JP2020028477A - X-ray ct apparatus - Google Patents

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Abstract

To cool cooling-target units mounted on a rotation unit more efficiently or to damp the noises of the apparatus.SOLUTION: An X-ray CT apparatus according to the embodiment includes a rotation unit and fins. The rotation unit holds cooling-target units in a rotatable state. The fins are mounted on the rotation unit in such a manner that the flow velocities in the vicinities of the cooling-target units do not become higher compared with the flow velocities in spaces other than the vicinities of the cooling-target unit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、X線CT(Computed Tomography)装置に関する。   Embodiments of the present invention relate to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus.

被検体の体内組織が画像化された医用画像データを生成する医用画像診断装置が存在する。医用画像診断装置としては、X線CT装置及びMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置等が挙げられる。X線CT装置は、被検体にX線を照射することでX線検出器が検出したX線に基づく電気信号に基づいて、被検体のアキシャル断層又は3次元のCT画像データを生成する。   There is a medical image diagnostic apparatus that generates medical image data in which a body tissue of a subject is imaged. Examples of the medical image diagnostic apparatus include an X-ray CT apparatus and an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus. The X-ray CT apparatus generates axial tomographic or three-dimensional CT image data of the subject based on an electric signal based on the X-ray detected by the X-ray detector by irradiating the subject with X-rays.

X線CT装置は、X線管及びX線検出器等を備える架台装置を含む。架台装置に備えられる複数の部材の中には、発熱ユニット等が含まれるため、架台装置内部の空気と熱交換により架台装置内部の排熱を行う。X線CT装置は、架台回転部に搭載された発熱ユニット等の近傍に設けられるファン(以下、「回転部ユニットファン」という)により発熱ユニット等を強制冷却し、架台装置に搭載されるファン(以下、「架台ファン」という)により、架台装置内部のエアの排熱を行う。   The X-ray CT apparatus includes a gantry including an X-ray tube and an X-ray detector. Since the plurality of members provided in the gantry include a heat generating unit and the like, the heat inside the gantry is exhausted by heat exchange with air inside the gantry. The X-ray CT apparatus forcibly cools a heat generating unit or the like with a fan (hereinafter, referred to as a “rotating unit fan”) provided near a heat generating unit or the like mounted on a gantry rotating unit, and a fan ( The air inside the gantry is exhausted by a gantry fan).

特開2002−65659号公報JP-A-2002-65659

本発明が解決しようとする課題は、回転部に設けられる冷却対象ユニットの冷却効率の向上、又は、装置の静音化を実現することである。   The problem to be solved by the present invention is to improve the cooling efficiency of a cooling target unit provided in a rotating section or to realize a quieter device.

実施形態に係るX線CT装置は、回転部と、フィンとを備える。回転部は、冷却対象ユニットを回転可能に保持する。フィンは、回転部に設けられ、冷却対象ユニットの近傍の流速が冷却対象ユニットの近傍以外の空間における流速と比して速くなるように設けられる。   The X-ray CT apparatus according to the embodiment includes a rotating unit and fins. The rotating unit rotatably holds the unit to be cooled. The fins are provided in the rotating part, and are provided such that the flow velocity near the cooling target unit is higher than the flow velocity in a space other than the vicinity of the cooling target unit.

図1は、実施形態に係るX線CT装置の構成を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment. 図2は、実施形態に係るX線CT装置に設けられる架台装置を示す断面図。FIG. 2 is an exemplary cross-sectional view illustrating a gantry provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment; 図3は、実施形態に係るX線CT装置に設けられる架台装置の回転フレームを示す斜視図。FIG. 3 is an exemplary perspective view showing a rotating frame of a gantry provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment; 図4は、実施形態に係るX線CT装置に設けられる架台装置の回転フレームを示すX−Y断面図であり、回転フレーム回転時のフィンの機能を示す図。FIG. 4 is an XY cross-sectional view illustrating a rotating frame of a gantry provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment, and is a diagram illustrating a function of a fin when the rotating frame rotates. 図5は、実施形態に係るX線CT装置に設けられる架台装置を示す断面図。FIG. 5 is an exemplary cross-sectional view illustrating a gantry device provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment; 図6は、実施形態に係るX線CT装置に設けられる架台装置の回転フレームを示すX−Y断面図であり、回転フレーム回転時のフィンの機能を示す図。FIG. 6 is an XY cross-sectional view showing a rotating frame of the gantry device provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment, illustrating a function of a fin when the rotating frame rotates. 図7は、実施形態に係るX線CT装置に設けられる架台装置を示す断面図。FIG. 7 is an exemplary cross-sectional view illustrating a gantry device provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment; 図8は、実施形態に係るX線CT装置に設けられる架台装置の回転フレームを示すX−Y断面図であり、回転フレーム回転時のフィンの機能を示す図。FIG. 8 is an XY cross-sectional view illustrating a rotating frame of the gantry device provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment, illustrating a function of a fin when the rotating frame rotates. 図9は、実施形態に係るX線CT装置に設けられる架台装置を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a gantry device provided in the X-ray CT apparatus according to the embodiment.

以下、図面を参照しながら、X線CT装置の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of an X-ray CT apparatus will be described in detail with reference to the drawings.

なお、X線CT装置によるデータ収集方式には、X線源とX線検出器とが1体として被検体の周囲を回転する回転/回転(R−R:Rotate/Rotate)方式や、リング状に多数の検出素子がアレイされ、X線管のみが被検体の周囲を回転する固定/回転(S−R:Stationary/Rotate)方式等の様々な方式がある。いずれの方式でも本発明を適用可能である。以下、実施形態に係るX線CT装置では、現在、主流を占めている第3世代の回転/回転方式を採用する場合を例にとって説明する。   The data collection method using the X-ray CT apparatus includes a rotation / rotation (RR) method in which the X-ray source and the X-ray detector rotate as a unit around the subject, and a ring-shaped method. There are various systems such as a fixed / rotation (SR) system in which a large number of detection elements are arrayed and only an X-ray tube rotates around the subject. The present invention can be applied to any method. Hereinafter, the X-ray CT apparatus according to the embodiment will be described taking as an example a case where a third-generation rotation / rotation method, which is currently dominant, is adopted.

図1は、実施形態に係るX線CT装置の構成を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an X-ray CT apparatus according to the embodiment.

図1は、実施形態に係るX線CT装置1を示す。X線CT装置1は、架台装置10、寝台装置30、及びコンソール装置40を備える。架台装置10及び寝台装置30は、検査室に設置される。架台装置10は、寝台装置30に載置された被検体(例えば、患者)Pに関するX線の検出データ(「純生データ」とも呼ばれる)を収集する。図1において、説明の便宜上、架台装置10を左側の上下に複数描画しているが、実際の構成としては、架台装置10は1つである。   FIG. 1 shows an X-ray CT apparatus 1 according to the embodiment. The X-ray CT apparatus 1 includes a gantry device 10, a bed device 30, and a console device 40. The gantry device 10 and the bed device 30 are installed in an examination room. The gantry device 10 collects X-ray detection data (also referred to as “pure raw data”) on a subject (for example, a patient) P placed on the bed device 30. In FIG. 1, for convenience of description, a plurality of gantry devices 10 are drawn on the left and right, but as a practical configuration, there is one gantry device 10.

コンソール装置40は、複数ビュー分の検出データに対して前処理を施すことで生データを生成し、生データに対して再構成処理を施すことでCT画像を再構成して表示する。   The console device 40 generates raw data by performing preprocessing on detection data for a plurality of views, and reconstructs and displays a CT image by performing reconstruction processing on the raw data.

架台装置10は、X線源(例えば、X線管)11、X線検出器12、回転部(例えば、回転フレーム)13、X線高電圧装置14、制御装置15、ウェッジ16、コリメータ17、データ収集回路(DAS:Data Acquisition System)18を備える。なお、架台装置10は、架台部の一例である。   The gantry device 10 includes an X-ray source (for example, an X-ray tube) 11, an X-ray detector 12, a rotating unit (for example, a rotating frame) 13, an X-ray high-voltage device 14, a control device 15, a wedge 16, a collimator 17, A data acquisition circuit (DAS: Data Acquisition System) 18 is provided. The gantry device 10 is an example of a gantry.

X線管11は、回転フレーム13に備えられる。X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射することでX線を発生する真空管である。例えば、X線管11には、回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管がある。   The X-ray tube 11 is provided on a rotating frame 13. The X-ray tube 11 is a vacuum tube that generates X-rays by irradiating thermoelectrons from a cathode (filament) to an anode (target) by applying a high voltage from an X-ray high-voltage device 14. For example, the X-ray tube 11 includes a rotating anode type X-ray tube that generates X-rays by irradiating a rotating anode with thermoelectrons.

なお、実施形態においては、一管球型のX線CT装置にも、X線管とX線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のX線CT装置にも適用可能である。なお、X線管11は、X線照射部の一例である。   In the embodiment, a single-tube X-ray CT apparatus and a so-called multi-tube X-ray CT apparatus in which a plurality of pairs of an X-ray tube and an X-ray detector are mounted on a rotating ring are also used. Applicable. Note that the X-ray tube 11 is an example of an X-ray irradiation unit.

X線検出器12は、X線管11に対向するように回転フレーム13に備えられる。X線検出器12は、X線管11から照射されたX線を検出し、当該X線量に対応した検出データを電気信号としてDAS18に出力する。X線検出器12は、例えば、X線管の焦点を中心として1つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列された複数のX線検出素子列を有する。X線検出器12は、例えば、チャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列がスライス方向(列方向、row方向)に複数配列された構造を有する。   The X-ray detector 12 is provided on the rotating frame 13 so as to face the X-ray tube 11. The X-ray detector 12 detects X-rays emitted from the X-ray tube 11 and outputs detection data corresponding to the X-ray dose to the DAS 18 as an electric signal. The X-ray detector 12 has, for example, a plurality of X-ray detection element rows in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in a channel direction along one arc around the focal point of the X-ray tube. The X-ray detector 12 has, for example, a structure in which a plurality of X-ray detection element rows in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in a channel direction are arranged in a slice direction (row direction, row direction).

また、X線検出器12は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有し、シンチレータは入射X線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ(1次元コリメータ又は2次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管(フォトマルチプライヤー:PMT)等の光センサを有する。   The X-ray detector 12 is, for example, an indirect conversion type detector having a grid, a scintillator array, and a photosensor array. The scintillator array has a plurality of scintillators, and the scintillator has a scintillator crystal that outputs light having a photon amount corresponding to an incident X-ray dose. The grid has an X-ray shielding plate disposed on the surface of the scintillator array on the X-ray incident side and having a function of absorbing scattered X-rays. The grid may be called a collimator (one-dimensional collimator or two-dimensional collimator). The optical sensor array has a function of converting an electric signal according to the amount of light from the scintillator, and includes, for example, an optical sensor such as a photomultiplier tube (photomultiplier: PMT).

なお、X線検出器12は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。また、X線検出器12は、X線検出部の一例である。   Note that the X-ray detector 12 may be a direct conversion type detector having a semiconductor element that converts incident X-rays into an electric signal. The X-ray detector 12 is an example of an X-ray detector.

回転フレーム13は、X線管11及びX線検出器12を対向支持する。回転フレーム13は、後述する制御装置15による制御の下、X線管11及びX線検出器12を一体として回転させる円環状のフレームである。なお、回転フレーム13は、X線管11及びX線検出器12に加えて、X線高電圧装置14やDAS18を更に備えて支持する場合もある。また、回転フレーム13は、回転部の一例である。   The rotating frame 13 supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 in opposition. The rotating frame 13 is an annular frame that rotates the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 integrally under the control of the control device 15 described below. The rotating frame 13 may be further provided with an X-ray high-voltage device 14 or a DAS 18 in addition to the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12, and may be supported. The rotating frame 13 is an example of a rotating unit.

このように、X線CT装置1は、X線管11とX線検出器12とを対向させて支持する回転フレーム13を患者Pの周りに回転させることで、複数ビュー、即ち、患者Pの360°分の検出データを収集する。なお、CT画像の再構成方式は、360°分の検出データを用いるフルスキャン再構成方式には限定されない。例えば、X線CT装置1は、半周(180°)+ファン角度分の検出データに基づいてCT画像を再構成するハーフ再構成方式を採ってもよい。   As described above, the X-ray CT apparatus 1 rotates the rotating frame 13 that supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 so as to face each other around the patient P, so that the multiple views, that is, the patient P Collect 360 ° detection data. Note that the CT image reconstruction method is not limited to the full scan reconstruction method using 360 ° detection data. For example, the X-ray CT apparatus 1 may adopt a half reconstruction method of reconstructing a CT image based on detection data for a half circumference (180 °) + a fan angle.

さらに、回転フレーム13は、冷却対象ユニットの近傍の空気の流速が冷却対象ユニットの近傍以外の空間における流速と比して速くなるようにフィンを設ける。冷却対象ユニットとは、回転フレーム13に設けられるX線管11、X線検出器12、及びDAS18等の発熱ユニットや、発熱ユニットの熱を放熱する放熱ユニット(例えば、ヒートシンク)等を含む。なお、フィンは、図2〜図4において符号「T」、「T1」及び「T2」として示され、図5〜図6において符号「U」として示され、図7〜図8において符号「V」として示され、図9において符号「W」として示される。フィンの構成及び機能については、図2〜図9を用いて後述する。   Further, the rotating frame 13 is provided with fins so that the flow velocity of the air near the unit to be cooled is higher than the flow velocity in a space other than the vicinity of the unit to be cooled. The cooling target unit includes a heat generating unit such as the X-ray tube 11, the X-ray detector 12, and the DAS 18 provided on the rotating frame 13, a heat radiating unit that radiates heat of the heat generating unit (for example, a heat sink), and the like. Note that the fins are indicated as “T”, “T1” and “T2” in FIGS. 2 to 4, as “U” in FIGS. 5 to 6, and as “V” in FIGS. 7 to 8. ”, And in FIG. 9 as a symbol“ W ”. The configuration and function of the fin will be described later with reference to FIGS.

X線高電圧装置14は、回転フレーム13、又は、回転フレーム13を回転可能に支持する非回転部分(例えば図示しない固定フレーム)に備えられる。X線高電圧装置14は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有する。X線高電圧装置14は、後述する制御装置15による制御の下、X線管11に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置(図示省略)と、後述する制御装置15による制御の下、X線管11が照射するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置(図示省略)を有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、図1において、説明の便宜上、X線高電圧装置14が、X線管11に対してx軸の正方向の位置に配置されているが、X線管11に対してx軸の負方向の位置に配置されてもよい。   The X-ray high-voltage device 14 is provided on the rotating frame 13 or a non-rotating portion (for example, a fixed frame (not shown)) that rotatably supports the rotating frame 13. The X-ray high-voltage device 14 has an electric circuit such as a transformer (transformer) and a rectifier. The X-ray high-voltage device 14 includes a high-voltage generator (not shown) having a function of generating a high voltage applied to the X-ray tube 11 under the control of a control device 15 described below, and a control by the control device 15 described below. Below, an X-ray control device (not shown) for controlling the output voltage according to the X-ray emitted by the X-ray tube 11 is provided. The high voltage generator may be of a transformer type or an inverter type. In FIG. 1, for convenience of explanation, the X-ray high-voltage device 14 is disposed at a position in the positive direction of the x-axis with respect to the X-ray tube 11. It may be arranged at a position in the direction.

制御装置15は、処理回路及びメモリと、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路及びメモリの構成については、後述するコンソール装置40の処理回路44及びメモリ41と同等であるので説明を省略する。   The control device 15 includes a processing circuit and a memory, and a driving mechanism such as a motor and an actuator. The configuration of the processing circuit and the memory is the same as that of the processing circuit 44 and the memory 41 of the console device 40 described later, and thus the description is omitted.

制御装置15は、コンソール装置40又は架台装置10に取り付けられた、後述する入力インターフェース(図示省略)からの入力信号を受けて、架台装置10及び寝台装置30の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置15は、入力信号を受けて回転フレーム13を回転させる制御や、架台装置10をチルトさせる制御や、寝台装置30及び天板33を動作させる制御を行う。なお、架台装置10をチルトさせる制御は、架台装置10に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度(チルト角度)情報により、制御装置15がX軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム13を回転させることによって実現される。なお、制御装置15は架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられてもよい。なお、制御装置15は、制御部の一例である。   The control device 15 has a function of receiving an input signal from an input interface (not shown), which will be described later, attached to the console device 40 or the gantry device 10, and controls the operation of the gantry device 10 and the couch device 30. For example, the control device 15 performs control to rotate the rotating frame 13 in response to an input signal, control to tilt the gantry device 10, and control to operate the bed device 30 and the top board 33. The control to tilt the gantry device 10 is performed by the control device 15 based on the tilt angle (tilt angle) information input by the input interface attached to the gantry device 10. Is realized by rotating. The control device 15 may be provided on the gantry device 10 or on the console device 40. The control device 15 is an example of a control unit.

また、制御装置15は、コンソール装置40や架台装置10に取り付けられた、後述する入力インターフェースから入力された撮像条件に基づいて、X線管11の回転角度や、後述するウェッジ16及びコリメータ17の動作を制御する。   Further, the control device 15 controls the rotation angle of the X-ray tube 11 and the wedge 16 and the collimator 17 described below based on imaging conditions input from an input interface described later attached to the console device 40 and the gantry device 10. Control behavior.

ウェッジ16は、X線管11のX線出射側に配置されるように回転フレーム13に備えられる。ウェッジ16は、制御装置15による制御の下、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ16は、X線管11から患者Pに照射されるX線が予め定められた分布になるように、X線管11から照射されたX線を透過して減衰させるフィルタである。例えば、ウェッジ16(ウェッジフィルタ(Wedge Filter)、ボウタイフィルタ(bow−tie filter)は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。   The wedge 16 is provided on the rotating frame 13 so as to be arranged on the X-ray emission side of the X-ray tube 11. The wedge 16 is a filter for adjusting the X-ray dose emitted from the X-ray tube 11 under the control of the control device 15. Specifically, the wedge 16 is a filter that transmits and attenuates the X-rays emitted from the X-ray tube 11 so that the X-rays emitted to the patient P from the X-ray tube 11 have a predetermined distribution. It is. For example, the wedge 16 (wedge filter, bow-tie filter) is a filter formed by processing aluminum so as to have a predetermined target angle and a predetermined thickness.

コリメータ17は、X線絞り又はスリットとも呼ばれ、X線管11のX線出射側に配置されるように回転フレーム13に備えられる。コリメータ17は、制御装置15による制御の下、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組合せによってX線の照射開口を形成する。   The collimator 17 is also called an X-ray aperture or a slit, and is provided on the rotating frame 13 so as to be arranged on the X-ray emission side of the X-ray tube 11. The collimator 17 is a lead plate or the like for narrowing the irradiation range of the X-ray transmitted through the wedge 16 under the control of the control device 15, and forms an X-ray irradiation opening by a combination of a plurality of lead plates and the like.

DAS18は、回転フレーム13に備えられる。DAS18は、制御装置15による制御の下、X線検出器12の各X線検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、制御装置15による制御の下、電気信号をデジタル信号に変換するA/D(Analog to Digital)変換器とを有し、増幅及びデジタル変換後の検出データを生成する。DAS18によって生成された、複数ビュー分の検出データは、コンソール装置40に転送される。   The DAS 18 is provided on the rotating frame 13. The DAS 18 performs an amplification process on an electric signal output from each X-ray detection element of the X-ray detector 12 under the control of the control device 15, and converts the electric signal into a digital signal under the control of the control device 15. An A / D (Analog to Digital) converter that converts the signal into a signal, and generates detection data after amplification and digital conversion. The detection data for a plurality of views generated by the DAS 18 is transferred to the console device 40.

ここで、DAS18によって生成された検出データは、回転フレーム13に設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から光通信によって架台装置10の固定フレームに設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置40に転送される。なお、回転フレーム13から架台装置10の固定フレームへの検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。また、回転フレーム13は、回転部の一例である。   Here, the detection data generated by the DAS 18 is transmitted from a transmitter having a light emitting diode (LED) provided on the rotating frame 13 to a receiver having a photodiode provided on a fixed frame of the gantry device 10 by optical communication. Then, it is transferred to the console device 40. Note that the method of transmitting the detection data from the rotating frame 13 to the fixed frame of the gantry device 10 is not limited to the above-described optical communication, and any method may be adopted as long as it is a non-contact type data transmission. The rotating frame 13 is an example of a rotating unit.

寝台装置30は、基台31、寝台駆動装置32、天板33及び支持フレーム34を備える。寝台装置30は、スキャン対象の患者Pを載置し、制御装置15による制御の下、患者Pを移動させる装置である。   The couch device 30 includes a base 31, a couch driving device 32, a top plate 33, and a support frame. The couch device 30 is a device that places a patient P to be scanned and moves the patient P under the control of the control device 15.

基台31は、支持フレーム34を鉛直方向(y軸方向)に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置32は、患者Pが載置された天板33を天板33の長軸方向(z軸方向)に移動するモータ又はアクチュエータである。支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、患者Pを載置可能な形状を有する板である。   The base 31 is a housing that supports the support frame 34 so as to be movable in a vertical direction (y-axis direction). The couch driving device 32 is a motor or an actuator that moves the table 33 on which the patient P is placed in the long axis direction (z-axis direction) of the table 33. The top plate 33 provided on the upper surface of the support frame 34 is a plate having a shape on which the patient P can be placed.

なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向(z軸方向)に移動させてもよい。また、寝台駆動装置32は、寝台装置30の基台31ごと移動させてもよい。本発明を立位CTに応用する場合、天板33に相当する患者移動機構を移動する方式であってもよい。また、ヘリカルスキャンや位置決め等のためのスキャノ撮影等、架台装置10の撮像系と天板33の位置関係の相対的な変更を伴う撮影を実行する場合は、当該位置関係の相対的な変更は天板33の駆動によって行われてもよいし、架台装置10の固定部の走行によって行われてもよく、またそれらの複合によって行われてもよい。   The bed driving device 32 may move the support frame 34 in the long axis direction (z-axis direction) of the top plate 33 in addition to the top plate 33. Further, the bed driving device 32 may be moved together with the base 31 of the bed device 30. When the present invention is applied to the standing CT, a method of moving a patient moving mechanism corresponding to the top plate 33 may be used. Further, in the case of performing an imaging involving a relative change of the positional relationship between the imaging system of the gantry device 10 and the top plate 33, such as a scano imaging for helical scan or positioning, the relative change of the relative position is not performed. It may be performed by driving the top plate 33, may be performed by running the fixed portion of the gantry device 10, or may be performed by a combination thereof.

なお、実施形態では、非チルト状態での回転フレーム13の回転軸又は寝台装置30の天板33の長手方向をz軸方向、z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をx軸方向、z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をy軸方向とそれぞれ定義するものとする。   In the embodiment, the longitudinal direction of the rotation axis of the rotating frame 13 or the top plate 33 of the bed device 30 in the non-tilt state is perpendicular to the z-axis direction and the z-axis direction, and the axial direction that is horizontal to the floor surface is An axial direction perpendicular to the x-axis direction and the z-axis direction and perpendicular to the floor surface is defined as a y-axis direction.

コンソール装置40は、メモリ41、ディスプレイ42、入力インターフェース43、及び処理回路44を備える。なお、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40又はコンソール装置40の各構成要素の一部が含まれてもよい。また、以下の説明では、コンソール装置40が単一のコンソールで全ての機能を実行するものとするが、これらの機能は、複数のコンソールが実行してもよい。なお、コンソール装置40は、医用画像処理装置の一例である。   The console device 40 includes a memory 41, a display 42, an input interface 43, and a processing circuit 44. Although the console device 40 is described as being separate from the gantry device 10, the gantry device 10 may include the console device 40 or some of the components of the console device 40. In the following description, it is assumed that the console device 40 executes all functions with a single console, but these functions may be executed by a plurality of consoles. The console device 40 is an example of a medical image processing device.

メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等によって構成される。メモリ41は、USB(Universal Serial Bus)メモリ及びDVD(Digital Versatile Disk)等の可搬型メディアによって構成されてもよい。メモリ41は、処理回路44において用いられる各種処理プログラム(アプリケーションプログラムの他、OS(Operating System)等も含まれる)や、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。また、OSに、操作者に対するディスプレイ42への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力インターフェース43によって行うことができるGUI(Graphical User Interface)を含めることもできる。   The memory 41 includes, for example, a semiconductor memory device such as a random access memory (RAM) and a flash memory, a hard disk, an optical disk, and the like. The memory 41 may be configured by a portable medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory and a DVD (Digital Versatile Disk). The memory 41 stores various processing programs (including an OS (Operating System) as well as application programs) used in the processing circuit 44 and data necessary for executing the programs. In addition, the OS may include a GUI (Graphical User Interface) that makes extensive use of graphics for displaying information on the display 42 for the operator and allows basic operations to be performed by the input interface 43.

メモリ41は、例えば、前処理前の検出データや、前処理後かつ再構成前の生データや、再構成後のCT画像を記憶する。前処理は、検出データに対する、対数変換処理、オフセット補正処理、チャンネル間の感度補正処理、ビームハードニング処理等のうち少なくとも1つを意味する。また、インターネット等の通信ネットワークを介してX線CT装置1と接続可能なクラウドサーバがX線CT装置1からの保存要求を受けて検出データや、生データや、CT画像を記憶するように構成されてもよい。なお、メモリ41は、記憶部の一例である。   The memory 41 stores, for example, detection data before preprocessing, raw data after preprocessing and before reconstruction, and CT images after reconstruction. The pre-processing means at least one of logarithmic conversion processing, offset correction processing, sensitivity correction processing between channels, beam hardening processing, and the like for the detection data. Further, a cloud server connectable to the X-ray CT apparatus 1 via a communication network such as the Internet receives a storage request from the X-ray CT apparatus 1 and stores detection data, raw data, and CT images. May be done. Note that the memory 41 is an example of a storage unit.

ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路44によって生成されたCT画像や、ユーザからの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。例えば、ディスプレイ42は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、OLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ等である。また、ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。また、ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしてもよい。なお、ディスプレイ42は、表示部の一例である。   The display 42 displays various information. For example, the display 42 outputs a CT image generated by the processing circuit 44, a GUI (Graphical User Interface) for receiving various operations from the user, and the like. For example, the display 42 is a liquid crystal display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, an OLED (Organic Light Emitting Diode) display, or the like. The display 42 may be provided on the gantry device 10. Further, the display 42 may be a desktop type, or may be configured by a tablet terminal or the like that can wirelessly communicate with the console device 40 main body. The display 42 is an example of a display unit.

入力インターフェース43は、技師等の操作者によって操作が可能な入力デバイスと、入力デバイスからの信号を入力する入力回路とを含む。入力デバイスは、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面に触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等によって実現される。入力デバイスが操作者から入力操作を受け付けると、入力回路は当該入力操作に応じた電気信号を生成して処理回路44に出力する。また、入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されてもよい。なお、入力インターフェース43は、入力部の一例である。   The input interface 43 includes an input device that can be operated by an operator such as a technician, and an input circuit that inputs a signal from the input device. Input devices include a mouse, a keyboard, a trackball, switches, buttons, a joystick, a touchpad for performing input operations by touching an operation surface, a touch screen in which a display screen and a touchpad are integrated, and a non-display device using an optical sensor. This is realized by a contact input circuit, a voice input circuit, and the like. When the input device receives an input operation from the operator, the input circuit generates an electric signal corresponding to the input operation and outputs the electric signal to the processing circuit 44. The input interface 43 may be provided on the gantry device 10. Further, the input interface 43 may be configured by a tablet terminal or the like that can wirelessly communicate with the console device 40 main body. The input interface 43 is an example of an input unit.

処理回路44は、X線CT装置1の全体の動作を制御する。処理回路44は、専用又は汎用のCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processor Unit)、又はGPU(Graphics Processing Unit)の他、ASIC、及び、プログラマブル論理デバイス等を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス(SPLD:Simple Programmable Logic Device)、複合プログラマブル論理デバイス(CPLD:Complex Programmable Logic Device)、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA:Field Programmable Gate Array)等が挙げられる。   The processing circuit 44 controls the entire operation of the X-ray CT apparatus 1. The processing circuit 44 means a dedicated or general-purpose CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processor Unit), or GPU (Graphics Processing Unit), as well as an ASIC, a programmable logic device, and the like. Examples of the programmable logic device include a simple programmable logic device (SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA). No.

また、処理回路44は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した処理回路要素の組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、メモリは処理回路要素ごとに個別に設けられてもよいし、単一のメモリが複数の処理回路要素の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。   Further, the processing circuit 44 may be configured by a single circuit, or may be configured by a combination of a plurality of independent processing circuit elements. In the latter case, the memory may be provided separately for each processing circuit element, or a single memory may store programs corresponding to the functions of a plurality of processing circuit elements.

処理回路44は、メモリ41に記憶されたプログラムを実行することで、システム制御機能441、前処理機能442、及び再構成処理機能443を実現する。なお、機能441〜443の全部又は一部は、コンソール装置40のプログラムの実行により実現される場合に限定されるものではなく、コンソール装置40にASIC等の回路として備えられる場合であってもよい。また、機能441〜443の全部又は一部は、コンソール装置40のみならず、制御装置15に備えられる場合もある。   The processing circuit 44 implements a system control function 441, a preprocessing function 442, and a reconfiguration processing function 443 by executing a program stored in the memory 41. Note that all or a part of the functions 441 to 443 is not limited to a case where the functions are realized by executing a program of the console device 40, and may be a case where the console device 40 is provided as a circuit such as an ASIC. . Further, all or a part of the functions 441 to 443 may be provided not only in the console device 40 but also in the control device 15.

システム制御機能441は、予め設定されたスキャン条件に従って制御装置15を介してX線管11、X線検出器12、及び回転フレーム13等の動作を制御することでCTスキャンを実行させ、制御装置15から複数ビュー分の検出データを収集する機能を含む。例えば、スキャン条件は、照射X線に関する、管電流mA、管電圧kV、X線強度制御条件(モジュレーション条件)、X線管11(又は、回転フレーム13)の回転速度等を含む。なお、システム制御機能441は、スキャン制御部の一例である。   The system control function 441 controls the operations of the X-ray tube 11, the X-ray detector 12, the rotating frame 13, and the like via the control device 15 according to a preset scan condition, thereby executing a CT scan. 15 and a function of collecting detection data for a plurality of views. For example, the scan conditions include a tube current mA, a tube voltage kV, an X-ray intensity control condition (modulation condition), a rotation speed of the X-ray tube 11 (or the rotating frame 13), and the like regarding the irradiated X-ray. The system control function 441 is an example of a scan control unit.

前処理機能442は、システム制御機能441によって収集された複数ビュー分の検出データに対して前処理を施すことで複数ビュー分の生データを生成する機能を含む。なお、前処理機能442は、前処理部の一例である。   The preprocessing function 442 includes a function of performing preprocessing on detection data for a plurality of views collected by the system control function 441 to generate raw data for a plurality of views. The preprocessing function 442 is an example of a preprocessing unit.

再構成処理機能443は、前処理機能442によって前処理後の複数ビュー分の生データに基づいて、画像再構成処理によりCT画像データを生成する機能を含む。また、再構成処理機能443は、CT画像データをメモリ41に記憶させる機能や、CT画像データをCT画像としてディスプレイ42に表示させる機能や、CT画像データをネットワークインターフェース(図示省略)を介して外部装置に送信する機能を含む場合もある。なお、再構成処理機能443は、再構成処理部の一例である。   The reconstruction processing function 443 includes a function of generating CT image data by image reconstruction processing based on raw data for a plurality of views after preprocessing by the preprocessing function 442. The reconstruction processing function 443 has a function of storing CT image data in the memory 41, a function of displaying CT image data as a CT image on the display 42, and a function of outputting CT image data via a network interface (not shown). It may include a function to transmit to the device. The reconfiguration processing function 443 is an example of a reconfiguration processing unit.

続いて、図2〜図9を用いて、架台装置10に設けられるフィンの構成及び機能について説明する。   Subsequently, the configuration and functions of the fins provided in the gantry device 10 will be described with reference to FIGS.

1.第1例に係るフィン
図2〜図4は、第1例に係るフィンの構成を示す図である。図2は、架台装置10を示す断面図である。図3は、架台装置10の回転フレーム13を示す斜視図である。図4は、架台装置10の回転フレーム13を示すX−Y断面図であり、回転フレーム13回転時のフィンの機能を示す図である。
1. Fins According to First Example FIGS. 2 to 4 are views showing a configuration of a fin according to a first example. FIG. 2 is a sectional view showing the gantry device 10. FIG. 3 is a perspective view showing the rotating frame 13 of the gantry device 10. FIG. 4 is an XY cross-sectional view illustrating the rotating frame 13 of the gantry device 10, and is a diagram illustrating a function of the fin when the rotating frame 13 rotates.

図2の左側は、架台装置10を示すX−Y断面図である。図2の右側は、架台装置10を示すII−II断面図、即ち、Y−Z断面図である。図2に示すように、架台装置10は、その内部に回転フレーム13を収容するための収容空間Gを有する固定フレームFと、収容空間G内で回転し回転空間G´を形成する回転フレーム13とを備える。回転フレーム13は、背面壁13a及び側面壁13bを有する。なお、回転フレーム13は、背面壁13aのみを備え、側面壁13bを備えない場合もある。   The left side of FIG. 2 is an XY sectional view showing the gantry device 10. The right side of FIG. 2 is a II-II sectional view showing the gantry device 10, that is, a YZ sectional view. As shown in FIG. 2, the gantry device 10 includes a fixed frame F having an accommodation space G for accommodating the rotating frame 13 therein, and a rotating frame 13 rotating in the accommodation space G to form the rotating space G ′. And The rotating frame 13 has a back wall 13a and a side wall 13b. In some cases, the rotating frame 13 includes only the rear wall 13a and does not include the side wall 13b.

回転フレーム13の背面壁13aは、冷却対象ユニットを固定する。冷却対象ユニットは、例えば、DAS18等の発熱ユニットや、発熱ユニットの熱を放熱する放熱ユニット(例えば、ヒートシンク)等を含む。以下、冷却対象ユニットが、放熱ユニットとしてのヒートシンクHである場合について説明する。   The rear wall 13a of the rotating frame 13 fixes the unit to be cooled. The cooling target unit includes, for example, a heat generating unit such as the DAS 18 and a heat radiating unit (for example, a heat sink) that radiates heat of the heat generating unit. Hereinafter, a case where the cooling target unit is the heat sink H as the heat radiation unit will be described.

また、回転フレーム13の背面壁13aは、フィンTを固定する。なお、図2において、DAS18、ヒートシンクH、及びフィンT以外のユニット(X線管等)については、図示を省略する。   Further, the rear wall 13a of the rotating frame 13 fixes the fin T. In FIG. 2, units (X-ray tubes and the like) other than the DAS 18, the heat sink H, and the fins T are not shown.

固定フレームFによって形成される収容空間Gは、ヒートシンクH等の冷却対象ユニットに対して相当に広い。そのため、収容空間G内のエアの吸排気用に大型の架台ファン(DCファン)を架台装置に搭載する必要があるが、CTスキャン中に大型の架台ファンを作動させると、CTスキャン中の騒音が大きくなってしまう。また、大型の架台ファンを作動させても、回転に伴う回転空間G´内のエアフローはその一部しかヒートシンクH等の冷却対象ユニットの冷却に寄与しない。一方で、ヒートシンクHの近傍に回転部ユニットファンを設け、CTスキャン中に回転部ユニットファンを作動させると、CTスキャン中の騒音が大きくなってしまう。   The accommodation space G formed by the fixed frame F is considerably large with respect to the unit to be cooled such as the heat sink H. Therefore, it is necessary to mount a large gantry fan (DC fan) for intake and exhaust of air in the accommodation space G on the gantry device. However, when the large gantry fan is operated during the CT scan, noise during the CT scan is reduced. Becomes large. Further, even when the large gantry fan is operated, only a part of the airflow in the rotating space G ′ accompanying the rotation contributes to cooling of the cooling target unit such as the heat sink H. On the other hand, if a rotating unit fan is provided near the heat sink H and the rotating unit fan is operated during the CT scan, noise during the CT scan increases.

そこで、回転フレーム13は、ヒートシンクHを効率的に冷却可能なフィンTを設ける。フィンTは、回転フレーム13の回転に従ってヒートシンクH及びその周辺に流れるエアをヒートシンクHに向かって絞り込み、ヒートシンクHに近づくにつれてエアの流速が高まる形状を備える。これにより、ヒートシンクHを直接的に冷却する構造、つまり、ヒートシンクHに、より大きな風量をあてることでヒートシンクHを冷却する構造がとれる。なお、フィンTは、冷却に寄与しない部分のエアフローをヒートシンクHから遠ざけるような構造とし、ヒートシンクHの近傍を陰圧にする形状を備えてもよい。   Therefore, the rotating frame 13 is provided with fins T capable of efficiently cooling the heat sink H. The fins T have a shape in which the air flowing around the heat sink H and the surroundings thereof is narrowed down toward the heat sink H according to the rotation of the rotating frame 13, and the flow velocity of the air increases as approaching the heat sink H. Thus, a structure for directly cooling the heat sink H, that is, a structure for cooling the heat sink H by applying a larger airflow to the heat sink H can be obtained. Note that the fins T may have a structure in which the airflow in a portion that does not contribute to cooling is kept away from the heat sink H, and may have a shape that makes the vicinity of the heat sink H a negative pressure.

また、図3(A)は、図2に示すフィンTとしてのフィンT1を示す。フィンT1は、2枚の湾曲板によって構成される。フィンT1の各湾曲板は、回転フレーム13の背面壁13aに固定されて設けられる。   FIG. 3A shows a fin T1 as the fin T shown in FIG. The fin T1 is constituted by two curved plates. Each curved plate of the fin T1 is fixed to the rear wall 13a of the rotating frame 13 and provided.

一方で、図3(B)は、図2に示すフィンTとしてのフィンT2を示す。フィンT2は、2枚の湾曲板と、X−Y平面の平板とによって構成される。フィンT2の各湾曲板は、フィンT1と同様に、回転フレーム13の背面壁13aに固定されて設けられる。   On the other hand, FIG. 3B shows a fin T2 as the fin T shown in FIG. The fin T2 is configured by two curved plates and a flat plate in the XY plane. Each curved plate of the fin T2 is provided to be fixed to the rear wall 13a of the rotating frame 13, similarly to the fin T1.

図4に示すように回転フレーム13が回転すると、回転空間G´内のエアがフィンT(図3に示すフィンT1又はT2)の大開口部側からフィンTに流入する。そして、大開口部側からフィンTに流入したエアは、フィンTの内壁側を高速で進み、小開口部側から排出されてヒートシンクHに当たりヒートシンクHを冷却する。なお、回転空間G´内の僅かなエアは、回転に伴い回転空間G´外の空間に漏れる。   When the rotating frame 13 rotates as shown in FIG. 4, the air in the rotating space G ′ flows into the fin T from the large opening side of the fin T (fin T1 or T2 shown in FIG. 3). Then, the air flowing into the fins T from the large opening portion travels at a high speed on the inner wall side of the fins T, is discharged from the small opening portion side, hits the heat sink H, and cools the heat sink H. Note that a small amount of air in the rotating space G 'leaks into a space outside the rotating space G' with the rotation.

なお、フィンTは、回転フレーム13に固定される場合について説明したが、その場合に限定されるものではない。例えば、フィンTは、ヒートシンクHに固定されてもよい。また、フィンTの各湾曲板の内表面に突起等が設けられてもよい。この構成により、回転フレーム13が回転すると、各湾曲板の内表面付近に乱流が発生するので、ヒートシンクHに対するより大きな冷却効率を見込める。   Although the case where the fin T is fixed to the rotating frame 13 has been described, the present invention is not limited to this case. For example, the fins T may be fixed to the heat sink H. Further, a projection or the like may be provided on the inner surface of each curved plate of the fin T. With this configuration, when the rotating frame 13 rotates, a turbulent flow occurs near the inner surface of each curved plate, so that greater cooling efficiency for the heat sink H can be expected.

X線CT装置1の第1例に係るフィンT(図3に示すフィンT1又はT2)によれば、回転中のヒートシンクH等の冷却対象ユニットに当たるエアの流速を局所的に高めることでヒートシンクHの冷却効率を向上できる。それにより、冷却対象ユニット用の回転部ユニットファンを搭載する必要がなくなるので、装置の静音化を実現することができる。なお、X線CT装置1が第1例に係るフィンTを備える場合において、冷却対象ユニット用の回転部ユニットファンを搭載することを排除するものではなく、搭載された回転部ユニットファンの回転速度を落としたり、ゼロとすることで、X線CT装置1は、静音化を実現することもできる。   According to the fin T (fin T1 or T2 shown in FIG. 3) according to the first example of the X-ray CT apparatus 1, the heat sink H is locally increased by the flow velocity of the air hitting the unit to be cooled such as the rotating heat sink H. Cooling efficiency can be improved. This eliminates the need to mount a rotating unit fan for the unit to be cooled, so that the device can be made quieter. In the case where the X-ray CT apparatus 1 includes the fins T according to the first example, it does not exclude the mounting of the rotating unit fan for the unit to be cooled, but the rotation speed of the mounted rotating unit fan. The X-ray CT apparatus 1 can also realize a silent operation by reducing or setting the value to zero.

2.第2例に係るフィン
図5〜図6は、第2例に係るフィンの構成を示す図である。図5は、架台装置10を示す断面図である。図6は、架台装置10の回転フレーム13を示すX−Y断面図であり、回転フレーム13回転時のフィンの機能を示す図である。
2. Fins According to Second Example FIGS. 5 to 6 are views showing a configuration of a fin according to the second example. FIG. 5 is a sectional view showing the gantry device 10. FIG. 6 is an XY cross-sectional view illustrating the rotating frame 13 of the gantry device 10, and is a diagram illustrating a function of the fin when the rotating frame 13 rotates.

図5は、架台装置10を示すX−Y断面図である。なお、架台装置10のY−Z断面図については、図2の右側と同等であるので説明を省略する。図5に示すように、架台装置10は、収容空間Gを有する固定フレームFと、回転空間G´を有する回転フレーム13とを備える。   FIG. 5 is an XY cross-sectional view illustrating the gantry device 10. In addition, since the YZ cross-sectional view of the gantry device 10 is equivalent to the right side of FIG. As shown in FIG. 5, the gantry device 10 includes a fixed frame F having a housing space G and a rotating frame 13 having a rotating space G '.

回転フレーム13(図2に右側の背面壁13a)は、フィンT(図2に図示)と同様に、フィンUを固定する。なお、図5において、DAS18、ヒートシンクH、及びフィンU以外のユニット(X線管等)については、図示を省略する。   The rotating frame 13 (the rear wall 13a on the right side in FIG. 2) fixes the fin U, similarly to the fin T (shown in FIG. 2). In FIG. 5, units (X-ray tube and the like) other than the DAS 18, the heat sink H, and the fin U are not shown.

前述したように、回転フレーム13の回転中、即ちCTスキャン中に吸排気用の大型の架台ファンを作動させても、回転に伴う回転空間G´内のエアフローはその一部しかヒートシンクHの冷却に寄与しないし、ヒートシンクHの近傍の回転部ユニットファンをCTスキャン中に作動させると、CTスキャン中の騒音が大きくなってしまう。   As described above, even if the large gantry fan for intake and exhaust is operated during the rotation of the rotating frame 13, that is, during the CT scan, the airflow in the rotating space G ′ due to the rotation is partially cooled by the heat sink H. When the rotating unit fan near the heat sink H is operated during the CT scan, noise during the CT scan increases.

そこで、回転フレーム13は、ヒートシンクHを効率的に冷却可能なフィンUを設ける。フィンUは、回転フレーム13の回転中心を中心とする円周上に、複数のフィン要素を設ける。各フィン要素は、回転フレーム13(図2に右側の背面壁13a)に固定される。また、各フィン要素は、各フィン要素が固定された回転フレーム13の回転に従って、回転フレーム13の径方向にエアの流速の勾配を設け、径方向の内側より外側の方がエアの流速が高まるように湾曲している。そして、各フィン要素の径方向外側にヒートシンクHが設けられる。   Therefore, the rotating frame 13 is provided with fins U that can efficiently cool the heat sink H. The fin U is provided with a plurality of fin elements on a circumference around the rotation center of the rotating frame 13. Each fin element is fixed to the rotating frame 13 (the rear wall 13a on the right side in FIG. 2). In addition, each fin element has a gradient of the air flow rate in the radial direction of the rotating frame 13 according to the rotation of the rotating frame 13 to which the fin elements are fixed, and the air flow rate is higher outside the radial direction than inside the radial direction. So that it is curved. Then, a heat sink H is provided radially outside of each fin element.

回転フレーム13が回転すると、外部から吸気口Rを介して収容空間G内に吸気する。その結果、図6に示すように、回転空間G´内には、回転フレーム13の回転の径方向に流速の勾配が発生する(3列の破線矢印)。流速が大きい径方向外側にヒートシンクHが配置されているので、ヒートシンクHの近傍に回転部ユニットファンを搭載することなく、ヒートシンクHの冷却効率の向上に寄与できる。   When the rotating frame 13 rotates, air is sucked from the outside into the housing space G via the air inlet R. As a result, as shown in FIG. 6, a gradient of the flow velocity is generated in the rotation space G ′ in the radial direction of the rotation of the rotating frame 13 (three rows of broken arrows). Since the heat sink H is arranged on the radially outer side where the flow velocity is high, the cooling efficiency of the heat sink H can be improved without mounting the rotating unit fan near the heat sink H.

なお、回転フレーム13は、フィンUに加え、前述のフィンTを設けることもできる。   The rotating frame 13 may be provided with the fins T described above in addition to the fins U.

X線CT装置1の第2例に係るフィンUによれば、回転中のヒートシンクH等の冷却対象ユニットに当たるエアの流速を高めることでヒートシンクHの冷却効率を向上できる。それにより、冷却対象ユニット用の回転部ユニットファンを搭載する必要がなくなるので、装置の静音化を実現することができる。なお、X線CT装置1が第2例に係るフィンUを備える場合において、冷却対象ユニット用の回転部ユニットファンを搭載することを排除するものではなく、搭載された回転部ユニットファンの回転速度を落としたり、ゼロとすることで、X線CT装置1は、静音化を実現することもできる。   According to the fin U according to the second example of the X-ray CT apparatus 1, the cooling efficiency of the heat sink H can be improved by increasing the flow velocity of the air hitting the cooling target unit such as the rotating heat sink H. This eliminates the need to mount a rotating unit fan for the unit to be cooled, so that the device can be made quieter. In the case where the X-ray CT apparatus 1 includes the fins U according to the second example, it does not exclude the mounting of the rotating unit fan for the unit to be cooled, but the rotational speed of the mounted rotating unit fan. The X-ray CT apparatus 1 can also realize a silent operation by reducing or setting the value to zero.

3.第3例に係るフィン
図7〜図8は、第3例に係るフィンの構成を示す図である。図7は、架台装置10を示す断面図である。図8は、架台装置10の回転フレーム13を示すX−Y断面図であり、回転フレーム13回転時のフィンの機能を示す図である。
3. Fins According to Third Example FIGS. 7 and 8 are diagrams illustrating a configuration of a fin according to a third example. FIG. 7 is a sectional view showing the gantry device 10. FIG. 8 is an XY cross-sectional view illustrating the rotating frame 13 of the gantry device 10, and is a diagram illustrating a function of the fin when the rotating frame 13 rotates.

図7は、架台装置10を示すX−Y断面図である。なお、架台装置10のY−Z断面図については、図2の右側と同等であるので説明を省略する。図7に示すように、架台装置10は、収容空間Gを有する固定フレームFと、回転空間G´を有する回転フレーム13とを備える。   FIG. 7 is an XY sectional view showing the gantry 10. In addition, since the YZ cross-sectional view of the gantry device 10 is equivalent to the right side of FIG. As shown in FIG. 7, the gantry device 10 includes a fixed frame F having a housing space G and a rotating frame 13 having a rotating space G ′.

回転フレーム13(図2に右側の背面壁13a)は、フィンT(図2に図示)と同様に、フィンVを固定する。なお、図7において、DAS18、ヒートシンクH、及びフィンV以外のユニット(X線管等)については、図示を省略する。   The rotating frame 13 (the back wall 13a on the right side in FIG. 2) fixes the fins V, similarly to the fins T (shown in FIG. 2). In FIG. 7, units (X-ray tube or the like) other than the DAS 18, the heat sink H, and the fin V are not shown.

前述したように、回転フレーム13の回転中、即ちCTスキャン中に吸排気用の大型の架台ファンを作動させても、回転に伴う回転空間G´内のエアフローはその一部しかヒートシンクHの冷却に寄与しないし、ヒートシンクHの近傍の回転部ユニットファンをCTスキャン中に作動させると、CTスキャン中の騒音が大きくなってしまう。   As described above, even if the large gantry fan for intake and exhaust is operated during the rotation of the rotating frame 13, that is, during the CT scan, the airflow in the rotating space G ′ due to the rotation is partially cooled by the heat sink H. When the rotating unit fan near the heat sink H is operated during the CT scan, noise during the CT scan increases.

そこで、回転フレーム13は、ヒートシンクHを効率的に冷却可能なフィンVを設ける。フィンVは、回転フレーム13の回転中心を中心とする円周上に、複数のフィン要素を設ける。各フィン要素は、回転フレーム13(図2に右側の背面壁13a)に固定される。また、各フィン要素は、各フィン要素が固定された回転フレーム13の回転に従って、回転フレーム13の径方向にエアの流速の勾配を設け、径方向の外側より内側の方がエアの流速が高まるように湾曲している。そして、各フィン要素の径方向内側にヒートシンクHが設けられる。   Therefore, the rotating frame 13 is provided with fins V that can efficiently cool the heat sink H. The fin V is provided with a plurality of fin elements on a circumference centered on the rotation center of the rotating frame 13. Each fin element is fixed to the rotating frame 13 (the rear wall 13a on the right side in FIG. 2). Further, each fin element has a gradient of the air flow rate in the radial direction of the rotating frame 13 according to the rotation of the rotating frame 13 to which each fin element is fixed, and the flow rate of the air is higher at the inner side than at the outer side in the radial direction. So that it is curved. A heat sink H is provided radially inside each fin element.

回転フレーム13が回転すると、外部から開口部Rを介して収容空間G内に吸気する。その結果、図8に示すように、回転空間G´内には、回転フレーム13の回転の径方向に流速の勾配が発生する(3列の破線矢印)。流速が大きい径方向内側にヒートシンクHが配置されているので、ヒートシンクHの近傍に回転部ユニットファンを搭載することなく、ヒートシンクHの冷却効率の向上に寄与できる。   When the rotating frame 13 rotates, air is sucked into the housing space G from the outside via the opening R. As a result, as shown in FIG. 8, a gradient of the flow velocity is generated in the rotating space G 'in the radial direction of the rotation of the rotating frame 13 (three rows of broken arrows). Since the heat sink H is arranged on the radially inner side where the flow velocity is high, the cooling efficiency of the heat sink H can be improved without mounting a rotating unit fan near the heat sink H.

なお、回転フレーム13は、フィンVに加え、前述のフィンTを設けることもできる。   The rotating frame 13 may be provided with the above-mentioned fins T in addition to the fins V.

X線CT装置1の第3例に係るフィンVによれば、回転中のヒートシンクH等の冷却対象ユニットに当たるエアの流速を高めることでヒートシンクHの冷却効率を向上できる。それにより、冷却対象ユニット用の回転部ユニットファンを搭載する必要がなくなるので、装置の静音化を実現することができる。なお、X線CT装置1が第3例に係るフィンVを備える場合において、冷却対象ユニット用の回転部ユニットファンを搭載することを排除するものではなく、搭載された回転部ユニットファンの回転速度を落としたり、ゼロとすることで、X線CT装置1は、静音化を実現することもできる。   According to the fin V according to the third example of the X-ray CT apparatus 1, the cooling efficiency of the heat sink H can be improved by increasing the flow velocity of the air hitting the cooling target unit such as the rotating heat sink H. This eliminates the need to mount a rotating unit fan for the unit to be cooled, so that the device can be made quieter. In the case where the X-ray CT apparatus 1 includes the fins V according to the third example, it does not exclude the mounting of the rotating unit fan for the unit to be cooled, but the rotation speed of the mounted rotating unit fan. The X-ray CT apparatus 1 can also realize a silent operation by reducing or setting the value to zero.

4.第4例に係るフィン
前述のフィンT〜Vは、回転フレーム13の回転によりヒートシンクH等の冷却対象ユニットに当たるエアの流速を制御することで、冷却対象ユニットの冷却効率を向上させることを目的とする。一方で、第4例に係るフィンは、回転フレーム13の静止状態において、冷却対象ユニットの冷却効率を向上させることを目的とする。固定フレームFと回転フレーム13との相対速度が0、即ち、回転フレーム13の静止時には収容空間G内のエアは流れないので、固定フレームFは、回転フレーム13の静止時のみに作動する冷却機構(ファンB1,B2)を搭載する。
4. Fins According to Fourth Example The above-mentioned fins T to V aim at improving the cooling efficiency of the unit to be cooled by controlling the flow rate of air that hits the unit to be cooled such as the heat sink H by the rotation of the rotating frame 13. I do. On the other hand, the fin according to the fourth example aims to improve the cooling efficiency of the cooling target unit when the rotating frame 13 is at rest. Since the relative speed between the fixed frame F and the rotating frame 13 is 0, that is, the air in the storage space G does not flow when the rotating frame 13 is stationary, the fixed frame F operates only when the rotating frame 13 is stationary. (Fans B1, B2) are mounted.

図9は、第4例に係るフィンの構成を示す図である。図9は、架台装置10を示す断面図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the fin according to the fourth example. FIG. 9 is a sectional view showing the gantry device 10.

図9は、架台装置10を示すX−Y断面図である。なお、架台装置10のY−Z断面図については、図2の右側と同等であるので説明を省略する。図9に示すように、架台装置10は、収容空間Gを有する固定フレームFと、回転空間G´を有する回転フレーム13とを備える。   FIG. 9 is an XY sectional view showing the gantry device 10. In addition, since the YZ cross-sectional view of the gantry device 10 is equivalent to the right side of FIG. As shown in FIG. 9, the gantry device 10 includes a fixed frame F having a housing space G and a rotating frame 13 having a rotating space G ′.

回転フレーム13(図2に右側の背面壁13a)は、フィンT(図2に図示)と同様に、フィンWを固定する。固定部Fは、下部側に吸気用の架台ファンB1と、上部側に排気用の架台ファンB2とを設ける。なお、図9において、DAS18、ヒートシンクH、フィンW、ファンB1,B2以外のユニット(X線管等)については、図示を省略する。   The rotating frame 13 (the rear wall 13a on the right side in FIG. 2) fixes the fins W, similarly to the fins T (shown in FIG. 2). The fixed part F is provided with a gantry fan B1 for intake on the lower side and a gantry fan B2 for exhaust on the upper side. In FIG. 9, units (X-ray tubes and the like) other than the DAS 18, the heat sink H, the fins W, and the fans B1 and B2 are not shown.

フィンWは、吸気用の架台ファンB1から吸気されたエアをヒートシンクHに向かって絞り込み、ヒートシンクHに近づくにつれてエアの流速が高まる形状を備える。フィンWは、フィンT1(図3(A)に図示)と同様に、2枚の湾曲板によって構成される。フィンWの各湾曲板は、回転フレーム13の背面壁13aに固定されて設けられる。   The fins W have a shape in which the air sucked from the gantry fan B1 for suction is narrowed toward the heat sink H, and the flow velocity of the air increases as approaching the heat sink H. The fin W is configured by two curved plates, similarly to the fin T1 (shown in FIG. 3A). Each curved plate of the fin W is provided fixed to the rear wall 13a of the rotating frame 13.

回転フレーム13の静止中にヒートシンクHの近傍の回転部ユニットファンを作動させると、騒音が大きくなってしまう。しかし、回転フレーム13の静止中に限定した効果ではあるが、ヒートシンクHの静止位置の近傍に吸気用の架台ファンB1を設け、かつ、架台ファンB1から吸気されたエアをヒートシンクHに向けて絞り込むフィンWを設けることで、回転空間内のエアを両湾曲板に挟まれる空間に効果的に絞り込むことができ、効果的にヒートシンクHの冷却を行うことができる。   If the rotating unit fan near the heat sink H is operated while the rotating frame 13 is at rest, noise increases. However, although the effect is limited to when the rotating frame 13 is stationary, the gantry fan B1 for intake is provided near the stationary position of the heat sink H, and the air sucked from the gantry fan B1 is narrowed down toward the heat sink H. By providing the fins W, the air in the rotating space can be effectively narrowed down to the space between the curved plates, and the heat sink H can be cooled effectively.

又は、フィンWは、吸気用の架台ファンB1から吸気されたエアをヒートシンクHに向かって絞り込み、ヒートシンクHに近づくにつれてエアの流速が高まる形状を備える。フィンWは、フィンT2(図3(B)に図示)と同様に、2枚の湾曲板と、X−Y平面の平板とによって構成される。   Alternatively, the fin W has a shape in which the air sucked from the gantry fan B1 for suction is narrowed toward the heat sink H, and the flow velocity of the air increases as approaching the heat sink H. The fin W is composed of two curved plates and a flat plate in the XY plane, similarly to the fin T2 (shown in FIG. 3B).

回転フレーム13の静止状態で架台ファンB1,B2が作動すると、吸気用の架台ファンB1から吸気されたエアがフィンWの大開口部側からフィンWに流入する。そして、大開口部側からフィンWに流入したエアは、フィンWの内壁側を高速で進み、小開口部側から排出されてヒートシンクHに当たりヒートシンクHを冷却する。ヒートシンクHを冷却したエアは、排気用の架台ファンB2から外部に排気される。   When the gantry fans B1 and B2 operate while the rotating frame 13 is at rest, the air sucked from the gantry fan B1 for intake flows into the fin W from the large opening side of the fin W. The air that has flowed into the fin W from the large opening portion travels at a high speed on the inner wall side of the fin W, is discharged from the small opening portion, hits the heat sink H, and cools the heat sink H. The air that has cooled the heat sink H is exhausted to the outside from the gantry fan B2 for exhausting.

なお、回転フレーム13は、フィンWに加え、前述のフィンTを設けることもできるし、フィンWの機能と、前述のフィンTの機能とを兼ね備えたフィンを設けることもできる。   The rotating frame 13 may be provided with the fins T described above in addition to the fins W, or may be provided with fins having both the function of the fins W and the function of the fins T described above.

また、フィンWは、回転フレーム13に固定される場合について説明したが、その場合に限定されるものではない。例えば、フィンWは、ヒートシンクHに固定されてもよい。また、フィンWの各湾曲板の内表面に突起等が設けられてもよい。この構成により、架台ファンB1を作動させると、各湾曲板の内表面付近に乱流が発生するので、ヒートシンクHに対するより大きな冷却効率を見込める。   Further, the case where the fin W is fixed to the rotating frame 13 has been described, but the present invention is not limited to this case. For example, the fins W may be fixed to the heat sink H. Further, a projection or the like may be provided on the inner surface of each curved plate of the fin W. With this configuration, when the gantry fan B1 is operated, a turbulent flow is generated near the inner surface of each curved plate, so that greater cooling efficiency for the heat sink H can be expected.

X線CT装置1の第4例に係るフィンWによれば、静止中のヒートシンクH等の冷却対象ユニットに当たるエアの流速を局所的に高めることでヒートシンクHの冷却効率を向上できる。それにより、冷却対象ユニット用の回転部ユニットファンを搭載する必要がなくなるので、装置の静音化を実現することができる。なお、X線CT装置1が第4例に係るフィンWを備える場合において、冷却対象ユニット用の回転部ユニットファンを搭載することを排除するものではなく、搭載された回転部ユニットファンの回転速度を落としたり、ゼロとすることで、X線CT装置1は、静音化を実現することもできる。   According to the fin W according to the fourth example of the X-ray CT apparatus 1, the cooling efficiency of the heat sink H can be improved by locally increasing the flow velocity of the air hitting the unit to be cooled such as the stationary heat sink H. This eliminates the need to mount a rotating unit fan for the unit to be cooled, so that the device can be made quieter. In the case where the X-ray CT apparatus 1 includes the fins W according to the fourth example, it is not excluded that the rotating unit fan for the cooling target unit is mounted, but the rotation speed of the mounted rotating unit fan is not limited. The X-ray CT apparatus 1 can also realize a silent operation by reducing or setting the value to zero.

また、X線CT装置1の第4例に係るフィンWによれば、回転フレーム13のヒートシンクHの冷却に対して耐G性能を考慮しなくてもよくなり、回転部ユニットファンとして、耐G性能を有する安型ファンや、流体軸受けファンや、大型ファン等の静音性に優れたファン導入も可能となる。さらに、X線CT装置1の第4例に係るフィンWによれば、回転フレーム13の静止時のみに回転空間G´内に作られるエアフローについても、フィンT(図2に図示)を有効に利用できるような位置に架台ファンを搭載することにより、より効率的にヒートシンクHの冷却を行うことができる。   Further, according to the fin W according to the fourth example of the X-ray CT apparatus 1, it is not necessary to consider the G-proof performance for cooling the heat sink H of the rotating frame 13, and the rotating unit fan is used as a G unit. It is also possible to introduce a fan with excellent quietness, such as a low-profile fan, a fluid bearing fan, and a large fan having high performance. Further, according to the fins W according to the fourth example of the X-ray CT apparatus 1, the fins T (shown in FIG. 2) are also effectively used for the airflow created in the rotating space G 'only when the rotating frame 13 is stationary. By mounting the gantry fan at a position where it can be used, the heat sink H can be cooled more efficiently.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、回転部に設けられる冷却対象ユニットの冷却効率の向上、又は、装置の静音化を実現することができる。   According to at least one embodiment described above, it is possible to improve the cooling efficiency of the cooling target unit provided in the rotating unit or to reduce the noise of the device.

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は意図していない。これら実施形態は、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同様に、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ものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and equivalents thereof.

1 X線CT装置
11 X線源(X線管)
12 X線検出器
13 回転フレーム
18 DAS(発熱ユニット)
H ヒートシンク(放熱ユニット)
T,T1,T2,U,V,W フィン
1 X-ray CT apparatus 11 X-ray source (X-ray tube)
12 X-ray detector 13 Rotating frame 18 DAS (heating unit)
H heat sink (radiation unit)
T, T1, T2, U, V, W fins

Claims (7)

冷却対象ユニットを回転可能に保持する回転部と、
前記回転部に設けられ、前記冷却対象ユニットの近傍の流速が前記冷却対象ユニットの近傍以外の空間における流速と比して速くなるように設けられるフィンと、
を備えるX線CT装置。
A rotating unit that rotatably holds the unit to be cooled;
Fins provided in the rotating portion, provided so that the flow velocity near the cooling target unit is faster than the flow velocity in a space other than the vicinity of the cooling target unit,
An X-ray CT apparatus comprising:
前記冷却対象ユニットは、前記回転部に設けられる発熱ユニット、又は、前記発熱ユニットの熱を放熱する放熱ユニットである、
請求項1に記載のX線CT装置。
The cooling target unit is a heat generating unit provided in the rotating unit, or a heat radiating unit that radiates heat of the heat generating unit,
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記フィンは、前記回転フレームの回転に従って前記冷却対象ユニット及びその周辺に流れるエアを前記冷却対象ユニットに向かって絞り込み、前記冷却対象ユニットに近づくにつれてエアの流速が高まる形状を備える、
請求項1又は2に記載のX線CT装置。
The fins have a shape in which the air flowing around the cooling target unit and the periphery thereof is narrowed down toward the cooling target unit according to the rotation of the rotating frame, and the flow velocity of the air increases as approaching the cooling target unit.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記フィンは、前記回転部の回転中心を中心とする円周上に、複数のフィン要素を設け、
前記複数のフィン要素のそれぞれは、前記回転部の回転に従って、前記回転部の径方向の内側より外側の方がエアの流速が高まるように湾曲している形状を備え、
前記冷却対象ユニットは、前記フィンの、前記径方向の外側に設けられる、
請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
The fins are provided with a plurality of fin elements on a circumference around a rotation center of the rotating unit,
Each of the plurality of fin elements has a shape that is curved so that a flow rate of air is higher outside a radially inner portion of the rotating portion according to rotation of the rotating portion,
The cooling target unit is provided outside the fin in the radial direction.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記フィンは、前記回転部の回転中心を中心とする円周上に、複数のフィン要素を設け、
前記複数のフィン要素のそれぞれは、前記回転部の回転に従って、前記回転部の径方向の外側より内側の方がエアの流速が高まるように湾曲している形状を備え、
前記冷却対象ユニットは、前記フィンの、前記径方向の内側に設けられる、
請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
The fins are provided with a plurality of fin elements on a circumference around a rotation center of the rotating unit,
Each of the plurality of fin elements has a shape that is curved in such a manner that the inner side of the rotating part in the radial direction is higher in flow rate of air according to the rotation of the rotating part,
The cooling target unit is provided inside the fin in the radial direction.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記回転部を回転可能に支持する固定部と、
前記固定部に設けられ、前記回転部の静止時に作動する吸気用のファンと、
前記固定部に設けられ、前記回転部の静止時に作動する排気用のファンと、をさらに設け、
前記フィンは、前記吸気用のファンによって吸気されたエアを前記冷却対象ユニットに向かって絞り込み、前記冷却対象ユニットに近づくにつれてエアの流速が高まる形状を備える、
請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
A fixed part that rotatably supports the rotating part,
An intake fan provided in the fixed unit and operating when the rotating unit is stationary,
An exhaust fan that is provided on the fixed unit and that operates when the rotating unit is stationary,
The fins have a shape in which the air taken in by the fan for intake is narrowed down toward the unit to be cooled, and the flow velocity of the air increases as approaching the unit to be cooled.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記冷却対象ユニットは、前記回転部の背面壁に固定され、
前記フィンは、前記背面壁に固定される、
請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載のX線CT装置。
The cooling target unit is fixed to a rear wall of the rotating unit,
The fin is fixed to the back wall,
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
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