JP2003010167A - X-ray ct apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体のＸ線ＣＴ
画像を取得するために連続して高速回転する回転部が設
けられているＸ線ＣＴ装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an X-ray CT of a subject.
The present invention relates to an X-ray CT apparatus provided with a rotating unit that continuously rotates at high speed to acquire an image.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ
Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、Ｘ線曝射の際に、瞬間
的に非常に大きな電力（例えば、３０秒という短時間の
間に、６０ｋＷの大電力を必要とする場合がある。）を
必要とする。従って、該Ｘ線ＣＴ装置を備える病院で
は、このＸ線曝射の際に必要な電力を該Ｘ線ＣＴ装置に
供給するために、院内に大規模な電力供給設備を備える
必要があった。2. Description of the Related Art Generally, X-ray CT (Computed)
The Tomography apparatus instantaneously requires a very large electric power (for example, a large electric power of 60 kW may be required for a short time of 30 seconds) during X-ray exposure. Therefore, in a hospital equipped with the X-ray CT apparatus, it is necessary to provide a large-scale power supply facility in the hospital to supply the electric power required for the X-ray exposure to the X-ray CT apparatus.
【０００３】また、該Ｘ線ＣＴ装置に電力を供給する電
力会社にとっては、上述のように、大電流を短時間に限
って供給するということは、非常に大きな負担のかかる
ことであり、さらに、この種のＸ線ＣＴ装置に用いられ
る高電圧ジェネレータは、その力率が非常に悪いため
に、必要以上の電力を必要とするため、この電力を供給
する前記電力会社には、非常に大きな負担がかかってい
た。Further, as described above, it is very burdensome for a power company supplying electric power to the X-ray CT apparatus to supply a large current for a short time. Since the high voltage generator used in this type of X-ray CT apparatus has a very poor power factor, it requires more power than necessary, so that the power company that supplies this power is very large. It was a burden.
【０００４】さらに、以上に述べた問題に加えて、Ｘ線
ＣＴ装置自体が抱える問題として、以下に説明する問題
があった。Further, in addition to the problems described above, there is a problem described below as a problem that the X-ray CT apparatus itself has.
【０００５】図７に示すように、一般に、Ｘ線ＣＴ装置
における架台２００とは、主に、高速（１秒／回転以
上）で連続回転運動を行う回転架台２１０と、この回転
架台２１０を支持する固定架台２２０によって構成され
ている。前記回転架台２１０はリング形状を成してお
り、その内部には、Ｘ線の曝射を行うＸ線管ユニット２
１１と、被検体を透過してくるＸ線を検出するＸ線検出
ユニット２１２と、該Ｘ線検出ユニット２１２より検出
される信号を増幅する信号増幅器２１３等を有してい
る。As shown in FIG. 7, generally, the gantry 200 in an X-ray CT apparatus is mainly composed of a rotary gantry 210 which performs continuous rotary motion at a high speed (1 second / rotation or more), and a gantry 210 which supports the rotary gantry 210. It is composed of a fixed mount 220. The rotary mount 210 has a ring shape, and an X-ray tube unit 2 for irradiating X-rays is provided inside the rotary mount 210.
11, an X-ray detection unit 212 that detects X-rays that pass through the subject, a signal amplifier 213 that amplifies a signal detected by the X-ray detection unit 212, and the like.
【０００６】上述のように、前記回転架台２１０は回転
を伴う部分であるために、このような回転体に対して電
力を供給する手段として、一般に、スリップリングが用
いられている。As described above, since the rotary base 210 is a portion that rotates, a slip ring is generally used as a means for supplying electric power to such a rotating body.
【０００７】前述のように、該回転架台２１０にはＸ線
の曝射を行う前記Ｘ線管ユニット２１１等が配置され、
該回転架台２１０は回転体であるが故に、該回転架台２
１０と前記固定架台２２０の接触面には、前記Ｘ線管２
１１等に高電圧を印加する手段として、スリップリング
２１４が用いられている（同図は、ドラム形状をなすス
リップリングを例に挙げ記載している。）。前記回転架
台２１０の側面には、複数の独立した給電用リング２１
４ａが設けられ、前記固定架台２２０の内面には、該給
電用リング２１４ａのそれぞれに接触する複数の給電用
ブラシ２１４ｂが設けられている。As described above, the X-ray tube unit 211 for irradiating X-rays is arranged on the rotary mount 210,
Since the rotary base 210 is a rotating body, the rotary base 2
The X-ray tube 2 is provided on the contact surface between the stationary frame 220 and the fixed base 220.
A slip ring 214 is used as a means for applying a high voltage to 11 and the like (the drawing shows a slip ring having a drum shape as an example). A plurality of independent power supply rings 21 are provided on the side surface of the rotary mount 210.
4a is provided, and a plurality of power feeding brushes 214b that come into contact with the power feeding rings 214a are provided on the inner surface of the fixed base 220.
【０００８】上記スリップリング２１４は、カーボン素
材等により構成される前記給電用ブラシ２１４ａが、前
記給電用リング２４１ｂに沿って摺動することにより、
電力を供給する構造となっている。このため、前記摺動
により摩耗粉が発生し、該摩耗粉が電気的トラブルの原
因となっていた。また、このような構造を採るために、
その寿命も短く、頻繁に交換する必要があった。In the slip ring 214, the power feeding brush 214a made of a carbon material or the like slides along the power feeding ring 241b,
It has a structure to supply electric power. Therefore, abrasion powder is generated due to the sliding, and the abrasion powder causes an electrical trouble. Moreover, in order to adopt such a structure,
It had a short life and needed to be replaced frequently.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、回
転架台内部に、Ｘ線曝射の際に必要とされる電力を自給
する電力供給手段を設けることにより、従来の摩耗粉に
よる電気的トラブル及び短寿命等の問題を抱えるスリッ
プリングを用いることもなく、また、大電力を供給する
ための大規模な設備も必要とせず、電力の供給源である
送電所に負担をかけることも無く、さらには、環境にも
やさしく、自動車等の移動手段にも搭載可能なＸ線ＣＴ
装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to self-sufficiently supply the electric power required for X-ray exposure to the inside of a rotary mount. By providing a power supply means, without using a conventional slip ring having a problem such as electrical trouble and short life due to abrasion powder, and also without requiring a large-scale facility for supplying a large amount of power, An X-ray CT that does not impose a burden on the power transmission station that is the source of electric power, is environmentally friendly, and can be mounted on transportation means such as automobiles.
To provide a device.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
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装置にお
いて、前記回転部は、撮影の際に必要とされる電力を供
給する電力供給手段を有することを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is an X-ray CT apparatus having a rotating part which rotates to acquire an X-ray CT image of a subject. The rotating unit is characterized by having a power supply means for supplying the power required for photographing.
【００１１】上記目的を達成するために、請求項２記載
の発明は、請求項１記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記
電力供給手段は、燃料電池であり、さらに、バッテリー
及び／又はコンデンサからなる二次電力供給手段と、高
電圧ジェネレータを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is the X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the power supply means is a fuel cell, and further, a battery and / or a capacitor. And a high-voltage generator.
【００１２】上記目的を達成するために、請求項３記載
の発明は、請求項１及び請求項２記載のＸ線ＣＴ装置で
あって、前記回転部は、前記燃料電池が必要とする燃料
を貯留する燃料タンクと、該燃料の燃焼時に発生する水
を貯留する排水タンクを、さらに有することを特徴とす
る。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 3 is the X-ray CT apparatus according to claim 1 and claim 2, wherein the rotating portion supplies the fuel required by the fuel cell. A fuel tank for storing the fuel and a drainage tank for storing water generated when the fuel is burned are further provided.
【００１３】上記目的を達成するために、請求項４記載
の発明は、請求項３記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記
燃料タンク及び排水タンクは、それぞれ二個ずつ配置さ
れ、且つ該二個のタンクが前記回転部の回転中心に関し
て対向する位置に配置され、さらに、個々が電磁バルブ
を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 4 is the X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein two fuel tanks and two drain tanks are arranged, and It is characterized in that the individual tanks are arranged at positions facing each other with respect to the center of rotation of the rotating part, and each of them has an electromagnetic valve.
【００１４】上記目的を達成するために、請求項５記載
の発明は、請求項４記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記
燃料タンク及び排水タンクは、さらに制御部を有し、該
制御部が前記電磁バルブの開閉を制御することにより、
前記燃料タンク及び排水タンクの重量バランスを調整す
ることを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is the X-ray CT apparatus according to claim 4, wherein the fuel tank and the drainage tank further include a controller, and the controller. By controlling the opening and closing of the electromagnetic valve,
The weight balance of the fuel tank and the drainage tank is adjusted.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＸ線ＣＴ装置
の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図
である。図２は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の架台内部
に設けられる回転部の構成を示す図である。図３は、本
発明に係るＸ線ＣＴ装置の架台内部に設けられる回転部
の電気的構成を示す図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of an X-ray CT apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a rotating unit provided inside the gantry of the X-ray CT apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an electrical configuration of a rotating unit provided inside the gantry of the X-ray CT apparatus according to the present invention.
【００１６】図１に示すように、本発明に係るＸ線ＣＴ
装置１は、主に、被検体に対してＸ線撮影を実施する架
台２と、被検体を載置する天板３１と該天板３１を駆動
する天板駆動部３２からなる寝台３と、被検体の撮影像
を表示するモニタ４１と前記架台２及び寝台３の操作を
行う操作部４２からなる制御装置４により構成されてい
る。As shown in FIG. 1, an X-ray CT according to the present invention.
The apparatus 1 mainly includes a gantry 2 that performs X-ray imaging on a subject, a bed 3 that includes a top 31 on which the subject is placed, and a top drive unit 32 that drives the top 31. The control device 4 includes a monitor 41 that displays a photographed image of the subject and an operation unit 42 that operates the gantry 2 and the bed 3.
【００１７】図２に示すように、前記架台２は、高速で
連続回転運動を行う回転架台２０と、この回転架台２０
を支持する固定架台２９によって構成されている。さら
に、前記回転架台２０は、Ｘ線を発生するＸ線管２１
と、該Ｘ線管２１から照射され被検体を透過したＸ線を
検出するためのＸ線検出器２２と、該Ｘ線検出器２２よ
り検出された信号を増幅する信号増幅器２３と、前記Ｘ
線管２１に供給する高電圧を発生させる高電圧ジェネレ
ータ２４と、該高電圧供給源である燃料電池２５と、該
燃料電池２５に用いる例えば水素等の燃料を貯える燃料
タンク２６ａ，２６ｂと、該燃料が空気と共に燃焼する
際に発生する水を一時的に貯えておく排水タンク２７
ａ，２７ｂと、前記燃料電池２５より発生する電力を充
電するバッテリー２８から構成されている。As shown in FIG. 2, the gantry 2 includes a rotary gantry 20 which performs continuous rotary motion at high speed, and the rotary gantry 20.
It is constituted by a fixed mount 29 that supports the. Further, the rotary mount 20 has an X-ray tube 21 for generating X-rays.
An X-ray detector 22 for detecting X-rays emitted from the X-ray tube 21 and transmitted through a subject; a signal amplifier 23 for amplifying a signal detected by the X-ray detector 22;
A high-voltage generator 24 that generates a high voltage to be supplied to the line tube 21, a fuel cell 25 that is the high-voltage supply source, fuel tanks 26a and 26b that store fuel such as hydrogen used in the fuel cell 25, and Drainage tank 27 for temporarily storing water generated when fuel burns with air
a and 27b, and a battery 28 for charging the electric power generated by the fuel cell 25.
【００１８】さらに、前記燃料タンク２６ａ，２６ｂ及
び前記排水タンク２７ａ，２７ｂは、それぞれ、対向す
る位置に二箇ずつ配置され、前記回転架台２０全体の重
量バランスを均等にする構造となっている（その詳細に
ついては、後に説明する。）。Further, the fuel tanks 26a and 26b and the drainage tanks 27a and 27b are arranged at two opposite positions, respectively, so as to equalize the weight balance of the rotary mount 20 as a whole. Details will be described later.).
【００１９】上述のように、本発明に係るＸ線ＣＴ装置
１の前記回転架台２０には、前記Ｘ線管２１等に対して
電力を供給するための電力供給手段として燃料電池２５
が配置されている。As described above, the rotary gantry 20 of the X-ray CT apparatus 1 according to the present invention serves as a power supply means for supplying power to the X-ray tube 21 and the like, and the fuel cell 25.
Are arranged.
【００２０】そこで、まず、この燃料電池を説明するた
めに、一般的な燃料電池として固体酸化物燃料電池を例
に挙げ、以下、図４を用いて説明する。Therefore, first, in order to explain this fuel cell, a solid oxide fuel cell is taken as an example of a general fuel cell and will be described below with reference to FIG.
【００２１】固体酸化物燃料電池５０は、図４に示すよ
うに、水素又は一酸化炭素等の燃料が循環する燃料室５
１と、これに接する電極である燃料極５２と、燃焼に必
要な酸素を供給する空気が循環する空気室５３と、これ
に接する電極である空気極５４と、これら二つの電極に
挟まれた安定化ジルコニア等の電解質５５により構成さ
れている。前記燃料極５２と前記空気極５４を負荷を通
して繋ぐと、両者の酸素濃度差を緩和すべく前記電解質
５５内を酸化物イオン：Ｏ−が前記空気極５４側から前
記燃料極５２側へ移動し、前記燃料極５２へ移動した酸
化物イオンは、前記燃料室５１内の水素と結合して水：
Ｈ２Ｏとなる。この時、イオンの一部を構成する電子は
負荷をへて前記空気極５４へと還流し、該空気極５４に
おいて、前記空気室５３内の空気中の酸素イオンと結合
して酸化物イオンとなる。このようなサイクルにより電
子の流れが起こり、電流が発生する。ただし、このサイ
クルを起こさせるためには、燃料電池５０全体を高温状
態に置くことが条件となり、該固体酸化物燃料電池５０
の場合には、一般的に、９００〜１０００℃の高温状態
が必要とされている。As shown in FIG. 4, the solid oxide fuel cell 50 includes a fuel chamber 5 in which a fuel such as hydrogen or carbon monoxide circulates.
1, a fuel electrode 52 which is an electrode in contact with the same, an air chamber 53 in which air for supplying oxygen necessary for combustion circulates, an air electrode 54 which is an electrode in contact with the air chamber 53, and these electrodes are sandwiched between these two electrodes. It is composed of an electrolyte 55 such as stabilized zirconia. When the fuel electrode 52 and the air electrode 54 are connected through a load, oxide ions: O − move in the electrolyte 55 from the air electrode 54 side to the fuel electrode 52 side in order to reduce the oxygen concentration difference between them. The oxide ions that have moved to the fuel electrode 52 are combined with hydrogen in the fuel chamber 51 to form water:
It becomes H 2 O. At this time, the electrons that form a part of the ions flow back to the air electrode 54 through a load, and at the air electrode 54, they combine with oxygen ions in the air in the air chamber 53 to form oxide ions. Become. Such a cycle causes a flow of electrons to generate a current. However, in order to cause this cycle, it is a condition that the entire fuel cell 50 is placed in a high temperature state.
In the case of, generally, a high temperature state of 900 to 1000 ° C. is required.
【００２２】上述したように、上記固体酸化物燃料電池
５０を含む所謂燃料電池は、水素又は一酸化炭素等の燃
料が燃焼する際に生じるエネルギーを、熱を経ずに直接
電気エネルギーに変換する構造となっている。このた
め、燃焼熱を利用して熱機関を動かす発電方式に比べ
て、原理的には変換効率が極めて高い（実際の発電効率
は４５〜６０％程度である。）。また、一次電池や二次
電池と異なり、活物質を外部から供給することなく発電
し続けることが可能である。該燃料電池は理論効率が高
いほかに、有害排気ガスの排出が極めて少なく、燃焼時
に生じる排出物も水であるために、環境面からも歓迎さ
れている。また、小型化に伴う発電効率の低下も少量で
あるために、オンサイト発電に適した特長を有してい
る。確かに、上記固体酸化物燃料電池５０は、運転する
際に９００〜１０００℃の高温状態が必要とされている
が、従来の燃料電池の中には、常温〜１００℃程度の状
態で運転可能な固体高分子型燃料電池（本発明に係るＸ
線ＣＴ装置には、最も適していると考えられる。）とい
うものもあり、非常に扱いやすいものも存在している。As described above, the so-called fuel cell including the solid oxide fuel cell 50 directly converts energy generated when a fuel such as hydrogen or carbon monoxide is burned into electric energy without passing through heat. It has a structure. Therefore, in principle, the conversion efficiency is extremely high as compared with the power generation method in which the heat engine is moved by using combustion heat (actual power generation efficiency is about 45 to 60%). Further, unlike a primary battery or a secondary battery, it is possible to continue power generation without supplying an active material from the outside. The fuel cell has a high theoretical efficiency, emits very little harmful exhaust gas, and emits water when it is burned. Therefore, it is welcomed from the environmental aspect. In addition, since the decrease in power generation efficiency due to the miniaturization is small, it has features suitable for on-site power generation. Certainly, the solid oxide fuel cell 50 is required to operate at a high temperature of 900 to 1000 ° C., but some conventional fuel cells can operate at room temperature to 100 ° C. Polymer electrolyte fuel cell (X according to the present invention
It is considered to be most suitable for the line CT apparatus. ), There are also very easy to handle.
【００２３】従って、Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線管等の
電力供給手段として、上記燃料電池を用いることによ
り、従来と比較して、より効率良く電力を供給すること
が可能となる。また、外部から電力を供給する必要も無
くなるため、従来の大規模な電力供給設備も不要とな
る。さらに、環境面に関する問題等を全て解消すること
ができる。Therefore, by using the fuel cell as the power supply means for the X-ray tube or the like in the X-ray CT apparatus, it becomes possible to supply power more efficiently than in the conventional case. Further, since it is not necessary to supply electric power from the outside, the conventional large-scale electric power supply equipment is also unnecessary. Furthermore, it is possible to eliminate all environmental problems and the like.
【００２４】以下、本発明に係るＸ線ＣＴ装置１につい
て、一日の運行手順の流れに沿って詳細に説明する。Hereinafter, the X-ray CT apparatus 1 according to the present invention will be described in detail along the flow of the daily operation procedure.
【００２５】まず、その日の運行が開始される前に、該
Ｘ線ＣＴ装置１の運行前準備が行なわれる。前記回転架
台２０に配置される燃料タンク２６ａ，２６ｂに燃料を
補給（例えば、該Ｘ線ＣＴ装置１が一日に必要とする燃
料を貯えておく。）し、同じく前記回転架台２０に配置
される前記排水タンク２７ａ，２７ｂ内に貯留した水を
抜いて、中身を空にしておく（図１及び図２参照）。First, before the operation of the day is started, the pre-operation preparation of the X-ray CT apparatus 1 is performed. Fuel is supplied to the fuel tanks 26a and 26b arranged on the rotary mount 20 (for example, the fuel required by the X-ray CT apparatus 1 for one day is stored), and the fuel is also arranged on the rotary mount 20. The water stored in the drainage tanks 27a and 27b is drained to empty the contents (see FIGS. 1 and 2).
【００２６】次に、前記燃料電池２５の準備運転を行
い、該燃料電池２５と前記高電圧ジェネレータ２４との
間に接続されたバッテリー２８に、撮影に充分な電力を
予め充電しておく（図３参照）。Next, the preparatory operation of the fuel cell 25 is performed, and the battery 28 connected between the fuel cell 25 and the high voltage generator 24 is charged in advance with sufficient electric power for photographing (FIG. 3).
【００２７】これをもって、該Ｘ線ＣＴ装置１の運行前
準備は完了し、該Ｘ線ＣＴ装置１による撮影が開始され
る。With this, the pre-operation preparation of the X-ray CT apparatus 1 is completed, and the imaging by the X-ray CT apparatus 1 is started.
【００２８】前述のように、該Ｘ線ＣＴ装置１による撮
影時には、瞬間的に大電力が必要となるために、前記燃
料電池２５より発生した電力は、一旦、二次電力供給手
段であるバッテリー２８に送られ、該バッテリー２８に
おいて必要とされる電力に達するまで充電される。As described above, when the X-ray CT apparatus 1 is used for imaging, a large amount of electric power is momentarily required. Therefore, the electric power generated by the fuel cell 25 is temporarily supplied to the battery which is the secondary electric power supply means. 28 and is charged until the required power in the battery 28 is reached.
【００２９】この二次電力供給手段の他例としては、コ
ンデンサ等を挙げることができる。前記バッテリー２８
と該コンデンサを併用することにより、互いの欠点が補
われ、さらに効果的に電力を供給することも可能とな
る。As another example of the secondary power supply means, a capacitor or the like can be cited. The battery 28
By using the capacitor and the capacitor together, the mutual defects can be compensated, and the power can be supplied more effectively.
【００３０】前記燃料電池２５は、該Ｘ線ＣＴ装置１に
よるＸ線撮影の最中にも継続的に前記バッテリー２８へ
と電力を供給し、撮影の合間の待機時間を利用して撮影
に必要とされる電力を充電する仕組みとなっている。The fuel cell 25 continuously supplies electric power to the battery 28 even during the X-ray photographing by the X-ray CT apparatus 1 and is required for the photographing by utilizing the waiting time between the photographing. It is a mechanism to charge the electric power.
【００３１】前記バッテリー２８から電力の供給を受け
た前記高電圧ジェネレータ２４では、この電力を基に、
前記Ｘ線管２１に供給する高電圧を発生させる。該高電
圧ジェネレータ２４より高電圧を供給された前記Ｘ線管
２１では、Ｘ線の曝射が行われ、これによりＸ線撮影が
行われる。In the high voltage generator 24, which receives the electric power from the battery 28, based on this electric power,
A high voltage supplied to the X-ray tube 21 is generated. The X-ray tube 21 supplied with a high voltage from the high-voltage generator 24 irradiates X-rays, and thereby X-ray imaging is performed.
【００３２】このように、前記燃料電池２５より発生す
る電力を、一旦、二次電力供給手段に貯え、該二次電力
供給手段において、撮影に必要とされる電力を充電する
構造を採ることで、たとえ前記高電圧ジェネレータ２４
において必要とされる最大出力が大きな場合であって
も、前記燃料電池２５の最大出力を、これよりも小さな
出力に抑えることができる。例えば、前記高電圧ジェネ
レータ２４の最大出力が６０ｋＷであっても、Ｘ線照射
時間（Ｘ線出力時間）が待機時間の１／６程度であれ
ば、前記燃料電池２５の最大出力は１０ｋＷ程度の容量
で足りることになる。さらに、この１０ｋＷ程度の容量
をもつ燃料電池であれば、既に、電気自動車向けに固体
高分子型燃料電池として実現化されているものがあり、
且つ該燃料電池は、既に小型化も実現されているもので
あるため、例えば、本発明のＸ線ＣＴ装置における前記
回転架台２０に、該燃料電池をそのまま搭載して、利用
することも可能である。As described above, the structure in which the electric power generated from the fuel cell 25 is temporarily stored in the secondary power supply means and the secondary power supply means charges the power required for photographing is adopted. , Even the high voltage generator 24
Even if the maximum output required for the above is large, the maximum output of the fuel cell 25 can be suppressed to a smaller output. For example, even if the maximum output of the high voltage generator 24 is 60 kW, if the X-ray irradiation time (X-ray output time) is about 1/6 of the standby time, the maximum output of the fuel cell 25 is about 10 kW. The capacity will be enough. Furthermore, some fuel cells having a capacity of about 10 kW have already been realized as polymer electrolyte fuel cells for electric vehicles.
Moreover, since the fuel cell has already been made compact, it is possible to mount the fuel cell on the rotary mount 20 in the X-ray CT apparatus of the present invention as it is and use it. is there.
【００３３】また、上述のように、前記燃料電池２５よ
り発生する電力を、一旦、二次電力供給手段に貯え、該
二次電力供給手段において、撮影に必要とされる電力を
充電する構造を採ることで、必要な時のみに電力を出力
することが可能となる。従って、従来のように、該Ｘ線
ＣＴ装置に対して、常に高電圧を供給し続けておくよう
な状態を避けることができ、該Ｘ線ＣＴ装置を扱う者に
とっても安全性が確保される。Further, as described above, the structure in which the electric power generated by the fuel cell 25 is temporarily stored in the secondary electric power supply means and the electric power required for photographing is charged in the secondary electric power supply means. By taking it, it becomes possible to output electric power only when necessary. Therefore, it is possible to avoid a state in which a high voltage is continuously supplied to the X-ray CT apparatus as in the conventional case, and safety is ensured even for a person who handles the X-ray CT apparatus. .
【００３４】前記燃料電池２５は、水素又は一酸化炭素
等の燃料を燃焼させることにより電力を発生させる構造
となっているために、前記燃料の他に酸素を必要とする
（図４参照）。しかし、該燃料電池２５の運転の際に必
要とされる酸素量は、大気中から供給される酸素で充分
な量であるため、本発明に係るＸ線ＣＴ装置において
は、該Ｘ線ＣＴ装置の置かれる診療室の換気さえ充分に
行っておけば、特に特別な設備を必要とするものではな
い。Since the fuel cell 25 has a structure for generating electric power by burning a fuel such as hydrogen or carbon monoxide, oxygen is required in addition to the fuel (see FIG. 4). However, since the amount of oxygen required for operating the fuel cell 25 is a sufficient amount of oxygen supplied from the atmosphere, in the X-ray CT apparatus according to the present invention, the X-ray CT apparatus is the same. No special equipment is required as long as there is sufficient ventilation in the doctor's office.
【００３５】しかし、前記燃料電池２５は、前記燃料の
燃焼の際に唯一水を生じる（図４参照）ため、該燃料電
池２５を配置する本発明に係るＸ線ＣＴ装置において
は、この水の処理を行う必要がある。そこで、前記回転
課題２０に、この水を貯留する排水タンク２７ａ，２７
ｂを設けたのだが、該回転課題２０が高速回転を伴う部
分であるが故に問題を抱えることとなった。However, since the fuel cell 25 only produces water when the fuel is burned (see FIG. 4), this water is generated in the X-ray CT apparatus according to the present invention in which the fuel cell 25 is arranged. It needs to be processed. Therefore, in the rotating task 20, drainage tanks 27a, 27 that store this water are provided.
Although b is provided, there is a problem because the rotation task 20 is a portion involving high-speed rotation.
【００３６】上記Ｘ線撮影が繰り返し行われると、前記
燃料タンク２６ａ，２６ｂ内の燃料は徐々に消費され、
次第に、その重量が減少していく。これに対し、前記排
水タンク２７ａ，２７ｂ内には、前記燃料の燃焼の際に
発生する水が徐々に貯留され、次第に、その重量が増加
していく。When the X-ray photography is repeatedly performed, the fuel in the fuel tanks 26a and 26b is gradually consumed,
The weight gradually decreases. On the other hand, in the drainage tanks 27a and 27b, water generated when the fuel is burned is gradually stored, and the weight thereof is gradually increased.
【００３７】前述のように、該燃料タンク２６ａ，２６
ｂ及び該排水タンク２７ａ，２７ｂが配置される前記回
転架台２０は、高速回転を伴う部分であるために、該回
転架台２０の高速回転時の安定性を確保するには、上記
燃料消費による前記燃料タンク２６ａ，２６ｂの重量の
減少及び上記燃料の燃焼の際に発生する水による前記排
水タンク２７ａ，２７ｂの重量の増加を適切に管理しな
ければならなくなった。As described above, the fuel tanks 26a, 26
Since the rotary base 20 on which the b and the drainage tanks 27a and 27b are arranged is a portion accompanied by high speed rotation, in order to ensure the stability of the rotary base 20 during high speed rotation, the above-mentioned fuel consumption It has become necessary to properly manage the decrease in the weight of the fuel tanks 26a and 26b and the increase in the weight of the drain tanks 27a and 27b due to the water generated during the combustion of the fuel.
【００３８】そこで、本発明に係るＸ線ＣＴ装置におい
ては、以下に説明する方法により、前記回転架台２０全
体の重量バランスを保つこととした。Therefore, in the X-ray CT apparatus according to the present invention, the weight balance of the entire rotary mount 20 is maintained by the method described below.
【００３９】まず、前記燃料タンク２６ａ，２６ｂ及び
前記排水タンク２７ａ，２７ｂを、それぞれ、前記回転
架台２０の回転中心に関して対向する位置に、二箇所ず
つ配置する（図２参照）。First, the fuel tanks 26a, 26b and the drainage tanks 27a, 27b are arranged at two positions respectively facing each other with respect to the rotation center of the rotary mount 20 (see FIG. 2).
【００４０】次に、前記燃料タンク２６ａ，２６ｂ及び
前記排水タンク２７ａ，２７ｂのそれぞれに対し電磁バ
ルブ５ａ〜５ｄを取り付けて、その開閉を制御部６にお
いて制御する（図５（ａ）参照）。Next, electromagnetic valves 5a to 5d are attached to the fuel tanks 26a and 26b and the drainage tanks 27a and 27b, respectively, and the opening and closing thereof is controlled by the controller 6 (see FIG. 5A).
【００４１】前記燃料タンク２６ａ，２６ｂ内の燃料減
少量及び前記排水タンク２７ａ，２７ｂ内の水増加量
は、前記高電圧ジェネレータ２４における出力電力に比
例する（密閉された空間内における化学反応のため）の
で、該高電圧ジェネレータ２４の出力電力を図示省略の
計数手段により算出し、例えば、一定出力毎に前記電磁
バルブ５ａ及び５ｂ、前記電磁バルブ５ｃ及び５ｄを交
互に開閉することで、前記燃料タンク２６ａと２６ｂ、
前記排水タンク２７ａと２７ｂの内容量を、それぞれ一
定の誤差範囲内に制御することができる（図５（ａ）参
照）。従って、これに伴い前記回転架台２０全体の重量
バランスも維持される。The amount of fuel decrease in the fuel tanks 26a, 26b and the amount of water increase in the drainage tanks 27a, 27b are proportional to the output power of the high voltage generator 24 (because of the chemical reaction in the sealed space). ), The output power of the high voltage generator 24 is calculated by a counting means (not shown) and, for example, the electromagnetic valves 5a and 5b and the electromagnetic valves 5c and 5d are alternately opened and closed for every constant output, thereby Tanks 26a and 26b,
The contents of the drainage tanks 27a and 27b can be controlled within a certain error range (see FIG. 5 (a)). Therefore, along with this, the weight balance of the entire rotary mount 20 is maintained.
【００４２】また、上記燃料タンク２６ａ，２６ｂ及び
排水タンク２７ａ，２７ｂの内容量の制御方法として、
次に説明する方法もある。Further, as a method of controlling the internal volume of the fuel tanks 26a, 26b and the drain tanks 27a, 27b,
There is also a method described below.
【００４３】例えば、図５（ｂ）に示すように、前記燃
料タンク２６ａ，２６ｂ及び前記排水タンク２７ａ，２
７ｂのそれぞれに流量計７ａ〜７ｄを設け、該流量計７
ａより検出される燃料の流量に応じて前記電磁バルブ５
ａを制御し、該流量計７ｂより検出される燃料の流量に
応じて前記電磁バルブ５ｂを制御し、また、該流量計７
ｃより検出される水の流量に応じて前記電磁バルブ５ｃ
を制御し、該流量計７ｄより検出される水の流量に応じ
て前記電磁バルブ５ｄを制御することで、前記燃料タン
ク２６ａと２６ｂ、前記排水タンク２７ａと２７ｂの内
容量を、それぞれ一定の誤差範囲内に制御することがで
きる。従って、これに伴い前記回転架台２０全体の重量
バランスも維持される。For example, as shown in FIG. 5B, the fuel tanks 26a, 26b and the drain tanks 27a, 2b.
7b are provided with flowmeters 7a to 7d, respectively.
The electromagnetic valve 5 according to the flow rate of the fuel detected by a.
a, the electromagnetic valve 5b is controlled according to the flow rate of the fuel detected by the flow meter 7b, and the flow meter 7b
The electromagnetic valve 5c according to the flow rate of water detected from c
By controlling the electromagnetic valve 5d according to the flow rate of water detected by the flow meter 7d, the internal capacities of the fuel tanks 26a and 26b and the drainage tanks 27a and 27b are adjusted to a certain error. It can be controlled within the range. Therefore, along with this, the weight balance of the entire rotary mount 20 is maintained.
【００４４】さらに、上記方法の他、前記電磁バルブ５
ａと５ｂ、前記電磁バルブ５ｃと５ｄを、それぞれ一定
時間毎に交互に開閉することで、前記燃料タンク２６ａ
と２６ｂ、前記排水タンク２７ａと２７ｂの内容量を、
それぞれ一定の誤差範囲内に制御する方法もある。Further, in addition to the above method, the electromagnetic valve 5
The fuel tank 26a is opened by alternately opening and closing the solenoid valves a and 5b and the electromagnetic valves 5c and 5d at regular intervals.
And 26b, the contents of the drainage tanks 27a and 27b,
There is also a method of controlling within a certain error range.
【００４５】尚、本発明に係るＸ線ＣＴ装置１における
前記燃料タンク２６ａ，２６ｂ及び前記排水タンク２７
ａ，２７ｂは、前記回転架台２０の高速回転時に、該回
転架台２０の安定性を阻害しないように、図６に示す内
部構成を採るものとする。Incidentally, the fuel tanks 26a and 26b and the drain tank 27 in the X-ray CT apparatus 1 according to the present invention.
The a and 27b have the internal configuration shown in FIG. 6 so as not to impair the stability of the rotary gantry 20 when the rotary gantry 20 rotates at high speed.
【００４６】同図に示すように、該燃料タンク２６ａ，
２６ｂ及び該排水タンク２７ａ，２７ｂの内部は、内壁
により複数の小部屋に仕切られており、該小部屋は、互
いに小さな穴により通じている。このような構造を採る
ことにより、前記回転架台２０の高速回転時にも、内部
の燃料又は水が偏って存在することが無くなり、該燃料
タンク２６ａ，２６ｂ及び該排水タンク２７ａ，２７ｂ
が、前記回転架台２０の回転時の安定性を阻害しないよ
うにすることができる。As shown in the figure, the fuel tank 26a,
The inside of 26b and the drainage tanks 27a and 27b are partitioned into a plurality of small chambers by an inner wall, and the small chambers communicate with each other through small holes. By adopting such a structure, even if the rotary base 20 rotates at a high speed, the internal fuel or water does not exist unevenly, and the fuel tanks 26a, 26b and the drain tanks 27a, 27b are eliminated.
However, it is possible to prevent the stability of the rotary mount 20 during rotation from being impaired.
【００４７】以上に述べた方法を採ることにより、前記
回転架台２０の高速回転時における重量バランス及び安
定性を確保することができる。By adopting the above-mentioned method, it is possible to secure the weight balance and stability of the rotary mount 20 during high speed rotation.
【００４８】前述のように、本発明に係るＸ線ＣＴ装置
１は、撮影時に必要とされる電力の供給手段として燃料
電池２５を用い、該燃料電池２５は、燃料の燃焼の際に
水を発生するので、この水は前記排水タンク２７ａ，２
７ｂ内に貯留される仕組みとなっている。このため、該
排水タンクの水抜き作業を定期的に行う必要がある。As described above, the X-ray CT apparatus 1 according to the present invention uses the fuel cell 25 as a means for supplying the electric power required at the time of photographing, and the fuel cell 25 produces water when burning the fuel. Since this water is generated, this water is generated in the drain tanks 27a, 27a.
It is structured to be stored in 7b. Therefore, it is necessary to regularly perform the draining work of the drain tank.
【００４９】従って、その日の運行終了後、又は次の日
の運行前には、前記燃料タンク２６ａ，２６ｂ内の燃料
を補給すると共に、該排水タンク２７ａ，２７ｂの水抜
き作業を行うことになる。Therefore, after the operation on the day is completed or before the operation on the next day, the fuel in the fuel tanks 26a and 26b is replenished and the drainage tanks 27a and 27b are drained. .
【００５０】尚、以上に述べたＸ線ＣＴ装置は、病院内
に設置されるものを例に挙げ説明したが、本発明に係る
Ｘ線ＣＴ装置は、完全自立（自給）型の構造を採ってい
るので、例えば、自動車等の移動手段に搭載することも
できる。また、本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、その電力
供給源として、電気自動車等にも用いられている燃料電
池を採用しているので、例えば、電気自動車又はハイブ
リッド自動車等の移動手段には容易に搭載することがで
きる。The X-ray CT apparatus described above has been described by taking the one installed in a hospital as an example, but the X-ray CT apparatus according to the present invention has a completely self-contained (self-contained) structure. Therefore, it can be mounted on a moving means such as an automobile. Further, the X-ray CT apparatus according to the present invention employs a fuel cell, which is also used in an electric vehicle or the like, as a power supply source thereof, so that it is easy to use as a moving means such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. Can be mounted on.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係るＸ線
ＣＴ装置は、Ｘ線撮影の際に必要とされる電力を、該Ｘ
線ＣＴ装置における架台内部の回転架台に設けた燃料電
池により自給する構成を採るために、従来と比較して、
より効率良く電力の供給を行うことができる。また、外
部から電力を供給する必要が無くなるため、従来、回転
体に対して電力を供給する際に用いられるスリップリン
グを使用する必要もなくなり、摩耗粉による電気的トラ
ブル及び短い寿命が故の頻繁な交換等を避けることがで
きる。また、バッテリー及び／又はコンデンサ等の二次
電力供給手段を設け、これに撮影時に必要とされる電力
を充電することで、従来、必要とされた大規模な電力供
給設備を病院内に設ける必要も無くなり、電力会社に負
担をかけることも無くなる。さらに、本発明に係るＸ線
ＣＴ装置は、完全自立（自給）型の構造を採り、且つそ
の電力供給源として、電気自動車等にも用いられる燃料
電池を採用しているので、例えば、電気自動車等の移動
手段に容易に搭載することができる。さらに、本発明に
係るＸ線ＣＴ装置より排出される排出物は、水のみであ
るため、環境面に関する問題を回避することもできる。As described above, in the X-ray CT apparatus according to the present invention, the electric power required for X-ray photography is
In order to adopt a configuration in which self-sufficiency is provided by the fuel cell provided on the rotary mount inside the mount in the wire CT apparatus,
Power can be supplied more efficiently. Also, since it is not necessary to supply electric power from the outside, it is no longer necessary to use a slip ring that has been conventionally used to supply electric power to a rotating body, and electrical troubles due to abrasion powder and a short service life often occur. It is possible to avoid such exchanges. Further, by providing a secondary power supply means such as a battery and / or a condenser and charging the power required for photographing to the secondary power supply means, it is necessary to provide a large-scale power supply facility conventionally required in a hospital. Will also be eliminated, and the burden on the electric power company will be eliminated. Furthermore, the X-ray CT apparatus according to the present invention has a completely self-contained (self-contained) type structure and employs a fuel cell that is also used in an electric vehicle or the like as a power supply source thereof, so that, for example, an electric vehicle It can be easily mounted on a moving means such as. Furthermore, since the only discharged substance from the X-ray CT apparatus according to the present invention is water, it is possible to avoid environmental problems.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す図
である。FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of an X-ray CT apparatus according to the present invention.
【図２】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の架台内部に設けら
れる回転架台の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a rotary mount provided inside the mount of the X-ray CT apparatus according to the present invention.
【図３】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の架台内部に設けら
れる回転架台の電気的構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an electrical configuration of a rotary mount provided inside the mount of the X-ray CT apparatus according to the present invention.
【図４】一般的な燃料電池（固体酸化物燃料電池）の基
本構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration of a general fuel cell (solid oxide fuel cell).
【図５】燃料タンク及び排水タンクに設けられる電磁バ
ルブ制御の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of electromagnetic valve control provided in a fuel tank and a drain tank.
【図６】燃料タンク及び排水タンクの内部構造を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing internal structures of a fuel tank and a drain tank.
【図７】従来のＸ線ＣＴ装置の架台内部に設けられる回
転部の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a rotating unit provided inside a gantry of a conventional X-ray CT apparatus.
１…Ｘ線ＣＴ装置 ２…架台 ２１…Ｘ線管 ２２…Ｘ線検出器 ２３…信号増幅器 ２４…高電圧ジェネレータ ２５…燃料電池 ２６ａ，２６ｂ…燃料タンク ２７ａ，２６ｂ…排水タンク ２８…バッテリー ２９…固定架台 ３…寝台 ３１…天板 ３２…天板駆動部 ４…制御装置 ４１…モニタ ４２…操作部 1 ... X-ray CT system 2 ... Stand 21 ... X-ray tube 22 ... X-ray detector 23 ... Signal amplifier 24 ... High voltage generator 25 ... Fuel cell 26a, 26b ... Fuel tank 27a, 26b ... Drainage tank 28 ... Battery 29 ... Fixed mount 3 ... Sleeper 31 ... Top plate 32 ... Top drive unit 4 ... Control device 41 ... Monitor 42 ... Operation unit
Claims (5)
回転する回転部を有するＸ線ＣＴ装置において、前記回
転部は、撮影の際に必要とされる電力を供給する電力供
給手段を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。1. An X-ray CT apparatus having a rotating unit that rotates to acquire an X-ray CT image of a subject, wherein the rotating unit includes a power supply unit that supplies electric power required for imaging. An X-ray CT apparatus having.
さらに、バッテリー及び／又はコンデンサからなる二次
電力供給手段と、高電圧ジェネレータを有することを特
徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。2. The power supply means is a fuel cell,
The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising a secondary power supply unit including a battery and / or a capacitor, and a high voltage generator.
る燃料を貯留する燃料タンクと、該燃料の燃焼時に発生
する水を貯留する排水タンクを、さらに有することを特
徴とする請求項１及び請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。3. The rotating unit further comprises a fuel tank for storing fuel required by the fuel cell, and a drain tank for storing water generated during combustion of the fuel. And the X-ray CT apparatus according to claim 2.
ぞれ二個ずつ配置され、且つ該二個のタンクが前記回転
部の回転中心に関して対向する位置に配置され、さら
に、個々が電磁バルブを有することを特徴とする請求項
３記載のＸ線ＣＴ装置。4. The fuel tank and the drainage tank each have two tanks, and the two tanks are arranged at positions facing each other with respect to the center of rotation of the rotating portion, and each of them has an electromagnetic valve. The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein
に制御部を有し、該制御部が前記電磁バルブの開閉を制
御することにより、前記燃料タンク及び排水タンクの重
量バランスを調整することを特徴とする請求項４記載の
Ｘ線ＣＴ装置。5. The fuel tank and the drainage tank further include a controller, and the controller controls the opening and closing of the electromagnetic valve to adjust the weight balance of the fuel tank and the drainage tank. The X-ray CT apparatus according to claim 4.
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|---|---|---|---|
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