JP2014012055A - 放射線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】立位または座位の状態の被検体を安全に撮影することができるようにする。
【解決手段】立位または座位の被検体を収容する収容器と、収容器の外側から被検体に放射線を照射し、収容器の外側にて被検体の透過放射線を検出することにより、被検体の投影データを収集するデータ収集手段と、収容器をデータ収集手段に対して鉛直方向に相対移動する移動手段とを備えた放射線断層撮影装置を提供する。望ましくは、収容器に対する被検体の特定部位の位置を検出する検出手段と、検出された位置に基づいて、被検体の鉛直方向における撮影範囲を設定する設定手段とをさらに備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、立位または座位の状態の被検体を撮影する放射線断層撮影装置に関する。

従来、スループット（through-put）の向上や省スペース（space）化等を目的として、立位または座位の状態の被検体を撮影する放射線断層撮影装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３，要約等参照）。

特開２００８−２７８９０２号公報 特開２００５−２０５０８２号公報 特開平７−３８２号公報

しかしながら、これらの放射線断層撮影装置は、いずれも被検体がガントリ（gantry）に直接接触し得る構成となっており、被検体の安全性を確保することができない。

このような事情により、立位または座位の状態の被検体を安全に撮影することができる放射線断層撮影装置が望まれている。

第１の観点の発明は、
立位または座位の被検体を収容する収容器と、
前記収容器の外側から前記被検体に放射線を照射し、前記収容器の外側にて前記被検体の透過放射線を検出することにより、前記被検体の投影データを収集するデータ収集手段と、
前記収容器を前記データ（data）収集手段に対して鉛直方向に相対移動する移動手段とを備えた放射線断層撮影装置を提供する。

第２の観点の発明は、
前記収容器に対する前記被検体の特定部位の位置を検出する検出手段と、
前記検出された位置に基づいて、前記被検体の鉛直方向における撮影範囲を設定する設定手段とをさらに備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第３の観点の発明は、
前記収容器が、該収容器を構成する壁部の少なくとも一部を光透過状態と遮光状態とに切換え可能な機構を有している請求項１または請求項２に記載の放射線断層撮影装置。

第４の観点の発明は、
前記移動手段が、前記収容器を吊るして移動する機構を有している上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第５の観点の発明は、
前記移動手段が、前記収容器を、複数の階を有する建造物内の第１の階から前記第１の階とは異なる第２の階へと移動し、
前記データ収集手段は、前記収容器が前記第１の階から第２の階へと移動する間に並行して前記被検体の投影データを収集する上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第６の観点の発明は、
前記第１の階に前記収容器への乗り場が設けられており、
前記第２の階に前記収容器からの降り場が設けられている上記第５の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第７の観点の発明は、
前記収容器が、前記被検体の少なくとも一部を支持する支持部を有している上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第８の観点の発明は、
前記収容器が、概ね円柱状であり、開閉扉を有している上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

上記観点の発明によれば、被検体が収容器に収容され、収容器の外側にデータ収集手段が設けられているので、被検体がデータ収集手段に直接接触することを防ぐことができ、立位または座位の状態の被検体を安全に撮影することができる。

第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。 収容カプセル（capsule）の構成を示す図である。 第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。

（第１の実施形態）
図１は、発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置の構成を示す図である。なお、本Ｘ線ＣＴ装置は、特に集団検診に適した装置としての例である。

図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ１０と、収容カプセル２０と、カプセル移動部３０と、光学式カメラ（camera）４０と、操作コンソール（console）５０とを有する。なお、これらを接続する配線については、図示を省略する。

走査ガントリ１０は、発明におけるデータ収集手段の一例である。収容カプセル２０は、発明における収容器の一例である。カプセル移動部３０は、発明における移動手段の一例である。光学式カメラ４０は、発明における検出手段の一例である。操作コンソール５０は、発明における設定手段の一例である。

走査ガントリ１０は、被検者９０にＸ線を照射し、その透過Ｘ線を検出して投影データを収集するためのものである。走査ガントリ１０は、Ｘ線ＣＴ装置１が設置される施設内の壁８１や床８２に固定して設置されているか、施設内の天井８３から吊り下げられている。走査ガントリ１０は、撮影空間となる空洞部１１と、その周りを回転するＸ線管および検出器（不図示）とを有している。Ｘ線管および検出器は、空洞部１１を水平方向に挟んで互いに対向して配置されている。また、Ｘ線管および検出器は、この位置関係を維持したまま、水平面内で空洞部１１の周りを回転できるように支持されている。撮影は、Ｘ線管および検出器を空洞部１１の周りに回転させながらＸ線を照射することにより行われる。被検者９０は、収容カプセル２０に収容され、この空洞部１１に搬送されて撮影が行われる。

収容カプセル２０は、被検者９０を立位または座位の状態で収容するためのものである。収容カプセル２０は、走査ガントリ１０の空洞部１１を鉛直方向に通り抜けて移動できるように形成されている。

図２は、収容カプセル２０の構成を示す図である。図２に示すように、収容カプセル２０は、概ね円柱状であり、円板状の上部２１ｔおよび底部２１ｂと、円筒状の壁部２１ｗとにより構成されている。円柱状であると、撮影によって得られた画像にアーチファクト（artifact）が生じにくい。壁部２１ｗは、光透過性および放射線透過性を有する部材、例えばアクリル（acrylic plastic）などのプラスティック樹脂で構成されている。上部２１ｔの内側には、壁部２１ｗを覆うことができるよう、遮光カーテン（curtain）２２が開閉可能に取り付けられている。遮光カーテン２２は、放射線透過性を有する部材で構成されている。被検者９０が高所恐怖症である場合など、外が見えない方がよい場合には、この遮光カーテン２２を閉じるようにする。被検者９０が閉所恐怖症である場合など、外が見えた方がよい場合には、この遮光カーテン２２を開けるようにする。底部２１ｂの内側中央付近には、被検者９０を支持するための支持部２３が立設されている。支持部２３は、放射線透過性を有する部材で構成されている。被検者９０は、立位で撮影を受ける場合、この支持部２３に自身の一部、例えば正面や背面を密着させて体の位置を半固定する。上部２１ｔの内側には、さらにグリップ（grip）部２４が設けられている。被検者９０は、このグリップ部２４を両手で把持することにより、体動を抑えることができる。支持部２３には、引出し式の座面部２５が設けられている。被検者９０は、座位で撮影を受ける場合、この座面部２５を手前に引き出して座ることができる。収容カプセル２０の壁面２１ｗの一部には、ロック（lock）機構付きの開閉扉２６が設けられている。開閉扉２６は、スライド（slide）式でもよいし、ヒンジ式でもよい。収容カプセル２０の下部には、開閉扉２６がロックされているか否かを検出するロック検知センサ（sensor）２７が設けられている。ロック検知センサ２７の出力は、操作コンソール５０に送信される。収容カプセル２０の移動および撮影は、ロック検知センサ２７により開閉扉２６がロックされていると検知されているときのみ許可される。

カプセル移動部３０は、収容カプセル２０を、空洞部１１を通るように鉛直方向に移動させる。カプセル移動部３０は、収容カプセル２０の上部２１ｔの外側に取り付けられたワイヤ（wire）３１と、このワイヤ３１を掛ける滑車３２と、ワイヤ３１を巻き上げるモータ（motor）駆動部３３と、収容カプセル２０を鉛直方向に案内する不図示のガイド（guide）とを有している。収容カプセル２０の移動は、モータ駆動部３３によるワイヤ３１の巻き上げ長を調整することにより行われる。つまり、カプセル移動部３０は、エレベータのかごの移動手段とほぼ同様の構成である。収容カプセル２０の位置は、磁気センサや光センサ、ロータリエンコーダ（rotary encoder）等を用いることにより、高精度に制御される。なお、カプセル移動部３０は、収容カプセル２０の底部２１ｂの外側に設けられた昇降機構であってもよい。昇降機構は、例えば、油圧または電動のアクチュエータ（actuator）とリンク（link）機構との組合せにより実現できる。

光学式カメラ４０は、収容カプセル２０の外側、例えば、施設内の壁８１、床８２または天井８３に設置されている。光学式カメラ２０は、収容カプセル２０の外側から、収容されている被検者９０の画像情報を取得し、その画像情報を操作コンソール５０に送信する。なお、光学式カメラ４０の代わりに、光センサや赤外線センサ等を用いて、被検者９０の形状を表す情報を取得するようにしてもよい。

操作コンソール５０は、オペレータ（operator）９１から入力された情報や光学式カメラ４０から送信されてきた情報を基に、撮影条件を設定する。また、操作コンソール５０は、オペレータ９１の操作に応じて、設定された撮影条件にしたがって被検者の撮影が実行されるように、走査ガントリ１０やカプセル移動部３０を制御する。

操作コンソール５０は、光学式カメラ４０から送られてきた情報の解析処理を行って、被検者９０の特定部位を認識し、その特定部位の収容カプセル２０に対する相対位置を検出する。特定部位は、例えば、頭頂部や肩部などである。特定部位の相対位置は、例えば、収容カプセル２０の底部２１ｂの内側面（上面）からの高さで規定する。操作コンソール５０は、検出された被検者９０の特定部位の位置と撮影対象部位とを基に、被検者９０の鉛直方向における撮影範囲を設定する。撮影対象部位は、例えば、肺を含む胸部、胃や肝臓を含む腹部、あるいはこれら両方を含む胸腹部などである。撮影範囲は、頭頂部や肩部などの特定部位から下方にＡｃｍ〜Ｂｃｍの範囲などと定める。撮影範囲は、最適化のために、被検者９０の特定部位の相対位置（底部２１ｂの上面からの高さ）や、予め入力されている被検者９０の身長等に応じて微調整してもよい。

上記構成のＸ線ＣＴ装置による撮影の流れについて説明する。

オペレータ９１は、収容カプセル２０の開閉扉２６を開け、被検者９０をその内部に案内し、立位または座位の姿勢を取るよう促す。立位で撮影する場合、被検者９０は、支持部２３に自身の正面または背面を密着させ、さらにグリップ部２４を把持する。座位で撮影する場合には、被検者９０は、支持部２３から引き出された座面部２５に座り、背面を支持部２３に密着させる。オペレータ９１は、被検者９０に、遮光カーテン２２の開閉の要望を聞き、開閉を行う。オペレータ９１は、収容カプセル２０から出て開閉扉２６を閉め、ロックする。これにより、プロテクト（protect）が解除され、収容カプセル２０の移動および撮影が可能になる。オペレータ９１は、操作コンソール５０において撮影準備開始の操作を行う。操作コンソール５０は、光学カメラ４０からの情報を基に、被検者９０の特定部位の位置を検出し、撮影範囲を設定する。操作コンソール５０は、さらに、オペレータ９１から入力された情報を基に、その他の撮影条件を設定する。オペレータ９１は、準備が完了したら、撮影開始の操作を行う。操作コンソール５０から走査ガントリ１０およびカプセル移動部３０に制御信号が送られる。走査ガントリ１０は、Ｘ線管および検出器の回転を開始し、カプセル移動部３０は、収容カプセル２０を上昇させる。走査ガントリ１０の空洞部１１を、被検者９０の撮影範囲が通過する際に、撮影が行われる。撮影は、例えばヘリカルスキャン方式にて行われる。撮影が終了したら、カプセル移動部３０は、操作コンソール５０からの制御信号を受けて、収容カプセル２０を下降させる。収容カプセル２０が施設内の床８２に到着したら、オペレータ９１は、収容カプセル２０の開閉扉２６のロックを解除して開け、被検者９０を収容カプセル２０の外側に案内する。

このような実施形態によれば、被検者９０が収容カプセル２０に収容され、収容カプセル２０の外側に走査ガントリ１０が設けられているので、被検者９０が走査ガントリ１０に直接接触することを防ぐことができ、立位または座位の状態の被検者９０を安全に撮影することができる。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１′の構成を示す図である。

第１の実施形態では、収容カプセル２０の乗り場と降り場とが同じ場所であるが、第２の実施形態では、乗り場と降り場とが異なる階に設けられている。本例では、Ｘ線ＣＴ装置が設置されている施設内において、乗り場８５は地下階の撮影室にあり、降り場８６は地上階にある。撮影は、収容カプセル２０が、地下階から地上階へと移動している間に並行して行われる。このようにすれば、被検者９０は、地下階での撮影を終えてすぐに、地上階での別の診断や受付等を受けることができ、検査のスループットが向上する。

（第３の実施形態）
第１の実施形態では、走査ガントリ１０を固定して、収容カプセル２０を鉛直方向に移動しているが、収容カプセル２０を固定して、走査ガントリ１０を鉛直方向に移動したり、両者を共に移動したりしてもよい。

以上、発明の実施形態について説明したが、発明は上記実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更が可能である。

例えば、撮影は、収容カプセル２０が上昇するときだけでなく、下降するときに行ってもよい。また、撮影は、ヘリカルスキャン方式だけでなく、アキシャルスキャン方式により行ってもよい。

１ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 走査ガントリ
１１ 空洞部
２０ 収容カプセル
２１ｔ 上部
２１ｂ 底部
２１ｗ 壁部
２２ 遮光カーテン
２３ 支持部
２４ グリップ部
２５ 座面部
２６ 開閉扉
２７ ロック検知センサ
３０ カプセル移動部
３１ ワイヤ
３２ 滑車
３３ モータ駆動部
４０ 光学式カメラ
５０ 操作コンソール
８１ 施設内の壁
８２ 施設内の床
８３ 施設内の天井
８５ 乗り場
８６ 降り場
９０ 被検者
９１ オペレータ９１

Claims (8)

1. 立位または座位の被検体を収容する収容器と、
   前記収容器の外側から前記被検体に放射線を照射し、前記収容器の外側にて前記被検体の透過放射線を検出することにより、前記被検体の投影データを収集するデータ収集手段と、
   前記収容器を前記データ収集手段に対して鉛直方向に相対移動する移動手段とを備えた放射線断層撮影装置。
2. 前記収容器に対する前記被検体の特定部位の位置を検出する検出手段と、
   前記検出された位置に基づいて、前記被検体の鉛直方向における撮影範囲を設定する設定手段とをさらに備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
3. 前記収容器は、該収容器を構成する壁部の少なくとも一部を光透過状態と遮光状態とに切換え可能な機構を有している請求項１または請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
4. 前記移動手段は、前記収容器を吊るして移動する機構を有している請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
5. 前記移動手段は、前記収容器を、複数の階を有する建造物内の第１の階から前記第１の階とは異なる第２の階へと移動し、
   前記データ収集手段は、前記収容器が前記第１の階から第２の階へと移動する間に並行して前記被検体の投影データを収集する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
6. 前記第１の階に前記収容器への乗り場が設けられており、
   前記第２の階に前記収容器からの降り場が設けられている請求項５に記載の放射線断層撮影装置。
7. 前記収容器は、前記被検体の少なくとも一部を支持する支持部を有している請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
8. 前記収容器は、概ね円柱状であり、開閉扉を有している請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。

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