JP6677997B2 - Ｘ線ｃｔ装置および架台装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置および架台装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置で撮影を行なう医療従事者は、スキャン時に被検体が動かないように手を添えたり、手術のための穿刺を行なったりすることがある。操作者は、自身の被曝を避けるため、Ｘ線管からの直接線が当たらないように配慮するほか、被検体に曝射したＸ線が散乱して生じる散乱線による間接的な被曝にも注意を払わなければならない。Ｘ線ＣＴ装置では、１ボリュームのＣＴ画像のデータを再構成するのに、１８０度＋ファン角の分だけＸ線を曝射する、ハーフスキャンと呼ばれる技術がある。ハーフスキャンを行なうと、回転軌道のすべての区間で曝射する場合に比べて被曝量が少ないが、回転軌道上の曝射区間（Ｘ線の照射区間）と操作者の立ち位置の関係によっては、被曝量に差異がある。

従来のＸ線ＣＴ装置では、被検体の被曝範囲に無駄が生じていないか確認するために、被検体のスキャノ像とＸ線の推定曝射範囲の画像を重ね合わせて表示させるものがある。しかし、このような従来のＸ線ＣＴ装置では、ハーフスキャン実行時に回転軌道上のどの区間でＸ線が曝射されているかを把握することまではできず、操作者が被曝をできる限り低減できる立ち位置や手を添える場所を判断することはできない。

特開２００５−９５６６３号公報 特許第５３７９９９８号公報

本発明が解決しようとする課題は、操作者がＸ線ＣＴ装置で被検体をスキャンする際に、自らの被曝が低減できる立ち位置や手を添える場所を判断できるように、Ｘ線管が回転軌道上のどの位置で曝射しているかを設定、確認することが可能なＸ線ＣＴ装置および架台装置を提供することである。

上記課題を達成するために、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、設定部と、表示部と、画像再構成部と、架台装置と、を備える。Ｘ線源は、Ｘ線を被検体に向けて照射する。Ｘ線検出器は、Ｘ線源から照射されて被検体を透過したＸ線を検出する。設定部は、Ｘ線照射中のＸ線源またはＸ線検出器の移動区間である照射区間を設定する。表示部は、設定された照射区間を表示する。画像再構成部は、設定された照射区間でＸ線を照射して得られるＸ線検出器の出力データに基づいてＸ線ＣＴ画像を生成する。架台装置には、Ｘ線源とＸ線検出器と表示部とが設けられる。

第１の実施形態に係る、Ｘ線ＣＴ装置のブロック図。 第１の実施形態に係る、操作者の立ち位置を決める様子の一例を示す説明図。 第１の実施形態に係る、Ｘ線管と曝射区間の関係を示す図。 第１の実施形態に係る、曝射区間の決定フローを示す図。 第１の実施形態に係る、中心位置と曝射区間の関係を示す図。 第１の実施形態に係る、Ｘ線管の回転角と各撮影方法の関係を示す図。 第１の実施形態に係る、架台表示部の拡大図。 第１の実施形態に係る、架台表示部を開口部の外周に設けた様子を示す図。 第１の実施形態に係る、曝射中のＸ線管近傍に操作者が位置する場合の様子を示す図。 第１の実施形態に係る、曝射中のＸ線管から離れた場所に操作者が位置する場合の様子を示す図。 （ａ）は第１の実施形態に係る、操作者の被曝量が少なくなる立ち位置を示す画像の一例を示す説明図、（ｂ）は同画像の他の例を示す説明図 第２の実施形態に係る、架台装置に架台表示部を複数個所設けた様子を示す図。 第２の実施形態に係る、垂直上方向から見た、被検体スキャン時の架台装置と被検体の様子を示す図。 第２の実施形態に係る、足元から見たスキャン時の被検体Ｐと曝射区間の関係を示す図。 第２の実施形態に係る、頭部から見たスキャン時の被検体Ｐと曝射区間の関係を示す図。 第２の実施形態に係る、手術中の被検体をＣＴ撮影室に移動する際の様子を示した図。

以下、発明を実施するための実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置および架台装置の構成を説明する。第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管の回転軌道上でＸ線を曝射する曝射区間（照射区間）を架台入力回路１８で入力し、架台表示部１９（showing device）で表示する。以下、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００が備える各部を説明し、続いて、架台入力回路１８と架台表示部１９を詳述する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを備える。架台装置１０および寝台装置２０は、ＣＴ撮影室（検査室）に設けられる。一方、コンソール装置３０は、たとえばＣＴ撮影室とは別室の操作室に設けられる。

架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射するとともに被検体Ｐを透過したＸ線を検出してコンソール装置３０に出力する装置である。具体的には、架台装置１０は、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線検出器１３と、データ収集回路１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６と、架台制御回路１７と、架台入力回路１８と、架台表示部１９を有する。

高電圧発生部１１は、架台制御回路１７による制御に従って、Ｘ線管１２に対して高電圧を供給する。Ｘ線管１２は、真空管であり、高電圧発生部１１から供給される高電圧によってＸ線を発生し、被検体Ｐに対してＸ線を照射する。Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。データ収集回路１４は、Ｘ線検出器１３によって検出されたＸ線を用いて投影データを生成する。回転フレーム１５は、円環状のフレームであり、Ｘ線管１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持する。

なお、Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と検出器とが一体化して被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ、円環状に多数の検出素子が配列され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ、電子ビームを偏向させることで電子的にＸ線源の位置をターゲット上で移動するタイプ等、様々なタイプが存在するが、上記の少なくとも１つの実施形態に示される構成はいずれのタイプにも適用可能である。電子ビームを用いるタイプでは、Ｘ線管を適宜Ｘ線源と読み替えることにより適用できる。本明細書では、Ｘ線ＣＴ装置１００がＸ線管１２とＸ線検出器１３とが一体化して被検体Ｐの周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプである場合の例について示した。

架台駆動部１６は、架台制御回路１７による制御に従って、架台装置を駆動する。具体的には、架台駆動部１６は、モータの駆動によって回転フレーム１５を高速に連続回転させることにより、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管１２およびＸ線検出器１３を連続回転させる。

架台制御回路１７は、処理回路および記憶回路を有する。架台制御回路１７の処理回路は、記憶回路に記憶されたプログラムを実行することにより、後述するコンソール制御回路３３による制御に従って、高電圧発生部１１、架台駆動部１６および寝台駆動部２１を制御する撮像制御機能を実現するプロセッサである。

架台入力回路１８は、Ｘ線管１２の回転軌道上のどの区間でＸ線を曝射するかを定める、曝射区間の入力を受け付ける。また、架台表示部１９（showing device）は、一般的なディスプレイあるいは複数のＬＥＤ（Light Emitting Diodes）などの発光素子により構成され、ディスプレイに画像を表示することにより、あるいはＬＥＤなどの発光素子の点灯状態により、曝射区間を表示する。架台入力回路１８と架台表示部１９については、後に詳述する。

なお、コンソール入力回路３１および架台入力回路１８を操作する操作者は、被検体Ｐに対して施術を行う術者を含む。被検体Ｐに対して施術を行う術者は、たとえばＸ線曝射中において被検体Ｐの近い位置に立って被検体Ｐに対する施術を行う。また、コンソール装置３０が設けられる操作室には、コンソール装置３０をあつかう操作者が常駐していてもよい。

寝台装置２０は、撮影対象の被検体Ｐを載置する台であり、寝台駆動部２１と、天板２２とを有する。寝台駆動部２１は、架台制御回路１７による制御に従って、モータの駆動によって、天板２２を被検体Ｐの体軸方向に移動させ、架台装置１０に開いた開口部に被検体Ｐを挿入する。天板２２は、被検体Ｐを載置する板である。

ディスプレイ２５は、架台装置１０とは別体として検査室に設けられる。ディスプレイ２５は、液晶ディスプレイやＬＥＤディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、たとえば後述する架台表示部１９と同様の表示態様で曝射区間を表示する。また、ディスプレイ２５は、コンソール表示部３２と同様に医用画像などの各種情報を表示してもよい。

センサ２６は、検査室に設けられて操作者（被検体Ｐに対して施術を行う術者を含む）の立ち位置を検出するためのセンサであり、たとえば赤外線や可視光、超音波などを用いて人物を検知する人感センサや、カメラ画像を利用した動作検知センサなどを用いることができる。

コンソール装置３０は、操作者による指示の入力を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された投影データから画像を再構成する。具体的には、コンソール装置３０は、コンソール入力回路３１と、コンソール表示部３２と、コンソール制御回路３３と、画像処理回路３４と、画像データ記憶回路３５と、を有する。

コンソール入力回路３１は、マウスやキーボードなどであり、操作者が、Ｘ線ＣＴ装置１００に対する指示の入力に用いる。例えば、コンソール入力回路３１は、スキャン条件の設定を受け付ける。また、架台入力回路１８と同様に、ハーフスキャンの曝射区間の入力を受け付けてもよい。

コンソール制御回路３３は、処理回路および記憶回路を有する。コンソール制御回路３３の処理回路は、記憶回路に記憶されたプログラムを実行することにより各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。具体的には、コンソール制御回路３３は、記憶回路に記憶されたプログラムを実行することにより、統括制御機能、収集制御機能、再構成制御機能、設定機能を実現する。統括制御機能は、架台装置１０、寝台装置２０およびコンソール装置３０を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１００全体の制御を行う。収集制御機能は、Ｘ線検出器１３で得られる投影データを、データ収集回路１４を制御して収集させる。また、再構成制御機能は、画像処理回路３４を制御して投影データから画像を再構成させる。さらに、コンソール入力回路３１で入力された、撮影位置や撮影範囲の情報、ハーフスキャン時の曝射区間情報（照射区間情報）、などの撮影設定情報を、コンソール制御回路３３の設定機能は架台制御回路１７に送る。コンソール入力回路３１で入力される情報は、コンソール制御回路３３によって、コンソール表示部３２で表示可能となる。

たとえば、被検体Ｐに対して施術を行う術者などの操作者が架台入力回路１８を介して入力したハーフスキャン時の曝射区間情報は、架台制御回路１７を介して一度コンソール制御回路３３に与えられてから、コンソール制御回路３３の設定機能により架台制御回路１７の撮像制御機能に設定される。

なお、架台制御回路１７は、記憶回路に記憶されたプログラムを実行することにより、コンソール制御回路３３の設定機能と同等の設定機能を実現してもよい。この場合、たとえば操作者が架台入力回路１８を介して入力したハーフスキャン時の曝射区間情報などの撮影設定情報は、架台制御回路１７の設定機能によってコンソール制御回路３３を介すことなく架台制御回路１７の撮像制御機能に設定されてもよい。この場合、架台制御回路１７の設定機能は、架台制御回路１７とコンソール制御回路３３とで設定内容を共有するよう、設定内容をコンソール制御回路３３の設定機能に与えることが好ましい。

ここで、操作者が立ち位置を決定する手順について簡単に説明する。

まず、操作者は、検査対象部位を特定するために、Ｘ線ＣＴ装置１００にヘリカルスキャンやボリュームスキャンを実行させて被検体ＰのＣＴ画像を取得する（図２の中央参照）。次に、操作者は、取得されたＣＴ画像にもとづいて検査対象部位を特定し、たとえば穿刺治療であれば穿刺をする位置および穿刺方向を決定する。この結果、穿刺治療における操作者の立ち位置が決定する。このようにして、操作者は術中の立ち位置を決定することができる。

また、操作者は、架台入力回路１８またはコンソール入力回路３１を介して、手動で曝射区間を設定機能に与えてもよい。具体的には、操作者は、たとえば治療中における立ち位置における自身のＸ線被曝を低減するよう、８分割されたＸ線管１２の位置の１つをハーフスキャンの中心として選択することができる（図２の下参照）。

コンソール制御回路３３および架台制御回路１７の設定機能は、操作者（被検体Ｐに対して施術を行う術者を含む）の立ち位置に応じて照射区間を設定する。このとき、操作者は、架台入力回路１８またはコンソール入力回路３１を介して、操作者の立ち位置の情報を入力してもよい。この場合、設定機能は、入力された立ち位置の情報にもとづいて操作者の立ち位置を識別し、操作者の被曝量を低減するように、操作者の立つ位置から遠い区間をＸ線の曝射区間に設定する。

また、Ｘ線ＣＴ装置１００がセンサ２６を有する場合、設定機能は、センサ２６の出力信号にもとづいて操作者の立ち位置を識別し、操作者の被曝量を低減するように、操作者の立つ位置から遠い区間をＸ線の曝射区間に設定してもよい。

また、コンソール制御回路３３および架台制御回路１７の記憶回路の少なくとも一方には、操作者の立ち位置を識別する情報が記憶されていてもよい。この場合、設定機能は、記憶回路に記憶された操作者の立ち位置を識別する情報に応じて操作者の立ち位置を識別し、操作者の被曝量を低減するように、操作者の立つ位置から遠い区間をＸ線の曝射区間に設定してもよい。ここで、記憶回路に記憶される操作者の立ち位置を識別する情報としては、たとえば、被検体Ｐに対して施術を行う術者の情報と検査内容の情報と立ち位置の情報とを関連付けたテーブルなどを用いることができる。被検体Ｐに対して施術を行う術者は、検査によって立ち位置を決めていることがある。ある検査が行われる際に、検査の内容の情報と、この検査を行う被検体Ｐに対して施術を行う術者の情報が得られれば、この種のテーブルを用いることにより、操作者の立ち位置を予測して識別することができる。

コンソール表示部３２は、液晶ディスプレイやＬＥＤディスプレイなどであり、各種情報を表示する。例えば、コンソール表示部３２は、画像データ記憶回路３５によって記憶されている画像や、操作者から各種指示を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などを表示する。また、コンソール制御回路３３から表示を指示された、コンソール入力回路３１での患者情報や撮影設定情報に関する入力内容や、スキャン計画に用いるスキャノ像などを表示する。

画像処理回路３４は、記憶回路に記憶されたプログラムを実行することにより、データ収集回路１４によって生成された投影データに対して各種処理を行う機能を実現するプロセッサである。具体的には、画像処理回路３４は、データ収集回路１４によって収集された投影データに対してオフセット補正や、対数変換処理、感度補正、ビームハードニング補正などの前処理を行い、コンソール制御回路３３から指示された再構成条件に基づき画像を再構成し、再構成した画像を画像データ記憶回路３５に格納する。

画像データ記憶回路３５は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどであり、画像処理回路３４によって再構成された画像を記憶する。

架台入力回路１８は、Ｘ線管１２の回転軌道上のどの区間でＸ線を曝射するかを定める、曝射区間の入力を受け付ける。Ｘ線ＣＴ装置１００により利用される画像再構成方法には、フルスキャンとハーフスキャンとがある。フルスキャンでは、１ボリュームのＣＴ画像のデータを再構成するために被検体Ｐの周囲１周、すなわち約２π［ｒａｄ］分の投影データが必要となる。また、ハーフスキャンでは、１ボリュームのＣＴ画像のデータを再構成するために、π＋α［ｒａｄ］（α：ファン角）分の投影データが必要である。本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１００は、フルスキャンとハーフスキャンのいずれの方法も実行できるが、曝射区間の設定は、ハーフスキャンを行なう際に適用できるものとする。曝射区間について図３を用いて詳述する。

図３は、Ｘ線管１２と、Ｘ線管１２の回転軌道を、スキャン中の被検体Ｐの位置と併せて示したものである。Ｘ線管１２は、環状の黒い帯で示す区間でＸ線を曝射する。例えば、Ｘ線管１２がＡ０やＡ１、Ａ２に位置している場合は、Ｘ線管１２からＸ線が曝射され、Ｘ線管１２がＡ３に位置している場合はＸ線管１２からＸ線を曝射しない。ここで、回転軌道における、Ｘ線照射中のＸ線源（たとえばＸ線管１２）またはＸ線検出器１３の移動区間を曝射区間（照射区間）と呼ぶ。架台制御回路１７の撮像制御機能は、コンソール入力回路３１や架台入力回路１８で入力された撮影設定情報に含まれる曝射区間情報にもとづいて、曝射区間においてはＸ線源にＸ線を照射させるとともに、曝射区間以外の区間においてはＸ線源にＸ線を非照射とさせる。

曝射区間は、区間の中心位置を指定するか、あるいは、区間の始点と終点の角度を指定することで定める。曝射区間の決定方法を、図４のフローチャートを用いて詳述する。

まず、Ｓ１で架台入力回路１８が操作者の入力を受け付ける。曝射区間は、始点の角度および終点の角度、あるいは中心位置の角度を、ＧＵＩあるいはスイッチなどで設定する。

Ｓ２では、曝射区間の中心位置を指定したか否かを判別する。区間の中心位置が指定されている場合はＳ４に進み、区間の始点と終点の角度を指定している場合は、Ｓ３に進む。

Ｓ３では、曝射区間の中心位置を求める。曝射区間の中心角は１８０度を越えるので、始点と終点を両端とする２つの弧のうち、中心角が１８０度を超える方の弧の中点を中心位置に定める。

Ｓ４では、Ｓ１で入力あるいはＳ３で計算された曝射区間の中心位置の角度が、曝射角度の最小単位の倍数に丸め込まれる。例えば、曝射角度の精度が１０度単位である場合、中心位置の角度が１２３度と計算されると、曝射角度として設定可能である最も近い値の１２０度に丸め込まれる。

Ｓ５では、指定された中心位置に基づいて曝射区間を求める。図５に、開口部垂直上方向を回転角の０度と定義し、中心位置の角度が１２０度に設定された場合を例示する。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００のファン角が６０度である場合、ハーフスキャンに必要な回転角は２４０度となる。中心位置が１２０度であれば、始点の角度を０度、終点の角度を２４０度とする曝射区間が設定される。なお、架台入力回路１８で曝射区間の始点と終点の角度を指定した場合であっても、求められた中心位置に基づいて、曝射区間の始点と終点の角度が再計算される。曝射区間の始点と終点の角度を指定した場合操作者からの入力に基づく曝射区間がハーフスキャンに必要な回転角に満たない場合は、架台表示部１９で警告を表示するか、あるいは、計算された曝射区間を自動的に曝射区間に反映させることが可能である。

Ｓ６では、求めた曝射区間の情報を架台表示部１９に送る。架台表示部１９で中心位置も表示させたい場合は、中心位置の情報も併せて送ってもよい。

Ｓ７では、架台表示部１９で曝射区間を表示する。中心位置の情報が架台表示部１９に送られている場合は、架台表示部１９で中心位置を表示してもよい。

なお、Ｓ４からＳ７のステップにおいて、曝射区間の始点と終点を指定した場合も中心位置を求め、架台表示部１９で表示可能としたが、中心位置の算出は省いてもよい。この場合は、曝射区間がハーフスキャンに必要な回転角に満たない場合に架台表示部１９で警告を表示するが、曝射範囲を補正して自動的に変更する作業は省いてもよい。

Ｓ８では、操作者からの曝射区間確定の操作を受け付ける。操作者が曝射区間を再設定する場合は、Ｓ１に戻る。曝射区間が操作者の所望のものである場合は、Ｓ９のステップに進む。

Ｓ９では、Ｘ線ＣＴ装置１００は操作者からの撮影実行の入力を待ち、入力を受け付けると、設定された曝射区間に基づいてＣＴ撮影を開始する。

架台入力回路１８の設置される位置は、操作者が被検体Ｐに手を添えたり、刺したりする際に立つ位置において、操作者の手の届く位置であることが望ましい。また、手がふさがっている場合でもスキャンの開始などの一部操作が足で可能なように、フットペダルを設けてもよい。なお、操作者が、架台装置１０の開口部に向かって、寝台装置２０に関して左右どちら側に立っていても架台入力回路１８に手が届くよう、架台装置１０の左側と右側など、複数箇所に架台入力回路１８を設置してもよい。

複数箇所に架台入力回路１８が設けられている場合、操作者が複数の架台入力回路１８のいずれかひとつを用いて入力を行なうと、入力の行なわれた架台入力回路１８の位置に近いところに操作者が立っていることが分かる。いずれの架台入力回路１８で入力が行なわれたかに基づいて、先述の曝射区間設定のステップＳ１の時に、設定可能な曝射区間の中で、操作者の被曝量が低くなる曝射区間を初期設定値として提示する。例えば、図１０のように、架台入力回路１８が架台装置１０の左右に設けられているとする。ここで、操作者が、右側の架台入力回路１８を操作した場合、操作者は右側に立って操作していることが推定される。被曝低減のためには、曝射中のＸ線管１２から遠ざかることが望ましいので、Ｘ線の曝射区間が、操作者の立つ右側を避けるような区間に設定する。これにより、図９のように、Ｘ線管１２が操作者の近傍で曝射するような曝射区間を設定したときよりも、被曝量が低減される。

架台入力回路１８がひとつだけ設けられている場合において、架台入力回路１８の位置を踏まえて、架台入力回路１８の位置近傍に立つと予想される操作者の被曝量が低くなる曝射区間を初期設定値として提示してもよい。また、例えば、コンソール入力回路３１で任意の曝射区間を受け付けたのちに、架台入力回路１８において、操作者による撮影設定情報の入力を受け付けた場合、架台入力回路１８の位置近傍に立つ操作者の側を避けるようなＸ線の曝射区間を改めて提示してもよい。

なお、被検体Ｐに対して施術を行う術者が術中に立ち位置を変更した場合など、操作者が立ち位置を変更した場合は、曝射区間を再度設定しなおすとよい。たとえば、術中に操作者が複数の架台入力回路１８のいずれかひとつを用いて入力を行なった場合であって、現在の曝射区間とは異なる曝射区間を設定したほうが操作者の被曝を低減できるとき、設定機能は、曝射区間を再設定してもよい。また、センサ２６の検出信号にもとづいて術中に操作者の位置の変化を検知した場合であって、現在の曝射区間とは異なる曝射区間を設定したほうが操作者の被曝を低減できるとき、設定機能は、曝射区間を再設定してもよい。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００はフルスキャンとハーフスキャンのいずれの方法でも実行可能であることは先述した。ハーフスキャンには、架台入力回路１８で指定した曝射区間での曝射について、１回転分だけ撮影を行なう、いわゆるワンショット撮影と、複数回転分の断層撮影を行なう間欠的撮影がある。図６に、Ｘ線管１２の回転角と曝射区間の関係を例示した。斜線で示す区間が、中心位置を１２０度としたＸ線を曝射中の区間である。なお、実際には、時間変化する被検体Ｐの断層画像を得る目的で、フレームレートの高い透視撮影を行なう場合は、全方向に対してＸ線曝射を行なう連続撮影を実行する。架台入力回路１８には、各撮影方法（ワンショット撮影、間欠的撮影、連続撮影）を切り替えることが可能な撮影モード変更用のスイッチを設けてもよい。架台入力回路１８で撮影モードが指定されると、架台制御回路１７へ設定情報が送られ、架台制御回路１７は高電圧発生部１１、架台駆動部１６、寝台駆動部２１を制御して設定通りの撮影を行なう。また、足で架台入力部の一部または全ての操作が行なえるよう、フットペダルを架台装置１０、あるいは、寝台装置２０の周辺に設けてもよい。

架台表示部１９は、曝射区間を表示する。架台表示部１９がディスプレイを備えた場合を図７に例示する。架台表示部１９は、たとえば曝射区間表示欄１９０に、Ｘ線管１２の回転軌道を模した円環を表示し、円環上において曝射区間に相当する部分を着色などの強調表示をして曝射区間を表現する。中心位置表示欄１９１には、曝射区間の中心位置を表示する。曝射区間の中心位置には、Ｘ線管１２を模した図を付してもよい。なお、架台表示部１９に、被検体Ｐが頭部側、足側のいずれから開口部に挿入されているかがわかるような人体の模式図を表示してもよい。架台表示部１９は、操作者が直ちに曝射区間を視認できるように、被検体Ｐに手を添えたり、刺したりしている最中であっても目を向けられる位置に設置されていることが望ましい。架台表示部１９にモニタを備える場合は、図１０に示すように、例えば開口部の上部に設置する。

架台表示部１９が複数のＬＥＤなどの発光素子により構成された照明１９２を備える場合を図８に例示する。架台装置１０に開いた開口部の外周またはその近傍に、照明１９２をＸ線管１２の回転軌道を模して環状に並べる。照明は、発光中の照明１９２の各点を結んでできる弧が曝射区間に相当するように発光する。

架台表示部１９は多色表示してもよく、その場合は上記で説明したワンショットや間欠的曝射といった撮影方法ごとに表示色を変えたり、Ｘ線が曝射中か否かで表示色を変えたりしてもよい。

図１１（ａ）は操作者の被曝量が少なくなる立ち位置を示す画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）は操作者の被曝量が少なくなる立ち位置を示す画像の他の例を示す説明図である。図１１（ａ）には、推奨される立ち位置が実線で示した人物の側として示される場合の例について示した。また、図１１（ｂ）には、推奨される立ち位置が斜線で示した領域として示される場合の例について示した。架台表示部１９は、曝射区間にもとづいて、操作者の被曝量が少なくなる立ち位置を表示してもよい。このとき、被検体Ｐの体軸方向から見込んだ画像を表示してもよいし（図１１（ａ）参照）、上から見た画像を表示してもよい（図１１（ｂ）参照）。操作者は、図１１に示すような画像を参照することにより、現在設定されている曝射区間において被曝量が少なくなる立ち位置を容易かつ的確に把握することができる。

前述の通り、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、架台装置１０の開口部付近に、曝射区間、つまり、Ｘ線が回転軌道上のどの位置で曝射されているか、を設定する架台入力回路１８と、曝射区間を確認する架台表示部１９を備える。これにより、ハーフスキャンの実施に際して、操作者の主な被曝の要因とされる散乱線を受けやすい、曝射中のＸ線管１２側を避けて作業できる。つまり、図９のように、Ｘ線管１２の曝射区間近傍に立ってしまうと、操作者の被曝量が高まってしまうおそれがあるが、図１０のように、Ｘ線管１２の曝射区間が架台表示部１９で視覚的に確認できれば、被曝量の低減が可能な立ち位置や手の添え方を判断できる。立ち位置や手の添え方を変更できないときは、操作者が架台入力回路１８を介してＸ線管１２の曝射区間を操作者から遠ざける位置に設定することで、操作者の被曝を低減できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の架台表示部１９を、図１２に示すように、架台装置１０における、開口部のある２つの面のいずれにも備えたものである。本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００は、架台装置１０の開口部のある面の両方向から被検体Ｐを挿入でき、通常のＣＴ撮影と、手術中のＣＴ撮影を行なうことができる装置である。本実施形態のＸ線ＣＴ装置１００において、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００と同等な構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１２は、架台装置１０のみを示したもので、架台表示部１９が架台装置１０において開口部のある面のいずれにも架台表示部１９がある。説明のため、Ａ方向とＢ方向を図１２の通り定める。

図１３は、架台装置１０を垂直上方向から見た図である。Ａ方向とＢ方向は図１２で示した方向と同一のものである。

例えば、被検体ＰをＡ方向に頭部から開口部へ移動させた場合を考える。Ａ方向、つまり被検体Ｐの足元から見たときに、曝射区間が図１４における環状の黒い帯で示す区間であったならば、Ｂ方向、つまり被検体Ｐの頭部側から見た曝射区間は、図１５のようにＡ方向から見たときと左右反転する。これを考慮して、各架台表示部１９は、設置されている面から見た曝射区間と一致するように曝射区間を表示する。

架台表示部１９が架台装置１０における開口部のいずれにも備わることは、図１６に示すように、手術室で手術中の被検体ＰをＣＴ撮影室に移動させてＣＴスキャンを行なう際に有益となる。

通常、ＣＴ撮影室では寝台装置２０を用いて被検体Ｐをスキャンする。手術室で手術中の被検体ＰをＣＴスキャンする場合には、手術中の被検体Ｐを移動式寝台２３に載せ、併設の手術室からＣＴ撮影室に移動し、架台装置１０に関して寝台装置２０の反対側から被検体Ｐを開口部に移動する。なお、架台装置１０はレール２４上を移動でき、移動式寝台２３を用いたスキャン中に、移動式寝台２３と寝台装置２０とが干渉しないようにする。

前述の通り、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、架台装置１０において開口部のある２つの面いずれにも架台表示部１９があり、また、架台表示部１９で表示される曝射区間の情報は、被検体Ｐの向きを考慮して架台表示部１９の備わる面ごとに変えて表示されるため、手術中の操作者は、被曝を低減できる立ち位置や手の添え方を容易に判断できる。また、曝射区間の確認時間が低減され、被検体Ｐの手術時間を短縮することができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態のＸ線ＣＴ装置および架台装置によれば、回転軌道上においてＸ線が曝射されている区間、つまり曝射区間、を設定する架台入力部と、曝射区間を確認できる架台表示部を架台に備えることにより、操作者がＸ線ＣＴ装置の近傍で作業する場合において、被曝を低減できる手の添え方あるいは立ち位置を判断することができる。

なお、以上の説明では、設定機能が操作者の被曝を低減するように曝射区間を設定する場合の例について示したが、この場合を含め、設定機能は、操作者がＸ線の曝射を低減したいと考える位置への照射量が低減するように曝射区間を設定してもよい。たとえば設定機能は、被検体Ｐの所定の部位や検査対象部位などの被曝を低減するようにＸ線の曝射区間を設定してもよい。このとき、操作者の被曝を低減するように操作者の立ち位置への照射量を低減すること、被検体Ｐの所定の部位への照射量を低減すること、および検査対象部位への照射量を低減すること、のいずれの基準をＸ線の照射区間の設定基準として用いるかは、ユーザにより手動で設定されてもよいし、それぞれの優先順位をあらかじめ定めておいてもよい。ここで、照射量を低減すべき被検体Ｐの所定の部位としては、水晶体などのＸ線被曝の影響が大きいと考えられる部位や、Dose Tracking データなどの過去の被曝履歴データから被曝を避けるべきと考えられる部位などが挙げられる。また、照射量を低減すべき検査対象部位としては、たとえば穿刺針を注入する部位など、画像化においてアーティファクトとなりうる器具が存在しうる部位が挙げられる。

本明細書における架台制御回路１７およびコンソール制御回路３３の設定機能は、特許請求の範囲における設定部に対応する。

また、本明細書における架台制御回路１７、コンソール制御回路３３および画像処理回路３４に係る「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。

なお、記憶回路にプログラムを保存するかわりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成してもよい。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで各種機能を実現する。また、架台制御回路１７およびコンソール制御回路３３の処理回路の各機能は、単一のプロセッサにより構成された１つの処理回路により実現されてもよいし、複数の独立したプロセッサを組み合わせて１つの処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶回路が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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。これら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。

１００ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１１ 高電圧発生部
１２ Ｘ線管
１３ Ｘ線検出器
１４ データ収集部
１５ 回転フレーム
１６ 架台駆動部
１７ 架台制御部
１８ 架台入力部
１９ 架台表示部
２０ 寝台装置
２１ 寝台駆動部
２２ 天板
２３ 移動式寝台
２４ レール
２５ ディスプレイ
２６ センサ
３０ コンソール装置
３１ コンソール入力部
３２ コンソール表示部
３３ コンソール制御部
３４ 画像処理部
３５ 画像データ記憶部
１９０ 曝射区間表示欄
１９１ 中心位置表示欄
１９２ 照明

Claims (21)

1. Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線源と、
   前記Ｘ線源から照射されて前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器の回転軌道におけるＸ線照射中の前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器の移動区間である照射区間を設定する設定部と、
   前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器の回転軌道における設定された前記照射区間に相当する部分を表示する表示部と、
   設定された前記照射区間でＸ線を照射して得られる前記Ｘ線検出器の出力データに基づいてＸ線ＣＴ画像を生成する画像再構成部と、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器と前記表示部とが設けられた架台装置と、
   を備えたＸ線ＣＴ装置。
2. 前記設定部は、前記被検体に対して施術を行う術者を含む操作者の立ち位置に応じて前記照射区間を設定する、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記架台装置は、前記操作者からの指示を受け付ける架台入力部をさらに設けられ、
   前記設定部は、前記架台入力部の設置位置に応じて前記照射区間を設定する、
   請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記操作者からの指示を受け付ける入力部を備え、
   前記設定部は、前記入力部で入力された立ち位置の情報に基づいて識別された前記操作者の立ち位置に応じて前記照射区間を設定する、
   請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記設定部は、人感センサまたはカメラを用いて識別された前記操作者の立ち位置に応じて前記照射区間を設定する、
   請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記操作者の立ち位置を識別する情報を記憶した記憶部を備え、
   前記設定部は、前記記憶部に記憶された前記操作者の前記立ち位置を識別する情報から得られる前記操作者の立ち位置に応じて前記照射区間を設定する、
   請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記表示部は、前記設定部が設定した前記照射区間に基づいて、前記被検体に対して施術を行う術者を含む操作者の被曝量が少なくなる立ち位置を表示する、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記操作者からの指示を受け付ける入力部を備え、
   前記入力部は、前記架台装置に設けられる、
   請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記架台装置は、前記操作者からの指示を受け付ける前記架台入力部を複数備え、
   前記設定部は、複数の前記架台入力部のうちいずれの前記架台入力部で入力を受け付けたかを識別し、入力を受け付けた前記架台入力部の付近に立つ前記操作者の被曝量が少なくなる前記照射区間を設定し、
   前記表示部は、前記照射区間を表示する、
   請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 前記Ｘ線源によるＸ線の照射と非照射とを切り替える架台制御部をさらに備え、
    前記架台制御部は前記設定部が設定した照射区間に基づいて、前記Ｘ線源からＸ線を発生させる、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
11. 前記照射区間は、ハーフスキャンで前記被検体をスキャンする際に前記Ｘ線源からＸ線が照射される区間である、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
12. 前記表示部はディスプレイを備え、
    前記ディスプレイは、円環を径方向に区切った図形によって前記照射区間を表示する、
    請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
13. 前記表示部は、前記架台装置の開口部の外周または近傍に、環状に並べられた複数の発光素子を備え、
    前記複数の発光素子のそれぞれは、前記複数の発光素子のうち発光中の複数の発光素子の各点を結んでできる弧が前記照射区間に相当するように発光する、
    請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
14. 前記表示部を、前記架台装置の開口部のある２つの面のいずれにも備えた、
    請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
15. 前記表示部は、前記照射区間の角度の範囲がＸ線ＣＴ画像の再構成に必要な角度に満たない場合に警告を表示する、
    請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
16. 前記架台装置と別体として前記架台装置と同室に設けられ、円環を径方向に区切った図形によって前記照射区間を表示するディスプレイ、
    をさらに備えた請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
17. 前記架台制御部は、連続撮影とワンショット撮影と間欠的撮影とのうちいずれか一つの撮影モードに基づいて前記Ｘ線源からＸ線を照射させる、
    請求項１０に記載のＸ線ＣＴ装置。
18. Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線源と、
    前記Ｘ線源から照射されて前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器の回転軌道におけるＸ線照射中の前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器の移動区間である照射区間に相当する部分を表示する表示部と、
    を備えた架台装置。
19. Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線源と、
    前記Ｘ線源から照射されて前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
    Ｘ線照射中の前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器の移動区間である照射区間を設定する設定部と、
    設定された前記照射区間を表示する表示部と、
    設定された前記照射区間でＸ線を照射して得られる前記Ｘ線検出器の出力データに基づいてＸ線ＣＴ画像を生成する画像再構成部と、
    前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器と前記表示部とが設けられた架台装置と、
    を備え、
    前記設定部は、前記被検体に対して施術を行う術者を含む操作者の立ち位置に応じて前記照射区間を設定する、
    Ｘ線ＣＴ装置。
20. Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線源と、
    前記Ｘ線源から照射されて前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
    Ｘ線照射中の前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器の移動区間である照射区間を設定する設定部と、
    設定された前記照射区間を表示する表示部と、
    設定された前記照射区間でＸ線を照射して得られる前記Ｘ線検出器の出力データに基づいてＸ線ＣＴ画像を生成する画像再構成部と、
    前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器と前記表示部とが設けられた架台装置と、
    を備え、
    前記表示部は、前記設定部が設定した前記照射区間に基づいて、前記被検体に対して施術を行う術者を含む操作者の被曝量が少なくなる立ち位置を表示する、
    Ｘ線ＣＴ装置。
21. Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線源と、
    前記Ｘ線源から照射されて前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
    Ｘ線照射中の前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器の移動区間である照射区間を設定する設定部と、
    設定された前記照射区間を表示する表示部と、
    設定された前記照射区間でＸ線を照射して得られる前記Ｘ線検出器の出力データに基づいてＸ線ＣＴ画像を生成する画像再構成部と、
    前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器と前記表示部とが設けられた架台装置と、
    を備え、
    前記照射区間は、ハーフスキャンで前記被検体をスキャンする際に前記Ｘ線源からＸ線が照射される区間である、
    Ｘ線ＣＴ装置。

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