JP6514756B1 - 接触回避装置、医用装置、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被検体とガントリとの接触を回避することができる技術を提供する。【解決手段】ＣＴ装置は、センサ部１９を有している。センサ部１９は、センサ部１９とクレードル４１に載置された被検体の少なくとも一部分との間の距離を求めるための距離データを出力する。また、ＣＴ装置は、センサ部１９から得られた距離データに基づいて、被検体の少なくとも一部分の外形を表す外形データを生成する外形データ生成手段と、ガントリに対して前記被検体が近接可能な範囲の限界を表すデータと前記外形データとに基づいて、前記ガントリ又は前記テーブルが動いている間に前記被検体が前記ガントリに接触する恐れがあるか否かを判定する判定手段とを有している。【選択図】図１５

Description

本発明は、テーブルのクレードルに載置された被検体がガントリに接触することを回避する接触回避装置、当該接触回避装置を有する医用装置、および当該接触回避装置に適用されるプログラムに関する。

被検体の体内の画像を取得する装置として、ＣＴ（Computed Tomography）装置およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置などの医用装置が知られている。ＣＴ装置およびＭＲＩ装置は被検体を非侵襲的に撮影することができるので、被検体の健康状態を診断する上で欠かすことのできない装置として使用されている。

一方で、ＣＴ装置およびＭＲＩ装置で被検体を撮影する場合、撮影技師はスキャンの準備のために様々な作業をする必要があり、撮影技師に掛かる作業負担が大きいという問題がある。そこで、撮影技師の作業負担が軽減されるように、ＣＴ装置のテーブルを自動的に動作させる技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１６１３９２号公報

特許文献１ではテーブルを自動的に動作させることができるので、撮影技師の作業負担を軽減することが可能となる。

一方、テーブルのクレードルには被検体が載置されている。したがって、被検体をガントリの空洞部に移動させるためにテーブルを動かしている間、被検体がガントリに接触することを回避する必要がある。特に、テーブルを自動的に動作させる場合には、ＣＴ装置に、被検体とガントリとの接触を回避する手段を備えることが重要となる。しかし、特許文献１のＣＴ装置は、このような接触回避手段を備えていない。したがって、特許文献１では、被検体をガントリの空洞部に移動させる場合、被検体がガントリに衝突しそうなときはテーブルの移動を即座に停止することができるように、操作者はガントリの停止ボタンに手を添えながらテーブルの動きに注意する必要があり、撮影技師の作業負担を十分に軽減することが難しいという問題がある。

したがって、被検体とガントリとの接触を自動で回避することができる技術が望まれている。

本発明の第１の観点は、テーブルのクレードルに載置された被検体がガントリに接触することを回避する接触回避装置であって、
センサ部であって、センサ部と前記クレードルに載置された被検体の少なくとも一部分との間の距離を求めるための距離データを取得するセンサ部と、
前記距離データに基づいて、前記クレードルに対する前記被検体の少なくとも一部分の体表面内の各点の位置情報を求め、前記位置情報に基づいて、前記被検体の少なくとも一部分の外形を表す外形データを生成する外形データ生成手段と、
前記ガントリに対して前記被検体が近接可能な範囲の限界を表すデータと前記外形データとに基づいて、前記ガントリ又は前記テーブルが動いている間に前記被検体が前記ガントリに接触する恐れがあるか否かを判定する判定手段と、
を有する、接触回避装置である。

本発明の第２の観点は、
ガントリと、
被検体が載置されるクレードルと、
センサ部であって、センサ部と前記クレードルに載置された被検体の少なくとも一部分との間の距離を求めるための距離データを取得するセンサ部と、
前記距離データに基づいて、前記クレードルに対する前記被検体の少なくとも一部分の体表面内の各点の位置情報を求め、前記位置情報に基づいて、前記被検体の少なくとも一部分の外形を表す外形データを生成する外形データ生成手段と、
前記ガントリに対して前記被検体が近接可能な範囲の限界を表すデータと前記外形データとに基づいて、前記ガントリ又は前記テーブルが動いている間に前記被検体が前記ガントリに接触する恐れがあるか否かを判定する判定手段と、
を有する、医用装置である。

本発明の第３の観点は、センサ部と前記クレードルに載置された被検体の少なくとも一部分との間の距離を求めるための距離データを用いて、前記クレードルに載置された被検体がガントリに接触することを回避する接触回避装置に適用されるプログラムであって、
前記距離データに基づいて、前記クレードルに対する前記被検体の少なくとも一部分の体表面内の各点の位置情報を求め、前記位置情報に基づいて、前記被検体の少なくとも一部分の外形を表す外形データを生成する外形データ生成処理と、
前記ガントリに対して前記被検体が近接可能な範囲の限界を表すデータと前記外形データとに基づいて、前記ガントリ又は前記テーブルが動いている間に前記被検体が前記ガントリに接触する恐れがあるか否かを判定する判定処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

被検体の外形を表す外形データが生成される。したがって、ガントリに対して被検体が近接可能な範囲の限界を表すデータと外形データとを用いることにより、被検体がガントリに近接可能な範囲を超えて接近しているのか否かを知ることができる。このため、被検体がガントリに接触する恐れがあるか否かを判定することができる。

第１の形態におけるＸ線ＣＴ装置の外観図である。 第１の形態に係るＸ線ＣＴ装置１のハードウェアの構成を概略的に示す図である。 センサ部１９およびガントリ表示部１８の説明図である。 Ｘ線ＣＴ装置の主な機能ブロック図である。 限界面の説明図である。 第１の形態における動作フローの一例を示す図である。 被検体５がクレードル４１に載置した様子を示す図である。 外形データの生成方法の説明図である。 検出された頭部の位置Ｐｖを示す図である。 クレードル４１の移動量Δｙ_ｃおよびΔｚ_ｃの計算方法の一例の説明図である。 クレードル４１がｙ方向にΔｙ＝Δｙ_１だけ移動した様子を示す図である。 テーブル４がｙ方向にΔｙ＝Δｙ_ｃだけ移動した様子を示す図である。 ｚ＝ｚ_１に到達したクレードル４１を示す図である。 クレードル４１がｚ方向にΔｚ＝Δｚ_ｃだけ移動した様子を示す図である。 被検体５が両腕を上げている様子を示す図である。 被検体５がガントリ２と接触する可能性があるか否かを判定する方法の説明図である。 ｚ＝ｚ_２に到達したクレードル４１を示す図である。 ガントリ２にチルト機構が設けられた場合の接触回避の説明図である。

以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。

（第１の形態）
図１は、第１の形態におけるＸ線ＣＴ装置の外観図である。
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、ガントリ（gantry）２、テーブル（table）４、及び操作コンソール（console）６を備えている。

ガントリ２及びテーブル４は、スキャンルームＲ１に設置されている。操作コンソール６は、スキャンルームＲ１とは異なる操作ルームＲ２に設置されている。

ガントリ２の前面には、センサ部１９および表示部１８が備えられている。センサ部１９および表示部１８については後述する。

図２は、第１の形態に係るＸ線ＣＴ装置１のハードウェアの構成を概略的に示す図である。

ガントリ２は、Ｘ線管２１、アパーチャ（aperture）２２、コリメータ装置（collimator device）２３、Ｘ線検出器２４、データ収集部（data acquisition system）２５、回転部２６、高電圧電源２７、アパーチャ駆動装置２８、回転駆動装置２９、ガントリ・テーブル制御部３０を有している。尚、図２では、ガントリ２の前面に設けられているセンサ部１９および表示部１８は図示省略されている。

Ｘ線管２１、アパーチャ２２、コリメータ装置２３、Ｘ線検出器２４、およびデータ収集部２５は、回転部２６に搭載されている。

Ｘ線管２１及びＸ線検出器２４は、被検体５が載置される撮影空間、すなわちガントリ２の空洞部Ｂを挟んで互いに対向して配置されている。

アパーチャ２２は、Ｘ線管２１と空洞部Ｂとの間に配置されている。アパーチャ２２は、Ｘ線管２１のＸ線焦点からＸ線検出器２４に向けて放射されるＸ線をファンビーム（fan beam）やコーンビーム（cone beam）に成形する。

コリメータ装置２３は、空洞部ＢとＸ線検出器２４との間に配置されている。コリメータ装置２３は、Ｘ線検出器２４に入射する散乱線を除去する。

Ｘ線検出器２４は、Ｘ線管２１から放射される扇状のＸ線ビームの広がり方向および厚み方向に、２次元的に配列された複数のＸ線検出素子を有している。各Ｘ線検出素子は、空洞部Ｂに配された被検体５の透過Ｘ線をそれぞれ検出し、その強度に応じた電気信号を出力する。

データ収集部２５は、Ｘ線検出器２４の各Ｘ線検出素子から出力される電気信号を受信し、Ｘ線データに変換して収集する。

テーブル４は、クレードル（cradle）４１および駆動装置４２を有している。被検体５は、クレードル４１の上に載置される。駆動装置４２は、クレードル４１がｙ方向およびｚ方向に移動することができるように、テーブル４およびクレードル４１を駆動する。

高電圧電源２７は、Ｘ線管２１に高電圧及び電流を供給する。
アパーチャ駆動装置２８はアパーチャ２２を駆動しその開口を変形させる。
回転駆動装置２９は回転部２６を回転駆動する。
ガントリ・テーブル制御部３０は、ガントリ２内の各装置・各部、および駆動装置４２等を制御する。

また、ガントリ２は、テーブル４が設置されている側の面の上部に、表示部（以下、「ガントリ表示部」と呼ぶ）１８とセンサ部１９とを有している。

図３は、センサ部１９およびガントリ表示部１８の説明図である。図３は、ガントリ２およびテーブル４の側面図が示されている。

ガントリ表示部１８は、タッチパネル（touch-panel）式のＧＵＩ（Graphical User Interface）を備えたディスプレイを有している。ガントリ表示部１８は、ガントリ・テーブル制御部３０を介して、操作コンソール６に接続されている。撮影技師５０は、ガントリ表示部１８上でタッチパネル操作を行うことにより、Ｘ線ＣＴ装置１に係る各種の操作や設定を行うことができる。また、ガントリ表示部１８は、各種の設定画面、グラフ表示、画像などをディプレイ上に表示することができる。

センサ部１９は、ｎ×ｍの画素数を有しており、画像データおよび距離データを取得するように構成されている。ｎおよびｍは、例えば、ｎ＝６４０、ｍ＝４８０である。センサ部１９の各画素は、画像データを取得するための撮像部を有している。

撮像部は、例えば、ＲＧＢ（Red Green Blue）の色情報を取得するためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）や、モノクロのＣＣＤである。撮像部は、テーブル４のクレードル４１に載置された被検体５の画像データを出力する。

また、センサ部１９の各画素は、上記の撮像部の他に、距離データを取得するための受光部が備えられている。受光部は、センサ部１９に備えられた赤外線源から被検体５に向けて照射された赤外線の反射線を受光し、受光した反射線に基づいて、センサ部１９と被検体５の表面内における各位置までの距離を求めるための距離データを出力する。センサ部１９としては、例えば、パナソニック フォト・ライティング（Panasonic Photo ＆ Lighting）社製のTOF方式のカメラなどを用いることができる。尚、赤外線の代わりに、超音波やレーザ光を用いて、距離データを取得するようにしてもよい。

図３では、テーブル４のガントリ２側の部分は視野領域ＲＶに含まれるが、テーブル４のガントリ２とは反対側の部分は視野領域ＲＶから外れるように、センサ部１９の視野の範囲が規定されている。しかし、テーブル４の全体が視野領域ＲＶに含まれるように、センサ部１９の視野領域ＲＶを設定してもよい。

ガントリ・テーブル制御部３０は、必要に応じて、ガントリ表示部１８やセンサ部１９からの入力信号に基づいて、駆動装置４２を制御する。

図２に戻って説明を続ける。
操作コンソール６は、撮影技師からの各種操作を受け付ける。操作コンソール６は、入力装置６１、表示装置６２、記憶装置６３、及び演算処理装置６４を有している。

なお、ここでは、被検体５の体軸方向、すなわちテーブル４による被検体５の搬送方向をｚ方向とする。また、鉛直方向をｙ方向、ｙ方向およびｚ方向に直交する水平方向をｘ方向とする。

図４は、Ｘ線ＣＴ装置の主な機能ブロック図（block diagram）である。尚、実際には、Ｘ線ＣＴ装置は、多数の機能ブロックを有しているが、ここでは、第１の形態の説明に必要な機能ブロックのみが示されている。

第１の形態において、Ｘ線ＣＴ装置は、主な機能ブロックとして、画像生成部１０１、表示制御部１０２、外形データ生成部１０３、検出部１０４、計算部１０５、第１の判定部１０６、および第２の判定部１０７を有している。

画像生成部１０１は、センサ部１９から得られた画像データに基づいて、被検体５の画像を生成する。

表示制御部１０２は、ガントリ表示部１８に画像や必要な情報などが表示されるようにガントリ表示部１８を制御する。

外形データ生成部１０３は、センサ部１９により得られた距離データに基づいて、被検体５の外形を表す外形データを生成する。外形データの生成方法は後述する。

検出部１０４は、センサ部１９により得られた距離データに基づいて被検体５の撮影部位を検出する。

計算部１０５は、被検体５の撮影部位をガントリ２の空洞部Ｂ内の所定位置に搬送するために必要なクレードル４１のｙ方向における移動量Δｙ_ｃおよびクレードル４１のｚ方向における移動量Δｚ_ｃを計算する。この計算方法については後述する。

第１の判定部１０６は、ガントリ２に対して被検体５が近接可能な範囲の限界を表す限界面に基づいて、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定する。以下、限界面について説明する。

図５は、限界面の説明図である。
限界面Ｓｂは、ガントリ２に対して被検体５が近接可能な範囲の限界を表している。この限界面Ｓｂのデータは、例えば記憶装置６３に記憶されている。本形態では、限界面Ｓｂは、ガントリ２の前面２ａおよび内壁面２ｂに対して被検体５が近接可能な範囲の限界を表すように規定されている。限界面Ｓｂは、例えば、ガントリ２の前面２ａから距離Δｄ１だけ離れた位置においてガントリ２の前面２ａを覆うとともに、ガントリ２の内壁面２ｂから距離Δｄ２だけ離れた位置においてガントリ２の内壁面２ｂを覆うように規定することができる。距離Δｄ１およびΔｄ２は、Δｄ１＝Δｄ２であってもよいし、Δｄ１≠Δｄ２であってもよい。Δｄ１およびΔｄ２は、例えば、数ｃｍの値に設定することができる。尚、Δｄ１の値は、ガントリ２の前面２ａの全体に渡って同じ値にしてもよいし、ガントリ２の前面２ａを複数の面に分割して考え、分割面ごとに異なる値に設定してもよい。同様に、Δｄ２の値は、ガントリ２の内壁面２ｂの全体に渡って同じ値にしてもよいし、ガントリ２の内壁面２ｂを複数の面に分割して考え、分割面ごとに異なる値に設定してもよい。

第１の判定部１０６は、被検体５の少なくとも一部が限界面Ｓｂよりもガントリ２に近づいた場合、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあると判定する。この判定方法の具体的な方法については、後述する。

第２の判定部１０７は、クレードル４１が後述する移動量Δｙ_ｃおよびΔｚ_ｃだけ移動したか否かを判定する。

尚、画像生成部１０１は画像生成手段の一例に相当し、外形データ生成部１０３は外形データ生成手段の一例に相当し、第１の判定部１０６は判定手段の一例に相当する。

各機能ブロックを実行させるためのプログラムは、操作コンソール６の記憶装置６３に記憶させておくことができ、また、ガントリ２内の記憶部、およびテーブル４内の記憶部のうちの少なくともいずれか一つの記憶部に記憶させておくこともできる。ガントリ２、テーブル４、および操作コンソール６は、記憶装置又は記憶部に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータ(computer)としての役割を有しており、当該コンピュータは、記憶装置又は記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより、各機能ブロックとして機能する。尚、プログラムの少なくとも一部を、操作コンソール６に外部接続された記憶部又は記憶媒体９０（図２参照）に記憶させることも可能である。図４に示す機能の詳細は、Ｘ線ＣＴ装置における処理の流れを説明する際に併せて説明する。

本形態では、ＣＴ装置１は、被検体５がガントリ２の空洞部Ｂへと搬送されている間に被検体５がガントリ２に接触することを回避するための接触回避装置を備えている。したがって、被検体５を安全にガントリ２の空洞部Ｂへと搬送することができる。以下に、被検体５をガントリ２の空洞部Ｂに搬送するときのフローについて、図６を参照しながら説明する。

図６は、第１の形態における動作フローの一例を示す図である。
ステップＳ１では、撮影技師は、被検体５をテーブル４のクレードル４１に載置させる（図７参照）。また、撮影技師は、被検体５のスキャン条件（例えば、撮影部位）を設定する。ここでは、撮影部位は頭部とするが、撮影部位は頭部に限定されることは無く、肩部、胸部、腹部、脚部などの他の部位を撮影部位としてもよい。図７に示すように、被検体５をクレードル４１に載置させた後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、画像生成部１０１（図４参照）が、センサ部１９から得られた画像データに基づいて、被検体５の画像を生成する。表示制御部１０２（図４参照）は、画像生成部１０１により生成された画像がガントリ表示部１８に表示されるように、ガントリ表示部１８を制御する。図７には、ガントリ表示部１８に表示された画像が概略的に示されている。

また、ステップＳ２では、外形データ生成部１０３（図４参照）が、センサ部１９により得られた距離データに基づいて、センサ部１９の視野領域ＲＶに含まれる被検体５のｚ方向における外形を表す外形データを生成する。図８は、外形データの生成方法の一例の説明図である。

本形態では、外形データは、被検体５の表面内の各点における位置情報に基づいて求められる。例えば、ｚ＝ｚ_ａにおける外形データの値を求める場合、被検体５の体表面のｚ＝ｚ_ａにおける点Ｐ（ｘ_１，ｙ_１，ｚ_ａ）、Ｐ（ｘ_２，ｙ_２，ｚ_ａ）、・・・Ｐ（ｘ_ｋ，ｙ_ｋ，ｚ_ａ）、・・・Ｐ（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ，ｚ_ａ）のｙ座標ｙ_１、ｙ_２、・・・、ｙ_ｋ、・・・ｙ_ｎのうちの最大値を、ｚ＝ｚ_ａにおける外形データの値とすることができる。尚、外形データの値は、ｙ_１、ｙ_２、・・・、ｙ_ｋ、・・・ｙ_ｎの最大値に限定されることはなく、例えば、ｙ_１、ｙ_２、・・・、ｙ_ｋ、・・・ｙ_ｎの平均値を外形データの値としてもよい。

図７には、生成された外形データＤが概略的に示されている。本形態では、外形データＤは、被検体５のｚ方向における外形を表す外形線として生成されている。外形データＤを生成した後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、検出部１０４（図６参照）が、距離データに基づいて視野領域ＲＶ内における被検体５の体表面の三次元的な形状を表す三次元データを生成し、この三次元データから撮影部位を検出するための処理を実行する。ここでは、撮影部位として頭部が設定されているので、検出部１０４は、被検体５の頭部を検出するための処理を実行する。撮影部位を検出する方法の一例としては、頭部、肩部、胸部、腹部、脚部などの各撮影部位の標準的な形状を表すテンプレートを予め用意しておき、三次元データと各テンプレートとのマッチングを行い、撮影部位を検出する方法などがある。図７を参照すると、視野領域ＲＶに、撮影部位である頭部が含まれている。したがって、検出部１０４は距離データに基づいて頭部を検出することができる。図９に、検出された頭部の位置Ｐｖが、Ｐｖ＝（ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）で示されている。ここでは、頭部のｙ方向における位置ｙ_ｉは、被検体５の頭部の表面のｙ方向における位置の最大値ｙ_ｖと、クレードル４１のｙ方向における位置ｙ_０との間の中間位置、即ち、ｙ＝（ｙ_０＋ｙ_ｖ）／２を、頭部のｙ方向における位置ｙ_ｉとして計算する。また頭部のｚ方向における位置ｚ_ｉは、被検体５の頭部のｚ方向における範囲ｚ_ｉ１〜ｚ_ｉ２の中間位置、即ち、ｚ＝（ｚ_ｉ１＋ｚ_ｉ２）／２を、頭部のｚ方向における位置ｚ_ｉとして計算する。しかし、上記の中間位置からずれた位置を頭部の位置として計算してもよい。
頭部が検出された後、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、計算部１０５（図４参照）が、ガントリ２の空洞部Ｂ内の所定位置（ｙ_ｒ，ｙ_ｒ）に被検体５の頭部を位置決めするために必要なクレードル４１の移動量Δｙ_ｃおよびΔｚ_ｃを計算する（図１０参照）。

図１０は、クレードル４１の移動量Δｙ_ｃおよびΔｚ_ｃの計算方法の一例の説明図である。
Δｙ_ｃは、ガントリ２の空洞部Ｂ内のｙ方向における所定位置ｙ_ｒに被検体５の頭部を位置決めするために必要なクレードル４１のｙ方向における移動量である。一方、Δｚ_ｃは、ガントリ２の空洞部Ｂ内のｚ方向における所定位置ｚ_ｒに被検体５の頭部を位置決めするために必要なクレードル４１のｚ方向における移動量である。ここでは、撮影部位のｙ方向における位置はｙ_ｉであるので、計算部１０５は、Δｙ_ｃ＝ｙ_ｒ−ｙ_ｉと計算する。また、撮影部位のｚ方向における位置はｚ_ｉであるので、計算部１０５は、Δｚ_ｃ＝ｚ_ｉ−ｚ_ｒと計算する。移動量Δｙ_ｃおよびΔｚ_ｃを計算した後、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、撮影技師が被検体５をガントリ２の空洞部Ｂに搬入する指示を入力したか否かが判定される。搬入指示が入力された場合は、ステップＳ６に進む。一方、搬入指示が入力されていない場合は、搬入指示が入力されるまで待つ。

撮影技師が、入力装置を介して、被検体５をガントリ２の空洞部Ｂに搬入する指示を入力すると、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、第１の判定部１０６は、外形データ（外形線）Ｄに基づいて、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定する。以下、この判定方法について具体的に説明する。

第１の判定部１０６は、記憶部から、ガントリ２に対して被検体５が近接可能な範囲の限界を表す限界面Ｓｂ（図５参照）を読み出す。そして、第１の判定部１０６は、外形データが表す外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触又は交差しているか否かを判定する。外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触又は交差している場合、第１の判定部１０６は、被検体５はガントリ２に接触する恐れがあると判定する。この場合、ステップＳ１７に進み、クレードル（テーブル）が停止し、フローが終了する。一方、外形データが表す外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触又は交差していない場合、第１の判定部１０６は、被検体５はガントリ２に接触する恐れがないと判定し、ステップＳ７に進む。

図１０では、外形線Ｄは限界面Ｓｂよりもガントリ２から離れている。したがって、第１の判定部１０６は、外形線Ｄは限界面Ｓｂに接触又は交差していないと判定する。この場合、第１の判定部１０６は、被検体５はガントリ２に接触する恐れはないと判定するので、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、制御部３０が、クレードル４１がｙ方向に移動を開始するように、テーブル４を制御する。したがって、クレードル４１のｙ方向への移動が開始する。図１１には、クレードル４１がｙ方向にΔｙ＝Δｙ_１だけ移動した様子が示されている。

ステップＳ８では、画像生成部１０１が、センサ部１９から得られた画像データに基づいて、被検体５の画像を生成する。表示制御部１０２は、画像生成部１０１により生成された画像がガントリ表示部１８に表示されるように、ガントリ表示部１８を制御する。図１１には、クレードル４１がｙ方向にΔｙ＝Δｙ_１だけ移動した時点における画像が概略的に示されている。

また、外形データ生成部１０３は、センサ部１９から得られた距離データに基づいて、クレードル４１がｙ方向にΔｙ＝Δｙ_１だけ移動した時点における外形データを生成する。

ステップＳ９では、第１の判定部１０６は、外形線Ｄに基づいて、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定する。外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触又は交差している場合、第１の判定部１０６は、被検体５はガントリ２に接触する恐れがあると判定する。この場合、ステップＳ１７に進クレードル（テーブル）が停止し、フローが終了する。図１１では、外形線Ｄは限界面Ｓｂよりもガントリ２から離れている。したがって、第１の判定部１０６は、外形線Ｄは限界面Ｓｂに接触又は交差していないと判定するので、被検体５はガントリ２に接触する恐れはないと判定され、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、第２の判定部１０７（図４参照）が、クレードル４１がｙ方向にΔｙ_ｃ移動したか否かを判定する。図１１に示すように、クレードル４１はまだΔｙ＝Δｙ_２（＜Δｙ_ｃ）しか移動していない。したがって、ステップＳ８に戻る。

ステップＳ８では、外形データ生成部１０３は、クレードル４１がｙ方向に移動している間、クレードル４１のｙ方向における位置が変化するたびに外形線Ｄを生成し、外形データ（外形線）Ｄを最新のデータに更新する。一方、ステップＳ９において、第１の判定部１０６は、外形データ（外形線）Ｄが更新されるたびに、外形線Ｄと限界面Ｓｂとに基づいて被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定し、被検体５がガントリ２に接触する恐れがない場合、ステップＳ１０において、第２の判定部１０７は、クレードル４１がΔｙ_ｃだけ移動したか否かを判定する。

したがって、ステップＳ９において被検体５がガントリ２に接触する恐れがなく、且つステップＳ１０においてクレードル４１がｙ方向にΔｙ_ｃ移動していないと判定される場合、ステップＳ８、Ｓ９、およびＳ１０のループが繰返し実行される。

図１２は、クレードル４１がｙ方向にΔｙ＝Δｙ_ｃだけ移動した様子を示す図である。
クレードル４１がΔｙ＝Δｙ_ｃだけ移動すると、頭部の位置Ｐｖは、Ｐｖ＝（ｙ_ｒ，ｚ_ｉ）に到達する。この場合、ステップＳ１０において、第２の判定部１０７は、クレードル４１がΔｙ＝Δｙ_ｃだけ移動したと判定する。したがって、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、クレードル４１のｙ方向への移動が停止し、クレードル４１のｚ方向への移動が開始する。図１３は、クレードル４１がｚ＝ｚ_０からｚ＝ｚ_１まで移動した（クレードル４１がΔｚ＝Δｚ_１だけ移動した）ときの様子を示す図である。

ステップＳ１２では、画像生成部１０１が、センサ部１９から得られた画像データに基づいて、被検体５の画像を生成する。表示制御部１０２は、画像生成部１０１により生成された画像がガントリ表示部１８に表示されるように、ガントリ表示部１８を制御する。図１３には、クレードル４１がｚ方向にΔｚ＝Δｚ_１だけ移動した時点における画像が概略的に示されている。

また、外形データ生成部１０３は、センサ部１９から得られた距離データに基づいて、クレードル４１がｚ方向にΔｚ＝Δｚ_１だけ移動した時点における外形データを生成する。

ステップＳ１３では、第１の判定部１０６は、外形線Ｄに基づいて、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定する。外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触又は交差している場合、第１の判定部１０６は、被検体５はガントリ２に接触する恐れがあると判定する。この場合、ステップＳ１７に進みクレードル（テーブル）が停止し、フローが終了する。図１３では、外形線Ｄは限界面Ｓｂよりもガントリ２から離れている。したがって、第１の判定部１０６は、外形線Ｄは限界面Ｓｂに接触又は交差していないと判定するので、被検体５はガントリ２に接触する恐れはないと判定され、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、第２の判定部１０７が、クレードル４１がｚ方向にΔｚ_ｃ移動したか否かを判定する。ここでは、クレードル４１はまだΔｚ＝Δｚ_１（＜Δｚ_ｃ）しか移動していない。したがって、ステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１２では、外形データ生成部１０３は、クレードル４１がｚ方向に移動している間、クレードル４１のｚ方向における位置が変化するたびに外形線Ｄを生成し、外形データ（外形線）Ｄを最新のデータに更新する。一方、ステップＳ１３において、第１の判定部１０６は、外形データ（外形線）Ｄが更新されるたびに、外形線Ｄと限界面Ｓｂとに基づいて被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定し、被検体５がガントリ２に接触する恐れがない場合、ステップＳ１４において、第２の判定部１０７は、クレードル４１がΔｚ_ｃだけ移動したか否かを判定する。

したがって、ステップＳ１３において被検体５がガントリ２に接触する恐れがなく、且つステップＳ１４においてクレードル４１がｚ方向にΔｚ_ｃ移動していないと判定される場合、ステップＳ１２、Ｓ１３、およびＳ１４のループが繰返し実行される。

図１４は、クレードル４１がｚ方向にΔｚ＝Δｚ_ｃだけ移動した様子を示す図である。
クレードル４１がｚ＝ｚ_１に到達した時点（図１３参照）では、センサ部１９の視野領域ＲＶには、被検体５の頭部が含まれている。しかし、クレードル４１がｚ＝ｚ_１よりも更にガントリ２内に移動すると、図１４に示すように、被検体５の頭部が視野領域ＲＶから外れていく。そこで、本形態では、クレードル４１がｚ＝ｚ_１よりも更にガントリ内に移動すると、外形データ生成部１０３は、クレードル４１がｚ＝ｚ_１に到達したときの外形データ（外形線）Ｄ（図１３参照）上の各点のｚ方向における位置を、ｚ＝ｚ_１からの移動量Δｚ_ｉだけ変更し、当該変更後の外形データ（外形線）Ｄを、ｚ_１＜ｚ≦ｚ_ｓの間の被検体５の外形データ（外形線）Ｄとして生成する。クレードル４１がｚ＝ｚ_ｓに到達した場合、移動量Δｚ_ｉは、Δｚ_ｉ＝Δｚ_ｓであるので、クレードル４１がｚ＝ｚ_ｓに到達したときの外形データ（外形線）Ｄは、クレードル４１がｚ＝ｚ_１に到達したときの外形データ（外形線）Ｄ（図１３参照）に対してｚ方向における位置をΔｚ_ｓだけずらすことにより得られる。

クレードル４１がΔｚ＝Δｚ_ｃだけ移動すると、頭部の位置Ｐｖは、Ｐｖ＝（ｙ_ｒ，ｚ_ｒ）に到達する。この場合、ステップＳ１４において、第２の判定部１０７は、クレードル４１がΔｚ＝Δｚ_ｃだけ移動したと判定する。したがって、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、制御部３０は、クレードル４１が停止するようにクレードル４１を制御する。そして、ステップＳ１６に進み、スキャンが実行され、フローが終了する。

図７〜図１４を参照しながら説明したように、クレードル４１が移動を開始してから被検体５の頭部が所定の位置（ｙ_ｒ，ｚ_ｒ）に到達するまでの間、外形線Ｄは限界面Ｓｂに接触又は交差していない。したがって、クレードル４１が移動を開始してから被検体５の頭部が所定の位置（ｙ_ｒ，ｚ_ｒ）に到達するまでの間、被検体５がガントリ２に接触する危険が生じていないことがわかる。

一方、クレードル４１の移動中に、被検体５がガントリ２に接触する恐れがある場合の一例について、図１５を参照しながら説明する。

図１５では、撮影部位が胸部の場合が示されているが、撮影範囲内に腕部が含まれないようにするため、被検体５が両腕を上げている様子が示されている。図１５では、クレードル４１がｚ方向に移動している途中で、外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触した例が示されている。
この場合、ステップＳ１３において、第１の判定部１０６は、外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触していると判定する。したがって、第１の判定部１０６は、このままクレードル４１が移動すると、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあると判定する。したがって、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７は、制御部３０が、クレードル４１が停止するように、クレードル４１を制御し、フローを終了する。したがって、被検体５がクレードル４１に接触する恐れを回避することができる。

以上説明したように、本形態では、クレードル４１がｙ方向の移動を開始してから被検体５の頭部が所定の位置（ｙ_ｒ，ｚ_ｒ）に到達するまでの間、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定する。そして、被検体５がガントリ２に接触する恐れがない場合には、被検体５の頭部が所定の位置（ｙ_ｒ，ｚ_ｒ）に到達する。したがって、オペレータは、スキャンを開始することができる。

一方、クレードル４１がｙ方向の移動を開始してから被検体５の頭部が所定の位置（ｙ_ｒ，ｚ_ｒ）に到達するまでの間に、外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触又は交差した場合（図１５参照）、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあると判定される。この場合、被検体５の頭部が所定の位置（ｙ_ｒ，ｚ_ｒ）に到達していなくても、クレードル４１は停止する。したがって、被検体５がガントリ２に接触する恐れを回避することができる。

また、本形態にでは、被検体５の外形データと限界面Ｓｂが接触又は交差するか否かを判定することにより被検体５のガントリ２への接触を回避することができるので、被検体５とガントリ２との接触を検出するためのセンサが不要となる。したがって、製造コストを削減することもできる。

（第２の形態）
第１の形態では、被検体５のｚ方向における外形データを生成し、ガントリ２と被検体５との接触を回避する例について説明した。第２の形態では、被検体５を真上から見たときの外形データ（被検体５のｚｘ面内における外形データ）を生成し、被検体５との接触を回避する例について説明する。

尚、第２の形態における動作フローについては、第１の形態と同様に、図６のフローを参照しながら説明する。

ステップＳ１において被検体５がクレードル４１に載置された後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、画像生成部１０１が、センサ部１９から得られた画像データに基づいて、被検体５の画像を生成する。表示制御部１０２は、画像生成部１０１により生成された画像がガントリ表示部１８に表示されるように、ガントリ表示部１８を制御する。

また、ステップＳ２では、外形データ生成部１０３が、センサ部１９から得られた距離データに基づいて、センサ部１９の視野領域ＲＶに含まれる被検体５のｚｘ面内における外形を表す外形データＤを生成する。図１６に、ｚｘ面内における外形データＤが太い曲線で概略的に示されている。外形データＤを生成した後、ステップＳ３進む。

ステップＳ３〜Ｓ５は、第１の形態と同じであるので、説明は省略する。ステップＳ５において、撮影技師が、入力装置を介して、被検体５をガントリ２の空洞部Ｂに搬入する指示を入力すると、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、第１の判定部１０６が、被検体５がガントリ２と接触する可能性があるか否かを判定する。
第１の判定部１０６は、外形データ（外形線）Ｄが限界面Ｓｂに接触又は交差しているか否かを判定する。図１６では、外形データ（外形線）Ｄは限界面Ｓｂから離れている。この場合、第１の判定部１０６は、外形線Ｄは限界面Ｓｂに接触又は交差していないので、被検体５がガントリ２に接触する恐れはないと判定する。

ステップＳ７では、制御部３０が、クレードル４１がｙ方向に移動を開始するように、テーブル４を制御する。

ステップＳ８では、画像生成部１０１が画像を生成し、外形データ生成部１０３が、被検体５のｚｘ面内における外形データＤを生成する。そして、ステップＳ９において、第１の判定部１０６は、外形データＤに基づいて、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定し、ステップＳ１０において、第２の判定部１０７が、クレードル４１がｚ方向にΔｚ_ｃ移動したか否かを判定する。クレードル４１がｙ方向に移動している間は、被検体５の外形線Ｄは限界面Ｓｂに接触又は交差しない。したがって、クレードル４１がｙ方向に移動している間は、ステップＳ８、Ｓ９、およびＳ１０のループが繰り返し実行される。

クレードル４１がｙ方向にΔｙ_ｃだけ移動したら、ステップＳ１１に進み、クレードル４１がｚ方向への移動を開始する。

ステップＳ１２では、画像生成部１０１が画像を生成し、外形データ生成部１０３が、被検体５のｚｘ面内における外形データＤを生成する。そして、ステップＳ１３において、第１の判定部１０６は、外形データＤに基づいて、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあるか否かを判定し、ステップＳ１４において、第２の判定部１０７が、クレードル４１がｚ方向にΔｚ_ｃ移動したか否かを判定する。

したがって、ステップＳ１３において被検体５がガントリに接触する恐れがなく、且つステップＳ１４においてクレードル４１がｚ方向にΔｚ_ｃ移動していないと判定される場合、ステップＳ１２、Ｓ１３、およびＳ１４のループが繰返し実行される。

図１７は、ｚ＝ｚ_２に到達したクレードル４１を示す図である。
図１７を参照すると、ｚ＝ｚ_２において、外形線Ｄは限界面Ｓｂに接触している。したがって、第１の判定部１０６は、このままクレードル４１が移動すると、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあると判定する。被検体５がガントリ２に接触する恐れがあると判定された場合、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、制御部３０が、クレードル４１が停止するように、クレードル４１を制御する。そして、クレードル４１が停止したら、フローが終了する。

第２の形態でも、クレードル４１がｙ方向の移動を開始してから被検体５の頭部がガントリ内の所定の位置に到達するまでの間に、外形線Ｄが限界面Ｓｂに接触又は交差した場合、被検体５がガントリ２に接触する恐れがあると判定される。この場合、被検体５の頭部がガントリ内の所定の位置に到達していなくても、クレードル４１は停止する。したがって、被検体５がガントリ２に接触する恐れを回避することができる。

尚、第１の形態では、被検体５のｚ方向における外形を表す外形データを生成する例が示されており、第２の形態では、ｚｘ面内における被検体５の外形を表す外形データを生成する例が示されている。しかし、外形データは上記の例に限定されることは無い。例えば、く、センサ部１９のデータに基づいて、ｘｙｚ空間で規定される３次元データの外形データを生成し、三次元データの外形データが表す外形面と限界面Ｓｂとが接触又は交差するか否かを判定することにより、被検体５がガントリに接触する恐れがあるか否かを判定してもよい。

尚、上記の例では、テーブル４の移動中に被検体５がガントリ２に接触する恐れを回避する例について説明したが、本発明はこの例に限定されることはない。例えば、ガントリ２がクレードル４１に対して傾斜できるように、ガントリ２にチルト機構が設けられている場合、ガントリ２が動いている間に被検体５がガントリ２に接触する恐れを回避することもできる（図１８参照）。

図１８は、ガントリ２にチルト機構が設けられた場合の接触回避の説明図である。
図１８には、ガントリ２がチルトしている途中で、外形データが限界面Ｓｂに接触したときの様子が示されている。この場合、制御部３０は、ガントリ２がチルト動作を停止するように、ガントリ２を制御する。したがって、被検体５がガントリ２に接触することを回避することができる。

尚、第１および第２の形態では、クレードル４１が移動するたびに、センサ部１９から距離データを取得し、新たな外形データＤを生成している。しかし、ステップＳ２において外形データＤを生成した後、ステップＳ４でクレードル４１の移動量Δｙ_ｃおよびΔｚ_ｃを計算し、クレードル４１（テーブル４）を実際に移動させる前に、ステップＳ２で生成した外形データＤの各点におけるｙ座標にΔｙ（０＜Δｙ≦Δｙ_ｃ）を加算するとともに、外形データＤの各点におけるｚ座標にΔｚ（０＜Δｚ≦Δｚ_ｃ）を加算することで、クレードル４１の移動中の外形データＤを推定してもよい。この場合、クレードル４１を実際に移動させなくても、被検体５がガントリ２に接触するか否かを判定することが可能となる。

また、第１および第２の形態では、ＣＴ装置を取り上げて本発明について説明したが、ＣＴ装置とは異なる医用装置（例えば、ＭＲＩ装置）に対しても本発明を適用することができる。

１ Ｘ線ＣＴ装置
２ ガントリ
４ テーブル
５ 被検体
６ 操作コンソール
１８ ガントリ表示部
１９ センサ部
２１ Ｘ線管
２２ アパーチャ
２３ コリメータ装置
２４ Ｘ線検出器
２５ データ収集部
２６ 回転部
２７ 高電圧電源
２８ アパーチャ駆動装置
２９ 回転駆動装置
３０ ガントリ・テーブル制御部
４１ クレードル
４２ 駆動装置
５０ 撮影技師
６１ 入力装置
６２ 表示装置
６３ 記憶装置
６４ 演算処理装置
１０１ 画像生成部
１０２ 表示制御部
１０３ 外形データ生成部
１０４ 検出部
１０５ 計算部
１０６ 第１の判定部
１０７ 第２の判定部

Claims (10)

1. テーブルのクレードルに載置された被検体がガントリに接触することを回避する接触回避装置であって、
   前記ガントリの前面に設けられたセンサ部であって、センサ部と前記クレードルに載置された被検体の少なくとも一部分との間の距離を求めるための距離データを取得するセンサ部と、
   前記距離データに基づいて、前記クレードルに対する前記被検体の少なくとも一部分の体表面内の各点の位置情報を求め、前記位置情報に基づいて、前記被検体の少なくとも一部分の外形を表す外形データを生成する外形データ生成手段と、
   前記ガントリに対して前記被検体が近接可能な範囲の限界を表すデータと前記外形データとに基づいて、前記ガントリ又は前記テーブルが動いている間に前記被検体が前記ガントリに接触する恐れがあるか否かを判定する判定手段と、
   を有する、接触回避装置。
2. 前記被検体が前記ガントリに接触する恐れがある場合、接触が回避されるように、前記ガントリ又は前記テーブルを制御する制御手段を有する、請求項１に記載の接触回避装置。
3. 前記外形データ生成手段は、
   前記外形データを、ｚ方向の各位置における値として生成する、請求項１又は２に記載の接触回避装置。
4. 前記外形データ生成手段は、
   前記値を、前記被検体の体表面内の複数の点のうちのｚ方向における位置が同じである点の位置情報に基づいて求める、請求項３に記載の接触回避装置。
5. 前記外形データ生成手段は、
   前記被検体の少なくとも一部分の外形を３次元で表す外形データを生成する、請求項１又は２に記載の接触回避装置。
6. 前記センサ部は、前記被検体の画像データを検出するための撮像部を有する、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の医用装置。
7. 前記外形データ生成手段は、
   前記被検体の少なくとも一部分を真上から見たときの外形を表す外形データを生成する、請求項６に記載の接触回避装置。
8. 前記被検体の撮影部位の位置に基づいて、前記撮影部位を前記ガントリ内の所定の位置に位置決めするための前記クレードルのｙ方向における第１の移動量と前記クレードルのｚ方向における第２の移動量とを計算する計算手段を有する、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の接触回避装置。
9. ガントリと、
   被検体が載置されるクレードルと、
   前記ガントリの前面に設けられたセンサ部であって、センサ部と前記クレードルに載置された被検体の少なくとも一部分との間の距離を求めるための距離データを取得するセンサ部と、
   前記距離データに基づいて、前記クレードルに対する前記被検体の少なくとも一部分の体表面内の各点の位置情報を求め、前記位置情報に基づいて、前記被検体の少なくとも一部分の外形を表す外形データを生成する外形データ生成手段と、
   前記ガントリに対して前記被検体が近接可能な範囲の限界を表すデータと前記外形データとに基づいて、前記ガントリ又は前記テーブルが動いている間に前記被検体が前記ガントリに接触する恐れがあるか否かを判定する判定手段と、
   を有する、医用装置。
10. ガントリの前面に設けられたセンサ部と前記クレードルに載置された被検体の少なくとも一部分との間の距離を求めるための距離データを用いて、前記クレードルに載置された被検体が前記ガントリに接触することを回避する接触回避装置に適用されるプログラムであって、
    前記距離データに基づいて、前記クレードルに対する前記被検体の少なくとも一部分の体表面内の各点の位置情報を求め、前記位置情報に基づいて、前記被検体の少なくとも一部分の外形を表す外形データを生成する外形データ生成処理と、
    前記ガントリに対して前記被検体が近接可能な範囲の限界を表すデータと前記外形データとに基づいて、前記ガントリ又は前記テーブルが動いている間に前記被検体が前記ガントリに接触する恐れがあるか否かを判定する判定処理と、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。