JP2006149619A - Ｘ線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検者の上腕等を固定することにより撮影ミスを防止すると共に、被検者支持部材によるＸ線吸収及び散乱線の発生を減少させ、被検者の被曝線量を低下させた、散乱線の少ない診断に優れた画像を得る。
【解決手段】 被検者Ｓは回転可能な回転テーブル１４に搭載されている支持椅子１５上に座り、支持椅子１５は被検者Ｓの背中に当接する背当部１７を有している。支持椅子１５とは独立して支柱１２が立設され、支柱１２の先端には水平支持板１９が取り付けられており、この水平支持板１９には回転自在な回転連結部２０を介して被検者Ｓが握る把持棒２１が取り付けられている。把持棒２１に従動軸２２を、背当部１７の上部に駆動杆２３を設けることにより、把持棒２１に加わる上下方向の力は支持椅子１５には伝達せず、回転駆動部１６からの回転力のみが把持棒２１に伝達される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検者側を回転移動させながら、被検者のＸ線画像を取得するＸ線画像撮影装置に関するものである。

従来から医療の分野において、被検者である患者に向けて体外周から放射線を照射し、被検者を透過した放射線を検出して画像信号に変換し、この画像信号を再構成処理することにより、被検者の三次元断面画像を構築するＣＴ装置（コンピューテットトモグラフィ装置）が使用されている。

この種のＣＴ装置においては、被検者を挟んで放射線源と放射線検出器が互いに対をなして構成され、被検者の仮想体軸を中心として被検者の周囲を螺旋状に回転移動しながら、多数の回転位置において透過放射線の強度を検出するヘリカルスキャンＣＴ方法が一般的である。

一方、近年では固定した放射線源と放射線検出器間において、被検者側を回転させることにより断層画像を得る方法も提案されている。しかしながら、このような撮影方法では例えば特許文献１に示すように、回転移動中に被検者の体動が生じないように、姿勢を安定させる必要があり、これに対する対応策を採用した装置が開示されている。

この特許文献１において開示されている装置は、撮影前又は撮影中に被検者から操作者へ情報を伝達できる手段及び操作者から被検者に撮影開始から撮影終了の期間を音声・映像で通知できる手段を有することにより、被検者の安定した画像を得られるようになっている。

被検者は回転検査中に遠心力で落下しそうになる等の異常事態が生じた場合には、自らが握る握持棒に設けられたスイッチを押すことにより、操作者に停止要求信号を発信することが可能とされている。また、被検者が座る回転椅子の背当部の上部にはアームを介して握持棒が取り付けられ、検査中に被検者はこの握持棒を握ることにより安定した姿勢を取ることができる。

同様に、撮影における被検者の体動を抑え、アーチファクトの少ないＸ線画像を得ることを目的とした被検者を支持する手段として、特許文献２の診断装置も考案されている。この特許文献２では、被検者の体表面に密着して被検者を支持するように流体を注入させる膨張体と、この膨張体への流体の注入、排出を制御する手段とを備えることにより、被検者を安全確実に固定するように構成している。

特開２０００−１１６６３５号公報 特開２０００−７０２６０号公報

しかしながら特許文献２における装置は、被検者の撮影対象部位である胸部や腹部を固定する手段については明記されているが、被検者の手、腕等の撮影対象部位よりも上方に位置する非撮影部位の固定手段については記述されていない。従って、例えば不時に被検者の腕が下がり、Ｘ線照射領域に入ってしまった場合には、画像の再構成に悪影響を及ぼし、適切な画像が得られなくなる虞れがあるため、被検者の手、腕を上部に位置させる手段が必要である。更には、支持していない手や腕又は頭部等が回転中に揺れることにより、その揺れが撮影対象部位である胸部、腹部に伝達して、撮影対象部位が動いて再構成に悪影響を及ぼす虞れもある。

一方、特許文献１においては、図４に示すように被検者の上方に被検者が自ら握る握持棒が設けられている。被検者ＳはＸ線管球１と撮影部２との間に配置され、駆動部３により回転軸Ｌを中心に回転する回転テーブル４上の回転椅子５上に座っており、この回転椅子５には背当部６が取り付けられ、この背当部６の上端にはアーム７を介して握持棒８が取り付けられている。被検者Ｓはこの握持棒８を握ることにより撮影に適した姿勢を取ることができる。

握持棒８に被検者Ｓが自重を加えると、握持棒８に加わる自重とアーム７の重量は、モーメントＭとして回転椅子５内のＸ線照射領域に相当する背当部６に作用することになるので、背当部６はこのモーメントＭに耐え得るように剛性を高めておく必要がある。

図５は上方から見た平面図を示し、回転テーブル４はＡ方向に回転する。画像の再構成を確実に行うため、被検者Ｓの撮影対象部位と共に背当部６は、回転椅子５による各回転位置において、Ｘ線照射領域内に収まる形状とする必要がある。

従って、従来のＸ線画像診断撮影装置では、上述のようにＸ線照射領域内にある背当部６の部材の剛性を強化する必要がある。背当部６が同一形状であれば、剛性を向上させるには厚みを増すか、或いは高剛性の部材を使用する必要がある。

しかしながら、背当部６の厚みを増したり高剛性の部材を用いると、吸収Ｘ線の増加、散乱線の増加を招き、画像に悪影響を与えることになる。更には、背当部６の吸収Ｘ線の増加は、被検者Ｓへの照射線量の増加を招き、被検者Ｓの被曝線量低減の観点からも好ましくない。

また図６に示すように、被検者Ｓが立位状態で撮影する場合に、支持部材である背当部９が板状で、上部に手、腕、頭部をベルト等により固定する形態であっても、背当部９の上部にモーメントＭが加わり、背当部６と同様にＸ線照射領域に相当する背当部９は剛性を高めておく必要があり、前述した従来例と同様の問題がある。

本発明の目的は、上述の問題点を解決し、被検者の非撮影対象部位を所定位置に位置させることにより、撮影ミスを未然に防止し、診断に優れた画像が得られるＸ線画像撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るＸ線画像撮影装置の技術的特徴は、Ｘ線管球とＸ線撮影部とを被検者を挟んで対向して配置し、被検者を回転テーブル上に位置させて回転させながらＸ線を照射することにより、被検者の断層像を撮影する被検者回転式Ｘ線ＣＴ装置において、前記回転テーブル上に設け、被検者の撮影対象部位をＸ線照射範囲内に位置決めする第１の支持部材と、該第１の支持部材の上方に設け被検者の非撮影対象部位を支持する第２の支持部材とを備え、該第２の支持部材は、前記回転テーブルの回転中心軸と同軸で回転可能な回転連結部を有し、前記第１の支持部材以外の構造体に固定したことにある。

本発明に係るＸ線画像撮影装置によれば、被検者の撮影対象部位を所定位置に支持した第１の支持部材に、非撮影対象部位を支持する第２の支持部材が負荷を加えることがなく、体動や撮影対象外の部位の侵入による撮影ミスを未然に防ぐと共に、撮影領域内にある第１の支持部材の厚みや強度を低減できるので、散乱線の発生を抑え診断に優れた画像が得られる効果がある。また、第１の支持部材によるＸ線吸収の低減により、被検者に照射されるＸ線の線量を低下させることが可能となる。

本発明を図１〜図３に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１における放射線撮影システムの側面図を示し、Ｘ線管球１１の前方に支柱１２に固定されたＸ線撮影部１３が配置されている。Ｘ線管球１１とＸ線撮影部１３との間には回転テーブル１４が構設され、回転テーブル１４上に被検者Ｓが座る支持椅子１５が設けられており、回転テーブル１４は回転駆動部１６により鉛直方向の回転軸Ｌを中心に３６０°回転可能とされている。

支持椅子１５には、被検者Ｓの背中に当接する背当部１７が一体的に設けられており、更に背当部１７には被検者Ｓの撮影対象部位Ｓａを背当部１７に密着させる手段として、Ｘ線吸収率の少ない素材から成る固定ベルト１８ａ、１８ｂが取り付けられている。背当部１７の水平断面は、幅方向に長い形状をしており回転方向に剛性を有している。

Ｘ線撮影部１３を固定した支柱１２の上端には水平支持板１９が水平方向に固定されていて、この水平支持板１９の先端下部には回転軸Ｌと同軸の回転軸Ｃを中心に回転可能な回転連結部２０が設けられ、この回転連結部２０に把持棒２１が取り付けられている。把持棒２１には従動軸２２が付設され、背当部１７の上端から上方に延在した駆動杆２３が連結されている。つまり、従動軸２２に開けられた図示しない孔部に、駆動杆２３を挿し込むことにより、把持棒２１に加わる上下方向の力は駆動杆２３には伝達することなく、また駆動杆２３からの回転テーブル１４の回転力のみが把持棒２１に伝達するようにされている。

また、Ｘ線管球１１にはＸ線発生装置２４の出力が接続されて、Ｘ線撮影部１３の出力は画像取込部２５を介して画像処理部２６に接続されている。更に、回転駆動部１６、Ｘ線発生装置２４、画像取込部２５はそれぞれ制御部２７に接続されている。

被検者Ｓは回転テーブル１４上の支持椅子１５に座り、背当部１７及びベルト１８ａ、１８ｂを用いて固定することにより、被検者Ｓの仮想体軸を回転軸Ｌと同軸とし、被検者Ｓの撮影対象部位Ｓａの動きを規制すると共に、支持椅子１５の上方の支持椅子１５と独立して支持されている把持棒２１を握ることにより、手、腕が撮影範囲に入ってしまうことを防止すると共に、体動を抑える役割をする。

把持棒２１は回転連結部２０により回転自在に接続されているので、被検者Ｓが把持棒２１を握った状態で回転テーブル１４による回転が始まると、回転テーブル１４上の支持椅子１５に座った被検者Ｓの回転に合わせて、駆動杆２３、従動軸２２を介して把持棒２１が滑らかに回転する。

制御部２７は回転信号により回転テーブル１４を回転させながら、Ｘ線発生装置２４を介してＸ線管球１１からＸ線を曝射する。制御部２７はこのＸ線曝射に同期して画像取込部２５を制御することにより、被検者Ｓの撮影対象部位Ｓａを透過したＸ線を、Ｘ線撮影部１３により被検者Ｓの体動による振れ等のない良好な画像データとして取り込むことができる。画像処理部２６では、被検者Ｓの３６０°の方向からの画像データを用いて三次元画像を構成する。

このように、被検者Ｓが把持棒２１に掛けた負荷、及び把持棒２１の重量は背当部１７に加わることなく、Ｘ線照射範囲外にある支柱１２に加わることになる。なお、把持棒２１の回転については、回転テーブル１４からの回転力のみを伝達する他の接続手段を用いてもよい。

これにより、背当部１７は従来の背当部と比較すると、遥かに剛性を低下させた構造とすることが可能となる。例えば、被検者Ｓの位置ずれを生じさせる背当部１７の撓みについて考慮すると、背当部１７の断面形状が矩形である場合には、撓み量は背当部１７の厚みの３乗に反比例する。モーメントと撓み量とは比例関係にあるので、撓み量が一定値以下となるように設計した場合には、モーメントを２０％減少させるのであれば、厚みを１／２に、３０％減少させるのであれば、厚みを１／３程度に薄くすることができる。

また、背当部１７を薄くすることにより、背当部１７におけるＸ線の吸収、背当部１７により生ずる散乱線を大幅に抑制することができ、このＸ線の吸収量の低下により被検者ＳへのＸ線照射線量を低く設定することが可能となり、被検者Ｓへの被曝線量を低減させる効果も得られる。

図２は実施例２における放射線撮影システムの側面図を示しており、実施例１と同一の部材には同一の符号を付している。回転テーブル１４には支持椅子１５が設けられ、この支持椅子１５の背当部１７ａはＸ線照射範囲外となるように低く設定され、背当部１７ａにはベルト１８が取り付けられている。

また、支柱１２の上端に設けた水平支持板１９の先端には、回転テーブル１４の回転中心Ｌと同軸の回転中心Ｃを中心に回転する回転連結部２０ａが挿通され、回転連結部２０ａの下端には上体支持部３１が取り付けられている。この上体支持部３１は顎受部３２、腕受部３３、ベルト３４を有し、更に回転連結部２０ａの上端には回転駆動部３５が取り付けられており、回転駆動部３５には制御部２７からの出力が接続されている。

本実施例２では、被検者Ｓの上腕を支持する保持機能を強化とすると共に、上体支持部３１を回転駆動部３５により回転テーブル１４と同期させて回転する構成とされている。

実施例１の支持椅子１５の上部背面には、被検者Ｓの背中と密着する背当部１７が設けられていたが、本実施例２の背当部１７ａにおいては、撮影対象部位Ｓａの撮影範囲の下端までの高さを有している。そして、支持椅子１５での被検者Ｓの保持構造を弱くした代りに、被検者Ｓに対する上体支持部３１による保持機能が強化されている。

被検者Ｓは支持椅子１５に座った状態において、顎部を顎受部３２に載せる。このように、顎受部３２に顎を載せると、被検者Ｓの頭部の重量が顎受部３２により支持され、頭部の動きが規制される。更に、顎受部３２の左右に設けられた腕受部３３に腕を載せ、ベルト３４を用いて固定する。このように、顎と腕が同時に保持固定されることにより、被検者Ｓの上体の動きが固定されると共に、撮影対象部位Ｓａの体動を抑えることができる。

回転連結部２０ａは水平支持板１９に対して回転駆動部３５により回転駆動され、この回転は制御部２７からの信号により回転テーブル１４と同期して回転するように制御される。これにより、上体支持部３１と支持椅子１５との位置は常に一定に保たれ、被検者Ｓの姿勢を安定させることができる。

本実施例２を実施例１と比較すると、上体支持部３１の重量及び上体支持部３１に加わる被検者Ｓの負荷は増加し、各部の強度を上げる必要があるが、水平支持板１９、支柱１２は共にＸ線照射範囲外にあり、補強への制約はなく十分に対応可能である。

このような構成により、撮影領域の後方に必要とした背当部を省略した構成が可能となる。また、実施例２のように背当部１７ａを完全に省略せず、或いは位置決めのための薄板状の背当部を設けた構成としたり、硬い外壁を有さない膨張体で覆う構成としたりしてもよい。これにより背当部を実施例１よりも吸収の少ない部材で構成とすることが可能となり、よりＸ線の吸収、散乱線を抑えた構造とすることができる。

なお実施例１、２では、座位状態で被検者Ｓを撮影する形態を示したが、図３の実施例３に示すように被検者Ｓを立位状態で撮影するとすることも可能である。

回転テーブル１４上には、被検者Ｓの撮影対象部位Ｓａに相当する高さの被検者Ｓが寄りかかる背部支持板４１が設けられており、被検者Ｓの撮影対象部位Ｓａを固定するベルト４２ａ、４２ｂが取り付けられている。一方、背部支持板４１の上方には上部支持板４３が天井部又は壁部により支持されている。即ち、天井部又は壁部には連結板４４が固定され、この連結板４４の下部に回転テーブル１４の回転中心Ｌと同軸の回転中心Ｃを中心に回転自在の回転連結部２０ｂが取り付けられ、この回転連結部２０ｂにより把持棒２１ａと上部支持板４３は吊り下げられている。

回転テーブル１４上で立位状態にある被検者Ｓは、回転テーブル１４上にベルト４２ａ、４２ｂを用いて背部支持板４１に密着状態となるように位置決めされる。把持棒２１ａに加わる負荷は、Ｘ線の照射範囲にある背部支持板４１に加わることのない構成とされており、背部支持板４１を軽量化するなどによりＸ線の吸収、背当てから出る散乱線を大幅に抑制することが可能となり、実施例１、２と同様の効果が得られる。

実施例１の構成図である。 実施例２の構成図である。 実施例３の構成図である。 従来例の構成図である。 従来例の平面図である。 他の従来例の構成図である。

符号の説明

１１ Ｘ線管球
１２ 支柱
１３ Ｘ線撮影部
１４ 回転テーブル
１５ 支持椅子
１６、３５ 回転駆動部
１７ 背当部
１９ 水平支持板
２０ 回転連結部
２１ 把持棒
２２ 従動軸
２３ 駆動杆
２７ 制御部
３１ 上体支持部
４１ 背部支持板

Claims (8)

1. Ｘ線管球とＸ線撮影部とを被検者を挟んで対向して配置し、被検者を回転テーブル上に位置させて回転させながらＸ線を照射することにより、被検者の断層像を撮影する被検者回転式Ｘ線ＣＴ装置において、前記回転テーブル上に設け、被検者の撮影対象部位をＸ線照射範囲内に位置決めする第１の支持部材と、該第１の支持部材の上方に設け被検者の非撮影対象部位を支持する第２の支持部材とを備え、該第２の支持部材は、前記回転テーブルの回転中心軸と同軸で回転可能な回転連結部を有し、前記第１の支持部材以外の構造体に固定したことを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記第２の支持部材を固定する構造体は、前記第２の支持部材の自重及び被検者が前記第２の支持部材にかける負荷を支持することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. 前記第２の支持部材は前記第１の支持部材に対して回転方向に連結し、上下方向には非連結としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線画像撮影装置。
4. 前記第２の支持部材は被検者が上方に挙げた少なくとも腕部を支持することを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載のＸ線画像撮影装置。
5. 前記回転連結部に把持棒又は固定ベルトを取り付けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載のＸ線画像撮影装置。
6. 前記回転連結部を駆動手段により前記回転テーブルと同期して回転させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つの請求項に記載のＸ線画像撮影装置。
7. 前記第１の支持部材は被検者に対する背当部とした請求項１〜６の何れか１つの請求項に記載のＸ線画像撮影装置。
8. 前記背当部の上方に、前記第２の支持部材により保持した第２の背当部を設けた請求項７に記載のＸ線画像撮影装置。

Images