JP2003522583A - 臨床スクリーニングｃｔシステム - Google Patents

臨床スクリーニングｃｔシステム

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Abstract

(57)【要約】 螺旋走査をさせるために、システムのガントリを画像化される対象物（４４）の周囲で回転させながら垂直に移動させるための垂直移動機構（３２，３５）を備えるコンピュータ断層撮影画像化システム（３１）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ［発明の技術分野］ 本発明は、医用診断画像化システムに関し、より詳細にはコンピュータ断層撮
影（ＣＴ）システム、とりわけ、患者および潜在的な患者に用いられるこのよう
なシステムに関する。
【０００２】 ［発明の背景］ 本発明は、患者の内部領域の画像を生成するためにＸ線放射を利用するＣＴス
キャンシステムに関する。当業者であれば、本発明は、品質保証などに用いられ
る産業用のＣＴシステムに関連する応用をも見出すことができることを理解でき
るであろう。
【０００３】 一般に、ＣＴシステムは、Ｘ線源と、Ｘ線が被験者または対象物を通過した後
にそれらのＸ線を検出するためのＸ線検出器とを備えている。第３世代ＣＴシス
テムとして知られているものにおいて、Ｘ線源とその関連の検出器は、被験者の
周囲を一緒に回転する。第４世代ＣＴシステムとして知られているものにおいて
、Ｘ線源は、検査中の被験者の周囲を回転する一方で、検出器は、固定され、画
像化される被験者を取り囲んでいる。
【０００４】 これまで、ＣＴシステムは、症候性のおよび病気の多い患者の詳細な研究のた
めに用いられてきた。しかしながら、今までよりもいっそう広い範囲にまで、ス
クリーニング検診と呼ばれる検診が、治療よりも予防であるという見解に基づい
て無症候性のおよび健康な患者になされている。この場合、もし患者の臓器の機
能不全を非常に早い段階で検出できれば、完全な治療の可能性がずっと高くなる
。早い段階で健康上の問題を発見する能力を提供するために、画像は、健康の問
題を示するように十分に詳細でなければならない。したがって、スクリーニング
検診は、理想的には、螺旋走査を用いての２次元および３次元の画像の取得をし
なければならない。
【０００５】 現在一般的には、螺旋走査を提供するシステムは、患者を水平に通過するＸ線
源を使用する。つまり、患者は、ベッドのような患者の支持物上で水平に配置さ
れ、Ｘ線源は、ベッドが水平に移動する間、患者とベッドの周囲を回転する。ベ
ッドに加えて患者の周囲を回転する必要性は、システムのサイズを大きくする。
また、Ｘ線源とその関連の装備品は、それぞれの回転の大部分で重力に逆らって
動作しており、そのためシステムは、よりパワーがあり頑丈な構成部品を必要と
する。これらの全ての構成部品が、ＣＴシステムのサイズとコストを増大させる
。
【０００６】 現在、主にスクリーニングのために設計され、かつ、それにもかかわらず螺旋
走査をするようなＣＴシステムとして提供されているものはない。理想的なスク
リーニングシステムは、比較的小さく費用が安いものでなければならず、したが
って、スクリーニング検診のほとんどが行われるメディカルセンターや診療所に
申し分なく適合するものでなければならない。潜在的な健康の問題の発見を最大
限まで強化することを確実にするために、ＣＴスクリーニング装置は、螺旋走査
を行うことができなければならない。
【０００７】 もちろん、スクリーニングに関して十分に費用が安いかどうかは別にして、サ
イズが縮小されていて、螺旋走査を含む走査を行うことができるＣＴシステムは
すべて有用となるであろう。
【０００８】 本明細書で記載されるシステムは、垂直方向での螺旋走査を行う。走査装置が
垂直の動きによって位置付けられるスキャンシステムは、以前より知られている
。しかしながらこのような走査システムは、垂直の走査について、およびシンプ
ルで洗練されたやり方で螺旋走査を提供していることについては間違いなく、教
えることや明らかにすることはなかった。ＣＴスキャンに関する垂直の位置付け
は、例えば、その内容がここで参照によって本明細書に組み込まれる、公開番号
WO91/07131で刊行されたPCT出願US90/05821に示されている。この先行技術の装
置は、患者の所望の場所でＣＴ画像を取得するために、スキャナを位置付けるた
めのスキャナの垂直の移動の能力を使用するが、それは垂直の移動の間の連続的
な走査のためではない。走査の間には移動は起こらない。
【０００９】 費用の安いＣＴＸ線スキャナの先行技術の例は、米国特許4,829,549に見出さ
れることになる。しかしながら、この特許のスキャナは、身体全体の走査は行わ
ない。それは、患者の手足または手足の一部分を画像化するように設計されてお
り、主に骨粗しょう症の発見のために使用される。この特許のシステムの走査部
品の垂直の動きは、走査構成部品の位置付けのためであり、走査の間移動は生じ
ない。
【００１０】 垂直の走査は、米国特許5,305,363に示されている。しかしながらこの特許は
、環状管の形状の独特のＸ線源の使用を教えている。この特許は、走査が水平方
向であるときの螺旋走査について教えているが、垂直方向で走査が行われるとき
の螺旋走査については教えていない。より詳細には、本発明の目的は費用の安い
ＣＴシステムを提供することなので、この‘３６７特許は正反対のことを教えて
いる。つまり、それは実際にはその独特の環状Ｘ線源を持ついっそう高価なＣＴ
システムを提供しており、したがってスクリーニングには全く経済的ではない。
【００１１】 ［発明の概要］ 本発明のいくつかの好ましい実施形態の側面は、より小さく、とりわけスクリ
ーニングに使用することができる極めて効率的なＣＴシステムを提供することで
ある。ＣＴシステムのサイズとコストを低減するために、通常、ＣＴスキャナに
付属の患者の支持物またはベッドは省かれ、垂直の走査が用いられる。
【００１２】 本発明のいくつかの好ましい実施形態の側面によれば、ＣＴスキャンシステム
は、Ｘ線源とそれに対向して配置された検出装置とを含んでいるガントリまたは
ＣＴリングを備える。被験者はリングの中央に座るかまたは立ち、そしてリング
は、螺旋走査を提供するために患者の周囲を回転しながら垂直に移動する。本発
明の側面によれば、垂直および回転の両方の動きである螺旋走査の動きは、Ｘ線
源とその関連の検出器によって行われる。
【００１３】 本発明のいくつかの実施形態の側面において、小さくて費用の安いＸ線管の電
源が用いられる。これは、患者と患者の間で細流充電され、走査の間、放電され
る。充電された電源が、回転し垂直に移動するＣＴリングに直接取り付けられる
ので、このような電源を用いるシステムでは、高電圧ケーブルはフレキシブルで
ある必要はない。したがって、高電圧の電源を細流充電する高電圧ケーブルは、
実際の走査の間、取り外され、走査と走査の合間にのみ接続される。
【００１４】 本発明のいくつかの好ましい実施形態の側面において、表示データは、走査の
間、移動するガントリ上の記憶装置に記録され、それにより、高価なデータ転送
装置の必要性がなくなる。ハードディスクのような記憶装置は、患者と患者の合
間で交換されるか、または患者と患者の合間で読み出すことができ、離れたコン
ソール上で再構成が行われる。離れたコンソールは、多種多様なスキャナに使用
することができ、つまり、離れたコンソールは日中は病院内で通常の患者のため
に用いることができ、そして夜には患者のスクリーニングに用いることができる
。
【００１５】 別の好ましい実施形態において、システムは移動スクリーニング車両に据え付
けられ、画像は中央の公共の健康診療所で再構成および評価される。その診療所
では、一つの高性能処理のワクステーションが、多種多様のそのような移動ユニ
ットにサービスを行うために据え付けられている。
【００１６】 したがって、好ましい実施形態は、費用が安く、小さなスペースしか占有せず
、重量が軽いが、効果的な螺旋走査を行うことができるＣＴシステムを提供する
。これらの有利な点は、多数の拠点を用いてスクリーニングを行うこと、または
移動ユニットの使用を理想的なものにする。
【００１７】 本発明の好ましい側面によれば、画像化される被験者を取り囲む中央の口径を
画定するガントリまたはＣＴリングを備えるコンピュータ断層撮影画像化システ
ムが提供される。少なくとも１つのＸ線源が、Ｘ線を放射するために前記ガント
リに取り付けられる。Ｘ線検出器もまた、被験者を通過したＸ線を検出するため
に、前記少なくとも一つのガントリと対向して配置されて、ガントリに取り付け
られる。ガントリは、垂直に伸び螺旋状に配置されたレール上を移動し、その結
果、Ｘ線源は、ガントリが垂直に伸び螺旋状に配置されたレール上を移動すると
きに、被験者の螺旋走査を提供するために螺旋を描くことになる。或いは、少な
くとも一つのＸ線源が、螺旋走査を提供するために患者の周囲を回転する間、ガ
ントリが垂直に移動する。
【００１８】 第３世代システムにおいて、検出器は、少なくとも一つのＸ線源に対向して取
り付けられ、被験者の周囲で少なくとも一つのＸ線源と共に回転するように配置
される。第４世代システムでは、少なくとも一つのＸ線源のみが回転する。検出
器は、被験者を取り囲むガントリに取り付けられる。
【００１９】 本発明の好ましい実施形態において、本発明の範囲内にある検出器は、シング
ルスライス、マルチスライス、または広い二次元検出器であり、螺旋走査の間、
画像化データを取得する。画像リコンストラクタ（reconstructor）が、画像化
データから画像を再構成するために提供され、表示手段が再構成された画像を表
示する。
【００２０】 したがって、本発明の好ましい実施形態によって提供されるのは、コンピュー
タ断層撮影（ＣＴ）画像化システムであって、画像化される対象物を取り囲む中
央の口径を画定するガントリと、Ｘ線を放射するための、前記ガントリに取り付
けられた少なくとも一つのＸ線源と、前記対象物を通過した、前記Ｘ線源からの
Ｘ線を検出するために前記ガントリに取り付けられたＸ線検出器と、螺旋走査を
させるために、前記少なくとも一つのＸ線源を、画像化される前記対象物の周囲
で回転させながら前記ガントリを垂直に移動させる螺旋移動機構と、を備える。
本発明の好ましい実施形態において、前記少なくとも一つのＸ線源は前記ガント
リに取り付けられ、また、前記螺旋移動機構は、垂直に伸び螺旋状に配置された
レールであって前記ガントリが該レールを進むときに前記対象物の螺旋走査を提
供するためのレールを備える。前記機構は、前記ガントリに取り付けられ、前記
ガントリと前記レールとを連結する連結ユニットを備えることが好ましい。前記
機構は、前記レール上にラックを備え、前記連結ユニットは前記ラックと噛み合
うギアを備えることが好ましい。好ましい実施形態において、前記ギアはモータ
式である。前記検出器は、前記螺旋走査の間、画像化データを取得するように配
置されていることが好ましい。
【００２１】 前記機構は、前記少なくとも一つのＸ線源と共に前記ガントリを垂直に移動さ
せるための垂直移動機構と、少なくとも一つのＸ線源が、前記ガントリが垂直に
移動する間、前記対象物の周囲で前記ガントリ内部で回転する回転移動機構とを
備える。さらに、前記Ｘ線検出器は、前記対象物を通過したＸ線を受けるために
前記少なくとも一つのＸ線源に対向して固定取り付けされていることが好ましい
。本発明の好ましい実施形態において、前記画像化データから画像を再構成する
画像コンストラクタ（constructor）と、前記再構成された画像を表示するモニ
タもまた提供される。
【００２２】 本発明の好ましい実施形態において、ＣＴ画像化システムは、中央画像データ
処理および表示センタでの画像の再構成を可能とするために、前記取得した画像
化データを受信する記憶装置を備える。前記記憶装置は前記ガントリに配置され
ていることが好ましい。さらに、パワーパックが、前記螺旋走査の間、前記ガン
トリ上の構成部品に電力を供給するために前記ガントリに取り付けられているこ
とが好ましい。また、前記パワーパックは、高電圧キャパシタを備えることが好
ましい意。前記パワーパックを未使用中に充電するための細流充電器が提供され
るのが好ましい。前記キャパシタは充電中は並列となり、使用中は直列となるの
が好ましい。
【００２３】 本発明の好ましい実施形態において、前記少なくとも一つのＸ線源は、前記ガ
ントリに取り付けられた１より大きな数のＸ線源を備える。前記少なくとも一つ
のＸ線源は、単一焦点スポットのＸ線源を備えることが好ましい。代替として、
前記少なくとも一つのＸ線源は、多焦点スポットを備える。
【００２４】 本発明の好ましい実施形態において、前記Ｘ線検出器は、単一列のＸ線検出器
を備える。代替として、前記Ｘ線検出器は、多数列のＸ線検出器を備える。前記
Ｘ線検出器は、二次元検出器アレイを備えることが好ましい。
【００２５】 さらに提供されるのは、コンピュータ断層撮影画像を提供するための方法であ
って、Ｘ線ビームを対象物に向け、前記対象物を通過したＸ線ビームを検出し、
且つ、螺旋走査をさせるために、前記Ｘ線ビームを、画像化される前記対象物の
周囲で回転させながら垂直に移動させることから成る。Ｘ線ビームは、固定の螺
旋経路上で動かされるのが好ましい。Ｘ線ビームは、螺旋走査を描くために垂直
に動かされながら回転されることが好ましい。また、Ｘ線ビームを移動させるた
めに重力が用いられることが好ましい。代替としてまたは追加として、Ｘ線ビー
ムを移動させるためのモータ式の装置が好ましい。
【００２６】 本発明の好ましい実施形態において、前記螺旋走査の間、画像化データが取得
される。画像が、画像化データから再構成され、再構成された画像が表示される
のが好ましい。画像データは記憶に転用され、中央画像化データ処理および表示
センタで画像を生成するために用いられることが好ましい。
【００２７】 本発明の好ましい実施形態において、前記Ｘ線ビームを前記対象物に向けるた
めに単一焦点スポットのＸ線源が使用される。代替として、前記Ｘ線ビームを対
象物に向けるために多焦点スポットのＸ線源が使用される。単一列のＸ線検出器
を備えるＸ線検出器が提供されるのが好ましい。さらに、多数列のＸ線検出器を
備えるＸ線検出器が提供されるのが好ましい。代替として、広い二次元検出器ア
レイが提供されるのが好ましい。
【００２８】 ［詳細な説明］ 図１に図示したＣＴシステム３１は、その軸が垂直に配置されて取り付けられ
たＣＴガントリまたはリング３２を備えている。ＣＴリングに取り付けられてい
るのは少なくとも一つのＸ線源３３と、３４で示された検出装置である。ＣＴリ
ング３２は、垂直に下方または上方に進むときに、その軸の周囲を回転するよう
に設計されている。
【００２９】 第３世代システムにおいて、少なくとも一つのＸ線源と、それに対向して配置
された検出器とは、被験者の周囲を共に回転するようにガントリに接続される。
第４世代システムにおいて、少なくとも一つのＸ線源は、被験者の周囲でガント
リと共に回転するようにガントリに連結され、恒久的に配置された検出器は被験
者を取り囲む。被験者または患者は、リング内に、好ましくはリングの軸と同一
の方向に配置される。図１において３６、３７および３８で示された複数の支持
物または支柱は、リングが垂直に移動しながら患者の周囲を回転するときにリン
グを支持する。特に、好ましい実施形態によれば、少なくとも一つのＸ線源は、
回転しないリング内で患者の周囲を回転する。しかしながら、回転するＸ線源を
持つリングは、垂直に移動する。第３世代システムにおいて、少なくとも一つの
Ｘ線源と、それに対向して配置された検出器の両方が、リングが垂直に移動する
間、リング内で移動する。第４世代システムにおいて、少なくとも一つのＸ線源
のみが、回転しないが垂直に移動するリング内で回転する。
【００３０】 本発明の好ましい実施形態によれば、支柱は、図１、４および４Ａにおいて３
５ａ、３５ｂおよび３５ｃで示されたギアボックスのようなギヤボックスのギア
と噛み合うラックを有する。ギアボックスは、ラック上でリング３２を支持する
ように、そしてそれによってリングが垂直に移動するように配置される。ギアボ
ックスはまた、円形のラックと噛み合うギアがそのラックを回転させるように配
置される。円形のラックは、少なくとも一つのＸ線源に取り付けられ、それによ
ってそのＸ線源はリングと一緒に回転する。或いは、少なくとも一つのＸ線源は
、回転するリング３２に取り付けられる。第３世代のシステムにおいて、検出器
３４もまた、円形のラックまたはＣＴリングに取り付けられ、それによって検出
器は少なくとも一つのＸ線源と共に回転する。
【００３１】 部屋４３は、ＣＴリング３２が垂直に動くときに患者を取り囲み保護している
。部屋の直径は、ＣＴリングの直径よりも小さい。システムは、ベース４１の上
に配置され、ベース４１を含んでいる。部屋へのドアは４２の位置に提供され、
部屋への出入りを可能にする。
【００３２】 複数のＸ線源を提供することも本発明の範囲であるが、システムがスクリーニ
ングのために用いられることになる場合には、本発明の最も費用の安い型が望ま
れるであろう。その型は、単一のＸ線源のみ有する型である。本発明の範囲内に
おいて、支柱３６、３７および３８を含むシステム３１全体を収容する外部の部
屋が提供されても良い。
【００３３】 図１Ａの実施形態において、３６ａ、３７ａおよび３８ａの位置に示された複
数の支柱が、螺旋状に伸びるレール４０ａを支持する。
【００３４】 リング３２ａは、被験者または患者に対する螺旋状の動きを行うために、患者
の周囲で回転する間、略垂直方向で移動するようにレール４２ａに取り付けられ
る。
【００３５】 図２は、図１または１Ａに関して記載しているように、回転しながら垂直に移
動し被験者４４の螺旋走査を提供する、少なくとも一つのＸ線源３３と検出器ア
レイ３４を図示している。螺旋走査の経路は、４６で示されており、通常は、単
一焦点の一つの発生源からのＸ線によって生成される。図２の検出器アレイ１１
は、単一列の検出器素子のみ持つように示されている。
【００３６】 図３もまた、図１および１Ａに関して記載されているように螺旋走査を図示し
ている。図３の型では、ユニットが提供されており、その中では、Ｘ線源３３ａ
は、１より多い焦点を持つＸ線管を含み、多数のＸ線ビームが管によって放射さ
れている。多数焦点のＸ線源の説明については、米国特許4,689,809を見て頂き
たい。多数焦点のＸ線源を使用するＣＴシステムの説明については、米国特許4,
637,040を見て頂きたい。上記特許のそれぞれの内容は、ここで、参照によって
本明細書に組み込まれる。単一の発生源が図には示されているが、その内容がこ
こで本明細書に組み込まれる米国特許5,966,422に説明されているような多数の
Ｘ線源を使用することは本発明の範囲内である。
【００３７】 改善されたＸ線源に加えて、システムの解像度を高める多数列の検出器を含む
、改善された検出器３４ａが示されている。このシステムは、より費用の高い型
のようであるが、実際には、Ｘ線管と電源のサイズを、してがって総コストを低
減するであろう。多数列の検出器の説明については、例えば、その内容がここで
参照によって本明細書に組み込まれる米国特許5,228,069を見て頂きたい。２つ
の焦点からのビームによって生成される被験者の周囲での螺旋走査の経路は、図
３において４６ａで示されている。
【００３８】 図４の平面図は、患者４４を取り囲むＣＴリング３２を示している。この表示
において、部屋４３は省かれている。Ｘ線源３３は、患者４４を通過したＸ線を
検出するために検出装置３４に対向して配置される。
【００３９】 第４世代システムにおいて、検出器は、患者を取り囲み、回転せず、Ｘ線源の
みが回転する。
【００４０】 図４の実施形態において、リング３２は、円形のレール４５に取り付けられる
。少なくとも一つのＸ線源３３は、リング３２に直接または円形のレール４５を
介して取り付けられる。この場合、少なくとも一つのＸ線源および検出器は、リ
ングと一緒に垂直に移動し、患者４４を通過するＸ線が患者の螺旋走査を行える
ように、垂直に移動するリングの内部で回転する。
【００４１】 図４Ａに示すように、円形のレール４５は、円形のレールに取り付けられた円
形のラック４５ａを備える。支柱３６−３９に取り付けられているのは、例えば
支柱３７と共に示されている垂直のラック４７のような垂直のラックである。重
力かモータのどちらかが、ラックのギアと噛み合っている駆動ギア４８が円形の
ラック４５を回転させる要因となる。螺旋走査をさせるため、円形のラック４５
そしてその結果としてリング３２は、リング３２の垂直のラック４７に沿っての
垂直の移動の間、回転する。
【００４２】 図５の平面図において、螺旋状に伸びるレール４０ａは、支柱３６ａ，３７ａ
，３８ａおよび３９ａに取り付けられている。ＣＴリング３２ａは、連結ユニッ
ト４９，５１，５２および５３を介してレールに取り付けられている。本発明の
好ましい側面において、レールは螺旋のラックを備え、連結ユニットは、ラック
と噛み合い螺旋のレールに沿ってガントリを進ませるモータ式のギアを備える。
或いは、連結ユニットは、重力がガントリを進ませる要因の力として用いられて
いるとき、ガントリの下降を制御するためのブレーキ機構を備える。重力が、螺
旋状の経路を提供するためにガントリをレールに沿って前進させる要因の力であ
るとき、ガントリは、手で引き上げられるか、または巻き上げ機が使用される。
【００４３】 図５Ａは、レール４０ａ上のＣＴリング３２ａの動きをコントロールするため
のラックとギア機構の側面図である。図５Ａに示されるように、ユニット５１の
ような連結ユニットは、モータ式のギア５６を備えている。ギア５６は、その軸
５７の周囲を回転し、レール４０ａ上のラック５４と噛み合う。モータ式のギア
は、パワーパックによって、または当業者に良く知られているようにブラシの使
用を通してパワーを供給される。
【００４４】 螺旋走査を描くようにＣＴスキャン構成部品を移動させることを目的として、
ギアおよびラック機構を説明したが、ここでの説明は模範的なものを意図してお
り限定を行うものではないことが認識されるべきである。
【００４５】 図６は、図１，４および４ＡのスクリーニングＣＴシステム３１の側面図を示
している。図１，４，４Ａおよび６の実施形態において、ＣＴリング３２は螺旋
状に配置されたレール上に載っていない。その代わりに、少なくとも一つのＸ線
源は、リングが矢印で示されるように垂直に移動する間、リング内で回転する。
第３世代システムに関しては、検出器３４はリング内で少なくとも一つのＸ線源
と共に回転する。第４世代システムにおいては、検出器は、実質的に被験者また
は患者４４を取り囲み、回転しない。
【００４６】 図６の実施形態において、円形のラック４５ａが取り付けられた円形のレール
４５は、ＣＴリング３２に取り付けられて示されている。ギアボックス３５のよ
うなギアボックスのギアは、支柱に取り付けられたラック４７のような垂直のラ
ックと噛み合っている。本発明の実施形態の好ましい側面では、重力が要因とな
って、ラックに、ギアボックス３５のようなギアボックスのギアを駆動させる。
それから、ギアボックスのギアが、円形のラック４５ａと噛み合う駆動ギア４８
を回転させ、少なくとも一つのＸ線源がリングが下降する間、回転するようにす
る。第３世代システムでは、検出器もまた、回転する円形のラック４５ａに取り
付けられた円形のラック４５に取り付けられる。レール４５およびラック４５ａ
は、レース６２内のベアリング６１のようなボールベアリング上に搭載される。
【００４７】 本発明の実施形態の別の好ましい側面において、ギアボックスは、ギアを駆動
する為にモータ式にされ、下降と同様に上昇についてもコントロールされた動き
が可能になる。モータによってギアが駆動されると、ＣＴリング３２が下降して
いる場合と同様に上昇している間、螺旋走査を達成することができる。
【００４８】 図６Ａは、図１Ａ，５および５ＡのスクリーニングＣＴシステムの側面図であ
る。それらの図面において、リング３２ａは、螺旋状に配置されたレール４０ａ
に載る。少なくとも一つのＸ線源３３ａおよび検出器３４ａは、患者４４を取り
囲むＣＴリングに取り付けられる。ＣＴリング３２ａがレール４０ａ上を移動す
るとき、リングおよび取り付けられた少なくとも一つのＸ線源は回転する。少な
くとも一つのＸ線源のレール上での垂直の動きと、患者の周囲での回転のコンビ
ネーションが、螺旋走査を行わせる。第３世代システムでは、検出器３４ａは、
少なくとも一つのＸ線源と一緒に回転する。螺旋状に配置されたレール４０ａと
、図５および５ａに関して説明されたＣＴリング３２ａとの間を連結するギアは
、連結ユニット５１で表されている。
【００４９】 図７は、システム３１および３１ａを示すブロック図である。ここでは、Ｘ線
源３３を有するＣＴリングまたはガントリ３２、および、Ｘ線源に対向して配置
された検出器機構３４が示されている。リングは、螺旋走査を生成するために、
垂直に移動する間、被験者の周囲を回転する。システムにコントロールおよびタ
イミングパルスを提供するためのシステムコントローラが６１で示されている。
高電圧電源が６２で示されている。本発明の１つの好ましい側面によれば、高電
圧電源は、６３で示されリング上に配置された、充電されたバッテリーパックま
たは高電圧キャパシタを備える。高電圧キャパシタは、当業者に知られているよ
うに、充電を行うために並列に接続され、また、使用するために直列に接続され
る。或いは、高電圧電源が、非常にフレキシブルなケーブルを介してリング３２
に恒久的に接続される。或いは、当業者に良く知られているやり方でブラシが使
用される。動きがモータ式になっている場合には、リングを支柱の一番上まで駆
動するためにモータパワーが使用される。ＣＴリング３２が上方に移動している
間と下方に移動している間の両方で、データ取得が行われる。
【００５０】 ガントリ移動システムが６４で示されている。それは、少なくとも一つのＸ線
源が、螺旋走査をさせるために回転する間、リングが重力によって垂直の方向で
移動しているときブレーキングを行う。重力によって垂直の動きがなされる場合
には、上昇装置がガントリを支柱の一番上に移動させるために提供され次の走査
の準備が整う。この上昇装置は、モータ式のブロックとすること、および、チェ
ーンとラチェットの滑車装置または手動操作のブロックとすることができる。モ
ータ式の垂直移動機構が使用される場合には、支柱の底部から頂上までの移動で
あるか、その逆であるかにかかわらず、リングの垂直の動きの間、表示データを
取得することができる。
【００５１】 データ取得はブロック６７で示されている。システムの好ましい実施形態にお
いて、画像処理が中央の場所で実行できるように、取得されたデータが記憶装置
５０に提供される。検出器３４は、Ｘ線が患者を通過した後にＸ線の強度を検出
する。このデータは、ブロック６７に集められ事前処理される。事前処理された
データは、ディスプレイ７１に画像を提供する為に、記憶装置６９と共に動作す
るブロック６８で示された画像再構成ブロックに提供される。
【００５２】 動作中、患者は部屋４３に入る。部屋４３では、患者は、リング３２の範囲内
の立った位置または座った位置で、静止させられ、支えられている。それから、
リングは、少なくとも一つのＸ線源と検出器が、螺旋走査をさせる為に回転する
間、螺旋状に配置されたレールに沿って、またはまっすぐな垂直の移動のどちら
かで、下方に向けて垂直に移動する。走査の間、データが収集される。データは
、良く知られたやり方で画像を再構成するために使用される。スクリーニングの
画像は、すぐに表示されるか、またはデータは記憶装置に記録され、記憶装置は
その後、例えば表示を提供するために中央の場所で処理される。
【００５３】 本発明の特定の実施形態についての前述したものは、例証および説明を目的と
して表現されたものである。実施形態は、網羅的であることを意図したものでは
なく、また、開示された厳密な形式に限定することを意図するものでもない。明
らかに、上記の説明に関する理解から様々な変更および変形が可能である。実施
形態は、当業者が発明、その様々な実施形態、および様々な変形例を、考えられ
る特定の使用に適切であるものとして最適に利用できるようにするために、発明
の主要部、およびその実際的な応用を最適に説明する目的で選択され記載された
。発明の範囲は、ここに追加された請求項およびその均等物によって定義される
。
【００５４】 “備える”、“含む”、“有する”等の用語およびその同根後は、本明細書で
使用されるとき、“非限定的に含む”ということを意味している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施形態の図である。
【図１Ａ】 本発明の別の好ましい実施形態の図である。
【図２】 Ｘ線源が単一焦点によってＸ線走査を提供する状態で、患者の螺旋走査を実行
する少なくとも一つのＸ線源および関連の検出器機構の図示である。
【図３】 検出器機構が多数列の検出器を備えている状態で、少なくとも一つのＸ線源お
よび関連の検出器機構が螺旋走査を実行し、前記少なくとも一つのＸ線源が複数
の焦点から発した複数のビームを提供することを示す図である。
【図４】 螺旋走査を実行するために垂直に移動しながら回転するガントリを持つＣＴシ
ステムの平面図である。
【図４Ａ】 螺旋を描くようにＣＴリングを垂直に移動させながら回転させるための、円形
で垂直のラックおよびギア機構の分離図である。
【図５】 本発明の好ましい実施形態による、螺旋走査をさせるために垂直に伸び螺旋状
に配置されたレールに沿って移動するガントリを有するＣＴシステムの平面図で
ある。
【図５Ａ】 ガントリを螺旋状に伸びたレールに接続し、それによりガントリに螺旋を描か
せるためのラックおよびギア機構の側面図である。
【図６】 少なくとも一つのＸ線源が螺旋走査をさせるために回転する間に垂直に移動す
るＣＴリングを示す側面図である。
【図６Ａ】 螺旋走査をさせるために垂直配置され螺旋状に伸びるレール上で移動するＣＴ
リングを示す側面図である。
【図７】 本発明のＣＴシステムの好ましい実施形態による、ＣＴリングおよび付随の制
御部、データ取得および処理サブシステムを示すブロック図である。
【符号の説明】
３１ ＣＴシステム ３２ リング ３３ Ｘ線源 ３４ 検出装置 ３６，３７，３８ 支柱 ４２ ドア ４３ 部屋
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年３月２５日（２００２．３．２５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像化される対象物を取り囲む中央の口径を画定するガント
    リと、 Ｘ線を放射するための、前記ガントリに取り付けられた少なくとも一つのＸ線
    源と、 前記対象物を通過した、前記少なくとも一つのＸ線源からのＸ線を検出するた
    めに前記ガントリに取り付けられたＸ線検出器と、 螺旋走査をさせるために、前記少なくとも一つのＸ線源を、画像化される前記
    対象物の周囲で回転させながら前記ガントリを垂直に移動させる螺旋移動機構と
    、 を備えるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像化システム。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも一つのＸ線源は、前記ガントリに取り付けら
    れている、請求項１に記載のＣＴ画像化システム。
  3. 【請求項３】 前記螺旋移動機構は、垂直に伸び螺旋状に配置されたレール
    であって前記ガントリが該レールを進むときに前記対象物の螺旋走査を提供する
    ためのレールを備える、請求項１または請求項２に記載のＣＴ画像化システム。
  4. 【請求項４】 前記機構は、前記ガントリに取り付けられ、前記ガントリと
    前記レールとを連結する連結ユニットを備える、請求項３に記載のＣＴ画像化シ
    ステム。
  5. 【請求項５】 前記機構は、前記レール上にラックを備え、前記連結ユニッ
    トは前記ラックと噛み合うギアを備える、請求項４に記載のＣＴ画像化システム
    。
  6. 【請求項６】 前記ギアはモータ式である、請求項５に記載のＣＴ画像化シ
    ステム。
  7. 【請求項７】 前記検出器は、前記螺旋走査の間、画像化データを取得する
    ように配置されている、請求項１から請求項５のいずれかに記載のＣＴ画像化シ
    ステム。
  8. 【請求項８】 前記機構は、 前記少なくとも一つのＸ線源と共に前記ガントリを垂直に移動させるための垂
    直移動機構を含み、 前記少なくとも一つのＸ線源は、前記ガントリが垂直に移動する間、前記対象
    物の周囲で前記ガントリ内部で回転している、請求項１に記載のＣＴ画像化シス
    テム。
  9. 【請求項９】 前記Ｘ線検出器は、前記対象物を通過したＸ線を受けるため
    に前記少なくとも一つのＸ線源に対向して固定取り付けされている、請求項１ま
    たは請求項８に記載のＣＴ画像化システム。
  10. 【請求項１０】 前記画像化データから画像を再構成する画像コンストラク
    タ（constructor）と、 前記再構成された画像を表示するモニタと、 を備える請求項７から請求項９のいずれかに記載のＣＴ画像化システム。
  11. 【請求項１１】 中央画像データ処理および表示センタでの画像の再構成を
    可能とするために、前記取得した画像化データを受信する記憶装置を備える、請
    求項７から請求項１０のいずれかに記載のＣＴ画像化システム。
  12. 【請求項１２】 前記記憶装置は前記ガントリに配置されている、請求項１
    １に記載のＣＴ画像化システム。
  13. 【請求項１３】 前記螺旋走査の間、前記ガントリ上の構成部品に電力を供
    給するための前記ガントリに取り付けられたパワーパックを備える、請求項１か
    ら請求項１２のいずれかに記載のＣＴ画像化システム。
  14. 【請求項１４】 前記パワーパックは、高電圧キャパシタを備える、請求項
    １３に記載のＣＴ画像化システム。
  15. 【請求項１５】 前記パワーパックを未使用中に充電するための細流充電器
    を備える、請求項１３または請求項１４に記載のＣＴ画像化システム。
  16. 【請求項１６】 前記キャパシタは充電中は並列となり、使用中は直列とな
    る、請求項１５に記載のＣＴ画像化システム。
  17. 【請求項１７】 前記少なくとも一つのＸ線源は、前記ガントリに取り付け
    られた１より大きな数のＸ線源を備える、請求項１６に記載のＣＴ画像化システ
    ム。
  18. 【請求項１８】 前記少なくとも一つのＸ線源は、単一焦点スポットのＸ線
    源を備える、請求項１から請求項１７のいずれかに記載のＣＴ画像化システム。
  19. 【請求項１９】 前記少なくとも一つのＸ線源は、多焦点スポットのＸ線源
    を備える、請求項１から請求項１８のいずれかに記載のＣＴ画像化システム。
  20. 【請求項２０】 前記Ｘ線検出器は、単一列のＸ線検出器を備える、請求項
    １から請求項１９のいずれかに記載のＣＴ画像化システム。
  21. 【請求項２１】 前記Ｘ線検出器は、多数列のＸ線検出器を備える、請求項
    １から請求項１９のいずれかに記載のＣＴ画像化システム。
  22. 【請求項２２】 前記Ｘ線検出器は、二次元検出器アレイを備える、請求項
    １から請求項１９のいずれかに記載のＣＴ画像化システム。
  23. 【請求項２３】 Ｘ線ビームを対象物に向け、 前記対象物を通過したＸ線ビームを検出し、且つ、 螺旋走査をさせるために、前記Ｘ線ビームを、画像化される前記対象物の周囲
    で回転させながら垂直に移動させることから成る、 コンピュータ断層撮影画像を提供するための方法。
  24. 【請求項２４】 前記Ｘ線ビームを固定の螺旋経路上で移動させる、請求項
    ２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 螺旋走査を描くために前記Ｘ線ビームを垂直に移動させな
    がら前記Ｘ線ビームを回転させる、請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記Ｘ線ビームを移動させるために重力を用いること、を
    含む請求項２３から請求項２５のいずれかに記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記Ｘ線ビームを移動させるためにモータ式の装置を使用
    すること、を含む請求項２３から請求項２５のいずれかに記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記螺旋走査の間、画像化データを取得することを含む、
    請求項２３から請求項２７のいずれかに記載のＣＴ画像化方法。
  29. 【請求項２９】 前記画像化データから画像を再構成すること、および、 前記再構成された画像を表示すること、 を含む請求項２８に記載のＣＴ画像化方法。
  30. 【請求項３０】 前記画像化データを記憶すること、および、前記記憶され
    た画像化データを用いて中央画像化データ処理および表示センタで画像を生成す
    ること、を含む請求項２８に記載のＣＴ画像化方法。
  31. 【請求項３１】 前記Ｘ線ビームを前記対象物に向けるために単一焦点スポ
    ットのＸ線源を使用すること、を含む請求項２３から請求項３０のいずれかに記
    載のＣＴ画像化方法。
  32. 【請求項３２】 前記Ｘ線ビームを前記対象物に向けるために多焦点スポッ
    トのＸ線源を使用すること、を含む請求項２３から請求項３１のいずれかに記載
    のＣＴ画像化方法。
  33. 【請求項３３】 単一列のＸ線検出器を備えるＸ線検出器を使用すること、
    を含む請求項２３から請求項３２のいずれかに記載のＣＴ画像化方法。
  34. 【請求項３４】 多数列のＸ線検出器を備えるＸ線検出器を使用すること、
    を含む請求項２３から請求項３２のいずれかに記載のＣＴ画像化方法。
  35. 【請求項３５】 広い二次元検出器アレイを使用すること、を含む請求項２
    ３から請求項３２のいずれかに記載のＣＴ画像化方法。
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