(57)【要約】【課題】  回転架台側の重量を軽減し、１回のスキャンで広範囲の撮影が可能なＸ線ＣＴ装置を提供することにある。【解決手段】  このＸ線断層撮影装置は、Ｘ線放射部２４からのＸ線２８とＸ線検出部１４の少なくとも一方又は両方を回転させる回転部２６，１５を設けている。この回転部２６，１５は、被検体２に垂直な軸に関してＸ線２８又はＸ線検出部１４を回転させるものとなっている。このように回転させると、１回転で被検体２の広い範囲にＸ線２８を放射して検出することができる。例えば、被検体２の胴体中央に対して垂直な軸を中心としてライン状のＸ線２８を所定角度広がるように設定して回転放射すると、１回のスキャンで胸部から腹部全域にＸ線２８を放射して断層撮影を行うことができる。【選択図】図２
2009045397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対面し且つＸ線を放射するＸ線放射部と、該Ｘ線放射部に対向配置され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線放射部からのＸ線及びＸ線検出部の少なくとも一方又は両方を前記被検体に垂直な軸に関して回転させる回転部と、を備えることを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【請求項２】
前記回転部は、前記Ｘ線放射部が放射するＸ線を、設定した放射角度で回転放射するＸ線回転部を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項３】
前記Ｘ線回転部は、Ｘ線の放射角度を設定する調整部を有することを特徴とする請求項２記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線検出部は、被検体を透過したＸ線を、被検体に対して水平方向の軸に沿って検出することを特徴とする請求項１乃至３の一つに記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項５】
前記回転部は、前記Ｘ線検出部を前記Ｘ線の回転に応じて前記被検体に垂直な軸に関して回転させるＸ線検出回転部を含むことを特徴とする請求項１乃至４の一つに記載のＸ線断層撮影装置。
【請求項６】
前記Ｘ線放射部は、前記被検体に対して一定角度でＸ線を放射し、前記回転部は、前記被検体に垂直な軸に関して回転させるＸ線検出回転部を含み、前記Ｘ線検出部を前記Ｘ線検出回転部によって回転させることにより断層角度に対応するＸ線を検出することを特徴とする請求項１記載のＸ線断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、被検体のＸ線断層画像を連続して得ることができるＸ線断層撮影装置（以下「Ｘ線ＣＴ装置」と略称する）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、Ｘ線ＣＴ装置は、図９に示すように、Ｘ線を放射するＸ線源４とこれに対向するＸ線検出器６を備えた回転架台８を、被検体２の体軸を回転中心として回転させながらＸ線撮影を行ってデータを収集し、そのデータの基づいてコンピュータにて断層画像を合成するものであった。このＸ線ＣＴ装置により得られるＸ線断層画像は、断面の状態を示す２次元画像だけでなく、撮影部位を立体的に描写する３次元画像、更にその３次元画像を連続して変化させる動画として出力される。このような３次元画像やその動画を得るには、非常に多くのデータが必要となる。このように多くのデータを収めるには時間がかかるため、被検体２を長時間拘束すると共に長時間被曝させることになり、患者の負担が大きいという問題があった。【０００３】  そこで、回転架台８の回転に同期して被検体２を体軸方向に移動させることで螺旋状に断層データを集めるＸ線ＣＴ装置（例えば、特許文献１参照）や、回転架台８に複数のＸ線源とＸ線検出器を設けて、１回転でより多くのデータを得るＸ線ＣＴ装置（例えば、特許文献２参照）が提案されている。【０００４】  しかしながら、上記のような装置であっても高画質で３次元の動画を形成するには、回転架台を高速回転させることが必要であった。この回転架台は、その内部にＸ線源とＸ線検出器が設けられており、スリップリングと給電用ブラシを用いて固定架台側から電力が供給されると共に固定架台側へ撮影データを伝送する光伝送システムを備えた構造となっており、非常に重いものとなっていた。このように重い回転架台を高速で回転させるには、大規模で堅牢な構造が必要であり、小型化することが困難であった。特に、高速で回転させるには、固定架台とベアリングの高強度化や、モータの高出力化が必要であり、更に小型化を困難にするものであった。また、高速回転により、導電性カーボン等からなる給電用ブラシの摩耗粉が発生して回転架台内に飛び散り、電気的トラブルを発生させることもあった。【０００５】  また、上記従来のＸ線ＣＴ装置では、被検体を中心としてその周囲を回転架台が回転することで被検体に垂直な平面からなる断層撮影を行っていた。このため、１回転で撮影できる範囲（幅）が狭く、３次元画像を形成するには、同一箇所付近に対して回転架台を複数回回転させて上記のような断層撮影データを多数収集することが必要となる。このように多くのデータを収集するには、長時間を要するため、被検体が被曝する時間が長くなり、今のところ心臓の大きさ程度の３次元画像の動画を形成することが限界とされていた。従って、肺や複数の臓器を３次元画像の動画として形成することは極めて困難であった。
【特許文献１】特開昭５９−１１１７３８号公報
【特許文献２】特開２００５−４０４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決し、回転架台側の重量を軽減することにより、回転架台等の高強度化、駆動用モータの高出力化を必要とせず、１回のスキャンで広範囲の撮影が可能な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】
【０００７】  本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体に対面し且つＸ線を放射するＸ線放射部と、該Ｘ線放射部に対向配置され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線放射部からのＸ線及びＸ線検出部の少なくとも一方又は両方を前記被検体に垂直な軸に関して回転させる回転部と、を備えるものである。このＸ線断層撮影装置における前記回転部は、前記Ｘ線放射部が放射するＸ線を、設定した放射角度で回転放射するＸ線回転部を含んでいる。また、前記Ｘ線回転部は、Ｘ線の放射角度を設定する調整部を有している。また、前記Ｘ線検出部は、被検体を透過したＸ線を、被検体に対して水平方向の軸に沿って検出するものとなっている。また、前記回転部は、前記Ｘ線検出部を前記Ｘ線の回転に応じて前記被検体に垂直な軸に関して回転させるＸ線検出回転部を含んでいる。また、前記Ｘ線放射部は、前記被検体に対して一定角度でＸ線を放射し、前記回転部は、前記被検体に垂直な軸に関して回転させるＸ線検出回転部を含み、前記Ｘ線検出部を前記Ｘ線検出回転部によって回転させることにより断層角度に対応するＸ線を検出するものとなっている。
【発明の効果】
【０００８】  本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、被検体に垂直な軸に関して回転するＸ線回転部によってＸ線放射部からのＸ線を被検体に回転放射したり、被検体に放射されるＸ線をＸ線検出回転部によって回転するＸ線検出部によって検出しているので、従来の回転架台のように被検体の周囲を大きく回転することなくＸ線断層撮影を行うことができる。このため、回転部を強固且つ堅牢に構成することなく高速回転することが可能となる。また、Ｘ線放射部からのＸ線とＸ線検出部の少なくとも一方又は両方を回転部により回転させるだけで良いため、回転部を軽量化することができ、装置を小型、軽量化することができ、容易に高速回転することができる。【０００９】  また、Ｘ線放射部を固定し、Ｘ線回転部により放射するＸ線のみを回転させることで撮影することができるので、Ｘ線回転部にスリップリングや給電用ブラシを設ける必要がなくなる。このため、電気的トラブルの発生を防ぐことができる。【００１０】  また、回転部を被検体に垂直な軸に関して回転させているので、１回転で広い範囲にＸ線を放射して撮影することができ、撮影時間を短縮し、被検体の被曝を低減することができる。【００１１】  また、上記のように１回転で広い範囲の撮影が可能であるため、３次元画像を形成する範囲を広げることができ、広範囲の部位を３次元画像の動画として形成することができる。【００１２】  また、本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、回転部が小型で軽量化が可能になり、スリップリング等を介さずに電力を効率よく供給することができ、撮影範囲を広げて撮影時間を短縮することができるので、消費電力を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  本発明のＸ線ＣＴ装置においては、Ｘ線を放射するＸ線放射部からのＸ線と被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部の少なくとも一方又は両方を回転させる回転部を設けている。この回転部は、被検体に垂直な軸に関してＸ線又はＸ線検出部を回転させるものとなっている。被検体に垂直な軸に関してＸ線を回転させると、１回転で被検体の広い範囲にＸ線を放射することができる。例えば、被検体の胴体中央に対して垂直な軸を中心としてライン状のＸ線を所定角度広がるように設定して回転放射すると、胸部から腹部全域にＸ線を放射することができる。これにより、胴体中央を中心として放射状に切断した断層撮影を行うことができる。
【実施例】
【００１４】  図１は本発明の一実施例に係るＸ線ＣＴ装置の外観構成を示す斜視図、図２は図１に示すＸ線ＣＴ装置の側面図、図３は図１に示すＸ線ＣＴ装置の平面図である。１０は固定架台であり、被検体２を載せる寝台１２と、Ｘ線検出部１４と、電力供給部１６と、データ転送部１８を備えている。寝台１２は、被検体２を載せた状態で被検体２の体軸方向に摺動するように構成されている。また、固定架台１０の内部に設けられたＸ線検出部１４は、後述するＸ線放射部に対向するように配置されている。本実施例におけるＸ線検出部１４は、放射されるライン状のＸ線に対応するように表面にライン状にＸ線検出素子が配列されており、Ｘ線の回転に同期して同一軸を回転軸として同方向に回転する回転部としてのＸ線検出回転部１５を備えたものとなっている。尚、このＸ線検出部１４は、回転することなく、放射されるＸ線の範囲を全てカバーするようにドームを反転させた形状をなし、表面にＸ線検出素子が配列されたものを用いることもできる。また、電力供給部１６はＸ線放射部に電力を供給するものであり、本実施例では、後述するＸ線放射部にケーブル等で接続されている。更に、データ伝送部１８は、Ｘ線検出部１４が検出したＸ線をデータ信号に変換し、光通信等により外部に設置されたコンピュータ等に伝送するものである。【００１５】  ２０は回転架台であり、本実施例においては、固定架台１０の側方から上下に向かって伸びる支柱２２により支持されて、固定架台１０に対して一定の間隔をあけて対向するように配置されている。本実施例における回転架台２０には、被検体２に対してＸ線を放射するＸ線放射部２４と、このＸ線放射部２４から放射されるＸ線を被検体２に垂直な軸に関して回転させる回転部としてのＸ線回転部２６が設けられている。Ｘ線放射部２４はＸ線管からなり、図４に示すように、円錐状に広がるように被検体２に向かってＸ線２８を放射するものとなっている。また、Ｘ線回転部２６は、Ｘ線放射部２４の放射側に設けられ、本実施例においては図５に示すように、放射角度や幅を調整する調整部としてのスリット３０ａを有する回転板３０からなる。この回転板３０は、Ｘ線放射部２４から放射されるＸ線をライン状に遮蔽すると共に略扇形に広がるように放射角度を設定し、回転することによってライン状のＸ線を回転させるものとなっている。【００１６】  次に、上記構成からなるＸ線ＣＴ装置によるＸ線断層撮影の状態を説明する。図６乃至図８は図２に示すＸ線ＣＴ装置におけるＸ線の放射・検出状態を示す説明図である。図６及び図７に示すように、Ｘ線放射部２４から回転板３０のスリット３０ａを介して被検体２に向かってＸ線２８が放射される。このＸ線２８は、スリット３０ａによりライン状に放射されると共に設定された角度で扇形状に広がりを持つように放射される。このように放射されたＸ線２８は、例えば被検体２の胸部から腹部にかけてライン状に放射され、被検体２を透過して被検体２の下方に配置されたＸ線検出部１４により検出される。【００１７】  Ｘ線検出部１４は、ライン状のＸ線２８と同一方向を向くように設定されており、被検体２を透過したＸ線を全て受け止めて検出する。このようにＸ線検出部１４がＸ���を検出すると、図２に示すデータ転送部１８は、検出した信号を撮影角度（例えば体軸方向を基準とすると回転角０度）に対応させてデータ信号に変換し、外部のコンピュータに送信する。【００１８】  その後、回転板３０を被検体２に垂直な軸に関して所定角度回転すると、そのスリット３０ａから放射されるＸ線２８も回転板３０が回転した角度に応じてラインの向きを変えて被検体２に向けて放射される。このときに、Ｘ線検出部１４も回転板３０に同期して同一方向に同一角度だけ回転し、被検体２を透過するＸ線２８を受け止めて検出する。これにより、データ転送部１８は、このときに検出した信号を回転した角度（例えば、時計方向に１０度）に対応させてデータ信号に変換し、送信する。【００１９】  上記のように回転板３０を回転させてＸ線２８のラインを回転させると、図８に示すように、被検体２の体軸と同方向をなす回転角度０度の位置Ｐ０から所定角度回転させた位置Ｐ１，Ｐ２・・・Ｐｎに順次Ｘ線２８のラインが回転し、その部分の断層撮影を行うことができる。この回転板３０を回転させる角度は０〜１８０度の間で任意に設定可能であり、連続回転させても良い。また、Ｘ線放射部２４は、回転板３０の断続的な回転に同期させてＸ線の放射と停止を繰り返すように設定しても良いし、Ｘ線を継続的に放射した状態で回転板３０を回転させても良い。【００２０】  尚、上記実施例においては、回転板３０を回転させてＸ線放射部２４を固定しているが、回転角度を０〜１８０度の往復回転とすれば、スリップリング等を使用することなくＸ線放射部２４と電力供給部１６をケーブルで接続した状態のまま回転板３０と共に回転させることが可能である。【００２１】  また、上記実施例においては、Ｘ線検出部１４をＸ線２８の回転に同期させて回転させているが、Ｘ線２８の放射領域を全てカバーするドームを反転させた形状からなるＸ線検出部を使用すれば、Ｘ線検出部も固定することができ、動作部分を削減することができる。【００２２】  また、回転板３０のスリット３０ａの幅を可変することで、Ｘ線２８のラインの幅を可変することができ、スリット３０ａの長さを可変することで、Ｘ線２８の広がる角度を可変することができる。このように、Ｘ線２８の幅と広がる角度を可変して調整することにより、１回の撮影（本実施例では回転板３０の０〜１８０度までの回転）により得られるデータ量を調整することが可能であり、２次元断層画像、３次元断層画像、それらの動画等に応じて必要なデータを最短時間で得ることができる。【００２３】  また、回転部２６を設けずにＸ線放射部２４から図４に示すように円錐状にＸ線２８を被検体２に放射し、ライン状のＸ線検出部１４を０〜１８０度の回転角度で回転させることでＸ線２８を検出することも可能である。尚、被検体２の被曝時間をできる限り減らすには、Ｘ線２８をライン状にして回転させた方が各部位が被曝する時間を減らすことができて好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】  本発明のＸ線ＣＴ装置は、従来技術に比べて可動部分が軽量であり、装置全体も小型化することが容易であるため、Ｘ線撮影室に固定設置するだけでなく、台車に載った移動可能なものや、検診車に搭載されるもの等にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係るＸ線ＣＴ装置を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示すＸ線ＣＴ装置の側面図である。
【図３】図１に示すＸ線ＣＴ装置の平面図である。
【図４】Ｘ線放射部が放射するＸ線の放射状態を示す斜視図である。
【図５】回転板を示す平面図である。
【図６】Ｘ線断層撮影の状態を被検体の側方から示す説明図である。
【図７】Ｘ線断層撮影の状態を被検体の頭部方向から示す説明図である。
【図８】Ｘ線の放射状態を被検体の正面方向から示す説明図である。
【図９】従来のＸ線ＣＴ装置の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】２      被検体
４      Ｘ線源
６      Ｘ線検出器
８      回転架台
１０    固定架台
１２    寝台
１４    Ｘ線検出部
１５    Ｘ線検出回転部
１６    電力供給部
１８    データ転送部
２０    回転架台
２２    支柱
２４    Ｘ線放射部
２６    Ｘ線回転部
２８    Ｘ線
３０    回転板
３０ａ  スリット
【図１】
2009045397.tif 000003
【図２】
2009045397.tif 000004
【図３】
2009045397.tif 000005
【図４】
2009045397.tif 000006
【図５】
2009045397.tif 000007
【図６】
2009045397.tif 000008
【図７】
2009045397.tif 000009
【図８】
2009045397.tif 000010
【図９】
2009045397.tif 000011