JPS59209331A - Ｘ線ｃｔスキヤナ用ガントリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はＸ線使用コンピュータ断層写真撮影装置（ＸＩ
！ｊｌｃ丁スキャナ）などに用いられる支持構造部すな
わちガントリに関するものである。

［発明の技術的背景コ ＸＩＩＩＣＴスキャナは回転式支持台に搭載された、Ｘ
　［１アツセンブリで構成されているものが知られてい
る。このような回転式支持台の典型的なものは、固定さ
れたステータとこの上にリングベヤリングを使って、回
転可能なように搭載されたロータとから成立っている。

ステータとロータは中空穴構造でロータの回転軸沿いに
患者の全身を横臥させうるようになっている。Ｘ線源と
シャッタ、ウェッジおＪ：びコリメータを含むＸ線光学
装置はロータに搭載され、相互に心合せされている。Ｘ
線源には、高電圧を印加しなくてはならない。そのため
ステータ側の高圧電源を回転式Ｘ線源に接続するために
高圧ケーブルが使われることがある。

しかしながらケーブルの場合Ｘ線源を患者のまわりに回
転させるだけの角度がとれず従ってＸ線源の連続的な回
転が妨げられることになる。Ｘ線源を連続して回転でき
るようにするために周知のガントリアッセンブリでは一
般に高圧スリップリングアッセンブリを用いている。こ
のようなスリップリングアッセンブリは、それ自身のロ
ータとステータ構造を具え、これらがそれ自身のリング
ベＡ７リング上に支持されている。周知のスリップリン
グ構造では液体ないしは気体の高圧絶縁と、これに関連
したシール部が必要である。これらのシール部は、度々
故障を起し易く、従ってシール部は手の届くというとこ
ろに置き、さらに全スリップリングアッセンブリを容易
に取替えるＪ：うにしておかねばならない。さらにまた
周知のスリップリングでは、一つの電極の高圧配線が反
対極性のリング電極と近接して交差するといった方法で
電気的に接続しなくてはならない。このように交差させ
ると高電圧破壊を起し易すくなる。

このような周知のスリップリングアッセンブリは小さな
径で構成される。従って径が小さすぎて患者を取囲めな
いのが普通である。このためスリップリングアッセンブ
リをガン１〜リアツセンブリの一方の端に置き、アーム
を使ってスリップリングアッセンブリをＸ線アッセンブ
リのロータに接ぐようにしている。このようにしてでき
たガントリアッセンブリは例えば米国特許第４，１９０
゜７７２で示されるように閉鎖穴、形態どなりこの中に
患者を入れねばならず、患者への接近は妨げられ、かつ
患者に圧迫感を与える。さらに、このようなガントリア
ッセンブリは、Ｘ線源の回転する面を傾ｔ−Ｊることが
たとえできたとしても極１ｄｌＪに止まる。

ガントリアッセンブリが閉鎖穴構造になる不利を避【プ
るために大径のスリップリングを使って見ることも可能
ではある。例えば米国特許第４，３２９．００４で示さ
れる、このような装置ではＸ線アッセンブリとスリップ
リングアッセンブリとをフィンなどを使って並べておき
機械的に二つを接続する。しかしながら、このようにし
てもＸ線源の面を傾ける能力は限定される。傾斜しうる
角度を最大にするには、Ｘ線およびスリップリングアッ
センブリ双方の内径を増大せねばならないが、こうする
と総合コス１〜が増し、でき上ったガントリアッセンブ
リが複雑となるという結果になる。

さらに重大なことは、ロータの回転速度が決められると
表面速度は径が大きくなるにつれて遠くな５す、これが
シール部その他の構成部分に故障を生じさせる公算が多
きくなる。周知のガントリアッセンブリでは別置のリン
グベヤリングアッセンブリ、ステータ構造およびロータ
構造を、Ｘ線アッセンブリにもスプリングアッセンブリ
にも使用して、さらにコストの増加を招いているものが
ある。

［本発明の目的］ 本発明の目的とするところはＸ線源を経済的に効率的に
連続回転できるガントリアッセンブリを提供しようとす
るところである。

さらに本発明の目的とするところは、ガントリの断面お
よび総合容積が最小となる開放式構造で、従って妨げを
うける患者に接触できるような連続回転式ガントリアッ
センブリを提供することにあ５− る。

さらに本発明の目的とするところは、Ｘ線源が回転する
面を容易に傾斜させうるような連続回転式ガントリアッ
センブリを提供するところにある。

さらに、また本発明の目的とするところはＸ線源および
Ｘ線光学装置をガントリアッセンブリから離れた場所で
容易に心合せすることができるような連続回転式ガント
リアッセンブリを提供することにある。

本発明のさらに目的とするところは、高電圧破壊の発生
の可能性を極力少くするような連続回転式ガントリアッ
センブリを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は故障を起す恐れがなく、また
故障という好ましからざる事態になった場合には、取替
をするために容易に接近できるような連続回転式ガント
リアッセンブリを提供することにある。

本発明の一ト記以上の目的および利点は以下の明細書本
文において部分的に説明することとする。

また、部分的には本明細書本文から明らかとなる６一 う、あるいは本発明の実施から学び取れる部分もあろう
。本発明の目的ならびに利点は本書に添（すしたクレー
ムに得に指摘され手段および組合Ｖという方法で理解し
うるちのである。

［発明の概要］ ここに前記目的を達成するため長手方向に沿った開口部
を有し、その方向に位置する被検体を収容するステータ
と、この方向に開口部を有し、その方向に位置する被検
体を収容するロータと、そのステータとこのロータ間に
設置プられ、これらロータとステータを同心軸上に位置
するようにそして、このステータ上でこのロータが回転
するように支持づるベアリング部と、これらロータとス
テータ間にｉＱｌづられこの日−タが回転する間、この
ロータとステータとを電気的に接続する少なくとも２つ
のスリップリング部とを備え、これらスリップリングの
内、より内側に位置するスリップリングを前記同心軸に
より近づくように配置したことを特徴とする。

［発明の実施例コ ここで本発明の一実施例を添付図面に図解されているよ
うに詳細に説明する。

第１図の横断面図ステータ１０はその長手方向軸１４に
沿って開口１２をもち、その大きさは軸１４に沿って置
かれた患者を取囲むのに十分な寸法になっている。ステ
ータ１０は軸１４に沿って、開かれているからステータ
１０の両側から患者に接近することができる。ロータ１
６も図示のよう長手方向軸１４に沿って開口１２を持っ
ている。

この軸はロータ１６の軸とも一致している。従って［１
−夕１６もロータの両側から患者に接近することができ
る。ベヤリングアッセンブリ１８はステータ１０とロー
タ１６との間に位置しステータ１０とロータ１６とを長
手方向軸１４に沿って同軸に心合させ、かつロータ１６
をステータ１０上に回転可能なるように支持している。

図示されているように、ステータは第１円筒バンド部２
０．第２円筒バンド部２２、第１ディスク部２４、第２
デイスク２６から成立っている。

第１および第２円筒バンド部２０．２２は軸１４と同軸
であり、軸１４に沿ってずれている。第１バンド部２０
は第２バンド部２２より直径が小さい、しかしながら第
１バンド部２０は軸１４に沿って位置した患者を取囲む
のには十分な直径をもっている。

第１および第２ディスク部２４．２６は軸１４に垂直な
面上に置かれている。第１ディスク部２４は第１バンド
部２０の一端部から第２バンド部の一端部まで垂直に伸
びている。そして、第２ディスク部２６は、第２バンド
部２２の他の端部から軸１４から遠ざかる方向に伸びて
いる。

ロータ１６は第１円筒バンド部２８、第２円筒バンド部
３０．第１ディスク部３２および第２ディスク部３４か
ら成立っている。ロータ１６の第１および第２バンド部
２８．３０はステータ１０の第１および第２バンド部２
０．２２と相互に心が合っており同軸になっている。第
１バンド部２８の直径は、第２バンド部２ｏの直径より
大ぎく、これによってこれらの間に第１の空洞３６が形
成される。同様にロータ１６の第２バンド部３０は、＝
９− ステータ１０の第２バンド部２２より大きい直径を持ら
これによって、これらの間に空洞３８を形成している。

この際ステータ１０の第１ディスク部２４で空洞３６の
一側面を閉鎖し、ステータ１０の第２ディスク部２６で
空洞３８の一側面を閉鎖している。

ロータ１６の第１と第２ディスク部３２．２４は、軸１
４に垂直な平面上にある。第１ディスク部３２は、第１
バンドの一側面から軸１４に向は伸び出し、空洞３６の
他の側をふさいでいる。一方策２ディスク部３４は、ロ
ータ１６の第１バンド部２８の他の端部から軸１４を離
れるようにしてロータ１６の第２バンド部３０の一端部
にまで伸び空洞３８の他の側をふさいでいる。

従ってステータ１０とロータ１６の長手方向の断面は、
連続した階段形状を含むことなり、そのステータの階段
形状の水平部（バンド部２０．２２）は、ロータ１６の
ステップの心の合った水平部（バンド部２８．３０）か
らはなれていてその間に２つの電気的にも機械的にも離
れた空洞すな１０− わち空洞３６と３８を形成する。

ステータ１０が階段状の構成になっているから、軸１４
に沿って横臥している患者に対面するステータ１０の内
面は一般に第１図に点線４０で示されている円錐台の表
面にあることになる。従ってステータ１０は軸４２のま
わりに軸１４と点線４０の交点に作られる角度に近い角
度だ【プ傾（゛）ることができる。第１円筒バンド部２
０に沿って図示のように置かれたリングベヤリングアッ
センブリ１８をステータ１０の図示のような階段状構成
と組合せ用いて、軛１４２のまわりに許容される傾斜角
度はベヤリングアッセンブリ１８の直径を小さくしても
大きくすることができる。

実施例による一体形ガントリアッセンブリは、ステータ
１０からロータ１６に高圧供給し、かつロータ１６が連
続に回転できるようにするため、一つのスリップリング
をガントリアッセンブリのステータ１０」二に、またガ
ントリアッセンブリのロータ１６上に搭載されている。

ざらに第１図に図解されているように、リング状の第１
平板電極４４は、第一ディスク部３２に電気絶縁体４６
を使って取イ］けられている。リング状第２平板電極４
８はロータ１６の第２ディスク部３４に電気絶縁体４つ
を使って取（＝Ｊけられている。ステータ接続体および
ブラッシブロックアッセンブリ５０はステータ１０の第
１ディスク部２４を貫通してキャビティ３６まで伸びて
いる。

アッセンブリ５０はキャビティ３６内にあるリング４４
に接続するブラックを持っている。

同じようにしてステータ接続体とブラッシブロックアッ
センブリ５４はステータ１０の第２ディスク部２６を貫
通してキャビティ３８にまで達している。アッセンブリ
５４上のブラック５６は電極リング４８に接続している
。第１図には、アッセンブリ５０と５４は互に隣接して
図示されているが、第２図に示したようにある角度はな
れて位置することが望ましい。

ロータ１６の高圧接続体９６および９４は第２図に示さ
れているように各々ディスク３４と３２を貫通して伸び
ており、互にある角度だけはなれている。アッセンブリ
９６と９４の軸も軸１４に平行である。

ステータ１０とロータ１６が階段形状構造をしており、
また平板電極４４と４８とによってずれた位置にキャビ
ティ３６と４８を形成しているので、アッセンブリ５０
と５４の軸は互に位置がずれかつ軸１４に平行になって
いる。高圧ケーブル５８と６０は、アッセンブリ５０．
５４につながっている。そしてこれらはスリップリング
ブラック５２．５６にねじれや曲げや、ひねりがないよ
うわずかに絶縁された接続体でつながれている。

このような構造にすると、わずかに絶縁された接続体が
隣り合せに通ったり反対極性の電極リング上を交差した
りすることが避けられる。つまり、一つの分離帯がこれ
ら接続体内や、反対極性の電極間に設けられるので、こ
のような分離のない標準型で径の大きい先行技術の高圧
スリップリング装置において起りがちな高圧絶縁破壊を
さけることができるのである。同様な方法で高圧ケーブ
ル９７と９９は図２に示されたようにアッセンブリ１３
− ９４と９６につながれている。これらはついでわずかに
絶縁された接続体でねじれや曲げやひねりなどないよう
にしてリング４４と４８につながれている。この構造に
すると、わずかに絶縁された接続体が隣り合せに通った
り反対極性の電極のリング上で交差したりすることを避
けることができる。つまり、一つの分離帯が接続体間や
反対極性の電極間に設けられるので、このような分離の
ない標準型で径の大きい先行技術の高圧スリップリング
装置において起りがちな高圧絶縁破壊をさけることがで
きるのである。

不活性ガスあるいは液状の高圧絶縁物をキャビティ３６
と３８の中に入れておくことが好ましい。

キャビティ３６と３８にこのような液体または気体を密
封するために、キャビティ３６と３８の一方の側に前側
スリップリングシール６２を位置させキャビティ３６と
３８の他の側に後側スリップリングシール６４が設けら
れている。さらに特徴的なことは、シールリテーナリン
グ６６と６８が設けられていることで、その一つは、シ
ール６２−１４＝ を収容するようにロータ１６の前端に結合され一つはシ
ール６４を収納するようにロータ１６の後端に結合され
ている。シールの活動面７０はステータ１０の前端部と
結合し、前部スリップリングシール６２とかみ合ってい
る。シール活動面７２はステータ１０の第２ディスク部
２６の前面と結合し、スリップリングシール６４とかみ
合っている。リテーナ６６と６８、活動面７０と７２は
、容易に接近でき、たやすく、取外したり調節したりで
きしたがってリングシール６２．６４の取換え、シール
に加えられる予圧の調整が容易に行なえる。ボルト７１
および７３は第１図に示されているように表面７０と７
２の位置を調節しうるよう、すなわら、シール６２と６
４の予圧調整ができるよう、表面７０と７２とに取付け
られている。

従ってスリップリングシール６２と６４の予想寿命は周
知の先行技術の構造によるものよりはるかに伸びること
となる。

さらに本実施例によれば、一体形ガントリアッセンブリ
のロータ１６に搭載されロータ１６によつでのみ支えら
れているＸＩ！ｉｌ装置が備えられている。第１図に示
されているように、Ｘ線アッセンブリは、Ｘ線源７４や
シャッタアッセンブリ７６を含むＸ線光学装置や、ウェ
ッジアッセンブリ７８、および患者前面イリメータアッ
センブリ８０から構成されているが、これらはすべてＸ
線取付はブラケット８２に搭載されている。Ｘ線取付ブ
ランケット８２は着脱可能なように取イｑ１られており
、ロータ１６から取外されると、ブラケット８２上でＸ
線光学装置とＸ線源７４とをロータ１６およびステータ
トＯからｍすれて心合せすることができる。さらにｘｍ
取付ブラケット８２がロータ１６に取付けられているの
で、第１ディスク部３２あるいは第１円筒バンド部２８
のいずれかの位置で、Ｘ線源７４の取付許容位置を限定
するＸ線源のおおい７９を第１円筒部２８の上まで伸ば
すこともできる。これによって出来上ったガントリアッ
センブリの全体の幅を最小に抑えることができる。

さらに第１図に示したようにウェッジアッセンブリ７８
の位置制岨をするモータ８４、コリメータアッセンブリ
８０の開度を制御するモータ８６があり、また第２円筒
バンド部３０上にはロータ１６に乗ったモータ９０（第
２図）と結合した駆動ベル１へ８８がある。第２図に示
ｔＪ：うにカバー９２は一体化された全ガントリアッセ
ンブリを被っている。

従って、本実施例の一体形ガントリアッセンブリは、高
圧電力をステータ１０からロータ１６に供給する高圧ス
リップリングの使用によって、Ｘ線源７４が連続的に回
転できるようになっている。

しかしながらＸ線アッセンブリを支持している構造体と
物理的に独立している従来のスリップリングアッセンブ
リと異なって本発明のＸ線アッセンブリおよびスリップ
リングアッセンブリの支持構造は、唯一のベヤリングア
ッセンブリに一括Ｉノで支えられている。このような構
造では、穴は、開放されており、同心になっていて、ガ
ントリは相当醋傾けられ、患者への接近もかなり容易で
ある。

本実施例は第４世代のＣＴスキャナーガントリと１７− も適合し、例えば米国特許第４．２４６．４８４で示さ
れる周知の第４世代ニュテーション機構と本発明による
一体形スリップリングを結合して組合ゼると、従来の方
式と比較して、非常にコンパクトなガントリ構成を提供
することとなる。　本実施例は、さらにＸ線光学装置を
一体化するという考え方を採用している。この考え方は
光学装置のすべてすなわらシャッタ、コリメータ、ウェ
ッジ等々を一つの取付器具の上で心合せする。すなわち
これは主ガントリ構造部から調整できるようにしたいと
いう要求から生じたものである。このように一体化すれ
ば邪魔なガントリスキャナ上で、組立てたり光学調整を
したりする必要がなく光学装置組立および心合せのため
に光学装置をより便宜に使用できるようになる。

一体形スリップリング構造の採用でＸ線光学装置および
スリップリングロータを支持するために同一の大径リン
グベヤリングが使用でき、Ｘ線源おおいの外まわりを回
転するスリップリングが空間を有効に利用できる寸法と
なる。スリップリン１８− グステータアツセンブリはロータ、ロータ駆動モータお
よびガントリカバーなどを支えるガンｉ〜り構造の主フ
レームとしての別の機能をもっている。

離れて存在するアノードＪ５よびカソード・チャンバー
は、互に位置がずれていて高電圧破壊のおそれがなくな
る。さらに、スリップリング・ロータアッセンブリは別
の機能をもつ、すなわちＸ線光学装置、熱交換器、つり
合いおもり、および制御用電子装置の支持構造ともなっ
ている。このｎ−ツタ鋳物Ｘ線光学装置を回転させるた
めのタイミングベルトプーリとして作用さぼることもで
・きる。

本実施例のロータおよびステータアッセンブリはファラ
デーシールドとしても作用する。

［発明の効果１ 以上、本発明によればスリップリングアッセンブリが円
錐形構造になっているので、トンネルの内径が大きく、
ガン１〜りをかなり大きく傾斜さけることができる。ト
ンネルの径が大きいのでガントリが例えば３０’傾いて
も患者は快適な位置にあることになる。

両スリップリングシールの取替えもロータ部とステータ
部を分離せずに行なうことができる。

また、固定スリップリングをステータに取りつけたまま
（図１に示されたものの裏側）ブラッシアッセンブリを
ロータと一緒に回転することもできる。

当業者には、上記に、さらに利点や改変を加えることが
できるよう、従って本発明はさらに広範囲な観点から考
えられるもので」二記に図示されあるいは説明された特
別な詳細点、代表的装置および図解例には限定されない
ものである。従って出願人の一般的発明概念の精神ある
いはその範囲から逸脱することなく、上記詳細から種々
の変更をなしえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の横断面図、第２図は同実施
例の第１図２−２線に沿った縦断面図である。 １０・・・ステータ、１６・・・ロータ、１８・・・リ
ングベアリングアッセンブリ、５０．５４・・・スリッ
プリングアッセンブリ代理人弁理士　側近　憲佑（ほか
１名）２１− 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 長手方向に沿った開口部を有し、その方向に位置する被
   検体を収容するステータと、この方向に開口部を有し、
   その方向に位置する被検体を収容する口〜夕と、そのス
   テータとこのロータ間に設けられ、これらロータとステ
   ータを同心軸上に位置するようにそして、このステータ
   上でこのロータが回転するように支持するベアリング部
   と、これらロータとステータ間に設けられこのロータが
   回転する間、このロータとステータとを電気的に接続す
   る少な（とも２つのスリップリング部とを備え、これら
   スリップリングの内、より内側に位置するスリップリン
   グを前記同心軸により近づくように配置したことを特徴
   とするＸ線ＣＴスキャナ用ガントリ。