特許 6812202 Ｘ線コンピュータ断層撮影装置および表示装置

(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】6812202

(24)【登録日】2020年12月18日

(45)【発行日】2021年1月13日

(54)【発明の名称】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置および表示装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20201228BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/00 330Z

【請求項の数】16

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-212508(P2016-212508)

(22)【出願日】2016年10月31日

(65)【公開番号】特開2017-86902(P2017-86902A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2019年9月19日

(31)【優先権主張番号】特願2015-215602(P2015-215602)

(32)【優先日】2015年11月2日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 健

(72)【発明者】

【氏名】大石 圭佑

【審査官】 遠藤 直恵

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１３９２１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１１０７０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００ −６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を発生するＸ線源と、
被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを開口を挟んで有する架台と、
前記開口の中心軸を床面に対して垂直方向に維持し、かつ前記架台を前記床面に対して垂直方向に移動可能に支持する支柱と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とにより形成される撮影視野を前記床面に投影した範囲、または、前記撮影視野に含まれる前記開口の外縁を前記床面に投影した範囲に対応する図形を、前記床面に表示する表示装置と、を具備し、
前記表示装置は、前記撮影視野内における被検体の所定の立ち位置または座る位置を表示し、ＣＴ撮影に関する検査情報に応じて、前記所定の立ち位置または座る位置に関する表示を変更する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項2】

前記撮影視野に関する複数の図形を記憶する記憶回路をさらに具備し、
前記表示装置は、前記複数の図形にそれぞれ対応し、表示される図形を変更するための入力ボタンを有し、
前記表示装置は、前記入力ボタンを押下することで、前記記憶回路に記憶された前記入力ボタンそれぞれに対応する図形を表示する請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項3】

前記表示装置は、前記ＣＴ撮影において被検体に示す付加情報を表示する請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項4】

前記所定の立ち位置または座る位置に設けられ、前記被検体が前記所定の立ち位置または座る位置に位置しているか検出する第１センサと、
前記撮影視野内に設けられ、前記被検体が撮影視野内に位置しているか検出する第２センサと、
をさらに具備する請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項5】

前記第１センサは、前記被検体の接触を検出可能なタッチセンサである請求項４記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項6】

前記第１センサは、前記被検体の荷重を検出可能な荷重センサである請求項５記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項7】

前記第２センサは、照射したレーザを前記被検体が遮ることにより前記被検体を検出可能なレーザセンサである請求項５記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項8】

前記第１センサによる検出結果を基に、前記被検体が前記所定の立ち位置または座る位置に位置しているかを判定し、前記第２センサによる検出結果を基に、前記被検体が前記撮影視野外に位置しているかを判定する判定回路をさらに具備する請求項４記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項9】

前記所定の立ち位置または座る位置に位置しないと判定された場合、前記被検体に対する警告と、前記架台のスライド動作の禁止と、前記架台のスライド動作の停止とのうち少なくとも１つを実行するよう制御し、前記被検体が前記撮影視野外に位置すると判定された場合、前記被検体に対する警告と、前記架台のスライド動作の禁止と、前記架台のスライド動作の停止とのうち少なくとも１つを実行するよう制御する制御回路をさらに具備する請求項８記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項10】

前記表示装置は、前記警告を表示する請求項９記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項11】

前記支柱は、前記架台を水平軸周りに回転可能に支持し、
前記表示装置は、前記架台の回転軸回りの回転角度に応じて、前記表示する図形を変化させる請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項12】

前記支柱は、前記開口の中心軸が床面に対して所定の角度を有する状態で、前記架台を前記床面に対して垂直方向に移動可能に支持し、
前記表示装置は、前記状態において、撮影視野を前記床面に投影した範囲、または、前記開口の外縁を前記床面に投影した範囲を示す図形を、前記床面に表示する、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項13】

前記支柱は、前記架台を前記垂直方向にスライド可能に支持するスライド機構と、前記架台を水平軸回りに回転可能に支持するチルト機構とを有し、
前記スライド機構が前記架台をスライドするための動力を発生する第１駆動装置と、
前記チルト機構が前記架台を回転するための動力を発生する第２駆動装置と、
前記第１駆動装置と第２駆動装置とを制御する制御回路と、
をさらに具備する請求項１２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項14】

前記架台の水平軸回りの複数の回転角度にそれぞれ対応する複数の図形を記憶する記憶回路と、
前記回転角度を入力する入力機器とをさらに具備し、
前記表示装置は、前記複数の図形の中から前記入力された回転角度に応じた図形を表示する請求項１３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項15】

前記架台の水平軸回りの回転角度に対応する図形を記憶する記憶回路と、
前記回転角度を入力する入力機器と、
前記入力された回転角度に応じて、前記図形を変形するための変形量を算出する算出部をさらに具備し、
前記表示装置は、前記算出された変形量で変形された前記図形を表示する請求項１３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項16】

Ｘ線を発生するＸ線源と、Ｘ線を検出するＸ線検出器と、撮影領域を形成する開口を有し、前記開口を挟んで対向して配置された前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを有する架台と、前記開口の中心軸を床面に対して垂直方向に維持し、かつ前記架台を前記床面に対して垂直方向に移動可能に支持する支柱とを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置に用いられ、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とにより形成される撮影視野を前記床面に投影した範囲、または、前記撮影視野に含まれる前記開口の外縁を前記床面に投影した範囲に対応する図形を、前記床面に表示し、
前記撮影視野内における被検体の所定の立ち位置または座る位置を表示し、
ＣＴ撮影に関する検査情報に応じて、前記所定の立ち位置または座る位置に関する表示を変更する、
表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置および表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線コンピュータ断層（Computed Tomography：ＣＴ）撮影は、通常、患者が寝台に横になる臥位状態で行われる。近年、嚥下等の診断において、立位または座位状態でのＣＴ撮影が望まれている。

【0003】

立位または座位状態でのＣＴ撮影の場合、患者と架台との接触を防ぐため、患者を適切な位置に立たせる必要がある。また、患者が適切な位置に立っているかどうかを判断する必要がある。しかしながら、当該立位または座位状態でのＣＴ撮影において、患者を適切な位置に立たせる方法および患者が適切な位置に立っているかどうかを判断する方法は、確立されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３２８４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

実施形態の目的は、立位または座位状態でのＣＴ撮影において、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および表示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、架台と、支柱と、表示装置と、を具備する。前記Ｘ線源は、Ｘ線を発生する。前記Ｘ線検出器は、被検体を透過したＸ線を検出する。前記架台は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを開口を挟んで有する。前記支柱は、前記開口の中心軸を床面に対して垂直方向に維持し、かつ前記架台を前記床面に対して垂直方向に移動可能に支持する。前記表示装置は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とにより形成される撮影視野を前記架台の上下動方向から前記床面に投影した範囲、または、前記撮影視野に含まれる前記開口の外縁を前記架台の上下動方向から前記床面に投影した範囲に対応する図形を、前記床面に表示する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を示す図である。

【図2】図２は、図１に示す第１表示装置について説明するための図である。

【図3】図３は、図１に示す第１表示装置における所定の立ち位置の表示例を示す図である。

【図4】図４は、図１に示す第１表示装置における撮影領域に対応した大きさの異なる図形の表示例を示す図である。

【図5】図５は、架台のチルト角に応じた表示装置における撮影領域の表示例を示す図である。

【図6】図６は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置における、撮影部位に応じた第１表示装置に対する表示制御の流れを示すフローチャートである。

【図7】図７は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置における、架台本体のチルト角に応じた第１表示装置に対する表示制御の流れを示すフローチャートである。

【図8】図８は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置における、被検体が所定の立ち位置に位置していない場合の動作制御の流れを示すフローチャートである。

【図9】図９は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置における、被検体が撮影領域外に位置している場合の動作制御の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能および構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

【0009】

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置を示すブロック図である。

【0010】

図１に示すように、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置（以降、Ｘ線ＣＴ装置と呼称する。）は、架台装置１０とコンソール５０とを有する。例えば、架台装置１０はＣＴ検査室に設置され、コンソール５０はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台装置１０とコンソール５０とは有線または無線で互いに通信可能に接続される。架台装置１０は、立位、座位または臥位の被検体をＸ線コンピュータ断層撮影（以降、ＣＴ撮影と呼称する。）するための構成を有するスキャン装置である。コンソール５０は、架台装置１０を制御するためのコンピュータあるいはワークステーションである。

【0011】

図１に示すように、架台１１は、撮影領域をなす開口１５が形成された略円筒形状の構造体である。当該撮影領域は、立位、座位または臥位状態でのＣＴ撮影における撮影視野（ＦＯＶ：field of view）と略一致する。架台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。

【0012】

より詳細には、架台１１は、アルミ等の金属により形成されたメインフレームと、メインフレームにより中心軸Ｒ１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。Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とは、例えば、回転フレーム２１に形成された凹部に嵌め込んでもよいし、ネジ等の締結具により締結してもよい。

【0013】

回転フレーム２１は、回転駆動装置２３からの動力を受けて中心軸Ｒ１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。本実施形態において、回転駆動装置２３は、例えば、架台１１に収容する。

【0014】

支柱１３は、架台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、円柱形状および角柱形状等の柱型形状を有する。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１１の側面に取り付けられる。支柱１３は、立位の被検体をＸ線コンピュータ断層撮影するため、開口１５の中心軸Ｒ１が床面に対して垂直方向を維持した状態において架台１１をスライド可能に支持する。

【0015】

支柱１３には架台１１の垂直方向に関するスライドのための駆動装置（以降、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、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。

【0016】

支柱１３は、例えば、架台１１の水平軸（回転軸ともいう。以降、チルト軸と呼称する。）回りに回転可能に架台１１を支持するように構成される。この場合、支柱１３と架台１１とは、架台１１がチルト軸回りに回転可能に軸受７７等を介して接続される。

【0017】

支柱１３には架台１１のチルト軸に関するチルトのための駆動装置（以降、チルト駆動装置と呼称する。）２９が収容されている。チルト駆動装置２９は、架台制御回路２５からの制御に従って、架台１１をチルト軸に関して回転するための動力を発生する。具体的には、チルト駆動装置２９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、チルト駆動装置２９からの動力を受けて、架台１１をチルト軸に関してチルトする。チルト駆動装置２９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。

【0018】

これにより、立位および座位撮影と臥位撮影とを一台の架台装置１０で選択的に実行することが可能になる。

【0019】

ここで、支柱１３は架台１１の両側に設けられる。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は柱型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。

【0020】

第１表示装置３１は、撮影領域または撮影領域に含まれる開口１５の外縁に関する床面への投影に対応する図形を表示するための装置である。開口１５の外縁は、架台１１の内縁に対応する。第１表示装置３１は、架台１１によるＣＴ撮影において、当該図形により被検体の所定の立ち位置または座る位置を表示する。当該撮影領域は、立位、座位または臥位状態でのＣＴ撮影における撮影視野（ＦＯＶ）と略一致する。

【0021】

第１表示装置３１は、架台１１の下方に位置する床面に設置される。第１表示装置３１は、例えば、検査の都度、検査室の床面に敷くマット（敷設マット）であってもよい。この場合、取り外した後も正しい位置に設置できるよう、検査室の床面にマーカ等を設置してもよい。また、第１表示装置３１は、例えば、液晶ディスプレイおよびＬＥＤを用いた電光掲示板等であって、検査室の床に埋め込んで常設してもよい。

【0022】

図２は、図１に示す第１表示装置３１について説明するための図である。
図２に示すように、第１表示装置３１は、当該撮影領域３１３内における被検体の所定の立ち位置３１１を表示する。本実施形態では、第１表示装置３１は、Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とにより形成される撮影視野を架台１１の上下動方向から床面に投影した範囲、または、開口１５の外縁を架台１１の上下動方向から床面に投影した範囲に対応する図形を表示する。図２において、第１表示装置３１は、例えば、当該撮影領域３１３の中心に被検体の所定の立ち位置３１１を表示している。当該撮影領域３１３の中心は、当該開口１５の中心と略一致している。なお、図２では、一例として、被検体の立ち位置３１１を表示しているが、これに限定されない。第１表示装置３１は、被検体の座る位置あるいは被検体を座位状態とするための椅子等の設置位置を表示してもよい。なお、被検体の所定の立ち位置３１１に関する表示は、例えば、主記憶回路５９に記憶されたプログラムに応じた、システム制御回路６１による第１表示装置３１の表示制御によって実現されてもよい。

【0023】

また、当該立ち位置３１１に第１センサ３３が設けられる。第１センサ３３は、例えば、被検体の接触を検出可能なタッチセンサ、圧力により生じる微弱な電流を検出可能な圧電センサ、および被検体の荷重を検出可能な荷重センサ等である。第１センサ３３は、被検体を検出した場合、被検体の検出信号（以降、第１検出信号と呼称する。）をコンソール５０の判定回路６３へ送信する。ここで、第１センサ３３として荷重センサを用いた場合、荷重を検出することが可能であるため、被検体の重心を把握することが可能になる。すなわち、被検体の傾きを把握することができる。なお、図２において、第１センサ３３は、当該立ち位置３１１に設置されるが、これに限定されない。第１センサ３３は、例えば、撮影領域３１３全域に設置してもよい。

【0024】

また、撮影領域３１３の輪郭に沿って第２センサ３５が設置される。第２センサ３５は、例えば、レーザ等を用いた光学センサである。第２センサ３５は、例えば、照射されるレーザ等を被検体が遮った場合、被検体の検出信号（以降、第２検出信号と呼称する。）をコンソール５０の判定回路６３へ送信する。なお、第２センサ３５の代わりに、ＬＥＤ等の光源を設置してもよい。これにより、被検体および操作者に対して、視覚的に被検体が撮影領域３１３外に位置していることを知らせることができる。また、撮影領域３１３の輪郭に沿って第２センサ３５が設けられるが、本実施形態はこれに限定されない。第２センサ３５は、撮影領域３１３全域に設置してもよい。

【0025】

また、第１表示装置３１における撮影領域３１３外の領域３１５には、例えば、ＣＴ撮影において被検体に示す付加情報３１７を表示する。具体的には、主に肺および心臓を撮影する胸部ＣＴ撮影、または主に胃および腸を撮影する腹部ＣＴ撮影等に行われる息止め時間、所定の立ち位置または座る位置に位置していないこと、および撮影領域３１３外に位置していること等を通知する被検体への警告等の付加情報３１７を表示する。また、ＣＴ撮影における被検体の姿勢（例えば、立位、座位等の静的姿勢）を示す付加情報３１７を表示する。なお、付加情報３１７を視認しやすくするため、被検体の前方に付加情報３１７を表示するようにする。図２には、当該付加情報３１７の一例として、被検体の前方に当該息止め時間が表示されている。これらの付加情報は、所定のスキャンプランや撮影方法等に応じて、随時変更および追加が可能である。また、付加情報３１７の表示方法についても、図２に限定されない。

【0026】

ここで、第１表示装置３１は、当該ＣＴ撮影に関する検査情報に応じて、立ち位置３１１に関する表示を変更してもよい。検査情報は、例えば、患者名、性別、身長、体重等の患者情報、ＣＴ撮影を行う撮影部位情報等を有する。具体的には、第１表示装置３１は、被検体における撮影部位に応じて、撮影領域３１３内における被検体の所定の立ち位置３１１に関する表示を変更してもよい。図３は、図１に示す第１表示装置３１における所定の立ち位置３１１の表示例を示す図である。例えば、図３に示すように、撮影領域３１３の中心からずらして、被検体の所定の立ち位置３１１を表示してもよい。ここで、被検体の所定の立ち位置３１１に関する表示は、例えば、主記憶回路５９に記憶されたプログラムに応じた、システム制御回路６１による第１表示装置３１の表示制御によって実現されてもよい。

【0027】

また、第１表示装置３１は、主記憶回路５９に予め記憶された複数の図形の中から図形を選択し、選択した図形を選択して表示してもよい。図４は、図１に示す第１表示装置３１における、撮影領域３１３に対応した大きさの異なる図形の表示例を示す図である。例えば、図４に示すように、第１表示装置３１は、撮影部位に応じて、Ｓ、Ｍ、Ｌサイズ等の図形を選択し、選択した図形を撮影領域３１３として表示してもよい。また、第１表示装置３１に入力ボタンを設け、当該入力ボタンを押下することにより、図形を変更してもよい。

【0028】

また、第１表示装置３１は、架台１１のチルト軸回りの回転角度（以降、チルト角と呼称する。）に応じて、表示する図形を変更してもよい。図５は、架台１１のチルト角に応じた第１表示装置３１における撮影領域３１３の表示例を示す図である。図５（ａ）に示すように、架台１１が状態Ａの場合、図５（ｂ）に示すように、第１表示装置３１は、撮影領域３１３を真円で表示する。一方、図５（ａ）に示すように、架台１１が状態Ｂの場合、図５（ｃ）に示すように、第１表示装置３１は、撮影領域３１３を楕円で表示する。

【0029】

ここで、表示する図形を変更するのは、撮影領域３１３に関する床面への投影をチルト角に応じて略一致させるためである。言い換えれば、架台１１上部から見た場合、撮影領域３１３が楕円に見えるためである。ここで、チルト角に応じた図形の表示は、主記憶回路５９に予め記憶された複数の図形の中から架台１１のチルト軸回りのチルト角に応じた図形を選択し、選択した図形に応じた第１表示装置３１の表示制御によって実現されてもよい。また、チルト角に応じた図形の表示は、主記憶回路５９に記憶されたプログラムの中からチルト角に応じたプログラムを読み出し、読み出したプログラムに応じた第１表示装置３１の表示制御によって実現されてもよい。このとき、システム制御回路６１は、例えば、当該チルト角とから楕円を算出してもよい。

【0030】

Ｘ線管１７は、高電圧発生器３７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３７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３７は、架台１１の電源装置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３７とＸ線管１７とは高圧ケーブルを介して接続されている。高電圧発生器３７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。

【0031】

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器とを有する。シンチレータはＸ線を受けて蛍光を発生する。光電変換器は、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。光電変換器としては、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機器が用いられる。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。

【0032】

データ収集回路３９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３９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３９は、架台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１１に収容された非接触データ伝送装置を介してコンソール５０に供給される。

【0033】

なお、架台１１には、上記Ｘ線管１７、Ｘ線検出器１９、回転フレーム２１、メインフレーム、電源装置、高電圧発生器３７、およびデータ収集回路３９だけでなく、ＣＴ撮影に必要なその他の種々の装置を収容してもよい。例えば、回転フレーム２１にはＸ線管を冷却する冷却装置が取付けられてもよい。また、空調のためのファンが架台１１に取付けられてもよい。

【0034】

架台制御回路２５は、コンソール５０のシステム制御回路６１からの制御に従い高電圧発生器３７、回転駆動装置２３、支柱駆動装置２７およびチルト駆動装置２９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やＭＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、架台制御回路２５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤ等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。

【0035】

コンソール５０は、バス（bus）を介して接続された画像再構成装置５１、画像処理装置５３、第２表示装置５５、入力インターフェース（ＩＦ）回路５７、主記憶回路５９、およびシステム制御回路６１を有する。画像再構成装置５１、画像処理装置５３、第２表示装置５５、入力ＩＦ回路５７、主記憶回路５９、およびシステム制御回路６１間のデータ通信は、バスを介して行われる。

【0036】

画像再構成装置５１は、コンソール５０からの生データに基づいて被検体に関するＣＴ画像を再構成する。具体的には、画像再構成装置５１は、前処理回路５１１、投影データ記憶回路５１３、および再構成演算回路５１５を有する。前処理回路５１１は、架台装置１０からの生データに前処理を施す。前処理としては、対数変換やＸ線強度補正、オフセット補正等の各種の補正処理を含む。前処理後の生データは、投影データと呼ばれている。投影データ記憶回路５１３は、前処理回路５１１により生成された投影データを記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。再構成演算回路５１５は、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ＣＢＰ（convolution back projection）法等の解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）法やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）法等の統計学的画像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。

【0037】

画像再構成装置５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、画像再構成装置５１は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、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行することで前処理回路５１１と再構成演算回路５１５との機能を実現する。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、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前処理回路５１１と再構成演算回路５１５との機能を実現する。また、上記前処理回路５１１として機能する専用のハードウェア回路と再構成演算回路５１５として機能する専用のハードウェア回路とが画像再構成装置に実装されてもよい。

【0038】

画像処理装置５３は、画像再構成装置５１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、画像処理装置５３は、ＣＴ画像がボリュームデータの場合、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発生する。画像処理装置５３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、画像処理装置５３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されてもよい。

【0039】

第２表示装置５５は、２次元のＣＴ画像や表示画像等の種々の情報を表示する。第２表示装置５５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。

【0040】

入力ＩＦ回路５７は、ユーザからの各種指令および情報入力を受け付ける。入力ＩＦ回路５７としては、キーボード、マウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力ＩＦ回路５７には、例えば、架台１１の任意のチルト軸回りのチルト角が入力される。なお、入力ＩＦ回路５７は、コンソール５０に設けられてもよいし、架台装置１０に設けられてもよい。

【0041】

主記憶回路５９は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、主記憶回路５９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、主記憶回路５９は、本実施形態に係るＣＴ撮影に関する制御プログラム等を記憶する。具体的には、主記憶回路５９は、撮影部位に応じた表示制御を実行するためのプログラムを記憶する。また、主記憶回路５９は、撮影領域３１３に関する複数の図形を予め記憶する。例えば、主記憶回路５９は、図４に示す大きさの異なる図形を記憶する。また、主記憶回路５９は、架台１１のチルト軸回りの複数の回転角度にそれぞれ対応する複数の図形を記憶する。

【0042】

システム制御回路６１は、ハードウェア資源として、上記の処理装置と記憶装置とを有する。システム制御回路６１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御回路６１は、主記憶回路５９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。

【0043】

判定回路６３は、例えば、第１センサ３３による検出結果を基に、被検体が所定の立ち位置または座る位置に位置しているかを判定する。判定回路６３により被検体が所定の立ち位置または座る位置に位置していないと判定された場合、システム制御回路６１は、架台制御回路２５を介して、被検体に対して被検体が所定の立ち位置または座る位置に位置していないことを通知する警告と、架台１１のスライド動作の禁止と、架台１１のスライド動作の停止とのうち少なくとも１つを実行するよう制御する。また、判定回路６３は、例えば、第２センサ３５による検出結果を基に、被検体が撮影領域３１３外に位置しているかを判定する。被検体が撮影領域３１３外に位置していると判定された場合、システム制御回路６１は、架台制御回路２５を介して、被検体に対して被検体が撮影領域３１３外に位置していることを通知する警告と、架台１１のスライド動作の禁止と、架台１１のスライド動作の停止とのうちの少なくとも１つを実行する。

【0044】

なお、画像再構成装置５１、画像処理装置５３、システム制御回路６１および判定回路６３は、コンソール５０内の単一の基板に集約されてもよいし、複数の基板に分散して実装されてもよい。

【0045】

ここで、本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の動作例について、図を参照して詳しく説明する。

【0046】

（撮影部位に応じた第１表示装置３１に対する表示制御）
図６は、撮影部位に応じた第１表示装置３１に対する表示制御の流れを示すフローチャートである。

【0047】

図６に示すように、システム制御回路６１は、例えば、入力ＩＦ回路５７により選択された撮影部位情報を取得する（ステップＳＴ１１）。例えば、第２表示装置５５に表示された複数の撮影部位の中から、ＣＴ撮影を実行する任意の撮影部位を入力ＩＦ回路５７により選択する。システム制御回路６１は、主記憶回路５９から当該取得した撮影部位情報に応じたプログラムを読み出す（ステップＳＴ１２）。システム制御回路６１は、読み出したプログラムに応じて、第１表示装置３１に対する表示制御を実行する（ステップＳＴ１３）。例えば、システム制御回路６１は、第１表示装置３１に対して、選択した撮影部位に応じた被検体の所定の立ち位置３１１を表示するよう制御する。これにより、第１表示装置３１には、選択した撮影部位に応じた所定の立ち位置３１１が表示される。また、システム制御回路６１は、第１表示装置３１に対して選択した撮影部位に応じた大きさの図形を表示するよう制御する。これにより、選択した撮影部位に応じた大きさの撮影領域が表示される。

【0048】

なお、システム制御回路６１は、架台制御回路２５を介して第１表示装置３１を制御する。

【0049】

（架台１１のチルト角に応じた第１表示装置３１に対する表示制御）
図７は、架台１１のチルト角に応じた第１表示装置３１に対する表示制御の流れを示すフローチャートである。

【0050】

図７に示すように、システム制御回路６１は、例えば、架台１１のチルト角を取得する（ステップＳＴ２１）。チルト角は、例えば、入力ＩＦ回路５７に入力され、送信される。システム制御回路６１は、主記憶回路５９から当該取得したチルト角に応じたプログラムを読み出す（ステップＳＴ２２）。システム制御回路６１は、読み出したプログラムに応じて、第１表示装置３１の表示制御を実行する（ステップＳＴ２３）。例えば、システム制御回路６１は、第１表示装置３１に対してチルト角に応じた図形を表示するよう制御する。これにより、チルト角に応じた真円または楕円の撮影領域３１３が表示される。

【0051】

なお、システム制御回路６１は、架台制御回路２５を介して第１表示装置３１を制御する。

【0052】

（被検体が所定の立ち位置３１１に位置していない場合の動作制御）
図８は、被検体が所定の立ち位置３１１に位置していない場合の動作制御の流れを示すフローチャートである。

【0053】

図８に示すように、システム制御回路６１は、第１センサ３３から第１検出信号を受信しない場合（ステップＳＴ３１のＮｏ）、ＣＴ撮影中か否かを判定する（ステップＳＴ３２）。ＣＴ撮影中の場合（ステップＳＴ３２のＹｅｓ）、システム制御回路６１は、Ｘ線照射を停止するよう制御する（ステップＳＴ３３）。具体的には、高電圧発生器３７に対して、高電圧の印加を停止するよう制御する。また、システム制御回路６１は、回転駆動装置２３に対して架台１１の動作を停止するよう制御する（ステップＳＴ３４）。さらに、システム制御回路６１は、支柱駆動装置２７に対して架台１１の動作を停止するよう制御する（ステップＳＴ３５）。

【0054】

また、ＣＴ撮影中でない場合（ステップＳＴ３２のＮｏ）、システム制御回路６１は、支柱駆動装置２７に対して架台１１の動作を禁止するよう制御する（ステップＳＴ３６）。システム制御回路６１は、第１表示装置３１に対して、被検体が所定の立ち位置３１１に位置していないことを通知する警告を表示するよう制御する（ステップＳＴ３７）
なお、システム制御回路６１は、架台制御回路２５を介して第１表示装置３１を制御する。

【0055】

（被検体が撮影領域３１３外に位置している場合の動作制御）
図９は、被検体が撮影領域３１３外に位置している場合の動作制御の流れを示すフローチャートである。

【0056】

図９に示すように、システム制御回路６１は、第２センサ３５から第２検出信号を受信した場合（ステップＳＴ４１のＹｅｓ）、ＣＴ撮影中か否かを判定する（ステップＳＴ４２）。ＣＴ撮影中の場合（ステップＳＴ４２のＹｅｓ）、システム制御回路６１は、Ｘ線照射を停止するよう制御する（ステップＳＴ４３）。具体的には、高電圧発生器３７に対して高電圧の印加を停止するよう制御する。また、システム制御回路６１は、回転駆動装置２３に対して架台１１の動作を停止するよう制御する（ステップＳＴ４４）。さらに、システム制御回路６１は、支柱駆動装置２７に対して架台１１の動作を停止するよう制御する（ステップＳＴ４５）。

【0057】

また、ＣＴ撮影中でない場合（ステップＳＴ４２のＮｏ）、システム制御回路６１は、支柱駆動装置２７に対して架台１１の動作を禁止するよう制御する（ステップＳＴ４６）。システム制御回路６１は、第１表示装置３１に対して、被検体が撮影領域３１３外に位置していることを通知する警告を表示するよう制御する（ステップＳＴ４７）
なお、システム制御回路６１は、架台制御回路２５を介して第１表示装置３１を制御する。

【0058】

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を発生するＸ線源と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを開口を挟んで有する架台と、開口の中心軸を床面に対して垂直方向に維持し、かつ架台を前記床面に対して垂直方向に移動可能に支持する支柱と、Ｘ線源とＸ線検出器とにより形成される撮影視野を架台の上下動方向から床面に投影した範囲、または、開口の外縁を架台の上下動方向から前記床面に投影した範囲に対応する図形を、床面に表示する表示装置と、を備える。表示装置は、撮影領域に関する床面の一部への投影に対応する図形を床面に表示することで、被検体を適切な位置に立たせることが可能になる。

【0059】

したがって、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、立位または座位状態でのＣＴ撮影において、被検体と架台との接触を防ぐことができる。すなわち、立位または座位状態でのＣＴ撮影において、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および表示装置を提供することができる。

【0060】

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、専用又は汎用のprocessor、circuitry、processing circuitry、operation circuitry、arithmetic circuitry、あるいは、Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、Simple Programmable Logic Device（ＳＰＬＤ）、Complex Programmable Logic Device（ＣＰＬＤ）、およびField Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）等を意味する。また、本実施形態の各構成要素（各処理回路）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（複数の処理回路）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。

【0061】

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ものである。

【符号の説明】

【0062】

１０…架台装置、１１…架台、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…チルト駆動装置、３１…第１表示装置、３３…第１センサ、３５…第２センサ、３７…高電圧発生器、３９…データ収集回路、５０…コンソール、５１…画像再構成装置、５１１…前処理回路、５１３…投影データ記憶回路、５１５…再構成演算回路、５３…画像処理装置、５５…第２表示装置、５７…入力インターフェース（ＩＦ）回路、５９…主記憶回路、６１…システム制御回路、６３…判定回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】