(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対してＸ線を発生するデジタル部としてのＸ線発生手段と、
前記被検体からのＸ線を検出するアナログ部としての検出手段と、
前記検出したＸ線に基づいて断層画像データを収集するアナログ部としてのデータ収集手段と、
前記収集された断層画像データの伝送に関する制御を実行するデジタル部としてのデータ通信制御手段と、
前記アナログ部と前記デジタル部とを、前記データ収集手段と前記データ通信制御手段との間の一箇所において電気的に接続する第１の接続手段と、
前記第１の接続手段と基準電位とを電気的に接続する第２の接続手段と、
を具備することを特徴とするＸ線断層画像撮影装置。
【請求項２】
前記第２の接続手段は、前記Ｘ線発生手段と前記検出手段とが対向して設けられる回転基板を介して、前記第１の接続手段と基準電位とを接続することを特徴とする請求項１記載のＸ線断層画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線断層画像撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の医療分野において、血管、内臓等の検体の構造を非侵襲的に二次元或いは三次元画像として把握することは、手術、診断等の方法として欠かせないものとなっている。この検体についての画像を撮影する医療用画像機器は、Ｘ線ＣＴスキャン装置、超音波診断装置、磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ）、デジタルアンギオ装置、ガンマカメラ等撮影に使用する物理量を異にした種々のものが存在し、多くの病院、検査機関等で広く利用されている。
【０００３】
一般に、この医療用画像機器では、地面（ＧＮＤ）との電気的接続が数ヶ所取られる。これは、当該ＧＮＤ接続箇所の電位を、医療用画像機器を構成する各構成部の基準電位とすることで、各構成部間の電位の整合性を保ち、動作の安定化を図るためである。また、医療用画像機器においては、使用される電圧が高電圧であることが多く、安全性の観点からも地面との電気的接続は重要視される。
【０００４】
例えば、Ｘ線ＣＴスキャン装置のＣＴスキャナ架台において、基準電位としてのＧＮＤの取り方を説明すると以下の様である。
【０００５】
図６は、一般的なＸ線ＣＴスキャナ架台６を有したＸ線ＣＴスキャン装置の概略構成の一例を示した図である。
【０００６】
図６において、回転基板６０には、Ｘ線電圧発生器６１、図示していないＸ線管、検出器６２、この検出器６２に駆動電圧を供給する検出器電源６３、検出器６２からの微小電気信号を収集し、所定の処理を行うデータ収集部６４、このデータ収集部６４に駆動電圧を供給するデータ収集部電源６５、画像再構成部等が格納された固定部６７にデータを送り出すデータ通信制御部６６の各構成部が、ボルト７２によって固定されている。また、回転基板６０の外周に沿って、当該回転基板６０と同心円状にスリップリング６８とＭＵＤＡＴリング６９とが固定して設けられている。スリップリング６８は回転基板６０を回転駆動するための電圧等を伝達するためのレールであり、ＭＵＤＡＴリング６９は固定部６７に収集データを転送するためのレールである。このスリップリング６８及びＭＵＤＡＴリング６９は、ブラシ７０を介して、回転基板６０を駆動させるモータや電源が備えられている固定部６７との電気的接触を持っている。
【０００７】
なお、図６においては、スリップリング６８とＭＵＤＡＴリング６９とが回転基板６０に接している形態で図示されているが、これは便宜上の図示であり、実際には上述の様に回転基板１０の外周に沿ってスリップリング６８とＭＵＤＡＴリング６９が設けられている。
【０００８】
上記Ｘ線ＣＴスキャナ架台６は、各構成部間の基準電位を統一し動作を安定化させることを目的として、ａ〜ｅの五箇所において、回転基板６０を介した地面（ＧＮＤ）との電気的接続（以下、地面との電気的接続を「ＧＮＤ接続」と称する。）を持つ構成となっている。この様にＧＮＤ接続箇所を複数有しているのは、ＧＮＤ接続箇所をなるべく多く取ることで、基準電位をよりＧＮＤの電位に統一するためである。
【０００９】
また、Ｘ線ＣＴスキャナ架台６において、検出器６２、検出器電源６３、データ収集部６４、データ収集部電源６５は、取り扱う電圧等が比較的微小であり、波高値が意味を持つアナログ部と呼ばれる。図６中の点線は、アナログ部の電位統一のためのアナログＧＮＤケーブルを示している。また、データ通信制御部６６、Ｘ線電圧発生器６１、図示していないＸ線管は、取り扱う電圧等が比較的大きく、一般にデジタル部と呼ばれる。図６中の実線は、デジタル部或いは当該デジタル部とアナログ部との電位統一のためのデジタルＧＮＤケーブルである。そして、Ｘ線ＣＴスキャナ架台６は、前記ＧＮＤ接地箇所と各装置とを、前記アナログＧＮＤケーブルとデジタルＧＮＤケーブルによって並列に接続し、基準電位の統一を実現している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実際の撮影動作時、特に電圧の高いデジタル部の動作時に発生するノイズが、ＧＮＤ接続を経由してＸ線ＣＴスキャナ架台６の各構成部に回り込むことがある。例えば、Ｘ線を曝射した際にＸ線発生系から発生されるノイズは、図６に示す一点鎖線の矢印の様に、接続された多くのＧＮＤを経由してＸ線受信系に回り込む。上述したＸ線ＣＴスキャナ架台６は、電位統一のためのＧＮＤ接続を複数点で取っているから、ノイズの流入経路を多く有する構成となっている。これらのノイズは、Ｘ線検出器、データ収集部で取り扱う検出信号に重畳してしまい、画質の劣化や動作の不安定化を招く原因となるものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ＧＮＤ接続を介したノイズの流入を抑制することで、撮影動作の安定させ画質の劣化を抑制することを可能にするＸ線断層画像撮影装置の提供を目的とし、以下の特徴を具備するものである。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、被検体に対してＸ線を発生するデジタル部としてのＸ線発生手段と、前記被検体からのＸ線を検出するアナログ部としての検出手段と、前記検出したＸ線に基づいて断層画像データを収集するアナログ部としてのデータ収集手段と、前記収集された断層画像データの伝送に関する制御を実行するデジタル部としてのデータ通信制御手段と、前記アナログ部と前記デジタル部とを、前記データ収集手段と前記データ通信制御手段との間の一箇所において電気的に接続する第１の接続手段と、前記第１の接続手段と基準電位とを電気的に接続する第２の接続手段と、を具備することを特徴とするＸ線断層画像撮影装置である。
【００１６】
上記記載の構成によれば、基準電位への接続を一点とすることで、各手段間におけるノイズの流入を抑制することができる。その結果、撮影動作の安定、画質の劣化の抑制を実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態〜第５の実施形態を図面に従って説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台１を有するＸ線ＣＴスキャン装置の概略構成を示している。
【００１９】
図１において、回転基板１０は円筒状の基板であり、当該基板には、Ｘ線電圧発生器１２、図示していないＸ線管、検出器１４、この検出器１４に駆動電圧を供給する検出器電源１６、検出器１４からの微小電気信号を収集し、所定の処理を行うデータ収集部２０、このデータ収集部２０に駆動電圧を供給するデータ収集部電源２２、収集されたデータを後述する固定部３６へ光通信によって伝送する制御を行うデータ通信制御部２４の各構成部が、ボルト４０で固定されている。
【００２０】
また回転基板１０には、外周に沿って、スリップリング３０とＭＵＤＡＴリング３２とが固定して設けられている。（なお、図１においては、スリップリング３０とＭＵＤＡＴリング３２とが回転基板１０に接している形態で図示されているが、これは便宜上の図示である。また、実際の撮影を行う場合、被検体は図示していない寝台によって回転基板１０の中心部に設置されるが、図１においてはその図示を省略した。）ブラシ３４はスリップリング３０とＭＵＤＡＴリング３２に接触しながら動く導体であり、回転部と固定部３６とを電気的に接続している。この様な構成により、Ｘ線ＣＴスキャナ架台１は、ヘリカルスキャンの様に連続して回転するスキャン動作が可能である。
【００２１】
まず、Ｘ線ＣＴスキャナ架台１の回転基板１０の内側に設けられている各構成部について説明する。
【００２２】
Ｘ線電圧発生器１２は、インバータ方式によりＸ線管へ高電圧（一般に、１２０ｋＶ〜１４０ｋＶ）を供給する電源である。Ｘ線管は、この発生器１２からの高電圧を受けて、検体に向けてＸ線を曝射する。
【００２３】
検出器１４は、検体を透過したＸ線を受信し、電気信号として検出する検出器である。一般にはシンチレーション検出器と、Ｘｅガス検出器とがある。Ｘｅガス検出器を例にとれば、Ｘ線が入射したことによってＸｅをイオン化させ、このイオンを電圧が印加された電極によって電流として取り込む仕組みとなっている。従って、この検出器１４が取り扱う電力は、Ｘ線発生系と比較して微小なものとなっている。また、検出器１４は、検出器電源１６からの電圧供給によって駆動するが、この電圧もＸ線発生系に比べると非常に小さいものである。
【００２４】
データ収集部２０は、検出器１４からの電気信号を受け取り、所定の増幅処理の後Ａ−Ｄ変換を行う。そして、データ通信制御部２４は、データ収集部２０からデジタル信号（生データ）を受け取り、光通信によって固定部３６にデータ伝送を行う。
【００２５】
データ通信制御部２４は、データ収集部２０によって収集されたデータを後述するＭＵＤＡＴリング３２から固定部３６に転送する制御を行う。一般に、このデータ転送は、光通信によって実行される。
【００２６】
医療用画像機器の各構成装置は、その取り扱う電圧、電流（従って、電力も含む）を基準としてデジタル部とアナログ部とに区別される。一般に、高電圧、高電流を取り扱う部分をデジタル部、当該デジタル部に比して電圧、微小電流を取り扱う部分をアナログ部と呼ぶ。本実施形態では、上記回転基板１０の内側に設けられた各構成部のうち、検出器１４、検出器電源１６、データ収集部２０、データ収集部電源２２をアナログ部とし、Ｘ線電圧発生装置１２、図示していないＸ線管、データ通信制御部２４をデジタル部とする。
【００２７】
また、図１において、アナログ部に関する基準電位統一のためのケーブルの一例を、アナログＧＮＤケーブルＬ１として点線で示してある。同様に、デジタル部に関する基準電位統一のためのケーブルの一例を、デジタルＧＮＤケーブルＬ２として実線で示してある。
【００２８】
次に、Ｘ線ＣＴスキャナ架台１の回転基板１０の外側に設けられている各構成部について説明する。
【００２９】
スリップリング３０は、外周に沿って回転基板１０を回転駆動するための電圧等を伝達する導体レールである。
【００３０】
ＭＵＤＡＴリング３２は、データ通信制御部２４からのデータを伝送する導体レールであり、その円周にそってＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）基板が複数設けられている。収集データは、ＬＥＤによる光通信によって固定部３６内のデータ処理系に転送される。
【００３１】
ブラシ３４は、伝導体によって形成された摺動子であり、スリップリング３０とＭＵＤＡＴリング３２と接触して、ＣＴスキャナ架台１の回転部と固定部３６との電気的に接続する。
【００３２】
固定部３６は、回転基板１０を回転させる回転駆動系や、ＣＴスキャナ架台１への電圧供給源、検出したデータを処理するデータ処理系等を有している、Ｘ線ＣＴスキャン装置の回転しない本体部分である。
【００３３】
次に、上記構成を有するＸ線ＣＴスキャナ架台１のＧＮＤ接続について説明する。
【００３４】
Ｘ線ＣＴスキャナ架台１においては、各構成部間の電圧基準を統一しスキャン動作を安定なものとするために、ＧＮＤ接続が取られる。このＧＮＤ接続は、デジタル部とアナログ部との間で基準電位を統一するために、双方に共通なものとするのが一般的である。例えば、前述した図６のＸ線ＣＴスキャナ架台６においては、デジタル部とアナログ部の間でできるだけ多くＧＮＤ接続（５箇所）を持たせる構成であった。
【００３５】
しかし、実際の動作時においては、例えば高電圧であるＸ線発生系（デジタル部）のノイズが、この前記多くとったＧＮＤ接続からＸ線検出器１４（アナログ部）やデータ収集部２０（アナログ部）に回り込んでしまい、画像の質を低下させてしまう問題がある。このノイズの回り込みは、ＧＮＤ接続を含めた閉回路の数が多ければ多いほど増加すると考えられる。
【００３６】
この問題に対する解決策として、本発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、ＧＮＤ接続からのノイズの回り込みを低減させることができる。すなわち、図１において、基準電位統一のためのアナログ部とデジタル部との接続をデータ収集部２０（アナログ部）とデータ通信制御部２４（デジタル部）の間でとる。そして、当該接続箇所における点Ａのみ（ＤＡＳデジタルデータ出力部１点）でＧＮＤ接続をとる。このＧＮＤ接続は、回転基板１０を介した接地や、ケーブルにより直接接地する等種々の方法が考えられるが、Ｘ線ＣＴスキャン装置の場合、回転基板１０が何度も回転することより、回転基板１０を介した接地とすることが好ましい。
【００３７】
この様な構成によれば、アナログ部とデジタル部とのＧＮＤ接続を一箇所で取っているから、デジタル部とアナログ部との間の基準電位統一を可能としている。また、従来の場合と比較して、ＧＮＤ接続を含めた閉回路の数を少なくすることができる。従って、各構成部間の基準電位を統一しながら、デジタル部からアナログ部へのノイズ回り込みを少なくでき、ノイズのデータへの重畳を少なくすることができる。その結果、動作の安定化、画質の向上を実現することができる。
【００３８】
（他の実施形態）
第１の実施形態では、アナログ部とデジタル部との接続をデータ収集部２０（アナログ部）とデータ通信制御部２４（デジタル部）の間でとり、当該接続箇所における点ＡのみでＧＮＤ接続をとる構成であった。
【００３９】
これに対し、以下に述べる第２〜第５の実施形態では、同一の効果を得られる他の例として、他の１箇所においてＧＮＤ接続をとるＸ線ＣＴスキャナ架台２を説明する。
【００４０】
なお、以下の第２〜第５の実施形態において、図１と同一の構成要素には、同符号を付してその説明は省略する。
【００４１】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台２を有するＸ線ＣＴスキャン装置の概略構成である。同図において、Ｘ線ＣＴスキャナ架台２では、アナログＧＮＤとデジタルＧＮＤとを検出器電源１６一点で接続させる。すなわち、検出器電源１６における一点ＢのみのＧＮＤ接続をとっている。
【００４２】
このような構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台３を有するＸ線ＣＴスキャン装置の概略構成である。Ｘ線ＣＴスキャナ架台３では、アナログＧＮＤとデジタルＧＮＤとをデータ収集部電源２２一点で接続させる。すなわち、データ収集部電源２２における一点ＣのみのＧＮＤ接続をとっている。
【００４４】
このような構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台４を有するＸ線ＣＴスキャン装置の概略構成である。Ｘ線ＣＴスキャナ架台４では、アナログＧＮＤとデジタルＧＮＤとをデータ収集部２０一点で接続させる。すなわち、データ収集部２０における一点ＤのみのＧＮＤ接続をとっている。
【００４６】
このような構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台５を有するＸ線ＣＴスキャン装置の概略構成である。Ｘ線ＣＴスキャナ架台５では、アナログＧＮＤとデジタルＧＮＤとを検出器１４一点で接続させる。すなわち、検出器１４における一点ＥのみのＧＮＤ接続をとっている。
【００４８】
このような構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
以上、本発明を実施形態に基いて説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく。以下に示す（１）、（２）の様に、その要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。
【００５０】
（１）上記第１〜第５の実施形態では、Ｘ線ＣＴスキャナ架台を例に取り、基準電位を統一するためのＧＮＤ接続の取り方について説明を行った。しかし、本発明の本質は、ＧＮＤ接続の取り方を工夫することによって、データへのノイズの重畳を少なくすること、特に、デジタル部からアナログ部へのノイズ回り込みを少なくすることである。従って、Ｘ線ＣＴスキャナ架台に限定されず、ＧＮＤ接続を必要とする医療用画像機器の架台、例えば、ガンマカメラ架台、デジタルアンギオ装置架台、ＭＲＩ架台、及び各架台を有する医療用画像機器の全てにおいて適用可能である。
【００５１】
（２）上記第１〜第５の実施形態では、基準電位を統一するためのＧＮＤ接続は一箇所のみの例を示した。しかし、例えば、第１〜第５の実施形態に示したＧＮＤ接続の組み合わせ等によって、複数箇所のＧＮＤ接続を有するＸ線ＣＴスキャナ架台等も実現可能である。この場合、ノイズの回り込みを抑制するため、できる限りＧＮＤ接続箇所を少なくすることが好ましい。
【００５２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、ＧＮＤ接続を一点とすることで、デジタル部からアナログ部へのノイズの流入を抑制することができる。その結果、撮影動作の安定、画質の劣化の抑制を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台１の概略構成を示した図。
【図２】第２の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台２の概略構成を示した図。
【図３】第３の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台３の概略構成を示した図。
【図４】第４の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台４の概略構成を示した図。
【図５】第５の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナ架台５の概略構成を示した図。
【図６】従来のＸ線ＣＴスキャナ架台１の概略構成を示した図。
【符号の説明】
１、２、３、４、５…ＣＴスキャナ架台
１０…回転基板
１２…Ｘ線電圧発生器
１４…検出器
１６…検出器電源
２０…データ収集部
２２…データ収集部電源
２４…データ通信制御部
３０…スリップリング
３２…ＭＵＤＡＴリング
３４…ブラシ
３６…固定部
４０…ボルト
【図１】
0004521081.tif 000002
【図２】
0004521081.tif 000003
【図３】
0004521081.tif 000004
【図４】
0004521081.tif 000005
【図５】
0004521081.tif 000006
【図６】
0004521081.tif 000007