| 【発明の名称】 |
Ｘ線ＣＴ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】本多 豊正
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、冷却ユニット内の冷却液循環用ポンプのポンプ軸が高速で連続回転する回転部の回転軸と平行になるように冷却ユニットを配置して冷却液循環用ポンプのポンプ軸に加わる負荷を軽減することにより、冷却ユニットの動作寿命を長くし、その故障の発生を極力少なくできるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】回転部が撮影口５に挿入される被検体の体軸とほぼ一致する回転軸２１を中心にして被検体の周りを高速で回転すると、冷却ユニット４４内の冷却液循環用ポンプ４４ａに回転部の回転による遠心力が作用して大きな負荷がかかるので、この負荷を軽減するために、回転部の回転軸２１とポンプ軸４４ｈが平行になるように冷却液循環用ポンプ４４ａを配置して冷却ユニット４４を回転ベース４８の内周側に取り付ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、冷却液循環用ポンプを有し、前記Ｘ線発生手段を冷却する冷却手段と、前記Ｘ線発生手段および前記冷却手段が少なくとも取り付けられ、高速で回転する回転手段とを備え、前記冷却手段は、前記冷却液循環用ポンプのポンプ軸が前記回転手段の回転軸と平行になるように配置されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】 前記回転手段は１秒／回転を越える回転速度で回転することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続して高速回転が可能な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。
【０００２】
【従来の技術】従来のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置においては、Ｘ線を発生するＸ線管ユニットやこのＸ線管ユニットを冷却する冷却ユニットなどが架台に設けられている回転部に取り付けられている。なお、このような回転部を備えておらず、連続回転が可能でないＸ線ＣＴ装置や連続回転が可能であっても回転部の回転速度が１秒／回転よりも遅いＸ線ＣＴ装置などが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した回転部を１秒／回転よりも遅い回転速度で連続して回転可能なＸ線ＣＴ装置においては、この回転部の回転により生じる遠心力によって冷却ユニット内に設けられている冷却液循環用ポンプに影響が生じることはなかった。従って、回転部に取り付けられる冷却ユニットの配置については考慮されることがなく、例えば、冷却ユニットの小型化を図るために、冷却液循環用ポンプのポンプ軸の方向が回転部の回転軸の方向と直交する場合があった。
【０００４】しかし、最近、架台に設けられている回転部を１回転が１秒をきるような高速で回転可能なＸ線ＣＴ装置が開発されてきている。そのため、回転部の回転により生じる遠心力によって例えば冷却液循環用ポンプのポンプ軸の方向が回転部の回転軸の方向と直交している場合には、冷却ユニット内の冷却液循環用ポンプのポンプ軸に大きな負荷が加わるので、このポンプ軸を支えるベアリングに損傷が生じやすくなる。具体的には、回転部の回転速度が２倍になれば、それにより生じる遠心力は４倍となるので、例えば、回転部が０．５秒で１回転するとすれば、１３Ｇの負荷が加わることになる。そのため、冷却液循環用ポンプの動作寿命が短くなり、冷却液循環用ポンプの故障が多発する可能性がある。これは、冷却ユニット全体の動作寿命や故障の発生に大きな影響を与えることになる。
【０００５】一般的に、Ｘ線管ユニットの動作寿命は冷却ユニットの動作寿命と比較して短いが、従来のＸ線ＣＴ装置ではＸ線管ユニットと冷却ユニットは一体化して構成されていたため、Ｘ線管ユニットと冷却ユニットを同時に交換せざるをえなかった。しかし、最近のＸ線ＣＴ装置においては、Ｘ線管ユニットと冷却ユニットはそれぞれ個別に交換可能に構成されているので、動作寿命の短いＸ線管ユニットのみを交換して冷却ユニットはそのまま使用することができれば、装置全体のコストを低減することが可能となる。そのためには、例えば、冷却ユニット内の冷却液循環用ポンプの動作寿命を長くし、その故障の発生を極力少なくする必要がある。
【０００６】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、Ｘ線管ユニットを冷却する冷却ユニット内の冷却液循環用ポンプのポンプ軸が高速で連続して回転する回転部の回転軸と平行になるように冷却ユニットを配置して冷却液循環用ポンプのポンプ軸に加わる負荷を軽減することにより、冷却ユニットの動作寿命を長くし、その故障の発生を極力少なくすることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、冷却液循環用ポンプを有し、前記Ｘ線発生手段を冷却する冷却手段と、前記Ｘ線発生手段および前記冷却手段が少なくとも取り付けられ、高速で回転する回転手段とを備え、前記冷却手段は、前記冷却液循環用ポンプのポンプ軸が前記回転部の回転軸と平行になるように配置されることを特徴とする。
【０００８】上記請求項１に記載の発明のＸ線ＣＴ装置において、請求項２に記載の発明は、前記回転手段は１秒／回転を越える回転速度で回転することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】図１は本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図、図２は本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図、および図３は本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台に設けられる回転部の構成を示す図である。図１および図２において、本発明の実施の形態の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。
【００１１】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。
【００１２】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。
【００１３】図３に示すように、架台２０内には回転部４０が設けられ、図示しないスタンドに支持されている。回転部４０は、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が図示しない固定ボルトなどを用いて取り付けられ、撮影口５に挿入された被検体の周りを回転するドラム状の回転ベース４８と、各ユニットで発生した熱を外部に放出するための放熱口４９とを備えている。
【００１４】図３からわかるように、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はドラム状の回転ベース４８の内周側の面に配置される。
【００１５】回転ベース４８は回転制御ユニット５０の制御による駆動モータ５１の駆動により回転する。従って、回転部４０が被検体の周りを高速で連続して回転する。なお、回転部４０の回転速度は、１秒／回転以上、特に２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。
【００１６】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４３の制御によって電源ユニット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４７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。
【００１７】次に、本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられている回転部の回転ベースに取り付けられる冷却ユニットについて説明する。
【００１８】図４は本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台の一部を切り欠いて示す図であり、回転部の回転ベースに取り付けられている冷却ユニットを架台の撮影口から見た図である。また、図５は本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部とこの回転部に取り付けられる冷却ユニットの位置関係を説明するための断面図である。
【００１９】図４および図５に示すように、回転部４０のドラム状の回転ベース４８には、その内周側の中央部分に内周に沿ってリング状に形成され、冷却ユニット４４を挿入して保持するための保持フレーム部分を有する保持部材４８ａが設けられている。従って、冷却ユニット４４はこの保持フレーム部分に挿入されて保持部材４８ａによって保持され、さらに固定ボルトなどによって回転ベース４８の内周側に取り付けられることになる。
【００２０】ここで、冷却ユニット４４の内部の構成について説明する。
【００２１】図６は本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の架台内に設けられる回転部に取り付けられる冷却ユニットの構成を示す図である。なお、図６（ａ）はこの冷却ユニットの構成を示す平面図であり、図６（ｂ）はこの冷却ユニットの構成を示す側面図である。
【００２２】図６において、回転ベース４８の内周側に取り付けられる冷却ユニット４４は、Ｘ線管ユニット４１を冷却するための冷却液を循環させる冷却液循環用ポンプ４４ａと、Ｘ線管ユニット４１で発生した熱を得た冷却液に対して熱交換を行うラジエータ４４ｄと、ラジエータ４４ｄを流れる冷却液を強制的に冷却する冷却用ファン４４ｅ、４４ｆと、Ｘ線管ユニット４１と冷却ユニット４４の間で冷却液を循環させるためにＸ線管ユニット４１と冷却ユニット４４を連結する連結部（図示しない）を有する冷却液循環用ホース４４ｂ、４４ｃとを備えている。
【００２３】冷却液循環用ポンプ４４ａは、回転羽根４４ｇと、回転羽根４４ｇを回転させるための回転軸となるポンプ軸４４ｈと、ポンプ軸４４ｈを支えるためのベアリング４４ｉとを有し、ポンプ軸４４ｈの回転により回転羽根４４ｇを回転させて冷却液をＸ線管ユニット４１に送出する。
【００２４】被検体のＸ線ＣＴ画像を取得するためのＸ線の曝射時にＸ線管ユニット４１で発生した熱を得た冷却液は冷却液循環用ホース４４ｂを介して冷却ユニット４４に流入する。冷却ユニット４４に流入した冷却液はラジエータ４４ｄによって熱交換され、さらに冷却用ファン４４ｅ、４４ｆによって強制的に冷却される。強制的に冷却された冷却液は冷却液循環用ポンプ４４ａによって冷却液循環用ホース４４ｃを介してＸ線管ユニット４１に送出される。以上の動作を繰り返して冷却液を循環させ、冷却ユニット４４によってＸ線管ユニット４１の冷却を行っている。
【００２５】なお、上述したように、冷却液の循環は、Ｘ線管ユニット４１から流入した冷却液に対してラジエータ４４ｄによって熱交換を行い、冷却用ファン４４ｅ、４４ｆによって強制的に冷却液を冷却した後にこの冷却液を冷却液循環用ポンプ４４ａによってＸ線管ユニット４１に送出することによって行っている。しかし、本発明では、Ｘ線管ユニット４１から流入した冷却液を冷却液循環用ポンプ４４ａを介してラジエータ４４ｄおよび冷却用ファン４４ｅ、４４ｆによって冷却してＸ線管ユニット４１に送出するように構成された冷却ユニットを用いることも可能である。
【００２６】また、上述したように、Ｘ線管ユニット４１は冷却ユニット４４との間で冷却液を循環させるために冷却液循環用ホース４４ｂ、４４ｃを介して連結されているが、Ｘ線管ユニット４１を冷却液循環用ホース４４ｂ、４４ｃの連結部から取り外すことが可能である。これにより、冷却ユニット４４の動作寿命と比較して動作寿命の短いＸ線管ユニット４１のみをユニット交換することができる。
【００２７】ところで、被検体のＸ線ＣＴ画像を得るために、回転部４０を撮影口５に挿入される被検体の体軸とほぼ一致する回転軸２１を中心にして被検体の周りを高速で回転させた場合、冷却ユニット４４内の冷却液循環用ポンプ４４ａに回転部４０の回転による遠心力が作用して大きな負荷がかかる。この負荷が大きくなると、冷却液循環用ポンプ４４ａのポンプ軸４４ｈが破損する場合がある。従って、図５に示すように、回転部４０の回転軸２１とポンプ軸４４ｈが平行になるように冷却液循環用ポンプ４４ａを配置して冷却ユニット４４を回転ベース４８の内周側に取り付ける。すなわち、冷却ユニット４４内に設けられている冷却液循環用ポンプ４４ａのポンプ軸４４ｈの方向を回転部４０の回転軸２１の方向と一致させるようにする。これにより、冷却液循環用ポンプ４４ａのポンプ軸４４ｈにかかる負荷が軽減するので、ポンプ軸４４ｈが破損することを防止することが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】以上、本発明によれば、Ｘ線管ユニットを冷却する冷却ユニット内の冷却液循環用ポンプのポンプ軸が高速で回転する回転部の回転軸と平行になるように冷却ユニットを配置することにより、回転部の回転による遠心力によって冷却液循環用ポンプのポンプ軸に加わる負荷を軽減している。従って、冷却液循環用ポンプの動作寿命を長くし、その故障の発生を極力少なくすることができる。これにより、冷却ユニット全体の動作寿命を長くし、その故障の発生を極力少なくすることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【００２９】また、Ｘ線管ユニットと冷却ユニットとが個別に交換可能に構成されているＸ線ＣＴ装置では、そのメンテナンスが容易となり、装置全体のメンテナンスコストを下げることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月１６日（１９９８．１０．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１４１１
【弁理士】
【氏名又は名称】三澤 正義
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１１６６３９（Ｐ２０００−１１６６３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２５日（２０００．４．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９５８５６ |
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