JP2021142145A - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査室内においてファンによる騒音を低減すること。【解決手段】本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、固定フレームとベアリングと第１の管と第２の管とを備える。固定フレームは、Ｘ線を発生するＸ線管が取り付けられた回転フレームを回転軸周りに回転可能に支持する。ベアリングは、回転フレームの周方向に沿って回転フレームに設けられた第１リングと第１リングに対向し固定フレームに設けられた第２リングとを有し、回転フレームの回転を補助する。第１の管は、第１リングの周方向に沿って回転フレームに設けられ、第１熱媒体が注入される。第２の管は、第２リングの周方向に沿って固定フレームに設けられ、第２熱媒体が注入される。【選択図】図６

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

従来、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置における架台（ガントリともいう）は、回転フレームによりＸ線管を回転可能に支持する。Ｘ線管は、Ｘ線の発生時において、熱を発生する。Ｘ線管で発生した熱は、回転フレームに設置されたラジエーター（ｒａｄｉａｔｏｒ）を介して、架台の内部に放出される。架台内部の熱は、架台の天井に実装されたファンにより、検査室内に放出される。

検査室内において手技が実施される場合、ファンの風切音により、手技に関する医師の会話が遮られたり、当該会話の内容が他の医師に伝わりにくいことがある。

特開平８−１０２４８号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、検査室内においてファンによる騒音を低減することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、固定フレームと、ベアリングと、第１の管と、第２の管とを備える。固定フレームは、Ｘ線を発生するＸ線管が取り付けられた回転フレームを回転軸周りに回転可能に支持する。ベアリングは、前記回転フレームの周方向に沿って前記回転フレームに設けられた第１リングと、前記第１リングに対向し前記固定フレームに設けられた第２リングとを有し、前記回転フレームの回転を補助する。第１の管は、前記第１リングの周方向に沿って前記回転フレームに設けられ、第１熱媒体が注入される。第２の管は、前記第２リングの周方向に沿って前記固定フレームに設けられ、第２熱媒体が注入される。

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図。 図２は、実施形態に係り、Ｘ線ＣＴ装置の配置に関する、検査室と操作室と電源室との一例を示す図。 図３は、実施形態に係り、外装カバーが取り外された架台装置の一例を示す斜視図。 図４は、実施形態に係り、Ｘ線管に接続された回転内冷却管と第１リングとに関して、回転フレームを正面側から見た図。 図５は、実施形態に係り、架台装置を背面側から見た図。 図６は、実施形態に係り、架台装置を側面から見たベアリングと、回転内冷却管と、回転外冷却管と、Ｘ線管と、ラジエーターとの位置関係の一例を示す図。 図７は、実施形態に係り、図６における一部分を拡大した拡大図。 図８は、実施形態の変形例に係り、Ｘ線管に接続された回転内冷却管と第１リングとに関して、回転フレームを正面側から見た図。 図９は、実施形態の変形例に係り、図８における一部分を拡大した拡大図。

以下、図面を参照しながら、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と呼ぶ）の実施形態について詳細に説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成例を示す図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０と、ラジエーター（ｒａｄｉａｔｏｒ）５０とを有する。なお、本実施形態では、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。図１では、説明の都合上、架台装置１０を複数描画しているが、実際のＸ線ＣＴ装置１の構成としては、架台装置１０は、一つである。

図２は、Ｘ線ＣＴ装置１の配置に関する、検査室と操作室と電源室との一例を示す図である。図２に示すように検査室ＳＲには、架台装置１０と、寝台装置３０とが配置される。制御室ＯＲにはコンソール装置４０が配置される。また、電源室ＰＲには、ラジエーター５０が配置される。なお、電源室ＰＲには、コンソール装置４０における前処理機能４４２や再構成処理機能４４３、画像処理機能などの各種処理を実行するサーバが設置されてもよい。また、電源室ＰＲには、Ｘ線ＣＴ装置１へ電源を供給する分電盤、パワーディストリビューターなどが設置される。

架台装置１０及び寝台装置３０は、コンソール装置４０を介したユーザからの操作、或いは架台装置１０、又は寝台装置３０に設けられた操作部を介したユーザからの操作に基づいて動作する。架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。

図３は、外装カバーが取り外された架台装置１０の一例を示す斜視図である。架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の検出データから投影データを収集する撮影系を有する装置である。図１および図３に示すように、架台装置１０は、固定フレーム５と、一対の立設フレーム６と、ベーススタンド７と、二つの架台アーム８と、Ｘ線管１１（Ｘ線発生部）と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、ベアリング１４と、回転内冷却管（第１の管）１５と、回転外冷却管（第２の管）１６と、Ｘ線高電圧装置１７と、制御装置１８と、ウェッジ１９と、コリメータ２０と、ＤＡＳ（Ｄａｔａ ＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）２１と、を有する。

図３に示すように、固定フレーム５は、回転フレーム１３を回転軸Ｒ１回りに回転可能に支持する。固定フレーム５は、アルミニウム等の金属により形成され、中央に開口（ボア）が形成された金属枠である。固定フレーム５は、軸受け（以下、支持軸受と呼ぶ）を介して、回転軸Ｒ１（Ｚ軸）周りに回転フレーム１３を回転可能に支持する。固定フレーム５の両側面側には、架台アーム８を介して一対の立設フレーム６が取付けられる。

一対の立設フレーム６の他端側には、ベーススタンド７が取付けられる。ベーススタンド７には、一対の立設フレーム６が立設して設けられている。ベーススタンド７は、検査室ＳＲの床面に据え付けられる。ベーススタンド７は、立設フレーム６を介して固定フレーム５を床面から離反して支持する。ベーススタンド７は、アルミニウム等の金属により形成される。

二つの架台アーム８は、回転軸Ｒ１に直交し床面に平行する水平軸（Ｘ軸）Ｒ２回りに傾斜（チルト）可能に、固定フレーム５を支持する。各架台アーム８は、ベーススタンド７の上部に取り付けられ、ベーススタンド７と固定フレーム５とを結合する。固定フレーム５のチルトにより、回転軸Ｒ１及び水平軸Ｒ２に直交する垂直軸Ｒ３が床面に対して傾斜する。架台アーム８は、図示しない駆動装置からの駆動信号の供給を受けて固定フレーム５をチルトする。架台アーム８は、アルミニウム等の金属により形成される。回転フレーム１３に対してＸ線管１１等が取付けられている側を正面側、固定フレーム５側を背面側と呼ぶことにする。

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１７からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、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。熱電子がターゲットに衝突することによりＸ線が発生される。Ｘ線管１１における管球焦点で発生したＸ線は、例えばコリメータ２０を介してコーンビーム形に成形され、被検体Ｐに照射される。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。なお、本実施形態においては、一管球型のＸ線ＣＴ装置にも、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２との複数のペアを回転フレーム１３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。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射され、被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、当該Ｘ線量に対応した電気信号をＤＡＳ２１へと出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１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検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、当該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。なお、Ｘ線ＣＴ装置１には、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とが一体として被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ（第３世代ＣＴ）、およびリング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管１１のみが被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ（第４世代ＣＴ）があり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。以下、説明を具体的にするために、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、第３世代ＣＴを例にとり説明する。

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。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、光子計数型Ｘ線検出器であってもよい。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線検出部の一例である。

回転フレーム１３は、開口を有し、Ｘ線を発生するＸ線管１１が取り付けられる。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、後述する制御装置１８によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。回転フレーム１３は、支持軸受を介して固定フレーム５に回転可能に支持される。回転フレーム１３は、制御装置１８の駆動機構からの動力を受けて回転軸Ｒ１回りに一定の角速度で回転する。

なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とに加えて、Ｘ線高電圧装置１７やＤＡＳ２１を更に備えて支持する。このような回転フレーム１３は、撮影空間をなす開口が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。開口の中心軸は、回転フレーム１３の回転軸Ｒ１に一致する。なお、ＤＡＳ２１が生成した検出データは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置１０の非回転部分（例えば固定フレーム５）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へと転送される。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分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。回転フレーム１３には、ベアリング１４における第１リングが設けられる。

図４は、Ｘ線管１１に接続された回転内冷却管１５と第１リング１４１とに関して、回転フレーム１３を正面側から見た図である。図４において、Ｘ線管１１と回転内冷却管１５と第１リング１４１との接続関係を明示するために、回転フレーム１３に搭載された他の構成要素については、図示を省略している。

図５は、架台装置１０を背面側から見た図である。なお、図５において、ブラシ１３１およびスリップリング１３２よりも、Ｚ軸に沿って背面側にある部材の図示は、省略している。ブラシ１３１およびスリップリング１３２は、固定フレーム５側から回転フレーム１３側の構成要素に電力を供給するための部材である。図５に示すように、固定フレーム５の背面側には、ブラシ１３１と、ベアリング１４における第２リング１４２とが取り付けられている。また、回転フレーム１３の背面側にはスリップリング１３２が取付けられている。

ブラシ１３１は、スリップリング１３２に摺り接触するように、固定フレーム５に設けられている。これにより、ブラシ１３１は、スリップリング１３２に給電を行う。スリップリング１３２は、銅や銀等の金属を材料として、回転軸Ｒ１を中心とする同心円状に形成される。スリップリング１３２は、ブラシ１３１からの電力の供給を受ける。

ベアリング１４は、図４および図５に示すように、第１リング１４１と第２リング１４２とを有し、回転フレーム１３の回転を補助する。ベアリング１４は、玉軸受と、ころ軸受と、すべり軸受けと、のうちいずれかである。なお、ベアリング１４は、玉軸受、ころ軸受、およびすべり軸受けなどに限定されず、磁気軸受や流体軸受けなどの他の構造の軸受が用いられてもよい。第１リング１４１は、回転フレーム１３の周方向に沿って回転フレーム１３に設けられる。第２リング１４２は、第１リング１４１に対向し、固定フレーム５に設けられる。第１リング１４１と第２リング１４２とは、開口に天板３３が挿入される方向、すなわちＺ方向に沿って並列に配置される。

ベアリング１４において、Ｘ線管１１において発生した熱は、第１リング１４１と第２リング１４２との間の温度勾配により、第１リング１４１から第２リング１４２へ伝導する。ベアリング１４が玉軸受またはころ軸受で構成される場合、第１リング１４１と第２リング１４２との間には、複数の転動体と当該複数の転動体を保持する保持器とが設けられる。ベアリング１４が玉軸受である場合、転動体はボール（Ｂａｌｌ）に相当し、ベアリング１４がころ軸受である場合、転動体はころ（Ｒｏｌｌｅｒ）に相当する。また、ベアリング１４がすべり軸受で実現される場合、転動体は不要となる。なお、ベアリング１４は、回転軸Ｒ１（Ｚ軸）周りに回転フレーム１３を回転可能に支持軸受とは異なる熱伝導用の軸受である。なお、ベアリング１４は、支持軸受として用いられてもよい。

回転内冷却管１５は、Ｘ線管１１と接続される。すなわち、回転内冷却管１５は、Ｘ線管１１と第１リング１４１とを接続する。回転内冷却管１５は、第１リング１４１に関して、第１リング１４１の内部に設けられる。なお、回転内冷却管１５は、第１リング１４１に関して、第１リング１４１に隣接して設けられてもよい。以下、説明を具体的にするために、回転内冷却管１５は、第１リング１４１において、第１リング１４１の内部に配置されるものとして説明する。回転内冷却管１５は、図３に示すように、回転フレーム１３に沿って配置される。すなわち、回転内冷却管１５は、第１リング１４１の周方向に沿って回転フレーム１３に設けられ、第１熱媒体が注入される。換言すれば、回転内冷却管１５は、第１リング１４１の周方向に沿って周回するように設けられる。なお、回転内冷却管１５は、第１リング１４１の周方向に沿った少なくとも１点において折り返すように設けられてもよい。すなわち、回転内冷却管１５は、第１リング１４１において、第１リング１４１を周回することなく、第１リング１４１の外周における少なくとも２点において折り返して配置されてもよい。第１熱媒体は、例えば、冷却液である。なお、第１熱媒体は、液体に限定されず、気体などの各種媒体であってもよい。

回転内冷却管１５において、不図示のポンプ（以下、回転内ポンプと呼ぶ）により、Ｘ線管１１で発生した熱を第１リング１４１に伝導する冷却液は、Ｘ線管１１と第１リング１４１との間で循環する。冷却液は、例えば、水、冷却油などの各種冷却媒体に相当する。回転内冷却管１５および冷却液を介して、Ｘ線管１１において発生された熱は、第１リング１４１に伝導する。なお、回転内冷却管１５は、第１リング１４１で放熱された冷却液がＸ線管１１に向かう間に、回転フレーム１３に搭載された発熱部品（例えばＤＡＳ２１など）を経由してもよい。

なお、Ｘ線管１１と第１リング１４１とが互いに接触して、回転フレーム１３に搭載される場合、回転内冷却管１５および回転内ポンプは不要となる。このとき、Ｘ線管１１で発生した熱は、Ｘ線管１１と第１リング１４１との温度勾配に応じて、Ｘ線管１１から第１リング１４１へ伝導する。

回転外冷却管１６は、回転外冷却管１６は、第２リング１４２の周方向に沿って固定フレーム５に設けられ、第２熱媒体が注入される。第２熱媒体は、例えば、冷却液である。なお、第２熱媒体は、液体に限定されず、気体などの各種媒体であってもよい。また、第１熱媒体と第２熱媒体とは、異なる媒体であってもよい。回転外冷却管１６は、第２熱媒体を冷却するためのラジエーター５０に接続される。具体的には、回転外冷却管１６は、第２リング１４２とラジエーター５０とを接続する。回転外冷却管１６は、第２リング１４２に関して、第２リング１４２の内部に設けられる。なお、回転外冷却管１６は、第２リング１４２に関して、第２リング１４２に隣接して設けられてもよい。以下、説明を具体的にするために、回転外冷却管１６は、第２リング１４２において、第２リング１４２の内部に配置されるものとして説明する。回転外冷却管１６は、図５に示すように、第２リング１４２の開口に沿って配置される。図５に示すように、回転外冷却管１６は、固定フレーム５と、立設フレーム６と、ベーススタンド７と、架台アーム８とを介して、例えば、検査室ＳＲの床面に配設される。続いて、回転外冷却管１６は、電源室ＰＲまで延伸され、ラジエーター５０に接続される。回転外冷却管１６は、ラジエーター５０に設けられたポンプ（以下、回転外ポンプと呼ぶ）により、第２リング１４２に伝導した熱を吸熱する冷却液を、第２リング１４２とラジエーター５０との間で循環させる。すなわち、当該冷却液は、回転外冷却管１６において、回転外ポンプにより、第２リング１４２とラジエーター５０との間で循環する。回転外冷却管１６および冷却液を介して、第２リング１４２における熱は、ラジエーター５０に伝えられる。

Ｘ線高電圧装置１７は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧及びＸ線管１１に供給するフィラメント電流を発生する機能を有する高電圧発生装置と、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線制御装置とを有する。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、Ｘ線高電圧装置１７は、回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム５側に設けられても構わない。

制御装置１８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサとＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリとを有する。また、制御装置１８は、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。制御装置１８は、コンソール装置４０からの指令に従い、Ｘ線高電圧装置１７及びＤＡＳ２１等を制御する。当該プロセッサは、当該メモリに保存されたプログラムを読み出して実現することで上記制御を実現する。

また、制御装置１８は、コンソール装置４０若しくは架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース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１８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、及び寝台装置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１８が水平軸Ｒ２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てもよい。また、制御装置１８は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられても構わない。なお、制御装置１８は、当該メモリにプログラムを保存する代わりに、当該プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該プロセッサは、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。

ウェッジ１９は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線の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１９は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射される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線を透過して減衰するフィルタである。ウェッジ１９は、例えばウェッジフィルタ（ｗｅｄｇｅ ｆｉｌｔｅｒ）またはボウタイフィルタ（ｂｏｗ−ｔｉｅ ｆｉｌｔｅｒ）であり、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。

コリメータ２０は、ウェッジ１９を透過したＸ線をＸ線照射範囲に絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。

ＤＡＳ２１は、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、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。ＤＡＳ２１が生成した検出データは、コンソール装置４０へと転送される。また、ＤＡＳ２１はデータ収集部の一例である。なお、ＤＡＳ２１には、回転内冷却管１５が配置されてもよい。

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、天板支持フレーム３４とを備えている。基台３１は、天板支持フレーム３４を鉛直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、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長軸方向に移動させるモータあるいはアクチュエータである。寝台駆動装置３２は、コンソール装置４０による制御、または制御装置１８による制御に従い、天板３３を移動する。天板支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、天板支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４との間のデータ通信は、バス（ＢＵＳ）を介して行われる。

メモリ４１は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ４１は、例えば、投影データや再構成画像データを記憶する。メモリ４１は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ４１の保存領域は、Ｘ線ＣＴ装置１内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。また、メモリ４１は、本実施形態に係る制御プログラムを記憶する。メモリ４１は、プリスキャンにより生成されたボリュームデータを記憶する。

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医用画像（ＣＴ画像）や、操作者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としては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。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構わない。

入力インターフェース４３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。入力インターフェース４３としては、例えば、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、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜、使用可能となっている。

なお、本実施形態において、入力インターフェース４３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、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。また、入力インターフェース４３は、入力部の一例である。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ることにしても構わない。

処理回路４４は、入力インターフェース４３から出力される入力操作の電気信号に応じて、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路４４は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３を実行する。システム制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３をそれぞれ実行する処理回路４４は、システム制御部、前処理部、再構成部に相当する。なお、各機能４４１〜４４３は、単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能４４１〜４４３を実現するものとしても構わない。

処理回路４４は、システム制御機能４４１により、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能４４１は、メモリ４１に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路４４内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線ＣＴ装置１の各部を制御する。例えば、処理回路４４は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各機能を制御する。

処理回路４４は、前処理機能４４２により、ＤＡＳ２１から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータを生データ、前処理後のデータを投影データと称する。

処理回路４４は、再構成処理機能４４３により、前処理機能４４２にて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ法：Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する。再構成処理機能４４３は、再構成されたＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。

ラジエーター５０は、回転外冷却管１６と接続される。ラジエーター５０は、第２リング１４２における熱を吸熱した冷却液から熱を放出する。ラジエーター５０は、固定フレーム５と回転フレーム１３とを有する架台装置１０が設置された検査室ＳＲとは異なる部屋、例えば電源室ＰＲに設置される。なお、ラジエーター５０が設置される部屋は、電源室ＰＲに限定されず、検査室ＳＲと異なる部屋であれば、例えば機械室などのいかなる部屋に設置されてもよい。ラジエーター５０の構造は、一般的なラジエータの構造と同様なため、詳細な説明は省略する。

図６は、架台装置１０を側面から見たベアリング１４と、回転内冷却管１５と、回転外冷却管１６と、Ｘ線管１１と、ラジエーター５０との位置関係の一例を示す図である。図６に示すように、第１リング１４１と第２リング１４２とは、回転軸Ｒ１が延びる方向に沿って並列に配置される。すなわち、第１リング１４１と第２リング１４２とは、Ｚ方向に沿って並列に配置される。図７は、図６における一部分ＥＰ１を拡大した拡大図である。図６および図７に示すように、Ｘ線管１１で発生した熱は、Ｘ線管１１において、回転内冷却管１５における冷却液に吸熱される。回転内冷却管１５が第１リング１４１内を通過することにより、冷却液における熱が第１リング１４１に伝導する。第１リング１４１における熱は、ボールまたはころである転動体１４３を介して、もしくは直接的に第２リング１４２に伝導する。第２リング１４２における熱は、回転外冷却管１６における冷却液に吸熱される。回転外冷却管１６における冷却液の熱は、ラジエーター５０において、ファンを介して電源室ＰＲ内に放出される。上述の熱伝達により、架台装置１０内で発生した熱、例えばＸ線管１１により熱は、検査室ＳＲとは異なる電源室ＰＲなどの部屋で放出される。

以上に述べた実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１によれば、回転フレーム１３の周方向に沿って回転フレーム１３に設けられた第１リング１４１と、第１リング１４１に対向し固定フレーム５に設けられた第２リング１４２とを有し、回転フレーム１３の回転を補助するベアリング１４と、第１リング１４１の周方向に沿って回転フレーム１３に設けられ、第１熱媒体が注入される第１の管１５と、第２リング１４２の周方向に沿って固定フレーム５に設けられ、第２熱媒体が注入される第２の管１６とを介して、Ｘ線管１１において発生した熱を、回転フレーム１３側から固定フレーム５側に伝導する。次いで、本Ｘ線ＣＴ装置１は、第２リング１４２に隣接してまたは第２リング１４２の内部に第２リング１４２の周方向に沿って設けられ、第２熱媒体が循環される回転外冷却管１６と、回転外冷却管１６に接続されたラジエーター５０から、当該冷却液の熱を放出（排熱）する。また、ラジエーター５０は、架台装置１０が設置された検査室ＳＲとは異なる部屋に設置される。これらにより、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１によれば、例えばＸ線管１１で発生した熱を、検査室ＳＲとは異なる部屋に放出することができる。

以上のことから、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１によれば、架台装置１０内で放出される熱を削減することができるため、架台装置１０の外装カバーに設置されるファンの数の削減することおよび当該ファンの回転数を低減することができる。これにより、本Ｘ線ＣＴ装置１によれば、検査室ＳＲ内においてファンによる騒音を低減することができる。加えて、本Ｘ線ＣＴ装置１によれば、ブラシ１３１により発生する粉じんを、検査室ＳＲに拡散することを低減することができる。これらのことから、本Ｘ線ＣＴ装置１によれば、検査室ＳＲにおいて、技師の会話を妨げることなく、清潔で静かな環境を提供することができる。

（変形例）
本変形例は、第２リング１４２が第１リング１４１の外周側に設けられることある。図８は、Ｘ線管１１に接続された回転内冷却管１５と第１リング１４１とに関して、回転フレーム１３を正面側から見た図である。図８において、Ｘ線管１１と回転内冷却管１５と第１リング１４１との接続関係を明示するために、回転フレーム１３に搭載された他の構成要素については、図示を省略している。図８に示すように、第１リング１４１と第２リング１４２とを有するベアリング１４において、第１リング１４１は内輪に相当し、第２リング１４２は外輪に相当する。

図９は、図８における一部分ＥＰ２を拡大した拡大図である。図８および図９に示すように、Ｘ線管１１で発生した熱は、回転内冷却管１５における冷却液、ベアリング１４および回転外冷却管１６における冷却液を介して、ラジエーター５０に伝達される。ラジエーター５０に伝達された熱は、ファンを介して電源室ＰＲ内に放出される。本変形例によっても、実施形態と同様の効果を実現できる。なお、本実施形態のさらなる変形例として、実施形態におけるベアリング１４と変形例におけるベアリング１４とが、回転フレーム１３および固定フレーム５にそれぞれ搭載されてもよい。

以上説明した少なくとも実施形態および変形例等によれば、検査室内においてファンによる騒音を低減することができる。

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、実施形態同士の組み合わせ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。

１ Ｘ線ＣＴ装置
５ 固定フレーム
６ 立設フレーム
７ ベーススタンド
８ 架台アーム
１０ 架台装置
１１ Ｘ線管
１２ Ｘ線検出器
１３ 回転フレーム
１４ ベアリング
１５ 回転内冷却管（第１の管）
１６ 回転外冷却管（第２の管）
１７ Ｘ線高電圧装置
１８ 制御装置
１９ ウェッジ
２０ コリメータ
２１ ＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
３０ 寝台装置
３１ 基台
３２ 寝台駆動装置
３３ 天板
３４ 天板支持フレーム
４０ コンソール装置
４１ メモリ
４２ ディスプレイ
４３ 入力インターフェース
４４ 処理回路
５０ ラジエーター
１３１ ブラシ
１３２ スリップリング
１４１ 第１リング
１４２ 第２リング
１４３ 転動体
４４１ システム制御機能
４４２ 前処理機能
４４３ 再構成処理機能

Claims (11)

1. Ｘ線を発生するＸ線管が取り付けられた回転フレームを回転軸周りに回転可能に支持する固定フレームと、
   前記回転フレームの周方向に沿って前記回転フレームに設けられた第１リングと、前記第１リングに対向し前記固定フレームに設けられた第２リングとを有し、前記回転フレームの回転を補助するベアリングと、
   前記第１リングの周方向に沿って前記回転フレームに設けられ、第１熱媒体が注入される第１の管と、
   前記第２リングの周方向に沿って前記固定フレームに設けられ、第２熱媒体が注入される第２の管と、
   を備えたＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 前記第１の管は、前記第１リングに隣接して、または前記第１リングの内部に設けられ、
   前記第２の管は、前記第２リングに隣接して、または前記第２リングの内部に設けられる、
   請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
3. 前記第２の管は、前記第２熱媒体を冷却するためのラジエーターに接続される、請求項１又は２に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
4. 前記ラジエーターは、前記回転フレームと前記固定フレームとを有する架台装置が設置された検査室とは異なる部屋に設置される、
   請求項３に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
5. 前記第１リングと前記第２リングとは、前記回転軸が延びる方向に沿って並列に配置される、
   請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
6. 前記第２リングは、前記第１リングの外周側に配置される、
   請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
7. 前記第１の管は、前記Ｘ線管と接続される、
   請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
8. 前記第１の管は、前記第１リングの周方向に沿って周回するように設けられる、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
9. 前記第１の管は、前記第１リングの周方向に沿った少なくとも１点において折り返すように設けられる、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
10. 前記Ｘ線管と前記第１リングとは互いに接触する、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
11. 前記ベアリングは、玉軸受と、ころ軸受と、すべり軸受けと、のうちいずれかである、
    請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

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