JP6381999B2 - 医用画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に代表される、外装カバーを有する医用画像撮影装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置、あるいはＰＥＴやＳＰＥＣＴなどの医用画像撮影装置は多くの病院で日常的に運用されている。これらの装置を用いて被験者を撮影する際に重要なのは音声によるコミュニケーションである。被験者とオペレータとは大抵別の部屋に居るので、骨伝導（非特許文献１）を用いる特殊なケースを除きマイクロフォン（以下、マイクと略記する）やスピーカを介して通話することとなる。これらは部屋の壁に取り付けられることもあるが、やはり、被験者に近い装置筐体に取り付けるほうが有利である。

ところで現在の装置では、マイクはＣＴ架台（ガントリ）の外装カバーに開けられた集音用の穴の奥に取り付けられている。Ｘ線ＣＴ装置では撮影条件により造影剤などの液体が使われるので、垂れた液体がマイク回路にかかって壊れないようにマイクの取り付け位置が制限される。つまりマイクを実装できる位置が架台の上の方に限られるので、その方向を向いていない被験者の音声を拾いにくいという不具合が生じていた。

［online］、［平成２６年２月２０日検索］、インターネット＜URL： http://www.otodesigners.com/boneconduction/boneconduction.html＞

寝台にうつ伏せになることが必要な検査（下部消化管検査など）や肋骨骨折などで仰向けになれない被験者の撮影の際に、被験者から発せられる音声をマイクで捕えにくいという不具合があった。
目的は、被験者の体勢によらず音声を確実に集音可能な医用画像撮影装置を提供することにある。

実施形態によれば、医用画像撮影装置は、被験者に関する画像データを収集する収集部と、収集部を覆う外装カバーと、音声を音声信号に変換するマイクロフォンとを具備する。マイクロフォンは、外装カバーに物理的に接触する振動板と、振動板の振動を音声信号に変換する変換部とを備える。

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す機能ブロック図である。 図２は、ガントリマイク２２０２の取り付け位置の一例を示す図である。 図３は、ガントリマイク２２０２の取り付け位置の一例を示す図である。 図４は、ガントリマイク２２０２の取り付け位置の一例を示す図である。 図５は、ガントリマイク２２０２の一例を示す図である。 図６は、音声の周波数別減衰量を骨伝導音と空気伝導音とで比較して示すである。 図７は、既存のＸ線ＣＴ装置におけるマイクの実装の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明によるＸ線ＣＴ装置の実施例を説明する。なお、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に限定されず、Ｘ線診断装置、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）、超音波診断装置、ガンマカメラ等の被験者に関する画像を発生する他の医用画像撮影装置に適用できる。ここでは、Ｘ線ＣＴ装置を例に説明する。

Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と放射線検出器とが１体として被験者の周囲を回転する回転／回転（ROTATE/ROTATE）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被験者の周囲を回転する固定／回転（STATIONARY/ROTATE）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す機能ブロック図である。図１に示されるＸ線ＣＴ装置は、被験者に関する医用画像データを収集する収集部２１００を有する。収集部２１００はＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）などの素材の外装カバー３０に、開口部２０８を開けた状態で覆われる。被験者は寝台に乗せられた状態で開口部２０８に挿入される。収集部２１００とこれを覆う外装カバー３０とを含む構造体は、架台（ガントリ）と称される。

収集部２１００は、円環状の回転フレーム２１０２を有する。回転フレーム２１０２は、回転駆動部２１０７により駆動され回転軸ＲＡを中心に回転する。この回転フレーム２１０２には、Ｘ線管２１０１とＸ線検出器２１０３とが対向して搭載されている。

Ｘ線管２１０１は、高電圧発生装置２１０９からスリップリング２１０８を経由して管電圧の印加及びフィラメント電流の供給を受け、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器２１０３は、被験者を透過したＸ線を検出し、入射Ｘ線の線量を反映した電気信号を出力する。Ｘ線検出器２１０３から出力される信号（純生データと呼ばれる）は、データ収集回路２１０４、非接触データ伝送装置２１０５を経由して前処理装置２１０６に供給される。前処理装置２１０６で、感度補正、対数変換等の処理を受けたデータ（投影データ又は生データと呼ばれる）は、データ記憶装置２１１２に記憶される。収集部２１００には、又はそれと分離して心電計２２０３、呼吸計２２０４が設けられる。

スキャンコントローラ２１１０は、データ収集（スキャン）のために、回転駆動部２１０７、高電圧発生装置２１０９等の各動作を制御する。再構成装置２１１４は、データ記憶装置２１１２に記憶された投影データに基づいて断層像データを再構成する。表示装置２１１６は、例えば断層像データを表示するために設けられる。操作デバイス２１１５は、オペレータ（操作者）の指示を入力するためにキーボード、マウス等から構成される。

ガントリマイク２２０２は、外装カバー３０に取り付けられる。具体的には例えば図２、図３に示されるように、外装カバー３０のフロントパネルの裏面であってＸ線障害物にならない場所、典型的には開口部２０８の周囲のすり鉢状に傾斜する部分に配置される。図３（ａ）はフロントパネル側からの視点から見た外装カバー３０を示し、図３（ｂ）はリヤパネル側からの視点から見た外装カバー３０を示す。あるいは図４に示されるように、ガントリマイク２２０２を外装カバー３０のリヤパネルの裏面であって開口部２０８の周囲のすり鉢状に傾斜する部分に配置してもよい。

外装カバー３０の裏面に取り付けられることから、収集部２１００と同様にガントリマイク２２０２も外装カバー３０に覆われた格好となる。従ってガントリマイク２２０２も外装カバー３０により保護されるので、液体がかかってショートしたりする虞が無い。

ガントリマイク２２０２は被験者の音声を捕捉し、音声信号を出力する。この音声信号はイコライザ部２２０５に入力されてイコライジング処理されたのち、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部２２０７を介してスピーカ２２１１から拡声出力される。これによりオペレータは被験者の音声を聴取することができる。

図５は、ガントリマイク２２０２の一例を示す図である。ガントリマイク２２０２は、外装カバー３０に物理的に接触するダイヤフラム（振動板）２と、ダイヤフラム２の振動を音声信号に変換する変換部３と、これらを覆うケース１０とを備える。ダイヤフラム２は外装カバー３０の内側から外装カバー３０に、例えば接着などで取り付けられる。

ダイヤフラム２には磁気を帯びた軽量のボビン７が取り付けられる。ボビン７はコイル６の巻線部分に自在に動ける状態で挿入される。ダイヤフラム２が振動するとコイル６内で磁場が変動し、これにより信号線８に電流が励起される。この電流は信号線８に直列に接続された抵抗器４により音声信号５に変換される。

図５に示されるようにダイヤフラム２は外装カバー３０に直接に接触しているので、外装カバー３０を媒体として伝わる被験者の音声により容易に振動する。つまり外装カバー３０にダイヤフラム２を直接接触させるようにしているので、被験者から発せられる音声を、外装カバー３０を媒体として集音することができる。外装カバー３０はラッパ状の形状をしているので、開口部２０８に挿入された被験者がどの方向を向いていても、被験者から発せられた音声は一様に外装カバー３０に当たる。つまり被験者がどの向き（体勢）で話しても声が外装カバー３０に反響するので、ガントリマイク２２０２は全方向からの音声を容易に集音して捕捉できるようになる。

図６は、音声の伝わり方を骨伝導音と空気伝導音とで比較して示すである。一般に音は、空気伝導よりも骨伝導のほうが伝わりやすいことが知られている。同様に、硬い物質は空気伝導よりも音を通しやすいことが知られており、外装カバー３０のようなＦＲＰ素材は特にその用途に向いている。

さらに実施形態ではイコライザ部２２０５（図１）を設けている。イコライザ部２２０５は外装カバー３０の音伝導特性に基づいて音声信号５を補正する。イコライザ部２２０５は、例えば、外装カバー３０の音伝導特性（減衰する音の周波数帯域と減衰量情報、例えば図６のグラフ）を内部メモリ（図示せず）などに記憶し、外装カバー３０を伝搬する過程で減衰した周波数帯域を補強する。これにより、ガントリマイク２２０２の実装される位置や外装カバー３０の材質による音質の変化に対応することが可能になる。

図７（ｂ）は、既存のＸ線ＣＴ装置を図７（ａ）に示される面で切断した場合の断面を概略的に示す。既存のＸ線ＣＴ装置では図７（ｂ）に示されるようにマイクが外装カバーの外部に露出しているので、フロントマイク、リヤマイクのいずれもカバーの上方に取り付ける必要があった。また、空気伝導により伝わる音声を集音していたので被験者の向き（体勢）によっては音声をキャッチし難いという不具合があった。

これに対し実施形態によれば、外装カバー３０にダイヤフラム２を直接取り付け、個体伝導により外装カバー３０を伝わる音声を拾うようにしている。外装カバー３０開口部２０８に挿入された被験者を全方位から囲っているので、被験者から発せられた音声は外装カバー３０のいずれかの部分を十分な程度に振動させる。この振動はボビン７（図５）を確実に振動させ、コイル６に電流を励起して音声信号として５出力される。従って全方位からの音声を一様に集音することが可能になり、被験者の体勢の影響を受けずに確実に音声を取得することが可能になる。これらのことから、被験者の体勢によらず音声を確実に集音可能な医用画像撮影装置を提供することが可能となる。

なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば図３ではガントリマイク２２０２の取り付け位置として開口部２０８の左右に１個ずつのケースを示した。これは代表例であり、ガントリマイク２２０２は上下左右ななめのいずれの位置に取り付けられても良く、その個数も２個に限られるものではない。要するにガントリマイク２２０２は外装カバー３０のフロントパネルとリヤパネルとの少なくともいずれか一方に取り付けられればよい。

また、フロントパネルとリヤパネルとの双方にガントリマイク２２０２を取り付けたケースでは、両方のパネルのガントリマイク２２０２から出力される音声信号を合成し、合成信号から被験者の音声を抽出するようにしてもよい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、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。この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。

２…ダイヤフラム、３…変換部、４…抵抗器、５…音声信号、６…コイル、７…ボビン、８…信号線、１０…ケース、３０…外装カバー、２０８…開口部、２１００…収集部、２１０１…Ｘ線管、２１０２…回転フレーム、２１０３…Ｘ線検出器、２１０４…データ収集回路、２１０５…非接触データ伝送装置、２１０６…前処理装置、２１０７…回転駆動部、２１０８…スリップリング、２１０９…高電圧発生装置、２１１０…スキャンコントローラ、２１１２…データ記憶装置、２１１４…再構成装置、２１１５…操作デバイス、２１１６…表示装置、２２０２…ガントリマイク、２２０３…心電計、２２０４…呼吸計、２２０５…イコライザ部、２２０７…インタフェース部、２２１１…スピーカ

Claims (4)

1. 被験者に関する画像データを収集する収集部と、
   前記収集部を覆う外装カバーと、
   音声を音声信号に変換するマイクロフォンとを具備し、
   前記マイクロフォンは、
   前記外装カバーの内側から前記外装カバーに取り付けられて当該外装カバーに物理的に接触する振動板と、
   前記振動板の振動を前記音声信号に変換する変換部とを備える、医用画像撮影装置。
2. 前記マイクロフォンは、前記外装カバーのフロントパネルと前記外装カバーのリヤパネルとの少なくともいずれか一方に取り付けられる、請求項１に記載の医用画像撮影装置。
3. さらに、前記外装カバーの音伝導特性に基づいて前記音声信号を補正するイコライザ部とを具備する、請求項１に記載の医用画像撮影装置。
4. 前記外装カバーは、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）で形成される、請求項１に記載の医用画像撮影装置。