(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線の照射範囲を制限するための開口を有するアパーチャの位置を調整可能なＸ線ＣＴシステムにおけるアパーチャの位置調整機構であって、
前記アパーチャの調整方向に沿って配され、当該アパーチャをスライド自在に搭載する一対のレールと、
中心軸に対してオフセットした位置に当該中心軸と平行に貫通する軸孔が設けられた中空のシャフトであって、前記一対のレールに直交するように、前記アパーチャのベース部に回動自在に支持される第１のシャフトと、
前記第１のシャフトの前記軸孔に収容され、当該軸孔内で回動自在に支持される第２のシャフトと、
前記第２のシャフトを、その中心軸に対してオフセットした偏心軸を中心に正逆方向に回動させる駆動手段と、を備え、
前記駆動手段によって前記第２のシャフトが偏心回動すること、および、当該偏心回動に従動して、当該回動方向とは逆方向に、前記第１のシャフトが前記軸孔の中心軸を中心に偏心回動すること、に伴って前記アパーチャが前記レールに沿って移動することを特徴とするアパーチャの位置調整機構。
【請求項２】
請求項１に記載のアパーチャの位置調整機構を備えるＸ線ＣＴシステムにおけるガントリ装置。
【請求項３】
前記ガントリ装置は、被検体搬送用のテーブルの搬送方向に直交する方向に配される検出素子群を有する検出器が当該搬送方向に複数列配されているＸ線検出部を備えていることを特徴とする請求項２に記載のガントリ装置。
【請求項４】
前記アパーチャの調整方向は、前記搬送方向であることを特徴とする請求項３に記載のガントリ装置。
【請求項５】
Ｘ線発生源の焦点位置の変動に対して、前記各検出器における所定位置の検出素子の出力が等しくなるように前記駆動手段をフィードバック制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のガントリ装置。
【請求項６】
被検体搬送用のテーブルの搬送方向に直交する方向に配される検出素子群を有する検出器が当該搬送方向に複数列配されているＸ線検出部と、前記テーブルを挿入するための空洞部を挟んで当該Ｘ線検出部と対向する位置に設けられるＸ線発生源と、を一体的に回転させるガントリ回転部と、前記Ｘ線発生源からのＸ線の照射範囲を制限するための開口を有するアパーチャと、前記アパーチャの前記搬送方向における位置を調整する調整手段と、を備え、
前記調整手段は、
前記アパーチャの調整方向に沿って配され、当該アパーチャをスライド自在に搭載する一対のレールと、
中心軸に対してオフセットした位置に当該中心軸と平行に貫通する軸孔が設けられた中空のシャフトであって、前記一対のレールに直交するように、前記アパーチャのベース部に回動自在に支持される第１のシャフトと、
前記第１のシャフトの前記軸孔に収容され、当該軸孔内で回動自在に支持される第２のシャフトと、
前記第２のシャフトを、その中心軸に対してオフセットした偏心軸を中心に正逆方向に回動させる駆動手段と、を備えるＸ線ＣＴシステムにおけるガントリ装置の制御方法であって、
前記ガントリ回転部の回転中におけるＸ線発生源の焦点位置の変動に対して、前記各検出器における所定位置の検出素子の出力が等しくなるように前記駆動手段をフィードバック制御する制御工程を有することを特徴とするガントリ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線照射によって被検体のＸ線断層像を得るＸ線ＣＴ（Computerized Tomography）システムにおけるアパーチャの位置調整機構およびガントリ装置ならびにその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴシステムは、被検体を透過したＸ線より得られる投影データを収集して、その投影データからＸ線断層像を再構成することを主目的とする。具体的には、まず、被検体をテーブル装置上に横たえさせて、ガントリ装置が有する空洞部に向けて搬送する。そして、ガントリ装置の回転部（Ｘ線管とＸ線検出器が一体的に取り付けられている）を回転駆動して、異なる角度から被検体に向けてＸ線を照射し、各角度での被検体を透過したＸ線を検出する。そして、その検出されたデータ（投影データ）を操作コンソールが受信し、算術演算によってＸ線断層像を再構成する、という工程を踏むことになる。上記のＸ線を検出する一連の工程が、一般にスキャンとよばれるものである。
【０００３】
また、Ｘ線検出部を、テーブルの搬送方向に配される複数列の検出器アレイで構成することで、１スキャンで複数スライスのデータを収集することを可能とする、いわゆるマルチスライスＸ線ＣＴシステムが知られている。このマルチスライスＸ線ＣＴシステムは、一度のスキャンで複数のＸ線断層像を得ることができるという利点を有する。
【０００４】
ところで、上記したスキャン中において、Ｘ線管からのＸ線の発生に伴って次第に蓄熱し、Ｘ線管の焦点位置がテーブルの搬送方向（以下、ｚ軸ともいう。）にずれることが一般に知られている。以下、この点について説明する。
【０００５】
図７は、Ｘ線管の焦点、アパーチャ、および、Ｘ線検出器（２列の検出器Ａ、Ｂで構成されている）をｚ軸に直交する方向から見た模式図である。
【０００６】
図示において、初期状態では、焦点が実線で示す位置にある。このとき、検出器列Ａ，Ｂに等しくＸ線が照射されるように、アパーチャのｚ軸方向の位置が制御される。かかる状況において、実際にガントリ装置を駆動していくことにより、その焦点が破線で示すｚ軸方向にずれていく。このとき、アパーチャの位置が図示のままであるとすると、Ｘ線のｚ軸方向における照射範囲は破線で示される範囲へ変化する。図示からもわかるように、このような状況にある場合、検出器列Ａの全面にＸ線が照射されなくなり、結果的に、それぞれの検出器列より出力される信号ａ，ｂはａ＜ｂとなってしまい、各検出器で再構成されるＣＴ値（Ｘ線断層像における各画素の値）および撮像範囲（厚さ）は異なったものとなってしまう。
【０００７】
そこで、一般に、複数列の検出器を備えるＸ線ＣＴシステム（マルチスライスＸ線ＣＴシステム）では、検出器の検出素子（検出チャネルともいう）のうち一般には端部の検出素子をリファレンスチャネルとして用い、各列のリファレンスチャネルの出力が不均等になったときは焦点がずれていると判断し、その出力が均等になるようにアパーチャのｚ軸方向への位置を調整する機構を備える。これにより、常にすべての検出器列に等しくＸ線が照射されるようにしている。
【０００８】
このようなアパーチャの位置調整を行うための従来の機構を、図８に示す。なお、同図中の構成部分に施されているハッチングはガントリ装置の回転部内部の所定の基部に取り付けられていることを示している。
【０００９】
アパーチャ８０は図示の如く、Ｘ線の照射範囲を規定するスリット８０ａを形成しており、アパーチャベースプレート８１によって支持されている。また、平行な一対の直動レール８２ａおよび８２ｂがｚ軸方向に沿って設けられ、アパーチャベースプレートは、両端部に形成されたリニアガイド８３ａおよび８３ｂを介して、それぞれ直動レール８２ａおよび８２ｂに摺動自在に支持される。さらに、直動レール８２ａの側方にボールねじ８４が平行に設けられ、カップリング８５を介してモータ８６の出力軸に取り付けられている。そして、図示のようにボールねじ８４に対するナット８７がリニアガイド８３ａに固定される。
【００１０】
モータ８７の駆動によってなされるボールねじ８４の回転運動は、ナット８７の直線運動に変換される。ナット８７はリニアガイド８３ａに固定されているので、アパーチャベースプレート８１は直動レール８２ａ、８２ｂに沿って（すなわち、ｚ軸方向に沿って）、従動することになる。このようにして、アパーチャ８０の位置調整が行われる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アパーチャの位置調整には数μm単位の精度が求められるため、ボールねじとナットとの間のバックラッシの影響を極力なくすことが要請される。
【００１２】
しかしながら、上記した従来例では、ボールねじ８４がアパーチャベースプレート８１の端部側方に取り付けられているために、ボールねじ８４が有するバックラッシおよびボールねじ８４の弾性変形によってアパーチャ８０の傾きを生じてしまい、所望の精度を得られない場合があるという問題がある。
【００１３】
かといって、アパーチャ中央部はＸ線ビームが通過する所であるからボールねじを設置するわけにはいかない。
【００１４】
また、ボールねじをアパーチャベースプレートの両端に設置することでバックラッシの影響を抑えることも考えられるが、コストが増大し、かつ、２つのボールねじの組み付け時の調整がシビアになるという問題が生じることになる。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、低コストかつ高精度なＸ線ＣＴシステムにおけるアパーチャの位置調整機構を実現し、安定してＸ線断層像を再構成することを可能ならしめるガントリ装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
Ｘ線の照射範囲を制限するための開口を有するアパーチャ(6)の位置を調整可能なＸ線ＣＴシステムにおけるアパーチャの位置調整機構であって、
前記アパーチャ(6)の調整方向に沿って配され、当該アパーチャ(6)をスライド自在に搭載する一対のレール(21a,21b)と、
中心軸に対してオフセットした位置に当該中心軸と平行に貫通する軸孔(23a)が設けられた中空のシャフトであって、前記一対のレール(21a,21b)に直交するように、前記アパーチャ(6)のベース部(20)に回動自在に支持される第１のシャフト(23)と、
前記第１のシャフト(23)の前記軸孔(23a)に収容され、当該軸孔(23a)内で回動自在に支持される第２のシャフト(25)と、
前記第２のシャフト(25)を、その中心軸に対してオフセットした偏心軸を中心に正逆方向に回動させる駆動手段(7)と、
を備え、
前記駆動手段(7)によって前記第２のシャフト(25)が偏心回動すること、および、当該偏心回動に従動して、当該回動方向とは逆方向に、前記第１のシャフト(23)が前記軸孔(23a)の中心軸を中心に偏心回動すること、に伴って前記アパーチャ(6)が前記レール(21a,21b)に沿って移動することを特徴とするアパーチャの位置調整機構が提供される。
【００１７】
また、本発明によれば、請求項１に記載により特徴付けられるアパーチャの位置調整機構を備えるＸ線ＣＴシステムにおけるガントリ装置が提供される。
【００１８】
上記ガントリ装置は、被検体搬送用のテーブルの搬送方向に直交する方向に配される検出素子群を有する検出器が当該搬送方向に複数列配されているＸ線検出部を備えていることが好ましく、さらには、前記アパーチャの調整方向は、前記搬送方向であることが好ましい。
【００１９】
また、上記ガントリ装置は、Ｘ線発生源の焦点位置の変動に対して、前記各検出器における所定位置の検出素子の出力が等しくなるように前記駆動手段をフィードバック制御する制御手段を更に備えることが好ましい。
【００２０】
また、本発明によれば、
被検体搬送用のテーブルの搬送方向に直交する方向に配される検出素子群を有する検出器が当該搬送方向に複数列配されているＸ線検出部と、前記テーブルを挿入するための空洞部を挟んで当該Ｘ線検出部と対向する位置に設けられるＸ線発生源と、を一体的に回転させるガントリ回転部と、前記Ｘ線発生源からのＸ線の照射範囲を制限するための開口を有するアパーチャと、前記アパーチャの前記搬送方向における位置を調整する調整手段と、を備え、
前記調整手段は、
前記アパーチャの調整方向に沿って配され、当該アパーチャをスライド自在に搭載する一対のレールと、
中心軸に対してオフセットした位置に当該中心軸と平行に貫通する軸孔が設けられた中空のシャフトであって、前記一対のレールに直交するように、前記アパーチャのベース部に回動自在に支持される第１のシャフトと、
前記第１のシャフトの前記軸孔に収容され、当該軸孔内で回動自在に支持される第２のシャフトと、
前記第２のシャフトを、その中心軸に対してオフセットした偏心軸を中心に正逆方向に回動させる駆動手段と、
を備えるＸ線ＣＴシステムにおけるガントリ装置の制御方法であって、
前記ガントリ回転部の回転中に被検体のＸ線投影データを収集するスキャンを行うスキャン工程と、
前記ガントリ回転部の回転中におけるＸ線発生源の焦点位置の変動に対して、
前記各検出器における所定位置の検出素子の出力が等しくなるように前記駆動手段をフィードバック制御する制御工程と、
を有することを特徴とするガントリ装置の制御方法が提供される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴシステムのブロック構成図である。図示の如く、本システムは、被検体へのＸ線照射と被検体を透過したＸ線を検出するためのガントリ装置１００と、ガントリ装置１００に対して各種動作設定を行うとともに、ガントリ装置１００から出力されてきたデータに基づいてＸ線断層像を再構成し、表示する操作コンソール２００により構成されている。
【００２３】
ガントリ装置１００は、その全体の制御を司るメインコントローラ１を始め以下の構成を備える。
【００２４】
２は操作コンソール２００との通信を行うためのインタフェース、３はテーブル１１上に横たえた被検体（患者）を搬送（図面に垂直な方向で以下、ｚ軸といい、一般に患者の体軸と一致する）するための空洞部を有するガントリである。４はＸ線発生源であるＸ線管であり、Ｘ線管コントローラ５により駆動制御される。
【００２５】
６はＸ線の照射範囲を制限するための開口を有するアパーチャ、７はアパーチャ６のｚ軸方向の位置を調整するための位置制御モータ、８は位置制御モータ７の駆動制御を行う位置制御モータドライバである。
【００２６】
上記したアパーチャ６の位置制御機構については後ほど詳述する。
【００２７】
９はガントリ３の回転運動を行わせる回転モータであり、１０は回転モータ９の駆動を行う回転モータドライバである。１１は被検体を載置するためのテーブルであり、１２はそのテーブル１１をｚ軸方向に搬送させるためのテーブルモータ、１３はテーブルモータ１２の駆動制御を行うテーブルモータドライバである。
【００２８】
また、１４はアパーチャ６およびガントリ３の空洞部を経由してきたＸ線管４からのＸ線を検出するＸ線検出部であり、ｚ軸方向に配される２列の検出器を備えているものとする。もっとも、本発明はこの列数に依存するものではなく、例えば４列、８列であってもよい。各列の検出器は、アパーチャ６で規定されるＸ線の照射範囲に依存した長さにわたる複数（例えば、1,000個）の検出チャネルを有し、特に、その端部に位置する検出チャネルには通常、被検体を透過することなくＸ線ビームが直接入射するようになっており、リファレンスチャネルとして使用される。１５は、Ｘ線検出部１４より得られた投影データを収集し、ディジタルデータに変換するデータ収集部である。
【００２９】
一方、操作コンソール２００は、いわゆるワークステーションであり、図示するように、装置全体の制御を司るＣＰＵ５１、ブートプログラム等を記憶しているＲＯＭ５２、主記憶装置として機能するＲＡＭ５３を始め、以下の構成を備える。
【００３０】
ＨＤＤ５４は、ハードディスク装置であって、ここにＯＳのほか、ガントリ装置１００に各種指示を与えたり、ガントリ装置１００より受信したデータに基づいてＸ線断層像を再構成するための診断プログラムが格納されている。また、ＶＲＡＭ５５は表示しようとするイメージデータを展開するメモリであり、ここにイメージデータ等を展開することでＣＲＴ５６に表示させることができる。５７および５８は、各種設定を行うためのキーボードおよびマウスである。また、５９はガントリ装置１００と通信を行うためのインタフェースである。
【００３１】
本実施形態におけるＸ線ＣＴシステムの構成は概ね上記の通りである。かかる構成のＸ線ＣＴシステムにおいて、投影データの収集は次のように行われる。
【００３２】
まず、操作者（技師もしくは医師）は操作コンソールを操作して、各種スキャン条件を設定したうえで、スキャンの開始指示を与えることになる。操作コンソールで動作している診断プログラムは、設定されたスキャン条件にしたがって、ガントリ装置１００（メインコントローラ１）に対して各種制御コマンドを発行する。ガントリ装置１００のメインコントローラ１は、この制御指示コマンドにしたがって、Ｘ線管コントローラ５、位置制御モータドライバ８、回転モータドライバ１０、テーブルモータドライバ１３に対して制御信号を与えることになる。この結果、Ｘ線管４で発生し、被検体を透過してきたＸ線をＸ線検出部１４で検出し、その投影データをデータ収集部１５より得ることが可能になる。
【００３３】
具体的には、テーブル１１の搬送を停止した状態でガントリ３を１回転させ、その間、360度分の複数（例えば1,000）のビュー方向から、Ｘ線管４からのＸ線ビームを被検体に照射（Ｘ線を投影）してその透過Ｘ線をＸ線検出部１４で検出することを繰り返す。検出された各透過Ｘ線は、データ収集部１５でディジタル値に変換されて投影データとしてメインコントローラ１を介して操作コンソール２００に転送される。この一連の動作を１つの単位として１スキャンとよぶ。そして、順次ｚ軸方向にスキャン位置を所定量移動して、次のスキャンを行っていく。このようなスキャン方式はアキシャルスキャン方式とよばれるが、ガントリ３の回転に合わせてテーブル１１を連続的に移動させながら（Ｘ線管４とＸ線検出部１４とが被検体の周囲をらせん状に周回することになる）投影データを収集する、ヘリカルスキャン方式であってもよい。
【００３４】
操作コンソール２００側で動作している診断プログラムは、転送されてきた投影データに基づいて公知の処理によるＸ線断層像を再構成する処理を行い、その結果を順次ＣＲＴ５６に表示することになる。
【００３５】
また、先述したとおり、実施形態におけるＸ線検出部１４はｚ軸方向に配される２列の検出器列Ａ、Ｂを備え、マルチスライスＸ線ＣＴを実現する。すなわち、１スキャンで２スライス分の投影データを収集することができる。もちろん、その２スライス分の投影データを合成して２列の検出器幅に対応したスライス厚のＸ線断層像を提供することも可能である。
【００３６】
さらに、Ｘ線検出部１４が有する各列の検出器のリファレンスチャネルの出力が不均等になったときはＸ線管４の焦点がずれていると判断し、その出力が均等になるようにフィードバック制御によってアパーチャ６のｚ軸方向への位置を調整する機構を備えている。これにより、常に２列の検出器列に等しくＸ線が照射されるようにしている。
【００３７】
このようなアパーチャの位置調整を行う従来の機構は、先に説明したとおり、アパーチャベースプレートの一端部近傍に設けられたボールねじを駆動するものであったが、ボールねじが有するバックラッシおよびボールねじ８４の弾性変形に起因して、精度の点で問題があった。
【００３８】
そこで、本発明者は、ボールねじのかわりに偏心軸を組み合わせた構造体を用いることで、より高精度な位置調整機構を実現することに成功した。
【００３９】
本発明の実施形態におけるアパーチャの位置調整機構を、図２および図３に示す。図２はその外観斜視図、図３は正面図（一部断面図）である。なお、図中の構成部分に施されているハッチングはガントリ３内部の所定の基部に取り付けられていることを示している。
【００４０】
アパーチャ６は図示の如く、Ｘ線の照射範囲を規定するスリット６ａを形成しており、アパーチャベースプレート２０によって支持されている。また、平行な一対の直動レール２１ａおよび２１ｂがｚ軸方向に沿って設けられ、アパーチャベースプレート２０は、両端部に形成されたリニアガイド２２ａおよび２２ｂを介して、それぞれ直動レール２１ａおよび２１ｂに摺動自在に支持される。よって、このアパーチャベースプレート２０が直動レール２１ａ、２１ｂに沿って移動することでアパーチャ６の位置を調整することが可能である。
【００４１】
さて、実施形態におけるアパーチャベースプレート２０を移動させるための機構部は、従来の機構とは対照的に、ｚ軸方向の一端側（すなわち、アパーチャ６の後方）に位置している。
【００４２】
まず、大径シャフト２３が、その中心軸に対して所定量オフセットした位置（偏心した位置）にその中心軸と平行に貫通する軸孔２３ａが設けられた中空の第１の軸部材である。この大径シャフト２３の両端部における軸孔２３ａにはそれぞれ、第１の軸受２４ａ、２４ｂが内嵌される。また、小径シャフト２５が大径シャフト２３の軸孔２３ａに沿って挿入され、第１の軸受２４ａ、２４ｂによって回動自在に支持される。さらに、この小径シャフト２５の一端の端面において、この小径シャフト２５の中心軸に対して所定量オフセットした位置（偏心した位置）に設けられた軸孔に基準軸部材２６が係止することで、小径シャフト２５の中心軸と基準軸部材２６の中心軸とが平行の状態で固定される。基準軸部材２６の他端にはプーリ２７が取り付けられ、このプーリ２７および、正逆駆動する位置制御モータ７の出力軸に取り付けられたプーリ２８にはベルト２９が張設されている。これにより、位置制御モータ７を駆動すると、ベルト２９を介して基準軸部材２６がその基準軸心を中心に回動することになる。
【００４３】
また、上記の大径シャフト２３の両端部における外周には第２の軸受３０ａおよび３０ｂが外嵌され、軸受３０ａ、３０ｂはそれぞれ、ハウジング３１ａ、３１ｂによって拘束されている。そして、大径シャフト２３が直動レール２１ａ、２１ｂに直交するように、このハウジング３１ａ、３１ｂがアパーチャベースプレート２０のｚ軸方向の一端側に固定される。
【００４４】
なお、図示においては、２つの軸受３０ａおよび３０ｂ（およびハウジング３１ａおよび３１ｂ）によって大径シャフト２３の両端部を支持するようにしたが、これは一例であって、例えば、大径シャフト２３のほぼ全体を覆うような幅を有する１の軸受およびハウジングを構成して支持するようにしてもよい。
【００４５】
上記した構成において、アパーチャベースプレート２０がいかにしてｚ軸方向に移動するのかを、図４に示すハウジング３１ａに係る側面の模式図を用いて説明する。
【００４６】
図４（ａ）において、Ｏ１は基準軸心、すなわち、基準軸部材２６の回転中心である。また、Ｏ１は小径シャフト２５の回転中心でもある。つまり、小径シャフト２５はＯ１を回転中心とする偏心カムとして作用する。Ｏ２は第１の軸受２４ａの回転中心である。よって、小径シャフト２５の偏心カムとしてのオフセット量はＯ１Ｏ２の距離である。さらに、小径シャフト２５の外周のうち、Ｏ１までの距離が最大となる点をＰとすると、直線Ｏ１ＰはＯ２を通ることになる。
【００４７】
ここで、説明の便宜上、Ｏ１を原点とするｚ-ｙ座標を設定する。（ａ）の状態は、図示するとおり、Ｏ２はＯ１の真上（すなわち、ｙ軸上）に位置しており、したがって、ＰもＯ１の真上（すなわち、ｙ軸上）に位置している状態にある。このとき、第２の軸受３０ａの回転中心Ｏ３はＯ１と同じ位置にあるものとする。
【００４８】
また、Ｏ２は第１の軸受２４ａの回転中心であることは上記したとおりであるが、それと同時に、Ｏ２は大径シャフト２３の回転中心でもある。つまり大径シャフト２３はＯ２を回転中心とする偏心カムとして作用することになる。よって、大径シャフト２３の偏心カムとしてのオフセット量はＯ３Ｏ２の距離である。ここで、大径シャフト２３の外周のうち、Ｏ２までの距離が最大となる点をＱとすると、直線Ｏ２ＱはＯ３を通り、（ａ）の状態では、Ｑはｙ軸上に位置することになる。
【００４９】
そして、本実施形態では、位置制御モータ７の駆動により基準軸部材２６を紙面に対して反時計回りに回動させることで、点Ｐをｚ-ｙ座標における第２象限の範囲内で移動させることができるものとする。すなわち、図示のように直線Ｏ１Ｐとｙ軸とのなす角度をθとすると、Ｐは、０°＜θ＜90°の範囲内で移動が可能となっている。同図中、破線ｌがこの場合におけるＰの移動軌跡を示している。
【００５０】
Ｐがｙ軸付近にある状態から小径シャフト２５を回動させるということは、直線Ｏ１Ｐを傾斜させることになる。このとき、直線Ｏ１Ｐ上に位置する第１の軸受２４ａの回転中心Ｏ２は、この傾斜に伴って左側に移動しつつその高さ位置が徐々に低くなっていく。つまり、小径シャフト２５の偏心カムとしての作用により第１の軸受２４ａ自体の位置が左下方に移動することになる。
【００５１】
ところが、ハウジング３１ａ自体はアパーチャベースプレート２０に固定されているために高さ方向の移動は拘束されている。そのため、この第１の軸受２４ａが左下方に移動するのに伴い、第１の軸受２４ａの下方への移動量をキャンセルするように、大径シャフト２３がＯ２を中心として小径シャフト２５の回動方向とは逆方向に回動する。すなわち、小径シャフト２５の回動によって第１の軸受２４ａの回転中心Ｏ２が左下方に移動しつつ、この小径シャフト２５の回動に伴う大径シャフト２３の逆方向への回動によって、直線Ｏ２Ｑが水平に近づいていく。このとき、直線Ｏ２Ｑ上に位置する第２の軸受３０ａの回転中心直線Ｏ３はｚ軸上を左側に移動していく。つまり、大径シャフト２３の偏心カムとしての作用により第２の軸受３０ａ自体の位置が左側に移動することになる。よって、Ｏ３の移動に従って、ハウジング３１ａに固定されているアパーチャベースプレート２０がレール２１ａに沿って移動することになる。図４（ｂ）は、θを45°にしたときの状態、同図（ｃ）はθをほぼ90°としたときの状態を示している。
【００５２】
以上説明した機構によって、アパーチャ６のｚ軸方向の位置を調整することが可能である。なお、位置制御モータ７を逆方向に駆動して基準軸部材２６を紙面に対して時計回りに回動させれば、上述とまったく逆の動作によってアパーチャベースプレートが逆方向に移動することはいうまでもない。
【００５３】
ここで、Ｏ１に対するＯ２およびＯ３の動きに着目してみる。Ｏ２は、Ｏ１を中心とする円弧をその軌跡とする。一方、Ｏ３はＯ２の動きに従ってｚ軸上を移動する。この動作は、図５に示すリンク機構（スライダ・クランク機構）の動きに相当する。すなわち、直線Ｏ１Ｏ２がリンクＡに対応し、直線Ｏ２Ｏ３がリンクＢに対応し、そして、Ｏ３がｘ軸に沿う移動することが台車の移動に対応する。
【００５４】
ただし、本発明の実施形態によれば、上述のように、２つの偏心カムとしての小径シャフト２５および大径シャフト２３が、両端のハウジング３１ａ、３１ｂに同時に駆動力を伝達することができる長さを有する一体構造をなしているので、機構自体を小型化できるだけでなく、一般的なリンク機構に発生しがちなガタを小さくし、かつ、剛性を高めることができるという大きな利点を有する。
【００５５】
また、大径シャフト２３は、中心軸をオフセットさせた穴をあけるだけの加工で製作可能な中空軸であり、小径シャフト２５も、中心軸をオフセットした位置に基準軸部材２６を固定するに足る穴をあけるだけで済む。さらに、その他の構成部品としてはボールベアリング（軸受）で済むので、低コストで実現することが可能である。
【００５６】
なお、制御性を考慮すると、小径シャフト２５、大径シャフト２３それぞれの偏心オフセット量および両者の位置関係は、
Ｏ１Ｏ２＝Ｏ２Ｏ３、かつ、
∠Ｏ２Ｏ１Ｏ３＝∠Ｏ２Ｏ３Ｏ１
となるように構成することが好ましい。もちろん、この条件に限定されるものではない。
【００５７】
図６は、スキャンにおいて行われることになる、Ｘ線管４の焦点移動に伴うアパーチャ６の移動制御処理を示すフローチャートである。
【００５８】
本処理は、スキャン開始指示を示す操作コンソール２００のキーボード５７もしくはマウス５８の入力を受けて開始する（ステップＳ１）。スキャン開始指示コマンドは、操作コンソール２００においてあらかじめオペレータにより設定された諸種のスキャン条件をパラメータとして送られてくる。
【００５９】
まず、アパーチャ６をｚ軸方向における所定の初期位置に設定する（ステップＳ２）。その後、ガントリ３の回転運動を開始し、Ｘ線管４を駆動することでスキャンを開始する（ステップＳ３）。
【００６０】
次のステップＳ４では、スキャン実行中に、アパーチャ６の位置をフィードバック制御する。ここで、検出器列Ａのリファレンスチャネルの出力をXA、検出器列Ｂのリファレンスチャネルの出力をXBとするとき、
XA/(XA+XB)＝XB/(XA+XB)
となることを目標としてフィードバック制御を行う。要は、XAとXBとが等しくなるように制御されればよいのであるが、Ｘ線の線量に対応するXAおよびXBの値は診断部位等によって異なるので、ここでは、フィードバック制御の目標値が一定になるようにリファレンスチャネルの総合出力（XA+XB）に対する各検出器列のリファレンスチャネルの出力の比率を用いることとした。
【００６１】
ステップＳ５では、スキャンが終了したかどうかを判断し、スキャンを継続する場合にはステップＳ４に戻って処理を継続する。そして、ステップＳ５においてスキャンが終了したと判断されしだい、本処理を終了する。
【００６２】
以上説明したように、本発明の実施形態における、アパーチャ６のｚ軸方向の位置制御を行うための機構は、
ｚ軸方向に沿って配され、アパーチャ６をスライド自在に搭載する一対のレール２１ａ、２１ｂと、
中心軸に対してオフセットした位置に当該中心軸と平行に貫通する軸孔２３ａが設けられた中空の第１のシャフトとしての大径シャフト２３と、
大径シャフト２３の軸孔２３ａに収容され、その軸孔２３ａ内で回動自在に支持される第２のシャフトとしての小径シャフト２５と、
小径シャフト２５を、その中心軸に対してオフセットした偏心軸を中心に正逆方向に回動させる駆動手段としての位置制御モータ７と、
を備える構造とした。
【００６３】
この構造により、位置制御モータ７によって小径シャフト２５が偏心回動すること、および、その偏心回動に従動して、その回動方向とは逆方向に、大径シャフト２３が軸孔２３ａの中心軸を中心に偏心回動すること、に伴ってアパーチャ６がレール２１ａ、２１ｂに沿って移動する。
【００６４】
このような構成によれば、機構自体を小型化できるほか、ガタを小さくし、かつ、剛性を高くすることができる。さらに、上記構造は比較的少ない部品点数で比較的簡単な加工で製作可能であり、低コストで実現することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低コストかつ高精度なＸ線ＣＴシステムにおけるアパーチャの位置調整機構を実現し、安定してＸ線断層像を再構成することを可能ならしめるガントリ装置およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるＸ線ＣＴシステムのブロック構成図である。
【図２】実施形態におけるアパーチャの位置調整機構を説明するための図である。
【図３】実施形態におけるアパーチャの位置調整機構を説明するための図である。
【図４】実施形態におけるアパーチャの位置調整機構の動作を説明するための模式図である。
【図５】実施形態におけるアパーチャの位置調整機構に相当するリンク機構を示す図である。
【図６】実施形態におけるＸ線管の焦点移動に伴うアパーチャの移動制御処理を示すフローチャートである。
【図７】Ｘ線管の焦点移動に伴う現象について説明するための図である。
【図８】従来のアパーチャの位置調整機構を説明するための図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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