JP7140500B2 - X-ray CT device and detector module - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、X線CT装置及び検出器モジュールに関する。 Embodiments of the present invention relate to X-ray CT apparatus and detector modules.
従来、X線を利用して被検体の内部を画像化するX線CT(Computed Tomography)装置が知られている。X線CT装置は、被検体を透過したX線を検出するためのX線検出器を備える。X線検出器は、被検体が置かれた撮影空間の周囲を回転しつつ、それぞれの回転位置(ビュー)において被検体を透過したX線に基づいて、X線の強度分布を示す検出データを出力する。X線CT装置は、全周分若しくは半周分の検出データを収集し、CT画像データを再構成する。 2. Description of the Related Art Conventionally, an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus that uses X-rays to image the inside of a subject is known. An X-ray CT apparatus includes an X-ray detector for detecting X-rays that have passed through a subject. The X-ray detector rotates around an imaging space in which the subject is placed, and generates detection data indicating the X-ray intensity distribution based on the X-rays that have passed through the subject at each rotational position (view). Output. An X-ray CT apparatus collects detection data for a full or half circumference and reconstructs CT image data.
X線検出器は、検出したX線に基づく信号を処理する各種の電子部品を有する。これら電子部品は信号処理の過程で発熱するため、X線検出器は、生じた熱を排出(排熱)するための排熱機構を備える。例えば、X線検出器では、熱源となる電子部品にヒートシンクを熱接続させ、ファンを用いてヒートシンクに空気(外気)を送ることにより、熱交換が行われる。 X-ray detectors have various electronic components that process signals based on detected X-rays. Since these electronic components generate heat in the process of signal processing, the X-ray detector has a heat exhaust mechanism for exhausting the generated heat (exhaust heat). For example, in an X-ray detector, heat exchange is performed by thermally connecting a heat sink to an electronic component serving as a heat source and sending air (outside air) to the heat sink using a fan.
本発明が解決しようとする課題は、効率良く排熱することができるX線CT装置及び検出器モジュールを提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray CT apparatus and a detector module capable of efficiently exhausting heat.
実施形態に係るX線CT装置は、X線管と、X線検出器と、回転フレームとを備える。X線管は、X線を発生させる。X線検出器は、前記X線を検出する。回転フレームは、前記X線管及び前記X線検出器を回転可能に支持する。前記X線検出器は、電子部品と、伝熱部材と、ヒートパイプとを備える。電子部品は、検出した前記X線に基づく信号を処理する。伝熱部材は、前記電子部品に接し、前記電子部品から生じる熱を伝熱する。ヒートパイプは、揮発性を有する作動流体を収容する。前記ヒートパイプの受熱部は、前記伝熱部材の内部に設けられる。前記ヒートパイプの放熱部は、前記受熱部より前記回転フレームの回転中心に近い位置に設けられる。 An X-ray CT apparatus according to an embodiment includes an X-ray tube, an X-ray detector, and a rotating frame. X-ray tubes generate X-rays. An X-ray detector detects the X-rays. A rotating frame rotatably supports the X-ray tube and the X-ray detector. The X-ray detector includes an electronic component, a heat transfer member, and a heat pipe. Electronic components process signals based on the detected X-rays. The heat transfer member is in contact with the electronic component and transfers heat generated from the electronic component. The heat pipe contains a volatile working fluid. A heat receiving portion of the heat pipe is provided inside the heat transfer member. The heat radiating portion of the heat pipe is provided at a position closer to the center of rotation of the rotating frame than the heat receiving portion.
以下、図面を参照して、実施形態に係るX線CT装置及び検出器モジュールを説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。 An X-ray CT apparatus and a detector module according to embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, embodiment is not restricted to the following embodiments. In addition, the contents described in one embodiment are in principle similarly applied to other embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成の一例を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、架台装置10と、寝台装置20と、コンソール装置30とを有する。架台装置10、寝台装置20、及びコンソール装置30は、互いに通信可能に接続される。なお、図1では、説明の都合条、架台装置10を複数描画しているが、基本的にはX線CT装置1は1つの架台装置10を備えるものである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an
なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム12の回転軸又は寝台装置20の天板23の長手方向を「Z軸方向」と定義する。また、Z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向を「X軸方向」と定義する。また、Z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向を「Y軸方向」と定義する。
In this embodiment, the longitudinal direction of the rotational axis of the rotating
架台装置10は、被検体P(患者)にX線を照射し、被検体Pを透過したX線を検出して、コンソール装置30に出力する装置である。架台装置10は、X線管11と、回転フレーム12と、X線高電圧装置13と、制御装置14と、ウェッジ15と、コリメータ16と、X線検出器40とを有する。
The
X線管11は、X線高電圧装置13からの高電圧の印加により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射する真空管である。X線管11は、熱電子を陽極に衝突させることにより、X線を発生させる。
The
回転フレーム12は、X線管11とX線検出器40とを対向支持し、制御装置14によってX線管11とX線検出器40とを回転させる円環状のフレームである。なお、回転フレーム12は、X線管11とX線検出器40に加えて、X線高電圧装置13や制御基板17を更に備えて支持する。制御基板17が生成した検出データは、回転フレーム12に設けられた発光ダイオード(light emitting diode:LED)を有する送信機から光通信によって架台装置10の非回転部分(例えば固定フレーム)に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置30へ転送される。なお、回転フレーム12から架台装置10の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。
The rotating
X線高電圧装置13は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置と、X線管11が照射するX線出力に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、X線高電圧装置13は、回転フレーム12に設けられてもよいし、架台装置10の固定フレーム(図示しない)側に設けられても構わない。なお、固定フレームは、回転フレーム12を回転可能に支持するフレームである。
The X-ray high-
制御装置14は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置14は、コンソール装置30若しくは架台装置10に取り付けられた入力インターフェースからの入力信号を受けて、架台装置10及び寝台装置20の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置14は、入力信号を受けて回転フレーム12を回転させる制御や、架台装置10をチルトさせる制御、及び寝台装置20及び天板23を動作させる制御を行う。なお、架台装置10をチルトさせる制御は、架台装置10に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度(チルト角度)情報により、制御装置14がX軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム12を回転させることによって実現される。なお、制御装置14は、架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置30に設けられても構わない。
The
ウェッジ15は、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ15は、X線管11から被検体Pへ照射されるX線が、予め定められた分布になるように、X線管11から照射されたX線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ15は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジ15は、ウェッジフィルタ(wedge filter)や、ボウタイフィルタ(bow-tie filter)とも呼ばれる。
コリメータ16は、ウェッジ15を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等である。コリメータ16は、複数の鉛板等を組み合わせることで、スリット状に形成される。なお、コリメータ16は、X線絞り又は前置コリメータと呼ばれる場合もある。
The
X線検出器40は、X線管11から照射され、被検体Pを通過したX線を検出する。X線検出器40は、例えば、X線管11の焦点を中心として1つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列された複数のX線検出素子列を有する。X線検出器40は、例えば、チャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列がスライス方向(列方向又はrow方向とも称される)に複数配列された構造を有する。
The
また、X線検出器40は、例えば、コリメータユニットと、シンチレータアレイと、複数のフォトダイオード(Photodiode)とを有する間接変換型の検出器である。コリメータユニットは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有し、シンチレータは、入射X線量に応じた光量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。複数のフォトダイオードは、シンチレータからの光に応じた電気信号(アナログ信号)を出力する。なお、コリメータユニット、シンチレータアレイ、及びフォトダイオードについては、後に詳述する。
Also, the
なお、X線検出器40は、入射したX線をアナログ信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。また、フォトダイオードは、光電子増倍管(Photomultiplier Tube:PMT)等の光センサにより構成されても構わない。
Note that the
図2は、第1の実施形態に係るX線検出器40の構成の一例を示す図である。例えば、図2に示すように、X線検出器40は、コリメータユニット41と、複数の検出器モジュール50とを有する。なお、図2では、X線の照射範囲を破線11Aで示し、X線の照射方向を破線の矢印で示している。また、以下の説明では、X線管11を中心にした円周方向をチャネル方向と呼び、前述した回転フレーム12の回転軸であるZ軸に沿った方向をスライス方向と呼ぶ。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the
コリメータユニット41は、例えば、チャネル方向に沿って弧状に形成された支持部材に、X線の照射方向に沿って複数のX線遮蔽板を取り付けることで構成される。コリメータユニット41は、X線管11を中心にした略弧状に形成され、X線の照射方向で各検出器モジュール50の手前側に配置され、各検出器モジュール50に入射するX線から散乱X線を除去する。
The
複数の検出器モジュール50は、コリメータユニット41の外周側にチャネル方向に沿って並べて配置される。なお、図2では、複数の検出器モジュール50がチャネル方向に沿って一次元に配置される場合の例を示したが、実施形態はこれに限られない。例えば、検出器モジュール50は、チャネル方向及びスライス方向に沿って2次元に配置されてもよい。なお、コリメータユニット41は、グリッド又は後置コリメータと呼ばれる場合もある。
A plurality of
検出器モジュール50は、シンチレータアレイと、フォトダイオードを有し、入射したX線をアナログ信号に変換する。ここで、シンチレータアレイに入射されるX線は、格子状の反射材で区切られたシンチレータブロックごとに光(シンチレーション光)に変換される。そして、シンチレータブロックごとに変換された光は、各シンチレータブロックに対応するフォトダイオードごとにアナログ信号に変換される。すなわち、反射材で区切られた領域に対応するシンチレータブロック及びフォトダイオードが、1つのX線検出素子として機能する。なお、第1の実施形態に係る検出器モジュール50の構成については、後に詳述する。
The
なお、図2に示した構成はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、X線検出器40は、遮光容器(後述する遮光容器60)を備える。この遮光容器は、例えば、コリメータユニット41及び検出器モジュール50を収容する。
Note that the configuration shown in FIG. 2 is merely an example, and is not limited to the contents of the illustration. For example, the
図1の説明に戻る。制御基板17は、チャネル方向及びスライス方向に並んだ複数のX線検出素子からの信号の読み出しを制御して、X線の強度分布を示す検出データを生成する。例えば、制御基板17は、各X線検出素子から読み出したアナログ信号に対して増幅処理等の各種信号処理を行うことで、検出データを生成する。制御基板17が生成した検出データは、コンソール装置30へと転送される。制御基板17は、図示しない支持部材により回転フレーム12に設置される。なお、制御基板17は、回転フレーム12に限らず、例えば、架台装置10若しくはコンソール装置30に設置されても良い。
Returning to the description of FIG. The
寝台装置20は、スキャン対象である被検体Pを載置、移動させる装置であり、基台21と、寝台駆動装置22と、天板23と、支持フレーム24とを備えている。基台21は、支持フレーム24を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置22は、被検体Pが載置された天板23を天板23の長軸方向に移動するモータあるいはアクチュエータである。支持フレーム24の上面に設けられた天板23は、被検体Pが載置される板である。なお、寝台駆動装置22は、天板23に加え、支持フレーム24を天板23の長軸方向に移動してもよい。
The
コンソール装置30は、操作者によるX線CT装置1の操作を受け付けるとともに、架台装置10によって収集された検出データを用いてCT画像データを再構成する装置である。コンソール装置30は、図1に示すように、メモリ31と、ディスプレイ32と、入力インターフェース33と、処理回路34とを有する。メモリ31、ディスプレイ32、入力インターフェース33、及び処理回路34は、互いに通信可能に接続される。なお、コンソール装置30は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置30又はコンソール装置30の各構成要素の一部が含まれてもよい。
The
メモリ31は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ31は、例えば、投影データやCT画像データを記憶する。
The
ディスプレイ32は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ32は、処理回路34によって生成された医用画像(CT画像)や、操作者からの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。例えば、ディスプレイ32は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイである。また、ディスプレイ32は、架台装置10に設けられてもよい。また、ディスプレイ32は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置30本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることとしても構わない。
The
入力インターフェース33は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路34に出力する。例えば、入力インターフェース33は、投影データを収集する際の収集条件や、CT画像データを再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース33は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等により実現される。また、入力インターフェース33は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース33は、コンソール装置30本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
The
処理回路34は、X線CT装置1全体の動作を制御する。例えば、処理回路34は、システム制御機能341、前処理機能342、再構成処理機能343、及び画像処理機能344を実行する。
A
システム制御機能341は、入力インターフェース33を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路34の各種機能を制御する。例えば、システム制御機能341は、X線CT装置1において実行されるCTスキャンを制御する。また、システム制御機能341は、前処理機能342、再構成処理機能343、及び画像処理機能344を制御することで、コンソール装置30におけるCT画像データの生成や表示を制御する。
The
前処理機能342は、制御基板17から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータ(検出データ)および前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。
The
再構成処理機能343は、前処理機能342にて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってCT画像データ(再構成画像データ)を生成する。
The
画像処理機能344は、入力インターフェース33を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、再構成処理機能343によって生成されたCT画像データを公知の方法により、任意断面の断層像データや3次元画像データに変換する。
The
ところで、一般的に、X線検出器における排熱は、熱源となる部分にヒートシンクを熱接続させ、ファンを用いてヒートシンクに空気(外気)を送ることにより行われる。X線検出器では、A/D(Analog to Digital)変換器が主要な熱源として知られている。A/D変換器(Analog to Digital Converter:ADC)は、フォトダイオードから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する電子部品であり、通常、遮光容器の外部に設置される。例えば、A/D変換器は、遮光容器の外部に設けられた専用の基板(ADC基板)上に設置される。 By the way, in general, heat is exhausted from an X-ray detector by thermally connecting a heat sink to a portion serving as a heat source and sending air (outside air) to the heat sink using a fan. An A/D (Analog to Digital) converter is known as a main heat source in an X-ray detector. An A/D converter (Analog to Digital Converter: ADC) is an electronic component that converts an analog signal output from a photodiode into a digital signal, and is usually installed outside the light shielding container. For example, the A/D converter is installed on a dedicated substrate (ADC substrate) provided outside the light shielding container.
A/D変換器が遮光容器の外部に設置される場合、遮光容器内部のフォトダイオードから外部まで信号線(フレキシブルケーブル等)を這わせ、A/D変換器と接続される。ノイズ除去の観点では、アナログ信号が伝達される信号線の長さを短くすることが要求されるが、A/D変換器が遮光容器の外部に設置される場合には、信号線を短くするには構成上限界がある。そこで、ノイズを更に低減するために、A/D変換器とフォトダイオードとを同一基板上に実装した「ADC基板一体型PDモジュール」が開発されている。 When the A/D converter is installed outside the light shielding container, a signal line (flexible cable or the like) is run from the photodiode inside the light shielding container to the outside and connected to the A/D converter. From the viewpoint of noise elimination, it is required to shorten the length of the signal line through which the analog signal is transmitted. has structural limitations. Therefore, in order to further reduce noise, an "ADC substrate-integrated PD module" has been developed in which an A/D converter and a photodiode are mounted on the same substrate.
しかしながら、ADC基板一体型PDモジュールを搭載する場合には、上記の排熱機構では十分な熱交換を行えない可能性が考えられる。これは、ADC基板一体型PDモジュールは、環境光(シンチレーション光以外のあらゆる光)の影響を無くすために、シンチレータアレイとともに遮光容器に収容(密閉)されることに起因する。つまり、ADC基板一体型PDモジュールは遮光容器内で熱を生じるため、生じた熱を遮光容器外部へ排出させる排熱機構が無ければ、十分な熱交換を行えないと考えられる。 However, when an ADC substrate-integrated PD module is mounted, it is conceivable that the heat exhaust mechanism described above may not be able to perform sufficient heat exchange. This is because the ADC substrate-integrated PD module is accommodated (sealed) in a light-shielding container together with the scintillator array in order to eliminate the influence of ambient light (any light other than scintillation light). In other words, since the ADC substrate-integrated PD module generates heat in the light shielding container, it is considered that sufficient heat exchange cannot be performed without a heat exhaust mechanism for discharging the generated heat to the outside of the light shielding container.
そこで、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、効率良く排熱するために、回転フレーム12が回転することによる遠心力により作動するヒートパイプを備えたX線検出器40を備える。以下、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成について説明する。
Therefore, the
なお、本実施形態では、X線検出器40がADC基板一体型PDモジュールを備える場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、実施形態は、A/D変換器がフォトダイオードとは別体として任意の位置に備えられる場合にも適用可能である。また、実施形態は、A/D変換器の熱のみを排出させるものではなく、発熱を伴う如何なる部品からの熱であっても排出可能である。つまり、実施形態は、X線検出器40とともに回転フレーム12により回転されるユニットからの排熱を行うことが可能である。回転フレーム12により回転されるユニットとしては、例えば、X線検出器40や制御基板17に電源を供給する電源ユニットなどが挙げられる。
In this embodiment, the case where the
また、本実施形態では、2つ(又は3つ以上)の部材の間を熱伝導可能な状態で接続すること「熱接続」と表記する。代表的には、熱接続は、伝熱性を有する接着材により2つの部材を接着(接続)することを表すが、単に2つの部材同士を接触させる場合であっても両者の間で熱伝導可能な状態であれば「熱接続」と表記する。 In addition, in this embodiment, connecting two (or three or more) members in a state in which heat can be conducted is referred to as “thermal connection”. Typically, thermal connection refers to bonding (connecting) two members with a heat-conducting adhesive, but even if the two members are simply brought into contact with each other, heat can be conducted between them. If it is in such a state, it is described as “thermally connected”.
図3、図4A、図4B及び図4Cは、第1の実施形態に係るX線検出器40の構成の一例を示す図である。図3には、X線検出器40に備えられる複数の検出器モジュール50のうちの一つの内部構成を例示する。また、図4Aには、X線の照射方向及びスライス方向を通るX線検出器40の断面図を示す。また、図4Bには、X線の照射方向及びチャネル方向を通るX線検出器40の断面図を示す。また、図4Cには、図4A及び図4Bのヒートパイプ70のみを示した略図を示す。なお、図3、図4A、及び図4Bでは、X線の照射方向を破線の矢印で示している。また、図3、図4A、図4B及び図4Cにおいて、図中の上方は、回転フレーム12の回転中心に近い方に対応し、図中の下方は、回転中心から遠い方に対応する。言い換えると、図中の上方は、X線管11に近い方に対応し、図中の下方は、X線管11から遠い方に対応する。
3, 4A, 4B, and 4C are diagrams showing an example of the configuration of the
図3、図4A、及び図4Bに示すように、検出器モジュール50は、例えば、シンチレータアレイ51と、ADC基板一体型PDモジュール52と、位置決めプレート53とを有する。
As shown in FIGS. 3, 4A, and 4B, the
シンチレータアレイ51は、例えば、直方体状に加工された複数個のシンチレータブロックがチャネル方向及びスライス方向に配列され、各シンチレータブロックの間隙に格子状の反射材が形成された部材である。シンチレータアレイ51は、ADC基板一体型PDモジュール52に積層される。シンチレータアレイ51は、コリメータユニット41を経て入射したX線のエネルギーと強度に応じた光(シンチレーション光)を発生する。なお、シンチレータアレイ51の上面(コリメータユニット41に最も近い面)は、X線の入射面に対応する。
The
ADC基板一体型PDモジュール52は、A/D変換器とフォトダイオードとが同一基板上に実装された電子部品である。ADC基板一体型PDモジュール52は、シンチレータブロックの数と同数のフォトダイオードを有する。各フォトダイオードは、シンチレータブロックごと(つまり、X線検出素子ごと)に発生される光に応じたアナログ信号を発生する。A/D変換器は、フォトダイオードから読み出されるX線検出素子ごとのアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御基板17へ出力する。なお、ADC基板一体型PDモジュール52は、検出したX線に基づく信号を処理する電子部品の一例である。また、ADC基板一体型PDモジュール52としては、従来の如何なるADC基板一体型PDモジュールであっても適用可能である。
The ADC board-integrated
なお、ADC基板一体型PDモジュール52において、A/D変換器は、X線検出素子ごとのアナログ信号をデジタル信号に変換可能であれば、フォトダイオードに対する配置位置や配置数は任意に設定可能である。ただし、A/D変換器は、シンチレータブロックごとに発生された光を遮らない位置に配置されるのが好適である。
In the ADC board-integrated
位置決めプレート53は、コリメータユニット41、シンチレータアレイ51、及びADC基板一体型PDモジュール52の位置関係を保持する支持部材である。例えば、位置決めプレート53は、シンチレータアレイ51及びADC基板一体型PDモジュール52を支持した状態で、位置決めピン54,55によりコリメータユニット41に取り付けられる。位置決めプレート53は、例えば、アルミニウムにより形成される。なお、位置決めピン54,55は、コリメータユニット41と位置決めプレート53との間の位置関係を固定するための棒状の部材である。
The
ここで、位置決めプレート53は、ADC基板一体型PDモジュール52と熱接続される。例えば、ADC基板一体型PDモジュール52の下面(位置決めプレート53と接する面)にA/D変換器が露出している場合には、位置決めプレート53は、ADC基板一体型PDモジュール52と接することにより熱接続される。また、例えば、ADC基板一体型PDモジュール52の下面にA/D変換器が露出していない場合には、A/D変換器と位置決めプレート53とが伝熱性を有する部材を介して熱接続される。つまり、位置決めプレート53は、電子部品に接し、電子部品から生じる熱を伝熱する伝熱部材の一例である。
Here, the
遮光容器60は、コリメータユニット41と、複数の検出器モジュール50とを収容する容器(密閉容器)である。つまり、遮光容器60は、コリメータユニット41、シンチレータアレイ51、ADC基板一体型PDモジュール52、及び位置決めプレート53を収容する。遮光容器60は、シンチレータアレイ51及びADC基板一体型PDモジュール52を収容することにより、環境光の影響を受けることなくシンチレータアレイ51により生じた光をアナログ信号に変換することを可能にする。
The
コリメータユニット41は、X線遮蔽板41Aと、支持部材41Bとを有する。X線遮蔽板41Aは、タングステンやモリブデン等の金属製の板部材がチャネル方向に複数並んで構成される。それぞれの板部材は、X線の照射方向と平行な方向に配置される。支持部材41Bは、チャネル方向に沿って弧状に形成され、X線遮蔽板41Aを支持する支持部材である。例えば、支持部材41Bは、スライス方向におけるX線遮蔽板41Aの両側に配置され、遮光容器60の側壁に固定される。側壁とは、遮光容器60のスライス方向における両端の壁を形成する部材である。なお、X線遮蔽板41Aは、複数の板部材が平行に配置される場合に限らず、グリッド状に配置されてもよい。
The
ヒートパイプ70,71は、揮発性を有する作動流体を収容する容器により形成される。ヒートパイプ70,71を構成する容器の素材及び作動流体の種類については、電子部品の排熱に適用可能なものであれば任意のものが適用されて良い。なお、以下において、ヒートパイプ71の構成は、図4Aにおいてヒートパイプ70と左右対称に配置される点を除き、ヒートパイプ70の構成と基本的に同様であるので、ヒートパイプ71の説明を適宜省略する。
The
図4A及び図4Bに示す例では、ヒートパイプ70の一端は、位置決めプレート53の内部に設けられる。ここで、ヒートパイプ70及び位置決めプレート53は、互いに熱接続される。位置決めプレート53と熱接続された部分では、位置決めプレート53により伝熱された熱の影響により作動流体が揮発する。すなわち、図4Cに示すように、ヒートパイプ70のうち位置決めプレート53と熱接続された部分は、受熱部70Aとして機能する。
In the example shown in FIGS. 4A and 4B, one end of the
例えば、ヒートパイプ70の受熱部70Aは、位置決めプレート53のスライス方向における端部から位置決めプレート53内部に挿入される。受熱部70Aは、位置決めプレート53内部において概ねスライス方向に沿って配置される。具体的には、受熱部70Aは、位置決めプレート53への挿入位置に近い部分ほど回転フレーム12の回転中心に近くに位置し、挿入位置から遠い部分ほど回転中心から遠くに位置するように傾けて配置される。
For example, the
また、ヒートパイプ70の他端は、遮光容器60に熱接続される。具体的には、ヒートパイプ70のうち位置決めプレート53の外部に突出した部分は、X線の照射方向と平行な方向に折り曲げられ、遮光容器60の側壁の内面に熱接続される。遮光容器60の側壁の外面には、放熱用のフィン61が設置される。つまり、ヒートパイプ70のうち遮光容器60と熱接続された部分では、放熱用のフィン61の機能によって、揮発した状態の作動流体が凝縮する。すなわち、図4Cに示すように、ヒートパイプ70のうち遮光容器60と熱接続された部分は、放熱部70Bとして機能する。ただし、遮光容器60の側壁は、伝熱性を有する素材により形成されるのが好適である。なお、遮光容器60の側壁とは、遮光容器60のスライス方向における両端の壁を形成する板部材である。
Also, the other end of the
例えば、ヒートパイプ70の放熱部70Bは、コリメータユニット41の支持部材41Bを貫通するように配置される(図4A及び図4B参照)。例えば、支持部材41Bには、X線の照射方向に平行な方向に溝が形成される。放熱部70Bは、支持部材41Bに形成された溝に沿って配置される。そして、支持部材41Bの溝に沿って配置された放熱部70Bは、遮光容器60の側壁の内面に熱接続される。遮光容器60は、側壁の外面に放熱用のフィン61を備える。例えば、放熱用のフィン61は、遮光容器60の側壁の外面のうち、ヒートパイプ70の放熱部70Bが熱接続された部分に対応する範囲(若しくは、熱接続された部分を覆う範囲)に設置される。なお、フィン62は、ヒートパイプ71の作動流体を凝縮させるための放熱用のフィンである。
For example, the
ここで、ヒートパイプ70,71が折り曲げられて配管されるのは、回転フレーム12の回転により発生する遠心力により作動流体を作動させるためである。図4Aに示す例では、ヒートパイプ70,71の受熱部は、位置決めプレート53の内部において略V字型に配管される。具体的には、2つのヒートパイプ70,71の受熱部は、位置決めプレート53のスライス方向における両端部付近では回転中心に近くなり、スライス方向における中心部付近では回転中心から遠くなるように配管される。この結果、ヒートパイプ70,71の受熱部は、中心部付近から両端部付近に向かって上方に傾斜した略V字型に配管される。そして、ヒートパイプ70,71は、位置決めプレート53の外部では、X線の照射方向に沿って延在し、コリメータユニット41の支持部材41Bを貫通するように配管される。
Here, the reason why the
このような配管により、ヒートパイプ70,71は、熱源であるADC基板一体型PDモジュール52よりも回転フレーム12の回転中心に近い位置に存在するシンチレータアレイ51を迂回して、遮光容器60の外部へ熱を排出させることができる。また、架台装置10が傾斜(チルト)したとしても、ヒートパイプ70及びヒートパイプ71のうちの少なくとも一方において、放熱部が受熱部より回転中心に近い位置となるため、冷却を行うことができる。
With such piping, the
なお、図3では、1つの検出器モジュール50の構成について説明したが、X線検出器40に搭載されるそれぞれの検出器モジュール50は、同様の構成を備える。つまり、X線検出器40において、検出器モジュール50は、一方向(例えばチャネル方向)に複数配列される。
Although the configuration of one
また、図3、図4A、図4B及び図4Cに示した構成はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図示した各部材の寸法は、図示のものに限定されるものではなく、上述した機能に影響を与えない範囲で適宜変更可能である。 Moreover, the configurations shown in FIGS. 3, 4A, 4B, and 4C are merely examples, and the contents of the drawings are not limited. For example, the dimensions of each illustrated member are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate within a range that does not affect the functions described above.
また、図4A及び図4Bでは、遮光容器60が、コリメータユニット41、シンチレータアレイ51、ADC基板一体型PDモジュール52、及び位置決めプレート53を収容する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。つまり、遮光容器60は、少なくともADC基板一体型PDモジュール52(A/D変換器)、位置決めプレート53、及びヒートパイプ70,71を収容していれば良く、他の部材を収容することも可能である。
4A and 4B, the case where the light-shielding
また、図4Bでは、ヒートパイプがチャネル方向における1箇所に配置される場合を説明したが、これに限定されるものではない。つまり、ヒートパイプは、チャネル方向における複数箇所に配置されてもよい。 Moreover, although FIG. 4B describes the case where the heat pipe is arranged at one place in the channel direction, the present invention is not limited to this. That is, the heat pipes may be arranged at multiple locations in the channel direction.
上述してきたように、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、X線管11と、X線検出器40と、回転フレーム12とを備える。X線管11は、X線を発生させる。X線検出器40は、X線を検出する。回転フレーム12は、X線管11及びX線検出器40を回転可能に支持する。X線検出器40は、ADC基板一体型PDモジュール52と、位置決めプレート53と、ヒートパイプ70,71とを備える。ADC基板一体型PDモジュール52は、検出したX線に基づく信号を処理する。位置決めプレート53は、ADC基板一体型PDモジュール52に接し、ADC基板一体型PDモジュール52から生じる熱を伝熱する。ヒートパイプ70,71は、揮発性を有する作動流体を収容する。ヒートパイプ70,71の受熱部は、位置決めプレート53の内部に設けられる。ヒートパイプ70,71の放熱部は、受熱部より回転フレーム12の回転中心に近い位置に設けられる。これにより、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、効率良く排熱することができる。
As described above, the
図5は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の効果を説明するための図である。図5に示すように、X線検出器40は、回転フレーム12により回転されるので、X線検出器40には遠心力がかかる。ここで、図5の左図に示すように、X線検出器40が架台装置10の下方を通過する場合、図中の下方に向かって遠心力がかかる。このとき、受熱部70Aは放熱部70Bの下方に位置するため、放熱部70Bにて凝縮した作動流体は、遠心力により受熱部70Aへ送られる。そして、密度の小さい気化した作動流体は、放熱部70Bへ送られる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the effects of the
一方、図5の右図に示すように、X線検出器40が架台装置10の上方を通過する場合、図中の上方に向かって遠心力がかかる。このとき、受熱部70Aは放熱部70Bの上方に位置するため、放熱部70Bにて凝縮した作動流体は、遠心力により受熱部70Aへ送られる。そして、密度の小さい気化した作動流体は、放熱部70Bへ送られる。
On the other hand, as shown in the right diagram of FIG. 5, when the
図5では、X線検出器40が架台装置10の下方又は上方に位置する場合のみを例示したが、X線検出器40が回転軌道上の如何なる位置に存在していたとしても、遠心力は回転中心から遠ざかる方向へかかる。また、X線検出器40が回転軌道上の如何なる位置に存在していたとしても、放熱部70Bは、受熱部70Aより回転中心に近い位置に設けられることとなる。このため、放熱部70Bにて凝縮した作動流体は、X線検出器40が回転軌道上の如何なる位置に存在していたとしても、遠心力により受熱部70Aへ送られることとなる。したがって、ヒートパイプ70,71は、回転フレーム12の回転による遠心力により作動することができる。これにより、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、X線検出器40の回転位置や傾斜角度(チルト角)に依らず、常に排熱を行うことが可能となる。
Although FIG. 5 illustrates only the case where the
また、ヒートパイプ70,71は、遮光容器60の内部で生じた熱を遮光容器60の外部へ排出させることができる。このため、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、ADC基板一体型PDモジュール52が搭載される場合であっても、十分な熱交換を行うことができる。
Also, the
また、ヒートパイプ70,71の少なくとも一部は、回転フレーム12の回転軌道に対する法線方向に沿って延在する。この法線方向は、X線の照射方向に対応し、回転フレーム12の回転により生じる遠心力のかかる方向に対応する。このため、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、遠心力を効率良く利用してヒートパイプを作動させることができる。
At least part of the
また、ヒートパイプ70,71は、遮光容器60の側壁の外面に設置された放熱用のフィン61,62により放熱を行う。このため、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、X線検出器40に冷却用のファンを備えていなくても、十分な排熱を行うことが期待される。言い換えると、X線検出器40は、冷却用のファンを備えていなくても良い。
Further, the
また、例えば、ヒートパイプ70,71の放熱部は、支持部材41Bに形成された溝に沿って配置される。これにより、ヒートパイプ70,71が遮光容器60の側壁と熱接続される面積を広く確保することができるので、効率的に放熱を行うことが可能となる。
Also, for example, the heat radiating portions of the
また、ヒートパイプ70,71の放熱部は、熱源となるADC基板一体型PDモジュール52より回転フレーム12の回転中心に近い位置に設けられる。このため、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、遠心力を効率良く利用してヒートパイプを作動させることができる。
Further, the heat radiation portions of the
また、冷却用のファンは、その性質上、回転フレーム12による回転に弱いため、故障してしまう場合がある。しかしながら、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、X線検出器40に冷却用のファンを備える必要が無いので、故障の要因を減らすことができる。この結果、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、メンテナンス性を向上させることができる。
In addition, the cooling fan is weak against rotation by the rotating
また、X線検出器40を備えるX線CT装置1は、遮光容器60の内部で生じた熱を遮光容器60の外部へ排出させることができる。このため、熱源となる電子部品以外にも、外気にさらされて埃が堆積しやすい各種の基板を遮光容器60内に収容することが可能になるため、埃の堆積を低減させることが可能となる。
Further, the
なお、第1の実施形態では、ヒートパイプ70,71の放熱部が法線方向(X線の照射方向と平行な方向)に延在する場合を例示したが、法線方向に対して傾斜した方向に延在していてもよい。ただし、凝縮した作動流体を、遠心力を効率良く利用して受熱部へ送るためには、法線方向に対する傾斜角度は小さいのが好適である。
In the first embodiment, the heat dissipating portions of the
(第1の実施形態の変形例)
上記の実施形態では、ヒートパイプ70,71を遮光容器60の側壁の内面に直接的に熱接続させる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ヒートパイプは、遮光容器60の側壁の内面に間接的に熱接続される場合であっても良い。
(Modification of the first embodiment)
In the above embodiment, the
図6は、第1の実施形態の変形例に係るX線検出器40の構成の一例を示す図である。図6には、X線の照射方向及びスライス方向を通るX線検出器40の断面図を示す。なお、図6では、X線の照射方向を破線の矢印で示している。また、図6では、図4Aと相違する点を中心に説明することとし、図4Aと同様の構成については図4Aと同一の符号を付し、説明を省略する。また、図6では、スライス方向における片側の構成のみを例示するが、反対側の構成も同様である。
FIG. 6 is a diagram showing an example configuration of an
図6に示すように、第1の実施形態の変形例に係るX線検出器40は、ヒートパイプ72を備える。ヒートパイプ72は、図4Aに示したヒートパイプ70と同様に、遮光容器60の内部に設けられる。また、ヒートパイプ72の受熱部は、位置決めプレート53の内部に設けられる。
As shown in FIG. 6 , the
ここで、ヒートパイプ72の放熱部は、遮光容器60の側壁の内面との間に設置された伝熱部材を介して、遮光容器60の側壁の内面に熱接続される。図6に示す例では、ヒートパイプ72の放熱部は、コリメータユニット41の支持部材41Bを介して遮光容器60の側壁の内面に熱接続される。
Here, the heat radiating portion of the
第1の実施形態の変形例に係る支持部材41Bは、例えば、アルミニウムなどの熱伝導性の高い素材により形成される。また、支持部材41Bには、X線の照射方向に平行な方向に、ヒートパイプ72の外径以上の径を有する孔(若しくは溝)が形成される。ヒートパイプ72は、支持部材41Bの孔に挿入され、孔の内面と熱接続される。支持部材41Bは、遮光容器60の側壁の内面に熱接続される。遮光容器60の側壁の外面のうち、ヒートパイプ72と支持部材41Bの孔とが熱接続された部分に対応する範囲(若しくは、熱接続された部分を覆う範囲)には、放熱用のフィン63が設置される。この結果、ヒートパイプ72と支持部材41Bの孔とが熱接続された部分では、放熱用のフィン63の機能によって、揮発した状態の作動流体が凝縮する。つまり、ヒートパイプ72のうち孔と熱接続された部分が、放熱部として機能する。
The
このように、第1の実施形態の変形例に係るヒートパイプ72は、遮光容器60の側壁の内面に間接的に熱接続される。これにより、第1の実施形態の変形例に係るX線検出器40は、効率良く排熱することができる。
Thus, the
また、ヒートパイプ72は、コリメータユニット41と位置決めプレート53との間の位置を固定する。言い換えると、ヒートパイプ72は、コリメータユニット41と位置決めプレート53との間の位置を固定する位置決めピンとして機能する。これにより、第1の実施形態の変形例に係るX線検出器40は、位置決めピンの数を低減させることができる。
Also, the
なお、図6に示した構成はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図6では、支持部材41Bを介して間接的に熱接続される場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ヒートパイプ72は、支持部材41Bとは別に設けられた伝熱部材を介して、遮光容器60の側壁の内面に間接的に熱接続されてもよい。
Note that the configuration shown in FIG. 6 is merely an example, and is not limited to the contents of the illustration. For example, in FIG. 6, the case of indirect thermal connection via the
また、例えば、図6では、支持部材41B全体が熱伝導性の高い素材により形成される場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、支持部材41Bのうち、ヒートパイプ72の放熱部と遮光容器60の側壁との間の部分が熱伝導性の高い素材により形成されてもよい。
Also, for example, FIG. 6 illustrates the case where the
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、ヒートパイプの放熱部が遮光容器60の内部に設けられる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ヒートパイプの放熱部は、遮光容器60の外部に設けられてもよい。
(Second embodiment)
In the first embodiment, the case where the heat radiating portion of the heat pipe is provided inside the
図7は、第2の実施形態に係るX線検出器40の構成の一例を示す図である。図7には、X線の照射方向及びスライス方向を通るX線検出器40の断面図を示す。なお、図7では、X線の照射方向を破線の矢印で示している。また、図7では、図4Aと相違する点を中心に説明することとし、図4Aと同様の構成については図4Aと同一の符号を付し、説明を省略する。また、図7では、スライス方向における片側の構成のみを例示するが、反対側の構成も同様である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the
図7に示すように、X線検出器40は、ヒートパイプ73を備える。ヒートパイプ73の受熱部は、図4Aに示したヒートパイプ70の受熱部70Aと同様に、遮光容器60の内部において、位置決めプレート53の内部に設けられる。
As shown in FIG. 7, the
ここで、ヒートパイプ73の放熱部は、遮光容器60の外部に設けられる。図7に示す例では、ヒートパイプ73の放熱部は、遮光容器60の外部において放熱用のフィン64と熱接続される。なお、この場合、コリメータユニット41と位置決めプレート53との間の位置を固定するために、位置決めピン54が設けられるのが好適である。
Here, the heat radiating portion of the
第2の実施形態に係る遮光容器60の側壁には、ヒートパイプ73の外径以上の径を有する孔が形成される。ヒートパイプ73は、遮光容器60の孔を通じて遮光容器60の外部に突出される。ヒートパイプ73と遮光容器60の孔との間は、遮光性を有するシール材により接着される。ヒートパイプ73のうち遮光容器60の外部に突出した部分は、X線の照射方向と平行な方向に折り曲げられ、放熱用のフィン64に熱接続される。この結果、ヒートパイプ73のうちフィン64と熱接続された部分では、フィン64の機能によって揮発した状態の作動流体が凝縮する。つまり、ヒートパイプ73のうちフィン64と熱接続された部分が、放熱部として機能する。
A hole having a diameter equal to or larger than the outer diameter of the
このように、第2の実施形態に係るX線検出器40において、遮光容器60は、少なくともADC基板一体型PDモジュール52、位置決めプレート53、及びヒートパイプ73の受熱部を収容する。また、遮光容器60は、ヒートパイプ73を貫通させる孔を有する。この孔は、遮光容器60の側壁を貫通する孔である。また、ヒートパイプ73の放熱部は、遮光容器60の外部に設けられる。これにより、X線検出器40は、遮光容器60の外部において、効率良く排熱することができる。このため、X線検出器40は、遮光容器60の内部で生じた熱を遮光容器60の外部へ排出させることができる。
Thus, in the
なお、図7では、遮光容器60の外部に設置されたフィン64を用いて放熱する場合を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ヒートパイプ73の放熱部は、X線検出器40の筐体の内面に熱接続されても良い。X線検出器40の筐体は空気との接触面積が大きいため、放熱効果が期待される。更に、X線検出器40の筐体の外面に放熱用のフィンを備えていても良い。すなわち、ヒートパイプの放熱部は、X線検出器40の筐体及び放熱用のフィン64のうち少なくとも一つに熱接続される。
In addition, in FIG. 7, although the case where heat is dissipated using the
(その他の実施形態)
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。
(Other embodiments)
Various different forms may be implemented in addition to the embodiments described above.
(位置決めプレート53の熱伝導性の向上)
上記の実施形態では、アルミニウムにより形成される位置決めプレート53により、受熱部70Aに熱を伝える場合を説明したが、更に熱伝導性の高い部材を併用することで、熱伝導性を向上させることが可能である。
(Improved thermal conductivity of positioning plate 53)
In the above-described embodiment, the
図8は、その他の実施形態に係るX線検出器40の構成の一例を示す図である。図8には、X線の照射方向及びスライス方向を通るX線検出器40の断面図を示す。なお、図8では、X線の照射方向を破線の矢印で示している。また、図8では、図4Aと相違する点を中心に説明することとし、図4Aと同様の構成については図4Aと同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of an
図8に示すように、位置決めプレート53は、例えば、アルミニウムにより形成される部材に加え、銅により形成される部材53Aを有する。銅は、アルミニウムより熱伝導性が高い素材である。言い換えると、位置決めプレート53は、熱伝導性を有する第1部材と、第1部材より熱伝導性が高い第2部材とを有する。これにより、X線検出器40は、熱伝導性を向上させることが可能である。
As shown in FIG. 8, the
なお、部材53Aは、位置決めプレート53のうち1箇所のみに設けられても良いが、複数箇所に設けられても良い。ただし、部材53Aは、熱源となる電子部品ごとに設けられるのが好適である。
The
(ヒートパイプの形状に関するバリエーション)
また、上記の実施形態にて例示したヒートパイプの形状はあくまで一例であり、他の形状にて実現可能である。
(Variations regarding the shape of the heat pipe)
Moreover, the shape of the heat pipe illustrated in the above embodiment is merely an example, and other shapes can be realized.
図9、図10、及び図11は、その他の実施形態に係るX線検出器40の構成の一例を示す図である。図9、図10、及び図11には、X線の照射方向及びスライス方向を通るX線検出器40の断面図を示す。なお、図9、図10、及び図11では、X線の照射方向を破線の矢印で示している。また、図9、図10、及び図11では、図4Aと相違する点を中心に説明することとし、図4Aと同様の構成については図4Aと同一の符号を付し、説明を省略する。
9, 10, and 11 are diagrams showing an example of the configuration of an
図9に示すように、X線検出器40は、ヒートパイプ74,75を備えていてもよい。ヒートパイプ74,75は、位置決めプレート53の内部において湾曲されて延在している。つまり、ヒートパイプは、屈曲された状態で配管される場合に限らず、湾曲された状態で配管されても良い。
As shown in FIG. 9, the
また、図10に示すように、X線検出器40は、ヒートパイプ76を備えていてもよい。ヒートパイプ76は、位置決めプレート53のスライス方向における中心部付近においてヒートパイプ70及びヒートパイプ71が接続されたような形状(略V字型)を有する。
The
また、図11に示すように、X線検出器40は、ヒートパイプ77を備えていてもよい。ヒートパイプ77の放熱部は、コリメータユニット41のスライス方向における片側において形成される。また、ヒートパイプ77の受熱部は、位置決めプレート53のスライス方向にわたって形成され、放熱部に近いほど回転中心に近く、放熱部から遠いほど回転中心から遠くに設けられる。
Also, as shown in FIG. 11, the
(遮光容器60の外部にA/D変換器を備える場合)
また、例えば、実施形態は、遮光容器60の外部にA/D変換器を備える場合にも適用可能である。
(When an A/D converter is provided outside the light shielding container 60)
Also, for example, the embodiments are applicable to a case where an A/D converter is provided outside the
図12は、その他の実施形態に係るX線検出器40の構成の一例を示す図である。図12には、X線の照射方向及びスライス方向を通るX線検出器40の断面図を示す。なお、図12では、X線の照射方向を破線の矢印で示している。また、図12では、図4Aと相違する点を中心に説明することとし、図4Aと同様の構成については図4Aと同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 12 is a diagram showing an example configuration of an
図12に示すように、X線検出器40は、基板90と、ヒートパイプ73とを備える。基板90は、遮光容器60の外部に設けられ、A/D変換器を備える基板である。また、ヒートパイプ73は、遮光容器60の外部に設けられる。
As shown in FIG. 12 , the
ここで、ヒートパイプ78の受熱部は、基板80と熱接続される。具体的には、ヒートパイプ78の受熱部は、基板80上に設けられたA/D変換器に直接的に熱接続されるのが好適である。また、ヒートパイプ78の放熱部は、受熱部より回転フレーム12の回転中心に近い位置に設けられ、放熱用のフィン82と熱接続される。
Here, the heat receiving portion of the
これにより、X線検出器40は、遮光容器60の外部にA/D変換器を備える場合にも適用可能である。この場合、遮光容器60には、ADC基板一体型PDモジュール52に代えてフォトダイオード65が収容される。
Thereby, the
(架台装置の停止時におけるX線検出器40の回転位置制御)
また、X線CT装置1は、架台装置10を停止させる場合には、X線検出器40を回転フレーム12の下方に移動させた状態で停止させる。
(Rotational position control of the
Further, when stopping the
例えば、X線CT装置1の処理回路34は、撮影を終了する旨の指示を操作者から受け付けると、X線検出器40が回転フレーム12の下方に位置するまで回転フレーム12を回転させた上で、架台装置10を停止させる。この場合、ヒートパイプの放熱部は、受熱部より上方(重力方向における上方)に位置することとなる。このため、放熱部において凝縮した作動流体は、重力により受熱部へ移動する。これにより、架台装置10が停止したにもかかわらず、X線検出器40内部に余熱が残存していたとしても、重力によりヒートパイプを作動させることができる。
For example, when the
(マルチコンソール)
コンソール装置30は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。例えば、前処理機能342、再構成処理機能343等の処理回路34の機能を分散して有しても構わない。
(multi-console)
Although the
(統合サーバ)
処理回路34はコンソール装置30に含まれる場合に限らず、複数の医用画像診断装置にて取得された検出データに対する処理を一括して行う統合サーバに含まれてもよい。
(integrated server)
The
(後処理の処理主体)
後処理はコンソール30又は外部のワークステーションのどちらで実施することにしても構わない。また、コンソール30とワークステーションの両方で同時に処理することにしても構わない。
(Main body of post-processing)
Post-processing may be performed on either the
(フルスキャン/ハーフスキャン)
CT画像を再構成するには被検体の周囲一周、360°分の投影データが、またハーフスキャン法でも180°+ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本実施形態へ適用可能である。以下、説明を簡単にするため、被検体周囲一周、360°分の投影データを用いて再構成する再構成(フルスキャン再構成)方式を用いるものとする。
(full scan/half scan)
Reconstruction of a CT image requires projection data for 360° around the circumference of the subject, and projection data for 180°+fan angle for the half-scan method. This embodiment can be applied to any reconstruction method. In the following, for the sake of simplicity, a reconstruction (full-scan reconstruction) method for reconstruction using projection data for 360 degrees around the object will be used.
(一管球/多管球)
上述した実施形態は、一管球型のX線CT装置にも、X線管と検出器との複数のペアを回転リングに搭載した、いわゆる多管球型のX線CT装置にも適用可能である。
(single tube/multiple tubes)
The above-described embodiments can be applied to both a single-tube type X-ray CT apparatus and a so-called multi-tube type X-ray CT apparatus in which a plurality of pairs of X-ray tubes and detectors are mounted on a rotating ring. is.
(他の医用画像診断装置への適用)
上述した実施形態は、X線CT装置に限らず、他の医用画像診断装置にも適用可能である。例えば、上述したヒートパイプは、回転フレームを用いて放射線検出器等の機器が回転される構成を有する医用画像診断装置(核医学診断装置、歯科用CT装置等)において、その回転体に搭載することにより回転体の内部で発生した熱を効率良く排出させることが可能である。
(Application to other medical image diagnostic apparatuses)
The above-described embodiments are applicable not only to the X-ray CT apparatus but also to other medical image diagnostic apparatuses. For example, the heat pipe described above is mounted on a rotating body in a medical image diagnostic apparatus (nuclear medicine diagnostic apparatus, dental CT apparatus, etc.) having a configuration in which equipment such as a radiation detector is rotated using a rotating frame. Thus, it is possible to efficiently discharge the heat generated inside the rotating body.
(投影データ/再構成画像データの保存先)
投影データや再構成画像データの記憶は、コンソール装置30のメモリ31が行う場合に限らず、インターネット等の通信ネットワークを介してX線CT装置1と接続可能なクラウドサーバがX線CT装置1からの保存要求を受けて投影データや再構成画像データの記憶を行う場合であってもよい。
(Destination to save projection data/reconstructed image data)
The storage of projection data and reconstructed image data is not limited to the case where the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、効率良く排熱することができる。 According to at least one embodiment described above, heat can be efficiently exhausted.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 X線CT装置
11 X線管
12 回転フレーム
40 X線検出器
70,71 ヒートパイプ
1
Claims (14)
前記X線を検出するX線検出器と、
前記X線管及び前記X線検出器を回転可能に支持する回転フレームと
を備え、
前記X線検出器は、
前記X線の入射に応じて光を発生するシンチレータアレイと、
前記光に基づく信号を処理する電子部品と、
前記電子部品に接し、前記シンチレータアレイ及び前記電子部品の位置関係を保持するプレートであって、前記電子部品から生じる熱を伝熱する伝熱部材と、
揮発性を有する作動流体を収容するヒートパイプと
を備え、
前記ヒートパイプの受熱部は、前記伝熱部材の内部に設けられ、
前記ヒートパイプの放熱部は、前記受熱部より前記回転フレームの回転中心に近い位置に設けられ、
前記伝熱部材は、熱伝導性を有する第1部材と、前記第1部材より熱伝導性が高い第2部材とを有し、
前記第2部材は、前記受熱部と前記電子部品とに接する、
X線CT装置。 an X-ray tube for generating X-rays;
an X-ray detector that detects the X-ray;
a rotating frame that rotatably supports the X-ray tube and the X-ray detector,
The X-ray detector is
a scintillator array that generates light in response to the incident X-rays;
an electronic component for processing the light-based signal;
a heat transfer member that is in contact with the electronic component and holds the positional relationship between the scintillator array and the electronic component, the heat transfer member transferring heat generated from the electronic component;
a heat pipe containing a volatile working fluid;
The heat receiving portion of the heat pipe is provided inside the heat transfer member,
the heat radiating portion of the heat pipe is provided at a position closer to the center of rotation of the rotating frame than the heat receiving portion ;
The heat transfer member has a first member having thermal conductivity and a second member having higher thermal conductivity than the first member,
the second member is in contact with the heat receiving portion and the electronic component;
X-ray CT equipment.
請求項1に記載のX線CT装置。 The heat pipe is arranged in a bent or curved state between the heat receiving part and the heat dissipating part so that the working fluid is actuated by centrifugal force generated by the rotation of the rotating frame.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載のX線CT装置。 at least part of the heat pipe extends along a direction normal to the rotation orbit of the rotating frame;
3. The X-ray CT apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1~3のいずれか一つに記載のX線CT装置。 The X-ray detector does not have a fan for cooling,
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1-3.
請求項1~4のいずれか一つに記載のX線CT装置。 The heat radiation part is provided at a position closer to the center of rotation of the rotating frame than the electronic component.
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1-4.
請求項1~5のいずれか一つに記載のX線CT装置。 The heat receiving portion of the heat pipe is arranged to be close to the center of rotation near both ends in the slicing direction of the heat transfer member, and to be far from the center of rotation near the center of the heat transfer member in the slice direction. piped in a substantially V shape inside the thermal member;
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1-5.
前記放熱部は、前記遮光容器の側壁の内面に熱接続される、
請求項1~6のいずれか一つに記載のX線CT装置。 further comprising a light-shielding container housing at least the electronic component, the heat transfer member, and the heat pipe;
The heat radiation part is thermally connected to the inner surface of the side wall of the light shielding container,
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1-6 .
請求項7に記載のX線CT装置。 The light-shielding container includes heat-dissipating fins on the outer surface of the side wall to which the heat-dissipating portion is thermally connected.
The X-ray CT apparatus according to claim 7 .
請求項7又は8に記載のX線CT装置。 the heat pipe fixes a position between the collimator unit and the heat transfer member;
The X-ray CT apparatus according to claim 7 or 8 .
前記遮光容器は、前記ヒートパイプを貫通させる孔を有し、
前記放熱部は、前記遮光容器の外部に設けられる、
請求項1~6のいずれか一つに記載のX線CT装置。 further comprising a light shielding container housing at least the electronic component, the heat transfer member, and the heat receiving portion of the heat pipe;
The light shielding container has a hole through which the heat pipe passes,
The heat radiation part is provided outside the light shielding container,
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1-6 .
請求項10に記載のX線CT装置。 The heat dissipation part is thermally connected to at least one of heat dissipation fins and a housing of the X-ray detector outside the light shielding container,
The X-ray CT apparatus according to claim 10 .
請求項1~11のいずれか一つに記載のX線CT装置。 The electronic component is an A/D converter-integrated PDA, which is a PDA (Photodiode Array) incorporating an A/D (Analog to Digital) converter.
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1-11 .
前記光に基づく信号を処理する電子部品と、
前記電子部品に接し、前記シンチレータアレイ及び前記電子部品の位置関係を保持するプレートであって、前記電子部品から生じる熱を伝熱する伝熱部材と、
揮発性を有する作動流体を収容するヒートパイプと
を備え、
前記ヒートパイプの受熱部は、前記伝熱部材の内部に設けられ、
前記ヒートパイプの放熱部は、前記受熱部より前記X線の入射面に近い位置に設けられ、
前記伝熱部材は、熱伝導性を有する第1部材と、前記第1部材より熱伝導性が高い第2部材とを有し、
前記第2部材は、前記受熱部と前記電子部品とに接する、
検出器モジュール。 a scintillator array that generates light in response to incident X-rays;
an electronic component for processing the light-based signal;
a heat transfer member that is in contact with the electronic component and holds the positional relationship between the scintillator array and the electronic component, the heat transfer member transferring heat generated from the electronic component;
a heat pipe containing a volatile working fluid;
The heat receiving portion of the heat pipe is provided inside the heat transfer member,
the heat radiating portion of the heat pipe is provided at a position closer to the X-ray incident surface than the heat receiving portion ;
The heat transfer member has a first member having thermal conductivity and a second member having higher thermal conductivity than the first member,
the second member is in contact with the heat receiving portion and the electronic component;
detector module.
前記X線を検出するX線検出器と、
前記X線管及び前記X線検出器を回転可能に支持する回転フレームと
を備え、
前記X線検出器は、
検出した前記X線に基づく信号を処理し、A/D(Analog to Digital)変換器が組み込まれたPDA(Photodiode Array)であるA/D変換器一体型PDAである電子部品と、
揮発性を有する作動流体を収容するヒートパイプと、
少なくとも前記電子部品、及び前記ヒートパイプの受熱部を収容する遮光容器と
を備え、
前記ヒートパイプの受熱部は、前記電子部品に熱接続され、
前記ヒートパイプの放熱部は、前記受熱部より前記回転フレームの回転中心に近い位置に設けられ、前記遮光容器の外部へ熱を排出させる、
X線CT装置。 an X-ray tube for generating X-rays;
an X-ray detector that detects the X-ray;
a rotating frame that rotatably supports the X-ray tube and the X-ray detector,
The X-ray detector is
an electronic component that is an A/D converter-integrated PDA that processes signals based on the detected X-rays and that is a PDA (Photodiode Array) incorporating an A/D (Analog to Digital) converter ;
a heat pipe containing a volatile working fluid;
a light shielding container that houses at least the electronic component and the heat receiving part of the heat pipe;
the heat receiving portion of the heat pipe is thermally connected to the electronic component,
The heat radiating portion of the heat pipe is provided at a position closer to the rotation center of the rotating frame than the heat receiving portion, and discharges heat to the outside of the light shielding container.
X-ray CT equipment.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003121551A (en) | 2001-10-09 | 2003-04-23 | Toshiba Corp | Radiation detector, manufacturing method thereof, and X-ray CT apparatus |
| JP2005510741A (en) | 2001-11-21 | 2005-04-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method for cooling high-density electronic devices |
| JP2005161059A (en) | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Method and apparatus for temperature management of CT electronic device |
| JP2015104667A (en) | 2013-11-29 | 2015-06-08 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Radiation detection apparatus and radiation tomography apparatus |
-
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- 2018-01-31 JP JP2018015771A patent/JP7140500B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003121551A (en) | 2001-10-09 | 2003-04-23 | Toshiba Corp | Radiation detector, manufacturing method thereof, and X-ray CT apparatus |
| JP2005510741A (en) | 2001-11-21 | 2005-04-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method for cooling high-density electronic devices |
| JP2005161059A (en) | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Method and apparatus for temperature management of CT electronic device |
| JP2015104667A (en) | 2013-11-29 | 2015-06-08 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Radiation detection apparatus and radiation tomography apparatus |
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