(57)【要約】【課題】天板の移動により生じる被検体の残留振動を抑えることができるＸ線ＣＴ装置及び寝台装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台と、天板と、移動機構とを備える。架台は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線を検出する検出器とを有する。天板は、被検体を前記架台の開口部に挿入する。移動機構は、前記天板を長手方向に移動する。そして、天板は、前記Ｘ線の経路と交差する位置での当該天板の上下方向の位置が、前記長手方向への移動に際し前記天板の移動量に対して略一定の傾きで変化する。【選択図】図６
2017196409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線を検出する検出器とを有する架台と、
被検体を前記架台の開口部に挿入するための天板と、
前記天板を長手方向に移動する移動機構と
を備え、
前記天板は、前記Ｘ線の経路と交差する位置での当該天板の上下方向の位置が、前記長手方向への移動に際し前記天板の移動量に対して略一定の傾きで変化する、
Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記天板の下面に接触して当該天板を支持する支持部を有し、
前記天板は、前記支持部との接触面が前記長手方向において湾曲する、
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線を検出する検出器とを有する架台と、
被検体を前記架台の開口部に挿入するための天板と、
前記天板の下面に接触して当該天板を支持する支持部を有し、前記天板を長手方向に移動する移動機構と
を備え、
前記天板は、前記支持部との接触面が前記長手方向において湾曲する、
Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記移動機構は、
前記天板の下面に接触して前記天板を支持する支持部と、
前記天板の移動方向における一端に固定された固定部と、
前記固定部を前記天板の移動方向に沿って移動可能に支持するスライダと
を有し、
前記天板は、前記天板の移動方向における両端を結ぶ平面より前記支持部側へ突出した突出部を前記下面に有する、
請求項１、２又は３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記突出部は、前記天板の下面の少なくとも一部に局所的に設けられる、
請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記突出部は、前記天板の移動方向における両端より前記天板の中央に近い位置に設けられる、
請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記突出部は、前記Ｘ線の経路と交差する位置における前記天板の上下方向の変位量が前記天板の移動経路に沿った移動量に対して略一定の傾きで変化するように、前記移動方向に沿って上下方向の厚みが変化した形状に形成される、
請求項４、５又は６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記天板の上下方向の変位量は、実測によって得られた値である、
請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記天板の上下方向の変位量は、シミュレーションによって得られた値である、
請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記突出部は、前記天板と一体に形成される、
請求項４〜９のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記移動機構は、前記天板の長手方向への移動に応じて、前記Ｘ線の経路と交差する位置での前記天板の上下方向の位置が、当該天板の移動量に対して略一定の傾きで変化するように、前記天板を上下方向へ移動させる、
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
被検体が載置される天板と、
前記天板の下面に接触して当該天板を支持する支持部を有し、前記天板を長手方向に移動する移動機構と
を備え、
前記天板は、前記支持部との接触面が前記長手方向において湾曲する、
寝台装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置及び寝台装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体が載置される天板を備え、Ｘ線管から検出器へのＸ線の経路と交差する移動経路上で天板を移動する。そして、被検体の撮影が行われる際には、Ｘ線ＣＴ装置は、撮影対象の部位がＸ線の経路と交差する位置に配置されるように、被検体が載置された天板を移動する。
【０００３】
ここで、一般的に、Ｘ線ＣＴ装置に備えられる天板は、片持ち梁状に構成される。そのため、天板を移動した際に、天板を停止した直後に、被検体が上下に振動する残留振動が生じることがあり得る。撮影される画像の画質を向上させるためには、被検体のぶれが少ないデータを得ることが好ましく、残留振動を最小化することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０８７９８８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６７１８９号公報
【特許文献３】特開２００７−１５９７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、天板の移動により生じる被検体の残留振動を抑えることができるＸ線ＣＴ装置及び寝台装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台と、天板と、移動機構とを備える。架台は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線を検出する検出器とを有する。天板は、被検体を前記架台の開口部に挿入する。移動機構は、前記天板を長手方向に移動する。そして、天板は、前記Ｘ線の経路と交差する位置での当該天板の上下方向の位置が、前記長手方向への移動に際し前記天板の移動量に対して略一定の傾きで変化する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る寝台装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る寝台装置における各部の動作を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る寝台装置における各部の動作を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る天板を被検体が載置されていない状態で移動した場合の天板突出位置と天板上下位置との関係の一例を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る天板が有する突出部の一例を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る突出部が設けられていない天板を被検体が載置された状態で移動した場合の天板突出位置と天板上下位置との関係の一例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る突出部が設けられていない天板を被検体が載置された状態で移動した場合に生じる残留振動の一例を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る突出部が設けられた天板を被検体が載置された状態で移動した場合の天板突出位置と天板上下位置との関係の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る突出部が天板と一体に形成される場合の例を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態の変形例に係る移動機構の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本願に係るＸ線ＣＴ装置及び寝台装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は一例であり、本願に係るＸ線ＣＴ装置及び寝台装置は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。例えば、図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、架台１０と、寝台装置２０と、コンソール３０とを有する。
【００１０】
なお、本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１００において、架台１０と寝台装置２０とが並置される方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する水平方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する鉛直方向をＹ方向とする。さらに、Ｚ軸方向に沿って、寝台装置２０から架台１０へ向かう方向を前方向とし、架台１０から寝台装置２０へ向かう方向を後方向とする。また、Ｘ軸方向に沿って、左から右へ向かう方向を右方向とし、右から左へ向かう方向を左方向とする。また、Ｙ軸方向に沿って、下から上へ向かう方向を上方向とし、上から下へ向かう方向を下方向とする。
【００１１】
架台１０は、被検体Ｓ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｓを透過したＸ線を検出して、コンソール３０に出力する装置である。具体的には、架台１０は、略中央部分に形成された開口部を有し、開口部の内側に配置された被検体ＳにＸ線を照射する。例えば、架台１０は、Ｘ線照射制御回路１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、データ収集回路（ＤＡＳ：Data  Acquisition  System）１４と、回転フレーム１５と、架台駆動回路１６とを有する。
【００１２】
Ｘ線発生装置１２は、後述するＸ線照射制御回路１１による制御のもと、被検体ＳにＸ線を照射する。例えば、Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線管１２ａと、コリメータ１２ｂとを有する。Ｘ線管１２ａは、Ｘ線を発生する。具体的には、Ｘ線管１２ａは、図示しない高電圧発生装置から供給される高電圧によって、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線を発生する。コリメータ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから発生したＸ線の照射範囲（ファン角及びコーン角）を絞り込む。
【００１３】
Ｘ線照射制御回路１１は、後述するスキャン制御回路３３による制御のもと、Ｘ線発生装置１２を制御する。例えば、Ｘ線照射制御回路１１は、図示しない高電圧発生装置を制御して、Ｘ線発生装置１２が有するＸ線管１２ａに高電圧を供給する。また、Ｘ線照射制御回路１１は、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｓに対して照射されるＸ線量を調整する。また、Ｘ線照射制御回路１１は、Ｘ線発生装置１２が有するコリメータ１２ｂの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲を調整する。
【００１４】
検出器１３は、Ｘ線管１２ａから発生したＸ線を検出する。例えば、検出器１３は、複数チャンネル分のＸ線検出素子をＸ軸方向に並べた検出素子列をＺ軸方向に沿って複数列配置して構成された２次元アレイ型の検出器（面検出器）である。そして、被検体Ｓの撮影が行われる際には、検出器１３は、被検体Ｓを透過したＸ線を検出する。
【００１５】
回転フレーム１５は、円環状に形成されたフレームであり、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを、架台１０に形成された開口部を挟んで対向するように支持する。ここで、回転フレーム１５は、架台１０に形成された開口部の周囲に沿って回転可能に設けられる。
【００１６】
架台駆動回路１６は、後述するスキャン制御回路３３による制御のもと、回転フレーム１５を回転駆動させる。これにより、架台駆動回路１６は、架台１０に形成された開口部の内側に配置された被検体Ｓを中心とした円軌道上で、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。
【００１７】
データ収集回路１４は、後述するスキャン制御回路３３による制御のもと、検出器１３が検出したＸ線の検出データから投影データを収集する。データ収集回路１４は、ＤＡＳ（Data  Acquisition  System）とも呼ばれる。例えば、データ収集回路１４は、検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール３０に送信する。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理回路３４が行なっても良い。
【００１８】
寝台装置２０は、被検体Ｓを載せる装置であり、被検体Ｓが載置される天板２１と、寝台駆動機構２２とを有する。天板２１は、被検体Ｓを架台１０の開口部に挿入するための板状の部材である。寝台駆動機構２２は、被検体Ｓを上下及び前後方向へ移動することで、回転フレーム１５によって支持されたＸ線発生装置１２と検出器１３との間に天板２１を移動する。
【００１９】
コンソール３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１００の操作を受け付けるとともに、架台１０によって収集された投影データを用いてＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール３０は、図１に示すように、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、スキャン制御回路３３と、前処理回路３４と、記憶回路３５と、画像再構成回路３６と、処理回路３７とを有する。
【００２０】
入力回路３１は、Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路３７に転送する。例えば、入力回路３１は、操作者から、ＣＴ画像データの撮影条件や、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。
【００２１】
ディスプレイ３２は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路３７による制御のもと、ＣＴ画像データから生成されたＣＴ画像を操作者に表示したり、入力回路３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したりする。
【００２２】
スキャン制御回路３３は、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路１１、架台駆動回路１６、データ収集回路１４及び寝台駆動機構２２の動作を制御することで、架台１０における投影データの収集処理を制御する。例えば、スキャン制御回路３３は、天板２１を連続的に移動しながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｓを螺旋状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。また、例えば、スキャン制御回路３３は、天板２１を移動した後に被検体Ｓの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｓを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。また、例えば、スキャン制御回路３３は、天板２１の位置を一定間隔で移動して複数の撮影位置でコンベンショナルスキャンを行うステップアンドシュート方式を実行する。
【００２３】
前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なうことで、補正済みの投影データを生成する。そして、前処理回路３４は、生成した補正済みの投影データを記憶回路３５に格納する。
【００２４】
記憶回路３５は、前処理回路３４により生成された投影データを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する画像再構成回路３６によって生成されるＣＴ画像等を記憶する。また、記憶回路３５は、後述する処理回路３７による処理結果を適宜記憶する。
【００２５】
画像再構成回路３６は、記憶回路３５が記憶する投影データを用いてＣＴ画像データを再構成する。また、画像再構成回路３６は、ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、種々のＣＴ画像を生成する。そして、画像再構成回路３６は、再構成したＣＴ画像データや、各種画像処理により生成したＣＴ画像を記憶回路３５に格納する。
【００２６】
処理回路３７は、架台１０、寝台装置２０及びコンソール３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体制御を行う。具体的には、処理回路３７は、スキャン制御回路３３を制御することで、架台１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路３７は、画像再構成回路３６を制御することで、コンソール３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、処理回路３７は、記憶回路３５が記憶する各種ＣＴ画像を、ディスプレイ３２に表示するように制御する。
【００２７】
例えば、処理回路３７は、プロセッサによって実現される。ここでいうプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（central  processing  unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  GateArray：ＦＰＧＡ））等である。プロセッサは、記憶回路３５に保存されたプログラムを読み出して実行することで、上述した機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る寝台装置２０の構成例を示す図である。例えば、図２に示すように、寝台装置２０は、天板２１と、寝台駆動機構２２と、移動機構２３とを有する。ここで、例えば、移動機構２３は、スライダ２３ａと、支持部２３ｂと、固定部２３ｃとを有しており、天板２１を長手方向に移動する。
【００２９】
天板２１は、被検体Ｓが載置され、Ｘ線の経路Ｐと交差する移動経路上で移動される。具体的には、天板２１は、後端がスライダ２３ａ上の固定部２３ｃに固定され、下面が支持部２３ｂで支持される。また、天板２１は、被検体Ｓの全身が撮影可能となるように、スライダ２３ａの駆動によって寝台装置２０から架台１０側へ突出する片持ち梁状に構成される。
【００３０】
寝台駆動機構２２は、天板２１を前後方向及び左右方向へ移動することで、Ｘ線発生装置１２と検出器１３との間に被検体Ｓを配置する。
【００３１】
スライダ２３ａは、固定部２３ｃを天板２１の移動方向に沿って移動可能に支持する。具体的には、スライダ２３ａは、寝台駆動機構２２の上部に設置され、天板２１を移動する軌道となる。
【００３２】
支持部２３ｂは、天板２１の下面に接触して天板２１を支持する。具体的には、支持部２３ｂは、寝台駆動機構２２の上部前側に設置され、天板２１の突出時に固定部２３ｃへの応力集中を避ける作用を有する。例えば、支持部２３ｂは、ローラである。
【００３３】
固定部２３ｃは、天板２１の移動方向における一端に固定される。具体的には、固定部２３ｃは、スライダ２３ａ上を動く可動子であり、天板２１の後端部と接続されることで、天板２１を前後方向へ進退自在に移動することを可能にする。
【００３４】
このような構成のもと、寝台装置２０は、被検体Ｓの撮影が行われる際には、寝台駆動機構２２を駆動することで、被検体Ｓが載置された天板２１を移動し、患部等の撮影対象の部位がＸ線の経路Ｐと交差する位置に配置された時点で、天板２１の移動を停止する。このように、撮影対象の部位がＸ線の経路Ｐと交差する位置に配置されたときの天板２１の位置を撮影位置と呼ぶ。
【００３５】
ここで、上述したように天板２１が片持ち梁状に構成されている場合には、天板２１は突出するにつれて撓み、その結果、被検体Ｓの位置が重力方向へずれることがあり得る。
【００３６】
このことから、寝台装置２０は、天板２１が突出するにつれて天板２１の先端が持ち上げられるようにすることで、被検体Ｓの位置ずれを低減できるように構成されている。
【００３７】
図３及び４は、本実施形態に係る寝台装置２０における各部の動作を示す図である。ここで、図３は、天板２１を最大限に寝台装置２０側へ引き込んだ状態を示しており、図４は、天板２１を最大限に架台１０側へ突出させた状態を示している。
【００３８】
なお、以下では、図３に示すように、天板２１を最大限に寝台装置２０側へ引き込んだときの天板２１の位置を最小突出位置と呼ぶ。また、図４に示すように、天板２１を最大限に架台１０側へ突出させたときの天板２１の位置を最大突出位置と呼ぶ。
【００３９】
例えば、図３及び４に示すように、本実施形態では、支持部２３ｂの支持点と固定部２３ｃの上面との間に段差Ｄが設けられるように、支持部２３ｂ及び固定部２３ｃが設置される。この構成によれば、固定部２３ｃが支持部２３ｂに接近するにつれて、段差Ｄの幾何的効果によって天板２１に傾斜が生じ、天板２１の先端が持ち上げられるようになる。
【００４０】
図５は、本実施形態に係る天板２１を被検体Ｓが載置されていない状態で移動した場合の天板突出位置と天板上下位置との関係の一例を示す図である。ここで、図５の横軸に示す天板突出位置は、天板２１を最大突出位置と最小突出位置との間で移動させたときの天板２１の位置を示しており、天板２１が最大突出位置にある場合の位置をゼロとしている。また、図５の縦軸に示す天板上下位置は、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置の上下方向の位置を示しており、天板２１が最小突出位置にある場合の位置をゼロとしている。
【００４１】
例えば、図５に示すように、被検体Ｓが載置されていない状態で天板２１を移動した場合には、天板２１が突出するにつれて、支持部２３ｂの効果によって、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置が上昇する。このような構成によれば、天板２１に被検体Ｓが載置された場合に、天板２１の移動に伴う被検体Ｓの位置ずれが低減される。
【００４２】
さらに、上述したように天板２１が片持ち梁状に構成されている場合には、天板２１を移動した際に、天板２１を停止した直後に、被検体Ｓが上下に振動する残留振動が生じることがあり得る。撮影される画像の画質を向上させるためには、被検体Ｓのぶれが少ないデータを得ることが好ましく、残留振動を最小化することが求められる。
【００４３】
このことから、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、さらに、天板２１の移動により生じる被検体Ｓの残留振動を抑えることができるように構成されている。
【００４４】
具体的には、本実施形態では、寝台装置２０において、天板２１が、Ｘ線の経路と交差する位置での当該天板２１の上下方向の位置が、長手方向への移動に際し天板２１の移動量に対して略一定の傾きで変化するように構成されている。
【００４５】
例えば、天板２１は、支持部２３ｂ側へ突出した突出部を下面に有することで、支持部２３ｂとの接触面が長手方向において湾曲するように構成されている。
【００４６】
図６は、本実施形態に係る天板２１が有する突出部２１ａの一例を示す図である。例えば、図６に示すように、本実施形態では、天板２１が、当該天板２１の移動方向における両端を結ぶ平面より支持部２３ｂ側へ突出した突出部２１ａを当該天板２１の下面に有する。
【００４７】
本実施形態において、突出部２１ａは、天板２１の位置によって支持部２３ｂが天板２１を持ち上げる高さを変化させる機能を有し、図７に示した天板突出位置と天板上下位置との関係を表す曲線の傾きの変化を解消するように作用する。これにより、突出部２１ａは、天板２１で上下方向に発生する加速度を低減し、残留振動を低減する効果を奏する。
【００４８】
以下、本実施形態に係る突出部２１ａについて詳細に説明する。なお、以下では、突出部２１ａの構成及び作用を明確にするために、まず、天板２１に突出部２１ａが設けられない場合の例を説明し、その後、天板２１に突出部２１ａが設けられている場合の例を説明する。
【００４９】
図７は、本実施形態に係る突出部２１ａが設けられていない天板２１を被検体Ｓが載置された状態で移動した場合の天板突出位置と天板上下位置との関係の一例を示す図である。ここで、図７の横軸に示す天板突出位置は、図５の横軸に示した天板突出位置と同じ位置を示している。また、図７の縦軸に示す天板上下位置は、図５の縦軸に示した天板上下位置と同じ位置を示している。
【００５０】
例えば、図７に示すように、天板２１に突出部２１ａが設けられていない場合には、被検体Ｓが載置された状態で天板２１を移動すると、天板２１が突出するにつれて、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置は徐々に下降し、特定の位置を過ぎると徐々に上昇する。ここで、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置が下降する原因は、重力による天板２１の撓みと考えられる。また、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置が特定の位置を過ぎると上昇する原因は、支持部２３ｂの効果であると考えられる。
【００５１】
図８は、本実施形態に係る突出部２１ａが設けられていない天板２１を被検体Ｓが載置された状態で移動した場合に生じる残留振動の一例を示す図である。ここで、図８の横軸に示す天板突出位置は、図７の横軸に示した天板突出位置と同じ位置を示している。また、図８の縦軸に示す振幅は、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置に生じる残留振動の振幅を示している。また、図８において、白い三角形は、天板２１を架台１０側へ突出する方向へ移動して複数の異なる位置で停止させた場合の各位置における残留振動の振幅を示している。また、図８において、黒い三角形は、天板２１を寝台装置２０側へ引き込む方向へ移動して複数の異なる位置で停止させた場合の各位置における残留振動の振幅を示している。
【００５２】
例えば、図８に示すように、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置に生じる残留振動の振幅は、天板２１を停止させる位置によって異なる。ここで、残留振動の周波数は数Ｈｚ程度であり、回転フレーム１５の回転周波数が高々数Ｈｚであることを考慮すれば、振幅が大きい位置ほど、被検体Ｓのぶれが生じやすいと言える。
【００５３】
また、図８に示す振幅が大きい位置は、図７に示した曲線の傾きが変化する位置と一致する。図７に示した曲線の傾きの変化は、上下方向に加速度が発生すること意味し、傾きが変化する位置は、天板２１に上下方向の力が発生する位置であると言える。天板２１の移動中に、力が生じた直後に天板２１の移動を停止すると、この力によって、上下方向に撓んだ天板２１が、停止した位置における共振周波数で残留振動を開始することになる。
【００５４】
このようなメカニズムで天板２１に残留振動が生じることは、被検体Ｓのぶれによる断層画像の画質低下の原因になり得る。また、振動が静止するまで撮影を待機するようにした場合には、撮影スループットの低下等の原因にもなり得る。また、残留振動の振幅が天板２１の各位置で異なることは、天板２１上の位置による画質の変化の原因になり得る。また、天板２１上で残留振動の大きい位置を撮影に使用しないようにした場合には、被検体Ｓを載置する位置の自由度の低下等の原因にもなり得る。
【００５５】
これに対し、本実施形態では、天板２１が、当該天板２１の移動方向における両端を結ぶ平面より支持部２３ｂ側へ突出した突出部２１ａを当該天板２１の下面に有する。
【００５６】
例えば、図６に示すように、突出部２１ａは、天板２１の下面の少なくとも一部に局所的に設けられる。例えば、図７に示したように、天板２１に突出部２１ａが設けられていない場合には、天板２１が突出するにつれて、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置は徐々に下降し、特定の位置を過ぎると徐々に上昇する。すなわち、天板２１の上下方向の変位量は、特定の位置において局所的に大きくなる。したがって、天板２１の下面における上下方向の変位量が局所的に大きくなる箇所に突出部２１ａを局所的に設けることで、天板２１を移動経路に沿って移動させたときの天板２１の上下方向の変位量を小さくすることが可能になる。これにより、天板の移動により生じる被検体Ｓの残留振動を抑えることができるようになる。
【００５７】
より具体的には、例えば、図６に示すように、突出部２１ａは、天板２１の移動方向における両端より天板２１の中央に近い位置に設けられる。例えば、図７に示したように、天板２１に突出部２１ａが設けられていない場合には、天板２１が突出するにつれて、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置は徐々に下降し、途中から徐々に上昇する。すなわち、天板２１の上下方向の変位量は、天板２１の移動方向における両端の位置と比べて、中央に近い位置の方が大きくなる。したがって、天板２１の移動方向における両端より天板２１の中央に近い位置に突出部２１ａを設けることで、天板２１を移動経路に沿って移動させたときの天板２１の上下方向の変位量を小さくすることが可能になる。これにより、天板２１の移動により生じる被検体Ｓの残留振動を抑えることができるようになる。
【００５８】
なお、図６では、天板２１の下面に１つの突出部２１ａを設けた場合の例を示しているが、実施形態はこれに限られず、複数の突出部２１ａが天板２１の下面に設けられてもよい。
【００５９】
さらに具体的には、例えば、突出部２１ａは、Ｘ線の経路Ｐと交差する位置における天板２１の上下方向の変位量が天板２１の移動経路に沿った移動量に対して略一定の傾きで変化するように、天板２１の移動方向に沿って上下方向の厚みが変化した形状に形成される。なお、ここでいう天板２１の上下方向の変位量は、実測によって得られた値でもよいし、シミュレーションによって得られた値であってもよい。
【００６０】
図９は、本実施形態に係る突出部２１ａが設けられた天板２１を被検体Ｓが載置された状態で移動した場合の天板突出位置と天板上下位置との関係の一例を示す図である。ここで、図９の横軸に示す天板突出位置は、図７の横軸に示した天板突出位置と同じ位置を示している。また、図９の縦軸に示す天板上下位置は、図７の縦軸に示した天板上下位置と同じ位置を示している。また、図９において、曲線で示している変化は、図７に示した、天板２１に突出部２１ａが設けられていない場合の、天板２１の移動経路に沿った移動量に対する上下方向の変位量の変化を示している。
【００６１】
ここで、図７及び８に示したように、天板２１に突出部２１ａが設けられていないときの天板上下位置の変化を表す曲線の傾きが略一定となる範囲では、残留振動の振幅が小さいことが分かる。これは、天板２１の上下方向の位置が直線状に変化すれば、天板２１の上下方向の移動速度が一定になり、天板２１の移動を停止した直後における加速度の発生が抑制されることを示している。
【００６２】
しがたって、例えば、図９に示すように、天板２１を移動する範囲の全域において、天板２１の移動経路に沿った移動量に対する上下方向の変位量が直線状に変化するように突出部２１ａの形状を設計すれば、当該全域において、残留振動の振幅が低下すると考えられる。すなわち、天板２１の移動方向に沿った突出部２１ａの断面の形状は、図９に示す直線と曲線とで囲まれた形状となるように設計される。
【００６３】
ここで、例えば、天板２１の上下方向の変位量は、被検体の質量や、天板や支持部やスライダの設計によって変化する。したがって、例えば、突出部２１ａの形状の設計は、図７に示したデータが得られるような距離測定等の公知の技術を用いた実験、又は、３ＤのＦＥＭ（Finite  Element  Method）解析等の公知の数値解析技術によって数値化された天板２１の位置と上下移動との関係に基づいて行われる。
【００６４】
なお、残留振動は、天板２１に載置される被検体Ｓの質量が軽い場合には、寝台装置２０全体の粘弾性等の減衰力によって短時間で解消される。そのため、残留振動が問題となるのは、被検体Ｓとして最大質量が天板２１に載置される場合である。そこで、例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００における安全性等に基づいて決められる最大質量が載置された場合に天板２１の移動が直線状になるように突出部２１ａの形状が設計されることで、顕著な効果が得られるようになる。
【００６５】
例えば、突出部２１ａが設けられていない天板２１を用いて図７に示したようなデータを取得すれば、図９に示すように、必要とされる突出部２１ａの形状が実験的に求められる。例えば、図９の下側に示す形状のように、天板２１の下面を突出させることによって、天板２１の移動が直線状になると見込まれる。
【００６６】
より詳細には、天板２１は後端部分が回転中心となるため、天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置における天板２１の持ち上げ高さは、支持部２３ｂの位置における持ち上げ高さよりも大きくなる。したがって、支持部２３ｂの位置で必要となる天板２１の持ち上げ量を数値解析によって求める必要がある。また、天板２１の可動範囲全域について、設計が必要である。
【００６７】
さらに、突出部２１ａの形状は、被検体Ｓが載置された状態での天板２１の重心位置の上下方向の移動が直線状になるように設計されるのが望ましい。これは、天板２１に生じる力が天板２１の重心移動によって生じるためである。このような設計を行うことで、  天板２１とＸ線の経路Ｐとが交差する位置における天板２１の振動をより効果的に低減できるようになる。
【００６８】
例えば、突出部２１ａは、既存の天板２１に突出部２１ａとなる部材を接着することで形成することができる。この場合には、例えば、突出部２１ａは、切削や３Ｄプリンタ等によって成形された部品を接着することで形成される。
【００６９】
上述したように、本実施形態では、突出部２１ａが、天板２１の位置によって支持部２３ｂが天板２１を持ち上げる高さを変化させることで、天板２１で上下方向に発生する加速度を低減させる。したがって、本実施形態によれば、天板２１の移動により生じる被検体Ｓの残留振動を抑えることができる。
【００７０】
なお、上述した実施形態では、突出部２１ａが天板２１とは別の部品として成形されて天板２１に接着される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、突出部は、天板と一体に形成されてもよい。この場合には、例えば、突出部は、天板の下面を切削することによって形成される。
【００７１】
図１０は、本実施形態に係る突出部が天板と一体に形成される場合の例を示す図である。例えば、図１０に示すように、天板１２１における先端側の下面を切削して凹部１２１ｂを形成し、後端側の下面を切削して凹部１２１ｃを形成することで、２つの凹部１２１ｂ及び１２１ｃを結ぶ平面より支持部２３ｂ側へ突出する突出部１２１ａが形成される。
【００７２】
なお、このように突出部１２１ａが天板１２１と一体に形成される場合も、例えば、突出部１２１ａは、天板１２１の下面の少なくとも一部に局所的に設けられる。また、例えば、突出部１２１ａは、天板１２１の移動方向における両端より天板１２１の中央に近い位置に設けられる。また、突出部１２１ａは、天板１２１の下面の一部に設けられてもよいし、複数の部分に設けられてもよい。
【００７３】
なお、このように、突出部１２１ａが天板１２１と一体に形成される場合には、天板１２１の材料として、Ｘ線透過率が高く、かつ、切削可能なものが用いられる。例えば、このような材料としては、エポキシ等の樹脂が望ましい。また、天板１２１の材料にＣＦＲＰ（Carbon  Fiber  Reinforced  Plastic）等の繊維強化材が用いられる場合には、切削される部分に繊維があると、滑らかな曲線を切削作成することが難しくなり得る。そのため、天板１２１の材料に繊維強化材が用いられる場合には、天板１２１を成形する際に、あらかじめ、切削される部分に繊維含浸用樹脂等による樹脂層を厚く設けておくことが望ましい。天板１２１は、撓む際に天板１２１の下面に圧縮応力が加わるため強度が求められるが、応力が最も大きくなるのは後端部である。図９に示したように、突出部１２１ａは、天板１２１の後端部から離れた位置に設けられることになるため、圧縮応力によって天板１２１が破損することは少ないと考えられる。また、突出部１２１ａの加工は、公知のＮＣ加工機及び仕上げ技術等によって実現可能である。
【００７４】
また、上述した実施形態では、支持部２３ｂの支持点と固定部２３ｃの上面との間に段差Ｄが設けられる場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、支持部の支持点と固定部の上面とが同じ高さになるように構成される場合でも、天板の下面に突出部を設けることによって、天板の移動により生じる被検体の残留振動を抑えることが可能である。
【００７５】
ここで、前述したように、天板２１が片持ち梁状に構成されている場合には、天板２１は突出するにつれて撓み、それによって、被検体Ｓの位置が重力方向へずれることがあり得る。したがって、支持部の支持点と固定部の上面とが同じ高さになるように構成される場合には、突出部は、そのような天板の撓みも考慮した形状に形成される。すなわち、この場合には、突出部は、Ｘ線の経路と交差する位置における天板の撓みによる変位量を含む上下方向の変位量が天板の移動経路に沿った移動量に対して略一定の傾きで変化するように、天板の移動方向に沿って上下方向の厚みが変化した形状に形成される。
【００７６】
なお、上述した実施形態では、寝台装置２０において、天板が、Ｘ線の経路と交差する位置での当該天板の上下方向の位置が、長手方向への移動に際し天板の移動量に対して略一定の傾きで変化するように構成されている場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、寝台装置２０において、移動機構２３が、Ｘ線の経路と交差する位置での当該天板の上下方向の位置が、長手方向への移動に際し天板の移動量に対して略一定の傾きで変化するように構成されていてもよい。
【００７７】
図１１は、本実施形態の変形例に係る移動機構２２３の一例を示す図である。例えば、図１１に示すように、移動機構２２３に含まれる支持部２２３ｂが、天板２２１の長手方向への移動に応じて、Ｘ線の経路と交差する位置での天板２２１の上下方向の位置が、天板の移動量に対して略一定の傾きで変化するように、天板２２１を上下方向へ移動させる。例えば、支持部２２３ｂは、寝台装置２０に設けられた移動機構等によって上下方向へ移動することで、天板２２１を上下方向へ移動させる。なお、本変形例では、天板２２１は、上述した実施形態で説明した突出部を有していてもよいし、有していなくてもよい。
【００７８】
この場合には、例えば、処理回路３７が、支持部２２３ｂの動作を制御する。例えば、処理回路３７は、被検体の属性や撮像条件に基づいて、天板２２１を被検体が載置された状態で移動した場合の天板突出位置と天板上下位置との関係を表す曲線（例えば、図７に例示したような曲線）をシミュレーションによって導出する。なお、ここでいう被検体の属性は、例えば、身長、体重等である。また、撮像条件は、例えば、撮像対象の部位や、架台１０の開口部に被検体を挿入する際の被検体の向き（ＨＦ（Head  First）：被検体を頭側から挿入、ＦＦ（Foot  First）：被検体を足側から挿入、等）である。
【００７９】
このとき、例えば、処理回路３７は、天板突出位置と天板上下位置との関係を表す曲線を、計算によって導出してもよいし、天板突出位置を変えながら天板上下位置を実測した実測データを用いて導出してもよい。ここで、例えば、実測データは、被検体の属性や撮像条件ごとに個別のデータが予め記憶回路３５に記憶されて、処理回路３７によって適宜に読み出されて用いられる。または、例えば、実測データは、標準的な条件で実測されたデータが予め記憶回路３５に記憶されて、処理回路３７によって被検体の属性や撮像条件に応じて適宜に補正されて用いられてもよい。
【００８０】
その後、処理回路３７は、シミュレーションによって導出した曲線に基づいて、天板２２１の移動方向に沿った位置ごとに、天板２２１の上下方向の移動量を算出する。このとき、処理回路３７は、天板２２１を移動する範囲の全域において、シミュレーションによって導出した曲線が直線に補正されるように、天板２２１の各位置における上下方向の移動量を算出する。そして、処理回路３７は、天板２２１を長手方向へ移動させる際に、天板２２１の移動方向における各位置において、算出した移動量だけ支持部２２３ｂを上下に移動させることで、天板２２１を上下方向へ移動させる。
【００８１】
これにより、天板２２１を移動する範囲の全域において、天板２２１の移動経路に沿った移動量に対する上下方向の変位量が直線状に変化するようになる。この結果、天板２２１の上下方向の移動速度が一定になり、天板２２１の移動を停止した直後における加速度の発生が抑制されることになる。したがって、本変形例でも、天板の移動により生じる被検体の残留振動を抑えることができるようになる。
【００８２】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、天板の移動により生じる被検体の残留振動を抑えることができる。
【００８３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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は意図していない。これら実施形態は、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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００８４】
１００  Ｘ線ＣＴ装置
１２  Ｘ線発生装置
１２ａ  Ｘ線管
１３  検出器
２１  天板
２１ａ  突出部
２３  移動機構
２３ａ  スライダ
２３ｂ  支持部
２３ｃ  固定部
【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】
2017196409.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017196409.tif 000009
【図８】
2017196409.tif 000010
【図９】
2017196409.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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