(57)【要約】【課題】  本発明は、ＣＴガントリ部材のバランスを取る方法及びシステムに関する。【解決手段】  ＣＴガントリ機構のバランスを取る方法及びシステム。２カ所のバランスを取る位置が回転ベース部材（２０）上で予め選択され、スペーサ、シム、及びウェイトのスタックが各位置に設けられる。歪みゲージ・センサ（５４）、（５６）が静止ベース部材（２２）上に設けられ、センサ回路の一部として含まれる。試運転及び試験運転により、システムの静的バランス及び動的バランスを取るために該システムに追加する必要のある質量及び該質量のＺ位置が決定される。【選択図】      図６
2005040604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止ベース部材及び回転ベース部材を有するＣＴガントリ機構のバランスを取るシステムであって、
前記回転ベース部材（２０）がその上に配置されたＸ線管（２４）と検出器プレート（２６）とを有し、
第１のウェイト・スタック機構（５０）が第１の既知の複数のウェイト部材及びスペーサを有し、
第２のウェイト・スタック機構（５２）が第２の既知の複数のウェイト部材及びスペーサを有し、
前記第１と第２のスタック部材が前記回転ベース部材の予め選択された位置に配置され、
一対の歪みゲージ・センサ（５４）、（５６）が前記回転ベース部材に隣接して前記静止ベース部材上に配置されている、
システム。
【請求項２】
前記スペーサは、個々のスペーサ部材（５０Ｃ）、（５２Ｃ）と、個々のシム部材（５０Ｄ）、（５２Ｄ）とを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ウェイト部材は、第１の質量を有する第１のセットの個々のウェイト部材（５０）と、前記第１の質量と異なる第２の質量を有する第２のセットの個々のウェイト部材（５２）とを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記予め選択された位置は、約９０°離間していることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記予め選択された位置は、前記回転ベース部材上の約１０７°及び約１８０°の位置に置かれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
静止ベース部材（２２）、回転ベース部材（２０）、及びＺ軸を有し、Ｘ線管（２４）及び検出器平面（２６）が前記回転ベース部材上に配置されたＣＴガントリ機構のバランスを取る方法であって、
前記回転ベース部材上の第１の予め選択された位置に第１の複数の個々のウェイト部材（５０）及びスペーサを準備する段階と、
前記回転ベース部材上の第２の予め選択された位置に第２の複数の個々のウェイト部材（５２）及びスペーサを準備する段階と、
前記回転ベース部材上に試用ウェイトを配置する段階と、
第１のベースライン運転を行い、前記システムのアンバランスを測定し、該アンバランスの大きさ及び位相角を計算する段階と、
試用ウェイトを前記回転ベース部材上の予め指定した位置に配置して２回の追加の試運転を行う段階と、
前記機構の静的バランス及び動的バランスを取るために必要な質量とそのＺ軸上の位置を計算する段階と、
前記計算結果にかなうように前記第１と第２の複数のウェイト部材及びスペーサを配置する段階と、
を含む方法。
【請求項７】
前記第１と第２の複数のウェイト部材及びスペーサ部材の前記予め選択された位置は、前記回転ベース部材上の１０７°及び１０８°の位置にある請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記バランシングを完成させるために、前記第１と第２の複数のウェイト部材及びスペーサの配置を調整する段階を更に含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記バランシングの性能をチェックするために試験を行う段階を更に含む請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記システムのアンバランスの測定は、少なくとも一対の歪みゲージ部材（５４）、（５６）により行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＴシステムに関し、より詳細には、ＣＴガントリ部材のバランシング方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（「ＣＴ」）システムは、今日、広く用いられている。ＣＴシステムは、科学的情報及び／又は医療情報を提供するために、対象物又は人間のＸ線像を取得する。一般に、ＣＴシステムは、対象物又は人間が中に配置される環状の開口部を有するハウジング内に配置された大型のガントリ機構を含む。ガントリ機構は、Ｘ線管及び検出器プレートが取り付けられた回転ベース部材を含む。ベース部材が回転し対象物又は人間が回転軸に沿って移動するとＸ線像が撮像されて後で分析される。
【０００３】
回転ベース部材上には、通常、熱交換器及び発電機などの他のシステム構成要素が装着されている。Ｘ線管、検出器プレート、及び他の構成要素が、ベース部材と共に回転する。回転ベース部材が均一に回転し、十分な高画質の画像が提供されるように、回転ベース部材のバランスを取ることが重要である。
【０００４】
ＣＴガントリの回転部分にアンバランスがあると、１回転につき１回の頻度でガントリ機構全体に振動運動が生じる。この運動は、画像の品質に悪影響をもたらし、運動が大きくなってある閾値を超えると、アーチファクトを生成する可能性がある。通常、ＣＴガントリ機構は、最終仕向け地へ出荷される前に、ＣＴシステムが組み立てられて較正される工場内でバランスが取られる。ＣＴシステムはまた、通常、新しいＸ線管などの、点検のために構成要素が交換されるときに現場においてもバランスが取られる。現場でのバランスは、ＣＴシステムの正確な動作を確保するために特に重要である。しかしながら、現在のところ、現場においてガントリ機構のバランスを取るのに用いられる方法及びシステムには欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、ＣＴガントリ機構のバランスを取る、特に現場において機構のバランスを取るための改良されたシステム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、工場及び現場の両方において、ＣＴガントリ機構のバランスを取るための改良された方法及びシステムを含む。本発明を用いれば、ＣＴガントリ機構は、現場の状況においても、静的バランスと動的バランスの両方を取ることができる。本発明を用いれば、静的アンバランスと動的アンバランスの両方を測定することができ、必要であれば、省いてもよい。本発明により、既存のＣＴの静的バランシング法と比較して、ユーザにとっての時間及び複雑さが低減される。
【０００７】
本発明の場合、バランス・ウェイトは、ＣＴガントリ機構の回転ベース部材上の２カ所の予め選択された位置に付加される。この２カ所の位置は、約９０°離間している。ＣＴシステムのバランスを取るのに必要な種々のバランス・ウェイト、スペーサ、及びシムを配置するための細長いロッド部材がこの２カ所の位置に設けられる。ウェイト、スペーサ、及びシムにより、アンバランスのＺ軸座標を変更し、正確なＺ座標位置に適正な重量を加えることができるようにする。
【０００８】
２カ所の位置は、ＣＴガントリ機構の正面から見たときに回転ベース部材の左下の四半分内に提供されるのが好ましい。これらの位置は、Ｘ線管の重量のバランスを取る必要があることにより、また静的バランス調整及び動的バランス調整のために好ましい位置である。
【０００９】
歪みゲージは、ガントリ機構の静止ベース部材上の、アンバランスにより比較的大きな歪みが生じる位置に設けられる。歪みゲージは、ガントリのプロセッサに接続されたバランス・センサ回路に接続される。ファームウェアは、予め指定されたサンプリング・レートでセンサからの出力をサンプリングするのに用いられる。
【００１０】
歪み測定値は、最初に、基準のベースを得るために工場で取り付けられたウェイトを付けた状態でベースライン運転中に取得される。次に、試用ウェイトを既知の位置に取り付けた状態で試運転を行い、追加の測定値を取得する。その後、これらのベースライン測定値及び試行測定値を用いて、２カ所の予め選択された位置に付加される必要のある重量の大きさ、及びＺ軸に沿ったこれらの位置を計算する。システムの最終的な合計力及び合計モーメントを計算し、これらの合計力及び合計モーメントを生成することになる２つのウェイトの各スタックに対する新しい構成を定める。次に、適切な構成のウェイト、スペーサ、及びシムを、回転ベース部材の２カ所の予め選択された位置にあるロッド部材上に配置する。２枚の異なる厚さの鋼プレートは、ウェイトの大部分を与える。軽量アルミニウムのスペーサ及びシムは、スタックの質量を目標Ｚ位置に集中させるのに用いられる。小さいウェイトは、必要に応じて質量を微調整するのに用いられる。本発明によれば、量及び配列の両方において、ウェイト、スペーサ、及びシムの具体的な分量が計算により得られる。
【００１１】
本発明を用いれば、ＣＴガントリ・システムの回転ベース部材の静的バランシング及び動的バランシングを、工場及び現場の両方において行うことができる。また、勘に頼る作業を排除し、正確なバランシングを行うために、ユーザへの具体的な指示が本発明のシステムに備えられる。また、バランス・ウェイト用に対して多くの位置ではなく、２カ所のみの位置を有する利点があり、現場での調整がより容易になる。最終的に、本発明を用いれば、必要なバランス・ウェイトの数及び種類が有限となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の上述の目的及び他の目的、特徴、並びに利点は、添付の図面に従ってなされる本発明を実施するための好ましい実施形態の以下の詳細な説明から容易に理解される。
【００１３】
従来のＣＴシステムを図１に示し、参照番号１０で全体を参照する。ＣＴシステムは、ガントリ部材１２と患者テーブル部材１４とを含む。ガントリ部材１２は、環状部分１６とベース部分１８とを含む。図２〜図５に示す回転ベース部材２０は、環状部分１６内に配置され、一方、静止ベース部材２２は、ベース部材１８内に配置される。
【００１４】
標準的なＣＴシステムによれば、Ｘ線管及びコリメータ２４は、検出器プレート部材２６と共に回転ベース部材２０上に配置される。患者３０又は他の対象物は、テーブル部材１４上に配置され、回転ベース部材２０及びガントリ部材１２の回転軸であるＺ軸３２に沿って移動する。Ｘ線管部材２４及び検出器プレート部材２６は、ガントリ部材上に互いに対向して配置され、テーブル部材１４上の患者３０又は対象物のＸ線画像は、テーブル部材がガントリ部材１２の中央開口部を通って移動するときに作成される。
【００１５】
図２に示すように、幾つかの構成要素及び付属部材が回転ベース部材２０上に配置されている。これらは一般に、熱交換器３４と、高電圧発電機３６と、高電圧タンク３８とを含む。また、ＣＴシステムにおいては通常そうであるが、軸方向ベアリング及びスリップ・リング（図示せず）が回転ベース部材２０に取り付けられている。ベアリング・ブラケット４０は、軸方向ベアリングを静止ベース部材２２に取り付けるのに用いられる。スリップ・リングは、図４及び図５に詳細に示されるブラケット部材４２に取り付けられている。ＣＴシステムにおいて一般的なことであるが、電力は、スリップ・リング及びスリップ・リングブラシを通じて回転ベース部材上の電気構成要素に供給される。
【００１６】
アキシャル・モータ組立体４４は、ベース部材２０を静止ベース部材２２に対して回転させるのに用いられる。
【００１７】
回転ベース部材上の構成要素の相対位置は、１２時の位置からの度数により表されることが多い。これは、零度のポイントを１２時の位置で示す図２に示される。本発明と共に用いられるシステムによれば、度数は、ガントリ部材を正面から見たときに逆時計回りに測定される。従って、９０°の位置は、９時の位置で装荷され、１８０°の位置は、６時の位置に装荷される等となる。
【００１８】
本発明の場合、バランス・ウェイト・システムは、図２及び図４に詳細に示すように、２カ所の予め選択された位置５０及び５２において用いられる。また、一対の歪みゲージ・センサ５４及び５６が、静止ベース部材２２上に、好ましくは底部又は下部に隣接して装着される。
【００１９】
回転ベース部材２０上に配置される種々の構成要素の重さ及びこれらの相対位置により、一般にガントリ部材は、回転時にアンバランスを生じる。このアンバランスは、Ｘ軸及びＹ軸方向の両方、並びにＺ軸方向に生じる。
【００２０】
ＣＴガントリ機構の回転部分のアンバランスにより、１回転につき１回の頻度でガントリ全体の振動運動が生じる。この運動が大きくなりある閾値を超えるとアーチファクトを生成する可能性があることから、この運動は画質に悪影響をもたらす。このアンバランスは、ＣＴシステムが組み立てられて較正される工場内で最初に最小化される。構成要素が保守のために交換されるときには、現場でバランスが回復される必要がある。工場内でのガントリのバランシングは、全てのバランシング用の設備及びシステムがすぐに利用可能であるので、既知のシステムを使用してより容易であり、且つ正確である。しかしながら、現場においては、正確なバランシングに必要なツール及びシステムがないのでバランシングは困難である。
【００２１】
ウェイトの取り付け又は取り外しを行う連続面が存在しないので、ＣＴガントリの２平面バランシング（すなわち、静的バランシングと動的バランシング）は困難である。２平面バランス方法からの出力は、４つの値を含む。これらは、システムのバランスを取るためにシステムの２平面の各々に取り付け又は取り外す必要のあるウェイトの質量及び角度位置である。各平面は、各試用ウェイトのＺ座標となるように定められる。従来的には、Ｚ軸はガントリの回転軸である。
【００２２】
アンバランスにより生じる力及びモーメントを求める式を用いることにより、４つの値は、力及びモーメントが変化しないでいる限り、変数として取り扱い、４つの異なる値に置換することができる。この点において、２つのバランス・ウェイトの質量及びＺ座標は、２つの質量を加える角度を予め選択することにより変更される。これにより、バランス・ウェイトを取り付けるための無限数の場所を有する連続面が必要であるという問題が回避される。質量のＺ座標は、特に鋼材料で作られた重いバランス・ウェイトのスタックと共に、アルミニウムなどの特に軽量材料で作られたスペーサ及びシムを用いることにより可変にされる。スペーサ及びシムは、バランス・ウェイトを適正なＺ座標に配置するために用いられる。
【００２３】
Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｈｐｏｗｅｒガントリなどの１つの好ましいガントリ部材において、バランス・ウェイトの位置は、１０７°及び１８０°である（図２参照）。これらの場所は、具体的には、質量がより大きく、整合のために再配置することができるＸ線管の重量のバランスを取る。また、該場所は、適切な静的バランス調整及び動的バランス調整ができるように、約９０°離間している。この点において、本発明を用いる場合、２つの場所は約９０°離間しているのが好ましいが、バランス・ウェイトの精密な位置は、用いられる特定のシステムに応じて決定される。
【００２４】
回転ベース部材のアンバランスは、２つの歪みゲージ・センサ５４及び５６により測定される。歪みゲージは、ピエゾセラミック材料で作られ、自己作動するのが好ましいが、任意の同等の種類の歪みゲージを用いてもよい。
【００２５】
図２及び図４に示すように、ウェイト・システム５０及び５２の各々が、バランシング部材を支持するため、ベース部材５０Ａ及び５２Ａのそれぞれ、並びに複数のロッド部材５０Ｂ及び５２Ｂのそれぞれを含む。ウェイト・システム５０及び５２はまた、恐らくは、１つ又はそれ以上のスペーサ部材５０Ｃ及び５２Ｃをそれぞれ、１つ又はそれ以上のシム部材５０Ｄ及び５２Ｄをそれぞれ、１つ又はそれ以上の重いウェイト部材５０Ｅ及び５２Ｅをそれぞれ、１つ又はそれ以上のより軽いウェイト部材５０Ｅ’及び５２Ｅ’をそれぞれ、及び１つ又はそれ以上の微調整用部材５０Ｆ及び５２Ｆをそれぞれ含むことができる。ロッド部材５０Ｂ及び５２Ｂは、ナット６０及び６２といったネジ取付具によりバランス及びウェイト部材がロッド部材上に保持されるように、ネジ付きロッド部材であるのが好ましい。関連するワッシャ部材６１及び６３と共に１つのみのナット部材が図４に示されているが、同様のセットのナット及びワッシャ部材がロッド部材５０Ｂ及び５２Ｂの全てに用いられることが理解される。
【００２６】
ウェイトは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の３つの方向全てに沿って回転ベース部材のバランスを取るために用いられる。スペーサ及びシムは、ウェイトをＺ軸方向に沿って移動させるために用いられる。
【００２７】
また、図４に示すように、６本のロッド部材５０Ｂ及び４本のロッド部材５２Ｂは、ウェイト、スペーサ、及びシム部材を所定の位置に正確で確実に保持するために用いられるのが好ましい。もちろん、任意の数のロッド部材を使用又は提供することができることを理解すべきである。また、種々のスペーサ、シム及びウェイトの大きさ並びに重量を、ＣＴシステムの各々に対する必要性及び要求に応じて用いることができる。この点において、本発明の場合、スペーサ部材及びシム部材は、アルミニウムなどの軽量の材料で作られ、一方、ウェイト部材は、鋼などの重い材料で作られる。
【００２８】
付属部品及び電子的構成要素が回転ベース部材２０に追加され、及び該ベース部材が回転すると、静止ベース部材２２が、Ｘ方向及びＹ方向、並びにＺ方向に沿ってわずかに曲がる。経験上、静止ベース部材２２は回転ベース部材２０が回転するときに、底部又は下部「Ａ」に隣接して最も大きく伸張又は移動することが分かっている。従って、本発明の好ましい実施形態では、歪みゲージ・センサ５４及び５６は、その領域Ａに位置付けられる。
【００２９】
ＣＴガントリ機構のバランスを取る最初の段階として、試用ウェイトが回転ベース部材上に配置され、既知のアンバランスに対するシステムの感度を測定するために、１回又はそれ以上のベースライン運転が行われる。これには通常の２平面法が含まれ、各平面に対するアンバランス、大きさ、及び位相角が計算される。図５に示すように、この目的のために、試用ウェイト７０が回転ベース部材２０の位置７２に取り付けられる。試用ウェイト７０は、固定ネジ７４などの締結具により取り付けられて既知の位置に位置決めされる。本発明の好ましい実施形態の場合、位置７２は、図２において正面から見た３６°の位置にある。更に、試用ウェイトを別の予め選択された位置に配置して、２回目の試運転が行われる。この点に関し、本発明の一実施形態では、試用ウェイト８０は、ロッド部材５２Ｂの１８０°の位置に取り付けられ、ナット部材８２で固定される。
【００３０】
図に示すように、歪みゲージ５４及び５６は、回転ベース部材２０のアンバランスによって比較的大きな歪みが生じる静止ベース部材２２の下部に取り付けられる。図６に、２つの歪みゲージ・センサ５４及び５６が配置された回路図９０を示す。歪みゲージ・センサ５４は、Ｘ軸方向の歪みを測定し、一方、歪みゲージ・センサ５６は、Ｚ軸方向の歪みを測定する。歪みゲージ・センサ５４及び５６からの入力は、一対の高域フィルタ９４及びゲイン要素９６を含むバランス・センサ緩衝ボード９２を最初に通過する。次に、これらの信号は、フィルタ要素１００及びマルチプレクサ１０２を含む下位ボード９８へ送信される。マルチプレクサはまた、選択機能１０４を有する。次いで、マルチプレクサからの信号１０６は、基準電圧オフセット１０８が加えられ、テーブル・ガントリ・プロセッサ１１０へ送信される。プロセッサ１１０は、アナログ・デジタル・コンバータ１１２とマイクロプロセッサ１１４とを含む。マイクロプロセッサ１１４には、必要な計算を行うためのファームウェア１１６がロードされる。マイクロプロセッサの出力１１８は、適切なバランシング計算及び指令を表示するためにモニタ１２０に送られ、及び最適に印刷するために任意選択的にプリンタ１２２へ送られる。
【００３１】
ファームウェア１１６は、センサからの出力を毎秒４０サンプルといった固定サンプリング・レートでサンプリングするのに用いられる。サンプル・データは、ファイルに書き込まれる。最小２乗法を用いて、１回転当たり１回、２つのセンサの各々に対するベクトル（大きさ及び位相角）として信号が抽出される。最小２乗法により、各歪みゲージがサンプリングされる瞬間にファームウェア・プログラムがガントリ角度を提供することが可能となる。最小２乗法はまた、フーリエ解析をベースとする手法と比較すると、よりロバストであり、時間の間隔が厳密に等間隔のデータに依存するものではない。しかしながら、最小２乗法は、データの時間間隔が等間隔である場合は、結果として、通常のフーリエ解析ベースの式を用いる。
【００３２】
上に示したように、歪みゲージ測定は、ベースライン運転中（すなわち、初期のアンバランス状態で）にガントリ上で行われ、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の１回転につき１回、ベクトルが計算される。次いで、通常の２回の試運転が、各々既知の位置で試用ウェイトを取り付けて行われ、１回転につき１回、ベクトルが抽出される（Ｘ１、Ｚ１、Ｘ２、Ｚ２）。これらのベクトルから、感度マトリックスが求められる。これはベクトルの大きさ及び位相角と共に機能する自然法を提供することから、複素数が用いられる。感度マトリックス及びＸ成分並びにＺ成分の恒等式を以下に示す。
【００３３】
【数１】
2005040604.tif 000003
【００３４】
【数２】
2005040604.tif 000004
【００３５】
Ｘ＝ベースライン運転中のセンサ５４からの歪み（実数部及び虚部の大きさ及び位相）
Ｘ１-＝最初の試運転中のセンサ５４からの歪み
Ｘ２＝２回目の試運転中のセンサ５４からの歪み
Ｚ＝ベースライン運転中のセンサ５６からの歪み
Ｚ１＝最初の試運転中のセンサ５６からの歪み
Ｚ２＝２回目の試運転中のセンサ５６からの歪み
ＵａＴ＝ｍａＴＲａＴ∠θａＴ  ＵｂＴ＝ｍｂＴＲｂＴ∠θｂＴ  Ｕａ＝ｍａＲａ∠θａ  Ｕｂ＝ｍｂＲｂ∠θｂ
感度マトリックス［α］は、格納しておき、後で再使用することができる。これはガントリ構造の関数であってアンバランスの関数ではなく、従って、時間の経過と共に変化することはない。感度マトリックスは、例えば、構成要素が交換されたときにバランス状態を簡単にチェックするのに再使用することができる。また、構成要素の交換により仕様外のアンバランスが生じた場合に、ウェイトの新しいスタック構成を解明するために再使用することもできる。試用ウェイトを取り付ける必要がないので、再使用することによってシステムのバランス取りに必要な時間が節約される。
【００３６】
Ｕａ及びＵｂが分かると、システムの静的バランス及び動的バランスを取るためにシステムに追加する必要のある質量の大きさ及びＺ軸上の位置を計算することができる。ベースライン運転中及び試運転中のガントリ上の初期スタック質量によって生じるスタックの力及びモーメントが計算され、ガントリのバランスを取るのに必要な質量及び質量中心により生じる力及びモーメントと結合される。これらが最終の合計力及び合計モーメントである。
【００３７】
次いで、同様の合計力及び合計モーメントを生成する各スタックの新しい構成が求められる。新しい構成は、スペーサ、シム、厚い金属ウェイト、薄い金属ウェイト、及び微調整用ウェイトからなる。新しい構成は、２つのウェイトのスタック５０及び５２の各々に対する解に別個に収束するソフトウェア・プログラムによって求められる。
【００３８】
ソルバは、目標質量及び質量中心位置で開始する。最初に、スペーサ５０Ｃ及び５２Ｃをロッド部材上に配置する。ウェイトのＺ軸上の位置を粗調整するためにスペーサを用いる。次いで、ウェイト５０Ｅ、５０Ｅ’及び５２Ｅ並びに５２Ｅ’を、必要に応じて、システムに備えられたシム部材５０Ｄ及び５２Ｄと共に用いる。好ましくは、バランス・ウェイト・システム５０及び５２の各々に対して９つのアルミニウムシムが与えられる。シムは、ウェイトのスペーサ側に集中するか、又はウェイトのスペーサから離れた側に集中して、ウェイト部材をまたぐことができる。シムは、ウェイト部材のＺ軸上の位置を微調整するために用いる。
【００３９】
次いで、質量の小さいスペーサ及びシムを含む、質量の目標値を達成する厚いウェイト、薄いウェイト、及び微調整用ウェイトの組み合わせについてアルゴリズムを解く。次に、スペーサに向けてシムを漸進的に移動し、最終的に、全てのシムがスペーサに当たるか、又は目標Ｚ軸座標が得られるまで、質量中心を目標Ｚ軸座標に向けて移動する。シムが移動するたびに、種々の重量バランシング構成要素の組み合わせについてアルゴリズムを解く。その後、Ｚ軸目標が達成されない場合、スペーサ及びシムを移動し、目標質量及び目標Ｚ軸座標の両方が達成されるまでこの工程を繰り返す。
【００４０】
バランス・スタックの設計により、質量範囲及び質量中心のＺ座標が、可能性のあるアンバランス範囲を包含するのに十分な調整機能を有することが可能となる。ソルバプログラム及びアルゴリズムにより用いられる式の幾つかは、以下のとおりである。
【００４１】
力：
Ｆｘ＝−Ｉｍ（Ｕａ）−Ｉｍ（Ｕｂ）
Ｆｙ＝Ｒｅ（Ｕａ）＋Ｒｅ（Ｕｂ）
モーメント：
Ｍｘ＝（Ｚｐｉｖ−Ｚａ）Ｒｅ（Ｕａ）＋（Ｚｐｉｖ−Ｚｂ）Ｒｅ（Ｕｂ）
Ｍｙ＝（Ｚｐｉｖ−Ｚａ）Ｉｍ（Ｕａ）＋（Ｚｐｉｖ−Ｚｂ）Ｉｍ（Ｕｂ）
静的アンバランス及び動的アンバランス：
【００４２】
【数３】
2005040604.tif 000005
【００４３】
【数４】
2005040604.tif 000006
【００４４】
バランス・スタックの質量：
【００４５】
【数５】
2005040604.tif 000007
【００４６】
【数６】
2005040604.tif 000008
【００４７】
各バランス・スタックの質量中心に対するＺ軸座標：
【００４８】
【数７】
2005040604.tif 000009
【００４９】
【数８】
2005040604.tif 000010
【００５０】
個々の部品を計量及び測定する必要性を回避するために、予め定められた質量及びスペーサを用いる。ソルバ・アルゴリズムは、スペーサ、シム、及びウェイトに許容範囲が与えられた（厚さ及び質量の両方において）バランス状態に収束するように構成されている。
【００５１】
各バランス・スタック５０及び５２は、重量の大きさを提供するための２枚の異なる厚さのウェイト・プレートから構成されている。軽量アルミニウム製のスペーサ及びシムは、スタックの質量中心を目標Ｚ軸上の位置に移動させるために用いられる。微調整用ウェイトは、質量を最終的に調整するために用いられる。
【００５２】
ソルバ・アルゴリズムは、コンソール１２０に対するソフトウェアを備えた実用ツールとして実装されている。これは、必要な質量及び目標Ｚ軸座標を有する各スタックを作るために要素の正確な組み合わせについて解かれる。本発明の出力は、スペーサ、シム、厚いウェイト、薄いウェイト、及び微調整用ウェイトの量及び配列の両方における正確な組み合わせの観点から、画面１２０及びプリンタ１２２を通じてユーザに提供される。これにより、ユーザにとっての時間及び複雑さが低減される。ユーザは、質量及び質量中心を現場で測定する必要がない。
【００５３】
その後、歪みゲージ・センサに故障がないかどうかをチェックするために、１回転につき２回の信号が用いられる。１回転につき２回の信号は、ガントリに対しては通常のものであり、何らかのアンバランスによる有意な影響を受けない。しかしながら、１回転につき２回の信号が設定レベルを下回った場合。ユーザは、センサ又は回路内に問題がないかどうかをチェックするように警告される。
【００５４】
変数Ｚｐｉｖは、回転システムの質量中心位置である。質量がこの平面上に追加される場合でも、動的アンバランスは変化しない。一般的に、本発明に関しては、予測値のみが必要となる。
【００５５】
本発明は、現場又は工場のいずれか、もしくはそれらの両方において用いることができる。本発明は、特に現場における回転ベース部材及びガントリのバランシングを可能にする移植性をもたらす。
【００５６】
本発明は、ＣＴガントリの２平面バランシングで必要とされる、勘に頼る作業を排除する。２つのバランス平面は、通常、バランス・ウェイトを実際にガントリに取り付けることができる数少ない位置と同一のＺ軸座標を有さない。これにより、ユーザにより必要とされる訓練が少なくなる。
【００５７】
また、本発明は、バランス・ウェイトを保持するために、多くの位置ではなく、バランス・ウェイト用に２カ所のみの位置を取り置くことから、ガントリの設計を簡素化する。また、限られた数及び種類のバランス・ウェイトが用いられる。
【００５８】
ガントリ上の２カ所のバランス位置を予め選択し、「移動法」を用いることにより、ＣＴガントリのバランシングが簡素化される。既知の手法では、１平面解（質量及び位相角）を直近の位置に分割することにより、ガントリの静的バランスを取るために、種々の位置を用いてバランス・ウェイトが追加される。本発明を用いると、静的バランス及び動的バランスを同時に与えることができる。
【００５９】
本発明は、システムのバランスを取るためにスペーサ、シム、厚いプレート、薄いプレート、及び微調整用ウェイトの正確な組み合わせを計算するアルゴリズムを用いる。各種類のスペーサ、シム、プレート及び微調整用ウェイトの各々の平均重量及び平均厚さは、ユーザがこのような情報を提供する負担を負わなくてもよいように、アルゴリズム内に組み込まれている。比較的大きな信号を提供し、簡略化のために自己作動する歪みゲージ・センサも用いられる。
【００６０】
本発明の方法の好ましい実施形態の概要を示すフロー図を図７に示し、全体を参照数字２００で示す。
【００６１】
本発明を１つ又はそれ以上の実施形態に関して説明してきたが、説明された具体的な機構、工程及び手順は、本発明の原理の単なる例証であり、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の技術思想及び技術的範囲を逸脱することなく、説明された方法及び装置に対して多くの修正を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来のＣＴシステムの概略図。
【図２】回転ベース部材及び静止ベース部材を含むガントリ機構の正面図（カバーなし）。
【図３】明確にするために幾つかの構成要素を除去した、図２に示すガントリ機構の斜視図。
【図４】本発明により用いられるバランシング構成要素を示す回転ベース部材の斜視分解図。
【図５】回転ベース部材の背面図。
【図６】本発明と共に用いることができるバランシング回路の概略図。
【図７】本発明の好ましい利用法を示すフロー図。
【符号の説明】
【００６３】
２０  回転ベース部材
２２  静止ベース部材
５４、５６  歪みゲージ・センサ
【図１】
2005040604.tif 000011
【図２】
2005040604.tif 000012
【図３】
2005040604.tif 000013
【図４】
2005040604.tif 000014
【図５】
2005040604.tif 000015
【図６】
2005040604.tif 000016
【図７】
2005040604.tif 000017