(57)【要約】【課題】装置を大型化させずに、回転ベースを補強することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供すること。【解決手段】被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するために回転する回転部４０を有するＸ線ＣＴ装置であって、回転部は、回転の回転軸を中心とするリング形状の平板４８と、平板の外周端側に形成された円筒４９と含む回転ベース５２と、少なくとも、平板のいずれか一方の面側で被検体に対しＸ線を曝射するＸ線管４１と、平板の他方の面側で回転ベースに取り付けられ、回転ベースとともに二重構造を構成する補強部材２５と、を備えたことを特徴とする【選択図】図５
2007130119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するために回転する回転部を有するＸ線ＣＴ装置であって、
前記回転部は、
前記回転の回転軸を中心とするリング形状の平板と、前記平板の外周端側に形成された円筒とを含む回転ベースと、
少なくとも、前記平板のいずれか一方の面側で前記被検体に対しＸ線を曝射するＸ線管と、
前記平板の他方の面側で前記回転ベースに取り付けられ、前記回転ベースとともに二重構造を構成する補強部材と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記補強部材は、前記回転ベースの外周端近傍及び内周端近傍で接合された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】
前記補強部材は、前記平板との間に空洞部を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記補強部材は、リング形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記Ｘ線管は、前記円筒の内周面に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するために回転する回転部が設けられている架台を有するＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図６に示すように従来のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置の架台には、被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するために高速（例えば、１秒／回転以上）で連続回転可能な回転部４０が設けられている。図６は、従来の回転部４０の構成を示す断面図である。回転部４０は、ベアリング９１を介して、フレーム２３に回転自在に保持されている。この回転部４０には、Ｘ線管ユニット４１、Ｘ線検出ユニット４２、信号増幅ユニット４３、その他図示しないユニットが取り付けられている。尚、以下これらの各ユニットを回転部ユニットと呼ぶことがある。
【０００３】
また、これらの各回転部ユニットは、回転軸Ｎを中心とするリング形状の平板部４８（平板）に取り付けられ、前記平板部４８の外周端にドラム形状のドラム部４９（円筒）が形成されている。以下、平板部４８とドラム部４９とを合わせて回転ベース５２という。また、回転ベース５２は、平板部４８とベアリング保持部２４とがベアリング９１を挟持し、ベアリング９１を介しフレーム２３に保持されている。また、各回転部ユニットをドラム部４９の内側に取り付けたものもある（例えば、特許文献１参照。）。このような回転部４０において、回転部４０の回転軸Ｎ方向における各回転部ユニットの重心位置は、平板部４８の位置とは一致していないことが多い。例えば、Ｘ線管ユニット４１及びＸ線検出ユニット４２は、被検体を挟んでＸ線管ユニット４１と対向して配置されるＸ線検出ユニット４２でＸ線管ユニット４１から曝射され被検体を透過したＸ線を検出するように配置されている。つまり、Ｘ線管ユニット４１は、Ｘ線の透過面を平板部４８に対して回転軸Ｎ方向に離れた位置でかつ平行に形成するようにＸ線を曝射するが、Ｘ線管ユニット４１の重心はＸ線発生位置近傍にある場合が多い。具体的には、Ｘ線発生位置近傍にロータ（陽極）や漏洩Ｘ線を遮蔽するための防護鉛など重量の重いものが配置されている。したがって、Ｘ線管ユニット４１の重心は平板部４８に対して回転軸Ｎ方向に離れた位置となる。また、Ｘ線検出ユニット４２は平板部４８のＸ線の透過面側に配置されるためその重心は、Ｘ線管ユニット４１の重心と同様に平板部４８に対して回転軸Ｎ方向に離れた位置となる。また、他の回転部ユニットは、メンテナンス時の作業のし易さから、平板部４８に対してＸ線管ユニット４１及びＸ線検出ユニット４２と同じ側に配置されるため、Ｘ線管ユニット４１やＸ線検出ユニット４２と同様に重心がずれて位置することが多い。
【０００４】
ここで、回転部４０が高速回転するとき、各回転部ユニットには重心位置に遠心力が作用する。例えば、図６には一例としてＸ線管ユニット４１に作用する遠心力Ｆを示した。例えば、Ｘ線管ユニット４１の重心の回転軸Ｎからの距離を６００ｍｍの場合、回転速度が０．５秒／回転ならばおよそ１０Ｇの重力加速度が、回転速度が０．４秒／回転ならばおよそ１５Ｇの重力加速度が加わり遠心力を発生する。
【０００５】
【特許文献１】特開平２０００−１１６６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、図６に示すようにＸ線管ユニット４１の重心位置が回転軸Ｎ方向における平板部４８の位置からずれていると、回転部４０が高速回転した時に各回転部ユニットに作用する遠心力Ｆの分力Ｆ１が、回転ベース５２の保持位置に対して変形しようとする曲げモーメントとして作用し、平板部４８が変形する。同様にＸ線検出ユニット４１や他の回転部ユニットにも遠心力が作用し平板部４８が変形する。特許文献１に記載のように各回転部ユニットをドラム部４９の内側に取り付けた場合も変形量に違いはあるが同様に平板部４８に変形を生じる。この遠心力Ｆによる平板部４８の変形により、高速回転時におけるＸ線の透過面の位置の精度を確保することが困難となる。
【０００７】
そこで、Ｘ線検出ユニット４２で精度よく検出できるようにＸ線の透過面を広くして対応する場合もあるが、被検体の曝射量を増大させてしまう。また、平板部４８の変形の程度が大きい場合には、回転ベース５２の破損やＣＴ値シフトによるＣＴ画像の異常などを引き起こしかねない。
【０００８】
一方、動いているもの、例えば心臓などを静止させたようにして観察できるように撮影時間を短くする、つまり更に高速回転させて撮影したいという要求があるが、更なる高速回転により上述の変形を増大させることになる。
【０００９】
また、回転速度を変化させながら撮影したいという要求もある。回転速度を変化させると遠心力は変化するので変形量も回転速度の変化にともなって変化する。そのために、変形量の変化による更なるＣＴ画像の異常の発生が懸念される。
【００１０】
また、平板部４８の厚みを増して強度アップすることが考えられるが、回転ベース５２はアルミニウムの鋳物で製作されている場合が多く、部分的に厚みを増すと鋳物湯流れや冷却で問題を発生し、例えば内部応力を発生したり、形状の精度が劣化してしまうという懸念がある。一方、ドラム部４９を含めた全体を厚くすると、重量がアップし、それにより駆動するモータも大型化する必要があり、装置を増大化してしまうという問題がある。
【００１１】
また、回転ベース５２の補強のし方によっては、上記したメンテナンス時の作業性の低下を招く場合がある。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、装置を大型化させずに、回転ベースを補強することが可能な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】
【００１３】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するために回転する回転部を有するＸ線ＣＴ装置であって、前記回転部は、前記回転の回転軸を中心とするリング形状の平板と、前記平板の外周端側に形成された円筒とを含む回転ベースと、少なくとも、前記平板のいずれか一方の面側で前記被検体に対しＸ線を曝射するＸ線管と、前記平板の他方の面側で前記回転ベースに取り付けられ、前記回転ベースとともに二重構造を構成する補強部材と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、前記補強部材は、前記回転ベースの外周端近傍及び内周端近傍で接合されたことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、前記補強部材は、前記平板との間に空洞部を形成することを特徴としている。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、前記補強部材は、リング形状であることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項５記載の発明は、前記Ｘ線管は、前記円筒の内周面に取り付けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、リング形状の平板のＸ線管ユニットが曝射するＸ線により形成されるＸ線透過面と反対側で回転ベースに補強部材を取り付けることにより、装置を大型化させずに、回転ベースの補強をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図、図２は本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図、図３、図４は本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す斜視図、図５は本実施の形態の回転部４０の構成を示す断面図である。
【００２０】
図１において、本実施の形態のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置１は、患者などの被検体（図示しない）を載せるための寝台１０と、被検体を挿入してＸ線を曝射するための撮影口５を有し、架台カバー２１で覆われている架台２０と、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する制御装置３０とを備えている。
【００２１】
被検体のＸ線ＣＴ画像を取得する場合には、駆動ユニット１１により寝台１０を架台２０に接近させ、寝台１０に載せられている被検体を架台２０の撮影口５に挿入する。架台２０内には回転部４０が設けられ、図３に示すように、Ｘ線を発生するＸ線管ユニット４１と、Ｘ線管ユニット４１から曝射され被検体を透過したＸ線を検出するために、被検体を挟んでＸ線管ユニット４１と対向して配置されるＸ線検出ユニット４２と、Ｘ線検出ユニット４２によって検出された信号を増幅する信号増幅ユニット４３と、Ｘ線管ユニット４１に隣接して設けられ、Ｘ線管ユニット４１を冷却する冷却ユニット４４と、Ｘ線管ユニット４１に管電圧（管電流）を供給するための電源ユニット４５、４６と、電源ユニット４５、４６を制御する電源制御ユニット４７と、Ｘ線管ユニット４１、Ｘ線検出ユニット４２、信号増幅ユニット４３、冷却ユニット４４、電源ユニット４５、４６、電源制御ユニット４７（以下、これらの各ユニットを回転部ユニットと呼ぶことがある。）を備えている。
【００２２】
図２に示すように、制御装置３０は、Ｘ線ＣＴ画像を取得するために必要な種々のコマンドを入力するための入力ユニット３１と、Ｘ線ＣＴ画像の取得に必要な情報や取得したＸ線ＣＴ画像などを表示する表示ユニット３２と、Ｘ線ＣＴ画像の取得に必要な情報や取得したＸ線ＣＴ画像などを記憶する記憶ユニット３３と、Ｘ線ＣＴ装置１の各ユニットの動作を制御するシステム制御ユニット３４とを備えている。
【００２３】
また、回転部４０は回転制御ユニット５０の制御により駆動モータ５１で回転する。これにより、回転部４０が被検体の周りを高速で回転する。なお、回転部４０の回転速度は、例えば、１秒／回転以上、特に０．５秒／回転以上である。すなわち、被検体のＸ線ＣＴ画像を得るために回転部４０が被検体の周りを１回転するのに必要な時間は１秒以下、特に０．５秒以下となる。
【００２４】
被検体のＸ線ＣＴ画像を取得する場合には、回転部４０が被検体の周囲を１回転する間に、電源制御ユニット４７の制御により電源ユニット４５、４６からＸ線管ユニット４１に所定の管電圧（管電流）が供給されることによってＸ線管ユニット４１からＸ線が被検体に曝射され、被検体を透過したＸ線がＸ線検出ユニット４２によって検出される。Ｘ線検出ユニット４１によって検出されたＸ線に関する検出信号は信号増幅ユニット４３で増幅され、システム制御ユニット３４に供給される。システム制御ユニット３４では、この検出信号を基にして所定の画像再構成処理などを行ってＸ線ＣＴ画像を取得し、取得したＸ線ＣＴ画像を表示ユニット３２に表示させ、記憶ユニット３３に記憶させる。
【００２５】
以下、図３乃至図５を用いて本実施の形態の回転部の構成の詳細について以下に説明する。ここで、回転部４０の寝台側を前面、反対側を背面ということにする。したがって、図３に示す斜視図は前面側から見た斜視図、図４に示す斜視図は背面側から見た斜視図ということになる。また、図３において回転部４０の背面側は省略した。
【００２６】
回転部４０は、図３に示すように、例えばアルミニウムの鋳物で製作され、前面側には撮影口５に挿入された被検体の周りを回転軸Ｎ（図５参照）を中心として回転するリング形状の平板部４８（平板）を備えている。そして、平板部４８の外周端には、リング形状と同軸で、平板部４８の回転軸Ｎ方向の幅（板厚）より広いドラム形状のドラム部４９（円筒）が形成され、ドラム部４９は、図５に示すように平板部４８の前面側から背面側に亘って形成され、平板部４８とドラム部４９との接合部分はその断面がＴ字状となっている。以下、平板部４８とドラム部４９とを合わせて回転ベース５２ということがある。
【００２７】
そして、平板部４８の回転軸Ｎとは直角方向の回転径方向（図５参照）の長さ、言い換えればリング形状の幅は、少なくともＸ線検出ユニット４２を取り付けることができる長さを有している。そして、平板部４８の前面側には、上述の回転部ユニットであるＸ線管ユニット４１、Ｘ線検出ユニット４２、信号増幅ユニット４３、冷却ユニット４４、電源ユニット４５、４６、および電源制御ユニット４７が図示しない固定ボルトなどを用いて取り付けられている。また、ドラム部４９の円筒の回転軸Ｎ方向の幅は、平板部４８に取り付けられた上記の各ユニットが回転軸Ｎ方向にドラム部４９の円筒から対しはみ出さない程度の幅になっている。また、Ｘ線管ユニット４１は、Ｘ線の透過面を平板部４８に対して回転軸Ｎ方向に離れた位置でかつ平行に形成するように配置されている。また、〔背景技術〕で述べたように、Ｘ線発生位置近傍にロータ（陽極）や漏洩Ｘ線を遮蔽するための防護鉛など重量の重いものが配置されているためＸ線管ユニット４１の重心はＸ線発生位置近傍にある場合が多い。つまり、本実施の形態においてもＸ線管ユニット４１の重心は平板部４８に対して回転軸Ｎ方向でＸ線の透過面側に離れた位置となる。
【００２８】
また、図４、図５に示すように回転ベース５２には平板部４８の背面側に、補強部材２５が取り付けられ、回転ベース５２とともに二重構造を構成している。補強部材２５は、例えばアルミニウムの鋳物で製作され、本実施の形態では一例として平板４８同様にリング形状でＬ字状の断面を有する。また、補強部材２５の回転径方向の長さは、平板部４８の回転径方向の長さとほぼ同じ長さを有している。そして、補強部材２５は、回転ベース５２の外周端近傍の位置の複数の取付け部１０１で図示しない固定ボルトなどを用いて背面側からドラム部４９に接合され、また、図３に示すように、回転ベース５２の内周端近傍の位置の複数の取付け部１０２で図示しない固定ボルトなどを用いて前面側から平板部４８に接合されている。また、補強部材２５と平板部４８との間には空洞部２６が形成されている。このように補強部材２５が取り付けられることにより、回転軸方向と直角方向の断面２次モーメントが大きくなり、回転軸Ｎ方向への曲げに対し強度アップとなる。また、空洞部２６を形成することにより、重量アップを少なくし、かつ、単に平板部４８に沿わせて取り付けるより断面２次モーメントが大きくなりさらに強度アップとなる。
【００２９】
また、本実施の形態では一例として補強部材２５がベアリング保持部２４とともにベアリング９１を挟持することにより、回転部４０がベアリング９１を介しフレーム２３に回動自在に保持されるようにした。
【００３０】
このような構成において、回転ベース５２は回転軸Ｎを中心として回転し、撮影口５に挿入される被検体の周りをＸ線管ユニット４１が回転する。この場合、〔背景技術〕に記載したように回転軸２１から離れる方向（外向き）に遠心力がＸ線管ユニット４１の重心に作用し、遠心力Ｆの分力が平板部４８を回転軸Ｎ方向に変形しようとする曲げモーメントとして作用する。しかしながら、上述のように補強部材２５により回転ベース５２は強度アップされているので、回転ベース５２の変形を抑えられる。
【００３１】
したがって、回転部４０が回転してもＸ線の透過面の位置の精度を確保するができる。これにより、更に高速回転させることが可能となるし、回転速度を変化させながらの撮影も可能となる。また、図３に示したように回転部ユニットは、前面側に取り付けられ、前面側から容易にメンテナンスが行えるようになっているが、補強部材２５は、背面側に取り付けられるので、メンテナンス時の作業性を低下させることがない。また、平板部４８の厚みを増加させないので、例えば回転ベース５２がアルミニウムの鋳物で製作されている場合に製作上の問題や形状の精度の劣化を発生することがない。
【００３２】
また、本実施の形態では補強部材２５リング形状としたが、例えば少なくともＸ線管ユニット４１近傍などを部分的に二重構造として補強することにより変形を抑えるものであってもよい。
【００３３】
また、回転部ユニットは平板部４８の前面側に取り付けられている場合を一例として説明したが、特開平２０００−１１６６４１号公報に記載のＸ線ＣＴ装置のように、回転部ユニットが、ドラム部４９の内周側の面（ユニット取付面）に取り付けられる構成でもよい。この場合、遠心力をドラム部４９で受けるが、補強部材２５を備えることにより、回転ベース５２の変形を抑えることが可能になる。
【００３４】
また、ドラム部４９の内周側の面への取り付けは、上記特開平２０００−１１６６４１号公報に記載のＸ線ＣＴ装置と同様に、固定ボルトなどを用いたり、ドラム部４９の内周面にガイドレールを設け、ガイドレールに沿って回転部ユニットをスライドさせて取り付けるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態のＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図である。
【図２】本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す断面図である。
【図６】従来のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  Ｘ線ＣＴ装置
５  撮影口
１０  寝台
１１  駆動ユニット
２０  架台
２１  架台カバー
２３  フレーム
２４  ベアリング保持部
２５  補強部材
２６  空洞部
３０  制御装置
３１  入力ユニット
３２  表示ユニット
３３  記憶ユニット
３４  システム制御ユニット
４０  回転部
４１  Ｘ線管ユニット
４２  Ｘ線検出ユニット
４３  信号増幅ユニット
４４  冷却ユニット
４５、４６  電源ユニット
４７  電源制御ユニット
４８  平板部
４９  ドラム部
５０  回転制御ユニット
５１  駆動モータ
５２  回転ベース
９１  ベアリング
１０１、１０２  取付け部
Ｎ  回転軸
【図１】
2007130119.tif 000003
【図２】
2007130119.tif 000004
【図３】
2007130119.tif 000005
【図４】
2007130119.tif 000006
【図５】
2007130119.tif 000007
【図６】
2007130119.tif 000008