(57)【要約】【課題】品質かつスピーディな断層像生成を実現するために回転体側から架台側への高速データ伝送を容易かつ確実に行えるＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】第１の方向が開口し、前記第１の方向と反対の第２の方向に底部１１１が形成された筒形状をなす回転体１１と、前記筒形状の軸中心を回転中心として回転体１１を回転可能に収容した架台１２とを有し、回転体１１側と架台１２側との間でなされる通信を行う通信手段２４が、回転体１１の底部１１１及び回転体１１に対向する架台１２の側壁部１２１のそれぞれにおける回転体１１の回転中心近傍に設けられた。【選択図】図１
2007125231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向が開口し、前記第１の方向と反対の第２の方向に底部が形成された筒形状をなす回転体と、
前記筒形状の軸中心を回転中心として前記回転体を回転可能に収容した架台とを有し、
前記回転体側と前記架台側との間でなされる通信を行う通信手段が、前記回転体の底部及び前記回転体に対向する前記架台の側壁部のそれぞれにおける前記回転体の回転中心近傍に設けられたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
円筒形状の外形を有し、内部にＸ線照射部及びＸ線検出部を有する回転体と、
第１の方向に前記回転体を収容するための開口部を有し、前記回転体を前記第１の方向を軸として回転可能に支持する架台とを備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記回転体において前記架台に対向する底部前記第１の方向の面のほぼ回転中心位置と、
前記架台において前記回転体に対向する側壁部の前記第１の方向と反対の第２の方向の面の前記回転中心部に対応する位置とに、前記Ｘ線検出部から出力された電気信号を前記架台側へ送るための通信手段を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記通信手段は、前記回転中心位置に配設された前記Ｘ線検出部から出力された電気信号を光に変換して出力する光源と、
前記側壁部の前記回転中心位置に配設され、前記光源からの光を受けて電気信号を出力する受光器とを備えたことを特徴とする請求項１又は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装置に関するもので、特に、回転体側と固定体（架台）側との間で高速なデータ通信を行うＸ線ＣＴ診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転体と固定体との間で空間を伝搬する光ビームとしてデータを伝送する光伝送装置は、ケーブルを使用しないために回転体が制約を受けることなく１８０°回転をすることができ、またスリップリングを用いた伝送装置のように機械的接触部分を必要としないことから、信頼性が高いという利点を有する。
【０００３】
このような回転体・固定体間の光伝送装置は、例えば医療画像診断機器の一つであるＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置などに利用されている。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置は回転体と固定体を有し、両者は共に空洞を有し、この空洞内に被検体（人体）が入れるようになっている。回転体にはＸ線管及びＸ線検出器が設けられており、回転体が回転しながらＸ線管から被検体に向けてＸ線が照射されることにより、例えば螺旋状に走査が行われる。被検体を透過したＸ線がＸ線検出器で検出されて電気信号として取り出され、この信号がディジタル化された後、発光素子で光ビームに変換されて固定体側に伝送される。固定体側に伝送された光ビームは受光素子で受光され、電気信号として得られたディジタルデータに画像処理が施されることによって、被検体の断層画像情報が取得される。
【０００４】
回転体・固定体間光伝送装置に使われる各部品について具体的に説明すると、発光素子としては発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード(ＬＤ)が使用可能され、例えば、百Ｍｂｐｓを越すような大容量・高速伝送を行う場合は、通常ＬＤを使うことが多い。受光素子には、一般にフォトダイオード（ＰＤ）が使われる。
【０００５】
図３〜図５は、Ｘ線ＣＴ装置の従来の構成を示す図である。図３に示すように、従来のＸ線ＣＴ装置１の架台内部は、Ｘ線照射部２１とＸ線検出器２２が同一の回転体１１に実装されている。
【０００６】
そして、寝台１４に載置された被検体Ｐの周囲を、その体軸方向を中心にして回転体１１が回り、各々の角度での投影データをＸ線検出器２２が収集し、それをコンピュータで再構成することで断層像が得られる。Ｘ線検出器２２は回転体１１内にあるので、図４に示すように、回転体１１に設けられた通信手段２４ａから回転していない部分（以下、固定体１３とする。）に設けられた通信手段２４ｂへ収集した投影データを送る必要がある。
【０００７】
図４は、Ｘ線ＣＴ装置の従来の具体的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、従来のＸ線ＣＴ装置１は、寝台１４上に載置された被検体Ｐに対してＸ線を照射するＸ線管などのＸ線照射部２１と、Ｘ線照射部２１に対して対向配置され、被検体Ｐを通してＸ線照射部２１からのＸ線を検出するＸ線検出部２２とを内蔵し、寝台１４上に載置された被検体Ｐの体軸方向を中心として回転可能にＸ線照射部２１とＸ線検出部２２とを円環状に構成した回転体１１と、その回転体１１を収容し、回転可能に支持する架台１２とを有している。
【０００８】
（情報通信系）
また、「情報通信系」として、回転体１１には、Ｘ線検出部２２で得られた投影データを収集するデータ収集部２３と、データ収集部２３によって収集された投影データを送信する通信手段２４ａが設けられ、一方、架台１２（固定体１３）には、通信手段２４ａから送信された投影データを受信する通信手段２４ｂが設けられている。
【０００９】
ここで、回転体１１及び固定体１３の構成について図面を参照して説明する。図５は、Ｘ線ＣＴ装置に設置される回転体１１及び固定体１３の従来の構成を示す正面図及び側面図である。図５に示すように、本実施形態の回転体１１は、架台（架台）１２に固定され、円環状をなす固定体１３よりもやや小さな円環状をなし、固定体１３と回転体１１とは所定の間隙をもって対向配置される。
【００１０】
回転体１１における固定体１３対向面には、内蔵されるデータ収集部２３（図示せず）から受信した投影データを送信するための通信手段（発光素子）２４ａとして、レーザダイオード(ＬＤ)が当該面外縁側に円環状に複数配設され、固定体１３における回転体１１対向面には、通信手段２４ａから受信した投影データを受信するための通信手段（受光素子）２４ｂとして、フォトダイオード（ＰＤ）が当該面内縁側に１つ設置されている。
【００１１】
（画像処理系）
また、架台１２には「画像処理系」として、通信手段２４ｂを経て受信した投影データの画像処理を行う画像処理部３１と、回転体１１の回転駆動を行う回転駆動部３２と、Ｘ線照射部２１に対してスキャン制御を行うと共に、回転駆動部３２の制御を行うスキャン制御部３３と、画像処理部３１及びスキャン制御部３３を制御する統括制御部３４と、その統括制御部３４によって画像処理部３１で処理された医用画像を表示するための表示部３５と、統括制御部３４に電力を供給する電源部３６とが設けられている。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−２８３７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年では、Ｘ線ＣＴ装置は、新たな撮影部位として心臓撮影をターゲットにできるまでに進化した。しかしながら、上記の形態では、心臓のような動く部分を撮影し、今まで以上の高品質かつスピーディな断層像生成を実現しようとした場合、以下の理由により、いずれ限界が生じることは明らかであった。
【００１４】
心臓のように動く部分を高品質な断層像として得るためには、以下のポイントがある。
(1)多列化：心臓全体の投影データを一度に収集するために、Ｘ線検出器は多列化が望ましい。
(2)高分解能：細かいピッチ（Ｘ線検出器幅や回転角度刻み）で投影データを収集するほど、詳細な投影情報が得られる。
(3)高速回転：心臓が動いていない瞬間に投影データを収集したいため、回転体は心臓が動いていない瞬間に１回転できるスピードで回転するのが望ましく、高速回転が必要となる。
【００１５】
従って、心臓のように動く部分を高品質な断層像として得るために、上記(1)や(2)を実現した場合に収集された投影データは、今まで以上の大容量のデータとなる。一方、検査時間短縮のために、この大量の投影データを回転体１１内部にメモリせず、固定体１３へ速やかに転送しようとすると、単一時間あたりに必要なデータ転送量（＝伝送スピード）は大きくなる（高速になる）。
【００１６】
そして、心臓撮影で高品質かつスピーディな断層像生成を実現するには、回転体１１から固定体１３への高速データ伝送の実現が必要不可欠であり、上記従来の回転体１１の周縁部及び架台１２（固定体１３）の周縁部に通信手段２４を備えていた従来のＸ線ＣＴ装置の構造では、架台１２の中央に穴が開いているため、必然的に、回転体１１と固定体１３との間で行われる通信領域が、円環状をなす回転体１１及び固定体１３の対向面同士に限定されることになる。
【００１７】
すなわち、従来の通信構造では、どの回転位置でも安定した信号を受信させるという課題があり、各角度でのばらつきを抑えるのが困難で、通信されるデータ量が大きくなったり、回転体１１の回転速度が高速化すればするほど、さらなる高速通信を実現しなければならず、また、その画像品質を確保するための技術が必要となる。
【００１８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、高品質かつスピーディな画像生成を実現するために、回転体側から固定体（架台）側への高速データ伝送を容易に、かつ確実に行えるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明に係るＸ線ＣＴ装置は、第１の方向が開口し、前記第１の方向と反対の第２の方向に底部が形成された筒形状をなす回転体と、前記筒形状の軸中心を回転中心として前記回転体を回転可能に収容した架台とを有し、前記回転体側と前記架台側との間でなされる通信を行う通信手段が、前記回転体の底部及び前記回転体に対向する前記架台の側壁部のそれぞれにおける前記回転体の回転中心近傍に設けられたことを特徴とする。
【００２０】
このように、回転体と架台との間で行われる通信を前記回転中心近傍で行う構造を採用することによって、通信同期に関する技術が回転速度などに依存することのない回転体側と固定体側との間で行われていた通信が実現でき、高品質かつスピーディな断層像生成を実現するための回転体から固定体へ高速でデータ伝送できる技術が将来的に開発されても、それに応え得る構造を備えたＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【００２１】
上記課題を解決するための、請求項２記載の発明に係るＸ線ＣＴ装置は、円筒形状の外形を有し、内部にＸ線照射部及びＸ線検出部を有する回転体と、第１の方向に前記回転体を収容するための開口部を有し、前記回転体を前記第１の方向を軸として回転可能に支持する架台とを備えたＸ線ＣＴ装置において、前記回転体において前記架台に対向する底部前記第１の方向の面のほぼ回転中心位置と、前記架台において前記回転体に対向する側壁部の前記第１の方向と反対の第２の方向の面の前記回転中心位置に対応する位置とに、前記Ｘ線検出部から出力された電気信号を前記架台側へ送るための通信手段を設けたことを特徴とする。
【００２２】
上記課題を解決するための、請求項３記載の発明に係るＸ線ＣＴ装置は、請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記通信手段は、前記回転中心位置に配設された前記Ｘ線検出部から出力された電気信号を光に変換して出力する光源と、前記側壁部の前記回転中心位置に配設され、前記光源からの光を受けて電気信号を出力する受光器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、回転体と固定体（架台）との間で行われるデータの送受信を回転体の回転中心近傍で行う構成としたので、回転体の回転速度やデータの転送速度に依存することなく、正確にデータ伝送を行うことができ、高品質かつスピーディな断層像生成を実現するための回転体から固定体へ高速でデータ伝送できる技術が将来的に開発されても、それに応え得る構造を備えた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】
【００２４】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の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。
【００２５】
図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施形態における構成を示す分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の架台内部は、Ｘ線照射部２１とＸ線検出部２２が同一の回転体１１に実装されている。
【００２６】
そして、寝台１４に載置された被検体Ｐの周囲を、その体軸方向を中心にして回転体１１が回り、各々の角度での投影データをＸ線検出部２２が収集し、それをコンピュータで再構成することで断層像が得られる。
【００２７】
なお、回転体１１は、第１の方向が開口し、その第１の方向と反対方向の第２の方向に底部１１１が形成された筒形状をなしており、架台１２は回転体１１を前記第２の方向で収容する形状をなしている。つまり、架台１２もまた、第１の方向に開口していることとなる。そして、架台１２の側壁部１２１には、回転体１１の底部１１１に対向し、回転体１１に対して所定の間隙をもって円盤形状の固定体１３が設置されている。そして、回転体１１は、固定体１３に対してベアリングで回転可能に支持されている。
【００２８】
従って、Ｘ線検出器２２は回転体１１内にあるので、回転体１１の底部１１１に設けられた通信手段２４ａから架台１２の側壁部１２１（回転体１１に対する固定体１３の対向面）に設けられた通信手段２４ｂへ収集した投影データが送られる。
【００２９】
図２は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施形態における構成を示す断面図である。図２に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、寝台１４上に載置された被検体Ｐに対してＸ線を照射するＸ線管などのＸ線照射部２１と、Ｘ線照射部２１に対して対向配置され、被検体Ｐを通してＸ線照射部２１からのＸ線を検出するＸ線検出部２２とを内蔵し、寝台１４上に載置された被検体Ｐの体軸方向を中心として回転可能にＸ線照射部２１とＸ線検出部２２とを円環状に構成した回転体１１と、その回転体１１と、回転体１１を回転可能に支持する固定体１３とを収納した架台１２とを有している。なお、本請求項にいう側壁部は、架台１２において回転体１１に対向する第２の方向側の面を指し、本実施形態では、この固定体１３が架台１２と回転体１１との間に介在しているので、この固定部１３において回転体１１に対向する第２の方向側の面が側壁部１２１を構成することとなる。
【００３０】
（情報通信系）
また、「情報通信系」として、回転体１１には、Ｘ線検出部２２で得られた投影データを収集するデータ収集部２３と、データ収集部２３によって収集された投影データを送信する通信手段２４ａが設けられ、特に、通信手段２４ａは、回転体１１の底部１１１（架台１２及び固定体１３に対向する面側）に支持部材１１１ａで回転中心位置近傍に配設されている。本実施形態では、この支持部材１１１ａが底部１１１を構成している。
【００３１】
一方、架台１２に収納設置された固定体１３の、回転体１１に対向する固定体１３（側壁部１２１）の面における回転体１１の回転中心位置には、通信手段２４ａから送信された投影データを受信する通信手段２４ｂが設けられている。
【００３２】
具体的には、回転体１１における固定体１３対向面には、内蔵されるデータ収集部２３（図示せず）から受信した投影データ（電気信号）を光ビームに変換して送信するための通信手段２４ａとして、発光素子であるレーザダイオード(ＬＤ)が回転体１１の回転軸近傍に１つ（又は１群）配設され、固定体１３における回転体１１の対向面１３１には、通信手段２４ａから受信した光ビームを電気信号の投影データに変換するための通信手段２４ｂとして、受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ）が当該面における回転体１１の回転軸近傍に１つ（又は１群）設置されている。
【００３３】
このように、回転体１１及び固定体１３において、回転体１１の回転軸近傍に通信手段２４ａ，２４ｂを配設することで、回転体１１から固定体１３への投影データの転送を１点で行うことができる。回転体１１の回転中心近傍の１点で送信し、固定体１３における前記回転中心に対向する位置近傍の１点で受信できるため、従来のようにリング状で通信するために特別な技術を要することなく、容易に高速通信技術を採用し、実現することができる。
【００３４】
現在、実用可能な通信技術として、上記レーザー通信の他に、電荷結合通信、電波通信などがある。そして、将来、実現されるであろうフェムト秒領域の通信が実用化されれば、テラビット速度（Ｔｂｐｓ）の通信技術をＸ線ＣＴ診断装置にスムーズに適用することができる。
【００３５】
なお、通信手段２４ａ及び２４ｂとしては、それぞれがレーザダイオードとフォトダイオードとを有し、通信手段２４ａのレーザダイオードとフォトダイオードとを通信手段２４ｂのフォトダイオードとレーザダイオードとに対応する位置に配置する構成としてよい。この場合は、回転体１１側と固定体１３（架台１２）側との相互通信が可能となり、固定体１３（架台１２）側からＸ線照射部２１及びＸ線検出部２２の制御も容易になる。
【００３６】
（画像処理系）
また、架台１２には「画像処理系」として、通信手段２４ｂを経て受信した投影データの画像処理を行う画像処理部３１と、回転体１１の回転駆動を行う回転駆動部３２と、Ｘ線照射部２１に対してスキャン制御を行うと共に、回転駆動部３２の制御を行うスキャン制御部３３と、画像処理部３１及びスキャン制御部３３を制御する統括制御部３４と、その統括制御部３４によって画像処理部３１で処理された医用画像を表示するための表示部３５と、統括制御部３４に電力を供給する電源部３６とが設けられている。
【００３７】
以上のような構成とすることにより、回転体と固定体（架台）との間で行われるデータの送受信を回転体の回転中心近傍で行う構成としたので、回転体の回転速度やデータの転送速度に依存することなく、正確にデータ伝送を行うことができ、高品質かつスピーディな断層像生成を実現するための回転体から固定体へ高速でデータ伝送出来る技術が将来的に開発されても、それに応え得る構造を備えたＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【００３８】
本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の全身をターゲットとするのではなく、心臓など、被検体の一部分にターゲットを絞って使用することにより、さらなる効果を発揮するものである。回転体と固定体との間において大容量通信及び高速通信が求められるのは、心臓撮影に対応した背景があるからである。
【００３９】
上述の各実施形態は、本発明の一例であり、本発明は上記実施形態に限定されることはない。また、この他であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施形態における構成を示す分解斜視図。
【図２】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施形態における構成を示すブロック図。
【図３】Ｘ線ＣＴ装置の従来の構成を示す分解斜視図。
【図４】Ｘ線ＣＴ装置の従来の構成を示すブロック図。
【図５】従来のＸ線ＣＴ装置の回転体及び固定体の構造を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１  Ｘ線ＣＴ装置
１１  回転体
１１１  底部
１２  架台
１２１  側壁部
１３  固定体
１４  寝台
２１  Ｘ線照射部
２２  Ｘ線検出部
２３  データ収集部
２４  通信手段
３１  画像処理部
３２  回転駆動部
３３  スキャン制御部
３４  統括制御部
３５  表示部
３６  電源部
Ｐ  被検体
【図１】
2007125231.tif 000003
【図２】
2007125231.tif 000004
【図３】
2007125231.tif 000005
【図４】
2007125231.tif 000006
【図５】
2007125231.tif 000007