JP2011161032A

JP2011161032A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2011161032A
Application number: JP2010027715A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsumoto; 淳松本; Tetsuya Sadotomo; 哲也佐渡友
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: JP5727147B2

Abstract

【課題】
被検体の厚みが変化した場合であっても正しくスキャン領域を示すことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】
被検体を載置可能な天板と、Ｘ線を前記被検体へ照射するＸ線管と、前記Ｘ線管に対して対向配置され、列方向に沿って複数列に並べて配置されたＸ線検出素子からなるＸ線検出器とを備えるＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線管と前記検出器との間に設けられ、前記Ｘ線の少なくとも一部を遮るコリメータと、前記コリメータを列方向に沿って移動させるコリメータ駆動手段と、前記Ｘ線の照射範囲を示すレーザ光を前記被検体へ照射する投光器と、前記被検体へ照射されるレーザ光が前記コリメータの端部を透過したＸ線と略平行になるよう、前記レーザ光の照射角度を変化させる照射角度変更手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、投光器によりスキャン範囲を示すことが可能なＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体に対して種々の角度からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出して被検体のＸ線断層像を生成するものである。このＸ線ＣＴ装置によるＸ線断層像の生成（以下、単にスキャンと記載する）は、ガントリと呼ばれる装置の内側に取り付けたＸ線管とＸ線検出器とを回転させながら、ガントリの開口部に載置した被検体へＸ線を照射することで行われる。

こうしたスキャンを行う際には、被検体のスキャン領域とＸ線の照射範囲とが一致するように、事前に被検体との位置合わせを行う必要がある。この位置合わせを実際の被検体を前にして目視で行うために、投光器が被検体上にレーザ光を照射して、Ｘ線の照射範囲を示す基準線を被検体上に表示する。被検体上に表示された基準線をＸ線ＣＴ装置の使用者が目視することで、使用者が基準線を確認しながらＸ線ＣＴ装置の動作条件を設定することが可能な発明が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平９−１４０６９８

ところで、Ｘ線検出器を多列化することにより一度のスキャンで複数のＸ線断層像を得る、所謂マルチスライス撮影が可能なＸ線ＣＴ装置が近年実用化されている。こうしたマルチスライス撮影を行う際には、Ｘ線管は多列化したＸ線検出器の各列にＸ線が入射するように、所定の広がり角（以下、単にコーン角と記載する）と持たせて被検体へＸ線を照射する。Ｘ線ＣＴ装置はＸ線管付近に設けたコリメータを移動させてＸ線の一部を遮ることで、スキャン領域の大小に合わせてコーン角を変化させる。

ここで、特許文献１に公開された投光器を用いてマルチスライス撮影のスキャン範囲を示す場合を考える。特許文献１においては、投光器は被検体が載置された天板に対して垂直にレーザ光を照射し、基準線を被検体上に表示する。その一方で、マルチスライス撮影を行うＸ線管は広がり角を持たせてＸ線を照射するため、Ｘ線は被検体が載置された天板に対して斜め方向に入射する。つまり、投光器から照射されたレーザ光と、スキャン領域の端部に入射するＸ線とでは、被検体への入射方向が異なることとなる。

ところで、Ｘ線ＣＴ装置の診断を受ける被検体の大きさには個人差がある。被検体が大きい場合には投光器やＸ線管と被検体との距離が近くなる。一方、被検体が小さい場合には投光器やＸ線管と被検体との距離は遠くなる。そのため、一定のコーン角で広がるＸ線を大きな被検体に対して照射した場合には、被検体とＸ線管の距離が近いためにスキャン領域は小さな領域となり、一方Ｘ線を小さな被検体に対して照射した場合には、被検体とＸ線管との距離が遠いため、スキャン領域は大きな領域となる。その一方で、基準線を被検体上に表示するレーザ光は、被検体が載置された天板に対して垂直な方向に照射されるため、被検体の大小に関らず同じ位置に基準線を表示することとなる。そのため、被検体の大きさが変化するとスキャン領域の大きさと基準線の表示位置とがずれてしまい、基準線を正しい位置へ照射できないという問題があった。

そこで本発明においては、コリメータの端部を透過するＸ線と投光器から照射されるレーザ光とを平行にするよう制御することで、被検体の厚みが変化した場合であっても正しくスキャン領域を示すことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。

上記課題を解決するために本発明は、被検体を載置可能な天板と、Ｘ線を前記被検体へ照射するＸ線管と、前記Ｘ線管に対して対向配置され、列方向に沿って複数列に並べて配置されたＸ線検出素子からなるＸ線検出器とを備えるＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線管と前記検出器との間に設けられ、前記Ｘ線の少なくとも一部を遮るコリメータと、前記コリメータを列方向に沿って移動させるコリメータ駆動手段と、前記Ｘ線の照射範囲を示すレーザ光を前記被検体へ照射する投光器と、前記被検体へ照射されるレーザ光が前記コリメータの端部を透過したＸ線と略平行になるよう、前記レーザ光の照射角度を変化させる照射角度変更手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、コリメータの端部を透過するＸ線と投光器から照射されるレーザ光とを平行にするよう制御する。これにより、被検体の厚みが変化した場合であっても正しくスキャン領域を示すことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。

本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。本発明の実施形態に係る回転体の構成を示す断面図。本発明の実施形態に係るコリメータ及び投光器の構成を示す図。本発明の実施形態に係るファン角が変化した際のコリメータ及び投光器の構成を示す図。本発明の実施形態に係るファン角とレーザ角の角度を示す図。本発明の実施形態に係る被検体上に表示される基準線を示す図。従来のＸ線ＣＴ装置の構成におけるコリメータ及び投光器の構成を示す図。従来のＸ線ＣＴ装置の構成における被検体の厚みが変化した場合のコリメータ及び投光器の構成を示す図。本発明の第２の実施形態に係るコリメータ及び投光器の構成を示す図。本発明の第３の実施形態に係るコリメータ及び投光器の構成を示す図。本発明の第３の実施形態に係るコリメータの上面を示す図。本発明の第４の実施形態に係るコリメータ及び投光器の構成を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置１の内部構成を示したブロック図である。

制御部１００は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）から構成される。制御部１００は、スキャン制御部１０２、再構成処理部１０３、画像処理部１０４、表示部１０６、記憶部１０７、及び入力部１０８から構成される。制御部１００は、各部から供給される信号を処理し、また種々の制御信号を生成して各部に供給することで、Ｘ線ＣＴ装置１を統括的に制御する。

スキャン制御部１０２は、Ｘ線ＣＴ装置１がスキャンを行う際に入力部１０８などから入力されたスキャンパラメータに基づいて、Ｘ線をＸ線管３０１に照射させるためのＸ線ビーム照射信号をＸ線管制御部２０１へ出力する。また、スキャン制御部１０２は入力部１０８などから入力されたスライス厚、回転速度、及びスキャン領域の大きさなどのスキャンパラメータに基づいて、回転体３００を回転させコリメータ４０１及び投光器４１１を移動させる架台駆動信号を架台駆動制御部２０２へ出力する。また、スキャン制御部１０２は入力部１０８などから入力されたスキャン位置などのスキャンパラメータや寝台移動指示に基づいて、天板５００を移動させる寝台駆動信号を寝台駆動制御部２０３へ出力する。

再構成処理部１０３は、Ｘ線検出器３０２がＸ線を検出した際に出力するＸ線検出信号に基づいて、被検体Ｐの断層画像を生成する。再構成処理部１０３は逆投影方式に基づいて、Ｘ線管３０１とＸ線検出器３０２の回転角度毎に得られたＸ線検出信号それぞれについて逆投影処理を施して、断層画像データを生成する。そして、再構成処理部１０３は断層画像データを生成すると、これを画像処理部１０４へと出力する。なお、後述するＸ線検出器３０２は入射したＸ線を検出するＸ線検出素子を、チャネル方向（図１中のｙ方向）に沿って複数列並べて構成される。再構成処理部１０３はこのＸ線検出器３０２を構成するＸ線検出素子の各列から出力されたＸ線検出信号を受けて、各列毎に断層画像データの生成を行う。

画像処理部１０４は、入力部１０８から入力された指示に基づいて、再構成処理部１０３から出力された断層画像データを公知の方法により、任意断面の断層画像データ、またはレンダリング処理の施された３次元画像データなどの画像データに変換する。画像処理部１０４は画像データの変換を行うと、これを表示部１０６あるいは記憶部１０７へと出力する。

表示部１０６は例えば液晶ディスプレイなどによって構成され、画像処理部１０４から出力された画像データを表示する。また、Ｘ線ＣＴ装置１を走査するための操作画面や、入力部１０８によって入力されたスキャンパラメータなどを表示する。

記憶部１０７は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭや電気的に書き換えや消去が可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ、およびＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）などの記憶媒体を組み合わせて構成される。記憶部１０７は画像処理部１０４から出力された画像データを記憶し、また制御部１００のＣＰＵにより実行される種々のアプリケーションを記憶する。

入力部１０８は例えばタッチパネルディスプレイや機械的なボタンなどから構成され、Ｘ線ＣＴ装置１の使用者が入力部１０８へ行った入力を受け付ける。入力部１０８は使用者が行ったスキャンパラメータやスキャン開始／停止指示、寝台移動指示などの入力を受け付けると、使用者が行った指示に応じて入力信号を出力する。制御部１００は入力部１０８が出力した入力信号に応じて種々の処理を実行する。

Ｘ線管制御部２０１は、スキャン制御部１０２から出力されたＸ線ビーム照射信号を受けて、Ｘ線管３０１にＸ線を照射させるための高電圧を印加する。この高電圧の印加はＸ線ビーム照射信号が指定するＸ線パラメータに沿って行われ、Ｘ線パラメータは管電圧、管電流、及びＸ線パルス幅などのパラメータを指定する。

Ｘ線管３０１は、Ｘ線管制御部２０１から印加された高電圧を受けて、Ｘ線検出器３０２に向けてＸ線を照射する。このとき、複数列を持つように構成されたＸ線検出器３０２の各列へＸ線が入射するように、Ｘ線管３０１は列方向に向かって扇状に広がる形状のＸ線を照射する。

Ｘ線検出器３０２は、Ｘ線管３０１から照射されたＸ線を検知して、これをＸ線検出信号として再構成処理部１０３へと出力する。このＸ線検出器３０２は、入射したＸ線量を検出して電気信号を生成する半導体素子を、チャネル方向（図１中のｙ方向）に沿って複数列並べて構成される。より詳しくは、Ｘ線検出器３０２は被検体Ｐのチャネル方向（図１中のｙ方向）に沿って、あるいは体軸方向（図１中のｚ方向）に対し垂直な方向に沿ってＸ線検出素子を並べることで列を構成し、更にこのＸ線検出素子の列を列方向（図１中のｚ方向）に沿って並べることで、Ｘ線検出素子を２次元に並べて構成される。なお、以降Ｘ線検出素子の列が並べられる方向（図１中のｚ方向）を、単に列方向と記載する。

架台駆動制御部２０２は、スキャン制御部１０２から出力された架台駆動信号を受けて、コリメータ４０１、投光器４１１を移動させ、また回転体３００を回転させる。これらの移動及び回転は入力部１０８が指定する回転速度やスキャン範囲などのスキャンパラメータに基づいて制御される。

コリメータ４０１は、鉛やタングステンなどのＸ線を遮蔽する物質によって構成された板である。コリメータ４０１はＸ線管３０１の照射方向を塞ぐ様に複数枚設けられ、照射されたＸ線の一部を遮る。コリメータ４０１の間隙から照射されるＸ線は、図１中の点線に示すように、列方向に向かって扇状に広がってＸ線検出器３０２へと入射する。コリメータ４０１には後述するコリメータ駆動モータ４１２やコリメータ駆動ギア４０３などが接続される。架台駆動制御部２０２がこれらのコリメータ駆動モータ４１２やコリメータ駆動ギア４０３を駆動することにより、コリメータ４０１は移動してＸ線を遮る領域を変化させて、Ｘ線管３０１が放射するＸ線の、列方向に対する広がり角度（以下、単にコーン角と記載する）を制御する。具体的には、コーン角を広げる場合にコリメータ４０１は図１の列方向に対して互いに離反するように移動し、コーン角を狭める場合には互いに近接するように移動する。

同様に、Ｘ線のスキャン方向（図２中のｙ軸方向）に対する広がり角度（以下、単にファン角と記載する）を制御するために、Ｘ線管３０１の照射方向にはコリメータ４３０が設けられる。図２に、回転体３００をｘｙ平面から見た断面図を示す。コリメータ４０１によって遮られたＸ線は、図２の点線に示すように、スキャン方向に対し扇状に広がってＸ線検出器３０２へと入射する。コリメータ４３０には図示せぬ駆動モータが取り付けられ、コリメータ４３０は図２中の±ｙ方向へ移動してＸ線を遮る領域を変化させることで、Ｘ線のファン角を制御する。

投光器４１１は、例えば電流を印加することで発光する半導体素子などを用いて構成され、ライン状のレーザ光を被検体Ｐに向けて照射する。照射されたレーザ光は被検体Ｐ上に像を結び、基準線として表示される。投光器４１１には後述する投光器回転モータ４１２などが接続され、架台駆動制御部２０２がこの投光器回転モータ４１２を回転させることにより、レーザ光の照射方向を変化させる。なお、本実施例においては例として、投光器４１１自体を回転させることでレーザ光の照射方向を変化させる構成について述べる。

しかし、本発明の構成はこれに限られるものではなく、例えば投光器４１１に内蔵される発光素子や照射口の方向など、投光器４１１を構成する一部の部品を回転させることでレーザ光の照射方向を変化させる構成を用いても構わない。

回転体３００は、ガントリ３内に内蔵される円筒形の装置である。回転体３００はＸ線管３０１、コリメータ４０１、投光器４１１、及びＸ線検出器３０２などを保持する。回転体３００には回転モータが取り付けられ、Ｘ線ＣＴ装置１がスキャンを行う際に回転体３００は架台駆動制御部２０２から出力される架台駆動指示信号を受けてこの回転モータを駆動し、被検体Ｐの体軸を中心とする回転運動を行う。回転体３００が回転することによって、回転体３００が保持するＸ線管３０１、コリメータ４０１、コリメータ４３０、投光器４１１、及びＸ線検出器３０２も被検体Ｐの体軸を中心とする回転運動を行う。

天板５００は、被検体Ｐを横たえて載置することが可能な板状の部材である。天板５００は天板駆動部５０１に支持されており、後述する天板駆動部５０１が天板５００を前後（図１中のｚ軸方向）に移動させる。

天板駆動部５０１は、図示せぬモータなどによって構成された、天板５００を移動させるための装置である。天板駆動部５０１は、例えばモータと連結したベルトを天板５００に取り付けることで構成される。天板駆動部５０１のモータが回転することによって、連動して天板５００の位置が移動することとなる。天板駆動部５０１は、スキャン制御部１０２から出力された天板駆動信号を受けて、天板５００を移動させる。例えばＸ線ＣＴ装置１がスキャンを行う際には、天板駆動部５０１は被検体Ｐのスキャン領域とＸ線の照射範囲とを一致させるために天板５００をガントリ３の開口部内へと移動させ、また回転体３００の回転中心と被検体の体軸とを一致させるために天板５００の高さを変化させる。

（第１の実施形態）
図３は本発明の第１の実施形態における、投光器４１１の構成を示す図である。以下、図３を用いて投光器４１１の構成及び動作について述べる。

投光器４１１はＸ線を照射するコリメータ４０１の間隙に近い側の端に取り付けられる。投光器４１１はＸ線３０１０の照射範囲を可視化して被検体Ｐ上に示すため、被検体Ｐに向けてレーザ光４１１０を照射する。この投光器４１１は、被検体Ｐの頭側方向（図３の＋ｚ方向）と足側方向（図３の−ｚ方向）にそれぞれ一対設けられ、それぞれがレーザ光４１１０を被検体Ｐ上へ照射する。照射されたレーザ光は、被検体Ｐ上で像を結び基準線を表示する。

投光器４１１には投光器回転モータ４１２が取り付けられ、投光器回転モータ４１２は投光器４１１をスキャン方向に平行な軸を中心として回転させる。投光器４１１は回転することによって、照射するレーザ光線４０１０の列方向における開き角度を変化させる。

この投光器回転モータ４１２が投光器４１１を回転させる機構は、種々の手法を用いて構成して構わない。例えば投光器回転モータ４１２が回転する動力を伝達するシャフトを投光器回転モータ４１２と投光器４１１との間に設け、シャフトの回転によって投光器４１１が回転する構成を用いることができる。また例えば、投光器回転モータ４１２を投光器４１１の側面に直接に取り付け、投光器回転モータ４１２が回転する動力を直接投光器４１１に伝え投光器４１１を回転させる構成を用いることができる。

一方、コリメータ４０１の間隙に遠い側の端には、コリメータ駆動モータ４１２に接続されたコリメータ駆動ギア４０３が設けられる。コリメータ駆動ギア４０３は、コリメータ駆動モータ４１２の駆動に応じて回転し、コリメータ４０１を列方向に沿って移動させる。このコリメータ駆動ギア４０３がコリメータ４０１を駆動する機構は、種々の手法を用いて構成して構わない。例えばコリメータ駆動ギア４０３の回転に連動するベルトの一端をコリメータ駆動ギア４０３に、他端をコリメータ４０１に取り付け、コリメータ駆動ギア４０３が回転する動力をベルトに伝えることでコリメータ４０１を移動させる構成を用いることができる。また例えば、コリメータ４０１上に複数設けた溝と、歯車状のコリメータ駆動ギア４０３の歯とを組み合わせ、コリメータ駆動ギア４０３が回転する動力をコリメータ４０１に直接伝達してコリメータ４０１を移動させる構成を用いることができる。

架台駆動制御部２０２は入力されたスキャンパラメータのうち、スキャン領域の大きさに基づいてコリメータ駆動モータ４１２を駆動し、コリメータ４０１を移動させる。例えば入力されたスキャン領域が、現在のコリメータ４０１の位置において照射されるＸ線３０１０のＸ線照射領域よりも小さい場合には、コリメータ駆動モータ４１２は一対のコリメータ４０１を互いに近接させるように移動させる。図４にコリメータ４０１が互いに近接した際の様子を示す。コリメータ４０１の間隙が狭まることにより、Ｘ線管３０１から放射されるＸ線３０１０のコーン角は小さくなり、Ｘ線は被検体Ｐ上のより狭い範囲に入射することとなる。なお、コリメータ４０１が移動することによって、コリメータ４０１に取り付けられた投光器４１１は連動して移動する。例えばコリメータ４０１が互いに近接した場合には、投光器４１１も互いに近接した位置からレーザ光４１１０を照射する。

コリメータ４０１が移動しコーン角が変化すると、投光器回転モータ４１２は投光器４１１を回転させ、コーン角に合わせてレーザ光４１１０の照射方向を変化させる。より具体的には、投光器回転モータ４１２は、レーザ光４１１０の照射方向と、コリメータ４０１の端部を透過したＸ線３０１０の照射方向とが平行になるように、投光器４１１を回転させる。図５はＸ線管３０１から照射されたＸ線３０１０の照射方向と投光器４１１から照射されたレーザ光４１１０の照射方向を示す図である。投光器回転モータ４１２は投光器４１１を回転させて、レーザ光４１１０の照射角度が図５の列方向に対して角度θだけ傾くように制御する。この角度θは、コリメータ４０１の端部を透過したＸ線３０１０の列方向に対する広がり角度、即ちコーン角と等しくなるよう制御される。よって、角度θだけ傾いて照射されるレーザ光４１１０は、コリメータ４０１の端部を透過するＸ線３０１０と平行な角度を持つこととなる。

なお、Ｘ線３０１０のコーン角は、Ｘ線管３０１の照射中心とコリメータ４０１のｘ軸上の距離（図５中のＨ）と、列方向上の距離（図５中のＬ）から算出することができる。

コリメータ４０１の移動量に応じてコーン角を求めるため、記憶部１０７にはコリメータ４０１の位置とＸ線３０１０のコーン角とを対応付けるテーブルあるいは関数が予め記憶される。投光器回転モータ４１２は、コリメータ４０１の位置情報と、記憶部１０７に記憶されたテーブルあるいは関数に基づいて求められたＸ線３０１０のコーン角に基づいて、投光器４１１を回転させレーザ光４１１０の照射方向を変化させる。

図６は被検体Ｐ上に表示される基準線の様子を示す図である。レーザ光４１１０は、スキャン方向（図６のｙ軸方向）に平行な一文字の基準線を被検体Ｐ上に表示する。投光器４１１は先述した投光器回転モータ４１２やコリメータ駆動モータ４１２の動作に連動してレーザ光４１１０の照射方向や位置を変化させ、Ｘ線３０１０のコーン角に応じて基準線の表示位置を変化させる。より具体的には、投光器４１１はＸ線３０１０の照射範囲における頭側（図６の＋ｚ方向）の端及び足側（図６の−ｚ方向）の端を示すように、２つの基準光の表示位置をそれぞれ変化させる。Ｘ線ＣＴ装置１の使用者は、被検体Ｐ上に表示された基準光を視認して、Ｘ線３０１０の照射範囲がどの位置にあるかを視認する。

（被検体の厚みと基準線の照射位置）
先述したように、投光器４１１が照射するレーザ光４１１０の照射方向は、コリメータ４０１の端部を透過するＸ線３０１０と平行な方向になるよう制御される。レーザ光４１１０の照射方向が平行になるように制御することで、投光器４１１は被検体Ｐの厚みが変化した場合であっても正しい位置に基準線を表示することができる。

一方先行文献１などに示した従来のＸ線ＣＴ装置においては、レーザ光４０１０の照射方向がコリメータ４０１の端部を透過するＸ線３０１０の方向と異なるため、被検体の厚みが変化することによって基準線の位置とＸ線３０１０の照射範囲がずれ、正しい位置に基準線を表示することができない。図７は、従来のＸ線ＣＴ装置においてレーザ光４１１０を被検体Ｐに対して垂直に照射した場合の、被検体Ｐ上のＸ線３０１０とレーザ光４１１０の照射位置を示す図である。なお、図７においては説明の簡単のために、被検体Ｐの形状を簡略化して示す。

図７（ａ）は、被検体Ｐの厚みが薄い場合のＸ線３０１０及びレーザ光４１１０の照射位置を示す。例えば図７（ａ）に示すように、Ｘ線３０１０の照射範囲における頭側（図７の＋ｚ方向）の端及び足側（図７の−ｚ方向）の端と、基準光の表示位置とを合わせて投光器４１１の位置を調節したとする。図７（ｂ）は、被検体Ｐの厚みが厚い場合のＸ線３０１０及びレーザ光４１１０の照射位置を示す。Ｘ線３０１０は被検体Ｐに対して斜め方向に入射するため、被検体Ｐの厚みが増したことによって、図７（ａ）に示す場合に比べ被検体Ｐ上におけるＸ線３０１０の照射範囲は狭まり、頭側の端と足側の端とが近づくこととなる。従って、被検体Ｐの厚みが増したことによって垂直に照射されるレーザ光４１１０の照射位置とＸ線３０１０の照射範囲がずれて、投光器４１１は正しい位置に基準線を表示できないこととなる。このように、Ｘ線３０１０が被検体Ｐに対して斜めに入射する場合、Ｘ線３０１０の照射範囲は被検体Ｐの厚みの変化に応じて変化する。

図８は、本願発明に係るＸ線ＣＴ装置１を用いて、レーザ光４１１０の照射方向をコリメータ４０１の端部を透過するＸ線３０１０と平行な方向になるよう制御した場合の、被検体Ｐ上におけるＸ線３０１０とレーザ光４１１０の照射位置を示す。例えば図８（ａ）に示すように、Ｘ線３０１０の頭側の端と足側の端の位置と、基準光の表示位置とを合わせ、且つコリメータ４０１の端部を透過するＸ線３０１０と、レーザ光４１１０の照射方向とが平行になるように投光器４１１を調節して取り付けたとする。図８（ｂ）に被検体Ｐの厚みが厚い場合のＸ線３０１０及びレーザ光４１１０の照射位置を示す。コリメータ４０１の端部を透過するＸ線３０１０と、レーザ光４１１０とは平行な角度で被検体Ｐに対して入射するため、被検体Ｐの厚みが変化した場合であっても基準線を照射範囲の端部に正しく表示することができる。

以上の構成により、投光器４１１はコリメータ４０１の端を透過するＸ線３０１０の照射角度と平行になるようレーザ光４１１０の照射角度を制御する。これにより、被検体Ｐの厚みが変化して被検体Ｐ上におけるＸ線３０１０の照射範囲が変化した場合であっても、照射範囲を示すレーザ光４１１０を正しい位置に照射し、基準線を被検体Ｐ上に投影させることができる。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る投光器４１１の構成を示す図である。以下、図９を用いて投光器４１１の構成及び動作について述べる。

第２の実施形態においては、コリメータ４０１の下部に投光器支持板４０４を設け、投光器支持板４０４上に投光器４１１を取り付ける。投光器支持板４０４には投光器支持板駆動ギア４０５が取り付けられ、投光器支持板４０４は投光器支持板駆動ギア４０５の回転に合わせて図９中の列方向に移動する。投光器支持板駆動ギア４０５はコリメータ駆動モータ４１２に接続され、コリメータ駆動ギア４０３の回転と連動して動作する。

コリメータ駆動ギア４０３の回転と連動して回転する投光器支持板駆動ギア４０５は、その回転径がコリメータ駆動ギア４０３よりも大きくなるよう設けられる。従って、コリメータ駆動モータ４１２がコリメータ駆動ギア４０３及び投光器支持板駆動ギア４０５を同一の回転数だけ回転させた場合、コリメータ４０３に比べ投光器支持板４０４は長い距離を移動することとなる。この投光器支持板駆動ギア４０５の回転径は、コリメータ４０１と投光器４１１との図９中のｘ軸における高さの差に基づいて定められる。

なお、投光器支持板駆動ギア４０５が投光器支持板４０４を駆動する機構は、種々の手法を用いて構成して構わない。例えば投光器支持板駆動ギア４０５の回転に連動するベルトの一端を投光器支持板駆動ギア４０５に、他端を投光器支持板４０４に取り付け、投光器支持板駆動ギア４０５が回転する動力をベルトに伝えることで投光器支持板４０４を移動させる構成を用いることができる。また例えば、投光器支持板４０４上に複数設けた溝と、歯車状の投光器支持板駆動ギア４０５の歯とを組み合わせ、投光器支持板駆動ギア４０５が回転する動力を投光器支持板４０４に伝達して投光器支持板４０４を移動させる構成を用いることができる。

また、第１の実施例に述べた構成と同様に、投光器４１１には投光器回転モータ４１２が取り付けられ、コーン角に合わせて投光器４１１を回転させてレーザ光４１１０の照射方向を変化させる。

以下、図９を参照しながらコリメータ４０１が移動しコーン角が変化した際の動作について述べる。例えば入力部１０８などが入力したスキャンパラメータに基づいてコーン角を広げる場合には、架台駆動制御部２０２はコリメータ駆動モータ４０２を駆動することでコリメータ駆動ギア４０３を回転させ、コリメータ４０１を互いに離間させる。このとき、コリメータ駆動モータ４０２に接続された投光器支持板駆動ギア４０５も連動して回転し、投光器支持板４０４を互いに離間させる。

更に、架台駆動制御部２０２は、移動したコリメータ４０１の位置情報及び記憶部１０７に記憶されたテーブルあるいは関数に基づいて求められたＸ線３０１０のコーン角に基づいて、投光器４１１を回転させる。投光器４１１は回転して、レーザ光４１１０の照射方向を、コリメータ４０１の端を透過するＸ線３０１０と平行な方向に変化させる。

以上の動作によって、投光器４１１が照射するレーザ光４１１０の照射位置とＸ線３０１０の照射範囲の端とが一致し、使用者は被検体Ｐ上に表示された基準線を視認してＸ線３０１０の照射範囲を確認する。

なお、投光器４１１はコリメータ４０１に比べ、図９のｘ軸上において低い位置にある。そのため、投光器４１１が照射するレーザ光４１１０がコリメータ４０１の端部を透過するＸ線３０１０に近づくためには、投光器支持板４０４が離間する距離（図９中のＬ´）を、コリメータ４０１が離間する距離（図９中のＬ）より大きくしなければならない。

そこで本発明においては、投光器支持板駆動ギア４０５の回転径をコリメータ駆動ギア４０３の回転径を上回るように設ける。これにより、コリメータ４０３に連動して移動する投光器支持板４０４は、コリメータ４０３に比べ長い距離を移動する。従って、投光器４１１がコリメータ４０３より低い位置にある場合でも、レーザ光４１１０をコリメータ４０１の端部を透過するＸ線３０１０に近づけて照射させることができる。

第２の実施形態によれば、投光器支持板４０４に投光器４１１を取り付けることにより、コリメータ４０１と独立して投光器４１１を移動させることができる。これにより、投光器４１１のレーザ光照射位置をより細かく制御することができ、正しい位置に基準線を表示させることができる。また第２の実施形態によれば、コリメータ４０１及び投光器支持板４０４は双方に連結して接続された、コリメータ駆動モータ４１２によって移動する。コリメータ４０１と投光器支持板４０４に別々のモータを取り付ける必要がないため、Ｘ線ＣＴ装置１を構成する部品の点数を減らし、Ｘ線ＣＴ装置１をより簡単に構成することが可能となる。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る投光器４１１の構成を示す図である。以下、図１０を用いて投光器４１１の構成及び動作について述べる。

第３の実施形態においては、コリメータ４０１の上部に投光器支持板４０４を設け、投光器支持板４０４上に投光器４１１を取り付ける。また、コリメータ４０１の間隙に近い側の端にスリット４０６を設ける。図１１にコリメータ４０１をｘ方向から見た上面図を示す。投光器４１１が照射するレーザ光４１１０は、コリメータ４０１に設けられたスリット４０６を透過して被検体Ｐへと照射される。なお、スリット４０６はコリメータ４０１中に穴状に設けられる例を示すが、スリット４０６の形状はここに述べたものに限定されない。例えば、コリメータ４０１の間隙に近い側の端に凹形状の切り欠きを設け、この切り欠きをスリット４０６として用いても構わない。

また、コリメータ４０１の間隙に近い側の端には、Ｘ線遮蔽板４０７が設けられる。Ｘ線遮蔽板４０７はｘｙ平面上に平行な向きに取り付けられ、Ｘ線管３０１から放射されるＸ線３０１０が、スリット４０６を透過して被検体Ｐへ入射する事態を防ぐ。

また、投光器支持板４０４には、投光器支持板駆動ギア４０５が設けられる。投光器支持板４０４は投光器支持板駆動ギア４０５の回転に合わせて図１０中の列方向に移動する。投光器支持板駆動ギア４０５はコリメータ駆動モータ４１２に接続され、コリメータ駆動ギア４０３の回転と連動して動作する。

なお、図９で述べた投光器４１１の構成とは逆に、第３の実施形態においては投光器４１１がコリメータ４０１よりも図１１のｘ軸上で高い位置に設けられる。そのため、投光器４１１の移動する距離は、コリメータ４０１が移動する距離に比べ短くなる必要がある。そこで、第３の実施形態においてコリメータ駆動ギア４０３の回転と連動して回転する投光器支持板駆動ギア４０５は、その回転径がコリメータ駆動ギア４０３よりも小さくなるよう設けられる。従って、コリメータ駆動モータ４１２がコリメータ駆動ギア４０３及び投光器支持板駆動ギア４０５を同一の回転数だけ回転させた場合、コリメータ４０３に比べ投光器支持板４０４は短い距離を移動することとなる。この投光器支持板駆動ギア４０５の回転径は、コリメータ４０１と投光器４１１との図１０中のｘ軸における高さの差に基づいて定められる。

以下、コリメータ４０１が移動しコーン角が変化した際の動作について述べる。例えば入力部１０８などが入力したスキャンパラメータに基づいてコーン角を広げる場合には、架台駆動制御部２０２はコリメータ駆動モータ４１２を駆動することでコリメータ駆動ギア４０３を回転させ、コリメータ４０１を互いに離間させる。このとき、コリメータ駆動モータ４１２に接続された投光器支持板駆動ギア４０５も連動して回転し、投光器支持板４０４を互いに離間させる。

以上の動作によって、投光器４１１が照射するレーザ光４１１０の照射位置とＸ線３０１０の照射範囲の端とが一致し、使用者は被検体Ｐ上に投影された基準線を視認してＸ線３０１０の照射範囲を確認する。

第３の実施形態によれば、レーザ光４１１０を照射するための機構をコリメータ４０１０の上部に集中させることができる。これにより、コリメータ４０１の下部に新たな部品を追加することがなく、ガントリ３の開口部を広く保ったまま、基準線を投影する投光器４１１をＸ線ＣＴ装置１内に搭載することができる。

（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る投光器４１１の構成を示す図である。以下、図１２を用いて投光器４１１の構成及び動作について述べる。

図４の実施形態においては、コリメータ４０１の間隙に近い側の端には、投光器４１１の代わりにミラー４２１が設けられる。投光器４１１はコリメータ４０１の下方に設けられ、投光器４１１はミラー４２１へ向けてレーザ光を照射する。

また、ミラー４２１にはミラー回転モータ４２２が接続される。ミラー回転モータ４２２は架台駆動制御部２０２から出力されたガントリ駆動信号に応じて、ミラー４２１の被検体Ｐに対する角度を変化させる。

以下、コリメータ４０１が移動しコーン角が変化した際の動作について述べる。例えば入力部１０８などが入力したスキャンパラメータに基づいてコーン角を広げる場合には、架台駆動制御部２０２はコリメータ駆動モータ４１２を駆動することでコリメータ駆動ギア４０３を回転させ、コリメータ４０１を互いに離間させる。

更に、架台駆動制御部２０２は、移動したコリメータ４０１の位置情報及び記憶部１０７に記憶されたテーブルあるいは関数に基づいて求められたＸ線３０１０のコーン角に基づいて、ミラー４２１を回転させる。投光器４１１から照射されたレーザ光４１１０はミラー４２１に入射し、ミラー４２１は被検体Ｐへレーザ光４１１０を照射する。このとき、被検体Ｐへ照射されるレーザ光４１１０がコリメータ４０１の端を透過するＸ線３０１０と平行となるようにミラー４２１の回転角度が制御される。

以上の動作によって、投光器４１１が照射するレーザ光４１１０はミラー４２１で反射され、反射されたレーザ光４１１０の照射位置とＸ線３０１０照射範囲の端とが一致し、使用者は被検体Ｐ上に投影された基準線を視認してＸ線３０１０の照射範囲を確認する。

なお、本実施形態においてはレーザ光４１１０の照射角度を変化させるためにミラー４２１の角度を制御すると述べた。しかし、本発明の構成はこれに限られるものではなく、ミラー４２１の角度を固定してコリメータ４０１に取り付け、ミラー回転モータ４２２を投光器４１１に取り付ける。投光器４１１を回転させて、レーザ光４１１０のミラー４２１への入射角度を変更することで、被検体Ｐへ照射されるレーザ光４１１０の角度がコーン角と等しくなるよう制御しても構わない。

第４の実施形態によれば、投光器４１１に比してミラー４２１は軽量であるため、コリメータ駆動モータ４１２が駆動するために必要な動力は第１の実施形態に比べ小さくすることができる。コリメータ駆動モータ４１２の駆動動力が小さくなることにより、コリメータ駆動モータ４１２を小型に構成し、ガントリ３の開口部を広くすることができる。

なお各実施形態では、本発明によりレーザ光４１１０の照射角度と、コリメータ４０１の端を透過するＸ線３０１０の照射角度が平行になるよう制御される、と述べた。しかし、このレーザ光４１１０の照射角度は、Ｘ線３０１０の照射角度と幾何的に完全に平行となる必要はない。例えば投光器４１１や投光器回転モータ４１２の取り付け角度の誤差などによりレーザ光４１１０の照射角度が僅かにずれたとしても、基準光を用いてＸ線３０１０の照射範囲を視認することができる。あるいは、投光器４１１や投光器回転モータ４１２の取り付け角度を変更して、レーザ光４１１０の照射角度がＸ線３０１０の照射角度に比べ僅かに少なくなるよう制御しても構わない。レーザ光４１１０の照射角度が少なくなることでレーザ光４１１０とＸ線３０１０を近づけ、基準線の位置をスキャン範囲の端に近づけることができる。

なお、本発明は上記実施形態に開示されたものに限定されず、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宣な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、本実施例においてコリメータ駆動モータ４０２と投光器回転モータ４１２は別々に設けられ、それぞれがコリメータ４０１を移動させ、投光器４１１を回転させると述べた。しかし、投光器回転モータ４１２を設ける代わりに、コリメータ駆動ギア４０３と回転径の異なる投光器回転ギアを投光器４１１に取り付ける。そして、コリメータ駆動モータ４０２の回転に連動して投光器回転ギアを回転させ、この投光器回転ギアの回転によって投光器４１１のレーザ光４１１０の照射方向を制御する構成を取っても構わない。また例えば、第３の実施形態においてコリメータ４０１と投光器支持板４０４は同一のコリメータ駆動モータ４０２に接続されると述べたが、投光器支持板４０４を駆動するために別の投光器支持板駆動モータを設けても構わない。また例えば、投光器４１１の位置は回転体３００上であればＸ線管３０１の近傍ではなく、他の位置に配置されていても構わない。また例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。あるいは、異なる実施例にわたる構成要素を適宣組み合わせてもよい。

１Ｘ線ＣＴ装置
１００制御部
１０２スキャン制御部
１０３再構成処理部
１０４画像処理部
１０６表示部
１０７記憶部
１０８入力部
２０１Ｘ線管制御部
２０２架台駆動制御部
２０３寝台駆動制御部
３００回転体
３０１Ｘ線管
３０２Ｘ線検出器
４０１コリメータ
４０２コリメータ駆動モータ
４０３コリメータ駆動ギア
４０４投光器支持板
４０５投光器支持板駆動ギア
４０６スリット
４０７Ｘ線遮蔽板
４１１投光器
４１２投光器回転モータ
４２１ミラー
４２２ミラー回転モータ
４３０コリメータ
５００天板
５０１天板駆動部

Claims

被検体を載置可能な天板と、Ｘ線を前記被検体へ照射するＸ線管と、前記Ｘ線管に対して対向配置され、列方向に沿って複数列に並べて配置されたＸ線検出素子からなるＸ線検出器とを備えるＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線管と前記検出器との間に設けられ、前記Ｘ線の少なくとも一部を遮るコリメータと、
前記コリメータを列方向に沿って移動させるコリメータ駆動手段と、
前記Ｘ線の照射範囲を示すレーザ光を前記被検体へ照射する投光器と、
前記被検体へ照射されるレーザ光が前記コリメータの端部を透過したＸ線と略平行になるよう、前記レーザ光の照射角度を変化させる照射角度変更手段と
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記照射角度変更手段は前記投光器に取り付けられ、前記コリメータの移動に対応させて、前記レーザ光の照射角度を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記投光器が取り付けられる投光器支持部材とを更に備え、
前記コリメータ駆動装置は、前記コリメータの移動と共に前記投光器支持部材を列方向に沿って移動させる
ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記投光器支持部材及び前記投光器は前記Ｘ線管と前記コリメータとの間に設けられ、前記コリメータは前記投光器から照射されたレーザ光を透過するスリットを更に備え、前記コリメータに取り付けられ、前記Ｘ線管から前記スリットへ向かって照射されるＸ線の少なくとも一部を遮蔽するＸ線遮蔽板と
を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記照射角度変更手段は、前記投光器から照射されたレーザ光を反射し前記被検体へ照射するミラーからなり、
前記照射角度変更手段は前記ミラーに取り付けられ、前記コリメータの移動に基づいて前記ミラーを回転させて、前記被検体へ照射されるレーザ光の照射角度を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
被検体を載置可能な天板と、Ｘ線を前記被検体へ照射するＸ線管と、前記Ｘ線管に対して対向配置され、列方向に沿って複数列に並べて配置されたＸ線検出素子からなるＸ線検出器とを備えるＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線管と前記検出器との間に設けられ、前記Ｘ線の少なくとも一部を遮るコリメータと、
前記コリメータを列方向に沿って移動させるコリメータ駆動手段と、
前記Ｘ線管と前記検出器との間に設けられ、前記Ｘ線の照射範囲を示すレーザ光を前記被検体へ照射する投光器と、
前記コリメータの移動に対応させて、前記レーザ光の照射角度を変化させる照射角度変更手段と
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。