(57)【要約】【課題】      位置計測手段を備えるＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】    架台と、測定光を照射する光照射部と、光照射部から照射された測定光を反射する第一、第二及び第三の光反射部と、を備え、光照射部から第一、第二及び第三の光反射部までの距離を計測する位置計測手段と、コンソール部と、寝台と、を有するＸ線ＣＴ装置であって、第一の光反射部は、支持台に設置され、第一の光反射部が設置された支持台に対応するカバー部は、切欠されており、第二の光反射部は、寝台に設置され、第三の光反射部は、手術器具の先端に設置され、コンソール部は、基準データと第一の距離データに基づき、駆動手段を制御する制御部を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。【選択図】      図１
2015204971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器から投影データを収集するデータ収集ユニットと、前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、及び前記データ収集ユニットが設置された回転フレームと、前記回転フレームが回転可能に設置された支持台と、前記支持台を駆動する支持台駆動手段と、前記支持台を覆うカバー部と、を備える架台と、
測定光を照射する光照射部と、前記光照射部から照射された前記測定光を反射する第一、第二及び第三の光反射部と、を備え、前記光照射部から前記第一、第二及び第三の光反射部までの距離を計測する位置計測手段と、
予め設定された前記光照射部から前記第一の光反射部までの距離のデータである基準データを有し、前記データ収集ユニットから収集された投影データ、及び、前記位置計測手段により計測された前記光照射部から前記光反射部までの距離のデータである位置データを記憶する記憶部と、前記投影データに基づいて画像データを生成する再構成部と、前記画像データを表示する表示部と、を備えるコンソール部と、
前記被検体が載置される天板を備える寝台と、
を有するＸ線ＣＴ装置であって、
前記第一の光反射部は、前記支持台に設置され、
前記第一の光反射部が設置された支持台に対応する前記カバー部は、切欠されており、
前記第二の光反射部は、前記寝台に設置され、
前記第三の光反射部は、手術器具の先端に設置され、
前記コンソール部は、前記基準データと前記第一の距離データに基づき、前記駆動手段を制御する制御部を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記光反射部は、前記支持台に直接設置されてい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】
前記カバー部の前記切欠部分は、透明樹脂で覆われていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記測定光は赤外線であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器からデータを収集するデータ収集ユニットと、前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、及び前記データ収集ユニットが設置された回転フレームと、前記回転フレームが回転可能に設置された支持台と、前記支持台を駆動する支持台駆動手段と、前記支持台を覆うカバー部と、を備える架台と、
測定光を照射する光照射部と、前記光照射部から照射された前記測定光を反射する光反射部とを備え、前記光照射部から前記光反射部までの距離を計測する位置計測手段と、
予め設定された前記光照射部から前記光反射部までの距離のデータである基準データを有し、かつ、前記位置計測手段により計測された前記光照射部から前記光反射部までの距離のデータである位置データを記憶する記憶部と、を備えるコンソール部と、
を有するＸ線ＣＴ装置であって、
前記光反射部は、前記支持台に設置され、
前記カバー部は、前記光反射部が設置された支持台に対応する部分が切欠されており、
前記コンソール部は、前記基準データと前記位置データに基づき、前記駆動手段を制御する制御部を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、位置計測手段を備えるＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ画像は、医師による検診、診断等に利用されている。
【０００３】
近年、かかるＸ線ＣＴ画像に対し、手術中の術野の位置情報を座標化し、これを術前にＸ線ＣＴ装置で撮影した画像上に反映させ、術中の位置確認を行う画像支援システム、いわゆる術中ナビゲーションシステムが注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
術中ナビゲーションを行う場合、まず、術中ナビゲーションを行う際の位置計測に必要な光源とＸ線ＣＴ撮影を行う架台との距離を計測する。
【０００５】
次に、光源と被検体との距離を計測し、Ｘ線ＣＴ装置による撮影を行う。
【０００６】
その後、光源と手術器具との距離を計測し、Ｘ線ＣＴ装置による撮影により得たＸ線ＣＴ画像に手術器具の位置情報を重ね合わせ、その画像を逐次表示する。
【０００７】
これにより、医師等は被検体に対し施術する位置を把握することができる。
【０００８】
それぞれの位置計測は、例えば、所定の光源である光照射部とこれに対応するポインタ（光反射部）とを備える位置計測手段により行われる。
【０００９】
すなわち、位置計測を行う架台、被検体、及び手術器具等には当該光反射部が設置されている。
【００１０】
当該光反射部の中でも特に光照射部と架台との距離の位置計測に用いられる光反射部においては、Ｘ線画像上における患者及び手術器具の位置を把握するための基準となるため、その計測精度はより高いものが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、従来架台に設置される光反射部は、架台を覆うカバー上に設けられている。
【００１３】
そのため、例えばＸ線ＣＴ装置自体の機器点検・部品交換のため当該カバーを開閉する際にカバー位置がずれ、これに伴いカバーに設置されている光反射部がずれ、位置計測精度が低くなるため、カバーの開閉ごとに再度の位置キャリブレーションが必要とされていた。
【００１４】
かかるカバーの開閉ごとの位置キャリブレーションは、Ｘ線ＣＴ装置操作者及び位置キャリブレーション認定者にとって、過度の負担を強いるものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記問題を解決するために、本実施の形態は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器から投影データを収集するデータ収集ユニットと、前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、及び前記データ収集ユニットが設置された回転フレームと、前記回転フレームが回転可能に設置された支持台と、前記支持台を駆動する支持台駆動手段と、前記支持台を覆うカバー部と、を備える架台と、測定光を照射する光照射部と、前記光照射部から照射された前記測定光を反射する第一、第二及び第三の光反射部と、を備え、前記光照射部から前記第一、第二及び第三の光反射部までの距離を計測する位置計測手段と、予め設定された前記光照射部から前記第一の光反射部までの距離のデータである基準データを有し、前記データ収集ユニットから収集された投影データ、及び、前記位置計測手段により計測された前記光照射部から前記光反射部までの距離のデータである位置データを記憶する記憶部と、前記投影データに基づいて画像データを生成する再構成部と、前記画像データを表示する表示部と、を備えるコンソール部と、前記被検体が載置される天板を備える寝台と、を有するＸ線ＣＴ装置であって、前記第一の光反射部は、前記支持台に設置され、前記第一の光反射部が設置された支持台に対応する前記カバー部は、切欠されており、前記第二の光反射部は、前記寝台に設置され、前記第三の光反射部は、手術器具の先端に設置され、前記コンソール部は、前記基準データと前記第一の距離データに基づき、前記駆動手段を制御する制御部を備えることを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の断面図である。
【図３】本実施の形態に係る位置計測手段を説明する図である。
【図４】図３に示す破線部A部分を説明する図である。
【図５】図３に示す破線部A部分の他の実施の形態を説明する図である。
【図６】本実施の形態の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して説明する。
【００１８】
なお、以下の説明においては、ほぼ同一な機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の断面図である。
【００２０】
このＸ線ＣＴ装置１００は、寝台１１０と、Ｘ線を発生させ被検体PにＸ線を照射するＸ線発生部１２０と、被検体Pを透過したＸ線の検出により投影データを生成する投影データ生成部１３０と、これらＸ線発生部１２０及び投影データ生成部１３０を備える架台１４０と、を備えている。
【００２１】
また、Ｘ線ＣＴ装置１００は、架台１４０の投影データ生成部１３０により生成された投影データから画像データを生成する画像データ生成部１５０と、画像データ生成部１５０で生成された画像データを表示する表示部１６０と、種々のコマンドの入力等を行なう操作部１７０と、寝台１１０、架台１４０、画像データ生成部１５０を統括して制御するシステム制御部１８０と、これら画像データ生成部１５０、表示部１６０、操作部１７０、及びシステム制御部１８０を有するコンソール部２００と、を備えている。
【００２２】
寝台１１０は、被検体Pが載置される天板１１１と、天板１１１を長手方向及び上下方向へ駆動する天板駆動部とを備えている。
【００２３】
天板駆動部は、Ｘ線照射の際に、被検体Pが載置された天板１１１をＸ線照射位置へ移動する。
【００２４】
Ｘ線発生部１２０は、Ｘ線を発生させるＸ線管１２１と、システム制御部１８０から供給されるＸ線照射条件に基づいて電圧を発生させ、Ｘ線管１２１へ電力を供給する高電圧発生器１２２とを備えている。
【００２５】
Ｘ線管１２１は、Ｘ線を発生する真空管であり、高電圧発生器１２２から供給される高電圧によって発生した電子をターゲットに衝突させてＸ線を放射する。
【００２６】
そして、Ｘ線管１２１は、撮影では被検体Pの周りを回転しながら被検体Pに対しＸ線を照射する。
【００２７】
Ｘ線検出器１３１は、複数個のＸ線検出素子を備え、このＸ線検出素子の各々は、Ｘ線を光に変換するシンチレータと光を電気信号に変換するフォトダイオードによって構成されている。
【００２８】
また、Ｘ線検出器１３１は、Ｘ線検出素子ごとに複数のコリメータ板を備えている。
【００２９】
投影データ生成部１３０は、被検体Pを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１３１と、Ｘ線検出器１３１から出力された複数チャンネルの検出信号に対してＡ／Ｄ変換等を行なうデータ収集ユニット１３２（以下、ＤＡＳ(Data Acquisition System)ユニット１３２と呼ぶ。）と、DASユニット１３２の出力信号に対して、例えばパラレル／シリアル変換、電気／光／電気変換及びシリアル／パラレル変換を行なうデータ伝送部１３３とを備えている。
【００３０】
DASユニット１３２は、アナログ／デジタル変換回路等を有する電子回路基板を備え、Ｘ線検出器１３１の外周に配置されている。
【００３１】
また、DASユニット１３２は、Ｘ線検出器１３１から出力される信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を回転フレーム１４２の所定の角度回転毎に収集してビュー単位の投影データを生成する。
【００３２】
データ伝送部１３３は、例えば光通信手段により送受信するための送信部及び受信部を有し、送信部が回転フレーム１４２に配置され、受信部が支持台１４４に配置されている。
【００３３】
そして、送信部が、DASユニット１３２からのＸ線投影データを受信部に伝送し、受信部が、送信部から伝送された投影データを画像データ生成部１５０に出力する。
【００３４】
架台１４０は、寝台１１０の近傍に配置され、寝台１１０の天板１１１の移動により被検体Pが送り込まれる円筒状の開口部１４１と、Ｘ線発生部１２０及び投影データ生成部１３０と、Ｘ線管１２１、高電圧発生器１２２、Ｘ線検出器１３１、DASユニット１３２、及びデータ伝送部の送信部を支持する回転フレーム１４２と、回転フレーム１４２を回転駆動する回転駆動部１４３と、回転回転フレーム１４２を回転可能に支持する支持台１４４と、支持台１４４を駆動する支持台駆動手段１４５と、支持台１４４を覆うカバー部１４６を備えている。
【００３５】
また、架台１４０は、詳細を後述する第一の光反射部１９２aを備えている。
【００３６】
支持台駆動手段１４５は、Ｘ線管１２１によるＸ線撮影を行う前後に、被検体Pが載置された天板１１１の方向に架台１４０を駆動する。すなわち、本実施の形態において、架台１４０はいわゆる自走式の架台１４０である。
【００３７】
カバー部１４６は、Ｘ線管１２１、高電圧発生器１２２、Ｘ線検出器１３１、DASユニット１３２、回転フレーム１４２、回転駆動部１４３、及び支持台１４４を覆うよう形成されている。
【００３８】
カバー部１４６は、開閉することができる。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００の機器点検・部品交換の際に開け、内包する各機器を修理した後、閉じることができる。
【００３９】
画像データ生成部１５０は、架台１４０のデータ伝送部から出力される投影データを保存する記憶部１５１と、当該記憶部１５１に保存された複数ビューの投影データに基づいて画像データを生成する再構成部１５２とを備える。
【００４０】
また、画像データ生成部１５０は、生成した画像データを表示部１６０に出力する。
【００４１】
表示部１６０は、ＣＲＴや液晶パネル等を備え、画像データ生成部１５０からシステム制御部１８０を介して出力された画像データを表示する。
【００４２】
操作部１７０は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、さらには各種スイッチなどを備えたインターラクティブなインターフェースであり、後述の位置計測手段１９０、位置キャリブレーション、術中ナビゲーションシステムの操作等の入力を行う。
【００４３】
システム制御部１８０は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部１７０からの入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいて、投影データの生成、画像データの生成と表示等に関する制御などシステム全体の制御を行う。
【００４４】
次に、本実施の形態に係る位置計測手段について説明する。
【００４５】
図３は、本実施の形態に係る位置計測手段を説明する図である。また、図４は、図３に示す破線部A部分を説明する図である。
【００４６】
本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、位置計測手段１９０を備える。
【００４７】
位置計測手段１９０は、測定光を照射する光照射部１９１と、この光照射部１９１から照射された測定光を反射する光反射部１９２とを備える。
【００４８】
光照射部１９１の測定光としては、例えば、赤外線が用いられる。
【００４９】
光反射部１９２は、架台１４０の支持台１４４の例えば上部に設けられている。ここで、支持台１４４に設置される光反射部１９２を第一の光反射部１９２aという。
【００５０】
第一の光反射部１９２aは、光照射部１９１から架台１４０の第一の光反射部１９２aまでの距離（第一の距離）を計測することができる。
【００５１】
カバー部１４６は、第一の光反射部１９２aが設けられている部分については、切り欠かれ、当該部分の支持台１４４は露出している。位置計測手段１９０は光照射部１９１から照射された測定光を反射し位置を測定するため、当該部分を露出させることで測定光を遮る物質を排除する。
【００５２】
なお、図５に示すように、カバー部１４６の当該部分を透明樹脂などで形成してもよい。かかる構成によっても、測定光を遮ることなく測定を行うことができる。
【００５３】
第二の光反射部１９２bは、天板１１１の例えば被検体Pの頭部設置位置近傍に設けられている。
【００５４】
当該第二の光反射部１９２bにより、光照射部１９１から天板１１１の第二の光反射部１９２bまでの距離（第二の距離）を計測することができる。
【００５５】
また、第三の光反射部１９２cは、手術器具、例えばメス等の先端に設けられている。
【００５６】
当該第三の光反射部１９２cにより、光照射部１９１から手術器具までの距離（第三の距離）を計測することができる。
【００５７】
ところで、位置計測手段１９０により計測された光照射部１９１から各光反射部１９２までの距離、すなわち第一、第二及び第三の距離のデータは、記憶部１５１に記憶される。
【００５８】
また、記憶部１５１には、予め設定された光照射部１９１から第一の光反射部１９２aまでの距離のデータである基準データも記憶されている。
【００５９】
術中ナビゲーションシステムを使用する場合、例えば、はじめに、当該基準データと第一の距離データから、架台１４０の位置を設定する位置キャリブレーションを行う。
【００６０】
次に、Ｘ線ＣＴ装置１００により、被検体Pの撮影を行う。
【００６１】
最後に第一、第二及び第三の距離データを用い、Ｘ線ＣＴ画像と光反射部１９２の位置を逐次合成し、医師等はこの画像を観察することで、被検体Pに対し施術する位置を把握することができる。
【００６２】
本実施の形態の構成においては、第一の光反射部１９２aがカバー部１４６の開閉による位置ずれが影響しない支持台１４４に設けられている。
【００６３】
そのため、カバー部１４６の開閉による第一の光反射部１９２aの位置ずれを防止し、これに伴うカバー部１４６の開閉ごとの再度の位置キャリブレーションをなくすことができる。
【００６４】
これにより、Ｘ線ＣＴ装置操作者及び位置キャリブレーション認定者の過度の負担をなくすことができるものである。
【００６５】
（変形例）
図６は、本実施の形態の変形例を説明する図である。
【００６６】
上述の実施の形態では、支持台１４４に第一の光反射部１９２aを設けることにより、カバー部１４６の開閉による光反射部１９２の位置ずれを防止したが、本実施の形態では、第一の光反射部１９２aはカバー部１４６に設けられているが、位置固定器具２１０を用いることで、当該位置ずれを防止する。
【００６７】
位置固定器具２１０には、例えば、位置決めピン又はマグネットキャッチが用いられ、カバー部１４６と支持台１４４の位置ずれを防止する。
【００６８】
カバー部１４６と支持台１４４の位置ずれを防止することで、当該カバー部１４６に設置された第一の光反射部１９２aの位置ずれを防止することができ、上述の実施の形態と同様に、カバー部１４６の開閉ごとの再度の位置キャリブレーションをなくすことができる。
【００６９】
本実施の形態は、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を意図していない。本実施の形態は、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共に、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。
【符号の説明】
【００７０】
１００…Ｘ線ＣＴ装置
１１０…寝台
１１１…天板
１２０…Ｘ線発生部
１２１…Ｘ線管
１２２…高電圧発生器
１３０…投影データ生成部
１３１…Ｘ線検出器
１３２…データ収集ユニット（DASユニット）
１４０…架台
１４１…開口部
１４２…回転フレーム
１４３…回転駆動部
１４４…支持台
１４５…支持台駆動手段
１４６…カバー部
１５０…画像データ生成部
１５１…記憶部
１５２…再構成部
１６０…表示部
１７０…操作部
１８０…システム制御部
１９０…位置計測手段
１９１…光照射部
１９２…光反射部
２００…コンソール部
【図１】
2015204971.tif 000003
【図２】
2015204971.tif 000004
【図３】
2015204971.tif 000005
【図４】
2015204971.tif 000006
【図５】
2015204971.tif 000007
【図６】
2015204971.tif 000008