JP4726504B2 - 画像形成断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、不つりあいを測定するための測定手段を有する固定側ユニットを備え、固定側ユニットにリング状測定装置が患者検査空間の周りを回転可能に取付けられ、測定装置に不つりあいを補償するためのつりあいおもりが設けられている画像形成断層撮影装置、特にＸ線コンピュータ断層撮影装置または超音波断層撮影装置に関する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

本発明の課題は、従来技術による欠点を除去し、特に、回転可能な測定装置のつりあわせができるだけ簡単である画像形成断層撮影装置を提供することにある。つりあわせの過程は、特別な熟練者を必要としないように、できるだけ全自動で実施できるようにするものである。

この課題は、本発明によれば、不つりあいを測定するための測定手段を有する固定側ユニットを備え、固定側ユニットにリング状測定装置が患者検査空間の周りを回転可能に取付けられ、測定装置に不つりあいを補償するためのつりあいおもりが設けられ、つりあいおもりは、測定装置に、軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面において、半径方向にだけ位置調整可能に取付けられ、各平面にそれぞれ不つりあいを測定するための測定手段が付設され、測定装置の回転角を求めるための他の測定手段が設けられ、各平面に、回転軸線に関して９０°の角度だけ互いにずらされて配置されている２つのつりあいおもりが設けられ、第１の平面のつりあいおもりは、回転軸線に関して１８０°の角度だけ、第２の平面のつりあいおもりに対してずらされて配置され、不つりあい補償のための予め与えられたアルゴリズムに従ってつりあいおもりを半径方向に位置調整するための制御装置が設けられていることによって解決される。望ましい実施態様は請求項２又は３の特徴事項からもたらされる。

すなわち、本発明によれば、つりあいおもりは、軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面において半径方向にだけ位置調整可能に測定装置に取付けられている。

本発明により提案されたつりあいおもりの半径方向の位置調整可能性は技術的に大きな費用なしに実現される。従来の測定装置に、このような半径方向に位置調整可能なつりあいおもりを装備させることができる。つりあいおもりが軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面に配置されていることによって、軸線方向および半径方向の不つりあいベクトルの包括的な補償が可能である。

有利な実施態様によれば、各平面に、回転軸線に関して約５０°〜１２０°、好ましくは９０°の角度だけ互いにずらされて配置されている２つのつりあいおもりが設けられている。これはいわゆる開き角度法により各平面におけるつりあわせを可能にする。このために両平面のそれぞれにおいてつりあいおもりの半径方向の位置が適切に調整される。これは特許文献１１に示されており、関連したこれの開示内容が取込まれる。

他の実施態様によれば、第１の平面のつりあいおもりは、回転軸線に関して約１５０°〜２１０°、好ましくは１８０°の角度だけ、第２の平面のつりあいおもりに対してずらされて配置されている。アキシャル投影においては、つりあいおもりが測定装置の周囲に一様に約９０°のずれで配置されていると望ましい。本発明により提案された配置によれば、つりあいおもり自身により惹き起こされる不つりあいが避けられる。

つりあいおもりをそれぞれ半径方向に位置調整するためのモータが設けられている。つりあいおもりはそれぞれレールで案内される。例えば、つりあいおもりを、モータに取付けられたスピンドルによりレールに沿って押し動かすことができる。従って、適切なモータ制御を行なえば、測定装置の全自動つりあわせを達成することができる。

各平面にそれぞれ不つりあいを測定するための測定手段が付設されていると好ましい。測定手段は固定側ユニットに伝達された振動を測定するための従来のセンサであってよい。この測定手段により測定された振動から、不つりあいベクトルを求めることができる。

別の実施態様によれば、測定装置の回転角を求めるための他の測定手段が設けられている。この他の測定手段は、測定装置における不つりあいの角度および位置を正確に求めることを可能にする。

好ましい実施態様によれば、不つりあい補償のための予め与えられたアルゴリズムに従ってつりあいおもりを半径方向に位置調整するための制御装置が設けられている。このような制御装置は、例えばマイクロプロセッサを備えた従来の制御装置であってよい。制御装置は、不つりあいを測定するための測定手段と、測定装置の回転角を求めるための他の測定手段とに接続されているとよい。これにより、モータを制御するための、従ってつりあいおもりを半径方向に位置調整するための制御信号を発生させることができる。つりあわせは、断層撮影装置の作動中に全自動で行なわれる。特別な熟練者は特別なつりあわせ装置と同様にほとんど必要でない。

以下において図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。
図１はＸ線断層撮影装置の概略側面図、
図２は測定装置の概略側面図、
図３は測定装置の概略横断面図、
図４は図３による測定装置の概略縦断面図、
図５はつりあいおもりの部分斜視図を示す。

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

図２は測定装置３の概略側面図を示す。回転軸線２に関して９０°の角度で半径方向に位置調整可能な２つの第１のつりあいおもり１５ａが設けられている。第１のつりあいおもり１５ａのそれぞれは第１のモータ１６ａを介して駆動される第１のスピンドル１７ａにより直線的に位置調整可能である。

図３および図４から明らかのように、測定装置３は第１の平面Ｅ１および第２の平面Ｅ２を有する。第１の平面Ｅ１における第１のつりあいおもり１５ａは回転軸線２に関して９０°だけ互いにずらされている。第２の平面Ｅ２には、同様に回転軸線２に関して９０°の角度だけずらされて配置された第２のつりあいおもり１５ｂが設けられている。第２のつりあいおもり１５ｂのそれぞれは第２のモータ１６ｂを介して駆動されるスピンドル１７ｂにより直線的に位置調整可能である。第１のつりあいおもり１５ａは第２のつりあいおもり１５ｂに対して回転軸線２に関して約１８０°の角度だけずらされて配置されている。従って、アキシャル投影では図３に示された配置が生じ、この配置では各つりあいおもり１５ａ，１５ｂは隣接のつりあいおもり１５ａ，１５ｂに対して約９０°の角度だけずらされて配置されている。

図３から明らかのように、各平面Ｅ１，Ｅ２にそれぞれ不つりあいを測定するためのセンサ１３ａ，１３ｂが付設されている。センサ１３ａ，１３ｂは回転軸線２に関して約９０°の角度だけずらされている。

図５には、回転軸線２に関して９０°の角度で、半径方向に位置調整可能な２つの第１のつりあいおもり１５ａが示されている。各つりあいおもり１５ａをそれぞれ半径方向に位置調整するための２つのモータ１６ａが設けられている。各つりあいおもり１５ａはそれぞれレール１８ａで案内される。例えば、各つりあいおもり１５ａは、各モータ１６ａに取付けられた２つのスピンドル１７ａにより各レール１８ａに沿って押し動かすことができる。従って、適切なモータ制御を行なえば、測定装置３の自動つりあわせを達成することができる。

断層撮影装置の動作は次のとおりである。

まず、測定装置３は他のつりあいおもりの固定取付けによって予めつりあわせをされている。この場合にはつりあいおもり１５ａ，１５ｂは零位置、すなわちスピンドル１７ａ，１７ｂの中央にある。

本発明によるつりあい装置によるつりあわせのために測定装置３が回転させられる。センサ１３ａ，１３ｂにより、測定装置３の不つりあいによって固定側ユニット１に伝達された振動が各平面Ｅ１，Ｅ２ごとに測定される。同時に、他のセンサ１４により、固定側ユニット１に対する測定装置３の相対的な回転角が記録される。コンピュータ１１に記憶されている適切な算出プログラムを用いて、両平面Ｅ１，Ｅ２についてそれぞれ、測定装置３の不つりあいを補償するのに適したつりあいおもり１５ａ，１５ｂの半径方向位置が算出される。

測定装置３のつりあわせのために、算出プログラムによって求められた角度の大きさに従って、モータ１６ａ，１６ｂが回転させられる。この場合に、つりあいおもり１５ａ，１５ｂは零位置から出発してその都度算出された半径方向行程だけ移動させられる。

本発明による方法は自動的に行なうことができる。このために特別な熟練者は必要とされない。

Ｘ線断層撮影装置の概略側面図 測定装置の概略側面図 測定装置の概略横断面図 図３による測定装置の概略縦断面図 つりあいおもりの部分斜視図

符号の説明

１ 固定側ユニット
２ 回転軸線
３ 測定装置
４ Ｘ線源
５ Ｘ線検出器
６ 評価電子装置
７ Ｘ線ファンビーム
８ 測定視野
９ 患者検査空間
１０ スリップリング
１１ コンピュータ
１２ モニタ
１３，１３ａ，１３ｂ センサ
１４ 他のセンサ
１５ａ，１５ｂ つりあいおもり
１６ａ，１６ｂ モータ
１７ａ，１７ｂ スピンドル
１８ａ，１８ｂ レール

Claims (3)

1. 不つりあいを測定するための測定手段（１３，１３ａ，１３ｂ）を有する固定側ユニット（１）を備え、固定側ユニット（１）にリング状測定装置（３）が患者検査空間（９）の周りを回転可能に取付けられ、測定装置（３）に不つりあいを補償するためのつりあいおもり（１５ａ，１５ｂ）が設けられ、
   つりあいおもり（１５ａ，１５ｂ）は、測定装置（３）に、軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面（Ｅ１，Ｅ２）において、半径方向にだけ位置調整可能に取付けられ、
   各平面（Ｅ１，Ｅ２）にそれぞれ不つりあいを測定するための測定手段（１３ａ，１３ｂ）が付設され、
   測定装置（３）の回転角を求めるための他の測定手段（１４）が設けられ、
   各平面（Ｅ１，Ｅ２）に、回転軸線（２）に関して９０°の角度だけ互いにずらされて配置されている２つのつりあいおもり（１５ａ，１５ｂ）が設けられ、
   第１の平面（Ｅ１）のつりあいおもり（１５ａ）は、回転軸線（２）に関して１８０°の角度だけ、第２の平面（Ｅ２）のつりあいおもり（１５ｂ）に対してずらされて配置され、
   不つりあい補償のための予め与えられたアルゴリズムに従ってつりあいおもり（１５ａ，１５ｂ）を半径方向に位置調整するための制御装置（１１）が設けられている
   ことを特徴とする画像形成断層撮影装置。
2. 各つりあいおもり（１５ａ，１５ｂ）をそれぞれ半径方向に位置調整するためのモータ（１６ａ，１６ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成断層撮影装置。
3. つりあいおもり（１５ａ，１５ｂ）はそれぞれレール（１８）で案内されていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成断層撮影装置。

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