(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、前記Ｘ線管を搭載して回転する回転部と、前記回転部を回転可能に支持するフレームと、前記回転部に連結された大プーリと、小プーリと、前記大プーリと小プーリに巻回された駆動ベルトとを有し、
前記フレームは開口を有し、前記大プーリは、前記フレームの開口内に配置され、
前記フレームは、内部に空間を有する構造であり、前記小プーリは、前記フレームの内部空間に配置され、
前記駆動ベルトは、前記フレームと前記大プーリで囲まれた空間に配置されていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記大プーリの回転軸方向の厚さは、前記フレームの前記回転軸方向の厚さと同等以下であり、前記大プーリは、前記フレームの前記開口内の空間から回転軸方向に突出していないことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記フレームは、前記開口の縁にリング状部材を有し、前記リング状部材の一部は切り欠きが設けられ、前記大プーリと前記小プーリとの間の駆動ベルトは、前記切り欠きから前記フレームの内部空間に引き込まれていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記フレームは、前記回転部よりも径方向に外側に張り出した部分を有し、
前記小プーリは、前記張り出した部分の内部空間に配置され、
前記フレームの前記張り出した部分の外側には、前記小プーリを回転させるモータが固定されていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記モータは、前記フレームから前記回転部の外側に向かって突出していることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置のガントリに関し、特に、被検者への圧迫感を軽減できる薄型のガントリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線源やＸ線検出器等が搭載された回転盤を回転およびティルト可能に支持するため、回転盤に板状のメインフレームをベアリングを介して取り付け、メインフレームをスタンドによって支持する構造が一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１１に示すような構造が開示されている。図１１の構造では、円形の開口を有する板状のメインフレーム15の開口部にベアリング18を取り付け、ベアリング18に回転盤28の中央の円形開口の背面側の縁を固定している。板状のメインフレーム15には、回転盤28とは逆側の面に大プーリ17が配置されている。大プーリ17は、回転盤28およびメインフレーム15の円形開口と一致する大きさの開口を有する。大プーリ17の開口の縁は、ベアリング18および回転盤28の縁に固定されている。大プーリ17の外周には、駆動ベルト101がかけられ、駆動ベルト101を不図示の小プーリおよびモータにより回転駆動すると、大プーリ17が回転する。これにより、回転盤28が回転する構成である。
【０００４】
一般的に大プーリの周囲の駆動ベルトは、大プーリを効率よく回転させるために、大プーリの回転軸に対して直交するようにかけられていることが望ましい。このため、特許文献２に開示されているように、小プーリは、板状のメインフレーム（特許文献２の固定枠810）上に配置され、駆動ベルトは板状のメインフレームの上面と平行に、大プーリおよび小プーリに巻回され、同じくメインフレームに固定されたモータによって小プーリを回転駆動するのが一般的である。
【０００５】
また、特許文献３には、ガントリを薄型にするために、Ｘ線源等を搭載する回転盤（特許文献３のローテーションベース）の外周に形成したプーリに駆動ベルトを掛け、回転盤の外側に配置したモータにより回転させる構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１６８６１２号公報（図４参照）
【特許文献２】特開２００１−２５８８７３号公報（図４参照）
【特許文献３】特開平２−１４９２５５号公報（第１図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１および２に記載の構造では、回転盤の回転軸方向、すなわち被検体の挿入方向に沿って順に、Ｘ線源等を搭載した回転盤、板状のメインフレーム、大プーリが並ぶため、Ｘ線ＣＴ装置のガントリの厚みが大きくなる。このため、被検体に圧迫感を与えることがあり、ガントリの薄型化が望まれる。
【０００８】
一方、特許文献３に記載のように、回転盤の外周に駆動ベルトを掛け、その外側にモータを配置する構成では、ガントリの高さおよび横幅が大きくなり、装置が大型になる。
【０００９】
また、特許文献１〜３の装置は、駆動ベルトの摩耗によって生じる摩耗粉の飛散防止について考慮されていないため、生じた摩耗粉は、ガントリ内に収容されているＸ線源やＸ線検出器等、制御機構等に何らかの影響を与える可能性がある。
【００１０】
本発明の目的は、薄型のガントリで、かつ、駆動ベルトの摩耗粉が飛散しにくい構造のＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明によれば以下のようなＸ線ＣＴ装置が提供される。すなわち、Ｘ線管と、Ｘ線管を搭載して回転する回転部と、回転部を回転可能に支持するフレームと、回転部に連結された大プーリと、小プーリと、大プーリと小プーリに巻回された駆動ベルトとを有するＸ線ＣＴ装置であって、フレームは開口を有し、大プーリは、フレームの開口内に配置されている。フレームは、内部に空間を有する構造であり、小プーリは、フレームの内部空間に配置されている。駆動ベルトは、フレームと大プーリで囲まれた空間に配置されている。これにより、ガントリの厚みを低減できるとともに、駆動ベルトの摩耗粉の飛散を抑制することができる。
【００１２】
大プーリの回転軸方向の厚さは、フレームの回転軸方向の厚さと同等以下であり、大プーリは、フレームの開口内の空間から回転軸方向に突出していない構成であることが望ましい。これにより、ガントリの厚みを低減できる。
【００１３】
例えば、フレームは、開口の縁にリング状部材を有し、リング状部材の一部は切り欠きが設けられた構成とする。この場合、大プーリと小プーリとの間の駆動ベルトは、切り欠きからフレームの内部空間に引き込むことができる。
【００１４】
また、例えば、フレームは、回転部よりも径方向に外側に張り出した部分を有する構成とする。小プーリは、張り出した部分の内部空間に配置され、フレームの張り出した部分の外側には、小プーリを回転させるモータを固定する構成とすることができる。
【００１５】
モータは、フレームから回転部の外側に向かって突出している配置とすることが可能である。これにより、ガントリ全体の厚みをさらに低減できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガントリの厚みを薄くし、被検者に対する圧迫感を軽減することが出来る。また、ベルトの摩耗粉がガントリ内全体に飛散するのを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体の外観を説明する斜視図。
【図２】実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体構造を示すブロック図。
【図３】実施形態のＸ線ＣＴ装置のガントリカバーを外した回転円盤部102の正面図。
【図４】図３の回転円盤部102の右側面図。
【図５】図３の回転円盤部102の回転フレーム40を傾斜させた場合の右側面図。
【図６】図３の回転円盤部102の回転フレームを取り外した状態の正面図。
【図７】図６の（ａ）Ａ−Ａ’断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ’断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ’断面図。
【図８】実施形態の主フレーム30の図７（ａ）に示すＤ−Ｄ’位置での断面図。
【図９】図３の回転円盤部102の回転フレーム40を傾斜させた場合のＡ矢視図。
【図１０】図６のＡ矢視図。
【図１１】従来技術（特許文献１）の大プーリ17およびメインフレーム15の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態のＸ線ＣＴ装置について説明する。
【００１９】
まず、本実施形態のＸ線ＣＴ装置の全体構造を図１〜図５を用いて説明する。図１は、Ｘ線ＣＴ装置1の外観図、図２は、全体構造を示すブロック図である。図３は、ガントリのカバーを外した回転円盤部の正面図、図４は、その右側面図、図５は、回転円盤部の回転軸を傾斜させた状態の右側面である。
【００２０】
図１および図２のようにＸ線ＣＴ装置1は、ガントリ100と寝台105と操作ユニット120とを備える。
【００２１】
ガントリ100は、図２のように回転円盤部102と、ガントリ制御装置108と、寝台制御装置109と、Ｘ線制御装置110と、これらを収容するガントリカバー100aとを有して構成される。
【００２２】
回転円盤部102は、図２および図３に示すように、寝台105上に載置された被検体2が入る開口部104を備える回転フレーム40と、回転フレーム40に搭載された、Ｘ線管51、コリメータ103およびＸ線検出ユニット56とを備え、被検体2の周囲を回転する。回転円盤部102は、図４のように回転軸方向を寝台105の天板主平面に対して水平にした状態と、図５のように傾斜させた状態で、それぞれ回転可能に支持するティルト機構を有している。
【００２３】
Ｘ線管51は寝台105上に載置された被検体2にＸ線を照射する装置である。コリメータ103はＸ線管51から照射されるＸ線の放射範囲を制限する装置である。Ｘ線検出ユニット56は、Ｘ線検出器256aとデータ収集装置256bとを含む。Ｘ線検出器256aは、回転フレーム40上でＸ線管51と対向配置され、被検体を透過したＸ線を検出することにより透過Ｘ線の空間的な分布を計測する装置である。Ｘ線検出器256aは、多数のＸ線検出素子を回転フレーム40の回転方向に配列したもの、若しくは回転フレーム40の回転方向と回転軸方向との2次元に配列したものである。データ収集装置256bは、Ｘ線検出器256aが検出したＸ線量をデジタルデータとして収集する装置である。
【００２４】
ガントリ制御装置108は、回転円盤部102の回転を制御する装置であり、その一部である制御部55は回転フレーム40に搭載されている。寝台制御装置109は、寝台105の上下前後動を制御する装置である。
【００２５】
Ｘ線制御装置110は、Ｘ線管51に入力される電力を制御する装置であり、その一部である高電圧発生ユニット53,54と冷却装置52は、回転フレーム40に搭載されている。
【００２６】
操作ユニット120は、入力装置121と、画像演算装置122と、表示装置125と、記憶装置123と、システム制御装置124とを備えている。入力装置121は、被検体氏名、検査日時、撮影条件などを入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイスである。画像演算装置122は、Ｘ線検出ユニット56のデータ収集装置256bから送出される計測データを演算処理してCT画像再構成を行う装置である。表示装置125は、画像演算装置122で作成されたCT画像を表示する。記憶装置123は、データ収集装置256bで収集したデータ及び画像演算装置122で作成されたCT画像の画像データを記憶する。システム制御装置124は、これらの装置及びガントリ制御装置108と寝台制御装置109とＸ線制御装置110を制御する装置である。
【００２７】
本実施形態の回転円盤部102の詳しい形状を図３を用いてさらに説明する。
【００２８】
回転フレーム40は、被検体2が挿入される開口104を有するリング部41と、円筒部42と、リング部41を円筒部42に接続する8本の放射状のスポーク部43とを備えて構成されている。８本のスポーク部43の間は、それぞれ開口61〜68となっている。
【００２９】
開口61〜68内およびその前面側の空間には、Ｘ線管51、冷却装置52、制御部55、高電圧発生ユニット54,53が配置されている。これらは、円筒部42の内壁面にボルト51a等により固定されている。Ｘ線管51と回転中心を挟んで対称な位置の開口の前面側空間には、Ｘ線検出ユニット56が配置されている。Ｘ線検出ユニット56は、リング部にボルト56aにより固定されている。
【００３０】
図６に、回転円盤部120の回転フレーム40を取り外した状態の正面図を示す。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）には、図６のA-A',B-B',C-C'の各拡大断面図を示す。図８には、主フレーム30の図７（ａ）に示したD-D’位置の断面図を示す。図６のように、回転フレーム40の背面側には、主フレーム30が配置されている。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）および図８のように、主フレーム30は、2枚の板状部材30a,30bと、外縁リブ30cと、円錐部材30dと、リング状リブ30eとを有する。
【００３１】
２枚の板状部材30a,30bは、いずれも外形がほぼ七角形であり、所定の間隙を挟んで対向している。２枚の板状部材30a,30bには、円形の開口104が設けられている。２枚の板状部材30a,30bの外縁部には、外縁に沿って外縁リブ30cが挟まれ、２枚の板状部材30a,30bを連結している。
【００３２】
回転フレーム40側に位置する板状部材30bの開口104の縁には、図６および図７（ａ）、（ｂ）のように円錐部材30dが連結されている。円錐部材30dは、径が徐々に狭まる円筒形状であり、大径側の端部が板状部材30bの開口104の縁に連結されている。円錐部材30dの小径側の端部は、図７（ａ）、（ｂ）のように、ベアリング5の固定部側5aに連結され、ベアリング5を支持している。
【００３３】
また、板状部材30aの円形の開口104の縁と、板状部材30bの円形の開口の縁との間には、図７（ａ），（ｂ）および図８のように切り欠きを有するリング状リブ30eが挟まれ、２枚の板状部材30a,30bを連結している。リング状リブ30eの切り欠きは、図６および図８に示す位置30fから位置30gに挟まれた約120度の範囲に渡って設けられている。切り欠きを除いた約240度の範囲は、図８のように、リング状リブ30eの内側に配置された大プーリ6に駆動ベルト7が掛けられている範囲であり、リング状リブ30eは、駆動ベルト7と対向することにより、駆動ベルト7の摩耗粉の飛散を防止する。
【００３４】
このように主フレーム30は、間隔をあけて配置された２枚の板状部材30a,30bの外縁リブ30cおよびリング状リブ30eにより連結された箱状の部材であり、内部に空間を有している。これにより、主フレーム30の内部空間に、図８のように、駆動ベルト7および小プーリ8を配置することができる。リング状リブ30eの位置30ｆ〜30gの間の切り欠きは、駆動ベルト7を小プーリ8に向かって引き出すために用いられる。
【００３５】
主フレーム30の円錐部材30dの内側には、図７（ａ），（ｂ）のように円錐部材30dよりも所定の径だけ小径の大プーリ6が配置される。大プーリ6は、駆動ベルト7が外周に掛けられる円筒部6aと、径が徐々に狭められた大プーリ円錐部6bとを有し、大プーリ円錐部6bの縁は、ベアリング5の回転部側5bに連結されている。
【００３６】
大プーリ6は、回転軸方向の厚さが、主フレーム30の厚さよりも薄く、主フレーム30よりも背面側には突出していない。また、大プーリ6の円筒部6aの外周面は、主フレーム30のリング状リブ30eの内周面と所定の間隙だけ離れて対向するように配置されている。
【００３７】
大プーリ6の円筒部6aの外周には、位置30fから位置30gの約240度の範囲に渡って、図８のように駆動ベルト7が巻回されている。
【００３８】
また、主フレーム30の一つの角部は図６に示したように、回転フレーム40の径方向外側に張り出している。この部分の板状部材30bは、別部材30b’となっており、モータ11が固定されている。モータ11の回転軸11aは、図７（ｃ）のように、別部材30b’を貫通して主フレーム30の内部空間内に挿入されている。回転軸11aには、小プーリ8の回転軸が連結されている。小プーリ8にも駆動ベルト7が巻回されている。
【００３９】
モータ11が小プーリ8を回転駆動することにより、小プーリ8は、主フレーム30の内部空間で回転し、駆動ベルト7を駆動する。駆動ベルト7の駆動により、大プーリ6が、主フレーム30の円錐部材30dの内側空間で回転し、ベアリング5の回転側5bを回転させる。
【００４０】
図９に傾斜した回転円盤部102のA矢視図を示す。図９のように、ベアリング5の回転側5bには、回転フレーム40の開口104の周囲のリング部41の内縁部が固定されている。よって、大プーリ6がベアリング5bを回転させることにより、回転円盤部102を回転軸32を中心に回転駆動させることができる。
【００４１】
このとき、モータ11は、図６のように回転フレーム40の径方向外側に張り出した主フレーム30に配置されているため、モータ11が図５のように主フレーム30よりも回転フレーム40側に突出していても、回転フレーム40とは干渉しない。また、主フレーム30から回転フレーム40側にモータを突出させたことにより、回転円盤部102の回転軸方向の全体の厚さを薄くすることができる。
【００４２】
また、主フレーム30の両端には、図４から図６のようにサイドフレーム3が固定されている。サイドフレーム3は、軸受け20を介してスタンド10および底面板1により支持されている。軸受け20は、寝台105の天板主平面に対して、主フレーム30をティルト可能にサイドフレーム3を支持している。このティルト動作により、主フレーム30が傾斜し、回転フレーム40を図４の状態から図５の状態へティルトさせることができる。
【００４３】
このようなＸ線ＣＴ装置の撮像動作について簡単に説明する。入力装置121から入力された撮影条件、特にＸ線管電圧やＸ線管電流などに基づきＸ線制御装置110がＸ線管51に入力される電力を制御することにより、Ｘ線管51は撮影条件に応じたＸ線を被検体に照射する。Ｘ線検出ユニット56は、Ｘ線管51から照射され被検体を透過したＸ線をＸ線検出器256aの多数のＸ線検出素子で検出し、透過Ｘ線の分布を計測する。回転円盤部102はガントリ制御装置108により回転速度や、回転軸の角度（ティルト）等が、入力装置121から入力された撮影条件に設定される。
【００４４】
回転円盤部102の回転および停止は、モータ11による駆動ベルト7の回転駆動および不図示のブレーキによる駆動ベルト7の停止によって行われる。ガントリ制御装置108は、モータ11の動作、および、ブレーキの動作を制御する。
【００４５】
寝台105は、寝台制御装置109によって制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特にらせんピッチなどに基づいて動作する。
【００４６】
Ｘ線管51からのＸ線照射とＸ線検出ユニット56による透過Ｘ線分布の計測が回転円盤部102の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データがデータ収集装置256bにより取得される。取得された様々な角度からの投影データは画像演算装置122に送信される。画像演算装置122は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することによりＣＴ画像を再構成する。再構成して得られたＣＴ画像は表示装置125に表示される。
【００４７】
本実施形態では、主フレーム30の軸方向の厚さよりも大プーリ6の厚さが薄く、主フレーム30の内部空間で駆動ベルト7および小プーリ8を回転させる構成であるため、主フレーム30から大プーリ6や駆動ベルト7が突出せず、薄型のガントリ100を実現することができる。
【００４８】
また、図１０に主フレーム30と大プーリ6の全体の断面図を示したように、大プーリ6の駆動ベルト7が掛けられている円筒部6aの外側は、主フレーム30のリング状リブ30eによって囲われている。すなわち、駆動ベルト7は、大プーリ6の円筒部6aと、リング状リブ30eに挟まれた間隙で回転するため、駆動ベルト7の摩耗粉が外側に飛散しない。このため、摩耗粉は、駆動ベルト7が主フレーム30の下部に移動した際に落下し、図１０の下部領域25に溜まる。
【００４９】
また、大プーリ6から小プーリ8へ向かう駆動ベルト7は、リング状リブ30eの位置30f〜30gの約120度の切り欠きから、主フレーム30の内部空間に引き込まれ、主フレーム30の内部空間に配置された小プーリ8に掛けられている。よって、大プーリ6と小プーリ8との間で駆動ベルト7から落ちる摩耗粉は、主フレーム30の内部空間内に落下する。
【００５０】
このように、本実施形態の主フレーム30および大プーリ6の構造は、駆動ベルト7が大プーリ6と主フレーム30との間の間隙、および、主フレーム30内の空間に収容されているため、駆動ベルト7の摩耗粉が主フレーム30からガントリカバー100aの内部空間全体に全体に飛散するのを抑制できる。これにより、摩耗粉がガントリ100内の装置に影響を及ぼしにくい、高信頼性のＸ線ＣＴ装置を実現することができる。また、摩耗粉の清掃等のメンテナンスも容易になる。
【００５１】
上述の実施形態では、リング状リブ30eの位置30f〜30gの約120度の範囲に設けられた切り欠きから駆動ベルト7を主フレーム30の内部空間に引き込んでいるが、本発明はこれに限定されるものではない。位置30fおよび位置30gを中心として２か所に、駆動ベルトが通過するのに必要な小さい角度範囲の切り欠きを設けることも可能である。
【００５２】
また、リング状リブ30eを配置しない構成とすることも可能である。この場合、大プーリ6に巻かれた駆動ベルト7は、大プーリ6と主フレーム30で囲まれた内部空間に位置する構成となる。よって、摩耗粉は主フレーム30と大プーリ6で囲まれた空間から外側に飛散しにくく、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５３】
1…X線CT装置、5…ベアリング、5a…固定側、5b…回転側、6…大プーリ、6a…円筒部、6b…大プーリ円錐部、7…駆動ベルト、8…小プーリ、10…スタンド、11…モータ、20…軸受け、30…主フレーム、30a,30b…板状部材、30c…外縁リブ、30d…円錐部、30e…リング状リブ、30f,30g…切り欠きの端部位置、40…回転フレーム、41…リング部、42…円筒部、43…スポーク部、51…Ｘ線管、52…冷却装置、53、54…高電圧発生ユニット、55…制御部、56…Ｘ線検出ユニット、100…ガントリ、102…回転円盤部、103…コリメータ、104…開口部、105…寝台、108…ガントリ制御装置、109…寝台制御装置、110…Ｘ線制御装置、120…操作ユニット、121…入力装置、122…画像演算装置、123…記憶装置、124…システム制御装置、125…表示装置、256a…Ｘ線検出器、256b…データ収集装置。
【図１】
0005460373.tif 000002
【図２】
0005460373.tif 000003
【図３】
0005460373.tif 000004
【図４】
0005460373.tif 000005
【図５】
0005460373.tif 000006
【図６】
0005460373.tif 000007
【図７】
0005460373.tif 000008
【図８】
0005460373.tif 000009
【図９】
0005460373.tif 000010
【図１０】
0005460373.tif 000011
【図１１】
0005460373.tif 000012