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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6821074
(24)【登録日】2021年1月7日
(45)【発行日】2021年1月27日
(54)【発明の名称】医療車両
(51)【国際特許分類】
A61B 6/00 20060101AFI20210114BHJP
A61B 6/03 20060101ALI20210114BHJP
B60P 3/00 20060101ALI20210114BHJP
【ＦＩ】
A61B6/00 390M
A61B6/03 321Z
A61B6/03 323Z
B60P3/00 N
【請求項の数】14
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2020-71537(P2020-71537)
(22)【出願日】2020年4月13日
【審査請求日】2020年4月13日
(31)【優先権主張番号】特願2019-127481(P2019-127481)
(32)【優先日】2019年7月9日
(33)【優先権主張国】JP
(31)【優先権主張番号】特願2019-165058(P2019-165058)
(32)【優先日】2019年9月11日
(33)【優先権主張国】JP
【権利譲渡・実施許諾】特許権者において、権利譲渡・実施許諾の用意がある。
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】711002269
【氏名又は名称】雫石 誠
(72)【発明者】
【氏名】雫石 誠
【審査官】
伊藤 昭治
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１７／０２３１８４３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
中国特許出願公開第１０４１０１６１５（ＣＮ，Ａ）
【文献】
特表平０９−５０８５４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−１５１７０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１２−５１１９８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１４７６５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１５−１０７１６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１３９６０２（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】
ＣＴを有する医療車両であって、該ＣＴのガントリの内周に被検体、又は被検体をのせる寝台を導き入れ、或いは搬出する窓部を該医療車両の左側面、右側面、或いは後部側面のいずれかに有し、かつ該ガントリの内周部を貫通する筒状の被検体保護部が、該窓部と対向する端部において該医療車両の内部に対し外気を遮断する閉じた形状を有する医療車両。
【請求項2】
ＣＴを有する医療車両であって、該ＣＴのガントリの内周に被検体、又は被検体をのせる寝台を導き入れ、或いは搬出する窓部を該医療車両の左側面と右側面に有し、該ガントリの内周部を貫通する筒状の被検体保護部が、該左側面の窓部から該右側面の窓部にかけて連続的に形成された医療車両。
【請求項3】
前記窓部における前記被検体保護部の体軸方向から見た形状が円形であり、前記窓部における該円形の直径が前記ガントリの内周部における前記被検体保護部の直径よりも大きい請求項１、又は請求項２に記載の医療車両。
【請求項4】
前記窓部の開口面積が前記ガントリの内周部における前記被検体保護部の開口面積よりも大きく、かつ前記ガントリの位置する方向に向かって奥行きのある空間部を有する請求項１、又は請求項２に記載の医療車両。
【請求項5】
前記ガントリを前記窓部の近傍に取り付けた請求項１、又は請求項２に記載の医療車両。
【請求項6】
前記ガントリの内部の回転部に光源、光源駆動制御回路、該回転部の回転中心軸を挟んで該光源に対向する位置に検出器、該検出器を駆動及び該検出器の出力信号を処理する検出器制御信号処理回路、これらを駆動するための二次電池を内蔵する請求項１、又は請求項２に記載の医療車両。
【請求項7】
前記ガントリの内部の回転部に光源、光源駆動制御回路、及びこれらを駆動するための二次電池を内蔵し、該回転部を取り囲み該回転部と同心円の円環状の固定部の内周の全円周上に複数個の検出器が取り付けられ、かつ該回転部の回転中心軸を挟んで該光源と対向する部分であって、該光源からの出射光を通過させ該検出器の受光面を露光する開口部を該回転部に有する請求項１、又は請求項２に記載の医療車両。
【請求項8】
前記ガントリの内部の回転部の外周部に沿って複数の誘導コイルを配置し、かつ該回転部の周囲を取り囲むガントリの円周部の内周に沿ってＮ極とＳ極が交互に並ぶように永久磁石を配置し、かつ該誘導コイルにより該回転部の回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生ブレーキ回路を該回転部に有する請求項１、又は請求項２に記載の医療車両。
【請求項9】
前記ガントリの内部の回転部が同一の回転中心をもつ二つの部分から構成され、一方の回転部にはタイミングベルトが装着され、他方の回転部は該一方の回転部と機械的に連動するラチェット構造からなる請求項８に記載の医療車両。
【請求項10】
前記光源がＸ線光源であって、該Ｘ線光源における電子ビーム発生部がカーボンナノ構造体から構成された請求項６、又は請求項７に記載の医療車両。
【請求項11】
前記二次電池、光源、又は検出器のいずれかがカートリッジ構造である請求項６、又は請求項７に記載の医療車両。
【請求項12】
前記ＣＴを駆動させるための電源が水素を原料とする燃料電池である請求項１、又は請求項２に記載の医療車両。
【請求項13】
前記燃料電池が医療車両を電気的に駆動するための電源である請求項１２に記載の医療車両。
【請求項14】
前記医療車両の減速時の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、前記二次電池に充電するための車両回生ブレーキ回路を前記二次電池に接続した請求項６、又は請求項７に記載の医療車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はコンピュータトモグラフィー装置を有する医療車両に関する。
【背景技術】
【0002】
Ｘ線コンピュータトモグラフィー装置（ＣＴ）は、撮像対象物の周囲を回転する回転部を含むガントリ、ガントリの内周部を通過するように被験者を載せた寝台を体軸方向に前進又は後退させる寝台移動装置、回転部と電気的接続を可能にするスリップリング、及び検出器から出力されたデータを処理する画像描出部等を含む操作、モニター部等から構成されている。従来、回転部の内部には、多数の撮像素子の集合体からなる大面積の検出器、検出器からの信号を処理する回路基板、被験者等の撮像対象物を挟んで対向する位置にあるＸ線発生部、冷却ファン、高電圧電源回路等が内蔵されている。このようにＣＴは大型、高重量、かつ高額な画像診断機器であって、ＣＴ本体を設置する建物、電源、及び空調設備等の設置費用に加え、常時機器の性能を最適に保つための維持管理費も大きな負担となっている。そのためＣＴの設置場所を変えるために移動し、或いは戸外で使用することには様々な困難が伴う。従来、Ｘ線検査装置等を搭載した車両が知られているが、車両自体の大型化が避けられず、また被検者が一人ずつ車内に入り検査を受けるため検査時間が長くなり、多数の被験者に対する画像検査を効率的に行うことが困難であった（特許文献１乃至４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実開平１−１３７４６４
【特許文献2】特開２００２−６００
【特許文献3】特開平８−１２７２８２
【特許文献4】米国特許第４９２８２８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来、Ｘ線機器等を搭載した医療車両（レントゲン車とも呼ばれる）では、大人数の被験者に対するスクリーニングを第一の目的としており、何らかの疑わしき所見が認められた場合には後日、改めて専門の病院、或いは検査機関に出向き精密検査を受ける必要がある。しかし、高齢者や過疎地に住む受診者にとっては、再度精密検査を受けることは時間的、肉体的、或いは経済的負担が極めて大きいのが実情である。車両等の移動手段においてＣＴを使用するには、ＣＴそのものの小型・軽量化に加え、必要とするスペースの削減、特に寝台の水平移動のためのストロークの確保が重要となる。さらに、被検者が一人ずつ車内に入り寝台上に横になるため、被験者の待機・準備スペースも必要になり、一人当たりの検査時間も長くなり、多数の被験者に対するＣＴ検査を効率的に行うことが困難である。また、他の医療機器等を搭載する余地を拡大するために、ＣＴ使用時のストローク領域と被験者に供するスペースの最小化、及び検査の迅速処理が解決すべき課題である。
【0005】
近年、新型ウイルス等による感染症の蔓延が世界的な問題となっている。例えば、初期の肺炎等の早期発見には画像診断機器が欠かせない。特にＣＴは、従来の胸部レントゲン検査に比べその検査精度が高いため、肺炎その他感染症等を早期、かつ迅速に特定する手段として期待されている。同時に、これら未知の感染症から医療従事者等をどう守るかという問題もクローズアップされている。例えば、新型ウイルス等に感染した可能性のある多数の被験者についてＣＴ検査を実施する場合、看護師や検査技師等が感染するリスクが極めて高いからである。このように、上記検査数の増加、或いは迅速化と同時に、医療従事者等の保護も解決すべき課題である。
【0006】
まず、車両等の移動手段においてＣＴを使用するには、ＣＴ本体の小型・軽量化が求められる。ガントリ内の回転部には、Ｘ線源、検出器、検出器信号処理回路、Ｘ線源駆動制御回路、空冷ファン等を内蔵する。しかし、Ｘ線源、Ｘ線源駆動制御回路、空冷ファン等は高重量であり、これらをガントリ内の円周上において毎秒０．５回転以上の速度で回転させる場合の慣性モーメントや重量物の回転に伴う振動、騒音等の弊害を最小限にすることも解決すべき課題である。
【0007】
加えて、ＣＴ本体の使用電力量、及びＣＴ等の機器の発熱に対処するための空調機器等に使用する電力量の増大が問題となっている。車両等の移動手段においてＣＴを使用する場合には、特にＣＴの使用電力量、及び機器等の発熱に対処するための空調機器等に使用する電力量の削減が必須課題である。さらに、検出器等の出力信号を外部に読み出すためにスリップリングと呼ばれる機械的接触手段により信号の送受信、或いは電力の授受を行っている。スリップリングによる電気的接続を確実にするには、回転数を低く抑え、かつ検出器からの出力信号線本数を少なくする必要がある。信号線本数を少なくするためには、パラレル信号をシリアル化しスリップリングを介し読み出す方法が採用されている。しかし、大量の撮像データをシリアル伝送すると伝送周波数が上昇するため、高速のラインバッファ素子など専用半導体素子を開発する必要があり、さらに伝送周波数の上昇に伴う消費電力や発熱の増大も避けられない。近年、一度のＸ線パルス照射により広い領域を露光する構造に移行しつつある。その結果、逆に、Ｘ線発生装置の大型化によりガントリ部の高重量化が避けられない。また、体軸方向の受光領域（即ちスライス数）を拡大する必要があるため、使用する検出器の受光面積及び画素数の増大を伴い、さらに高速かつ大容量のデータ伝送と外部の記録媒体への高速リアルタイム記録が求められる。例えば、スライス数が６４の場合、１Gbytes/sec以上のデータ処理速度が求められる。大量のデータをリアルタイムで高速記録するには、例えば、ＲＡＩＤ(Redundant Arrays of Independent Disks)のような複数台のハードディスクを組み合わせて使用する方策が取られているが、その記録速度は８００Mbytes/sec程度以下に抑えられるという問題がある。
【0008】
上述の電力の授受については、特にＸ線源等対する電力供給が問題となる。近年、スライス幅の拡大に伴い、Ｘ線源の大型化、即ち管電流の増大に伴い高電圧発生回路等を含むＸ線源駆動制御回路に供給する電流量も増大する傾向にある。その結果、スリップリングはブラシに対し滑らせながら大きな電流を流す必要があり、接触面が発熱し焼き付きのリスクが増大する。そのため、スリップリングやブラシの表面研磨や部材の定期的交換等のメンテナンスが必須となる。しかし、車両等においてＣＴを使用するためには、寝台やガントリ部等の小型・軽量化に加え、移動先における故障個所等の点検、修理、部品交換等が容易にできること、或いはＣＴの定期的なメンテナンス負荷の軽減等も解決すべき課題である。
【0009】
医療車両の運用を考慮すると、医療活動を展開する地域、自然条件等によっては、安定した商用電源を使用できるとは限らず、自前の安定した電力供給手段、及び医療活動を行うに十分な電源容量を車両に備える必要がある。また、医療車両は野外において使用されることも考慮する必要があり、温湿度の変動、或いは大気汚染や粉塵対策等も必要になる。或いは、医療車両が避難所となった体育館、或いはホテルのロビー、テントの内部等において使用されることについても留意する必要がある。即ち、医療活動中において医療車両自体が、例えば、電力供給のため騒音を発し、或いは有害な排ガスを放出することは許されない。このように、医療車両自体の小型化、低消費電力化に加え、安定した長時間稼働を可能にし、かつ振動や騒音を発しないクリーン電源を具備できることも解決すべき課題である。
【0010】
さらに、近年、Ｘ線ＣＴ等の利用機会が増えるにつれ、Ｘ線被ばくに対する懸念が高まっている。そのため、ＣＴ検査においても被験者、ＣＴ操作者、放射線技師、或いは看護師等のＸ線被ばく量を削減することも解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【0011】
ＣＴを有する医療車両において、ＣＴが必要とするストローク領域を最小化、或いは無くすことにより医療車両自体の小型化、或いは他の医療機器等の搭載領域を拡大する。そのため、ＣＴを有する医療車両であって、体軸方向を中心に被検体の周囲を回転する光源を有し、その体軸方向が医療車両の直進方向に対し直交し、かつ医療車両の左側面、又は右側面にＣＴのガントリに被検体或いは被検体をのせるための寝台を導き入れ、或いは搬出するための窓部を有する医療車両とする。或いは、ＣＴを有する医療車両であって、体軸方向を中心に被検体の周囲を回転する光源を有し、その体軸方向が水平方向において医療車両の直進方向と一致し、かつＣＴのガントリの内周に被検体、又は被検体をのせる寝台を導き入れ、或いは搬出する窓部を医療車両の後部側面に有する医療車両とする。好ましくは、窓部の体軸方向から見た形状が円形であり、さらに円形の窓部の直径が、ガントリを体軸方向から見た内周部の直径よりも大きくかつ外周部の直径よりも小さい医療車両とする。
【0012】
好ましくは、窓部から連続的にガントリの内周部を貫通する筒状の被検体保護部を有する医療車両とする。好ましくは、窓部の開口面積が被験者保護部の開口面積よりも大きく、かつ医療車両の内部に向かって奥行きを持った空間部を有する医療車両とする。或いは、被検体保護部は、窓部から連続的に形成され、被検体保護部の窓部と対向する位置の端部が医療車両の内部において閉じた形状、或いは端部が窓部と対向する位置にある医療車両の他方の側面部に形成された他方の窓部に結合した構造とする。さらに好ましくは、上記被検体保護部が医療車両の内部と外部との間の外気の出入を遮断した医療車両とする。また好ましくは、窓部の近傍であって、かつ体軸方向と窓部の中心軸の方向が一致する位置にガントリを取り付けた医療車両とする。
【0013】
好ましくは、ガントリの内部の回転部に光源、光源駆動制御回路、中心軸を挟んで光源に対向する位置に検出器、検出器を駆動及び該検出器の出力信号を処理する検出器制御信号処理回路、これらを駆動するための二次電池を内蔵するＣＴを搭載した医療車両とする。好ましくは、回転部の中の二次電池、光源、検出器、半導体画像メモリのいずれかがカートリッジ構造である医療車両とする。好ましくは、光源がＸ線光源であって、Ｘ線光源における電子ビーム発生部がカーボンナノ構造体から構成された医療車両とする。
【0014】
好ましくは、ガントリの内部の回転部に光源、光源駆動制御回路、及びこれらを駆動するための二次電池を内蔵し、回転部を取り囲み回転部と同心円の円環状の固定部の内周の全円周上に複数個の検出器が取り付けられ、かつ回転部の回転中心を挟んで光源と対向する部分であって、光源からの出射光を通過させ検出器の受光面を露光する開口部を回転部に有するＣＴを搭載した医療車両とする。
【0015】
医療車両に使用するＣＴは体軸方向を中心軸として回転する回転部を有するガントリ、ガントリを載せる架台、及び該ガントリから得られた画像データを処理表示或いはＣＴを操作する制御部から構成され、かつ架台に対しガントリを中心軸の方向に移動させる駆動手段を有し、さらに回転部には光源、光源を駆動する光源駆動制御回路、回転部インターフェースを有し、架台にはホストインターフェースを有し、ガントリの移動範囲内の所定位置において回転部インターフェースとホストインターフェースが互いに対向する構造とする。好適には、所定位置がガントリの移動範囲の終点にあるようにする。また、回転部インターフェースとホストインターフェースが互いに鉛直方向に近接し対向させる。或いは、回転部インターフェースとホストインターフェースが互いに中心軸方向に近接し対向する構造とする。好ましくは、回転部インターフェースとホストインターフェースが所定位置において機械的に接触することにより電気的に接続する。或いは、回転部インターフェースとホストインターフェースが所定位置において互いに近接し非接触状態において電磁場の相互作用により電気的に接続する非接触インターフェースとする。
【0016】
医療車両に使用するＣＴは、ガントリを中心軸方向に移動させるための駆動手段をガントリの内部に設ける。また、回転部を回転させる駆動モータをガントリの内部に設ける。また、ガントリの移動中に被験者或いは被測定物がガントリに接触することを防止するための保護カバーをガントリの移動方向に沿って架台に設けた構造とする。架台の上部であって所定位置にクレードルを有し、かつクレードルにホストインターフェースを設ける。さらに、クレードルに回転部の検査・校正に供する検査プローブ、或いは標準サンプルを保持するための保持手段をクレードルに設ける。或いは、所定位置において回転部を冷却するための冷却機構をクレードルに有する構造とする。或いは、ＣＴを使用しないときは、所定位置においてガントリを機械的に保持、或いは固定する機構をガントリとクレードルに有する構造とする。
【0017】
好ましくは、上記の二次電池にはリチウムイオン電池を用いる。また、上記の画像メモリには大容量の半導体メモリ、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、或いはＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の不揮発メモリを用いる。上記光源はX線光源、或いは近赤外（ＮＩＲ)光源とする。好ましくは、光源がX線光源であって、X線光源における電子ビーム発生部をカーボンナノ構造体により形成する。上記検出器は、好ましくはシリコン半導体検出器であって、かつ該シリコン半導体検出器にはAD変換回路が形成された構造とする。好ましくは、検出器を光電子増倍管型検出器、アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）型検出器、又はフォトンカウンティング型検出器とする。さらに好ましくは、検出器の上部であってＸ線光源に対向する位置に、選択的にＸ線を遮光、或いは透過させるＸ線遮蔽光ファイバープレート、或いはＸ線遮蔽光ファイバープレートの上部にさらにＸ線シンチレータを積層した構造とする。好ましくは、上記シリコン半導体検出器が裏面照射構造のＣＭＯＳ型固体撮像素子であって、さらに、水平、垂直走査回路や信号読み出し回路等の集積回路をＸ線損傷から保護、又は軽減するためのＸ線遮蔽部材をこれら集積回路の上部に配置する。
【0018】
医療車両に使用するＣＴは、回転部の外周部に沿って複数の誘導コイルを配置し、かつ回転部の周囲を取り囲むガントリ内の固定部の円周部に沿ってＮ極とＳ極が交互に並ぶように永久磁石を配置する。好ましくは、回転部の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生ブレーキ回路を誘導コイルに接続する。また、電気二重層キャパシタを回生ブレーキ回路に設ける。回生ブレーキ回路を用いた場合の駆動方法であって、回転部の回転開始後、撮像を開始する。次に、Ｘ線照射による被検体の撮像が開始される。検出器アレーから得られたデジタルデータはリアルタイムで画像メモリに記録される。撮像終了後、回転部の回転運動エネルギーが誘導コイルに逆起電力を生じさせ電気エネルギーとして回収し、キャパシタ又は二次電池を充電しつつ回転運動は減速する。次に、回転部インターフェースからホストインターフェースを介し画像メモリに記録されたデータが読み出される。並行して二次電池を充電し、一連のシーケンスが完了し待機状態となる。或いは、回生ブレーキ回路を用いた場合の駆動方法の変形例であって、ＣＴ撮像時の回転部の回転数をｎ１とし、ＣＴ非撮像時の回転部の回転数をｎ２としたときに、ＣＴ非撮像時において回転部の回転数ｎ２をｎ１より増大させ（ｎ２＞ｎ１）、上記二次電池を充電する医療車両に使用するＣＴの駆動方法とする。
【0019】
医療車両に使用するＣＴは、ガントリ内部の回転部が二つの部分から構成され、一方の回転部にはタイミングベルトが装着され、他方の回転部にはラチェット構造により一方の回転部と機械的に連動する構造とする。一方の回転部の周囲には爪が取り付けられており右回転すると他方の回転部の内周にある溝に引っ掛かり、他方の回転部にトルクを伝達することができる。逆に、一方の回転部が左回転すると、爪は他方の回転部の内周にある溝を乗り越えてトルクを伝達できず他方の回転部は空転する構造である。ラチェット構造を用いた場合の駆動方法であって、一方の回転部が他方の回転部にトルクが加わる方向に回転開始後、Ｘ線照射による撮像が開始される。検出器アレーから得られたデジタルデータはリアルタイムで画像メモリに記録される。撮像終了後、一方の回転部の回転トルクが減少、或いは停止すると、他方の回転部は、一方の回転部との結合が解かれ空転する。他方の回転部内の回生ブレーキにより、回転運動エネルギーが誘導コイルに逆起電力を生じさせ電気エネルギーとして回収し、キャパシタ又は二次電池を充電しつつ他方の回転部の回転運動は減速する。他方の回転部の回転停止後、回転部インターフェースからホストインターフェースを介し画像メモリに記録されたデータが読み出される。また、並行して二次電池を充電し、一連のシーケンスが完了し待機状態となる。
【0020】
医療車両に使用するＣＴは、ガントリ内の回転部の内部に組み込まれるＸ線発生部、検出器アレー、画像メモリ、二次電池のいずれかを脱着可能なカートリッジ構造とする。また、第一のＸ線発生部と第二のＸ線発生部、及びこれらの中心方向において対向する位置にそれぞれ第一の検出器アレー、及び第二の検出器を有する構造とする。第一の検出器アレーと第二の検出器アレーは、Ｚ軸方向にずれたシフト配置とする。或いは、第一のＸ線発生部と第二のＸ線発生部は、同時にＸ線を照射、又は時間差を置いて照射する。さらに、第一のＸ線発生部と第二のＸ線発生部は異なる管電圧（波長）とする。
【0021】
医療車両に使用するＣＴにおいては、ガントリ、又は寝台の体軸方向の移動、或いはガントリの撮像動作を制御する制御信号、或いは画像データを無線通信により送受信する無線インターフェースを、ＣＴの制御部と、ガントリ、架台、或いはクレードルのいずれかとの間に設ける。
【0022】
医療車両に使用するＣＴは、ガントリ部を２台架台上に搭載した構造とする。また、クレードル部は、被験者及び寝台が通り抜けられるようにドーナツ形の中空構造とする。複数台のガントリ部は、Ｘ線ＣＴ検査用ガントリ、ポジトロンエミッショントモグラフィー（ＰＥＴ）検査用ガントリ、近赤外拡散光イメージング用ガントリのいずれかを組み合わせる。
【0023】
ＣＴを駆動させるための電源が水素を原料とする燃料電池である医療車両とする。好ましくは、医療車両が燃料電池を電源として動く電気自動車であり、かつこの燃料電池がＣＴ装置を駆動する医療車両とする。好ましくは、医療車両の減速時の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、ＣＴ内部の二次電池に充電するための車両回生ブレーキ回路を二次電池に接続した医療車両とする。また、移動車両の減速時の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する車両回生ブレーキ回路により生じた起電力を利用し、ＣＴの回転部が静止状態において回転部の内部にある二次電池を充電する医療車両の駆動方法とする。
【発明の効果】
【0024】
本発明により、ＣＴが必要としたストローク領域を最小化、或いは無くすことによりＣＴを搭載した医療車両の小型化が容易になった。ＣＴを使用する際に必要とするスペース、例えば、寝台の水平移動のためのストロークを医療車両の外部に確保することが容易になり、迅速かつ効率的な検査が可能になった。安定した商用電源が得られない場合であっても、自前の安定した電力供給手段により医療活動の継続が可能になった。クリーン電源を具備することにより、電力供給のため騒音を発し、或いは有害な排ガスを放出することなく、安定かつ長時間のＣＴ稼働が可能になった。そのため、避難所となった体育館、或いはホテルのロビー、テントの内部等の密閉、反密閉空間内における医療活動が容易になった。ＣＴによる画像診断は癌、心疾患、脳血管疾患等の重大な疾病の早期発見に有効であるばかりでなく、これらの目的以外にも撮影した画像に何らかの病変が認められる場合がある。ＡＩ、高速通信方式を活用することにより、遠隔地であってもこのような人体に起こり得る様々な異常を見落とすことなく幅広い視点で検出することができるようなった。本発明の医療車両を用い、５Ｇ等の高速通信方式、及びＡＩ（人工知能）を活用した画像診断を組み合わせることにより、遠隔地や災害現場等においてもワンストップの医療サービスが実現する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】（ａ）は、実施例に係る医療車両１００をＺ軸方向からみた側面図である。（ｂ）は、医療車両１００をＹ軸方向から見下ろした平面図である。（ｃ）は、医療車両１００の後部（Ｘ軸方向）から見た場合の、特にＣＴ６１の配置を説明する平面図である。（ｄ）は、医療車両１００に搭載したＣＴ６１をＺ軸方向から見た断面図である。
【図2】（ａ）は、実施例に係る医療車両２００をＺ軸方向からみた側面図である。（ｂ）は、医療車両２００をＹ軸方向から見下ろした平面図である。（ｃ）は、医療車両２１０の後部（Ｘ軸方向）から見た場合の、特にＣＴ６３−１の配置を説明する平面図である。
【図3】（ａ）は、実施例に係る医療車両３００を後部（Ｘ軸方向）から見た場合の、特にＣＴ６５の配置を説明する断面図である。（ｂ）は、実施例に係る医療車両３１０を後部（Ｘ軸方向）から見た場合の、特にＣＴ６７−１の配置を説明する断面図である。（ｃ）は、医療車両３１０をＹ軸方向から見下ろした平面図である。（ｄ）は、医療車両３２０の後部（Ｘ軸方向）から見た場合の、特にＣＴ６７−２の配置を説明する断面図である。
【図4】（ａ）は、実施例に係る医療車両４００をＺ軸方向からみた側面図である。（ｂ）は、医療車両４００の後部（Ｘ軸方向）から見た場合の平面図である。（ｃ）は、医療車両４１０をＹ軸方向から見下ろした平面図である。
【図5】（ａ）はＣＴ６１−２をＸ軸方向からみた側面図であり。（ｂ）はＣＴ装置６１−２をＹ軸方向から見下ろした平面図である。（ｃ）は、ＣＴ６１−２をＺ軸方向から見た要部平面図である。
【図6】（ａ）は、ＣＴ６３−２をＸ軸方向から見た側面図である。（ｂ）は、非接触インターフェース部（１０及び１２）におけるワイヤレス給電部分の回路構成を説明するためのブロック図である。
【図7】（ａ）は、実施例に係るＣＴにおける回転部分２３の内部構造の一例を説明するための平面図である。（ｂ）は、検出器とその周辺回路を説明するための回路ブロック図である。（ｃ）は、回転部分２３の内部、特にＸ発生部と高電圧駆動回路を説明するための回路ブロック図である。
【図8】（ａ）は実施例に係るＣＴ６１に好適なガントリ部の他の構造を説明するためのＺ軸方向からみたＸ−Ｙ平面図である。（ｂ）は、ＣＴ６１に好適なガントリ部の他の構造を説明するためのＸ軸方向からみた断面図である。（ｃ）は、（ａ）において破線で囲まれた部分Ａの拡大図である。（ｄ）は、回転部２３−２に形成された開口部２８を説明するため、Ｘ線源２５ｍから開口部方向を見たときの平面図であり、開口部に固定部２４に配置した検出器ユニット３０の一部が見えている。
【図9】（ａ）は、図８に示した検出器ユニット３０の変形例であるＣＭＯＳ型固体撮像素子３０−１の平面図である。（ｂ）は、同じく、好適な他の検出器ユニット３０であるＣＭＯＳ型固体撮像素子３０−２を受光領域が密接するように対向させて配置した場合の平面図である。（ｃ）は、（ｂ）におけるＣＭＯＳ型固体撮像素子３０−２の断面構造を説明するための拡大図である。
【図10】（ａ）は、実施例に係る医療車両２００に使用するＣＴ６３をＸ軸方向からみた側面図である。（ｂ）は、同じく体軸方向からみた平面図である。（ｃ）は（ａ）において破線で囲まれた部分Ｂの拡大図である。（ｄ）は、実施例に係る回転部２３をＸ軸方向からみた断面図である。（ｅ）は、体軸方向からみた回転部２３の変形例に係る構成を説明する要部平面図である。
【図11】（ａ）は、実施例に係るＣＴの、特にガントリ５の変形例に係る回転部分２３の構造を説明するための平面図である。（ｂ）、及び（ｃ）は、（ａ）における破線部分３９における回転部２３の外周とこれを取り囲むガントリ５の内周における電磁誘導を説明するための一部拡大図である。（ｄ）は、回転部２３の内部にある回生ブレーキ５０を説明するため回路ブロック図である。
【図12】（ａ）は、ガントリ部５の他の実施例に係る内部構造を説明するため平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す回転部２３−１、２３−２におけるラチェット機構の一例（破線部３９Ｒ）を説明するための部分拡大図である。（ｃ）は、回生ブレーキ、ラチェット機構等を用いた場合のＣＴ装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。
【図13】（ａ）は、実施例に係る医療車両５００における電源構成を説明するためのブロック図である。（ｂ）は、実施例に係る医療車両５００の変形例に係る医療車両５１０の模式図である。（ｃ）は、医療車両５００の運行、及びＣＴの運用工程を説明するためのフローチャートである。
【実施例】
【0026】
本発明では、車両の直進方向をＸ軸、車両の高さ方向、即ち鉛直方向をＹ軸、車両の進行方向に対し左右方向、即ちＸ軸とＹ軸に直交する方向をＺ軸と定義する。実施例に係る医療車両１００について、図１（ａ）乃至図１（ｄ）を用いて以下に説明する。図１（ａ）は、実施例に係る医療車両１００のＺ軸方向から見た側面図である。車両の側面部に、人体等の被検体を載せる寝台を挿入する被検体窓部２０がある。ＣＴ６１は、図示していないガントリ部の体軸方向がＺ軸方向に一致している。本実施例では、被検体を載せた寝台（３）を寝台支持部３Ｓの上に導き入れた後、ガントリをＺ軸方向において移動させながら撮像を行う。或いは、後述するように、固定されたガントリに対し、被検体をＺ軸方向に移動させながら撮像するＣＴであってもよい。医療車両１００には、自然エネルギー活用のため、ソーラーパネル７１、及び車内への出入りのための階段１８が配置されている。図１（ｂ）は、Ｙ軸方向から見た要部平面図である。医療車両１００には、図示するように、車両側面側から被験者が寝台３の上に横になった状態で、例えば、ストレッチャ−と呼ばれる簡易的な移動寝台６２を使い、ＣＴ６１の寝台支持部３Ｓの上部に導き入ることができる。本実施例では、後述するクレードル９−１を有している。クレードルとは、床面、壁面、又は架台等から直立する部分であり、かつガントリ５を待機させるスペースであり、ガントリ５の内部にある回転部２３の回転部インターフェースと電気的に結合するホストインターフェース等を有している。なお、ＣＴ６１を使用しないとき、例えば、医療車両１００が移動中などは、被検体窓部２０を遮蔽するためのスライドドア５２を有している。なお、医療車両１００には、データ処理、電源制御室、その他の検査機器室、生化学検査室、診察室、待合室或いは更衣室等（１６−１乃至１６−６）、車内通路（１６Ｐ）を有している。このように、ＣＴ６１が必要とするストローク領域が医療車両１００の内部ではなく、医療車両１００の外部にあるため、医療車両１００を大型化することなく、或いは車内のスペースを他の目的のために有効に活用することができる。なお、後述するように、ガントリ５の内部には体軸方向を中心に回転可能な光源部（Ｘ線等）があり、さらに、図示していない操作・制御部及び表示（モニター）部が車内に設けられている。即ち、画像描出回路及びソフトウエア等により再構成された断層像等がモニター上に表示される。以下に詳述するように、ガントリ内の回転部とこれを支える架台との間において電気信号又は電力の授受を行う有線又は無線による電気的接続手段が架台とガントリ内の回転部側に有する。撮影中はガントリ５のみがＺ軸方向に移動し、被験者は寝台３と共に寝台３の上で静止しているので、必ずしも堅牢かつ精密な被験者移動制御寝台を必要としない。そのため、医療車両１００自体の小型、軽量化が容易になる。また、ガントリの体軸（Ｚ軸）方向における撮像走査速度を高速化しても、被験者の身体的・精神的負荷や不安を回避できる効果も有する。
【0027】
図１（ｃ）は、医療車両１００の、特にＣＴ６１を車両後方のＸ軸方向から見た場合の構造を説明するための要部断面図である。被検体窓部２０より、被検体を載せた寝台３がＣＴ６１の内部に運び込まれる。この場合、ストレッチャ６２が寝台３を保持しても良いが、より安定に被検体を保持するために、寝台保持板３Ｓを予め備えたＣＴ６１としてもよい。上述の如く、ガントリ５は、その内部に回転可能な光源等を有し、Ｚ軸方向に移動しながら被検体の断層像を撮影する。このように、ガントリ５が被検体に沿って移動するため、ガントリが被検体と接触することを防止する被検体保護部材５１が、ガントリ５の内周部を貫通するように取り付けられている。また、ガントリ５の移動範囲の他方の端部には後述するクレードル９−１があり、ガントリ５と電気的に、或いは機械的に結合することができる。なお、本図では、被検体（人物）の下半身からＣＴ６１の内部に移送される例を示しているが、反対に頭部からＣＴ６１に導き入れても良い。多くの場合、検査対象は頭部や内臓等の上半身であり、必ずしも全身を撮像する必要が無いからである。そのため、ＣＴ６１のＺ軸方向の寸法を、例えば、１ｍ（メータ）程度に短縮し、さらにＣＴ６１の医療車両１００内における占有スペースを削減できる効果も有する。図１（ｄ）は、ＣＴ６１をＺ軸方向から見た要部拡大図である。被検体保護部材５１は、ガントリ５の内周部に位置するため円形である。ガントリ５は、架台７に支えられ移動するため、ガントリ移動台車１１に取り付けられている。本実施例では、架台７が医療車両１００の側面５５−３に取り付けられているが、後述すように床面（５５−１）上に取り付けても良い。
【0028】
実施例に係る医療車両を２００、及びその変形例に係る医療車両２１０について、図２（ａ）乃至図２（ｃ）を用いて以下に説明する。図２（ａ）は、実施例に係る医療車両２００のＺ軸方向から見た側面図である。ただし、医療車両を２００の前方は、図１（ａ）の場合とは異なり、図面上、右方向である。車両の側面部に、人体等の被検体を載せる寝台（３−１）をＣＴ６３の内部にある寝台保持板３Ｓの上部に沿って挿入する被検体窓部２０がある。ＣＴ６３は、ガントリの体軸方向がＺ軸方向に一致している。本実施例では、ガントリ部を固定した状態で被検体を載せた寝台（３−１）を移動させながら撮像を行う場合について説明する。図２（ｂ）は、医療車両２００をＹ軸方向から見た要部平面図である。本実施例では、医療車両２００の左右両側面部に被検体窓部２０があり、ＣＴ６３の被検体挿入部と被検体窓部２０との間には、ロート状の被検体保護部材５３が取り付けられており、後述するように車外の外気が医療車両２００の内部に入ることを防止している。医療車両２００の車両の一方の側面側から、被験者が寝台移動装置の寝台３−１の上に横になった状態で、寝台移動装置の搬送部３−２によりＣＴ６３に導き入れられる。即ち、ＣＴ６３が必要とするストローク領域が医療車両２００の内部ではなく、医療車両２００の外部にある。本実施例では、ガントリ５が、Ｚ軸方向において医療車両２００のほぼ中心部に固定されている。ガントリ５の内部には回転可能な回転部があり、さらに、図示していない操作・制御部及び表示（モニター）部が車内に設けられている。即ち、画像描出回路及びソフトウエア等により再構成された断層像等がモニター上に表示される。また、医療車両２００には、医療車両１００と同様に、他の目的のためのスペース（１６−１乃至１６−６、及び１６Ｐ）、階段１８等が配置されている。また、ＣＴ６３を使用しないとき、例えば、医療車両２００の走行中等は、ＣＴ６３を車外から遮断するため、開閉式のドア５２−１、及び５２−２を有している。本構造により、医療車両２００の左右どちら側からも被験体を搬入、又は搬出することができる。
【0029】
図２（ｃ）は、医療車両２１０の、特にＣＴ６３を車両後方のＸ軸方向から見た場合の構造を説明するための要部断面図である。被検体窓部より、被検体を載せた寝台３−１が寝台移動装置の搬送部３−２により寝台支持部３Ｓ上を移動しながらＣＴ６３の内部のガントリ５を通過する。ガントリ５は、その内部に回転可能な光源等を有し、寝台３−１のＺ軸方向における移動中に被検体の断層像を撮影する。本実施例では、ガントリ５は床面５５−１に固定された構造であり、さらに被検体保護部材５１が、ガントリ５の内周部を貫通するように取り付けられている。さらに、被検体保護部材５１の左右の端部には、円錐状、或いはロート状の被験者保護部材５３が、窓部と被検体保護部材５１の間を連続的につなぐ役割を果たしている。本構造により、医療車両２１０の内部を医療車両２１０の外部から遮蔽することができるので、ＣＴ６３、及び車内の温湿度等の変動を抑え、或いは被験者の鼻や口から発する飛沫や外部からの粉塵が車内に入ることを防止できる。また、図示するように、医療車両２１０の左右両側面部に寝台移動装置の搬送部３−２を配置し、一方の被検体窓部から搬入した被検体を、対向する反対側の被検体窓部から搬出することができる。このように、一方の側から被験体を搬入し、他方の側から搬出することができるので、例えば、多数の被検体を連続して順次検査する場合に好適である。従来、このような連続的検査を行うためには、車内に搬入側と搬出側に対応するストローク領域を実質的に２倍確保する必要が有ったが、本構造によりストローク領域そのものを必要とすることなく多数の被検体を効率的に検査することができる。
【0030】
実施例に係る医療車両を３００、及びその変形例に係る医療車両３１０、３２０について、図３（ａ）乃至図３（ｄ）を用いて以下に説明する。図３（ａ）は、実施例に係る医療車両３００の後方Ｘ軸方向から見た要部断面図である。図示するように、医療車両３００の一方の側面部に、ＣＴ６５に被検体を搬入・搬出する被検体窓部２０があり、ロート状の被験者保護部材５３と被験者保護部材５１が取り付けられ、さらに被験者保護部材５１の被検体窓部に対向する反対側の端部５１−２は車内に対し閉じた形状となっている。また、ＣＴ６５のガントリ５は被検体窓部の近傍に固定されており、被験者が寝台移動装置の寝台３−１の上に横になった状態で、寝台移動装置の搬送部３−２によりＣＴ６５に導き入れられる。そのため、ＣＴ６５が必要とするストローク領域が医療車両３００の内部ではなく、医療車両３００の外部にある。また、ガントリ５が占有するスペースが被検体窓部２０の近傍に固定されているので、車内のスペースをさらに有効に活用することができる。前述のように、ＣＴ６５のＺ軸方向の寸法は、例えば、上半身を撮影するに足る長さとすれば、ＣＴ６５が車内において占有する空間をさらに削減することができる。
【0031】
図３（ｂ）は、実施例に係る医療車両３１０の後方Ｘ軸方向から見た要部断面図である。図示するように、医療車両３１０の一方の側面部に被検体窓部２０があり、Ｘ軸方向から見た被検体窓部２０の形状は、例えば、タテに長い長方形であって、その開口面積は被験者保護部材５１の開口部の面積よりも大きい。即ち、車内に向かって奥行きを持った斜線部で示す空間部５７を有しており、その高さ（ｈ）、幅（ｗ）、奥行き（ｄ）は、被験者（人物）が自ら寝台３の上にのり、横になることができる大きさであることが好ましい。例えば、本図における高さｈ、及び奥行ｄは、それぞれ、１２０ｃｍ〜２００ｃｍ、及び５０ｃｍ〜１００ｃｍの範囲である。ＣＴ６７−１は、ＣＴ６３と同様に、被験者が寝台３の上に横になり、寝台支持部３Ｓ上にスライドした後に静止し、ガントリ５がＺ軸方向に移動しながら撮像する構造である。ガントリ５のＺ軸方向における移動距離は、上半身、例えば１００ｃｍ〜１５０ｃｍ程度でも良い。本構造により、ＣＴ６７−１が必要とするストローク領域が、医療車両３１０の外部にあり、しかもストレッチャ等の被検体移動手段を用いることなく、被験者が自ら寝台上にのり、ＣＴ６７−１の内部に送り込まれることができる。図３（ｃ）は、医療車両３１０をＹ軸方向から見た要部平面図である。斜線部で示す領域５７の幅ｗは好ましくは、被験者が寝台３にのることが容易な程度、例えば１５０ｃｍ〜２００ｃｍの範囲である。なお、好ましくは、空間部５７の壁面は、被検体保護部材５１と一体的に形成され、外気が医療車両３１０の内部に侵入することを防止する構造とする。
【0032】
図３（ｄ）は、実施例に係る医療車両３２０の後方Ｘ軸方向から見た要部断面図である。図示するように、医療車両３２０の左右双方の側面部に被検体窓部２０があり、前述の医療車両３１０と同様に、Ｘ軸方向から見た開口は被験者保護部材５１の開口部より大きく、車内に向かって空間部５７を左右に有している。空間部５７の高さ、幅、奥行き等は、被験者（人物）が自ら寝台３−１にのり、横になることができる程度である。本実施例では、ガントリ５が車両のＺ軸方向の中心部にあり、車両の床５５−１に固定されている。ガントリ５が移動しないので、被検体保護部材５１のＺ軸方向における長さを短くできると同時に、空間部５７の容積を拡大できる。また、車外におけるストローク領域を拡大するため、車体に取り付けられた補助板５９を図示するように９０度回転させて用いても良い。本実施例では、被験者が寝台移動装置の寝台３−１の上に横になった状態で、寝台移動装置の小型搬送部３−３によりＣＴ６７−２に導き入れられる。本構造により、左右どちらからでもＣＴ検査が可能であり、ストローク領域の削減、或いはストローク領域そのものを必要としない。また、医療車両２１０と同様に、連続して一方向に被験者を順次移動させながら効率的に多数の被験者に対するＣＴ検査を行うこともできる。
【0033】
実施例に係る医療車両を４００、及び４１０について、図４（ａ）乃至図４（ｃ）を用い、以下に説明する。図４（ａ）は、実施例に係る医療車両４００のＺ軸方向から見た要部側面図である。ＣＴ６９−１は、ガントリ５の体軸方向がＸ軸方向に一致するように車内に配置されており、車両の後部側面部に人体等の被検体を載せる寝台を挿入する被検体窓部がある。本実施例では、被検体を載せた寝台３−１が寝台移動装置の搬送部３−２により、ＣＴ６９−１の内部に導き入れられ、その間に車両後部の側面部近傍に取り付けられたガントリ５により撮像を行う。また、ＣＴ６９−１の高さに合わせるため、図示するように、予め車体に取り付けられた補助板１８ｆを、ワイヤ１８ａを使い９０度回転させることにより水平なストローク領域を作り、さらにスロープ１８Ｓを介しその上に寝台移動装置の搬送部３−２を導き入れることができる。図４（ｂ）は、医療車両を４００の後部をＸ軸方向から見た平面図である。被検体窓部２０には、ロート状の被検体保護部材５３が取り付けられている。また、車内に立ち入るための開閉式扉５２−３を有している。このように、ＣＴ６９−１が必要とするストローク領域が医療車両４００の内部ではなく、医療車両４００の後方かつ外部にあるため、医療車両４００を大型化することなく、車内のスペースを有効に活用することができ、また幅の狭い場所や通路等においても容易に車外にストローク領域を確保することができる。
【0034】
図４（ｃ）は、医療車両４００の変形例に係る医療車両４１０をＹ軸方向から見た要部平面図である。本実施例は、被検体に対しガントリ５が体軸、即ちＸ軸方向に移動しながら撮像を行う構造であり、既に説明したように、社外からストレッチャ６２等により被検体を導き入れることができる。さらに、医療車両４１０においては、被検体窓部２０を遮蔽した状態であってもＣＴ６９−２を使用可能である。即ち、ＣＴ６９−２においては、図示していない被検体保護部材５１の車内通路（１６Ｐ）側の側面部が開閉式であり、白抜きの矢印で示すように、車内から寝台３の上にのり、横になることができる。本構造により、車外からストレッチャ６２等を用い被験者を導き入れることにより、外気の影響や患者からの感染を防止する検査方法に加え、このような懸念が無い場合や被験者が車内に立ち入って検査を行う方が、メリットが大きい場合等にも対応できる構造となっている。
【0035】
既に説明した実施例に係る医療車両１００（図１等）に好適なＣＴの構造について以下に説明する。なお、説明の簡略化のため、図５（ａ）乃至（ｃ）においては、より一般的な水平床面上に架台７を有するＣＴ６１−２を例に説明する。図５（ａ）は、ＣＴ６１−２をＸ軸方向から見た要部側面図である。ＣＴ６１−２は、架台７、及びこれを支える架台支持部（図示せず）、クレードル９−１、及びＺ軸方向の移動を容易にする車輪１５を内蔵したガントリ移動台車１１、ガントリ５等から構成されている。ＣＴ撮像を行わないときは、クレードル９−１を、破線で示すガントリ収納部３７に退避させ固定することができるので、医療車両が移動中にガントリ５を振動等から保護することができる。好ましくは、円筒状の被験者保護部材５１がガントリ５の内部に配置されている。また、寝台支持部３Ｓを有していてもよい。簡易寝台にのせられた被験者を寝台支持部３Ｓ上に導き入れ保持するためである。ガントリ５の内部には後述する回転可能な回転部（２３）があり、その回転中心軸１が図示されている。なお、図示していないを操作・制御部及び表示（モニター）部があり、画像描出回路及びソフトウエア等により再構成された断層像等がモニター上に表示される。撮影中はガントリ５のみがＺ軸方向に移動し、被験者は寝台上で静止している。そのため、本構造では、堅牢かつ精密な被験者移動制御手段は不要であり、ＣＴ自体の小型、軽量化が可能になる。また、ガントリの体軸（Ｚ軸）方向における走査速度を高速化しても、被験者の身体的・精神的負荷や不安を回避できる効果も有する。なお、ガントリ５をＺ軸方向に移動させるための移動手段として、クレードル９−１側からけん引する構造であってもよい。
【0036】
図５（ｂ）は、ＣＴ６１−２をＹ軸方向から見た要部平面図である。ガントリ５が架台７の上を移動するためにガントリ移動用レール１３が架台７の上部に２本設けられている。ガントリ移動用レール１３及び車輪１５が金属等の導電性材料であれば、ガントリ移動台車１１の内部にある駆動用モータ（１７）に電力を供給し、或いはガントリ移動台車１１との間において制御信号等の授受が可能になる。上述の如く、ガントリ内の回転部２３と架台７との間において電気信号又は電力の授受を行う電気的接続手段であるホストインターフェース２−１を架台の上部、即ちガントリ５の移動範囲内の所定位置、例えばガントリ５の移動範囲の終点に配置している。寝台支持部３Ｓを取り除いて、ガントリ３を架台７から取り外すことが可能なので、ガントリ５のメンテナンスや交換が容易であり、さらに異なる撮像特性、例えば、光源エネルギー（波長）の異なる光源を搭載したガントリに取り換えることもできる。
【0037】
図５（ｃ）は、ＣＴ６１−２をＺ軸方向から見た要部平面図である。ガントリ５の内部には、回転中心軸１の周囲を回転する回転部２３がベアリング（図示せず）等を介し取り付けられている。さらに回転部２３を回転させるためのタイミングベルト２１がガントリ移動台車１１の内部にあるガントリ回転部駆動モータ１９に取り付けられている。また、回転部２３は、回転部インターフェース２−２を有しているので、回転部２３の静止時においてホストインターフェース２−１と対向する位置において電気的に接続することができる。なお、好適にはホストインターフェース２−１と回転部インターフェース２−２が対向する位置で停止するようにするため、ホール素子等を用いた位置センサ等（図示せず）を使用することができる。また、ガントリ５をＺ軸方向に移動させるためのガントリ移動台車駆動モータ１７をガントリ移動台車１１の内部に有している。駆動のための電源は、既に説明したように、ガントリ移動用レール１３から供給することもできるが、ガントリ移動台車１１の内部に二次電池を内蔵することもできる。なお、後述するように、ホストインターフェースがクレードル９−１に位置し、ガントリ５がクレードル９−１に接近又は結合した状態において、回転部インターフェースと電気的に結合する構造でもよい。
【0038】
図６（ａ）、（ｂ）を用いて、クレードル側のホストインターフェースとガントリ内の回転部インターフェースとの間における非接触の電力供給、その他電気信号の授受について説明する。図６（ａ）は、既に説明したように静止状態の被検体に対しガントリ５が体軸方向に移動する方式のＣＴ装置（６３−３）であり、かつ医療車両２００の場合と同様に、被検体窓部を車両の左右両サイドに有する構造である。さらに、左右の被検体窓部２０の近傍にクレードル９−３、及び９−４を有している。そのため、一台のガントリが左右どちらのクレードルとも電気的に結合することができるが、本実施例では、２台のガントリ５−１、５−２を有する場合について説明する。図示するように、車両の左右側面（５５−３、５５−５）には被検体窓部２０があり、ロート状の被検体保護部材５３が取り付けられ、さらに既に説明した被検体保護部材５１に対し連続的に組み合わされている。そのため、被検体保護部材５３はクレードル９−３、及び９−４の内部をＺ軸方向に貫通している。左右のクレードル９−３、及び９−４には、非接触ホストインターフェース１０があり、ガントリ５−１、及び５−２には、非接触回転部インターフェース１２があり、ガントリと回転部が互いに対向し近接する構造になっている。既に説明したように、ホストインターフェース１０と回転部インターフェース１２が対向する位置で停止するようにするため、ホール素子を用いた位置センサ等を用いることができる。なお、２台のガントリ５−１、５−２を有するＣＴとすることにより、例えば、整形外科、循環器科、消化器科領域等異なる医療分野及び異なる光源エネルギーに対するマルチ画像診断も容易になる。さらに、一台のガントリをＰＥＴ用のガントリや近赤外光を光源とするガントリとすることもできる。
【0039】
図６（ｂ）は非接触インターフェース部（１０及び１２）における電磁誘導方式のワイヤレス給電に係る回路構成の一例を説明するためのブロック図である。図示するように、ホストインターフェース側（１０）の回路構成は、商用電源（１０−２）を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（１０−３）、高周波の方形波を出力する高周波インバータ（１０−４）、これを正弦波に変換する波形変換回路（１０−５）、安全確保のための絶縁トランス（１０−６）等を介し一次コイルＬ１（１０−１）につながっている。他方、二次コイルＬ２（１２−１）は、高周波を直流に戻す整流平滑回路（１２−４）、逆流阻止ダイオード（（１２−３）等を介し、光源や二次電池充電回路等の負荷（１２−２）に接続している。他方、制御信号或いは画像データ等の送受信には、例えば、近接場磁界結合にもとづくワイヤレス通信方式（図示せず）を使用する。また、近年急速に普及しつつある高速大容量の通信方式（例えば、５Ｇ）を利用した高速、大容量のＣＴ画像データの伝送等を行うこともできる。データ転送速度をギガ（Ｇ）ビット／秒以上の高速化が可能だからである。なお、上記ワイヤレス給電とワイヤレス通信を同一のコイル、或いはアンテナを使用して行う方式であってもよい。
【0040】
図７を用いて、CTの構造、特に回転部２３の構造を詳しく説明する。図７（ａ）は、ガントリ５の内部にある回転部２３の内部構造を説明するＺ軸方向から見た要部平面図である。回転部２３の内部には、光源、例えばＸ線発生部２５、高電圧制御回路２９、検出器アレー３１、検出器周辺回路３３、画像メモリ３５、二次電池２７、回転部インターフェース２−２を有する。即ち、Ｘ線発生部２５から出射されたＸ線ビーム２６が寝台３に載せられた被験者（図示せず）を透過し、検出器アレー３１に到達する。なお、回転部の回転時における重量バランスを調整する重量バランス調整部を設けてもよい。好適には、Ｘ線発生部２５にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）等のカーボンナノ材料を電界電子放出源とするＸ線発生装置を用いる。カーボンナノ材料を冷陰極材料として用いているので、予熱が不要であり従来のＸ線管を用いた場合に比べ、小型・低消費電力化が可能になり、高電圧制御回路２９の小型化や冷却ファンの小型化或いは冷却ファンそのものを不要にできるからである。なお、本実施例では、回転部２３の内部に検出器アレー３１が内蔵されている構造について説明したが、後述するように、検出器アレー３１が回転部２３の内部ではなく、回転部２３を取り巻くガントリ５の内周部の全周に亘って配置した構造であってもよい(図８等）。
【0041】
図７（ｂ）は図７（ａ）における回転部分２３の内部、特に検出器３１とその周辺回路３３を説明するための回路ブロック図である。図７（ａ）における周辺回路３３には、図７（ｂ）に示すように検出器駆動制御回路４１、信号増幅・アナログデジタル（ＡＤ）変換回路４３、信号走査・制御回路４５、デジタル信号処理回路４７、パラレルシリアル変換回路４９等を含んでいる。図示するように、検出器アレー３１には、複数の検出器ユニット３０が円弧状に、或いはスライス数を増やすためにＺ軸方向にも規則的に並んでいる。検出器ユニット３０には、例えば、小型の電子増倍型検出器（例えば、浜松ホトニクス社製「マイクロＰＭＴ素子」等）やアバランシェ効果（ＡＰＤ）を利用した増幅型検出器、フォトンカウンティング型検出器等を用いることができる。また、アナログデジタル（ＡＤ）変換回路をオンチップ化したＣＭＯＳ型、或いはＣＣＤ型検出器を使用することができるので、高速かつ低ノイズの信号読み出しが実現する。これらの検出器ユニットは高感度、或いは低ノイズであるため、必ずしもスライス数の多い大面積の検出器ユニット、例えばガラス基板上にＴＦＴを積層した大面積検出器等を必要としない。そのため、Ｘ線照射（被ばく）量を減少させ、或いは短時間パルス照射によるＺ軸方向の高速走査が容易になる。また、後述するように、Ｘ線照射面積を拡大する必要がないので、Ｘ線発生部に必要な電圧及び電流値を増大させることもない。また回転部２３のＺ軸方向の薄型化による軽量化に加え、特に電界電子放出源として使用するカーボンナノ材料の安定性や耐久性を向上させることができる。
【0042】
検出器アレー３１から出力される検出器信号は、信号増幅・AD変換回路４３によりデジタルデータ（例えば１６ビット）に変換され、信号走査・制御回路４５を経由してデジタル信号処理回路４７に送られ必要な画像処理が加えられる。デジタル信号処理回路４７から送られた画像データを直接記録するために回転部２３の内部に画像メモリ３５を内蔵している。パラレルシリアル変換せずにバスライン３８を介し直接画像メモリ３５にパラレル記録することができるので、高速書き込みが可能になる。画像メモリ３５には、磁気記録媒体も使用できるが、記録速度、及び信頼性の観点から、ＤＲＡＭやＮＡＮＤ形フラッシュメモリ等の半導体画像メモリが好適である。他方、撮像終了後であって、回転部２３の回転及びガントリ５の移動停止後に画像データを画像メモリ３５から読み出す場合には、撮像時と異なりリアルタイムで読み出す必要がないので、パラレルシリアル変換回路４９により、シリアルデータとして、ホストインターフェース２−２に出力すれば良い。シリアル化することにより、ホストインターフェース２−２における端子数を減らせる効果も有する。ホストインターフェース２−２と回転部インターフェース２−１からなる電気的接続手段においては、回転部２３の回転部インターフェース２−１の内部に複数のコネクタ６があり、その形状が凹状の受け構造である。他方、架台７上部におけるホストインターフェース２−２の側にはコネクタ４が複数あり、その形状は凸状である。コネクタ４をコネクタ６に挿入することにより電気的接続が可能になる。このように、機械的電気接点であるスリップリングを使用せず、回転部２３の静止時おいて内部に記録・蓄積した画像データを回転部インターフェース２−１からホストインターフェース２−２に読み出す。そのため、上述のスリップリング使用時の弊害を解消でき、かつ回転部２３の高速回転、例えば毎秒５回転以上の高速化回転も容易になる。このように、高感度、低ノイズ検出器の使用、回転部５の軽量化による回転部５の回転速度の高速化により、ガントリ５を体軸（Z軸）方向に高速移動できるため、スライス数を増やすことなく、Ｘ線被ばく量を軽減することができる。
【0043】
図７（ｃ）は回転部２３の内部にあるＸ発生部２５と光源駆動回路２９を説明するための回路構成図である。Ｘ発生部２５は、カーボンナノ材料電子ビーム発生冷陰極２５Cと陽極ターゲット２５Ａから構成されている。光源駆動回路２９は、電圧昇圧回路２９−１と高電圧制御回路２９−２から構成されている。好適には、光源駆動回路２９は、スイッチング電源及びパワー半導体を用いることにより、トランスレスの小型・軽量・低消費電力の高電圧電源部とする。二次電池２７には、例えば、リチウムイオン電池を用いることができる。このように、リチウムイオン電池２７の直流電圧を光源駆動回路２９により昇圧し、かつタイミングコントロールされた高電圧パルスをX発生部２５に印加することができる。なお、リチウムイオン電池２７は、図示していない電池残量検知回路及び充電回路により、回転部２３の静止時において回転部インターフェース２−２とホストインターフェース２−１を介し充電される。
【0044】
図８（ａ）は、実施例に係る医療車両に用いるＣＴの、特にガントリ内の構造を説明するＺ軸方向からみた平面図である。上述の通り、回転部２３−２の外周を取り巻くように固定部２４が組み合わされている。固定部２４の内周には、図示していない検出器が全周にわたって配置されている。回転部２３−２には、Ｘ線発生部２５ｍと図示していない光源駆動回路や二次電池等を内蔵している。回転部２３−２には、破線で示す開口部２８が形成されており、Ｘ線発生部より発せられたＸ線を透過、或いは通過させることができる。即ち、Ｘ線ビーム２６の強度や進行方向に及ぼす影響を軽減することができる。なお、開口部２８は、必ずしもすべての部材を取り除いた状態（空気のみ）である必要はなく、例えば、Ｘ線透過率の高い樹脂製の保護カバー、或いは可視光等に対する遮光膜等が残されていてもよい。図８（ｂ）は、ガントリ内の構造をＸ軸又はＹ軸方向から開口部２８を見た場合の断面図である。固定部２４の内周に沿って検出器ユニット３０が配置され、開口部２８を通過したＸ線２６が検出器ユニット３０に到達する。
【0045】
図８（ｃ）は、図８（ａ）における破線部Ｂに係る部分の構造を説明するためのＺ軸方向から見た拡大図である。固定部２４の環状部に沿って、複数の検出器３０ユニットの長手方向がＺ軸に平行になるように連続して密接に並べられ検出器アレーを構成している。即ち、Ｘ線発生部２５ｍの方から開口部２８を見たときの平面図を図８（ｄ）に示す。回転部２３−２に形成された開口部２８により、固定部２４に取り付けられた複数の検出器ユニット３０の画素アレーがＸ線光源２５ｍに対し露出しているので、照射Ｘ線を遮蔽することなく、検出器ユニット３０に対するＸ線露光を可能にしている。
【0046】
図９を用い、実施例に係る医療車両におけるＣＴに用いる場合に好適な検出器ユニット３０とその配置や組み合わせ等について以下に説明する。図９（ａ）は、複数の検出器ユニット３０−１を、回転中心軸１を取り囲むように前述の固定部２４の内周に沿って密接して配置されている。検出器ユニット３０−１は、図示するように、多数の画素３０−１１が上下左右に並ぶ矩形の受光領域において、対向する２辺に沿って、垂直シフトレジスタ３０−１２、及び水平シフトレジスタと信号読み出し回路３０−１３等の周辺回路が配置され、残る対向する２辺は、上記受光領域の端部においても画素３０−１１が配置されている。そして複数の検出器３０−１が接する境界線が３０−１４であり、この境界線を挟んだ各画素３０−１１の配列ピッチが、同方向において境界線３０−１４に接しない受光領域内部の画素３０−１１の配列ピッチと等しいことが望ましい。例えば、日本国特許第５０２７３３９号に開示された構造を採用することにより、この要求を満たすことができる。なお、図示するように、複数の検出器ユニット３０−１は、検出器ユニット３０−１が互いに隣接しない２辺に沿って上記の周辺回路が形成されている。回転部の回転方向において、連続した画素信号を得るためである。なお、検出器ユニット３０−１の素子寸法は大型であることが望ましいが、例えば、デジタルカメラ等で広く採用されている、所謂、中判サイズ（44mm×33mm）、フルサイズ（36mm×24mm）、ＡＰＳサイズ（23mm×15mm）等のＣＭＯＳ型撮像素子の構造や製造方法を流用し、さらに本発明のＣＴの要求仕様に従った設計とすることができる。
【0047】
図９（ｂ）は、複数の検出器ユニット３０−２を、回転中心軸１を取り囲むように前述の固定部２４の内周に沿って密接して配置され、かつ回転中心軸１の方向にもさらに検出器ユニット３０−２を配置することにより、体軸（Ｚ軸）方向の画素数を拡大した構造を開示する。これにより、スライス幅を約２倍拡大することができる。本実施例では、図面上、左右に密接する検出器ユニット３０−２の境界線３０−２４が重要となる。境界線が３０−２４を挟んだ各画素３０−２１の配列ピッチが、同方向において境界線３０−２４に接しない他の画素３０−２１の配列ピッチと等しいことが望ましいからである。既に説明したように日本国特許第５０２７３３９号に開示された構造が好適である。また、図示するように、水平、垂直走査回路や信号読み出し回路（（３０−２２、３０−２３）は、図示するように、検出器ユニット３０−２の３辺において各画素３０−１１の配列ピッチを阻害しないようにするため、検出器ユニット３０−２の１辺に集約した回路配置とした。なお、さらにスライス幅を拡大するために、２以上の検出器３０を体軸（Ｚ軸）方向に並べる場合は、上記の水平、垂直走査回路や信号読み出し回路（（３０−２２、３０−２３）が、画素３０−２１の配列ピッチを阻害することになる。この問題を解決する手段の一例が日本国特許第５４２４３７１号に開示されている。
【0048】
図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示した検出器３０−２の構造をさらに詳しく説明するための断面図である。検出器３０−２は、裏面照射構造のＣＭＯＳ型固体撮像素子であり、裏面側にシンチレータ層４６が積層されている。本ＣＭＯＳ型固体撮像素子に使用しているシリコン基板の厚さは５乃至１０ミクロンメートル（μｍ）程度あれば十分である。入射Ｘ線をシンチレータ層において可視光に変換後、画素３０−２１を介し電気信号として読み出すからである。検出器ユニット３０−２の表側には、配線層３０−２７、水平、垂直走査回路や信号読み出し回路（（３０−２２、３０−２３）、接続端子３０−２６が設けられている。なお、裏面側には、集積回路をＸ線損傷から保護、軽減するための遮蔽部材３０−２５を水平、垂直走査回路や信号読み出し回路（（３０−２２、３０−２３）の上部に配置している。本構造により、従来、ＣＭＯＳ型検出器をＣＴのＸ線検出器ユニットとして使用することが困難であった上記課題が解決し、ＣＴにおける低ノイズ、高感度、高速撮像が可能になり、その結果、Ｘ線等による放射線被曝の問題が軽減された。
【0049】
図１０（ａ）乃至（ｅ）を用い、医療車両に使用するＣＴの一例を説明する。ＣＴをＸ軸方向から見た側面図を図１０（ａ）に示す。ＣＴ７０は、既に説明したように、ガントリ５が静止した状態において、寝台３−１が体軸方向に移動しながら撮像するＣＴである。ＣＴ７０は、寝台３−１、及びこれを支えかつ移動させる寝台移動部（図示せず）、及び円環状の空洞部有するガントリ５から構成されている。ガントリ５の内部には回転可能な回転部２３があり、回転中心軸１はＺ軸、即ち体軸方向に平行である。回転部２３の周囲には固定部２４がボールベアリング等（図示せず）を介し組み合わされている。回転部２３と固定部２４との間における破線で囲まれた部分Ｂについて以下に説明する。なお、図示していないを操作・制御部及び表示（モニター）部があり、画像描出回路及び画像処理ソフトウエア等により再構成された断層像等がモニター上に表示される。
【0050】
図１０（ｂ）は、ＣＴ７０をＺ軸方向から見た平面図である。ガントリ５の円環状の部分の内部には、回転中心軸１の周囲を回転する回転部２３がベアリングを介し取り付けられている。さらに回転部２３を回転させるためのタイミングベルト２１と回転部駆動モータ１９が取り付けられている。なお、回転部２３を回転子、これを取り囲むガントリ５の内周を固定子とするダイレクトドライブ（ＤＤ)モータ構造としても良い。図１０（ｃ）は、図１（ａ）における要部Ｂの拡大図であり、回転部２３の側面部には、金属電極からなる回転部インターフェース６−１が形成されている。回転部インターフェース６−１は、例えば、凸型形状の接続端子４からなるホストインターフェースと対向する位置にあるので、回転部２３の静止時において互いに接触することにより電気的に接続することができる。なお、好適には凸型接続端子４と回転部インターフェース６−１が対向する位置で停止するようにするため、ホール素子等を用いた位置センサ等（図示せず）を使用することができる。或いは、回転部インターフェース６−１を回転部２３の側面の円環状全周にわたりリング状に形成すれば、回転部２３の静止位置によらず電気的接続が可能である。なお、回転部２３が回転中にであっても、制御信号や画像信号等の低電圧、低電流の信号を、この円環状の回転部インターフェースを介し固定部２４との間において送受信することができる。或いは、前述のように、光源、例えばＸ線発生部等への電源供給は、回転部内の二次電池により供給することにより、機械的接触部であるスリップリング等を介する必要が無い。なお、接続端子４と回転部インターフェース６−１の配置は、図示するようなＺ軸方向において接触する場合に限らず、中心軸に１に向かう方向（図１０（ｃ）においては、Ｙ軸方向）であっても良い。
【0051】
図１０（ｄ）、及び１０（ｅ）は実施例に係るＣＴ７０のガントリ部分を説明するためのＸ方向、及びＺ軸方向からみた断面図（ｄ）と平面図（ｅ）である。図１０（ｄ）は、特に回転部２３を横（Ｘ軸）方向からみた断面図である。回転部２３の内部に組み込まれる構成要素であるＸ線発生部２５ｍは、ターゲット部材の劣化や電子ビーム発生部材等の消耗により、使用頻度に応じた交換が必要である。同様に、検出器アレー３１ｍも、使用する半導体部品等の放射線損傷、或いは積層するＸ線シンチレータ材料の湿度依存性などの理由から交換が必要になる場合がある。そこで本実施例では、カートリッジ構造のＸ線発生部２５ｍと検出器アレー３１ｍにより、回転部２３からＺ軸方向に脱着可能とした。図示するように、回転部２３にはカートリッジ構造のＸ線発生部２５ｍと検出器アレー３１ｍが挿入されるスペース２５ｆと３１ｆ（いずれも破線部）が形成されている。なお、カートリッジ構造は、Ｘ線発生部と検出器アレーに限定されず、既に説明した半導体画像メモリ３５の記録容量増大、或いは二次電池２７をカートリッジ構造とすることもできる。このように、主要部品をカートリッジ構造としたので、医療車両が遠隔地に出向いているときであっても故障時の対応が容易であり、また定期的なメンテナンス負荷も著しく軽減される。
【0052】
図１０（ｅ）は、実施例に係るＣＴの回転部２３の他の変形例をＺ軸方向から見た平面図である。本実施例では、カートリッジ構造の二次電池２７ｍに加え、第一のＸ線発生部２５と第二のＸ線発生部２５−２、及びこれらに中心軸１を介し対向する位置に第一の検出器アレー３１、及び第二の検出器アレー３１−２を有する。検出器アレー３１と検出器アレー３１−２は、Ｚ軸方向にずれた位置に、即ちシフトさせて配置してもよい。また、Ｘ線発生部２５とＸ線発生部２５−２は、同時にＸ線を照射しても時間差を置いて照射してもよい。さらに、Ｘ線発生部２５とＸ線発生部２５−２には異なる管電圧（波長）を印加し、マルチ分光解析を行っても良い。このように、ＣＴ本体を小型・軽量化したにも拘らず、異なる条件下での撮像が容易になり、より精度の高い検査、診断等が実現する。
【0053】
実施例の医療車両に好適なＣＴ、特にガントリの内部にある回転部の構造に係る変形例を図１１用いて説明する。図１１（ａ）は、ガントリ５の内部の回転部２３をＺ軸方向からみた平面図であり、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、（ａ）における破線部分３９の二つのタイプの構造を説明するための一部拡大図である。図１１（ａ）に示すように、回転部２３には、Ｘ線発生部２５、カートリッジ構造の二次電池２７ｍ、光源駆動回路２９、カートリッジ構造の検出器アレー３１ｍ、信号増幅・アナログデジタル（ＡＤ）変換回路及び信号走査・制御回路等を含む検出器周辺回路３３、カートリッジ構造の半導体画像メモリ３５ｍ、検出器駆動制御回路４１、非接触インターフェース１２、及び図示していないデジタル信号処理回路とパラレルシリアル変換回路等を内蔵している。以下に説明するように、回転部２３の内部又はガントリ内の固定部に回生ブレーキ回路５０を内蔵し、かつ回転部２３又は固定部の周囲に電磁誘導コイルと永久磁石が対向するように配置されており、電磁誘導コイルに誘起される起電力を回収するのが回生ブレーキ回路５０である。なお、本発明では便宜的に「回生ブレーキ回路」と呼ぶが、後述するように、回転部が減速するときの運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する場合に限らず、回転部を積極的に回転させることにより、運動エネルギーを電気エネルギーに変換し持続的に発電する場合にも有効な回路である。
【0054】
図１１（ｂ）の構造（３９−１）は、例えば、固定部側に永久磁石（３４−１）のＮ極とＳ極が交互にリング状に並んでいる。これに対し、回転部側には、鉄心（３２−１）に誘導コイル（３６−１）が巻き付けられており、回転部の内部に回生ブレーキ回路５０を有している。他方、図１１（ｃ）の構造（３９−２）は、回転部側に永久磁石（３４−２）のＮ極とＳ極が交互にリング状に並んでいる。これに対し、固定部側は、鉄心（３２−２）に誘導コイル（３６−２）が巻き付けられているため、固定部の内部に回生ブレーキ回路５０を設けている。後述するように、回転部２３の内部における二次電池、或いは電気二重層キャパシタに電気エネルギーを蓄積するのであれば、図１１（ｂ）の構造が好ましい。撮像中の強制的な回転運動終了後、回転が止まるまでの間、誘導コイル（３６−１）に生じる回転運動エネルギーを回転部内の二次電池或いは後述する電気二重層キャパシタに回収することができる。これに対し、図１１（ｃ）の構造は、ＤＤモータの構造であって、外部モータとタイミングベルトを必要としない構造である。なお、図１１（ｂ）の構造においては、回転部２３がタイミングベルトを介し外部モータにより強制的に回転させられている状態は、誘導コイル（３６−１）に起電力が生じるため、二回転部内の光源に電力を供給することが可能であり、二次電池２７の付加を軽減できる効果を有する。なお、永久磁石には、例えばネオジウム磁石を使うことができる。撮像動作が終了すればガントリ内部の回転部の回転運動は不要であるが、機械的に停止させるまでもなく、回転するガントリの慣性モーメントを電気エネルギーに変換することができれば、省エネルギー効果が得られる。本実施例では回生ブレーキ回路５０がその役割を担っている。ＣＴにおいては、回転（撮像モード）と停止（待機モード）を頻繁に繰り返すので、回転部の回転エネルギー回収効果は顕著であり、特に回転部の回転数を上昇させて高速スキャンを行う場合にはさらにその効果が高まる。
【0055】
上記の回生ブレーキ５０について図１１（ｄ）を用いて以下に説明する。本構造を有するＣＴは、回転部２３の回転開始後に撮像動作に入り、撮像終了後に回転部２３の回転が減速し回転運動が止まる。既に説明したように、一度の撮像動作において回転開始と回転停止を短時間内に繰り返し行うので、回転部２３の回転運動エネルギーを有効に活用することは二次電池の消耗を軽減し、省エネルギーにも貢献する。図１１（ｄ）は回転部分２３の内部に設けた回生ブレーキ５０を説明するため回路構成図である。二次電池２７には双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ４２の一端が接続されている。さらに、ＤＣ−ＡＣコンバータ４８Ｄを介し、光源駆動回路２９、誘導コイル３６等に接続している。他方、誘導コイル３６からはＡＣ−ＤＣコンバータ４８Ａを介しキャパシタ４４、好適には電気二重層キャパシタにつながり、さらに双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ４２に接続している。回転部２３の回転運動エネルギーを誘導コイル３６に発生した逆起電力に変換し、電気二重層キャパシタ４４を充電する。また、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ４２を介し所定電圧に変換後、二次電池２７を充電することができる。なお、前述の通り、ＣＴ撮像時において、回転部２３がタイミングベルトを介し外部モータにより強制的に回転させられている状態においては、誘導コイル（３６−１）に起電力が生じるため、これを回転部内の光源駆動回路２９等の駆動に利用可能である。さらに、ＣＴ撮像時以外のＣＴ撮像停止時においても、本構造は有益である。即ち、外部モータによりタイミングベルトを介し回転部２３を強制的に回転させることにより、回転部２３の内部に内蔵する二次電池を充電することができる。この場合、ＣＴ撮像を伴わないので、ＣＴ非撮像時における回転部の回転数ｎ２は任意に設定することができる。好ましくは、ＣＴ撮像時の回転部の回転数をｎ１としたときに、回転数ｎ２を回転数ｎ１より増大させる（ｎ２＞ｎ１）ことにより、上記二次電池を高速に充電する。即ち、図１１（ｄ）に示すように、誘導コイル３６により発電し、ＡＣ−ＤＣコンバータ４８Ａを介しキャパシタ４４を充電し、さらに双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ４２を介し二次電池２７を充電することができる。これにより、スリップリングを介した電力供給が不要になり、ＣＴの信頼性向上、及びメンテナンス負荷が軽減され医療車両に使用するＣＴの構造及び駆動方法として特に好適である。
【0056】
実施例における回生ブレーキを用いた場合の駆動方法を説明する。回転部２３の回転開始後、寝台又はガントリの移動を開始する。次に、Ｘ線照射による撮像が開始される。検出器アレーから得られたデジタルデータはリアルタイムで画像メモリに記録される。すでに説明したように、デジタルデータは、パラレルシリアル変換するまでもなく、パラレルデータのまま画像メモリに記録することができる。撮像終了後、回転部２３の回転運動エネルギーが誘導コイルに逆起電力を生じさせ電気エネルギーとして回収し、キャパシタ又は二次電池を充電しつつ回転運動は減速する。最終的にガントリは所定位置に停止し、回転部インターフェースからホストインターフェースを介し画像メモリに記録されたデータが読み出され、操作・制御部において画像の再構成処理後、モニター上に撮影情報が表示される。また、並行して二次電池を充電し、一連のシーケンスが完了し待機状態となる。
【0057】
一般に、キャパシタのエネルギー回収効率は９０％以上であり、二次電池充電時のエネルギー回収効率６０％前後に比べると高効率である。特に、本実施例のように回転部２３が減速し（回収し）、すぐにまた回転部２３を回転（放電）させる場合などに好適である。なお、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ４２には、降圧チョッパ回路と昇圧チョッパ回路を組み合わせた回路方式、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）とＡＤコンバータを用いたＰＷＭ（Pulse Width Modulation)方式等を用いることができる。なお、本構成の場合、回転部２３の内部に有する二次電池２７を電源として交流電圧を発生させ電磁誘導コイル３６−１に印加し回転部２３を回転させる場合は、回転部２３を回転子、ガントリ５の固定部側を固定子とするダイレクトドライブ（ＤＤ）モータとして用いることも可能である。
【0058】
医療車両に用いるＣＴに好適であって、特にガントリ内の回転部分の構造、及び駆動方法に関する実施例を図１２に示す。図１２（ａ）は、ガントリ５をＺ軸方向からみた平面図であり、図１２（ｂ）は、（ａ）における破線部分３９Ｒの構造を説明するための一部拡大図である。本実施例では、回転部２３が二つの部分（２３−１、及び２３−２）から構成され、一方の回転部（本図では２３−１）には、タイミングベルト２１が装着され、他方（本図では２３−２）はラチェット構造により回転部（２３−１）と機械的に連動する構造となっている。即ち、図１２（ｂ）に示すように、回転部２３−１の周囲には可動式の爪４０が取り付けられており、回転部２３−１が右回転すると回転部２３−２の内周にある溝に引っ掛かり、トルクを伝達することができる。他方、回転部２３−１が減速から停止、或いは左回転すると、爪４０は回転部２３−２の内周にある溝を乗り越えてトルクを伝達することができずに空転する。なお、ここで示した爪座ラチェット構造以外にも、ボールラチェット構造等、適宜最適な構造を選択することができる。
【0059】
図１２（ｃ）は図１２（ａ）、（ｂ）に示したラチェット構造を用いたガントリを有するＣＴの駆動方法を説明するためのフローチャートである。図示するように、回転部２３−１が回転部２３−２にトルクが加わる方向に回転を開始し、その後或いは同時に寝台又はガントリの移動を開始する。次に、Ｘ線照射による撮像が開始される。検出器アレーから得られたデジタルデータはリアルタイムで外部に無線送信、或いは回転部２３−２に内蔵する画像メモリに記録される。撮像終了後、回転部２３−１の回転トルクを減少或いは停止すると、回転部２３−２は、回転部２３−１との機械的結合が解かれ空転する。回転部２３−２の内部には、回生ブレーキ回路５０（図示せず）があるため、既に図１１等を用い説明したように、回転運動エネルギーにより誘導コイルに逆起電力を生じさせ電気エネルギーとして回収し、キャパシタ又は二次電池を充電しつつ回転部２３−２の回転運動は減速する。最終的にガントリは所定位置に停止し、回転部インターフェースからホストインターフェースを介し画像メモリに記録されたデータが読み出され、図示していない操作・制御部において画像の再構成処理後、モニター上に撮影情報が表示される。また、並行して二次電池を充電し、一連のシーケンスが完了し待機状態となる。本構造により、撮像終了後の回転運動エネルギーがタイミングベルト２１を介し、回転部駆動モータ１９の回転運動に変換されないため、回転部２３−２の回転運動エネルギーを回生ブレーキ回路５０により電気エネルギーとして効率的に回収することが可能になる。
【0060】
図１３（ａ）は、実施例に係る医療車両５００の、特に車両駆動モータ７７、ＣＴ等を中心とした電源構成を説明する要部ブロック図である。医療車両５００は、水素貯蔵タンク７５を備え、水素ガスを用い燃料電池７３において発生した電気エネルギーを車両駆動モータ７７に供給する。さらに、医療車両５００の移動中の車両ブレーキング、即ち減速に伴う回生エネルギーを回収する車両回生ブレーキ回路７９を有している。ＣＴの主電源は、架台７を介し、燃料電池７３より供給される。また、医療車両５００の移動中においては、車両回生ブレーキ回路７９より架台７を介し、例えば、ガントリ５の内部の二次電池を充電することができる。また、ソーラーパネル７１により、太陽光エネルギーの利用が可能であり、車両内部のリチウムイオン電池７４等を充電することができる。燃料電池７３は、水素（Ｈ２）、及び空気（Ａｉｒ）のみを消費し、排出物は水分（Ｈ２Ｏ）のみである。そのため有害な排気ガスや騒音、振動等の問題が無く、被験者や医療従事者等に害を及ぼすことなく、検診等の医療活動を継続することができる。
【0061】
上述の医療車両に関する実施例では、検査或いは医療行為を行う部分と車両を駆動する部分が一体となった構造について説明したが、図５（ｂ）に示すように、検査或いは医療行為を行う車両５１０Ｂを他の運転移動可能車両５１０Ａによりけん引する構造であっても良いことは言うまでもない。この場合、検査或いは医療行為を行う車両５１０Ｂは、運転移動可能車両５１０Ａから電源の供給を受ける方式、或いは車両５１０Ｂの内部に燃料電池等の電源部を内蔵する構造であってもよい。本構造により、目的地到着後、運転移動可能車両５１０Ａは、検査或いは医療行為を行う車両５１０Ｂを切り離し、さらに別の検査或いは医療行為を行う車両をけん引し別の目的地に向かうことができる。
【0062】
医療車両５００により、遠隔地、震災、台風等による被災地、開発途上国等の電源供給や燃料の補充が期待できない場所に赴いて検査、医療活動等が容易になる。このような環境下においては、しばしば野外テントの中、或いは避難所等の建物の内部に医療車両５００を移動させ、２４時間、検査、診療活動を継続することが期待される。燃料電池７３のエネルギー効率は高く、予備の水素貯蔵タンクにより、長時間の医療活動の継続が可能だからである。また、図１３（ｃ）のフローチャートに示すように、医療車両５００が移動開始後、目的地においてＣＴ等の医療機器を使用する前までは、燃料電池７３は主として車両駆動モータ７７に電力を供給し、ＣＴ等の医療機器に電力を供給する必要が無い。他方、医療車両５００が目的地において停止した後は、燃料電池７３は主としてＣＴ等の医療機器に電力を供給し、車両駆動モータ７７には電力を供給する必要が無い。また、医療車両５００が移動中は、車両回生ブレーキ回路７９よりＣＴに内蔵した二次電池を充電することもできる。
【産業上の利用可能性】
【0063】
ＣＴのストロークを最小化し、かつ車両が有する安定した電力供給手段の具備によりモバイルホスピタルが実現し、所謂「スマートシティ」の具体化にも寄与する。ＡＩ（人工知能）、高速通信方式と連携し、遠隔地であっても人体に起こり得る様々な異常を見落とすことなく幅広い視点で人々の健康維持に貢献することができる。本発明の医療車両を用い、５Ｇ等の高速通信方式、及びＡＩを活用した画像診断を組み合わせることにより、遠隔地や災害現場等においてもワンストップの医療サービスが実現すると同時に、医療従事者の肉体的、精神的負荷の軽減、或いはウイルス等の感染リスクの軽減にも極めて有効である。
【符号の説明】
【0064】
１：回転中心軸、２−１：ホストインターフェース、２−２：回転部インターフェース、３：寝台、３−１：寝台移動装置で使用する寝台、３−２：寝台移動装置、３Ｓ：寝台支持部、４：凸型接続端子、５：ガントリ、６：凹型接続端子、６−１：回転部インターフェース、７：架台、９−３、９−４：クレードル、１０：非接触ホストインターフェース、１１：ガントリ移動台車、１２：非接触回転部インターフェース、１３：ガントリ移動用レール、１４−１，１４−２：支柱、１５：ガントリ下部の車輪、１６−１乃至７：その他の検診又は貯蔵等のスペース、１６Ｐ：車内通路、１７：ガントリ移動台車駆動モータ、１８：階段又は踏み台、１９：回転部駆動モータ、２０：被検体窓部、２１：回転部回転用ベルト、２３：回転部、２４：固定部、２５、２５−２：Ｘ線発生部、２５Ｃ：カーボンナノ材料電子ビーム発生冷陰極、２５Ａ：陽極ターゲット、２６：Ｘ線ビーム、２７：二次電池、２８：開口部、２９：光源駆動回路、２９−１：電圧昇圧回路、２９−２：高電圧制御回路、３０：検出器ユニット、３１、３１−２：検出器アレー、３２−１，３２−２：鉄心部、３３：検出器周辺回路、３４−１，３４−２：永久磁石、３５：画像メモリ、３６：誘導コイル、３７：ガントリ収納部、３８：バスライン、３９：回転部５の外周とガントリ部２３の外周の一部分、３９Ｒ:ラチェット構造、４０：ラチェット機構の爪部分、４１：検出器駆動制御回路、４２：双方向DC-DCコンバータ、４３：信号増幅・AD変換回路、４４：電気二重層キャパシタ、４５：信号走査・制御回路、４６：シンチレータ、４７：デジタル信号処理回路、４８Ａ：ＡＣ−ＤＣコンバータ、４８Ｄ：ＤＣ−ＡＣコンバータ、４９：パラレルシリアル変換回路、５０：回転部回生ブレーキ回路、５１、５１−２：被験者保護部材、５２：スライドドア、５２−１，５２−２：開閉式ドア、５２−３：バックドア、５３：ロート状被験者保護部材、５５−１：車体床面、５５−３：車体側面、５７：ＣＴ前後の空間部、５９：補助板、６１、６３、６５、６７−１，６７−２、６９−１、６９−２：車両に搭載されたＣＴ、６２：ストレッチャ、７１：ソーラーパネル、７３：燃料電池、７４：車両内のリチウムイオン電池、７５：水素貯蔵タンク、７７：車両駆動モータ、７９：車両回生ブレーキ
【要約】
【課題】ＣＴの小型・軽量化、及び寝台移動のためのストロークを削減し、車両等の移動手段においても効率的にＣＴを使用できるようにする。【解決手段】体軸方向が医療車両の直進方向に対し直交し、かつ医療車両の左側面、又は右側面にＣＴ装置のガントリに被検体を導き入れ、或いは搬出するための窓部を有する医療車両とする
【選択図】図１