JP2009297145A

JP2009297145A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2009297145A
Application number: JP2008153051A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Harada; 智和原田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: JP5283979B2

Abstract

【課題】架台装置と寝台装置の間に昇降可能な交換台を設けることで、回転部のユニット交換作業を効率よく行うことを可能とする。
【解決手段】本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管ユニット１１と高圧発生ユニット１２とＸ線検出ユニット１３と信号制御ユニット１４とから構成される回転部５を有する架台装置２と、寝台装置４と、自由に昇降可能な前記各ユニットとを交換するユニット交換機構３とで構成される。このユニット交換機構３を備えるＸ線ＣＴ装置により、回転部５のユニット交換作業を効率よく行うことが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、Ｘ線を被検体に照射して得られたＸ線データを再構成してＸ線断層画像を生成するＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、検査対象となる被検体を寝台装置に載せ、中央部分にドームが形成された架台装置にこの被検体を通しながら、Ｘ線を出射させて、被検体を透過したＸ線データを収集し、操作卓装置でこのＸ線データを再構成してＸ線断層画像を作成し、このＸ線断層画像を表示装置に表示する装置である。

このＸ線ＣＴ装置における架台装置の前記ドームが形成されている回転部には、Ｘ線を被検体に照射するＸ線源としてのＸ線管ユニット、Ｘ線管ユニットに高圧電圧を供給する高圧発生ユニット、Ｘ線管ユニットに対向して配置され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出ユニット、Ｘ線検出ユニットよって検出されたＸ線信号を増幅する信号制御ユニット等が設けられている。これらユニットを内蔵する回転部を回転させながら、被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線データとして収集している。

これらのユニットは本体よりも寿命が短いため消耗品として定期的に交換されるが、重量があるため、治具を用いた交換作業が行われていた。たとえば、架台装置の前方のカバーを取り外し、この回転部を回転させて交換したいユニットを回転部５の最下部に移動させ、治具を用いてユニットを取り外す。そして、架台装置の直前に待機させた交換台（治具）に、取り外したユニットをスライドして載せ替え、運搬台車で搬出するという手順で行われる。

ここで、床面から回転部の最下部に設置された状態のユニットの底面までの高さは、ユニットの種類によって異なっている。このため、従来から、高さ調整が可能な交換台を用いてユニットの交換作業を行う必要があった。

たとえば、特許文献１には、Ｘ線ＣＴ装置の寝台装置の昇降動作を用いて、ユニットを交換する技術が開示されている。この技術は、回転部のユニットを取り外した後、取り外したユニットを寝台に載せ、このユニットが積載された寝台を床付近の運搬台車まで下降操作することで、ユニットの交換を容易にしようとするものである。

しかし、特許文献１の技術によると、寝台装置の天板に厚みがあるため、回転部から取り外したユニットを床付近まで充分に降下させることができず、正確に載せ替えを行うことができないという問題があった。

また、ユニットを交換する際に、寝台装置の天板を傷つける問題があった。寝台装置の天板の傷は、Ｘ線を散乱させ、画質を低下させる原因になるため、好ましくない。
特開２０００−２７１１１４公報（５頁、図２）

上述したように、従来技術では、寝台装置の天板自体に厚みがあるため、ユニットを床付近まで充分に降下させることができず、回転部ユニットの載せ替えに正確さを欠くという問題があった。また、ユニットを交換する際に、寝台装置の天板を傷つける問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、架台装置と寝台装置の間に昇降可能な交換台を設けることにより、寝台装置を使うことなく、回転部ユニットの交換を効率よく行うことを可能とするＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を被検体に照射するＸ線管ユニットと、前記Ｘ線を検出するＸ線検出ユニットや、Ｘ線データを収集するユニット部材を内蔵する回転部を備えた前記被検体のＸ線データを収集する架台装置と、前記被検体を載せる寝台装置と、前記Ｘ線データから前記被検体のＸ線断層画像を得る操作卓装置とからなるＸ線ＣＴ装置であって、
前記寝台装置と前記架台装置との間の床面に設置された前記回転部の下部に位置する前記ユニット部材の底面の位置に天板を昇降しうる天板を有するユニット交換機構を備えることを特徴とする。

本発明によれば、架台装置と寝台装置との間に、昇降可能な交換台を設けることにより、回転部から取り外したユニットの交換を効率よく行うことを可能とする。

以下、図を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。

（第１の実施の形態）
〈構成〉
図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の一実施例を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置２００は、診断対象となる被検体を載せる寝台装置４と、この被検体にＸ線を照射して、Ｘ線データを収集するための複数の種類のユニットを備えた回転部５を内部に有する架台装置２と、作業者（医師や技師）の操作内容に基づき、前記架台装置２及び前記寝台装置４を制御するとともに前記架台装置２によって収集されたＸ線データに基づいて、前記被検体のＸ線断層画像を生成して、表示装置２２条に表示する操作卓装置１と、さらに、架台装置２の回転部５に備えられたユニットを交換するために昇降するユニット交換機構３と、を備えている。

図２は、本発明の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。操作卓装置１内に設けられている画像処理・制御装置２１は、架台装置２の回転部５を回転させて得られた被検体の連続的なＸ線データを時系列的に記憶する記憶装置２５と、架台装置２で検出されたＸ線信号からＸ線断層画像を作成する再構成処理部２４と、ユニット交換機構３の昇降動作を制御するユニット交換機構制御部２６とを備えて構成する。

記憶装置２５は、ユニットを交換する際に必要とされるユニット交換機構３の高さをユニット毎に記憶することが可能な、ハードウェア等のメモリである。

作業者は、操作卓装置１の入力装置２３を用いて、ユニットを交換する際に必要とされるユニット交換機構３の高さの情報（以下、ユニット高さ情報という）をユニットの種類毎に、予め入力しておく。このユニット高さ情報は、電気信号として、キーボードやマウス等の入力装置２３を介して画像処理・制御装置２１へ入力され、記憶装置２５に記憶される。作業者が操作卓装置１の入力装置２３を用いて交換するユニットを指定すると、画像処理・制御装置２１のユニット交換機構制御部２６が、記憶装置２５に格納されている指定したユニットのユニット高さ情報を読み出し、自動的にユニット交換機構３の高さを調整することが可能となる。このようにすることで、ユニット交換機構３の高さを、ユニットを交換する際に必要とされる高さまで自動的に伸長させることが可能となる。

図3は、Ｘ線ＣＴ装置の垂直方向からの断面図である。回転部５には、Ｘ線を被検体に曝射するＸ線管ユニット１１と、Ｘ線管に所定の管電圧を供給する高圧発生ユニット１２と、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出ユニット１３と、Ｘ線検出ユニットで検出されたＸ線に関する信号を増幅する信号制御ユニット１４が備えられている。これら回転部５の各ユニットを交換する際、この回転部５を手動で回転し、交換したいユニットを回転部５の最下部に移動させ、ユニットと回転部５とを留めるボルト等の固着部材を取り外す。

ユニット交換機構３は、回転部５の回転軸方向前面下部に設けられている。そして、ユニット交換機構３における天板６２の長手方向が、寝台装置４の長手方向と直交するようにユニット交換機構３を配置している。これによってユニット交換機構３の天板６２の両側端が寝台装置４から突出して配置される十分な幅を持つことになる。即ち、天板６２上に複数のユニットを載せることができるよう横幅を約２０００ｍｍに拡張している。

また、このユニット交換機構３は、高さ調整が可能であり、回転部５の最下部に設置された状態のユニットの底面までユニット交換機構を伸長し、交換したいユニットをこのユニット交換機構３にスライドして、載せ替える。載せ替えた後、ユニット交換機構３を高さ調整（降下）させ、梱包５１内に、あるいは床面付近に準備した運搬台車にスライドして移し替える。ここで、梱包５１は、図４に示すようなユニットを梱包するための箱であり、内部の底面５２にユニットを載せて、蓋５３を被せて用いる。ユニット交換機構３と梱包５１の間とでユニットを載せ替える時は、ユニットをこの梱包５１の内部の底面５２に載せた状態で、ユニット交換機構３の高さを調整する。通常、梱包５１の底面の厚み幅５４（上下方向の寸法）は２００ｍｍ程度であるから、ユニット交換機構３の高さを２００ｍｍになるように調整すればよい。なお、梱包５１を運搬台車上に載置したものであってもよい。

図５は、ユニットを交換する際に必要とされるユニット交換機構３の高さを示した図である。この、ユニットを交換する際に必要とされるユニット交換機構３の高さとは、すなわち、床面から回転部５に設置された状態のユニットの底面までの距離を意味する。たとえば、回転部５に設置されている信号制御ユニット１４を回転部の最下部に移動させた時の、床面から信号制御ユニット１４の底面の距離は約１８０ｍｍである（ａ）。同様に、回転部５に設置されている高圧発生ユニット１２を回転部の最下部に移動させた時の、床面から高圧発生ユニット１２の底面の距離は約２００ｍｍである（ｂ）。更に、回転部５に設置されているＸ線管ユニット１１を回転部の最下部に移動させた時の、床面からＸ線管ユニット１１の底面の距離は約２５０ｍｍである（ｃ）。このように、床面から底面までの高さは、ユニットの種類毎に異なる。なお、Ｘ線検出ユニット１３のように底面が湾曲しているユニットについては、回転部５に対して最も下部に位置する部分を底面として床面からの距離を計測するものとする。

この床面から回転部６に設置された状態のユニットの底面までの距離であるユニット高さ情報は、記憶装置２５でユニットの種類毎に保存されている。ユニット交換機構制御部２６は記憶装置２５から指定されたユニットのユニット高さ情報を読み出して、ユニット交換機構３をこの高さ情報に応じた高さに天板を昇降させることとなる。

図６は、本実施の形態に係るユニット交換機構３の一例を示す図である。ここで示すユニット交換機構３は、床面に設置されるベース６１と、天板６２と、ベース６１に対する天板６２の昇降を行うためのX型リンク機構からなる昇降駆動機構６３と、から構成されており、奥行き４００ｍｍ、横幅４００ｍｍ程度の昇降可能な台である。天板６２の積載面６２aには、摩擦係数が小さいたとえばテフロン（登録商標）層が５ｍｍ程度施されている。また、ベース６１には電源孔１５が設けられている。これは、通常のＸ線ＣＴ装置には、寝台装置と架台装置との間に、バッテリーを入れた高さ５０ｍｍ程度のボックスが設けられているため、このボックスを通すための孔を設けたものである。

昇降駆動機構６３は、Ｘ型リンク機構を構成する第1の昇降リンク部材７３ａと、第2の昇降リンク部材７３ｂと、ジャッキ７４と、スライドレール７１ａ、７１ｂと、から構成されている。第1および第2の昇降リンク部材７３ａ、７３ｂは、ベース６１と天板６２との間で互いに交差するように斜めに配設され、第1の昇降リンク部材７３ａの天板６２側の一端部は天板６２に回動およびスライドレール７１ａを介して水平動自在に連結され、他端部７２ｄはベース６１に回動自在にのみ連結されている。第２の昇降リンク部材７３ｂは、第１の昇降リンク部材７３ａと交差する点７５にて回動自在に連結されている。さらに第２の昇降リンク部材７３ｂの天板側の一端部７２ｃは天板６２に回動自在にのみ連結され、他端部７２ｂはベース６１に回動およびスライドレール７１ｂを介して水平移動自在に連結されている。ジャッキ７４は、たとえば油圧シリンダ機構を用いて天板６２を伸縮するものであり、電動で伸縮するものである。このジャッキ７４は、一端部が第２の昇降リンク部材のベース側の支点７２ｂに接続されると共に、他端部７２ｅが中間支点７５と、第１の昇降リンク部材７３ａの天板側６２の支点７２ａの間に回動自在に連結されている。

天板６２が最下降位置にあるとき、すなわち、ベース６１と天板６２が最も接近しているとき、第１の昇降リンク部材７３ａのベース６１側の支点７２ｄと、第２の昇降リンク部材７３ｂのベース６１側の支点７２ｂとは最も離れている。この状態でジャッキ７４が伸長して、第1の昇降リンク部材７３ａの中間支点７５とその天板６２側の支点７２ａとの間を斜め上方向に押し上げる。すると、第1の昇降リンク部材７３ａのベース６１側の支点７２ｄを中心とし、第1の昇降リンク部材７３ａの天板６２側の支点が移動する。これに伴って、ジャッキ７４のベース６１側の端部はスライドレール７１ｂの端部に向けて移動し、その結果、第２のリンク部材７３ｂの天板６２側の支点７２ｃを押し上げる。これにより、天板６２は水平状態を保ちながらベース６１に対して斜め方向に上昇される。また、下降は、この上昇時の逆の動作によって行われる。

ここで、ジャッキ７４は、外部の電源装置（図示せず）と接続することで、モーター等の駆動手段を用いて電動で昇降するように構成するとよい。ジャッキ７４の昇降作業は、画像処理・制御装置２１が備えるユニット交換機構制御部２６の制御によって行われる。すなわち、ユニット交換機構制御部２６が記憶装置２５から読み出したユニット高さ情報に応じて、天板６２を昇降させる。なお、ジャッキ７２に手動で昇降可能になるような機構を加えてもよい。このようにすることで、作業者が手作業で、ユニット交換機構３の高さの微調整を行うことが可能となる。

〈作用・効果〉
以下、本実施の形態の効果について説明する。

従来のユニットの交換作業は、以下のような手順で行われていた。まず、架台装置２のカバーを取り外し、回転部５を回転させることで交換したいユニットを回転部５の最も下部に移動させ、目的のユニットを取り外す。さらに、取り外したユニットを架台装置２の直前に待機させた治具などの交換台に載せ替え、運搬台車などで搬出する手順で行われる。新たなユニットの取り付けは、この取り外し作業の逆の手順で行われる。

本実施の形態は、図７に示すような交換作業を行うことが可能となる。図７は、本実施の形態にかかる、たとえば、信号制御ユニット１４を交換する作業手順を示すフローチャートである。

まず、梱包５１の内部の底面５２に新たな信号制御ユニット１４が載せられていることとする。ここで、図８に示すように、ユニット交換機構３の直近に梱包５１を並置し、ユニット交換機構３の高さを、新たな信号制御ユニット１４の底面の高さ（すなわち、梱包５１の底面の厚み幅５４が最大となる位置）に調整し、新たな信号制御ユニット１４をユニット交換機構３の天板６２の積載面６２ａにスライドして、移し替える（ステップＳ８１）。積載面６２ａには、摩擦係数が小さいテフロン(登録商標)層が施してあるため、信号制御ユニット１４を容易に移し替えることができる。

ここで、ユニット交換機構３の長手方向が、寝台装置４の長手方向と直行するようにユニット交換機構３を配置し、ユニット交換機構３の天板６２の両側端が寝台装置４から突出して配置されるようにしてあるので、この突出した部分の天板６２上の一方側に前述した新たな信号制御ユニット１４を移し替えておく。

次いで、古い信号制御ユニット１４を取り外し、信号制御ユニット１４をユニット交換機構３に移し替える（ステップＳ８２）。

即ち、ユニット交換機構３を回転部５内の信号制御ユニット１４の底面の高さまで伸長させ、回転部５から信号制御ユニット１４を取り外し、取り外した信号制御ユニット１４をユニット交換機構３に積載する（ステップＳ８３）。このとき、取り外した信号制御ユニット１４は、ユニット交換機構３の他方側に積載するようにする。

その後、信号制御ユニット１４の底面と梱包５１の底面の厚み幅５４が最大となる位置とが同じ高さになるまでユニット交換機構３を降下させ、取り外した信号制御ユニット１４を梱包５１の上にスライドして移し替える（ステップＳ８３）。

一方、ユニット交換機構３の天板６２上に積載された新たな信号制御ユニット１４は、ユニット交換機構３の昇降動作によって回転部５の最も下部の位置に移動させられ、回転部にスライドして移し替えられた後、取り付けられる（ステップＳ８４）。取り外した信号制御ユニット１４をユニット交換機構３の天板６２上に載置した）状態で、新たな信号制御ユニット１４を回転部５へ取り付ける（ステップＳ８４）作業を先に進めてもよい。

なお、運搬台車上に梱包５１を積載した場合、ユニット交換機構３は、運搬台車の上に積載した梱包５１の位置まで昇降させればよい。

また、ユニット交換機構３の昇降動作は、操作卓装置１で制御することも可能である。この場合、予め、画像処理・制御装置２１の記憶装置２５に、回転部５に取り付けられたユニットの底面を床面から測定した高さを記憶させておく。また、梱包５１の底面の厚み幅５４も記憶させておく。予め記憶した高さに応じて、操作卓装置１を操作することでユニット交換機構の昇降動作を制御することが可能となる。

このようにすることで、本実施の形態では、正確かつ安全にユニットの交換作業を行うことが可能となる。

（第２の実施の形態）
本発明は前記実施の態様の限定されるものではなく、第２の実施の形態を実施することもできる。即ち、前記実施の態様ではユニット交換機構３に、複数のユニットを載せることができるようにして、取り外し、取り付け作業を行ったが、ユニットを仮置台に載置するようにしたもので、ユニット交換機構３の基本的な構成と動作は第１の実施の形態と同じである。

〈作用・効果〉
図９は、本実施の形態にかかる信号制御ユニットを交換する作業手順を示すフローチャートである。

まず、梱包５１の内部の底面５２に梱包５１から取り出した新たな信号制御ユニット１４を載置する。ここでユニット交換機構３の高さを、新たな信号制御ユニット１４の底面の高さ（すなわち、梱包５１の底面の厚み幅５４が最大となる位置）に調整し、新たな信号制御ユニット１４をユニット交換機構３の天板６２の積載面６２ａにスライドして、移し替える（ステップＳ９１）。

仮置台を用いることなく、同じユニット交換機構３上に信号制御ユニット１４を積載して作業を進めることが可能となる。

そして、新たな信号制御ユニット１４が積載されたユニット交換機構３の高さを、回転部５に設置された信号制御ユニット１４の底面の高さに調整し、信号制御ユニット１４をユニット交換機構３から仮置台へスライドして移し替える（ステップＳ９２）。次いで、回転部５から信号制御ユニット１４を取り外し、取り外した信号制御ユニット１４をユニット交換機構３の天板６２上へスライド載置 (ステップＳ９３)した後、ユニット交換機構３を降下させて取り外した信号制御ユニット１４を梱包５１へ収納する(ステップＳ９４)。

仮置台へスライドして移し替えた新たな信号制御ユニット１４をユニット交換機構３の天板６２上へスライド載置させた (ステップＳ９５) 後、高さを調整し回転部５へ取り付ける(ステップＳ９６)。

このようにすることで、正確かつ安全にユニットの交換作業を行うことを可能とする。

また、図１０に示すように、Ｘ線ＣＴを被検体に対して使用する場合、ユニット交換機構３の天板の積載面６２ａに作業者（医師あるいは技師）が乗り、ユニット交換機構３を昇降させることで、被検体の様子を高い位置から容易に確認しながら、検査を行うことが可能となる。この場合、ユニット交換機構３の天板の積載面６２ａに滑り止めのシート等を被せて、検査作業を行うとよい。さらに、作業者が載ることを可能とする場合は、ユニット交換機３は１００ｋｇの重量に耐えうる構造とすればよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。たとえば、本実施の形態に係るユニット交換機構をＸ線ＣＴ装置２００から着脱可能とすることで、ユニットの交換作業時以外はユニット交換機構３をＸ線ＣＴ装置から切り離すことも可能である。

本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の外観構成の一例を示す図。本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図。本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の回転部に設けられた各ユニットと、架台の外に設けられたユニット交換機構の位置関係を説明するための図。本発明の実施の形態に係る梱包の一例を示した斜視図。本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の回転部に設けられた各ユニットの、床面からの高さを説明するための図。本発明の実施の形態のＸ線ＣＴ装置に設けたユニット交換機構の構成の一例を示した図。本発明の第1の実施の形態に係るユニット交換作業の処理手順の一例を示すフローチャート。本発明の第１の実施の形態に係るユニット交換機構と梱包の位置を説明するための図。本発明の第2の実施の形態に係るユニット交換作業の処理手順の一例を示すフローチャート。本発明の第2の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を用いた検査を説明するための図。

符号の説明

２００Ｘ線ＣＴ装置、１操作卓装置、２架台装置、３ユニット交換機構、４寝台装置、５回転部、１１Ｘ線管ユニット、１２高圧発生ユニット、１３Ｘ線検出ユニット、１４信号制御ユニット、１５電源孔、２１画像処理・制御装置、２２表示装置、２３入力装置、２４再構成処理部、２５記憶装置、２６ユニット交換機構制御部、５１梱包

Claims

Ｘ線を被検体に照射するＸ線管ユニットと、前記Ｘ線を検出するＸ線検出ユニットとＸ線データを収集するユニット部材を内蔵する回転部を備えた前記被検体のＸ線データを収集する架台装置と、前記被検体を載せる寝台装置と、前記Ｘ線データから前記被検体のＸ線断層画像を得る操作卓装置とからなるＸ線ＣＴ装置であって、
前記寝台装置と前記架台装置との間の床面に設置された前記回転部の下部に位置する前記ユニット部材の底面の位置に天板を昇降しうる天板を有するユニット交換機構を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記操作卓装置は、
床面から前記回転部の下部に位置する前記ユニット部材の底面までの距離の情報を記憶する記憶装置２５と、
この床面から前記回転部の下部に位置する前記ユニット部材の底面までの距離の情報に応じて前記ユニット交換機構の天板を昇降させるユニット交換機構制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
前記ユニット交換機構は、
床面に設置されるベースと、
積載面に摩擦係数の小さい部材層を有する天板と、
前記ベースに対して前記天板を昇降させる昇降駆動機構と、
から構成されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記ユニット交換機構は、前記ユニット交換機構における前記天板の長手方向が、前記寝台装置の長手方向と直行するように前記架台装置の前面に近接して配置され、前記天板上に複数の前記ユニット部材を載せる横幅を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。
前記ユニット交換機構は、作業者が載ることができるものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。