JP2002028157A - X線ctシステムおよびその操作コンソール並びにそれらの制御方法および記憶媒体 - Google Patents
X線ctシステムおよびその操作コンソール並びにそれらの制御方法および記憶媒体Info
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Abstract
騒音レベルを制御することが可能なX線CTシステムお
よびその操作コンソール並びにそれらの制御方法および
記憶媒体を提供すること。 【解決手段】 スキャンに先立って、操作者の明示的な
要求によって騒音モードを設定することを可能とする。
騒音モードが設定されると、騒音制御プログラムは、H
DD(54)に格納されている騒音モードテーブルに記
述された設定騒音モードに対応する制御内容に従い、X
線管冷却用ファン(15)、データ収集部冷却用ファン
(16)、および排気口用ファン(17)を制御する。
更に、設定された騒音モードによって、スキャン条件の
設定可能範囲に自動的に制約を加えることにより、シス
テムの安全性を確保する。
Description
被検体のX線断層像を得るX線CT(Computerized Tom
ograpy )システムおよびその操作コンソール並びにそ
れらの制御方法および記憶媒体に関し、特に、騒音制御
の技術に関する。
発する構成要素を具備するため、これらの構成要素の近
傍やガントリカバーとよばれるハウジングの排気口の近
傍等に冷却用ファンを取り付け、その冷却用ファンを高
速回転させることにより効果的に放熱することを可能に
している。
音を発生するという問題がある。騒音は、患者や操作者
の不快を伴うにとどまらず、操作者の作業能率の低下を
招いたり、患者の脈拍の増加、血圧の上昇等の悪影響を
もたらすことがある。冷却用ファンの回転数を低く設定
すれば騒音は減るものの、当然、放熱効果が落ちるた
め、使用可能なX線管電流や連続撮影枚数といったX線
CTシステムの基本性能を落とさざるを得ない。
て、または省電力化を目的として、システムの状態や撮
影条件に基づいて回転数を自動制御する自動可変型の冷
却用ファンを使用するものが知られている。
自動可変型の冷却用ファンでは、冷却用ファンの回転数
の変動に伴って騒音レベルも患者や操作者の思惑とは無
関係に変動することになる。このような騒音レベルの変
動は却って耳障りとなり、患者や操作者に与える悪影響
の排除に寄与していない。
って異なるため、患者ごとに騒音への配慮がなされるべ
きである。しかし、これまで、そのような配慮が可能な
X線CTシステムは存在しなかった。
のであり、システムの安全性を確保しながら、発生する
騒音レベルを制御することが可能なX線CTシステムお
よびその操作コンソール並びにそれらの制御方法および
記憶媒体を提供することを目的とする。
め、例えば本発明のX線CTシステムは、以下の構成を
備える。すなわち、被検体に複数方向からX線を照射す
るスキャンを行い、該被検体を透過した各方向からのX
線より得られる投影データに基づいて該被検体のX線断
層像を再構成するX線CTシステムであって、該X線C
Tシステムを構成する所定の構成要素の近傍に設けられ
る冷却用ファンと、該冷却用ファンを制御する制御手段
と、を備え、該制御手段は、制御モードを指定する制御
モード指定手段と、該制御モード指定手段により指定さ
れた制御モードに応じて、前記冷却用ファンの駆動を制
御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
ついて詳細に説明する。
るX線CTシステムのブロック構成図である。図示のよ
うに本システムは、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。
と体裁上の観点から、ガントリカバー150に覆われて
いる。このガントリカバー150には内部の熱を放出す
るための吸気口150aおよび排気口150bが形成さ
れている。さらに、排気口150bの近傍には排気効率
を高めるための排気口用ファン17が設けられている。
この排気口用ファン17の駆動は、排気口用ファンコン
トローラ17bで制御される排気口用ファンモータ17
aにより行われる。
つかさどるメインコントローラ1をはじめ、以下の構成
を備える。
ためのインタフェース、3はテーブル12上に横たえた
被検体を搬送(図面に垂直な方向で以下、Z軸ともい
う)するための空洞部を有するガントリであり、内部に
は、X線発生源であるX線管4(X線管コントローラ5
により駆動制御される)、X線の照射範囲を画定するた
めのスリットを有するコリメータ6、コリメータ6のX
線照射範囲を画定するスリット幅の調整モータ7aが設
けられている。このモータ7aの駆動はコリメータコン
トローラ7により制御される。
X線を検出する検出部8、及び検出部8より得られたデ
ータを収集するデータ収集部9も備える。X線管4及び
コリメータ6と、検出部8は互いに空洞部分を挟んで、
すなわち、被検体を挟んで対向する位置に設けられ、そ
の関係が維持された状態でガントリ3のまわりを回動す
るようになっている。この回動は、回転モータコントロ
ーラ11からの駆動信号により駆動される回転モータ1
0によって行われる。また、被検体を乗せるテーブル1
2は、Z軸向への搬送がなされるが、その駆動はテーブ
ルモータ13によって行われる。
にX線管冷却用ファン15が、データ収集部9の近傍に
はデータ収集部冷却用ファン16が設けられている。こ
のX線管冷却用ファン15の駆動は、X線冷却用ファン
コントローラ15bで制御されるX線管冷却用ファンモ
ータ15aにより行われる。また、データ収集部冷却用
ファン16の駆動は、データ収集部冷却用ファンコント
ローラ16bの制御の下でデータ収集部冷却用ファンモ
ータ16aにより行われる。
2を介して受信した各種コマンドの解析を行い、それに
基づいて上記のX線管コントローラ5、コリメータコン
トローラ7、回転モータコントローラ11、テーブルモ
ータコントローラ14、データ収集部9、X線管冷却用
ファンコントローラ15b、データ収集部冷却用ファン
コントローラ16b、そして、排気口ファンコントロー
ラ17bに対し、各種制御信号を出力することになる。
また、メインコントローラ1は、データ収集部9で収集
されたデータを、インタフェース2を介して操作コンソ
ール200に送出する処理も行う。
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、ブートプログラムやBIOSを記憶
しているROM52をはじめ、以下の構成を備える。
ともに、後述する騒音モードを記憶するための領域53
aが確保されている。HDD54はハードディスク装置
であって、ここにOS、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
をはじめ、後述する騒音制御プログラム、騒音モードテ
ーブルが格納されている。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及び58は、各種設定を行
うためのキーボード及びマウスである。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。
ムの構成は概ね上記の通りである。かかる構成のX線C
Tシステムにおいて、X線管4からのX線ビームを被検
体に照射し、その透過X線を検出部8で検出する。そし
て、この透過X線の検出を、X線管4と検出部8を被検
体の周囲を回転させながら複数のビュー方向で行う。こ
のような透過X線の測定はスキャンと呼ばれている。そ
して、スキャンによって得られた複数ビューの検出デー
タは、データ収集部9に収集されて投影データが作成さ
れ、メインコントローラ1を介して操作コンソール20
0に転送される。操作コンソール200は、転送された
投影データに基づいて、X線断層画像を再構成し、CR
T56に表示出力する。
4およびデータ収集部9は各々、X線管冷却用ファン1
5およびデータ収集部冷却用ファン16の駆動により冷
却されるとともに、排気口用ファン17によりガントリ
カバー150内の熱が強制的に放出される。かかる冷却
機構によってシステムの動作安定性を確保しているが、
一方で、これらのファンは騒音を発生する。
示的な要求によってこれらのファンを制御し、発生する
騒音を制御可能とする。これを実現するために、騒音を
制御するための騒音モードを用意する。ここでは、騒音
モードとして、「通常モード」、「低騒音モード」、
「中間モード」の3つモードを用意するものとし、操作
者は各モードを任意に選択することが可能である。もち
ろん、本発明は特定のモードの数によって限定されるも
のではない。各モードにおけるファンの回転および特定
のスキャン条件の制限は、HDD54に格納されている
騒音モードテーブルにより規定されている。操作者が騒
音モードを選択すると、選択されたモードに対応するモ
ード値が騒音モード記憶領域53aに記憶されるととも
に、騒音モードテーブルの内容に基づいて、各ファンコ
ントローラ15b、16b、17bによって、各ファン
15乃至17の回転が「高速」(例えば、4000rp
m)/「低速」(例えば、2000rpm)のいずれか
になるように制御される。そして、スキャン設定におい
て、特定のスキャン条件については、この騒音モードテ
ーブルに規定されている値以上の値を設定することがで
きないようにする。
図である。騒音モード記憶領域の内容“00”、“0
1”、“10”(いずれも2進値)は各々、通常モー
ド、中間モード、低騒音モードに対応している。通常モ
ードでは、各ファン15、16、17のすべてを「高
速」とし、設定可能な最大X線管電流は例えば440m
A、最大スキャン画像枚数は例えば120枚に規定され
る。中間モードでは、X線管冷却用ファン15を「高
速」、データ収集部冷却用ファン16および排気口用フ
ァン17を「低速」とし、設定可能な最大X線管電流は
例えば360mA、最大スキャン画像枚数は例えば60
枚に規定される。また、低騒音モードでは、各ファン1
5、16、17のすべてを「低速」とし、設定可能な最
大X線管電流は例えば300mA、最大スキャン画像枚
数は例えば35枚に規定される。このように、低騒音モ
ードを選択すると、各ファンは低速で駆動制御されるこ
とになるためスキャン能力が制限されるようにテーブル
の内容が規定されている。
の騒音を制御するための動作について、より詳しく説明
する。
4にインストールされている診断プログラムによりスキ
ャンを行うまでの処理の概略を示すフローチャートであ
る。電源を投入するとOSが起動し(ステップS1)、
その後、診断プログラムを起動する(ステップS2)。
診断プログラムの起動は自動的に行うようにしてよい
し、操作者からの要求によって起動させるようにしても
よい。診断プログラムは、ステップS3で、RAM53
の騒音モード記憶領域53aの内容をリセットする
(“00”(2進値)にセットする)。続いて、ステッ
プS4に進み、騒音モードテーブルを参照して、現在の
騒音モード(この場合はリセット直後であるから、“0
0”(2進値)に対応する通常モード)に対応する制御
内容に従い、各ファンを制御する。以上の処理を経てX
線CTシステムがスタンバイ状態となる。次に、ステッ
プS5で、診断プログラムは騒音制御プログラムをコー
ルする。なお、騒音制御プログラムはこのように診断プ
ログラムから自動的にコールされるが、使用者からの明
示的な要求によってもコールすることが可能である。騒
音制御プログラムが起動すると、ステップS6に進み、
騒音モードを設定する。続くステップS7では、騒音モ
ードテーブルを参照して、設定されたモードに対応する
制御内容に従い、各ファンを制御する。その後、スキャ
ン設定を行い(ステップS8)、スキャンを実行する
(ステップS9)。
設定について、詳しく説明する。
ーチャートである。ステップS5(図3を参照)で騒音
制御プログラムが起動すると、まずステップS601
で、騒音モードを選択する。このとき例えば、図6に示
すような騒音モード選択画面がCRT56に表示され
る。操作者はこの選択画面上で、マウス58またはキー
ボード57を使用して所望の騒音モードを選択すること
ができる。
た騒音モードが通常モードであるか否かを判定する。通
常モードであれば、ステップS603に進み、騒音モー
ド記憶領域53aに通常モードであることを示す“0
0”(2進値)を記憶して、騒音モード設定処理を終了
する。通常モードでなければ、ステップS604に進
み、選択された騒音モードが中間モードであるか否かを
判定する。ここで、中間モードであったときは、ステッ
プS605に進み、騒音モード記憶領域53aに中間モ
ードであることを示す“01”(2進値)を記憶して、
騒音モード設定処理を終了する。また、ステップS60
4の判定が中間モードでなければ、ステップS606に
進み、低騒音モードであるか否かを判定する。ここで、
低騒音モードであったときは、ステップS607に進
み、騒音モード記憶領域53aに低騒音モードであるこ
とを示す“10”(2進値)を記憶して、騒音モード設
定処理を終了する。また、ステップS606の判定が低
騒音モードでなければ、そのまま処理を終える。以上の
処理により騒音モードが選択され、その騒音モードが記
憶された。
処理について、詳しく説明する。
チャートである。まず、ステップS801で、現在の騒
音モードに対応するスキャン制約条件を騒音モードテー
ブルより読み出す。次に、ステップS802で、操作者
がスキャン条件を入力する。このとき例えば、図7に示
すようなスキャン設定画面がCRT56に表示され、操
作者は各項目毎に所望の数値を入力していく。次に、ス
テップS803で、入力されたスキャン条件のうち、ス
テップS801で読み出したスキャン制約条件に適合し
ないものがあるかどうかを判定する。適合しない入力値
がある場合には、ステップS804に進み、当該入力値
を例えば赤色等の目立つ色で表示して操作者に注意を促
し、ステップS802に戻る。操作者に注意を促すため
であるから、このように表示色を変えるもののほか、警
告音を発するようにしてもよいし、別の警告ウィンドウ
をポップアップ表示させるようにしてもよい。ステップ
S803において、スキャン制約条件に適合しない入力
値がなければ、ステップS805に進み、この入力値で
よければ、ステップS806に進み、修正の必要があれ
ばステップS802に戻る。ステップS806では、確
定したスキャン条件をRAM53に記憶して、このスキ
ャン設定処理を終える。
求によって、発生する騒音レベルを制御することが可能
である。また、騒音レベルの低く抑える場合には、各フ
ァンの回転数を低く設定することになるため、設定可能
なスキャン条件に制約が自動的に加えられるため、シス
テムの安全を確保することができる。
ントリ装置100に備えられているX線管冷却用ファン
15、データ収集部冷却用ファン16、および排気口用
ファン17の各々の回転数を制御する例であったが、排
気効率をよりいっそう高めるために排気口用ファン17
および排気口用ファンモータ17aを複数個備えるシス
テムにおいては、各排気口用ファン17の回転数ではな
く、動作させる排気口用ファン17の数量を制御するよ
うにしてもよい。このような排気口用ファン17を多数
備えるシステムにおいては、X線管冷却用ファン15、
データ収集部冷却用ファン16の制御は特に行わずに、
各排気口用ファン17の動作数量を制御するだけで十分
な効果を奏する。
あり、排気口用ファン17が15個設けられていること
を示している。図示はしないが、各排気口用ファン17
には対応する排気口用ファンモータ17aが設けられて
いる。このように多数の排気口用ファン17、排気口用
ファンモータ17aを備えるシステムに対しても、上記
した実施形態の如く、各ファンモータ17aに対して排
気口用ファンコントローラ17bを設け、回転数を制御
することが可能であることは理解できよう。しかしなが
ら、設けられるファンがこのように増えると、ファンの
回転数制御およびその設定が複雑になる。そこで、排気
口用ファン(排気口用ファンモータ)を小数のファンブ
ロック(ファンモータブロック)にグループ化して、フ
ァンブロック毎に動作のオン/オフを制御するようにす
る。
排気口用ファンモータ17aは、図9に示すように、両
端列にある計6個のファンモータからなる17a1と、
中央部の9個のファンモータからなるファンモータブロ
ック17a2とにグループ化する。そして、図示のよう
に、ファンモータブロック17a1は、リレーR1を介
して電源に接続されている。また、ファンモータブロッ
ク17a2は、リレーR2を介して電源に接続されてい
る。かかる構成によれば、リレーR1をONにするとフ
ァンモータブロック17a1に電源が供給され、対応す
る各ファンモータ17aが駆動する。リレーR1をOF
Fにすれば、ファンモータブロック17a1への電源は
遮断され、対応する各ファンモータ17aの駆動が停止
する。同様に、リレーR2をONにするとファンモータ
ブロック17a2に電源が供給され、対応する各ファン
モータ17aが駆動する。リレーR2をOFFにすれ
ば、ファンモータブロック17a2への電源は遮断さ
れ、対応する各ファンモータ17aの駆動が停止する。
合わせによって、例えば、「通常モード」と「低騒音モ
ード」の、2つのモードを用意することができる。図1
0は、この2つのモードの内容を示す騒音モードテーブ
ルの一例を示す図である。騒音モード記憶領域の内容
“0”、“1”(いずれも2進値)は各々、通常モー
ド、低騒音モードに対応している。通常モードでは、リ
レーR1、R2の両方をONとし、設定可能な最大X線
管電流は例えば440mA、最大スキャン画像枚数は例
えば120枚に規定することを示している。また、低騒
音モードでは、リレーR1をOFF、R2をONとし、
設定可能な最大X線管電流は例えば300mA、最大ス
キャン画像枚数は例えば35枚に制限することを示して
いる。
ータを3段階のモードで制御することを可能にするため
の、別の形態による接続図である。図11において、両
端列にある計6個のファンモータからなるファンモータ
ブロック17a1と、中央部の9個のファンモータのう
ち上端行および下端行にある計6個のファンモータから
なるファンモータブロック17a2と、中央部の9個の
ファンモータのうち中間行にある3個のファンモータか
らなるファンモータブロック17a3とにグループ化す
る。そして、図示のように、ファンモータブロック17
a1は、リレーR1を介して電源に接続され、ファンモ
ータブロック17a2は、リレーR2を介して電源に接
続されている。また、ファンモータブロック17a
3は、リレーR3を介して電源に接続されている。かか
る構成によれば図9と同様に、リレーR1乃至R3の各
々のON/OFFによって、対応するファンモータブロ
ックへの電源の供給/遮断を切り換え、各ファンモータ
の動作を制御することができる。
合わせによって、例えば、「通常モード」、「中間モー
ド」、および「低騒音モード」の、3つのモードを用意
することができる。図12は、この3つのモードの内容
を示す騒音モードテーブルの一例を示す図である。騒音
モード記憶領域の内容“00”、“01”、“10”
(いずれも2進値)は各々、通常モード、中間モード、
低騒音モードに対応している。通常モードでは、リレー
R1、R2、R3をいずれもONとし、設定可能な最大
X線管電流は例えば440mA、最大スキャン画像枚数
は例えば120枚に規定することを示す。中間モードで
は、リレーR1をOFF、R2およびR3をONとし、
設定可能な最大X線管電流は例えば360mA、最大ス
キャン画像枚数は例えば60枚に制限することを示す。
また、低騒音モードでは、リレーR 1およびR2をOF
F、R3をONとし、設定可能な最大X線管電流は例え
ば300mA、最大スキャン画像枚数は例えば35枚に
規定することを示す。
用して、図3乃至5に示した処理手順に従えば、リレー
のオン/オフ動作の組み合わせによる比較的簡単な構成
によって、本発明を実現することができる。
の制御のほとんどは操作コンソール200において行っ
た。操作コンソール200の構成自体は、汎用の情報処
理装置(ワークステーションやパーソナルコンピュータ
等)で実現できるものであるので、ソフトウェアを同装
置にインストールし、それでもって実現することも可能
である。
態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを
記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムある
いは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピ
ュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプロ
グラムコードを読み出し実行することによっても実現で
きるものである。この場合、記憶媒体から読み出された
プログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現
することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶
媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュー
タが読み出したプログラムコードを実行することによ
り、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、
そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上
で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実
際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前
述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
の記憶媒体には、先に説明した(図3乃至図5に示す)
フローチャートに対応するプログラムコードが格納され
ることになる。
システムの安全性を確保しながら、発生する騒音レベル
を制御することが可能なX線CTシステムおよびその操
作コンソール並びにそれらの制御方法および記憶媒体を
提供することができる。
である。
ンを行うまでの処理の概略を示すフローチャートであ
る。
フローチャートである。
ャートである。
ある。
続形態の一例を示す図である。
例を示す図である。
接続形態の一例を示す図である。
例を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 被検体に複数方向からX線を照射するス
キャンを行い、該被検体を透過した各方向からのX線よ
り得られる投影データに基づいて該被検体のX線断層像
を再構成するX線CTシステムであって、 該X線CTシステムを構成する所定の構成要素の近傍に
設けられる冷却用ファンと、 該冷却用ファンを制御する制御手段と、 を備え、 該制御手段は、 制御モードを指定する制御モード指定手段と、 該制御モード指定手段により指定された制御モードに応
じて、前記冷却用ファンの駆動を制御する駆動制御手段
と、 を備えることを特徴とするX線CTシステム。 - 【請求項2】 スキャン条件を設定するスキャン設定手
段を更に備え、 前記制御手段は、 前記制御モード指定手段により指定された制御モードに
応じて、前記スキャン設定手段における所定の前記スキ
ャン条件の設定可能範囲を規定する手段を更に備えるこ
とを特徴とする請求項1に記載のX線CTシステム。 - 【請求項3】 被検体に複数方向からX線を照射するス
キャンを行い、該被検体を透過した各方向からのX線よ
り得られる投影データに基づいて該被検体のX線断層像
を再構成するX線CTシステムの制御方法であって、 該X線CTシステムを構成する所定の構成要素の近傍に
設けられる冷却用ファンを制御する制御工程を備え、 該制御工程は、 制御モードを指定する制御モード指定工程と、 前記制御モード指定工程で指定された制御モードに応じ
て、前記冷却用ファンの駆動を制御する駆動制御工程
と、 を有することを特徴とするX線CTシステムの制御方
法。 - 【請求項4】 被検体に複数方向からX線を照射するス
キャンを行い、該被検体を透過した各方向からのX線よ
り得られる投影データに基づいて該被検体のX線断層像
を再構成するX線CTシステムの操作コンソールであっ
て、 該X線CTシステムを構成する所定の構成要素の近傍に
設けられる冷却用ファンと、 該冷却用ファンを制御する制御手段と、 を備え、 該制御手段は、 制御モードを指定する制御モード指定手段と、 該制御モード指定手段により指定された制御モードに応
じて、前記冷却用ファンの駆動を制御する駆動制御手段
と、 を備えることを特徴とするX線CTシステムの操作コン
ソール。 - 【請求項5】 被検体に複数方向からX線を照射するス
キャンを行い、該被検体を透過した各方向からのX線よ
り得られる投影データに基づいて該被検体のX線断層像
を再構成するX線CTシステムの操作コンソールの制御
方法であって、 該X線CTシステムを構成する所定の構成要素の近傍に
設けられる冷却用ファンを制御する制御工程を備え、 該制御工程は、 制御モードを指定する制御モード指定工程と、 前記制御モード指定工程で指定された制御モードに応じ
て、前記冷却用ファンの駆動を制御する駆動制御工程
と、 を有することを特徴とするX線CTシステムの操作コン
ソールの制御方法。 - 【請求項6】 被検体に複数方向からX線を照射するス
キャンを行い、該被検体を透過した各方向からのX線よ
り得られる投影データに基づいて該被検体のX線断層像
を再構成するX線CTシステムの操作コンソール用の制
御プログラムコードを格納する記憶媒体であって、 該X線CTシステムを構成する所定の構成要素の近傍に
設けられる冷却用ファンを制御する制御工程のプログラ
ムコードを備え、 該制御工程のプログラムコードは、 制御モードを指定する制御モード指定工程のプログラム
コードと、 前記制御モード指定工程で指定された制御モードに応じ
て、前記冷却用ファンの駆動を制御する駆動制御工程の
プログラムコードと、 を有することを特徴とする記憶媒体。
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