Ｘ線ＣＴ装置
【課題】 微小レベルの振動を抑制することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 回転架台１に発生する振動と逆位相の振動を回転架台１に付与することにより、回転架台１に発生する振動を相殺する。例えば、回転架台１に発生する振動を検出する振動検出器３０を設置し、回転架台１に発生する振動を検出し、位相計算回路３１にてその振動と逆位相の振動を算出し、電動モータ２０等により逆位相の振動を回転架台１に付与する。また、回転架台１の振動波形が周期的な場合は、回転架台１の回転角度に対応させた振動波形を予め測定して記憶装置に記憶しておき、回転架台の回転角度から振動レベルを求め、その振動と逆位相の振動を回転架台１に付与する。
【解決手段】 回転架台１に発生する振動と逆位相の振動を回転架台１に付与することにより、回転架台１に発生する振動を相殺する。例えば、回転架台１に発生する振動を検出する振動検出器３０を設置し、回転架台１に発生する振動を検出し、位相計算回路３１にてその振動と逆位相の振動を算出し、電動モータ２０等により逆位相の振動を回転架台１に付与する。また、回転架台１の振動波形が周期的な場合は、回転架台１の回転角度に対応させた振動波形を予め測定して記憶装置に記憶しておき、回転架台の回転角度から振動レベルを求め、その振動と逆位相の振動を回転架台１に付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はＸ線ＣＴ装置に関し、特に、Ｘ線源及びＸ線検出器を搭載した回転架台（ガントリ）の振動を抑制することができるＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、一般的に、Ｘ線源及びＸ線検出器を内蔵した回転架台（ガントリ）と、被検体を寝かせる寝台と、回転架台及び寝台の動作を制御するとともにＸ線検出器にて収集したＸ線投影データを処理して画像を再構成する制御系と、を備えて構成されている。
【０００３】
回転架台は、通常、被検体にＸ線を斜めに入射させるためのチルト機構を備えており、このチルト機構を使って回転架台を寝台に対してチルト可能としている。このチルト機構は、回転架台に形成された開口部に挿入される被検体に対し、回転架台を寝台側又はその反対側に傾斜させることで、被検体の体軸に対して様々な角度の断層撮影を可能とするものである（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特公平５−４３３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置においては、Ｘ線源及びＸ線検出器等を内蔵した回転架台（ガントリ）のバランスの不均衡により、回転架台の回転に伴い、振動が発生する。従来においては、固定式のカウンターウエイトを設置してそのカウンターバランスを調整することにより、バランスを取って振動を抑制していた。
【０００６】
しかしながら、カウンターウエイトでは微小の振動（例えば０．３〜０．５ｍｍに含まれる範囲の振動）を抑制することができない。Ｘ線ＣＴ装置における検出器の多列化、高分解能化及び回転架台（ガントリ）の高速回転化に伴い、その微小な振動を無視できないレベルになってきている。カウンターウエイトでは、Ｘ線源、Ｘ線検出器及び診断部位の間の位置ずれの原因となる微小な振動を抑制することができないため、その位置ずれが原因となって断層像の画質劣化が発生し、結果として高分解能化の要求を満たすことができない。
【０００７】
また、回転架台（ガントリ）の高速回転化に伴い更に回転架台の振動が増加するため、その振動増加を抑制するための対策が必要となる。さらに、チルト機構により回転架台が傾斜すると、回転架台の重心が変わるため、その重心変動によっても回転架台に振動が発生する。これと同様に、診断部位を変える際に回転架台内のウエッジを切り換えると、そのウエッジ切り替えによっても回転架台の重心が変わるため、その重心変動によっても回転架台に振動が発生する。Ｘ線ＣＴ装置においては、これらの振動を抑制する対策も必要となってくる。
【０００８】
この発明は上記の問題を解決するものであり、回転架台（ガントリ）の振動の位相と逆位相の振動を回転架台に付与して振動を相殺することにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。換言すると、微小振動の抑制を可能として高分解能化等の要求を満たすことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、回転架台（ガントリ）に発生する振動と逆位相の振動を回転架台に付与することにより、回転架台に発生する振動を相殺するＸ線ＣＴ装置である。例えば、回転架台に発生する振動を検出する検出器を設置し、逐次、回転架台に発生する振動を検出してその振動と逆位相の振動を算出して回転架台に付与する。また、回転架台の振動波形が周期的な場合は、回転架台の回転角度（位相）に対応させた振動波形を予め測定して記憶装置に記憶しておき、回転架台の回転角度から振動レベルを求め、その振動と逆位相の振動を回転架台に付与する。このように、回転架台に発生する振動と逆位相の振動を回転架台に付与することにより回転架台に発生する振動を相殺することが可能となり、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。この発明の具体的に態様について以下に示す。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、Ｘ線源及びＸ線検出器を内蔵し、開口部を有し、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を回転させながら前記開口部に挿入された被検体にＸ線を照射する回転架台と、前記回転架台をチルト可能に支持する支持部と、前記支持部と前記回転架台との間に介在し、前記回転架台を傾ける駆動部と、前記回転架台に発生する振動と逆位相の振動を前記回転架台に付与する加振手段と、を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記回転架台に発生する振動を検出する検出器と、前記検出器により検出された振動と逆位相の信号を算出する演算手段と、を更に有し、前記加振手段は、前記演算手段により算出された逆位相の信号に応じて前記回転架台に振動を付与することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記検出器は前記回転架台のチルト方向に発生する振動を検出し、前記加振手段は、前記回転架台のチルト方向に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記検出器は、前記回転架台の回転方向に沿って移動可能に設置され、前記加振手段により前記回転架台に逆位相の振動が付与される回転角度に対して、前記回転架台の回転角度がずれた位置の振動を検出することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は請求項３のいずれかにに記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記加振手段は、前記検出器による振動の検出タイミングに対してタイミングをずらして前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記回転架台に発生する振動を、前記回転架台の回転角度に対応付けて予め記憶する記憶装置を更に有し、前記加振手段は、前記対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を前記回転架台に付与することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記加振手段は、前記回転架台の剛性に応じて前記回転架台に付与する振動の大きさを変えることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記加振手段は、前記回転架台において剛性が低い部分ほど大きい振動を付与することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記加振手段は、前記回転架台の振動が所定レベル以上になった場合に、前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によると、回転架台に発生する振動と逆位相の振動をその回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によると、回転架台に発生する振動を検出し、その振動と逆位相の振動を回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によると、回転架台のチルト方向に発生する振動を検出し、そのチルト方向に逆位相の振動を付与ことにより、振動の主な原因であるチルト方向の振動を抑制することが可能となり、その結果、回転架台の振動を抑制することが可能となる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によると、回転架台の回転方向に検出器をずらして設置し、回転架台の回転角度がずれた位置の振動を検出することにより、加振手段による逆位相の振動を付与するタイミングのずれを補正することが可能となる。また、請求項５に記載の発明によると、検出器による振動の検出タイミングに対して回転架台に逆位相の振動を付与するタイミングをずらすことにより、振動付与のタイミングのずれを補正することが可能となる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によると、回転架台に発生する振動を回転架台の回転角度（位相）と対応付けて予め記憶し、その対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によると、回転架台の剛性に応じて回転架台に付与する逆位相の振動の大きさを変えることで、回転架台に発生する振動を相殺することが可能なレベルの逆位相の振動を付与することが可能となる。また、請求項８に記載の発明によると、剛性が低い部分ほど大きいレベルの振動を付与することにより、回転架台に発生する振動を適切に相殺することが可能となる。
【００２５】
請求項９に記載の発明によると、回転架台の振動が所定レベル以上になった場合に逆位相の振動を加えることにより、特にレベルの高い振動を相殺して回転架台の振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等の妨げになるレベルの高い振動を抑制することができ、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
【００２７】
（構成）
この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。図１は、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の回転架台の構成を示す分解斜視図である。図２は図１に示す回転架台の後方からみた背面図である。図３及び図４は、図１に示す回転架台を側面からみた側面図である。
【００２８】
図１乃至図３に示すＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源及びＸ線検出器等を内蔵し、チルト駆動可能な回転架台１（ガントリ）を備えている。この回転架台１は、その骨組みの中心を成すメインフレーム２を有する。このメインフレーム２は、略半円状のフレーム板２ａの端部の周囲に帯状のサイド板２ｂを一体的に取り付けるとともに、フレーム板２ａの中心部に所定径の孔を形成し、その孔を案内するように筐体２ｃを取り付けた構成を有する。この筐体２ｃにより、被検体を寝台に載せたまま挿入するための開口部３が形成されている。そして、回転架台１は、制御装置（図示しない）からの制御信号により、図２に示すように矢印Ａの方向に回転させられる。
【００２９】
サイド板２ｂには、軸方向（開口部３の軸方向、つまり、被検体の体軸に沿う方向）側面の下側（図１における下側）の位置に、円弧状のセクタギア４、５が各々一体的に取り付けられている。これにより、セクタギア４、５は、メインフレーム２の両側下端で軸方向に延設される。セクタギア４、５の下面には、各々、ギア４ａ、５ａが円弧状に形成されている。この円弧状のギア４ａ、５ａの曲率は、回転架台１（ガントリ）が軸方向に対して所定点Ｏを中心にチルト（傾き）可能なように設定されている。
【００３０】
セクタギア４、５の外側には、各々、ギア４ａ、５ａの回転中心の一致した円弧状のガイド６（以下、Ｒガイド６と称する）及びレール７が設置されている。各Ｒガイド６は、円弧状のレール部６ａに沿ってナット部６ｂを案内する構造を有し、そのレール部６ａはセクタギア４の外側側面に一体的に取り付けられている。ナット部６ｂはレール６ａにより、円弧状の方向に沿って移動可能となっている。
【００３１】
なお、回転架台１（ガントリ）には、Ｘ線照射のためのＸ線源（図示しない）及び被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器（図示しない）が備えられている。
【００３２】
このように構成される回転架台１（ガントリ）は、支持部１０によりチルト可能に支持されている。この支持部１０がこの発明の「支持部」に相当する。支持部１０には、長方形状の枠体を成すベース１１と、このベース１１の軸方向両側で一体的に立設させられたスタンド１２、１３とを備えて構成されている。スタンド１２、１３は、各々、軸方向に延びる板状部材である。この実施形態においては、スタンド１２の内側上端寄りには、ガイド６のナット部６ｂが固設されている。また、スタンド１３の内側上端寄りには、レール７の軌道上下端に沿うように、カムフォロア８が回動自在に取り付けられている。これにより、スタンド１２、１３がガイド６及びレール７を介してメインフレーム２（即ち回転架台１）の重量を受けるとともに、メインフレーム２（即ち回転架台１）をチルト可能に支持している。
【００３３】
さらに、ベース１１及びスタンド１２、１３には、チルト駆動を担う各種の機構が取り付けられている。ベース１１の軸方向に直交する方向の架台後端部（図１の手前側端部）には、制御装置（図示しない）から駆動信号を受ける電動モータ２０が設けられている。
【００３４】
電動モータ２０の出力軸にはピニオン２０ｂが取り付けられており、このピニオン２０ｂが、両方のスタンド１２、１３に回転可能に軸支されている駆動軸２１の第１のギア２１ａに噛合している。つまり、スタンド１２、１３は、駆動軸２１を回転可能に支持している。この駆動軸２１には、その両端部の位置に第２及び第３のギア２１ｂ、２１ｃが一体に取り付けられている。また、一方のスタンド１２の内側には相互に噛合するギア２２、２３が取り付けられており、そのうちの一方のギア２２が駆動軸２１の第２のギア２１ｂに噛合し、他方のギア２３がセクタギア４のギア４ａに噛合するようになっている。同様に、他方のスタンド１３の内側にも相互に噛合するギア２４、２５が取り付けられており、このうち一方のギア２４が駆動軸２１の第３のギア２１ｃに噛合し、他方のギア２５がセクタギア５のギア５ａに噛合するようになっている。
【００３５】
これにより、電動モータ２０の回転が駆動軸２１に伝わり、その駆動軸２１から両サイドのギア系２１ｂ、２２、２３及び２１ｃ、２４、２５を介してセクタギア４、５のギア４ａ、５ａに伝達する。この結果、電動モータ２０により、メインフレーム２（回転架台１）を軸方向に対して図３に示す仮想線Ｋ１、Ｋ２に示すようにチルトさせることができる。つまり、図３に示す矢印Ｃの方向に回転架台１を傾けることができる。この矢印Ｃの方向を以下、チルト方向と称することがある。
【００３６】
また、駆動軸２１には、スタンド１３の外側の位置に、制御装置（図示しない）からの制御信号で作動するブレーキ２６が設けられ、このブレーキ２６により駆動軸２１に制動を掛けられるようになっている。なお、シャフト２７は、ギア２２、２３を回動自在に支持するベアリング内蔵のシャフトであり、ベアリング２８は駆動軸２１を回転自在に支持するベアリングである。
【００３７】
回転架台１（ガントリ）に発生する振動を検出する振動検出器３０は、例えば、図２の背面図に示すように、メインフレーム２の上側端部に対して非接触に設置され、回転架台１のチルト方向（図３に示す矢印Ｃの方向）に発生する振動を検出する。この振動検出器３０は、例えば、レーザ、超音波、渦電流等を利用した非接触センサーからなり、振動検出器３０との間の距離を測定することにより、回転架台１に発生する振動を検出する。また、振動検出器３０として加速度センサーを用いて回転架台１の加速度を測定することにより、回転架台１に発生する振動を検出する。この振動検出器３０がこの発明の「検出器」に相当する。
【００３８】
ここで、回転架台１に発生する振動を抑制するための機構について、図４を参照しつつ説明する。図４はこの実施形態に係る回転架台の側面図であり、図１乃至図３に示す回転架台を簡略して振動を抑制する機構のみを示している。図４（ａ）に示す回転架台１においては、図１乃至図３に示したように、電動モータ２０によりギア系（２２、２３等）を回転させ、そのギア系の回転をセクタギア４（５）に伝達させてメインフレーム２（回転架台１）をチルト方向（矢印Ｃの方向）に回転させている。また、図４（ｂ）に示す回転架台１においては、電動モータ２０によりウオームギア３２を回転させ、そのウオームギア３２の回転をセクタギア４（５）に伝達させてメインフレーム２（回転架台１）をチルト方向（矢印Ｃの方向）に回転させている。
【００３９】
また、図４（ｃ）に示す回転架台１は、油圧によりメインフレーム２（回転架台１）をチルトさせる場合の概略構成を示す図である。図４（ｃ）に示す回転架台１においては、メインフレーム２はスタンド３６に立設された支柱３５によりチルト可能に支持されている。また、油圧器（油圧ポンプ）３３により、伸縮器３４を矢印Ｄの方向に伸縮させることで、メインフレーム２（回転架台１）を矢印Ｃの方向に傾けている。
【００４０】
また、電動モータ２０及び油圧ポンプ３３の他に、電動パワーシリンダや空気圧等を用いてメインフレーム２（回転架台１）をチルトさせても良い。この電動モータ２０及び油圧ポンプ３３等がこの発明の「駆動部」に相当し、更にこの発明の「加振手段」に相当する。
【００４１】
なお、図４において、被検体を載置した寝台（図示しない）は制御装置（図示しない）から制御信号を受けて矢印Ｂの方向に移動し、回転架台１及びメインフレーム２の開口部３に挿入される。
【００４２】
図４に示すように、振動検出器３０はメインフレーム２の上側端部に対して非接触に設置されている。この振動検出器３０は回転架台１の回転角度（位相）ごとの振動を検出する。振動検出器３０により検出された回転架台１に発生する振動を示す信号は、位相計算回路３１に出力される。
【００４３】
位相計算回路３１は振動検出器３０から回転架台１に発生する振動を示す信号を受け、その振動波形に対して位相処理を施す。例えば、位相計算回路３１は回転架台１の振動波形に対して反転処理を施し、逆位相の波形を抽出する。このとき、位相計算回路３１は、逆位相の振動の振幅が元の振動の振幅と同じ大きさとなるように計算を行う。そして、図４（ａ）、（ｂ）に示す回転架台１の場合は、位相計算回路３１により位相処理が施された信号は電動モータ２０に出力される。電動モータ２０はその位相処理が施された信号を受けると、その信号に応じてギア（ウオームギア３２）を回転させる。この回転がセクタギア４に伝達され、メインフレーム２（回転架台１）には、位相処理が施された振動が加えられた状態で回転動作を行うことになる。つまり、回転架台１のチルト方向に逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）が付与されて回転動作が行われることになる。なお、位相計算回路３１がこの発明の「演算手段」に相当する。
【００４４】
一方、図４（ｃ）に示す回転架台１の場合は、位相計算回路１により位相処理が施された信号は油圧ポンプ３３に出力される。油圧ポンプ３３はその位相処理が施された信号を受けると、その信号に応じて伸縮器３４を伸縮させる。この伸縮がセクタギア４に伝達され、メインフレーム２（回転架台１）は、位相処理が施された振動が加えられた状態で回転動作を行うことになる。
【００４５】
（動作）
次に、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作について、図４及び図５を参照しつつ説明する。図５は、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に設置された振動検出器により検出された振動波形を示す図である。
【００４６】
例えば、ヘリカルスキャンにより被検体の断層画像を収集する場合、制御装置（図示しない）からの制御信号を受けて回転架台１（ガントリ）が所定の速度で回転させられ、さらに、その回転に合わせて被検体を載置した寝台（図示しない）が図４に示す矢印Ｂの方向に移動させられる。このように、寝台（図示しない）を矢印Ｂの方向に移動させながら回転架台１を回転させる。そして、回転架台１内に設置されたＸ線源（図示しない）からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線源に対向する位置に設置されたＸ線検出器（図示しない）により検出する。このように、寝台（図示しない）を移動させながらＸ線を照射することで、連続的にＸ線投影データが収集される。
【００４７】
斜めの方向から被検体の断層画像を収集する場合は、例えば図４（ａ）に示す電動モータ２０によりギアを回転させ、その回転をセクタギア４に伝達させてメインフレーム２（回転架台１）をチルト方向（矢印Ｃの方向）にチルトさせる。このように、メインフレーム２（回転架台１）をチルトさせた状態でＸ線源（図示しない）からＸ線を照射することで、斜めの方向から被検体の断層画像を収集することができる。
【００４８】
回転架台１（ガントリ）が回転させられると、振動検出器３０は回転架台１に発生する振動を検出し始める。上述したように、レーザや超音波等を用いて振動検出器３０と回転架台１との間の距離を測定したり、加速度センサーにより回転架台１の加速度を測定したりして、回転架台１のチルト方向（矢印Ｃの方向）に発生する振動を検出する。
【００４９】
振動検出器３０により検出された回転架台１の振動波形の１例について、図５を参照しつつ説明する。図５に示すグラフにおいて、横軸は回転架台１の回転角度（位相）を示し、縦軸は回転架台１の振動のレベル（振幅の大きさ）を示している。図５に示す「１周期（１回転）」とは、回転架台１が３６０°回転したことを意味する。回転架台１に発生する振動の原因は回転架台１の回転によるため、振動波形は１周期（１回転：３６０°）ごとに同じ波形が繰り返される。
【００５０】
振動検出器３０から図５に示すような振動波形を示す信号が位相計算回路３１に出力される。位相計算回路３１は、振動検出器３０からその振動波形を示す信号を受けると、その振動波形に対して位相処理を施す。位相計算回路３１は、例えば振動波形に反転処理を施し、その振動波形と逆位相の波形を算出する。このとき、位相計算回路３１は、逆位相の波形における振幅が、元の振動の振幅と同じ大きさになるように計算する。このようにして算出された逆位相の波形を示す信号が電動モータ２０等に出力される。
【００５１】
図４（ａ）、（ｂ）に示すＸ線ＣＴ装置の場合は、位相計算回路３１にて算出された逆位相の波形を示す信号は電動モータ２０に出力される。電動モータ２０はその逆位相の波形を示す信号を受けると、その信号のレベルに従ってギア系を回転させる。そのギア系による回転がセクタギア４に伝達され、メインフレーム２（回転架台１）に対してチルト方向（矢印Ｃの方向）に、振動波形と逆位相の振動（振幅の大きさが振動波形と同じ）が付与される。このように、振動波形と逆位相の振動（振幅の大きさが同じ）をメインフレーム２（回転架台１）に対して付与することにより、回転架台１の振動を相殺して振動を抑制することが可能となる。
【００５２】
また、図４（ｃ）に示すＸ線ＣＴ装置の場合は、位相計算回路３１にて算出された逆位相の振動を示す信号は油圧ポンプ３３に出力される。油圧ポンプ３３はその逆位相の振動（振幅の大きさが振動波形と同じ）を示す信号を受けると、その信号のレベルに従って伸縮器３４を伸縮させる。その伸縮器３４による伸縮により、メインフレーム２（回転架台１）に対してチルト方向（矢印Ｃの方向）に振動波形と逆位相の振動が付与され、図４（ａ）、（ｂ）に示すＸ線ＣＴ装置と同様に、回転架台１の振動が相殺されて振動が抑制されることになる。
【００５３】
このとき、回転架台１の各回転角度（位相）における振動を検出し、その振動と逆位相の振動を算出して回転架台１に付与すると、その計算及び付与に要する時間の分だけ回転架台１が更に回転するため、付与すべき回転角度（位相）とは異なる回転角度（位相）の時に回転架台１に逆位相の振動を付与してしまう場合がある。つまり、計算等の時間分だけ、逆位相の振動を付与するタイミングが遅れてしまい、各回転角度（位相）に対応した逆位相の振動を適切に付与することができず、適切に回転架台１の振動を相殺することができない場合がある。
【００５４】
一方、回転架台１に発生する振動の原因は回転架台１の回転によるため、図５に示すように、振動波形は１周期（１回転：３６０°）ごとに同じ波形が繰り返される。このように回転架台１は周期的に振動するため、ある回転角度（位相）における振動のレベルを予測することが可能となる。この予測を行うため、Ｘ線ＣＴ装置に記憶装置（図示しない）を設け、振動検出器３０にて検出された回転架台１の振動波形を回転架台１の回転角度（位相）と対応付けてその記憶装置に記憶させる。
【００５５】
回転架台１は制御装置（図示しない）の制御により回転させられているため、その制御装置（図示しない）は回転架台１の回転角度（位相）を把握している。従って、記憶装置は、制御装置から回転架台１の回転角度（位相）の信号を受け、振動検出器３０から回転架台１の振動波形の信号を受け、振動波形を回転角度（位相）と対応付けて記憶する。
【００５６】
このように、振動波形と回転角度（位相）とを対応付けて記憶装置に記憶させておくことにより、位相計算回路３１は、任意の回転角度（位相）における振動のレベルを予測することが可能となる。つまり、振動検出器３０による振動検出時から実際に逆位相の振動を回転架台１に付与する時までの間の時間分だけ位相をずらし、そのずらした位相における振動のレベルを記憶装置に記憶されている振動波形から求め、その求められた振動レベルと逆位相の振動を回転架台１に付与する。このように、振動検出時から実際に逆位相の振動を付与する時までの時間のずれに相当する位相をずらして、タイミングのずれを補正する。
【００５７】
タイミングを補正する処理について図５を参照しつつ具体的に説明する。例えば、振動検出器３０が位相Ａにおける振動を検出したとする。このときの振動のレベルをレベルＣとする。そして、タイミングのずれにより実際に回転架台１に逆位相の振動が付与される時を位相Ｂとする。タイミングのずれは位相計算回路３１や電動モータ２０等の特性により予め判明しているものであるため、位相Ａから実際に振動が付与される位相Ｂが求められる。そして、上述したように回転架台１は周期的に振動するため、予め検出しておき記憶装置に記憶しておいた図５に示す振動波形から位相Ｂにおける振動レベルを求める。例えば、図５に示すように、位相Ｂにおける振動レベルをレベルＤとする。
【００５８】
つまり、位相Ａに基づいて実際に逆位相の振動が付与されるタイミングである位相Ｂが求められ、記憶装置に記憶されている周期的な振動波形から位相Ｂにおける振動レベルＤが求められる。位相計算回路３１はこの位相Ｂにおける振動レベルＤを算出し、更に、振動レベルＤと逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）を求め、電動モータ２０又は油圧ポンプ３３に逆位相の振動を示す信号を出力する。そして、電動モータ２０等はその信号のレベルに従って回転架台１に振動を付与することで、適切なタイミングで振動を相殺できる逆位相の振動を付与することが可能となる。このように、逆位相の振動を付与するタイミングが遅れる場合であっても、振動波形から回転架台１の振動のレベルを予測することにより、振動の相殺が可能な逆位相の振動を適切に付与することが可能となる。
【００５９】
また、予め回転架台１の振動を検出しておき、その振動を回転架台１の回転角度（位相）と対応付けて記憶装置に記憶しておくことで、振動検出器３０を設置して逐次、回転架台１の振動を検出する必要がなくなる。上述したように、回転架台１の振動波形は１回転（１周期）ごとに同じ波形が繰り返される。従って、回転架台１の回転角度（位相）と記憶装置に記憶されている振動波形とから、所定の回転角度における振動レベルを算出することができる。
【００６０】
回転架台１の回転を制御する制御装置（図示しない）から回転架台１の回転角度（位相）の情報が位相計算回路３１に出力され、位相計算回路３１は記憶装置（図示しない）に記憶されている振動波形を参照し、制御装置から受けた回転角度（位相）の情報に基づき、その回転角度（位相）における振動レベルを求める。そして、その振動レベルから逆位相の振動を算出し、その逆位相の振動を示す信号を電動モータ２０等に出力する。このとき、位相計算回路１は、逆位相の振動の振幅が元の振動波形の振幅と同じ大きさになるように計算を行う。電動モータ２０等はその逆位相の振動を示す信号に従って、回転架台１に振動を相殺する逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）を付与する。このように回転角度（位相）と振動とを対応付けた振動波形を記憶装置に記憶しておくことで、適切なタイミングで逆位相の振動を回転架台１に付与することができ、適切に回転架台１の振動を相殺することが可能となる。
【００６１】
また、回転架台１の振動を予め検出して振動波形を求めておき、その振動波形を記憶した記憶装置を用いて振動の相殺を行うことにより、振動を逐次検出する必要がないため、振動検出器３０を設置する必要がなくなる。そのことにより、高価なセンサー等の振動検出器３０をＸ線ＣＴ装置に設置する必要がなくなるため、Ｘ線ＣＴ装置の製造コストを削減することが可能となる。
【００６２】
また、振動の検出と逆位相の振動付与とのタイミングのずれを補正する方法として、振動検出器３０をそのタイミングのずれ分だけずらして設置するようにしても良い。この補正のための機構について図６を参照しつつ説明する。図６は図１に示す回転架台を後方からみた背面図である。
【００６３】
図６に示すように、上述した実施形態においては、振動検出器３０は回転架台１の回転角度（位相）が例えば「０°」の位置に設置され、回転架台１が矢印Ａの方向に回転することで、各回転角度（位相）における振動を検出している。
【００６４】
これに対して、タイミングのずれを補正するために、振動検出器３０の設置位置から位相をずらして、振動検出器を設置する。例えば、回転架台１に発生する振動を検出してから実際に逆位相の振動が付与されるまで、回転角度（位相）が「１０°」ずれる場合は、予め「１０°」分ずらして振動検出器を設置しておき、その振動検出器にて回転架台１に発生する振動を検出する。
【００６５】
図６に示す振動検出器３０ａ及び振動検出器３０ｂは、振動検出器３０が設置されている位置から「１０°」ずれた位置に設置されている。これにより、振動検出器３０ａ及び振動検出器３０ｂは、振動検出器３０よりも「１０°」分だけずれた回転角度（位相）の振動を検出することになる。
【００６６】
例えば、回転架台１が矢印Ａ１の方向に回転する場合においては、振動検出器３０が回転角度（位相）「０°」の振動を検出している時に、振動検出器３０ａは位相「１０°」の振動を検出している。この振動検出器３０ａにて検出された振動と逆位相の振動（振幅の大きさは元の振動波形と同じ）を回転架台１に付与すると、付与するまで角度（位相）が「１０°」ずれるため、丁度、位相「１０°」の時点で逆位相の振動を付与することができる。
【００６７】
これと同様に、回転架台１が矢印Ａ２の方向に回転する場合においては、振動検出器３０が回転角度（位相）「０°」の振動を検出している時に、振動検出器３０ｂは位相「１０°」の振動を検出している。上述したように、この振動検出器３０ｂにて検出された振動と逆位相の振動を回転架台１に付与することで、丁度、位相「１０°」の時点で逆位相の振動を付与することができる。
【００６８】
以上のように、振動検出から逆位相の振動付与までに生じるタイミングのずれ分に応じて、振動検出器をずらして設置して振動を検出することにより、検出から付与までに生じるタイミングのずれを補正することが可能となる。そのことにより、適切なタイミングで逆位相の振動を回転架台１に付与することができ、適切に回転架台１の振動を抑制することが可能となる。
【００６９】
また、全ての回転角度（位相）において振動と逆位相の振動を回転架台１に付与せずに、部分的に逆位相の振動を付与しても良い。例えば、図５に示す振動波形のように、ある一部分の回転角度（位相Ｅ）における振動のレベルが高い場合（振動レベルＦ）は、その回転角度（位相Ｅ）においてのみ逆位相の振動を回転架台１に付与する。高分解能化等を図るにあたって、無視できるようなレベルの振動に対しては逆位相の振動を付与せず、高分解能化等に影響を与えるレベルの振動に対して逆位相の振動を付与する。このように部分的に逆位相の振動を付与しても、回転架台に発生する振動を適切に抑制することが可能となる。
【００７０】
例えば、振動検出器３０から出力される振動のレベルを受けて、その振動レベルの大きさ（つまり、振幅の大きさ）を比較判断する比較部（図示しない）を設ける。その比較部は、予め設定されている所定のレベル（設定値）と、振動検出器３０にて検出された振動のレベルとを比較する。この所定のレベル（設定値）は、高分解能化等の妨げとなるレベルを示すものとする。この所定のレベル（設定値）以上のレベルの振動が回転架台１に発生すると、高分解能化等の妨げとなる。一方、所定のレベル（設定値）より小さいレベルの振動については、無視しても高分解能化等に影響を与えない。この所定のレベル（設定値）は予め求められているものであり、例えば、メモリ等からなる記憶装置に記憶しておく。
【００７１】
検出された振動レベルが設定値以上である場合（振幅の大きさが設定値以上の場合）は、比較部は、逆位相の振動を付与するとの判断を行い、その比較判断結果を位相計算回路３１に出力する。位相計算回路３１は、その比較判断結果を受けて、逆位相の振動を付与するとの判断結果だった場合は、振動検出器３０から出力される振動と逆位相の振動を求める。このとき、位相計算回路３１は、逆位相の振動の振幅が元の振動波形の振幅と同じ大きさになるように計算を行う。そして、位相計算回路３１は、その逆位相の振動を示す信号を電動モータ２０等に出力し、電動モータ２０等は上述したように逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）を回転架台１に付与する。これにより、回転架台１における振動は相殺されて、高分解能化等に影響を与える振動を抑制することが可能となり、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。
【００７２】
一方、振動検出器３０にて検出された振動レベルが設定値よりも小さい場合は、比較部は、逆位相の振動を付与しないとの判断を行い、その比較判断結果を位相計算回路３１に出力する。位相計算回路３１は、その比較判断結果を受けて、逆位相の振動を付与しないとの判断結果だった場合は、逆位相の計算をせず、処理は終了する。結果として、回転架台１に対して逆位相の振動が付与されることはない。
【００７３】
例えば、図５に示すように、所定のレベル（設定値）をレベルＧとする。比較部は、このレベルＧ（設定値）と振動検出器３０にて検出された振動のレベルとを比較する。検出された振動のレベルがレベルＧ（設定値）以上であった場合は、回転架台１に逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）が付与され、検出された振動のレベルがレベルＧ（設定値）より小さい場合は、逆位相の振動を付与しない。
【００７４】
図５に示す例においては、位相Ｅにおける振動のレベルはレベルＦとなり、レベルＧ（設定値）以上となっているため、位相Ｅにおいては、検出された振動と逆位相の振動が回転架台１に付与される。一方、位相Ａにおける振動のレベルはレベルＣとなり、レベルＧ（設定値）より小さいため、その位相Ａにおいては、逆位相の振動は付与されない。同様に、位相Ｂにおける振動のレベルはレベルＤとなり、レベルＧ（設定値）より小さいため、その移送Ｂにおいては、逆位相の振動は付与されない。
【００７５】
以上のように所定レベル以上（所定の振幅の大きさ以上）の振動が検出された場合に、逆位相の振動を回転架台１に付与することで、高分解能化等の妨げとなる振動を抑制することが可能となり、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。
【００７６】
また、逆位相の振動が付与される回転架台１は場所によってその剛性が変わっている。例えば、Ｘ線源やＸ線検出器等が内蔵されている部分とそれ以外の部分とでは、剛性が変わり、力の伝わり方も異なってくる。そのため、同じ振動のレベルであっても、剛性が異なると、適切に回転架台１の振動を相殺することができない場合がある。同じ振動のレベルであっても、剛性が高い部分においては、弱い力を付与しても振動を相殺することができるが、剛性が低い部分においては、同じ力を付与しても力が伝わりにくいため、振動を相殺することができない。また、剛性が高い部分において、強い力を付与すると余計な振動を回転架台１に与えることになり、振動を適切に相殺することができない。従って、同じ振動のレベルであっても、回転架台１の剛性に応じて付与する振動のレベルを変える必要がある。
【００７７】
例えば、振動検出器３０により検出された振動の逆位相の振動に対して、重み付けを行ってから回転架台１に逆位相の振動を付与する。回転架台１の剛性を回転架台１の場所（位相）ごとに予め測定し、回転角度（位相）と剛性とを対応付けて、記憶装置に記憶しておく。位相計算回路３１により逆位相の振動が算出された後、その逆位相の振動に対して、その回転角度（位相）における剛性に従った重み付けを行い、その回転角度（位相）における逆位相の振動のレベルを求める。そして、重み付けされた逆位相の振動を回転架台１に付与することで、その部分（位相）に対応した振動を付与することができる。
【００７８】
具体的には、剛性が高い部分（位相）においては、重み付けの値を小さくすることにより、逆位相の振動のレベルを小さくして回転架台１に付与する。つまり、逆位相の振動の振幅の大きさを小さくする。一方、剛性が低い部分（位相）においては、重み付けの値を大きくすることにより、逆位相の振動のレベルを高くして回転架台１に付与する。つまり、逆位相の振動の振幅の大きさを大きくする。このように、剛性に応じて逆位相の振動のレベルに重み付けを行ってその振動を回転架台１に付与することで、回転架台１の振動を適切に相殺することが可能となる。
【００７９】
図５を参照しつつ更に具体的に説明する。例えば、位相Ａにおける回転架台１の振動のレベルはレベルＣであり、位相Ｈにおける回転架台１の振動のレベルもレベルＣとなっている。位相Ａにおける回転架台１の剛性と位相Ｈにおける回転架台１の剛性とが同じ場合であれば、位相Ａにおいて付与すべき逆位相の振動のレベルと、位相Ｈにおいて付与すべき逆位相の振動のレベルとは同じレベルになる。同じレベルの振動を位相Ａ及び位相Ｈにおいて回転架台１に付与することにより、位相Ａ及び位相Ｈにおいて回転架台１の振動を適切に相殺することができる。
【００８０】
ところが、位相Ａにおける回転架台１の剛性と、位相Ｈにおける回転架台１の剛性とが異なる場合は、位相Ａと位相Ｈとで同じレベルの振動を付与しても、同じように回転架台１の振動を相殺することができない。つまり、同じ大きさの振幅を有する振動を付与しても、回転架台１の振動を相殺することができない。例えば、位相Ａにおける回転架台１の剛性が位相Ｈにおける回転架台１の剛性よりも高い場合は、位相Ａにおいて付与すべき振動のレベルよりも、位相Ｈにおいて付与すべき振動のレベルを高くする必要がある。つまり、位相Ｈにおける振動の振幅の大きさを位相Ａよりも大きくする必要がある。
【００８１】
この場合、予め位相Ａと位相Ｈにおける剛性を予め求めておき、その剛性に応じて逆位相の振動のレベルに重み付けを行い、重み付けされた振動を回転架台１に付与する。この例においては、位相Ｈにおける重み付けを高くすることにより、逆位相の振動のレベルを高めて回転架台１に付与する。そのことにより、回転架台１の振動を相殺するための適切な振動が付与され、振動が適切に相殺される。
【００８２】
また、上述した実施形態においては、電動モータ２０又は油圧ポンプ３３を用いて回転架台１をチルトさせ、更に、回転架台１の振動と逆位相の振動を回転架台１に付与しているが、その他、電動パワーシリンダや空気圧等を用いて逆位相の振動を回転架台１に付与しても良い。さらに、上述した実施形態においては、回転架台１をチルトさせる手段である電動モータ２０又は油圧ポンプ３３を用いて、回転架台１に逆位相の振動を付与しているが、逆位相の振動を付与するためのモータ等を別途設けても良い。つまり、回転架台１をチルトさせるための電動モータ２０等を逆位相の振動を付与するための手段として兼用せずに、逆位相の振動を付与するためだけのモータ等を別途設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の回転架台の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す回転架台を後方からみた背面図である。
【図３】図１に示す回転架台を側面からみた側面図である。
【図４】図１に示す回転架台を側面からみた側面図である。
【図５】この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に設置された振動検出器により検出された振動波形を示す図である。
【図６】図１に示す回転架台を後方からみた背面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 回転架台
２ メインフレーム
３ 開口部
４ セクタギア
６ Ｒガイド
１０ 支持部
２０ モータ
３０、３０ａ、３０ｂ 振動検出器
３１ 位相計算回路
３２ ウオームギア
３３ 油圧器（油圧ポンプ）
３４ 伸縮器
【技術分野】
【０００１】
この発明はＸ線ＣＴ装置に関し、特に、Ｘ線源及びＸ線検出器を搭載した回転架台（ガントリ）の振動を抑制することができるＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、一般的に、Ｘ線源及びＸ線検出器を内蔵した回転架台（ガントリ）と、被検体を寝かせる寝台と、回転架台及び寝台の動作を制御するとともにＸ線検出器にて収集したＸ線投影データを処理して画像を再構成する制御系と、を備えて構成されている。
【０００３】
回転架台は、通常、被検体にＸ線を斜めに入射させるためのチルト機構を備えており、このチルト機構を使って回転架台を寝台に対してチルト可能としている。このチルト機構は、回転架台に形成された開口部に挿入される被検体に対し、回転架台を寝台側又はその反対側に傾斜させることで、被検体の体軸に対して様々な角度の断層撮影を可能とするものである（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特公平５−４３３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置においては、Ｘ線源及びＸ線検出器等を内蔵した回転架台（ガントリ）のバランスの不均衡により、回転架台の回転に伴い、振動が発生する。従来においては、固定式のカウンターウエイトを設置してそのカウンターバランスを調整することにより、バランスを取って振動を抑制していた。
【０００６】
しかしながら、カウンターウエイトでは微小の振動（例えば０．３〜０．５ｍｍに含まれる範囲の振動）を抑制することができない。Ｘ線ＣＴ装置における検出器の多列化、高分解能化及び回転架台（ガントリ）の高速回転化に伴い、その微小な振動を無視できないレベルになってきている。カウンターウエイトでは、Ｘ線源、Ｘ線検出器及び診断部位の間の位置ずれの原因となる微小な振動を抑制することができないため、その位置ずれが原因となって断層像の画質劣化が発生し、結果として高分解能化の要求を満たすことができない。
【０００７】
また、回転架台（ガントリ）の高速回転化に伴い更に回転架台の振動が増加するため、その振動増加を抑制するための対策が必要となる。さらに、チルト機構により回転架台が傾斜すると、回転架台の重心が変わるため、その重心変動によっても回転架台に振動が発生する。これと同様に、診断部位を変える際に回転架台内のウエッジを切り換えると、そのウエッジ切り替えによっても回転架台の重心が変わるため、その重心変動によっても回転架台に振動が発生する。Ｘ線ＣＴ装置においては、これらの振動を抑制する対策も必要となってくる。
【０００８】
この発明は上記の問題を解決するものであり、回転架台（ガントリ）の振動の位相と逆位相の振動を回転架台に付与して振動を相殺することにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。換言すると、微小振動の抑制を可能として高分解能化等の要求を満たすことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、回転架台（ガントリ）に発生する振動と逆位相の振動を回転架台に付与することにより、回転架台に発生する振動を相殺するＸ線ＣＴ装置である。例えば、回転架台に発生する振動を検出する検出器を設置し、逐次、回転架台に発生する振動を検出してその振動と逆位相の振動を算出して回転架台に付与する。また、回転架台の振動波形が周期的な場合は、回転架台の回転角度（位相）に対応させた振動波形を予め測定して記憶装置に記憶しておき、回転架台の回転角度から振動レベルを求め、その振動と逆位相の振動を回転架台に付与する。このように、回転架台に発生する振動と逆位相の振動を回転架台に付与することにより回転架台に発生する振動を相殺することが可能となり、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。この発明の具体的に態様について以下に示す。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、Ｘ線源及びＸ線検出器を内蔵し、開口部を有し、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を回転させながら前記開口部に挿入された被検体にＸ線を照射する回転架台と、前記回転架台をチルト可能に支持する支持部と、前記支持部と前記回転架台との間に介在し、前記回転架台を傾ける駆動部と、前記回転架台に発生する振動と逆位相の振動を前記回転架台に付与する加振手段と、を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記回転架台に発生する振動を検出する検出器と、前記検出器により検出された振動と逆位相の信号を算出する演算手段と、を更に有し、前記加振手段は、前記演算手段により算出された逆位相の信号に応じて前記回転架台に振動を付与することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記検出器は前記回転架台のチルト方向に発生する振動を検出し、前記加振手段は、前記回転架台のチルト方向に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記検出器は、前記回転架台の回転方向に沿って移動可能に設置され、前記加振手段により前記回転架台に逆位相の振動が付与される回転角度に対して、前記回転架台の回転角度がずれた位置の振動を検出することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は請求項３のいずれかにに記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記加振手段は、前記検出器による振動の検出タイミングに対してタイミングをずらして前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記回転架台に発生する振動を、前記回転架台の回転角度に対応付けて予め記憶する記憶装置を更に有し、前記加振手段は、前記対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を前記回転架台に付与することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記加振手段は、前記回転架台の剛性に応じて前記回転架台に付与する振動の大きさを変えることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記加振手段は、前記回転架台において剛性が低い部分ほど大きい振動を付与することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記加振手段は、前記回転架台の振動が所定レベル以上になった場合に、前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によると、回転架台に発生する振動と逆位相の振動をその回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によると、回転架台に発生する振動を検出し、その振動と逆位相の振動を回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によると、回転架台のチルト方向に発生する振動を検出し、そのチルト方向に逆位相の振動を付与ことにより、振動の主な原因であるチルト方向の振動を抑制することが可能となり、その結果、回転架台の振動を抑制することが可能となる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によると、回転架台の回転方向に検出器をずらして設置し、回転架台の回転角度がずれた位置の振動を検出することにより、加振手段による逆位相の振動を付与するタイミングのずれを補正することが可能となる。また、請求項５に記載の発明によると、検出器による振動の検出タイミングに対して回転架台に逆位相の振動を付与するタイミングをずらすことにより、振動付与のタイミングのずれを補正することが可能となる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によると、回転架台に発生する振動を回転架台の回転角度（位相）と対応付けて予め記憶し、その対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を回転架台に付与して、回転架台に発生する振動を相殺することにより、回転架台に発生する振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等で要求される微小レベルの振動を抑制することが可能となり、画質劣化を防止することが可能となる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によると、回転架台の剛性に応じて回転架台に付与する逆位相の振動の大きさを変えることで、回転架台に発生する振動を相殺することが可能なレベルの逆位相の振動を付与することが可能となる。また、請求項８に記載の発明によると、剛性が低い部分ほど大きいレベルの振動を付与することにより、回転架台に発生する振動を適切に相殺することが可能となる。
【００２５】
請求項９に記載の発明によると、回転架台の振動が所定レベル以上になった場合に逆位相の振動を加えることにより、特にレベルの高い振動を相殺して回転架台の振動を抑制することが可能となる。そのことにより、高分解能化等の妨げになるレベルの高い振動を抑制することができ、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
【００２７】
（構成）
この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。図１は、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の回転架台の構成を示す分解斜視図である。図２は図１に示す回転架台の後方からみた背面図である。図３及び図４は、図１に示す回転架台を側面からみた側面図である。
【００２８】
図１乃至図３に示すＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源及びＸ線検出器等を内蔵し、チルト駆動可能な回転架台１（ガントリ）を備えている。この回転架台１は、その骨組みの中心を成すメインフレーム２を有する。このメインフレーム２は、略半円状のフレーム板２ａの端部の周囲に帯状のサイド板２ｂを一体的に取り付けるとともに、フレーム板２ａの中心部に所定径の孔を形成し、その孔を案内するように筐体２ｃを取り付けた構成を有する。この筐体２ｃにより、被検体を寝台に載せたまま挿入するための開口部３が形成されている。そして、回転架台１は、制御装置（図示しない）からの制御信号により、図２に示すように矢印Ａの方向に回転させられる。
【００２９】
サイド板２ｂには、軸方向（開口部３の軸方向、つまり、被検体の体軸に沿う方向）側面の下側（図１における下側）の位置に、円弧状のセクタギア４、５が各々一体的に取り付けられている。これにより、セクタギア４、５は、メインフレーム２の両側下端で軸方向に延設される。セクタギア４、５の下面には、各々、ギア４ａ、５ａが円弧状に形成されている。この円弧状のギア４ａ、５ａの曲率は、回転架台１（ガントリ）が軸方向に対して所定点Ｏを中心にチルト（傾き）可能なように設定されている。
【００３０】
セクタギア４、５の外側には、各々、ギア４ａ、５ａの回転中心の一致した円弧状のガイド６（以下、Ｒガイド６と称する）及びレール７が設置されている。各Ｒガイド６は、円弧状のレール部６ａに沿ってナット部６ｂを案内する構造を有し、そのレール部６ａはセクタギア４の外側側面に一体的に取り付けられている。ナット部６ｂはレール６ａにより、円弧状の方向に沿って移動可能となっている。
【００３１】
なお、回転架台１（ガントリ）には、Ｘ線照射のためのＸ線源（図示しない）及び被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器（図示しない）が備えられている。
【００３２】
このように構成される回転架台１（ガントリ）は、支持部１０によりチルト可能に支持されている。この支持部１０がこの発明の「支持部」に相当する。支持部１０には、長方形状の枠体を成すベース１１と、このベース１１の軸方向両側で一体的に立設させられたスタンド１２、１３とを備えて構成されている。スタンド１２、１３は、各々、軸方向に延びる板状部材である。この実施形態においては、スタンド１２の内側上端寄りには、ガイド６のナット部６ｂが固設されている。また、スタンド１３の内側上端寄りには、レール７の軌道上下端に沿うように、カムフォロア８が回動自在に取り付けられている。これにより、スタンド１２、１３がガイド６及びレール７を介してメインフレーム２（即ち回転架台１）の重量を受けるとともに、メインフレーム２（即ち回転架台１）をチルト可能に支持している。
【００３３】
さらに、ベース１１及びスタンド１２、１３には、チルト駆動を担う各種の機構が取り付けられている。ベース１１の軸方向に直交する方向の架台後端部（図１の手前側端部）には、制御装置（図示しない）から駆動信号を受ける電動モータ２０が設けられている。
【００３４】
電動モータ２０の出力軸にはピニオン２０ｂが取り付けられており、このピニオン２０ｂが、両方のスタンド１２、１３に回転可能に軸支されている駆動軸２１の第１のギア２１ａに噛合している。つまり、スタンド１２、１３は、駆動軸２１を回転可能に支持している。この駆動軸２１には、その両端部の位置に第２及び第３のギア２１ｂ、２１ｃが一体に取り付けられている。また、一方のスタンド１２の内側には相互に噛合するギア２２、２３が取り付けられており、そのうちの一方のギア２２が駆動軸２１の第２のギア２１ｂに噛合し、他方のギア２３がセクタギア４のギア４ａに噛合するようになっている。同様に、他方のスタンド１３の内側にも相互に噛合するギア２４、２５が取り付けられており、このうち一方のギア２４が駆動軸２１の第３のギア２１ｃに噛合し、他方のギア２５がセクタギア５のギア５ａに噛合するようになっている。
【００３５】
これにより、電動モータ２０の回転が駆動軸２１に伝わり、その駆動軸２１から両サイドのギア系２１ｂ、２２、２３及び２１ｃ、２４、２５を介してセクタギア４、５のギア４ａ、５ａに伝達する。この結果、電動モータ２０により、メインフレーム２（回転架台１）を軸方向に対して図３に示す仮想線Ｋ１、Ｋ２に示すようにチルトさせることができる。つまり、図３に示す矢印Ｃの方向に回転架台１を傾けることができる。この矢印Ｃの方向を以下、チルト方向と称することがある。
【００３６】
また、駆動軸２１には、スタンド１３の外側の位置に、制御装置（図示しない）からの制御信号で作動するブレーキ２６が設けられ、このブレーキ２６により駆動軸２１に制動を掛けられるようになっている。なお、シャフト２７は、ギア２２、２３を回動自在に支持するベアリング内蔵のシャフトであり、ベアリング２８は駆動軸２１を回転自在に支持するベアリングである。
【００３７】
回転架台１（ガントリ）に発生する振動を検出する振動検出器３０は、例えば、図２の背面図に示すように、メインフレーム２の上側端部に対して非接触に設置され、回転架台１のチルト方向（図３に示す矢印Ｃの方向）に発生する振動を検出する。この振動検出器３０は、例えば、レーザ、超音波、渦電流等を利用した非接触センサーからなり、振動検出器３０との間の距離を測定することにより、回転架台１に発生する振動を検出する。また、振動検出器３０として加速度センサーを用いて回転架台１の加速度を測定することにより、回転架台１に発生する振動を検出する。この振動検出器３０がこの発明の「検出器」に相当する。
【００３８】
ここで、回転架台１に発生する振動を抑制するための機構について、図４を参照しつつ説明する。図４はこの実施形態に係る回転架台の側面図であり、図１乃至図３に示す回転架台を簡略して振動を抑制する機構のみを示している。図４（ａ）に示す回転架台１においては、図１乃至図３に示したように、電動モータ２０によりギア系（２２、２３等）を回転させ、そのギア系の回転をセクタギア４（５）に伝達させてメインフレーム２（回転架台１）をチルト方向（矢印Ｃの方向）に回転させている。また、図４（ｂ）に示す回転架台１においては、電動モータ２０によりウオームギア３２を回転させ、そのウオームギア３２の回転をセクタギア４（５）に伝達させてメインフレーム２（回転架台１）をチルト方向（矢印Ｃの方向）に回転させている。
【００３９】
また、図４（ｃ）に示す回転架台１は、油圧によりメインフレーム２（回転架台１）をチルトさせる場合の概略構成を示す図である。図４（ｃ）に示す回転架台１においては、メインフレーム２はスタンド３６に立設された支柱３５によりチルト可能に支持されている。また、油圧器（油圧ポンプ）３３により、伸縮器３４を矢印Ｄの方向に伸縮させることで、メインフレーム２（回転架台１）を矢印Ｃの方向に傾けている。
【００４０】
また、電動モータ２０及び油圧ポンプ３３の他に、電動パワーシリンダや空気圧等を用いてメインフレーム２（回転架台１）をチルトさせても良い。この電動モータ２０及び油圧ポンプ３３等がこの発明の「駆動部」に相当し、更にこの発明の「加振手段」に相当する。
【００４１】
なお、図４において、被検体を載置した寝台（図示しない）は制御装置（図示しない）から制御信号を受けて矢印Ｂの方向に移動し、回転架台１及びメインフレーム２の開口部３に挿入される。
【００４２】
図４に示すように、振動検出器３０はメインフレーム２の上側端部に対して非接触に設置されている。この振動検出器３０は回転架台１の回転角度（位相）ごとの振動を検出する。振動検出器３０により検出された回転架台１に発生する振動を示す信号は、位相計算回路３１に出力される。
【００４３】
位相計算回路３１は振動検出器３０から回転架台１に発生する振動を示す信号を受け、その振動波形に対して位相処理を施す。例えば、位相計算回路３１は回転架台１の振動波形に対して反転処理を施し、逆位相の波形を抽出する。このとき、位相計算回路３１は、逆位相の振動の振幅が元の振動の振幅と同じ大きさとなるように計算を行う。そして、図４（ａ）、（ｂ）に示す回転架台１の場合は、位相計算回路３１により位相処理が施された信号は電動モータ２０に出力される。電動モータ２０はその位相処理が施された信号を受けると、その信号に応じてギア（ウオームギア３２）を回転させる。この回転がセクタギア４に伝達され、メインフレーム２（回転架台１）には、位相処理が施された振動が加えられた状態で回転動作を行うことになる。つまり、回転架台１のチルト方向に逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）が付与されて回転動作が行われることになる。なお、位相計算回路３１がこの発明の「演算手段」に相当する。
【００４４】
一方、図４（ｃ）に示す回転架台１の場合は、位相計算回路１により位相処理が施された信号は油圧ポンプ３３に出力される。油圧ポンプ３３はその位相処理が施された信号を受けると、その信号に応じて伸縮器３４を伸縮させる。この伸縮がセクタギア４に伝達され、メインフレーム２（回転架台１）は、位相処理が施された振動が加えられた状態で回転動作を行うことになる。
【００４５】
（動作）
次に、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作について、図４及び図５を参照しつつ説明する。図５は、この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に設置された振動検出器により検出された振動波形を示す図である。
【００４６】
例えば、ヘリカルスキャンにより被検体の断層画像を収集する場合、制御装置（図示しない）からの制御信号を受けて回転架台１（ガントリ）が所定の速度で回転させられ、さらに、その回転に合わせて被検体を載置した寝台（図示しない）が図４に示す矢印Ｂの方向に移動させられる。このように、寝台（図示しない）を矢印Ｂの方向に移動させながら回転架台１を回転させる。そして、回転架台１内に設置されたＸ線源（図示しない）からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線源に対向する位置に設置されたＸ線検出器（図示しない）により検出する。このように、寝台（図示しない）を移動させながらＸ線を照射することで、連続的にＸ線投影データが収集される。
【００４７】
斜めの方向から被検体の断層画像を収集する場合は、例えば図４（ａ）に示す電動モータ２０によりギアを回転させ、その回転をセクタギア４に伝達させてメインフレーム２（回転架台１）をチルト方向（矢印Ｃの方向）にチルトさせる。このように、メインフレーム２（回転架台１）をチルトさせた状態でＸ線源（図示しない）からＸ線を照射することで、斜めの方向から被検体の断層画像を収集することができる。
【００４８】
回転架台１（ガントリ）が回転させられると、振動検出器３０は回転架台１に発生する振動を検出し始める。上述したように、レーザや超音波等を用いて振動検出器３０と回転架台１との間の距離を測定したり、加速度センサーにより回転架台１の加速度を測定したりして、回転架台１のチルト方向（矢印Ｃの方向）に発生する振動を検出する。
【００４９】
振動検出器３０により検出された回転架台１の振動波形の１例について、図５を参照しつつ説明する。図５に示すグラフにおいて、横軸は回転架台１の回転角度（位相）を示し、縦軸は回転架台１の振動のレベル（振幅の大きさ）を示している。図５に示す「１周期（１回転）」とは、回転架台１が３６０°回転したことを意味する。回転架台１に発生する振動の原因は回転架台１の回転によるため、振動波形は１周期（１回転：３６０°）ごとに同じ波形が繰り返される。
【００５０】
振動検出器３０から図５に示すような振動波形を示す信号が位相計算回路３１に出力される。位相計算回路３１は、振動検出器３０からその振動波形を示す信号を受けると、その振動波形に対して位相処理を施す。位相計算回路３１は、例えば振動波形に反転処理を施し、その振動波形と逆位相の波形を算出する。このとき、位相計算回路３１は、逆位相の波形における振幅が、元の振動の振幅と同じ大きさになるように計算する。このようにして算出された逆位相の波形を示す信号が電動モータ２０等に出力される。
【００５１】
図４（ａ）、（ｂ）に示すＸ線ＣＴ装置の場合は、位相計算回路３１にて算出された逆位相の波形を示す信号は電動モータ２０に出力される。電動モータ２０はその逆位相の波形を示す信号を受けると、その信号のレベルに従ってギア系を回転させる。そのギア系による回転がセクタギア４に伝達され、メインフレーム２（回転架台１）に対してチルト方向（矢印Ｃの方向）に、振動波形と逆位相の振動（振幅の大きさが振動波形と同じ）が付与される。このように、振動波形と逆位相の振動（振幅の大きさが同じ）をメインフレーム２（回転架台１）に対して付与することにより、回転架台１の振動を相殺して振動を抑制することが可能となる。
【００５２】
また、図４（ｃ）に示すＸ線ＣＴ装置の場合は、位相計算回路３１にて算出された逆位相の振動を示す信号は油圧ポンプ３３に出力される。油圧ポンプ３３はその逆位相の振動（振幅の大きさが振動波形と同じ）を示す信号を受けると、その信号のレベルに従って伸縮器３４を伸縮させる。その伸縮器３４による伸縮により、メインフレーム２（回転架台１）に対してチルト方向（矢印Ｃの方向）に振動波形と逆位相の振動が付与され、図４（ａ）、（ｂ）に示すＸ線ＣＴ装置と同様に、回転架台１の振動が相殺されて振動が抑制されることになる。
【００５３】
このとき、回転架台１の各回転角度（位相）における振動を検出し、その振動と逆位相の振動を算出して回転架台１に付与すると、その計算及び付与に要する時間の分だけ回転架台１が更に回転するため、付与すべき回転角度（位相）とは異なる回転角度（位相）の時に回転架台１に逆位相の振動を付与してしまう場合がある。つまり、計算等の時間分だけ、逆位相の振動を付与するタイミングが遅れてしまい、各回転角度（位相）に対応した逆位相の振動を適切に付与することができず、適切に回転架台１の振動を相殺することができない場合がある。
【００５４】
一方、回転架台１に発生する振動の原因は回転架台１の回転によるため、図５に示すように、振動波形は１周期（１回転：３６０°）ごとに同じ波形が繰り返される。このように回転架台１は周期的に振動するため、ある回転角度（位相）における振動のレベルを予測することが可能となる。この予測を行うため、Ｘ線ＣＴ装置に記憶装置（図示しない）を設け、振動検出器３０にて検出された回転架台１の振動波形を回転架台１の回転角度（位相）と対応付けてその記憶装置に記憶させる。
【００５５】
回転架台１は制御装置（図示しない）の制御により回転させられているため、その制御装置（図示しない）は回転架台１の回転角度（位相）を把握している。従って、記憶装置は、制御装置から回転架台１の回転角度（位相）の信号を受け、振動検出器３０から回転架台１の振動波形の信号を受け、振動波形を回転角度（位相）と対応付けて記憶する。
【００５６】
このように、振動波形と回転角度（位相）とを対応付けて記憶装置に記憶させておくことにより、位相計算回路３１は、任意の回転角度（位相）における振動のレベルを予測することが可能となる。つまり、振動検出器３０による振動検出時から実際に逆位相の振動を回転架台１に付与する時までの間の時間分だけ位相をずらし、そのずらした位相における振動のレベルを記憶装置に記憶されている振動波形から求め、その求められた振動レベルと逆位相の振動を回転架台１に付与する。このように、振動検出時から実際に逆位相の振動を付与する時までの時間のずれに相当する位相をずらして、タイミングのずれを補正する。
【００５７】
タイミングを補正する処理について図５を参照しつつ具体的に説明する。例えば、振動検出器３０が位相Ａにおける振動を検出したとする。このときの振動のレベルをレベルＣとする。そして、タイミングのずれにより実際に回転架台１に逆位相の振動が付与される時を位相Ｂとする。タイミングのずれは位相計算回路３１や電動モータ２０等の特性により予め判明しているものであるため、位相Ａから実際に振動が付与される位相Ｂが求められる。そして、上述したように回転架台１は周期的に振動するため、予め検出しておき記憶装置に記憶しておいた図５に示す振動波形から位相Ｂにおける振動レベルを求める。例えば、図５に示すように、位相Ｂにおける振動レベルをレベルＤとする。
【００５８】
つまり、位相Ａに基づいて実際に逆位相の振動が付与されるタイミングである位相Ｂが求められ、記憶装置に記憶されている周期的な振動波形から位相Ｂにおける振動レベルＤが求められる。位相計算回路３１はこの位相Ｂにおける振動レベルＤを算出し、更に、振動レベルＤと逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）を求め、電動モータ２０又は油圧ポンプ３３に逆位相の振動を示す信号を出力する。そして、電動モータ２０等はその信号のレベルに従って回転架台１に振動を付与することで、適切なタイミングで振動を相殺できる逆位相の振動を付与することが可能となる。このように、逆位相の振動を付与するタイミングが遅れる場合であっても、振動波形から回転架台１の振動のレベルを予測することにより、振動の相殺が可能な逆位相の振動を適切に付与することが可能となる。
【００５９】
また、予め回転架台１の振動を検出しておき、その振動を回転架台１の回転角度（位相）と対応付けて記憶装置に記憶しておくことで、振動検出器３０を設置して逐次、回転架台１の振動を検出する必要がなくなる。上述したように、回転架台１の振動波形は１回転（１周期）ごとに同じ波形が繰り返される。従って、回転架台１の回転角度（位相）と記憶装置に記憶されている振動波形とから、所定の回転角度における振動レベルを算出することができる。
【００６０】
回転架台１の回転を制御する制御装置（図示しない）から回転架台１の回転角度（位相）の情報が位相計算回路３１に出力され、位相計算回路３１は記憶装置（図示しない）に記憶されている振動波形を参照し、制御装置から受けた回転角度（位相）の情報に基づき、その回転角度（位相）における振動レベルを求める。そして、その振動レベルから逆位相の振動を算出し、その逆位相の振動を示す信号を電動モータ２０等に出力する。このとき、位相計算回路１は、逆位相の振動の振幅が元の振動波形の振幅と同じ大きさになるように計算を行う。電動モータ２０等はその逆位相の振動を示す信号に従って、回転架台１に振動を相殺する逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）を付与する。このように回転角度（位相）と振動とを対応付けた振動波形を記憶装置に記憶しておくことで、適切なタイミングで逆位相の振動を回転架台１に付与することができ、適切に回転架台１の振動を相殺することが可能となる。
【００６１】
また、回転架台１の振動を予め検出して振動波形を求めておき、その振動波形を記憶した記憶装置を用いて振動の相殺を行うことにより、振動を逐次検出する必要がないため、振動検出器３０を設置する必要がなくなる。そのことにより、高価なセンサー等の振動検出器３０をＸ線ＣＴ装置に設置する必要がなくなるため、Ｘ線ＣＴ装置の製造コストを削減することが可能となる。
【００６２】
また、振動の検出と逆位相の振動付与とのタイミングのずれを補正する方法として、振動検出器３０をそのタイミングのずれ分だけずらして設置するようにしても良い。この補正のための機構について図６を参照しつつ説明する。図６は図１に示す回転架台を後方からみた背面図である。
【００６３】
図６に示すように、上述した実施形態においては、振動検出器３０は回転架台１の回転角度（位相）が例えば「０°」の位置に設置され、回転架台１が矢印Ａの方向に回転することで、各回転角度（位相）における振動を検出している。
【００６４】
これに対して、タイミングのずれを補正するために、振動検出器３０の設置位置から位相をずらして、振動検出器を設置する。例えば、回転架台１に発生する振動を検出してから実際に逆位相の振動が付与されるまで、回転角度（位相）が「１０°」ずれる場合は、予め「１０°」分ずらして振動検出器を設置しておき、その振動検出器にて回転架台１に発生する振動を検出する。
【００６５】
図６に示す振動検出器３０ａ及び振動検出器３０ｂは、振動検出器３０が設置されている位置から「１０°」ずれた位置に設置されている。これにより、振動検出器３０ａ及び振動検出器３０ｂは、振動検出器３０よりも「１０°」分だけずれた回転角度（位相）の振動を検出することになる。
【００６６】
例えば、回転架台１が矢印Ａ１の方向に回転する場合においては、振動検出器３０が回転角度（位相）「０°」の振動を検出している時に、振動検出器３０ａは位相「１０°」の振動を検出している。この振動検出器３０ａにて検出された振動と逆位相の振動（振幅の大きさは元の振動波形と同じ）を回転架台１に付与すると、付与するまで角度（位相）が「１０°」ずれるため、丁度、位相「１０°」の時点で逆位相の振動を付与することができる。
【００６７】
これと同様に、回転架台１が矢印Ａ２の方向に回転する場合においては、振動検出器３０が回転角度（位相）「０°」の振動を検出している時に、振動検出器３０ｂは位相「１０°」の振動を検出している。上述したように、この振動検出器３０ｂにて検出された振動と逆位相の振動を回転架台１に付与することで、丁度、位相「１０°」の時点で逆位相の振動を付与することができる。
【００６８】
以上のように、振動検出から逆位相の振動付与までに生じるタイミングのずれ分に応じて、振動検出器をずらして設置して振動を検出することにより、検出から付与までに生じるタイミングのずれを補正することが可能となる。そのことにより、適切なタイミングで逆位相の振動を回転架台１に付与することができ、適切に回転架台１の振動を抑制することが可能となる。
【００６９】
また、全ての回転角度（位相）において振動と逆位相の振動を回転架台１に付与せずに、部分的に逆位相の振動を付与しても良い。例えば、図５に示す振動波形のように、ある一部分の回転角度（位相Ｅ）における振動のレベルが高い場合（振動レベルＦ）は、その回転角度（位相Ｅ）においてのみ逆位相の振動を回転架台１に付与する。高分解能化等を図るにあたって、無視できるようなレベルの振動に対しては逆位相の振動を付与せず、高分解能化等に影響を与えるレベルの振動に対して逆位相の振動を付与する。このように部分的に逆位相の振動を付与しても、回転架台に発生する振動を適切に抑制することが可能となる。
【００７０】
例えば、振動検出器３０から出力される振動のレベルを受けて、その振動レベルの大きさ（つまり、振幅の大きさ）を比較判断する比較部（図示しない）を設ける。その比較部は、予め設定されている所定のレベル（設定値）と、振動検出器３０にて検出された振動のレベルとを比較する。この所定のレベル（設定値）は、高分解能化等の妨げとなるレベルを示すものとする。この所定のレベル（設定値）以上のレベルの振動が回転架台１に発生すると、高分解能化等の妨げとなる。一方、所定のレベル（設定値）より小さいレベルの振動については、無視しても高分解能化等に影響を与えない。この所定のレベル（設定値）は予め求められているものであり、例えば、メモリ等からなる記憶装置に記憶しておく。
【００７１】
検出された振動レベルが設定値以上である場合（振幅の大きさが設定値以上の場合）は、比較部は、逆位相の振動を付与するとの判断を行い、その比較判断結果を位相計算回路３１に出力する。位相計算回路３１は、その比較判断結果を受けて、逆位相の振動を付与するとの判断結果だった場合は、振動検出器３０から出力される振動と逆位相の振動を求める。このとき、位相計算回路３１は、逆位相の振動の振幅が元の振動波形の振幅と同じ大きさになるように計算を行う。そして、位相計算回路３１は、その逆位相の振動を示す信号を電動モータ２０等に出力し、電動モータ２０等は上述したように逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）を回転架台１に付与する。これにより、回転架台１における振動は相殺されて、高分解能化等に影響を与える振動を抑制することが可能となり、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。
【００７２】
一方、振動検出器３０にて検出された振動レベルが設定値よりも小さい場合は、比較部は、逆位相の振動を付与しないとの判断を行い、その比較判断結果を位相計算回路３１に出力する。位相計算回路３１は、その比較判断結果を受けて、逆位相の振動を付与しないとの判断結果だった場合は、逆位相の計算をせず、処理は終了する。結果として、回転架台１に対して逆位相の振動が付与されることはない。
【００７３】
例えば、図５に示すように、所定のレベル（設定値）をレベルＧとする。比較部は、このレベルＧ（設定値）と振動検出器３０にて検出された振動のレベルとを比較する。検出された振動のレベルがレベルＧ（設定値）以上であった場合は、回転架台１に逆位相の振動（振幅の大きさが元の振動波形と同じ）が付与され、検出された振動のレベルがレベルＧ（設定値）より小さい場合は、逆位相の振動を付与しない。
【００７４】
図５に示す例においては、位相Ｅにおける振動のレベルはレベルＦとなり、レベルＧ（設定値）以上となっているため、位相Ｅにおいては、検出された振動と逆位相の振動が回転架台１に付与される。一方、位相Ａにおける振動のレベルはレベルＣとなり、レベルＧ（設定値）より小さいため、その位相Ａにおいては、逆位相の振動は付与されない。同様に、位相Ｂにおける振動のレベルはレベルＤとなり、レベルＧ（設定値）より小さいため、その移送Ｂにおいては、逆位相の振動は付与されない。
【００７５】
以上のように所定レベル以上（所定の振幅の大きさ以上）の振動が検出された場合に、逆位相の振動を回転架台１に付与することで、高分解能化等の妨げとなる振動を抑制することが可能となり、高分解能化等の要求を満たすことが可能となる。
【００７６】
また、逆位相の振動が付与される回転架台１は場所によってその剛性が変わっている。例えば、Ｘ線源やＸ線検出器等が内蔵されている部分とそれ以外の部分とでは、剛性が変わり、力の伝わり方も異なってくる。そのため、同じ振動のレベルであっても、剛性が異なると、適切に回転架台１の振動を相殺することができない場合がある。同じ振動のレベルであっても、剛性が高い部分においては、弱い力を付与しても振動を相殺することができるが、剛性が低い部分においては、同じ力を付与しても力が伝わりにくいため、振動を相殺することができない。また、剛性が高い部分において、強い力を付与すると余計な振動を回転架台１に与えることになり、振動を適切に相殺することができない。従って、同じ振動のレベルであっても、回転架台１の剛性に応じて付与する振動のレベルを変える必要がある。
【００７７】
例えば、振動検出器３０により検出された振動の逆位相の振動に対して、重み付けを行ってから回転架台１に逆位相の振動を付与する。回転架台１の剛性を回転架台１の場所（位相）ごとに予め測定し、回転角度（位相）と剛性とを対応付けて、記憶装置に記憶しておく。位相計算回路３１により逆位相の振動が算出された後、その逆位相の振動に対して、その回転角度（位相）における剛性に従った重み付けを行い、その回転角度（位相）における逆位相の振動のレベルを求める。そして、重み付けされた逆位相の振動を回転架台１に付与することで、その部分（位相）に対応した振動を付与することができる。
【００７８】
具体的には、剛性が高い部分（位相）においては、重み付けの値を小さくすることにより、逆位相の振動のレベルを小さくして回転架台１に付与する。つまり、逆位相の振動の振幅の大きさを小さくする。一方、剛性が低い部分（位相）においては、重み付けの値を大きくすることにより、逆位相の振動のレベルを高くして回転架台１に付与する。つまり、逆位相の振動の振幅の大きさを大きくする。このように、剛性に応じて逆位相の振動のレベルに重み付けを行ってその振動を回転架台１に付与することで、回転架台１の振動を適切に相殺することが可能となる。
【００７９】
図５を参照しつつ更に具体的に説明する。例えば、位相Ａにおける回転架台１の振動のレベルはレベルＣであり、位相Ｈにおける回転架台１の振動のレベルもレベルＣとなっている。位相Ａにおける回転架台１の剛性と位相Ｈにおける回転架台１の剛性とが同じ場合であれば、位相Ａにおいて付与すべき逆位相の振動のレベルと、位相Ｈにおいて付与すべき逆位相の振動のレベルとは同じレベルになる。同じレベルの振動を位相Ａ及び位相Ｈにおいて回転架台１に付与することにより、位相Ａ及び位相Ｈにおいて回転架台１の振動を適切に相殺することができる。
【００８０】
ところが、位相Ａにおける回転架台１の剛性と、位相Ｈにおける回転架台１の剛性とが異なる場合は、位相Ａと位相Ｈとで同じレベルの振動を付与しても、同じように回転架台１の振動を相殺することができない。つまり、同じ大きさの振幅を有する振動を付与しても、回転架台１の振動を相殺することができない。例えば、位相Ａにおける回転架台１の剛性が位相Ｈにおける回転架台１の剛性よりも高い場合は、位相Ａにおいて付与すべき振動のレベルよりも、位相Ｈにおいて付与すべき振動のレベルを高くする必要がある。つまり、位相Ｈにおける振動の振幅の大きさを位相Ａよりも大きくする必要がある。
【００８１】
この場合、予め位相Ａと位相Ｈにおける剛性を予め求めておき、その剛性に応じて逆位相の振動のレベルに重み付けを行い、重み付けされた振動を回転架台１に付与する。この例においては、位相Ｈにおける重み付けを高くすることにより、逆位相の振動のレベルを高めて回転架台１に付与する。そのことにより、回転架台１の振動を相殺するための適切な振動が付与され、振動が適切に相殺される。
【００８２】
また、上述した実施形態においては、電動モータ２０又は油圧ポンプ３３を用いて回転架台１をチルトさせ、更に、回転架台１の振動と逆位相の振動を回転架台１に付与しているが、その他、電動パワーシリンダや空気圧等を用いて逆位相の振動を回転架台１に付与しても良い。さらに、上述した実施形態においては、回転架台１をチルトさせる手段である電動モータ２０又は油圧ポンプ３３を用いて、回転架台１に逆位相の振動を付与しているが、逆位相の振動を付与するためのモータ等を別途設けても良い。つまり、回転架台１をチルトさせるための電動モータ２０等を逆位相の振動を付与するための手段として兼用せずに、逆位相の振動を付与するためだけのモータ等を別途設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の回転架台の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す回転架台を後方からみた背面図である。
【図３】図１に示す回転架台を側面からみた側面図である。
【図４】図１に示す回転架台を側面からみた側面図である。
【図５】この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に設置された振動検出器により検出された振動波形を示す図である。
【図６】図１に示す回転架台を後方からみた背面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 回転架台
２ メインフレーム
３ 開口部
４ セクタギア
６ Ｒガイド
１０ 支持部
２０ モータ
３０、３０ａ、３０ｂ 振動検出器
３１ 位相計算回路
３２ ウオームギア
３３ 油圧器（油圧ポンプ）
３４ 伸縮器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源及びＸ線検出器を内蔵し、開口部を有し、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を回転させながら前記開口部に挿入された被検体にＸ線を照射する回転架台と、
前記回転架台をチルト可能に支持する支持部と、
前記支持部と前記回転架台との間に介在し、前記回転架台をチルトさせる駆動部と、
前記回転架台に発生する振動と逆位相の振動を前記回転架台に付与する加振手段と、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記回転架台に発生する振動を検出する検出器と、
前記検出器により検出された振動と逆位相の信号を算出する演算手段と、を更に有し、
前記加振手段は、前記演算手段により算出された逆位相の信号に応じて前記回転架台に振動を付与することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記検出器は前記回転架台のチルト方向に発生する振動を検出し、
前記加振手段は、前記回転架台のチルト方向に前記検出した振動と逆位相の振動を付与することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記検出器は、前記回転架台の回転方向に沿って移動可能に設置され、前記加振手段により前記回転架台に逆位相の振動が付与される回転角度に対して、前記回転架台の回転角度がずれた位置の振動を検出することを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記加振手段は、前記検出器による振動の検出タイミングに対してタイミングをずらして前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記回転架台に発生する振動を、前記回転架台の回転角度に対応付けて予め記憶する記憶装置を更に有し、
前記加振手段は、前記対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を前記回転架台に付与することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記加振手段は、前記回転架台の剛性に応じて前記回転架台に付与する振動の大きさを変えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記加振手段は、前記回転架台において剛性が低い部分ほど大きい振動を付与することを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記加振手段は、前記回転架台の振動が所定レベル以上になった場合に、前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかにに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１】
Ｘ線源及びＸ線検出器を内蔵し、開口部を有し、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を回転させながら前記開口部に挿入された被検体にＸ線を照射する回転架台と、
前記回転架台をチルト可能に支持する支持部と、
前記支持部と前記回転架台との間に介在し、前記回転架台をチルトさせる駆動部と、
前記回転架台に発生する振動と逆位相の振動を前記回転架台に付与する加振手段と、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記回転架台に発生する振動を検出する検出器と、
前記検出器により検出された振動と逆位相の信号を算出する演算手段と、を更に有し、
前記加振手段は、前記演算手段により算出された逆位相の信号に応じて前記回転架台に振動を付与することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記検出器は前記回転架台のチルト方向に発生する振動を検出し、
前記加振手段は、前記回転架台のチルト方向に前記検出した振動と逆位相の振動を付与することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記検出器は、前記回転架台の回転方向に沿って移動可能に設置され、前記加振手段により前記回転架台に逆位相の振動が付与される回転角度に対して、前記回転架台の回転角度がずれた位置の振動を検出することを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記加振手段は、前記検出器による振動の検出タイミングに対してタイミングをずらして前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記回転架台に発生する振動を、前記回転架台の回転角度に対応付けて予め記憶する記憶装置を更に有し、
前記加振手段は、前記対応付けに従って所定の回転角度における逆位相の振動を前記回転架台に付与することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記加振手段は、前記回転架台の剛性に応じて前記回転架台に付与する振動の大きさを変えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記加振手段は、前記回転架台において剛性が低い部分ほど大きい振動を付与することを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記加振手段は、前記回転架台の振動が所定レベル以上になった場合に、前記回転架台に逆位相の振動を付与することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかにに記載のＸ線ＣＴ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２５５０６６（Ｐ２００６−２５５０６６Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７４６８１（Ｐ２００５−７４６８１）
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]