JP5238412B2

JP5238412B2 - Ｘ線キャリブレーション用ファントム及びｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP5238412B2
Application number: JP2008219449A
Authority: JP
Inventors: 真中野
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: JP2010051525A

Description

本発明は、Ｘ線キャリブレーション用ファントム及びＸ線ＣＴ装置に関し、特に、ＣＴ撮影領域の拡大化に対応して大型化されるＸ線キャリブレーション用ファントム及びこのファントムを使用するＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を照射するＸ線管と、Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とが対向配置されている。このようなＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線検出器の感度を調節するデータを収集するため、Ｘ線キャリブレーション用ファントム（以下、ファントムと云う。）を用いてＣＴ値のキャリブレーション作業を適宜行っている。

このようなファントムの一例としては、下記特許文献１に記載されているように、アクリル等の材料で中空の円柱状又は楕円柱状に形成されたファントム本体と、ファントム本体に固定された固定台とを備えたものが知られている。ファントム本体の中空部分には、水やエポキシ樹脂等が充填されている。

ファントムを用いたキャリブレーション作業は、Ｘ線ＣＴ装置の天板の端部にファントムを取付け、天板を水平方向に往復動させてファントムをＸ線管とＸ線検出器との間のＣＴ撮影領域を通過させることにより行われる。ファントムがＣＴ撮影領域を通過する際に、Ｘ線管から照射されたＸ線がファントム本体を透過し、ファントム本体を透過したＸ線がＸ線検出器で検出される。

特許文献１に記載されたファントムの構造、及び、天板の先端部へのファントムの取付構造を図４に示す。ファントム１００は、中空状に形成されて内部に水やエポキシ樹脂が充填されたファントム本体１００ａと、ファントム本体１００ａに固定された固定台１００ｂとを備えている。固定台１００ｂには、一対の引っ掛けピン１００ｃが設けられている。

天板１０１の先端部には、着脱可能にファントムホルダ１０２が取付けられている。天板１０１の先端部へのファントムホルダ１０２の取付けは、図示しないネジ止め機構でネジ止めすることにより行われている。

天板１０１の先端部に取付けられたファントムホルダ１０２には、ファントム１００が着脱可能に取付けられている。ファントムホルダ１０２へのファントム１００の取付けは、ファントムホルダ１０２に形成された引っ掛け溝１０２ａに、ファントム１００に設けられた引っ掛けピン１００ｃを引っ掛けることにより行われている。

ファントム１００を天板１０１の先端部に取付ける理由は、キャリブレーション作業時にファントム１００をＣＴ撮影領域内へ頻繁に出し入れする必要があり、この出し入れを天板１０１のスライド動作を利用して効率良く行うためである。
特開平７−１７１１４５号公報

しかしながら、前述の特許文献１に記載されたファントム１００を、図４に示すように天板１０１の先端部に取付けた場合には、以下の問題が生じる。

天板１０１に取付けられたファントム１００の重心位置“Ｇ”は、矢印で示すように、天板１０１の先端部より外側に位置する。このため、天板１０１へファントムホルダ１０２をネジ止めしている取付箇所Ａには、ファントム１００の重心位置“Ｇ”が原因となるモーメント“Ｍ”が作用する。

天板１０１の先端部は、Ｘ線の透過率を高くするために薄型化されている部位であり、モーメント“Ｍ”が作用することにより、天板１０１の先端部のファントムホルダ１０２の取付箇所Ａが破損する場合がある。特に、ＣＴ撮影領域の拡大化に対応してファントム１００が大型化され、ファントム１００の重量が２０〜６０Ｋｇ程度になった場合には、取付箇所Ａが破損する可能性が高くなる。

また、ファントム１００の重量が２０〜６０Ｋｇとなった場合には、このファントム１００を持ち運ぶ作業、及び、ファントムホルダ１０２に着脱する作業は重労働となり、Ｘ線ＣＴ装置を扱うユーザーにとって大きな負担となる。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、天板の先端部に取付けた場合に、天板の先端部の取付部に破損が生じないようにすることができるＸ線キャリブレーション用ファントム及びＸ線ＣＴ装置を提供することできる。

請求項１記載の発明の特徴は、Ｘ線キャリブレーション用ファントムにおいて、ファントム本体と、前記ファントム本体に連結されるつり合い重りと、を備え、連結された前記ファントム本体と前記つり合い重りとの重心位置が、連結されたこれらのファントム本体とつり合い重りとをＸ線ＣＴ装置の天板に取付けた場合の取付箇所の垂直線上に位置することである。

請求項３記載の発明の特徴は、Ｘ線ＣＴ装置において、被検体が載置される天板と、前記天板に対向する位置に配置されるＸ線管と、前記天板を挟んで前記Ｘ線管に対向する位置に配置されるＸ線検出器と、請求項１又は２記載のＸ線キャリブレーション用ファントムと、前記天板の端部に設けられ、その取付箇所の垂直線上に前記Ｘ線キャリブレーション用ファントムの重心位置が位置するように前記Ｘ線キャリブレーション用ファントムが取付けられる天板側取付部と、を備えることである。

本発明によれば、Ｘ線キャリブレーション用ファントムを天板の先端部に取付けた場合に、天板の先端部の取付部に破損が生じないようにすることができる。

以下、本発明の一実施の形態に係るＸ線キャリブレーション用ファントム及びＸ線ＣＴ装置について、図面を用いて説明する。

Ｘ線ＣＴ装置１は、図１に示すように、被検体Ｐが載置される天板２と、この天板２を移動可能に支持する基台３と、天板２が被検体Ｐと共に入り込み可能な撮影トンネル４が形成されたガントリ５とを備えている。

基台３の内部には、天板２を水平方向に移動させる水平移動機構６と、天板２を上下方向に移動させる上下移動機構７とが設けられている。これらの水平移動機構６と上下移動機構７とは、Ｘ線ＣＴ装置１を制御する制御装置８に接続されている。

ガントリ５の内部には、Ｘ線が照射されるＸ線管９と、Ｘ線管９から照射された後に被検体Ｐや後述するファントムを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１０とが設けらている。Ｘ線管９は、高電圧発生装置１１を介して制御装置８に接続されている。Ｘ線検出器１０は、検出したＸ線のデータを収集するデータ収集部１２を介して制御装置８に接続されている。制御装置８には、データ収集部１２で収集されたＸ線の検出データに基づいて画像処理された画像が表示されるディスプレイ装置１３が接続されている。

Ｘ線ＣＴ装置１には、ＣＴ値のキャリブレーション作業に用いられるファントム（Ｘ線キャリブレーション用ファントム）１４が着脱可能に連結されている。このファントム１４は、図２に示すように、ファントム本体１５と、取付部１６と、つり合い重り１７と、４本の脚部１８と、各脚部１８の下端に取付けられたキャスタ１９とを備えている。

ファントム本体１５は、アクリル等を材料として形成された中空状のタンク部材であり、中空となった内部には水やエポキシ樹脂等が充填されている。

取付部１６は金属材料で形成され、ファントム本体１５の一端に連結されている。つり合い重り１７は金属材料で形成され、連結部２０を介して取付部１６に固定されている。取付部１６とつり合い重り１７とには、それぞれ一対の脚部１８が連結されている。取付部１６におけるつり合い重り１７に対向する面には、一対の引っ掛けピン２１が形成されている。引っ掛けピン２１は、軸部２１ａと、軸部２１ａの先端に固定されて軸部２１ａより大径に形成された輪体２１ｂとにより形成されている。

Ｘ線ＣＴ装置１の天板２の先端部には、天板側取付部であるファントムホルダ２２が着脱可能に取付けられている。天板２の先端部へのファントムホルダ２２の取付けは、図示しないネジ止め機構でネジ止めすることにより行われている。

天板２の先端部に取付けられたファントムホルダ２２には、ファントム１４が着脱可能に取付けられている。ファントムホルダ２２には、ファントム１４の取付部１６に形成された一対の引っ掛けピン２１が係脱可能に引っ掛けられる一対の引っ掛け溝２３が形成されている。この引っ掛け溝２３は、引っ掛けピン２１の軸部２１ａと輪体２１ｂとを上方から引っ掛け可能であり、かつ、軸部２１ａと輪体２１ｂとを上下方向スライド可能に案内し、及び、輪体２１ｂを前後方向に抜け止めする形状に形成されている。

ファントム１４の重心位置“Ｇ”は、図３に示すように、このファントム１４をファントムホルダ２２を用いて天板２に取付けた場合の取付箇所Ｂの垂直線上に位置している。

このような構成において、Ｘ線ＣＴ装置１におけるＣＴ値のキャリブレーション作業を行う場合には、天板２の先端部にファントムホルダ２２を取付け、このファントムホルダ２２にファントム１４を取付け、天板２をファントム１４と共に水平方向へ往復動させる。天板２と共に往復動するファントム１４のファントム本体１５がＸ線管９とＸ線検出器１０との間のＣＴ撮影領域を通過する際に、Ｘ線管９から照射されたＸ線がファントム本体１５を透過し、ファントム本体１５を透過したＸ線がＸ線検出器１０で検出され、ＣＴ値のキャリブレーションのためのデータが得られる。

図３は、ファントム１４をファントムホルダ２２に取付けた状態を示している。この状態において、ファントム１４の重心位置“Ｇ”は、天板２へのファントムホルダ２２の取付箇所Ｂの垂直線上に位置している。このため、天板２の取付箇所Ｂには垂直方向への荷重のみが作用し、ファントム１４の重心“Ｇ”が原因となる取付箇所Ｂの回りのモーメントが作用しない。

このため、ＣＴ撮影領域の拡大化に対応してファントム本体１５が大型化し、さらに、つり合い重り１７を設けることによりファントム１４全体の重量が大幅に増大した場合でも、モーメントの作用による取付箇所Ｂの破損を防止することができる。

ファントム１４は、ＣＴ値のキャリブレーション作業を行う場合にのみ使用するものであり、キャリブレーション作業時には収容場所からＸ線ＣＴ装置２の設置場所まで移動させ、作業終了後には収容場所に移動させる必要がある。この移動は、キャスタ１９を床面に接地させ、ファントム１４を押すことにより大きな労力を必要とすることなく容易に行うことができる。

また、Ｘ線ＣＴ装置１の上下移動機構７を作動させて天板２の位置を下げ、キャスタ１９を用いて引っ掛けピン２１が引っ掛け溝２３の上方となる位置までファントム１４を移動させ、ついで、天板２を上昇させることにより、重量物のファントム１４を天板２の先端部に取付ける作業を容易に行うことができる。

本発明の一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略を示すブロック図である。ファントムの構造を示す斜視図である。天板の先端部へのファントムの取付状態を示す側面図である。従来例における天板の先端部へのファントムの取付状態を示す側面図である。

符号の説明

１…Ｘ線ＣＴ装置、２…天板、９…Ｘ線管、１０…Ｘ線検出器、１４…Ｘ線キャリブレーション用ファントム、１５…ファントム本体、１７…つり合い重り、２２…天板側取付部、Ｐ…被検体、Ｂ…取付箇所

Claims

ファントム本体と、
前記ファントム本体に連結されるつり合い重りと、
を備え、
連結された前記ファントム本体と前記つり合い重りとの重心位置が、連結されたこれらのファントム本体とつり合い重りとをＸ線ＣＴ装置の天板に取付けた場合の取付箇所の垂直線上に位置することを特徴とするＸ線キャリブレーション用ファントム。
キャスタを備えることを特徴とする請求項1記載のＸ線キャリブレーション用ファントム。
被検体が載置される天板と、
前記天板に対向する位置に配置されるＸ線管と、
前記天板を挟んで前記Ｘ線管に対向する位置に配置されるＸ線検出器と、
請求項１又は２記載のＸ線キャリブレーション用ファントムと、
前記天板の端部に設けられ、その取付箇所の垂直線上に前記Ｘ線キャリブレーション用ファントムの重心位置が位置するように前記Ｘ線キャリブレーション用ファントムが取付けられる天板側取付部と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。