JP5348923B2

JP5348923B2 - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP5348923B2
Application number: JP2008097897A
Authority: JP
Inventors: 道宏山下
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2028-04-04
Also published as: JP2009247522A

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置に係り、特に装置自体のシステムダウンの防止を図るＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を間にして対向配置されたＸ線管球とＸ線検出器とを被検体の周囲に回転させて、Ｘ線管球から照射したＸ線の被検体を透過した量（透過Ｘ線量）をＸ線検出器で検出し、データ収集装置（以下、ＤＡＳ：ＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍと省略する）にて検出データとして収集し、この収集した検出データを、コンピュータを用いて画像再構成することによって被検体の断層像を得るものである。

近年、Ｘ線管球及びＸ線検出器の小型軽量化に伴って、Ｘ線管球とＸ線検出器とを含むスキャンシステムを複数搭載した多管球型のＸ線ＣＴ装置の開発が進んでいる。Ｘ線管球、Ｘ線検出器およびＤＡＳを含むスキャンシステムを複数搭載することで、時間分解能の向上やスキャン時間の短縮などを図ることができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−２０２８０７号公報

しかしながら、従来技術の場合、搭載される複数のスキャンシステムによって収集されるスキャンシステム毎の検出データを制御装置側へ伝送する伝送経路は、通常１系統しか設けられておらず、当該伝送経路上に不具合が生じた場合、搭載される全てのスキャンシステムからの検出データの伝送が不可能となり、同一の患者に対する各種スキャン間、または別々の患者に対する検査間において、更にはスキャン中においてＸ線ＣＴ装置のシステムダウンを引き起こす。一旦システムダウンを引き起こすと、装置の復旧まで時間がかかり、検査に支障をきたすことになる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、装置自体のシステムダウンの発生を防止することを可能とするＸ線ＣＴ装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を被検体に照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器より得られる検出データを収集するデータ収集部とをそれぞれ含むスキャンシステムと、前記スキャンシステムが収集する複数の検出データを伝送する複数の伝送経路と、前記複数の伝送経路に対して、それぞれが伝送を担う検出データの伝送異常を検知する異常検知手段と、前記複数の伝送経路のうち、少なくともいずれか一つの伝送経路に対して前記異常検知手段が異常を検知したとき、この異常が検知された伝送経路が担う検出データを前記複数の伝送経路のうち、少なくともいずれか一つの正常な伝送経路に移動させる伝送経路切替手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を被検体に照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器より得られる検出データを収集するデータ収集部とをそれぞれ含む複数のスキャンシステムと、前記複数のスキャンシステムがそれぞれ収集する複数の検出データを伝送する複数の伝送経路と、前記複数の伝送経路に対して、それぞれが伝送を担う検出データの伝送異常を検知する異常検知手段と、前記複数の伝送経路のうち、少なくともいずれか一つの伝送経路に対して前記異常検知手段が異常を検知したとき、この異常が検知された伝送経路およびこの伝送経路に対応するスキャンシステムを除いた残りの正常な伝送経路およびこの伝送経路に対応するスキャンシステムにより前記検出データの収集および伝送を行う伝送経路制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置のシステムダウンの発生を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本実施例では、Ｘ線ＣＴ装置１００が有するスキャンシステムより収集される検出データの伝送経路に異常が発生した場合に、正常な伝送経路に切替えて伝送を行うための切替機能を有する伝送経路切替基板６、伝送経路切替基板７を伝送経路上に設ける例について説明する。

（構成）
まず、本実施例におけるＸ線ＣＴ装置１００の構成につき、図１乃至図３を用いて説明する。図１はこのＸ線ＣＴ装置１００の全体構成、図２、図３は架台１側に設けられる回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２および制御装置２側に設けられる制御装置側送受信部２１に搭載される伝送経路切替基板６の一例を表す。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００は被検体Ｐに対してＸ線を照射し、検出された被検体ＰのＸ線透過量に関する検出データを収集するための装置である架台１と、架台１全体の動作の制御や、架台１によって収集された検出データに基づいて被検体Ｐの画像の再構成処理や画像表示等を行う制御装置２および寝台３によって構成される。

被検体Ｐは寝台３の天板（図示せず）上に横たわるように載置され、寝台３には被検体Ｐの対軸方向に天板を移動させる天板駆動機構が設けられている。この天板駆動機構は、制御装置２に設けられる主制御部２７の制御によって天板を移動させる。以下、架台１および制御装置２について更に詳しく説明する。

尚、寝台３については従来のＸ線ＣＴ装置と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。

（架台１の構成）
架台１は、後述するＸ線管球４２１、４２２およびＸ線検出器４３１、４３２のそれぞれの対を被検体Ｐの周りに回転可能に支持するための回転部４と、この回転部４を支持する固定部５によって構成される。

まず、回転部４に関して説明する。回転部４は、高電圧発生部４１、Ｘ線管球４２１、４２２、Ｘ線検出器４３１、４３２、ＤＡＳ４４１、４４２、回転部側伝送部４５およびそれらを固定する回転フレーム４６を備えている。

高電圧発生部４１は、架台制御部５４からパルス信号を受けて、所定のパルス継続時間（パルス幅）を有する高電圧パルスを発生し、Ｘ線管球４２１、４２２の陰極陽極間にそれぞれ印加する。

高電圧発生部４１としては、例えば高周波インバータ方式、すなわち、５０／６０Ｈｚの交流電源を整流して直流とし、それを数ｋＨｚ以上の高周波の交流に変換して変圧器で昇圧するとともに、それを再度整流してＸ線管球４２１、４２２に印加する方式のものが適用される。

Ｘ線管球４２１、４２２は、円環状の回転フレーム４６に対して、その回転軸周りに９０°ずれた位置に配置されている。ここでは、２つのＸ線管球４２１、４２２を９０°ずらした位置に配置する例について説明するが、この角度の例は一例であり、９０°以外の角度（例えば１２０°）ずらして配置する場合などもある。またＸ線管球は２つに限らず例えば３つ配置するようにしても良い。Ｘ線管球４２１、４２２はそれぞれ高電圧発生部４１からフィラメント加熱電流の供給および高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。

Ｘ線検出器４３１、４３２はＸ線管球４２１、４２２がＸ線を出力する方向に対向して配置されており、それぞれが複数の検出素子をチャンネル方向に並べた検出素子列を複数列設けている。

Ｘ線検出器４３１、４３２は、２つのＸ線管球４２１、４２２から出力されて、被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、その検出データを電流信号として２つのＸ線検出器４３１、４３２に対応して設けられたＤＡＳ４４１、４４２に出力する。

ＤＡＳ４４１、４４２は、対応するそれぞれのＸ線検出器４３１、４３２から入力される検出データに対して、前置増幅およびＡ／Ｄ変換を含む処理を行ない、処理後の検出データを後述する回転部側伝送部４５のそれぞれのコネクタ４５１を介して詳細を後述する伝送経路切替基板６に送る。

回転部側伝送部４５は、伝送経路切替基板６を有し、その一方のコネクタ６５が前記コネクタ４５１と接続され、伝送経路切替基板６の他方のコネクタ６５が発光ダイオード４５２及びフォトダイオード４５３と接続される。そして、ＤＡＳ４４１、４４２から送られた検出データを、それぞれに対応した伝送経路切替基板６の２つの伝送経路で、送信すべき情報を符号化した信号に応じて輝度を変調した光を発する複数の発光ダイオード４５２を介して固定部側伝送部５１へ送信し、また複数のフォトダイオード４５３は、固定部側伝送部５１が発する光を受けて輝度の変調を検出することで制御装置２側から送られる信号を受信する。

次に固定部５に関して説明する。固定部５は、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２、回転駆動部５３および架台制御部５４を備えている。

固定部側伝送部５１は、回転部側伝送部４５の発光ダイオード４５２及びフォトダイオード４５３と信号を送受信する発光ダイオード５１３及びフォトダイオード５１２を有する。また、受信した検出データを、それぞれ対応した２つの伝送経路を備えた伝送経路切替基板６を介して後述の架台側送受信部５２へ伝送する。

固定部側伝送部５１と架台側送受信部５２との接続はコネクタ５１１と５２１とによって行われる。

架台側送受信部５２は、固定部側伝送部５１より送られる検出データを伝送経路切替基板６における２つの伝送経路で制御装置２側へ伝送する。また、制御装置２の主制御部２７から制御装置側送受信部２１を介して送られる制御信号を受信する。架台側送受信部５２と制御装置側送受信部２１との接続はコネクタ５２１と２１１とにより行われる。

そして両コネクタ５２１、２１１間の送受信手段として、例えば光ファイバーを有するケーブルＣによって架台側送受信部５２と、制御装置２が有する制御装置側送受信部２１とを接続し、データの伝送を行う。

回転駆動部５３は、後述する制御装置２から架台側送受信部５２、制御装置側送受信部２１を介して送られる入力情報、設定情報及び選択情報に基づいて回転フレーム４６を所定の速度で回転させる。

架台制御部５４は、後述する制御装置２から送られる入力情報、設定情報及び選択情報に基づいて、架台１の各ユニットを統括的に制御する。

（制御装置２の構成）
続いて、制御装置２の構成を説明する。制御装置２は、図１に示すように制御装置側送受信部２１、前処理部２２、画像再構成部２３、表示部２４、記憶部２５、操作部２６および主制御部２７を備える。

制御装置側送受信部２１は、架台側送受信部５２から送られる検出データを受信し、この検出データを２つの伝送経路で前処理部２２へ伝送する。

前処理部２２は、検出データに対して前処理と呼ばれる処理を施す。この前処理は、画像再構成に先だって行う処理であり、その一例としては、検出データの対数変換、リファレンス補正、ビームハードニング補正などの処理がある。このような処理が施されたデータは、投影データと呼ばれる。前処理部２２によって形成された投影データは、後述する主制御部２７を介して記憶部２５に記憶される。

画像再構成部２３は、所定の画像再構成法により、投影データに基づいて被検体Ｐの画像を再構成する処理を行なう。この画像再構成法としては、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、ファンビーム法、ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法、３６０度補間法、１８０度内挿補間法、１８０度外挿補間法、フィルタ法などの任意の方法を採用することができる。再構成された被検体Ｐの画像は、主制御部２７を介して記憶部２５に記憶される。

尚、本実施例が備える２つのスキャンシステムによって取得される２種類の検出データには、どのスキャンシステムによって取得されたかを識別するためのサブデータが含まれており、そのサブデータに基づいて２種類の検出データに対してそれぞれ独立して行わなければならない補正処理を前処理部２２で行なう。また、画像再構成部２３では検出データに付帯するサブデータに基づいて検出データを断面画像データに再構成する。

表示部２４は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びディスプレイを備えている。表示データ生成部は、被検体Ｐの情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。そして、データ変換部は、表示データに対してＤ／Ａ変換を行なってディスプレイに表示する。ディスプレイには、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）等を用いる。

記憶部２５は、前処理部２２による前処理が施された検出データや、画像再構成部２３により再構成された画像の画像データを記憶する。この記憶部２５は、例えばハードディスクドライブ等の大容量の記憶装置を含んで構成される。

操作部２６は、このＸ線ＣＴ装置１００に対する動作要求やデータ入力などを行うために使用されるもので、キーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック、コントロールパネル、ペンタブレットなどの任意の操作デバイスや入力デバイスを含んで構成される。また、各種のボタンやスイッチ等を含んで構成されていてもよい。

主制御部２７は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、この記憶回路には、操作部２６にて入力／設定／選択された前述の被検体Ｐの情報や画像データ収集条件等が保存されている。そして、このＣＰＵは、前述の入力情報、設定情報及び選択情報に基づいて架台１側の各ユニットに対して架台制御部５４を介して、また制御装置２側の各ユニットを統括的に制御する。

主制御部２７は後述の伝送経路切替基板６の異常検知部６１より送られる検出データの伝送経路に関する異常情報に基づいて、異常が検出された伝送経路に対応するスキャンシステムの各ユニットの機能を停止する。

尚、本実施例におけるＸ線ＣＴ装置は２つのスキャンシステムを有しているが、本発明はそれに限定されず、例えば図４のように１つのスキャンシステムしか有していないＸ線ＣＴ装置１００に対しても本発明は用いることが可能である。その場合、図中のＤＡＳ４４１には検出データを第一、第二の系統に割り当てる機能を有している。

（伝送経路切替基板６の構成）
回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２、及び制御装置側送受信部２１はそれぞれ図２に示すように伝送経路切替基板６を備えている。そして、これら伝送経路切替基板６は、回転部側伝送部４５、固定部側伝送部４６、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２、及び制御装置側送受信部２１における各ユニット内の２系統の伝送経路に対して、異常検知部６１、伝送調整部６２、切替制御部６３、スイッチ６４およびコネクタ６５を有し、２系統の伝送経路の切替が可能に形成されている。

即ち、伝送経路切替基板６の両端に設けた２系統のコネクタ６５間にそれぞれ異常検知部６１、スイッチ６４、伝送調整部６２が直列に接続されている。第一の系統のスイッチ６４の一方の端子に前記伝送調整部６２が接続され、他方の端子は第二の系統の伝送調整部６２に接続されている。そして第二の系統のスイッチ６４の一方の端子に前記伝送調整部６２が接続され、他方の端子は第一の系統の前記伝送調整部６２に接続されている。

異常検知部６１は、各ユニットが有する２つの系統の伝送経路に関して、信号化された検出データが送られていない、又は送られてくる検出データが不完全なものである場合、その伝送経路上で異常が発生していると認識し、後述の切替制御部６３に通知する。切替制御部６３はスイッチ６４に伝送経路の変更を行うよう指示を送る。伝送経路上の異常を認識する手法としては、ＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）やチェックサムなどの誤り検出の方式を用いる。

また、伝送調整部６２は図２に示すように、伝送経路の切替を行った場合、切替制御部６３の指示によって、第一の系統および第二の系統においてそれぞれ伝送される２種類の検出データを一旦収集し、あらかじめ備えているメモリに保存する。その後、別のユニット（例えば図２において、回転部側伝送部４５に備わる伝送経路切替基板６の場合では固定部側伝送部５１を指す）への伝送の際に、それぞれの検出データにおける伝送のタイミングを調整し、２種類の検出データを個別に伝送する。

尚、伝送調整部６２にスイッチ（図示しない）を設け、そのスイッチの切替によって２種類の検出データにおける伝送のタイミングを調整してもよい。

更に、切替制御部６３は伝送経路切替基板６上の伝送経路の切替動作を統括的に制御する。例えば、ユニットＡに設けられた伝送経路切替基板６の切替制御部６３がそのユニットよりも伝送経路において上流のユニットＢから検出データの伝送が行われていないことを前述の異常検知部６１から通知されると、ユニットＡの切替制御部６３はユニットＢの切替制御部６３へ伝送経路の切替を指示する。その指示により、ユニットＢの切替制御部６３は切替対象となるスイッチ６４の切替を行う。

また、図２においては、２系統の伝送経路に対してユニット毎に一つの伝送経路切替基板６を接続しているが、図３のように、各ユニットにおいて１系統に一つずつ伝送経路切替基板７を接続しても良い。

図３に示すように伝送経路切替基板７は伝送経路切替基板６と同様、回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２、及び制御装置側送受信部２１にそれぞれ設けられる。また、伝送経路切替基板７の両端に設けたコネクタ７５ａ間にそれぞれ異常検知部７１、スイッチ７４、伝送調整部７２が直列に接続されている。そして、伝送経路切替基板６と異なり、各ユニットが有する２系統の伝送経路に対して、１系統につき一つの伝送経路切替基板７を備える。

第一、第二の系統にそれぞれ接続される伝送経路切替基板７のスイッチ７４の一方の端子に伝送調整部７２が接続され、他方の端子はコネクタ７５ｂに接続されている。そして、第一系統、第二系統にそれぞれ備わる２つの伝送経路切替基板７は図３に示すようにコネクタ７５ｂを介して接続されることで、伝送経路の切替が可能となる。

異常検知部７１は、各ユニットが有する２つの系統の伝送経路に関して、信号化された検出データが送られていない、又は送られてくる検出データが不完全なものである場合、その伝送経路上で異常が発生していると認識し、後述の切替制御部７３に通知する。切替制御部７３はスイッチ７４に伝送経路の変更を行うよう指示を送る。伝送経路上の異常を認識する手法としては、ＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）やチェックサムなどの誤り検出の方式を用いる。

また、伝送調整部７２は図３に示すように、伝送経路の切替を行った場合、切替制御部７３の指示によって、第一の系統および第二の系統においてそれぞれ伝送される２種類の検出データを一旦収集し、あらかじめ備えているメモリに保存する。その後、別のユニット（例えば図３において、回転部側伝送部４５に備わる伝送経路切替基板７の場合では固定部側伝送部５１を指す）への伝送の際に、それぞれの検出データにおける伝送のタイミングを調整し、２種類の検出データを個別に伝送する。

尚、伝送調整部７２にスイッチ（図示しない）を設け、そのスイッチの切替によって２種類の検出データにおける伝送のタイミングを調整してもよい。

更に、切替制御部７３は伝送経路切替基板７上の伝送経路の切替動作を統括的に制御する。

尚、Ｘ線ＣＴ装置１００の各ユニットに備えられる全ての伝送経路切替基板７は同様な機能を有し、基板同士を交換することが可能である。

以上のように、本実施例のＸ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管球４２１、Ｘ線検出器４３１およびＤＡＳ４４１、Ｘ線管球４２２、Ｘ線検出器４３２およびＤＡＳ４４２によりそれぞれ構成される２組のスキャンシステムが収集する検出データを、図１に示すように、それぞれ独立した２つの伝送経路を設けて架台１の回転部４から固定部５へ、また固定部５から制御装置２へ伝送する。

尚、本実施例におけるＸ線ＣＴ装置１００はＸ線管球４２１、Ｘ線検出器４３１およびＤＡＳ４４１と、Ｘ線管球４２２、Ｘ線検出器４３２およびＤＡＳ４４２によりそれぞれ構成される２組のスキャンシステムを搭載しているが、本発明はこれに限らず、３組以上のスキャンシステムを搭載した装置においても可能である。

（動作）
以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置１００の動作について図５乃至図８を用いて説明する。図５、図６は本実施例におけるＸ線ＣＴ装置１００の動作を表すフローチャートである。また、図７、図８は本実施例におけるＸ線ＣＴ装置１００が有する２系統の伝送経路上に異常が発生した場合における伝送経路の切替動作を示す図である。

ここではまず、被検体Ｐに対するスキャンの前後で伝送経路の異常を検知し、伝送経路の切替を行う際の動作の例に関して図５、図７を用いて説明する。

被検体Ｐに対するスキャンの開始前後に、回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２および制御装置側送受信部２１の各ユニットが有する伝送経路切替基板６の切替制御部６３に対して主制御部２７が第一、第二の系統の伝送経路における異常検知作業を行うよう指示する。主制御部２７の指示を受け、各切替制御部６３はそれぞれの制御対象である伝送切替基板６上の２つの異常検知部６１に対して異常検知作業の指示を送り、各異常検知部６１はそれぞれが配置される伝送経路に対する異常検知作業を開始する（図５のステップＳ１）。

尚、異常検知部６１は切替制御部６３から異常検知の指示が送られてから常に異常検知を行うようにする。また、異常検知部６１は前述のように主制御部２７から切替制御部６３を介して異常検知の指示を受けてから異常検知を開始せず、常に異常検知を行うようにしてもよい。

送られてくる検出データに異常がある、又は検出データが送られてこないことを異常検知部６１が認識する場合、図５のステップＳ３の動作へ、異常が検知されない場合には図５のステップＳ６の動作へそれぞれ移行する（図５のステップＳ２）。

例えば、検出データの伝送に用いている伝送経路の内、図７（ａ）のように回転部側伝送部４５の第一の系統において異常が発生した場合（図７の異常箇所Ｅ）、固定部側伝送部５１に設けられた伝送経路切替基板６の異常検知部６１（第一の系統側）がその異常を検知し、同基板上の切替制御部６３に通知する。更にその切替制御部６３は主制御部２７へ異常が検知された伝送経路の箇所を通知する。（図５のステップＳ３）。

その後、主制御部２７は異常が検知された回転部側伝送部４５の伝送経路の切替を回転部側伝送部４５に設けられた伝送経路切替基板６の切替制御部６３に指示する（図５のステップＳ４）。

尚、伝送経路の切替に関する指示は主制御部２７からではなく、固定部側伝送部５１に設けられた伝送経路切替基板６から直接、回転部側伝送部４５に設けられた伝送経路切替基板６の切替制御部６３に送ってもよい。

その指示に従い、回転部側伝送部４５に設けられた伝送経路切替基板６の切替制御部６３は、同基板上のスイッチ６４（第一の系統側）を用いて図７（ｂ）のように伝送経路を切替える（図５のステップＳ５）。

伝送経路の切替後、被検体Ｐに対するスキャンを開始する。回転部側伝送部４５の第二の系統側に設けられる伝送調整部６２は、２つのスキャンシステムが収集する２種類の検出データを一旦メモリに保存し、伝送のタイミングを調整し、２種類の検出データを個別に固定部側伝送部５１へ送る。その際、図７（ｂ）に示すように、固定部側伝送部５１に設けられる伝送経路切替基板６上の切替制御部６３は同基板上のスイッチ６４（第二の系統側）を随時切替えることで、本来第一の系統によって伝送されていた検出データを再度、第一の系統に戻す。また、検出データを本来伝送されていた第一の系統に戻さず、第二の系統で制御装置２側まで伝送してもよい。その場合には固定部側伝送部５１に設けられる伝送経路切替基板６上のスイッチ６４（第二の系統側）の切替は不要である（図５のステップＳ６）。

尚、切替制御部６３による２種類の検出データの個別伝送は、本実施例のＸ線ＣＴ装置１００が有する２つのスキャンシステムの内、どちらのスキャンシステムにより取得されたかを識別するために検出データに付帯するサブデータに基づいて行われる。

一方、図８のように一つのユニットにおいて、伝送経路切替基板７を第一の系統および第二の系統に一つずつ設ける場合の伝送経路の切替動作については前述の説明と同様であるため省略する。

尚、伝送経路切替基板７は第一、第二の系統それぞれ独立して設けられているため、主制御部２７からの指示も、該当する系統に接続される伝送経路切替基板７の切替制御部７３へ送られる。

本実施例では前述のように被検体Ｐに対するスキャンを開始する前にＸ線ＣＴ装置１００が有する伝送経路の異常を検知するが、本発明はこれに限定されず、被検体Ｐに対するスキャン中に伝送経路の異常を検知し、更にＸ線ＣＴ装置１００の機能を制御することができる。その動作例を図６を用いて説明する。

まず、Ｘ線ＣＴ装置１００が有する２組のスキャンシステムを併用して被検体Ｐに対するスキャンを開始する（図６のステップＳ１）。

操作者は、操作部２６よりスキャン条件を入力する。操作部２６は入力データを信号として主制御部２７へ送り、その信号に従って主制御部２７は架台１及び寝台３へ動作信号を送る。架台１においては、主制御部２７からの動作信号を架台制御部５４が受け、その動作信号に基づいて架台１が有する各ユニットの動作を制御し、被検体Ｐの検出データを収集し、制御装置２側へ送る。制御装置２は架台１側から送られる検出データに基づいて被検体Ｐの画像を生成する。

被検体Ｐのスキャン中、回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２および制御装置側送受信部２１の各ユニットが有する伝送経路切替基板６の異常検知部６１が検出データの伝送経路に対して異常検出を行う（図６のステップＳ２）。

検出データの伝送経路に異常があると異常検知部６１が認識する場合、図６のステップＳ３の動作へ、異常が検知されない場合には、引き続き、異常検出（図６のステップＳ２）の動作へそれぞれ移行する（図６のステップＳ３）。

例えば、検出データの伝送に用いている伝送経路の内、図７（ａ）、（図８（ａ））のように回転部側伝送部４５の第一の系統において異常が発生した場合（図７、（図８）中の異常箇所Ｅ）、固定部側伝送部５１に設けられた伝送経路切替基板６（７）の異常検知部６１（第一の系統側）、（７１）がその異常を検知し、同基板上の切替制御部６３、（７３）に通知する。更にその切替制御部６３、（７３）は主制御部２７へ異常が検知された伝送経路の箇所を通知する。（図６のステップＳ４）。

その後、主制御部２７は異常が検知された回転部側伝送部４５の伝送経路の切替を回転部側伝送部４５に設けられた伝送経路切替基板６、（７）の切替制御部６３、（７３）に指示する（図６のステップＳ５）。

その指示に従い、回転部側伝送部４５に設けられた伝送経路切替基板６の切替制御部６３、（７３）は、同基板上のスイッチ６４（第一の系統側）、（７４）を用いて図７（ｂ）、（図８（ｂ））のように伝送経路を切替える。また、回転部側伝送部４５の第二の系統側に設けられる伝送調整部６２（７２）は、２つのスキャンシステムが収集する２種類の検出データを一旦メモリに保存し、伝送のタイミングを調整し、２種類の検出データを個別に固定部側伝送部５１へ送る。その際、固定部側伝送部５１に設けられる伝送経路切替基板６、（７）上の切替制御部６３、（７３）は同基板上のスイッチ６４（第二の系統側）、（７４）を随時切替えることで、本来第一の系統によって伝送されていた検出データを再度、第一の系統に戻す。また、検出データを本来伝送されていた第一の系統に戻さず、第二の系統で制御装置２側まで伝送してもよい。その場合には固定部側伝送部５１に設けられる伝送経路切替基板６、（７）上のスイッチ６４（第二の系統側）、（７４）の切替は不要である（図６のステップＳ６）。

以上のような動作を行い、被検体Ｐに対するスキャンを継続する。

尚、図８で、伝送経路切替基板７は第一、第二の系統それぞれ独立に設けられるため、主制御部２７からの指示も、該当する系統に接続される伝送経路切替基板７の切替制御部７３へ送られる。

更に、本実施例においてＸ線ＣＴ装置１００に各ユニットを設けた例を以上の様に説明したが、全ての処理をソフトウェアとして実現してもよい。

（効果）
このようなＸ線ＣＴ装置１００により、Ｘ線ＣＴ装置１００に搭載されるスキャンシステムのシステムダウンの防止を図ることができ、異常が発生している伝送経路の位置を容易に見つけ出すことができる。

また、図２、図３に示すように、伝送経路の切替機能を有する伝送経路切替基板６、伝送経路切替基板７により、２つのスキャンシステムの内、片側のスキャンシステムに対応する伝送経路に異常が発生しても、引き続き２つのスキャンシステムを用いて２種類の検出データの収集を同時に行うことができる。

更に、図３に示すように、各ユニットにおいて、１系統の伝送経路に対して一つの伝送経路切替基板７を接続することで、片方の伝送経路切替基板７自体に不具合が生じても、もう一方は影響なく動作を継続できる。また、同じユニット内に接続されている異常検知基板７同士を交換することで、所望のスキャンシステムに対応する伝送経路を確保することができるとともに、不具合が生じている異常検知基板７の特定も可能となる。

本実施例では、Ｘ線ＣＴ装置が有するスキャンシステムより収集される検出データの伝送経路に異常が発生した場合に、正常な伝送経路に対応するスキャンシステムのみでスキャンを行う例について説明する。

（構成）
本実施例におけるＸ線ＣＴ装置１００の構成につき、図１、図９を用いて説明する。図１はこのＸ線ＣＴ装置１００の全体構成、図９は架台１側に設けられる回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２および制御装置２側に設けられる制御装置側送受信部２１の各ユニットに搭載される異常検知基板８の一例を表す。

尚、その他のユニットに関する説明は実施例１において行っているため、省略する。

また、本実施例におけるＸ線ＣＴ装置は２つのスキャンシステムを有しているが、本発明はそれに限定されず、例えば図４のように１つのスキャンシステムしか有していないＸ線ＣＴ装置１００に対しても本発明は用いることが可能である。その場合、図中のＤＡＳ４４１には第一、第二の系統においてどちらか一方に異常が発生した場合、異常が発生した系統への検出データの伝送を停止し、もう一方の系統に全ての検出データを伝送するための制御手段が設けられる。

（異常検知基板８の構成）
続いて本実施例におけるＸ線ＣＴ装置１００に搭載される異常検知基板８に関して説明する。

図９に示すように、前述の架台１側に設けられる回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２および制御装置２側に設けられる制御装置側送受信部２１の各ユニットに対してそれぞれ異常検知基板８を搭載する。

異常検知基板８は、図９に示すように異常検知部８１、制御部８２およびコネクタ８３を有する。

異常検知部８１は、伝送経路の破損などが発生し、直前のユニットから検出データが伝送されていないとき、信号が送られていないことを認識し、後述の制御部８２へ異常検知の信号を送る。

制御部８２は異常検知部８１より送られる異常検知の信号を受け、更に主制御部２７へ異常検知の信号を送る。

コネクタ８３は、回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２および制御装置側送受信部２１の各ユニットへの接続に用いる。

尚、Ｘ線ＣＴ装置１００の各ユニットに備えられる全ての異常検知基板８は同様な機能を有し、基板同士を交換することが可能である。

以上のように、本実施例のＸ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管球４２１、Ｘ線検出器４３１およびＤＡＳ４４１、Ｘ線管球４２２、Ｘ線検出器４３２およびＤＡＳ４４２によりそれぞれ構成される２組のスキャンシステムが収集する検出データを、図１に示すように、それぞれ独立した伝送経路を設けて架台１の回転部４から固定部５へ、また固定部５から制御装置２へ伝送する。

（動作）
以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置１００の動作について図１０、図１１を用いて説明する。図１０、図１１は本実施例におけるＸ線ＣＴ装置１００の動作の一例を表すフローチャートである。

ここでは、被検体Ｐに対するスキャンの前後で伝送経路の異常を検知し、Ｘ線ＣＴ装置１００の機能を制御する際の動作例に関して図１０を用いて説明する。

被検体Ｐに対するスキャンの開始前後に、回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２および制御装置側送受信部２１が有する異常検知基板８の異常検知部８１が検出データの伝送経路に対して異常検出を行う（図１０のステップＳ１）。

検出データの伝送経路に異常があると異常検知部８１が認識する場合、図１０のステップＳ３の動作へ、異常が検知されない場合には図１０のステップＳ５の動作へそれぞれ移行する（図１０のステップＳ２）。

異常検知部８１は伝送経路の異常を認識した場合、制御部８２へ異常検知信号を送信し、更に制御部８２は主制御部２７へ異常検知信号を送信する（図１０のステップＳ３）。

主制御部２７は制御部８２から送られる異常検知信号に基づいて検出データの伝送異常が発生している伝送経路に対応するスキャンシステムの使用不可を架台制御部へ指示する（図１０のステップＳ４）。

主制御部２７は異常が検知されていないスキャンシステムとそれに対応する伝送経路を用いて被検体Ｐに対するスキャンを開始する（図１０のステップＳ５）。

本実施例では前述のように被検体Ｐに対するスキャンを開始する前にＸ線ＣＴ装置１００が有する伝送経路の異常を検知するが、本発明はこれに限定されず、被検体Ｐに対するスキャン中に伝送経路の異常を検知し、更にＸ線ＣＴ装置１００の機能を制御することができる。その動作例を図１１を用いて説明する。

まず、Ｘ線ＣＴ装置１００が有する２組のスキャンシステムを併用して被検体Ｐに対するスキャンを開始する（図１１のステップＳ１）。

このステップにおける動作は前述の実施例１における図６の動作フローのステップＳ１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

被検体Ｐのスキャン中、回転部側伝送部４５、固定部側伝送部５１、架台側送受信部５２および制御装置側送受信部２１が有する伝送経路切替基板７の異常検知部７１が検出データの伝送経路に対して異常検出を行う（図１１のステップＳ２）。

検出データの伝送経路に異常があると異常検知部８１が認識する場合、図１１のステップＳ４の動作へ、異常が検知されない場合には、引き続き、異常検出（図１１のステップＳ２）の動作へそれぞれ移行する（図１１のステップＳ３）。

異常検知部８１は伝送経路の異常を認識した場合、制御部８２へ異常検知信号を送信し、更に制御部８２は主制御部２７へ異常検知信号を送信する（図１１のステップＳ４）。

主制御部２７は制御部８２から送られる異常検知信号に基づいて検出データの伝送異常が発生している伝送経路に対応するスキャンシステムの使用不可を架台制御部５４へ指示する（図１１のステップＳ５）。

架台制御部５４は、その停止信号に従い、異常が発生している伝送経路に対応するスキャンシステムを停止させ、正常な伝送経路を含むスキャンシステムのみで被検体Ｐのスキャンを継続する。（図１１のステップＳ６）。

また、図９に示すように、各ユニットにおいて、１系統の伝送経路に対して一つの異常検知基板８を接続することで、片方の異常検知基板８自体に不具合が生じても、もう一方は影響なく動作を継続でき、更に同じユニット内に接続されている異常検知基板８同士を交換することで、所望のスキャンシステムに対応する伝送経路を確保することができるとともに、不具合が生じている異常検知基板８の特定も可能となる。

本発明の実施例１におけるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図。本発明の実施例１における回転部側伝送部、固定部側伝送部、架台側送受信部および制御装置側送受信部内の伝送経路および伝送経路に接続される伝送経路切替基板の構成を示す図。本発明の実施例１における回転部側伝送部、固定部側伝送部、架台側送受信部および制御装置側送受信部内の伝送経路および伝送経路に接続される伝送経路切替基板の構成を示す図。本発明の実施例１におけるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図。本発明の実施例１におけるＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。本発明の実施例１におけるＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。本発明の実施例１におけるＸ線ＣＴ装置が有する伝送経路上に異常が発生した際の伝送経路の切替動作を示す図。本発明の実施例１におけるＸ線ＣＴ装置が有する伝送経路上に異常が発生した際の伝送経路の切替動作を示す図。本発明の実施例２における回転部側伝送部、固定部側伝送部、架台側送受信部および制御装置側送受信部内の伝送経路および伝送経路に接続される異常検知基板の構成を示す図。本発明の実施例２におけるＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。本発明の実施例２におけるＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。

符号の説明

１００Ｘ線ＣＴ装置
Ｐ被検体
１架台
２制御装置
２１制御装置側送受信部
２２前処理部
２３画像再構成部
２４表示部
２５記憶部
２６操作部
２７主制御部
３寝台
４回転部
４１高電圧発生部
４２１、４２２Ｘ線管球
４３１、４３２Ｘ線検出器
４４１、４４２ＤＡＳ
４５回転部側伝送部
４６回転フレーム
５固定部
５１固定部側伝送部
５２架台側送受信部
５３回転駆動部
５４架台制御部
４５２、５１２発光ダイオード
４５３、５１３フォトダイオード
２１１、４５１、５１１、５２１コネクタ
６、７伝送経路切替基板
６１、７１異常検知部
６２、７２信号分配回路
６３，７３切替制御部
６４、７４スイッチ
６５、７５ａ、７５ｂコネクタ
８異常検知基板
８１異常検知部
８２制御部
８３コネクタ
Ｃケーブル
Ｅ異常箇所

Claims

Ｘ線を被検体に照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器より得られる検出データを収集するデータ収集部とをそれぞれ含む複数のスキャンシステムと、
前記複数のスキャンシステムを回転可能に支持する回転部と、前記回転部を支持する固定部とを有する架台と、
前記架台で収集された検出データを用いて画像再構成処理を行なう制御装置と、
前記複数のスキャンシステムごとに設置される複数の伝送経路であって、各伝送経路が該当するスキャンシステムが収集する複数の検出データを前記回転部から前記固定部を介して前記制御装置へと伝送するための複数のユニット間伝送経路から構成される複数の伝送経路と、
前記複数の伝送経路それぞれを構成する各ユニット間伝送経路に対して、それぞれが伝送を担う検出データの伝送異常を検知する異常検知手段と、
前記複数の伝送経路それぞれを構成する各ユニット間伝送経路のうち、少なくともいずれか一つのユニット間伝送経路に対して前記異常検知手段が異常を検知したとき、この異常が検知されたユニット間伝送経路が担う検出データを前記複数の伝送経路のうち、少なくともいずれか一つの正常な伝送経路において、前記異常が検知されたユニット間伝送経路に対応する別系統の正常なユニット間伝送経路に移動させる伝送経路切替手段と、
前記伝送経路切替手段による切替が行なわれた後、前記異常が検知されたユニット間伝送経路が担う検出データが移動された前記正常なユニット間伝送経路から、当該正常なユニット間伝送経路が担う検出データと前記異常が検知されたユニット間伝送経路が担う検出データとを、タイミングを調整して個別に後段のユニット間伝送経路に伝送する伝送調整手段とを
備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記正常なユニット間伝送経路に移動させた検出データを、前記異常が検知されたユニット間伝送経路が有する異常箇所を回避した後、前記異常が検知されたユニット間伝送経路を含む伝送経路における正常なユニット間伝送経路に戻すことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記正常なユニット間伝送経路に移動させた検出データを、前記異常が検知されたユニット間伝送経路が有する異常箇所を回避した後もこの正常なユニット間伝送経路を含む伝送経路で前記異常が検知されたユニット間伝送経路の前記検出データを伝送することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記複数の伝送経路それぞれにおいてユニット間伝送経路の間を接続するために前記回転部、前記固定部および前記制御装置に設置され、前記異常検知手段、前記伝送経路切替手段および前記伝送調整手段を有して、前記検出データの伝送、伝送経路の異常検知、伝送経路の切替および伝送調整を行う伝送回路基板を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記伝送回路基板は、他の前記伝送回路基板と接続し、前記検出データの送受信を行うことを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記伝送回路基板は、前記回転部、前記固定部および前記制御装置に備えられる全ての前記伝送回路基板同士を交換可能であることを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。