(57)【要約】【課題】作業者のスキルに依存することなく、短時間で、かつ、高精度で回転バランス調整することができるＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線管を収納する回転部と、前記回転部に収納されるバランス調整用のウェイトと、前記回転部の回転面に略直交する前後方向における変位量を検出する検出部と、検出した前記前後方向の変位量に基づいて、前記ウェイトの移動量を決定する決定部と、決定した前記移動量に基づいて前記ウェイトの位置を移動させるウェイト移動部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図５
2015231516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線管を収納する回転部と、
前記回転部に収納されるバランス調整用のウェイトと、
前記回転部の回転面に略直交する前後方向における変位量を検出する検出部と、
検出した前記前後方向の変位量に基づいて、前記ウェイトの移動量を決定する決定部と、
決定した前記移動量に基づいて前記ウェイトの位置を移動させるウェイト移動部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記回転部のチルト角を検出し、
前記決定部は、検出した前記チルト角の変動量から前記前後方向における前記変位量をさらに検出して、前記ウェイトの移動量を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記回転部のチルト角を検出するチルト角エンコーダを備え、前記チルト角エンコーダの出力から前記回転部のチルト角を検出する、
ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記回転面に光を照射する光学センサを備え、前記光学センサを用いて前記前後方向における前記変位量を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記回転部の後ろ側に設けられる固定部であって、前記回転部を回転可能に支持する固定部、をさらに備え、
前記検出部は、前記固定部に接触する圧力センサを備え、前記圧力センサを用いて前記前後方向における前記変位量を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記回転部を回転させるモータ、をさらに備え、
前記決定部は、
前記モータの駆動電流の変動量からトルク変動量を求め、前記トルク変動量から前記回転部の回転面内における変位量をさらに求め、前記回転面内の前記変位量に基づいて、前記ウェイトの前記回転面内の移動量をさらに決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記決定部は、
前記変位量と、前記変位量を低減するために必要な前記ウェイトの移動量とが関連付けられたルックアップテーブルを有し、
検出した前記変位量に基づいて前記ルックアップテーブルを参照することにより、前記ウェイトの移動量を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記ウェイト移動部は、
調整用モータと、
前記調整用モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換手段と、
を備えて構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記運動変換手段はボールねじと前記ボールねじに歯合するスライダとで構成され、
前記ウェイトは、前記スライダに連結される、
ことを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
セルフロック機能を有するウォームギアをさらに備え、
前記ウォームギアのウォームホイールは前記ボールねじに連結され、前記ウォームギアのウォームは前記調整用モータの回転軸に連結される、
ことを特徴とする請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記ウェイトは共用ウェイトとして構成され、
前記ウェイト移動部は、
前記共用ウェイトを、前記回転部の回転面内の所定の径方向に移動させると共に、前記回転面に直交する前後方向に移動させる、
ことを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記ウェイトは、第１のウェイトと第２のウェイトとを有して構成され、
前記ウェイト移動部は、
前記第１のウェイトを前記回転部の回転面内の所定の径方向に移動させる第１のウェイト移動部と、前記第２のウェイトを前記回転面に直交する前後方向に移動させる第２のウェイト移動部と、から構成される、
ことを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘを被検体（患者）周りに高速で回転させつつ被検体を載せた天板を回転軸方向に移動させながら多数の２次元画像を取得する。そして、この多数の投影データを再構成することにより、被検体の３次元画像を得ている。
【０００３】
Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線源やＸ線検出器の他、高圧電源やＤＡＳ（Data Acquisition System）といった各種のユニットを収納した回転部が、被検体の周りを高速で回転する。回転によって、回転部が振動すると、或いは回転のアンバランスが生じると、Ｘ線検出器の位置が変動し、画質の劣化が生じる。
【０００４】
このような回転部の振動やアンバランスを低減するために、回転部を指示する架台の強度や剛性を高める技術が検討されている（例えば、特許文献１等）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１２４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、回転部には、上記の各ユニットの他、回転部のアンバランスを取り除くためのバランス調整用のウェイトが設けられている。従来から行われているバランス調整方法では、架台を組み立てた後に、ウェイトの重さやウェイトの位置を調整することによってアンバランスを取り除いている。
【０００７】
従来のバランス調整方法では、回転中の変位や振動を計測するために計測器をセッティングし、その計測結果からウェイトの重さやウェイトの位置を調整している。ウェイトの重さやウェイトの位置を的確に決定するためには、作業者の高いキルが必要となる。
【０００８】
また、回転部の中のユニットを故障等によって交換した場合には、バランス調整が必要となるが、交換の都度、計測器のセッティングや取り外しの作業、及び、ウェイトの重さや位置の調整作業が発生し、これらの作業に多くの時間を要することになる。
【０００９】
そこで、作業者のスキルに依存することなく、短時間で、かつ、高精度で回転バランス調整することができるＸ線ＣＴ装置が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線管を収納する回転部と、前記回転部に収納されるバランス調整用のウェイトと、前記回転部の回転面に略直交する前後方向における変位量を検出する検出部と、検出した前記前後方向の変位量に基づいて、前記ウェイトの移動量を決定する決定部と、決定した前記移動量に基づいて前記ウェイトの位置を移動させるウェイト移動部と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す概略的な全体構成図。
【図２】スキャナ装置の回転機構の概略構造と、ウェイト及びウェイト移動部の配置例を示す図。
【図３】ウェイト及びウェイト移動部の構成例を示す図。
【図４】セルフロック機能を有するウォームギアを用いたウェイト移動部の構成例を示す図。
【図５】バランス調整処理に関する構成例を示すブロック図。
【図６】バランス調整処理の流れを示すフローチャート。
【図７】トルク変動量に基づいて行う回転面内のバランス調整の概念を説明する図。
【図８】チルト角変動量に基づいて回転部の前後方向のバランス調整の概念を説明する図。
【図９】チルト角エンコーダ以外の他のセンサを用いて回転部の前後方向の変動を検出する例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係るＸ線ＣＴ装置および医用画像処理装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１３】
（１）全体構成及び全体動作
図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の一例を示す概略的な全体構成図である。Ｘ線ＣＴ装置１０は、スキャナ装置１１およびコンソール装置１２を有する。Ｘ線ＣＴ装置１０のスキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、患者Ｏの部位（被検体）に関するＸ線の透過データを生成するために構成される。スキャナ装置１１は、架台、或いはガントリとも呼ばれる。
【００１４】
一方、コンソール装置１２は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、Ｘ線ＣＴ装置１０全体を制御する他、スキャナ装置１１から出力される被検体周りの投影データを再構成して３次元画像を生成して表示する。また、実施形態のコンソール装置１２は、後述するように、回転部２５のバランス調整に関する処理を行っている。
【００１５】
Ｘ線ＣＴ装置１０のスキャナ装置１１は、Ｘ線管（Ｘ線源）２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２４、回転部２５、高圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、天板２９、天板駆動装置３０、ウェイト１００、ウェイト移動部２００、チルト角エンコーダ３００、およびコントローラ３１を有する。
【００１６】
Ｘ線管２１は、高圧電源２６により電圧（以下、管電圧という）を印加されてＸ線を発生する。Ｘ線管２１が発生するＸ線は、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線として患者Ｏに向かって照射される。
【００１７】
絞り２２は、絞り駆動装置２７を介してコントローラ３１により制御されて、Ｘ線管２１から照射されるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。
【００１８】
Ｘ線検出器２３は、１または複数のＸ線検出素子（電荷蓄積素子）により構成される。このＸ線検出素子は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検知する。Ｘ線管２１およびＸ線検出器２３は、天板２９に載置された患者Ｏを挟んで対向する位置となるよう回転部２５に支持される。
【００１９】
このＸ線検出器２３としては、たとえばチャンネル（ＣＨ）方向に複数チャンネル、スライス方向に１列のＸ線検出素子を有するいわゆる１次元アレイ型（シングルスライス型）のものを用いることができる。また、チャンネル（ＣＨ）方向に複数チャンネル、スライス方向に複数列のＸ線検出素子を有するいわゆる２次元アレイ型（マルチスライス型）のものを用いてもよい。
【００２０】
ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出器２３を構成するＸ線検出素子が検知した透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換して投影データとして出力する。ＤＡＳ２４が出力する投影データは、スキャナ装置１１のコントローラ３１を介してコンソール装置１２に与えられる。
【００２１】
高圧電源２６は、コントローラ３１に制御されて、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。絞り駆動装置２７は、コントローラ３１に制御されて、絞り２２の開口を調整することによりＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。
【００２２】
回転部２５は、Ｘ線管２１、高圧電源２６、絞り２２、絞り駆動装置２７、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４等を収納すると共に、一体として保持する。回転部２５が回転駆動装置２８を介してコントローラ３１に制御されて回転することにより、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、およびＤＡＳ２４は一体として患者Ｏの周りを回転する。なお、回転部２５に収納され、回転部２５と一体的に回転する上記各ユニットを、以下、回転部ユニット１５０と総称する。
【００２３】
また、回転部２５は、上記の回転部ユニット１５０の他、バランス調整用のウェイト１００と、ウェイト１００の位置を移動させるウェイト移動部２００も収納している。ウェイト１００及びウェイト移動部２００の構造、作用については後述する。
【００２４】
回転駆動装置２８は、例えば、ダイレクトドライブ型のモータ１６０を具備して構成されている。モータ１６０は、コントローラ３１に制御されて、空洞部の周りに回転部２５を高速で、例えば、１回転あたり０．５秒、或いはそれ以下の短い時間で高速回転させる。
【００２５】
天板２９は、患者Ｏを載置可能に構成される。天板駆動装置３０は、コントローラ３１に制御されて、天板２９を昇降動させる。また、天板駆動装置３０は、コントローラ３１に制御されて、回転部２５の中央部分の開口部のＸ線照射場へ天板２９を移送する。
【００２６】
コントローラ３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたプログラムに従って、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４、高圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８および天板駆動装置３０を制御することによりスキャンを実行させる。コントローラ３１のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。コントローラ３１のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、スキャン装置１１の起動プログラム、スキャナ装置１１の制御プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。
【００２７】
なお、コントローラ３１のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。
【００２８】
一方、Ｘ線ＣＴ装置１０のコンソール装置１２は、たとえばパーソナルコンピュータにより構成され、病院基幹のＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークとデータ送受信することができる。
【００２９】
コンソール装置１２は、図１に示すように、データ収集部４１、入力部４２、表示部４３、ネットワーク接続部４４、記憶部４５および主制御部４６を有する。
【００３０】
データ収集部４１は、スキャナ装置１１が実行したスキャンにより得られた投影データをＤＡＳ２４およびコントローラ３１を介して収集する。データ収集部４１によって収集された投影データは、記憶部４５に記憶される。
【００３１】
入力部４２は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキー、マウスなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を主制御部４６に出力する。
【００３２】
表示部４３は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、主制御部４６の制御に従ってスキャノ像などの各種画像を表示する。
【００３３】
ネットワーク接続部４４は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続部４４は、この各種プロトコルに従ってコンソール装置１２と他の電気機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹ＬＡＮなどの無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
【００３４】
記憶部４５は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、主制御部４６のＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶部４５は、データ収集部４１によって収集された投影データなどを記憶する他、主制御部４６のＣＰＵで実行する各種機能を実現するためのプログラムを記憶する。
【００３５】
（２）バランス調整
前述したように、実施形態のＸ線ＣＴ装置１０では、回転部２５のバランス調整を行うためのウェイト１００と、ウェイト１００の位置を移動させるウェイト移動部２００を回転部２５に収納している。
【００３６】
図２は、回転部２５を有するスキャナ装置１１の回転機構の概略構造を示すと共に、ウェイト１００及びウェイト移動部２００の配置例を示す図である。図２（ａ）はスキャナ装置１１を正面から見たときに概略配置例を示す図であり、図２（ｂ）はスキャナ装置１１を側面から見たときの概略配置例を示す図である。
【００３７】
スキャナ装置１１は、回転部２５、回転部２５の後ろ側に設けられる固定部２５１、固定部２５１を左右で支持する支持部２５２、及び床に設置されて支持部２５２を固定する基台２５３を有する。
【００３８】
回転部２５と固定部２５１との間にはリング軸受２５４が設けられており、このリング軸受２５４によって、固定部２５１は回転部２５を回転可能に支持している。さらに、回転部２５と固定部２５１の間には、リング状のダイレクトドライブ型のモータ１６０が設けられている。モータ１６０によって、回転部２５は回転中心Ｃ周りに高速回転する。モータ１６０の駆動電流のモニタ値は、コントローラ３１を介してコンソール装置１２に出力される。
【００３９】
なお、ダイレクトドライブ型に換えて、通常のモータ１６０を回転部２５の外に配置し、回転部２５の円周に架け渡したタイミングベルトをモータ１６０で駆動する形態でもよい。
【００４０】
固定部２５１と支持部２５２との間にはチルト軸受２５５が設けられており、チルト軸受２５５を中心として、回転部２５と固定部２５１とが一体となってチルト方向に回動する。チルト軸受２５５に近接してチルト角エンコーダ３００が設けられており、チルト角エンコーダ３００からは、回転部２５のチルト角のモニタ値が出力される。チルト角のモニタ値は、コントローラ３１を介してコンソール装置１２に出力される。
【００４１】
回転部２５は、Ｘ線管２１、高圧電源２６、絞り２２、絞り駆動装置２７、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４等の回転部ユニット１５０を収納する。図２においては、これらの回転部ユニット１５０は、白いボックスで模式的に図示されている。
【００４２】
さらに、回転部２５は、ウェイト１００（１００Ｘ、１００Ｙ）及びウェイト移動部２００（２００Ｘ、２００Ｙ）を収納する。図２に示す例では、ウェイト１００及びウェイト移動部２００の数はそれぞれ２としているが、この数に限定されるものではなく、ウェイト１００及びウェイト移動部２００の数は１でもよく、或いは３以上でもよい。
【００４３】
また、ウェイト１００及びウェイト移動部２００の配置も図２に示す位置に限定するものではない。図２では、回転部２５の回転方向の基準位置Ｒを黒い三角マークで示している。そして、停止時においては、基準位置Ｒは水平方向（Ｘ軸方向）上の右側に位置するものとする。このとき、図２に示す例では、２つのウェイト１００のうち、一方のウェイト１００Ｘは概略Ｘ軸上に位置するように配置され、他方のウェイト１００Ｙは概略Ｙ軸上に位置するように配置される。そして、それぞれのウェイト１００Ｘ、１００Ｙの位置は、ウェイト移動部２００Ｘ、２００Ｙによって、図示した矢印の方向（回転部２５の径方向）に独立に調整することができる。
【００４４】
ウェイト１００Ｘ、１００Ｙの位置を、独立した２方向（例えば、図２（ａ）に示すように直交する２つの径方向）に調整することにより、回転面内におけるアンバランスに起因する回転面内の変動を抑制することができる。
【００４５】
一方、回転面に直交する方向（以下、前後方向、或いはＺ方向と呼ぶ）にアンバランスがあると、回転部２５の回転によって、チルト軸周りの変動も発生しうる。実施形態のＸ線ＣＴ装置１０は、図２（ｂ）に示すように、ウェイト１００Ｘ、１００Ｙの位置をＺ方向に夫々移動させるウェイト移動部２００Ｚ１、２００Ｚ２を有している（図２（ｂ）では、ウェイト１００Ｙとウェイト移動部２００Ｚ２のみを図示している）。ウェイト移動部２００Ｚ２は、ウェイト１００Ｙ及びウェイト移動部２００Ｙを、一体として前後方向に移動させる。また、ウェイト移動部２００Ｚ１は、ウェイト１００Ｘ及びウェイト移動部２００Ｘを、一体として前後方向に移動させる。
【００４６】
なお、径方向に移動させるウェイト１００と、前後方向に移動させるウェイト１００を夫々別体のウェイトとして設けるようにしてもよい。この場合、径方向に移動させるウェイト１００（第１のウェイト）と、前後方向に移動させるウェイト１００（第２のウェイト）は、それぞれが別個のウェイト移動部２００によって位置調整されることになる。
【００４７】
図３は、ウェイト１００、及びウェイト移動部２００の構成例を示す図である。ウェイト移動部２００は、調整用モータ２０１、ガイド部材２０２、及び運動変換手段２０５を備えて構成される。調整用モータ２０１は、コンソール装置１２の移動量決定部５００（図５参照）で決定された移動量に基づいて定まる回転量だけ、正方向又は逆方向に回転する。ガイド部材２０２は、ウェイト１００を移動方向にスライド可能に支持する。
【００４８】
運動変換手段２０５は、調整用モータ２０１の回転運動を直線運動に変換する手段である。運動変換手段２０５は、例えば、その一端が調整用モータ２０１に連結されるボールねじ２０３と、前記ボールねじ２０３に歯合するナットがその内部に形成されたスライダ２０４とで構成される。運動変換手段２０５は、ボールねじ２０３とスライダ２０４に限定されるものではなく、調整用モータ２０１の回転運動を直線運動に変換する他の運動変換手段、例えば、クランク機構やラック・ピニオン機構を用いた運動変換手段でもよい。
【００４９】
上記のウェイト移動部２００によって、ウェイト１００を、回転部２５の径方向、或いは前後方向に移動させ、バランス調整をすることができる。
【００５０】
一方、バランス調整後は、回転部２５の回転中においてもウェイト１００の位置が変化しないようにウェイト１００の位置を固定する必要がある。
【００５１】
図４は、ウェイト１００の固定手段として、セルフロック機能を有するウォームギア２０８を用いる実施形態の一例を示す図である。この実施形態では、ウォームギア２０８のウォームホイール２０６をボールねじ２０３の一端に連結固定する一方、ウォームギア２０８のウォーム２０７を調整用モータ２０１の回転軸に連結固定する。そして、ウォームホイール２０６とウォーム２０７とを歯合させる。調整用モータ２０１の回転は、ウォームギア２０８を介してボールねじ２０３に伝達され、ウェイト１００は、回転部２５の径方向、或いは前後方向に移動する。一方、調整用モータ２０１の電源がオン・オフいずれの状態であっても、ウォームギア２０８がセルフロック機能を有しているため、遠心力等の外部からの力によってウェイト１００が移動することはない。
【００５２】
セルフロック機能を有するウォームギア２０８を用いた固定手段は、人による固定作業を必要としないため、作業効率の観点から有効な方法である。
【００５３】
上記の固定手段に換えて、バランス調整後に、回転部２５の筐体フレームとウェイト１００とを、ボルト等の固定手段で固定するようにしてもよい。この方法では、人による作業が発生するものの、低コストの固定手段によって、より確実にウェイト１００を固定することができる。また、固定手段として、保持トルクの高い調整用モータ２０１を使用する方法もある。
【００５４】
次に、上述したウェイト１００及びウェイト移動部２００を制御し、回転部２５のバランスを調整する処理について説明する。
【００５５】
図５は、バランス調整処理に関する構成例を示すブロック図であり、図６は、バランス調整処理の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
バランス調整処理に係る構成のうち、図５に示す移動量決定部（決定部）５００の処理は、コンソール装置１２の主制御部４６のＣＰＵが、記憶部４５に保存された所定のプログラムを実行することによって行われる。このようなソフトウェア処理に換えて、ＡＳＩＣ等のハードウェアを用いてバランス調整処理を行っても良いし、ソフトウェアとハードウェアとを組み合わせてバランス調整処理を行っても良い。
【００５７】
移動量決定部５００は、駆動電流/トルク変換部５０１、回転面内変位量決定部５０２、回転面内ウェイト移動量決定部５０３、前後方向変位量決定部５０４、前後方向ウェイト移動量決定部５０５、及びルックアップテーブル５０６を有して構成される。
【００５８】
上記の各構成で行う処理を、図６のフローチャートに従って説明する。図６のステップＳＴ１０では、回転バランス調整の指示が、コンソール装置１２の入力部４２を介して入力される。回転バランス調整指示が入力されると、コンソール装置１２は架台（スキャナ装置１１）のコントローラ３１を介して回転部２５を回転させる（ステップＳＴ１１）。
【００５９】
次に、ステップＳＴ１２において、回転用のモータ１６０のトルク変動量から回転面内の変位量を以下のように決定する。
【００６０】
回転部２５の回転中において、回転駆動装置２８のモータ１６０から駆動電流モニタ値がコンソール装置１２（移動量決定部５００）の駆動電流/トルク変換部５０１に入力される。モータ１６０は、所定の駆動電流対トルク特性を有している。駆動電流/トルク変換部５０１は、この駆動電流対トルク特性に基づいて、駆動電流のモニタ値からトルクに変換する。
【００６１】
図７は、トルクの変動量に基づいて行う回転面内のバランス調整の概念を説明する図である。図７（ａ）に例示するように、回転面内のバランスが完全にとれていれば、図７（ａ）に破線で示したように、トルクはどの回転角においても一定値を示すが、回転面内のバランスが不完全であると、図７（ａ）に実線で示したように、トルクは変動する。
【００６２】
回転面内変位量決定部５０２は、トルク変動量から回転面内変位量を決定する。トルク変動量と回転面内変位量との間には所定の対応関係がある。したがって、トルク変動量がわかれば、回転面内変位量を求めることができる。
【００６３】
アンバランスによる回転面内の変位量（例えば、図７（ａ）における左右方向の変位量）は、回転部２５の回転角に応じて、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、例えば、概略正弦波状に変動する。
【００６４】
一方、ステップＳＴ１３では、スキャナ装置１１のチルト角エンコーダ３００が出力するチルト角モニタ値を入力し、前後方向変位量検定部５０４が、チルト角変動量から回転部２５の前後方向の変位量を決定する。
【００６５】
図８は、チルト角変動量に基づいて回転部２５の前後方向のバランス調整の概念を説明する図である。図８（ａ）は、チルト角を０°に設定して回転させているときのチルト角のモニタ値を例示する図である。回転部２５の前後方向のバランスが完全にとれていれば、チルト角はどの回転角度においても０°を示すことになるが、前後方向のバランスが不完全であると、回転部２５はチルト軸を中心に変動する。
【００６６】
図８（ｃ）は、スキャナ装置１１を側面から見たときの概略配置例を示す図であり、図２（ｂ）に対応する図である。前述したように、固定部２５１と支持部２５２との間にはチルト軸受２５５が設けられており、チルト軸受２５５を中心として、回転部２５と固定部２５１とが一体となってチルト方向に回動するように構成されている。チルト軸受２５５に近接してチルト角エンコーダ３００が設けられており、チルト角エンコーダ３００からは、回転部２５のチルト角のモニタ値が出力される。前後方向のバランスが不完全であると、回転部２５の回転中に、回転部２５と固定部２５１とが一体になって前後方向に変動する。この変動に伴って、チルト角エンコーダ３００によって検出されるチルト角のモニタ値も図８（ａ）、或いは図８（ｂ）に実線で例示すように変動する。前後方向変位量検定部５０４は、このようなチルト角変動量から回転部２５の前後方向の変位量を決定する。
【００６７】
回転部２５の前後方向の変動は、チルト角エンコーダ３００による検出の他、他のセンサで検出することもできる。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、チルト角エンコーダ３００以外の他のセンサを用いて前後方向の変動を検出する例を示す図である。
【００６８】
図９（ａ）は、センサとして光学センサ３１０を用いる例を示している。光学センサ３１０は、例えば、基台２５３から延出する支持部３１２に設けられている。光学センサ３１０は、例えば、回転部２５の回転面の周辺領域に光を照射し、光学センサ３１０と回転面との間の距離の変動量を検出する。この距離の変動量に基づいて、前後方向変位量検定部５０４は、回転部２５の前後方向の変位量を決定する。
【００６９】
一方、図９（ｂ）は、センサとして圧力センサ３２０を用いる例を示している。圧力センサ３２０は、例えば、基台２５３から延出する支持部３２２に設けられている。圧力センサ３２０は、固定部２５１の一部に接触しており、圧力センサ３２０と固定部２５１との間の圧力の変動量を検出する。この圧力の変動量に基づいて、前後方向変位量検定部５０４は、回転部２５の前後方向の変位量を決定する。図９（ｂ）等では、回転部２５（或いは固定部２５１）の前後方向の変位量を誇張して図示しているが、実際の変位量は１ミリメートル以下程度であり、このような接触型の圧力センサ３２０によっても、前後方向の変位量を検出することが可能である。
【００７０】
また、光学センサ３１０の光を回転部２５に照射するのではなく、固定部２５１に照射することで、光学センサ３１０と固定部２５１との間の距離の変動量を検出し、この距離の変動量に基づいて、回転部２５の前後方向の変位量を決定することもできる。
【００７１】
図６に戻り、ステップＳＴ１４において、ステップＳＴ１２で決定された回転面内変位量、或いはステップＳＴ１３で決定された前後方向変位量が、所定の閾値内であるか否かを判定する。所定の閾値内であれば（ステップＳＴ１４のＹＥＳ）、回転部２５のバランスが規準範囲内であると判定し、バランス調整の処理を終了する。一方、変位量が所定の閾値よりも大きい場合（ステップＳＴ１４のＮＯ）は、ステップＳＴ１５に進み、求めた変位量からウェイトの移動量を決定する。回転面内のウェイト移動量については、回転面内ウェイト移動量決定部５０３が決定し、前後方向のウェイト移動量については、前後方向ウェイト移動量決定部５０５が決定する。
【００７２】
変位量からウェイトの移動量を決定する手法としては、種々の手法が考えられる。例えば、回転角に対する変位量と、この変位量を低減するために必要なウェイトの移動量とが関連付けられたルックアップテーブル５０６を保存しておき、ステップＳＴ１２、１３で求められた変位量に基づいてルックアップテーブル５０６を参照することによって、ウェイト１００の移動量を決定することができる。
【００７３】
例えば、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すような正弦波状に変化する変位量のパラメータとして、変位量のピーク値と、ピークとなる回転角とがある。この場合、ルックアップテーブル５０６のインプットは、変位量のピーク値と、ピークとなる回転角となる。一方、ルックアップテーブル５０６のアウトプットは、どの回転角に配置されたウェイト１００を、どちらの方向に、どれだけ移動させるか、といった内容となる。
【００７４】
なお、ルックアップテーブル５０６は、解析、シミュレーション、或いは実験等に基づくデータベースから予め生成することができる。
【００７５】
上記のルックアップテーブル５０６を参照する手法の他、計測から求めた変位量が最小となるウェイト１００の移動量を種々の探索法を用いて決定することもできる。
【００７６】
上記のようにステップＳＴ１５でウェイト１００の移動量が決定されると、その移動量に基づいてウェイト１００を移動させる（ステップＳＴ１６）。具体的には、ウェイト１００の移動量に対応する制御信号が、コンソール装置１２からウェイト移動部２００の調整用モータ２０１に送出され、調整用モータ２０１の駆動によりウェイト１００の位置が調整される。
【００７７】
その後、ステップＳＴ１２に戻り、回転部２５の変位量が所定の閾値以内となるまで、ステップＳＴ１２からステップＳＴ１６までの処理が繰り返される。
【００７８】
なお、ここまでの説明では、ウェイト移動部２００が、バランス調整用に別途設けたウェイト１００の位置を調整するものとして説明してきたが、回転部ユニット１５０のいずれか１つ又は複数を、バランス調整用のウェイトとして兼用することもできる。この場合、ウェイト移動部２００は、兼用する回転部ユニット１５０の位置を、ステップＳＴ１６で決定された移動量に基づいて移動させることになるが、その他の処理は、上述した内容と同じである。
【００７９】
以上説明してきたように、実施形態のＸ線ＣＴ装置１０によれば、回転部２５の変位量は、元々装置が具備している回転用のモータ１６０や、チルト角エンコーダ３００から出力されるモニタ信号から求められる。このため、バランス調整時に、専用の計測器を用意する必要はなく、また、これらの計測器を回転部２５に取り付けたり、取り外したりする作業が不要となる。
【００８０】
また、実施形態のＸ線ＣＴ装置１０は、変位量からウェイト１００の移動量を装置が決定し、さらに、決定した移動量に基づいてウェイト１００の位置を装置が移動させるように構成されている。このため、作業者のスキルに依存することなく、短時間、かつ、高精度でウェイト１００の位置調整を行うことができる。また、従来のように、ウェイトの従量や位置を作業者が手作業で調整する必要もない。
【００８１】
上記のように、実施形態のＸ線ＣＴ装置１０によれば、作業者のスキルに依存することなく、短時間で、かつ、高精度で回転バランス調整することができる。
【００８２】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【００８３】
１０  Ｘ線ＣＴ装置
１１  スキャナ装置
１２  コンソール装置
２１  Ｘ線管
２３  Ｘ線検出器
２５  回転部
１００  ウェイト
１５０  回転部ユニット
１６０  モータ
２００  ウェイト移動部
２０１  調整用モータ
２０３  ボールねじ
２０４  スライダ
２０５  運動変換手段
２０８  ウォームギア
５００  決定部（移動量決定部）
【図１】
2015231516.tif 000003
【図２】
2015231516.tif 000004
【図３】
2015231516.tif 000005
【図４】
2015231516.tif 000006
【図５】
2015231516.tif 000007
【図６】
2015231516.tif 000008
【図７】
2015231516.tif 000009
【図８】
2015231516.tif 000010
【図９】
2015231516.tif 000011