(57)【要約】【課題】電気系統の故障等があってもトランスミッションデータ収集用のγ線線源から放出されるγ線により人間が被爆するおそれがなく、構造を簡単化してコストを低減することができるポジトロンＥＣＴ装置を提供する。【解決手段】トランスミッションデータ収集用リング状回転部材３の回転方向に同行移動するγ線遮蔽体11内にγ線線源５が配置される。γ線遮蔽体11は、放出位置と遮蔽位置との間での可動部材11ｃの変位により開閉するγ線放出口11ｄを有する。可動部材を遮蔽位置へ変位させる遮蔽力を機械的に付与する。回転部材３の回転運動を遮蔽力に抗して可動部材11ｃの放出位置への変位運動に変換する。回転部材３の回転中は可動部材11ｃが放出位置から遮蔽位置へ変位しないように、遮蔽力の可動部材11ｃへの伝達を機械的に阻止する。【選択図】図２
2005037226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションデータ収集用リング状回転部材と、
前記回転部材と回転方向に同行移動するγ線遮蔽体とを備え、
前記γ線遮蔽体内にγ線線源が配置されるポジトロンＥＣＴ装置において、
前記γ線遮蔽体は、放出位置と遮蔽位置との間で変位する可動部材と、この可動部材の変位により開閉するγ線放出口とを有し、
前記可動部材を前記遮蔽位置へ変位させる遮蔽力を機械的に付与する遮蔽力付与機構と、
前記回転部材の回転運動を、前記遮蔽力に抗して前記可動部材の前記放出位置への変位運動に変換する運動変換機構と、
前記回転部材の回転中は前記可動部材が前記放出位置から前記遮蔽位置へ変位しないように、前記遮蔽力の前記可動部材への伝達を機械的に阻止する手段とが設けらていることを特徴とするポジトロンＥＣＴ装置。
【請求項２】
前記遮蔽力付与機構は、前記可動部材を前記遮蔽位置へ変位させる弾力を前記遮蔽力として付与する弾性部材により構成され、
前記遮蔽力による前記可動部材の前記遮蔽位置への移動速度を移動体を介して調節可能なダンパが設けられ、
前記回転部材の回転時に静止する側により支持される解除部材が設けられ、
前記運動変換機構は、前記回転部材の回転運動を、前記解除部材を介して、前記回転部材の回転速度に応じた時間間隔で、前記可動部材の前記放出位置への変位運動に変換するカム機構により構成され、
前記運動変換の時間間隔以上にわたり前記可動部材の前記放出位置から前記遮蔽位置への変位開始が遅延するように、前記移動体の移動速度と前記カム機構におけるカム輪郭面の形状とが設定されている請求項１に記載のポジトロンＥＣＴ装置。
【請求項３】
前記回転部材の回転停止時に、前記解除部材を前記回転部材と前記カム機構との間の運動伝達を遮断可能な退避位置に弾力により変位させる変位機構を備える請求項２に記載のポジトロンＥＣＴ装置。
【請求項４】
前記γ線放出口は前記γ線線源から放出されるγ線のコリメータとして機能する請求項１〜３の中の何れかに記載のポジトロンＥＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内部における消滅γ線の吸収の影響を、外部のγ線線源から被検体にγ線を放出することで得られるトランスミッションデータにより補償するポジトロンＥＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポジトロンＥＣＴ装置においてトランスミッションデータを得るためのγ線線源は、非使用時はγ線遮蔽容器に収納され、使用時に容器から取り出されてリング状回転部材に装着され、使用後に再び遮蔽容器に収納されている。回転部材に装着された線源から放射されるγ線は、回転部材に設けられるコリメータにより絞られ、回転部材の中央孔内に配置される被検体に照射される。
【０００３】
従来、そのγ線線源の遮蔽容器に対する出し入れは、電磁気的動力により作動するアクチュエータや、人手によって行われていた。
【特許文献１】特開平８−２９５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
γ線線源の遮蔽容器に対する出し入れを人手により行うと、その人間がγ線に被爆するおそれがある。その出し入れをアクチュエータにより行う場合、アクチュエータを構成するモータ、電磁石、センサ等が故障したり、その動力源が停電等により遮断されることで動作不能に陥ったり、あるいは電気回路等の制御系の故障により正常動作しなくなる可能性がある。また、そのような故障が遮蔽容器外にγ線線源がある時に発生すると、故障修理を行う作業者等がγ線に被爆するおそれがある。本発明はそのような問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、トランスミッションデータ収集用リング状回転部材と、前記回転部材と回転方向に同行移動するγ線遮蔽体とを備え、前記γ線遮蔽体内にγ線線源が配置されるポジトロンＥＣＴ装置において、前記γ線遮蔽体は、放出位置と遮蔽位置との間で変位する可動部材と、この可動部材の変位により開閉するγ線放出口とを有し、前記可動部材を前記遮蔽位置へ変位させる遮蔽力を機械的に付与する遮蔽力付与機構と、前記回転部材の回転運動を、前記遮蔽力に抗して前記可動部材の前記放出位置への変位運動に変換する運動変換機構と、前記回転部材の回転中は前記可動部材が前記放出位置から前記遮蔽位置へ変位しないように、前記遮蔽力の前記可動部材への伝達を機械的に阻止する手段とが設けらていることを特徴とする。
本発明によれば、γ線遮蔽体によるγ線線源からのγ線の放出と遮蔽の切り換えを、回転部材の回転と停止の切り換えに応じて機械的に行うので、γ線線源のγ線遮蔽体に対する出し入れを人手により行う必要がなく、人間がγ線に被爆することはない。また、回転部材の回転が停止した時は、その停止が通常の操作によるものでも停電や機器の故障等の異状事態によるものであっても、人手や電磁気的動力を用いることなく、放出口を閉じてγ線遮蔽体によりγ線線源からのγ線を遮蔽することができる。
【０００６】
前記遮蔽力付与機構は、前記可動部材を前記遮蔽位置へ変位させる弾力を前記遮蔽力として付与する弾性部材により構成され、前記遮蔽力による前記可動部材の前記遮蔽位置への移動速度を移動体を介して調節可能なダンパが設けられ、前記回転部材の回転時に静止する側により支持される解除部材が設けられ、前記運動変換機構は、前記回転部材の回転運動を、前記解除部材を介して、前記回転部材の回転速度に応じた時間間隔で、前記可動部材の前記放出位置への変位運動に変換するカム機構により構成され、前記運動変換の時間間隔以上にわたり前記可動部材の前記放出位置から前記遮蔽位置への変位開始が遅延するように、前記移動体の移動速度と前記カム機構におけるカム輪郭面の形状とが設定されているのが好ましい。これにより簡単な構造で確実に放出口の開閉を機械的に行うことができる。
【０００７】
前記回転部材の回転停止時に、前記解除部材を前記回転部材と前記カム機構との間の運動伝達を遮断可能な退避位置に弾力により変位させる変位機構を備えるのが好ましい。これにより、回転部材の停止位置が解除部材を介する回転部材からカム機構への運動伝達位置であっても、回転部材の停止により解除部材はその運動伝達を遮断する退避位置に変位するので、放出口を閉じることができる。
【０００８】
前記γ線放出口は前記γ線線源から放出されるγ線のコリメータとして機能するのが好ましい。これにより、γ線のコリメータとして専用部材を設ける必要がなく、構造を簡単化してコスト低減を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のポジトロンＥＣＴ装置によれば、電気系統の故障等があってもトランスミッションデータ収集用のγ線線源から放出されるγ線により人間が被爆するおそれがなく、構造を簡単化してコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すポジトロンＥＣＴ装置１は、エミッションデータ収集用リング状回転部材２と、トランスミッションデータ収集用リング状回転部材３を備え、両回転部材２、３の中心孔内に被検体Ｈが載置部材４を介して配置される。両回転部材２、３はガントリー等の支持体（図示省略）により横軸中心に回転可能に支持され、駆動装置（図示省略）により回転駆動される。エミッションデータ収集用リング状回転部材２に、被検体Ｈ内のポジトロン放出性核種から放出されるポジトロン消滅時に発生する消滅γ線の検出器（図示省略）が設けられ、回転部材２の回転時における検出器による検出データがエミッションデータとして収集され、断層画像を形成するために用いられる。トランスミッションデータ収集用リング状回転部材３に、鉛、タングステン等から形成されるγ線遮蔽体１１が回転方向に同行移動するように取り付けられる。
【００１１】
図２、図３に示すように、γ線遮蔽体１１内にγ線線源５が配置される。γ線線源５から放出されるγ線の検出器（図示省略）が回転部材３に設けられ、回転部材３の回転時における検出器による検出データがトランスミッションデータとして収集され、被検体Ｈ内での消滅γ線の吸収による影響を補正するために用いられる。γ線線源５は、回転部材３と回転方向に同行移動する鉛、タングステン等から形成されたγ線遮蔽体１１内に配置される。
【００１２】
γ線遮蔽体１１は、回転部材３にガイド部材１１ｂを介して相対変位しないように取り付けられる固定部材１１ａと、固定部材１１ａにガイド部材１１ｂを介して回転部材３の回転軸方向に沿って変位可能に連結される可動部材１１ｃとを有する。固定部材１１ａと可動部材１１ｃとの間にγ線線源５の収納領域が形成され、固定部材１１ａに対してγ線線源５は固定される。
【００１３】
可動部材１１ｃは遮蔽位置と放出位置との間で変位する。図４、図５に示すように可動部材１１ｃが放出位置に位置する時、固定部材１１ａと可動部材１１ｃとの間にγ線線源５に通じるスリット状の放出口１１ｄが開き、その放出口１１ｄを介してγ線遮蔽体１１からγ線が放出される。可動部材１１ｃが遮蔽位置に位置する時、放出口１１ｄは閉鎖され、γ線遮蔽体１１はγ線を遮蔽可能にγ線線源５を収容する。その放出口１１ｄは開いた時に固定部材１１ａと可動部材１１ｃとの間に隙間δを形成し、γ線を絞るコリメータとして機能する。
【００１４】
可動部材１１ｃにカムフォロア１２が同行移動するように設けられている。本実施形態のカムフォロア１２は回転部材３の径方向に沿う軸１２ｏ中心に回転自在なローラにより構成されている。カムフォロア１２に接するカム輪郭面１３ａを有するカム１３が、カムフォロア１２の回転軸１２ｏと平行なカム軸１３ｏ中心に回転自在に回転部材３に設けられている。カムフォロア１２をカム輪郭面１３ａに押し付ける弾力を作用させるバネ等の弾性部材（図示省略）がγ線遮蔽体１１に内蔵され、その弾力の作用方向は可動部材１１ｃを放出位置に変位させる方向（図２中矢印Ａ方向）に作用する。カム輪郭面１３ａはカム軸１３ｏを中心とする円弧に沿う円弧部１３ａ′と、円弧部１３ａ′に連なる平坦部１３ａ″を有し、可動部材１１ｃはカムフォロア１２が円弧部１３ａ′に接する時に放出位置に位置し、平坦部１３ａ″に接する時に遮蔽位置に位置する。
【００１５】
カムフォロア１２とカム１３により構成されるカム機構を介して、可動部材１１ｃを遮蔽位置へ変位させる遮蔽力を機械的に付与する遮蔽力付与機構が設けられている。その遮蔽力は可動部材１１ｃを放出位置に変位させる弾力よりも大きくされている。遮蔽力付与機構は、本実施形態では遮蔽力として弾力を付与するバネ（弾性部材）１６により構成されている。その弾力の作用方向（図２中矢印Ｄ方向）は、カム輪郭面１３ａの平坦部１３ａ″を可動部材１１ｃに当接させ、可動部材１１ｃを遮蔽位置に位置させる方向とされる。なお、遮蔽力は弾力により付与するものに限定されず、例えば可動部材１１ｃに作用する重力により付与するようにしてもよい。
【００１６】
その遮蔽力による可動部材１１ｃの遮蔽位置への移動速度をロッド（移動体）１５ａを介して調節可能なダンパ１５が設けられている。すなわち、カム１３にダンパ１５のロッド１５ａがリンク結合され、ロッド１５ａが進退可能に挿入されたシリンダ１５ｂが回転部材３にリンク結合されている。ダンパ１５は、ロッド１５ａの移動速度を調節可能な速度調節機構を有するもので、公知のものを用いることができる。ロッド１５ａのシリンダ１５ｂからの進出方向（図２中矢印Ｂ方向）は、カム輪郭面１３ａの平坦部１３ａ″を可動部材１１ｃに当接させ、可動部材１１ｃを遮蔽位置に位置させる方向とされる。すなわち、ダンパ１５はロッド１５ａを介して可動部材１１ｃの遮蔽位置への移動速度を調節する。
【００１７】
前記回転部材３の回転時に静止する側により解除部材２１が支持される。本実施形態の解除部材２１は、カムフォロア１２の回転軸１２ｏと平行な解除軸２１ｏ中心に回転可能なローラにより構成され、回転部材３の回転時に静止するエミッションデータ収集用リング状回転部材２により変位機構２２を介して支持される。変位機構２２は、解除部材２１を解除軸２１ｏの軸方向に変位させることができるアクチュエータ２２ａを有する。
【００１８】
回転部材３の回転運動を、上記遮蔽力に抗して可動部材１１ｃの放出位置への変位運動に変換する運動変換機構が、上記カム機構により構成される。すなわち、解除部材２１は、通常状態においては回転部材３と同行回転するカム１３の移動軌跡上に位置され、回転部材３が一回転する毎にカム１３の当たり面１３ｃに接する。図２、図３に示すように、回転部材３の回転前であって解除部材２１とカム１３の当たり面１３ｃとが離れた状態においては、γ線遮蔽体１１の可動部材１１ｃはダンパ１５の弾力により遮蔽位置に位置されるので放出口１１ｄは閉鎖され、γ線線源５からのγ線はγ線遮蔽体１１により遮蔽される。
【００１９】
放出口１１ｄが閉鎖された状態から回転部材３が図２中矢印Ｃ方向に回転すると、図４、図５に示すように、カム１３は当たり面１３ｃを介して解除部材２１に接することで、ダンパ１５の弾力に抗してロッド１５ａをシリンダ１５ｂ内に退避させる方向に回転する。これにより、カム１３が回転することで、カムフォロア１２とカム輪郭面１３ａとの接する位置は平坦部１３ａ″から円弧部１３ａ′に変化し、γ線遮蔽体１１の可動部材１１ｃは弾力により放出位置に変位し、放出口１１ｄが開く。すなわちカム機構は、回転部材３の回転運動を、解除部材２１を介して、回転部材３の回転速度に応じた一定の時間間隔で、可動部材１１ｃの放出位置への変位運動に変換する。
【００２０】
回転部材３の回転中は可動部材１１ｃが放出位置から遮蔽位置へ変位しないように、遮蔽力の可動部材１１ｃへの伝達を機械的に阻止する手段が設けらている。すなわち、運動変換機構により可動部材１１ｃを放出位置に変位させた後に、さらに回転部材３が回転し、図６、図７に示すように解除部材２１とカム１３の当たり面１３ｃとの当接が解除されると、ダンパ１５のロッド１５ａはシリンダ１５ｂから設定された速度で進出しようとする。この時、回転部材３の回転が停止されていれば、ロッド１５ａのシリンダ１５ｂからの進出によるカム１３の回転により、カムフォロア１２とカム輪郭面１３ａとの接する位置は円弧部１３ａ′から平坦部１３に変化し、γ線遮蔽体１１の可動部材１１ｃは遮蔽位置に変位し、放出口１１ｄが閉じてγ線線源５からのγ線がγ線γ線遮蔽体１１により遮蔽される。回転部材３が停止することなく回転を継続する場合、カムフォロア１２とカム輪郭面１３ａとの接する位置が円弧部１３ａ′から平坦部１３に変化する前に、再びカム１３が当たり面１３ｃを介して解除部材２１に接するものとされている。例えば回転部材３が３秒間に１回転する場合、カムフォロア１２とカム輪郭面１３ａとの接触位置が円弧部１３ａ′から平坦部１３ａ″に変化するまで３秒以上要するように、そのカム輪郭面１３ａの形状とロッド１５ａの移動速度が設定されている。すなわち、運動変換機構による運動変換の時間間隔以上にわたり可動部材１１ｃの放出位置から遮蔽位置への変位開始が遅延するように、ロッド１５ａの移動速度とカム輪郭面１３ａの形状とが設定されている。これにより、回転部材３が回転を継続する限り放出口１１ｄを開き、γ線線源５からのγ線を放出することができる。
【００２１】
変位機構２２のアクチュエータ２２ａは、例えばロータリーソレノイドにより構成され、回転部材３の回転時は電磁力により解除部材２１をカム１３の移動軌跡上に位置保持し、回転部材３の回転停止時に通電解除されることで、内蔵するバネ等の弾力により解除部材２１をカム１３と接することのない退避位置に変位させる。すなわち変位機構２２は、回転部材３の回転停止時に、回転部材３とカム機構との間の運動伝達を遮断可能な退避位置に解除部材２１を弾力により変位させる。
【００２２】
上記実施形態によれば、γ線遮蔽体１１によるγ線線源５からのγ線の放出と遮蔽の切り換えを、回転部材３の回転と停止の切り換えに応じて機械的に行うので、γ線線源５のγ線遮蔽体１１に対する出し入れを人手により行う必要がなく、人間がγ線に被爆することはない。また、回転部材３の回転が停止した時は、その停止が通常の操作によるものでも停電や機器の故障等の異状事態によるものであっても、人手や電磁気的動力を用いることなく、放出口１１ｄを閉じてγ線遮蔽体１１によりγ線線源５からのγ線を遮蔽することができる。また、回転部材３の停止位置が解除部材２１とカム１３との接触位置であっても、アクチュエータ２２ａへの通電解除により解除部材２１はカム１３と接することのない退避位置に変位するので、回転部材３からカム機構への運動伝達は遮断され、放出口１１ｄを閉じることができる。
【００２３】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態ではダンパ１５をカム１３に接続したが、カム１３の回転シャフトに直接に接続するようにしてもよい。また、上記実施形態では回転部材３の回転中における遮蔽力の可動部材１１ｃへの伝達を機械的に阻止する手段として、ダンパ１５の速度調節機構とカム機構を用い、その速度調節とカム輪郭面１３ａの形状設定により遮蔽力の伝達を機械的に阻止したが、これに限定されるものではない。例えば、回転部材３の回転方向に間隔をおいて解除部材２１を複数位置に設け、遮蔽力としてバネにより一定の弾力を付与し、カム輪郭面の形状設定に基づき可動部材の放出位置から遮蔽位置への変位を遅延させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態のポジトロンＥＣＴ装置の側面図
【図２】本発明の実施形態のポジトロンＥＣＴ装置におけるγ線放出口が閉じた状態での底面図
【図３】図２の側面図
【図４】本発明の実施形態のポジトロンＥＣＴ装置におけるγ線放出口を遮蔽力に抗して開いた状態での底面図
【図５】図４の側面図
【図６】本発明の実施形態のポジトロンＥＣＴ装置におけるγ線放出口の遮蔽力の伝達を阻止する状態での底面図
【図７】図６の側面図
【符号の説明】
【００２５】
３  トランスミッションデータ収集用リング状回転部材
５  γ線線源
１１  γ線遮蔽体
１１ｃ  可動部材
１１ｄ  γ線放出口
１２  カムフォロア
１３  カム
１３ａ  カム輪郭面
１５  ダンパ
１５ａ  ロッド（移動体）
２１  解除部材
２２  変位機構
【図１】
2005037226.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005037226.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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