JP2008018249A6 - X線複合診断システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 設置面積を狭くするとともに、患者の負担を少なくするX線CR装置(103)およびX線CT装置(101)が組み込まれたX線複合診断システム(100)を提供する。
【解決手段】X線複合診断システム(100)は、第一および第二X線管(125、127)に電源を供給する一つの電源供給部(121)と、被検体に第一X線管からX線を照射して、X線透過画像を取得するX線撮影部(103)と、被検体に第二X線管からX線を照射して、透過した投影データを収集し画像再構成を行って断層像を表示するX線CT部(101)と、X線撮影部とX線CT部とを制御する一つの制御コンソール(50)とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】X線複合診断システム(100)は、第一および第二X線管(125、127)に電源を供給する一つの電源供給部(121)と、被検体に第一X線管からX線を照射して、X線透過画像を取得するX線撮影部(103)と、被検体に第二X線管からX線を照射して、透過した投影データを収集し画像再構成を行って断層像を表示するX線CT部(101)と、X線撮影部とX線CT部とを制御する一つの制御コンソール(50)とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、X線撮影装置および医療用X線CT(Computed Tomography)装置が組み込まれたX線複合診断システムに関する。
患者の診断に際して、患者の病気またはケガの状態に応じてX線撮影装置(以下、X線CR(Computed Radiography)装置という)によりX線透過画像を撮影したり、X線CT装置により投影データを収集して断層像を表示したりする。このため病院は、それぞれの装置を別々に備えてなければならなかった。そのため費用がかかるとともに、設置面積も大きくなるという弊害があった。
さらに、X線CR装置によりX線透過画像を撮影した後、ある患者に対しては、さらにX線CT装置により断層像を確認しなければならない状況が生じる場合がある。このような場合、患者は、別の部屋へ移動しなくてはならず患者に負担をかけることになっていた。
特開平8−280666号公報
患者数があまり大きくない中小の病院などでは、少ない費用で効率よく患者を診断したい要望が高く、また維持コストも少なくしたい要求は大きくなっている。
そこで、本発明の目的は、設置面積を狭くするとともに、患者の負担を少なくするX線CR装置およびX線CT装置が組み込まれたX線複合診断システムを提供することである。
そこで、本発明の目的は、設置面積を狭くするとともに、患者の負担を少なくするX線CR装置およびX線CT装置が組み込まれたX線複合診断システムを提供することである。
本発明は、X線CR装置およびX線CT装置を単に同じ場所に配置するのではなく、できるだけ共用できる部材または装置を一つで済ますようにして、設置面積を少なくするようにする。また、部材または装置を共用化したことにより、製造コストおよび維持コストを下げるようにする。さらに、X線CR装置とX線CT装置とに電源供給部を一つにしたことにより、それぞれのX線管のオーバーヒート対策を施して、X線管の寿命を延ばして維持コストを下げるようにする。
第1の観点では、本発明のX線複合診断システムは、第一線管を持つX線CR装置と第二線管を持つX線CT装置に電源を供給する一つの電源供給部と、被検体に第一X線管からX線を照射して、X線透過画像を取得するX線撮影部と、被検体に第二X線管からX線を照射して、透過した投影データを収集し画像再構成を行って断層像を取得するX線CT部と、X線撮影部とX線CT部とを制御する一つの制御コンソールとを備える。
この第1の観点におけるX線複合診断システムでは、一つの電源供給部と一つの制御コンソールとで、X線撮影部とX線CT部とを駆動することができるため、それぞれ別々に用意する場合よりも安く用意することができ、また設置面積を狭くすることができる。患者にとっては、透過画像を撮影するX線撮影とCTスキャン撮影のために別々の部屋に移動する必要がないので患者への負担も軽くなる。
この第1の観点におけるX線複合診断システムでは、一つの電源供給部と一つの制御コンソールとで、X線撮影部とX線CT部とを駆動することができるため、それぞれ別々に用意する場合よりも安く用意することができ、また設置面積を狭くすることができる。患者にとっては、透過画像を撮影するX線撮影とCTスキャン撮影のために別々の部屋に移動する必要がないので患者への負担も軽くなる。
第2の観点では、本発明のX線複合診断システムは、被検体を載置し、被検体に対して第一X線管からのX線照射および第二X線管からのX線照射に共用可能な一つのクレードルをさらに備える。
この第2の観点におけるX線複合診断システムでは、一つのクレードルをX線撮影部とX線CT部とに使用するため設置面積を狭くすることができる。患者がクレードルに横になっている状態で、透過画像を得るX線撮影を行った後、操作者がさらにCT画像と判断した際でも、患者はクレードルから動く必要がない。
この第2の観点におけるX線複合診断システムでは、一つのクレードルをX線撮影部とX線CT部とに使用するため設置面積を狭くすることができる。患者がクレードルに横になっている状態で、透過画像を得るX線撮影を行った後、操作者がさらにCT画像と判断した際でも、患者はクレードルから動く必要がない。
第3の観点では、本発明のX線撮影部は、X線透過画像を取得する第一X線検出器を備え、第一X線検出器がクレードル内に配置されている。
この第3の観点におけるX線複合診断システムでは、第一X線検出器がクレードル内に配置されている。このため、空間スペースが広がりX線複合診断システムの使い勝手がよくなる。
この第3の観点におけるX線複合診断システムでは、第一X線検出器がクレードル内に配置されている。このため、空間スペースが広がりX線複合診断システムの使い勝手がよくなる。
第4の観点では、本発明の第一X線検出器は、前記クレードル内を移動可能である。
この第4の観点におけるX線複合診断システムでは、第一X線検出器がクレードル内で移動できるので、患者の撮影部位に応じて第一X線検出器を移動させ、患者が動くことなく必要な部位の撮影が可能となる。
この第4の観点におけるX線複合診断システムでは、第一X線検出器がクレードル内で移動できるので、患者の撮影部位に応じて第一X線検出器を移動させ、患者が動くことなく必要な部位の撮影が可能となる。
第5の観点では、本発明のX線複合診断システムは、クレードルが屈曲可能な構造である。
この第5の観点におけるX線複合診断システムでは、患者に負担をかけない体位で、X線透過画像を得ることができる。
この第5の観点におけるX線複合診断システムでは、患者に負担をかけない体位で、X線透過画像を得ることができる。
第6の観点では、本発明のX線複合診断システムは、クレードルが被検体の軸方向に移動可能であるとともに軸方向と直交する垂直方向に移動可能である。
この第6の観点におけるX線複合診断システムでは、クレードルを垂直にすることができるため、患者に負担をかけない体位で、X線透過画像を得ることができる。
この第6の観点におけるX線複合診断システムでは、クレードルを垂直にすることができるため、患者に負担をかけない体位で、X線透過画像を得ることができる。
第7の観点では、本発明の制御コンソールは、X線撮影部によるX線透過画像を取得し、その後X線CT部により投影データを収集する第一モードと、X線CT部により投影データを収集し、その後X線撮影部によるX線透過画像を取得する第二モードと、X線撮影部によりX線透過画像を取得する第三モードと、X線CT装置により投影データを取得する第四モードを有する。
この第7の観点におけるX線複合診断システムでは、たとえば患者がクレードルに横になっている状態で移動することなく、透過画像を得るX線撮影を行った後CT画像を撮影することができる。また、CT画像を撮影した後に透過画像を得るX線撮影を行うことも可能である。
この第7の観点におけるX線複合診断システムでは、たとえば患者がクレードルに横になっている状態で移動することなく、透過画像を得るX線撮影を行った後CT画像を撮影することができる。また、CT画像を撮影した後に透過画像を得るX線撮影を行うことも可能である。
第8の観点では、本発明の制御コンソールは、第一X線管および第二X線管の温度上昇をそれぞれ予測し、予め定められた閾値を超える温度となるようなそれぞれのX線管からの照射がなされないように制御を行う。
この第8の観点におけるX線複合診断システムでは、許容温度以上で第一X線管および第二X線管を動作させることがないので、第一X線管および第二X線管の故障を少なくし、また寿命を長くすることができる。
この第8の観点におけるX線複合診断システムでは、許容温度以上で第一X線管および第二X線管を動作させることがないので、第一X線管および第二X線管の故障を少なくし、また寿命を長くすることができる。
第9の観点では、本発明の制御コンソールは、予測された温度上昇が予め定められた閾値を超えた場合、第一X線管または第二X線管の照射条件変更を提示する。
この第9の観点におけるX線複合診断システムでは、許容温度以上で第一X線管および第二X線管を動作させない状態で撮影できるように、操作者に変更できる照射条件を表示する。このため、操作者が提示された照射条件で撮影ができるようであれば、撮影を継続することができる。
この第9の観点におけるX線複合診断システムでは、許容温度以上で第一X線管および第二X線管を動作させない状態で撮影できるように、操作者に変更できる照射条件を表示する。このため、操作者が提示された照射条件で撮影ができるようであれば、撮影を継続することができる。
本発明のX線複合診断システムによれば、電源供給部および制御コンソールなどを共用して、設置面積を少なくすることができる。また、部材または装置を共用化したことにより、製造コストおよび維持コストを下げることができる。
<<第一実施例>>
<X線複合診断装置の全体構成>
図1は、第一実施例のX線複合診断装置100の構成を示す斜視図である。大別して、本装置は、操作コンソール50と、被検体の断層像を得るためにX線投影データを取得するCT部つまりガントリ101と、X線電源供給部121と、被検体のX線透過画像を得るCR(Computed Radiography:デジタルX線画像撮影)部103とを有する。操作コンソール50は、ガントリ101から転送されてきたデータに基づいてX線断層像を再構成し、X線断層像を表示する。また、操作コンソール50は、フラットパネル検出器137から転送されてきたデータに基づいてX線透過画像を表示する。X線電源供給部121は、ガントリ101に設けられたX線管125(図2を参照)とCR部103のX線管127とに電源を供給するようになっている。ガントリ101は、CT装置によりX線投影データを収集し、被検体の断層像を取得する。CR部103は、被検体のX線画像を収集するデジタルX線画像撮影装置である。
<X線複合診断装置の全体構成>
図1は、第一実施例のX線複合診断装置100の構成を示す斜視図である。大別して、本装置は、操作コンソール50と、被検体の断層像を得るためにX線投影データを取得するCT部つまりガントリ101と、X線電源供給部121と、被検体のX線透過画像を得るCR(Computed Radiography:デジタルX線画像撮影)部103とを有する。操作コンソール50は、ガントリ101から転送されてきたデータに基づいてX線断層像を再構成し、X線断層像を表示する。また、操作コンソール50は、フラットパネル検出器137から転送されてきたデータに基づいてX線透過画像を表示する。X線電源供給部121は、ガントリ101に設けられたX線管125(図2を参照)とCR部103のX線管127とに電源を供給するようになっている。ガントリ101は、CT装置によりX線投影データを収集し、被検体の断層像を取得する。CR部103は、被検体のX線画像を収集するデジタルX線画像撮影装置である。
X線複合診断装置100は、すべてを同一の室内に配置する必要はない。たとえば、患者である被検体が入る診察室にガントリ101とCR部103とを配置し、操作コンソール50を放射線技師用の操作室に配置してもよい。さらに、X線CR装置とX線CT装置に電源を供給するX線電源供給部121は、診察室または操作室のスペースを確保するために地下室に配置してもよい。
クレードル110は、第一クレードル111と、第一クレードル111のZ軸方向(図1のZ方向の矢印に示される方向)に第二クレードル114が設けられている。クレードル111は、被検体を上に横たえられた状態でガントリ101側へ移動可能となっているとともに、第一クレードル111は第二クレードル駆動部115によりガントリ110方向に移動可能になっている。第二クレードル114は第二クレードル駆動部116により、矢印Yに示されるY軸方向(以下、この方向を“Y軸方向”または“+Y軸方向”とする)とに移動可能になっているとともに、第二クレードル114を傾けることができるようになっている。また、CR部103は、第一クレードル111から第二クレードル114にかけての側部に配置されている。
図2は、実施形態におけるX線複合診断装置100の構成を示すブロック図である。ガントリ101およびCR部103は、それらの制御を行うCT&CR制御部140を備えており、以下に説明する各種装置が接続されている。
ガントリ101の内部には、X線発生源であるX線管125、X線管125に接続されたX線管コントローラ123、X線の照射範囲を制限する不図示のコリメータ、コリメータの開口幅を調整する制御モータなどが設けられている。コリメータを通過したX線は、ガントリ101の回転方向に沿うファン状のX線ビーム、つまりファンビームを形成する。
また、ガントリ101の内部には、通常60°前後のファン角に依存した長さにわたる複数の検出器がエレメント方向、つまりZ軸方向に多数列に並んだ検出チャンネルを有するX線検出部133が設けられている。X線検出部133は、たとえばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成される。
ガントリ101は、検出チャンネルの出力を投影データとして収集する複数のデータ収集部(DAS:Data Acquisition System)135を備える。データ収集部135は、1個又は複数(たとえば4個,8個,16個又は32個)から構成され、X線検出部133に接続されている。たとえば、一般に4DASと呼ばれる4個のデータ収集部135を有しているものは、エレメント方向に並んだ4列の検出チャンネルからなり、X線管125が一回転する間にスライス画像を4枚取得することができる。X線管125とX線検出部133とは、互いに空洞部を挟んで、すなわち、被検体を挟んで対向する位置に設けられている。そして、X線管125とX線検出部133とは、対向する位置関係が維持された状態で被検体の周りを回転するようにガントリ回転部130に設けられている。ガントリ回転部130には回転モータ131及び回転モータドライバ132が接続されており、ガントリ回転部130は、回転モータドライバ132により、必要な速度に応じて一回転するように制御されている。
なお、X線複合診断装置100は、360°分の投影データからの再構成を前提としたフルスキャンモードと、180°+ファン角分の投影データからの再構成を前提としたハーフスキャンモードとを用意し、ユーザが任意に選択できるようになっている。フルスキャンモードによれば高品質の断層像を再構成することが可能であり、ハーフスキャンモードによれば断層像の画質を若干犠牲にするかわりに、スキャンスピードを稼ぐことができ、その分被検体に対する被曝量を低減させることにもなるというメリットがある。
CR部103には、X線発生源であるX線管127、X線管127に接続されたX線管コントローラ123、X線の照射範囲を制限するための開口を有するコリメータ(不図示)が設けられている。X線管127からのX線を受光するフラットパネル検出器137が設けられている。フラットパネル検出器137は、その内部に、たとえばシンチレータとCCD、MOSまたはC−MOSセンサなどのセンサとから構成される二次元パネルセンサを含んでいる。
CR部103のX線管127およびフラットパネル検出器137は、被検体の体位(立位、座位もしくは臥位)、または被検体の撮影部位に応じて、X線管127およびフラットパネル検出器137の位置を六自由度変更することができる。このためCR部103にはCR回転モータ138及びCR回転モータドライバ139が接続されている。
被検体は第一クレードル111上に横たえられた状態で被検体の体軸方向つまりZ軸方向に、クレードルモータ112によって移動される。このクレードルモータ112はクレードルモータドライバ113によって駆動される。また、第一クレードル111と接続される第二クレードル114(図1など参照)も設けられ、不図示のモ−タおよびモ−タドライバによって駆動される。
さらに、必要であれば、被検体の心拍状態を確認するために、心拍運動を電気信号に変換する心電計を被検体に装着してもよい。そして、心電計の信号をCT&CR制御部140に送れば、心拍状態に応じてX線照射をすることができる。
CT&CR制御部140は、操作コンソール50と互いに通信を行うように接続されている。操作コンソール50の指令に基づいて、X線管コントローラ123、クレードルモータドライバ113、開口制御モータドライバ122、回転モータドライバ132などに対し、各種制御信号を出力することになる。データ収集部135で収集されたデータは、操作コンソール50に送出され画像の再構成が行われ、断層像が表示される。またフラットパネル検出器137で収集されたデータも操作コンソール50に送出され透過画像が表示される。
操作コンソール50は、いわゆるワークステーションであり、図示するように、ブートプログラム等を記憶しているROM52、主記憶装置として機能するRAM53をはじめ装置全体の制御を行うCPU54を備える。
ハードディスク装置51は、ここにオペレーティングシステムのほか、ガントリ101およびCR部103に各種指示を与えたり、フラットパネル検出器137より受信したデータに基づいて透過画像を表示したりするための画像処理プログラム、データ収集部135より受信したデータに基づいてX線断層像を再構成したり、表示したりするための画像処理プログラムが格納されている。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、イメージデータ等を展開することでモニター56に表示させることができる。各種操作は、キーボード57およびマウス58で行う。
<CR部103の構成>
図3は、CR部103の構成を示す斜視図である。CR部103のフレームは、回転支柱104と回転支柱104の上端部に設けられた旋回アーム105と、旋回アーム105から釣り下がった伸縮アーム107とから構成されている。伸縮アーム107の端部にはX線管127が、ボールジョイント機構によって回転可能に設けられている。また、回転支柱104と中間部には、フラットパネル検出器137が上下に移動且つ回転可能に設けられている。このため、被検体の体位または被検体の撮影部位に応じて、いろんな角度からX線の透過画像を得ることができるようになっている。
図3は、CR部103の構成を示す斜視図である。CR部103のフレームは、回転支柱104と回転支柱104の上端部に設けられた旋回アーム105と、旋回アーム105から釣り下がった伸縮アーム107とから構成されている。伸縮アーム107の端部にはX線管127が、ボールジョイント機構によって回転可能に設けられている。また、回転支柱104と中間部には、フラットパネル検出器137が上下に移動且つ回転可能に設けられている。このため、被検体の体位または被検体の撮影部位に応じて、いろんな角度からX線の透過画像を得ることができるようになっている。
<クレードルの構成>
図4Aおよび図4Bは、クレードル110の構成を示す斜視図である。第一クレードル111の端部と第二クレードル114の端部とは、互いに接続されておらず、単に接しているのみである。このため第一クレードル111単独で、Z軸方向に移動することが可能であり、第二クレードル単独で移動可能である。第二クレードルは第二クレードル駆動部116により駆動アーム118が伸縮自在になっており、第二クレードル114を傾けることができるようになっている。また、駆動アーム118の先端には駆動モータが備えられており、第二クレードル114をZ軸方向に移動することも可能である。
図4Aおよび図4Bは、クレードル110の構成を示す斜視図である。第一クレードル111の端部と第二クレードル114の端部とは、互いに接続されておらず、単に接しているのみである。このため第一クレードル111単独で、Z軸方向に移動することが可能であり、第二クレードル単独で移動可能である。第二クレードルは第二クレードル駆動部116により駆動アーム118が伸縮自在になっており、第二クレードル114を傾けることができるようになっている。また、駆動アーム118の先端には駆動モータが備えられており、第二クレードル114をZ軸方向に移動することも可能である。
第一クレードル111は一般の被検体であればほとんど問題なく横になれる十分な長さである。第二クレードル114も第一クレードル111の補助的な役目となる十分な長さがある。第一クレードル111の端部と第二クレードル114の端部とには、不図示の接触センサが取り付けられており、患者である被検体が挟まったりしないように安全対策が施されている。第一クレードル111および第二クレードル114はともにX線を透過しやすいプラスチック材から構成される。
<第一実施例のX線撮影の態様>
図5から図8は、第一実施例のX線複合診断装置100のX線撮影の態様を示した図である。図5はCT部であるガントリ101により、被検体の臥位の状態でX線断層像を撮影する際の図である。図6はCR部103により、被検体の臥位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。図7はCR部103により、被検体の座位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。図8はCR部103により、被検体の立位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。そして、図8Aは被検体の胸部撮影の際の図で、図8BはAの側面図である。図8Cは被検体の上腕部撮影の際の図で、図8DはCの側面図である。
図5から図8は、第一実施例のX線複合診断装置100のX線撮影の態様を示した図である。図5はCT部であるガントリ101により、被検体の臥位の状態でX線断層像を撮影する際の図である。図6はCR部103により、被検体の臥位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。図7はCR部103により、被検体の座位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。図8はCR部103により、被検体の立位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。そして、図8Aは被検体の胸部撮影の際の図で、図8BはAの側面図である。図8Cは被検体の上腕部撮影の際の図で、図8DはCの側面図である。
図5は、X線CTスキャンのため、被検体は頭部からガントリ101の空洞部に入っていく状態である。放射線技師などの操作者が操作コンソール50に透過画像撮影条件などキーボード57またはマウス58を使って入力する。操作コンソール50からの指令により、ガントリ101内のガントリ回転部130が回転し第一クレードル111が所定速度で進行する。これによりいわゆるヘリカルスキャンが行われる。ガントリ101内のガントリ回転部130に配置されたX線管125には、X線電源供給部121から電源供給されている。一方、CR部103および第二クレードル駆動部116には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されておらず、CR部103および第二クレードル114は初期位置に配置されている。被検体はガントリ101の空洞部に脚部から入っていくこともできる。
図6は、X線による胸部の透過画像撮影のため、被検体が臥位の状態である。操作者が操作コンソール50に透過画像撮影条件などキーボード57またはマウス58を使って入力する。そして操作コンソール50からの指令により、X線管127およびフラットパネル検出器137が移動および回転して所定の位置に配置される。また、第二クレードル114が所定の位置に移動する。X線管127には、X線電源供給部121から電源供給されている。一方、カントリ101および第一クレードル駆動部(不図示)には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されておらず、ガントリ回転部130および第一クレードル111は初期位置に配置されている。その他のいかなる部分のX線透過画像も取得することができる。
図7は、図6と同様にX線による胸部の透過画像撮影の状態である。ただし、被検体が座位の状態である点で図6と異なる。操作コンソール50からの指令により、X線管127およびフラットパネル検出器137が移動および回転して所定の位置に配置される。また、第二クレードル114が所定の位置と傾きになるように移動する。X線管127には、X線電源供給部121から電源供給されている。一方、カントリ101および第一クレードル駆動部には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されておらず、ガントリ回転部130および第一クレードル111は初期位置に配置されている。
図8AおよびBは、X線による胸部の透過画像撮影の状態である。ただし、被検体が立位の状態である点で図6または図7と異なる。操作コンソール50からの指令により、X線管127およびフラットパネル検出器137が移動および回転して所定の位置に配置される。第二クレードル114は、使用しないので初期位置に配置されている。X線管127には、X線電源供給部121から電源供給されている。
図8CおよびDは、X線による上腕部の透過画像撮影の状態である。操作コンソール50からの指令により、X線管127およびフラットパネル検出器137が移動および回転して所定の位置に配置される。第二クレードル114は、使用しないので初期位置に配置されている。
<<第二実施例>>
<X線複合診断装置の全体構成>
図9は、第二実施例のX線複合診断装置100の構成を示す斜視図である。図1などで説明してきた第一実施例と大きく異なるところは、第二実施例のX線複合診断装置100は第二クレードルを有しておらず、クレードル内にフラットパネル検出器を備えている点である。大きく異なる点を以下説明していく。
<X線複合診断装置の全体構成>
図9は、第二実施例のX線複合診断装置100の構成を示す斜視図である。図1などで説明してきた第一実施例と大きく異なるところは、第二実施例のX線複合診断装置100は第二クレードルを有しておらず、クレードル内にフラットパネル検出器を備えている点である。大きく異なる点を以下説明していく。
第三クレードル117は、被検体を上に横たえられた状態でガントリ101側へ移動可能となっている。また、CR部103は、第三クレードル117の側部に配置されている。
<クレードルの構成>
図10は、第三クレードル117の構成を示す図である。図10Aは第三クレードル117の斜視図であり、Bは第三クレードル117の透視断面図であり、Cは、BのC−Cの断面図である。図10Aにおいて、第三クレードル117は、プラスチックなどのX線を透過しやすい物質で構成され中空構造になっている。中空構造内には、矢印で示したZ軸方向に移動可能なフラットパネル検出器70が配置されている。なお、第三クレードル117は、テーブル上でZ軸方向に移動するとともに、図12Aで説明するように、空圧シリンダーなどの起立駆動部119により、起立させることができる。
図10は、第三クレードル117の構成を示す図である。図10Aは第三クレードル117の斜視図であり、Bは第三クレードル117の透視断面図であり、Cは、BのC−Cの断面図である。図10Aにおいて、第三クレードル117は、プラスチックなどのX線を透過しやすい物質で構成され中空構造になっている。中空構造内には、矢印で示したZ軸方向に移動可能なフラットパネル検出器70が配置されている。なお、第三クレードル117は、テーブル上でZ軸方向に移動するとともに、図12Aで説明するように、空圧シリンダーなどの起立駆動部119により、起立させることができる。
図10Bおよび図10Cが示すように、第三クレードル117の中空構造内には、フラットパネル検出器70が所定方向に滑らかに移動するため、X線を透過しやすい硬質プラスチックなどでできたガイドレール77が設けられている。X線CTスキャンの際にガイドレール77が撮影に影響を与えないようにするためである。ガイドレール77はZ軸方向に十分な長さがある。ガイドレール77に対応してフラットパネル検出器70にタイヤ75が4つ設けられている。タイヤ75を駆動するために駆動モータ73がフラットパネル検出器70内に設けられている。そして、二次元パネルセンサ71がフラットパネル検出器70内のXZ平面に設けられている。二次元パネルセンサ71は、たとえばシンチレータとCCD、MOSまたはC−MOSセンサなどのセンサとから構成される。X線CTスキャンの際には、フラットパネル検出器70は、退避位置である第三クレードル117の+Z軸方向の端位置に移動する。このため、フラットパネル検出器70に含まれる、二次元パネルセンサ71、駆動モータ73およびタイヤ75に金属などのX線を透過しにくい物質が含まれていても問題ない。
また、第三クレードル117の上面の一部にプラスチックでできた透過窓78が形成されている。操作者が実際にどこにフラットパネル検出器70が配置してあるかを目視するためである。被検体が第三クレードル117に横になって載った際にも、フラットパネル検出器70の位置を確認できるように第三クレードル117の上面の側部に透過窓78を設けることが好ましい。さらに、透過窓78から二次元パネルセンサ71のZ軸方向の長さの中心位置が確認できるように、フラットパネル検出器70の表面に中心線が描かれている。
二次元パネルセンサ71および駆動モータ73への電源供給には、図示していない電源ケーブルがフラットパネル検出器70と第三クレードル117との間に設けられており、また、二次元パネルセンサ71からの信号データを受ける信号線も同様にフラットパネル検出器70と第三クレードル117との間に設けられている。なお、図10に示した駆動モータ73は、フラットパネル検出器70内に設けられているが、第三クレードル117に設けても良い。図10Cには、さらにフラットパネル検出器70が第三クレードル117内でどの位置(Z軸方向)にいるかわかるように、位置センサ79が設けられている。駆動モータ73がステッピングモータなどである場合には、フラットパネル検出器70の駆動開始時に位置の初期化などを行えば、必ずしも位置センサ79は必要ではない。
<第二実施例のX線撮影の態様>
図11および図12は、第二実施例におけるX線複合診断装置100のX線撮影の態様を示した図である。図11AはCT部であるガントリ101により、被検体の臥位の状態でX線断層像を撮影する際の図である。図11BはCR部103により、被検体の臥位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。図12AはCR部103により、被検体の立位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。図12BはCR部103により、被検体の座位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。
図11および図12は、第二実施例におけるX線複合診断装置100のX線撮影の態様を示した図である。図11AはCT部であるガントリ101により、被検体の臥位の状態でX線断層像を撮影する際の図である。図11BはCR部103により、被検体の臥位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。図12AはCR部103により、被検体の立位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。図12BはCR部103により、被検体の座位の状態でX線透過像を撮影する際の図である。
図11Aは、X線CTスキャンのため、被検体は頭部からガントリ101の空洞部に入っていく状態である。放射線技師などの操作者が操作コンソール50に透過画像撮影条件などキーボード57またはマウス58を使って入力する。操作コンソール50からの指令により、ガントリ101内のガントリ回転部130が回転し第三クレードル117が所定速度で進行する。これによりいわゆるヘリカルスキャンが行われる。ガントリ101内のガントリ回転部130に配置されたX線管125には、X線電源供給部121から電源供給されている。ヘリカルスキャンなどのX線CTスキャンの際には、X線管125からのX線ビームがX線検出部133に入射する範囲にフラットパネル検出器70が配置されると、影になってしまう。そこで、フラットパネル検出器70は、第三クレードル117の+Z軸方向の端位置に退避している。CR部103およびフラットパネル検出器70には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されていない。被検体はガントリ101の空洞部に脚部から入っていくこともできる。
図11Bは、X線による胸部の透過画像撮影のため、被検体が臥位の状態である。操作者が操作コンソール50に透過画像撮影条件などキーボード57またはマウス58を使って入力する。そして操作コンソール50からの指令により、X線管127が移動および回転して所定の位置に配置される。また、フラットパネル検出器70が所定の位置に移動する。操作コンソール50のモニター56には、X線管127とフラットパネル検出器70との位置関係が表示される。また、X線管127には、X線電源供給部121から電源供給されている。一方、ガントリ101には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されておらず、ガントリ回転部130は初期位置に配置されている。
X線撮影は、胸部以外のいかなる部分も可能である。
X線撮影は、胸部以外のいかなる部分も可能である。
図12Aは、図11Bと同様にX線による胸部の透過画像撮影の状態である。ただし、被検体が立位の状態である点で図11Aと異なる。操作コンソール50からの指令により、まず、第三クレードル117が初期位置に移動し、そして空圧シリンダーまたは電動モータなどの起立駆動部119により、第三クレードル117が起立する。さらに、操作コンソール50からの指令により、X線管127およびフラットパネル検出器70が移動して所定の位置に配置される。
図12Bは、X線による胸部の透過画像撮影の状態である。ただし、被検体が座位の状態である点で図11Bまたは図12Aと異なる。図12Aで説明したとおり、第三クレードル117が起立した後、別途用意した座部109を操作者が第三クレードル117に装着する。操作コンソール50からの指令により、X線管127およびフラットパネル検出器70が移動して所定の位置に配置される。X線管127には、X線電源供給部121から電源供給されている。
<<X線複合診断装置の動作説明>>
<スキャンモード>
X線複合診断装置100のスキャンには、大きく分けて4つのスキャンタイプが用意されている。
<スキャンモード>
X線複合診断装置100のスキャンには、大きく分けて4つのスキャンタイプが用意されている。
図13で示すように、スキャンタイプには、CR撮影のみ(CR撮影モード)を行うタイプ1、CTスキャンのみ(CTスキャンモード)を行うタイプ2、CR撮影を行った後にCTスキャンを行うタイプ3、およびCTスキャンを行った後にCR撮影を行うタイプ4が用意されている。
CR撮影モードは、CR装置単体のスキャンとほぼ同じである。以下CR撮影モードについて説明する。
ステップCR1では、CT部であるガントリ101を初期位置に戻す。ガントリ101内のX線管125およびX線検出部133が初期位置に戻される。第一実施例では、第一クレードル111を初期位置に戻す。第二実施例では、第三クレードル117をいったん初期位置に戻す。
ステップCR1では、CT部であるガントリ101を初期位置に戻す。ガントリ101内のX線管125およびX線検出部133が初期位置に戻される。第一実施例では、第一クレードル111を初期位置に戻す。第二実施例では、第三クレードル117をいったん初期位置に戻す。
ステップCR2において、臥位撮影が選ばれると操作コンソール50からの指令でステップCR5が実行される。第一実施例では、第二クレードル114が第一クレードル111と接触し且つ互いに水平になるように移動する。そして、撮影する部位に応じてCR部103のX線管127およびフラットパネル検出器137が移動する。この状態はたとえば図6に示してある。ただし、第一クレードル111を支える第一クレードル駆動部115または第二クレードル114を支える第二クレードル駆動部116が存在する場所には、フラットパネル検出器137が入り込むことができない。そのため、被検体の撮影部位の下にフラットパネル検出器70が入り込めるように、被検体を第一クレードル駆動部115が存在する場所と第二クレードル駆動部116が存在する場所との間に横に寝かせるようにする。第二実施例では、第三クレードル117を初期位置のままであり、撮影する部位に応じてCR部103のX線管127およびフラットパネル検出器70が移動する。この状態はたとえば図11Bに示してある。
ステップCR3において、CR立位撮影が選ばれると操作コンソール50からの指令でステップCR5が実行される。第一実施例では、第一クレードル111と第二クレードル114とがそれぞれの初期位置に移動する。すると披検体が第一クレードル111と第二クレードル114との間に立つことができる。そして、撮影する部位に応じてCR部103のX線管127およびフラットパネル検出器137が移動する。この状態はたとえば図8に示してある。第二実施例では、第三クレードル117が起立駆動部119により初期位置の状態から垂直に立ち上がる。そして、撮影する部位に応じてCR部103のX線管127およびフラットパネル検出器70が移動する。この状態はたとえば図12Aに示してある。
ステップCR4において、CR座位撮影が選ばれると操作コンソール50からの指令でステップCR5が実行される。第一実施例では、第二クレードル114が第一クレードル111と接触する。そして駆動アーム118が伸びて、第二クレードル114が傾く形状となる。すると披検体が第一クレードル111に脚部を載せて上半部を第二クレードル114にもたれる状態にすることができる。そして、撮影する部位に応じてCR部103のX線管127およびフラットパネル検出器137が移動する。この状態はたとえば図7に示してある。第二実施例では、第三クレードル117が起立駆動部119により初期位置の状態から垂直に立ち上がる。そして、撮影する部位に応じてCR部103のX線管127およびフラットパネル検出器70が移動する。この状態はたとえば図12Bに示してある。
ステップCR6において、X線電源供給部121からX線管127に電源供給されて、フラットパネル検出器137またはフラットパネル検出器70からの検出信号が、操作コンソール50に送られる。
次に、CTスキャンモードについて説明する。CTスキャンモードも、CT装置単体のスキャンとほぼ同じである。
ステップCT1では、CR部103を初期位置に戻す。第一実施例では、第二クレードル114を初期位置に戻す。第二実施例では、第三クレードル117内のフラットパネル検出器70を初期位置である+Z軸方向の端位置に移動させる。
ステップCT1では、CR部103を初期位置に戻す。第一実施例では、第二クレードル114を初期位置に戻す。第二実施例では、第三クレードル117内のフラットパネル検出器70を初期位置である+Z軸方向の端位置に移動させる。
ステップCT2において、第一実施例の第一クレードル111を初期位置に、または第二実施例の第三クレードル117を初期位置に移動させる。そして被検体がクレーゾルに横になる。この状態は、第一実施例では図5に、第二実施例では図11Aに示してある。
ステップCT3では、CTスキャンを実行する。第一実施例も第二実施例も、コンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンなどの複数のスキャンパターンを有している。コンベンショナルスキャンとは、クレードルをZ軸方向に所定ピッチ移動するごとにX線管125及びX線検出部133を回転させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、X線管125とX線検出部133とが回転している状態で第一クレードル111または第三クレードル117を所定速度で移動させ、投影データを取得するスキャン方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にX線管125及びX線検出部133を回転させながら第一クレードル111または第三クレードル117の速度を可変させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にX線管125及びX線検出部133を回転させながら第一クレードル111または第三クレードル117を+Z軸方向又は−Z軸方向に往復移動させて投影データを取得するスキャン方法である。
さて、タイプ3またはタイプ4のように、CR撮影およびCTスキャンを行うタイプは、2つのX線管と2つのX線検出器を使うことになる。このため、同一の被検体に対してCR画像およびCT画像を得る場合には、X軸方向の座標およびZ軸方向の座標を共通にしておくことが好ましい。なお、座標を統一する場合に、たとえはCTスキャンの場合に、被検体の脚部を+Z軸方向側にして撮影する場合と頭部を+Z軸方向側にして撮影する場合とがある。また、CR撮影モードの際には、立位、座位もしくは臥位(脚部が+Z軸方向側と頭部が+Z軸方向とがある)がある。このため、被検体の体軸方向を+Z軸とし頭部側を−Z側などとして統一した座標に変換するようにしておくことが好ましい。
<X線の照射制御>
本発明の第一および第二実施例では、X線複合診断装置100のX線管コントローラ123は、一つのX線電源供給部121でCTスキャン用のX線管125とCT撮影用のX線管127とを制御している。この制御について説明する。
本発明の第一および第二実施例では、X線複合診断装置100のX線管コントローラ123は、一つのX線電源供給部121でCTスキャン用のX線管125とCT撮影用のX線管127とを制御している。この制御について説明する。
図14において、X線管コントローラ123はスイッチ123−Sを有しており、スイッチ123−Sは、CR&CT制御部140により制御されている。スイッチ123−Sは、X線電源供給部121からの電源が、X線管125の陰極フィラメントF1および回転陽極のモータAX1に接続するように、またはX線管127の陰極フィラメントF2および回転陽極のモータAX2に接続するように構成されている。モータAX1またはモータAX2には、それぞれ回転陽極AN1およびAN2が設けられている。
図14に示すように、X線管125またはX線管127の陰極フィラメントF1またはF2から発生する電子線EB1およびEB2は、回転陽極AN1および回転陽極AN2の表面に照射される。回転陽極AN1および回転陽極AN2に電子があたると、X線焦点からX線ビームXR1およびX線ビームXR2が発生する。そしてそれぞれ透過窓W1およびW2を介して被検体に向けてX線ビームXR1およびX線ビームXR2が照射される。
図15のフローチャートを使って、X線の照射制御について説明する。この制御では、特にX線管のオーバーヒート対策について説明する。
ステップS11において、操作者がキーボード57およびマウス58を使って入力したスキャンタイプを制御コンソール50が読み取る。スキャンタイプは図13で説明したものである。
次に、ステップS12において、スキャンタイプのうちCTスキャンを含む場合に、X線管の電流mA、PSD(Pre Series Delay)またはIGD(Interval Group Delay)などのパラメータおよびスキャン範囲を読み取る。PSDおよびIGDは、CTスキャンのスキャンタイミングやガントリ回転部130の回転速度による電流mAの強弱のインターバルなどのパラメータである。
ステップS13において、操作コンソール50は、不図示の温度センサから、現状のCTのX線管125またはCRのX線管127の温度状態を読み取る。
ステップS14において、操作コンソール50は、S11で読み取ったスキャンタイプまたはS12で読み取ったパラメータなどの情報から、これから行うX線撮影によりどれだけX線管125またはX線管127が温度上昇するかを予想する。
ステップS14において、操作コンソール50は、S11で読み取ったスキャンタイプまたはS12で読み取ったパラメータなどの情報から、これから行うX線撮影によりどれだけX線管125またはX線管127が温度上昇するかを予想する。
ステップS15において、操作コンソール50は、X線管125またはX線管127との予想された上昇温度が閾値以下か否かを判断する。上昇温度が閾値以下であれば、ステップS18に進み、指定のスキャンタイプを操作者が入力したとおりに実行する。上昇温度が閾値より大きければステップS16に進む。
ステップS16では、操作コンソール50のモニター56に、X線管125またはX線管127の照射条件が上昇温度以下になるための電流mAなどのパラメータを提示する。
ステップS17において、操作者はモニター56に提示されたパラメータで了解するか判断する。そして了解するならば、提示されたパラメータに変更する。そうすれば、ステップS18に進み、指定のスキャンタイプを変更したパラメータにしたがい実行する。提示されたパラメータに変更しなければ、ステップS19に進みX線撮影を中止する。
ステップS17において、操作者はモニター56に提示されたパラメータで了解するか判断する。そして了解するならば、提示されたパラメータに変更する。そうすれば、ステップS18に進み、指定のスキャンタイプを変更したパラメータにしたがい実行する。提示されたパラメータに変更しなければ、ステップS19に進みX線撮影を中止する。
以上のようにX線管のオーバーヒート対策が行われれば、X線管の交換頻度が少なくなると共にX線管の故障が少なくなり、X線複合診断装置100の維持コストを下げることができる。
本実施形態では、CR部とCT部とを組み合わせた医療用X線複合診断装置100を元に書かれているが、さらに他の装置と組み合わせたX線CT−PET装置,X線CT−SPECT装置などにも利用できる。さらに、本実施形態では、CR部はデジタルX線撮影を前提として説明してきたが、フィルムを使用するアナログX線撮影であってもよい。この場合にはフィルムからデジタル画像に変換するためのスキャナーなどを用意する必要がある。
50 … 操作コンソール
56 … モニター
70 … CR用のX線検出器
73 … 駆動モータ
77 … ガイドレール
101 … CT部(ガントリ)
103 … CR部
111 … 第一クレードル
114 … 第二クレードル
117 … 第三クレードル
121 … X線電源供給部
125 … CT用のX線管
127 … CR用のX線管
130 … ガントリ回転部
133 … CT用のX線検出器
137 … CR用のX線検出器
56 … モニター
70 … CR用のX線検出器
73 … 駆動モータ
77 … ガイドレール
101 … CT部(ガントリ)
103 … CR部
111 … 第一クレードル
114 … 第二クレードル
117 … 第三クレードル
121 … X線電源供給部
125 … CT用のX線管
127 … CR用のX線管
130 … ガントリ回転部
133 … CT用のX線検出器
137 … CR用のX線検出器
Claims (9)
- 第一X線管を持つX線CR装置と第二X線管を持つX線CT装置に電源を供給する一つの電源供給部と、
被検体に前記第一X線管からX線を照射して、X線透過画像を取得するX線撮影部と、
被検体に前記第二X線管からX線を照射して、透過した投影データを収集し画像再構成を行って断層像を取得するX線CT部と、
前記X線撮影部と前記X線CT部とを制御する一つの制御コンソールと
を備えたことを特徴とするX線複合診断システム。 - 被検体を載置し、前記被検体に対して前記第一X線管からのX線照射および第二X線管からのX線照射に共用可能な一つのクレードルをさらに備えることを特徴とする請求項1のX線複合診断システム。
- 前記X線撮影部は、X線透過画像を取得する第一X線検出器を備え、
前記第一X線検出器が前記クレードル内に配置されていることを特徴とする請求項2のX線複合診断システム。 - 前記第一X線検出器は、前記クレードル内を移動可能であることを特徴とする請求項3に記載のX線複合診断システム。
- 前記クレードルは、屈曲可能な構造であることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載のX線複合診断システム。
- 前記クレードルは、前記被検体の軸方向に移動可能であるとともに前記軸方向と直交する垂直方向に移動可能であることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載のX線複合診断システム。
- 前記制御コンソールは、
前記X線撮影部によるX線透過画像を取得し、その後前記X線CT部により投影データを収集する第一モードと、
前記X線CT部により投影データを収集し、その後前記X線撮影部によるX線透過画像を取得する第二モードと、
前記X線撮影部によりX線透過画像を取得する第三モードと、
前記X線CT装置により投影データを取得する第四モードと、
を有することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のX線複合診断システム。 - 前記制御コンソールは、
前記第一X線管および前記第二X線管の温度上昇をそれぞれ予測し、予め定められた閾値を超える温度となるようなそれぞれのX線管からの照射がなされないように制御を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のX線複合診断システム。 - 前記制御コンソールは、
前記予測された温度上昇が予め定められた閾値を超えた場合、前記第一X線管または前記第二X線管の照射条件変更を提示することを特徴とする請求項8に記載のX線複合診断システム。
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