JP4799161B2

JP4799161B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP4799161B2
Application number: JP2005357977A
Authority: JP
Inventors: 明手塚; 玄近藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-12-12
Also published as: JP2007159719A

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に係り、被検体をスキャンすることによって画像データを収集する際に、スキャン位置における天板の撓みに起因する被検体の位置ずれを防止するようにしたＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は図８に示すように、撮影架台１と、撮影架台１の前面に配置される寝台装置２と、撮影架台１および寝台装置２を操作し、かつ、Ｘ線ＣＴ装置を構成する各ユニットを有機的に制御する制御部３から構成されている。撮影架台１の略中心部には、撮影部となる開口部４が設けられている。また、寝台装置２の上面には、被検体が載置される天板５が長手方向へ進退自在に設けられている。寝台装置２の高さは制御部３の操作によって適宜調節され、天板５も撮影架台１側へ迫り出すようにスライドさせられる。よって、撮影時には、天板５に載置された状態で被検体が、撮影架台１の開口部４へ送り込まれる。

なお、撮影架台１内には、図示しないがＸ線管、Ｘ線検出器、高電圧発生装置、データ収集システムなどを備えた回転部が設けられており、Ｘ線管から発生したＸ線が開口部４の中央近辺から被検体へ照射されるようになっている。この開口部４内において、被検体へＸ線を照射する位置がスキャン位置となる。

また、制御部３上には、キーボードを始めマウスやトラックボール、ジョイスティックなどのポインティングデバイスを備えた入力器６やモニタ７が配置され、制御部３内には図示しない画像再構成装置などが収納されている。そして、データ収集システムから得られた投影データに基づき画像再構成装置において断層画像が再構成され、その画像がモニタ７に表示される。

ところで、Ｘ線ＣＴ装置は、標準的な身長の被検体について、頭部から腰部まで或いは腹部から下肢までの投影データを連続的に収集することが可能となるように、天板５は寝台装置２の先端から撮影架台１側へ、１８００ｍｍ程度迫り出すように構成されている。そして、寝台装置２の先端から撮影架台１のスキャン位置までは、５００ｍｍ程度の距離がある。従って、天板５の迫り出し量が大きい場合、殊に天板５は寝台装置２にいわゆる片持ち状態で支持されているため、天板５に撓みが生じてしまい、スキャン位置において上下方向の中心がずれてしまうことになるという問題があった。

すなわち、スキャン位置がずれると、ＣＴ画像を用いて治療計画を立てるような場合に、腫瘍の位置に誤差が生じてしまい、正確な治療ができなくなる畏れがあり、また、天板５の撓み量が大きいと、天板５と開口部４とが干渉することにもなるので、予めクリアランスを大きくしておかなければならず、撮影領域が小さくなってしまうという問題にも繋がるものであった。

このような天板の撓みに伴いスキャン位置にずれが生ずる問題を解決するものとして、例えば、Ｘ線ＣＴ装置の撮影架台を間にして、一方の側に寝台を配置するとともに、他方の側に天板支持部を配置することにより、寝台から伸張した天板の先端を天板支持部で支持するようにして、スキャン位置における被検体の位置を常に同一に保持するようにした寝台装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−３１７３０６号公報

しかしながら特許文献１に記載されたものは、Ｘ線ＣＴ装置の撮影架台の先に寝台とは別に天板支持部を配置する必要があるため、Ｘ線ＣＴ装置を設置する検査室のスペース上の問題から設置を困難にし、また、寝台の上下動に追従させて天板支持部を上下動させるようにする機構も必要となることから、構成が複雑になるなどの問題があった。さらに、撮影架台を傾斜させるなどして、被検体の体軸に対して斜め方向の投影データを得る、いわゆるチルト撮影に際して、天板支持部が邪魔になるという問題もあった。

本発明はこのような問題を解決して、検査室のスペースの制約を受けることなく、簡単な構成によってスキャン位置（撮影位置）における被検体の位置ずれを防止することを目的としてなされたものである。

上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検体を載置する天板を寝台装置に進退自在に保持し、前記天板を前記寝台装置から長手方向へ迫り出すことによって、前記被検体を撮影架台のスキャン位置に位置づけるＸ線ＣＴ装置において、前記寝台装置の上部であって前記天板を迫り出す側の先端付近に、前記天板の下面に接触するように設けられるローラーと、前記寝台装置からの前記天板の迫り出し量に応じて前記ローラーの径を変えることにより前記天板の下面と前記ローラーとの接触点の高さを変える手段と、を有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記天板の下面と前記ローラーとの接触点の高さを変える手段は、前記天板の進退動に応じて巻き取り／巻き戻し可能に、前記ローラーにテープ状部材を係合させ、前記寝台装置からの前記天板の迫り出し量に応じて、前記ローラーに前記テープ状部材を巻き取らせることにより前記ローラーの径を変えるものであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記天板の迫り出し量と前記天板に載置された被検体の荷重に基づき算出される値によってアクチュエータを駆動して前記ローラーを上下動させる手段を更に有することを特徴とする。

上記課題を解決するための手段の項にも示したとおり、本発明の特許請求の範囲に記載する各請求項の発明によれば、次のような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、寝台装置の先端付近に配置したローラーと天板下面との接触点の高さを、天板の迫り出し量に応じて変えることによって天板のたわみ量を補正するので、撮影架台のスキャン位置における被検体の位置を常に同一に保持することが可能となる。よって、ＣＴ画像を用いて治療計画を立てるような場合、正確な治療ができるようになる。また、撮影領域のクリアランスを大きくしておく必要がなくなるので、スキャン範囲を従来よりも大きくとることが可能となる。さらに、寝台装置から伸張した天板を支持するために、撮影架台を間にして別途天板支持部を配置する必要がなく、検査室の空間を有効に活用することができるとともに、チルト撮影に際しても何等支障を及ぼすことがなくなる。

請求項２に記載の発明によれば、簡単な構成で、天板の迫り出し量に応じてローラーと天板下面との接触点の高さを変える機構を実現でき、天板の迫り出し量に応じて天板の撓み量を補正して、撮影架台のスキャン位置における被検体の位置を常に同一に保持することができる。

請求項３に記載の発明によれば、天板の迫り出し量に加えて被検体の体重を加味して天板の撓み量を補正するので、撮影架台のスキャン位置における被検体の位置をより正確に保持することが可能となる。

以下、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の実施例について、図１ないし図７を参照して詳細に説明する。なお、これらの図において、図８と同一部分には同一符号を付して示してある。

さて、実施例の説明に先立ち、本発明の考え方について説明する。

天板５に被検体Ｐが載置されていない無負荷状態では、天板５自体の剛性によって、或る程度の長さまで天板５が寝台装置２から迫り出してもほぼ水平状態を保つことは可能であるが、天板５に被検体Ｐを載置した状態で迫り出していくと、天板５が撓むことによって、いわゆる片持ち状態で支持している支点に対して先端側が下方へ垂れることになる。この垂れる量は、寝台装置５の先端から１８００ｍｍ程度天板５を迫り出させると、寝台装置２の先端から５００ｍｍ程度の位置にある撮影架台１のスキャン位置では、水平位置から３ｍｍ程度天板が下方へ垂れることが経験的に知られている。

そこで本発明では、この天板５の迫り出し量に応じて、天板５を持ち上げるようにして、スキャン位置における天板５の撓み分を補正しようとするものである。

図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の実施例１を説明するために示した、Ｘ線ＣＴ装置を側面側から見た模式図であり、図２は、撮影架台１側から寝台装置２を見た正面図である。

図１には、寝台装置２の天板５に載置された被検体Ｐが、撮影架台１の開口部４内に送り込まれている様子が示されている。また図２には、寝台装置２の先端部に天板５を支持するために、その下面の中央部に接触する天板受けローラー１１が配置されているとともに、天板５が進退動する際に左右にぶれが生ずるのを防止するためのガイドローラー１２も両側に配置されている様子が示されている。この天板受けローラー１１は、ローラー軸１３によって回転自在に寝台装置２の上部フレームに取り付けられており、ガイドローラー１２は、ばねの力によって天板５の左右を下面から押し上げるようにされている。

寝台装置２にはテープ巻取り機構２０が備えられている。このテープ巻取り機構２０には、例えば樹脂、布、金属などを帯状に形成した所望の厚みをもったテープ２１が巻き取られており、そのテープ２１の先端は天板受けローラー１１に止着されている。そしてこのテープ２１は、寝台装置２から天板５が迫り出すように駆動されるに従って、天板受けローラー１１に巻き付いて行き、天板５が寝台装置２側へ退避するに従って、天板受けローラー１１に巻き付いていたテープ２１は、テープ巻取り機構２０に巻き戻されるようになっている。

従って、天板５の迫り出し量に応じて天板受けローラー１１に巻き付くテープ２１の長さが長くなり、テープ２１の巻き付いた分だけ天板受けローラー１１の径が太くなり、その分天板５が持ち上げられることになる。すなわち、天板５の迫り出し量が増えるに従って天板５の撓み量が増して下方へだれて来るが、天板５の迫り出し量に応じて天板受けローラー１１の径が太くなるので、天板５が持ち上げられる。そして、この持ち上げられた分と撓み量とが相殺されて、図１に仮想線３０で示してある撮影架台１のスキャン位置では、天板５の迫り出し量に拘わらず、天板５の高さ位置を常に一定にすることが可能となる。

よって、予め天板受けローラー１１の径やテープ２１の厚みを適宜の値に選定しておくことによって、天板５の迫り出し量に応じて巻き取られたテープ２１の厚みを含む天板受けローラー１１の径を所望の太さにすることができ、天板５が撓んでもその分天板５の位置を上方へ持ち上げることによって、撮影架台１のスキャン位置３０での天板５の高さ位置を一定にすることができる。また寝台装置２の上面に対する天板５の先端のだれ量も減少する。

このように実施例１の発明によれば、スキャン位置３０での天板高さにずれの生ずることがなくなるので、ＣＴ画像を用いた治療計画において、正確な治療が可能となる。

また、天板５の撓み量が大きいと、天板５と撮影架台１の開口部４とが干渉することにもなるため、予めクリアランスを大きくしておかなければならないため、撮影領域が小さくなってしまうという問題があったが、本発明によれば、寝台装置２の上面に対する天板５の先端のだれ量が減少するので、天板５を撮影架台１の開口部４の周囲に、より近付けて配置することが可能となり、スキャン範囲を従来よりも大きくとることが可能となる。

図３はこの様子を示したものであり、撮影架台１の開口部４内に、従来は撓み量を考慮して開口部４に干渉しないように、天板５を上方に位置させておかなければならなかったが、本発明では、従来よりも下方に天板５を位置させることが可能であり、開口部４を広くいっぱいに利用することが可能となる。従って、太った被検体の検査も可能となる。

次に、本発明の実施例２について説明する。

図４は、撮影架台１側から寝台装置２を見た図２と同様の正面図であり、実施例２は、寝台装置２の上部フレームに配置されている天板受けローラー１１を支えるローラー軸１３を、さらに上下動させることができるようにアクチュエータ４０で保持するようにしたものであり、アクチュエータ４０は例えばローラー軸１３の両端を保持するように２個設けられている。

このローラー軸１３を支持するアクチュエータ４０の具体的な構成を図５に示してある。すなわち、アクチュエータ４０の作動桿４１の先端に受部４２が形成されており、この受部４２でローラー軸１３を下方から保持するようになっている。そして図５には示していないが、天板５のスライド位置データを得るエンコーダ４３（図６参照）と天板５に載置された状態で被検体の荷重データを得る圧力センサ４４（図６参照）が寝台装置２に設けられている。なお、圧力センサ４４は、天板受けローラー１１に設けられていてもよい。

このような構成において、アクチュエータ４０の動作量（すなわち作動桿４１の移動量）は次の１式から求められる。すなわち、アクチュエータ４０の動作量をＹとすると、
Ｙ＝Ｆ（Ｘ１）＊（Ｘ２）・・・（１）
ここで、Ｘ１は天板５のスライド位置データであり、Ｘ２は圧力センサの出力荷重データである。またＦ（Ｘ１）は、天板５のスライド位置データから天板５の迫り出し量を算出し、それに基づいて単位荷重あたりの動作量である補正係数を算出するための計算式である。

このような補正計算を実行してアクチュエータ４０を駆動するための制御系の一例を図６に示してある。

圧力センサ４４の出力はアナログ値のため、これをＡ／Ｄコンバータ４５によってデジタル値に変換した上でそのデータを演算回路４６へ供給し、エンコーダ４３の出力はデジタル値であり、そのデータはそのまま演算回路４６へ供給する。そして、演算回路４６において１式の演算を実行し、その結果をコントローラ４７へ供給する。よってコントローラ４７が演算結果に基づきアクチュエータ４０を駆動させるので、作動桿４１が天板受けローラー１１を支えるローラー軸１３を上下動させることになる。

このようにすれば、天板５が寝台装置２の先端から迫り出すことによって生ずる撓みを、天板５の迫り出し量に加えて被検体Ｐの体重を加味して補正するようにアクチュエータ４０が天板５を持ち上げるので、撮影架台１のスキャン位置では、天板５の迫り出し量に拘わらず、天板５の高さ位置をより正確に保持することができる。よって、スキャン位置３０での天板５の高さ位置すなわち、被検体Ｐの位置にずれが生じなくなるので、ＣＴ画像を用いた治療計画において、正確な治療が可能となる。また、天板５を撮影架台１の開口部４の周囲に、より近付けて配置することが可能となり、スキャン範囲を従来よりも大きくとることもできる。
（参考例）

次に、本発明の参考例について説明する。

参考例は、実施例１に示したテープ巻取り機構２０や実施例２に示したアクチュエータ４０などを用いることなく、天板の形状を工夫することによって、スキャン位置３０での天板の高さにずれが生じないようにしたものである。

図７は、本発明の参考例で使用される天板５１を示した側面図である。通常、天板は、それが船底形であろうと、平板形であろうとも、長手方向の先端から末端までその厚みは均一に形成されている。しかしながら、図７から明らかなように、参考例で使用される天板５１は、上面に対して下面が図の左側から右側へ向けて、厚みが徐々に増加するように傾斜を付けて形成されたものとなっている。すなわち、図の左側が寝台装置２から迫り出していく先端側であり、図の右側が末端側となる。

そこで、このように形成された天板５１を、図１に示した寝台装置２に装着する。そして、天板受けローラー１１は寝台装置２の上部フレームに取り付けられて位置が固定されている。そこで、この天板５１を寝台装置２から撮影架台１側へ送り出すと、天板５１は長手方向の先端側から末端側へ向けて、厚みが徐々に増加するように傾斜が付けられているので、天板５１が迫り出すに従って、天板５１に付けられている傾斜の分だけ被検体Ｐは上方へ持ち上げられることになる。よって、天板５１の傾斜の程度を予め適宜の角度に設定しておけば、天板５１が撓んでもその分被検体Ｐの位置が上方へ持ち上げられることによって、撮影架台１のスキャン位置３０での被検体Ｐの高さ位置を一定にすることができる。また天板５１の撓みも軽減されるとともに、寝台装置２の上面に対する天板５１の先端のだれ量も減少することになる。

なお、天板５１が平板形のものであれば下面全体が傾斜した形状に形成されていても良いが、天板５１が船底形のものであれば、天板受けローラー１１に接触する下面の中央部分にだけ傾斜を付けておいても良い。

以上詳述したように本発明によれば、天板が撓んでも、スキャン位置での天板高さ或いは被検体の高さにずれがなくなるので、ＣＴ画像を用いた治療計画において正確な治療が可能となるＸ線ＣＴ装置が提供される。また、撮影架台の開口部内における天板の撓み分だけ天板を上方へ持ち上げるようにするので、開口部の下側に天板が干渉することもなくなり、天板を撮影架台の開口部の周囲により近付けて配置することが可能となり、スキャン範囲をより大きくとることができる。従って、開口部を広くいっぱいに利用することができ、大きな被検体の検査も可能となる。さらに、被検体の体軸に対して斜め方向の投影データを得る、チルト撮影に際しても何等支障となることはない。

なお本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の形態での実施が可能である。例えば、天板として、船底形に湾曲した形状のものを図示したが、平板状に形成されたものであっても本発明は適用されることは言うまでもない。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置を説明するために示した、Ｘ線ＣＴ装置を側面側から見た模式図である。（実施例１）図１の撮影架台側から寝台装置を見た正面図である。（実施例１）本発明の効果の１つを説明するために示した説明図である。（実施例１ないし実施例２）実施例２を説明するたに示した、撮影架台側から寝台装置を見た正面図である。（実施例２）天板受けローラーのローラー軸を支持するアクチュエータ部分の一例の構成説明図である。（実施例２）補正計算を実行してアクチュエータを駆動する制御系の一例を示した系統図である。（実施例２）実施例３を説明するために示した、天板の側面図である。（参考例）一般的なＸ線ＣＴ装置の概略構成を示した外観図である。

符号の説明

１撮影架台
２寝台装置
４開口部
５天板
１１天板受けローラー
１２ガイドローラー
１３ローラー軸
２０テープ巻取り機構
２１テープ

Claims

被検体を載置する天板を寝台装置に進退自在に保持し、前記天板を前記寝台装置から長手方向へ迫り出すことによって、前記被検体を撮影架台のスキャン位置に位置づけるＸ線ＣＴ装置において、
前記寝台装置の上部であって前記天板を迫り出す側の先端付近に、前記天板の下面に接触するように設けられるローラーと、
前記寝台装置からの前記天板の迫り出し量に応じて前記ローラーの径を変えることにより前記天板の下面と前記ローラーとの接触点の高さを変える手段と、を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記天板の下面と前記ローラーとの接触点の高さを変える手段は、
前記天板の進退動に応じて巻き取り／巻き戻し可能に、前記ローラーにテープ状部材を係合させ、前記寝台装置からの前記天板の迫り出し量に応じて、前記ローラーに前記テープ状部材を巻き取らせることにより前記ローラーの径を変えるものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記天板の迫り出し量と前記天板に載置された被検体の荷重に基づき算出される値によってアクチュエータを駆動して前記ローラーを上下動させる手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。