(57)【要約】【課題】周囲温度の変化によるＸ線検出器への悪影響を防止することができるＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】被検体Ｐに対してＸ線を照射するＸ線管２１と、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出部２２と、Ｘ線管２１及びＸ線検出部２２を回転可能に保持する回転フレーム２６とを備え、Ｘ線検出部２２はＸ線管２１からのＸ線を検出するＸ線検出器７０及びＸ線検出器７０を包囲する包囲体７１により構成される。そして、包囲体７１は、Ｘ線検出器７０との間に空気層７２ａを設けてＸ線管２１からのＸ線を透過可能にＸ線検出器７０を包囲する第１の包囲体７２と、第１の包囲体７２との間に気体層７３ａを設けてＸ線管２１からのＸ線を透過可能に第１の包囲体７２を包囲する第２の包囲体７３とを備え、気体層７３ａを減圧排気する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線管により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管からのＸ線を透過可能に前記Ｘ線検出器を包囲支持する第１の包囲体、この第１の包囲体との間に気体層を設けて前記Ｘ線管からのＸ線を透過可能に前記第１の包囲体を包囲支持する第２の包囲体、及び前記気体層の気体を減圧排気する減圧ポンプを有する包囲体と、
前記Ｘ線管及び前記包囲体を、前記被検体の周りを回転可能に保持する回転フレームとを
備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記減圧ポンプは、前記回転フレームの回転中に前記気体層の気体を減圧排気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】
前記減圧ポンプは、前記回転フレームの停止中に前記気体層の気体を減圧排気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４】
前記Ｘ線検出器の温度を検出する前記第１の包囲体内に配置された温度センサと、
前記温度センサにより検出された温度に基づいて、前記Ｘ線検出器を加熱する前記第１の包囲体内に配置されたヒータと、
前記第１の包囲体に形成された第１の開口と前記第２の包囲体に形成された第２の開口との間に配置され、前記気体層を前記第１の包囲体内及び前記第２の包囲体外から遮断すると共に前記第１の包囲体内の前記Ｘ線検出器との間に設けた空気層と前記第２の包囲体外間を連通する第１のパイプと、
前記第１の包囲体に形成された第３の開口と前記第２の包囲体に形成された第４の開口との間に配置され、前記気体層を前記第１の包囲体内及び前記第２の包囲体外から遮断すると共に前記空気層と前記第２の包囲体外間を連通する第２のパイプと、
前記温度センサにより検出された温度に基づいて、前記第２の包囲体外の空気を前記第１のパイプを介して前記空気層に吸気し、前記空気層の空気を前記第２のパイプを介して前記第２の包囲体外に排気するファンとを
有す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線検出器により検出された検出信号に基づいてＸ線投影データを生成するデータ収集部と、
前記第１の包囲体に形成された第５の開口と前記第２の包囲体に形成された第６の開口との間に配置され、前記気体層を前記第１の包囲体内及び前記第２の包囲体外から遮断すると共に前記第１の包囲体内と前記第２の包囲体外間を連通する第３のパイプと、
前記Ｘ線検出器に一端部が接続され、他端部が前記データ収集部に接続された前記第３のパイプ内を貫通して配置されるケーブルとを
有す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。
【請求項６】
前記第２の包囲体は、前記Ｘ線管からのＸ線が入射する領域がＸ線を透過するＸ線透過材により構成され、前記第１の包囲体は前記第２の包囲体を透過したＸ線が入射する領域が前記Ｘ線透過材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５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】
本発明の実施形態は、周囲温度の変化によるＸ線検出器の機能低下を防ぐＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射して撮影を行う架台部と、撮影により架台部で生成されたＸ線投影データを再構成して画像データを生成する画像処理部とを備えている。そして、架台部は、被検体の周囲を回転して被検体にＸ線を照射するＸ線管、被検体へのＸ線照射により被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器、及びＸ線検出器で検出された信号を収集してＸ線投影データを生成するデータ収集部等の各ユニットを備えている。
【０００３】
ところで、Ｘ線ＣＴ装置には、架台部の各ユニットから発生する熱で内部の温度が上昇して各ユニットの機能が低下するのを防ぐために、架台部内部を冷却する冷却ファンを備えたものがある。このＸ線ＣＴ装置では、キャリブレーション用のファントムの撮影によりＸ線検出器の感度の調整を行うキャリブレーションが行われる。そして、キャリブレーションが行われた後に、被検体の撮影が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２１７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、キャリブレーションを行った後、架台部の周囲の温度変動や、架台部の各ユニットから発生する熱によりＸ線検出器の温度がキャリブレーション時から変化して、被検体の撮影により生成される画像データの画質が低下する問題がある。
【０００６】
実施形態は、上記問題点を解決するためになされたもので、周囲温度の変化によるＸ線検出器への悪影響を防止することができるＸ線ＣＴ装置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】
【０００７】
上記問題を解決するために、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、前記Ｘ線管により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管からのＸ線を透過可能に前記Ｘ線検出器を包囲支持する第１の包囲体、この第１の包囲体との間に気体層を設けて前記Ｘ線管からのＸ線を透過可能に前記第１の包囲体を包囲支持する第２の包囲体、及び前記気体層の気体を減圧排気する減圧ポンプを有する包囲体と、前記Ｘ線管及び前記包囲体を、前記被検体の周りを回転可能に保持する回転フレームとを備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施形態に係るＸ線検出部の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示したブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、被検体Ｐが移動可能に載置される寝台部１０と、寝台部１０に載置された被検体ＰにＸ線を照射して撮影を行う架台部２０と、架台部２０で撮影により生成されるＸ線投影データに基づいて画像データを生成する画像処理部４０とを備えている。また、寝台部１０に載置された被検体Ｐの移動や架台部２０で行われる被検体Ｐの撮影に関するＸ線の照射条件等の入力を行なう操作部５０と、寝台部１０、架台部２０、及び画像処理部４０を統括して制御するシステム制御部６０とを備えている。
【００１１】
寝台部１０は、架台部２０の正面側近傍に配置され、被検体Ｐが載置される天板１１と、天板１１を上下方向及び長手方向へ移動する天板駆動部１２とを備えている。そして、天板駆動部１２は、被検体Ｐが載置された天板１１を架台部２０の撮影が可能な位置へ移動する。
【００１２】
架台部２０は正面側と背面側の間を貫通する円筒状の開口部２０ａを有する。そして、寝台部１０の天板１１の長手方向への移動により開口部２０ａへ送り込まれた被検体Ｐに対してＸ線を照射するＸ線管２１と、開口部２０ａを介してＸ線管２１に対向配置され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出部２２と、Ｘ線検出部２２で検出された信号に基づいてＸ線投影データを生成するデータ収集部２３と、データ収集部２３で生成されたＸ線投影データを画像処理部４０に伝送するデータ伝送部２４とを備えている。
【００１３】
また、架台部２０は、Ｘ線管２１に高電圧を供給する高電圧発生部２５と、Ｘ線管２１、Ｘ線検出部２２、データ収集部２３、データ伝送部２４、及び高電圧発生部２５を被検体Ｐの周りを回転可能に保持する回転フレーム２６と、回転フレーム２６を矢印Ｒ１方向へ回転駆動する回転駆動部２７と、開口部２０ａを除く架台部２０の大部分を覆う架台カバー２８と、架台カバー２８内の熱を排出するファン２９とを備えている。
【００１４】
Ｘ線管２１は、高電圧発生部２５の照射駆動によりＸ線を発生する。そして、撮影のときに天板１１上に載置された被検体Ｐの周囲を回転しながらＸ線を照射する。また、Ｘ線検出部２２は、Ｘ線管２１から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を回転しながら検出して電気信号に変換し、変換した信号を増幅してデータ収集部２３に出力する。
【００１５】
データ収集部２３は、アナログ／デジタル変換回路等を有する電子回路基板を備え、Ｘ線検出部２２の外周に配置される。そして、Ｘ線検出部２２から出力される信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を回転フレーム２６の所定の撮影角度回転毎に収集してＸ線投影データを生成する。
【００１６】
データ伝送部２４は、例えば光通信手段により送受信するための送信部及び受信部を有し、送信部が回転フレーム２６に配置されており、データ収集部２３からのＸ線投影データを画像処理部４０に出力する。
【００１７】
回転フレーム２６は、Ｘ線管２１、Ｘ線検出部２２、データ収集部２３、データ伝送部２４、及び高電圧発生部２５を保持する。そして、撮影のときにＲ１方向へ回転し、撮影以外のときに停止している。
【００１８】
画像処理部４０は、架台部２０のデータ伝送部２４から出力されたＸ線投影データを保存する記憶部４１と、記憶部４１に保存されたＸ線投影データを再構成して画像データを生成する再構成部４２と、再構成部４２で生成された画像データ等を表示する表示部４３とを備えている。
【００１９】
操作部５０は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウス、ハンドスイッチなどの入力デバイスを備えている。そして、架台部２０へ電力を供給する入力、架台部２０への電力の供給を停止する入力、架台部２０における撮影に関するＸ線の照射条件の入力、寝台部１０の天板１１を移動させる入力、撮影開始の入力、撮影終了の入力等を行う。
【００２０】
システム制御部６０は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部５０からの操作により入力される入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいて、寝台部１０における天板１１の移動、架台部２０におけるＸ線の照射及び停止、回転フレーム２６の回転及び停止、画像処理部４０における画像データの生成や表示に関する制御などシステム全体の制御を行う。
【００２１】
次に、図１及び図２を参照して、架台部２０におけるＸ線検出部２２の構成の一例を説明する。  
図２は、Ｘ線検出部２２の構成を示した断面図である。このＸ線検出部２２は、架台部２０の正面側から見た断面図であり、Ｘ線管２１からのＸ線を検出するＸ線検出器７０と、このＸ線検出器７０を包囲して画像データにアーチファクト等の画質低下が生じることのない温度範囲として予め設定された許容範囲内に保つための包囲体７１とにより構成される。
【００２２】
Ｘ線検出器７０は、Ｘ線の入射により蛍光を発するシンチレータ及びこのシンチレータからの蛍光を電気信号に変換する光電変換素子を有する。そして、包囲体７１を透過したＸ線管２１からのＸ線を検出し、その検出信号をデータ収集部２３に出力する。
【００２３】
包囲体７１は、Ｘ線検出器７０との間に空気層７２ａを設けてＸ線管２１からのＸ線を透過可能にＸ線検出器７０を包囲支持する第１の包囲体７２と、第１の包囲体７２との間に気体層７３ａを設けてＸ線管２１からのＸ線を透過可能に第１の包囲体７２を包囲支持する第２の包囲体７３と、気体層７３ａの気体を減圧排気する回転フレーム２６に保持された減圧ポンプ７４と、Ｘ線検出器７０の温度を検出する温度センサ７５とを備えている。
【００２４】
また、包囲体７１は、Ｘ線検出器７０を加熱する加熱部７６と、Ｘ線検出器７０を冷却する冷却部７７と、Ｘ線検出器７０で検出された信号をデータ収集部２３に伝送する複数のケーブル７８と、第１の包囲体７２と第２の包囲体７３間の気体層７３ａを第１の包囲体７２内及び第２の包囲体７３外から遮断すると共に第１の包囲体７２内と第２の包囲体７３外を連通する複数の第１乃至第３のパイプ７９乃至８１とを備えている。
【００２５】
第１の包囲体７２は、Ｘ線検出器７０の外面に沿って形成される。そして、空気層７２ａを介してＸ線検出器７０を包囲し、図示しない支持体を介してＸ線検出器７０の一部を支持する軽量であり且つ剛性に優れた金属部材と、この金属部材の第２の包囲体７３を透過したＸ線が入射する領域に形成された開口７２１を閉塞する例えばポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル（Ｒ）樹脂、シリコーン（Ｒ樹脂、テフロン（Ｒ）樹脂、ポリプロピレン樹脂等のＸ線透過性に優れたＸ線透過部材とにより構成される。
【００２６】
第２の包囲体７３は、回転フレーム２６に保持され、第１の包囲体７２の外面に沿って形成される。そして、気体層７３ａを介して第１の包囲体７２を包囲し、図示しない支持体を介して第１の包囲体７２の一部を支持する軽量であり且つ剛性に優れた金属部材と、この金属部材のＸ線管２１からのＸ線が入射する領域に形成された開口７３１を閉塞するＸ線透過部材とにより構成される。
【００２７】
減圧ポンプ７４は、第１の包囲体７２の外面、第２の包囲体７３の内面、及び第１乃至第３のパイプ７９乃至８１の外面により密封された気体層７３ａの圧力を検出する圧力センサを有し、その圧力センサにより検出された圧力に基づいて作動及び停止する。そして、気体層７３ａの圧力が大気圧よりも低い低圧上限値以上である場合に作動して、気体層７３ａの気体である例えば空気を減圧排気する。また、気体層７３ａの圧力が前記低圧上限値よりも低い低圧下限値以下である場合に停止する。
【００２８】
このように、第１の包囲体７２、第２の包囲体７３、及び第１乃至第３のパイプ７９乃至８１により密封されたＸ線検出器７０を包囲する気体層７３ａを設け、気体層７３ａの気体を減圧排気することにより、架台部２０周囲の温度変動や架台部２０の各ユニットの発熱によるＸ線検出器７０との熱移動を遮断することができる。これにより、周囲の温度変動によるＸ線検出器７０への温度影響を防ぐことができる。
【００２９】
温度センサ７５は、第１の包囲体７２内のＸ線検出器７０近傍に配置された例えばサーミスタを有する。そして、Ｘ線検出器７０の温度を検出し、検出した温度の情報を加熱部７６及び冷却部７７に出力する。また、検出した温度が許容範囲内である場合、その温度情報をシステム制御部６０に出力する。システム制御部６０では、温度センサ７５からの温度情報に基づいて、撮影が可能であることを示す待機情報を画像処理部４０の表示部４３に表示させる。
【００３０】
加熱部７６は、第１の包囲体７２内のＸ線検出器７０外周側に近接配置されるヒータを有し、温度センサ７５により検出された温度に基づいて作動及び停止を繰り返す。そして、Ｘ線検出器７０の温度が許容範囲内の許容下限値以下である場合に作動してＸ線検出器７０を加熱する。また、Ｘ線検出器７０の温度が許容範囲内の前記許容下限値よりも高い許容上限値以上である場合に加熱を停止する。
【００３１】
冷却部７７は、第２の包囲体７３外に配置された例えばファンを有し、温度センサ７５により検出された温度に基づいて作動及び停止を繰り返す。そして、Ｘ線検出器７０の温度が前記許容上限値以上である場合に作動して第２の包囲体７３外の空気を第１のパイプ７９から第１の包囲体７２内の空気層７２ａに吸気し、空気層７２ａの温度上昇した空気を第２のパイプ８０から排気する。また、Ｘ線検出器７０の温度が前記許容下限値よりも低い場合に排気を停止する。
【００３２】
なお、架台部２０周囲の温度変動や架台部２０の各ユニットの発熱による熱がＸ線検出器７０へ移動するのを防ぐことができるので、Ｘ線検出器７０が許容上限値以上の温度において熱安定性に優れ、画像データの画質低下を招くことがない場合、包囲体７１から冷却部７７を除いて実施するようにしてもよい。
【００３３】
ケーブル７８は、一端部がＸ線検出器７０に接続され、他端部がデータ処理部２３に接続されている。そして、第３のパイプ８１内を貫通して配置され、Ｘ線検出器７０で検出された信号をデータ収集部２３に伝送する。
【００３４】
第１のパイプ７９は、第１の包囲体７２外周側の一端部近傍に形成された第１の開口と第２の包囲体７３内周側の一端部近傍に形成された第２の開口の間に配置される。そして、冷却部７７の作動により第２の包囲体７３外の空気が第２の包囲体７３内に流入する通路を形成している。
【００３５】
第２のパイプ８０は、第１の包囲体７２内周側の他端部近傍に形成された第３の開口と第２の包囲体７３内周側の他端部近傍に形成された第４の開口の間に配置される。そして、冷却部７７の作動により第１の包囲体７２内の空気が第２の包囲体７３外に流出する通路を形成している。
【００３６】
第３のパイプ８１は、第１の包囲体７２外周側の第１の開口と第３の開口の間に形成された複数の第５の開口と、第２の包囲体７３内周側の第２の開口と第４の開口の間に形成された第５の開口と同数の第６の開口との間に配置される。そして、ケーブル７８が貫通配置される通路を形成している。
【００３７】
このように、熱伝導率の低い減圧された気体層７３ａでＸ線検出器７０を包囲することにより、架台部２０周囲の温度変動や架台部２０の各ユニットの発熱による熱がＸ線検出器７０へ移動するのを防ぐことができるので、加熱部７６及び冷却部７７を簡単な構成とし、Ｘ線検出器７０の温度を精度良く制御することができる。
【００３８】
以下、図１及び図２を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の一例を説明する。  
操作部５０から架台部２０へ電力を供給する入力が行われると、Ｘ線ＣＴ装置１００は動作を開始する。そして、架台部２０のファン２９は、架台カバー２８内の空気を排気する。また、Ｘ線検出部２２における包囲体７１は、Ｘ線検出器７０の温度を許容範囲内に保つための動作を行う。
【００３９】
ここで、包囲体７１の温度センサ７５は、Ｘ線検出器７０の温度を検出して加熱部７６及び冷却部７７に出力する。加熱部７６は、温度センサ７５により検出された温度が許容上限値に達するまでＸ線検出器７０を加熱し、許容上限値を超えると加熱を停止する。また、冷却部７７は、温度センサ７５により検出された温度が許容上限値に達すると第１の包囲体７２内を排気してＸ線検出器７０を冷却し、許容下限値よりも下がると停止する。また、減圧ポンプ７４は、気体層７３ａの圧力が低圧下限値に達するまで気体層７３ａを減圧排気し、低圧上限値よりも下がると減圧排気を停止する。
【００４０】
温度センサ７５は、Ｘ線検出器７０の温度が許容範囲内に入ると、その温度情報をシステム制御部６０に出力する。システム制御部６０は、温度センサ７５からの温度情報に基づいて、待機情報を画像処理部４０の表示部４３に表示させる。
【００４１】
表示部４３に待機情報が表示された後、操作部５０からの例えばキャリブレーションを実行させる入力により、回転フレーム２６が回転して天板１１上に載置されたキャリブレーション用のファントムの撮影により、Ｘ線検出器７０の感度の調整を含むキャリブレーションが行われる。そして、キャリブレーションが行われているとき、包囲体７１は、引き続きＸ線検出器７０を許容温度内に保つための動作を行う。キャリブレーションが終了した後、撮影開始の入力により回転フレーム２６が回転して天板１１上に載置された被検体Ｐの撮影が行われると、包囲体７１は、引き続きＸ線検出器７０を許容温度内に保つための動作を行う。撮影終了の入力により回転フレーム２６が停止して撮影が終了した後の待機中において、包囲体７１は、引き続きＸ線検出器７０を許容温度内に保つための動作を行う。
【００４２】
そして、操作部５０から架台部２０への電力の供給を停止する入力が行われると、包囲体７１はＸ線検出器７０を許容温度内に保つための動作を停止し、Ｘ線ＣＴ装置１００は動作を終了する。
【００４３】
このように、架台部２０に電力が供給された後、待機しているとき、キャリブレーションが行われているとき、及び被検体Ｐの撮影が行われているときに包囲体７１が作動してＸ線検出器７０の温度を許容範囲内に保つことができる。これにより、周囲温度の変化によるＸ線検出器７０への悪影響を防止し、被検体Ｐの撮影により生成される画像データの画質低下を防ぐことができる。
【００４４】
以上述べた実施形態によれば、第１の包囲体７２、第２の包囲体７３、及び第１乃至第３のパイプ７９乃至８１により密封されたＸ線検出器７０を包囲する気体層７３ａを設け、気体層７３ａを減圧排気することにより、架台部２０周囲の温度変動や架台部２０の各ユニットの発熱によるＸ線検出器７０との熱移動を遮断することが可能となり、周囲の温度変動によるＸ線検出器７０の温度の影響を防ぐことができる。そして、熱伝導率の低い気体層７３ａで包囲されたＸ線検出器７０を温度センサ７５により検出される温度に基づいてＸ線検出器７０を過熱及び冷却することにより、Ｘ線検出器７０の温度を精度良く制御することができる。
【００４５】
これにより、周囲温度の変化によるＸ線検出器７０への悪影響を防止し、画像データの画質低下を防ぐことができる。
【００４６】
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を意図していない。これらの実施形態は、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共に、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】
【００４７】
２１  Ｘ線管
２２  Ｘ線検出部
２３  データ収集部
７０  Ｘ線検出器
７１  包囲体
７２  第１の包囲体
７２ａ  空気層
７３  第２の包囲体
７３ａ  気体層
７４  減圧ポンプ
７５  温度センサ
７６  加熱部
７７  冷却部
７８  ケーブル
７９  第１のパイプ
８０  第２のパイプ
８１  第３のパイプ
８２  気体層
７２１，７３１  開口
【図１】
2013022326.tif 000003
【図２】
2013022326.tif 000004