JP4549780B2

JP4549780B2 - 被検体移動装置および撮影装置

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Publication number: JP4549780B2
Application number: JP2004248289A
Authority: JP
Inventors: 彰泉原; 克巳阿津
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
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Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2010-09-22
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Description

本発明は、被検体移動装置および撮影装置に関し、特に、撮影空間内で被検体の画像を撮影する撮影装置と、その撮影装置の撮影空間に被検体を移動する被検体移動装置に関する。

Ｘ線ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置などの撮影装置は、被検体を撮影空間に移動する被検体移動装置を備える。このような撮影装置は、被検体移動装置によって撮影空間に移動される被検体をスキャンしてローデータを取得して、被検体の画像を生成する。

たとえば、Ｘ線ＣＴ装置の場合では、被検体移動装置のクレードル部に被検体が載置される。その後、被検体移動装置が撮影空間にそのクレードル部を移動する。そして、たとえば、ヘリカルスキャンを実施する場合には、被検体移動装置がクレードル部を撮影空間内でスライドさせながら、Ｘ線管がＸ線を被検体に照射し、被検体を透過するＸ線をＸ線検出器が検出してローデータを取得する。ここでは、Ｘ線管とＸ線検出器とが、被検体の体軸方向を軸に回転し、被検体の周囲のビュー方向からＸ線を照射し、それぞれのビュー方向ごとにローデータを取得する。また、この時、被検体移動装置は、クレードル部の位置情報を検知し、クレードル部がスキャン条件に対応した位置になるように移動する。そして、各ビュー方向のローデータに基づいて、所望のスライス位置およびスライス厚における被検体の断層面の画像を再構成することにより生成する（たとえば、特許文献１参照）。
特開平１０−３１４１６２号公報

被検体が載置されるクレードル部の位置を検出する際においては、たとえば、クレードル部に回転体を接触させ、その回転体の回転数などの情報をロータリエンコーダで取得することにより、クレードル部の位置を検出している。

しかしながら、スキャン範囲の拡大やスキャン時間の短縮化に対応するためにクレードル部の移動スピードが増加して動作が高速化するに伴って、上記のようにロータリエンコーダを用いる場合においては、バックラッシュなどの不具合が発生する。このことにより、クレードル部の位置情報の誤差が大きくなる場合があり、スキャン条件に対応した位置でスキャンできずに診断能率が低下する場合があった。

特に、近年においては、クレードル部が一定速度で移動する場合以外に、加減速中にもローデータを取得するスキャン方法が提案されており、この場合においては、上記の不具合が顕著になる場合があった。

したがって、本発明の目的は、被検体が載置されるクレードル部の位置を高精度で検出可能であって、診断効率を向上し、動作の高速化に対応可能な被検体移動装置および撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の被検体移動装置は、被検体の画像を撮影空間内で撮影する撮影装置にて前記被検体を前記撮影空間に移動する被検体移動装置であって、前記被検体が載置されるクレードル部と、前記クレードル部が前記撮影空間にスライドして移動するように前記クレードル部を支持するクレードル支持部と、前記クレードル部がスライドした位置を検知するクレードル位置検知部とを有し、前記クレードル位置検知部は、前記クレードル部の位置検出のためのスケールが形成され、前記クレードル部のスライド範囲に対応して延在しているスケール部と、前記クレードル部がスライドすることに伴って、前記スケール部が延在している方向に前記スケール部に対して相対的に移動して前記スケール部の前記スケールを検出するセンサ部とを含み、前記センサ部が検出した前記スケールの結果に基づいて、前記クレードル部がスライドした位置を算出する。

上記の本発明の撮影装置は、被検体の画像を撮影空間内で撮影する撮影装置であって、前記被検体が載置されるクレードル部と、前記クレードル部が前記撮影空間にスライドして移動するように前記クレードル部を支持するクレードル支持部と、前記クレードル部がスライドした位置を検知するクレードル位置検知部と、前記クレードル部がスライドし前記撮影空間に移動された前記被検体を走査してローデータを取得する走査部と、前記走査部が取得する前記ローデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する画像生成部とを有し、前記クレードル位置検知部は、前記クレードル部の位置検出のためのスケールが形成され、前記クレードル部のスライド範囲に対応して延在しているスケール部と、前記クレードル部がスライドすることに伴って、前記スケール部が延在している方向に前記スケール部に対して相対的に移動して前記スケール部の前記スケールを検出するセンサ部とを含み、前記センサ部が検出した前記スケールの結果に基づいて、前記クレードル部がスライドした位置を算出する。

本発明によれば、被検体が載置されるクレードル部の位置を高精度で検出可能であって、診断効率を向上し、動作の高速化に対応可能な被検体移動装置および撮影装置を提供することができる。

以下より、本発明にかかる実施形態について説明する。

図１は、本発明にかかる実施形態の撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置１の全体構成を示すブロック図であり、図２は、本発明にかかる実施形態のＸ線ＣＴ装置１の要部を示す構成図である。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ２と操作コンソール３と被検体移動部４とを有する。各部について、順次、説明する。

走査ガントリ２は、Ｘ線管２０と、Ｘ線管移動部２１と、コリメータ２２と、Ｘ線検出器２３と、データ収集部２４と、Ｘ線コントローラ２５と、コリメータコントローラ２６と、回転部２７と、ガントリコントローラ２８とを有する。走査ガントリ２は、被検体移動部４により撮影空間２９に移動された被検体を走査して、ローデータを得る。ここで、走査ガントリ２において、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３とは、被検体が搬入される撮影空間２９を挟んで対向している。

Ｘ線管２０は、たとえば、回転陽極型であり、Ｘ線を照射する。Ｘ線管２０は、図２に示すように、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号ＣＴＬ２５１に基づいて、所定強度のＸ線を被検体の撮影領域にコリメータ２２を介して照射する。また、Ｘ線管２０は、被検体の周囲のビュー方向からＸ線を照射するために、回転部２７によって被検体の体軸方向である列方向ｚを軸にして周囲を回転する。

Ｘ線管移動部２１は、図２に示すように、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号ＣＴＬ２５２に基づいて、Ｘ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２における撮影空間２９内の被検体の体軸方向である列方向ｚに移動させる。

コリメータ２２は、図２に示すように、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３との間に配置されている。コリメータ２２は、たとえば、チャネル方向ｘと列方向ｚとにそれぞれ２枚ずつ設けられた板により構成されている。コリメータ２２は、コリメータコントローラ２６からの制御信号ＣＴＬ２６１に基づいて、各方向に設けられた２枚の板を独立して移動させ、Ｘ線管２０から照射されたＸ線をそれぞれの方向において遮ってコーン状に成形し、Ｘ線の照射範囲を調整する。

Ｘ線検出器２３は、Ｘ線管２０から照射され被検体を透過するＸ線を、被検体移動部４のクレードル部１０１を介して検出し、被検体の投影データを、画像を形成するためのローデータとして取得する。ここで、Ｘ線検出器２３は、Ｘ線管２０と共に回転部２７によって列方向ｚを軸に被検体の周囲を回転し、被検体の周囲の複数のビュー方向ごとに被検体を透過するＸ線を検出して投影データを生成する。Ｘ線検出器２３は、回転部２７によってＸ線管２０が被検体の体軸方向を軸にして周囲を回転される方向に沿ったチャネル方向ｘと、回転部２７によるＸ線管２０の回転の軌跡により形成される面に対して略垂直な方向である列方向ｚとに、検出素子２３ａがアレイ状に２次元的に配列されている。また、Ｘ線検出器２３は、図２に示すように、複数のＸ線検出モジュール２３Ａがチャネル方向ｘと列方向ｚとのそれぞれの方向に沿って配置され構成されている。Ｘ線検出器２３は、Ｘ線検出モジュール２３Ａが、たとえば、チャネル方向ｘにＪ個並ぶように配列され、また、列方向ｚにＩ個並ぶように配列されている。

図３は、Ｘ線検出器２３を構成するＸ線検出モジュール２３Ａを示す構成図である。図３に示すように、Ｘ線検出モジュール２３Ａは、Ｘ線を検出する検出素子２３ａがチャネル方向ｘと列方向ｚとにアレイ状に配列されている。２次元的に配列された複数の検出素子２３ａは、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を全体として形成している。Ｘ線検出モジュール２３Ａは、たとえば、チャネル方向ｘにｉ個の検出素子２３ａが配列されており、列方向ｚにはｊ個の検出素子２３ａが配列されている。

検出素子２３ａは、たとえば、固体検出器であり、被検体を透過したＸ線を光に変換するシンチレータ（図示なし）と、シンチレータが変換した光を電荷に変換するフォトダイオード（図示なし）とを有する。検出素子２３ａにおけるフォトダイオードは、Ｘ線検出モジュール２３Ａに対応して同一基板上に形成されている。なお、検出素子２３ａは、これに限定されるものではなく、たとえば、カドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体検出素子、あるいはキセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型の検出素子２３ａであって良い。

データ収集部２４は、Ｘ線検出器２３が検出したＸ線によるデータを収集するために設けられている。データ収集部２４は、Ｘ線検出器２３のそれぞれの検出素子２３ａが検出したＸ線による被検体の投影データを収集して、操作コンソール３に出力する。図２に示すように、データ収集部２４は、選択・加算切換回路（ＭＵＸ，ＡＤＤ）２４１とアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４２とを有する。選択・加算切換回路２４１は、Ｘ線検出器２３の検出素子２３ａによる投影データを、中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０３に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて足し合わせ、その結果をアナログ−デジタル変換器２４２に出力する。アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１において選択あるいは任意の組み合わせで足し合わされた投影データをアナログ信号からデジタル信号に変換して中央処理装置３０に出力する。

Ｘ線コントローラ２５は、図２に示すように、中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管２０に制御信号ＣＴＬ２５１を出力し、Ｘ線の照射を制御する。Ｘ線コントローラ２５は、たとえば、Ｘ線管２０の管電流や照射時間などを制御する。また、Ｘ線コントローラ２５は、中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管移動部２２１に対し制御信号ＣＴＬ２５２を出力し、Ｘ線管２０の放射中心を列方向ｚに移動するように制御する。

コリメータコントローラ２６は、図２に示すように、中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０２に応じてコリメータ２２に制御信号ＣＴＬ２６１を出力し、Ｘ線管２０から放射されたＸ線を成形するようにコリメータ２２を制御する。

回転部２７は、図１および図２に示すように、ガントリコントローラ２８からの制御信号ＣＴＬ２８に応じて、被検体の体軸方向である列方向ｚを軸に回転する。回転部２７には、Ｘ線管２０とＸ線管移動部２１とコリメータ２２とＸ線検出器２３とデータ収集部２４とＸ線コントローラ２５とコリメータコントローラ２６とが搭載されている。回転部２７は、各部を回転させて撮影空間２９に移動される被検体に対する位置を変化させる。回転部２７が回転することにより、被検体の周囲の複数のビュー方向からＸ線が照射され、それぞれのビュー方向ごとに被検体を透過したＸ線をＸ線検出器２３が検出することが可能になる。また、回転部２７は、ガントリコントローラ２８からの制御信号ＣＴＬ２８に応じてチルトする。回転部２７は、被検体移動部４により被検体が撮影空間２９の外部と内部との間で水平移動する水平方向に沿うように、撮影空間２９のアイソセンタを軸に傾斜する。

ガントリコントローラ２８は、図１および図２に示すように、操作コンソール３の中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０４に基づいて、回転部２７に制御信号ＣＴＬ２８を出力し、回転部２７を回転およびチルトするように移動する。つまり、ガントリコントローラ２８は、回転部２７を回転させることにより、被検体の列方向ｚを軸として複数のビュー方向からＸ線を照射させ、被検体を透過したＸ線を検出させる。また、ガントリコントローラ２８は、被検体移動部４により被検体が撮影空間２９の外部と内部との間で水平移動する水平方向に沿うように、回転部２７を傾斜させて移動する。

操作コンソール３は、図１に示すように、中央処理装置３０と、入力装置３１と、表示装置３２と、記憶装置３３とを有する。

中央処理装置３０は、たとえば、コンピュータによって構成されているおり、図１に示すように、制御部４１と、画像生成部５１とを有する。

制御部４１は、被検体をスキャンするスキャン条件に基づいて、Ｘ線管２０からＸ線を被検体に照射し、被検体を透過するＸ線をＸ線検出器２３にて検出するように、各部を制御して走査を行う。具体的には、制御部４１は、スキャン条件に基づいて制御信号ＣＴＬ３０ａを各部に出力し、スキャンを実行させる。たとえば、制御部４１は、被検体移動部４に制御信号ＣＴＬ３０ｂを出力し、被検体移動部４に被検体を撮影空間２９の内部と外部との間で移動させる。また、制御部４１は、ガントリコントローラ２８に制御信号ＣＴＬ３０４を出力して、走査ガントリ２の回転部２７を回転させる。また、制御部４１は、Ｘ線管２０からＸ線の照射するように、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力する。そして、制御部４１は、制御信号ＣＴＬ３０２をコリメータコントローラ２６に出力し、コリメータ２２を制御してＸ線を成形する。また、制御部４２は、制御信号ＣＴＬ３０３をデータ収集部２４に出力し、Ｘ線検出器２３の検出素子２３ａが得る投影データを収集するように制御する。

画像生成部５１は、走査ガントリ２が取得したローデータに基づいて、被検体の断層面の画像を再構成する。画像生成部５１は、たとえば、ヘリカルスキャンによる複数のビュー方向からの投影データに対して、感度補正、ビームハードニング補正などの前処理を実施後、フィルタ処理逆投影法によって再構成を行い、被検体の断層面の画像を再構成して生成する。

操作コンソール３の入力装置３１は、たとえば、キーボードやマウスなどの入力デバイスにより構成されている。入力装置３１は、オペレータの入力操作に基づいて、スキャン条件や被検体の情報などの各種情報を中央処理装置３０に入力する。

表示装置３２は、中央処理装置３０からの指令に基づき、画像生成部５１が再構成した被検体の断層面の画像を表示する。

記憶装置３３は、メモリにより構成されており、画像生成部５１が再構成する被検体の断層面の画像などの各種のデータや、プログラムなどを記憶する。記憶装置３３は、その記憶されたデータが必要に応じて中央処理装置３０にアクセスされる。

被検体移動部４は、撮影空間２９の内部と外部との間で被検体を移動するために設けられている。

図４と図５とは、被検体移動部４を示す図である。ここで、図４は、被検体移動部４を側面側からみた側面図である。図４においては、図４（ａ）は、被検体移動部４のクレードル部１０１が撮影空間２９の外部にある状態を示しており、図４（ｂ）は、クレードル部１０１が撮影空間２９の内部へ移動する状態を示している。また、図５は、被検体移動部４を正面側からみた正面図であり、図４におけるキャリッジ部１２１の周辺を示している。

図４に示すように、被検体移動部４は、クレードル部１０１と、クレードル支持部１０２と、クレードル位置検知部１０３とを有する。

クレードル部１０１は、被検体が載置される載置面を備え、その載置面で被検体を支持する。クレードル部１０１は、図４に示すように、クレードル支持部１０２によって支持されており、載置面に対して略水平な水平方向Ｈと、載置面に対して略垂直な垂直方向Ｖとに可動し、走査ガントリ２における撮影空間２９の内部側と外部側との間で移動する。図４（ｂ）に示すように、クレードル部１０１は、クレードル支持部１０２のキャリッジ部１２１に固定され、キャリッジ部１２１と共に水平方向Ｈにスライドし、走査ガントリ２の撮影空間２９の内部へ移動する。また、クレードル部１０１は、被検体が載置される載置面と反対側の面側に、Ｘ線検出器２３が配置される。

クレードル支持部１０２は、クレードル部１０１が撮影空間２９にスライドして移動するように、クレードル部１０１を支持する。クレードル支持部１０２は、図４（ａ）に示すように、キャリッジ部１２１と、ガイドレール部１２２と、ガイドレール支持部１２３と、水平駆動部１２４と、垂直駆動部１２５とを有する。

キャリッジ部１２１は、クレードル部１０１を支持し、撮影空間２９にスライドさせる台車であり、図４と図５とに示すように、ガイドレール部１２２に支持される。キャリッジ部１２１は、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３との間におけるＸ線の照射経路に重複しないように、クレードル部１０１において撮影空間２９から遠い位置の端部側に固定される。そして、キャリッジ部１２１は、図４（ａ）と図４（ｂ）とに示すように、ガイドレール部１２２が延在する方向にスライドすることによって、クレードル部１０１を撮影空間２９にスライド移動する。また、詳細については後述するが、キャリッジ部１２１には、クレードル位置検出部１０３のセンサ部１３２が配置され、クレードル部１０１に移動に伴って、キャリッジ部１２１に配置されたセンサ部１３２がスライドして移動する。

ガイドレール部１２２は、図５に示すように、ガイドレール支持部１２３に設けられ、クレードル部１０１がスライドする方向に延在するように形成されている。ガイドレール部１２２は、キャリッジ部１２１を支持し、キャリッジ部１２１に固定されたクレードル部１０１をスライド可能にしている。

ガイドレール支持部１２３は、ガイドレール部１２２を支持するために設けられている。ガイドレール支持部１２３は、たとえば、図５に示すように、一対の構造体からなり、一対の構造体が対面する面にそれぞれガイドレール部１２２を配置し支持する。そして、一対の構造体が対面する間に、ガイドレール部１２３に支持されるキャリッジ部１２２を挟み込むように構成されている。また、詳細は後述するが、ガイドレール支持部１２３には、クレードル位置検出部１０３のスケール部１３１が配置される。

水平駆動部１２４は、クレードル部１０１を水平方向Ｈにスライドして移動するために設けられている。水平駆動部１２４は、たとえば、ローラー式駆動機構を備えており、アクチュエータによって駆動するローラーの駆動力をクレードル部１０１に伝達し、クレードル部１０１を水平方向Ｈに移動する。

垂直駆動部１２５は、クレードル支持部１０２を支持し、クレードル支持部１０２に支持されたクレードル部１０１を垂直方向Ｖに移動する。垂直駆動部１２５は、たとえば、平行リンク式駆動機構を備えている。垂直駆動部１２５は、たとえば、平行リンク（図示なし）をアクチュレータ（図示なし）で駆動することにより、クレードル部１０１を垂直方向Ｖに移動する。

クレードル位置検知部１０３は、クレードル部１０１がスライドした位置を検知するために設けられている。クレードル位置検知部１０３は、計数型のリニアエンコーダであり、図４（ａ）に示すように、スケール部１３１と、センサ部１３２と、センサ制御部１３３とを有し、センサ部１３１が検出したスケールの結果に基づいて、クレードル部１０１がスライドした位置を算出する。

図６は、クレードル位置検知部１０３において、センサ部１３２とセンサ制御部１３３との接続状態を示す側面図である。図６においては、図６（ａ）は、クレードル部１０１が撮影空間２９の外部にある状態を示しており、図６（ｂ）は、クレードル部１０１が撮影空間２９の内部へ移動する状態を示している。なお、図６においては、説明を明確にするために、図４で示したキャリッジ部１２１とガイドレール部１２２と垂直駆動部１２５とを省略している。

図６に示すように、クレードル位置検知部１０３は、スケール部１３１と、センサ部１３２と、センサ制御部１３３との他に、さらに、ケーブル部１３４とケーブルガイド部１３５とを有する。

スケール部１３１は、クレードル部１０１の位置検出のためのスケールが形成され、クレードル部１０１のスライド範囲に対応して延在するように設けられている。ここでは、図４および図５に示すように、スケール部１３１は、ガイドレール部１２２が延在している方向に沿うように、クレードル支持部１０２のガイドレール支持部１２３に延在し配置されている。つまり、スケール部１３１は、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３との間におけるＸ線の照射経路に重複しないように配置されている。また、スケール部１３１は、スケールが磁気スケールで形成されている。たとえば、スケール部１３１においては、クレードル部１０１が移動する方向に沿うように、Ｎ極とＳ極とが一定ピッチで配置されている磁気スケールを用いている。

センサ部１３２は、たとえば、スケール部１３１の磁気スケールを検出する磁気センサで構成されている。センサ部１３２は、図５に示すように、スケール部１３１に対して非接触状態になるように、スケール部１３１との間で一定間隔を隔ててキャリッジ部１２１に配置される。つまり、センサ部１３２は、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３との間におけるＸ線の照射経路に重複しないように配置されている。そして、センサ部１３２は、図４に示すように、クレードル部１０１がスライドすることに伴って、スケール部１３１が延在している方向に、そのスケール部１３１に対して相対的に移動して、スケール部１３１のスケールを検出する。センサ部１３２は、図６に示すように、ケーブル部１３４を介してセンサ制御部１３３に接続されている。センサ部１３２は、センサ制御部１３３によって検出動作が制御される。

センサ制御部１３３は、ケーブル部１３４を介してセンサ部１３２に接続されている。センサ制御部１３３は、ケーブル部１３４を介してセンサ部１３２に制御信号を送信してセンサ部１３２の検出動作を制御すると共に、センサ部１３２が検出したスケール部１３１のスケール情報を受信する。そして、センサ部１３２が検出したスケールの結果に基づいて、クレードル部１０１がスライドした位置を算出する。

ケーブル部１３４は、たとえば、導電材料からなる配線を含むように構成されており、センサ部１３２とセンサ制御部１３３との間を接続する。ケーブル部１３４は、ケーブルガイド部１３５の内部空間に収容され、ケーブルガイド部１３５によって移動範囲が規定される。

ケーブルガイド部１３５は、ケーブル部１３４を収容し、ケーブル部１３４の移動範囲を規定する。ここでは、ケーブルガイド部１３５は、複数のリンク部材（図示なし）が連結されることによって構成されており、一端部がセンサ制御部１３３に固定され、他端部がセンサ部１３１に固定されている。ケーブルガイド部１３５は、複数のリンク部材が直線上に伸びた状態から、連結部で屈折して曲がり、クレードル部１０１のスライドに伴ってセンサ部１３１が移動する際に、ケーブル部１３４が所定範囲内で移動するようにガイドし、ケーブル部１３４を保護する。

なお、上記の本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１は、本発明の撮影装置に相当する。また、本実施形態における走査ガントリ２は、本発明の走査部に相当する。また、本実施形態における被検体移動部４は、本発明の被検体移動装置に相当する。また、本実施形態におけるＸ線管２０は、本発明の放射線照射部に相当する。また、本実施形態におけるＸ線検出器２３は、本発明の放射線検出部に相当する。本実施形態の画像生成部５１は、本発明の画像生成部に相当する。また、本実施形態のクレードル部１０１は、本発明のクレードル部に相当する。また、本実施形態のクレードル支持部１０２は、本発明のクレードル支持部に相当する。また、本実施形態のクレードル位置検知部１０３は、本発明のクレードル位置検知部に相当する。また、本実施形態のキャリッジ部１２１は、本発明のキャリッジ部に相当する。また、本実施形態のガイドレール部１２２は、本発明のガイドレール部に相当する。また、本実施形態のスケール部１３１は、本発明のスケール部に相当する。また、本実施形態のセンサ部１３２は、本発明のセンサ部に相当する。また、本実施形態のセンサ制御部１３３は、本発明のセンサ制御部に相当する。また、本実施形態のケーブル部１３４は、本発明のケーブル部に相当する。また、本実施形態のケーブルガイド部１３５は、本発明のケーブルガイド部に相当する。

以下より、上記の本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によって被検体を撮影する際における動作を説明する。

被検体を撮影する際においては、クレードル部１０１に被検体を載置する。ここでは、クレードル部１０１の載置面に被検体を載置し、クレードル部１０１に被検体を支持させる。

つぎに、スキャン条件の設定を行う。スキャン条件の設定を行う際においては、オペレータが入力装置３１にスキャン条件の各パラメータ条件を入力する。たとえば、スキャン条件として、ヘリカルスキャン方式などのスキャン方式、撮像画像枚数に対応したスキャン回数、Ｘ線管２０の管電流値および管電圧値、Ｘ線照射時間、スライス位置、スライス厚などのスキャンパラメータを設定する。

つぎに、被検体のスキャンを実施する。スキャンを実施する際においては、上記のように設定されたスキャン条件に基づいて、制御部４１が走査ガントリ２と被検体移動部４へ制御信号ＣＴＬ３０ａ，ＣＴＬ３０ｂを出力する。

これにより、クレードル部１０１が走査ガントリ２の撮影空間２９の高さに対応するように、被検体移動部４の垂直駆動部１２５が垂直方向Ｈにクレードル部１０１を移動後、水平駆動部１２４がクレードル部１０１を水平方向にスライドして、走査ガントリ２の撮影空間２９に移動する。また、Ｘ線コントローラ２５がＸ線管２０に制御信号ＣＴＬ２５２を出力し、Ｘ線管２０からＸ線を照射する。そして、コリメータコントローラ２６が制御信号ＣＴＬ３０２をコリメータ２２に出力し、Ｘ線管２０からのＸ線を成形する。そして、これによって、ガントリコントローラ２８が制御信号ＣＴＬ２８を走査ガントリ２に出力して、走査ガントリ２の回転部２７を回転させる。また、また、制御部４１が制御信号ＣＴＬ３０３をデータ収集部２４に出力し、Ｘ線検出器２３の検出素子２３ａが得る投影データをローデータとして収集するように制御する。

具体的には、ヘリカルスキャンを実施する場合においては、被検体が載置されたクレードル部１０１をガイドレール１２２の延在方向に沿って撮影空間２９内でスライドさせながら、その被検体にＸ線管２０が複数のビュー方向からＸ線を照射し、被検体を透過するＸ線をＸ線検出器２３がクレードル部１０１を介してビュー方向毎に検出してローデータを取得する。

そして、この時、被検体移動部４のクレードル位置検知部１０３が、ローデータの取得時においてクレードル部１０１がスライドした位置を検知する。ここでは、図４に示すように、クレードル部１０１がスライドすることに伴って、スケール部１３１が延在している方向に、センサ部１３２がスケール部１３１に対して相対的に移動して、スケール部１３１のスケールを検出する。そして、センサ部１３２が検出したスケールの結果に基づいて、クレードル部１０１がスライドした位置をセンサ制御部１３３が算出する。なお、クレードル部１０１のスライドに伴ってセンサ部１３１が移動する際には、図６に示すように、ケーブル部１３４が所定範囲内で移動するようにケーブルガイド部１３５がケーブル部１３４をガイドして保護する。

その後、各ビュー方向からのローデータに基づいて、所望のスライス位置およびスライス厚における被検体の断層面の画像を画像生成部５１が再構成することにより生成する。ここでは、複数のビュー方向からの投影データに対して、感度補正、ビームハードニング補正などの前処理を画像生成部５１が実施後、フィルタ処理逆投影法によって再構成を行い、被検体の断層面の画像を再構成して生成する。

以上のように、本実施形態によれば、クレードル位置検知部１０３のセンサ部１３２は、クレードル部１０１がスライドすることに伴って、スケール部１３１が延在している方向にスケール部１３１に対して相対的に移動して、スケール部１３１のスケールを検出する。そして、クレードル位置検知部１０３は、センサ部１３２が検出したスケールの結果に基づいて、クレードル部１０１がスライドした位置を算出する。このため、本実施形態は、ロータリエンコーダを用いる場合のように、バックラッシュなどの不具合が発生することが少なく、クレードル部１０１の位置情報を高い精度で検出することができる。よって、診断効率を向上し、動作の高速化に対応可能になる。

また、本実施形態によれば、クレードル位置検知部１０３のセンサ部１３２がクレードル支持部１０２のキャリッジ部１２１に配置されている。そして、クレードル位置検知部１０３のスケール部１３１は、クレードル支持部１０２のガイドレール部１２２が延在している方向に沿うようにクレードル指示部１０２に延在して配置されている。前述したように、被検体を透過するＸ線をＸ線検出器２３がクレードル部１０１を介して検出してローデータを取得するが、スケール部１３１およびセンサ部１３２がクレードル部１０１に配置されず、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３との間におけるＸ線の照射経路に重複しない位置に配置されているため、被検体を透過するＸ線をスケール部１３１およびセンサ部１３２が阻害しない。このため、本実施形態は、ローデータを高精度に取得でき、診断効率を向上し、動作の高速化に対応可能になる。

また、本実施形態によれば、センサ部１３２と、そのセンサ部１３２を制御するセンサ制御部１３３との間を接続するケーブル部１３４が、ケーブルガイド部１３５に収容されている。そして、ケーブルガイド部１３５がケーブル部１３４の移動範囲を規定している。このため、本実施形態は、クレードル部１０１のスライド移動によってケーブル部１３４が絡まって断線することをケーブルガイド部１３５が防止して、クレードル部１０１をスムーズにスライドすることができる。よって、本実施形態は、クレードル部１０１の位置情報を高い精度で検出することができ、診断効率を向上し、動作の高速化に対応可能になる。

なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態においては、クレードル位置検知部は、スケールが磁気スケールで形成されたスケール部と、その磁気スケールを検出する磁気センサで形成されたセンサ部とを用いて、クレードル部のスライド位置を検知しているが、これに限定されない。たとえば、クレードル位置検知部は、スケールが光学スケールで形成されたスケール部と、その光学スケールを検出する光学センサで形成されたセンサ部とを用いて、クレードル部のスライド位置を検知してもよい。たとえば、クレードル位置検知部として、クレードル部がスライドする方向にスケールとして高反射面と低反射面とが交互に並んだスケール部と、発光素子と受光素子とを含むセンサ部とを有し、スケール部が反射した光をセンサ部で検知し、クレードル部がスライドする位置を検知する。

たとえば、上記の実施形態においては、センサ部がスケール部に対して非接触状態になっているが、これに限定されず、センサ部がスケール部に対して接触状態になるように配置されていてもよい。

また、たとえば、上記の実施形態においては、放射線照射部が照射する放射線としてＸ線を用いている例について説明しているが、これに限定されない。たとえば、たとえば、ガンマ線等の放射線を用いても良い。

図１は、本発明にかかる実施形態の撮影装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、本発明にかかる実施形態の撮影装置の要部を示す構成図である。図３は、本発明にかかる実施形態の撮影装置において、Ｘ線検出器を構成するＸ線検出モジュールを示す構成図である。図４は、本発明にかかる実施形態の撮影装置において、被検体移動部を側面側からみた側面図である。図５は、本発明にかかる実施形態の撮影装置において、被検体移動部を正面側からみた正面図である。図６は、本発明にかかる実施形態の撮影装置のクレードル位置検知部において、センサ部とセンサ制御部との接続状態を示す側面図である。

符号の説明

１…Ｘ線ＣＴ装置（撮影装置）、
２…走査ガントリ（走査部）、
３…操作コンソール、
４…被検体移動部（被検体移動装置）、
２０…Ｘ線管（放射線照射部）、
２１…Ｘ線管移動部、
２２…コリメータ、
２３…Ｘ線検出器（放射線検出部）、
２３Ａ…Ｘ線検出モジュール、
２３ａ…検出素子、
２４…データ収集部、
２４１…選択・加算切換回路、
２４２…アナログ−デジタル変換器、
２５…Ｘ線コントローラ、
２６…コリメータコントローラ、
２７…回転部、
２８…ガントリコントローラ、
２９…撮影空間、
３０…中央処理装置、
３１…入力装置、
３２…表示装置、
３３…記憶装置、
４１…制御部、
５１…画像生成部（画像生成部）、
１０１…クレードル部（クレードル部）、
１０２…クレードル支持部（クレードル支持部）、
１０３…クレードル位置検知部（クレードル位置検知部）、
１２１…キャリッジ部（キャリッジ部）、
１２２…ガイドレール部（ガイドレール部）、
１２３…ガイドレール支持部、
１２４…水平駆動部、
１２５…垂直駆動部、
１３１…スケール部（スケール部）、
１３２…センサ部（センサ部）、
１３３…センサ制御部（センサ制御部）、
１３４…ケーブル部（ケーブル部）、
１３５…ケーブルガイド部（ケーブルガイド部）

Claims

被検体を撮影空間内で移動させながら放射線を照射して該被検体の断層面の画像を撮影する撮影装置にて前記被検体を前記撮影空間に移動する被検体移動装置であって、
前記被検体が載置されるクレードル部と、
前記クレードル部が前記撮影空間にスライドして移動するように前記クレードル部を支持するクレードル支持部であって、前記クレードル部を前記放射線の照射経路に重複しない位置において支持するキャリッジ部と、前記クレードル部がスライドする方向に延在するように形成され、前記キャリッジ部をスライド可能に支持するガイドレール部とを有するクレードル支持部と、
前記被検体に照射された放射線を検出器が検出して前記被検体のローデータを取得しているときに、前記クレードル部がスライドした位置を検知するクレードル位置検知部と
を有し、
前記クレードル位置検知部は、
前記クレードル部の位置検出のためのスケールが形成され、前記クレードル部のスライド範囲に対応して延在しているクレードル支持部の前記ガイドレール部に設けられたスケール部と、
前記キャリッジ部に設けられ、前記クレードル部がスライドすることに伴って、前記スケール部が延在している方向に前記スケール部に対して相対的に移動して前記スケール部の前記スケールを検出するセンサ部と
前記センサ部を制御するセンサ制御部と、
前記センサ部と前記センサ制御部との間を接続するケーブル部と、
前記ケーブル部を収容し、前記センサ部の移動に伴う前記ケーブル部の移動範囲を規定するケーブルガイド部と
を含み、前記センサ部が検出した前記スケールの結果に基づいて、前記クレードル部がスライドした位置を算出する
被検体移動装置。
前記スケール部は、前記スケールが磁気スケールで形成されており、
前記センサ部は、前記磁気スケールを検出する磁気センサを含む
請求項１に記載の被検体移動装置。
前記スケール部は、前記スケールが光学スケールで形成されており、
前記センサ部は、前記光学スケールを検出する光学センサを含む
請求項１に記載の被検体移動装置。
前記センサ部は、前記スケール部に対して非接触状態になるように、前記スケール部との間で一定間隔を隔てて配置されている
請求項１から３のいずれかに記載の被検体移動装置。
前記センサ部は、前記スケール部に対して接触状態になるように配置されている
請求項１から３のいずれかに記載の被検体移動装置。
被検体の画像を撮影空間内で撮影する撮影装置であって、
前記被検体が載置されるクレードル部と、
前記クレードル部が前記撮影空間にスライドして移動するように前記クレードル部を支持するクレードル支持部であって、前記クレードル部を前記放射線の照射経路に重複しない位置において支持するキャリッジ部と、前記クレードル部がスライドする方向に延在するように形成され、前記キャリッジ部をスライド可能に支持するガイドレール部とを有するクレードル支持部と、
前記被検体に照射された放射線を検出器が検出して前記検出器が前記被検体のローデータを取得しているときに、前記クレードル部がスライドした位置を検知するクレードル位置検知部と
前記クレードル部がスライドし前記撮影空間に移動された前記被検体を走査して前記被検体に照射された放射線を前記検出器により検出してローデータを取得する走査部と、
前記走査部が取得する前記ローデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する画像生成部と
を有し、
前記クレードル位置検知部は、
前記クレードル部の位置検出のためのスケールが形成され、前記クレードル部のスライド範囲に対応して延在しているクレードル支持部の前記ガイドレール部に設けられたスケール部と、
前記キャリッジ部に設けられ、前記クレードル部がスライドすることに伴って、前記スケール部が延在している方向に前記スケール部に対して相対的に移動して前記スケール部の前記スケールを検出するセンサ部と
前記センサ部を制御するセンサ制御部と、
前記センサ部と前記センサ制御部との間を接続するケーブル部と、
前記ケーブル部を収容し、前記センサ部の移動に伴う前記ケーブル部の移動範囲を規定するケーブルガイド部と
を含み、前記センサ部が検出した前記スケールの結果に基づいて、前記クレードル部がスライドした位置を算出する
撮影装置。
前記スケール部は、前記スケールが磁気スケールで形成されており、
前記センサ部は、前記磁気スケールを検出する磁気センサを含む
請求項６に記載の撮影装置。
前記スケール部は、前記スケールが光学スケールで形成されており、
前記センサ部は、前記光学スケールを検出する光学センサを含む
請求項６に記載の撮影装置。
前記センサ部は、前記スケール部に対して非接触状態になるように、前記スケール部との間で一定間隔を隔てて配置されている
請求項６から８のいずれかに記載の撮影装置。
前記センサ部は、前記スケール部に対して接触状態になるように配置されている
請求項６から８のいずれかに記載の撮影装置。
前記走査部は、
前記撮影空間にスライドして移動される前記被検体に放射線を照射する放射線照射部と、
前記放射線照射部から照射され前記被検体を透過した前記放射線を検出して前記ローデータを得る放射線検出部と
を有する
請求項６から１０のいずれかに記載の撮影装置。
前記放射線照射部は、前記放射線としてＸ線を照射する
請求項１１に記載の撮影装置。