JP2005211654A - 不つりあい補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】できるだけ全自動で実施可能でありかつ簡単に実現できる測定装置の不つりあいの補償方法を提供する。
【解決手段】断層撮影装置、特にＸ線コンピュータ断層撮影装置または超音波断層撮影装置の患者検査空間の周りを回転可能に設けられ、かつ軸線（Ａ２）の周りを回転可能に固定側ユニット（１）の軸受（１５）に設けられている測定装置（３）の不つりあいを補償するために、測定装置（３）の不つりあいによって固定側ユニット（１）に伝達された振動を測定し、不つりあいを惹き起こす少なくとも１つの不つりあいベクトルを検出する不つりあい補償方法において、不つりあいベクトルを補償するために測定装置（３）の軸線（Ａ２）が軸受（１５）の軸線（Ａ１）に対して位置調整される。
【選択図】図２

Description

本発明は、断層撮影装置の測定装置の不つりあい補償方法に関する。

この種の断層撮影装置は公知である（特許文献１参照）。固定側収容ユニット内に、水平な回転軸線を中心に回転可能に支持された測定装置つまりガントリが収容されている。固定側収容ユニットには測定装置の不つりあいを検出するためのセンサが設けられている。センサは、回転可能な測定装置における不つりあいを相殺するための１個または複数個のつりあいおもりを取付けるべき位置を算出する装置に接続されている。つりあわせは特別なつりあい装置なしに行なわれる。つりあわせ過程の実施のために、特につりあいおもりの正しい取付けのために、もちろん特別な熟練者が必要である。つりあわせ過程は、とりわけＸ線コンピュータ断層撮影装置部分の部分的な分解を必要とする。このような分解は時間がかかり高コストとなる。

工具ホルダのつりあわせ装置において工具ホルダの寸法および不つりあいを求めることは公知である（特許文献２および特許文献３参照）。

回転子のつりあわせ装置において、回転子の不つりあいの補償のために、定められた不つりあいを有し互いに適切な角度位置で回転子に固定可能である２つのバランスリングを設けることは公知である（特許文献４参照）。

同様に、それぞれ定められた不つりあいを有する２つのバランスリングを回転子に取付け、不つりあい補償のためにバランスリングの角度位置を互いに変化させることができるようにした回転子のつりあわせ方法は公知である（特許文献５参照）。バランスリングの角度位置を互いに変化させるために、バランスリングの固定装置のロックが解除される。バランスリングは戻り止めにより固定保持され、回転子がバランスリングに対して相対的に予め与えられた角度だけねじられる。しかる後にバランスリングは再びロックされる。

このようなバランスリングのロックを簡単化するために、バランスリングをその角度位置でばね付勢された係止装置により回転子に固定することが提案されている（特許文献６参照）。バランスリングは力作用により回転子に対して相対的な角度位置に移動可能でありかつ自動的にロック可能である。

この種のバランスリングの正しいロック位置の見つけ出しを簡単化するために、回転子がつりあい位置に存在するときにマーキング装置によりマーキングをバランス要素上に投影することが提案されている（特許文献７参照）。

回転子の不つりあいの継続的な補償方法において、不つりあい測定装置により回転子の不つりあいを測定することは公知である（特許文献８参照）。回転子は、不つりあいの補償のために異なる回転子角度位置に配置されバランス用液体を満たされた複数のバランス室を有する。不つりあいの補償のためにバランス用液体の量が適切にバランス室において増減される。

工作機械またはつりあい機の不つりあい補償装置において、つりあいおもり回転子の使用によりつりあい機がバランスさせられ、つりあいおもり回転子の位置が記憶されることは公知である（特許文献９参照）。しかる後に、工作物を受け入れたつりあい機は、再度、つりあいおもり回転子の位置調整によってバランスさせられる。工作物の有無によるつりあいおもり回転子の位置偏差から工作物の不つりあいが推量される。

回転体のつりあわせ方法において、回転体に対して半径方向および／または角度位置において移動可能であるつりあいおもりを回転体に取付けることは公知である（特許文献１０および特許文献１１参照）。この方法の開始時につりあいおもりがまずゼロ位置に置かれる。ゼロ位置ではこの位置から発生されるベクトルが互いに相殺される。しかる後に、回転体の不つりあいが測定され、つりあいおもりの適切な調整によって補償される。

従来技術により公知の方法の実施は一般に専門の熟練者を必要とする。そのことは別としてこれらの公知の方法の幾つかは断層撮影装置における測定装置のつりあわせには適していない。
独国特許出願公開第１０１０８０６５号明細書 米国特許第６３５４１５１号明細書 ***特許第６９８０４８１７号明細書 独国実用新案第２９７０９２７３号明細書 独国特許第１９９２０６９９号明細書 独国特許出願公開第１９９２０６９８号明細書 独国実用新案第２９８２３５６２号明細書 独国特許第１９７２９１７２号明細書 独国実用新案第２９９１３６３０号明細書 独国特許出願公開第１９７４３５７７号明細書 独国特許出願公開第１９７４３５７８号明細書

本発明の課題は、従来技術による欠点を除去し、特にできるだけ全自動で実施可能でありかつ簡単に実現できる断層撮影装置の測定装置の不つりあい補償方法を提供することにある。

この課題は請求項１による方法によって解決される。望ましい構成は請求項２乃至９の特徴事項から得られる。

本発明によれば、上記課題は、断層撮影装置、特にＸ線コンピュータ断層撮影装置または超音波断層撮影装置の患者検査空間の周りを回転可能に設けられ、かつ軸線の周りを回転可能に固定側ユニットの軸受に設けられている測定装置の不つりあいを補償するために、
測定装置の不つりあいによって固定側ユニットに伝達された振動を測定し、
不つりあいを惹き起こす少なくとも１つの不つりあいベクトルを検出する
不つりあい補償方法において、
不つりあいベクトルを補償するために測定装置の軸線が軸受の軸線に対して位置調整されることによって解決される。

実際において、不つりあいは一般に多数の不つりあいベクトルによって惹き起こされる。本発明による方法によれば、全ての不つりあいベクトルが補償されるように測定装置の軸線が軸受の軸線に対して位置調整される。

本発明に従って、軸受の軸線に対する測定装置の軸線を位置調節するための装置が設けられる。これは測定装置の全自動のつりあわせを可能にする。このために、測定装置に特別なつりあいおもりを設けることは必要でない。本発明によれば、断層撮影装置は比較的僅かな費用により実現可能である。

測定装置の「軸線」は、本発明の意味では、その幾何学的な軸線つまり回転軸線と解される。回転軸線は実際においては測定装置の重心を通る重心線からずれる。このようなずれによって、測定装置は回転軸線を中心として回転する際に不つりあいを有する。測定装置に設けられた軸受の変化不能な軸線に対して測定装置の回転軸線を位置調整することによって、重心軸線が軸受の軸線と一致させられそれにより測定装置の不つりあいが補償されることが達成される。

有利な構成によれば、測定装置は位置調整のために軸受と測定装置との間における互いに隔てられた２つの平行なアキシャル平面に配置されている調整手段を有する。各平面には軸受の周囲に均等に配置された少なくとも３つの調整手段が設けられると望ましい。この場合に調整手段は１２０°の角度ずつずらして配置されているとよい。調整手段は、磁気的に、電気的に、水圧により、あるいは空気圧により駆動可能である。調整手段は高々５ｍｍ、好ましくは１ｍｍの調整行程を有する。調整手段の製作のために、例えば電圧または磁界の印加時に次元方向に変化する材料を使用するとよい。例えば圧電材料または磁気ひずみ材料がこのような特性を有する。調整手段として磁気ひずみ材料を用いた調整手段を使用すると有利であることが分かった。

調整手段が互いに隔たれた２つの平行なアキシャル平面に配置されることによって、半径方向の不つりあいベクトルを補償することができる。

他の有利な構成によれば、固定側ユニットに対する測定装置の回転角を求めるための別の測定手段が設けられている。これは、回転角を継続的に求めることを可能にし、それにより測定装置における不つりあい位置の簡単な検出を可能にする。従って、不つりあいベクトルに対抗するベクトルを算出することが特に簡単になる。

不つりあいの補償は動的にリング状測定装置の回転中に行なうこができる。このために、測定装置の不つりあいを補償するための予め与えられたアルゴリズムに従って調整手段を制御する制御装置が設けられるとよい。この制御装置は、適当な測定、評価および制御プログラムが記憶されているマイクロプロセッサ、コンピュータなどを備えた従来の制御装置であってよい。これにより、測定手段および他の測定手段によって測定された信号を評価し、不つりあいの補償のために調整手段のための相応の調整信号に変換することができる。調整信号により、調整手段が軸受の軸線に対して測定装置の軸線の位置を変化させる。

以下において、添付の図面を参照しながら、本発明の実施例を説明する。

図１はＸ線断層撮影装置の概略側面図、
図２は調整手段を備えた図１による測定装置、
図３は調整手段の概略図を示す。

図１は固定側ユニット１を有するＸ線断層撮影装置の概略側面図を示す。固定側ユニット１には紙面に対して直角方向にある回転軸線２の周りを回転可能にリング状測定装置３つまりガントリが収容されている。測定装置３の回転方向は矢印ａで示されている。測定装置３には、対向配置されたＸ線源４およびＸ線検出器５が取付けられ、Ｘ線検出器５の後には評価電子装置６が接続されている。Ｘ線源４から出射したＸ線ファンビーム７は測定装置３の回転時に円形の測定視野８を定める。測定視野８は破線で示されている患者検査空間９内にある。特に、評価電子装置６は概略的に示されているスリップリング１０を介してコンピュータ１１に接続されている。コンピュータ１１はデータ表示のためのモニタ１２を有する。固定側ユニット１には、固定側ユニット１へ伝達された振動を測定するための複数の第１のセンサが設けられている。第１のセンサは従来のセンサであり、測定装置３の不つりあいによって惹き起こされ半径方向に固定側ユニット１へ伝達された振動を測定する。図１において，このような第１のセンサは符号１３ａを付されている。固定側ユニット１に取付けられている別のセンサ１４は固定側ユニット１に対する測定装置３の相対的な回転角の検出に用いられる。センサ１３および別のセンサ１４は、それにより測定された信号を評価するために、同様にコンピュータ１１に接続されている。図１には図示の分かり易さのために測定装置３に設けられているつりあいおもりは図示されていない。

図２は測定装置３の概略側面図を示し、ここでは明瞭化のためＸ線源４および評価電子装置６付きのＸ線検出器５は省略されている。ここには図示されていない固定側ユニット１に収容されている軸受１５は、図１に示された回転軸線２に相当する、紙面に対して垂直方向の第１の軸線Ａ１を有する。測定装置３の幾何学的な第２の軸線Ａ２はここでは第１の軸線Ａ１と一致する。測定装置３は、１２０°ずらされて配置された第１の調整手段１６ａを介して軸受１５に設けられている。第１の調整手段１６ａは軸受１５の外周面と測定装置３の内周面との間に配置されている。第１の調整手段１６ａにより、軸受１５の外周面と測定装置３の内周面との間の間隔１７は変化可能である。調整手段は例えば圧電式または磁気ひずみ式アクチュエータであり、このアクチュエータによれば、軸受１５の外周面と測定装置３の内周面との間における間隔１７の変化を１ｍｍまでの大きさで実現可能である。

図３から明らかのように、３つの第１の調整手段１６ａは第１の平面Ｅ１に取付けられ、３つの第２の調整手段１６ｂはその第１の平面Ｅ１から隔てられた平行な第２のアキシャル平面Ｅ２に取付けられている。この提案された配置は、第２の軸線Ａ２を第１の軸Ａ１に対して僅かに傾けるようにも調整することができる。それにより、半径方向の不つりあいベクトルが補償される。第１の平面Ｅ１および第２の平面Ｅ２は、それぞれ、固定側ユニット１に伝達された振動を測定するための第１のセンサ１３ａ，１３ｂを有する。

回転子における、特に断層撮影装置の測定装置３における不つりあい補償は次の方法に基づいて行なわれる。

最初に、調整手段１６ａ，１６ｂは、軸受１５の第１の軸線Ａ１および測定装置３の第２の軸線Ａ２が一致する初期位置に存在する。

測定装置３が回転させられる。第１のセンサ１３ａ，１３ｂによって、第１の測定装置３の不つりあいにより平面Ｅ１，Ｅ２において固定側ユニット１へ伝達された振動が測定される。同時に第２のセンサ１４によって固定側ユニット１に対する測定装置３の相対的な回転角が記録される。コンピュータ１１に記憶されている適当な計算プログラムを用いて、両平面Ｅ１，Ｅ２についてそれぞれ測定装置３の不つりあいの補償に適した、第１の軸線Ａ１に対する第２の軸線Ａ２の相対位置が算出される。算出結果は、それぞれ第１の平面Ｅ１および第２の平面Ｅ２における第２の軸線Ａ２からの第１の軸線Ａ１の角度および距離である。算出された距離および角度に従って、第１の調整手段１６ａおよび第２の調整手段１６ｂが相応に駆動されるので、第２の軸線Ａ２が第１の軸線Ａ１に対して変更された位置を取る。測定装置３の重心軸線が軸受１５の第１の軸線Ａ１と一致させられることによって、測定装置３の不つりあいが補償される。

本発明による方法は、動的に、すなわち回転子つまり測定装置３の回転中に実施することができる。これは特に時間節約できる。本発明による方法は全自動で実施することができる。従って、そのために特別な熟練者は必要でない。

Ｘ線断層撮影装置の概略側面図 調整手段を備えた図１による測定装置の概略側面図 調整手段の概略斜視図

符号の説明

１ 固定側ユニット
２ 回転軸線
３ 測定装置
４ Ｘ線源
５ Ｘ線検出器
６ 評価電子装置
７ Ｘ線ファン
８ 測定視野
９ 患者検査空間
１０ スリップリング
１１ コンピュータ
１２ モニタ
１３ａ，１３ｂ 第１のセンサ
１４ 第２のセンサ
１５ 軸受
１６ａ，１６ｂ 第１，第２の調整手段
１７ 間隔
Ａ１，Ａ２ 第１，第２の軸線
Ｅ１，Ｅ２ 第１，第２の平面

Claims (9)

1. 断層撮影装置の患者検査空間の周りを回転可能に設けられ、かつ軸線（Ａ２）の周りを回転可能に固定側ユニット（１）の軸受（１５）に設けられている測定装置（３）の不つりあいを補償するために、
   測定装置（３）の不つりあいによって固定側ユニット（１）に伝達された振動を測定し、
   不つりあいを惹き起こす少なくとも１つの不つりあいベクトルを検出する
   不つりあい補償方法において、
   不つりあいベクトルを補償するために測定装置（３）の軸線（Ａ２）が軸受（１５）の軸線（Ａ１）に対して位置調整される
   ことを特徴とする不つりあい補償方法。
2. 測定装置（３）の軸線（Ａ２）が軸受（１５）の軸線（Ａ１）に対して、互いに隔てられた２つの平行なアキシャル平面（Ｅ１，Ｅ２）において位置調整されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 測定装置（３）の軸線（Ａ２）が軸受（１５）の軸線（Ａ１）に対して、軸受（１５）と測定装置（３）との間に配置された調整手段（１６ａ，１６ｂ）により位置調整されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 各平面（Ｅ１，Ｅ２）に、軸受（１５）の周囲に均等に配置された少なくとも３つの調整手段（１６ａ，１６ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の方法。
5. 調整手段（１６ａ，１６ｂ）は磁気的に、電気的に、水圧または空気圧により駆動可能であることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 調整手段は磁気ひずみ式調整手段であることを特徴とする請求項４記載の方法。
7. 測定装置（３）の軸線（Ａ２）が調整手段（１６ａ，１６ｂ）により軸受（１５）の軸線（Ａ１）に対して高々５ｍｍの調整行程だけ位置調整されることを特徴とする請求項４乃至６の１つに記載の方法。
8. 不つりあいベクトルを求めるために、固定側ユニット（１）に対する測定装置（３）の回転角が連続的に測定されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
9. 測定装置（３）の軸線（Ａ２）が不つりあいの補償のために自動的に制御装置（１１）によって、予め与えられたアルゴリズムにより位置調整されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。

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