JP4526103B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の診断部位にＸ線を放射しその透過Ｘ線像を検出して断層像を再構成し画像として表示するＸ線ＣＴ装置に関し、特に連続的に回転するスキャナ回転部に電源からＸ線管側へ電力を供給する手段を備えたものにおいて、上記電力供給手段の保守点検を容易にすると共に信頼性を向上することができるＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管から扇状のＸ線ビームを被検体に照射し、該被検体を透過したＸ線を前記Ｘ線管と対向する位置に配置したＸ線検出器で検出し、この検出したデータを画像処理して前記被検体の断層像を得るものである。
【０００３】
前記Ｘ線検出器は、円弧状に配列された数百にも及ぶ検出素子群で構成され、被検体を挟んでＸ線管に対向して配置されており、検出器素子の数に対応した数の放射状に分布するＸ線通路を形成し、Ｘ線管と検出器が一体となって被検体の周りを少なくとも180度以上回転させて一定の角度ごとに被検体の透過Ｘ線を検出する。
【０００４】
このＸ線ＣＴ装置において、近年、“短時間で広い範囲のスキャンが可能”、“体軸方向に連続したデータが得られ、これによって三次元画像の生成が可能になる”などの特徴により、ヘリカルスキャンやスパイラルスキャンと呼ばれるら旋ＣＴが急激に普及した。
【０００５】
このら旋ＣＴは、撮影中に積極的に撮影位置を移動させることで広範囲から多層の撮影にかかる時間を大幅に短縮して、三次元のＣＴ撮影を可能としたものである。
【０００６】
このような特徴のあるら旋ＣＴは、固定したスキャナ本体が連続回転スキャンを行うと同時に寝台を体軸方向に連続移動させることによって、Ｘ線管を被検体に対し相対的にら旋運動をさせる。このように、ら旋スキャンは撮影中、連続回転スキャンと並行して撮影位置も変えているため、全体の撮影時間が短縮される。また、撮影中に体軸方向にも連続走査しているため、三次元データを収集していることになる。
【０００７】
このら旋スキャンを実現するためには、スキャナ回転盤を連続して回転させる必要があり、そのためにはスキャナ回転盤に搭載したＸ線管に連続して電力を供給するための手段が必要となる。この手段とし、スリップリングとブラシから成る電力供給機構が用いられ、前記スキャナ回転盤にＸ線管と共に該Ｘ線管に高電圧（以下、この電圧を管電圧と呼ぶことにする）を印加するための高電圧発生装置などを搭載し、この高電圧発生装置などに前記電力供給機構を介して前記Ｘ線管から所要のＸ線を発生するための電力を供給する。このように、高電圧発生装置はスキャナ回転盤に搭載されて高速に回転されるために、その重量はできるだけ軽い方が望ましい。このため、Ｘ線高電圧装置には、前記高電圧発生装置の高電圧変圧器を小型、軽量化でき、かつ管電圧の脈動を小さくできるインバータ式Ｘ線高電圧装置が用いられる。
【０００８】
しかし、このようなスリップリングとブラシによる電力供給機構による従来のＸ線ＣＴ装置は、スリップリングとブラシの機械的摺接による電力供給方法であるので、前記スリップリングとブラシとの間に大電流が流れることによって、その接触部分に摩耗や腐食が生じるものであった。すなわち、上記スキャナ回転部に搭載されている高電圧変圧器は、出力側に百数十ｋＶもの高電圧を発生させるもので、入力側との絶縁のために内部に十分な絶縁距離を設けてあり、このために数μＨ〜数十μＨの漏れインダクタンスがある。また、上記スリップリングとブラシとを介して流れる電流は、最大で約400Ａにもなる。このような状態で、上記スキャナ回転部が回転するときにスリップリングとスキャナ固定部に設けたブラシとの間に小さな隙間が生じると、上記漏れインダクタンスの影響で電流は流れ続けようとし、上記隙間にアークが発生して局所的に高温になることがある。そして、この高温によって上記スリップリングやブラシが摩耗したり腐食することがあるので、上記スリップリングの研磨やブラシの交換などの保守点検を定期的に行わなければならず、保守点検に多くの労力と費用とを要するものである。
【０００９】
そこで，このような問題点に対処する方法として、電源からＸ線管側へ電力を機械的摺接によらない非接触で供給する電磁誘導作用を利用した方法が特開平7-204192号に開示されている。これは、スキャナ回転部に設けられ電源からＸ線管側へ電力を供給する手段として、上記インバータ式Ｘ線高電圧装置のインバータ回路の出力側に接続されると共にスキャナ回転部の固定枠の周上に第一の巻線を配置し、この第一の巻線に対向して上記スキャナ回転部の回転枠の周上に配置されると共に上記高電圧変圧器の入力側に接続された第二の巻線とを組み合わせて成る電磁誘導送電手段を設けたものである。
【００１０】
また、Ｘ線検出器から画像処理装置へ検出信号を送る手段として発光素子と受光素子を組み合わせた光通信を利用した非接触伝送手段を用いたＸ線ＣＴ装置について特開平9-313473号に公開されている。
【００１１】
これらにより、非接触でＸ線管に高電圧を供給し、Ｘ線検出信号を画像処理装置に伝送することができ、スリップリンク゛とブラシによる機械的摺接による前記電力送電手段及び信号伝送手段の摩耗や腐食を防止し、保守点検を容易にすると共に、装置全体の信頼性を向上することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとしている課題】
しかし、上記特開平7-204192号には、Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路や、Ｘ線管の陽極を回転駆動するＸ線管の陽極回転駆動回路などの、Ｘ線発生に必要な前記高電圧発生回路以外の前記各種回路への電力供給については言及していない。
このため、前記各種回路への電力供給なしではＸ線ＣＴ装置として機能しないので、この各種回路への電力供給も大きな課題である。
この場合、前記各種回路への電力供給に従来と同じスリップリングとブラシの機械的摺接による電力送電方法を用いることが考えられるが、前記各種回路に必要な電力は高電圧発生回路よりも非常に小さいとは言え、数十アンペアの電流が流れるので、この方法でも摩耗や腐食の問題は残る。
【００１３】
そこで本発明の目的は、高電圧発生回路だけでなく、該高電圧発生回路以外のＸ線管のフィラメント加熱回路やＸ線管の陽極回転駆動回路などのＸ線発生に必要な回路にも電磁誘導送電手段による非接触で電力を供給し、電源からＸ線管側へ電力を供給する電力供給手段の保守点検を容易にすると共に装置全体の信頼性を向上することができるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１５】
（1）Ｘ線を放射するＸ線管とこのＸ線管から放射されたＸ線が被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にこの検出信号を増幅するＸ線検出部を有し前記Ｘ線管とＸ線検出部とを対向させて被検体の周りに回転させるスキャナ回転部と、このスキャナ回転部のＸ線検出部からの出力信号を処理して診断部位の断層像を再構成する画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号を入力して断層像を表示する画像表示装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、直流電圧を発生する電源と、この電源からの直流電圧を交流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続されると共に上記スキャナ回転部の固定枠の周上に配置された第一の巻線と上記スキャナ回転部の回転枠の周上に上記第一の巻線に対向して配置された第二の巻線とを組み合わせて成る電磁誘導送電手段と、この電磁誘導送電手段の第二の巻線の出力電圧を該第二の巻線と絶縁して複数種類の出力電圧を発生する絶縁変圧器とを有し、この絶縁変圧器の出力を上記Ｘ線管からのＸ線発生に必要なＸ線発生系手段に供給する。
【００１６】
（2）前記（1）の電磁誘導送電手段は、その第一の巻線をスキャナ回転部の固定枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付け、第二の巻線をスキャナ回転部の回転枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付けて成り、前記第一の巻線で発生する磁束が前記各鉄心を介して第二の巻線に鎖交するようにした。
【００１７】
（3）前記（1）のＸ線発生系手段は、直流の高電圧を発生しこれを前記Ｘ線管に印加する高電圧発生回路と前記Ｘ線管の陽極回転機構に該Ｘ線管の陽極を回転させる電力を供給する陽極回転駆動回路と前記Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路などのＸ線発生に必要な回路と、これらの高電圧発生回路、陽極回転駆動回路、フィラメント加熱回路などを制御する回路の電源である制御電源回路から成り、前記絶縁トランスの出力電圧を前記各回路にそれぞれ絶縁して供給する。
また、上記目的は以下の手段によっても達成される。
【００１８】
（4）Ｘ線を放射するＸ線管とこのＸ線管から放射されたＸ線が被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にこの検出信号を増幅するＸ線検出部を有し前記Ｘ線管とＸ線検出部とを対向させて被検体の周りに回転させるスキャナ回転部と、このスキャナ回転部のＸ線検出部からの出力信号を処理して診断部位の断層像を再構成する画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号を入力して断層像を表示する画像表示装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、直流電圧を発生する電源と、この電源からの直流電圧を交流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続されると共に上記スキャナ回転部の固定枠の周上に配置された第一の巻線と前記スキャナ回転部の回転枠の周上に前記第一の巻線に対向して配置された複数の第二の巻線とを組み合わせて成る電磁誘導送電手段と、この電磁誘導送電手段の複数の第二の巻線の出力を前記Ｘ線管からのＸ線発生に必要なＸ線発生系手段に供給することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【００１９】
（5）前記（4）の電磁誘導送電手段は、その第一の巻線をスキャナ回転部の固定枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付け、複数の第二の巻線をスキャナ回転部の回転枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付けて成り、前記第一の巻線で発生する磁束が前記各鉄心を介して複数の第二の巻線に鎖交するようにした。
【００２０】
（6）前記（4）のＸ線発生系手段は、直流の高電圧を発生しこれを前記Ｘ線管に印加する高電圧発生回路と前記Ｘ線管の陽極回転機構に該Ｘ線管の陽極を回転させる電力を供給する陽極回転駆動回路と前記Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路などのＸ線発生に必要な回路と、これらの高電圧発生回路、陽極回転駆動回路、フィラメント加熱回路などを制御する回路の電源である制御電源回路から成り、前記複数の第二の巻線の出力を前記各回路にそれぞれ絶縁して供給する。
さらに、上記目的は以下の手段によっても達成される。
【００２１】
（7）Ｘ線を放射するＸ線管とこのＸ線管から放射されたＸ線が被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にこの検出信号を増幅するＸ線検出部を有し前記Ｘ線管とＸ線検出部とを対向させて被検体の周りに回転させるスキャナ回転部と、このスキャナ回転部のＸ線検出部からの出力信号を処理して診断部位の断層像を再構成する画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号を入力して断層像を表示する画像表示装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、直流電圧を発生する電源と、この電源からの直流電圧を交流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続されると共に前記スキャナ回転部の固定枠の周上に配置された第一の巻線と前記スキャナ回転部の回転枠の周上に前記第一の巻線に対向して配置された複数の第二の巻線とを組み合わせて成る電磁誘導送電手段と、この電磁誘導送電手段の複数の第二の巻線のうちの任意の巻線の出力電圧を入力すると共に該第二の巻線の残りの巻線と絶縁して複数種類の出力電圧を発生する絶縁変圧器とを有し、前記残りの第二の巻線の出力と前記絶縁変圧器の出力を前記Ｘ線管からのＸ線発生に必要なＸ線発生系手段に供給することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【００２２】
（8）前記（7）の電磁誘導送電手段は、その第一の巻線をスキャナ回転部の固定枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付け、複数の第二の巻線をスキャナ回転部の回転枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付けて成り、前記第一の巻線で発生する磁束が前記各鉄心を介して複数の第二の巻線に鎖交するようにした。
【００２３】
（9）前記（7）のＸ線発生系手段は、直流の高電圧を発生しこれを前記Ｘ線管に印加する高電圧発生回路と前記Ｘ線管の陽極回転機構に該Ｘ線管の陽極を回転させる電力を供給する陽極回転駆動回路と前記Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路などのＸ線発生に必要な回路と、これらの高電圧発生回路、陽極回転駆動回路、フィラメント加熱回路などを制御する回路の電源である制御電源回路から成り、前記残りの第二の巻線の出力と前記絶縁トランスの出力を前記各回路にそれぞれ絶縁して供給する。
【００２４】
そして、上記（1）、（4）、（7）のいずれの手段でもＸ線発生系手段の各回路の直流電源部は共用することもできる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明によるＸ線ＣＴ装置の実施例を示す全体構成のブロック図である。
【００２６】
このＸ線ＣＴ装置は、被検体の診断部位にＸ線を放射しその透過Ｘ線量分布を検出して断層像を再構成して画像として表示するもので、図1に示すように、電源１と、インバータ回路２と、絶縁トランス570と、高電圧発生回路520と、Ｘ線管560の陽極回転駆動回路510と、Ｘ線管560のフィラメント加熱回路530と、制御電源回路540と、Ｘ線検出部550と、画像処理装置9と、画像表示装置10とを有し、上記電源１からＸ線管560側へ電力を供給する手段としてスキャナ回転部5に電磁誘導送電手段4を備え、さらにＸ線検出部550から画像処理装置9へ検出信号を送る手段としてスキャナ回転部に設けた前記Ｘ線検出部550からの出力信号を光に変換する発光素子7cとスキャナ固定部に設けた光を電気信号に変換する受光素子8cとによる信号伝送手段とを備えて成る。
【００２７】
上記電源1は、インバータ回路2に供給する直流電圧を発生するもので、図1においては商用の交流電源101と、この交流電源の電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ回路102と、このコンバータ回路の出力電圧を平滑するコンデンサ103とから成る。なお、この電源１の入力電源としての商用電源は、単相交流電源を例としてあげたが、これは三相交流電源でも良く、また、前記電源1は、直流電圧を発生するものであれば上記の構成に限らず、例えばバッテリであっても良い。
【００２８】
インバータ回路2は、上記電源１から出力された直流電圧を高周波の交流に変換するもので、この変換された高周波交流電圧を共振コンデンサ3とこれと直列に接続される回路のインダクタンス（電磁誘導送電手段4、絶縁トランス570、高電圧変圧器524の漏れインダクタンスなどの回路系に存在するインダクタンス成分であるが、前記高電圧変圧器524の漏れインダクタンスがほとんどを占める）との共振作用によって生じる電力をＸ線管560などに供給する。
【００２９】
電磁誘導送電手段4は、スキャナ固定部に設けた第一の巻線401とスキャナ回転部に設けた第二の巻線402などから成り、後述の機構による電磁誘導作用により前記インバータ回路２の出力を回転部5に搭載した絶縁トランス570に非接触で送電する。
【００３０】
複数出力をもつ絶縁トランス570は、上記インバータ回路2から出力された交流電圧を、電磁誘導送電手段４を介して該絶縁トランス570の巻数比倍の電圧に変換し、この変換された電圧をそれぞれ高電圧発生回路520、Ｘ線管の陽極回転駆動回路510、フィラメント加熱回路530、制御電源回路540に入力する。
【００３１】
高電圧発生回路520は、コンバータ回路521と、平滑コンデンサ522と、インバータ回路523と、高電圧変圧器524とから構成され、コンバータ回路521は、上記絶縁トランス570から出力された交流電圧を直流電圧に変換し、この変換された直流電圧を平滑コンデンサ522で平滑し、この平滑された直流電圧をインバータ回路523で高周波の交流に変換してこれを高電圧変圧器524で昇圧する。この昇圧した交流電圧を高電圧整流器525で直流の高電圧に変換してこれをＸ線管560に印加し、Ｘ線管560からＸ線を放射する。
【００３２】
Ｘ線管の陽極回転駆動回路510は、Ｘ線放射時におけるＸ線管560の陽極ターゲットの負荷を軽減するために該Ｘ線管の陽極回転駆動機構の固定子コイル561に三相交流電圧を供給するための回路である。上記絶縁トランス570から出力された交流電圧をコンバータ回路511で直流に変換し、これを平滑コンデンサ512で平滑してこの電圧をインバータ回路513で設定した周波数の三相交流電圧に変換し、これを前記固定子コイル561に供給して、前記Ｘ線管560の陽極を所定の回転数で回転させる。
【００３３】
フィラメント加熱回路530は、Ｘ線管の陽極と陰極間に電流（以下、この電流を管電流と呼ぶことにする）を流して所要のＸ線照射量を発生すためのＸ線管のフィラメントを加熱する回路で、上記絶縁トランス570から出力された交流電圧をコンバータ回路531で直流に変換し、これを平滑コンデンサ532で平滑してこの電圧をインバータ回路533で所定周波数の単相交流電圧に変換し、この電圧を加熱トランス535を介してＸ線管560のフィラメントに印加して該フィラメントを所定の温度に加熱する。
【００３４】
制御電源回路540は、上記高電圧発生回路520、Ｘ線管の陽極回転駆動回路520、Ｘ線管のフィラメント加熱回路530のそれぞれの制御回路へ直流電源を供給する回路で、上記絶縁トランス570の出力電圧を整流回路541で直流電圧に変換する回路である。
【００３５】
Ｘ線検出部550は、上記Ｘ線管560から放射され被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にその検出信号を増幅するもので、上記の透過Ｘ線量分布を検出する検出器551と、この検出器551からの検出信号を増幅するプリアンプ552とから成る。
画像処理装置9は、上記Ｘ線検出部550からの出力信号を入力して処理し、被検体6の診断部位の断層像を再構成するものである。
画像表示装置10は、上記画像処理装置9からの出力信号を入力して断層像を表示するもので、例えばテレビモニタから成る。
【００３６】
このように、スキャナ回転部5には、上記高電圧発生回路520と、高電圧整流器525と、Ｘ線管560と、Ｘ線検出部550に加え、上記Ｘ線管の陽極回転駆動回路510と、Ｘ線管のフィラメント加熱回路510と、制御電源回路540とが搭載され、上記Ｘ線管6とＸ線検出部550とが被検体6を挟んで対向し上記被検体6の周りを回転するようになっている。
【００３７】
スキャナ回転部5は、中心部に被検体挿入用の開口部が形成された回転枠を有し，この回転枠の一側面に、上記絶縁トランス570、高電圧発生回路520、高電圧整流器525、Ｘ線管の陽極回転駆動回路510、フィラメント加熱回路530、制御電源回路540、Ｘ線管560、Ｘ線検出部550を搭載し、前記回転枠の胴部の周りには検出信号伝送用の発光素子7cを（図1の7c）を設け、この発光素子に対向してスキャナの固定枠に受光素子8c（図1の8c）を設けて、これらによって被検体を透過したＸ線検出信号を画像処理装置9に伝送する。
【００３８】
図2は上記電磁誘導送電手段4の具体的な構造である。同図（ａ）はスキャナの被検体挿入用開口部51と固定枠55と回転枠52との位置関係を示す断面図、（ｂ）は図2（ａ）の破線で囲んで示した電磁誘導送電手段4の部分を拡大した斜視図である。
【００３９】
先ず、スキャナ回転枠52は、固定枠55の内側にて軸方向に所定距離だけ離して設けた軸受406a，406bによって回転可能に取り付けられている。固定枠55の内側面と回転枠52の外周面にはそれぞれ対向して第一の鉄心404と第二の鉄心405が配置されている。各々の鉄心は一体でも良いが、複数に分割されていても良い。また、一方の鉄心が一体で、他方の鉄心が分割されているという組み合わせでも良い。第一の鉄心404に設けた溝には、インバータ回路2の出力側に接続された第一の巻線401が嵌め込み固定され、第二の鉄心405に設けた溝には、絶縁トランス570の入力側に接続された第二の巻線402が嵌め込み固定される。電磁誘導送電手段4を上記のように構成することにより、図1に示すインバータ回路2から供給された交流電流が第一の巻線401に流れると、図2（ｂ）に示すように、対向する第一の巻線401及び第二の巻線402，及び対向する円形で断面がコの字形の第一の鉄心404と、同じく円形で断面がコの字形の第二の鉄心405とで構成された外鉄形の変圧器に磁気回路が形成され磁束φが発生する。すると、磁束φに鎖交している第二の巻線402に電圧が誘起され、この第二の巻線402から図1に示す絶縁トランス570に交流電圧を供給することができる。このようにして、Ｘ線管560の管電圧を発生する高電圧発生回路520と高電圧整流回路525に加えて、Ｘ線を発生するに必要なＸ線管の陽極回転駆動回路510、Ｘ線管のフィラメント加熱回路530、前記回路を制御する回路の電源である制御電源回路540にも非接触で電力を供給することができるようになる。
【００４０】
図3に本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第二の実施例を示す。
【００４１】
この実施例における電磁誘導送電手段4は、第一の実施例と同じ原理に従うものであるが、スキャナ固定部に設けた第一の巻線401に対向してスキャナ回転部に複数の第二の巻線402a〜402dを設け、第二の巻線402aは高電圧発生回路520の入力側に、第二の巻線402bはＸ線管の陽極回転駆動回路510の入力側に、第二の巻線402cはフィラメント加熱回路530の入力側に、第二の巻線402dは制御電源回路540の入力側に接続して、前記第二の巻線402a〜402dに誘起される電圧をＸ線発生に必要な各種回路に供給するものである。
【００４２】
図4に上記第二の実施例における電磁誘導送電手段4の具体的な構造を示す。
同図（ａ）はスキャナの被検体挿入用開口部51と固定枠55と回転枠52との位置関係を示す断面図、（ｂ）は図4（ａ）の破線で囲んで示した電磁誘導送電手段4の部分を拡大した斜視図である。
【００４３】
先ず、回転枠52は、固定枠55の内側にて軸方向に所定距離だけ離して設けた軸受406a，406bによって回転可能に取り付けられている。固定枠55の内側面と回転枠52の外周面にはそれぞれ対向して第一の鉄心404と第二の鉄心405が配置されている。各々の鉄心は一体でも良いが、複数に分割されていても良い。また、一方の鉄心が一体で、他方の鉄心が分割されているという組み合わせでも良い。第一の鉄心404に設けた溝には、図1に示すインバータ回路2の出力側に接続された第一の巻線401が嵌め込み固定され、第二の鉄心405に設けた溝には、第二の巻線402a〜402dが嵌め込み固定される。
【００４４】
電磁誘導手段4を上記のように構成することにより、インバータ回路2からの高周波の交流電流が第一の巻線401に流れると、図4（ｂ）に示すように、対向する第一の巻線及び第二の巻線402a〜403d、及び対向する円形で断面がコの字形の第一の鉄心404と同じく円形で断面がコの字形の第二の鉄心405とで構成された外鉄形の変圧器に磁気回路が形成され磁束φが発生する。すると、磁束φに鎖交している第二の巻線402a〜402dに電圧が誘起され、この第二の巻線402a〜403dから図３に示す高電圧発生回路520、陽極駆動回路510、加熱回路530、制御電源回路540に交流電圧を供給することができる。
【００４５】
この第二の実施例では、絶縁トランスが不要となるので、スキャナ回転部に搭載する回路を小型、軽量にすることができる。
【００４６】
図5に本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第三の実施例を示す。
【００４７】
この実施例による電磁誘導送電手段4は、第一、第二の実施例と同じ原理に従うものであるが、少なくとも二つの第二の巻線402が第一の巻線401に対向している。第二の巻線402aは絶縁トランス571の入力側に接続してこの絶縁トランス571の出力をそれぞれフィラメント加熱回路530と制御電源回路540に供給し、第二の巻線402bはＸ線管の陽極回転駆動回路510の入力側に、第二の巻線402cは高電圧発生回路520の入力側に接続する。
【００４８】
この実施例では、第一の実施例で示した絶縁トランス570を小形にできるという特徴がある。なお、絶縁トランス571の出力は、加熱回路530の入力側と制御電源回路540の入力側に接続しているが、高電圧発生回路520の入力側やあるいは陽極駆動回路510の入力側でも良く、絶縁トランス571の出力端子数，電磁誘導送電手段４の出力端子数もこれに限るものではない。
【００４９】
図6に本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第四の実施例を示す。
【００５０】
この実施例は、上記の高電圧発生回路520とＸ線管の陽極回転駆動回路510の直流電源部を共用にして該高電圧発生回路と陽極回転駆動回路を一体にしたものである。図6の高電圧発生＆陽極回転駆動回路580はこれを示し、これによって第一、第二、第三の実施例に比べて電磁誘導送電手段から出力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を1回路ぶんだけ少なくなり、小形にできるという特徴がある。さらにこの実施例は、第一の実施例と同様、電磁誘導送電手段4の出力側に絶縁トランス572のみが接続されている構成であるが、第一の実施例に比べて前記絶縁トランスの出力巻線が1回路ぶん少なくて済むので、該絶縁トランスも小形できる。また、この実施例では、高電圧発生回路520と陽極駆動回路510の少なくとも二つの回路を一体化しているが、その他の加熱回路530、制御電源回路540も含み全て一体化、また別の組み合せで一体化しても良い。また、この実施例では、第一の実施例と同様に、電磁誘導送電手段４の出力側に絶縁トランス572のみが接続されている構成であるが、第二の実施例のように絶縁トランスを用いない構成としても良く、第三の実施例のように絶縁トランスを一部の回路の入力側に設けても良い。
【００５１】
なお、以上に示した実施例では、スキャナ回転部5に搭載される装置群の小形化をメリットとしている。小形化されることにより、スキャナ回転部5はより大きな遠心力に耐えることができるので、より速いスピードで回転できる。これにより、“短時間で広い範囲のスキャンが可能”、“体軸方向に連続したデータが得られ、これによって三次元画像の生成が可能になる”などのら旋ＣＴスキャン対応のＸ線ＣＴ装置に好適なものとなる。
また、上記実施例においては、鉄心の形状としてコの字形としたが、第一の巻線401aで発生した磁束が、第一の鉄心404及び第二の鉄心405を介して第二の巻線402bに鎖交するようにすれば、上記形状にかかわらず、他の形状にすることも可能である。
【００５２】
以上のように本発明の主旨は、高電圧発生回路だけでなく、フィラメント加熱回路やＸ線管の陽極回転駆動回路などのＸ線発生に必要な前記高電圧発生回路以外の回路にも電磁誘導送電手段によって電力を供給することを可能にするものであれば、上記の実施例に限らずにどのような実施形態でも良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上に説明したように、高電圧発生回路だけでなく、フィラメント加熱回路やＸ線管の陽極回転駆動回路などのＸ線発生に必要な前記高電圧発生回路以外の回路にも電磁誘導送電手段によって電力を供給するようにしたので、Ｘ線発生系への電力供給手段の保守点検が容易になり、かつ信頼性が向上するＸ線ＣＴ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸ線ＣＴ装置の第一の実施例を示す全体構成のブロック図。
【図２】図１の本発明による第一の実施例の電磁誘導送電手段の具体的構造図。
【図３】本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第二の実施例図。
【図４】図３の本発明による第二の実施例の電磁誘導送電手段の具体的構造図。
【図５】本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第三の実施例図。
【図６】本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第四の実施例図。
【符号の説明】
1…電源、2…インバータ回路、4…電磁誘導送電手段、5…スキャナ回転部、6…被検体、7c…発光素子、8c…受光素子、52…スキャナ回転枠、55…スキャナ固定枠、101…商用交流電源、401…電磁誘導送電手段4の第一の巻線、402…電磁誘導送電手段4の第二の巻線、404…電磁誘導送電手段4の第一の鉄心、405…電磁誘導送電手段4の第二の鉄心、406a，406b…軸受、510…Ｘ線管の陽極回転駆動回路、524…高電圧変圧器、570,571,572…絶縁トランス、530…フィラメント加熱回路、540…制御電源回路、550…Ｘ線検出部、560…Ｘ線管、561…Ｘ線管の陽極回転機構の固定子コイル
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の診断部位にＸ線を放射しその透過Ｘ線像を検出して断層像を再構成し画像として表示するＸ線ＣＴ装置に関し、特に連続的に回転するスキャナ回転部に電源からＸ線管側へ電力を供給する手段を備えたものにおいて、上記電力供給手段の保守点検を容易にすると共に信頼性を向上することができるＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管から扇状のＸ線ビームを被検体に照射し、該被検体を透過したＸ線を前記Ｘ線管と対向する位置に配置したＸ線検出器で検出し、この検出したデータを画像処理して前記被検体の断層像を得るものである。
【０００３】
前記Ｘ線検出器は、円弧状に配列された数百にも及ぶ検出素子群で構成され、被検体を挟んでＸ線管に対向して配置されており、検出器素子の数に対応した数の放射状に分布するＸ線通路を形成し、Ｘ線管と検出器が一体となって被検体の周りを少なくとも180度以上回転させて一定の角度ごとに被検体の透過Ｘ線を検出する。
【０００４】
このＸ線ＣＴ装置において、近年、“短時間で広い範囲のスキャンが可能”、“体軸方向に連続したデータが得られ、これによって三次元画像の生成が可能になる”などの特徴により、ヘリカルスキャンやスパイラルスキャンと呼ばれるら旋ＣＴが急激に普及した。
【０００５】
このら旋ＣＴは、撮影中に積極的に撮影位置を移動させることで広範囲から多層の撮影にかかる時間を大幅に短縮して、三次元のＣＴ撮影を可能としたものである。
【０００６】
このような特徴のあるら旋ＣＴは、固定したスキャナ本体が連続回転スキャンを行うと同時に寝台を体軸方向に連続移動させることによって、Ｘ線管を被検体に対し相対的にら旋運動をさせる。このように、ら旋スキャンは撮影中、連続回転スキャンと並行して撮影位置も変えているため、全体の撮影時間が短縮される。また、撮影中に体軸方向にも連続走査しているため、三次元データを収集していることになる。
【０００７】
このら旋スキャンを実現するためには、スキャナ回転盤を連続して回転させる必要があり、そのためにはスキャナ回転盤に搭載したＸ線管に連続して電力を供給するための手段が必要となる。この手段とし、スリップリングとブラシから成る電力供給機構が用いられ、前記スキャナ回転盤にＸ線管と共に該Ｘ線管に高電圧（以下、この電圧を管電圧と呼ぶことにする）を印加するための高電圧発生装置などを搭載し、この高電圧発生装置などに前記電力供給機構を介して前記Ｘ線管から所要のＸ線を発生するための電力を供給する。このように、高電圧発生装置はスキャナ回転盤に搭載されて高速に回転されるために、その重量はできるだけ軽い方が望ましい。このため、Ｘ線高電圧装置には、前記高電圧発生装置の高電圧変圧器を小型、軽量化でき、かつ管電圧の脈動を小さくできるインバータ式Ｘ線高電圧装置が用いられる。
【０００８】
しかし、このようなスリップリングとブラシによる電力供給機構による従来のＸ線ＣＴ装置は、スリップリングとブラシの機械的摺接による電力供給方法であるので、前記スリップリングとブラシとの間に大電流が流れることによって、その接触部分に摩耗や腐食が生じるものであった。すなわち、上記スキャナ回転部に搭載されている高電圧変圧器は、出力側に百数十ｋＶもの高電圧を発生させるもので、入力側との絶縁のために内部に十分な絶縁距離を設けてあり、このために数μＨ〜数十μＨの漏れインダクタンスがある。また、上記スリップリングとブラシとを介して流れる電流は、最大で約400Ａにもなる。このような状態で、上記スキャナ回転部が回転するときにスリップリングとスキャナ固定部に設けたブラシとの間に小さな隙間が生じると、上記漏れインダクタンスの影響で電流は流れ続けようとし、上記隙間にアークが発生して局所的に高温になることがある。そして、この高温によって上記スリップリングやブラシが摩耗したり腐食することがあるので、上記スリップリングの研磨やブラシの交換などの保守点検を定期的に行わなければならず、保守点検に多くの労力と費用とを要するものである。
【０００９】
そこで，このような問題点に対処する方法として、電源からＸ線管側へ電力を機械的摺接によらない非接触で供給する電磁誘導作用を利用した方法が特開平7-204192号に開示されている。これは、スキャナ回転部に設けられ電源からＸ線管側へ電力を供給する手段として、上記インバータ式Ｘ線高電圧装置のインバータ回路の出力側に接続されると共にスキャナ回転部の固定枠の周上に第一の巻線を配置し、この第一の巻線に対向して上記スキャナ回転部の回転枠の周上に配置されると共に上記高電圧変圧器の入力側に接続された第二の巻線とを組み合わせて成る電磁誘導送電手段を設けたものである。
【００１０】
また、Ｘ線検出器から画像処理装置へ検出信号を送る手段として発光素子と受光素子を組み合わせた光通信を利用した非接触伝送手段を用いたＸ線ＣＴ装置について特開平9-313473号に公開されている。
【００１１】
これらにより、非接触でＸ線管に高電圧を供給し、Ｘ線検出信号を画像処理装置に伝送することができ、スリップリンク゛とブラシによる機械的摺接による前記電力送電手段及び信号伝送手段の摩耗や腐食を防止し、保守点検を容易にすると共に、装置全体の信頼性を向上することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとしている課題】
しかし、上記特開平7-204192号には、Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路や、Ｘ線管の陽極を回転駆動するＸ線管の陽極回転駆動回路などの、Ｘ線発生に必要な前記高電圧発生回路以外の前記各種回路への電力供給については言及していない。
このため、前記各種回路への電力供給なしではＸ線ＣＴ装置として機能しないので、この各種回路への電力供給も大きな課題である。
この場合、前記各種回路への電力供給に従来と同じスリップリングとブラシの機械的摺接による電力送電方法を用いることが考えられるが、前記各種回路に必要な電力は高電圧発生回路よりも非常に小さいとは言え、数十アンペアの電流が流れるので、この方法でも摩耗や腐食の問題は残る。
【００１３】
そこで本発明の目的は、高電圧発生回路だけでなく、該高電圧発生回路以外のＸ線管のフィラメント加熱回路やＸ線管の陽極回転駆動回路などのＸ線発生に必要な回路にも電磁誘導送電手段による非接触で電力を供給し、電源からＸ線管側へ電力を供給する電力供給手段の保守点検を容易にすると共に装置全体の信頼性を向上することができるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１５】
（1）Ｘ線を放射するＸ線管とこのＸ線管から放射されたＸ線が被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にこの検出信号を増幅するＸ線検出部を有し前記Ｘ線管とＸ線検出部とを対向させて被検体の周りに回転させるスキャナ回転部と、このスキャナ回転部のＸ線検出部からの出力信号を処理して診断部位の断層像を再構成する画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号を入力して断層像を表示する画像表示装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、直流電圧を発生する電源と、この電源からの直流電圧を交流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続されると共に上記スキャナ回転部の固定枠の周上に配置された第一の巻線と上記スキャナ回転部の回転枠の周上に上記第一の巻線に対向して配置された第二の巻線とを組み合わせて成る電磁誘導送電手段と、この電磁誘導送電手段の第二の巻線の出力電圧を該第二の巻線と絶縁して複数種類の出力電圧を発生する絶縁変圧器とを有し、この絶縁変圧器の出力を上記Ｘ線管からのＸ線発生に必要なＸ線発生系手段に供給する。
【００１６】
（2）前記（1）の電磁誘導送電手段は、その第一の巻線をスキャナ回転部の固定枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付け、第二の巻線をスキャナ回転部の回転枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付けて成り、前記第一の巻線で発生する磁束が前記各鉄心を介して第二の巻線に鎖交するようにした。
【００１７】
（3）前記（1）のＸ線発生系手段は、直流の高電圧を発生しこれを前記Ｘ線管に印加する高電圧発生回路と前記Ｘ線管の陽極回転機構に該Ｘ線管の陽極を回転させる電力を供給する陽極回転駆動回路と前記Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路などのＸ線発生に必要な回路と、これらの高電圧発生回路、陽極回転駆動回路、フィラメント加熱回路などを制御する回路の電源である制御電源回路から成り、前記絶縁トランスの出力電圧を前記各回路にそれぞれ絶縁して供給する。
また、上記目的は以下の手段によっても達成される。
【００１８】
（4）Ｘ線を放射するＸ線管とこのＸ線管から放射されたＸ線が被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にこの検出信号を増幅するＸ線検出部を有し前記Ｘ線管とＸ線検出部とを対向させて被検体の周りに回転させるスキャナ回転部と、このスキャナ回転部のＸ線検出部からの出力信号を処理して診断部位の断層像を再構成する画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号を入力して断層像を表示する画像表示装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、直流電圧を発生する電源と、この電源からの直流電圧を交流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続されると共に上記スキャナ回転部の固定枠の周上に配置された第一の巻線と前記スキャナ回転部の回転枠の周上に前記第一の巻線に対向して配置された複数の第二の巻線とを組み合わせて成る電磁誘導送電手段と、この電磁誘導送電手段の複数の第二の巻線の出力を前記Ｘ線管からのＸ線発生に必要なＸ線発生系手段に供給することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【００１９】
（5）前記（4）の電磁誘導送電手段は、その第一の巻線をスキャナ回転部の固定枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付け、複数の第二の巻線をスキャナ回転部の回転枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付けて成り、前記第一の巻線で発生する磁束が前記各鉄心を介して複数の第二の巻線に鎖交するようにした。
【００２０】
（6）前記（4）のＸ線発生系手段は、直流の高電圧を発生しこれを前記Ｘ線管に印加する高電圧発生回路と前記Ｘ線管の陽極回転機構に該Ｘ線管の陽極を回転させる電力を供給する陽極回転駆動回路と前記Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路などのＸ線発生に必要な回路と、これらの高電圧発生回路、陽極回転駆動回路、フィラメント加熱回路などを制御する回路の電源である制御電源回路から成り、前記複数の第二の巻線の出力を前記各回路にそれぞれ絶縁して供給する。
さらに、上記目的は以下の手段によっても達成される。
【００２１】
（7）Ｘ線を放射するＸ線管とこのＸ線管から放射されたＸ線が被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にこの検出信号を増幅するＸ線検出部を有し前記Ｘ線管とＸ線検出部とを対向させて被検体の周りに回転させるスキャナ回転部と、このスキャナ回転部のＸ線検出部からの出力信号を処理して診断部位の断層像を再構成する画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号を入力して断層像を表示する画像表示装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、直流電圧を発生する電源と、この電源からの直流電圧を交流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続されると共に前記スキャナ回転部の固定枠の周上に配置された第一の巻線と前記スキャナ回転部の回転枠の周上に前記第一の巻線に対向して配置された複数の第二の巻線とを組み合わせて成る電磁誘導送電手段と、この電磁誘導送電手段の複数の第二の巻線のうちの任意の巻線の出力電圧を入力すると共に該第二の巻線の残りの巻線と絶縁して複数種類の出力電圧を発生する絶縁変圧器とを有し、前記残りの第二の巻線の出力と前記絶縁変圧器の出力を前記Ｘ線管からのＸ線発生に必要なＸ線発生系手段に供給することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【００２２】
（8）前記（7）の電磁誘導送電手段は、その第一の巻線をスキャナ回転部の固定枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付け、複数の第二の巻線をスキャナ回転部の回転枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付けて成り、前記第一の巻線で発生する磁束が前記各鉄心を介して複数の第二の巻線に鎖交するようにした。
【００２３】
（9）前記（7）のＸ線発生系手段は、直流の高電圧を発生しこれを前記Ｘ線管に印加する高電圧発生回路と前記Ｘ線管の陽極回転機構に該Ｘ線管の陽極を回転させる電力を供給する陽極回転駆動回路と前記Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路などのＸ線発生に必要な回路と、これらの高電圧発生回路、陽極回転駆動回路、フィラメント加熱回路などを制御する回路の電源である制御電源回路から成り、前記残りの第二の巻線の出力と前記絶縁トランスの出力を前記各回路にそれぞれ絶縁して供給する。
【００２４】
そして、上記（1）、（4）、（7）のいずれの手段でもＸ線発生系手段の各回路の直流電源部は共用することもできる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明によるＸ線ＣＴ装置の実施例を示す全体構成のブロック図である。
【００２６】
このＸ線ＣＴ装置は、被検体の診断部位にＸ線を放射しその透過Ｘ線量分布を検出して断層像を再構成して画像として表示するもので、図1に示すように、電源１と、インバータ回路２と、絶縁トランス570と、高電圧発生回路520と、Ｘ線管560の陽極回転駆動回路510と、Ｘ線管560のフィラメント加熱回路530と、制御電源回路540と、Ｘ線検出部550と、画像処理装置9と、画像表示装置10とを有し、上記電源１からＸ線管560側へ電力を供給する手段としてスキャナ回転部5に電磁誘導送電手段4を備え、さらにＸ線検出部550から画像処理装置9へ検出信号を送る手段としてスキャナ回転部に設けた前記Ｘ線検出部550からの出力信号を光に変換する発光素子7cとスキャナ固定部に設けた光を電気信号に変換する受光素子8cとによる信号伝送手段とを備えて成る。
【００２７】
上記電源1は、インバータ回路2に供給する直流電圧を発生するもので、図1においては商用の交流電源101と、この交流電源の電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ回路102と、このコンバータ回路の出力電圧を平滑するコンデンサ103とから成る。なお、この電源１の入力電源としての商用電源は、単相交流電源を例としてあげたが、これは三相交流電源でも良く、また、前記電源1は、直流電圧を発生するものであれば上記の構成に限らず、例えばバッテリであっても良い。
【００２８】
インバータ回路2は、上記電源１から出力された直流電圧を高周波の交流に変換するもので、この変換された高周波交流電圧を共振コンデンサ3とこれと直列に接続される回路のインダクタンス（電磁誘導送電手段4、絶縁トランス570、高電圧変圧器524の漏れインダクタンスなどの回路系に存在するインダクタンス成分であるが、前記高電圧変圧器524の漏れインダクタンスがほとんどを占める）との共振作用によって生じる電力をＸ線管560などに供給する。
【００２９】
電磁誘導送電手段4は、スキャナ固定部に設けた第一の巻線401とスキャナ回転部に設けた第二の巻線402などから成り、後述の機構による電磁誘導作用により前記インバータ回路２の出力を回転部5に搭載した絶縁トランス570に非接触で送電する。
【００３０】
複数出力をもつ絶縁トランス570は、上記インバータ回路2から出力された交流電圧を、電磁誘導送電手段４を介して該絶縁トランス570の巻数比倍の電圧に変換し、この変換された電圧をそれぞれ高電圧発生回路520、Ｘ線管の陽極回転駆動回路510、フィラメント加熱回路530、制御電源回路540に入力する。
【００３１】
高電圧発生回路520は、コンバータ回路521と、平滑コンデンサ522と、インバータ回路523と、高電圧変圧器524とから構成され、コンバータ回路521は、上記絶縁トランス570から出力された交流電圧を直流電圧に変換し、この変換された直流電圧を平滑コンデンサ522で平滑し、この平滑された直流電圧をインバータ回路523で高周波の交流に変換してこれを高電圧変圧器524で昇圧する。この昇圧した交流電圧を高電圧整流器525で直流の高電圧に変換してこれをＸ線管560に印加し、Ｘ線管560からＸ線を放射する。
【００３２】
Ｘ線管の陽極回転駆動回路510は、Ｘ線放射時におけるＸ線管560の陽極ターゲットの負荷を軽減するために該Ｘ線管の陽極回転駆動機構の固定子コイル561に三相交流電圧を供給するための回路である。上記絶縁トランス570から出力された交流電圧をコンバータ回路511で直流に変換し、これを平滑コンデンサ512で平滑してこの電圧をインバータ回路513で設定した周波数の三相交流電圧に変換し、これを前記固定子コイル561に供給して、前記Ｘ線管560の陽極を所定の回転数で回転させる。
【００３３】
フィラメント加熱回路530は、Ｘ線管の陽極と陰極間に電流（以下、この電流を管電流と呼ぶことにする）を流して所要のＸ線照射量を発生すためのＸ線管のフィラメントを加熱する回路で、上記絶縁トランス570から出力された交流電圧をコンバータ回路531で直流に変換し、これを平滑コンデンサ532で平滑してこの電圧をインバータ回路533で所定周波数の単相交流電圧に変換し、この電圧を加熱トランス535を介してＸ線管560のフィラメントに印加して該フィラメントを所定の温度に加熱する。
【００３４】
制御電源回路540は、上記高電圧発生回路520、Ｘ線管の陽極回転駆動回路520、Ｘ線管のフィラメント加熱回路530のそれぞれの制御回路へ直流電源を供給する回路で、上記絶縁トランス570の出力電圧を整流回路541で直流電圧に変換する回路である。
【００３５】
Ｘ線検出部550は、上記Ｘ線管560から放射され被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にその検出信号を増幅するもので、上記の透過Ｘ線量分布を検出する検出器551と、この検出器551からの検出信号を増幅するプリアンプ552とから成る。
画像処理装置9は、上記Ｘ線検出部550からの出力信号を入力して処理し、被検体6の診断部位の断層像を再構成するものである。
画像表示装置10は、上記画像処理装置9からの出力信号を入力して断層像を表示するもので、例えばテレビモニタから成る。
【００３６】
このように、スキャナ回転部5には、上記高電圧発生回路520と、高電圧整流器525と、Ｘ線管560と、Ｘ線検出部550に加え、上記Ｘ線管の陽極回転駆動回路510と、Ｘ線管のフィラメント加熱回路510と、制御電源回路540とが搭載され、上記Ｘ線管6とＸ線検出部550とが被検体6を挟んで対向し上記被検体6の周りを回転するようになっている。
【００３７】
スキャナ回転部5は、中心部に被検体挿入用の開口部が形成された回転枠を有し，この回転枠の一側面に、上記絶縁トランス570、高電圧発生回路520、高電圧整流器525、Ｘ線管の陽極回転駆動回路510、フィラメント加熱回路530、制御電源回路540、Ｘ線管560、Ｘ線検出部550を搭載し、前記回転枠の胴部の周りには検出信号伝送用の発光素子7cを（図1の7c）を設け、この発光素子に対向してスキャナの固定枠に受光素子8c（図1の8c）を設けて、これらによって被検体を透過したＸ線検出信号を画像処理装置9に伝送する。
【００３８】
図2は上記電磁誘導送電手段4の具体的な構造である。同図（ａ）はスキャナの被検体挿入用開口部51と固定枠55と回転枠52との位置関係を示す断面図、（ｂ）は図2（ａ）の破線で囲んで示した電磁誘導送電手段4の部分を拡大した斜視図である。
【００３９】
先ず、スキャナ回転枠52は、固定枠55の内側にて軸方向に所定距離だけ離して設けた軸受406a，406bによって回転可能に取り付けられている。固定枠55の内側面と回転枠52の外周面にはそれぞれ対向して第一の鉄心404と第二の鉄心405が配置されている。各々の鉄心は一体でも良いが、複数に分割されていても良い。また、一方の鉄心が一体で、他方の鉄心が分割されているという組み合わせでも良い。第一の鉄心404に設けた溝には、インバータ回路2の出力側に接続された第一の巻線401が嵌め込み固定され、第二の鉄心405に設けた溝には、絶縁トランス570の入力側に接続された第二の巻線402が嵌め込み固定される。電磁誘導送電手段4を上記のように構成することにより、図1に示すインバータ回路2から供給された交流電流が第一の巻線401に流れると、図2（ｂ）に示すように、対向する第一の巻線401及び第二の巻線402，及び対向する円形で断面がコの字形の第一の鉄心404と、同じく円形で断面がコの字形の第二の鉄心405とで構成された外鉄形の変圧器に磁気回路が形成され磁束φが発生する。すると、磁束φに鎖交している第二の巻線402に電圧が誘起され、この第二の巻線402から図1に示す絶縁トランス570に交流電圧を供給することができる。このようにして、Ｘ線管560の管電圧を発生する高電圧発生回路520と高電圧整流回路525に加えて、Ｘ線を発生するに必要なＸ線管の陽極回転駆動回路510、Ｘ線管のフィラメント加熱回路530、前記回路を制御する回路の電源である制御電源回路540にも非接触で電力を供給することができるようになる。
【００４０】
図3に本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第二の実施例を示す。
【００４１】
この実施例における電磁誘導送電手段4は、第一の実施例と同じ原理に従うものであるが、スキャナ固定部に設けた第一の巻線401に対向してスキャナ回転部に複数の第二の巻線402a〜402dを設け、第二の巻線402aは高電圧発生回路520の入力側に、第二の巻線402bはＸ線管の陽極回転駆動回路510の入力側に、第二の巻線402cはフィラメント加熱回路530の入力側に、第二の巻線402dは制御電源回路540の入力側に接続して、前記第二の巻線402a〜402dに誘起される電圧をＸ線発生に必要な各種回路に供給するものである。
【００４２】
図4に上記第二の実施例における電磁誘導送電手段4の具体的な構造を示す。
同図（ａ）はスキャナの被検体挿入用開口部51と固定枠55と回転枠52との位置関係を示す断面図、（ｂ）は図4（ａ）の破線で囲んで示した電磁誘導送電手段4の部分を拡大した斜視図である。
【００４３】
先ず、回転枠52は、固定枠55の内側にて軸方向に所定距離だけ離して設けた軸受406a，406bによって回転可能に取り付けられている。固定枠55の内側面と回転枠52の外周面にはそれぞれ対向して第一の鉄心404と第二の鉄心405が配置されている。各々の鉄心は一体でも良いが、複数に分割されていても良い。また、一方の鉄心が一体で、他方の鉄心が分割されているという組み合わせでも良い。第一の鉄心404に設けた溝には、図1に示すインバータ回路2の出力側に接続された第一の巻線401が嵌め込み固定され、第二の鉄心405に設けた溝には、第二の巻線402a〜402dが嵌め込み固定される。
【００４４】
電磁誘導手段4を上記のように構成することにより、インバータ回路2からの高周波の交流電流が第一の巻線401に流れると、図4（ｂ）に示すように、対向する第一の巻線及び第二の巻線402a〜403d、及び対向する円形で断面がコの字形の第一の鉄心404と同じく円形で断面がコの字形の第二の鉄心405とで構成された外鉄形の変圧器に磁気回路が形成され磁束φが発生する。すると、磁束φに鎖交している第二の巻線402a〜402dに電圧が誘起され、この第二の巻線402a〜403dから図３に示す高電圧発生回路520、陽極駆動回路510、加熱回路530、制御電源回路540に交流電圧を供給することができる。
【００４５】
この第二の実施例では、絶縁トランスが不要となるので、スキャナ回転部に搭載する回路を小型、軽量にすることができる。
【００４６】
図5に本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第三の実施例を示す。
【００４７】
この実施例による電磁誘導送電手段4は、第一、第二の実施例と同じ原理に従うものであるが、少なくとも二つの第二の巻線402が第一の巻線401に対向している。第二の巻線402aは絶縁トランス571の入力側に接続してこの絶縁トランス571の出力をそれぞれフィラメント加熱回路530と制御電源回路540に供給し、第二の巻線402bはＸ線管の陽極回転駆動回路510の入力側に、第二の巻線402cは高電圧発生回路520の入力側に接続する。
【００４８】
この実施例では、第一の実施例で示した絶縁トランス570を小形にできるという特徴がある。なお、絶縁トランス571の出力は、加熱回路530の入力側と制御電源回路540の入力側に接続しているが、高電圧発生回路520の入力側やあるいは陽極駆動回路510の入力側でも良く、絶縁トランス571の出力端子数，電磁誘導送電手段４の出力端子数もこれに限るものではない。
【００４９】
図6に本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第四の実施例を示す。
【００５０】
この実施例は、上記の高電圧発生回路520とＸ線管の陽極回転駆動回路510の直流電源部を共用にして該高電圧発生回路と陽極回転駆動回路を一体にしたものである。図6の高電圧発生＆陽極回転駆動回路580はこれを示し、これによって第一、第二、第三の実施例に比べて電磁誘導送電手段から出力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を1回路ぶんだけ少なくなり、小形にできるという特徴がある。さらにこの実施例は、第一の実施例と同様、電磁誘導送電手段4の出力側に絶縁トランス572のみが接続されている構成であるが、第一の実施例に比べて前記絶縁トランスの出力巻線が1回路ぶん少なくて済むので、該絶縁トランスも小形できる。また、この実施例では、高電圧発生回路520と陽極駆動回路510の少なくとも二つの回路を一体化しているが、その他の加熱回路530、制御電源回路540も含み全て一体化、また別の組み合せで一体化しても良い。また、この実施例では、第一の実施例と同様に、電磁誘導送電手段４の出力側に絶縁トランス572のみが接続されている構成であるが、第二の実施例のように絶縁トランスを用いない構成としても良く、第三の実施例のように絶縁トランスを一部の回路の入力側に設けても良い。
【００５１】
なお、以上に示した実施例では、スキャナ回転部5に搭載される装置群の小形化をメリットとしている。小形化されることにより、スキャナ回転部5はより大きな遠心力に耐えることができるので、より速いスピードで回転できる。これにより、“短時間で広い範囲のスキャンが可能”、“体軸方向に連続したデータが得られ、これによって三次元画像の生成が可能になる”などのら旋ＣＴスキャン対応のＸ線ＣＴ装置に好適なものとなる。
また、上記実施例においては、鉄心の形状としてコの字形としたが、第一の巻線401aで発生した磁束が、第一の鉄心404及び第二の鉄心405を介して第二の巻線402bに鎖交するようにすれば、上記形状にかかわらず、他の形状にすることも可能である。
【００５２】
以上のように本発明の主旨は、高電圧発生回路だけでなく、フィラメント加熱回路やＸ線管の陽極回転駆動回路などのＸ線発生に必要な前記高電圧発生回路以外の回路にも電磁誘導送電手段によって電力を供給することを可能にするものであれば、上記の実施例に限らずにどのような実施形態でも良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上に説明したように、高電圧発生回路だけでなく、フィラメント加熱回路やＸ線管の陽極回転駆動回路などのＸ線発生に必要な前記高電圧発生回路以外の回路にも電磁誘導送電手段によって電力を供給するようにしたので、Ｘ線発生系への電力供給手段の保守点検が容易になり、かつ信頼性が向上するＸ線ＣＴ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸ線ＣＴ装置の第一の実施例を示す全体構成のブロック図。
【図２】図１の本発明による第一の実施例の電磁誘導送電手段の具体的構造図。
【図３】本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第二の実施例図。
【図４】図３の本発明による第二の実施例の電磁誘導送電手段の具体的構造図。
【図５】本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第三の実施例図。
【図６】本発明の要部である電磁誘導送電手段及びこの電磁誘導伝送手段からスキャナ回転部に搭載する各種回路に電源を供給する第四の実施例図。
【符号の説明】
1…電源、2…インバータ回路、4…電磁誘導送電手段、5…スキャナ回転部、6…被検体、7c…発光素子、8c…受光素子、52…スキャナ回転枠、55…スキャナ固定枠、101…商用交流電源、401…電磁誘導送電手段4の第一の巻線、402…電磁誘導送電手段4の第二の巻線、404…電磁誘導送電手段4の第一の鉄心、405…電磁誘導送電手段4の第二の鉄心、406a，406b…軸受、510…Ｘ線管の陽極回転駆動回路、524…高電圧変圧器、570,571,572…絶縁トランス、530…フィラメント加熱回路、540…制御電源回路、550…Ｘ線検出部、560…Ｘ線管、561…Ｘ線管の陽極回転機構の固定子コイル
Claims (6)
- Ｘ線を放射するＸ線管とこのＸ線管から放射されたＸ線が被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にこの検出信号を増幅するＸ線検出部を有し前記Ｘ線管とＸ線検出部とを対向させて被検体の周りに回転させるスキャナ回転部と、このスキャナ回転部のＸ線検出部からの出力信号を処理して診断部位の断層像を再構成する画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号を入力して断層像を表示する画像表示装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、直流電圧を発生する電源と、この電源からの直流電圧を交流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続されると共に上記スキャナ回転部の固定枠の周上に配置された第一の巻線と前記スキャナ回転部の回転枠の周上に前記第一の巻線に対向して配置された複数の第二の巻線とを組み合わせて成り、複数種類の出力電圧を発生する電磁誘導送電手段と、該複数種類の出力電圧を前記Ｘ線管からのＸ線発生に必要なＸ線発生系手段に供給することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
- 前記電磁誘導送電手段は、その第一の巻線をスキャナ回転部の固定枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付け、複数の第二の巻線をスキャナ回転部の回転枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付けて成り、前記第一の巻線で発生する磁束が前記各鉄心を介して複数の第二の巻線に鎖交するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
- 前記Ｘ線発生系手段は、直流の高電圧を発生しこれを前記Ｘ線管に印加する高電圧発生回路と前記Ｘ線管の陽極回転機構に該Ｘ線管の陽極を回転させる電力を供給する陽極回転駆動回路と前記Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路などのＸ線発生に必要な回路と、これらの高電圧発生回路、陽極回転駆動回路、フィラメント加熱回路などを制御する回路の電源である制御電源回路から成り、前記複数の第二の巻線の出力を前記各回路にそれぞれ絶縁して供給することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
- Ｘ線を放射するＸ線管とこのＸ線管から放射されたＸ線が被検体を透過した透過Ｘ線量分布を検出すると共にこの検出信号を増幅するＸ線検出部を有し前記Ｘ線管とＸ線検出部とを対向させて被検体の周りに回転させるスキャナ回転部と、このスキャナ回転部のＸ線検出部からの出力信号を処理して診断部位の断層像を再構成する画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号を入力して断層像を表示する画像表示装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、直流電圧を発生する電源と、この電源からの直流電圧を交流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続されると共に前記スキャナ回転部の固定枠の周上に配置された第一の巻線と前記スキャナ回転部の回転枠の周上に前記第一の巻線に対向して配置された複数の第二の巻線とを組み合わせて成り、複数種類の出力電圧を発生する電磁誘導送電手段と、この電磁誘導送電手段の複数の第二の巻線のうちの任意の巻線の出力電圧を入力すると共に前記任意の巻線と絶縁して複数種類の出力電圧を発生する絶縁変圧器とを有し、前記任意の巻線とは異なる残りの第二の巻線の出力と前記絶縁変圧器の出力を前記Ｘ線管からのＸ線発生に必要なＸ線発生系手段に供給することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
- 前記電磁誘導送電手段は、その第一の巻線をスキャナ回転部の固定枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付け、複数の第二の巻線をスキャナ回転部の回転枠の周上に配置されたリング状の鉄心に巻き付けて成り、前記第一の巻線で発生する磁束が前記各鉄心を介して複数の第二の巻線に鎖交するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
- 前記Ｘ線発生系手段は、直流の高電圧を発生しこれを前記Ｘ線管に印加する高電圧発生回路と前記Ｘ線管の陽極回転機構に該Ｘ線管の陽極を回転させる電力を供給する陽極回転駆動回路と前記Ｘ線管のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路などのＸ線発生に必要な回路と、これらの高電圧発生回路、陽極回転駆動回路、フィラメント加熱回路などを制御する回路の電源である制御電源回路から成り、前記残りの第二の巻線の出力と前記絶縁変圧器の出力を前記各回路にそれぞれ絶縁して供給することを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
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