JPS5894836A - 外部位置合せ照明装置の視差補正手段 - Google Patents

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】 本発明は断層撮影装置用の外部位置合せ照明装置に関す
るものである。外部位置合せ照明装置は、断層撮影を実
施するため゛の走査位置に患者を移動させるのに先立っ
て患者の適正な初期位置又は準備位置を表示するために
役立つ。

断層撮影法は患者の断面像を求めるための技術である。

それによれば、透過放射線（通例はＸ線）の扇形ビーム
の発生諒とかかる放射線用の検出器との間に検査すべき
解剖学的部位が配置される。

放射線源および検出器は、検査部位を扇形ビームの平面
内に保ちながら患者の回りを同期的に旋回する。かかる
検出器から得られるアナログイ；５を用いれば、患者の
走査された断面内の各点による放射線の減衰度を求めか
つそれを検査部位の断面像として表示することができる
。

典型的な断層撮影装置においては、放射線および検出器
がガントリのほぼ円柱状の開口の回りを旋回し得るよう
に取付けられている。患者はほぼ水平な患者支持台また
は患者テーブル上に配置される。患者テーブルは縦方向
に沿って上記の開口内に並進移動させることができ、そ
れによって患者は開口入口または開口より外側の初期位
置から開口内部の走査位置へ移動させられる。ガントリ
、患者テーブル、またはその両方を傾斜させれば、斜め
方向から患者を走査することも可能である。

患者の検査部位の適正な走査を実現するためには、患者
を走査面に対して正確に配置しなければむらないことが
知られている 検査部位の正しい位置合せを達成する手段の１つとして
、患者に１つ以上の光ビームを投射することによって走
査面内に存在する部位を照明するｈ法が用いられてきた
。そのための照明装置は一般に内部位置合せ照明装置と
呼ばれるが、それによる位置合せの確認に当っては患者
を走査ｔｌ胃に置く必要がある。しかしながら、走査面
はガントリ内部の奥深くに存在するから、内部位置合せ
照明装置のみを用いて患者の位置を観察しかつ調整する
ことは困難である。

従来の位置合せ手段の別の一例としては、米国特許第４
１１７３３７号明細書中に記載され−たちのがある。こ
の特許では、初期位置にある患者に外部位置合せ照明装
置からパターンを投影することにより、患者をガントリ
の内部に移動させた際に走査面内に位置すべき患者の断
面が照明される。

外部位置合せ照明装置によって表示された初期位置の患
者の断面と走査面と間の縦方向距離は、ガントリ内への
患者の予めプログラムされた移動距離に等しい。かかる
装置においては、斜め方向からの走査を行うためにガン
トリまたは患者テーブルを横方向傾斜軸の回りに回転さ
せた場合、走査面を正しく表示するためには側方の５位
置合せ照明装置を手動または機械的手段によつ−Ｃ傾斜
させる必要がある。他方、ガントリまたは患者テーブル
を傾斜させた場合、天井に取付けられた位置合せ照明装
置からの光線は完全に遮断しなければならない。なぜな
ら、それが初期位置の患者に投影するパターンは患者の
走査部位と一致しないからである。

従来の位置合せ手段の更に別の一例においては、ガント
リに取付けられた外部位置合せ照明装置の使用により、
走査面に平行な平面内において光線ビームが投射される
。かかる外部位置合せ照明装置が患者に投影するパター
ンは、ガントリまたは患者テーブルを傾斜させた場合に
は視差を生じる。

従来技術においては、このような視差を補正する方法は
得られていない。

本発明は、患者をガントリ内部に移動させた際に走査面
内に位置すべき部位を初期位置にある患者に対して表示
するのに役立つ断層撮影装置用の改良された外部位置合
せ表示手段を提供するものである。本発明に従冬ば、患
者に光ビームを投射するために役立つ少なくとも１個の
外部位置合せ照明装置（光源）がガントリに取付けられ
る。他方、ガントリまたは患者テーブルの傾斜によって
生じる視差を検出するため、患者テーブルとガントリと
の間の傾斜角を測定する感知手段が装備される。また、
患者テーブルの並進移動距離を変化させてガントリの傾
斜による視差を補償するための補正手段が装備される。

その結果、外部位置合せ照明装置によりガントリのあら
ゆる傾斜角に対して移動後の走査面の位置を正確に決め
ることがぐきる。

本発明の好適な実施例によれば、患者テーブルの各側面
の上方外側において２個の外部位置合せ照明装置がガン
トリに取付けられる。これらの位置合せ照明装置は、同
一平面内にレーザ光線の扇形ビームを投射することによ
り、予定の走蚕面を表わす横断方向の線分を初期位置に
ある思考の上面および側面に描き、出す。この線分は患
者の外周の約２００度相当部分に浴って伸びていること
が好ましい。

本明細書中の記載は当業者による本発明の実施を可能に
する程度に詳述するものであるが、ここに記載された具
体例は本発明を例示するものに過ぎないのであって、本
発明はその他特定の構造においても実施することができ
る。これまでに知られている最良の実施例を記載したと
は言え、前記特許請求の範囲によって定義される本発明
の範囲から逸脱することなしに細部を変更することが可
能である。

断層撮影装置の全体的構成は例えば前掲の米国特許に詳
細に示されているが、図面にはその１部を概略的に示す
。

先ず第１（および２図を見ながら説明すれば、断層−釦
装置１０は患者１５を支持するための患者テーブル１４
およびカントリ１２を含んでいる。

患者テーブル１４は、患者を（実線で示された）初期位
置からガントリのほぼ円柱状の開口１７の内部の（点線
で示された）走査位置まで並進移動させるための駆動装
装置１６を有している。ガントリ１２は平行化された透
過放射線（通例はＸ線）の扇形ビーム１９の発生１１８
を支持していて、そのビームは平面２０内において患者
１５を通過してから多素子形の検出器２２に入射する。

かかる検出器の素子はビーム１９を構成する各Ｘ線の減
衰度を測定するのに役立つ。放射Ｉｉ源１８および検出
器２２はタレット２３に取付けられていて、走査面２０
と患者の並進移動軸２６との交点によって定義される共
中心２４の回りを走査面内において同期的に旋回するこ
とができる。

ガントリ１２は傾斜軸３０の回りで回転し得るよう脚部
１３に取付けられており、しかも軸３０は共中心２４を
通るから、ガントリ１２を輸２６に対して傾斜させるこ
とが可能である。勿論、患者テーブル１４を傾斜させる
ことによっても同じ結果を得ることができる。ガントリ
または患者テーブルを傾斜させれば走査面２０も軸２６
に対して傾斜するが、かかる傾斜の度合は第２図中に示
された角ａによって定義される。

外部位置合せ照明装置３２および３４は、円筒形の鏡面
から反射されて同一平面内の扇形ビーム３６および３８
を形成する平行光線（好ましくはレーザビーム）の発生
源である。ビーム３６および３８は、ガントリ１２の前
面の直ぐ内側に位置する平面４０内に配置されている。

位置合せ照明装置３２および３４は、患者の外周の少な
くとも一部（好ましくは外周の約２００度相当部分）を
取巻くようなパターン４４を投影する。

本実施例の場合、平面４０は走査面２０に平行であると
同時に走査面２０から距ｖｉｄだけ離隔している。なお
距離ｄは、走査面２０が患者の並進移動軸２６に対して
垂直である場合に患者テーブル１４がガントリの内部に
向かって並進移動する距離に等しい。

位置合せ照明装置３２および３４は、僅かながら円柱状
開口１７の内部に配置されているにもかかわらず、本発
明においては外部位置合せ照明装置として定義されてい
る。なぜなら、それらは走査面の外部に位置し、しかも
ガントリの外側から容易に見えるパターンを患者に対し
て投影するからである。

位置合せ照明装置３２および３４は、走査に際ビて共中
心２４の回りで旋回し得るようタレット２３に取付けら
れている。しかしながら、位置合せ照明装置がガントリ
の非回転部分に取付けられていたとしても、本発明の機
能は等しく達成される。

本発明のその他の主要部分は、第２図中に略示されてい
るごとく、患者テーブル１４の並進移動軸２６に対する
ガントリ１２の傾斜を検出するための感知手段４６およ
び患者テーブル１４の走査位置を変化させてガントリの
傾斜がもたらす視差を補償するための補正手段４８であ
る。

第３図は、ガントリ１２の傾斜の結果として位置合せ照
明装置３２および３４とビーム３６および３８とが軸２
６に対して傾いた場合、いかにして視差が生じるかを示
す幾何学的配置図である。

点２４および５０を両端とする線分によって走査面２０
とビーム３８の平面４０との間の距離ｄが定義されるが
、これはガントリ１２が直立している場合に患者を平面
４０から走査面２０まｒ前進させるのに必要な患者テー
ブル１４の並進移動距離に等しい。ガントリ１２が角ａ
だけ傾斜すると、位置合せ照明装置３２によって規定さ
れる平面４０は４０ａとして示される位置に移動し、従
って軸２６とは点５０でなく点５２において交わる。

このように、視差の結果として平面４０と軸２６との交
点が点５０から点５２に移動することになる。点５２は
、点５０に比べて走査面から距離Ｃだけ遠く離れている
。この場合、位置合せ照明装置１３２ａによって初期位
置の患者上に表示された走査位置に到達するためには、
検査部位を縦方向に距１　（ｃ　＋ｄ　）だけ（すなわ
ち点５２から点２４まで）移動させなければならないわ
けである。

第３図はまた、視差を補償するために必要な患者テーブ
ルの並進移動距離に関する補正の計算方法をも示してい
る。長さくＣ＋ｄ　）の斜辺、長さｄの一辺、およびガ
ントリ１２の傾斜角に等しい夾角ａを＠覆る直角三角形
を考えよう。（ｃ　＋ｄ　）とｄとの比は角ａの正割（
５ｅｃａｎｔ　）に等しいことがわかる。それ故、視差
を補償するため軸２６に沿って患者テーブルを並進移動
させる必要のある距離（ｃ（−ｄ）は次式によって与え
られる。

Ｃ＋ｄ　＝ｄ　　−３ｅｃ　　ａ このような計算の一例を挙げると、ガントリが直立して
いる場合における初期位置と走査位置との間の所要並進
移動距離ｄが５０ｃｍであるとすれば、角ａが２０度で
ある場合における患者テーブル１４の所要並進移動距離
は次のようにして求められる。

Ｃトｄ　　＝ｄ　　−３ｅｅ　　　ａ ｄ＝５０ｃｍ ａ＝２０゜ ｓｅｃ　　ａ＝１．０６ 、’、　　ｃ　＋ｄ　＝　（５０ｃｍ＞・（１，０６）
＝　５３０ｍ すなわち、本発明の上記の例においてガントリを２０度
だけ傾斜させた場合、患者テーブルの所要並進移動距離
は５３ｃｍになるわけである。上記の公式は、ガントリ
を時計回りあるいは逆時計回りのいずれの方向に傾斜さ
せる場合にも成立つし、またガントリ、患者テーブルあ
るいはその両方を傾斜させる場合にも成立つ。なお、そ
の他の実施例（たとえば走査面が位置合は照明装置の扇
形ビームに平行でないような実施例）の場合には計算り
法が異なることは勿論である。

走査位置への患者テーブル１４の前進をマイクロブ［１
セツサによって制御する場合、視差を補償覆るためには
次のようにして患者テーブル１４の走査位置を変化させ
ればよい。感知手段４６は、脚部１３に対するガントリ
１２０角度位置に対応したディジタル値を与えるディジ
タル角度符号器である（本実施例の場合、患者テーブル
１４は傾斜しない）。補正手段４８は、ガントリ１２が
直立している場合に患者テーブル１４を位置から走査位
置まで移動させるために必要な並進移動距離の値をメモ
リ中に記憶したマイクロプロセッサである。患者テーブ
ル１４は、それの基部に対する患者テーブルの位置に対
応したディジタル値を与えるディジタル線形符号器５４
を備えている。患者テーブル１４を前進させるに当って
は、マイクロプロセッサノは線形符号器５４を読取って
患者デーゾルの基準位置を設定し、角度符号器４６を読
取ってガントリの傾斜角を求め、前述のような視差補正
のための計算を実行し、それからメモリ中に記憶された
患者テーブル移動距離の値を更新することによって視差
を補償する。次いで、マイクロプロセッサは患者テーブ
ル駆動装置５５に命令を与えることにより、線形符号器
５４に読取られる値が患者テーブルの基準位置と移動距
離の更新値との和に等しくなるまで看者テーブルを前進
させる。このようにして、患者テーブル１４は補正され
た走査位置を占めることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の外部位置合せ照明装置を示す断層撮影
装置のガントリの正面図、第２図は初期位置の患者を実
線で示しかつ走査位置の患者を点線で示す第１図の断層
撮影装置の部分側面図、そして第３図は視差の存在を証
明しかつ視差を補償するために必要な患者の走査位置に
関する補正の計算方法を示す第１図のガントリの略側面
図ぐある。 図中、１０は断層撮影装置、１２はガントリ、１４は患
者テーブル、１５は患者、１６は患者テーブル駆動装置
、１７はガントリの開口、１８は放射線源、１９は放射
線ビーム、２０は走査面、２２は検出器、２３はタレッ
ト、２４は共中心、２６は並進移動軸７．３０は傾斜軸
、３２および３４は外部位置合せ照明ｉ！ｉ置、３６お
よび３８は光線ビーム、４４はパターン、４６は感知手
段、４８は補正手段、そして５４はディジタル線形符号
器を表わす。 特許出願人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ代理人　（７６
３０）　　生　沼　徳　二１８３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　患者を受＆プ入れるためのほば円奢１状の間［１
   を右４るガントリ、縦方向に沿って並進移動づることに
   より前記患者を初Ｉ］位置から前記間「コ内の走査位置
   へ移動させることのできる患者テーブル、前記患者テー
   ブルおよび前記ガントリの少なくとも一方を横方向の傾
   斜軸の回りに回転させて斜め１ノ向からの走査を可能に
   づる手段、並びに前記ガントリに取付けられかつ前記初
   期位置にある前記患者の走査１べき部位を表示覆るのに
   役立つ外部位置合せ照明装置手段を含む断層撮影装置に
   おいて、前記患者テーブルに対する前記ガントリの傾斜
   を検出するための感知手段および前記走査位置への移動
   時におＧＪる前記思考テーブルの並進移動距離を変化さ
   せて前記ガントリの傾斜がもたら１視差を補償するため
   の補正手段の両者から成るＦＡ差補正手段を具備するこ
   とを特徴とする断層撮影装置。 ２、　前記照明装置手段がレーザである特６１６＾求の
   範囲第１項記載の断層撮影装置。 ３、　前記ガントリを前記傾斜軸の回りに回転させるこ
   とがぐきる特許請求の範囲第１項記載の断層撮影装置。 ４、　前記照明装置手段が前記傾斜軸の実質的に上方に
   おいて前記ガントリに取付けられている特許請求の範囲
   第３項記載の断Ｍ撮影装ｄ０５、　前記傾斜軸が前記ガ
   ントリの共中心を通る特許請求の範囲第３項記載のＩ！
   ｌｉ層撮影装置。 ６、　前記照明装置手段が前記ガントリに取（＝１けら
   れた第１および第２の扇形光ビーム発生鯨から成り、か
   つ前記第１および第２の光ビーム発生鯨は前記患者テー
   ブルの並進移動軸の右側および左側にそれぞれ固定され
   （いる特許請求の範囲第１項記載の断層撮影装置。 ７、　前記第１および第２の光ビーム発生踪が前記患者
   の外周の約２００度相当部分に沿ってパターンを投影す
   る特許請求の範囲第６項記載の断１Ｆｉ−影装置。 ８．　前記感知手段が、脚部に対する前記ガントリの角
   度位置に対応したディジタル値を与えるディジタル角度
   符号器で構成されている特許請求の範囲第１項記載の断
   層撮影装置。 ９、　前記患者テーブルの並進移動がマイクロＩｒ］セ
   ッサによって制御される場合において、前記患者テーブ
   ルの位置がディジタル線形符号器によって記録され、前
   記視差補正手段が、前記ガントリが前記患者テーブルに
   対して垂直である場合に前記患者テーブルを前記初期位
   置から前記走査位置まで移動させるのに必要な並進移動
   距離の値を記憶するためのメモリ手段１、前記線形符号
   器を読取って前記患者テーブルの初期位置に関する基準
   値を設定するための手段、前記角度符号器を読取って前
   記ガントリの傾斜角を求めるための手段、並進移動距離
   の前記記憶値に前記傾斜角の正割を掛けることによって
   前記患者テーブルの並進移動距離の更新値を求めるため
   の手段、前記基準値に前記更新値を加えることによって
   前記患者テーブルの補正された走査位置を表わず植を求
   めるための手段、および線形符号器によって指示される
   前記患者テーブルの位置を表わす値が前記補正された走
   査位置を表わず値に等しくなるよ、で前記患者テーブル
   を前記ガントリ内に駆動するための手段を有する特許請
   求の範囲第８項記載の断層撮影装置。