(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して本実施形態に係る医用画像診断装置100に関する説明を行う。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、各実施形態及び各実施形態の変形例において説明する内容は、他の実施形態においても同様に適用することが可能である。
【0013】
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る医用画像診断装置100の構成を示したブロック図である。
図1の医用画像診断装置100は、装置本体10とコンソール装置30から構成される。
【0014】
[装置本体]
装置本体10(装置本体部)は、被検体Pに対してX線を照射し、被検体Pを通過したX線の検出データを収集する装置であり、スタンド26と、ガントリ27と、高電圧発生装置13と、絞り駆動装置15と、データ収集回路16と、ガントリ回転駆動装置17とを有する。
【0015】
スタンド26は、ガントリ27を挟んで対向して設けられ、装置本体10全体を保持する筐体である。スタンド26は、ガントリ上下駆動装置18と、投光器19と、投光器駆動装置20と、表示装置21と、操作装置22とを有する。また、スタンド26は、ガントリ27を上下方向へ移動可能な状態において保持する。ここで投光器19は、スタンド26のガントリ側の側面に上下移動可能に保持され、表示装置21と操作装置22は、スタンド26の前面に配置される。
【0016】
ここで、
図2は、ガントリ27の内側面に投光器19を配置した場合の、オペレータ、被検体P、及び医用画像診断装置100の位置関係を示した図である。
図2に示すように、ガントリ27が床面に対して略垂直方向に移動するX線CT装置において投光器19をガントリ27の内部に配置すると、投光器19によるガイド光がガントリ27に遮られ、オペレータは被検体Pの体表面上に照射されるガイド光を目視で確認することができない。そのため、本実施形態に係る投光器19は、ガントリ27の外部であって、ガントリ27を支持するスタンド26のガントリ27側の内側面に配置される。ここで、ガイド光とは投光器19によって被検体Pの体表面上に照射される可視光で、レーザ光などにより実現される。
【0017】
図1の説明に戻って、ガントリ上下駆動装置18(ガントリ上下駆動部)は、ガントリ制御機能345からのガントリ27の移動方向及び移動量に関する移動指示を受け付けて、ガントリ27を略垂直方向に移動させる機能を有する。本実施形態における略垂直方向とは、厳密に垂直方向に移動するものだけを想定しているわけではない。そのため、ガントリ27が床面に対して離間する方向に移動するものであれば角度を伴っていても構わない。ガントリ上下駆動装置18は、スタンド26に配置され、ガントリ27を床面に対して略垂直方向に移動可能なモータ或いはアクチュエータによって構成される。
【0018】
また、ガントリ上下駆動装置18は、ガントリ位置検出器を含んで構成される。ガントリ位置検出器は、ガントリ27の移動量を検出する機能を有し、ポテンショメータや、位置検出センサであるエンコーダ等で構成される。また、ガントリ上下駆動装置18は、スタンド26に設けられるものとして説明したが、ガントリ27に設けることにしても構わない。
【0019】
投光器19(投光部)は、可視領域のレーザ光線等の可視光線を所定の投光位置に投光する光源であり、発光ダイオードやレーザ発振器等により構成される。投光器19は、両側のスタンド26の内側面上に上下移動可能に、一対ずつ複数(例えば3個ずつ)配置される。投光器19が複数配置される場合には、各投光器19が点灯、投光する光は別の色にすることが望ましい(例えば、赤、緑、青等)。投光器19に関しては、
図3を用いて詳述する。また、各投光器19を複数使用することに代わって、一定の領域を投光することが可能なエリア投光器を使用することにしても構わない。例えば、2つの投光器19によってスキャン開始位置とスキャン終了位置を示すことに替えて、エリア投光器でスキャン開始位置とスキャン終了位置の間の領域を示すことにしても構わない。
【0020】
投光器駆動装置20(投光器駆動部)は、投光器制御機能346から投光器19の移動指示を受け付けて、投光器19をスタンド26の開口領域側の側面上に設けられたレール42に沿って、上下移動させることが可能な構成を有する装置である。投光器駆動装置20は、投光器19を上下方向に移動可能なモータ或いはアクチュエータによって構成される。投光器駆動装置20は、投光器19と一体として構成し、各投光器19を独立させて駆動させることが可能なシャフトモータを用いて構成することが望ましい。また、レール42を溝41内に複数本配置可能な場合には、別途ボールねじを用意し、投光器駆動装置20がボールねじを回転駆動させることで、ボールねじに取り付けられた投光器19を上下移動させることにしても構わない。その場合は、投光器19の数と同数の、ボールねじ及び投光器駆動装置20を用いることにすれば良い。
【0021】
また、投光器駆動装置20は、投光器位置検出器を含んで構成される。投光器位置検出器は、投光器19の移動量を検出する機能を有し、ポテンショメータや、位置検出センサであるエンコーダ等で構成される。
【0022】
表示装置21(表示部)は、スタンド26それぞれの前面に配置され、ガントリ27や投光器19の位置情報等を表示する機能を有する。表示装置21は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ等の任意の表示デバイスによって構成される。なお、表示装置21はスタンド26の前面の代わりに、スタンド26の外側面(投光器19が設けられる面とは対抗する面)に設けても構わないし、ガントリ27の側面に設けても構わない。
【0023】
操作装置22(操作部)は、スタンド26それぞれの前面に配置され、オペレータからの操作入力を受け付ける。具体的には、操作装置22は、投光器19の点灯(投光)、消灯(無投光)の指示、投光器19やガントリ27の上下移動の指示等をオペレータから受け付ける。また、操作装置22は、複数のボタンやGUI(Graphical User Interface)等によって構成される。操作装置22の一例として、投光器19やガントリ27の上下位置を調整するための上下キー等を有する構成が挙げられる。これにより、オペレータは上下キーを操作しながら、操作時における投光器19及びガントリ27の位置を目視にて把握することが可能になる。表示装置21と同様に、操作装置22はスタンド26の前面の代わりに、スタンド26の外側面に設けても構わない。
【0024】
ガントリ27は、X線発生装置11と、X線検出器12と、コリメータ14とを保持する筐体であり、ガントリ27がスタンド26に沿って上下方向に移動することで、被検体上の任意の位置に対してスキャンを行なうことが可能である。ガントリ27は、スキャン開始前やスキャン後には、床面に対して略垂直方向の移動可能範囲の最上位置(以下、トップ位置)に移動する。ガントリ27には床面に対して略垂直方向に貫通する開口部が設けられており、ガントリ27が、開口部内に被検体Pを配置するように略垂直方向に移動することで、被検体Pのスキャンを行う。
【0025】
X線発生装置11(X線発生部)は、X線を発生させるX線管球(例えば、円錐状や角錐状にX線ビームを発生する真空管。図示なし)から構成される。X線発生装置11によって発生されたX線は、被検体Pに対して照射される。
【0026】
X線検出器12(X線検出部)は、X線管球の焦点を中心とした1つの円弧に沿ってチャンネル方向にX線検出素子が配列された複数のX線検出素子列から構成される。X線検出器12は、X線発生装置11から照射され、被検体Pを通過したX線を検出する。具体的には、X線検出器12中のX線検出素子は、被検体Pを通過したX線の強度を検出し、X線強度に対応する電流信号をデータ収集回路16に出力する。X線検出器12は、例えば、検出素子が互いに直交する2方向(スライス方向とチャンネル方向)にそれぞれ複数配置されたX線検出器(面検出器)が用いられる。複数のX線検出素子は、例えば、スライス方向に沿って320列設けられている。このように多列のX線検出器を用いることにより、装置本体10は、1回転のスキャンでスライス方向に幅を有する3次元の領域をスキャンすることができる。なお、スライス方向は被検体Pの体軸方向に相当し、チャンネル方向はX線発生装置11の回転方向に相当する。上述の通り、面検出器を用いることで1回転のスキャンで3次元の幅を有する領域をスキャンするエリアスキャンを行っても良いし、X線の検出素子が1列に配置されたX線検出器を用いて、1回転のスキャンで被検体の1断面のみを取得するスライススキャンを行なうことにしても構わない。または、ガントリ27を移動させながら回転させ、被検体Pをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行することにしても構わない。
【0027】
コリメータ14は、X線を遮蔽する鉛で構成される板に、鉛板を駆動させるためのアクチュエータが取り付けられた装置である。この鉛板が複数枚組み合わさってX線発生装置11とX線検出器12の間に配置されており、この複数枚の鉛板によって構成された隙間(スリット)がX線の照射範囲となる。コリメータ14のアクチュエータが鉛板を駆動させ、スリット幅を変更することでX線の照射範囲を調整することが可能である。
【0028】
高電圧発生装置13(高電圧発生部)は、X線発生装置11に対して高電圧を印加する電圧発生回路である(以下、「電圧」とはX線管球におけるアノード−カソード間の電圧を意味する)。X線発生装置11は、高電圧発生装置13からの高電圧により、X線を発生させる。
【0029】
絞り駆動装置15(絞り駆動部)は、X線の照射範囲が所定の形状となるようにコリメータ14の鉛板に取り付けられたアクチュエータを動作させる動作信号を出力する電気回路である。
【0030】
データ収集回路16(データ収集部)(DAS:Data Acquisition System)は、X線検出器12の各X線検出素子から得られた電流信号をまとめ、X線強度分布を示す検出データを作成する電気回路である。また、データ収集回路16は、作成した検出データを電圧信号に変換し、この電圧信号を周期的に積分して増幅し、デジタル信号に変換する。そして、データ収集回路16は、デジタル信号に変換された検出データを後述するコンソール装置30に送信する。
【0031】
ガントリ回転駆動装置17(ガントリ回転駆動部)は、ガントリ制御機能345からの入力情報を受け付けて、ガントリ27内の回転体を回転駆動させることで、被検体Pを中心とした円軌道上でX線発生装置11とX線検出器12とを旋回させる。ガントリ回転駆動装置17は、ガントリ27を回転方向に移動可能なモータ或いはアクチュエータによって構成される。
【0032】
また、ガントリ回転駆動装置17は、ガントリ位置検出器を兼ね備える。ガントリ位置検出器は、例えばガントリの回転量を検出するポテンショメータや、位置検出センサであるエンコーダ等で構成される。より具体的にエンコーダに関しては、例えば磁気方式、刷子式、或いは光学式等となる、いわゆるアブソリュートエンコーダを使用することが可能である。また、ガントリ位置検出器は、回転変位をデジタル信号として出力するロータリエンコーダ或いは直線変位をデジタル信号として出力するリニアエンコーダなど、様々な種類の位置検出機構を用いて構成することができる。
【0033】
なお、先述したX線発生装置11、X線検出器12、コリメータ14、及びデータ収集回路16を総称して単にスキャン部と呼ぶことがある。
【0034】
また、装置本体10は、更に被検体用椅子23と、固定具24と、支柱25とを有する。
【0035】
被検体用椅子23は、座位でのX線CTスキャン時に使用する椅子であり、被検体のスキャンは被検体用椅子23に被検体が座った状態にて実行される。また、被検体用椅子23は、複数のキャスタにより移動可能な構成を有する。被検体Pは、医用画像診断装置100の外部にて被検体用椅子23に着座し、オペレータ等による介助を受けて、医用画像診断装置100内に移送される。立位撮影を行う場合には、被検体用椅子23は医用画像診断装置100内から取り除かれた状態でスキャンが行なわれる。
【0036】
固定具24は、被検体Pを支柱25等と固定する機能を有する。例えば、固定具24は、プラスチック等で構成されるバンドで構成される。
【0037】
支柱25は、固定具24と被検体用椅子23を支持し、パイプ等にて構成される。床面に対して垂直に固定された支柱25は、固定具24を介して被検体Pの体勢を固定する機能を有する。これにより、被検体Pのスキャン時における体動を低減することが可能である。
【0038】
[コンソール装置]
コンソール装置30(コンソール部)は、医用画像診断装置100に対する操作入力に用いられる。また、コンソール装置30は、装置本体10によって収集された検出データから被検体Pの内部形態を表すCT画像データ(断層画像データやボリュームデータ)を再構成する機能等を有している。コンソール装置30は、記憶回路31と、表示装置32と、コンソール側操作装置33と、処理回路34から構成される。
【0039】
記憶回路31(記憶部)は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって構成される。記憶回路31は、検出データや、この検出データに後述する前処理を施した投影データ、或いは再構成処理後のCT画像データ等を記憶する。
【0040】
表示装置32(コンソール側表示部)は、LCDやCRTディスプレイ等の任意の表示デバイスによって構成される。例えば、表示装置32には、被検体Pをスキャンして取得されるボリュームデータを再構成することで生成される3次元画像データが表示される。また、表示装置32には、スキャン時における被検体Pを装置本体10の外部から撮影した画像や映像等を表示することにしても構わない。これにより、オペレータは装置本体10が配置された検査室とは別のコンソール室から被検体Pをモニタリングすることが可能である。このとき、別途被検体Pを撮影するための光学撮影装置等が、例えば検査室の壁面や天井面等に配置される構成を有すれば良い。
【0041】
コンソール側操作装置33(コンソール側操作部)は、コンソール装置30に対する各種操作を行なう入力デバイスとして用いられる。コンソール側操作装置33は、例えばキーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック等により構成される。また、コンソール側操作装置33として、GUIを用いることも可能である。
【0042】
また、コンソール側操作装置33は、オペレータからスキャン開始指示、面検出器によるボリュームのスキャン、スライススキャン、及びヘリカルスキャン等のスキャンの種類の選択を受け付け、処理回路34のスキャン制御機能344へと出力する機能を有する。
【0043】
処理回路34(処理部)は、システム制御機能341と、前処理機能342と、再構成処理機能343と、スキャン制御機能344と、ガントリ制御機能345と、投光器制御機能346とを有する。
【0044】
システム制御機能341(システム制御部)は、装置本体10及びコンソール装置30の動作を制御することによって、医用画像診断装置100の全体制御を行う。
【0045】
前処理機能342(前処理部)は、X線検出器12にて検出された検出データに対して対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを作成する。
【0046】
再構成処理機能343(再構成処理部)は、前処理機能342で作成された投影データに基づいて、CT画像データ(断層画像データやボリュームデータ)を作成する。断層画像データは被検体Pの特定の断層面の画像データのことであり、ボリュームデータは先述したエリアスキャン又はヘリカルスキャンによって得られた断層画像データの集合体によって構築される被検体Pの3次元画像データである。断層画像データの再構成には、例えば、2次元フーリエ変換法、コンボリューション・バックプロジェクション法、逐次近似再構成法等、任意の方法を採用することができる。ボリュームデータは、再構成された複数の断層画像データを補間処理することにより作成される。ボリュームデータの再構成には、例えば、コーンビーム再構成法、マルチスライス再構成法、拡大再構成法等、任意の方法を採用することができる。
【0047】
スキャン制御機能344(スキャン制御部)は、X線スキャンに関する各種動作を制御する。例えば、スキャン制御機能344は、X線発生装置11に対して高電圧を印加し、X線を発生させるように高電圧発生装置13を制御する。
【0048】
ガントリ制御機能345(ガントリ制御部)は、ガントリ27を上下移動及び回転駆動するためにガントリ回転駆動装置17及びガントリ上下駆動装置18を制御する。
【0049】
投光器制御機能346(投光器制御部)は、オペレータからの入力情報を、操作装置22を介して受け付けて、入力情報に基づいて投光器19を上下移動させるように投光器駆動装置20を制御する。
【0050】
処理回路34の構成要素、システム制御機能341、前処理機能342、再構成処理機能343、スキャン制御機能344、ガントリ制御機能345、及び投光器制御機能346にて行われる各処理機能は、コンピュータによって実現可能なプログラムの形態で記憶回路31に記録されている。処理回路34は、プログラムを記憶回路31から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路34は、
図1の処理回路34内に示された各機能を有することとなる。なお、
図1においては単一の処理回路34にて、システム制御機能341、前処理機能342、再構成処理機能343、スキャン制御機能344、ガントリ制御機能345、及び投光器制御機能346にて行われる処理機能が実現されるものとして説明したが、各プロセッサがプログラムを実現することにより機能を実現するものとしても構わない。
【0051】
図3は、実施形態に係る医用画像診断装置100の外観図であり、
図3(a)は、医用画像診断装置100を示す正面図、
図3(b)は正面図に対する右側面図を示す。
【0052】
図3(a)に示すように、スタンド26の前面には操作装置22が配置されており、オペレータから投光器19によるスキャン範囲及びインタロック下限位置の設定を受け付ける。ここで、スキャン範囲とはガントリ27によるスキャン開始位置からスキャン終了位置までを示す範囲のことである。投光器19が設定されたスキャン範囲及びインタロック下限位置を示す位置へ移動し、オペレータがそれらの位置を確認すると、オペレータはスキャンを開始する。スキャン時にはガントリ27はスタンド26に沿って移動し、トップ位置からスキャン開始位置まで移動する。
【0053】
また、
図3(a)に示すように、医用画像診断装置100は、被検体Pが所定の位置に設定されることを補助するためのカバー29を用いることにしても構わない。例えば、座位撮影の場合は、カバー29はキャスタを有する被検体用椅子23と固定されることで、被検体Pを固定する機能を有することにしても構わない。また、立位撮影の場合には、カバー29は被検体Pの足元を覆うように全面をカバーして、被検体Pを立位状態において固定することにしても構わない。
【0054】
また、
図3(b)に示すようにスタンド26のガントリ27側の側面には溝41が切られており、投光器19は溝41内に配置されることにより、ガントリ27が上下移動した際において、医用画像診断装置100は、ガントリ27と投光器19とが接触することがない構成を有する。
【0055】
以下の本実施形態に係る説明では、X線検出器12の検出素子が互いに直交する2方向にそれぞれ複数配置された面検出器を用いる場合について説明する。面検出器を用いる場合には、スキャン開始位置に面検出器にて被検体Pをスキャン可能な範囲の下端が対応し、スキャン終了位置には面検出器で被検体Pをスキャン可能な範囲の上端が対応する。
図4を用いて面検出器を用いる場合のスキャン可能範囲とガントリ27の位置関係について説明する。
【0056】
図4は、面検出器によるスキャン可能範囲を説明するためのガントリ27の側面図である。
図4に示すように、X線はX線発生装置11からX線検出器12に向けて放射状に照射される。面検出器にて構成されるX線検出器12はガントリ27のスライス方向に幅を有するので、X線発生装置11とX線検出器12を保持するガントリ27の回転体が回転することにより、
図4に示す長方形型のスキャン可能範囲における3次元のX線CT画像(ボリュームデータ)を取得することが可能である。
図4では、スキャン可能範囲は長方形として示されているが、実際にはガントリ27の開口領域は円柱形のため、スキャン可能範囲は円柱形の領域である。このため、インタロック下限位置−スキャン開始位置間の距離が少なくとも、
図4に示すガントリ下端位置−スキャン可能範囲下端位置間の距離Lよりも大きくなるようにスキャン開始位置を設定するよう、投光器制御機能346はスキャン開始位置の設定範囲に制限を加える。
【0057】
また、X線検出器12に面検出器ではなく、検出素子が床面に平行な方向に一列に配列された線検出器を用いることにしても構わない。この場合は、X線発生装置11とX線検出器12とを結ぶ直線であるスキャンパスとガントリ下端位置間の距離よりもスキャン開始位置−インタロック下限位置間の距離が大きく設定されれば良い。
【0058】
また、上述したインタロック下限位置とはガントリ27が移動可能な下限位置のことである。
図5を用いてインタロック下限位置について説明する。
【0059】
図5は、実施形態に係る医用画像診断装置100におけるスキャン中におけるガントリ27、被検体Pの位置関係の一例を示す模式図である。
【0060】
図5に示すように、インタロック下限位置は、スキャン中において被検体Pや被検体Pに付随して配置される障害物Bにガントリ27が接触することを防止するために設定される。そのため、
図5に示すように、インタロック下限位置は座位時における被検体Pの脚部や障害物Bよりも上部に設定される必要がある。インタロック下限位置は、例えば投光器19aを操作装置22に上下キー等を介してオペレータが操作し、被検体Pや障害物B等の直上や、上方向に一定距離離間した位置に設定される。インタロック下限位置が設定されると、ガントリ制御機能345はガントリ27の上下移動の範囲に制限を加える。ガントリ制御機能345は、ガントリ27の下端位置がインタロック下限位置よりも下に移動することがないよう移動を制御する。
【0061】
また、
図5に示すように、インタロック下限位置は投光器19a(第1の投光部)から発せられる可視光を用いてオペレータにより設定され、スキャン開始位置は投光器19b(第2の投光部)、スキャン終了位置は投光器19c(第3の投光部)によって設定される。以下の説明では、投光器19a、19b、及び19cは、それぞれインタロック下限位置、スキャン開始位置、及びスキャン終了位置の設定に用いられるものとして説明する。また、投光器19は床面に近いものから順番に、投光器19a、19b、及び19cの順で並んでいるものとする。
【0062】
図6は、医用画像診断装置100の前面に対して左側に位置するスタンド26の右側面図である。スタンド26の開口部側の側面には、先述した溝41が切られており、溝41内にはレール42が配置されている。投光器19は、投光器駆動装置20からの伝達力を受けて、レール42上を上下方向に移動することが可能な構成を有する。投光器19の駆動機構は、レール42と投光器19に取り付けられたブロック(図示はなし)から構成され、ブロック内に配置される複数のボールがベルトコンベア式に回転することでブロックに取り付けられた投光器19をレール42上にて移動させることが可能になる。
【0063】
また、左右のスタンド26に配置される投光器19は投光器制御機能346が同じ入力信号を両側の投光器駆動装置20に出力することで駆動するため、対応する投光器19と同じ高さに位置するように制御される。なお、投光器19a、19b、19cは操作装置22からの入力情報に基づいて独立して上下移動することが可能である。
【0064】
なお、溝41はガントリ27を上下移動させる際に用いられるガントリ移動用溝50とは別体にて構成される。
【0065】
図7を用いて投光器19に被検体Pへの投光の一例について説明する。
【0066】
図7は投光器19によるガイド光の照射の一例を示す図である。ここでは、投光器19から照射されるガイド光が床面に対して水平な平面状で被検体Pに照射される場合を説明するために、医用画像診断装置100を上部から見た平面図を用いる。また、
図7では、上から見て最も上部に位置する投光器19cのみを示しているが、投光器19a及び投光器19bにおいてもガイド光の照射方法は同様である。
【0067】
図7に示すように、例えば、両側のスタンド26に配置される投光器19cから被検体Pに向けて扇形状のガイド光が照射される。これにより、被検体Pを側面から見ると、体側面にはスキャン終了位置を示すガイド光が線状に示された状態となる。オペレータは、被検体Pの体側面に対して、線状に投光されたガイド光の位置を参照しつつ、操作装置22を介して各投光器19の位置の調整をそれぞれ行う。これにより、インタロック下限位置、スキャン開始位置、及びスキャン終了位置の設定を行なうことが可能となる。
【0068】
[動作]
図8及び
図9を用いて第1の実施形態に係る、インタロック下限位置、スキャン開始位置、及びスキャン終了位置の設定方法について説明する。
【0069】
図8は、第1の実施形態に係るインタロック下限位置、スキャン開始位置、及びスキャン終了位置の設定に係る一連の処理の流れを示すフローチャートである。また、
図9は第1の実施形態に係る投光器19の位置の設定順序を模式的に示した図である。本実施形態に係るフローでは、被検体Pのスキャンは座位にて行なうものとし、ガントリ27のスキャン方向は下から上方向へとスキャンするものとして説明する。また、エリアスキャンやスライススキャンを複数の位置で行う場合には、スキャンの最中にはガントリ27は移動せずに、スキャンが終了すると次のスキャン位置へと上方向に向って移動する。これに対して、ヘリカルスキャンを行う場合には、スキャンをしながらガントリ27が下から上方向に向って移動する。なお、本実施形態に記載のフローは被検体Pを立位の体勢にてスキャンする場合にも同様に適用することが可能である。また、ガントリ27を上方向から下方向へ移動させながらスキャンすることにしても構わない。
【0070】
まず、医用画像診断装置100内へ被検体Pが移送される(ステップS101)。次に、医用画像診断装置100内に移送された被検体Pは被検体用椅子23上に固定される(ステップS102)。
【0071】
次に、投光器制御機能346は、操作装置22を介してオペレータからの入力情報を受け付けて、インタロック下限位置の指定の有無を判定する(ステップS103)。例えば被検体Pの周辺にガントリ27と接触しうる物体がないと目視で確認できる場合には、オペレータはインタロック下限位置を指定しないことを選択する。一方、インタロック下限位置の指定を受け付ける場合は(ステップS103、YES)、投光器制御機能346は、インタロック下限位置を指定するための投光器19(例えば、投光器19a)を点灯、及び投光させる(ステップS104)。投光器19aが点灯すると、投光器制御機能346は、オペレータは投光器19aを移動させるための入力操作を、操作装置22を介して行なう(ステップS105)。投光器駆動装置20は、投光器制御機能346からの情報を読み込んで、
図9(a)に示すように、投光器19aを被検体P周辺の障害物の位置まで移動させる。投光器19aの位置を確定させる操作をオペレータが行うと、投光器19aの位置がインタロック下限位置として登録される。インタロック下限位置の設定を完了すると、投光器制御機能346は、スキャン開始位置及びスキャン終了位置の受け付けを行う(ステップS106)。投光器制御機能346は、スキャン開始位置とスキャン終了位置を指定するための投光器19(例えば、投光器19b、及び投光器19c)を点灯させ、オペレータから投光器19b及び投光器19cの移動を、操作装置22を介して受け付ける。投光器駆動装置20は、投光器制御機能346からの情報を読み込んで、
図9(b)に示すように投光器19bを移動させる。オペレータが投光器19bの位置を確定させる入力を行うと、投光器19bに対応する位置がスキャン開始位置として設定される。スキャン開始位置が決まると、
図9(c)に示すように、スキャン開始位置よりも上の範囲に対して、投光器制御機能346は投光器19cを移動させる。また、インタロック下限位置の設定を行わない場合は(ステップS103、NO)、ステップS106へと進み、投光器制御機能346は、オペレータからスキャン開始位置及びスキャン終了位置に関する指定のみを操作装置22を介して受け付け、オペレータの指定に即した位置へ各投光器19を移動させる。
【0072】
ステップS105及びステップS106において、それぞれインタロック下限位置及びスキャン範囲の設定が実行されると、次に、投光器19の位置を確定するか否かが投光器制御機能346によって判定される(ステップS017)。投光器制御機能346は、操作装置22を介してオペレータから入力される情報に基づいて、インタロック位置、スキャン開始位置、及びスキャン終了位置等に対応する投光器19の位置の確定の成否を判定する。投光器19の位置を確定させる操作が操作装置22を介してオペレータにより入力されない場合には、ステップS105に戻ってインタロック下限位置及びスキャン範囲をオペレータから再度受け付ける。なお、オペレータはスキャン範囲の設定が終わり、スキャンを開始するまでに検査室とは別室のコンソール室等へと移動する。
【0073】
ステップS107において、投光器19による投光が終了すると、ガントリ制御機能345は、コンソール側操作装置33を介してオペレータによって入力されたガントリを移動させる指示入力に基づいて、ガントリ27をトップ位置から設定されたスキャン開始位置へと自動で移動させる(ステップS108)。
【0074】
次に、コンソール側操作装置33を介してオペレータによって入力された情報を、スキャン制御機能344が読み込んで、スキャンが実行される(ステップS109)。スキャン実行中は、ガントリ27はスキャン開始位置からスキャン終了位置までの範囲がスキャン可能範囲に収まるよう、ガントリ27を移動させてエリアスキャンを行う、若しくはガントリ27を移動させながらヘリカルスキャンを行う。
【0075】
ここでスキャン処理について概略の説明を行なう。X線発生装置11は高電圧発生装置13からの高電圧を受けて、X線を発生する。X線発生装置11から照射されたX線は被検体Pを通過して、X線検出器12によって検出され、検出データが取得される。このとき照射されるX線は、絞り駆動装置15がコリメータ14を駆動させることで照射範囲が決定される。次に、当該検出データは、データ収集回路16によって収集される。次に、検出データは、前処理機能342によって処理され、投影データが生成される。再構成処理機能343は投影データに再構成処理を実行することにより、断層画像データやボリュームデータの生成を行なう。生成された断層画像データやボリュームデータは、コンソール側操作装置33を介して入力されたオペレータからの入力指示をシステム制御機能341が受け付けて、表示装置32上に表示される。また、生成された断層画像データ及びボリュームデータは記憶回路31に記録される。
【0076】
ガントリ27が、スキャン終了位置に到達すると、スキャンを終了するか否かがスキャン制御機能344によって判定される(ステップS110)。例えば、1回目のスキャンではスキャン範囲のスライススキャンを行い、2回目のスキャンにてスキャン範囲のヘリカルスキャンを実行する場合がある。スキャンを終了する場合には(ステップS110、YES)、ガントリ制御機能345は、ガントリ27をトップ位置へと移動させ、検査は終了する(ステップS111)。スキャンを終了しない場合には(ステップS110、NO)、ステップS108へと戻り、ガントリ制御機能345は、ガントリ回転駆動装置17を介して再度ガントリ27をスキャン開始位置へと移動させる。2回目のスキャン範囲は1回目のスキャンと同じ範囲としても構わないし、1回目のスキャン範囲の設定時に2回目のスキャン範囲も同時に設定することにしても構わない。或いは、1回目のスキャンが終わった後にステップS106へ戻り、再度投光器19の移動を行ってスキャン範囲を設定することにしても構わない。
【0077】
以上、一連の処理を実行することにより、本実施形態に係る立位型の医用画像診断装置100を用いたスキャンを行う場合に、インタロック下限位置及びスキャン範囲の指定を簡便に行なうことが可能になる。
【0078】
(第1の実施形態の変形例)
第1の実施形態では、オペレータからの入力情報を、操作装置22を介して受け付けて、インタロック下限位置が設定され、そのインタロック下限位置に基づいてスキャン範囲が設定される場合について説明した。本変形例では、インタロック下限位置が設定された後に、当該インタロック下限位置に連動したスキャン開始位置の下限位置が、医用画像診断装置100によって設定される場合について説明する。
【0079】
本変形例における投光器19a、19b、及び19cは、それぞれインタロック下限位置、スキャン開始位置の下限位置、及びスキャン終了位置を指し示すガイド光を投光するものとして説明する。
【0080】
[動作]
図10及び
図11を用いて第1の実施形態の変形例に係る、インタロック下限位置、スキャン開始位置、及びスキャン終了位置の設定方法について説明する。
【0081】
図10は本変形例に係る、一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャート内においてステップS206に係る処理のみが第1の実施形態と異なり、ステップS201からステップS205及びステップS207からステップS211に係る処理は、第1の実施形態におけるステップS101からステップS105及びステップS107からステップS111に係る処理と同様である。
【0082】
また、
図11は第1の実施形態に係る投光器19の位置の設定順序を模式的に示した図である。
【0083】
ステップS205において、投光器制御機能346は、インタロック下限位置の設定を、操作装置22を介してオペレータから受け付けて、投光器19aの移動を受け付ける。
図11(a)に示すように、投光器制御機能346は、オペレータが操作装置22を介して入力操作を行って投光器19aを移動させ、投光器駆動装置20を介してインタロック下限位置の設定を行う。次に、投光器駆動装置20は、投光器制御機能346からの情報に基づいて、
図11(b)に示すように、インタロック下限位置よりも上部で、インタロック位置から所定の距離離れたスキャン下限位置に対して投光器19bを移動させ、ガイド光を投光する(ステップS206)。ここで、所定の距離とは
図4を用いて説明した、ガントリ下端位置からスキャンパスまでの距離Lが一例として挙げられる。スキャン下限位置が投光器19bによって投光されると、操作装置22を介してオペレータによって投光器19cが移動され、スキャン終了位置が設定される。投光器制御機能346は、投光器駆動装置20を介して、
図11(c)に示すように投光器19cをスキャン終了位置まで移動させる。
【0084】
以上一連の処理を実行することにより、設定されたインタロック下限位置に対応したスキャン下限位置に対して投光器19bを自動で移動させることが可能になる。これにより、例えば、設定されたインタロック下限位置に対応してスキャン範囲をできるだけ広く設定することが可能になる。
【0085】
また、上述の変形例では投光器19cによってスキャン終了位置が指定されるものとして説明したが、スキャン開始位置を指定することにしても構わない。この場合、ガントリ27は、スキャン時において上方向から下方向へ移動する。
【0086】
上記説明した第1の実施形態では、インタロック下限位置は操作装置22を介して行なわれたオペレータの入力操作によって調整されるものとして説明したが、インタロック下限位置は医用画像診断装置100が自動で検出することにしても構わない。この場合、ガントリ27の下面に光学センサや超音波センサ等を配置しておき、ガントリ27から被検体P又は被検体P上に配置される障害物との距離を測定することが可能な構成を更に有すれば良い。
【0087】
以上説明した第1の実施形態により、立位型の医用画像診断装置100を用いて被検体Pのスキャンを行なう場合においても、インタロック下限位置及びスキャン位置を示す投光器19によるガイド光をオペレータにとって見やすい位置に表示することが可能になる。
【0088】
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、オペレータからの入力情報を、操作装置22を介して受け付けて、インタロック下限位置が設定され、そのインタロック下限位置に基づいてスキャン範囲が設定される場合について説明した。第2の実施形態では、まずスキャン範囲がオペレータによって設定され、当該スキャン範囲に対応したガントリ27の移動範囲の下限位置を示すガントリ下端位置が投光器19によって表示される場合について説明する。
【0089】
また、第2の実施形態では投光器19aは、第1の実施形態で述べたインタロック下限位置に替わって、ガントリ下端位置を指し示すガイド光を投光するものとして説明する。
【0090】
[動作]
図12及び
図13を用いて第2の実施形態に係る、スキャン開始位置、スキャン終了位置、及びガントリ下限位置の設定方法について説明する。
【0091】
図12は第2の実施形態に係る、一連の処理の流れを示すフローチャートである。ここで、ステップS301からステップS302に係る処理は、第1の実施形態において説明したステップS101からステップS102と同じ処理であるため説明は省略する。また、ステップS307からステップ310に係る処理も、第1の実施形態におけるステップS108からステップS111と同じ処理であるため説明は省略する。
【0092】
また、
図13は第2の実施形態に係る投光器19の位置の設定順序を模式的に示した図である。
【0093】
ステップS303において、投光器制御機能346は投光器19を点灯、及び投光させる。
【0094】
次に、
図13(a)に示すように、投光器制御機能346は、オペレータが操作装置22を介して入力操作を行って投光器19b及び19cを移動させ、それぞれスキャン開始位置及びスキャン終了位置へと移動させる(ステップS304)。
【0095】
また、投光器制御機能346は、スキャン範囲に対応するガントリ下端位置を算出する。スキャン範囲に対応するガントリ下端位置とは、当該スキャン範囲のスキャンを行う際に、ガントリ下端位置が上下方向のどの位置に位置するかを示す位置情報である。投光器制御機能346は、
図13(b)に示すように、ガントリ下端位置に対応する位置へ投光器19aを移動させ、ガントリ下端位置に対応する位置において、ガイド光を被検体P上へ照射する(ステップS305)。オペレータがガントリ下端位置は被検体P等と接触しない位置であると判断し、スキャン範囲を確定させる旨の入力を行うと、投光器制御機能346はオペレータから操作装置22を介した入力信号を受け付けて投光は終了する(ステップS306、YES)。例えば、ガントリ下端位置に被検体Pの一部や障害物Bが接触することが目視で認められる場合には、スキャン範囲の再設定を行なう必要があるため、ステップS204に戻って再度処理を実行する(ステップS306、NO)。
【0096】
以上、一連の処理を行なうことにより、スキャン範囲を最初に設定し、スキャン範囲の設定後に当該スキャン範囲に対応するガントリ下端位置をオペレータは把握することが可能となる。
【0097】
以上説明した第2の実施形態により、オペレータはスキャン範囲に対応した、ガントリ下端位置を把握することが可能となる。これにより、所望のスキャン範囲では被検体Pや障害物Bにガントリ下端位置が掛かってしまうことを確認した場合に、オペレータはガントリ下端位置が被検体Pや障害物Bに掛からないようスキャン範囲を再変更することや、スキャン時の被検体Pの姿勢や障害物Bの位置を変更することが可能になる。例えば、座位撮影時にガントリ下端位置を指し示す投光器19bによるガイド光が、障害物Bに当たってしまう場合には、障害物Bを別の位置へ移動させる必要があることをオペレータは把握することが可能となる。
【0098】
一般に、オペレータが投光器19を用いてガイド光の範囲を調整する際には、
図2に示したように被検体Pの正面や、スタンド26の前に立つことが多い。そのため、スタンド26のガントリ27側の内側面に投光器19を配置することで、投光器19によるガイド光がガントリ27やオペレータによって遮られずに、オペレータが確認しやすい位置にガイド光を投光することが可能になる。
【0099】
以上説明した実施形態では、投光器19の数は3つとし、それぞれの投光器19のガイド光は、スキャン開始位置、スキャン終了位置、及びインタロック下限位置又はガントリ下端位置を投光するものとして説明したが、投光器は3つ以上設けることにして、それぞれスキャン開始位置、スキャン終了位置、インタロック下限位置、及びガントリ下端位置を投光することにしても構わない。
【0100】
また、1つの投光器19にてスキャン開始位置、スキャン終了位置、インタロック下限位置、及びガントリ下端位置をオペレータからの入力操作に応じて順番に設定することにしても構わない。このとき、オペレータからの入力情報を受け付けて、投光器制御機能346は、まずインタロック下限位置に対応する位置へ投光器19を移動させ、その位置をガントリ制御機能345へと出力する。これにより、ガントリ27はインタロック下限位置よりも下側に移動することはない。次に、オペレータからの入力情報を受付けて、投光器制御機能346は、投光器19をスキャン開始位置へと移動させる。投光器制御機能346は、スキャン開始位置の位置情報を受け付ける。スキャン開始位置を受け付けると、オペレータからの入力情報を受け付けて投光器制御機能346は、投光器19をスキャン終了位置へと移動させる。投光器制御機能346は、スキャン終了位置の位置情報を受け付ける。これにより、投光器19が1つしかない場合においても、順次インタロック下限位置、スキャン開始位置、及びスキャン終了位置を設定することが可能となる。
【0101】
また、上記の実施形態では主に座位撮影を想定した記載を行なったが、上記の実施形態は立位撮影時や、半立位撮影時においても同様に適用することが可能である。立位撮影時において、被検体Pの足元に機材等の障害物が配置される場合には、第1の実施形態と同様に、オペレータはインタロック下限位置を指定する必要がある。また、被検体Pの足元に障害物等が無く、インタロック下限位置を設定する必要がない場合には、オペレータはスキャン範囲のみを指定すれば良い。
【0102】
また、被検体Pの上部に点滴等の機材が配置される場合には、ガントリ27が被検体の上部へ移動することによって上方の機材と接触する可能性がある。そこで、第1の実施形態において記載したインタロック下限位置に替わって、オペレータはインタロック上限位置を設定することにしても構わない。この場合、インタロック下限位置を指定するために用いた投光器19を用いて、インタロック上限位置を指定することにすれば良い。インタロック上限位置の指定方法は、第1の実施形態で説明したインタロック下限位置の指定方法と同様であるが、インタロック上限位置の設定の前に被検体Pの上部に点滴等の機材を配置する必要がある。その際には、被検体Pを医用画像診断装置100内に配置した後に、一旦、ガントリ27を下方向に移動させて、点滴等の機材を被検体の上部に配置する。その後、インタロック上限位置の設定がオペレータによって実行されれば良い。
【0103】
以上説明した実施形態では、スタンド26のガントリ27側の側面を上下移動可能な投光器19を用いることとして説明したが、本実施形態はスタンド26に投光器19が配置されていれば上記の記載に限定されることを想定していない。例えば、スタンド26の開口部側の側面に上下方向に渡って複数の投光器19を配置して、所望の範囲の投光器19のみを操作装置22を介して指定することで、スキャン範囲等の設定を行なうことにしても構わない。
【0104】
また、以上の実施形態では、医用画像診断装置100は主にX線CT装置を想定して記載したが、ガントリ27が床面に対して略垂直方向に移動し、ガントリを保持するスタンド26を有する構成であればX線CT装置に限定されることを想定していない。例えば、上述の構成のガントリ27及びスタンド26を有する、立位型の磁気共鳴イメージング装置や核医学診断装置においても、本実施形態を適用することが可能である。
【0105】
なお、第1の実施形態で説明したインタロック下限位置の設定は、スタンド26に配置された投光器19を用いて設定することに限定されない。例えば、インタロック下限位置を投光するための投光器19をスタンド26とは別体に構成しても構わない。この場合、例えば、スタンド26とは別体に配置された投光器19から被検体P上に照射されるガイド光を、センサ等を用いてインタロック下限位置の位置情報を検出することが可能である。また、スタンド26とは別体に配置された投光器19の位置情報を医用画像診断装置100に送信し、当該投光器19の位置情報からインタロック下限位置の位置情報を検出することにしても構わない。
【0106】
以上説明した少なくとも1つの実施形態により、立位型の医用画像診断装置100を用いたスキャンに先立って、スキャン範囲等を設定する際に、オペレータが確認しやすい投光器19によるガイド光の投光を提供することが可能になる。更に、ガントリ27をトップ位置等へ退避した状態にて、スキャン範囲等の位置合わせを行うことができるためオペレータが被検体Pと容易にコミュニケーションを取ることが可能である。
【0107】
なお、本実施形態において「部」として説明した構成要素は、その動作がハードウェアによって実現されるものであっても良いし、ソフトウェアによって実現されるものであっても良いし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現されるものであっても良い。
【0108】
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を意図していない。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共に、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。