特許 5846744 Ｘ線ＣＴ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5846744

(24)【登録日】2015年12月4日

(45)【発行日】2016年1月20日

(54)【発明の名称】Ｘ線ＣＴ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20151224BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 321Z

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-51700(P2011-51700)

(22)【出願日】2011年3月9日

(65)【公開番号】特開2012-187198(P2012-187198A)

(43)【公開日】2012年10月4日

【審査請求日】2014年1月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000235

【氏名又は名称】特許業務法人 天城国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松澤 洋平

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 富也

(72)【発明者】

【氏名】堀 宏臣

【審査官】 小田倉 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−１５９２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２２２１４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開昭６１−０４５９０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−２２８９４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定カバーと複数の分割された可動カバーで構成される、フロントカバーおよびリアカバーと、
前記可動カバーを前記固定カバーに対してスライドさせるスライド機構と、
前記スライド機構を制御して架台の開口部の開口径を変更可能とするドーム径駆動部と、
を有し、
前記スライド機構は、前記各可動カバーを前記架台中心に対して放射状にスライドさせることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

【請求項2】

前記フロントカバーとリアカバーで形成される架台内壁面にＸ線照射窓となるドームカバーシートを更に有し、前記架台の開口径の変更に追従してカバーシート長を調整するカバーシート調整部を有する請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項3】

前記隣接する可動カバー間に伸縮素材を設けることを特徴とする請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項4】

前記スライド機構は、前記各可動カバーを前記架台中心に対して環状にスライドさせることにより、前記各可動カバーを前記架台中心に対して放射状にスライドさせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項5】

Ｘ線管と、
前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部の出力信号をディジタル信号に変換して収集し医用画像を再構成する再構成部と、
前記Ｘ線管とＸ線検出部の距離を変化させるＳＩＤ駆動部と、
前記ドーム径駆動部およびＳＩＤ駆動部を制御し、撮影倍率条件に対応した前記架台の開口部の開口径とＳＩＤを設定するシステム制御部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

医療用画像診断装置の一つであるＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置では、Ｘ線管から発生したＸ線が被検体を透過し、Ｘ線管に対向して配置されるＸ線検出器のペアが被検体の回りを回転しながら撮影することで被検体の断層画像を得ることができる。このＸ線管とＸ線検出器のペアを回転させる部分を回転部といい、これら回転部を支える部分を固定部という。従来、固定部の外装カバーは、主としてフロントドームカバーとリアドームカバーからなり、対向するＸ線管とＸ線検出器の間の寝台が入る部分に開口部（架台ドーム）を形成する。これらは一体成型の部品または複数の部品を組み合わせて構成される（例えば特許文献１参照）。

【0003】

また、この架台ドーム内壁面には、高速に回転する回転部に被検体が手などを誤って入れたりしないように、安全性の観点からＸ線照射窓としてのドームカバーシートを備えている。通常、このドームカバーシートは、取り付け前はシート状であり、フロントドームカバーとリアドームカバーとで形成される架台ドーム内壁面に円筒状に取り付ける。製品によっては最初から円筒状のものも存在する。従って、これらの外装カバーを組み立てた架台ドームのドーム径は固定であり、可変できる構造ではない。

【0004】

Ｘ線管とＸ線検出器の距離を近づけると機構的に拡大撮影を行うことが可能である。現在のドームカバー構造で拡大撮影を行うためは、最初からドーム径を小さく設計して回転部内部のスペースを確保し、Ｘ線管とＸ線検出器の距離（ＳＩＤ：Source Image Distance）を短くする以外に実現できない。しかしこのように単純にドーム径を小さくしてしまうと、例えば体格の大きな被検体の場合などで、通常撮影時であるにもかかわらずドーム径を大きくしたいという要求に応えられなくなるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−２３０７８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、上記問題を解決し、ドーム径が可変可能なＸ線ＣＴ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を達成するために、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、固定カバーと複数の分割された可動カバーで構成される、フロントカバーおよびリアカバーと、前記可動カバーを前記固定カバーに対してスライドさせるスライド機構と、前記スライド機構を制御して架台の開口部の開口径を変更可能とするドーム径駆動部と、を有し、前記スライド機構は、前記各可動カバーを前記架台中心に対して放射状にスライドさせる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の全体構成図。

【図2】同実施形態におけるＸ線ＣＴ装置のドーム径可変構造のＸ−Ｚ断面図。

【図3】同実施形態におけるＸ線ＣＴ装置のドーム径可変構造の正面図。

【図4】同実施形態におけるスライド機構部とテンション調整部の一例。

【図5】第２の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置のドーム径可変構造の正面図。

【図6】同実施形態のドーム径可変構造の詳細図。

【図7】第３の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置のドーム径可変構造の正面図。

【図8】第４の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置のブロック構成図。

【図9】同実施形態におけるＸ線ＣＴ装置のスキャン手順を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発明を実施するための実施形態について図１から図９に示す図面を参照しながら詳細に説明する。

【0010】

（第１の実施形態）
本実施形態のＸ線ＣＴ装置の架台１０は、フロントドームカバー１１とリアドームカバー１２からなり、これらで形成される架台ドーム１３内壁面にＸ線照射窓としてのドームカバーシート１４を備える。フロントドームカバー１１とリアドームカバー１２それぞれは、固定カバー１５と、複数に分割された可動カバー１６と、隣接する各可動カバー１６を接続する伸縮素材１７とから構成される。この各可動カバー１６に放射状にスライドさせる機構を持たせて、架台ドーム径が伸縮できるようにする。異なるドーム径に伸縮させる時に発生する可動カバー１６間の隙間は、伸縮素材１７で吸収できるようにする。伸縮素材１７は、素材自体に伸縮性があってもよいし、蛇腹のような構造でもよい。本実施形態では説明を分かりやすくするために、フロントドームカバー１１とリアドームカバー１２を対称構造としているので架台正面と架台背面とは同じ構造である。また製品によっては存在するサイドカバーやトップカバーなどをフロントドームカバー１１およびリアドームカバー１２に含め一体化して示している。

【0011】

このようなドーム径が可変できるＸ線ＣＴ装置の寝台１８に患者（被検体）を横臥させ、この架台ドーム１３内に寝台１８を移動させて、ドーム径に応じた撮影倍率の断面画像をスキャンして取得する。

【0012】

図２は本実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるドーム径可変構造をＸ−Ｚ平面の断面図で示し、図３は正面から見た図を示している。また、図４では、ドーム径可変構造のうち、スライド機構部とテンション調整部の一例について示している。

【0013】

図２に示すように、本実施形態のドーム径可変構造は、後述するシステム制御部（８１）からの制御命令により架台ドーム１３のドーム径を可変するように駆動するドーム径駆動部２１とドーム径の可変に伴い、ドームカバーシート１４のシート長を調整するカバーシート調整部２２を有する。

【0014】

このドーム径駆動部２１はフロントドームカバー１１側、およびリアドームカバー１２側の、固定カバー１５と分割された複数の可動カバー１６との間に設置されるドーム径伸縮のためのスライド機構２３を制御する。

【0015】

また、カバーシート調整部２２は、可変されたドーム径に対して最適なシート長となるようにドームカバーシート１４の長さを調整するカバーシート伸縮部２４と、ドーム径を可変しても可動カバー１６とドームカバーシート１４が密着するように、ドームカバーシート１４にテンションをかけるテンション調整部２５を有している。

【0016】

図３に示すように、例えば、可動カバー１６は等分に４分割されており、この可動カバー１６と固定カバー１５の間に配置されるスライド機構２３によりに各可動カバー１６が、矢印に示すように放射状に方向移動する。

【0017】

このスライド機構２３についての一例を図４に示す。スライド機構２３は、可動カバー１６側に設置されるラバー２３１およびモータ２３２と、固定カバー１５側に固定されるアイドラ２３３ａ、２３３ｂから構成されており、モータ２３２を回転することにより可動カバー１６を固定カバー１５に対してスライドさせることができる。このスライド機構２３はリニアモータのようなものでも構わない。

【0018】

また放射状に方向移動したことによる各可動カバー１６間には隙間が生じるが、この隙間は伸縮素材１７にて吸収し、架台１０の内部が見えないようにする。

【0019】

カバーシート調整部２２については、帯状のドームカバーシート１４を仮定する。例えばカバーシート伸縮部２４の構造の一例としては、帯状のドームカバーシート１４の片側を架台ドーム１３の内壁面に固定し、もう片側を図３に示すバネ等にて引っ張る構造にする。ドーム径拡大時はバネが伸びている状態にし、ドーム径収縮時は、伸びたバネの収縮する力を利用して、ドームカバーシート１４を自動的に引っ張るようにする。

【0020】

また、ドーム径可変の際、ドームカバーシート１４が弛むことなくドーム径に追従するために、図４に示すように、ドームカバーシート１４にはテンション調整部２５を配置する。このテンション調整部２５は、例えばアイドラ２３３ｃなどを取り付けて、常にドームカバーシート１４にテンションをかけて固定カバー１６に密着させ、架台ドーム１３の円形を保つようにする。

【0021】

以上述べたように、第１の実施形態によれば、複数に分割された可動カバーを放射状に方向移動することによりドーム径を可変することが可能となる。

【0022】

（第２の実施形態）
本実施形態では、スライド機構として環状方向にスライドする機構を採用する。図５は、環状スライド機構を有するＸ線ＣＴ装置のドーム径可変構造の正面図であり、図６はドーム径可変構造の詳細図を示している。

【0023】

本実施形態のドーム可変構造は、８等分した可動カバー１６と、この各可動カバー１６それぞれにテレスコピック構造体５１を設け、この８つの可動カバー１５を組み合わせることにより全体として円形テレスコピック構造が形成されている。

【0024】

ここで言う円形テレスコピック構造とは、各可動カバー１５の隣り合うテレスコピック構造体５１が互いにかみ合うことにより、略円形のドーム径形状を保ちながらドーム径の拡大、もしくは縮小が可能となる構造のことを言う。従って、ドーム径可変のために、各テレスコピック構造体５１はかみ合わせ部がスライドできる構造を持つ。

【0025】

図５の矢印で示すように、スライド機構２３（環状）は、ドーム径駆動部２１の指示によりドーム径をワイヤなどの長さで既定し、ドーム径を可変する。言わば巾着袋と同じような原理で、円形テレスコピック構造に通したワイヤを押し引きすることによって、テレスコピック構造を伸縮させて、ドーム径を可変させる。各可動カバー１６間の隙間は、図示していないが第１の実施形態のように伸縮素材にて吸収し、回転部内部が見えないようにする。

【0026】

また、カバーシート調整部２２の構成は、第1の実施形態と同じとすることができる。ドーム径の可変動作に伴い、帯状のドームカバーシート１４片側を固定し、もう片側をバネ等にて引っ張る構造にする。

【0027】

図６に示すように、各可動カバー１６とテレスコピック構造体５１は固定されて一体構造になっており、さらに各可動カバー１６の裏面には、点線矢印で示すワイヤ６１をガイドする例えば円筒状のワイヤガイド６２が配置されており、このワイヤガイド６２によってドームの円形が保たれる。

【0028】

このように、第２の実施形態によれば、複数に分割された可動カバーを円形テレスコピックに組み合わせ、さらに環状方向にスライドさせることで架台ドームのドーム径を可変できる。

【0029】

（第３の実施形態）
第２の実施形態では、ドーム径を大きくする方向にできるテレスコピック構造を示したが、本実施形態ではドーム径を収縮する方向にできる円形テレスコピック構造について説明する。

【0030】

各可動カバー１６が、テレスコピック構造体となるように設計され、ドーム径が収縮する方向に対して、各可動カバー１６が隣の可動カバー１６内に重なり円形テレスコピック構造を形成するものである。

【0031】

本実施形態は、第２の実施形態と合わせて設計することにより、ドーム径の拡大および縮小が可能となる。

【0032】

（第４の実施形態）
本実施形態は、第１から第３で説明したドーム径可変構造を有するＸ線ＣＴ装置について説明する。図８は、ドーム径可変構造を有するＸ線ＣＴ装置を示している。本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、被検体ＰをＸ線でスキャンするための架台１０と、被検体Ｐを架台ドーム１３内に移動する寝台１８と、Ｘ線ＣＴ装置全体を制御するシステム制御部８１と、架台１０から得られた投影データを処理し、医用画像を再構成するコンピュータとしての再構成部８２とを有する。

【0033】

ドーム径可変構造を有するＸ線ＣＴ装置架台１０の内部構造は、被検体Ｐを中心にして回転運動する回転部８３とそれ以外の固定部８４から構成される。回転部８３には、Ｘ線を発生するＸ線管８３１、Ｘ線管８３１から放射され被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器８３２、Ｘ線検出器８３２の検出データをデジタルデータに変換して収集するデータ収集装置（ＤＡＳ：Data Acquisition System）８３３、およびデータ収集装置８３３で取得された投影データを回転部８３外の再構成部８２へ非接触で伝送する非接触データ伝送装置８３４から構成される。

【0034】

システム制御部８１は、Ｘ線を発生するためにＸ線管８３１に印加する電圧を発生する高電圧発生装置８３５、架台ドーム１３のドーム径を可変するドーム径駆動部２１、ドーム径の可変に伴い、Ｘ線管８２１とＸ線検出器８３２の距離（ＳＩＤ）を可変するＳＩＤ駆動部８３６、へリカルスキャンなどのスキャン条件に基づいて回転部８３を回転させる回転駆動部８３７、および被検体Ｐが横臥する寝台１８を架台ドーム１３内に移動させる寝台駆動部８３８から構成される。

【0035】

再構成部８２は、非接触データ伝送装置８３４から転送された投影データから、診断に必要な医用画像を再構成し、この再構成された医用画像は、再構成部８２に接続された図示しないモニタなどに表示される。また、ドーム径駆動部２１によるドーム径の可変、およびＳＩＤ駆動部８３６によるＳＩＤ変更により撮影倍率を変えた医用画像を再構成しモニタなどに表示可能となる。システム制御部８１と再構成部８２は一般的には処理能力の高いコンピュータを基本にして構成される。

【0036】

次に図９を用いて、通常撮影および拡大撮影を行うスキャン手順について説明する。

【0037】

まず、医師または検査技師は、被検体Ｐを寝台１８に横臥させ、被検体Ｐに対して取得すべき部位の医用画像のスキャン条件の入力行う。ステップＳＴ９０１では、システム制御部８１がこの入力されたスキャン条件を取得する。

【0038】

ステップＳＴ９０２では、医師または検査技師は、さらに通常撮影か拡大撮影かなどの撮影モード種別または撮影倍率を選択する。また、撮影倍率を変えなくとも被検体Ｐの体格によってドーム径を拡大する必要がある場合にはドーム径の大きさを選択する。

【0039】

ステップＳＴ９０３では、システム制御部８１はステップＳＴ９０２で選択された撮影モード、撮影倍率、被検体Ｐの体格などの入力条件により最適なドーム径を計算し、計算されたドーム径になるようにドーム径駆動部２１を制御する。

【0040】

またステップＳＴ９０４では、拡大撮影などの撮影モード種別または撮影倍率が変更された場合に、システム制御部８１は、最適な倍率になるようにＳＩＤの調整を行う。

【0041】

ステップＳＴ９０５では、寝台駆動部８３８を制御して寝台１８に横臥する被検体Ｐを架台ドーム１３内に移動する。そしてスキャンを開始する。

【0042】

そしてステップＳＴ９０６では、撮影モード・撮影条件に応じたスキャンが終了する。そして取得した投影データを再構成部８２で医用画像として再構成する。

【0043】

以上説明したように、第４の実施形態によれば、架台ドーム１３のドーム径とＳＩＤを可変させることにより、撮影倍率を変えた医用画像を取得することが可能となる。

【0044】

＜その他の実施形態＞
実施形態１から３においては、カバーシート調整部２２を設けた。ドームカバーシート１４は、Ｘ線管８３１から照射されるＸ線を通過させる照射窓として機能する他に、被検体や操作者が高速に回転する回転部に誤って手などを入れてしまわないように、安全性の観点から備えられている。現在、このドームカバーシート１４の材質として透明、もしくは半透明なシートが用いられており、具体的には伸縮性の乏しいＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）系の素材であるマイラーが使用されていることが多い。

【0045】

しかし、ドームカバーシート１４の材質は、Ｘ線を減衰なく通過させ、しかも被検体が手などを入れないようにできる材質であればよいため、必ずしもマイラーを使用しなくてもよい。すなわち、ドームカバーシート１４の材質をＸ線の減衰が少ない円筒形の伸縮素材で構成すれば、ドーム径の可変に対し柔軟に変形が可能となる。その場合、カバーシート調整部２２の機能は自動的に達成される。

【0046】

従って、第４の実施形態によれば、ドームカバーシートをＸ線の減衰が少ない円筒形の伸縮素材で構成することにより、ドーム径の可変に応じてドームカバーシートも自動的に可変する効果を有する。

【0047】

以上述べたように本実施形態のＸ線ＣＴ装置によれば、外装カバーにドーム径を可変できる機構を有しているのでドーム径を小さくすることができる。ドーム径を小さくできれば内部スペースを確保することが可能となり、Ｘ線管をＸ線検出器に近づけて行う拡大撮影が可能となる。しかも通常撮影時にはドーム径を大きくできるため、体格の大きい人に対して柔軟に対応可能であるなど、ユーザニーズに応えることが可能となる。

【0048】

本発明は、上記実施態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施形態で示した可動カバーの形状は例示にすぎず、さらに分割数などは必要に応じて変更可能である。分割数が多いほど円形なドーム形状で可変することができる。

【0049】

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。

【符号の説明】

【0050】

１０…架台、
１１…フロントドームカバー、
１２…リアドームカバー、
１３…架台ドーム、
１４…ドームカバーシート、
１５…固定カバー、
１６…可動カバー、
１７…伸縮素材、
１８…寝台、
２１…ドーム径駆動部、
２２…カバーシート調整部、
２３…スライド機構部、
２４…カバーシート伸縮部、
２５…テンション調整部、
６１…ワイヤ、
６２…ワイヤガイド、
８１…システム制御部、
８２…再構成部、
８３…回転部、
８４…固定部、
８３１…Ｘ線管、
８３２…Ｘ線検出器、
８３３…データ収集部、
８３４…非接触データ伝送装置、
８３５…高電圧発生装置、
８３６…ＳＩＤ駆動部、
８３７…回転駆動部、
８３８…寝台駆動部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】