JPS5838538A - コンピユ−タ制御式断面撮影スキヤン装置 - Google Patents

コンピユ−タ制御式断面撮影スキヤン装置

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JPS5838538A
JPS5838538A JP57142566A JP14256682A JPS5838538A JP S5838538 A JPS5838538 A JP S5838538A JP 57142566 A JP57142566 A JP 57142566A JP 14256682 A JP14256682 A JP 14256682A JP S5838538 A JPS5838538 A JP S5838538A
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JP
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detection
scanning
unit
detection unit
arc
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JP57142566A
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マンリオ・アベル
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NIYUUYOOKU UNIV
Original Assignee
NIYUUYOOKU UNIV
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、診断および定位的手術に用いる、コンピュー
タ制御式断面撮影を行うための装置に関する。以下本発
明を、脳外科手術に応用する場合について説明するが、
他の用途にも、好適に応用し得るものである。
定位的手術は、神経外科の一部門であって、カニユーレ
、針、鉗子、或いは電極等からなるプローブを、表面か
ら見ることができない脳内の特定の位置に挿入すること
を含む外科手術の一種である。
このような特定の位置は、一般に、解剖学的な研究によ
り得られた地図(Atlas)に基づき、X線その他の
エネルギを用いて、可視化された指標からの距離を測定
することにより特定される。しかしながら、解剖学的性
状には個人差があるため、特定の患者の脳内の特定の位
置を正確に求めるには、患者の生理学的な応答が参照さ
れる。 −このようなわけで、定位的手術の成功不成功
は、定位用装置、および放射線による脳の造影術の優劣
ばかりでなく、外科医師の経験にも大きく依存するので
ある。
定位用装置とは、頭骸骨に穿設された小さな孔から器具
を挿入し、それを、放射線その他により可視化された指
標を基準として、脳内の特定の点に向けて案内するため
の神経外科用案内装置である。
このような定位用装置は、器具を目標点に正確に到達さ
せるために、信頼性が高(、しかも、再現性のある高精
度を備えるように製作される。
プローブが正確に位置決めされたか否かは、多くの場合
、X線により検証され、制御誤差が算出されると、それ
に基づき、挿入されつつあるプローブの方向を修正する
ようになっている。この際、位置決めを最適にす右ため
に、種々の生理学的データも参照される。
現在のところ、定位用装置は、主として次のような手術
に用いられている。
銅ハーキンンン氏病その他の振部(せん)に対する視床
切除術。
−てんかんに対する電極の挿入。
■ 動脈瘤血栓症に対する針もしくは磁石の挿入。
鰐 舞踏病、片舞踏病等の不随意運動に対する視床もし
くは視床腹側部切除術。
■ けいれんに対する小脳核深部の剥離手術。
■ 痛みに対する帯回切截術および視床もしくは視床腹
側部切除術。
l 痛みに対する中脳切除術。
− てんかんを治療するための、皮質下部側頭葉組織の
剥離。
鯛 精神外科手術。
■ 痛みに対する深度刺激用電極の挿入。
−生検サンプル採取のための、鉗子もしくは針の挿入。
鰐 異物の除去。
■ 放射性物質の埋め込み。
■ 腫瘍の生検もしくは治療。
以上に列挙した応用例は、あくまでも例示であって、他
にも有用な応用が可能であることはいうまでもない。
空間中の一点を正確に特定することは必ずしも必要でな
く、ある一定額域内のある体積、すなわち病巣を特定す
ることができればよい。定位的装置の目的は、電極その
他のプローブを、装置に対する所定の点、すなわち定位
の対象たる点に向けて、正確かつ制御可能に前進させる
ことにある。
このように、装置を頭骸骨に対して取付けたなら、プロ
ーブを、頭骸骨の基部、すなわちを柱管の近傍の頭骸腔
内部の所定の点に向けて、前進させることができる。
通常の使用状態においては、脳室、その他の脳内の指標
の位置は、X線その他を用いて、地図その他と照合する
ことにより特定されて、可視化された指標と、特定の解
剖学的目標との間の平均距離、およびその方向が測定さ
れる。
次いで、プローブを、定位的目標、すなわち、定位的手
術装置の基準座標系における可視化された指標と、所望
の目標点との間の距離、および方向から算出される頭殻
腔内の特定の点に向けて挿入する。
脳の大きさおよび形状には、解剖学的に見て相当大きな
個人差があるため、地図あるいは衣と照合して特定され
た目標点は、単に近似的に求められるのみである。従っ
て、通常は、可能な限り、生理学的に検証するようにな
っている。
ここで注意すべきことは、脳の個人差のために、必ずし
も厳密ではない解剖学的精度と、定位的手術装置により
定まる物理的に可能な高い精度とを区別することである
定位的手術のためにコンピュータ制御式断面撮影術を利
用する場合、脳腫瘍等、目標点のあるものについては、
可視化が可能である。
前記したように、神経外科の分野においては、現在、脳
のX線像が、所定の指標を求めるために利用されている
。原理的には、直交する面についての一連の断面像が得
られれば神経外科医は、指標の座標を求めることができ
る。
しかし、残念ながら、従来のX線像の解像力は余りに小
さく、頭の向きを確実に特定することが困難であるため
に、指標を定位することは必らずしも容易ではなかった
コンピュータ制御式の断面撮影術によれば、高い解像力
が得られるばかりでなく、解剖学上の定量的な情報をも
得ることができる新しい造影術が可能となる。本発明に
よれば、コンピュータ制御式断面撮影術を、神経外科手
術と一体化することにより、け標点の改良された定位が
可能となる。
CTスキャン、およびそれに付随する表示装置の基本概
念は、1973年12月1日に付与された米国特許第3
 、778 、614号明細書に開示されているので、
その詳細については、同明細書を参照されたい。
コンピュータ制御式断面撮影術(CT)を神経外科手術
と一体化する可能性を考慮するにあたっては、手術上の
要請と、診断的な目的のために設計された市販OCTス
キャナーにおけ石スキャンパターン、およびデータ表示
方法との間のギャップを見究める必要がある。
従来型式のCTスキャナーの像から得られる基本的情報
は、組織の異常と診断するために用いられる局部的な組
織の密度の値である。空間的密度の分布から、解剖学的
情報が得られ、組織の異常部位の位置と寸法とが求めら
れる。
従って、診断的な目的のために、像の面の空間的解像力
、および各スキャンによりカバーされる組織の薄片の厚
さとが、組織の密度を判別するための最大限の感度を達
成し得るように選ばれる。
これは、目標点もしくは指標位置を判別するための主要
なパラメータが、解剖学的特性、特に器官の輪郭である
ような、手術上の要請とは対照的である。すなわち、手
術上の要請の観点から見ると、組織密度の判別は、2次
的な重要性を有するのみに留まるのに対して、スキャン
用パラメータおよび造影アルゴリズムは、目標点の測定
を行うための最大限の精度が得られるように選択しなけ
ればならない。
診断的な目的のための通常OCTスキャナーを使用する
にあたって、脳の全領域を探査し、探査対象内の組織の
3次元的な特性を判別するために、複数回のスキャンを
行うことができる。スキャン面または薄片の間隔および
薄片の厚さと数は、各特定の場合において臨床医が求め
る特定の情報の種類に応じて選ばれる。
一方外科的処置においては、一連のスキャンを行ない、
目標点の座標の空間座標を求めなければならない。従っ
て、一般的には、関心のある部分の全域に亘って、一定
の空間解像力が得られるような間隔をもって、一連のス
キャンを行うことにより、均一な探査が行われるように
しなければならない。
スキャンされるべき部位の大きさについては、診断的な
目的のためには、頭全体をスキャンする必要があるが、
一方外科的処置を施す場合は、患者を手術室に運び込む
までには、診断がついており、通常のCTスキャンによ
る像が、外科医の手元にあるため、関心のある部位のみ
をスキャンすればよい。
脳に関する限り、手術中に、5cIrL程度の大きさの
空間のみをスキャンすれば充分である。このように外科
手術用のスキャナを部分スキャナとすることにより、2
つの利点が得られる。
まず、スキャンする部分が限定されているため、X線の
投射量を増すことなく、高い空間解像力を達成すること
ができる。第2に、このような小さな領域を部分スキャ
ンするために設計されたスキャナの枠体の寸法および重
量を、通常のスキャナの場合に比して、大幅に小さくで
きることである。
上記の考案は、主に造影ロジックおよびスキャンモード
に関するものである。その他の重要な考慮すべき点とし
ては、手術器具と手術方法および患者の取扱^要領があ
る。
第1に、定位用ガイドおよび頭部支持体を、全スキャン
過程に亘ってX線照射を妨げないように設計する必要が
ある。定位用ガイドを設計するについては、制御装置お
よび支持体をスキャン面の外側に保つよう配置すること
は容易である。
しかし、従来型式の頭部保持体は、頭骸骨を適正位置に
保つための拘束用ビンの位置の自由度が比較的小さいた
め、このような手術装置には適応しにくい。
例えば、ビンがスキャン面を横切らなければならない場
合は、その材料の選択および支持体の設計にあたって、
相当の注意を払う必要がある。
しかし、このような手術装置の部品の設計に関する問題
は、手術とスキャンとの両者の要件を満たす問題のごく
一部であり、まだ多くの解決すべき問題点が残されてい
る。
造影するには、スキャン面において、X線源を少くとも
180度回動させて、データを収集しなければならない
ことは良く知られている。このため市販のスキャナは、
人体の断面積と同じ大きさの開口部を残して、閉じた形
状になっている。市販のスキャナは、その構造が閉じら
れており、かつ患者の支持体に対するスキャン面の位置
関係からして、外科医が患者に近づくのを妨げるために
、定位的手術に適用するには極めて不適当である。
このように、スキャナの枠体の寸法および形状は、一体
的な手術装置を構成する上で、重要な要素となっている
また、診断を目的とする患者の取扱い要領は、外科的用
途には不適当である場合がある。
市販のスキャナーでは、枠体を傾動させる場合以外は、
患者の支持体を、軸線方向および垂直方向に動かして、
患者の特定の部位がスキャン面に来るようにする。手術
の場合、準備段階において、患者を、手術およびスキャ
ン双方の要件を満たす位置に、配置する。この段階で、
スキャナーの枠体および患者支持体の両者の位置および
向きを制御する。しかし、一旦準備が終了し、患者の頭
部を支持体に固定したら、スキャン継続中は患者を動か
すことなく、スキャン位置の設定を含む、全ての動作を
器械を使用して行うようにすることが理想的である。
本発明によれば、造影アルゴリズムおよび断面の配向け
、組織の特性を把握するためよりも、主に、組織の解剖
学的表示を最適化するように選ばれる。さらに、スキャ
ンは、スキャン面およびそれと直交する面に対し、均一
な空間解像力をもって、関心のある部分についてのみ行
われる。
また、部分スキャン領域におけるX線照射量と、関心の
ある部分を全てスキャンするのに要する時間とのバラン
スを最適とするためには、像の質を最適化するような低
スキャン速度を選ばなければならない。部分スキャン過
程において探査されるべき部分の大きさは、手術上の要
件と、データ量および計算時間とのバランスを最適とす
るべく定められる、 頭部支持体および定位用ガイドは、関心のある全領域に
亘って、スキャン過程を妨害しないように設計するのが
好ましい。
スキャン装置の枠体は、外科医が患部に接近するのを妨
げることがなく、かつ患者を最大限自由に位置決めでき
るように設計されている。スキャン過程における必要な
移動および傾動は、患者の支持体ではなく、スキャン装
置の枠体で行うようにする。
本発明の好ましい実施例では、必要に応じて、スキャナ
ーを迅速に患者支持体から取外し得るようにするなど、
緊急事態に備えるための構成が、スキャナーに組込まれ
ている。
さらに、実際の手術経過をモニターするための装置を設
けておくのが好ましい。
目標点の特定、および定位用ガイドの向きの調節完了後
、プローブを、目標点の深部に達するまで、脳内に挿入
する。プローブが目標点に達するまでの間、プローブ先
端の位置座標を測定して、プローブの挿入深度をモニタ
ーする。このように、スキャナーのX線装置を用いて、
プローブ軌線上の所定の地点におけるプローブの先端位
置をモニターする。
上記のある種の目的に関連して、本発明は、患者に近づ
き易くし、かつ枠体および関連部品によるスキャンビー
ム妨害を軽減する、概ね開かれた形状を有する好ましい
枠構造を備えている。従来の閉じた円形支持体とは対照
的である、基本的に開放形状のC字形支持体によって、
これらの目的全達成している。C字形部分を構成する2
つのアームは、名目上は180度の円弧形状をしている
が、実用に適するように、実際はそれよりいく分大きい
角度になっている。
基本的なスキャン過程では、まず特定のスキャン面内に
おいて、X線ビームを連続的に平行に、または角度をつ
けて照射することにより、試料の一面全体全i度にスキ
ャンし、次にスキャン面と直交する軸座標に沿って、1
.5ミlJその他の選択された増分だけ、スキーヤン面
を順次に移動させる。
従来型式では、放射線源を試料上で直線的に移動させ、
同時に試料下の検出器も同様に平行移動させるか、ある
いは試料の円周に沿って放射線源を移動させ、同時に検
出器も同様に移動させることによってスキャンするため
、放射線源上検出器とは、スキャンの際に、一定距離を
保って、対向位置に保持されることとなる。
円形スキャン方式においては、従来型式の支持体が閉じ
た円形フレームであり、放射線源と検出器とがこの周り
を移動する構造になっているため、患者を軸方向に移動
して、円形フレームの内に進入させなければならない。
放射線源は、円軌道に沿って移動し、円の中心を通って
、半径方向内側に向うビームを円周の反対側にある検出
器に向けて照射する。検出器はこれと同時に反対方向に
移動するようになる。
各面のスキャン後において、放射線源と検出器とを、周
移動または横移動させて、始動位置に戻し、隣接する次
のスキャン面まで軸線方向に移動させるため、種々の装
置が用いられて来た。
本発明では、検出器が前進しかつ後退して始動位置に戻
る間にスキャンし、また指向移動の際に、前後して作動
する、一対の検出器を用いることによって、さらに良く
連続検出が行なえる、新規の構成を有する装置をもって
検出するようにしている。
先行する検出器は、円周軌道に沿って段階的に前進移動
する度ごとに後退して、後続の検出器の後部につき、そ
の間に光源は、円周サイクルの全域に亘って、連続的に
移動する。一対の検出ユニットは、単体の検出装置とし
て、光源から180度角変位した状態にある汐ζ放射線
源と同様に角運動することができる。この工程はその後
反対方向に繰り返されるため、放射M源がフレームの周
りを逆方向に円運動し始める際に、検出装置を軌道修正
したりあるいは位置決めし直す必要がない。
好ましい装置では、第1検出器が動作周期の終わりに近
づくと、これに続いて、第2検出器が直ちに第1検出器
の位置に移動して、その代役をするようになるため、第
2検出器が動作周期の終りに近づく時に、第2検出器の
背部に、第1検出器を再設置することができる。
以下添付図面全参照して、本発明の好ましい実施例の詳
細を説明する。
新規の断面撮影スキャン装置の好まして実施例(110
)の全体を第1図に示す。図中、支持ハウジングiたは
枠体(111)I/′i、次項に詳細を説明する種々の
駆動装置を備える、放射線源(112)および放射線検
出装置(113)を支持している。
全体的にC字形のフレーム(114)は、枠体(114
)に回転可能に支持されている。このフレームは放射線
源(112) e支持する上アーム(115)、および
検出装置(113) ffi支持する下アーム(116
) e有している。フレーム(114)は、・中心点(
117) e中心として回転して、放射線源および検出
装置の運行軌道である円(118) k両足する。放射
線ビーム(119)は、円の直径(120)に沿って投
射され、またフレーム(114)は回転して、円の円周
に沿った全地点から、円の中心を通って放射線をスキャ
ンする。
C字形フレーム(114)を回転させる第1駆動装置(
121)は、概ね上リンク(122)および下リンク(
123)からなっており、各リンクは基端部で枠体に枢
着され、また遊端部でC字形フレームに枢着されている
さらに詳細に説明すると1例えば、リンク(122)の
基端部け、それぞれ固定点(Pl)および(P2)を中
心として円(C1)および(C2)ffi描くように枢
支された7対のアーム(124)および(125)を介
して、枠体に結合されている。これらのアームは、それ
ぞれ枢支点(P3)および(P4)において、リンク(
122)の基端部に枢着されており、その結果、リンク
(122)と共に、実線位置、その若干右側にある点線
位置(122つ、および多数のその他の位置の間を移動
する、平行四辺形リンク機構を形成している。
枢支点(P5)は、リンクが位置(122’)に移動す
ると、点(P5’)に移り、かつ点(P5)はこのよう
に移動して、円(C1)および(C2)と同様の円軌道
(C5)を画定する点に留意されたい。
リンク(123)は、リンク(122)と同様にフレー
ム(114)に結合されているため、リンク(122)
が図示のように右側に移動すると、リンク(123) 
U左側に同様に移動し、またフレーム(114)および
放射線ビームはこれに応じて回転する。リンク(123
)のアーム(126)は、上”リンクのアーム(124
)に対応し、一方アーム(127)はアーム(125)
に対応するが、アーム(127)と(125)とは、固
定点(Pl)および(P6)と同様に、枠体に固定され
た共通の枢支点(P2)Th有していることから、アー
ム(127)を、アーム(125)の固定延長部からな
るものとすることもできる。
次に、第4a図から第4d図までを参照して、サブアセ
ンブリである放射線検出装置の詳細を説明する。
この検出装置は、(Ul)および(U2)で全体を示す
、一対の実質的に等価の検出ユニットで構成されている
。図中、放射線源(S)の連続的角変位を、点(81)
 、(S2)等で示す。第4a図に示す装置において、
点(Sl)にある放射線源は、円周の対角位置に位置す
る約8度の角度に張られた円弧(a)を覆うX線放射ビ
ームを発生する。円弧(、)は円の中心(130)に対
して、16度の円周角を張る。検出ユニット(Ul)は
、24度の円弧長を有しており、他方の検出ユニット(
U2)は、ユニット(Ul)の直ぐ隣に配置されている
。被験試料は、一般に中心(130)に置かれており、
放射線源がこの中心の周りを回転することは勿論である
実際にスキャンする場合、試料を透過して、放射線源の
反対側の円周上にある検出装置に到達するビーム(13
1)は、所定かつ一定の角速度で、本実施例の場合反時
計回りに回転する。放射線源が約180度だけ完全に角
変位する間に検出し、しかもC字形フレームを開かれた
構造とするため、検出装置は、少くとも一方が常に放射
ビームと整合するように移動する一対の小型の検出ユニ
ットで構成されている。スキャンの際、第1ユニツトが
完全にスキャンされると、これが有効距離外に移動する
前に、第2ユニツトが第1ユニツトの位置に移動するた
め、連続的にスキャンすることができる。
上記のスキャン作用を達成するため、検出装置すなわち
第1図から第3図までに示すように、放射線源と等価の
角速度で等価に角変位する一体装置である、1対の検出
ユニツ)(Ul)および(U2)が設けられているが、
これらの検出ユニットは、上記した全体的な回転運動に
対して付加的運動パターンを有している。
さらに詳細に説明すると、検出ユニット(Ul)は、−
実際にスキャンされると、矢印(133)で示す放射線
源の移動方向の反対方向である、矢印(152)で示す
角方向に移動する。
第4a図から第4d図までは、スキャン部品の移動の経
過を示すものであるが、放射線源は概ね連続的に移動し
、また検出ユニツI−(Ul )は、概ね矢印(132
)の方向に短距離だけ移動し、その後検出ユニツ)(U
l)は軌道からそれて、検出ユニット(U2)が間断な
く検出作用を行えるようにし、さらに移動して、検出ユ
ニツ)(U2)の後部の新しい位置に着いて、ビームが
ユニット(U2)tスキャンし終える時に、連続して検
出する態勢に入ることを理°解されたい。
図示のようにビームが当たるユニッ)(Ul)は16度
の円弧(&)より長い8度のアーク長さを有している。
放射線源と検出装置とが、反対方向に同時に8度づつ移
動すると、相対的な変位角度Fi16度になるため、ユ
ニット(Ul )の前縁(134)は、全体で16度の
ビームでスキャンされ、8度に相当するユニット(Ul
)の検出表面が残る。
第4&図の過程に至るまで、放射線源をさらに8度移動
して、スキャンし続け、ユニット(Ul)カ放射線源(
S)K対して16度移動すると、ユニット(U2)の前
縁(136)が実質的にスキャン範囲に入っても、ユニ
ット(Ul)の後縁(135)がスキャンされているた
め、間断なくスキャンされる。
第4c図の過程と第4d図の過程との間では、間断をな
くすためには、ユニッ)(Ul)の前にユニツ)(U2
)を置いた状態で、さらに16度スキャンしなければな
らなくなる。即ちこの間にユ二ット(Ul)全矢印(1
32)およびユニット(U2)の反対方向に移動させて
、第4d図に破線で示すユニツ)(U2)の後部位置に
着かせ、ユニット(U3)とする。
次に、ユニツ)(Ul)および(U2)K特定の動きを
与える装置を説明するが、先ず、放射線源と対の検出ユ
ニットとを搬送するC字形フレームの約180度の走行
に対する、ユニット(Ul )と(U2)との相対位置
と角変位との概略を示す第5図に注目されたい。
縦に延びる2本の平行線は、いずれか一方の検出ユニッ
トあるいは双方の一部によって、常にカバーされる同局
領域上にあって、X線放射ビームが当たる16度の円弧
を示している。右側に記した一連の数字は、ビームの変
位角度である。従って、ビームの変位角が0度である場
合、検出ユニット(Ul ) (24度のアーク長さを
有する)は、移動しない。
各水平段は、ビームが4度変位すると、ユニットも4度
変位することを示している。すなわち、ビームが8度変
位すると、検出ユニットも8度変位するため、ビームと
ユニット(Ul)との相対的変位角は16度とkす、検
出ユニット(Ul)の前縁は、右欄の8度のビームの基
準変位角に隣接して示すような、16度のビーム照射円
弧全体を走行するようになる。
またビームが16度角変位すると、ユニット(Ul)の
後縁およびユニット(U2)の前縁が、ビーム円弧の中
間に来る。ビームが20度から24度まで角変位する間
に、ユニット(U2)は検出作用を完了し、一方ユニッ
ト(Ul)は(U2)の背後の位置(U1’)に戻って
、新たにスキャン走行を開始する態勢に入る。このよう
な一連の往復運動は、C字形フレームが図示のように1
88度回転し終えるまで続き、この間にユニット(Ul
)は8回前進し、7回後退する。
本文中で説明するスキャン構成において、X線検出ユニ
ツ)(Ul)および(U2)は、それぞれ8個の検出器
モジュールに実装され、またこれらのモジュールは、8
個の前置増幅器チャンネルを有している。第6図に、こ
れらのモジュールの相対寸法を示すが、図中(sp)で
示す線は、検出器の水晶体に対する、スキャン面の位置
である。この配列では、前置増幅器を収容する囲いは、
スキャン面を二分していない。
検出器モジュールは、X線ビーム露光される水晶体の上
面が、59.52cm (15,56インチ)半径の円
に正接するように、2個のユニツ)(Ul)および(U
2)に組立てられている。ユニット(Ul )および(
U2)は、データを採取すると、第1図から第3図まで
示すように、X線ビームを横切って、円軌道上を移動す
る。2個のユニットは、両者間のギャップに亘る、検出
器間の角間隔(スキャン中心から測定する)が、各ユニ
ットの隣接する検出器間の1度の角間隔と等しくなるよ
うに組立てられている。
各瞬間において、X線ビーム内には48個の検出器が見
られるが、各ユニットは、これを最初のスキャン位置に
戻すに要する時間内に、連続的にデータを取得するため
に、これより数多くの検出器を有していなければならな
い。
X線源および検出器を収容するスキャンモジュールは、
角速度(ω)で回転する。スキャンモジュールの基準フ
レームでは、データ取得段階において、検出器は(2ω
0)に等して角速度で回転する。各データ取得段階の終
了時において、検出ユニットが、平均角速度(”r)(
a’r= 10)で、最初のスキャン位置に戻ると仮定
しておく。この場合、各ユニット(Ul)および(U2
)内の最少の検知器の数(no)は、次のようになる。
式中、(n、)は、X線ビーム内の検出器の数である。
(U8)は48であるので、no=72となり、各ユニ
ット(Ul)および(U2)は、9個の検出器モジュー
ルを有していることになり、またX線源および検出器の
回転円に亘って、24度の円弧を占める。
第5図は、全スキャン行程における、X線ビームに対す
るユニツ)(Ul)および(U2)の一連の位置の概略
図である。右側の数字は、スキャンモジュールの変位角
度を指し、また左側の数字は、スキャン面を完走した検
出器の数を指す。データ採取は、ユニット(Ul)がX
線ビームに入る時に開始され、スキャンモジュールが1
80度回転し終えた時点で、このユニットがビームを離
れる時に完了する。各検出ユニットは、X線ビーム領域
を通って角変位し、40度の円弧を走行する。
第7図に示す、全スキャン過程において、2個の検出ユ
ニット(Ul )および(U2)を駆動する、機械装置
は、次の条件を満たしていなければならない。
−データ採取段階に相当する前進運動は、一定の角速度
(2ω)で進められる。
−各ユニットは、最初の位置に戻る前に、他のユニット
の走路を完走し終えるものとする。
■ 前進運動から高速の後退運動に移行するについては
、最低加速度および揺動で行うものとする。
−装置は、スキャン終了時において、スキャンモジュー
ルが回転して188度から0度まで戻る間に、次のスキ
ャンが完了するように逆進しうるものとする。
検出装置の運動は、スキャナーの主フレーム内のモータ
によって、一定の角速度(ω。)で駆動される、スキャ
ンモジュールの回転と同期的に行われなければならない
ことは勿論である。回転式スキャンモジュール内のステ
ップモータで検出装置を駆動し、かつスキャンモジュー
ルの角変位をモニターする工6ンコーダの出力で、ステ
ップモータの回転を制御するようにすれば、容易に同期
化することができる。
各検出ユニット(Ul)および(U2)の駆動装置が、
均一の角速度で回転し、また駆動装置が回転し終えると
同時に、各ユニットがサイクルを完了すると仮定してお
く。
この場合、第5図に示す運動を実現するには、スキャン
モジュール内の各検出ユニッIf40度回転させるため
に、駆動装置を300度回転させなければならない。駆
動装置が残りの60度回転する間に、各検出ユニットは
後退し、一方策4図および第5図に概略を示すように、
他方の検出ユニットは8度だけ前進する。駆動装置は、
2個のユニットがデータ採取する間に、これらを180
度の位相差で制御するが、この場合、ユニット(Ul)
と(U2)との間の角間隔は24度である。
この装置では、各検出器の戻り速度は、その前進速度の
5倍となる。相対的前進速度は(2ω)であるので、5
X(2ω)=10ωであり、戻り時間は前進運動時間の
5分の1となる。
位置決め装置は2つの異なるが相関する運動制御を行う
。第1に、適宜の時間に、一方の検出器を、他方の後部
に後退させ、第2に、他方が反対方向に移動する間に、
一方の検出器をビーム軌道に移動したりまたはこれから
偏倚させて、検出させるようにする。各検出器の実装体
は、前置増幅器に固着されて、検出器に及ぼさ′れる妨
害あるいは振動効果を防いでいる。
第7図は、新規の装置に使用される、基本的駆動装置の
概略図でみる。ステップモータ(140)は、各検出ユ
ニツIf、検出軌道に対して進退的に回転する、動力装
置である。このステップモータは、各検出ユニットを4
0度前進させ、次に、その5分の1の時間で後退させて
、装置の全サイクルが48度に相当するようにする。ス
テップモータは連続的に作動するものとする。
一方の検出器が後退する時間を含め、常に連続的に検出
させるようにするには、前記の40度に、8度の超過走
行角度を加えて、全部で48度だけ角変位するようにす
る。
この適切な順序で検出器を移動させる装置は、反転伝動
装置(145)と組合せた、ゼネバ機構(141)であ
るが、これについては、1個の検出ユニットの48度の
全変位サイクルの概略を示す第8図を参照して、説明す
る。
前記のように、検出器のアーク長さは24度である。4
8度の円弧は、方向に関係なく各運行終了時における各
検出ユニットの基本的走行軌道に、各超過走行の終了時
において、さらに8度が加わることを示しているため、
後続の検出ユニットが後退して、次にその動作位置に到
達する間に、先行する検出ユニットは継続的に検出する
第7図において、動力源は、一定の角速度でシャフト(
142) ’i粗駆動る、ステップモータ(140)で
ある。シャフト(142)は、ゼネバ機構のホイール(
143)と、差動装置(145)のギヤ(149)とを
、同一の一定速度で駆動する。通常、差動装置の出力ギ
ヤ(149A )と、連結された検出器駆動ギヤ(14
6)とは、差動ギヤ(149)と同一速度でこれと反対
方向に回転する。
各検出ユニットが後退して、他方の検出ユニットの後部
につく前に、各検出ユニットを矢印(167)で示す通
常の前進方向に軸回転さ−せる、ギヤ(146)とラッ
ク(146A)とを第10図に示す。
ゼネバ素子(144)は、ホイール(143)が60度
可回転る間に、ビン(14)A)によって、ホイール(
143)の反対方向に回転される。ゼネバ素子によって
駆動されるシャツ) (147)ld、ゼネバ素子と同
一要領でかつホイール(143)およびシャフト(14
2)の反対方向に、ギヤ(148)を駆動する。
第7図において、−重の曲り矢印は、素子と検出ユニッ
トとの前進方向を指し、前後して描かれた二重の矢印は
、ゼネバ機構がもたらす後退方向を指している。ゼネバ
素子(144)に対するホイール(143)の速度比は
、これらの部品のそれぞれの回転角度比が120度:6
0度であることからして、2:1である。
ギヤ(148)と、相対するギヤ(148A)とは、ギ
ヤ(148A)が、ギヤ(149)の6倍の速度で、こ
れと反対方向に回転するように、速度を変える。ギヤ(
148)はフレーム(150)に連結されて、フレーム
をギヤ(149)の反対方向に回転させ、これによりギ
ヤ(148A)の速度がギヤ(149)に加わるため、
差動出力ギヤ(149A)は、前進回転速度の5倍の速
度で、逆回転する。この逆運動は・、ゼネバ素子が係合
されている際に、ホイール(143)が60度可回転る
間だけ起きる。
入力ギヤ(149)の角変化に対する、ギヤ(146)
の角変化および角速度を第9図に示す。この図から1.
ゼーネバ機構の駆動装置が、三叉素子と係合離脱する位
置における角速度に間断がないことが分かる。その結果
、ギヤ(149)がさらに7.5度程度角回転するのに
対して、ギヤ(14<S)は連続的に前進回転し、また
逆運動行程の終了時には、これと反対の現象が生、しる
前進回転と逆回転との間の転移かどのように円滑に行わ
れるため、他方の検出ユニットの軌道をあけるべく、各
スキャン面の端部において、非常に容易に、一方の検出
ユニットをスキャン軌道からそらすことができるように
なる。
48度の全変位角に対する、検出ユニットの8度の戻り
行程は6分の1である。適切な運動を与えるため、閉鎖
円の駆動装置が60度可回転るのに対し、第7図に示す
ゼネバ機構(141)は、120度回転する。ステップ
モータ(140)からの出力シャフト(142)が完全
に1回転すると、ゼネバ機構のホイール(143)は6
60度回転する。ホイール(143)がこのように36
0度回転すると、検出ユニットは、その全サイクルであ
る48度の円弧を完走するため、ゼネバ素子(144)
の−セグメントである60度以内で戻り走行を行うよう
にしなければならない。
次に、第7図に関連する第9図を説明する。第9図のグ
ラフにおいて、横軸すなわち横座標(X)は、駆動装置
の回転角を表わし、縦軸すなわち縦座標γ)は、軌道上
にある、検出器実装体の変位または位置に相当する上方
曲線(155)、およびその実装体の速度に相当する下
方曲線(156)の大きさを表わしている。従って、グ
ラフ上の点(157)がゼネバ機構の係合開始点である
。速度曲線上の点(158)に到達するまでは、検出ユ
ニットは一定速度で前進するが、点(158)で、後退
速度が増加し始める。
位置曲線(155)上の点(159)は、検出ユニット
が、ゼネバ機構の60度の回転に応じて後退し、前進を
再開しようとしていることを示している。
点(15B)から(160)に至る曲線は、低速で前進
したことを示している。すなわち、ゼロに近い速度で′
前進し、点(161)でゼロ速度になり、次に加速しつ
つ後退して、点(160)で最大速度に達する。
続いて、再びゼロ速度になる点(162)に至るまで減
速して行き、その後、若干加速して、再び一定速度で通
常に前進し始める点(163)に達する。これが、ゼネ
バ機構が引起す速度パターンである。
即ち、ゼネバ機構は、係合してゆっくり始動し、続いて
非常に高速の加速度、即ちこの場合は、負の加速度を有
するようになり、その後減速して元の位置に戻る。
本発明の好ましい実施例によると、各検出ユニットを、
他方の検出ユニットの軌道からそらす方法の概略は、第
6図に示されており、またその詳細な構成図は、第10
図に示されている。
各スキャン段階の終了時において、検出ユニット(Ul
)または(U2)it、他方のユニットの軌道から固体
素子からなる検出器を取除くのに充分程度大きい角度だ
け、その枢軸を中心として傾動する。後退段階の終了時
において、検出ユニットは傾動して、そのスキャン位置
に戻る。
検出器モジュールは半径方向に配置されているため、検
出ユニットを傾動させて、スキャン中心からそらすこと
により、係合および離脱段階におけるユニット間の干渉
を最少にできる。
後退して、再び前進サイクルに入る準備段階において、
一方の検出ユニットが他方の検出ユニットと衝突するこ
とのない、事故に対して自動的に対処できる装置にする
ため、中間枢支フレームが設けられており、これによっ
て、第1検出ユニツトが傾動して、第2検出ユニツトお
よび第1検出ユニツトとの相対的位置を自動的に制御す
るようになる。上記のように、各検出ユニットの全体的
前後軸線方向運動は、ギヤまたはビニオン(146)お
よびこれと関連するラック(146A)で構成され、出
力駆動部品として作用する、駆動装置(第7図参照)に
よって与えられる。
第10図は、第6図に示す同一部品に相当する、下アー
ム(116)、C字形フレーム(114)および検出装
置(113)の概略図であり、さらに第7図に示すよう
な、駆動装置の出力ギヤ(146)およびラック(14
6A)の概啼4示している。図示のように、駆動装置は
、各検出素子に、自動的に正しい軸線方向運動を与える
。傾動装置(165)を第10図に示すが、その全体的
動作順序については、第11図を参照して以下に説明す
る。
第11a図から第11d図までは、1対の検出ユニット
(Ul ) &よび(U2)の全サイクルを示している
。第11a図の四辺形(166)は、双方の検出ユニッ
トを係合して、各ユニットが適宜時に確実に傾動または
回動することによって、戻りストロークの際に他方のユ
ニットに衝突しないように配置されている、第10図の
フレーム(166)に相当する。
各検出ユニットは、それぞれ(Wl)および(W2)で
示す、ガイドホイールまたはカムフォロワを有している
。各フォロワは、第10図のフレーム内の溝と同一の符
号(T1)および(T2)で第11図に示すカムまたは
案内溝内で動作する。第10図に示す検出ユニットとフ
ォロワビン(Wl)および(W2)との相対位置は、第
11a図に概略を示す相対位置とぴったり一致している
点に留意されたい。
第10図に示すように、検出ユニツ+(U2)が矢印(
167)の方向に前進すると、そのビンまたはホイール
(W2)は、X線ビームのスキャン運動に対して、8度
のアーク長さを有する凹領域(168)に達する。各検
出器の全移動角は40度であるため、8度領域は、全体
の5分の1に相当する。
ビン(W2)が領域(168)に達すると、溝が深くな
っているために、フレーム(166)は、矢印(169
)で示す左回り方向に傾動し、その結果、フレームの反
対側にあるガイド面(170)は、検出ユニット(Ul
)の制御ビン(Wl)と係合して、これを下方に動かす
ため、検出ユニット(Ul)は、矢印(171)で示す
ように右回りに軸回転する。
第11a図および第11b図を見ると、制御棒またはホ
イール(W2)は凹部f近づき、一方制御棒(Wl)で
示す検出ユニツ)(Ul)は同一方向に移動して、さら
に前進していくことが分かる。つまり、検出ユニツ)(
Ul)は(U2)に先行し、両者は、X線検出器として
、縦列状態で動作するように配置されている。第11b
図において、検出ユニット(Ul)が行程の終了近くに
なると、検出ユニット(U2)が凹部に到達するため、
傾動するようになる。
このため、フレーム(166)は、検出ユニット(Ul
)が戻り走行を開始する直前に、少しだ゛け傾動する。
戻り行程は、前進運動より約5倍の速度で行われ、また
傾斜した凹領域は、行程の全長の約5分の1であるため
、検出ユニット(Ul)は、検出ユニット(U2)が凹
領域にさしかかっている間に全距離を戻る。従って、検
出ユニツ)(Ul)は、全戻り行程において、検出ユニ
ット(U2)と衝突しないように傾動するようになる。
第11c図は、検出ユニット(Ul)が、前記のように
、傾斜領域の5倍のアーク長さを有する全スキャン領域
の半ばまで移動する間に、検出ユニット(U2)が、傾
斜領域の半ばまて移動する瞬間を示している。
最後に第11d図では、検出ユニット(Ul)が、出発
点に戻り、また検出ユニツ゛ト(U2)が、傾斜領域を
走行し終えているため、傾斜したフレーム(166)は
、平常の位置に戻り、検出ユニット(Ul)は傾動をや
める。この状態において、検出ユニット(Ul)は、前
進運動を再開して、検出ユニ′ソト(U2)の後部につ
き、両ユニットは直立して傾動゛しなくなるが、これら
は縦列状態で、同一速度で同一方向に走行するため、衝
突する恐れはない。
第10図に示すばねは、ビン(W2)がカム領域(16
B)内にあるか、あるいはビン(Wl)がカム領域(1
68A)内にある時は、フレーム(116)を押して傾
斜させる。ビン(W2)が領域(168)内にある間、
フレームは傾斜したままであるため、検出ユニツ)(U
l)が戻り行程にある間中、案内面(170)は、ビン
(Wl)および検出ユニット(Ul)’に押して傾斜さ
せることによって、検出ユニット(U2)と衝突しない
ようにする。
第10a図に示すカム軌道(T3)は、第10図の軌道
(T1)の変形である。軌道(T3)内のカム部(16
8B)は、ビン(W3)と確実に係合するため、ばねは
不要であり、しかも戻り行程において、検出ユニットが
傾動偏倚しなくなる恐れがない。第10a図において、
ビン(W5)は、傾斜後滑動して軌道(T6)から外れ
て、矢印(180)の位置から、軌道(T3)に再び入
るまで、傾斜したままで後退する。なお、第10a図に
示してない部品は、第10図の部品と同一である。
上記の装置を使用するについては、患者の頭骸骨を動か
ないように固定するのが肝要であることは言うまでもな
い。3個以上のビンを組合せて、頭骸骨を保合保持する
場合、第13図に全体を示すように、両側の頬骨および
首の上方の後頭部に置くことが好ましい。この配置によ
り、頭骸骨上半部のほとんどを、出入孔を穿設し、かつ
プローブを押入し易い状態に保ちつつ、患者の頭部を固
定することができる。
出入孔の穿設後、第14図に全体を示すような、フラン
ジ付の硬質の案内リング(181)’i用いて、孔の軸
線の座標を確立し、プローブを正確に軸方向に突入させ
るための、軸方向の基準位置を設定し、また一時的およ
び部分的シールとして作用させることができる。
この新規装置により、患者への接近性が大幅に改善され
るのみならず、妨害なくほとんど連続的にいずれの角方
向にもスキャンすることができるため、患者の被曝時間
を大幅に短縮することができる。スキャン時間は、各方
向の面につき約30゜秒であり、即ち面あたり1秒かか
るとすると、IX!+5(面)で、全部で35分間とな
る。従来型装置では、1時間要する。
分析時間も大幅に短縮され、2度投射する従来(7)フ
ィードバック方式に対し、はぼ−瞬にして体積分析を行
うことができる。
最後に留意すべきことは放射線源および検出装置を搬送
し、かつ患者を軸方向に挿入する、完全に円形のフレー
ム、および患者を移動する付随的な装置を設けなければ
ならないことから従来型装置は重くて大型である点であ
る。しかし、本発明による開放式C字形フレームは従来
のものに比して軽量かつ簡単であり、患者支持テーブル
をより簡単なものにすることができる。
上記の好ましい実施例は、添付の特許請求の範囲の真意
および適用範囲内で種々に修正するととができる。概言
すると、本発明は、放射線源と検出装置とを支持し、こ
れらを、−gの相関関係を保ちつつ移動させる改良型位
置決め装置である。
放射線源と検出装置とを、これらの検出装置間に投射さ
れる放射線ビームから離間して固定する、全体的にC字
形のフレームは、精密な電動モータで構成される第1駆
動装置によって、はぼ水平の軸線を中心として回転され
るため、放射線源と検出装置とは、円周軌道に沿って移
動し、また回転された放射線ビームは基本的なスキャン
面を形成する。
電動モータから成る第2駆動装置は、放射線源と検出器
とを支持するフレームを軸方向に動かして、基本スキャ
ン面と平行するスキャン面を形成する。また、フレーム
によって、第1円周方向に搬送される第6駆動装置は、
検出器に放射線ビームを照射する間に、検出器を円周上
の反対方向に動かす。回転フレームを制御支持するため
、上下アームは基部およびフレームに枢着されて、一対
の四辺形の4本のバーをつないだリンク機構全形成する
好ましい検出装置は、名目上共面上にあって、円周上で
隣接する一対の検出素子で構成されているため、先行す
る検出素子が前進運動を完了した後で、これを旋回また
は変位させて、第2検出素子の軌道から外して後退させ
ることによって、第2検出素子の背後に位置決めする、
変位装置が設けられている。
上記のように、本発明全構成する素子の詳細を説明した
が、添付の特許請求の範囲の真意および適用範囲を逸脱
することなく、種々の等価すなわちこれらに代わる部品
を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、放射線源および検出装置を示す、新規の断面
撮影スキャン装置の枠体の正面図である、第2図は、第
1図に示す装置の側面図である。 第3図は、変位位置にある枠体の部品の成る移動状態を
第1図に相当する正面図である。 第4a図から第4d図までは、放射線源および1対の検
出装置の相対的角変位を示す説明図である。 第5図は、第4図に相当する角変位を示すグラフである
。 第6図は、一対の検出装置の概略を示す平面図である。 第7図は、検出装置を移動させる駆動装置の概略を示す
斜視図である−6 第8図は、検出装置の角変位を示す概略図表である。 第9図は、逆運動の前後および逆運動中における検出装
置の変位および速度グラフである。 第10図は、一対の検出装置およびこれらを往復運動さ
せる機構の一部の概略を示す斜視図である。 第10a図は、別の実施例における傾動フレームの部分
斜視図である。 第11a図から第1id図までは、第10図に対応する
検出装置の往復運動の概略を示す説明図である。 第12図は、移動の各終端における、検出装置の角変位
を示す説明図である。 第16図は、固定位置を示す、患者の頭骸骨の部分斜視
図である。 第14図は、頭骸骨とそれに穿設された穴の概略斜視図
である。 (110)断面撮影スキャン装置(111)支持ノ・ウ
ジング(枠体)C112)放射線源  (115)放射
線検出装置(114) C字形フレーム(115)フレ
ームの上アーム(116)フレームの下アーム  (1
17)中心点(11B)円      (119)放射
線ビーム(120)円の直径  (121)第1駆動装
置(122)上リンク   (122り上リンクの点線
位置(125)下リンク  (124X125)対アー
ム(126)r127)下リンクのアーム(130)円
の中心(131)ビーム   (132X133)矢印
(134)検出ユニット(Ul)の前縁(135)検出
ユニット(Ul)の後縁(136)検出ユニット(U2
)の前縁(140)ステップモータ  (141)ゼネ
バ機構(142)駆動シャフト (143)ホイール(
143A)ビン    (144)ゼネバ素子(145
)差動伝動装置 (146)駆動ギヤ(146A)ラン
ク    (147)シャフト(148X148A)ギ
ヤ・  (149)入力ギヤ(149A)出力ギヤ  
(150)フレーム(155X156)曲線   (1
57)〜(163)点(165)傾動装置   (16
6)フレーム(167)矢印     (168)(1
68A)凹形領域(168B)カム部分  (169)
矢印(170)案内面    (171)矢印(180
)矢印     (181)案内リング(P) 固定点
(枢支点)(C)円軌道(Wl ) (W2 )案内ホ
イール(カムホロワ)(W3)ビン      (T1
) (T2 )カム(案内溝)(T6)カム軌道   
(Ul)(U2)検出ユニット(S)  放射線源  
  (Sl)〜@5)放射線源移動点(sp)スキャン
面位置。 F/θ、q φ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ill  基部と、透過性エネルギー源と、エネルギー
    を受けてスキャン信号を発出する検出装置と、前記基部
    上にあって、前記エネルギー源と検出装置とを支持して
    、これらを相互に所定の相関関係を保ちつつ移動させる
    位置決め装置を備える、コンピュータ制御式断面撮影ス
    キャン装置において、位置決め装置が、 (a)  上下アームを有する、はぼC字形のフレーム
    と、 (b)  前記検出装置とエネルギー源とをそれぞれ上
    下アームに固定して、両者間に放射線ビームを形成する
    手段と (cl  横軸線(Z)を中心として、前記フレームを
    回転させることによって、円周路に沿って前記エネルギ
    ー源と検出装置とを回転させ、放射線ビームの回転によ
    って、基本的な放射線スキャン面全形成するようにする
    第1駆動装置と、 (d)  前記2軸線に沿って、フレームを動かすこと
    によって、前記基本スキャン面と平行し、かつ2軸線に
    沿って軸方向に離間する面をスキャンさせる第2駆動装
    置と、 (e)  前記フレーム上にあって、放射線ビームを、
    前記エネルギー源と検出装置との間に投射する間に、前
    記検出装置を、円周に沿って、下アームの周移動の反対
    方向に移動させる第3駆動装置とを具備することを特徴
    とするスキャン装置。 (2)  検出装置が、一般に円周長さくa)’に有す
    る放射線受信表面を画定し、放射線源から投射された放
    射線ビームが、円周長さく、)が、前記表面上にある円
    弧の長さくa′)より長い場合に、その円弧に当り、ま
    た検出装置を、前記表面の反対方向に向って、円周に沿
    って移動させることによって、円弧(a)と(a′)と
    を、隣接して重複しない状態から、重複する状態に移し
    、次に隣接して重複しない状態に戻すようになっている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(11項に記載のス
    キャン装置。 (3)検出装置が、円弧(a)Th画定する、放射線ビ
    ームの円弧(a′)と重複し始める先行端と、円弧(a
    ′)と重複し終える後続端とを有することを特徴とする
    特許請求の範囲第(2)項に記載のスキャン装置。 (4)  検出装置が、それぞれ先行端と後続端とを有
    する、互いに隣接配置された1対の第1および第2検出
    ユニツトから成り、第1検出ユニツトの後続端が、円弧
    (a′)と重複し終える時に、第3駆動装置が、第2検
    出ユニツトの先行端を、ビームの円弧(a′)と重複す
    るように位置決めし、また前記装置がさらに、検出ユニ
    ットが重複状態にある時に、これらを作動させるスイッ
    チを具備することを特徴とする特許請求の範囲第(3)
    項に記載のスキャン装置。 (5)第1駆動装置が、放射線源、ビーム、およびビー
    ム円弧(a’)’kffl退させて、第1検出ユニツト
    を重複しないようにする間に、第3駆動装置が、第1検
    出ユニツトを、その先行端の方向に前進させ、次に第2
    検出装置を前進させて、円弧(a′)と重複させること
    を特徴とする特許請求の範囲第(4)項に記載のスキャ
    ン装置。 (6)検出装置に、約8度の角度で放射線ビームを照射
    して、検出装置上に約16度の円弧(a′)を形成し、
    また各検出ユニットが、約24度に等しいアーク長さく
    a)を有することを特徴とする特許請求の範囲第(21
    項に記載のスキャン装置。 (7)  第1駆動装置が、少くとも180度回転して
    、放射線源と検出装置とを、円周上の一方向に連続的に
    移動させ、続いて反対方向に移動させ、また前記装置が
    さらに、検出装置が前後に移動する間に、これを作動さ
    せるスイッチを具備することを特徴とする特許請求の範
    囲第(2)項に記載のスキャン装置。 (8)位置決め装置がさらに、(、)基端部、放射線源
    を保持する対向端部、および中間部分を有する、はぼ剛
    性の第1アーム、(b)第1端部で、基部上の固定点に
    枢着されかつ第2端部で第1アームの基端部に枢着され
    た、長さくr)t−有する第1リンク、および(c)第
    1端部で基部上の固定点に枢着されかつ第2端部で中間
    部分に結合された、長さくr)e有する第2リンクを備
    え、よって、基部、第1および第2リンク、および第1
    アームが、第1および第2リンクの第2端部と、第1ア
    ームの対向端部とで、平行四辺形リンク機構を形成して
    、半径(r)を有する等しい円上の弓形軌道を移動でき
    るようにしてあり、また第1駆動装置がさらに前記リン
    ク機構の少くとも1個の部品に接続されて、エネルギー
    源を搬送するアームの対向端に、円軌道に沿って走行さ
    せる電動モータを備えることを特徴とする特許請求の範
    囲第(3)項に記載のスキャン装置。 (9)位置決め装置がさらに、第1および第2リンクを
    有し、検出装置全支持して、これを円弧に沿って、エネ
    ルギー源の反対方向に移動させる、第1アームと類似の
    第2アームを備えることを特徴とする特許請求の範囲第
    (8)項に記載のスキャン装置。 0ω 第1アームに枢着された第1および第2リンクの
    少くとも一方が、第2アームに枢着された対応するリン
    クに固着されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    (9)項に記載のスキャン装置。 aυ 第3駆動装置が、各検出ユニットt、初期位置か
    ら終端位置に向って、前進させる第1部分と、他方の検
    出ユニットが前進し、かつ検出装置を搬送するフレーム
    が、円周上を移動する間に、各検出ユニットi後退させ
    て初期位置に戻す第2部分とから成ることを特徴とする
    特許請求の範囲第(4)項に記載のスキャン装置。 +121  第1部分が、電動モータ、各検出ユニット
    に接続された出力駆動素子、およびモータと出力駆動素
    子との中間部に接続された差動伝動装置から成り、また
    第2部分が、モータと差動伝動装置との中間に接続され
    て、出力駆動素子を一時的に逆作動させるゼネバ機構で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第00項に記載の
    スキャン装置。 (13)第1および第2検出ユニツトは、前進する際に
    、これらの放射線受信表面が整合してほぼ共面上に位置
    するように、設置されており、また第3駆動装置がさら
    に、双方の検出ユニットに交互に結合されて、各ユニッ
    トが前進する間に変位させて、他方のユニットと整合し
    ないようにすることによって、一方のユニットが他方の
    ユニットと衝突するのを防ぐ変位装置を備えることを特
    徴とする特許請求の範囲第02項に記載のスキャン装置
    。 (14)変位装置が、各検出ユニツ)Th旋回させる手
    段と、検出ユニットの中間部に結合されたカムフォロワ
    手段とを備え、よって、各検出ユニットがカムフォロワ
    手段を付勢して、他方の検出ユニットを旋回させるよう
    にしであること全特徴とする特許請求の範囲第(13)
    項に記載のスキャン装置。 (I5)各検出ユニットの放射線受信面が、それぞれ各
    ユニットの円弧(a)の1度の3分の1に相当する、円
    周方向のアーク長さを有する複数個の検出素子を備えて
    いるため、ビームが画定する16度のアーク長さくa′
    )が、スキャン作用時において常時検出素子の48度の
    アーク長さ上に位置するようになることを特徴とする特
    許請求の範囲第(6)項に記載のスキャン装置。 06)基部と透過性エネルギー源とエネルギーを受けて
    スキャン信号を出す検出装置と、前記基部上にあって、
    エネルギー源と検出装置とを支持して、これらを相互に
    所定の相関関係を保ちつつ移動させる位置決め装置を備
    える断面撮影スキャン装置において、位置決め装置が、 (a)  相互離間された、第1および第2部分を有す
    るフレームと、 (b)  エネルギー源と検出装置とを、それぞれ第1
    および第2部分に固定することによって、両者間に投射
    された放射線ビームを画定する装置と、(c)第1軸線
    (Z)’を中心として、フレームを回転させることによ
    って、エネルギー源と検出装置とが、円軌道上を回転す
    るようにして、放射線ビームを回転させて、基本となる
    放射線スキャン面を画定する第1駆動装置と、 (d)  第1軸線(Z)に沿って、フレームを移動さ
    せることによって、基本スキャン面と平行して、軸線(
    Z)に沿って軸方向に離間されたスキャン面を設定する
    第2駆動装置と、 (e)  放射線ビームを、エネルギー源と検出装置と
    の間に投射する間に、検出装置を、フレームの第2部分
    に対して、その部分の開運動の反対方向に移動させる第
    6駆動装置とを具備することを特徴とするスキャン装置
    。 07)検出装置が、隣接配置されて、名目上は前後して
    円周上の指定方向に一諸に前進する、一対の第1および
    第2検出ユニツトから成り、第3駆動装置が、検出ユニ
    ットに結合されて、これらを−諸に前進させ、次に、他
    方ユニットが前進し続けている間に、先行するユニット
    を後退させて、他方ユニットの後部につかせ、続いてこ
    れらを一諸に前進させるが、前進中は常にエネルギー源
    から放射線ビームを受けるこれらユニットは、エネルギ
    ー源とユニットとの間への放射線ビーム投射と同時に前
    進することを特徴とする特許請求の範囲第161項に記
    載のスキャン装置。
JP57142566A 1981-08-17 1982-08-17 コンピユ−タ制御式断面撮影スキヤン装置 Pending JPS5838538A (ja)

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US06/293,526 US4501009A (en) 1981-08-17 1981-08-17 Apparatus for stereotactic surgery
US293526 1999-04-15

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ID=23129436

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JP57142566A Pending JPS5838538A (ja) 1981-08-17 1982-08-17 コンピユ−タ制御式断面撮影スキヤン装置

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US (1) US4501009A (ja)
JP (1) JPS5838538A (ja)
AU (1) AU8645182A (ja)
CA (1) CA1186816A (ja)
DE (1) DE3230547A1 (ja)
FR (1) FR2511238A1 (ja)
GB (1) GB2104339B (ja)
IT (1) IT1148405B (ja)

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FR2511238A1 (fr) 1983-02-18
AU8645182A (en) 1983-02-24
CA1186816A (en) 1985-05-07
US4501009A (en) 1985-02-19
GB2104339A (en) 1983-03-02
IT1148405B (it) 1986-12-03
DE3230547A1 (de) 1983-02-24
IT8248985A0 (it) 1982-08-12
GB2104339B (en) 1985-08-21

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