JP5220355B2 - Ｘ線複合診断システム - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線撮影装置および医療用Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置が組み込まれたＸ線複合診断システムに関する。

患者の診断に際して、患者の病気またはケガの状態に応じてＸ線撮影装置（以下、Ｘ線ＣＲ（Computed Radiography）装置という）によりＸ線透過画像を撮影したり、Ｘ線ＣＴ装置により投影データを収集して断層像を表示したりする。このため病院は、それぞれの装置を別々に備えてなければならなかった。そのため費用がかかるとともに、設置面積も大きくなるという弊害があった。

さらに、Ｘ線ＣＲ装置によりＸ線透過画像を撮影した後、ある患者に対しては、さらにＸ線ＣＴ装置により断層像を確認しなければならない状況が生じる場合がある。このような場合、患者は、別の部屋へ移動しなくてはならず患者に負担をかけることになっていた。
特開平８−２８０６６６号公報

患者数があまり大きくない中小の病院などでは、少ない費用で効率よく患者を診断したい要望が高く、また維持コストも少なくしたい要求は大きくなっている。
そこで、本発明の目的は、設置面積を狭くするとともに、患者の負担を少なくするＸ線ＣＲ装置およびＸ線ＣＴ装置が組み込まれたＸ線複合診断システムを提供することである。

本発明は、Ｘ線ＣＲ装置およびＸ線ＣＴ装置を単に同じ場所に配置するのではなく、できるだけ共用できる部材または装置を一つで済ますようにして、設置面積を少なくするようにする。また、部材または装置を共用化したことにより、製造コストおよび維持コストを下げるようにする。さらに、Ｘ線ＣＲ装置とＸ線ＣＴ装置とに電源供給部を一つにしたことにより、それぞれのＸ線管のオーバーヒート対策を施して、Ｘ線管の寿命を延ばして維持コストを下げるようにする。

第１の観点では、本発明のＸ線複合診断システムは、第一線管を持つＸ線ＣＲ装置と第二線管を持つＸ線ＣＴ装置に電源を供給する一つの電源供給部と、被検体に第一Ｘ線管からＸ線を照射して、Ｘ線透過画像を取得するＸ線撮影部と、被検体に第二Ｘ線管からＸ線を照射して、透過した投影データを収集し画像再構成を行って断層像を取得するＸ線ＣＴ部と、Ｘ線撮影部とＸ線ＣＴ部とを制御する一つの制御コンソールとを備える。
この第１の観点におけるＸ線複合診断システムでは、一つの電源供給部と一つの制御コンソールとで、Ｘ線撮影部とＸ線ＣＴ部とを駆動することができるため、それぞれ別々に用意する場合よりも安く用意することができ、また設置面積を狭くすることができる。患者にとっては、透過画像を撮影するＸ線撮影とＣＴスキャン撮影のために別々の部屋に移動する必要がないので患者への負担も軽くなる。

第２の観点では、本発明のＸ線複合診断システムは、被検体を載置し、被検体に対して第一X線管からのＸ線照射および第二Ｘ線管からのＸ線照射に共用可能な一つのクレードルをさらに備える。
この第２の観点におけるＸ線複合診断システムでは、一つのクレードルをＸ線撮影部とＸ線ＣＴ部とに使用するため設置面積を狭くすることができる。患者がクレードルに横になっている状態で、透過画像を得るＸ線撮影を行った後、操作者がさらにＣＴ画像と判断した際でも、患者はクレードルから動く必要がない。

第３の観点では、本発明のＸ線撮影部は、Ｘ線透過画像を取得する第一Ｘ線検出器を備え、第一Ｘ線検出器がクレードル内に配置されている。
この第３の観点におけるＸ線複合診断システムでは、第一Ｘ線検出器がクレードル内に配置されている。このため、空間スペースが広がりＸ線複合診断システムの使い勝手がよくなる。

第４の観点では、本発明の第一Ｘ線検出器は、前記クレードル内を移動可能である。
この第４の観点におけるＸ線複合診断システムでは、第一Ｘ線検出器がクレードル内で移動できるので、患者の撮影部位に応じて第一Ｘ線検出器を移動させ、患者が動くことなく必要な部位の撮影が可能となる。

第５の観点では、本発明のＸ線複合診断システムは、クレードルが屈曲可能な構造である。
この第５の観点におけるＸ線複合診断システムでは、患者に負担をかけない体位で、Ｘ線透過画像を得ることができる。

第６の観点では、本発明のＸ線複合診断システムは、クレードルが被検体の軸方向に移動可能であるとともに軸方向と直交する垂直方向に移動可能である。
この第６の観点におけるＸ線複合診断システムでは、クレードルを垂直にすることができるため、患者に負担をかけない体位で、Ｘ線透過画像を得ることができる。

第７の観点では、本発明の制御コンソールは、Ｘ線撮影部によるＸ線透過画像を取得し、その後Ｘ線ＣＴ部により投影データを収集する第一モードと、Ｘ線ＣＴ部により投影データを収集し、その後Ｘ線撮影部によるＸ線透過画像を取得する第二モードと、Ｘ線撮影部によりＸ線透過画像を取得する第三モードと、Ｘ線ＣＴ装置により投影データを取得する第四モードを有する。
この第７の観点におけるＸ線複合診断システムでは、たとえば患者がクレードルに横になっている状態で移動することなく、透過画像を得るＸ線撮影を行った後ＣＴ画像を撮影することができる。また、ＣＴ画像を撮影した後に透過画像を得るＸ線撮影を行うことも可能である。

第８の観点では、本発明の制御コンソールは、第一Ｘ線管および第二Ｘ線管の温度上昇をそれぞれ予測し、予め定められた閾値を超える温度となるようなそれぞれのＸ線管からの照射がなされないように制御を行う。
この第８の観点におけるＸ線複合診断システムでは、許容温度以上で第一Ｘ線管および第二Ｘ線管を動作させることがないので、第一Ｘ線管および第二Ｘ線管の故障を少なくし、また寿命を長くすることができる。

第９の観点では、本発明の制御コンソールは、予測された温度上昇が予め定められた閾値を超えた場合、第一Ｘ線管または第二Ｘ線管の照射条件変更を提示する。
この第９の観点におけるＸ線複合診断システムでは、許容温度以上で第一Ｘ線管および第二Ｘ線管を動作させない状態で撮影できるように、操作者に変更できる照射条件を表示する。このため、操作者が提示された照射条件で撮影ができるようであれば、撮影を継続することができる。

本発明のＸ線複合診断システムによれば、電源供給部および制御コンソールなどを共用して、設置面積を少なくすることができる。また、部材または装置を共用化したことにより、製造コストおよび維持コストを下げることができる。

＜＜第一実施例＞＞
＜Ｘ線複合診断装置の全体構成＞
図１は、第一実施例のＸ線複合診断装置１００の構成を示す斜視図である。大別して、本装置は、操作コンソール５０と、被検体の断層像を得るためにＸ線投影データを取得するＣＴ部つまりガントリ１０１と、Ｘ線電源供給部１２１と、被検体のＸ線透過画像を得るＣＲ(Computed Radiography：デジタルＸ線画像撮影）部１０３とを有する。操作コンソール５０は、ガントリ１０１から転送されてきたデータに基づいてＸ線断層像を再構成し、Ｘ線断層像を表示する。また、操作コンソール５０は、フラットパネル検出器１３７から転送されてきたデータに基づいてＸ線透過画像を表示する。Ｘ線電源供給部１２１は、ガントリ１０１に設けられたＸ線管１２５（図２を参照）とＣＲ部１０３のＸ線管１２７とに電源を供給するようになっている。ガントリ１０１は、ＣＴ装置によりＸ線投影データを収集し、被検体の断層像を取得する。ＣＲ部１０３は、被検体のＸ線画像を収集するデジタルＸ線画像撮影装置である。

Ｘ線複合診断装置１００は、すべてを同一の室内に配置する必要はない。たとえば、患者である被検体が入る診察室にガントリ１０１とＣＲ部１０３とを配置し、操作コンソール５０を放射線技師用の操作室に配置してもよい。さらに、Ｘ線ＣＲ装置とＸ線ＣＴ装置に電源を供給するＸ線電源供給部１２１は、診察室または操作室のスペースを確保するために地下室に配置してもよい。

クレードル１１０は、第一クレードル１１１と、第一クレードル１１１のＺ軸方向（図１のＺ方向の矢印に示される方向）に第二クレードル１１４が設けられている。クレードル１１１は、被検体を上に横たえられた状態でガントリ１０１側へ移動可能となっているとともに、第一クレードル１１１は第二クレードル駆動部１１５によりガントリ１１０方向に移動可能になっている。第二クレードル１１４は第二クレードル駆動部１１６により、矢印Yに示されるＹ軸方向（以下、この方向を“Ｙ軸方向”または“+Ｙ軸方向”とする)とに移動可能になっているとともに、第二クレードル１１４を傾けることができるようになっている。また、ＣＲ部１０３は、第一クレードル１１１から第二クレードル１１４にかけての側部に配置されている。

図２は、実施形態におけるＸ線複合診断装置１００の構成を示すブロック図である。ガントリ１０１およびＣＲ部１０３は、それらの制御を行うＣＴ＆ＣＲ制御部１４０を備えており、以下に説明する各種装置が接続されている。

ガントリ１０１の内部には、Ｘ線発生源であるＸ線管１２５、Ｘ線管１２５に接続されたＸ線管コントローラ１２３、Ｘ線の照射範囲を制限する不図示のコリメータ、コリメータの開口幅を調整する制御モータなどが設けられている。コリメータを通過したＸ線は、ガントリ１０１の回転方向に沿うファン状のＸ線ビーム、つまりファンビームを形成する。

また、ガントリ１０１の内部には、通常６０°前後のファン角に依存した長さにわたる複数の検出器がエレメント方向、つまりＺ軸方向に多数列に並んだ検出チャンネルを有するＸ線検出部１３３が設けられている。Ｘ線検出部１３３は、たとえばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成される。

ガントリ１０１は、検出チャンネルの出力を投影データとして収集する複数のデータ収集部（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１３５を備える。データ収集部１３５は、１個又は複数（たとえば４個，８個，１６個又は３２個）から構成され、Ｘ線検出部１３３に接続されている。たとえば、一般に４ＤＡＳと呼ばれる４個のデータ収集部１３５を有しているものは、エレメント方向に並んだ４列の検出チャンネルからなり、Ｘ線管１２５が一回転する間にスライス画像を４枚取得することができる。Ｘ線管１２５とＸ線検出部１３３とは、互いに空洞部を挟んで、すなわち、被検体を挟んで対向する位置に設けられている。そして、Ｘ線管１２５とＸ線検出部１３３とは、対向する位置関係が維持された状態で被検体の周りを回転するようにガントリ回転部１３０に設けられている。ガントリ回転部１３０には回転モータ１３１及び回転モータドライバ１３２が接続されており、ガントリ回転部１３０は、回転モータドライバ１３２により、必要な速度に応じて一回転するように制御されている。

なお、Ｘ線複合診断装置１００は、３６０°分の投影データからの再構成を前提としたフルスキャンモードと、１８０°＋ファン角分の投影データからの再構成を前提としたハーフスキャンモードとを用意し、ユーザが任意に選択できるようになっている。フルスキャンモードによれば高品質の断層像を再構成することが可能であり、ハーフスキャンモードによれば断層像の画質を若干犠牲にするかわりに、スキャンスピードを稼ぐことができ、その分被検体に対する被曝量を低減させることにもなるというメリットがある。

ＣＲ部１０３には、Ｘ線発生源であるＸ線管１２７、Ｘ線管１２７に接続されたＸ線管コントローラ１２３、Ｘ線の照射範囲を制限するための開口を有するコリメータ（不図示）が設けられている。Ｘ線管１２７からのＸ線を受光するフラットパネル検出器１３７が設けられている。フラットパネル検出器１３７は、その内部に、たとえばシンチレータとＣＣＤ、ＭＯＳまたはＣ−ＭＯＳセンサなどのセンサとから構成される二次元パネルセンサを含んでいる。

ＣＲ部１０３のＸ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７は、被検体の体位（立位、座位もしくは臥位）、または被検体の撮影部位に応じて、Ｘ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７の位置を六自由度変更することができる。このためＣＲ部１０３にはＣＲ回転モータ１３８及びＣＲ回転モータドライバ１３９が接続されている。

被検体は第一クレードル１１１上に横たえられた状態で被検体の体軸方向つまりＺ軸方向に、クレードルモータ１１２によって移動される。このクレードルモータ１１２はクレードルモータドライバ１１３によって駆動される。また、第一クレードル１１１と接続される第二クレードル１１４（図１など参照）も設けられ、不図示のモ−タおよびモ−タドライバによって駆動される。

さらに、必要であれば、被検体の心拍状態を確認するために、心拍運動を電気信号に変換する心電計を被検体に装着してもよい。そして、心電計の信号をＣＴ＆ＣＲ制御部１４０に送れば、心拍状態に応じてＸ線照射をすることができる。

ＣＴ＆ＣＲ制御部１４０は、操作コンソール５０と互いに通信を行うように接続されている。操作コンソール５０の指令に基づいて、Ｘ線管コントローラ１２３、クレードルモータドライバ１１３、開口制御モータドライバ１２２、回転モータドライバ１３２などに対し、各種制御信号を出力することになる。データ収集部１３５で収集されたデータは、操作コンソール５０に送出され画像の再構成が行われ、断層像が表示される。またフラットパネル検出器１３７で収集されたデータも操作コンソール５０に送出され透過画像が表示される。

操作コンソール５０は、いわゆるワークステーションであり、図示するように、ブートプログラム等を記憶しているＲＯＭ５２、主記憶装置として機能するＲＡＭ５３をはじめ装置全体の制御を行うＣＰＵ５４を備える。

ハードディスク装置５１は、ここにオペレーティングシステムのほか、ガントリ１０１およびＣＲ部１０３に各種指示を与えたり、フラットパネル検出器１３７より受信したデータに基づいて透過画像を表示したりするための画像処理プログラム、データ収集部１３５より受信したデータに基づいてＸ線断層像を再構成したり、表示したりするための画像処理プログラムが格納されている。また、ＶＲＡＭ５５は表示しようとするイメージデータを展開するメモリであり、イメージデータ等を展開することでモニター５６に表示させることができる。各種操作は、キーボード５７およびマウス５８で行う。

＜ＣＲ部１０３の構成＞
図３は、ＣＲ部１０３の構成を示す斜視図である。ＣＲ部１０３のフレームは、回転支柱１０４と回転支柱１０４の上端部に設けられた旋回アーム１０５と、旋回アーム１０５から釣り下がった伸縮アーム１０７とから構成されている。伸縮アーム１０７の端部にはＸ線管１２７が、ボールジョイント機構によって回転可能に設けられている。また、回転支柱１０４と中間部には、フラットパネル検出器１３７が上下に移動且つ回転可能に設けられている。このため、被検体の体位または被検体の撮影部位に応じて、いろんな角度からＸ線の透過画像を得ることができるようになっている。

＜クレードルの構成＞
図４Ａおよび図４Ｂは、クレードル１１０の構成を示す斜視図である。第一クレードル１１１の端部と第二クレードル１１４の端部とは、互いに接続されておらず、単に接しているのみである。このため第一クレードル１１１単独で、Ｚ軸方向に移動することが可能であり、第二クレードル単独で移動可能である。第二クレードルは第二クレードル駆動部１１６により駆動アーム１１８が伸縮自在になっており、第二クレードル１１４を傾けることができるようになっている。また、駆動アーム１１８の先端には駆動モータが備えられており、第二クレードル１１４をＺ軸方向に移動することも可能である。

第一クレードル１１１は一般の被検体であればほとんど問題なく横になれる十分な長さである。第二クレードル１１４も第一クレードル１１１の補助的な役目となる十分な長さがある。第一クレードル１１１の端部と第二クレードル１１４の端部とには、不図示の接触センサが取り付けられており、患者である被検体が挟まったりしないように安全対策が施されている。第一クレードル１１１および第二クレードル１１４はともにＸ線を透過しやすいプラスチック材から構成される。

＜第一実施例のＸ線撮影の態様＞
図５から図８は、第一実施例のＸ線複合診断装置１００のＸ線撮影の態様を示した図である。図５はＣＴ部であるガントリ１０１により、被検体の臥位の状態でＸ線断層像を撮影する際の図である。図６はＣＲ部１０３により、被検体の臥位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。図７はＣＲ部１０３により、被検体の座位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。図８はＣＲ部１０３により、被検体の立位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。そして、図８Ａは被検体の胸部撮影の際の図で、図８ＢはＡの側面図である。図８Ｃは被検体の上腕部撮影の際の図で、図８ＤはＣの側面図である。

図５は、Ｘ線ＣＴスキャンのため、被検体は頭部からガントリ１０１の空洞部に入っていく状態である。放射線技師などの操作者が操作コンソール５０に透過画像撮影条件などキーボード５７またはマウス５８を使って入力する。操作コンソール５０からの指令により、ガントリ１０１内のガントリ回転部１３０が回転し第一クレードル１１１が所定速度で進行する。これによりいわゆるヘリカルスキャンが行われる。ガントリ１０１内のガントリ回転部１３０に配置されたＸ線管１２５には、Ｘ線電源供給部１２１から電源供給されている。一方、ＣＲ部１０３および第二クレードル駆動部１１６には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されておらず、ＣＲ部１０３および第二クレードル１１４は初期位置に配置されている。被検体はガントリ１０１の空洞部に脚部から入っていくこともできる。

図６は、Ｘ線による胸部の透過画像撮影のため、被検体が臥位の状態である。操作者が操作コンソール５０に透過画像撮影条件などキーボード５７またはマウス５８を使って入力する。そして操作コンソール５０からの指令により、Ｘ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７が移動および回転して所定の位置に配置される。また、第二クレードル１１４が所定の位置に移動する。Ｘ線管１２７には、Ｘ線電源供給部１２１から電源供給されている。一方、カントリ１０１および第一クレードル駆動部（不図示）には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されておらず、ガントリ回転部１３０および第一クレードル１１１は初期位置に配置されている。その他のいかなる部分のＸ線透過画像も取得することができる。

図７は、図６と同様にＸ線による胸部の透過画像撮影の状態である。ただし、被検体が座位の状態である点で図６と異なる。操作コンソール５０からの指令により、Ｘ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７が移動および回転して所定の位置に配置される。また、第二クレードル１１４が所定の位置と傾きになるように移動する。Ｘ線管１２７には、Ｘ線電源供給部１２１から電源供給されている。一方、カントリ１０１および第一クレードル駆動部には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されておらず、ガントリ回転部１３０および第一クレードル１１１は初期位置に配置されている。

図８ＡおよびＢは、Ｘ線による胸部の透過画像撮影の状態である。ただし、被検体が立位の状態である点で図６または図７と異なる。操作コンソール５０からの指令により、Ｘ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７が移動および回転して所定の位置に配置される。第二クレードル１１４は、使用しないので初期位置に配置されている。Ｘ線管１２７には、Ｘ線電源供給部１２１から電源供給されている。

図８ＣおよびＤは、Ｘ線による上腕部の透過画像撮影の状態である。操作コンソール５０からの指令により、Ｘ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７が移動および回転して所定の位置に配置される。第二クレードル１１４は、使用しないので初期位置に配置されている。

＜＜第二実施例＞＞
＜Ｘ線複合診断装置の全体構成＞
図９は、第二実施例のＸ線複合診断装置１００の構成を示す斜視図である。図１などで説明してきた第一実施例と大きく異なるところは、第二実施例のＸ線複合診断装置１００は第二クレードルを有しておらず、クレードル内にフラットパネル検出器を備えている点である。大きく異なる点を以下説明していく。

第三クレードル１１７は、被検体を上に横たえられた状態でガントリ１０１側へ移動可能となっている。また、ＣＲ部１０３は、第三クレードル１１７の側部に配置されている。

＜クレードルの構成＞
図１０は、第三クレードル１１７の構成を示す図である。図１０Ａは第三クレードル１１７の斜視図であり、Ｂは第三クレードル１１７の透視断面図であり、Ｃは、ＢのＣ−Ｃの断面図である。図１０Ａにおいて、第三クレードル１１７は、プラスチックなどのＸ線を透過しやすい物質で構成され中空構造になっている。中空構造内には、矢印で示したＺ軸方向に移動可能なフラットパネル検出器７０が配置されている。なお、第三クレードル１１７は、テーブル上でＺ軸方向に移動するとともに、図１２Ａで説明するように、空圧シリンダーなどの起立駆動部１１９により、起立させることができる。

図１０Ｂおよび図１０Ｃが示すように、第三クレードル１１７の中空構造内には、フラットパネル検出器７０が所定方向に滑らかに移動するため、Ｘ線を透過しやすい硬質プラスチックなどでできたガイドレール７７が設けられている。Ｘ線ＣＴスキャンの際にガイドレール７７が撮影に影響を与えないようにするためである。ガイドレール７７はＺ軸方向に十分な長さがある。ガイドレール７７に対応してフラットパネル検出器７０にタイヤ７５が４つ設けられている。タイヤ７５を駆動するために駆動モータ７３がフラットパネル検出器７０内に設けられている。そして、二次元パネルセンサ７１がフラットパネル検出器７０内のＸＺ平面に設けられている。二次元パネルセンサ７１は、たとえばシンチレータとＣＣＤ、ＭＯＳまたはＣ−ＭＯＳセンサなどのセンサとから構成される。Ｘ線ＣＴスキャンの際には、フラットパネル検出器７０は、退避位置である第三クレードル１１７の＋Ｚ軸方向の端位置に移動する。このため、フラットパネル検出器７０に含まれる、二次元パネルセンサ７１、駆動モータ７３およびタイヤ７５に金属などのＸ線を透過しにくい物質が含まれていても問題ない。

また、第三クレードル１１７の上面の一部にプラスチックでできた透過窓７８が形成されている。操作者が実際にどこにフラットパネル検出器７０が配置してあるかを目視するためである。被検体が第三クレードル１１７に横になって載った際にも、フラットパネル検出器７０の位置を確認できるように第三クレードル１１７の上面の側部に透過窓７８を設けることが好ましい。さらに、透過窓７８から二次元パネルセンサ７１のＺ軸方向の長さの中心位置が確認できるように、フラットパネル検出器７０の表面に中心線が描かれている。

二次元パネルセンサ７１および駆動モータ７３への電源供給には、図示していない電源ケーブルがフラットパネル検出器７０と第三クレードル１１７との間に設けられており、また、二次元パネルセンサ７１からの信号データを受ける信号線も同様にフラットパネル検出器７０と第三クレードル１１７との間に設けられている。なお、図１０に示した駆動モータ７３は、フラットパネル検出器７０内に設けられているが、第三クレードル１１７に設けても良い。図１０Ｃには、さらにフラットパネル検出器７０が第三クレードル１１７内でどの位置（Ｚ軸方向）にいるかわかるように、位置センサ７９が設けられている。駆動モータ７３がステッピングモータなどである場合には、フラットパネル検出器７０の駆動開始時に位置の初期化などを行えば、必ずしも位置センサ７９は必要ではない。

＜第二実施例のＸ線撮影の態様＞
図１１および図１２は、第二実施例におけるＸ線複合診断装置１００のＸ線撮影の態様を示した図である。図１１ＡはＣＴ部であるガントリ１０１により、被検体の臥位の状態でＸ線断層像を撮影する際の図である。図１１ＢはＣＲ部１０３により、被検体の臥位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。図１２ＡはＣＲ部１０３により、被検体の立位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。図１２ＢはＣＲ部１０３により、被検体の座位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。

図１１Ａは、Ｘ線ＣＴスキャンのため、被検体は頭部からガントリ１０１の空洞部に入っていく状態である。放射線技師などの操作者が操作コンソール５０に透過画像撮影条件などキーボード５７またはマウス５８を使って入力する。操作コンソール５０からの指令により、ガントリ１０１内のガントリ回転部１３０が回転し第三クレードル１１７が所定速度で進行する。これによりいわゆるヘリカルスキャンが行われる。ガントリ１０１内のガントリ回転部１３０に配置されたＸ線管１２５には、Ｘ線電源供給部１２１から電源供給されている。ヘリカルスキャンなどのＸ線ＣＴスキャンの際には、Ｘ線管１２５からのＸ線ビームがＸ線検出部１３３に入射する範囲にフラットパネル検出器７０が配置されると、影になってしまう。そこで、フラットパネル検出器７０は、第三クレードル１１７の＋Ｚ軸方向の端位置に退避している。ＣＲ部１０３およびフラットパネル検出器７０には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されていない。被検体はガントリ１０１の空洞部に脚部から入っていくこともできる。

図１１Ｂは、Ｘ線による胸部の透過画像撮影のため、被検体が臥位の状態である。操作者が操作コンソール５０に透過画像撮影条件などキーボード５７またはマウス５８を使って入力する。そして操作コンソール５０からの指令により、Ｘ線管１２７が移動および回転して所定の位置に配置される。また、フラットパネル検出器７０が所定の位置に移動する。操作コンソール５０のモニター５６には、Ｘ線管１２７とフラットパネル検出器７０との位置関係が表示される。また、Ｘ線管１２７には、Ｘ線電源供給部１２１から電源供給されている。一方、ガントリ１０１には待機電源などを除いて駆動信号などは供給されておらず、ガントリ回転部１３０は初期位置に配置されている。
Ｘ線撮影は、胸部以外のいかなる部分も可能である。

図１２Ａは、図１１Ｂと同様にＸ線による胸部の透過画像撮影の状態である。ただし、被検体が立位の状態である点で図１１Ａと異なる。操作コンソール５０からの指令により、まず、第三クレードル１１７が初期位置に移動し、そして空圧シリンダーまたは電動モータなどの起立駆動部１１９により、第三クレードル１１７が起立する。さらに、操作コンソール５０からの指令により、Ｘ線管１２７およびフラットパネル検出器７０が移動して所定の位置に配置される。

図１２Ｂは、Ｘ線による胸部の透過画像撮影の状態である。ただし、被検体が座位の状態である点で図１１Ｂまたは図１２Ａと異なる。図１２Ａで説明したとおり、第三クレードル１１７が起立した後、別途用意した座部１０９を操作者が第三クレードル１１７に装着する。操作コンソール５０からの指令により、Ｘ線管１２７およびフラットパネル検出器７０が移動して所定の位置に配置される。Ｘ線管１２７には、Ｘ線電源供給部１２１から電源供給されている。

＜＜Ｘ線複合診断装置の動作説明＞＞
＜スキャンモード＞
Ｘ線複合診断装置１００のスキャンには、大きく分けて４つのスキャンタイプが用意されている。

図１３で示すように、スキャンタイプには、ＣＲ撮影のみ（ＣＲ撮影モード）を行うタイプ１、ＣＴスキャンのみ（ＣＴスキャンモード）を行うタイプ２、ＣＲ撮影を行った後にＣＴスキャンを行うタイプ３、およびＣＴスキャンを行った後にＣＲ撮影を行うタイプ４が用意されている。

ＣＲ撮影モードは、ＣＲ装置単体のスキャンとほぼ同じである。以下ＣＲ撮影モードについて説明する。
ステップＣＲ１では、ＣＴ部であるガントリ１０１を初期位置に戻す。ガントリ１０１内のＸ線管１２５およびＸ線検出部１３３が初期位置に戻される。第一実施例では、第一クレードル１１１を初期位置に戻す。第二実施例では、第三クレードル１１７をいったん初期位置に戻す。

ステップＣＲ２において、臥位撮影が選ばれると操作コンソール５０からの指令でステップＣＲ５が実行される。第一実施例では、第二クレードル１１４が第一クレードル１１１と接触し且つ互いに水平になるように移動する。そして、撮影する部位に応じてＣＲ部１０３のＸ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７が移動する。この状態はたとえば図６に示してある。ただし、第一クレードル１１１を支える第一クレードル駆動部１１５または第二クレードル１１４を支える第二クレードル駆動部１１６が存在する場所には、フラットパネル検出器１３７が入り込むことができない。そのため、被検体の撮影部位の下にフラットパネル検出器７０が入り込めるように、被検体を第一クレードル駆動部１１５が存在する場所と第二クレードル駆動部１１６が存在する場所との間に横に寝かせるようにする。第二実施例では、第三クレードル１１７を初期位置のままであり、撮影する部位に応じてＣＲ部１０３のＸ線管１２７およびフラットパネル検出器７０が移動する。この状態はたとえば図１１Ｂに示してある。

ステップＣＲ３において、ＣＲ立位撮影が選ばれると操作コンソール５０からの指令でステップＣＲ５が実行される。第一実施例では、第一クレードル１１１と第二クレードル１１４とがそれぞれの初期位置に移動する。すると披検体が第一クレードル１１１と第二クレードル１１４との間に立つことができる。そして、撮影する部位に応じてＣＲ部１０３のＸ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７が移動する。この状態はたとえば図８に示してある。第二実施例では、第三クレードル１１７が起立駆動部１１９により初期位置の状態から垂直に立ち上がる。そして、撮影する部位に応じてＣＲ部１０３のＸ線管１２７およびフラットパネル検出器７０が移動する。この状態はたとえば図１２Ａに示してある。

ステップＣＲ４において、ＣＲ座位撮影が選ばれると操作コンソール５０からの指令でステップＣＲ５が実行される。第一実施例では、第二クレードル１１４が第一クレードル１１１と接触する。そして駆動アーム１１８が伸びて、第二クレードル１１４が傾く形状となる。すると披検体が第一クレードル１１１に脚部を載せて上半部を第二クレードル１１４にもたれる状態にすることができる。そして、撮影する部位に応じてＣＲ部１０３のＸ線管１２７およびフラットパネル検出器１３７が移動する。この状態はたとえば図７に示してある。第二実施例では、第三クレードル１１７が起立駆動部１１９により初期位置の状態から垂直に立ち上がる。そして、撮影する部位に応じてＣＲ部１０３のＸ線管１２７およびフラットパネル検出器７０が移動する。この状態はたとえば図１２Ｂに示してある。

ステップＣＲ６において、Ｘ線電源供給部１２１からＸ線管１２７に電源供給されて、フラットパネル検出器１３７またはフラットパネル検出器７０からの検出信号が、操作コンソール５０に送られる。

次に、ＣＴスキャンモードについて説明する。ＣＴスキャンモードも、ＣＴ装置単体のスキャンとほぼ同じである。
ステップＣＴ１では、ＣＲ部１０３を初期位置に戻す。第一実施例では、第二クレードル１１４を初期位置に戻す。第二実施例では、第三クレードル１１７内のフラットパネル検出器７０を初期位置である＋Ｚ軸方向の端位置に移動させる。

ステップＣＴ２において、第一実施例の第一クレードル１１１を初期位置に、または第二実施例の第三クレードル１１７を初期位置に移動させる。そして被検体がクレーゾルに横になる。この状態は、第一実施例では図５に、第二実施例では図１１Ａに示してある。

ステップＣＴ３では、ＣＴスキャンを実行する。第一実施例も第二実施例も、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンなどの複数のスキャンパターンを有している。コンベンショナルスキャンとは、クレードルをＺ軸方向に所定ピッチ移動するごとにＸ線管１２５及びＸ線検出部１３３を回転させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、Ｘ線管１２５とＸ線検出部１３３とが回転している状態で第一クレードル１１１または第三クレードル１１７を所定速度で移動させ、投影データを取得するスキャン方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管１２５及びＸ線検出部１３３を回転させながら第一クレードル１１１または第三クレードル１１７の速度を可変させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管１２５及びＸ線検出部１３３を回転させながら第一クレードル１１１または第三クレードル１１７を＋Ｚ軸方向又は−Ｚ軸方向に往復移動させて投影データを取得するスキャン方法である。

さて、タイプ３またはタイプ４のように、ＣＲ撮影およびＣＴスキャンを行うタイプは、２つのＸ線管と２つのＸ線検出器を使うことになる。このため、同一の被検体に対してＣＲ画像およびＣＴ画像を得る場合には、Ｘ軸方向の座標およびＺ軸方向の座標を共通にしておくことが好ましい。なお、座標を統一する場合に、たとえはＣＴスキャンの場合に、被検体の脚部を＋Ｚ軸方向側にして撮影する場合と頭部を＋Ｚ軸方向側にして撮影する場合とがある。また、ＣＲ撮影モードの際には、立位、座位もしくは臥位（脚部が＋Ｚ軸方向側と頭部が＋Ｚ軸方向とがある）がある。このため、被検体の体軸方向を＋Ｚ軸とし頭部側を−Ｚ側などとして統一した座標に変換するようにしておくことが好ましい。

＜Ｘ線の照射制御＞
本発明の第一および第二実施例では、Ｘ線複合診断装置１００のＸ線管コントローラ１２３は、一つのＸ線電源供給部１２１でＣＴスキャン用のＸ線管１２５とＣＴ撮影用のＸ線管１２７とを制御している。この制御について説明する。

図１４において、Ｘ線管コントローラ１２３はスイッチ１２３−Ｓを有しており、スイッチ１２３−Ｓは、ＣＲ&ＣＴ制御部１４０により制御されている。スイッチ１２３−Ｓは、Ｘ線電源供給部１２１からの電源が、Ｘ線管１２５の陰極フィラメントＦ１および回転陽極のモータＡＸ１に接続するように、またはＸ線管１２７の陰極フィラメントＦ２および回転陽極のモータＡＸ２に接続するように構成されている。モータＡＸ１またはモータＡＸ２には、それぞれ回転陽極ＡＮ１およびＡＮ２が設けられている。

図１４に示すように、Ｘ線管１２５またはＸ線管１２７の陰極フィラメントＦ１またはＦ２から発生する電子線ＥＢ１およびＥＢ２は、回転陽極ＡＮ１および回転陽極ＡＮ２の表面に照射される。回転陽極ＡＮ１および回転陽極ＡＮ２に電子があたると、Ｘ線焦点からＸ線ビームＸＲ１およびＸ線ビームＸＲ２が発生する。そしてそれぞれ透過窓Ｗ１およびＷ２を介して被検体に向けてＸ線ビームＸＲ１およびＸ線ビームＸＲ２が照射される。

図１５のフローチャートを使って、Ｘ線の照射制御について説明する。この制御では、特にＸ線管のオーバーヒート対策について説明する。

ステップＳ１１において、操作者がキーボード５７およびマウス５８を使って入力したスキャンタイプを制御コンソール５０が読み取る。スキャンタイプは図１３で説明したものである。

次に、ステップＳ１２において、スキャンタイプのうちＣＴスキャンを含む場合に、Ｘ線管の電流ｍＡ、ＰＳＤ（Pre Series Delay）またはＩＧＤ（Interval Group Delay）などのパラメータおよびスキャン範囲を読み取る。ＰＳＤおよびＩＧＤは、ＣＴスキャンのスキャンタイミングやガントリ回転部１３０の回転速度による電流ｍＡの強弱のインターバルなどのパラメータである。

ステップＳ１３において、操作コンソール５０は、不図示の温度センサから、現状のＣＴのＸ線管１２５またはＣＲのＸ線管１２７の温度状態を読み取る。
ステップＳ１４において、操作コンソール５０は、Ｓ１１で読み取ったスキャンタイプまたはＳ１２で読み取ったパラメータなどの情報から、これから行うＸ線撮影によりどれだけＸ線管１２５またはＸ線管１２７が温度上昇するかを予想する。

ステップＳ１５において、操作コンソール５０は、Ｘ線管１２５またはＸ線管１２７との予想された上昇温度が閾値以下か否かを判断する。上昇温度が閾値以下であれば、ステップＳ１８に進み、指定のスキャンタイプを操作者が入力したとおりに実行する。上昇温度が閾値より大きければステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、操作コンソール５０のモニター５６に、Ｘ線管１２５またはＸ線管１２７の照射条件が上昇温度以下になるための電流ｍＡなどのパラメータを提示する。
ステップＳ１７において、操作者はモニター５６に提示されたパラメータで了解するか判断する。そして了解するならば、提示されたパラメータに変更する。そうすれば、ステップＳ１８に進み、指定のスキャンタイプを変更したパラメータにしたがい実行する。提示されたパラメータに変更しなければ、ステップＳ１９に進みＸ線撮影を中止する。

以上のようにＸ線管のオーバーヒート対策が行われれば、Ｘ線管の交換頻度が少なくなると共にＸ線管の故障が少なくなり、Ｘ線複合診断装置１００の維持コストを下げることができる。

本実施形態では、ＣＲ部とＣＴ部とを組み合わせた医療用Ｘ線複合診断装置１００を元に書かれているが、さらに他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などにも利用できる。さらに、本実施形態では、ＣＲ部はデジタルＸ線撮影を前提として説明してきたが、フィルムを使用するアナログＸ線撮影であってもよい。この場合にはフィルムからデジタル画像に変換するためのスキャナーなどを用意する必要がある。

第一実施例のＸ線複合診断装置１００の構成を示す斜視図である。 Ｘ線複合診断装置１００の構成を示すブロック図である。 ＣＲ部１０３の構成を示す斜視図である。 クレードルの構成を示す斜視図である。 ＣＴ部であるガントリ１０１により、被検体の臥位の状態でＸ線断層像を撮影する際の図である。 ＣＲ部１０３により、被検体の臥位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。 ＣＲ部１０３により、被検体の座位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。 ＣＲ部１０３により、被検体の立位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図であり、Ａは被検体の胸部撮影の際の図、ＢはＡの側面図、Ｃは被検体の上腕部撮影の際の図、ＤはＣの側面図である。 第二実施例のＸ線複合診断装置１００の構成を示す斜視図である。 フラットパネル検出器７０を内部に有する第三クレードル１１７の構成を示す図である。 ＡはＣＴ部であるガントリ１０１により、被検体の臥位の状態でＸ線断層像を撮影する際の図、ＢはＣＲ部１０３により、被検体の臥位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。 ＡはＣＲ部１０３により、被検体の立位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図、ＢはＣＲ部１０３により、被検体の座位の状態でＸ線透過像を撮影する際の図である。 各種のスキャンタイプを示した説明図である。 Ｘ線管コントローラ１２３が、Ｘ線管１２５とＸ線管１２７とを制御しているブロック図である。 Ｘ線管のオーバーヒート対策を示したフローチャートである。

符号の説明

５０ … 操作コンソール
５６ … モニター
７０ … ＣＲ用のＸ線検出器
７３ … 駆動モータ
７７ … ガイドレール
１０１ … ＣＴ部（ガントリ）
１０３ … ＣＲ部
１１１ … 第一クレードル
１１４ … 第二クレードル
１１７ … 第三クレードル
１２１ … Ｘ線電源供給部
１２５ … ＣＴ用のＸ線管
１２７ … ＣＲ用のＸ線管
１３０ … ガントリ回転部
１３３ … ＣＴ用のＸ線検出器
１３７ … ＣＲ用のＸ線検出器

Claims (4)

1. 第一Ｘ線管を持つＸ線ＣＲ装置と第二Ｘ線管を持つＸ線ＣＴ装置に電源を供給する一つの電源供給部と、
   被検体に前記第一Ｘ線管からＸ線を照射して、Ｘ線透過画像を取得するＸ線撮影部と、
   被検体に前記第二Ｘ線管からＸ線を照射して、透過した投影データを収集し画像再構成を行って断層像を取得するＸ線ＣＴ部と、
   前記Ｘ線撮影部と前記Ｘ線ＣＴ部とを制御する一つの制御コンソールと、
   前記Ｘ線ＣＴ部側に設けられた第一クレードルと、第一クレードルに載置された被検体の体軸方向であるＺ軸方向に設けられた第二クレードルと
   を備え、
   前記第一クレードル及び前記第二クレードルは、それぞれＺ軸方向に単独で移動可能であると共に、お互いの端部を接して配置することが可能であり、かつ前記第二クレードルは傾けて配置可能である
   ことを特徴とするＸ線複合診断システム。
2. 前記制御コンソールは、
   前記Ｘ線撮影部によるＸ線透過画像を取得し、その後前記Ｘ線ＣＴ部により投影データを収集する第一モードと、
   前記Ｘ線ＣＴ部により投影データを収集し、その後前記Ｘ線撮影部によるＸ線透過画像を取得する第二モードと、
   前記Ｘ線撮影部によりＸ線透過画像を取得する第三モードと、
   前記Ｘ線ＣＴ装置により投影データを取得する第四モードと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線複合診断システム。
3. 前記制御コンソールは、
   前記第一Ｘ線管および前記第二Ｘ線管の温度上昇をそれぞれ予測し、予め定められた閾値を超える温度となるようなそれぞれのＸ線管からの照射がなされないように制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線複合診断システム。
4. 前記制御コンソールは、
   前記予測された温度上昇が予め定められた閾値を超えた場合、前記第一Ｘ線管または前記第二Ｘ線管の照射条件変更を提示することを特徴とする請求項３に記載のＸ線複合診断システム。