted as the material for the device body 10, and for example, metal, ceramics, and graphite can be used.
  • the heat dissipation fins 20 have the function of receiving heat from the device body 10 and releasing it into the atmosphere.
  • known materials can be appropriately adopted as the material for the heat dissipation fins 20, and for example, metal, ceramics, and graphite can be used.
  • the heat dissipation fins 20 form an uneven surface on the outer peripheral surface of the device body 10 to facilitate the release of heat from the device body 10 into the atmosphere, and the shape of the heat dissipation fins 20 can be appropriately determined.
  • the inner circumferential surface of the device body 10 is preferably configured as a flat surface (a surface without irregularities) to ensure a sufficient contact area with the heat conductive sheet 40. Note that even if the inner circumferential surface of the device body 10 is configured as an irregular surface rather than a flat surface, the heat of the heat conductive sheet 40 can still be transferred to the device body 10.
  • the size of the heat dissipation fins 20 in the height direction of the X-ray CT scanner 1 (the vertical direction in FIG. 1) can be made equal to the size of the heat conduction sheet 40 in the height direction of the X-ray CT scanner 1. This allows the heat of the heat conduction sheet 40 to be efficiently transferred to the heat dissipation fins 20 via the device body 10.
  • the size of the heat dissipation fins 20 in the height direction of the X-ray CT scanner 1 can be made larger than the size of the thermally conductive sheet 40 in the height direction of the X-ray CT scanner 1. This allows the heat dissipation area of the heat dissipation fins 20 to be increased, improving the heat dissipation performance of the heat dissipation fins 20.
  • the gantry 30 is connected to a power source (not shown), and receives a driving force from the power source to rotate in the direction of arrow R about the rotation axis AXL as shown in FIG. 5. It can also be rotated in the opposite direction to the direction of arrow R.
  • FIG. 5 is a view of the gantry 30 as seen from the direction of arrow X shown in FIG. 2.
  • the gantry 30 has an X-ray tube 31 arranged on the right side of the rotation axis AXL, and a detector 32 arranged on the left side of the rotation axis AXL.
  • the X-ray tube 31 and the detector 32 are arranged facing each other across the rotation axis AXL.
  • the subject moves into the space formed between the X-ray tube 31 and the detector 32. Then, while X-rays are irradiated from the X-ray tube 31 toward the detector 32, the gantry 30 rotates around the rotation axis AXL (in other words, the subject), and an X-ray CT image of the subject can be obtained.
  • AXL rotation axis AXL
  • a heat conductive sheet 40 is provided on the outer surface 30a of the gantry 30 where the X-ray tube 31 is located.
  • the outer surface 30a is the outermost side of the gantry 30 in the radial direction of an imaginary circle centered on the rotation axis AXL.
  • the heat conductive sheet 40 can be provided on a part or all of the area of the outer surface 30a of the gantry 30.
  • the heat conductive sheet 40 is arranged in the area from the upper end surface to the lower end surface of the gantry 30, but the upper end of the heat conductive sheet 40 can be positioned below the upper end surface of the gantry 30, or the lower end of the heat conductive sheet 40 can be positioned above the lower end surface of the gantry 30.
  • the outer surface 30a of the gantry 30 has a curvature in plan view and is configured as a curved surface that is convex toward the radially outward direction of the device body 10.
  • the heat transfer sheet 40 provided on the outer surface 30a of the gantry 30 is configured as a curved surface like the outer surface 30a.
  • the curvature of the heat transfer sheet 40 is made equal to the curvature of the inner circumferential surface of the device body 10.
  • the heat transfer sheet 40 has a curved surface that follows the inner circumferential surface (curved surface) of the device body 10.
  • the outer surface 30b of the gantry 30 where the detector 32 is located is spaced apart from the inner circumferential surface of the device body 10.
  • the outer surface 30b is the side surface located on the outermost side of the gantry 30 in the radial direction of an imaginary circle centered on the rotation axis AXL, and is formed at a position closer to the rotation axis AXL than the outer surface 30a. Because the outer surface 30b is spaced apart from the inner circumferential surface of the device body 10, when the gantry 30 rotates around the rotation axis AXL, the outer surface 30b of the gantry 30 moves in a position that does not come into contact with the inner circumferential surface of the device body 10.
  • the thermally conductive sheet 40 is in contact with the inner circumferential surface of the device body 10, and therefore as the gantry 30 rotates around the rotation axis AXL, the thermally conductive sheet 40 moves while in contact with the inner circumferential surface of the device body 10.
  • the heat generated in the X-ray tube 31 is transferred to the thermally conductive sheet 40, and as the thermally conductive sheet 40 comes into contact with the device body 10, the heat is transferred from the thermally conductive sheet 40 to the device body 10. Then, after the heat is transferred from the device body 10 to the heat dissipation fins 20, the heat is released from the heat dissipation fins 20 into the atmosphere.
  • the thermally conductive sheet 40 moves along the device body 10, the heat of the thermally conductive sheet 40 can be transferred to the entire device body 10.
  • the heat transferred to the device body 10 is released into the atmosphere via the heat dissipation fins 20.
  • the heat generated in the X-ray tube 31 can be released into the atmosphere, thereby cooling the X-ray tube 31.
  • the device body 10 is formed cylindrically along the path of movement of the heat conductive sheet 40 as the gantry 30 rotates, so the area of the device body 10 is larger than the area of the heat conductive sheet 40, and heat dissipation can be performed efficiently via the device body 10 and the heat dissipation fins 20.
  • the heat of the heat conductive sheet 40 is more easily transferred to the device body 10 by contacting the heat conductive sheet 40 with the device body 10 than by dissipating heat from the heat conductive sheet 40 into the atmosphere, and heat dissipation can be performed efficiently by using a device body 10 with a larger heat dissipation surface than the heat conductive sheet 40 or by using heat dissipation fins 20 provided on the outer circumferential surface of the device body 10.
  • the area in contact with the atmosphere can be increased, and heat dissipation through the heat dissipation fins 20 can be promoted.
  • the area on the outer circumferential surface of the device body 10 where the heat dissipation fins 20 are provided can be determined as appropriate.
  • multiple heat dissipation fins 20 can be arranged along the outer circumferential direction of the device body 10.
  • FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 2.
  • multiple heat dissipation fins 20 are arranged at intervals in the circumferential direction of the device body 10.
  • the total number of heat dissipation fins 20 and the position at which each heat dissipation fin 20 is arranged can be determined as appropriate.
  • multiple heat dissipation fins 20 are arranged at equal intervals, but the interval between two adjacent heat dissipation fins 20 can also be made to differ depending on the position in the circumferential direction of the device body 10.
  • the heat dissipation fins 20 are provided on the outer surface of the door 11, but it is not necessary to provide the heat dissipation fins 20 on the outer surface of the door 11. In other words, it is also possible to only provide the heat dissipation fins 20 on the outer peripheral surface of the device body 10 excluding the door 11. Also, although the heat dissipation fins 20 are provided in this embodiment, the heat dissipation fins 20 can be omitted. In other words, even if the heat generated in the X-ray tube 31 is only transferred to the device body 10 via the thermal conduction sheet 40, it is possible to dissipate the heat from the device body 10 into the atmosphere. In this case, the device body 10 corresponds to the heat dissipation member in this invention.
  • a thermally conductive sheet 40 formed in a sheet shape is used, but this is not limited to this, and a thermally conductive member formed in a shape other than a sheet can be used. Even with such a thermally conductive member, the heat generated in the gantry 30 (i.e., the X-ray tube 31) can be transferred to the device body 10.
  • the X-ray tube 31 is cooled by releasing the heat generated in the X-ray tube 31 into the atmosphere, but depending on the usage environment of the X-ray CT device 1, the X-ray tube 31 can be heated.
  • a specific explanation will be given below.
  • the X-ray CT scanner 1 When starting to use the X-ray CT scanner 1 in an environment where the atmospheric temperature is low, such as in winter, a warm-up operation is required to warm up the X-ray tube 31. Since the X-ray CT scanner 1 is placed indoors, if the temperature inside the room is raised by an air conditioner or the like, the temperature inside the device body 10 may become lower than the temperature outside the device body 10 because the entrance 10a of the device body 10 is closed by the door 11.
  • heat outside the device body 10 heat inside the room as described above
  • heat transfer path consisting of the heat dissipation fins 20, the device body 10, and the thermally conductive sheet 40.
  • FIG. 7 shows the state in which the pair of doors 11 close the entrance 10a of the device body 10
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the CC section (horizontal section) in FIG. 7, in which the gantry 30 is viewed from above the device body 10.
  • FIG. 9 shows the state in which the pair of doors 11 open the entrance 10a of the device body 10
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the D-D section (horizontal section) in FIG. 9, in which the gantry 30 is viewed from above the device body 10.
  • the gantry 30 and heat dissipation member 50 are arranged inside the device body 10.
  • the heat dissipation member 50 is formed in a cylindrical shape along the inner circumferential surface of the device body 10, and the heat conductive sheet 40 provided on the gantry 30 contacts the inner circumferential surface of the heat dissipation member 50.
  • the heat conductive sheet 40 has the function of receiving heat generated by the gantry 30 (specifically, the X-ray tube 31 described below) and releasing it into the atmosphere.
  • the thermal conductivity of the heat conductive sheet 40 can be made higher than the thermal conductivity of the gantry 30 (specifically, the outer surface 30a) and the thermal conductivity of the heat dissipation member 50.
  • the curvature of the thermally conductive sheet 40 is made equal to the curvature of the inner peripheral surface of the heat dissipation member 50.
  • the thermally conductive sheet 40 has a curved surface that follows the inner peripheral surface (curved surface) of the heat dissipation member 50.
  • the outer surface 30b of the gantry 30 is separated from the inner peripheral surface of the heat dissipation member 50, and when the gantry 30 rotates around the rotation axis AXL, the outer surface 30b of the gantry 30 moves in a position that does not contact the inner peripheral surface of the heat dissipation member 50.
  • the size of the heat dissipation member 50 in the height direction of the X-ray CT scanner 1 (the vertical direction in FIG. 7) can be made equal to the size of the heat conduction sheet 40 in the height direction of the X-ray CT scanner 1. This allows the entire surface of the heat conduction sheet 40 to be in contact with the heat dissipation member 50, allowing heat to be efficiently transferred from the heat conduction sheet 40 to the heat dissipation member 50.
  • the size of the heat dissipation member 50 in the height direction of the X-ray CT scanner 1 can be made larger than the size of the thermally conductive sheet 40 in the height direction of the X-ray CT scanner 1. Even in this case, the entire surface of the thermally conductive sheet 40 can be in contact with the heat dissipation member 50. Furthermore, the heat dissipation area of the heat dissipation member 50 can be increased, improving the heat dissipation performance of the heat dissipation member 50.
  • the heat conductive sheet 40 is in contact with the inner circumferential surface of the heat dissipation member 50, so as the gantry 30 rotates around the rotation axis AXL, the heat conductive sheet 40 moves while in contact with the inner circumferential surface of the heat dissipation member 50.
  • the heat generated in the X-ray tube 31 is transferred to the heat conductive sheet 40, and as the heat conductive sheet 40 comes into contact with the heat dissipation member 50, the heat is transferred from the heat conductive sheet 40 to the heat dissipation member 50. The heat is then released from the heat dissipation member 50 into the atmosphere.
  • the thermally conductive sheet 40 moves along the heat dissipation member 50, the heat of the thermally conductive sheet 40 is transferred to the entire heat dissipation member 50 and then released into the atmosphere. In the above-mentioned heat transfer path, the heat generated in the X-ray tube 31 is released into the atmosphere, thereby cooling the X-ray tube 31.
  • the heat dissipation member 50 is formed in a shape that follows the movement trajectory of the heat conduction sheet 40 as the gantry 30 rotates, so the area of the heat dissipation member 50 is larger than the area of the heat conduction sheet 40, and heat dissipation via the heat dissipation member 50 can be performed efficiently.
  • the heat of the heat conduction sheet 40 is more easily transferred to the heat dissipation member 50 by bringing the heat conduction sheet 40 into contact with the heat dissipation member 50 than by dissipating heat from the heat conduction sheet 40 into the atmosphere, and heat dissipation can be performed efficiently using the heat dissipation member 50, which has a larger heat dissipation surface than the heat conduction sheet 40.
  • the heat dissipation member 50 is formed into a shape that conforms to the device body 10, but is not limited to this.
  • the inner circumferential surface of the heat dissipation member 50 comes into contact with the thermally conductive sheet 40 while the gantry 30 is rotating, and therefore needs to be formed into a shape that conforms to the movement trajectory of the thermally conductive sheet 40.
  • the outer circumferential surface of the heat dissipation member 50 is not subject to any restrictions in relation to the thermally conductive sheet 40, and may have any shape that allows it to be stored in the device body 10.
  • the outer circumferential surface of the heat dissipation member 50 is formed into a shape that conforms to the inner circumferential surface of the device body 10, but for the reasons described above, it can be formed into other shapes.
  • the outer peripheral surface of the heat dissipation member 50 can also be in contact with the inner peripheral surface of the device body 10. In this case, heat from the thermally conductive sheet 40 can be transferred to the device body 10 via the heat dissipation member 50, and the heat can be released from the device body 10 into the atmosphere. Even in this case, the X-ray tube 31 can be cooled.
  • the heat dissipation member 50 only needs to be placed on the movement trajectory of the thermally conductive sheet 40 as described above.
  • the heat dissipation member 50 can be placed on the entire movement trajectory of the thermally conductive sheet 40, or the heat dissipation member 50 can be placed on only a part of the movement trajectory of the thermally conductive sheet 40.
  • the area in which the heat dissipation members 50 are provided can be determined as appropriate.
  • multiple heat dissipation members 50 can be arranged along the inner circumferential direction of the device body 10.
  • FIG. 11 corresponds to FIG. 8.
  • multiple heat dissipation members 50 are arranged at intervals in the circumferential direction of the device body 10.
  • the total number of heat dissipation members 50 and the position at which each heat dissipation member 50 is arranged can be determined as appropriate.
  • multiple heat dissipation members 50 are arranged at equal intervals, but the interval between two adjacent heat dissipation members 50 can also be made to differ depending on the position in the circumferential direction of the device body 10.

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Abstract

Ｘ線管を冷却することができるＸ線ＣＴ装置を提供する。　Ｘ線ＣＴ装置（１）は、ガントリ（３０）と、熱伝導部材（４０）と、放熱部材（１０，５０）とを有する。ガントリ（３０）は、Ｘ線管（３１）と、Ｘ線管（３１）から照射されたＸ線を検出する検出器（３２）とを備えており、所定軸（ＡＸＬ）の周りで回転する。熱伝導部材（４０）は、ガントリ（３０）のうち、Ｘ線管（３１）が配置された領域の外側面（３０ａ）に設けられている。放熱部材（１０，５０）は、熱伝導部材（４０）と接触し、ガントリ（３０）の回転に伴う熱伝導部材（４０）の移動軌跡に沿って配置されている。

Description

Ｘ線ＣＴ装置
　本発明は、Ｘ線管を冷却することができるＸ線ＣＴ装置に関する。
　Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置で用いられるＸ線管はＸ線の生成に伴って発熱するため、Ｘ線管を冷却する必要がある。
　特許文献１に記載のＸ線発生装置では、絶縁油が封入された容器内にＸ線管球を浸漬するとともに、伝熱フィンを有する伝熱板と放熱フィンを有する放熱板を容器の開口部に取り付けることによりＸ線管球を冷却している。また、伝熱板及び放熱板の間にＸ線遮へい材を配置することにより、Ｘ線が外部に漏れることを抑制している。ここで、Ｘ線遮へい材としては、鉛板を用いている。
　特許文献２に記載のＸ線管装置では、ハウジングにＸ線管及び冷却液を収納することにより、Ｘ線管を冷却している。ここで、ハウジングの外部に配置された冷却器がハウジングに接続されており、ハウジングの内部でＸ線管からの熱を受けた冷却液は、冷却器に導かれて冷却器内の熱交換器によって冷却された後、再びハウジングに戻される。このように冷却液を循環させることにより、Ｘ線管で発生した熱をハウジングの外部に放出している。冷却液としては、絶縁油又は水系冷却液を用いている。
特開２００７－０２６８００号公報 特開２０１０－２４４９４０号公報
　本発明の目的は、特許文献１，２とは異なる手段によって、Ｘ線管を冷却することにある。
　本発明であるＸ線ＣＴ装置は、ガントリと、熱伝導部材と、放熱部材とを有する。ガントリは、Ｘ線管と、Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する検出器とを備えており、所定軸の周りで回転する。熱伝導部材は、ガントリのうち、Ｘ線管が配置された領域の外側面に設けられている。放熱部材は、熱伝導部材と接触し、ガントリの回転に伴う熱伝導部材の移動軌跡に沿って配置されている。
　放熱部材として、ガントリを収容する装置本体を用いることができる。ここで、装置本体のうち、熱伝導部材と接触する面とは反対側の面には、放熱フィンを設けることができる。放熱フィンは、装置本体の外周面に沿って円筒状に形成することができる。
　ガントリのうち、検出器が配置された領域の外側面は、放熱部材から離れた位置に配置することができる。熱伝導部材は、放熱部材のうち、熱伝導部材と接触する曲面に沿って形成することができる。
　本発明によれば、Ｘ線管で発生した熱は、熱伝導部材を介して放熱部材に伝達されるため、Ｘ線管を冷却することができる。ここで、熱伝導部材は、ガントリの回転に応じて放熱部材に接触しながら移動するため、熱伝導部材よりも大きな面積を有する放熱部材を用いて、Ｘ線管の冷却を効率良く行うことができる。
第１実施形態において、ドアが閉じた状態にあるＸ線ＣＴ装置の外観図である。 第１実施形態において、ドアが閉じた状態にあるＸ線ＣＴ装置の水平断面を示す概略図である。 第１実施形態において、ドアが開いた状態にあるＸ線ＣＴ装置の外観図である。 第１実施形態において、ドアが開いた状態にあるＸ線ＣＴ装置の水平断面を示す概略図である。 ガントリの構造を示す側面図である。 第１実施形態において、放熱部材の変形例を説明する図である。 第２実施形態において、ドアが閉じた状態にあるＸ線ＣＴ装置の外観図である。 第２実施形態において、ドアが閉じた状態にあるＸ線ＣＴ装置の水平断面を示す概略図である。 第２実施形態において、ドアが開いた状態にあるＸ線ＣＴ装置の外観図である。 第２実施形態において、ドアが開いた状態にあるＸ線ＣＴ装置の水平断面を示す概略図である。 第２実施形態において、放熱部材の変形例を説明する図である。
（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態であるＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置について説明する。図１は、本実施形態であるＸ線ＣＴ装置１の外観を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線ＣＴ装置１の外装を構成する装置本体１０と、装置本体１０に形成された出入口１０ａ（図２参照）を開閉する一対のドア１１とを有する。装置本体１０の出入口１０ａは、被検者が装置本体１０の外部から装置本体１０の内部に進入したり、被検者が装置本体１０の内部から装置本体１０の外部に退出したりするための開口部である。
　図１は、一対のドア１１が装置本体１０の出入口１０ａを閉じた状態を示す。なお、本実施形態では、一対のドア１１によって出入口１０ａを開閉するようにしているが、これに限るものではない。ドア１１は、出入口１０ａを開閉できる形態であれば、いかなる形態であってもよい。また、本実施形態では、後述するように、一対のドア１１をスライドさせているが、所定軸の周りでドア１１を回転させるものであってもよい。
　図１及び図２に示すように、装置本体１０の外面やドア１１の外面には放熱フィン２０が設けられており、図２に示すように、装置本体１０の内部にはガントリ３０が配置されている。図２は、図１におけるＡ－Ａ断面（水平断面）を示す概略図であり、装置本体１０の上部からガントリ３０を見た図である。図２に示す矢印Ｄ１の方向に一対のドア１１のそれぞれをスライドさせることにより、装置本体１０の出入口１０ａを開くことができる。
　これにより、Ｘ線ＣＴ装置１は、図３や図４に示す状態となる。図４は、図３におけるＢ－Ｂ断面（水平断面）を示す概略図であり、装置本体１０の上部からガントリ３０を見た図である。図４に示す矢印Ｄ２の方向に一対のドア１１のそれぞれをスライドさせることにより、装置本体１０の出入口１０ａを閉じることができる。
　ガントリ３０の一部の外側面３０ａには、熱伝導シート４０が設けられており、熱伝導シート４０は、装置本体１０の内周面に接触する。熱伝導シート４０は、本発明における熱伝導部材に相当し、ガントリ３０（具体的には、後述するＸ線管３１）で発生した熱を装置本体１０に伝達する機能を有する。この機能を満足させる観点において、熱伝導シート４０の材料として、公知の材料を適宜採用することができる。例えば、熱伝導シート４０として、シリコン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂で形成されたシートを用いたり、樹脂中に金属製やセラミック製のフィラーを分散させたシートを用いたりすることができる。ここで、熱伝導シート４０の熱伝導率は、ガントリ３０（具体的には、外側面３０ａ）の熱伝導率や、装置本体１０の熱伝導率よりも高くすることができる。
　装置本体１０は、後述するように、熱伝導シート４０からの熱を受け取り放熱フィン２０に伝達する機能を有する。この機能を満足させる観点において、装置本体１０の材料として、公知の材料を適宜採用することができ、例えば、金属、セラミックス、グラファイトを用いることができる。放熱フィン２０は、装置本体１０からの熱を受け取って大気中に放出する機能を有する。この機能を満足させる観点において、放熱フィン２０の材料として、公知の材料を適宜採用することができ、例えば、金属、セラミックス、グラファイトを用いることができる。放熱フィン２０は、装置本体１０からの熱を大気中に放出しやすくするために、装置本体１０の外周面に凹凸面を形成するものであり、放熱フィン２０の形状は、適宜決めることができる。
　装置本体１０の内周面は、熱伝導シート４０との接触面積を確保するために、平坦な面（凹凸が無い面）で構成されていることが好ましい。なお、装置本体１０の内周面を平坦面ではなく凹凸面で構成したとしても、熱伝導シート４０の熱を装置本体１０に伝達することはできる。
　Ｘ線ＣＴ装置１の高さ方向（図１の上下方向）における放熱フィン２０のサイズは、Ｘ線ＣＴ装置１の高さ方向における熱伝導シート４０のサイズと等しくすることができる。これにより、熱伝導シート４０の熱を、装置本体１０を介して放熱フィン２０に効率良く伝達させることができる。
　なお、Ｘ線ＣＴ装置１の高さ方向における放熱フィン２０のサイズは、Ｘ線ＣＴ装置１の高さ方向における熱伝導シート４０のサイズよりも大きくすることができる。これにより、放熱フィン２０の放熱面積を広げることができ、放熱フィン２０による放熱性を向上させることができる。
　ガントリ３０は、動力源（不図示）と接続されており、動力源からの駆動力を受けることにより、図５に示すように、回転軸ＡＸＬを中心として矢印Ｒの方向に回転する。なお、矢印Ｒの方向とは逆の方向に回転させることもできる。図５は、図２に示す矢印Ｘの方向からガントリ３０を見たときの図である。図５に示すように、ガントリ３０は、回転軸ＡＸＬに対して右側に配置されたＸ線管３１と、回転軸ＡＸＬに対して左側に配置された検出器３２とを有する。Ｘ線管３１及び検出器３２は、回転軸ＡＸＬを挟んで互いに向かい合う位置に配置されている。
　被検者がＸ線ＣＴ装置１を使用するとき、被検者は、Ｘ線管３１及び検出器３２の間に形成されたスペースに移動する。そして、Ｘ線管３１から検出器３２に向けてＸ線を照射しながら、ガントリ３０が回転軸ＡＸＬ（言い換えれば、被検者）の周りで回転することにより、被検者のＸ線ＣＴ画像を取得することができる。
　ガントリ３０のうち、Ｘ線管３１が配置された部分の外側面３０ａには、熱伝導シート４０が設けられている。外側面３０ａは、回転軸ＡＸＬを中心とした仮想円の径方向において、ガントリ３０の最も外側に位置している側面である。熱伝導シート４０は、ガントリ３０の外側面３０ａのうち、一部又は全部の領域に設けることができる。本実施形態では、ガントリ３０の上端面から下端面までの領域に熱伝導シート４０を配置しているが、熱伝導シート４０の上端をガントリ３０の上端面よりも下方に位置させたり、熱伝導シート４０の下端をガントリ３０の下端面よりも上方に位置させたりすることができる。
　ガントリ３０の外側面３０ａは、図２に示すように、平面視において曲率を有しており、装置本体１０の径方向外側に向かって凸となる曲面で構成されている。このため、ガントリ３０の外側面３０ａに設けられた熱伝導シート４０は、外側面３０ａと同様に曲面で構成されている。本実施形態では、図２に示す平面視において、熱伝導シート４０の曲率を装置本体１０の内周面における曲率と等しくしている。言い換えれば、熱伝導シート４０は、装置本体１０の内周面（曲面）に沿った曲面を有している。
　一方、ガントリ３０のうち、検出器３２が配置された部分の外側面３０ｂは、装置本体１０の内周面から離れている。外側面３０ｂは、回転軸ＡＸＬを中心とした仮想円の径方向において、ガントリ３０の最も外側に位置している側面であり、外側面３０ａよりも回転軸ＡＸＬに近い位置に形成されている。外側面３０ｂが装置本体１０の内周面から離れていることにより、ガントリ３０が回転軸ＡＸＬの周りで回転するとき、ガントリ３０の外側面３０ｂは、装置本体１０の内周面に接触しない位置で移動する。
　上述したように、熱伝導シート４０は装置本体１０の内周面に接触しているため、ガントリ３０が回転軸ＡＸＬの周りで回転することに応じて、熱伝導シート４０は装置本体１０の内周面に接触しながら移動する。ここで、Ｘ線管３１で発生した熱は熱伝導シート４０に伝達されるが、熱伝導シート４０が装置本体１０に接触することにより、熱伝導シート４０から装置本体１０に熱が伝達される。そして、装置本体１０から放熱フィン２０に熱が伝達された後、放熱フィン２０から大気中に熱が放出される。
　また、熱伝導シート４０は装置本体１０に沿って移動するため、熱伝導シート４０の熱を装置本体１０の全体に伝達することができる。装置本体１０に伝達された熱は、放熱フィン２０を介して大気中に放出される。上述した熱の伝達経路において、Ｘ線管３１で発生した熱を大気中に放出させることにより、Ｘ線管３１を冷却することができる。
　装置本体１０は、ガントリ３０の回転に伴う熱伝導シート４０の移動軌跡に沿って円筒状に形成されているため、装置本体１０の面積は熱伝導シート４０の面積よりも大きくなり、装置本体１０及び放熱フィン２０を介した放熱を効率良く行うことができる。すなわち、熱伝導シート４０から大気中に熱を放出させるよりも、熱伝導シート４０を装置本体１０に接触させたほうが、熱伝導シート４０の熱を装置本体１０に伝達させやすくなり、熱伝導シート４０よりも放熱面が大きい装置本体１０を用いたり、装置本体１０の外周面に設けられた放熱フィン２０を用いたりして、放熱を効率良く行うことができる。
　装置本体１０の外周面に放熱フィン２０を設けることにより、大気と接触する面積を増やすことができ、放熱フィン２０を介した放熱を促進させることができる。
　装置本体１０の外周面において、放熱フィン２０を設ける領域は適宜決めることができる。例えば、図６に示すように、装置本体１０の外周方向に沿って複数の放熱フィン２０を配置することができる。図６は、図２に対応する図である。図６に示す変形例では、複数の放熱フィン２０を装置本体１０の周方向で間隔を空けて配置している。なお、放熱フィン２０の総数や、各放熱フィン２０を配置する位置は、適宜決めることができる。図６に示す変形例では、複数の放熱フィン２０を等間隔に配置しているが、隣り合う２つの放熱フィン２０の間隔は、装置本体１０の周方向における位置に応じて異ならせることもできる。
　本実施形態では、ドア１１の外面に放熱フィン２０を設けているが、ドア１１の外面に放熱フィン２０を設けなくてもよい。すなわち、ドア１１を除いた装置本体１０の外周面に放熱フィン２０を設けるだけでもよい。また、本実施形態では、放熱フィン２０を設けているが、放熱フィン２０を省略することもできる。すなわち、Ｘ線管３１で発生した熱を、熱伝導シート４０を介して装置本体１０に伝達するだけであっても、装置本体１０から大気中に熱を放出させることができる。この場合には、装置本体１０が本発明における放熱部材に相当する。
　本実施形態では、シート状に形成された熱伝導シート４０を用いているが、これに限るものではなく、シート状以外の形状に形成された熱伝導部材を用いることができる。このような熱伝導部材であっても、ガントリ３０（すなわち、Ｘ線管３１）で発生した熱を装置本体１０に伝達することができる。
　上述した説明では、Ｘ線管３１で発生した熱を大気中に放出させることにより、Ｘ線管３１を冷却するようにしているが、Ｘ線ＣＴ装置１の使用環境によっては、Ｘ線管３１を温めることができる。以下、具体的に説明する。
　冬などの大気温度が低い環境において、Ｘ線ＣＴ装置１の使用を開始するときには、Ｘ線管３１を温めるための暖機運転が必要となる。Ｘ線ＣＴ装置１は室内に配置されるため、エアコンなどによって室内の温度を上昇させると、装置本体１０の出入口１０ａがドア１１によって閉じられていることにより、装置本体１０の内部の温度が装置本体１０の外部の温度よりも低くなることがある。
　本実施形態のＸ線ＣＴ装置１では、放熱フィン２０、装置本体１０及び熱伝導シート４０からなる熱伝達経路を介して、装置本体１０の外部の熱（上述した室内の熱）をＸ線管３１に伝達することができる。これにより、室内の熱を用いてＸ線管３１を温めることができ、上述した暖機運転を省略したり、暖機運転に要する消費電力を低減したりすることができる。
（第２実施形態）
　本発明の第２実施形態であるＸ線ＣＴ装置１について、図７～図１０を用いて説明する。本実施形態において、第１実施形態で説明した部材と同様の機能を有する部材については、同一の符号を用いている。以下、第１実施形態と異なる点について、主に説明する。
　図７は、一対のドア１１が装置本体１０の出入口１０ａを閉じた状態を示し、図８は、図７におけるＣ－Ｃ断面（水平断面）を示す概略図であり、装置本体１０の上部からガントリ３０を見た図である。図９は、一対のドア１１が装置本体１０の出入口１０ａを開いた状態を示し、図１０は、図９におけるＤ－Ｄ断面（水平断面）を示す概略図であり、装置本体１０の上部からガントリ３０を見た図である。
　図７～図１０に示すように、装置本体１０の内部には、ガントリ３０及び放熱部材５０が配置されている。放熱部材５０は、装置本体１０の内周面に沿って円筒状に形成されており、放熱部材５０の内周面には、ガントリ３０に設けられた熱伝導シート４０が接触する。熱伝導シート４０は、ガントリ３０（具体的には、後述するＸ線管３１）で発生した熱を受け取り大気中に放出する機能を有する。ここで、熱伝導シート４０の熱伝導率は、ガントリ３０（具体的には、外側面３０ａ）の熱伝導率や、放熱部材５０の熱伝導率よりも高くすることができる。
　本実施形態では、図８に示す平面視において、熱伝導シート４０の曲率を放熱部材５０の内周面における曲率と等しくしている。言い換えれば、熱伝導シート４０は、放熱部材５０の内周面（曲面）に沿った曲面を有している。一方、ガントリ３０の外側面３０ｂは、放熱部材５０の内周面から離れており、ガントリ３０が回転軸ＡＸＬの周りで回転するとき、ガントリ３０の外側面３０ｂは、放熱部材５０の内周面に接触しない位置で移動する。
　Ｘ線ＣＴ装置１の高さ方向（図７の上下方向）における放熱部材５０のサイズは、Ｘ線ＣＴ装置１の高さ方向における熱伝導シート４０のサイズと等しくすることができる。これにより、熱伝導シート４０の全面を放熱部材５０に接触させることができ、熱伝導シート４０から放熱部材５０に効率良く熱を伝達させることができる。
　なお、Ｘ線ＣＴ装置１の高さ方向における放熱部材５０のサイズは、Ｘ線ＣＴ装置１の高さ方向における熱伝導シート４０のサイズよりも大きくすることができる。この場合であっても、熱伝導シート４０の全面を放熱部材５０に接触させることができる。また、放熱部材５０の放熱面積を広げることができ、放熱部材５０による放熱性を向上させることができる。
　上述したように、熱伝導シート４０は放熱部材５０の内周面に接触しているため、ガントリ３０が回転軸ＡＸＬの周りで回転することに応じて、熱伝導シート４０は放熱部材５０の内周面に接触しながら移動する。ここで、Ｘ線管３１で発生した熱は熱伝導シート４０に伝達されるが、熱伝導シート４０が放熱部材５０に接触することにより、熱伝導シート４０から放熱部材５０に熱が伝達される。そして、放熱部材５０から大気中に熱が放出される。
　また、熱伝導シート４０は放熱部材５０に沿って移動するため、熱伝導シート４０の熱を放熱部材５０の全体に伝達した後、大気中に放出される。上述した熱の伝達経路において、Ｘ線管３１で発生した熱を大気中に放出させることにより、Ｘ線管３１を冷却することができる。
　放熱部材５０は、ガントリ３０の回転に伴う熱伝導シート４０の移動軌跡に沿った形状に形成されているため、放熱部材５０の面積は熱伝導シート４０の面積よりも大きくなり、放熱部材５０を介した放熱を効率良く行うことができる。すなわち、熱伝導シート４０から大気中に熱を放出させるよりも、熱伝導シート４０を放熱部材５０に接触させたほうが、熱伝導シート４０の熱を放熱部材５０に伝達させやすくなり、熱伝導シート４０よりも放熱面が大きい放熱部材５０を用いて放熱を効率良く行うことができる。
　本実施形態では、放熱部材５０が装置本体１０に沿った形状に形成されているが、これに限るものではない。上述したように、放熱部材５０の内周面は、ガントリ３０の回転中に熱伝導シート４０と接触するため、熱伝導シート４０の移動軌跡に沿った形状に形成する必要がある。一方、放熱部材５０の外周面については、熱伝導シート４０との関係において何ら制限を受けるものではなく、装置本体１０に収納可能な形状であればよい。本実施形態では、放熱部材５０の外周面が装置本体１０の内周面に沿った形状に形成されているが、上述した理由により、他の形状に形成することができる。
　放熱部材５０の外周面は、装置本体１０の内周面に接触させることもできる。この場合には、熱伝導シート４０からの熱を、放熱部材５０を介して装置本体１０に伝達することができ、装置本体１０から大気中に熱を放出することができる。この場合であっても、Ｘ線管３１を冷却することができる。
　放熱部材５０は、上述したように熱伝導シート４０の移動軌跡上に配置されていればよく、熱伝導シート４０の移動軌跡の全体に放熱部材５０を配置することもできるし、熱伝導シート４０の移動軌跡の一部だけに放熱部材５０を配置することもできる。
　放熱部材５０を設ける領域は適宜決めることができる。例えば、図１１に示すように、装置本体１０の内周方向に沿って複数の放熱部材５０を配置することができる。図１１は、図８に対応する図である。図１１に示す変形例では、複数の放熱部材５０を装置本体１０の周方向で間隔を空けて配置している。なお、放熱部材５０の総数や、各放熱部材５０を配置する位置は、適宜決めることができる。図１１に示す変形例では、複数の放熱部材５０を等間隔に配置しているが、隣り合う２つの放熱部材５０の間隔は、装置本体１０の周方向における位置に応じて異ならせることもできる。

Claims (6)

  1. 　Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する検出器とを備え、所定軸の周りで回転するガントリと、
    　前記ガントリのうち、前記Ｘ線管が配置された領域の外側面に設けられた熱伝導部材と、
    　前記熱伝導部材と接触し、前記ガントリの回転に伴う前記熱伝導部材の移動軌跡に沿って配置された放熱部材と、
    を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  2. 　前記放熱部材は、前記ガントリを収容する装置本体であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  3. 　前記装置本体のうち、前記熱伝導部材と接触する面とは反対側の面には、放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
  4. 　前記放熱フィンは、前記装置本体の外周面に沿って円筒状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
  5. 　前記ガントリのうち、前記検出器が配置された領域の外側面は、前記放熱部材から離れていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  6. 　前記熱伝導部材は、前記放熱部材のうち、前記熱伝導部材と接触する曲面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
     
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