JP2010220650A

JP2010220650A - 放射線断層撮影装置

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Publication number: JP2010220650A
Application number: JP2009068088A
Authority: JP
Inventors: Toru Nakayama; 徹中山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: JP5099055B2

Abstract

【課題】Ｘ線管３および、ＦＰＤ４を正確に円運動させることにより、歪みのない断層画像が取得できる放射線断層撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るＸ線断層撮影装置１は、Ｖ型アーム７を傾斜させる油圧シリンダ２７を備えている。しかも、この油圧シリンダ２７は、第１基部材２５ごとＶ型アーム７を昇降部材２６に対して傾斜させる。そして、Ｖ型アーム７の傾斜に係らず、これを支持する第１基部材２５とＶ型アーム７の両端との距離が変化しない。したがって、Ｖ型アーム７が撓んでしまうことがない。したがって、Ｘ線管３とＦＰＤ４とは、設定どおりに移動させることができるようになり、たとえば、Ｘ線管３を正円に沿って移動させることができるようになる。
【選択図】図１

Description

この発明は、被検体の断層画像が取得できる放射線断層撮影装置に関し、特に放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する放射線検出器とが相対的な位置関係を保ったまま、回転移動する放射線断層撮影装置に関する。

被検体に放射線を照射し、被検体を透過した透過放射線をイメージングする放射線断層撮影装置には、様々な構成のものがある。例えば、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する放射線検出器の各々がＣ型の支持部材（Ｃ型アーム）の両先端に支持されている構成のものがある。この様な、Ｃ型アームを有する放射線検出器は、放射線投影像を撮影しながら被検体に造影剤を注射することが容易なので、例えば、被検体の血管造影検査などに用いられる。

まずは、従来の放射線断層撮影装置５１の構成について説明する。従来の放射線断層撮影装置５１は、図８に示すように、被検体Ｍを載置する天板５２と、被検体Ｍに向けて放射線ビームを照射する放射線源５３と、放射線を検出するとともに、検出素子が２次元的に配列された放射線検出器５４と、放射線源５３の管電力を制御する放射線源制御部５６と、放射線源５３と放射線検出器５４とを支持するＣ型アーム５７と、これを駆動するＣ型アーム駆動機構５９と、Ｃ型アーム駆動機構５９を制御するＣ型アーム駆動制御部６０とを備えている。なお、Ｃ型アーム５７は、支柱５８によって支持されている。

また、Ｃ型アーム５７は、その曲率中心を中心としてＣ型アーム５７を回転移動させることもできる。すなわち、支柱５８がＣ型アーム５７を支持する支点と、放射線源５３との距離を変更することにより、Ｃ型アーム５７を図８における矢印Ｇが示す方向に回転移動させることができる。また、放射線源５３を支点から遠ざける方向に回転移動させることもできれば、逆に、放射線源５３を支点に近づける方向に回転移動させることもできる。

Ｃ型アーム５７が回転移動されることで、任意の角度から放射線を照射することができるようになり、診断にあわせて被検体Ｍを透視する方向を変更することができる。また、Ｃ型アーム５７を回転させながら複数枚の放射線透視画像を撮影すると、これらの放射線透視画像を再構成して、被検体の断層画像が取得できるのである。

Ｃ型アーム５７の回転機構について説明する。図９は、従来構成のＣ型アームの回転機構について説明する斜視図である。図９に示すように、Ｃ型アーム５７の曲率中心から見て裏側の側辺には、ベルト６０が設けられている。ベルト６０は、Ｃ型アーム５７の形状に沿っており、その両端は、ベルト止６１によってＣ型アーム５７における先端の各々に固定されている。このＣ型アーム５７およびベルト６０は、支持板６４に支持されている。この支持板６４は、上述の支柱５８に支えられている。

支持板６４には、ベルト６０を駆動する駆動滑車６３と、６つのコロ６２とが設けられている。駆動滑車６３の近傍には２つのコロ６２が設けられ、この２つのコロ６２と駆動滑車６３とは、ベルト６０を通過させる間隙を残して互いに隣接している。ベルト６０は、駆動滑車６３の近傍部において、駆動滑車６３とコロ６２に挟まれてΩ型となっている。また、Ｃ型アーム５７の両側面には、別のコロ６２が２つずつが設けられている。これらの各コロ６２がＣ型アーム５７を支持する。

Ｃ型アーム５７を回転させたい場合、駆動滑車６３を駆動させる。すると、ベルト６０が駆動滑車６３に駆動され、ベルト６０の両端はＣ型アーム５７に固定されているのであるから、ベルト６０の駆動に倣ってＣ型アーム５７が回転される。この様な構成は、特許文献１に記載されている。

特開平９−１５４８３６号公報

しかしながら、上述のような従来構成によれば、以下のような問題点がある。
すなわち、Ｃ型アーム５７を回転すると、それに応じてＣ型アーム５７が撓んでしまう。この問題点を図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、放射線源５３が支持板６４に最も近づいたときの図である。この状態から、Ｃ型アーム５７を回転させていき、図１０（ｂ）に示すような放射線源５３が支持板６４に最も離れた状態とするものとする。放射線源５３は、放射線を遮蔽する必要性と、高電圧を扱うなどの理由から重量が大きな重荷物となっている。したがって、放射線源５３を支持板６４から遠ざけようとして、Ｃ型アーム５７の放射線源５３と支持板６４に挟まれた部分を長くしていくと、Ｃ型アーム５７は、鉛直下向きに撓み、図１０（ｂ）の点線に示す位置にまで沈みこんでしまう。

図１０における場合、Ｃ型アーム５７を回転させると、理想的には、放射線源５３および、放射線検出器５４とはアイソセンターＱ周りに円運動する。そして、円運動の際に、放射線源５３から照射される放射線は、アイソセンターＱを中心とする仮想円Ｒを常に通過する。しかし、上述のよう従来の構成では、放射線源５３が支持板６４から遠ざかるに従い、Ｃ型アーム５７は、鉛直下向きに撓み、放射線源５３が次第に理想位置よりも下側に位置してしまう。つまり、放射線源５３は、Ｃ型アーム５７の回転に従い、楕円状の軌跡を辿ることになり、アイソセンターＱ周りに円運動しない。すると、放射線源５３から照射される放射線の一部は、仮想円Ｒを通過しなくなり、取得される放射線透視画像の歪みに繋がる。特にＣ型アーム５７を回転させながら一連の放射線透視画像を取得し、それを再構成して被検体の断層画像を取得しようとする場合、この様な問題が顕著になる。すなわち、再構成で施される一連の演算は、放射線源５３および、放射線検出器５４はアイソセンターＱ周りに円運動しているものとして行われる。したがって、放射線源５３が正確に円運動していないと、取得される断層画像が歪んでしまう。

この様な問題点は、従来の構成によれば、Ｃ型アーム５７の剛性を高めることで解決されている。すると、Ｃ型アーム５７が重くなってしまい、それを支える支持板６４，支柱５８も重いものとなってしまう。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、放射線源５３および、放射線検出器５４を正確に円運動させることにより、歪みのない断層画像が取得できる放射線断層撮影装置を提供することにある。

本発明は、上述の目的を達成するため、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に係る放射線断層撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段との各々を両端でそれぞれ支持する支持部材と、支持部材を傾斜させる傾斜手段と、これを制御する傾斜制御手段と、放射線検出手段が出力する検出信号を放射線透視画像に変換する画像生成手段と、複数の放射線透視画像を再構成して被検体の断層画像を取得する再構成手段とを備え、支持部材が傾斜されながら、一連の放射線断層画像が取得され、再構成手段は、これらを再構成して断層画像を取得する放射線断層撮影装置において、支持部材を回転支持する第１基部材と、第１基部材を支持する第２基部材とを備え、第１基部材は、放射線源と放射線検出手段とを結ぶ放射線照射軸に直交するとともに第１基部材を通過する回転軸周りに支持部材が回転されるように支持し、傾斜手段は、支持部材および第１基部材を第２基部材に対して傾斜させることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明に係る放射線断層撮影装置は、支持部材を傾斜させる傾斜手段を備えている。しかも、この傾斜手段は、第１基部材ごと支持部材を傾斜させる。そして、第１基部材は、支持部材を支持している。つまり、本発明に係る放射線断層撮影装置は、支持部材の傾斜に係らず、支持部材の両端（または、支持部材の基部。基部は、第１基部材に連接する。）と、これを支える第１基部材との距離が変化しない。これに対して、従来構成によれば、支持部材（Ｃ型アーム）を支持するのはコロである。回転の際に、コロと放射線源との距離が変化するから支持部材が撓んでしまうのである。本発明によれば、支持部材を支持する第１基部材と放射線源との距離が変化しないので、支持部材が撓んでしまうことがない。したがって、放射線源と放射線検出手段とは、傾斜手段によって設定どおりに移動させることができるようになり、たとえば、放射線源を正円に沿って移動させることができるようになる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の放射線断層撮影装置において、第２基部材を鉛直方向に移動自在に支持する第３基部材と、第２基部材を第３基部材に対して鉛直方向に移動させることにより、支持部材を移動させる昇降移動手段と、これを制御する昇降移動制御手段とを備え、昇降移動手段は、支持部材の傾斜に伴って、放射線源と放射線検出手段とを結ぶ線分に属する定点が常に同一の高さとなるように、支持部材を鉛直方向に移動させることを特徴とするものである。

［作用・効果］上記構成によれば、支持部材を鉛直方向に移動させる昇降移動手段を備えている。支持部材が傾斜されるにつれ、放射線源と放射線検出手段とを結ぶ線分における定点は、上下動してしまうが、昇降移動手段は、支持部材の傾斜に伴って、放射線源と放射線検出手段とを結ぶ線分における定点が常に同一の高さとなるように、支持部材を鉛直方向に移動させる。したがって、放射線源と放射線検出手段とは、支持部材の傾斜に伴って定点を中心として正円の運動を行うことになる。

また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の放射線断層撮影装置において、第３基部材を所定方向に進退自在に移動させることにより、支持部材を移動させる水平方向移動手段と、これを制御する水平方向移動手段とをさらに備え、水平方向移動手段は、支持部材の傾斜に伴って、定点が所定方向において常に同一の位置となるように、支持部材を所定方向に移動させることを特徴とするものである。

［作用・効果］上記構成によれば支持部材ごと所定方向に進退自在に移動させる水平方向移動手段を備えている。支持部材が傾斜されるにつれ、放射線源と放射線検出手段とを結ぶ線分における定点は、水平方向に移動してしまうが、水平方向移動手段は、支持部材の傾斜に伴って、水平方向移動手段は、支持部材の傾斜に伴って、定点が所定方向において常に同一の位置となるように、支持部材を所定方向に移動させる。したがって、放射線源と放射線検出手段とは、支持部材の傾斜に伴って定点を中心として正円の運動を行うことになる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の放射線断層撮影装置において、定点の所定方向および鉛直方向の位置が保たれた状態で、支持部材が第２基部材に対して傾斜されながら鉛直方向、および所定方向に移動され、それに伴って、放射線源および放射線検出手段は、相対的な位置関係を保ったまま円弧の軌跡を描いて回転移動され、その際、放射線源は、放射線検出手段に向けて放射線を照射することで放射線透視画像が連写され、再構成手段は、これらを再構成して断層画像を取得することを特徴とするものである。

［作用・効果］上述の構成によれば、確実に断層画像を取得することができる。すなわち、傾斜手段、昇降移動制御手段、水平方向移動手段とが、協働して定点が所定方向および鉛直方向に同一の位置となるように移動される。この様にすることで、放射線源、および放射線検出手段は、定点を中心に正円運度をしながら放射線透視画像を連写する。この様にすることで、確実に断層撮影を行うことができるのである。

本発明に係る放射線断層撮影装置は、支持部材を傾斜させる傾斜手段を備えている。しかも、この傾斜手段は、支持部材を第１基部材とともに傾斜させることにより支持部材を回転させる。そして、第１基部材は、支持部材を支持している。つまり、本発明に係る放射線断層撮影装置は、支持部材の傾斜に係らず、支持部材の両端とこれを支える第１基部材の距離が変化しない。したがって、本発明によれば、支持部材が撓んでしまうことがない。また、本発明の構成によれば、支持部材を鉛直方向に移動させる昇降移動手段を備えることもできるし、支持部材ごと所定方向に進退自在に移動させる水平方向移動手段を備えることもできる。したがって、放射線源と放射線検出手段とは、支持部材の傾斜に伴って定点を中心として正円の運動を行うことになり、再構成部で再構成される断層画像は、ゆがみがなく、診断に好適なものとなっている。

以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例１におけるＸ線は、本発明に係る放射線の一例である。

まず、実施例１に係るＸ線断層撮影装置１に構成について説明する。図１は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線断層撮影装置１には、被検体Ｍを載置する被検体Ｍの体軸方向に沿って進退自在の天板２と、天板２の下側に設けられたＸ線ビームを照射するＸ線管３と、天板２の上側に設けられるとともに被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラット・パネル・ディテクタ（ＦＰＤ）４とを備えている。また、実施例１に係るＸ線断層撮影装置１は、Ｘ線管３の管電圧、管電流、Ｘ線ビームのパルス幅を制御するＸ線管制御部６を有している。なお、Ｘ線管３、およびＦＰＤ４の各々は、放射線源、および放射線検出手段の各々に相当する。

Ｘ線管３とＦＰＤ４とは、Ｖ型アーム７によって一括的に支持されている。この両端がともに方向Ａに突き出した弧状となっているＶ型アーム７は、２つの先端を有するが、その一端側にＸ線管３が、他端側にＦＰＤ４が設けられている。このＶ型アーム７は、天板２と干渉することがないように、天板２を避けるように屈曲した構成となっている。そして、このＶ型アーム７は、検査室の床面に配置された支柱８に支持される構成となっている。なお、Ｖ型アーム７は、本発明の支持部材に相当する。

また、Ｖ型アーム７は、回転が可能となっている。すなわち、Ｘ線断層撮影装置１には、Ｖ型アーム回転移動機構１１と、これを制御するＶ型アーム回転移動制御部１２とが設けられており、Ｖ型アーム７は、それが有する２つの先端の突き出た方向Ａと平行な（被検体Ｍの体軸方向に平行な）中心軸Ｑ周りに、回転移動自在となっている。つまり、図１においては、矢印Ｆが示すように、支柱８がＶ型アーム７を支持する支点を回転移動の中心として、回転軸Ｐ周りであるとともに時計回りに１回転させることもできれば、逆に、回転軸Ｐ周りであるとともに反時計回りに１回転させることもできる（図２参照）。この回転の様子は図２に示されている。第１基部材２５と、基部７ａと、Ｖ型アーム７とはこの順に回転軸Ｐに沿って連接されている。

回転軸Ｐについて説明する。回転軸Ｐは、図３の両矢印が示すＸ線管３とＦＰＤ４とを結ぶＸ線照射軸（本発明の放射線照射軸）に直交するとともに、第１基部材２５，および基部７ａを通過する軸のことである。第１基部材２５は、回転軸Ｐ周りにＶ型アーム７が回転するように支持する。Ｖ型アーム７は、第１基部材２５に対し、基部７ａごと回転する。

Ｖ型アーム７には、基部７ａが設けられており、この基部７ａから１本の腕が回転軸Ｐに平行な方向Ａ，かつ上方向に向けて（上斜め方向に向けて）第１基部材２５から遠ざかるように突き出ている。また、もう１本の腕が基部７ａから下方向、かつ方向Ａに向けて（下斜め方向に向けて）第１基部材２５から遠ざかるように突き出ている。これらの基部７ａと２本の腕がＶ型アーム７を構成する。Ｖ型アーム７は、この基部７ａを中心としてアイソセンターＱ周りに回転するのである。したがって、中心軸Ｑは、基部７ａの中心を通過する。

Ｖ型アーム７の基部７ａは、第１基部材２５に支持されている。つまりＶ型アーム回転移動機構１１は、この基部７ａに付設されている。この様子を、図３に示す。この第１基部材２５は、初期状態においては傾斜しておらず、このとき、Ｖ型アーム７に設けられたＸ線管３は、ＦＰＤ４の鉛直下向きに位置している。さらに、この基部７ａは、第１基部材２５によって回転自在に支持される。すなわち、第１基部材２５の一端は、昇降部材２６と回転自在に支持され、第１基部材２５の他端は、Ｖ型アーム７の基部７ａを回転自在に支持する。ただし、第１基部材２５は、昇降部材２６に対し、Ｖ型アーム７の幅方向Ｓに沿った軸（Ｘ線管３とＦＰＤ４とを結ぶＸ線照射軸、および回転軸Ｐのどちらにも直交する軸に平行な軸）を中心に回転し、Ｖ型アーム７の基部７ａは、第１基部材２５に対し、Ｖ型アーム７の突き出した方向Ａに沿った軸を中心に回転する（図２参照）。つまり、Ｖ型アーム７の第１基部材２５に対する回転運動の運動方向と、第１基部材２５の昇降部材２６との回転運動の方向とは、互いに異なっている。つまり、Ｖ型アーム７および第１基部材２５は、昇降部材２６に対して傾斜され、その際、Ｖ型アーム７の基部７ａと第１基部材２５との距離が保たれる。

なお、第１基部材２５は、図４に示すように、昇降部材２６に対して傾斜するようになっており、第１基部材２５の他端部がＶ型アーム７側に突出するように傾斜させることもできれば、この反対方向に突出するように傾斜させることもできる。この様な第１基部材２５の昇降部材２６に対する傾斜角度の変更は、両者の介する位置に設けられた油圧シリンダ２７が伸縮することで行われる。つまり、Ｖ型アーム７は、第１基部材２５に追従して傾斜が可能となっている。これを言い換えれば、Ｖ型アーム７は、第１基部材２５とともに傾斜される。すなわち、図４の矢印のように、Ｖ型アーム７の一端を方向Ａに突き出させるとともに、Ｖ型アーム７の他端を方向Ａから後退させることができる。

昇降部材２６は、支柱８によって鉛直方向に移動自在に支持され、昇降部材２６は支柱８に対して鉛直方向に移動可能である。昇降部材２６が支柱８に対して移動することにより、Ｖ型アーム７が昇降する様子は、図５に示されている。また、支柱８は、検査室の床面Ｒを摺動移動することができる。具体的には、Ｖ型アーム７の突き出す方向Ａに沿って進退自在となっている。この様子は、図６に示されている。

以上のような、第１基部材２５，昇降部材２６，および支柱８の運動は、これらを担当する各機構、各制御手段が協働することで行われる。支柱８の床面Ｒに対する摺動運動は、支柱８を摺動させる支柱摺動機構２８と、これを制御する支柱摺動制御部２９とによって実現される。また、昇降部材２６の支柱に対する昇降移動は、昇降駆動機構３６，およびこれを制御する昇降駆動制御部３７によって実現される。支柱摺動機構２８，および昇降駆動機構３６の具体的構成としては、例えば、ラックとピニオンであるが、本実施例は、これに限られるものではない。なお、第１基部材２５の昇降部材２６に対する傾斜角度の変更は、油圧シリンダ２７によるものであることは、既に説明済みである。この油圧シリンダ２７は、油圧シリンダ制御部３８によって制御される。

なお、油圧シリンダ２７は、本発明の傾斜手段に相当し、支柱摺動機構２８は、本発明の水平方向移動手段に相当する。また、支柱摺動制御部２９は、本発明の水平方向移動制御手段に相当し、昇降移動機構３６は、本発明の昇降移動手段に相当する。そして、昇降移動制御部３７は、本発明の昇降移動制御手段に相当し、油圧シリンダ制御手段３８は、本発明の傾斜制御手段に相当する。なお、昇降部材２６は、本発明の第２基部材に相当し、支柱８は、本発明の第３期部材に相当する。

また、Ｘ線断層撮影装置１は、ＦＰＤ４から出力された信号をＸ線透視画像に変換する画像処理部１５と、Ｘ線透視画像を再構成して断層画像を取得する再構成部１６とを備えている。この再構成部１６は、本発明の断層画像取得手段に相当する。また、Ｘ線断層撮影装置１は、操作者は操作卓２２を通じてＶ型アーム７の位置・姿勢を変更させることができる。

Ｘ線グリッド５は、ＦＰＤ４の有するＸ線検出面を覆うように設けられている。このＸ線グリッド５には、被検体の内部で生じた散乱Ｘ線を吸収する吸収箔が配列されている。このＸ線グリッド５を設けることによって、コントラストの高い断層画像の取得が可能となる。なお、Ｘ線管３には、Ｘ線管３から照射されるＸ線をコリメートするコリメータ９が付設されている。Ｘ線管３から出力されるＸ線は、このコリメータ９によってコーン状のＸ線ビームとなって被検体Ｍに向けて放射される。このコリメータ９の開度は、コリメータ制御部１０により制御される。

また、Ｘ線断層撮影装置１は、図１に示すように、各制御部６，１０，１２，２９，３６，３７，３８を統括的に制御する主制御部２４をも備えている。この主制御部２４は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部６，１０，１２，２９，３６，３７，３８を実現している。また、上述の各制御は、それらを担当する制御装置に分割されて実行されてもよい。この他に、実施例１に係るＸ線断層撮影装置１は、被検体ＭのＸ線透視画像を表示する表示部２３を備えている。なお、Ｖ型アーム７の傾斜角度と、昇降距離と、水平摺動距離とを関連付けた傾斜角度関連情報記憶部１３がＸ線断層撮影装置１には備えられているが、これを設けた意義については、後述のものとする。

つぎに、この様なＸ線断層撮影装置１の動作について説明する。実施例１に係るＸ線断層撮影装置１で被検体の断層画像を取得するには、被検体Ｍを天板２に載置する被検体載置ステップＳ１と、Ｖ型アーム７を傾斜、昇降、水平移動させながら被検体ＭのＸ線透視画像を次々と取得するＶ型アーム移動ステップＳ２と、取得された一連のＸ線透視画像を再構成して被検体Ｍの断層画像を取得する再構成ステップＳ３との各ステップを経る。これらの各ステップの詳細について図面を参照しながら順を追って説明する。

＜被検体載置ステップＳ１，Ｖ型アーム移動ステップＳ２＞
まず、被検体Ｍが天板２に載置される（被検体載置ステップＳ１）。この時点で、術者は、操作卓２２を通じて、Ｘ線断層撮影装置１に対して、被検体Ｍの断層画像を取得するように指示を行ったものとする。すると、Ｖ型アーム７に支持されたＸ線管３，およびＦＰＤ４とが相対的な位置関係を保ったまま被検体Ｍの体軸周りに円運動される。その最中にＸ線管３は、ＦＰＤ４に向けてＸ線ビームを照射し、ＦＰＤ４には、被検体Ｍの透視画像が写りこむ。この様なＸ線管３，およびＦＰＤ４は、Ｖ型アーム７が回転されることによって実現される。

図３に示すＱは、Ｘ線管３，およびＦＰＤ４が回転するときの中心であるアイソセンターである。実施例１に係るＸ線断層撮影装置１においては、このアイソセンターＱ周りに正円の軌跡を描きながらＸ線管３，およびＦＰＤ４とが回転されることになる。

このアイソセンターＱについて説明する。アイソセンターＱは、実施例１においては、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを結ぶ線分の中点である。Ｘ線管３は、ＦＰＤ４に向けてコーン状のＸ線ビームを照射する。その放射線ビームの中心軸は、平面となっているＦＰＤ４の中心点を通過するのである。アイソセンターＱの基準となる線分とは、この放射線ビームの中心軸と一致する。

Ｖ型アーム移動ステップＳ２においては、Ｘ線管３からＸ線が照射される前に、Ｖ型アーム７は、傾斜、昇降、および水平に摺動され、Ｘ線透視画像の撮影時における初期状態へと移動される。このときの状態を図７に示す。つまり、Ｖ型アーム７の傾斜角度をＸ線管３が方向Ａに最も突き出した初期角度とするのである。この動作について、傾斜角度関連情報記憶部１３で記憶された関連テーブルが利用される。主制御部２４は、関連テーブルを傾斜角度関連情報記憶部１３から読み出して、初期角度に対応したＶ型アーム７のあるべき高さと、方向Ａにおける位置とを取得する。各制御部２９，３７，３８は、これを基に、Ｖ型アーム７を傾斜させつつ、所定の高さ、および、方向Ａにおける所定位置とする。

このときのＶ型アーム７の高さ、および方向Ａにおける位置は、アイソセンターＱを基準に決定される。すなわち、Ｘ線管３がＦＰＤ４の鉛直下向きに位置している状態から、Ｖ型アーム７を傾斜させるに伴って、アイソセンターＱが移動しないようにＶ型アーム７を昇降、摺動させるのである。具体的には、昇降駆動制御部３７は、Ｖ型アーム７の傾斜に伴って、アイソセンターＱが常に同一の高さとなるように、Ｖ型アーム７を鉛直下向きに移動させる。同様に、支柱摺動制御部２９は、Ｖ型アーム７の傾斜に伴って、アイソセンターＱが常に方向Ａにおける同一の位置となるように、支柱８を被検体Ｍから遠ざける方向に移動させる。これらにあわせて油圧シリンダー制御部３８はＶ型アーム７を傾ける。この様にすることで、Ｖ型アーム７を初期角度まで傾斜させたとしても、アイソセンターＱは、ズレてはいない。いいかえれば、関連テーブルは、アイソセンターＱが同一となるような傾斜角度、高さ、方向Ａにおける位置とのそれぞれが関連付けられているのである。

この状態から、Ｖ型アーム７の傾斜角度が変更されながら、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４に向けてＸ線ビームを照射する。このときの傾斜角度の変更においても、傾斜角度関連情報記憶部１３で記憶された関連テーブルが利用される。すなわち、油圧シリンダ制御部３８、昇降駆動制御部３７，および支柱摺動制御部２９は、関連テーブルを基に、現在のＶ型アーム７の傾斜角度に合わせて、それぞれが担当する各機構について、運動の方向と程度を決定する。具体的には、昇降駆動制御部３７は、Ｖ型アーム７の傾斜に伴って、アイソセンターＱが常に同一の高さとなるように、Ｖ型アーム７を鉛直上向きに移動させる。同様に、支柱摺動制御部２９は、Ｖ型アーム７の傾斜に伴って、アイソセンターＱが常に方向Ａにおける同一の位置となるように、支柱８を被検体Ｍに近づく方向に移動させる。これらにあわせて油圧シリンダー制御部３８はＶ型アーム７を傾ける。こうすることで、Ｘ線管３は、アイソセンターＱ周りに回転することになり、その軌跡が正円からズレることがない。この様な事情はＦＰＤ４についても同様である。

Ｖ型アーム７は、回転されていき、図３の状態となる。実施例１に係るＸ線断層撮影装置１においては、この状態になっても、Ｖ型アーム７の回転は続行され、ＦＰＤ４がＸ線管３よりも方向Ａについて突出することになる。Ｖ型アーム７の傾斜は、ＦＰＤ４が方向Ａに最も突き出した最終角度となるまで続けられる。この時点においても、傾斜角度関連情報記憶部１３で記憶された関連テーブルが利用される。具体的には、昇降駆動制御部３７は、Ｖ型アーム７の傾斜に伴って、アイソセンターＱが常に同一の高さとなるように、Ｖ型アーム７を鉛上向きに移動させる。同様に、支柱摺動制御部２９は、Ｖ型アーム７の傾斜に伴って、アイソセンターＱが常に方向Ａにおける同一の位置となるように、支柱８を被検体Ｍから遠ざける方向に移動させる。ＦＰＤ４は、Ｘ線ビームを検出するたびに、Ｘ線の検出信号を画像処理部１５に送出し、複数枚のＸ線透視画像が取得される。

＜再構成ステップＳ３＞
複数枚のＸ線透視画像は、再構成部１６へと送出される。一連のＸ線透視画像には、被検体の体内の構造が位置を変えながら写りこんでいる。Ｘ線管３およびＦＰＤ４の回転角度は予め分かっているので、再構成部１６は、一連のＸ線透視画像を基に被検体Ｍの断層画像を組み立てることができる。具体的な手法としては、例えば、バックプロジェクション法が使用される。表示部２３に再構成された断層画像が表示されて、実施例１に係る断層画像の取得は、終了となる。

以上のように、実施例１に係るＸ線断層撮影装置１は、Ｖ型アーム７を傾斜させる油圧シリンダ２７を備えている。しかも、この油圧シリンダ２７は、第１基部材２５ごとＶ型アーム７を昇降部材２６に対して傾斜させる。そして、第１基部材２５は、Ｖ型アーム７を支持している。しかも、Ｖ型アーム７（基部７ａ）と、第１基部材２５との距離は、油圧シリンダ２７の動作に係らず変化しない。つまり、本発明に係るＸ線断層撮影装置１は、Ｖ型アーム７の傾斜に係らず、第１基部材２５とＶ型アーム７の両端との距離が変化しない。これに対して、従来構成によれば、Ｃ型アーム５７を支持するのはコロ６２である。回転の際に、コロ６２と放射線源５３との距離が変化するからＶ型アーム７が撓んでしまうのである。Ｘ線断層撮影装置１によれば、Ｖ型アーム７を支持する第１基部材２５とＸ線管３との距離が変化しないので、Ｖ型アーム７が撓んでしまうことがない。したがって、Ｘ線管３とＦＰＤ４とは、設定どおりに移動させることができるようになり、たとえば、Ｘ線管３を正円に沿って移動させることができるようになる。

また、実施例１に係るＸ線断層撮影装置１によれば、Ｖ型アーム７を鉛直方向に移動させる昇降駆動機構３６を備えている。Ｖ型アーム７が傾斜されるにつれ、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを結ぶ線分における中点（アイソセンターＱ）は、上下動してしまうが、昇降移動機構３６は、Ｖ型アーム７の傾斜に伴って、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを結ぶ線分における中点が常に同一の高さとなるように、Ｖ型アーム７を鉛直方向に移動させる。したがって、Ｘ線管３とＦＰＤ４とは、傾斜に伴って中点を中心として正円の運動を行うことになる。

実施例１に係るＸ線断層撮影装置１によれば、Ｖ型アーム７ごと所定方向に進退自在に移動させる支柱摺動機構２８を備えている。Ｖ型アーム７が傾斜されるにつれ、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを結ぶ線分における中点は、水平方向に移動してしまうが、支柱摺動機構２８は、Ｖ型アーム７の傾斜に伴って、中点が所定方向において常に同一の位置となるように、Ｖ型アーム７を所定方向に移動させる。したがって、Ｘ線管３とＦＰＤ４とは、傾斜に伴って中点を中心として正円の運動を行うことになる。

また、Ｘ線断層撮影装置１の構造変更に自由度が生じる。すなわち、従来構成によれば、Ｘ線管３とＦＰＤ４を円運動させるために、これらを指示するアームは円弧状のＣ型でなければならない。しかし、本実施例におけるＸ線断層撮影装置１によれば、Ｖ型アーム７の形状に従来例のような厳しい制約はない。すなわち、Ｘ線管３とＶ型アーム７の基部７ａとの距離Ｎを自由なものとし、Ｘ線管３とＦＰＤ４をより被検体Ｍに対して従来の構成よりも方向Ａに突き出させることができる。こうすれば、図８のように天板２の長手方向が方向Ａに沿っている場合、Ｘ線管３が被検体Ｍに対し移動できる範囲が大きくなり、Ｘ線断層撮影装置１における被検体Ｍの透視が可能な部分は、より広いものとなる。

本発明は、上記構成に限られるものでなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例において、Ｖ型アーム７を支持する支柱８は、検査室の床面Ｒに配置されていたが、本発明は、これに限らない。支柱８を検査室の天井に配置し、支柱８にＶ型アーム７を懸垂支持させる構成としてもよい。

（２）上述した実施例において、放射線検出手段の具体例としてＦＰＤを挙げて説明したが、本発明は、これに限らない。放射線検出手段として、放射線を可視光線に変換して表示するイメージインテンシファイアで構成してもよい。

（３）上述した実施例において、Ｘ線断層撮影装置１には、単一のＶ型アーム７が設けられていたが、本発明は、これに限らない。Ｖ型アーム７を２つ設けたバイプレーンシステムに適応されてもよい。

（４）上述した各実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。

（５）上述した各実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。

（６）また上述のアイソセンターＱは、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを結ぶ線分の中点となっていたが、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを結ぶ線分に属する定点であれば、断層画像を取得することができる。

実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係るＶ型アームの移動を説明する斜視図である。実施例１に係るＶ型アームの移動を説明する斜視図である。実施例１に係るＶ型アームの移動を説明する斜視図である。実施例１に係るＶ型アームの移動を説明する斜視図である。実施例１に係るＶ型アームの移動を説明する斜視図である。実施例１に係るＶ型アームの移動を説明する斜視図である。従来構成における放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。従来構成におけるＣ型アームの構成を説明する斜視図である。従来構成におけるＣ型アームの構成を説明する模式図である。

Ｐ回転軸
Ｑアイソセンター（定点）
３Ｘ線管（放射線源）
４ＦＰＤ（放射線検出手段）
７Ｖ型アーム（支持部材）
８支柱（第３基部材）
１５画像処理部（画像形成手段）
１６再構成部（再構成手段）
２５第１基部材
２６昇降部材（第２基部材）
２７油圧シリンダ（傾斜手段）
２８支柱摺動機構（水平方向移動手段）
２９支柱摺動制御部（水平方向移動制御手段）
３６昇降移動機構（昇降移動手段）
３７昇降移動制御部（昇降移動制御手段）
３８油圧シリンダ制御手段（傾斜制御手段）

Claims

放射線を照射する放射線源と、前記放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線源と前記放射線検出手段との各々を前記両端でそれぞれ支持する支持部材と、前記支持部材を傾斜させる傾斜手段と、これを制御する傾斜制御手段と、前記放射線検出手段が出力する検出信号を放射線透視画像に変換する画像生成手段と、複数の前記放射線透視画像を再構成して被検体の断層画像を取得する再構成手段とを備え、前記支持部材が傾斜されながら、一連の放射線断層画像が取得され、再構成手段は、これらを再構成して前記断層画像を取得する放射線断層撮影装置において、
前記支持部材を回転支持する第１基部材と、
前記第１基部材を支持する第２基部材とを備え、
前記第１基部材は、前記放射線源と前記放射線検出手段とを結ぶ放射線照射軸に直交するとともに前記第１基部材を通過する回転軸周りに前記支持部材が回転されるように支持し、
前記傾斜手段は、前記支持部材および前記第１基部材を第２基部材に対して傾斜させることを特徴とする放射線断層撮影装置。
請求項１に記載の放射線断層撮影装置において、
前記第２基部材を鉛直方向に移動自在に支持する第３基部材と、
前記第２基部材を前記第３基部材に対して鉛直方向に移動させることにより、前記支持部材を移動させる昇降移動手段と、
これを制御する昇降移動制御手段とを備え、
前記昇降移動手段は、前記支持部材の傾斜に伴って、前記放射線源と前記放射線検出手段とを結ぶ線分に属する定点が常に同一の高さとなるように、前記支持部材を鉛直方向に移動させることを特徴とする放射線断層撮影装置。
請求項１または請求項２に記載の放射線断層撮影装置において、
前記第３基部材を前記所定方向に進退自在に移動させることにより、前記支持部材を移動させる水平方向移動手段と、
これを制御する水平方向移動手段とをさらに備え、
前記水平方向移動手段は、前記支持部材の傾斜に伴って、前記定点が前記所定方向において常に同一の位置となるように、前記支持部材を前記所定方向に移動させることを特徴とする放射線断層撮影装置。
請求項３に記載の放射線断層撮影装置において、
前記定点の前記所定方向および鉛直方向の位置が保たれた状態で、前記支持部材が前記第２基部材に対して傾斜されながら鉛直方向、および前記所定方向に移動され、
それに伴って、前記放射線源および前記放射線検出手段は、相対的な位置関係を保ったまま円弧の軌跡を描いて回転移動され、
その際、前記放射線源は、前記放射線検出手段に向けて放射線を照射することで放射線透視画像が連写され、再構成手段は、これらを再構成して前記断層画像を取得することを特徴とする放射線断層撮影装置。