JP2005211662A - 画像形成断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転可能な測定装置のつりあわせを簡単に実施可能にする。
【解決手段】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１６ａ，１６ｂが設けられ、測定装置の回転角度を求めるための他の測定手段が設けられている画像形成断層撮影装置において、つりあいおもりは、それぞれ定められた不つりあいを有し患者検査空間を取囲むバランスリング１５ａ，１５ｂの形で構成され、バランスリングは、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角度位置を変化可能に測定装置に取付けられ、各バランスリングは測定装置に対して角度位置を調整可能であり、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バランスリングを位置調整するモータを制御するための制御装置が設けられている。
【選択図】図２

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、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 西独特許第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、測定装置の回転角度を求めるための他の測定手段が設けられている画像形成断層撮影装置において、つりあいおもりは、それぞれ定められた不つりあいを有し患者検査空間を取囲むバランスリングの形で構成され、バランスリングは、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角度位置を変化可能に測定装置に取付けられ、各バランスリングはモータにより測定装置に対して角度位置を調整可能であり、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バランスリングを位置調整するモータを制御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乃至７の特徴事項からもたらされる。

本発明によれば、つりあいおもりは、それぞれ定められた不つりあいを有し患者検査空間を取囲むバランスリングの形で構成され、バランスリングは、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角度位置を変化可能に測定装置に取付けられている。

特に簡単に、つまり測定装置に対するバランスリングの相対的な回転によって、測定装置の不つりあいを補償することができる。この補償は全自動で行なうことができる。つりあいおもりが互いに隔てられた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。

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。これは、測定装置におけるつりあいおもりの角度および位置を正確に求め、つりあいおもりを新たな位置へ自動的に移動させることを可能にする。

各バランスリングは測定装置に対する角度位置をモータにより位置調整可能である。モータの適当な駆動によって、測定装置の全自動つりあわせが可能である。つりあわせは測定装置の作動中さえも行なうことができる。そのうえ、バランスリングを電磁的に位置調整することもできる。このために西独特許出願公開第４３３７００１号明細書の開示内容を参照することができる。

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モータを制御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マイクロプロセッサを備えた従来の制御装置である。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、予め与えられた角度の大きさだけ測定装置に対して相対的にバランスリングを回転させるための制御信号を発生させることができる。それにともない、測定装置の全自動つりあわせが可能である。このために特別な熟練者は必要でない。

有利な実施態様によれば、各平面に２つのバランスリングが付設されている。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バランスリングの角度位置が互いに適切に調整される。

バランスリングの少なくとも１つは測定装置に設けられている検出器（例えばＸ線検出器）とスリップリングとの間に取付けられていると好ましい。この場合には、スリップリングは検出器に対して軸線方向に隔てられている。これはコンパクトな構造形式を可能にする。

バランスリングの内径は測定装置の内径にほぼ一致すると望ましい。この場合には、バランスリングの外径は一般に測定装置の外径よりも小さい。バランスリングはこの場合に内径近くに取付けられている。しかしながら、バランスリングの外径は測定装置の外径にほぼ一致していてもよい。この場合にはバランスリングの内径は測定装置の内径よりも大きくてよい。この場合にはバランスリングは測定装置の外径の範囲に取付けられる。

バランスリングは薄型リング軸受により測定装置に回転可能に取付けられると好ましいことが分かった。これはスペースを節約し、測定装置のコンパクトな構造を可能にする。

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はバランスリングの概略図、
図３は第１の測定装置の概略縦断面図、
図４は第２の測定装置の概略縦断面図を示す。

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の周りに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センサ１３が設けられている。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半径方向および軸線方向に固定側ユニット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に示された概略図において、第１の平面Ｅ１には直接的に隣接する２つの第１のバランスリング１５ａが回転軸線２の周りを回転可能に配置され、第２の平面Ｅ２には同様に直接的に隣接する２つの第２のバランスリング１５ｂが回転軸線２の周りを回転可能に配置されている。各バランスリング１５ａ，１５ｂは予め与えられたアンバランスを有する。このために第１のバランスリング１５ａは第１のつりあいおもり１６ａを備え、第２のバランスリング１５ｂは第２のつりあいおもり１６ｂを備えている。第１のバランスリング１５ａおよび第２のバランスリング１５ｂは、（ここでは図示されていない）モータに駆動可能に接続されている。バランスリング１５ａ，１５ｂは、（ここでは図示されていない）測定装置３に取付けられ、モータにより測定装置に対して回転軸線２の周りにおける角度位置を調整される。

図３は第１の測定装置３の部分横断面図を概略的に示す。測定装置３は回転軸線２の周りを回転可能に軸受１７により（図示されていない）固定側ユニットに収容されている。給電およびデータ伝達のためにスリップリング１０が測定装置３の一端に配置されている。Ｘ線検出器５とスリップリング１０との間において、第１の平面Ｅ１に、対で配置された第１のバランスリング１５ａが存在し、第２の平面Ｅ２に、対で配置された第２のバランスリング１５ｂが存在する。第１の平面Ｅ１および第２の平面Ｅ２は平行であり、軸線方向において隔てられている。バランスリング１５ａ，１５ｂの内径は測定装置３の内径にほぼ一致する。

図４に示された第２の測定装置３の場合、バランスリング１５ａ，１５ｂが、Ｘ線検出器５およびこれに対向する（図示されていない）Ｘ線源を取囲んでいる。バランスリング１５ａ，１５ｂの外径は測定装置３の外径にほぼ一致する。

もちろん、バランスリング１５ａ，１５ｂの他の配置も可能である。バランスリング１５ａ，１５ｂは例えばＸ線検出器５の左側と右側に配置されていてもよい。例えば第１のバランスリング１５ａがＸ線検出器５およびＸ線源を取囲み、これに対して第２のバランスリング１５ｂが軸受１７の左側または右側に配置されていてもよい。

測定装置３の不つりあいによって固定側ユニット１に与えられた振動を測定するために、固定側ユニット１には２つの（ここには図示されていない）センサ１３が取付けられている。センサ１３のそれぞれは平面Ｅ１，Ｅ２の１つに付設されている。センサ１３は、固定側ユニット１に回転軸線２に関して９０°ずらされて配置されていると望ましい。これは、特に簡単に各平面Ｅ１，Ｅ２の半径方向の不つりあいベクトルの検出を可能にし、それにより不つりあいの特に包括的な補償を可能にする。

断層撮影装置の動作は次のとおりである。

最初に、バランスリング１５ａ，１５ｂが各平面Ｅ１，Ｅ２において零位置にあり、この零位置では不つりあいベクトルは相殺し合う。この場合には第１のバランスリング１５ａの第１のつりあいおもり１６ａは回転軸線２に関して約９０°の角度だけずらされている。第２のバランスリング１５ｂの第２のつりあいおもり１６ｂは第１のつりあいおもり１６ａ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いる。アキシャル投影においてつりあいおもり１６ａ，１６ｂの配置はそれぞれ約９０°のずれを有する。

測定装置３が回転させられる。第１のセンサ１３により、第１の測定装置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１６ａ，１６ｂの位置もしくは相応の角度が算出される。続いて、測定装置３の不つりあいが補償されるように、両平面Ｅ１，Ｅ２のそれぞれにおけるバランスリング１５ａ，１５ｂが測定装置３に対して予め与えられた角度の大きさだけ位置調整される。

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しない。

Ｘ線断層撮影装置の概略側面図 バランスリングの概略斜視図 第１の測定装置の概略縦断面図 第２の測定装置の概略縦断面図

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 センサ
１４ 他のセンサ
１５ａ，１５ｂ 第１，第２のバランスリング
１６ａ，１６ｂ 第１，第２のつりあいおもり
１７ 軸受

Claims (7)

1. 不つりあいを測定するための測定手段（１３）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（１６ａ，１６ｂ）が設けられ、測定装置（３）の回転角度を求めるための他の測定手段（１４）が設けられている画像形成断層撮影装置において、
   つりあいおもり（１６ａ，１６ｂ）は、それぞれ定められた不つりあいを有し患者検査空間（９）を取囲むバランスリング（１５ａ，１５ｂ）の形で構成され、バランスリング（１５ａ，１５ｂ）は、軸線方向に互いに隔てられた２つの平行な平面（Ｅ１，Ｅ２）において角度位置を変化可能に測定装置（３）に取付けられ、各バランスリング（１５ａ，１５ｂ）はモータにより測定装置（３）に対して角度位置を調整可能であり、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バランスリング（１５ａ，１５ｂ）を位置調整するモータを制御するための制御装置が設けられている
   ことを特徴とする画像形成断層撮影装置。
2. 各平面（Ｅ１，Ｅ２）に２つのバランスリング（１５ａ，１５ｂ）が付設さ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. バランスリング（１５ａ，１５ｂ）の少なくとも１つは、測定装置（３）に設けられている検出器（５）とスリップリング（１０）との間に取付けら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。
4. バランスリング（１５ａ，１５ｂ）の内径は測定装置（３）の内径にほぼ一致することを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の画像形成断層撮影装置。
5. バランスリング（１５ａ，１５ｂ）の外径は測定装置（３）の外径にほぼ一致することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の画像形成断層撮影装置。
6. 測定手段（１３）は、測定装置（３）を収容する固定側ユニット（１）に取付けられていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の画像形成断層撮影装置。
7. バランスリング（１５ａ，１５ｂ）は薄型リング軸受により測定装置（３）に回転可能に取付けられていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の画像形成断層撮影装置。

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