(57)【要約】【課題】設置面積をより小さくするＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置１０のスキャナ機構部１の回転角度範囲は１８０度にＸ線の照射角を加えた角度範囲であるため、Ｕアーム１３の回転範囲は軸Ｏを中心とした扇形Ｏ−Ｃ１である。従ってＵアーム１３を支える支柱１１を、この扇形Ｏ−Ｃ１に相対する位置にできる扇形Ｏ−Ｃ２の範囲（１８０度にＸ線照射角を加えた角度を除く回転角度範囲）に設置することができる。【選択図】図４
2006346347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源に対向して配置され、被検体を透過した前記Ｘ線を検出してＸ線透過データを出力するＸ線検出器と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを保持し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを前記被検体の周囲で回転させる回転駆動手段と、
基準面上に設置され、前記回転駆動手段を支持する支柱と、
前記Ｘ線透過データに基づいてハーフスキャンアルゴリズムにより画像再構成を行なう画像処理手段と、
再構成された画像を表示する表示手段と、を備え、
前記支柱は、前記回転駆動手段が前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを３６０度回転させた場合の前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との最外周部分の回転軌跡内に位置し、
前記回転駆動手段は、前記支柱が干渉しない回転角度範囲内で、かつ、１８０度に前記Ｘ線の照射角度を加えた角度以上で前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを回転させる、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源に対向して配置され、被検体を透過した前記Ｘ線を検出してＸ線透過データを出力するＸ線検出器と、
基準面上に設置され、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを支持する支柱と、
前記被検体が前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に位置するように前記被検体を保持する保持手段と、
前記保持手段を、前記被検体が前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に位置させた状態を維持しつつ回転させる回転駆動手段と、
前記Ｘ線透過データに基づいて画像再構成を行なう画像処理手段と、
再構成された画像を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とは、任意の角度で回転するための回転部を介して前記支柱に固定支持される、
ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に係り、特に被検体の一部にＸ線を照射しその投影データを処理して断層画像などを撮影するＸ線ＣＴ装置であって設置面積をより小さくするＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ装置では、被検体の全周囲からＸ線を照射してＸ線透過データを得た後、そのＸ線透過データを用いて断層像（ＣＴ画像）を再構成する。また、３６０度の方向からＸ線透過データを得るのではなく、１８０度分のデータを得てそこからＣＴ画像を再構成するハーフスキャンという方式もある。
【０００３】
一方、特許文献１では設置面積が小さいＸ線ＣＴ装置として、床面上に設置され、被検者が足を載せたときに、内部の安全装置が作動するようにされた円形のマット上に、Ｘ線発生装置を支える支柱と、Ｘ線撮像装置を支える支柱とを備え、２本の支柱が被検者の頭部を挟んで対向するように配置されるＸ線ＣＴ装置が開示されている。２本の支柱は、それらの下部で支柱連結部により連結され、マット上で回転可能に設置される。支柱連結部上には、被検者が着座する椅子座面部が、上下に昇降可能に設置される。椅子用台座部の前側は、１段低く構成されその前方に足元ガードが設けられる。椅子用台座部には、支柱が立てられて、頭部固定装置及び顎固定装置が取り付けられる。支柱連結部の前後には階段として使用するステップが連結される。これにより、マットの面積相当の設置面積があればＸ線ＣＴ装置が設置できる。
【特許文献１】特開２００４−２７５５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線源及びＸ線検出器を３６０度回転させるためには、回転アームで一番回転半径の大きくなるＸ線発生装置の最外周が支柱の内側に無ければならないが、Ｘ線検出器の最外周はＸ線発生装置のそれよりも小さい。従って設置寸法はＸ線発生装置の最外周で決定され、その他に支柱の寸法が加算された形となり設置面積が大きく必要となるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたもので、より設置面積が小さくなる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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向して配置され、被検体を透過した前記Ｘ線を検出してＸ線透過データを出力するＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを保持し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを前記被検体の周囲で回転させる回転駆動手段と、基準面上に設置され、前記回転駆動手段を支持する支柱と、前記Ｘ線透過データに基づいてハーフスキャンアルゴリズムにより画像再構成を行なう画像処理手段と、再構成された画像を表示する表示手段と、を備え、前記支柱は、前記回転駆動手段が前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを３６０度回転させた場合の前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との最外周部分の回転軌跡内に位置し、前記回転駆動手段は、前記支柱が干渉しない回転角度範囲内で、かつ、１８０度に前記Ｘ線の照射角度を加えた角度以上で前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを回転させる、ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向して配置され、被検体を透過した前記Ｘ線を検出してＸ線透過データを出力するＸ線検出器と、基準面上に設置され、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを支持する支柱と、前記被検体が前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に位置するように前記被検体を保持する保持手段と、前記保持手段を、前記被検体が前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に位置させた状態を維持しつつ回転させる回転駆動手段と、前記Ｘ線透過データに基づいて画像再構成を行なう画像処理手段と、再構成された画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とは、任意の角度で回転するための回転部を介して前記支柱に固定支持される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置のスキャナ機構部の回転角度範囲は１８０度にＸ線の照射角を加えた角度であるため、スキャナ機構部の支柱を、スキャナ機構部の回転軌跡内であって、１８０度にＸ線照射角を加えた角度を除く回転角度範囲内に設置することができる。そのため、スキャナ機構部の回転軌跡外に支柱を備える従来のＸ線ＣＴ装置に比べて設置面積の小さなＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に従って本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
以下、図１乃至図３に従ってＸ線ＣＴ装置１０の概略構成について説明する。図１はＸ線ＣＴ装置１０の概略構成図である。図２はＸ線ＣＴ装置１０のスキャナ機構部１の左側面図である。図３はＸ線ＣＴ装置１０の全体構成を示すブロック図である。図３の矢印は信号の流れを示す。
【００１２】
本発明に係わるＸ線ＣＴ装置１０は、スキャナ機構部１と画像処理部２とから構成される。
【００１３】
スキャナ機構部１は、支柱１１と、Ｕアーム回転駆動装置１２と、Ｕアーム１３と、Ｘ線発生装置１４と、Ｘ線検出器１５と、制御装置１６と、椅子１７と、椅子駆動装置１９と、マットスイッチ１Ａとから構成される。
【００１４】
支柱１１は逆Ｌ字型をしており（図２参照）、先端部にＵアーム回転駆動装置１２を有する。支柱１１が設置される基準面は、Ｘ線ＣＴ装置１０が設置される床面である。Ｕアーム回転駆動装置１２は支柱１１に支持され、Ｕアーム１３を吊下げた状態で保持し、支柱１１の先端部を回転中心（図中における軸Ｏ）としてＵアーム１３を所定速度で回転させる。
【００１５】
Ｕアーム１３はＸ線発生装置１４とＸ線検出器１５とを一体で連結する。Ｕアーム１３はＵアーム回転駆動装置１２によって、支柱１１の先端部（軸Ｏ）を回転中心として約２４０度回転駆動される。撮影範囲は１８０度にＸ線照射角度を加えた範囲であるが、回転速度が一定になった所から撮影を開始するため、４５度回転範囲を広く取っている。Ｘ線透過データの取り込みは、Ｕアーム回転駆動装置１２に内蔵された位置検出用エンコーダにより制御されている。なお、Ｕアーム１３の回転範囲の詳細については後述する。
【００１６】
Ｘ線発生装置１４はＸ線を発生するＸ線源である。Ｘ線発生装置１４はＵアーム１３の片側の先端に設けられる。また、Ｘ線検出器１５は、Ｘ線発生装置１４に対応して配置され、被検体を透過したＸ線量を２次元的に検出するものであり、Ｕアーム１３の反対側の先端部に設けられている。すなわちＸ線発生装置１４とＸ線検出器１５とは互いに対向するように配置される。
【００１７】
Ｘ線検出器１５は、被検体を透過したＸ線を検出し、Ｘ線透過データを画像処置装置２１に出力する。Ｘ線検出器１５は、ＣＣＤカメラ１５１、電動絞り１５２及びイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）装置１５３から構成される（図３参照）。Ｉ．I装置１５３は、被検体を透過して入射したＸ線を可視光に変換する。ＣＣＤカメラ１５１は、この可視光を受光し電気信号に変換する。イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）装置１５３は視野サイズが可変であり、電動絞り１５２はその視野サイズにあわせた変更が可能となっている。なお、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）装置１５３の代わりに平面センサなどを用いても良い。
【００１８】
制御装置１６はスキャナ機構部１を制御する。制御装置１６は、椅子位置検出装置１７１と、肩位置検出装置１７２と、操作卓１８と、マットスイッチ１Ａとから入力信号を受け付ける（図３参照）。そして制御装置１６は、Ｕアーム１３と、Ｘ線検出器１５と、Ｘ線制御装置１６１と、椅子駆動装置１９とに制御信号を出力する。
【００１９】
なお、Ｘ線制御装置１６１はＸ線発生装置１４を制御する。椅子位置検出装置１７１は椅子１７の位置を検出し、椅子の位置を示す情報を制御装置１６に送る。肩位置検出装置１７２は肩当て１７３に設置され、被検体の肩位置を検出する。そして肩位置検出装置１７２は被検体の肩の位置を示す情報を制御装置１６に送る。
【００２０】
椅子１７はＸ線発生装置１４とＸ線検出器１５との間に座位の被検体が位置するように設けられた保持手段である。椅子１７は、Ｕアーム１３の回転軸Ｏ上に被検体の頭部付近が位置するように配置される。椅子１７は、支柱１１の側面に取り付けられており、被検体の座高の違いによる撮影位置の調整及び撮影部位による撮影位置の微調整を行う為に、上下左右に３次元的に移動可能な椅子駆動装置１９を備えている。
【００２１】
肩当て１７３と頭受け１７４とは被検体を支持する。頭受け１７４は被検体の頭部が撮影中に動かないようバンドなどを装備しており、頭部を固定可能である。
【００２２】
マットスイッチ１ＡはＵアーム１３の回転軌跡１３３（図４参照）を囲むように設けられたマットであり、このマットスイッチ１Ａに人又は物体などが進入した時、旋回動作を停止するインターロック機能を備える。椅子先端部には足受け１７５が備えられ、足受け１７５には被検体の足が載せられる。なお、マットスイッチ１Ａは必ずしも必要ではない。
【００２３】
画像処理部２は、画像処理装置２１と、画像表示装置２２と、キーボード２３と、マウス２４などで構成される。
【００２４】
画像処理装置２１は、Ｘ線検出器１５により得られたＸ線透過データに基づいて断層画像（ＣＴ画像）の再構成を行なう。画像処理装置２１は、１８０度で２８８枚のＸ線透視画像を取り込み、これらの画像を再構成して２次元断面画像を作成し、それを画像表示装置２２に出力する。画像処理装置２１の行う画像再構成はコーンビームＣＴの技法を用いる。また、被検体の周りをＵアーム１３が１８０度にＸ線の照射角を加えた角度範囲を回転するハーフスキャンアルゴリズムにより、画像再構成に必要なデータが得られる。以下、画像再構成に必要なデータが取得される動作のことを「スキャン」と呼ぶ。
【００２５】
画像表示装置２２は再構成された画像を表示する。操作者は操作装置であるキーボード２３やマウス２４を用いて画像処理装置２１を操作する。
【００２６】
次に図４に基づいてＵアーム１３の回転範囲について説明する。図４はスキャナ機構部１の上面図である。前述したように、支柱１１にＵアーム回転駆動装置１２が備えられ、Ｕアーム１３は軸Ｏを中心に回転する。Ｕアーム１３の先端に設けられたＸ線発生装置１４は最も大きい回転軌跡を描く。Ｕアーム１３の他の先端に設けられたＸ線検出器１５の回転軌跡はＸ線発生装置１４のそれよりも小さい。
【００２７】
従来のようにフルスキャンを行なう場合は、Ｕアーム１３が軸Ｏを中心に３６０度回転して円軌跡１３３を描く。この円軌跡１３３は、最大回転半径を持つＸ線発生装置１４の回転軌跡により決定される。Ｕアーム１３が３６０度回転するので、支柱１１はその回転を妨げない（干渉しない）よう、円軌跡１３３の外側（例えば１１１など）に位置する必要がある。このため、ＣＴ装置の設置には広いスペースが求められる。
【００２８】
本実施の形態では、画像処理装置２１はハーフスキャンアルゴリズムを用いるので、Ｕアーム１３の回転角度はフルスキャンの場合より制限される。すなわちＵアーム１３がスキャンの際に回転する回転角度は、軸Ｏを中心とした１８０度に照射角分を加えた角度である。Ｕアーム１３は支柱１１が干渉しない範囲で回転する。
【００２９】
例えば、Ｕアーム１３の回転開始位置は１４１であり、回転終了位置は１４２である場合、Ｕアーム１３の回転軌跡は弧Ｃ１である。上述したように、Ｕアーム１３の回転角度（弧Ｃ１に対応する中心角の角度）は約２４０度である。なお、回転開始位置１４１及び回転終了位置１４２の位置は図に示した限りではなく、適宜変更可能である。
【００３０】
Ｕアーム１３の回転範囲は軸Ｏと弧Ｃ１とで形成される扇形（扇形Ｏ−Ｃ１）である。したがって、支柱１１はＵアーム１３の回転を妨げない位置に設置すればよいので、円軌跡１３３の外側だけでなく円軌跡１３３の内側（例えば１１２など）にも設置可能である。すなわち、支柱１１は、扇形Ｏ−Ｃ１に対向して位置する軸Ｏと弧Ｃ２とで形成される扇形（扇形Ｏ−Ｃ２）内にも設置可能である。
【００３１】
この扇形Ｏ−Ｃ２内の任意の位置に支柱１１を設置することにより、円軌跡１３３の内側にスキャナ機構部1を納めることができる。例えば、本実施形態における支柱１１の位置１１２は、従来のようにフルスキャンを行なう場合の支柱１１の位置１１１よりも軸Ｏ方向に約５００ｍｍ内側である。従って従来よりもＸ線ＣＴ装置１０の設置のために必要な面積は小さい。
【００３２】
本実施の形態により、ハーフスキャンの手法を用いてＸ線ＣＴ装置１０の支柱１１を扇形Ｏ−Ｃ２に設置できるので、従来よりもＸ線ＣＴ装置１０の設置面積を抑えることができる。
【００３３】
＜第二実施形態＞
第二実施形態では、Ｕアーム１３は回転せず、椅子１７が回転することによりスキャンが行われる。また、スキャン手法については、椅子を３６０度回転させてフルスキャンを行なってもよいし、椅子の回転角度を制限してハーフスキャンを行なってもよい。
【００３４】
図５は第二実施形態に係わるスキャナ機構部１の左側面図である。なお、図中で同符号のものは、同機能を有する。なお、図示はしないが、画像処理部２はＸ線検出器１５に接続する。
【００３５】
本実施形態では、回転駆動装置２５が更に備わる。回転駆動装置２５は椅子１７をＸ線発生装置１４とＸ線検出器１５との間に位置した状態に維持しつつ回転させる。なお、椅子１７の回転軸は軸Ｏである。例えば椅子１７が１８０度回転すると、椅子の先端部である足受け１７５は回転終了位置１７６に移動する。なお、椅子１７の回転の際、被検体の頭部付近は軸Ｏ上に位置する。
【００３６】
次に図６に基づいて椅子１７の回転範囲を説明する。図６は、スキャナ機構部１の上面図である。椅子１７が回転する際、最も大きな回転軌跡を描くのは椅子の先端部である足受け１７５である。足受け１７５から軸Ｏまでの長さが椅子１７の回転半径である。椅子１７は回転して最大回転軌跡である円軌跡１３４を描く。椅子１７の回転半径はＵアーム１３の回転半径よりも短いので、円軌跡１３４は円軌跡１３３（Ｕアーム１３のフルスキャンの際の回転時に描く円軌跡）よりも小さい。従って椅子１７が回転する場合に必要なＸ線ＣＴ装置１０の設置面積は、Ｕアーム１３が回転する場合に必要なそれよりも小さい。
【００３７】
なお、上記では、足受け１７５が円軌跡１３４を描いたが、軸Ｏまでの距離に応じて椅子１７の背もたれ側の一端が円軌跡１３４を描いてもよい。
【００３８】
また、椅子１７がＵアーム１３に設置されたＸ線発生装置１４とＸ線検出器１５との間に位置して回転するので、Ｕアーム１３は支柱１１に任意の角度で固定支持されることができる。これにより、Ｘ線ＣＴ装置１０を設置スペースの形状に合わせて設置することができる。
【００３９】
例えば、設置スペースが図７の破線２６で示される細長い形状の場合は、これに合わせてＵアーム１３と支柱１１とを一直線上に固定設置できる。また同様に、設置スペースが図８の破線２７で示される正方形に近い形状の場合は、これに合わせてＵアーム１３と支柱１１とを任意の角度で固定設置できる。
【００４０】
本実施の形態により、Ｕアーム１３が支柱１１に任意の角度で固定支持され、Ｕアーム１３よりも回転半径の短い椅子１９が回転する。従ってＸ線ＣＴ装置１０を設置スペースの形状に合わせて設置することが可能であり、Ｘ線ＣＴ装置１０の設置に必要な面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係わるＸ線ＣＴ装置１０の概略構成図
【図２】スキャナ機構部１の左側面図
【図３】本発明に係わるＸ線ＣＴ装置１０の全体構成を示すブロック図
【図４】スキャナ機構部１の上面図
【図５】第二実施形態に係わるスキャナ機構部１の左側面図
【図６】スキャナ機構部１の上面図
【図７】細長い形状の設置スペースに合わせた設置例を示す図
【図８】正方形に近い形状の設置スペースに合わせた設置例を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１…スキャナ機構部、２…画像処理部、１１…支柱、１１１…フルスキャンの際の支柱１１の位置、１１２…ハーフスキャンの際の支柱１１の位置、１２…Ｕアーム回転駆動装置、１３…Ｕアーム、１４…Ｘ線発生装置、１４１…Ｘ線発生装置１４の回転開始位置、 １４２…Ｘ線発生装置１４の回転終了位置、１５…Ｘ線検出器、１５１…ＣＣＤカメラ、１５２…電動絞り、１５３…イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）装置、１６…制御装置、１７…椅子、１７１…椅子位置検出装置、１７２…肩位置検出装置、１７３…肩当て、１７４…頭受け、１８…操作卓、１９…椅子駆動装置、１Ａ…マットスイッチ、２１…画像処理装置、２２…画像表示装置、２３…キーボード、２４…マウス、２５…回転駆動装置
【図１】
2006346347.tif 000003
【図２】
2006346347.tif 000004
【図３】
2006346347.tif 000005
【図４】
2006346347.tif 000006
【図５】
2006346347.tif 000007
【図６】
2006346347.tif 000008
【図７】
2006346347.tif 000009
【図８】
2006346347.tif 000010