JP2014100553A - 医用画像診断装置用寝台および医用画像診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】天板の繰り出し量と被検体の重みとに基づいて天板ダレを低減する天板の仰角を決定し、決定された仰角に天板を移動させることができる医用画像診断装置用寝台および医用画像診断装置を提供すること。
【解決手段】本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台１は、被検体が載置される天板５と、天板５の仰角を変更可能に、天板５を支持する支持機構７と、天板５のたわみに関する情報に基づいて、仰角を決定する決定部１１と、決定された仰角に従って支持機構７を駆動する駆動部１３と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置用寝台および医用画像診断装置に関する。

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、Ｘ線ＣＴ装置と呼ぶ）、単光子放出コンピュータ断層撮影装置（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＳＰＥＣＴ装置と呼ぶ）、陽電子放出コンピュータ断層撮影装置（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｎｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＰＥＴ装置と呼ぶ）、磁気共鳴断層撮影装置（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩ装置と呼ぶ）などの走査部を有する医用画像診断装置は、走査部における撮像視野（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ：以下、ＦＯＶと呼ぶ）に、寝台の天板に載置された被検体を移動する。

このとき、天板は、寝台から繰り出された繰り出し量に応じてたわむ。天板のたわみ（または天板ダレともいう）により、ＦＯＶにおける被検体の位置は、天板の長軸方向において、変化する。特にステップアンドシュート（Ｓｔｅｐ＆Ｓｈｏｏｔ：以下、Ｓ＆Ｓと呼ぶ）と呼ばれるスキャン方式では、例えば、再構成画像（サジタル像）において、撮像域（ベッド）ごとに不連続な段差が発生する。Ｓ＆Ｓスキャンによる撮像における不連続な段差は、各ステップにおける天板の繰り出し長が異なることに起因する。すなわち、ステップごとに天板の沈み込みが異なり、画像の継ぎ目に不連続な段差が発生する。

図８は、ＰＥＴ装置におけるＳ＆Ｓスキャンにおいて、天板と撮像域との位置関係の一例を示す図である。図８に示すように、寝台からの天板の繰り出し量が大きくなるにつれて、撮像域における天板ダレは、大きくなる。この時、天板の位置は水平状態から沈む。

図９は、図８において複数の撮像域各々から再構成された再構成画像を天板の長軸方向に沿って結合した画像の一例を示す図である。図９に示すように、撮像域１乃至３にそれぞれ対応する再構成像を結合した画像（ＰＥＴサジタル像）において、天板の段差が示されている。加えて、図９における撮像域各々の天板表面は、斜めの線分として示されている。天板の繰り出し量が大きい図９の撮像域１において、天板の傾きは大きく、たわみ角も大きい。天板の繰り出し量が小さい図９の撮像域３において、天板の傾きは小さく、たわみ角も小さい。いずれの場合においても、天板の傾き及び段差は、再構成像を結合した画像において現れる。

また、図１０は、Ｘ線ＣＴ装置などによる連続天板移動撮像（以下、ヘリカルスキャンと呼ぶ）において再構成されたサジタル像（以下、ヘリカルサジタル像と呼ぶ）における天板表面の一例を示す図である。ヘリカルスキャンは、天板の繰り出しを連続的に変化させる撮像方である。ヘリカルスキャンにおいて、ヘリカルサジタル像における天板表面の一例を示す図である。このとき、天板表面は、ＦＯＶにおける長軸の長さをゼロに極限を取ったものとして、得られる。天板を示す天板曲線は連続的ではあるものの、例えば、水平な天板を有する放射線治療装置における画像との位置合わせは、不十分なものとなる。例えば、ヘリカルサジタル像に、ＰＥＴ装置のＳ＆Ｓスキャンにより再構成されたＰＥＴサジタル像を重畳した重畳画像において、図９と図１０とから明らかなように天板の位置ずれの問題がある。

上記不連続な段差（以下、天板ダレ段差と呼ぶ）を生じさせない仕組みは、例えば、ＰＥＴ／ＣＴ装置、ＰＥＴ／ＭＲＩ装置、ＳＰＥＣＴ／ＣＴ装置などの複数のモダリティを組み合わせた装置において、複数のモダリティ各々により発生された医用画像を重ね合わせる際には特に重要となる。また、放射線治療計画におけるＸ線ＣＴ装置、ＰＥＴ装置などによる撮像時において、水平な天板上に被検体が載置されているとの仮定が成り立つ場合、Ｘ線ＣＴ装置およびＰＥＴ装置などにより再構成された再構成画像の位置合わせは容易なものとなる。しかしながら、天板は、被検体の体重によってたわむ問題がある。

この問題の回避策として、天板の剛性を向上させることがある。しかしながら、天板の剛性を向上させたとしても、程度の差こそあれ、原理的に天板ダレな避けられない問題がある。また、上記問題の回避策として、天板を支える柱、レールなどを検出器の撮像視野中に設けることなどがある。しかしながら、これらの回避策は、Ｘ線、ガンマ線の吸収に影響を与えることにより、アーチファクトの原因となる。

目的は、天板の繰り出し量と被検体の重みとに基づいて天板ダレを低減する天板の仰角を決定し、決定された仰角に天板を移動させることができる医用画像診断装置用寝台および医用画像診断装置を提供することにある。

本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台は、被検体が載置される天板と、前記天板の仰角を変更可能に、前記天板を支持する支持機構と、前記天板のたわみに関する情報に基づいて、前記仰角を決定する決定部と、前記決定された仰角に従って前記支持機構を駆動する駆動部と、を具備する。

図１は、本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台の構成の一例を示す構成図である。 図２は、本実施形態に係り、鉛直方向移動動作の手順の一例を示すフローチャートである。 図３は、本実施形態に係り、鉛直方向移動量に従って鉛直方向移動機構を鉛直方向上向きに駆動させた一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係り、平行移動量に従って、鉛直方向下向きに天板を平行移動させた一例を示す図である。 図５は、本実施形態の変形例に係り、本医用画像診断装置用寝台を有する医用画像診断装置の構成の一例を示す構成図である。 図６は、本実施形態の変形例に係り、鉛直方向移動動作の手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、本実施形態の変形例に係り、複数の撮像域各々から再構成された再構成画像を天板の長軸方向に沿って結合させた画像の一例を示す図である。 図８は、ＰＥＴにおける従来のＳ＆Ｓスキャンに係り、天板と撮像域との位置関係の一例を示す図である。 図９は、図８において複数の撮像域各々から再構成された再構成画像を天板の長軸方向に沿って結合させた画像の一例を示す図である。 図１０は、従来のＸ線コンピュータ断層撮影装置による連続天板移動撮像において再構成されたサジタル像における天板表面の一例を示す図である。

以下、医用画像診断装置用寝台の実施形態について図面を参照しながら説明する。本医用画像診断装置用寝台が適用可能な医用画像診断装置は、例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、Ｘ線ＣＴ装置と呼ぶ）、Ｘ線診断装置、磁気共鳴断層撮影装置（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩ装置と呼ぶ）、核医学診断装置（陽電子放出コンピュータ断層撮影装置（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＰＥＴ装置と呼ぶ）、単光子放出コンピュータ断層撮影装置（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＳＰＥＣＴ装置と呼ぶ））、ＰＥＴ／ＣＴ装置、ＳＰＥＣＴ／ＣＴ装置、ＰＥＴ／ＭＲＩ装置、ＳＰＥＣＴ／ＭＲＩ装置などである。本実施形態を医用画像診断装置に適用した一例として、Ｘ線ＣＴ装置およびＸ線診断装置に適用した一例を、実施形態の変形例として後述する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

図１は、本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台１の構成の一例を示す構成図である。本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台１は、寝台本体３と、天板５と、天板５を複数の支点で支持する複数の支持機構７とを有する。なお、支持機構７は、一つであってもよい。寝台本体３は、検出部９と、決定部１１と、駆動部１３とを有する。支持機構７は、天板５の長軸方向に天板５を移動可能に支持する長軸方向移動機構７１と、天板５と長軸方向移動機構７１とを天板５の鉛直方向に移動可能に支持する鉛直方向移動機構７３とを有する。

天板５には、被検体が載置される。天板５は、後述する複数の支点をそれぞれ有する複数の支持機構７により支持される。天板５は、後述する長軸方向移動機構７１により、長軸方向に移動可能に支持される。天板５および長軸方向移動機構７１は、後述する鉛直方向移動機構７３により、長軸方向移動機構７１を介して鉛直方向に移動可能に支持される。

支持機構７各々は、天板５を支持する支点に有する。支持機構７各々は、長軸方向移動機構７１と鉛直方向移動機構７３とを有する。長軸方向移動機構７１は、天板５を長軸方向に繰り出すための回転体を有する。回転体は、例えば、天板５の短軸方向に回転軸を有するローラーである。長軸方向移動機構７１は、後述する駆動部１３による駆動に従って回転体を回転させることにより、天板５を長軸方向に移動させる。

鉛直方向移動機構７３は、長軸方向移動機構７１を鉛直方向に移動可能に支持する図示していない直動軸受を有する。鉛直方向移動機構７３は、後述する駆動部１３による駆動に従って、長軸方向移動機構７１および天板５を、直動軸受に沿って鉛直方向に移動する。

検出部９は、天板５のたわみに関する情報を検出する。たわみに関する情報とは、例えば、天板５に載置された被検体の重み、長軸方向移動機構７１により移動された天板５の長軸方向の移動量（以下、長軸方向移動量と呼ぶ）、天板５のたわみ量などである。

具体的には、検出部９は、天板５に載置された被検体の重みを、支持機構７を介して検出する。検出部９は、長軸方向移動量を、回転体の回転により検出する。検出部９は、検出した重みと長軸方向移動量とを、後述する決定部１１に出力する。具体的には、検出部９は、被検体を載置した天板５の長軸方向への移動に応じて、支持機構７各々に加わる重みを検出する。検出部９は、長軸方向移動量に対応した支持機構９に加わる重みを、後述する決定部１１に出力する。

なお、検出部１１は、天板５の下面に複数配置されてもよい。このとき、検出部１１は、天板５に加わる被検体の重みの分布を検出する。重みの分布は、長軸方向に沿った被検体の重みの分布である。なお、検出部１１は、被検体が載置された天板５の長軸方向への移動に伴って、長軸方向に沿った被検体の重みの分布、および重みの分布の変化を検出してもよい。また、検出部１１は、例えば、電磁波を用いて、天板５のたわみ量を検出してもよい。

また、検出部９は、天板５における被検体の載置位置（例えば、重心）を検出してもよい。検出部９は、検出した被検体の載置位置を、後述する決定部１１に出力する。

決定部１１は、検出部９から出力された長軸方向移動量と重みとに基づいて、天板のたわみ量を決定する。決定部１１は、たわみ量に基づいて、天板５の仰角を決定する。決定される仰角は、例えば、長軸方向に移動された天板５のうち一部分を水平にするように決定される。天板５の一部分とは、例えば、図示していない撮像視野（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ：以下、ＦＯＶと呼ぶ）内に移動された天板５である。具体的には、決定部１１は、長軸方向移動量と重みとに対応するたわみ量の第１対応表を記憶する。決定部１１は、たわみ量に対する仰角の第２対応表を記憶する。決定部１１は、第１対応表と長軸方向移動量と重みとを用いて、たわみ量を決定する。決定部１１は、第２対応表とたわみ量とを用いて、仰角を決定する。なお、決定部１１は、重みの分布と長軸方向移動量とに基づいて、たわみ量を決定してもよい。

また、決定部１１は、第１対応表と第２対応表とを組み合わせた第３対応表（長軸方向移動量と重みとに対応する仰角の対応表）を記憶してもよい。このとき、決定部１１は、長軸方向移動量と重みとに基づいて、仰角を決定する。なお、決定部１１は、被検体を載置した天板５を長軸方向に移動させることにより検出した被検体の重みと、予め入力された被検体の体重とに基づいて、長軸方向における被検体の重み分布を決定してもよい。また、決定部１１は、検出した重みと、予め入力された被検体の体重および身長とに基づいて、長軸方向に沿った被検体の重みの分布を計算してもよい。

決定部１１は、決定した仰角に基づいて、複数の支持機構７のうち少なくとも一つの支持機構に対する鉛直方向に沿った移動量（以下、鉛直方向移動量と呼ぶ）を決定する。決定される鉛直方向移動量は、例えば、支持機構７が図１に示すように２つである場合、図示していない架台に近い支持機構に関するものである。決定部１１は、複数の支持機構７各々に対する鉛直方向移動量を、後述する駆動部１３に出力する。なお、決定部１１は、スキャノ撮影による天板曲線に基づいて、鉛直方向移動量を決定してもよい。

決定部１１は、決定された仰角に基づいて、複数の支持機構７を、鉛直方向沿って平行移動させる平行移動量を決定する。決定部１１は、平行移動量を、例えばＦＯＶ内における天板５の一部分において、鉛直方向における天板表面の位置が一致するように決定される。決定部１１は、決定した平行移動量を、後述する駆動部１３に出力する。平行移動量は、例えば、ステップアンドシュート（Ｓｔｅｐ＆Ｓｈｏｏｔ：以下、Ｓ＆Ｓと呼ぶ）と呼ばれるスキャン方式（以下、Ｓ＆Ｓスキャンと呼ぶ）において、ＦＯＶ内の所定位置に天板５の一部分を配置させるように決定される。

また、決定部１１は、重みの分布と長軸方向移動量とに基づいて、天板５を支持する支点周りのモーメントを計算してもよい。このとき、決定部１１は、計算したモーメントに基づいて、天板５のたわみ量を計算する。次いで、決定部１１は、計算したたわみ量に基づいて、仰角を決定する。なお、決定部１１は、被検体の載置位置（重心）と被検体の重みと支点の位置とに基づいて、天板５を支持する支点周りのモーメントを計算してもよい。

また、決定部１１は、図示していないメモリを有する。メモリは、被検体の情報（患者情報）と、被検体に対する撮影プランとを記憶する。なお、患者情報と撮影プランとは、図示していない記憶部に記憶されてもよい。決定部１１は、患者情報と撮影プランとに基づいて、天板５のたわみ量を計算する。具体的には、決定部１１は、患者情報に基づいて、被検体の身長および体重を特定する。決定部１１は、撮影プランに基づいて、天板の移動方向の先端側に載置された被検体の部位を特定する。この部位は、例えば、被検体の頭部（ヘッドファースト）または足部（フットファースト）である。なお、決定部１１は、天板５における被検体の載置位置（重心）に基づいて、上記部位を決定してもよい。決定部１１は、被検体の身長および体重、ヘッドファーストまたはフットファーストに基づいて、長軸方向移動量に応じた天板５のたわみ量を推定してもよい。このとき、決定部１１は、推定したたわみ量に基づいて、仰角を決定する。

駆動部１３は、支持機構７を駆動する。具体的には、駆動部１３は、図示していない入力部からの指示に従って、天板５を長軸方向に繰り出すために、長軸方向移動機構７１を駆動する。この駆動により、天板５は、長軸方向に沿って移動する。駆動部１３は、決定部１１から出力された鉛直方向移動量に従って、支持機構７における鉛直方向移動機構７３各々を駆動する。この駆動により、ＦＯＶ内における天板５の一部分は、水平になる。

駆動部１３は、決定部１１から出力された平行移動量に従って、支持機構７における鉛直方向移動機構７３を鉛直方向に沿って移動させるために、複数の鉛直方向移動機構７３を駆動する。この駆動により、ＦＯＶ内における天板５の一部分は、常に同じ高さとなる。

（鉛直方向移動機能）
鉛直方向移動機能とは、決定部１１により決定された鉛直方向移動量と、平行移動量とに基づいて、鉛直方向移動機構７３を、鉛直方向に移動させる機能である。以下、鉛直方向移動機能に関す動作（以下、鉛直方向移動動作と呼ぶ）を説明する。

図２は、鉛直方向移動動作の手順の一例を示すフローチャートである。
天板５に被検体が載置されると、被検体の重みが、支持機構７を介して検出される（ステップＳａ１）。なお、被検体が載置された天板５を、予め長軸方向に移動させることにより、長軸方向に沿った被検体の重みの分布が検出されてもよい。次いで、長軸方向移動機構７１の回転体が回転することにより、天板５が長軸方向に沿って移動される（ステップＳａ２）。

天板５の長軸方向移動量が検出される（ステップＳａ３）。ステップＳａ３における長軸方向移動量は、例えば、Ｓ＆Ｓスキャンにおいて、天板５の送り量に対応する。なお、Ｘ線ＣＴ装置などにおけるヘリカルスキャンの場合、天板５は長軸方向に沿って連続的に移動する。このため、長軸方向移動量は、例えば、長軸方向におけるＸ線検出素子の幅またはコリメーション幅程度となる。

重みと長軸方向移動量とに基づいて、ＦＯＶ内における天板５のたわみ量が決定される（ステップＳａ４）。決定されたたわみ量に基づいて、天板５の仰角が決定される（ステップＳａ５）。

決定された仰角に基づいて、支持機構７各々を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動量が決定される（ステップＳａ６）。決定された仰角に基づいて、支持機構７を鉛直方向に平行移動させる平行移動量が決定される（ステップＳａ７）。なお、ステップＳａ６の処理とステップＳａ７の処理とを合わせて、重みと長軸方向移動量とに基づいて、鉛直方向移動量と平行移動量とを合成した合成移動量が、決定部１１により決定されてもよい。決定された鉛直方向移動量と平行移動量とに従って、支持機構７の鉛直方向移動機構７３が駆動される（ステップＳａ８）。

図３は、鉛直方向移動量に従って架台１００に近い鉛直方向移動機構７３１を鉛直方向上向きに駆動させた一例を示す図である。図３において、架台１００に近い鉛直方向移動機構７３１が鉛直方向上向きに鉛直方向移動量７３１０で駆動させることにより、ＦＯＶ内における天板５の一部分は、水平となる。この時、天板の初期位置と、天板５との間の角度は、図に示す仰角となる。なお、架台１００に近い鉛直方向移動機構７３を鉛直方向上向きに駆動させる代わりに、架台１００から遠い鉛直方向移動機構７３２を鉛直方向下向きに駆動させてもよい。

図４は、平行移動量に従って、鉛直方向下向きに天板５を平行移動させた一例を示す図である。図４に示すように、天板５は、鉛直方向下向きに沿って、平行移動量７１０だけ平行移動される。

長軸方向に対する天板５の移動が終了しなければ（ステップＳａ９）、ステップＳａ１乃至ステップＳａ８の動作および処理が繰り返される。

（変形例）
本変形例は、本実施形態における医用画像診断装置用寝台１を、医用画像診断装置の一例としてのＸ線ＣＴ装置に適用したものである。なお、本実施形態における医用画像診断装置用寝台１は、他の医用画像診断装置にも適用可能である。他の医用画像診断装置としては、例えば、被検体に対する血管造影法（アンギオグラフィー）に用いられるＸ線診断装置などである。

以下、本実施形態における医用画像診断装置用寝台１を有するＸ線ＣＴ装置１０について図面を参照しながら説明する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１０には、Ｘ線管１０１とＸ線検出部１０３とが一体として被検体の周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管１０１のみが被検体の周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本変形例へ適用可能である。また、画像を再構成するには被検体の周囲一周、３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本変形例へ適用可能である。また、入射Ｘ線を電荷に変化するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線によるセレン等の半導体内での電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。さらに、近年では、Ｘ線管１０１とＸ線検出部１０３との複数のペアを回転リング１０２に搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本変形例においては、従来からの一管球型のＸ線ＣＴ装置であっても、多管球型のＸ線ＣＴ装置であってもいずれも適用可能である。ここでは、一管球型として説明する。

図５は、本医用画像診断装置用寝台１を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置１０の構成の一例を示す構成図である。本変形例に係るＸ線ＣＴ装置１０は、架台（撮影部）１００、前処理部１０６、再構成部１１４、入力部１１５、表示部１１６、制御部１１０、寝台１を有する。本医用画像診断装置用寝台１をＸ線診断装置に適用した場合には、撮影部は、例えば、ＣアームまたはΩアーム、Ｘ線管、Ｘ線検出部などを有する。

架台１００には、回転支持機構が収容される。回転支持機構は、回転リング１０２と、回転軸Ｚを中心として回転自在に回転リング１０２を支持するリング支持機構とリングの回転を駆動する架台駆動部１０７（電動機）を有する。回転リング１０２には、Ｘ線管１０１と、高電圧発生部１０９と、２次元アレイ型または多列型とも称されるエリア検出器（以下、Ｘ線検出部１０３と呼ぶ）が搭載されている。

高電圧発生部１０９は、Ｘ線管１０１に印加する管電圧と、Ｘ線管１０１に供給する管電流とを発生する。高電圧発生部１０９は、後述する制御部１１０からスリップリング１０８を介して入力された制御信号に従って、管電圧と管電流とを発生する。

Ｘ線管１０１は、高電圧発生部１０９からの管電圧の印加および管電流の供給を受けて、Ｘ線の焦点からＸ線を放射する。

コリメータ１２１は、Ｘ線管１０１の前面のＸ線放射窓に取り付けられる。コリメータ１２１は、Ｘ線の焦点から放射されたＸ線を、例えばコーンビーム形（角錐形）に整形する。ＦＯＶは、図１において点線１１２で示されている。Ｘ軸は、回転軸Ｚと直交し、鉛直方向上向きの直線である。Ｙ軸は、Ｘ軸および回転軸Ｚと直交する直線である。以下、説明を簡単にするために、ＦＯＶの中心（以下、ＦＯＶ中心と呼ぶ）は、回転軸上にあるもとのとする。

Ｘ線検出部１０３は、回転軸Ｚを挟んでＸ線管１０１に対向する位置およびアングルで取り付けられる。Ｘ線検出部１０３は、複数のＸ線検出素子を有する。ここでは、単一のＸ線検出素子が単一のチャンネルを構成しているものとして説明する。複数のチャンネルは、回転軸Ｚに直交し、かつ放射されるＸ線の焦点を中心として、この中心から１チャンネル分のＸ線検出素子の受光部中心までの距離を半径とする円弧方向（チャンネル方向）とスライス方向との２方向に関して２次元状に配列される。２次元状の配列は、上記チャンネル方向に沿って一次元状に配列された複数のチャンネルを、スライス方向に関して複数列並べて構成される。このような２次元状のＸ線検出素子配列を有するＸ線検出部１０３は、略円弧方向に１次元状に配列される複数の上記モジュールをスライス方向に関して複数列並べて構成してもよい。また、Ｘ線検出部１０３は、複数のＸ線検出素子を１列に配列した複数のモジュールで構成されてもよい。このとき、モジュール各々は、上記チャンネル方向に沿って略円弧方向に１次元状に配列される。

撮影又はスキャンに際しては、Ｘ線管１０１とＸ線検出部１０３との間の円筒形の撮影領域１１１内に、被検体Ｐが天板５に載置され挿入される。Ｘ線検出部１０３の出力には、ＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＤＡＳと呼ぶ）と呼ばれる投影データ収集部１０４（いわゆるデータ収集回路）が接続されている。

投影データ収集部１０４には、Ｘ線検出部１０３の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このアンプの出力信号をディジタル信号変換するアナログディジタルコンバータとが、チャンネルごとに取り付けられている。投影データ収集部１０４から出力されるデータ（純生データ（ｐｕｒｅ ｒａｗ ｄａｔａ））は、磁気送受信又は光送受信を用いた非接触データ伝送部１０５を経由して、前処理部１０６に伝送される。投影データ収集部１０４は、後述する制御部１１０による制御のもとで、積分器における積分間隔をスキャンに応じて変更する。

前処理部１０６は、投影データ収集部１０４から出力された純生データに対して前処理を施す。前処理には、例えばチャンネル間の感度不均一補正処理、Ｘ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下または、信号脱落を補正する処理等が含まれる。前処理部１０６から出力された再構成処理直前のデータ（生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）または、投影データと称される、ここでは投影データという）は、データ収集したときにビュー角を表すデータ（以下、ビュー角データと呼ぶ）と関連付けられて、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリを備えた図示していない投影データ記憶部に記憶される。すなわち、前処理部１０６は、複数のチャンネル各々の投影データを、ビュー角データと関連付けられて発生する。

なお、投影データとは、被検体を透過したＸ線の強度に応じたデータ値の集合である。ここでは説明の便宜上、ワンショットで略同時に収集したビュー角が同一である全チャンネルにわたる一揃いの投影データを、投影データセットと称する。また、ビュー角は、Ｘ線管１０１が回転軸Ｚを中心として周回する円軌道の各位置を、回転軸Ｚから鉛直上向きにおける円軌道の最上部を０°として３６０°の範囲の角度で表したものである。なお、投影データセットの各チャンネルに対する投影データは、ビュー角、コーン角、チャンネル番号によって識別される。

再構成部１１４は、ビューアングルが３６０°又は１８０°＋ファン角の範囲内の投影データセットに基づいて、フェルドカンプ法またはコーンビーム再構成法により、略円柱形の３次元画像を再構成する機能を有する。再構成部１１４は、例えばファンビーム再構成法（ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法ともいう）またはフィルタード・バックプロジェクション法により２次元画像（断層画像）を再構成する機能を有する。フェルドカンプ法は、コーンビームのように再構成面に対して投影レイが交差する場合の再構成法である。フェルドカンプ法は、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法である。コーンビーム再構成法は、フェルドカンプ法よりもコーン角のエラーが抑えられる方法として、再構成面に対するレイの角度に応じて投影データを補正する再構成法である。再構成部１１４は、後述する制御部１１０により制御のもとで、スキャンに応じて再構成に用いる投影データセットを選択する。

図示していないインターフェースは、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１０と電子的通信回線（以下、ネットワークと呼ぶ）とを接続する。ネットワークには、図示していない放射線部門情報管理システムおよび図示していない病院情報システムなどが接続される。

表示部１１６は、再構成部１１４で再構成された医用画像、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために設定される条件などを表示する。

入力部１１５は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１に取り込む。取り込まれた各種指示・命令・情報・選択・設定は、後述する制御部１１０などに出力される。入力部１１５は、図示しないが、関心領域（ＲＯＩ）の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。入力部１１５は、架台１００を覆う架台カバーに設けられてもよい。入力部１１５は、後述する寝台１における天板５の移動に関する操作を入力する。具体的には、入力部１１５は、長軸方向および鉛直方向に沿った天板５の移動方向および移動速度、天板５の移動のオン、オフなどを入力する。入力部１１５は、Ｓ＆Ｓスキャンにおけるステップ回数およびステップ幅等を入力する。

入力部１１５は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を制御部１１０に出力する。なお、入力部１１５は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部１１５は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を制御部１１０に出力する。

制御部１１０は、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置３１の中枢として機能する。制御部１１０は、図示しないＣＰＵとメモリとを備える。制御部１１０は、図示していないメモリに記憶された検査スケジュールデータと制御プログラムとに基づいて、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために高電圧発生部１０９、および架台１００などを制御する。具体的には、制御部１１０は、後述する入力部１１５および図示していない放射線部門情報管理システムおよび図示していない病院情報システムなどから送られてくる操作者の指示などを、一時的に図示していないメモリに記憶する。制御部１１０は、メモリに一時的に記憶されたこれらの情報に基づいて、高電圧発生部１０９、および架台１００などを制御する。制御部１１０は、所定の画像発生・表示等を実行するための制御プログラムを、図示していない記憶部から読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・処理等を実行する。

寝台１は、寝台本体３と、天板５と、天板５をそれぞれ対応する複数の支点で支持する複数の支持機構７とを有する。寝台本体３は、検出部９と、決定部１１と、駆動部１３とを有する。支持機構７は、天板５の長軸方向に天板５を移動可能に支持する長軸方向移動機構７１と、天板５と長軸方向移動機構７１とを天板５の鉛直方向に移動可能に支持する鉛直方向移動機構７３とを有する。なお、本医用画像診断装置用寝台１は、Ｘ線診断装置に設けられてもよい。

天板５には、被検体が載置される。天板５は、後述する複数の支点をそれぞれ有する複数の支持機構７により支持される。天板５は、後述する長軸方向移動機構７１により、長軸方向に移動可能に支持される。天板５は、後述する鉛直方向移動機構７３により、長軸方向移動機構７１を介して鉛直方向に移動可能に支持される。

支持機構７各々は、天板５を支持する支点に有する。支持機構７各々は、長軸方向移動機構７１と鉛直方向移動機構７３とを有する。長軸方向移動機構７１は、天板５を、長軸方向に移動可能に支持する。鉛直方向移動機構７３は、長軸方向移動機構７１を鉛直方向に移動可能に支持する。

検出部９は、天板５に載置された被検体の重みを、支持機構７を介して検出する。検出部９は、天板５の長軸方向移動量を検出する。検出部９は、検出した重みと長軸方向移動量とを、後述する決定部１１に出力する。具体的には、検出部９は、被検体を載置した天板５の長軸方向への移動に応じて、支持機構７各々に加わる重みを検出する。なお、ヘリカルスキャンの場合、天板５は長軸方向に沿って連続的に移動する。このため、検出部９は、長軸方向移動量を、例えば、長軸方向におけるＸ線検出素子の幅またはコリメーション幅程度ごとに検出する。なお、検出部９は、長軸方向移動量を、ヘリカルスキャンの実行中に亘って、連続的に検出することも可能である。

決定部１１は、検出部９から出力された長軸方向移動量と重みとに基づいて、天板５のたわみ量を決定する。なお、決定部１１は、Ｓ＆Ｓスキャンにおいて、長軸方向移動量の総量と重みとに基づいて、たわみ量を決定してもよい。決定部１１は、たわみ量に基づいて、天板５の仰角を決定する。決定される仰角は、長軸方向に移動された天板５のうちＦＯＶ内の一部分を水平にするように決定される。決定部１１は、決定した仰角に基づいて、複数の支持機構７のうち少なくとも一つの支持機構に対する鉛直方向移動量を決定する。決定部１１は、複数の支持機構７各々に対する鉛直方向移動量を、後述する駆動部１３に出力する。

決定部１１は、決定された仰角に基づいて、複数の支持機構７を、鉛直方向沿って平行移動させる平行移動量を決定する。決定部１１は、平行移動量として、Ｓ＆Ｓスキャンにおける各ステップにおいて、ＦＯＶ内の所定位置に天板５を配置させるように決定される。

駆動部１３は、支持機構７を駆動する。具体的には、駆動部１３は、例えば、Ｓ＆Ｓスキャンにおける複数のステップ各々において、天板５を長軸方向に沿って、所定のステップ幅で繰り出すために、長軸方向移動機構７１を駆動する。この駆動により、天板５は、所定のステップ幅で長軸方向に沿って移動する。駆動部１３は、決定部１１から出力された鉛直方向移動量に従って、ステップごとに支持機構７における鉛直方向移動機構７３各々を駆動する。この駆動により、ＦＯＶ内における天板５の一部分は、水平になる。

駆動部１３は、決定部１１から出力された平行移動量に従って、支持機構７における鉛直方向移動機構７３を鉛直方向に沿って平行移動させるために、複数の鉛直方向移動機構７３を駆動する。この駆動により、ＦＯＶ内における天板５の一部分は、常に同じ高さとなる。

（鉛直方向移動機能）
鉛直方向移動機能とは、決定部１１により決定された鉛直方向移動量と平行移動量とに基づいて、鉛直方向移動機構７３を、鉛直方向に移動させる機能である。以下、説明を簡単にするために、Ｓ＆Ｓスキャンにおける各ステップにおいて、鉛直方向移動機能に関す動作（以下、鉛直方向移動動作と呼ぶ）を説明する。なお、鉛直方向移動動作は、他の医用画像診断装置の寝台にも適用可能である。また、鉛直方向移動動作は、Ｓ＆Ｓスキャンの他に、例えば、連続天板移動撮影（以下、ヘリカルスキャンと呼ぶ）などにも適用可能である。

図６は、鉛直方向移動動作の手順の一例を示すフローチャートである。
Ｓ＆Ｓスキャンにおいて、天板５のステップ移動の回数が入力される（ステップＳｂ１）。天板５に被検体が載置されると、被検体の重みが、支持機構７を介して検出される（ステップＳｂ２）。長軸方向移動機構７１により、天板５が長軸方向に沿って、所定のステップ幅で移動される（ステップＳｂ３）。

天板５の長軸方向移動量が検出される（ステップＳｂ４）。ステップＳｂ４における長軸方向移動量は、Ｓ＆Ｓスキャンにおける天板５の送り量に対応する。重みと長軸方向移動量とに基づいて、ＦＯＶ内における天板５の仰角が決定される（ステップＳｂ５）。決定された仰角に基づいて、支持機構７各々を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動量が決定される（ステップＳｂ６）。決定された仰角に基づいて、支持機構７および天板５を鉛直方向に平行移動させる平行移動量が決定される（ステップＳｂ７）。決定された鉛直方向移動量と平行移動量とに従って、支持機構７の鉛直方向移動機構７３が駆動される（ステップＳｂ８）。

ステップＳｂ８の動作により、ＦＯＶ内において天板が水平にされる。加えて、ステップごとに天板５が同じ高さに移動される。被検体に対するスキャンが実行される（ステップＳｂ９）。ステップ回数が入力されたステップ回数に等しくなるまで（ステップＳｂ１０）、ステップＳｂ２乃至ステップＳｂ９の動作が繰り返される。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態における医用画像診断装置用寝台１によれば、検出部９により検出された長軸方向移動量と重みとに基づいて、天板５の高さを能動的に変化させることができる。すなわち、本医用画像診断装置用寝台１によれば、長軸方向移動量と重みとに基づいて決定された仰角に天板５を移動させることができる。決定された仰角で天板５を傾けることにより、天板５の長軸方向移動量に応じた天板ダレ（天板のたわみ量）を、ＦＯＶ内において解消することができる。これにより、天板５の剛性に依存することなく、天板ダレを解消することができる。

加えて、本実施形態の変形例に係る本医用画像診断装置用寝台１を有するＸ線ＣＴ装置１０によれば、ヘリカルスキャンおよびＳ＆Ｓスキャンにおいて、ＦＯＶにおける天板５を水平に保ちかつ、天板表面の位置（寝台の底面から天板表面までの高さ）を一定に保つことができる。図７は、本実施形態の変形例に係り、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とにおいて、複数の撮像域各々から再構成された再構成画像を天板の長軸方向に沿って結合させた画像の一例を示す図である。図７に示すように、ＰＥＴ装置におけるサジタル像の天板５の位置に合わせて、Ｘ線ＣＴ装置１０によるスキャンを実行することができる。

これにより、より正確な放射線治療計画のための医用画像を発生することができる。また、例えば、本医用画像診断装置用寝台１を有するＸ線ＣＴ装置１０におけるヘリカルスキャンに基づいて再構成されたサジタル像と、本医用画像診断装置用寝台１を有するＰＥＴ装置におけるＳ＆Ｓスキャンに基づいて再構成されたサジタル像との位置合わせを、容易に実行することができる。従って、天板ダレによる位置合わせの問題も、解消することができる。加えて、放射線治療天板の位置（高さ）に合わせた位置合わせも可能となる。以上のことから、より正確な放射線治療計画が可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…医用画像診断装置用寝台、３…寝台本体、５…天板、７…支持機構、９…検出部、１０…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）、１１…決定部、１３…駆動部、７１…長軸方向移動機構、７３…鉛直方向移動機構、１００…架台（撮影部）、１０１…Ｘ線管、１０２…回転リング、１０３…Ｘ線検出部、１０４…投影データ収集部（ＤＡＳ）、１０５…非接触データ伝送部、１０６…前処理部、１０７…架台駆動部、１０８…スリップリング、１０９…高電圧発生部、１１０…制御部、１１１…撮影領域、１１２…ＦＯＶ、１１４…再構成部、１１５…入力部、１１６…表示部、１２１…コリメータ、７１０…平行移動量、７３１…架台に近い鉛直方向移動機構、７３２…架台から遠い鉛直方向移動機構、７３１０…鉛直方向移動量

Claims (18)

1. 被検体が載置される天板と、
   前記天板の仰角を変更可能に、前記天板を支持する支持機構と、
   前記天板のたわみに関する情報に基づいて、前記仰角を決定する決定部と、
   前記決定された仰角に従って前記支持機構を駆動する駆動部と、
   を具備する医用画像診断装置用寝台。
2. 前記たわみに関する情報は、前記天板を前記天板の長軸方向に移動させた長軸方向移動量と前記天板における前記被検体の重みと前記天板のたわみ量とのうち少なくともひとつを含む請求項１に記載の医用画像診断装置用寝台。
3. 前記長軸方向移動量と前記重みと前記たわみ量とのうち少なくとも一つを検出する検出部をさらに具備する請求項２に記載の医用画像診断装置用寝台。
4. 前記支持機構は、前記天板を、鉛直方向に移動可能に支持し、
   前記決定部は、前記仰角に基づいて、前記天板を前記鉛直方向に沿って平行移動させる平行移動量を決定し、
   前記駆動部は、前記決定された平行移動量に従って、前記支持機構を前記鉛直方向に駆動する請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置用寝台。
5. 前記決定部は、前記重みの分布と前記長軸方向移動量とに基づいて、前記仰角を決定する請求項２または３に記載の医用画像診断装置用寝台。
6. 前記決定部は、
   前記被検体の体重と前記天板に載置された前記被検体の重みとに基づいて、前記天板の長軸方向に沿った前記重みの分布を決定し、
   前記重みの分布と前記天板の長軸方向の移動量とに基づいて、前記仰角を決定する請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置用寝台。
7. 前記支持機構は、前記天板の長軸方向および鉛直方向に移動可能に、前記天板を複数の支点各々で支持し、
   前記決定部は、前記仰角に基づいて、前記支持機構を前記鉛直方向に沿って移動させる鉛直方向移動量を決定し、
   前記駆動部は、前記決定された鉛直方向移動量に従って、前記支持機構を駆動する請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置用寝台。
8. 前記決定部は、前記長軸方向移動量と前記重みとに基づいて、前記天板を支持する支点に対する前記天板のモーメントを計算し、前記計算されたモーメントに基づいて前記たわみを計算し、前記計算されたたわみに基づいて前記仰角を決定する請求項３に記載の医用画像診断装置用寝台。
9. 前記決定部は、前記被検体に対する患者情報と前記被検体に対する撮影プランとに基づいて前記天板のたわみ量を推定し、前記推定された天板のたわみ量に基づいて、前記仰角を決定する請求項１に記載の医用画像診断装置用寝台。
10. 天板に載置された被検体を撮影または走査する撮影部と、
    前記天板の仰角を変更可能に、前記天板を支持する支持機構と、
    前記天板のたわみに関する情報に基づいて、前記仰角を決定する決定部と、
    前記決定された仰角に従って前記支持機構を駆動する駆動部と、
    を具備する医用画像診断装置。
11. 前記たわみに関する情報は、前記天板を前記天板の長軸方向に移動させた長軸方向移動量と前記天板における前記被検体の重みと前記天板のたわみ量とのうち少なくともひとつを含む請求項１０に記載の医用画像診断装置。
12. 前記長軸方向移動量と前記重みと前記たわみ量とのうち少なくとも一つを検出する検出部をさらに具備する請求項１１に記載の医用画像診断装置。
13. 前記支持機構は、前記天板を、鉛直方向に移動可能に支持し、
    前記決定部は、前記仰角に基づいて、前記天板を前記鉛直方向に沿って平行移動させる平行移動量を決定し、
    前記駆動部は、前記決定された平行移動量に従って、前記支持機構を前記鉛直方向に駆動する請求項１０乃至１２のうちいずれか一項に記載のに記載の医用画像診断装置。
14. 前記決定部は、前記重みの分布と前記長軸方向移動量とに基づいて、前記仰角を決定する請求項１１または１２に記載の医用画像診断装置。
15. 前記決定部は、
    前記被検体の体重と前記天板に載置された前記被検体の重みとに基づいて、前記天板の長軸方向に沿った前記重みの分布を決定し、
    前記重みの分布と前記天板の長軸方向の移動量とに基づいて、前記仰角を決定する請求項１０乃至１４のいちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
16. 前記支持機構は、前記天板の長軸方向および鉛直方向に移動可能に、前記天板を複数の支点各々で支持し、
    前記決定部は、前記仰角に基づいて、前記支持機構を前記鉛直方向に沿って移動させる鉛直方向移動量を決定し、
    前記駆動部は、前記決定された鉛直方向移動量に従って、前記支持機構を駆動する請求項１０乃至１５のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
17. 前記決定部は、前記長軸方向移動量と前記重みとに基づいて、前記天板を支持する支点に対する前記天板のモーメントを計算し、前記計算されたモーメントに基づいて前記仰角を決定する請求項１２に記載の医用画像診断装置。
18. 前記決定部は、前記被検体に対する患者情報と前記被検体に対する撮影プランとに基づいて前記天板のたわみ量を推定し、前記推定された天板のたわみ量に基づいて、前記仰角を決定する請求項１０に記載の医用画像診断装置。