JP6912769B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

Ｘ線コンピュータ断層撮影（Computed Tomography：ＣＴ）装置では、被検体を寝台に寝かせて撮影する臥位撮影が主に行われている。現在、上記臥位撮影に加えて、被検体の体重負荷下における人体各部の断層像、立体像および動態像等を撮影する座位および立位撮影を実行可能なＸ線ＣＴ装置の実現が望まれている。

一方、上記Ｘ線ＣＴ装置において立位撮影を実行する場合、被検体を起立させて立位撮影を実行する。このため、立位撮影中に被検体の意識が急変した場合、あるいは立位撮影中に被検体がパニック状態になった場合、架台本体と床面との間に被検体を挟み込むリスクがある。また、上記Ｘ線ＣＴ装置において座位撮影を実行する場合、立位撮影と比較して被検体の脚部が前方に突き出る。このため、座位撮影中に被検体の脚部と架台本体とが接触する危険がある。

特開２００６−１８７４８８号公報 特開平０８−２６６６５０号公報

本実施形態の目的は、座位および立位撮影における被検体の安全を確保することができるＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。

実施形態によれば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、開口を挟んで配置された前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを有する架台本体と、前記開口の中心軸が床面に対して略垂直を向いた状態の前記架台本体を、前記床面に対して垂直方向に移動可能に支持する架台支持部と、前記床面に設けられ、前記架台本体が垂直方向へ移動する場合に前記架台本体の開口が通過する第１領域と前記第１領域の外側を示す第２領域との境界近傍に前記第１領域内に収まるように設けられる保護カバーと、前記保護カバーの所定の動作を契機として、前記架台本体の前記垂直方向への移動可能範囲を、前記架台本体を第１下限位置まで下降可能とする第１移動可能範囲と、前記架台本体を前記第１下限位置より低い第２下限位置まで下降可能とする第２移動可能範囲との間で切り替える制御部と、を具備する。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。 図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す斜視図である。 図３は、図１および図２に示す保護カバーの構造を示す図である。 図４は、図３に示す保護カバーの上面図である。 図５は、開閉扉を軌道に沿ってスライドした場合の保護カバーの上面図である。 図６は、被検体搬送具の前方斜視図である。 図７は、図６に示す被検体搬送具を開口内空間に設置した場合の保護カバーの前方斜視図である。 図８は、保護カバーと、架台本体の垂直方向への移動可能範囲との関係を示す図である。 図９は、座位撮影を実行する撮影対象である被検体を示す図である。 図１０は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において座位撮影を実行する場合に、架台本体の移動可能範囲を切り替える流れを示すフローチャートである。 図１１は、立位撮影を実行する撮影対象である被検体を示す図である。 図１２は、立位撮影を実行する撮影対象である被検体を示す図である。 図１３は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において立位撮影を実行する場合に、架台本体の移動可能範囲を切り替える流れを示すフローチャートである。 図１４は、架台本体の垂直方向への移動を機械的に制限する第１架台移動制止機構および第２架台移動制止機構を示す図である。 図１５は、固定具による被検体搬送具の固定を検知する固定検知部を有するＸ線ＣＴ装置を示す前方斜視図である。

以下、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０とＣＴコンソール１００とを有する。例えば、架台装置１０はＣＴ撮影室に設置され、ＣＴコンソール１００はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台装置１０とＣＴコンソール１００とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。架台装置１０は、座位または立位姿勢の被検体をＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。ＣＴコンソール１００は、架台装置１０を制御するコンピュータである。

図１に示すように、架台本体１１は、開口１５が形成された略円筒形状の構造体である。図１に示すように、架台本体１１は、開口１５を挟んで対向するように配置されたＸ線管１７とＸ線検出器１９とを収容する。

より詳細には、架台本体１１は、アルミ等の金属により形成されたメインフレーム（図示せず）と、メインフレームにより中心軸Ａ１回りに軸受等を介して回転可能に支持された回転フレーム２１とを更に有している。メインフレームの回転フレーム２１との接触部には環状電極（図示せず）が設けられている。メインフレームの当該接触部には環状電極に摺り接触するように導電性の摺動子（図示せず）が取り付けられている。回転フレーム２１は、アルミ等の金属により円環形状に形成された金属枠であり、例えば、Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とが取付けられている。

回転フレーム２１は、回転駆動装置２３からの動力を受けて開口１５の中心軸Ａ１回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの制御に従って回転フレーム２１を回転させるための動力を発生する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。回転駆動装置２３は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。回転駆動装置２３は、例えば、架台本体１１に収容されている。

支柱１３は、架台本体１１を床面から離反して支持する基体である。支柱１３は、例えば、円柱形状や角柱形状等の柱状形状を有する。支柱１３は、例えば、プラスチックや金属等の任意の物質により形成される。支柱１３は、例えば、架台本体１１の側面部に取付けられる。支柱１３は、座位または立位姿勢の被検体をＸ線ＣＴ撮影するため、開口１５の中心軸Ａ１が床面に対して略垂直を向いた状態の架台本体１１を、床面に対して垂直方向にスライド可能に支持する。

典型的には、支柱１３は架台本体１１の両側部に設けられる。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、１本の支柱１３が架台本体１１の両側部のうちの片側のみに接続されてもよい。また、支柱１３は柱状形状を有するとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、支柱１３は、架台本体１１の少なくとも一方の側部を支持可能であれば、Ｕ字形状等の如何なる形状を有していてもよい。

なお、支柱１３は、中心軸Ａ１が床面に対して垂直に向くように架台本体１１を固定している必要はない。すなわち、支柱１３は、床面に対して平行する水平軸（以下、チルト軸と呼称する。）回りに回転可能に架台本体１１を支持するように構成されてもよい。この場合、支柱１３と架台本体１１とは、架台本体１１がチルト軸回りに回転可能に軸受等を介して接続されるとよい。これにより、立位撮影、座位撮影および臥位撮影を一台の架台装置１０で実行することが可能となる。

図１に示すように、支柱１３には架台本体１１の垂直方向に関するスライドのための駆動装置（以下、支柱駆動装置と呼称する。）２７が収容されている。支柱駆動装置２７は、架台制御回路２５からの制御に従って、架台本体１１を垂直方向に関してスライドするための動力を発生する。具体的には、支柱駆動装置２７は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。支柱１３は、支柱駆動装置２７からの動力を受けて、支柱１３に対して架台本体１１を垂直方向に関してスライドする。支柱駆動装置２７は、例えば、サーボモータ等のモータにより実現される。

操作パネル２９は、スイッチボタン、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、および表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等により実現される。操作パネル２９は、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し、架台制御回路２５へ出力する。操作パネル２９は、例えば、座位姿勢の被検体を撮影する座位撮影モード、または立位姿勢の被検体を撮影する立位撮影モードを選択する選択操作を受け付ける。

保護カバー３７は、架台本体１１と被検体との接触を防止する。保護カバー３７は、床面に設けられ、架台本体１１が垂直方向へ移動する場合に架台本体１１の開口が通過する第１領域と、当該第１領域の外側を示す第２領域との境界近傍に第１領域内に収まるように設けられる。なお、保護カバー３７の構造については、別途図面を参照して説明する。

図１に示すように、Ｘ線管１７は、高電圧発生器３１からの高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。高電圧発生器３１は、例えば、回転フレーム２１に取付けられている。高電圧発生器３１は、架台本体１１の電源装置（図示せず）から環状電極を介して供給された電力から、架台制御回路２５による制御に従いＸ線管１７に印加する高電圧を発生する。高電圧発生器３１とＸ線管１７とは高圧ケーブル（図示せず）を介して接続されている。高電圧発生器３１により発生された高電圧は、高圧ケーブルを介してＸ線管１７に印加される。

Ｘ線検出器１９は、Ｘ線管１７から発生され被検体を透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１９は、二次元湾曲面に配列された複数のＸ線検出素子（図示せず）を搭載する。各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管１７からのＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号に変換する。各Ｘ線検出素子は、例えば、シンチレータと光電変換素子とを有する。シンチレータはＸ線を受けて蛍光を発生する。光電変換素子は、発生された蛍光を電荷パルスに変換する。電荷パルスはＸ線の強度に応じた波高値を有する。光電変換素子としては、具体的には、光電子増倍管やフォトダイオード（Photo Diode）等の光子を電気信号に変換する回路素子が用いられる。なお、本実施形態に係るＸ線検出器１９としてはＸ線を一旦蛍光に変換してから電気信号に変換する間接検出型の検出器に限定されず、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接検出型の検出器であってもよい。

データ収集回路３３は、被検体により減弱されたＸ線の強度を示すデジタルのデータをビュー毎に収集する。データ収集回路３３は、例えば、複数のＸ線検出素子の各々について設けられた積分回路とＡ／Ｄ変換器とが並列して実装された半導体集積回路により実現される。データ収集回路３３は、架台本体１１内においてＸ線検出器１９に接続されている。積分回路は、Ｘ線検出素子からの電気信号を所定のビュー期間に亘り積分し、積分信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器は、生成された積分信号をＡ／Ｄ変換し、当該積分信号の波高値に対応するデータ値を有するデジタルデータを生成する。変換後のデジタルデータは、生データと呼ばれている。生データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、および収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のデジタル値のセットである。生データは、例えば、架台本体１１に収容された非接触データ伝送装置（図示せず）を介してＣＴコンソール１００に供給される。

架台制御回路２５は、ＣＴコンソール１００からの指令に従い、高電圧発生器３１、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７およびデータ収集回路３３を制御する。架台制御回路２５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、架台制御回路２５は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。当該処理装置は、当該記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実現することで上記機能を実現する。なお、当該記憶装置にプログラムを保存する代わりに、当該処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該処理装置は、当該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上記機能を実現する。

図１に示すように、ＣＴコンソール１００は、演算回路１０１、表示回路１０３、入力回路１０５および記憶回路１０７を有する。演算回路１０１、表示回路１０３、入力回路１０５および記憶回路１０７間のデータ通信は、バス（bus）を介して行われる。

演算回路１０１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。演算回路１０１は、各種プログラムの実行により前処理機能１１１、再構成機能１１３、画像処理機能１１５およびシステム制御機能１１７を実現する。

前処理機能１１１において演算回路１０１は、架台装置１０から伝送された生データに対数変換等の前処理を施す。前処理後の生データは投影データと呼ばれる。

再構成機能１１３において演算回路１０１は、前処理機能１１１により生成された投影データに基づいて被検体に関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法や逐次近似再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられればよい。

画像処理機能１１５において演算回路１０１は、再構成機能１１３により再構成されたＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、演算回路１０１は、当該ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を生成する。

システム制御機能１１７において演算回路１０１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の統括的に制御する。具体的には、演算回路１０１は、記憶回路１０７に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線ＣＴ装置の各部を制御する。

なお、前処理機能１１１、再構成機能１１３、画像処理機能１１５およびシステム制御機能１１７は、一つの基板の演算回路１０１により実装されてもよいし、複数の基板の演算回路１０１により分散して実装されてもよい。

表示回路１０３は、２次元のＣＴ画像や表示画像等の種々のデータを表示する。具体的には、表示回路１０３は、表示インターフェース回路と表示機器とを有する。表示インターフェース回路は、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換する。ビデオ信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表すビデオ信号を表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、または当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

入力回路１０５は、操作者からの各種指令を入力する。具体的には、入力回路１０５は、入力機器と入力インターフェース回路とを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インターフェース回路は、入力機器からの出力信号をバスを介して演算回路１０１に供給する。入力回路１０５は、例えば、座位姿勢の被検体を撮影する座位撮影モード、または立位姿勢の被検体を撮影する立位撮影モードを選択する選択操作を受け付ける。

記憶回路１０７は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、記憶回路１０７は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。例えば、記憶回路１０７は、ＣＴ画像や表示画像のデータを記憶する。また、記憶回路１０７は、本実施形態に係る制御プログラム等を記憶する。

ここで、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について詳細に説明する。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置用の被検体搬送具を用いることにより簡易に立位撮影の位置決めを実行可能である。なお、立位撮影とは、立位姿勢の被検体を撮影対象とするＸ線ＣＴ撮影を指す。また、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、当該被検体搬送具を用いた座位撮影を可能にし、併せて座位撮影の位置決めを簡易に実行することも可能にする。なお、座位撮影とは、座位姿勢の被検体を撮影対象とするＸ線ＣＴ撮影を指す。すなわち、本実施形態に係る座位撮影は、被検体を被検体搬送具に載せたまま行うＸ線ＣＴ撮影である。

現在のＸ線ＣＴ撮影としては臥位撮影が主流であるが、被検体の体重負荷下での人体各部の断層像、立体像が臨床において求められている。整形外科領域において立位または荷重位は、脊椎や関節が臥位に比してより生理的な位置であり、症状や病態をより反映するからである。立位撮影は、運動器疾患の診断および評価において有用性が極めて高く、臨床的なインパクトが非常に大きい。立位撮影が可能なＸ線ＣＴ装置は、生理的な骨や関節の位置を３次元情報として取得できるので、画期的かつ革新的な診断装置になり得る。また、呼吸器領域の慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ：Chronic Obstructive Pulmonary Disease）診断において、立位または荷重位でのＣＴ断層像、立体像等を撮影することにより、最大吸気の状況を捉えることが臨床的価値になる。現状、最大吸気であるのか幾分吐いた状態であるのかの判別は困難であり、スパイロメータ（呼吸機能流量計）を必要としている。本実施形態によれば、スパイロメータを立位撮影または座位撮影で置換することが可能になる。

図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す斜視図である。図２に示すように、床面に一対の支柱１３が立設されている。一対の支柱１３は、立位姿勢を有する架台本体１１を垂直方向に移動可能に支持している。立位姿勢とは、架台本体１１の開口１５の中心軸Ａ１が床面に対して略垂直を向く姿勢である。ここで、床面に対して垂直の方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に水平に直交し且つ一対の支柱１３の配列方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に水平に直交する方向をＹ軸方向と呼称する。また、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方と呼称する。被検体は、前方または後方から架台本体１１下方へ進入する。

図２に示すように、架台本体１１の下方には保護カバー３７が設けられる。保護カバー３７は、立位姿勢を有する架台本体１１を、床面に対して垂直方向に下降する場合に架台本体１１の開口１５に収まるように床面に設けられる。言い換えれば、保護カバー３７は、立位姿勢を有する架台本体１１の開口の投影（図２の一点鎖線部分）より内周側に設けられる。架台本体１１と保護カバー３７との干渉を回避するためである。

図３は、図１および図２に示す保護カバー３７の構造を示す図である。図３に示すように、保護カバー３７は、架台本体１１の開口１５の垂直方向に関する移動経路の内側の空間領域（第１領域）Ｒ１と外部の空間領域（第２領域）Ｒ２との境界近傍に開口１５の移動経路の内側の空間領域Ｒ１内に収まるように設けられる。以下、開口１５の移動経路の内側の空間領域Ｒ１を、開口内空間Ｒ１と呼称する。また、開口１５の移動経路の外側の空間領域Ｒ２を、開口外空間Ｒ２と呼称する。保護カバー３７は、壁部材４１と、開口内空間Ｒ１と開口外空間Ｒ２との間で被検体が行き来するために開閉可能な開閉扉４３とを有する。例えば、保護カバー３７の右方部と左方部とは壁部材４１として固定され、前方部と後方部とが開閉扉４３として形成されている。保護カバー３７は、外部から開口内空間Ｒ１を視認するため、透明である。例えば、保護カバー３７の壁部材４１と開閉扉４３とは、アクリル材等により形成される。

また、保護カバー３７は、右方部と左方部とに沿って開閉扉４３の軌道４５を有する。図４は、図３に示す保護カバー３７の上面図である。図５は、開閉扉４３を軌道４５に沿ってスライドした場合の保護カバー３７の上面図である。開閉扉４３は、当該軌道４５に沿ってスライド可能に設けられる。被検体は、開口内空間Ｒ１にて架台本体１１によりＸ線ＣＴ撮影される。開閉扉４３は、立位撮影時においては閉鎖される。これにより、被検体が開口内空間Ｒ１からはみ出して架台本体１１と床面との間に挟まれることを防止する。また、開閉扉４３は、座位撮影時においては開放される。被検体搬送具が開口内空間Ｒ１に収まらないためである。

また、図３に示すように、保護カバー３７は、開閉扉４３の開閉状態を検知する開閉検知部４７を有する。本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置は、開閉検知部４７として、例えば、機械式接触スイッチを用いる。Ｘ線ＣＴ装置は、機械式接触スイッチを軌道４５の床下埋設部分に組み込んでいる。例えば、機械式接触スイッチは、図３に示すように、開閉扉４３が閉鎖しているときのみ、開閉扉４３が到達する位置に設けられる。開閉扉４３を閉鎖すると機械式接触スイッチが触れてオンとなる。本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置は、機械式接触スイッチがオンとなった場合、開閉扉４３が閉鎖していると判定する。開閉検知部４７は、オンとなったことを契機として、開閉扉４３が閉鎖していることを示す閉鎖信号を架台制御回路２５へ伝送する。

なお、開閉検知部４７として、開閉扉４３の開閉を電気的または磁気的に検知するセンサを用いてもよい。また、開閉扉４３は、完全に閉鎖しない状態で開閉検知部４７を動作させてもよい。完全に閉鎖しない状態で開閉検知部４７を動作させることで、例えば、開閉扉４３と壁部材４１の間に所定の隙間を確保する。開閉扉４３を閉鎖させる際に開閉扉４３と壁部材４１の間に指を挟み込むことを防止するためである。

図６は、被検体搬送具４９の前方斜視図である。図６に示すように、本実施形態に係る被検体搬送具４９は、位置合わせ機構と安全機構とを装備した手動式の車椅子である。被検体搬送具４９には、例えば、被検体の脚部を保護するための架橋棒９０が設けられる。座位撮影においては、例えば、被検体搬送具４９により、座位姿勢の被検体の背骨が立位姿勢を有する架台本体１１の開口１５の中心軸Ａ１に略一致するように位置決めされる。

図７は、図６に示す被検体搬送具４９を開口内空間Ｒ１に設置した場合の保護カバー３７の前方斜視図である。図７に示すように被検体搬送具４９を設置した場合、保護カバー３７の開閉扉４３は開放され、被検体搬送具４９の前方部分が開口内空間Ｒ１から突き出る。言い換えれば、座位撮影においては被検体の脚部が開口内空間Ｒ１から突き出る。被検体の脚部が開口内空間Ｒ１から突き出た状態で架台本体１１を垂直方向へ移動させた場合、架台本体１１と被検体の脚部とが接触する危険がある。

そこで、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、保護カバー３７により開口内空間Ｒ１と開口外空間Ｒ２とを区切るか否かに基づいて、架台本体１１の移動可能範囲を切り替える。具体的には、上記保護カバー３７に設けられた開閉扉４３が開放している場合に第１移動可能範囲に切り替え、開閉扉４３が閉鎖している場合に第２移動可能範囲に切り替える。なお、本実施形態では、開閉扉４３の開閉に限らず、保護カバー３７の設置の有無等に基づいて、架台本体１１の移動可能範囲を切り替えてもよい。

図８は、保護カバー３７と、架台本体１１の垂直方向への移動可能範囲との関係を示す図である。図８に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、保護カバー３７の所定の動作を契機として、架台本体１１の垂直方向への移動可能範囲を、架台本体１１を第１下限位置ＬＬ１まで下降可能とする第１移動可能範囲ＲＭ１と、架台本体１１を第１下限位置ＬＬ１より低い第２下限位置ＬＬ２まで下降可能とする第２移動可能範囲ＲＭ２との間で切り替える。

具体的には、架台制御回路２５は、開閉検知部４７により開閉扉４３が開放していると検知された場合に架台本体１１の移動可能範囲を第１移動可能範囲ＲＭ１に設定する。第１移動可能範囲ＲＭ１は、所定の上限位置ＵＬから第１下限位置ＬＬ１まで規定される。架台制御回路２５は、第１移動可能範囲ＲＭ１に設定された場合、図８に示すように、支柱１３により第１下限位置ＬＬ１まで下降可能とする。図８において、第１下限位置ＬＬ１は、架台本体１１を座位姿勢の被検体の脚部に近接する所定の下限位置に設定される。例えば、架台制御回路２５は、被検体搬送具４９に設けられた架橋棒９０の位置まで架台本体１１を下降可能とする。これにより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の脚部が開口内空間Ｒ１から突き出ることによる架台本体１１と被検体の脚部との接触を防止することができる。

架台制御回路２５は、開閉検知部４７により開閉扉４３が閉鎖していると検知された場合に第２移動可能範囲ＲＭ２に設定する。第２移動可能範囲ＲＭ２は、所定の上限位置ＵＬから第２下限位置ＬＬ２まで規定される。架台制御回路２５は、第２移動可能範囲ＲＭ２に切り替えた場合、図８に示すように、第２下限位置ＬＬ２まで架台本体１１を下降可能とする。図８において、第２下限位置ＬＬ２は、架台本体１１が床面５０に近接する所定の下限位置に設定される。

ここで、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における制御の流れについて、図９乃至図１３を参照して説明する。

（座位撮影を実行する場合の架台本体の移動可能範囲の切り替え）
本項では、図９に示す被検体Ｐを撮影対象として座位撮影を実行する。図９に示すように、本実施形態に係る座位撮影は、被検体Ｐを被検体搬送具４９に載せたまま実行する。なお、保護カバー３７の内側には被検体支持具５７が設けられてもよい。被検体支持具５７は、座位または立位姿勢の被検体Ｐを支持するため、床面に立設された器具である。被検体支持具５７は、例えば、一対の柱状体を有する。一対の柱状体は、床面に立設される。一対の柱状体に対応する一対の挿入口が床面に設けられている。一対の柱状体が一対の挿入口に挿入されることにより床面に固定される。また、床面には開口内空間Ｒ１を前方から後方に貫くように移動経路５９が設けられてもよい。移動経路５９は、被検体搬送具４９を案内するために形成される。移動経路５９は、床面に記されたマークであってもよいし、被検体搬送具４９の走向を案内するレールであってもよい。また、床面には被検体搬送具４９を固定するための固定具６１が設けられてもよい。固定具６１は、立位姿勢を有する架台本体１１の開口１５の下方の所定の位置に被検体搬送具４９を固定可能である。

図１０は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において座位撮影を実行する場合に、架台本体１１の移動可能範囲を設定する流れを示すフローチャートである。なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、開閉扉４３のデフォルトの状態を開放状態とする。以降の実施形態でも同様である。

まず、図示しない架台電源のオン動作を契機として、架台装置１０を起動する。ステップＳａ１において、開閉検知部４７は、架台電源のオン動作を契機として、開閉扉４３の開放を検知する。以降、開閉検知部４７は、座位撮影終了まで、開閉扉４３が閉鎖したか否かを検知する。

架台装置１０を起動した後、ＣＴコンソール１００の入力回路１０５または架台本体１１の操作パネル２９を介して、操作者により座位撮影モードの選択操作が入力される。ステップＳａ２において、演算回路１０１は、当該操作者による座位撮影モードの選択操作の入力を契機として、架台本体１１の移動可能範囲を第１移動可能範囲ＲＭ１とする。

架台本体１１の移動可能範囲を第１移動可能範囲ＲＭ１に設定した後、架台制御回路２５は、座位姿勢の被検体Ｐを撮影対象とした座位撮影を実行する。架台本体１１の移動可能範囲が第１移動可能範囲ＲＭ１である場合、架台制御回路２５は、例えば、被検体搬送具４９に設けられた架橋棒９０の高さに設定された第１下限位置ＬＬ１まで架台本体１１を下降可能とする。すなわち、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において座位撮影を実行する場合、架台本体１１は、第１下限位置ＬＬ１までしか下降しない。

したがって、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の脚部が開口内空間Ｒ１から突き出ることによる架台本体１１と被検体Ｐの脚部との接触を防止することができる。

なお、上記実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、操作者による座位撮影モードの選択操作の入力を契機として、架台本体１１の移動可能範囲を第１移動可能範囲ＲＭ１としている。しかしながら本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、これに限定されない。例えば、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、開閉扉４３が開放している場合には座位撮影モード、開閉扉４３が閉鎖している場合には立位撮影モードを自動選択するようにしてもよい。

（立位撮影を実行する場合の架台本体の移動可能範囲の切り替え）
本項では、図１１および図１２に示す被検体Ｐを撮影対象として立位撮影を実行する。図１１に示すように、立位撮影前において、架台本体１１は、ＣＴ撮影室内の天井高の制限等により、被検体Ｐの頭部より低い位置に配置されている。このため、被検体Ｐは開口内空間Ｒ１に背を屈めて進入する必要がある。例えば、図１１に示す被検体Ｐが腰部や脚部等の疾患を有する場合、背を屈めることにより、被検体Ｐに余計な身体的負担を強いることになる。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、被検体Ｐを被検体搬送具４９に座らせて、開口内空間Ｒ１まで搬送する。開口内空間Ｒ１まで被検体Ｐを搬送後、被検体Ｐを開口内空間Ｒ１に立たせる。これにより、図１２に示すように、被検体Ｐと架台本体１１とが接触することなく、かつ被検体Ｐに余計な身体的負担を強いることなく、被検体Ｐを開口内空間Ｒ１に立たせることができる。

なお、被検体搬送具４９は、前方の開閉扉４３および後方の開閉扉４３、どちらからでも退避可能とする。また、被検体支持具５７は、被検体Ｐが立つことを補助するための把持具等を有していてもよい。

図１３は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において立位撮影を実行する場合に、架台本体１１の移動可能範囲を設定する流れを示すフローチャートである。まず、図示しない架台電源のオン動作を契機として、架台装置１０を起動する。架台装置１０を起動した後、ＣＴコンソール１００の入力回路１０５または架台本体１１の操作パネル２９を介して、操作者により立位撮影モードの選択操作が入力される。演算回路１０１は、当該操作者による立位撮影モードの選択操作の入力を契機として、架台本体１１の移動可能範囲を切り替える。

ここで、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において、立位撮影は、被検体Ｐを開口内空間Ｒ１に立たせた状態で実行する。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、立位撮影中に被検体Ｐが倒れこむ等、被検体Ｐが開口内空間Ｒ１からはみ出して架台本体１１と床面５０との間に挟まれることを防止するため、開閉扉４３が閉鎖しているか否かを確認する。ステップＳｂ１において、演算回路１０１は、立位撮影モードへの選択操作の入力を契機として、開閉検知部４７により開閉扉４３が閉鎖していると検知されたか否かを判定する。

ステップＳｂ２において、演算回路１０１は、開閉検知部４７により開閉扉４３が閉鎖していると検知された場合（ステップＳｂ１のＹｅｓ）、撮影モードを立位撮影モードへ移行する。さらに、ステップＳｂ３において、演算回路１０１は、架台本体１１の移動可能範囲を第２移動可能範囲ＲＭ２とする。

ステップＳｂ４において、演算回路１０１は、開閉検知部４７により開閉扉４３が開放していると検知された場合（ステップＳｂ１のＮｏ）、撮影モードを立位撮影モードへ移行しない。さらに、ステップＳｂ５において、演算回路１０１は、架台本体１１の移動可能範囲を第１移動可能範囲ＲＭ１とし、ステップＳｂ１へ戻る。

ここで、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、立位撮影直前に、再度開閉扉４３が閉鎖しているか否かを確認する。撮影モードが立位撮影モードに移行されていても開閉扉４３の開放が検知された場合、被検体Ｐが開口内空間Ｒ１からはみ出している可能性があるためである。ステップＳｂ６において、演算回路１０１は、立位撮影直前に開閉検知部４７により開閉扉４３が閉鎖していると検知されたか否かを判定する。

ステップＳｂ７において、演算回路１０１は、開閉検知部４７により開閉扉４３が閉鎖していると検知された場合（ステップＳｂ６のＹｅｓ）、架台本体１１の移動可能範囲を第２移動可能範囲ＲＭ２とする。

ステップＳｂ８において、演算回路１０１は、開閉検知部４７により開閉扉４３が開放していると検知された場合（ステップＳｂ１のＮｏ）、架台本体１１の移動可能範囲を第１移動可能範囲ＲＭ１とし、ステップＳｂ６へ戻る。

架台本体１１の移動可能範囲を第２移動可能範囲ＲＭ２に設定した後、架台制御回路２５は、立位姿勢の被検体Ｐを撮影対象とした立位撮影を実行する。架台本体１１の移動可能範囲が第２移動可能範囲ＲＭ２に設定されている場合、架台制御回路２５は、例えば、架台本体１１を床面５０に近接する所定の下限位置まで架台本体１１を下降可能とする。このとき、開閉扉４３は上記過程を経て確実に閉鎖されている。言い換えれば、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において立位撮影を実行する場合、開閉扉４３が閉鎖されなければ、演算回路１０１は、架台本体１１の移動可能範囲を第２移動可能範囲ＲＭ２に切り替えない。さらに、架台本体１１は、架台本体１１を第２下限位置ＬＬ２まで下降しない。

したがって、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体Ｐの安全を確保した上で、架台本体１１の垂直方向への移動を実行することができる。

なお、演算回路１０１は、立位撮影モードへの選択操作が入力された場合であって、開閉検知部４７により開閉扉４３が開放していると検知された場合（ステップＳｂ１のＮｏ）、開閉扉４３の閉鎖が検知されるまで架台本体１１の垂直上昇方向への移動を禁止してもよい。開閉扉４３が開放している状態で立位撮影を実行する場合、被検体Ｐが開口内空間Ｒ１からはみ出して架台本体１１と床面５０との間に挟まれるリスクがあるためである。

なお、上記実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、操作者による立位撮影モードの選択操作の入力を契機として、架台本体１１の移動可能範囲を第２移動可能範囲ＲＭ２としている。しかしながら本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、これに限定されない。例えば、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、開閉扉４３が開放している場合には座位撮影モード、開閉扉４３が閉鎖している場合には立位撮影モードを自動選択するようにしてもよい。

（各下限位置に設けられる架台移動制止機構）
上記実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において、支柱１３は、図１４に示すように、架台本体１１の垂直方向への移動を機械的に制限する第１架台移動制止機構５１を有していてもよい。第１架台移動制止機構５１は、架台本体１１の垂直方向への移動を制限するためのツメ５３と、架台制御回路２５によりツメ５３を出し入れするためのアクチュエータ５５を有している。第１架台移動制止機構５１は、第１下限位置ＬＬ１に設けられる。第１架台移動制止機構５１は、演算回路１０１により第１移動可能範囲ＲＭ１に切り替えられた場合、アクチュエータ５５によりツメ５３を支柱１３から展開する。これにより、架台本体１１の垂直方向への移動を機械的に制限する。第１架台移動制止機構５１は、演算回路１０１により第２移動可能範囲ＲＭ２に切り替えられた場合、アクチュエータ５５によりツメ５３を支柱１３内に収容する。これにより、架台本体１１の垂直方向への移動の機械的な制限を解除する。また、支柱１３は、第２下限位置ＬＬ２に常設され、架台本体１１の移動を機械的に制限する第２架台移動制止機構６３を有していてもよい。

（被検体搬送具の固定を考慮した架台本体の移動可能範囲の切り替え）
上記実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１５に示すように、固定具６１による被検体搬送具４９の固定を検知する固定検知部６５を有していてもよい。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、固定具６１により被検体搬送具４９が立位姿勢を有する架台本体１１の開口１５の下方の所定の位置に固定されている。これにより、撮影中に被検体搬送具４９が所定の位置からずれることを防止することができる。すなわち、開口１５の中心軸Ａ１に略一致するように位置決めされた座位姿勢の被検体Ｐの背骨の位置がずれることを防止することができる。また、架台本体１１と被検体Ｐとが接触する危険を回避することができる。

（総括）
上記の説明の通り、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、架台本体と、架台支持部と、保護カバーと、制御部とを備える。架台本体は、開口を挟んで配置されたＸ線源とＸ線検出器とを有する。架台支持部は、開口の中心軸が床面に対して垂直を向く姿勢を有する架台本体を、床面に対して垂直方向に移動可能に支持する。保護カバーは、床面に設けられ、架台本体が移動する場合に架台本体の開口が通過する第１領域と第１領域の外側を示す第２領域との境界近傍に第１領域内に収まるように設けられる。制御部は、保護カバーの所定の動作を契機として、架台本体の垂直方向への移動可能範囲を、架台本体を第１下限位置まで下降可能とする第１移動可能範囲と、架台本体を第１下限位置より低い第２下限位置まで下降可能とする第２移動可能範囲との間で切り替える。

上記の構成により、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、座位撮影時に架台本体が所定の下限置より下降しないよう制限を設ける。これにより、操作者が誤って架台本体を被検体の脚部より低い位置に移動させて、装置と被検体とが接触するリスクを回避することができる。また、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、保護カバーを設ける。これにより、立位撮影中に被検体が倒れこむ等、被検体が開口内空間Ｒ１からはみ出ることで降下中の架台本体と床面との間に被検体が挟まれるリスクを回避することができる。

かくして、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、座位および立位撮影における被検体の安全を確保することができる。

また、上記説明において用いた「所定のプロセッサ」という文言は、例えば、専用または汎用のprocessor、circuit(circuitry)、processing circuit(circuitry)、operation circuit(circuitry)、arithmetic circuit(circuitry)、あるいは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等を意味する。また、本実施形態の各構成要素（各処理部）は、単一のプロセッサに限らず、複数のプロセッサによって実現するようにしてもよい。さらに、複数の構成要素（複数の処理部）を、単一のプロセッサによって実現するようにしてもよい。

以上、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ものである。

１０…架台装置、１１…架台本体、１３…支柱、１５…開口、１７…Ｘ線管、１９…Ｘ線検出器、２１…回転フレーム、２３…回転駆動装置、２５…架台制御回路、２７…支柱駆動装置、２９…操作パネル、３１…高電圧発生器、３３…データ収集回路、３７…保護カバー、４１…壁部材、４３…開閉扉、４５…軌道、４７…開閉検知部、４９…被検体搬送具、５０…床面、５１…第１架台移動制止機構、５３…ツメ、５５…アクチュエータ、５７…被検体支持具、５９…移動経路、６１…固定具、６３…第２架台移動制止機構、６５…固定検知部、９０…架橋棒、１００…ＣＴコンソール、１０１…演算回路、１０３…表示回路、１０５…入力回路、１０７…記憶回路、１１１…前処理機能、１１３…再構成機能、１１５…画像処理機能、１１７…システム制御機能、Ａ１…中心軸、ｂｕｓ…バス、ＬＬ１…第１下限位置、ＬＬ２…第２下限位置、Ｐ…被検体、Ｒ１…開口内空間、Ｒ２…開口外空間、ＲＭ１…第１移動可能範囲、ＲＭ２…第２移動可能範囲、ＵＬ…上限位置。

Claims (12)

1. Ｘ線を発生するＸ線管と、
   前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   開口を挟んで配置された前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを有する架台本体と、
   前記開口の中心軸が床面に対して略垂直を向いた状態の前記架台本体を、前記床面に対して垂直方向に移動可能に支持する架台支持部と、
   前記床面に設けられ、前記架台本体が垂直方向へ移動する場合に前記架台本体の開口が通過する第１領域と前記第１領域の外側を示す第２領域との境界近傍に前記第１領域内に収まるように設けられる保護カバーと、
   前記保護カバーの所定の動作を契機として、前記架台本体の前記垂直方向への移動可能範囲を、前記架台本体を第１下限位置まで下降可能とする第１移動可能範囲と、前記架台本体を前記第１下限位置より低い第２下限位置まで下降可能とする第２移動可能範囲との間で切り替える制御部と、
   を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 前記保護カバーは、前記第１領域から前記第２領域、または前記第２領域から前記第１領域へ被検体が行き来するために開閉可能な開閉扉を有し、
   前記制御部は、
   前記所定の動作として前記保護カバーが有する開閉扉を開放した場合に前記第１移動可能範囲に切り替え、
   前記所定の動作として前記保護カバーが有する開閉扉を閉鎖した場合に前記第２移動可能範囲に切り替える、
   請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
3. 前記開閉扉の開閉状態を検知する開閉検知部をさらに具備し、
   前記制御部は、
   前記開閉検知部により前記開閉扉が開放していると検知された場合、前記第１移動可能範囲に切り替え、
   前記開閉検知部により前記開閉扉が閉鎖していると検知された場合、前記第２移動可能範囲に切り替える、
   請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
4. 座位姿勢の前記被検体を撮影する座位撮影モード、または立位姿勢の前記被検体を撮影する立位撮影モードを選択する選択操作を受け付ける入力部をさらに具備し、
   前記制御部は、前記立位撮影モードへの選択操作が入力された場合であって、前記開閉扉が開放していると検知された場合、前記第２移動可能範囲に切り替えず、前記開閉扉が閉鎖していると検知された場合、前記第２移動可能範囲に切り替える、
   請求項３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
5. 前記制御部は、前記座位撮影モードへの選択操作が入力された場合であって、前記開閉扉が開放していると検知された場合、前記第１移動可能範囲に切り替え、前記開閉扉が閉鎖していると検知された場合、前記第１移動可能範囲に切り替えない請求項４記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
6. 前記制御部は、
   座位姿勢の被検体を撮影する場合、前記第１移動可能範囲に切り替え、前記第１下限位置として前記架台本体を前記座位姿勢の被検体の脚部に近接する所定の下限位置まで下降可能とし、
   立位姿勢の被検体を撮影する場合、前記第２移動可能範囲に切り替え、前記第２下限位置として前記架台本体を前記床面に近接する所定の下限位置まで下降可能とする、
   請求項１乃至５のいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
7. 前記第１下限位置に設けられ、前記第１移動可能範囲に切り替えられた場合に前記架台本体の垂直方向への移動を機械的に制限し、前記第２移動可能範囲に切り替えられた場合に前記架台本体の垂直方向への移動の機械的な制限を解除する第１架台移動制止機構をさらに具備する請求項３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
8. 前記第２下限位置に常設され、前記架台本体の移動を機械的に制限する第２架台移動制止機構をさらに具備する請求項７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
9. 前記床面に設けられ、略垂直を向いた状態の前記架台本体の前記開口の下方の所定の位置に前記被検体の搬送具を固定可能な固定具をさらに具備する請求項５記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
10. 前記固定具による前記搬送具の固定を検知する固定検知部をさらに具備し、
    前記制御部は、前記固定検知部により前記搬送具の固定が検知された場合、前記第１移動可能範囲に切り替える、
    請求項９記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
11. 前記制御部は、前記座位姿勢の被検体の脚部の上部に設けられた前記搬送具の架橋部材の位置を前記第１下限位置とする請求項１０記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
12. 前記保護カバーは、前記開口の中心軸が前記床面に対して略垂直を向いた状態の前記架台本体を、前記床面に対して垂直方向に下降する場合に前記架台本体の開口に収まるように前記床面に設けられる請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

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