(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に荷重を変化させながら負荷する荷重負荷制御装置と、
Ｘ線照射部分及び前記照射されたＸ線が被検体を透過したＸ線の量を測る検出部分を備え、前記被検体の周りを回転しながら、前記荷重負荷制御装置により荷重が変化しながら負荷される前記被検体を透過したＸ線を用いて前記被検体を撮影するＣＴ装置と、
前記荷重負荷制御装置の指示に基づいて前記ＣＴ装置の作動を制御するＣＴ制御装置と、を備える動態撮影システムであって、
前記荷重負荷制御装置は、前記被検体に負荷する荷重の情報を入力する入力装置と、前記被検体に負荷する荷重を制御する荷重制御部と、少なくとも前記被検体に対応する部分がＸ線透過性を有する支持板と、前記被検体を固定する固定部と、前記被検体に荷重を負荷する荷重負荷部と、前記被検体に負荷された荷重を検知して荷重検出値Ｆを生成する荷重検知部とを備え、
前記固定部と荷重負荷部及び荷重検知部とは前記支持板上に固定され、
前記荷重制御部は、前記荷重検知部及び前記ＣＴ制御装置と接続され当該荷重検知部からの前記荷重検出値Ｆに基づいて被検体に負荷される荷重を制御し、かつ、前記ＣＴ制御装置に対して指示情報を送信し、
前記ＣＴ制御装置は、前記荷重制御部からの前記指示情報に基づいて前記ＣＴ装置による撮影を制御することを特徴とする動態撮影システム。
【請求項２】
前記荷重制御部は、前記被検体に対して水平方向に負荷される加圧荷重及び引張荷重のいずれを負荷することを特徴とする請求項１記載の動態撮影システム。
【請求項３】
前記荷重制御部は、予め前記入力装置に入力された前記荷重の情報に基づいて前記被検体に負荷する荷重を制御することを特徴とする請求項１記載の動態撮影システム。
【請求項４】
被検体に荷重を変化させながら負荷する荷重負荷制御装置と、
Ｘ線照射部分及び前記照射されたＸ線が被検体を透過したＸ線の量を測る検出部分を備え、前記被検体の周りを回転しながら、前記荷重負荷制御装置により荷重が変化しながら負荷される前記被検体を透過したＸ線を用いて前記被検体を撮影するＣＴ装置と、
前記荷重負荷制御装置の指示に基づいて前記ＣＴ装置の作動を制御するＣＴ制御装置とを備え、
前記ＣＴ制御装置は、前記荷重負荷制御装置の荷重制御部と接続され当該荷重制御部からの指示情報に基づいて前記ＣＴ装置による撮影を制御することを特徴とする動態撮影システムにおける荷重負荷制御装置であって、
前記被検体に負荷する荷重の情報を入力する入力装置と、前記被検体に負荷する荷重を制御する荷重制御部と、少なくとも前記被検体に対応する部分がＸ線透過性を有する支持板と、前記被検体を固定する固定部と、前記被検体に荷重を負荷する荷重負荷部と、前記被検体に負荷された荷重を検知して荷重検出値Ｆを生成する荷重検知部とを備え、
前記固定部と荷重負荷部及び荷重検知部は前記支持板上に固定され、
前記荷重制御部は、前記荷重検知部及び前記ＣＴ制御装置と接続され前記荷重検知部からの前記荷重検出値Ｆに基づいて被検体に負荷される荷重を制御し、かつ、前記ＣＴ制御装置に対して前記指示情報を送信することを特徴とする荷重負荷制御装置。
【請求項５】
被検体を透過したＸ線を用いて前記被検体を撮影するＣＴ装置による動態撮影方法において、
前記被検体に対する荷重の負荷の開始の信号を受信して前記ＣＴ装置が撮影を開始し、
前記被検体に負荷する荷重を変化させながら前記被検体の周りを回転して前記被検体にＸ線を照射して前記被検体を透過したＸ線を用いて前記被検体を撮影することを特徴とするＣＴ装置による動態撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動態撮影システムに関する。特に、荷重負荷乃至引張荷重負荷時における物体の動態撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば医療分野において肘や関節や脊椎等の可動部位の損傷を診断する際、関節等を動かしながらＸ線透視装置等を用いて撮影を行う、いわゆる「動態撮影」が研究されている。動態撮影技術は、可動部位の診断には好適な技術であり、医療分野に限らず優れた動態撮影技術の開発が求められている。
【０００３】
動態撮影技術には、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：コンピュータ連動断層撮影法）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：磁気共鳴画像法）、Ｘ線透視装置等が用いられることが多い。
【０００４】
ＣＴは、Ｘ線とその受光器を組み合わせて用いる断層画像撮影装置であり、連続して円運動を行うＸ線を被検体に照射することにより、平面状の多数且つ異なる方向のＸ線透過性データを受光器で得ることができる。このＸ線透過性データに基づいて２次元断層画像や３次元画像を得ることが可能となる。
【０００５】
また、ＭＲＩは、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して断層画像を得る方法であり、所定の静磁場下に置かれた被検体に所定のパルスシーケンスでＲＦパルス及び傾斜磁場を印加し、これによって発生したエコー信号を収集処理して２次元や３次元の核磁気共鳴断層画像を得るものである。
【０００６】
従来、ＣＴ、Ｘ線透視装置及びＭＲＩは、静止している被検体の診断に広く用いられてきたが、近年のコンピュータ処理技術の発展により、ＣＴやＭＲＩで得られた断層画像に対してデジタル処理を施すことにより、関節や脊椎等の可動部分の複雑な動態撮影が可能となってきている。
【０００７】
さらに、従来のＣＴを改良した「４次元ＣＴ（２５６列以上の検出器を有するＣＴをいう。）」の登場や、ＭＲＩの改良により関節や脊椎の２次元画像や３次元画像を連続して動態撮影することが可能となってきている。
【０００８】
また、Ｘ線透視装置は、被検体を破壊することなく内部状況を撮影することが可能なため、外観からは把握できない物体内部の亀裂や破損を検査する手段として工業分野で重宝されている。特許文献1に記載されるように、移動不可能な非検査物をＸ線断層撮影により非破壊検査する装置等も開発されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−３０４３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、被検体に一定のまたは変化する荷重を負荷しながら、被検体の変形の過程や破壊の過程を解析する手法が求められている。
【００１１】
しかしながら、かかる動態撮影装置においても、被検体に一定のまたは変化する荷重を負荷しながら、被検体の変形の過程や破壊の過程を解析することはできなかった。
【００１２】
本発明は、被検体に対して、制御された一定のまたは変化する荷重を負荷しながら、ＣＴ装置と連動して一連の過程を撮影することで、時系列の３次元画像を提供して被検体の変形過程や破壊過程を解析することが可能な動態撮影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態によって、被検体に荷重を負荷する荷重負荷制御装置と、前記荷重負荷制御装置により荷重を負荷される前記被検体を撮影するＣＴ装置と、前記荷重負荷制御装置の指示に基づいて前記ＣＴ装置の作動を制御するＣＴ制御装置と、を備える動態撮影システムであって、前記荷重負荷制御装置は、前記被検体に負荷する荷重の情報を入力する入力装置と、前記被検体に負荷する荷重を制御する荷重制御部と、少なくとも前記被検体に対応する部分がＸ線透過性を有する支持板と、前記被検体を固定する固定部と、前記被検体に荷重を負荷する荷重負荷部と、前記被検体に負荷された荷重を検知して荷重検出値Ｆを生成する荷重検知部とを備え、前記固定部と荷重負荷部及び荷重検知部は前記支持板上に固定され、前記荷重負荷部は、前記荷重検知部と接続され当該荷重検知部からの前記荷重検出値Ｆに基づいて被検体に負荷される荷重を制御し、前記ＣＴ制御装置は、前記荷重負荷制御装置の荷重制御部と接続され当該荷重制御部からの指示情報に基づいて前記ＣＴ装置による撮影を制御することを特徴とする動態撮影システムが提供される。
【００１４】
本発明の一実施形態によって、被検体に荷重を負荷する荷重負荷制御装置と、前記荷重負荷制御装置により荷重を負荷される前記被検体を撮影するＣＴ装置と、前記荷重負荷制御装置の指示に基づいて前記ＣＴ装置の作動を制御するＣＴ制御装置とを備え、前記ＣＴ制御装置は、前記荷重負荷制御装置の荷重制御部と接続され当該荷重制御部からの指示情報に基づいて前記ＣＴ装置による撮影を制御することを特徴とする動態撮影システムにおける荷重負荷制御装置であって、前記被検体に負荷する荷重の情報を入力する入力装置と、前記被検体に負荷する荷重を制御する荷重制御部と、少なくとも前記被検体に対応する部分がＸ線透過性を有する支持板と、前記被検体を固定する固定部と、前記被検体に荷重を負荷する荷重負荷部と、前記被検体に負荷された荷重を検知して荷重検出値Ｆを生成する荷重検知部とを備え、前記固定部と荷重負荷部及び荷重検知部は前記支持板上に固定され、前記荷重負荷部は、前記荷重検知部と接続され当該荷重検知部からの前記荷重検出値Ｆに基づいて被検体に負荷される荷重を制御することを特徴とする荷重負荷制御装置が提供される。
【００１５】
本発明の一実施形態によって、被検体に負荷する複数の荷重情報が入力された入力装置は、荷重制御部に対して入力された前記複数の荷重情報を伝達し、前記荷重制御部は、第１の荷重情報に基づいて第１の荷重負荷指示を生成してアクチュエータ駆動部に対して伝達するとともに、ＣＴ制御ＰＣに対するスタート指示を生成して該ＣＴ制御ＰＣに伝達し、前記スタート指示を受けた前記ＣＴ制御ＰＣは、ＣＴ装置に対する撮影開始指示を生成して該ＣＴ装置に伝達し、前記撮影開始指示を受けた前記ＣＴ装置は、撮影を行って撮影データを前記ＣＴ制御ＰＣに伝達し、前記撮影データを受けた前記ＣＴ制御ＰＣは、撮影データを出力し、前記第１の荷重負荷指示を受けた前記アクチュエータ駆動部は、被検体に対して第１の荷重を負荷し、荷重検知部は、被検体に負荷された荷重を検出し荷重検出値Ｆを生成して前記荷重制御部に伝達し、前記荷重制御部は、荷重検出値Ｆが前記第１の荷重情報と同一であるかを判断して、同一でない場合は前記アクチュエータ駆動部に対して更なる荷重の負荷を指示し、同一の場合は第２の荷重情報に基づいて第２の荷重負荷指示を生成して前記アクチュエータ駆動部に対して伝達し、前記第２の荷重負荷指示を受けた前記アクチュエータ駆動部は、被検体に対して第２の荷重を負荷し、荷重検知部は、被検体に負荷された荷重を検出し荷重検出値Ｆを生成して前記荷重制御部に伝達し、前記荷重制御部は、荷重検出値Ｆが前記第２の荷重情報と同一であるかを判断して、同一でない場合は前記アクチュエータ駆動部に対して更なる荷重の負荷を指示し、同一の場合は前記アクチュエータ駆動部に対する駆動停止指示を生成して該アクチュエータ駆動部に伝達し、前記駆動停止指示を受けた前記アクチュエータ駆動部は、駆動を停止し、前記停止指示を受けたＣＴ制御ＰＣは、ＣＴ装置に撮影停止を指示し、前記撮影提示支持を受けたＣＴ装置は撮影を停止することを特徴とする動態撮影方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、被検体に対して、制御された一定のまたは変化する荷重を負荷しながら、ＣＴ装置と連動して一連の過程を撮影することで、時系列の３次元画像を提供して被検体の変形過程や破壊過程を解析することが可能な動態撮影システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
従来、物体内部の変形や破壊を検査する場合、Ｘ線によって検査したり、またＣＴ装置を用いて内部断層画像を撮影して検査することが行われている。しかし、かかる方法によっては、例えば生物の構成成分や物体に一定の又は変化する荷重を負荷しながら、前記荷重負荷時における物体内部の変形過程や破壊過程を時系列の連続した３次元画像として解析し、検査することはできなかった。本発明に係る動態撮影システムは、予め設定された荷重負荷方法によって、被検体をほぼ水平の状態に保持しながら被検体に対して荷重を負荷し、前記荷重負荷時における被検体の変形過程や破壊過程を時系列の３次元画像として提供することができる。
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る動態撮影システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態においては、本発明の動態撮影システムの例を示しており、本発明の動態撮影システムは、それら実施形態に限定されるわけではない。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る動態撮影システムを図1乃至図４に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る動態撮影システムの概略全体構成図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る動態撮影システムの詳細構成図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係る動態撮影システムの荷重負荷制御装置の平面図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る動態撮影システムの荷重負荷制御装置の側面図である。
【００２０】
図１に図示するように、本発明の一実施形態に係る動態撮影システムは、大別すると荷重負荷制御装置１０と、ＣＴ制御ＰＣ１０００及びＣＴ装置１１００から構成される。そして図２に図示するように、前記荷重負荷制御装置１０は、概略、入力装置１００、荷重制御部２００、荷重負荷ユニット３００、荷重検知部４００、リニアガイド５００、シリンダー６００、荷重負荷ユニットプレート７００、固定部８００、Ｘ線透過性プレート９００、から構成される。
【００２１】
本発明に係る動態撮影システムは、被検体を概略水平状態に保持したままで圧力を負荷又は引張しながら、被検体の変形過程や破壊過程を検査できることを特徴とする。また、動態撮影のために特殊な装置を必要とせず、一般のＣＴ装置及びＣＴ制御ＰＣと組み合わせることにより簡易に動態撮影ができることを特徴とする。かかる動態撮影を可能とするのが荷重負荷制御装置１０である。
【００２２】
まず図２乃至図４に基づいて、荷重負荷制御装置１０を構成する各部品について説明する。入力装置１００は、入力された被検体に負荷する荷重に関する情報を荷重制御部２００に伝送する。ここで、前記被検体に負荷する荷重情報は、荷重の大きさ（以下「荷重量」という。）、荷重時間、荷重負荷を繰り返す回数（以下「荷重負荷反復回数」という。）、荷重負荷反復ごとに負荷する荷重を一定割合で逓増乃至逓減する割合（以下「反復荷重逓増率」又は「反復荷重逓減率」という。）、荷重をかけるスピードなどの情報から構成され、目的に合わせて組み合わせることができる。かかる設定を制御するのが入力装置である。なお、本発明の一実施形態に係る動態撮影システムは、被検体に対して荷重を負荷する圧縮測定の他、被検体の両側を固定して引っ張る引張測定も可能であり、従って負荷される荷重はマイナス荷重の場合もある。
【００２３】
前記荷重情報の組合せにより、本発明の一実施形態に係る動態撮影システムにおいては、例えば、一定時間３０ｋｇの荷重を負荷して被検体の変形や破壊を検査する「定圧力荷重測定」、被検体の両側を固定し、一定時間引張荷重３０ｋｇを負荷して被検体の変形や破壊を検査する「定引張負荷測定」が可能である。また、例えば、０ｋｇから３０ｋｇまで荷重を負荷し、継続して変形過程を検査する「継続荷重測定」や、引張荷重を０ｋｇから３０ｋｇまで負荷し、継続して変形過程を検査する「継続引張負荷測定」、また、前記「継続荷重測定」と「継続引張負荷測定」を連続して行う「継続荷重引張測定」及び負荷する荷重を一定割合で逓増または逓減しながら繰り返して測定する「逓増反復荷重測定」「逓減反復荷重測定」、引張時に負荷するする荷重を一定割合で逓増または逓減しながら繰り返して測定する「逓増反復引張測定」、「逓減反復引張測定」などが可能である。
【００２４】
入力装置１００は、荷重負荷制御装置１０による被検体への荷重負荷情報を入力し、また制御する役割を果たす。入力装置１００に入力された被検体に負荷する荷重に関する情報は、入力装置１００によって荷重制御部２００に対する電気信号として生成され、入力装置１００から荷重制御部２００に伝達される。
【００２５】
荷重制御部は２００は、入力装置１００から伝達された入力荷重負荷情報に関する電気信号を受けて、荷重負荷ユニット３００に対する駆動制御信号を生成し、荷重負荷ユニット３００による被検体に対する荷重の負荷を制御する。荷重制御部２００は、前記入力情報を荷重負荷ユニット３００のアクチュエータ駆動部３１０のモーター３１１を駆動する制御信号として前記荷重負荷ユニット３００に伝送する。
【００２６】
また、荷重制御部２００には、荷重検知部４００によって検知された被検体からの反発力等が電気信号として伝送され、この情報を受けて荷重制御部２００はアクチュエータ駆動部３１０のモーター３１１の作動を制御する。
【００２７】
更に荷重制御部２００は、荷重負荷ユニット３００の作動に連動して、ＣＴ装置１１００の作動を制御するＣＴ制御ＰＣに対する開始指令や停止指令等のスキャン撮影を制御する信号を生成し、前記ＣＴ制御ＰＣ１０００に伝達することで、被検体に対する荷重負荷とスキャン撮影を同期させる役割を果たす。
【００２８】
荷重負荷ユニット３００は、被検体に対して荷重を負荷する役割を果たす。荷重負荷ユニット３００は、アクチュエータ駆動部３１０、動力伝達部３２０、荷重負荷部３３０から構成される。
【００２９】
アクチュエータ駆動部３１０は、モーター３１１、モーター固定板３１２から構成される。前記モーター固定板３２１は、その一部に前記モーター３１１のモーター軸部を固定するための穴が開けられており、荷重負荷ユニットプレート７００に固定されている。前記モーター３１１は、前記モーター固定板３１２の穴にモーター軸部が挿入されたうえで、前記モーター固定板３１２にねじで固定され、また、その底部も荷重負荷ユニットプレート７００にねじで固定される。このアクチュエータ駆動部３１０の駆動によって、荷重負荷部３３０の作動が制御され、荷重負荷部３３０が前後運動をすることで被検体に対して荷重負荷や引張荷重負荷が行われる。
【００３０】
前記モーター３１１の回転は、動力伝達部３２０を介して荷重負荷部３３０に伝達され、前記荷重負荷部３３０のボールねじ３３１によって、回転運動が直線運動に変換される。
【００３１】
動力伝達部３２０は、アクチュエータ駆動部３１０の駆動動力を荷重負荷部３３０に伝達する役割を果たす。動力伝達部３２０は、モーター３１１の軸に取り付けられるタイミングプーリ３２１と、荷重負荷部３３０のボールねじ３３１の一端に取り付けられるタイミングプーリ３２２、及びタイミングベルト３２３から構成される。それぞれの前記タイミングプーリ３２１及び３２２は所定の歯を有し、一方前記タイミングベルト３２３も、前記タイミングプーリ３２１及び３２２と噛み合う面に前記所定の歯に対応する歯を有している。タイミングプーリ３２１及び３２２の歯とタイミングベルト３２３の歯が噛み合うことにより、スリップすることなく、モーター３１１の回転を、回転位相を正確に保ちながらボールねじ３１１に伝達することができる。
【００３２】
荷重負荷部３３０は、前後運動をすることで被検体に対して荷重負荷や引張荷重負荷を行なう役割を果たす。荷重負荷部３３０は一般的なアクチュエータが用いられ、ボールねじ３３１、一対のボールねじ軸受け部３３２及び３３３、一対のロードセルプレート３３４及び３３５から構成される。
【００３３】
ボールねじ３３１は、本体３３１ａとねじ３３１ｂから構成され、本体内部のねじ機構部には、隙間がなくてもねじが回るようにねじ山の谷にボールが敷き詰められており、ボールが転がることによってねじが回るようになっている。このねじの回転が直線運動に変換される。
【００３４】
ボールねじ軸受け部３３２及び３３３は、一対で構成され、共に中央にボールねじ３３１のねじを受ける穴が開けられている。前記ボールねじ軸受け部３３２は、固定部８００と荷重負荷ユニット２００の間で荷重負荷ユニットプレート７００にねじで固定され、中央の穴にボールねじ３３１のねじの一端が挿入される。一方の前記ボールねじ軸受け部３３３は、荷重負荷ユニット２００と動力伝達部３２０の間で荷重負荷ユニットプレート７００にねじで固定され、同様に中央の穴にボールねじ３３１のねじの一端が挿入される。従って、荷重負荷部３３０は、前記一対のボールねじ軸受け部３３２及び３３３によって、荷重負荷ユニットプレート７００にボールねじ３３１のねじが平行になるように固定される。
【００３５】
そして、前記ボールねじ軸受け部３３３に挿入されたボールねじ３３１のねじには、前記タイミングプーリ３３２が固定される。前記タイミングプーリ３３２は、アクチュエータ駆動部３００のモーター３１１の回転を、タイミングベルト３２３を介して受けて、該タイミングプーリ３３２が固定されたボールねじ３３１のねじに伝達する。これによって、モーター３１１の回転運動が、ボールねじ３３１を介して直線運動に変換される。
【００３６】
一対のロードセルプレートは、荷重検知部４００を挟んで固定部８００側に位置するロードセルプレート３３４と、動力伝達部３２０側に位置するロードセルプレート３３５から構成される。ロードセルプレート３３４及び３３５は、該ロードセルプレート３３４とロードセルプレート３３５の間に荷重検知部４００を挟んで、ボールねじ３３１本体に固定される。前記ロードセルプレート３３４及び３３５は、断面がＬ字形の上部と逆凹型の２個の脚部からなり、該脚部は逆凹部分がリニアガイド５００に嵌め込まれリニアガイドに沿って水平移動する。
【００３７】
前記ロードセルプレート３３４の上部には、２本のシリンダー６００がねじによってその一端を固定される。前記２本のシリンダー６００は、荷重負荷ユニットプレート７００のシリンダー受け部７０１に設けられた穴を通された上、固定部８００の一対のワークワークホルダー固定板８３１及び８３２のうち荷重負荷ユニット側に配置されるワークワークホルダー固定板８３２に、他の一端が固定される。従って、このシリンダーを介して、荷重負荷部３３０に負荷された荷重が固定部８００に伝達されることになる。
【００３８】
荷重検知部４００は一般的なロードセルが用いれら、荷重や加えられた力の大きさを電気信号に変換して測定する装置である。本発明に係る動態撮影システムは、被検体に荷重を負荷しながら荷重負荷の過程における被検体内部の変形や破壊過程を検査することができるが、荷重検知部４００は、この被検体に負荷された荷重を検出する役割を果たす。荷重検知部４００は、上述のように、１対のロードセルプレート３３４及び３３５の間に挟み込まれて設置される。アクチュエータ駆動部３１０のモーター３１１の回転が、タイミングプーリー３２１及び３２２とタイミングベルト３２３を介して、荷重負荷部３３０のボールねじ３３１に伝えられて直線運動に変換され、荷重負荷部３３０が被検体方向に移動すると、その移動はシリンダー６００を介して固定部８００に伝達される。被検体は固定部８００で両端が固定されているため、被検体に荷重が負荷されることにより、被検体からの反発する力が前記シリンダー６００を通じて、シリンダー６００が固定された前記ロードセルプレート３３４に伝えられ、前記ロードセルプレート３３４から前記荷重検知部４００に伝えられる。前記荷重検知部４００は、この反発する力を検出し、その大きさを電気信号に変換して、荷重制御部２００に出力する。
【００３９】
リニアガイド５００は、被検体に荷重を負荷する荷重負荷部３３０を前後に水平に移動させる役割を果たす。荷重負荷部３３０は、被検体に対して水平方向から均一に荷重を付加する必要があり、従って水平にスムースに移動する必要がある。リニアガイド５００によって、荷重負荷部３３０は水平にスムースに移動することができる。リニアガイド５００は、２本で一対を構成し、一対のリニアガイド５００は、荷重負荷ユニットプレート７００に、該一対が平行に設置される。前記リニアガイド５００は、概略四角柱の形状であるが、その上部に切込みを有し、前記切り込みに、荷重負荷部３３０の一対のロードセルプレート３３４及び３３５の脚部が嵌め込まれる。このリニアガイド５００によって、荷重負荷部３３０は、荷重負荷ユニットプレート７００に対して水平に平行移動する。
【００４０】
シリンダー６００は、荷重負荷部３３０と被検体を固定する荷重負荷部３３０側のホルダー固定板８３２と接続する役割を果たす。シリンダー６００は、上述のように荷重負荷部３３０のロードセルプレート３３４にその一端が固定され、荷重負荷ユニットプレート７００のシリンダー受け部７０１に設けられた穴を通された上で、他端が固定部８００のワークホルダー固定板８３２に固定される。前記シリンダー６００は、荷重負荷ユニットプレート７００のシリンダー受け部７０１によって水平に保持される。従って、荷重負荷部３３０の水平の前後運動が、シリンダー６００を通じて固定部８００のワークホルダー固定板８３２に伝達され、前記ワークホルダー固定板８３２が水平に前後運動する。これによって被検体に所定の荷重が負荷される。
【００４１】
荷重負荷ユニットプレート７００は、荷重負荷ユニット３００の底板にあたり、荷重負荷ユニット３００の各部は、前記荷重負荷ユニットプレート７００にねじで固定される。荷重負荷ユニットプレート７００は、その底部が矩形のプレートで、その上に荷重負荷ユニット３００とリニアガイド５００が設置される。荷重負荷ユニットプレート７００は、Ｘ線透過性プレート９００上にねじで固定される。また、前記荷重負荷ユニットプレート７００の四周のうち、固定部８００に接する辺には、シリンダー受け部７０１が垂直に設けられる。前記シリンダー受け部７０１は、前記シリンダー受け部７０１を貫通して設置されるシリンダー６００を水平に保持する役割を果たす。
【００４２】
固定部８００は、検査にかけられる被検体を固定する役割を果たす。固定部８００は、一対のワークホルダー８１０と、前記ワークホルダー８１０を固定する一対のワークホルダー固定板８３１及び８３２と、前記ワークホルダー８１０を前記ワークホルダー固定板８３１及び８３２に固定するレンチ８２０と、一方のワークホルダー固定板８３１の固定を強固にするための、２本のワークホルダー固定板支柱８４０とから構成される。前記ワークホルダー固定板支柱８４０は、Ｘ線透過性を有し、被検体１２００に対してＸ線が照射される場合、該ワークホルダー固定板支柱８４０は、Ｘ線を透過する。また、図２乃至図４においては前記ワークホルダー固定板支柱８４０を図示しているが、該ワークホルダー固定板支柱８４０は、ワークホルダー固定板８３１及び８３２が強固に固定され、荷重負荷に対して影響がなければ、必ずしも必要ではない。
【００４３】
検査においては、まず被検体の一端を取り付けホルダー１２０１に挿入し、セメントで固定し、続いて被検体の他端を同様の方法で取り付けホルダー１２０１にセメントで固定する。取り付けホルダー１２０１をアクチュエアータ３３０側のワークホルダー８１０に挿入し、レンチで固定する。続いて荷重負荷部３３０を作動させて前進させ、被検体に固定された取り付けホルダーを他方のワークホルダー８１０に挿入し、レンチ８２０で固定する。
【００４４】
支持板９０１は、荷重負荷制御装置１０の底板の役割を果たす。前記支持板９０１上に、荷重負荷ユニットプレートが固定され、荷重負荷ユニット３００が搭載される。また、固定部８００のホルダー固定板８３１が固定され、該ホルダー固定板８３１と荷重負荷ユニットプレート７００を通されたシリンダー６００に固定されたホルダー固定板８３２によって前記支持板９０１上に被検体が固定されることになる。
【００４５】
前記支持板９０１は、少なくともその一部がＸ線透過性を有するＸ線透過性プレート９００を有する。前記Ｘ線透過性プレート９００は、垂直方向で被検体に対応する部分、即ち被検体に照射されたＸ線が被検体を透過して支持板９０１に当たる部分の面積よりも大きいことを特長とする。従って、ＣＴ装置１１００から被検体１２００に照射されたＸ線は、被検体を透過して前記Ｘ線透過性プレート９００にあたることになるが、該プレートがＸ線透過性であるため、前記Ｘ線は該プレートを透過して、ＣＴ装置１１００の受光部によって受光される。なお、前記Ｘ線透過プレート９００は、被検体に照射されたＸ線が被検体を透過して支持板９０１に当たる部分の面積よりも大きければ、支持板９０１全面がＸ線透過性プレートであってもよい。
【００４６】
本発明の特徴の一つは、支持板９０１の少なくても一部にＸ線透過性プレート９００を採用している点である。かかるＸ線透過性プレート９００を採用したことにより、ＣＴ装置から照射されたＸ線が、ワークホルダーに固定された被検体を透過し、底面の該Ｘ線透過性プレート９００を透過して、ＣＩスキャン装置１１００の受光部によってスキャンデータとして検出されることにより、被検体の変形過程乃至破壊過程が検査できるのである。従って、前記Ｘ線透過性プレート９００の材質は、Ｘ線透過性を有する物質であれば限定されない。
【００４７】
ＣＴ制御ＰＣ１０００は、ＣＴ装置１１００による撮影を制御する役割を果たすとともに、前記ＣＴ装置１１００で受光されたスキャンデータを受け取り、時系列の３次元断層画像データとして記録する役割を果たす。ＣＴ制御ＰＣ１０００は、ＣＴ装置１１００に接続され、一方荷重負荷制御装置１０の荷重負荷を制御する荷重制御部２００とも接続される。これによって、荷重制御部２００が制御する荷重負荷と同期を取ってＣＴ装置１１００による撮影を行うことができる。
【００４８】
ＣＴ制御ＰＣ１０００は、前記の機能を果たすものであれば、ＣＴ装置１１００に内蔵されたものでもよく、また、外部接続されるＰＣであってもよい。
【００４９】
ＣＴ装置１１００は、Ｘ線照射部分と、前記照射されたＸ線が被検体を透過したＸ線の量を測る検出部分とから構成され、前記検出部分は被検体の周りを１回転することによりそれぞれの角度でのＸ線の吸収のされ方を測定する。かかる測定結果は、コンピュータで処理され、被検体中のそれぞれの位置でのＸ線の吸収値を黒から白に至る輝度として表示することで断層画像を得る。
本発明に係る動態撮影システムにおいては、前記の機能を有するＣＴ装置であれば、分解能等に制限はない。
【００５０】
上述した構成による、本発明に係る動態撮影システムによる検査方法について説明する。本発明に係る動態撮影システムは、予め検査方法を設定し、設定に対応した荷重パターンを設定することができ、かつシステム内のＣＴ装置の撮影シークエンスと同期させることが可能で、滑らかな時系列の３次元断層画像を提供することができる。また、遠隔操作が可能であり、操作性がよい。
【００５１】
かかる特徴を備えるため、本発明に係る動態撮影システムによれば、予め被検体に負荷する最大荷重や最小荷重、荷重の変化及びスピード、荷重負荷時間等を、検査目的に合わせて自由に組み合わせて検査できる。以下、本発明に係る動態撮影システムによる検査方法のいくつかの例を説明する。本発明に係る動態撮影システムによる検査方法は、これらの例に限定されるわけではない。上述したように目的に合わせた検査が可能であり、ＣＴスキャンの撮影シーケンスと同期させることで、滑らかな時系列の３次元断層画像を得ることができる。
【００５２】
図５乃至図９は、本発明にかかる動態撮影システムによる被検体検査方法のフローチャートである。図５は、本発明に係る動態撮影システムによる「定圧力荷重測定」の場合のフローチャートである。
【００５３】
ステップ１で、目的の検査にあわせた被検体に負荷する荷重情報（Ｆｔ１）が、入力装置１００に入力される。
【００５４】
ステップ２において、入力装置１００は、前記入力された荷重情報Ｆｔ１を荷重制御部２００に電気信号として伝達する。
【００５５】
ステップ３において、荷重制御部２００は、入力装置１００から伝達された荷重情報Ｆｔ１に関する電気信号を受けて、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。
【００５６】
ステップ４において、前記駆動指示信号を受信したアクチュエータ駆動部３１０のモーター３３１が駆動し、前記モーター３３１の回転が動力伝達部３２０を介して荷重負荷部３３０のボールねじ３３１を回転させる。前記ボールねじ３３１の回転は、該ボールねじ３３１によって回転運動から直線運動に変換され、荷重負荷部３３０が、リニアガイド５００に沿って前進し、被検体１２００に圧力が荷重される。
【００５７】
荷重負荷部３３０の前進運動によって被検体１２００に圧力が負荷されると、被検体１２００は前記圧力に対して反発し、ステップ５において、該反発力が荷重検知部４００に検出され、前記荷重検知部４００は、荷重検出値Ｆを電気信号として生成して荷重制御部２００に伝達する。
【００５８】
ステップ６において、前記荷重検知部４００からの荷重検出値Ｆを受信した荷重制御部２００は、前記荷重検出値Ｆが被検体に負荷すべき荷重情報Ｆｔ１と同一であるか否かを判断する。
【００５９】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ１よりも小さい場合、又は荷重情報Ｆｔ１よりも大きい場合には、荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。この場合、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ１と同一になるまでステップ４からを繰り返す。
【００６０】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ１と同一の場合、ステップ７において荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０に対する駆動停止指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動停止指示を送信する。同時に荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣ１０００に対するスタート指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００にスタート指示を送信する。
【００６１】
ステップ８において、荷重制御部２００からのスタート指令を受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、ＣＴ装置１１００対するスキャン開始指示信号を生成し、ＣＴ装置１１００に対してスキャン開始指示を送信する。
【００６２】
ステップ９において、ＣＴ装置１１００が作動し、被検体１２００のスキャンを行なう。
【００６３】
ステップ１０においてＣＴ装置１１００は、検出した被検体のＸ線吸収データを、ＣＴ制御ＰＣ１０００に伝送する。
【００６４】
ステップ１１において、前記伝送されたＸ線吸収データを受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、前記Ｘ線吸収データを基に、被検体１２００中のそれぞれの位置でのＸ線の吸収値を黒から白に至る輝度として表示することで断層画像を生成し、ＣＴスキャンデータとして外部に出力する。当初設定した所定時間のスキャンが終了した場合に検査を終了する。
【００６５】
上述した検査によって、被検体に一定限度まで圧力を負荷した場合における被検体の変形過程や破壊過程が時系列の３次元画像として検査できる。
【００６６】
続いて、本発明に係る動態撮影システムによる「定引張負荷測定」の場合について説明する。図６は、本発明に係る動態撮影システムによる「引張負荷測定」の場合のフローチャートである。
【００６７】
ステップ１で、目的の検査にあわせた被検体に負荷する引張荷重情報（Ｆｔ２）が、入力装置１００に入力される。
【００６８】
ステップ２において、入力装置１００は、前記入力された引張荷重情報Ｆｔ２を荷重制御部２００に電気信号として伝達する。
【００６９】
ステップ３において、荷重制御部２００は、入力装置１００から伝達された引張荷重情報Ｆｔ２に関する電気信号を受けて、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。
【００７０】
ステップ４において、前記駆動指示信号を受信したアクチュエータ駆動部３１０のモーター３３１が駆動し、前記モーター３３１が逆回転し、前記モーター３３１の回転が動力伝達部３２０を介して荷重負荷部３３０のボールねじ３３１を回転させる。前記ボールねじ３３１の回転は、該ボールねじ３３１によって回転運動から直線運動に変換され、荷重負荷部３３０が、リニアガイド５００に沿って後退し、被検体１２００に引張荷重が負荷される。
【００７１】
荷重負荷部３３０の後退運動によって被検体１２００に引張荷重が負荷されると、被検体１２００は前記引張加重に対して反発して被検体自体が収縮しようとするため、ステップ５において、該反発力が荷重検知部４００に検出され、前記荷重検知部４００は、荷重検出値Ｆを電気信号として生成して荷重制御部２００に伝達する。
【００７２】
ステップ６において、前記荷重検知部４００からの荷重検出値Ｆを受信した荷重制御部２００は、前記荷重検出値Ｆが、被検体に負荷すべき引張荷重情報Ｆｔ２と同一であるか否かを判断する。
【００７３】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ２よりも小さい場合、又は荷重情報Ｆｔ２よりも大きい場合には、荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。この場合、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ２と同一になるまでステップ４からを繰り返す。
【００７４】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ２と同一の場合、ステップ７において荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０に対する駆動停止指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動停止指示を送信する。同時に荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣ１０００に対するスタート指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００にスタート指示を送信する。
【００７５】
ステップ８において、荷重制御部２００からのスタート指令を受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、ＣＴ装置１１００対するスキャン開始指示信号を生成し、ＣＴ装置１１００に対してスキャン開始指示を送信する。
【００７６】
ステップ９において、ＣＴ装置１１００が作動し、被検体１２００のスキャンを行なう。
【００７７】
ステップ１０において、ＣＴ装置１１００は、検出した被検体のＸ線吸収データを、ＣＴ制御ＰＣ１０００に伝送する。
【００７８】
ステップ１１において、前記伝送されたＸ線吸収データを受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、前記Ｘ線吸収データを基に、被検体１２００中のそれぞれの位置でのＸ線の吸収値を黒から白に至る輝度として表示することで断層画像を生成し、ＣＴスキャンデータとして外部に出力する。所定時間のスキャンが終了した場合に検査を終了する。
【００７９】
上述した検査によって、被検体が一定限度まで引張され場合の、被検体の変形過程や破壊過程が時系列の３次元画像として検査できる。
【００８０】
本発明に係る動態撮影システムによる「継続荷重測定」の場合について説明する。図７は、本発明に係る動態撮影システムによる「継続荷重測定」の場合のフローチャートである。本継続荷重測定の場合、以下で説明するが、ステップ３乃至ステップ７と、ステップ８乃至ステップ１２が同時並行で進行する。
【００８１】
ステップ１で、目的の検査にあわせた被検体に負荷する最終目的荷重情報（Ｆｔ３）が、入力装置１００に入力される。
【００８２】
ステップ２において、入力装置１００は、前記入力された荷重情報Ｆｔ３を荷重制御部２００に電気信号として伝達する。
【００８３】
ステップ３において、荷重制御部２００は、入力装置１００から伝達された荷重情報Ｆｔ３に関する電気信号を受けて、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。
【００８４】
同時に、ステップ８において、荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣに対するスタート指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００にスタート指示を送信する。上述したようにここからステップ３乃至ステップ７とステップ８乃至ステップ１２が同時並行で処理が進行する。
【００８５】
ステップ４において、前記駆動指示信号を受信したアクチュエータ駆動部３１０のモーター３３１が駆動し、前記モーター３３１の回転が動力伝達部３２０を介して荷重負荷部３３０のボールねじ３３１を回転させる。前記ボールねじ３３１の回転は、該ボールねじ３３１によって回転運動から直線運動に変換され、荷重負荷部３３０が、リニアガイド５００に沿って前進し、被検体１２００に圧力が荷重される。
【００８６】
荷重負荷部３３０の前進運動によって被検体１２００に圧力が負荷されると、被検体１２００は前記圧力に対して反発し、ステップ５において、該反発力が荷重検知部４００に検出され、前記荷重検知部４００は、荷重検出値Ｆを電気信号として生成して荷重制御部２００に伝達する。
【００８７】
ステップ６において、前記荷重検知部４００からの荷重検出値Ｆを受信した荷重制御部２００は、前記荷重検出値Ｆが被検体に負荷すべき最終目的荷重情報Ｆｔ３と同一であるか否かを判断する。
【００８８】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ３よりも小さい場合、又は荷重情報Ｆｔ３よりも大きい場合には、荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。この場合、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ３と同一になるまでステップ４からを繰り返す。
【００８９】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ３と同一の場合、ステップ７において荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０に対する駆動停止指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動停止指示を送信する。同時に荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣ１０００に対するスキャン停止指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００にスキャン停止指令を送信する。
【００９０】
一方、ステップ８において、荷重制御部２００からのスタート指令信号を受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、ステップ９において、ＣＴ装置１１００対するスキャン開始指示信号を生成し、ＣＴ装置１１００に対してスキャン開始指示を送信する。
【００９１】
ステップ１０において、ＣＴ装置１１００が作動し、被検体１２００のスキャンを行なう。
【００９２】
ステップ１１においてＣＴ装置１１００は、検出した被検体のＸ線吸収データを、ＣＴ制御ＰＣ１０００に伝送する。
【００９３】
ステップ１２において、前記伝送されたＸ線吸収データを受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、前記Ｘ線吸収データを基に、被検体１２００中のそれぞれの位置でのＸ線の吸収値を黒から白に至る輝度として表示することで断層画像を生成し、ＣＴスキャンデータとして外部に出力する。
【００９４】
ステップ１３において、荷重制御部２００からのスキャン停止指令を受けたＣＴ制御ＰＣ１０００は、ＣＴ装置に対する停止信号を生成して伝達し、ＣＴ装置はスキャンを停止する。
【００９５】
上述した検査によって、被検体に所定の目的値になるまで圧力を継続負荷した場合において、被検体が荷重圧力によって変形する過程や破壊される過程が時系列の３次元画像として検査できる。
【００９６】
本発明に係る動態撮影システムによる「継続引張負荷測定」の場合について説明する。図８は、本発明に係る動態撮影システムによる「継続引張負荷測定」の場合のフローチャートである。本継続引張負荷測定の場合、以下で説明するが、ステップ３乃至ステップ７と、ステップ８乃至ステップ１２が同時並行で進行する。
【００９７】
ステップ１で、目的の検査にあわせた被検体に負荷する最終目的引張荷重情報（Ｆｔ４）が、入力装置１００に入力される。
【００９８】
ステップ２において、入力装置１００は、前記入力された荷重情報Ｆｔ４を荷重制御部２００に電気信号として伝達する。
【００９９】
ステップ３において、荷重制御部２００は、入力装置１００から伝達された荷重情報Ｆｔ４に関する電気信号を受けて、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。
【０１００】
同時に、ステップ８において、荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣに対するスタート指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００にスタート指示を送信する。上述したようにここからステップ３乃至ステップ７とステップ８乃至ステップ１２が同時並行で処理が進行する。
【０１０１】
ステップ４において、前記駆動指示信号を受信したアクチュエータ駆動部３１０のモーター３３１が逆回転で駆動し、前記モーター３３１の回転が動力伝達部３２０を介して荷重負荷部３３０のボールねじ３３１を回転させる。前記ボールねじ３３１の回転は、該ボールねじ３３１によって回転運動から直線運動に変換され、荷重負荷部３３０が、リニアガイド５００に沿って後退し、被検体１２００に引張荷重が負荷される。
【０１０２】
荷重負荷部３３０の前進運動によって被検体１２００に引張荷重が負荷されると、被検体１２００は前記圧力に対して収縮しようとして反発し、ステップ５において、該反発力が荷重検知部４００に検出され、前記荷重検知部４００は、荷重検出値Ｆを電気信号として生成して荷重制御部２００に伝達する。
【０１０３】
ステップ６において、前記荷重検知部４００からの荷重検出値Ｆを受信した荷重制御部２００は、前記荷重検出値Ｆが被検体に負荷すべき最終目的引張荷重情報Ｆｔ４と同一であるか否かを判断する。
【０１０４】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ４よりも小さい場合、又は荷重情報Ｆｔ４よりも大きい場合には、荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。この場合、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ４と同一になるまでステップ４からを繰り返す。
【０１０５】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ４と同一の場合、ステップ７において荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０に対する駆動停止指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動停止指示を送信する。同時に荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣ１０００に対するスキャン停止指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００にスキャン停止指令を送信する。
【０１０６】
一方、ステップ８において、荷重制御部２００からのスタート指令信号を受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、ステップ９において、ＣＴ装置１１００対するスキャン開始指示信号を生成し、ＣＴ装置１１００に対してスキャン開始指示を送信する。
【０１０７】
ステップ１０において、ＣＴ装置１１００が作動し、被検体１２００のスキャンを行なう。
【０１０８】
ステップ１１においてＣＴ装置１１００は、検出した被検体のＸ線吸収データを、ＣＴ制御ＰＣ１０００に伝送する。
【０１０９】
ステップ１２において、前記伝送されたＸ線吸収データを受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、前記Ｘ線吸収データを基に、被検体１２００中のそれぞれの位置でのＸ線の吸収値を黒から白に至る輝度として表示することで断層画像を生成し、ＣＴスキャンデータとして外部に出力する。
【０１１０】
ステップ１３において、荷重制御部２００からのスキャン停止指令を受けたＣＴ制御ＰＣ１０００は、ＣＴ装置に対する停止信号を生成して伝達し、ＣＴ装置はスキャンを停止する。
【０１１１】
上述した検査によって、被検体に所定の目的値になるまで引張荷重を継続負荷した場合における、被検体が引張荷重によって変形する過程や破壊される過程が時系列の３次元画像として検査できる。
【０１１２】
更に、本発明に係る動態撮影システムによる「継続荷重引張測定」の場合について説明する。図９は、本発明に係る動態撮影システムによる「継続荷重引張測定」の場合のフローチャートである。本荷重引張測定の場合、以下で説明するが、ステップ３乃至ステップ１３と、ステップ１４乃至ステップ１７が同時並行で進行する。
【０１１３】
ステップ１で、目的の検査にあわせた被検体に負荷する荷重情報（Ｆｔ１）が、入力装置１００に入力される。
【０１１４】
ステップ２において、入力装置１００は、前記入力された荷重情報Ｆｔ１を荷重制御部２００に電気信号として伝達する。
【０１１５】
ステップ３において、荷重制御部２００は、入力装置１００から伝達された荷重情報Ｆｔ１に関する電気信号を受けて、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。
【０１１６】
同時に、荷重制御部２００は、入力装置１００から伝達された荷重情報Ｆｔ１に関する電気信号を受けて、ＣＴ制御ＰＣ１０００に対するスタート指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００に前記信号を伝達する。
【０１１７】
ステップ４において、前記駆動指示信号を受信したアクチュエータ駆動部３１０のモーター３３１が駆動し、前記モーター３３１の回転が動力伝達部３２０を介して荷重負荷部３３０のボールねじ３３１を回転させる。前記ボールねじ３３１の回転は、該ボールねじ３３１によって回転運動から直線運動に変換され、荷重負荷部３３０が、リニアガイド５００に沿って前進し、被検体１２００に圧力が荷重される。
【０１１８】
荷重負荷部３３０の前進運動によって被検体１２００に圧力が負荷されると、被検体１２００は前記圧力に対して反発し、ステップ５において、該反発力が荷重検知部４００に検出され、前記荷重検知部４００は、荷重検出値Ｆを電気信号として生成して荷重制御部２００に伝達する。
【０１１９】
ステップ６において、前記荷重検知部４００からの荷重検出値Ｆを受信した荷重制御部２００は、前記荷重検出値Ｆが被検体に負荷すべき荷重情報Ｆｔ１と同一であるか否かを判断する。
【０１２０】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ１よりも小さい場合、又は荷重情報Ｆｔ１よりも大きい場合には、荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。この場合、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ１と同一になるまでステップ４からを繰り返す。
【０１２１】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ１と同一の場合、ステップ７において荷重制御部２００は、前記判断の結果を入力装置１００に伝達する。入力装置１００は、更なる引張荷重情報Ｆｔ２を電気信号として生成して出力する。
【０１２２】
ステップ８において、入力装置１００は、前記電気信号を荷重制御部２００に伝達する。
【０１２３】
ステップ９において、入力装置１００からの前記電気信号に基づいて、荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０に対する逆回転駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に逆回転駆動指示を送信する。
【０１２４】
ステップ１０において、前記逆回転駆動指示信号を受信したアクチュエータ駆動部３１０のモーター３３１が逆回転し、前記モーター３３１の回転が動力伝達部３２０を介して荷重負荷部３３０のボールねじ３３１を回転させる。前記ボールねじ３３１の回転は、該ボールねじ３３１によって回転運動から直線運動に変換され、荷重負荷部３３０が、リニアガイド５００に沿って後退し、被検体１２００に引張荷重が負荷される。
【０１２５】
荷重負荷部３３０の後退運動によって被検体１２００に引張荷重が負荷されると、被検体１２００は前記引張荷重に対して反発して被検体自体が収縮しようとするため、ステップ１１において、該反発力が荷重検知部４００に検出され、前記荷重検知部４００は、荷重検出値Ｆを電気信号として生成して荷重制御部２００に伝達する。
【０１２６】
ステップ１２において、前記荷重検知部４００からの荷重検出値Ｆを受信した荷重制御部２００は、前記荷重検出値Ｆが、被検体に負荷すべき引張荷重情報Ｆｔ２と同一であるか否かを判断する。
【０１２７】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ２よりも小さい場合、又は荷重情報Ｆｔ２よりも大きい場合には、荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０の駆動指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動指示を送信する。この場合、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ２と同一になるまでステップ１０からを繰り返す。
【０１２８】
前記判断の結果、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ２と同一の場合、又は荷重情報Ｆｔ２よりも大きい場合には、ステップ１３において荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０に対する駆動停止指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動停止指示を送信する。同時に荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣ１０００に対するスキャン停止指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００にスキャン停止指令を送信する。
【０１２９】
前記動作が行われている間、ＣＴ装置１１００においては被検体１２００の変形過程や破壊過程がスキャンされている。
【０１３０】
ステップ２において、入力装置１００からの荷重情報Ｆｔ１が荷重制御部２００に伝達されると、荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣ１０００に対するスタート指示信号を生成し、ステップ１４において、ＣＴ制御ＰＣ１０００に伝達する。
【０１３１】
ステップ１５において、ＣＴ制御ＰＣ１０００は、前記スタート指示信号を受けてＣＴ装置１１００に対するスタート開始信号を生成し、ＣＴ装置１１００に伝達する。
【０１３２】
ステップ１６において、ＣＴ装置１１００は、ＣＴ制御ＰＣ１０００からのスタート開始信号を受信して被検体のスキャンを開始し、スキャンを行う。  
【０１３３】
ステップ１７において、ＣＴ装置１１００は、検出した被検体のＸ線吸収データを、ＣＴ制御ＰＣ１０００に伝送する。
【０１３４】
ステップ１８において、前記伝送されたＸ線吸収データを受信したＣＴ制御ＰＣ１０００は、前記Ｘ線吸収データを基に、被検体１２００中のそれぞれの位置でのＸ線の吸収値を黒から白に至る輝度として表示することで断層画像を生成し、ＣＴスキャンデータとして外部に出力する。
【０１３５】
継続する荷重負荷において、荷重検出値Ｆが荷重情報Ｆｔ２と同一の場合、ステップ１３において荷重制御部２００は、アクチュエータ駆動部３１０に対する駆動停止指示信号を生成し、アクチュエータ駆動部３１０に駆動停止指示を送信するが、このとき同時に荷重制御部２００は、ＣＴ制御ＰＣ１０００に対するスキャン停止指令信号を生成し、ＣＴ制御ＰＣ１０００にスキャン停止指令を送信する。
【０１３６】
ステップ１９において、ＣＴ制御ＰＣ１０００は、前記スキャン停止指令を受けてＣＴ装置に対する停止信号を生成して伝達し、ＣＴ装置はスキャンを停止する。
【０１３７】
上述した検査によって、被検体が一定限度まで圧力を負荷された後、続いて一定限度まで引張された場合の被検体の変形過程や破壊過程を時系列の３次元画像として克明に把握することができる。
【０１３８】
上述したとおり、本発明に係る動態撮影システムによれば、予め検査方法を設定し、設定に対応した荷重パターンを設定することができ、かつシステム内のＣＴ装置の撮影シークエンスと同期させることが可能で、滑らかな時系列の３次元断層画像を提供することができる。
【０１３９】
本発明に係る請求項１記載の発明は、予め検査方法を設定し、設定に対応した荷重パターンを設定することができ、かつシステム内のＣＴ装置の撮影シークエンスと同期させることが可能で、滑らかな時系列の３次元断層画像を提供することができる。
【０１４０】
また、本発明に係る請求項４記載の発明は、予め設定された荷重パターンによって被検体に荷重を負荷するとともに、被検体を透過したＸ線がＣＴ装置の受光部に受光されることで被検体内部の変形過程や破壊過程を検査することができる。
【０１４１】
また、本発明に係る請求項５記載の発明は、予め設定された荷重パターンによって被検体に荷重を負荷するとともに、被検体を透過したＸ線がＣＴ装置の受光部に受光されることで被検体内部の変形過程や破壊過程を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】は、本発明に係る動態撮影システムの概略構成図である。
【図２】は、本発明に係る動態撮影システムの詳細構成図である。
【図３】は、本発明に係る動態撮影システムの荷重負荷制御装置の平面図である。
【図４】は、本発明に係る動態撮影システムの荷重負荷制御装置の側面図である。
【図５】は、本発明に係る動態撮影システムの検査の一例のフローチャート図である。
【図６】は、本発明に係る動態撮影システムの検査の一例のフローチャート図である。
【図７】は、本発明に係る動態撮影システムの検査の一例のフローチャート図である。
【図８】は、本発明に係る動態撮影システムの検査の一例のフローチャート図である。
【図９】は、本発明に係る動態撮影システムの検査の一例のフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１４３】
荷重負荷制御装置：１０
入力装置：１００
荷重制御部：２００
荷重負荷ユニット：３００
アクチュエータ駆動部：３１０
モーター：３１１
モーター固定板：３１２
動力伝達部：３２０
タイミングプーリ：３２１、３２２
タイミングベルト：３２３
荷重負荷部：３３０
ボールねじ：３３１
ボールねじ軸受部：３３２、３３３
ロードセルプレート：３３４、３３５
荷重検知部：４００
リニアガイド：５００
シリンダー：６００
荷重負荷ユニットプレート：７００
シリンダー軸受部：７０１
固定部：８００
ワークホルダー：８１０
レンチ：８２０
ホルダー固定板：８３１、８３２
ホルダー固定板支柱（Ｘ線透過性）：８４０
Ｘ線透過性プレート：９００
支持板：９０１
ＣＴ制御ＰＣ：１０００
ＣＴ装置：１１００
被検体：１２００
取り付けホルダー：１２０１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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