JP6833314B2 - X-ray computed tomography equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus.
Ｘ線コンピュータ断層撮影は、通常、患者が寝台に横になる臥位状態で行われる。しかしながら、嚥下等の診断においては立位状態でのＸ線コンピュータ断層撮影が望まれている。立位状態でのＸ線コンピュータ断層撮影は実用化に至っていない。 X-ray computed tomography is usually performed in a lying position with the patient lying on the bed. However, in the diagnosis of swallowing and the like, X-ray computed tomography in a standing state is desired. X-ray computed tomography in a standing position has not been put into practical use.
目的は、立位状態の被検体を所定位置に保持して撮影することが可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an X-ray computed tomography apparatus capable of holding a standing subject in a predetermined position and taking an image.
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、撮影空間を形成する開口を有し、前記開口を挟んで対向して配置されたＸ線管とＸ線検出器とを有する架台と、被検体を載置するための天板と、前記天板をスライド自在に支持する支持機構と、前記天板を起立させるための起立器具と、を具備する。前記支持機構は、前記天板の長手方向に当該天板をスライド自在に支持するスライド機構と、前記スライド機構を支持する土台とを含んでいる。前記土台は、床に設置されたレールに沿って、前記天板を起立させたときに前記天板が前記開口に挿入される位置に移動可能である。 The X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment has an opening that forms an imaging space, and has an X-ray tube and an X-ray detector that are arranged so as to face each other across the opening, and a subject. It is provided with a top plate for mounting the top plate, a support mechanism for slidably supporting the top plate, and an upright device for erecting the top plate. The support mechanism includes a slide mechanism that slidably supports the top plate in the longitudinal direction of the top plate, and a base that supports the slide mechanism. The base can be moved along a rail installed on the floor to a position where the top plate is inserted into the opening when the top plate is erected.
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。 Hereinafter, the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図１は、本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台装置１０とコンソール５０とを有する。例えば、架台装置１０はＣＴ検査室に設置され、コンソール５０はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台装置１０とコンソール５０とは互いに通信可能に有線又は無線で接続されている。架台装置１０は、被検体Ｓを立位状態でＸ線コンピュータ断層撮影（以下、Ｘ線ＣＴ撮影と呼ぶ）するための構成を有するスキャン装置である。コンソール５０は、架台装置１０を制御するコンピュータである。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment includes a gantry apparatus 10 and a console 50. For example, the gantry device 10 is installed in the CT examination room, and the console 50 is installed in the control room adjacent to the CT examination room. The gantry device 10 and the console 50 are connected by wire or wirelessly so as to be able to communicate with each other. The gantry device 10 is a scanning device having a configuration for performing X-ray computed tomography (hereinafter, referred to as X-ray CT imaging) of the subject S in an upright position. The console 50 is a computer that controls the gantry device 10.
架台装置１０は、架台本体１１と支柱１３とを有する。図２は、図１の架台装置１０の外観を示す図である。なお、以下、鉛直方向をＹ方向に規定し、開口１５の中心軸Ｒ１に水平に直交する水平軸Ｒ２に平行する方向をＸ方向に規定し、Ｙ方向及びＸ方向に直交する方向をＸ方向に規定する。 The gantry device 10 has a gantry main body 11 and a support column 13. FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the gantry device 10 of FIG. Hereinafter, the vertical direction is defined as the Y direction, the direction parallel to the horizontal axis R2 horizontally orthogonal to the central axis R1 of the opening 15 is defined as the X direction, and the direction orthogonal to the Y direction and the X direction is defined as the X direction. Prescribed in.
図２に示すように、架台本体１１は、撮影空間（field of view）をなす開口１５が形成された略円筒形状の構造体である。図１に示すように、架台本体１１は、開口１５を有し、開口１５を挟んで対向するように配置されたＸ線管１７とＸ線検出器１９とを収容する。 As shown in FIG. 2, the gantry main body 11 is a substantially cylindrical structure in which an opening 15 forming a field of view is formed. As shown in FIG. 1, the gantry main body 11 has an opening 15 and accommodates an X-ray tube 17 and an X-ray detector 19 arranged so as to face each other with the opening 15 in between.
より詳細には、架台本体１１は、アルミ等の金属により形成されたメインフレーム（図示せず）と、メインフレームにより中心軸Ｒ１回りに軸受等を介して回転可能に支持された回転フレーム２１とを更に有している。メインフレームの回転フレーム２１との接触部には環状電極（図示せず）が設けられている。メインフレームの当該接触部には環状電極に摺り接触するように導電性の摺動子（図示せず）が取り付けられている。回転フレーム２１は、アルミ等の金属により円環形状に形成された金属枠であり、例えば、Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とが取付けられている。Ｘ線管１７とＸ線検出器１９とは、例えば、回転フレーム２１に形成された凹部に嵌め込まれても良いし、ネジ等の締結具により締結されても良い。 More specifically, the gantry main body 11 includes a main frame (not shown) formed of a metal such as aluminum, and a rotating frame 21 rotatably supported by the main frame around the central axis R1 via bearings or the like. Further has. An annular electrode (not shown) is provided at a contact portion of the main frame with the rotating frame 21. A conductive slider (not shown) is attached to the contact portion of the main frame so as to make sliding contact with the annular electrode. The rotating frame 21 is a metal frame formed in a ring shape by a metal such as aluminum, and for example, an X-ray tube 17 and an X-ray detector 19 are attached. The X-ray tube 17 and the X-ray detector 19 may be fitted into a recess formed in the rotating frame 21, or may be fastened with a fastener such as a screw.
回転フレーム２１は、回転駆動装置２３からの動力を受けて中心軸Ｒ１回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの制御に従って回転フレーム２１を回転させるための動力を発生する。回転駆動装置２３は、架台制御回路２５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。回転駆動装置２３は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。回転駆動装置２３は、例えば、架台本体１１に収容されている。 The rotating frame 21 receives power from the rotation driving device 23 and rotates around the central axis R1 at a constant angular velocity. The rotation drive device 23 generates power for rotating the rotation frame 21 according to the control from the gantry control circuit 25. The rotation drive device 23 generates power by driving at a rotation speed corresponding to the duty ratio and the like of the drive signal from the gantry control circuit 25. The rotation drive device 23 is realized by, for example, a motor such as a direct drive motor or a servo motor. The rotation drive device 23 is housed in, for example, the gantry main body 11.
図２に示すように、支柱１３は、架台本体１１を床面から離反して支持する基体である。具体的には支柱１３は、架台本体１１を鉛直方向にスライド自在に支持する。支柱１３は、架台本体１１を水平軸回りに回転自在に支持する。支柱１３は、金属や強化プラスチック等により形成される。 As shown in FIG. 2, the support column 13 is a base that supports the gantry body 11 away from the floor surface. Specifically, the support column 13 slidably supports the gantry body 11 in the vertical direction. The support column 13 rotatably supports the frame body 11 around a horizontal axis. The support column 13 is formed of metal, reinforced plastic, or the like.
典型的には、支柱１３は二本一対で設けられる。一対の支柱１３は、架台本体１１を鉛直方向にスライド自在に支持する。片側の支柱１３は架台本体１１のＸ方向に関する片方の側部に接続され、他の側の支柱１３は架台本体１１のＸ方向に関する他の側部に接続される。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、一本の支柱１３が架台本体１１の両側部のうちの片側のみに接続されても良い。また、支柱１３は柱状形状を有するとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、支柱１３は、架台本体の少なくとも一方の側部を支持可能であれば、Ｕ字形状等の如何なる形状を有していても良い。 Typically, the columns 13 are provided in pairs. The pair of columns 13 slidably support the frame body 11 in the vertical direction. The column 13 on one side is connected to one side of the gantry body 11 in the X direction, and the column 13 on the other side is connected to the other side of the gantry body 11 in the X direction. However, this embodiment is not limited to this. For example, one support column 13 may be connected to only one side of both side portions of the gantry main body 11. Further, although the support column 13 has a columnar shape, the present embodiment is not limited to this. For example, the support column 13 may have any shape such as a U shape as long as it can support at least one side portion of the gantry body.
なお、支柱１３は、中心軸Ｒ１が鉛直Ｙ方向を向くように架台本体１１を固定している必要はない。すなわち、支柱１３は、水平軸Ｒ２回りに回転可能に架台本体１１を支持するように構成されても良い。具体的には、支柱１３と架台本体１１とは、架台本体１１が水平軸Ｒ２回りに回転可能に軸受等を介して接続されている。以下、支柱１３は、架台本体１１を長手方向に関してスライド可能に支持し且つ水平軸Ｒ２回りに回転（チルト）可能に支持するものとする。支柱１３が架台本体１１を水平軸Ｒ２回りに支持する構造を有することにより、図１に示すような立位状態でのＸ線ＣＴ撮影の他に臥位状態でのＸ線ＣＴ撮影を一台の架台装置１０で行うことができる。 It is not necessary for the support column 13 to fix the gantry main body 11 so that the central axis R1 faces the vertical Y direction. That is, the support column 13 may be configured to support the gantry main body 11 so as to be rotatable around the horizontal axis R2. Specifically, the support column 13 and the gantry main body 11 are connected to each other via bearings or the like so that the gantry main body 11 can rotate around the horizontal axis R2. Hereinafter, the support column 13 shall support the gantry body 11 so as to be slidable in the longitudinal direction and to be rotatable (tilt) around the horizontal axis R2. Since the support column 13 has a structure that supports the gantry main body 11 around the horizontal axis R2, one X-ray CT image in the lying position is performed in addition to the X-ray CT image in the standing position as shown in FIG. This can be done with the gantry device 10.
また、支柱１３は、架台本体１１を中心軸Ｒ１がＹ方向を維持する姿勢又は中心軸Ｒ１がＺ方向を維持する姿勢をとるように支持できることに留まらず、中心軸Ｒ１が水平軸Ｒ２回りの如何なる角度を向くように静止されても良い。 Further, the support column 13 can support the gantry body 11 so that the central axis R1 maintains the Y direction or the central axis R1 maintains the Z direction, and the central axis R1 is around the horizontal axis R2. It may be stationary so as to face any angle.
天板２７は、被検体を載置する。具体的には天板２７は、開口１５の中心軸が水平を向くように架台本体１１が配置されている場合において、臥位の被検体を開口１５の通過経路に配置する。また天板２７は、開口１５の中心軸が鉛直を向くように架台本体１１が配置されている場合において、立位の被検体を開口１５の通過経路に配置する。天板２７は、例えばカーボンや強化プラスチック等の材料により形成される。ＣＴ画像のアーチファクトを考えると、天板２７は金属等の高Ｘ線吸収体を含まない素材であると良い。 The top plate 27 places the subject. Specifically, the top plate 27 arranges the subject in the recumbent position in the passage path of the opening 15 when the gantry main body 11 is arranged so that the central axis of the opening 15 faces horizontally. Further, the top plate 27 arranges a standing subject in the passage path of the opening 15 when the gantry main body 11 is arranged so that the central axis of the opening 15 faces vertically. The top plate 27 is formed of a material such as carbon or reinforced plastic. Considering the artifacts of the CT image, the top plate 27 is preferably a material that does not contain a high X-ray absorber such as metal.
支持機構２９は、天板２７をスライド自在に支持する。支持機構２９は床に設置され、かつ天板２７の高さを調整するための上下動自在な機構（図示せず）を有する。支持機構２９は、例えば金属やカーボン、強化プラスチック等の材料により形成される。 The support mechanism 29 slidably supports the top plate 27. The support mechanism 29 is installed on the floor and has a vertically movable mechanism (not shown) for adjusting the height of the top plate 27. The support mechanism 29 is formed of a material such as metal, carbon, or reinforced plastic.
起立器具３０は、支持機構２９から天板２７を起立させる。起立器具３０は、起立された天板２７を支持機構２９に倒すこともできる。天板２７の形態は、撮影時における被検体の配置に応じて設定される。起立器具３０により支持機構２９から天板２７を起立させるための構造および動作例については後述する。以下、天板２７、支持機構２９および起立器具３０を合わせて寝台と呼ぶ。起立器具３０は、例えば金属やカーボン、強化プラスチック等の材料により形成される。 The erecting device 30 erects the top plate 27 from the support mechanism 29. The erecting device 30 can also tilt the erect top plate 27 on the support mechanism 29. The shape of the top plate 27 is set according to the arrangement of the subject at the time of photographing. The structure and operation example for erecting the top plate 27 from the support mechanism 29 by the erecting device 30 will be described later. Hereinafter, the top plate 27, the support mechanism 29, and the standing device 30 are collectively referred to as a bed. The upright device 30 is formed of a material such as metal, carbon, or reinforced plastic.
図１に示すように、支柱１３には架台本体１１のＹ方向に関するスライドのための支柱駆動装置３１と架台本体１１のチルトのための駆動装置（以下、チルト駆動装置と呼ぶ）３３とが収容されている。支柱駆動装置３１は、駆動制御回路３５からの制御に従って、架台本体１１を長手方向に関してスライドするための動力を発生する。具体的には、支柱駆動装置３１は、駆動制御回路３５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。支柱１３は、支柱駆動装置３１からの動力を受けて、支柱１３に対して架台本体１１を長手方向に関してスライドする。チルト駆動装置３３は、駆動制御回路３５からの駆動信号に従って、架台本体１１を水平軸Ｒ２回りに回転するための動力を発生する。具体的には、チルト駆動装置３３は、駆動制御回路３５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。支柱１３は、チルト駆動装置３３からの動力を受けて架台本体１１を水平軸Ｒ２回りに回転する。支柱駆動装置３１及びチルト駆動装置３３は、例えば、サーボモータ等のモータにより実現される。 As shown in FIG. 1, the support column 13 accommodates a support column drive device 31 for sliding the gantry main body 11 in the Y direction and a drive device (hereinafter, referred to as a tilt drive device) 33 for tilting the gantry main body 11. Has been done. The strut drive device 31 generates power for sliding the gantry main body 11 in the longitudinal direction according to the control from the drive control circuit 35. Specifically, the support column drive device 31 generates power by driving at a rotation speed corresponding to the duty ratio of the drive signal from the drive control circuit 35 and the like. The support column 13 receives power from the support column drive device 31 and slides the gantry main body 11 with respect to the support column 13 in the longitudinal direction. The tilt drive device 33 generates power for rotating the gantry main body 11 around the horizontal axis R2 according to the drive signal from the drive control circuit 35. Specifically, the tilt drive device 33 generates power by driving at a rotation speed corresponding to the duty ratio of the drive signal from the drive control circuit 35 and the like. The support column 13 receives power from the tilt drive device 33 and rotates the gantry body 11 around the horizontal axis R2. The strut drive device 31 and the tilt drive device 33 are realized by a motor such as a servo motor, for example.
駆動制御回路３５は、架台制御回路２５からの制御に従い支柱駆動装置３１及びチルト駆動装置３３を制御する。例えば、駆動制御回路３５は、架台本体１１を最高高さから最低高さまでの任意の範囲において昇降するために支柱駆動装置３１を制御する。ハードウェア資源として、駆動制御回路３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、駆動制御回路３５は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Logic Device：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されても良い。処理装置は、記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。なお、記憶装置にプログラムを保存する代わりに、処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、処理装置は、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。 The drive control circuit 35 controls the support column drive device 31 and the tilt drive device 33 according to the control from the gantry control circuit 25. For example, the drive control circuit 35 controls the support column drive device 31 in order to raise and lower the gantry main body 11 in an arbitrary range from the maximum height to the minimum height. As hardware resources, the drive control circuit 35 includes a processing unit (processor) such as a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit) and a storage device (a storage device) such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). Memory) and. Further, the drive control circuit 35 includes an integrated circuit (ASIC) for a specific application, a field programmable logic device (FPGA), and another complex programmable logic device (Complex Programmable Logic Device: FPGA). It may be realized by CPLD) or Simple Programmable Logic Device (SPLD). The processing device realizes the above function by reading and executing the program stored in the storage device. Instead of storing the program in the storage device, the program may be directly incorporated in the circuit of the processing device. In this case, the processing device realizes the above function by reading and executing the program incorporated in the circuit.
図１に示すように、Ｘ線管１７は、高電圧発生器３９からの高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。高電圧発生器３９は、例えば、回転フレーム２１に取付けられている。高電圧発生器３９は、架台本体１１の電源装置（図示せず）から環状電極を介して供給された電力から、架台制御回路２５による制御に従いＸ線管１７に印加する高電圧を発生する。高電圧発生器３９とＸ線管１７とは高圧ケーブル（図示せず）を介して接続されている。高電圧発生器３９により発生された高電圧は、高圧ケーブルを介してＸ線管１７に印加される。 As shown in FIG. 1, the X-ray tube 17 generates X-rays by receiving a high voltage applied from the high voltage generator 39. The high voltage generator 39 is attached to, for example, the rotating frame 21. The high voltage generator 39 generates a high voltage to be applied to the X-ray tube 17 under the control of the gantry control circuit 25 from the electric power supplied from the power supply device (not shown) of the gantry main body 11 via the annular electrode. The high voltage generator 39 and the X-ray tube 17 are connected via a high voltage cable (not shown). The high voltage generated by the high voltage generator 39 is applied to the X-ray tube 17 via the high voltage cable.
Ｘ線検出器１９は、Ｘ線管１７から発生され被検体Ｓを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１９は、二次元湾曲面に配列された複数のＸ線検出素子（図示せず）を搭載する。各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管１３１からのＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号に変換する。各Ｘ線検出素子は、例えば、シンチレータと光電変換器とを有する。シンチレータはＸ線を受けて蛍光を発生する。光電変換器は、発生された蛍光を電荷パルスに変換する。電荷パルスはＸ線の強度に応じた波高値を有する。光電変換器としては、具体的には、光電子増倍管やフォトダイオード（Photo Diode）等の光子を電気信号に変換する機器が用いられる。なお、本実施形態に係るＸ線検出器１９としてはＸ線を一旦蛍光に変換してから電気信号に変換する間接検出型の検出器に限定されず、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接検出型の検出器であっても良い。 The X-ray detector 19 detects X-rays generated from the X-ray tube 17 and transmitted through the subject S. The X-ray detector 19 is equipped with a plurality of X-ray detection elements (not shown) arranged on a two-dimensional curved surface. Each X-ray detection element detects X-rays from the X-ray tube 131 and converts them into an electric signal having a peak value corresponding to the intensity of the detected X-rays. Each X-ray detector has, for example, a scintillator and a photoelectric converter. The scintillator receives X-rays and emits fluorescence. The photoelectric converter converts the generated fluorescence into charge pulses. The charge pulse has a peak value according to the intensity of X-rays. Specifically, as the photoelectric converter, a device such as a photomultiplier tube or a photodiode that converts a photon into an electric signal is used. The X-ray detector 19 according to the present embodiment is not limited to an indirect detection type detector that temporarily converts X-rays into fluorescence and then converts them into electric signals, and directly converts X-rays into electric signals. It may be a direct detection type detector.
データ収集回路４１は、被検体Ｓにより減弱されたＸ線の強度を示すデジタルのデータをビュー毎に収集する。データ収集回路４１は、例えば、複数のＸ線検出素子の各々について設けられた積分回路とＡ／Ｄ変換器とが並列して実装された半導体集積回路により実現される。データ収集回路４１は、架台本体１１内においてＸ線検出器１９に接続されている。積分回路は、Ｘ線検出素子からの電気信号を所定のビュー期間に亘り積分し、積分信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器は、生成された積分信号をＡ／Ｄ変換し、当該積分信号の波高値に対応するデータ値を有するデジタルデータを生成する。変換後のデジタルデータは、生データと呼ばれている。生データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のデジタル値のセットである。生データは、例えば、架台本体１１に収容された非接触データ伝送装置（図示せず）を介してコンソール５０に供給される。 The data collection circuit 41 collects digital data indicating the intensity of X-rays attenuated by the subject S for each view. The data acquisition circuit 41 is realized, for example, by a semiconductor integrated circuit in which an integrator circuit provided for each of a plurality of X-ray detection elements and an A / D converter are mounted in parallel. The data collection circuit 41 is connected to the X-ray detector 19 in the gantry main body 11. The integrator circuit integrates the electrical signal from the X-ray detector over a predetermined view period to generate an integrator signal. The A / D converter A / D-converts the generated integrated signal to generate digital data having a data value corresponding to the peak value of the integrated signal. The converted digital data is called raw data. Raw data is a set of digital values of X-ray intensity identified by the channel number, column number, and view number indicating the collected view of the source X-ray detector. The raw data is supplied to the console 50, for example, via a non-contact data transmission device (not shown) housed in the gantry body 11.
なお、架台本体１１には、上記のＸ線管１７、Ｘ線検出器１９、回転フレーム２１、メインフレーム、電源装置、高電圧発生器３９、及びデータ収集回路４１だけでなく、ＣＴ撮影に必要なその他の種々の装置を収容しても良い。例えば、回転フレーム２１にはＸ線管を冷却する冷却装置が取付けられても良い。また、空調のためのファンが架台本体１１に取付けられても良い。 The gantry main body 11 is required not only for the above-mentioned X-ray tube 17, X-ray detector 19, rotating frame 21, main frame, power supply device, high voltage generator 39, and data collection circuit 41, but also for CT imaging. Other various devices may be accommodated. For example, a cooling device for cooling the X-ray tube may be attached to the rotating frame 21. Further, a fan for air conditioning may be attached to the gantry main body 11.
架台制御回路２５は、コンソール５０のシステム制御回路６１からの制御に従い高電圧発生器３９、回転駆動装置２３、及び駆動制御回路３５を制御する。架台制御回路２５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、架台制御回路２５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤ等により実現されても良い。当該処理装置は、当該記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実現することで上記機能を実現する。なお、当該記憶装置にプログラムを保存する代わりに、当該処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該処理装置は、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記機能を実現する。 The gantry control circuit 25 controls the high voltage generator 39, the rotation drive device 23, and the drive control circuit 35 according to the control from the system control circuit 61 of the console 50. The gantry control circuit 25 has a processing device (processor) such as a CPU and MPU and a storage device (memory) such as a ROM and RAM as hardware resources. Further, the gantry control circuit 25 may be realized by an ASIC, FPGA, CPLD, SPLD or the like. The processing device realizes the above function by reading and realizing a program stored in the storage device. Instead of storing the program in the storage device, the program may be directly incorporated in the circuit of the processing device. In this case, the processing device realizes the above function by reading and executing a program incorporated in the circuit.
なお、駆動制御回路３５と架台制御回路２５とは、個別の基板に実装されても良いし、単一の基板に実装されても良い。駆動制御回路３５と架台制御回路２５とは、架台本体１１の支柱１３に設けられても良いし、コンソール５０に設けられても良い。なお、駆動制御回路３５が支柱駆動装置３１及びチルト駆動装置３３に近い位置に設置されほど、駆動制御回路３５に起因するノイズを低減することができる。よって当該ノイズを低減するため駆動制御回路３５は支柱１３に収容されると良い。しかしながら、駆動制御回路３５が支柱１３に収容される場合、支柱１３の体積が増大する。よって支柱１３の体積の増大を防止するため駆動制御回路３５は、支柱１３とは別の装置、例えば、コンソール５０や専用の装置に収容されても良い。駆動制御回路３５と架台制御回路２５とは、同一の装置に設けられている必要はなく、別々の装置に設けられても良い。 The drive control circuit 35 and the gantry control circuit 25 may be mounted on individual boards or may be mounted on a single board. The drive control circuit 35 and the gantry control circuit 25 may be provided on the support column 13 of the gantry main body 11 or may be provided on the console 50. The closer the drive control circuit 35 is to the support column drive device 31 and the tilt drive device 33, the more noise caused by the drive control circuit 35 can be reduced. Therefore, in order to reduce the noise, the drive control circuit 35 may be housed in the support column 13. However, when the drive control circuit 35 is housed in the strut 13, the volume of the strut 13 increases. Therefore, in order to prevent the volume of the support column 13 from increasing, the drive control circuit 35 may be housed in a device other than the support column 13, for example, a console 50 or a dedicated device. The drive control circuit 35 and the gantry control circuit 25 do not have to be provided in the same device, but may be provided in separate devices.
図１に示すように、コンソール５０は、バス（bus）を介して接続された画像再構成装置５１、画像処理装置５３、表示機器５５、入力機器５７、主記憶回路５９、及びシステム制御回路６１を有する。画像再構成装置５１、画像処理装置５３、表示機器５５、入力機器５７、主記憶回路５９、及びシステム制御回路６１間のデータ通信は、バスを介して行われる。 As shown in FIG. 1, the console 50 includes an image reconstructing device 51, an image processing device 53, a display device 55, an input device 57, a main storage circuit 59, and a system control circuit 61 connected via a bus. Has. Data communication between the image reconstruction device 51, the image processing device 53, the display device 55, the input device 57, the main storage circuit 59, and the system control circuit 61 is performed via the bus.
画像再構成装置５１は、コンソール５０からの生データに基づいて被検体Ｓに関するＣＴ画像を再構成する。具体的には、画像再構成装置５１は、前処理部５１１、投影データ記憶部５１３、及び再構成演算部５１５を有する。前処理部５１１は、コンソール５０からの生データに前処理を施す。前処理としては、対数変換やＸ線強度補正、オフセット補正等の各種の補正処理を含む。前処理後の生データは、投影データと呼ばれている。投影データ記憶部５１３は、前処理部５１１により生成された投影データを記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。再構成演算部５１５は、投影データに基づいて被検体Ｓに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法やＣＢＰ（convolution back projection）法等の解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）法やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）法等の統計学的画像再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。 The image reconstructing device 51 reconstructs a CT image of the subject S based on the raw data from the console 50. Specifically, the image reconstruction device 51 includes a preprocessing unit 511, a projection data storage unit 513, and a reconstruction calculation unit 515. The pre-processing unit 511 preprocesses the raw data from the console 50. The pre-processing includes various correction processing such as logarithmic conversion, X-ray intensity correction, and offset correction. The raw data after preprocessing is called projection data. The projection data storage unit 513 is a storage device such as an HDD, SSD, or integrated circuit storage device that stores the projection data generated by the preprocessing unit 511. The reconstruction calculation unit 515 generates a CT image expressing the spatial distribution of CT values with respect to the subject S based on the projection data. Image reconstruction algorithms include analytical image reconstruction methods such as the FBP (filtered back projection) method and CBP (convolution back projection) method, the ML-EM (maximum likelihood expectation maximization) method, and the OS-EM (ordered subset). An existing image reconstruction algorithm such as a statistical image reconstruction method such as the expectation maximization method may be used.
画像再構成装置５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、画像再構成装置５１は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。当該処理装置は、当該記憶装置に保存されたプログラムを読み出して実行することで前処理部５１１と再構成演算部５１５との機能を実現する。なお、当該記憶装置にプログラムを保存する代わりに、当該処理装置の回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該処理装置は、回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで前処理部５１１と再構成演算部５１５との機能を実現する。また、上記前処理部５１１として機能する専用のハードウェア回路と再構成演算部５１５として機能する専用のハードウェア回路とが画像再構成装置に実装されても良い。 The image reconstruction device 51 has a processing device (processor) such as a CPU, MPU, and GPU (Graphics Processing Unit) and a storage device (memory) such as a ROM or RAM as hardware resources. Further, the image reconstructing device 51 may be realized by an ASIC, FPGA, CPLD, or SPLD. The processing device realizes the functions of the preprocessing unit 511 and the reconstruction calculation unit 515 by reading and executing the program stored in the storage device. Instead of storing the program in the storage device, the program may be directly incorporated in the circuit of the processing device. In this case, the processing device realizes the functions of the preprocessing unit 511 and the reconstruction calculation unit 515 by reading and executing the program incorporated in the circuit. Further, a dedicated hardware circuit that functions as the preprocessing unit 511 and a dedicated hardware circuit that functions as the reconstruction calculation unit 515 may be mounted on the image reconstruction device.
画像処理装置５３は、画像再構成装置５１により再構成されたＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理装置５３は、ＣＴ画像がボリュームデータの場合、当該ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を発生する。画像処理装置５３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、画像再構成装置５１は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。 The image processing device 53 performs various image processing on the CT image reconstructed by the image reconstructing device 51. For example, when the CT image is volume data, the image processing device 53 performs volume rendering, surface volume rendering, image value projection processing, MPR (Multi-Planer Reconstruction) processing, CPR (Curved MPR) processing, and the like on the CT image. A display image is generated by performing three-dimensional image processing. The image processing device 53 has a processing device (processor) such as a CPU, MPU, and GPU and a storage device (memory) such as a ROM or RAM as hardware resources. Further, the image reconstructing device 51 may be realized by an ASIC, an FPGA, a CPLD, or a SPLD.
表示機器５５は、２次元のＣＴ画像や表示画像等の種々の情報を表示する。表示機器５５としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。 The display device 55 displays various information such as a two-dimensional CT image and a display image. As the display device 55, for example, a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED display, a plasma display, or any other display known in the art can be appropriately used.
入力機器５７は、ユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器５７としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。なお、入力機器５７は、コンソール５０に設けられても良いし、架台装置１０に設けられても良い。入力機器５７を介して、操作者は、撮影モードを選択する。撮影モードとは、臥位撮影および立位（または座位）撮影である。臥位撮影とは、寝台に載置された被検体に対するＸ線ＣＴ撮影である。立位撮影とは、起立した載置台に配置された被検体に対するＸ線ＣＴ撮影である。座位撮影とは、起立した載置台に配置された座った被検体に対するＸ線ＣＴ撮影である。 The input device 57 receives various commands and information inputs from the user. As the input device 57, a keyboard, a mouse, various switches, and the like can be used. The input device 57 may be provided on the console 50 or the gantry device 10. The operator selects a shooting mode via the input device 57. The shooting modes are recumbent shooting and standing (or sitting) shooting. Lying position radiography is an X-ray CT scan of a subject placed on a bed. Standing imaging is X-ray CT imaging of a subject placed on an upright mounting table. The sitting position imaging is an X-ray CT imaging of a sitting subject placed on an upright mounting table.
主記憶回路５９は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、主記憶回路５９は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、主記憶回路５９は、本実施形態に係るＣＴ撮影に関する制御プログラム等を記憶する。 The main storage circuit 59 is a storage device such as an HDD, an SSD, or an integrated circuit storage device that stores various information. Further, the main storage circuit 59 may be a drive device or the like that reads and writes various information to and from a portable storage medium such as a CD-ROM drive, a DVD drive, and a flash memory. For example, the main storage circuit 59 stores a control program or the like related to CT imaging according to the present embodiment.
システム制御回路６１は、ハードウェア資源として、上記の処理装置と記憶装置とを有する。システム制御回路６１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御回路６１は、主記憶回路５９に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線コンピュータ断層撮影装置の各部を制御する。 The system control circuit 61 has the above-mentioned processing device and storage device as hardware resources. The system control circuit 61 functions as the center of the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment. Specifically, the system control circuit 61 reads out the control program stored in the main storage circuit 59, expands it on the memory, and controls each part of the X-ray computed tomography apparatus according to the expanded control program.
画像再構成装置５１、画像処理装置５３、及びシステム制御回路６１は、コンソール５０内の単一の基板に集約されても良いし、複数の基板に分散して実装されても良い。 The image reconstruction device 51, the image processing device 53, and the system control circuit 61 may be integrated on a single board in the console 50, or may be distributed and mounted on a plurality of boards.
以下、支持機構２９および起立器具３０により天板２７を起立させるための構造を説明する。図３は、本実施形態に係る天板２７、支持機構２９および起立器具３０の構造を説明するための図である。 Hereinafter, the structure for erecting the top plate 27 by the support mechanism 29 and the erecting device 30 will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the structures of the top plate 27, the support mechanism 29, and the standing device 30 according to the present embodiment.
天板２７は、フレーム２７−１と固定ギア２７−３とを有する。フレーム２７−１は、天板２７の下部に設けられる。臥位撮影時、フレーム２７−１は天板２７を、図３に示すように支持機構２９に対して長手方向にスライド可能に支持する。フレーム２７−１は、金属やカーボン、強化プラスチック等の剛体により形成される。ＣＴ画像のアーチファクトを考えると、フレーム２７−１は高Ｘ線吸収体を含まない素材であると良い。固定ギア２７−３は、ベルト２９−３と噛み合う。固定ギア２７−３は、ベルト２９−３の動作により回転し、天板２７を支持機構２９に対して長手方向にスライドさせる。固定ギア２７−３は、金属やカーボン、強化プラスチック等の剛体により形成される。 The top plate 27 has a frame 27-1 and a fixed gear 27-3. The frame 27-1 is provided below the top plate 27. When taking a recumbent position, the frame 27-1 slidably supports the top plate 27 with respect to the support mechanism 29 in the longitudinal direction as shown in FIG. The frame 27-1 is formed of a rigid body such as metal, carbon, or reinforced plastic. Considering the artifacts of the CT image, it is preferable that the frame 27-1 is a material that does not contain a high X-ray absorber. The fixed gear 27-3 meshes with the belt 29-3. The fixed gear 27-3 is rotated by the operation of the belt 29-3, and the top plate 27 is slid in the longitudinal direction with respect to the support mechanism 29. The fixed gear 27-3 is formed of a rigid body such as metal, carbon, or reinforced plastic.
支持機構２９は、フレームガイド２９−１と、ベルト２９−３と、モータ２９−５とを有する。臥位撮影時、図３に示すようにフレームガイド２９−１はフレーム２７−１と嵌合し、天板２７を長手方向にスライド可能にする。フレーム２７−１とフレームガイド２９−１とによって、天板２７のスライドに際するブレを低減できる。ベルト２９−３は、固定ギア２７−３と噛み合う。ベルト２９−３が動作することにより固定ギア２７−３は動作する。モータ２９−５は、ベルト２９−３が動作するための動力を発生する。モータ２９−５により発生された動力により、ベルト２９−３は天板２７をスライドさせる。 The support mechanism 29 includes a frame guide 29-1, a belt 29-3, and a motor 29-5. When taking a recumbent position, the frame guide 29-1 fits with the frame 27-1 as shown in FIG. 3, and makes the top plate 27 slidable in the longitudinal direction. The frame 27-1 and the frame guide 29-1 can reduce blurring when the top plate 27 slides. The belt 29-3 meshes with the fixed gear 27-3. The fixed gear 27-3 operates when the belt 29-3 operates. The motor 29-5 generates power for the belt 29-3 to operate. The belt 29-3 slides the top plate 27 by the power generated by the motor 29-5.
臥位撮影の場合、図３に示すように、天板２７はフレームガイド２９−１によってフレーム２７−１を挟むようにまたスライド可能に固定される。天板２７下部の固定ギア２７−３は、ベルト２９−３に噛み合った状態で乗っている。したがって、モータ２９−５によってベルト２９−３を駆動させることで、天板２７はスライド自在である。なお臥位撮影の場合、起立器具３０は、ベルト２９−３の駆動の邪魔にならない支持機構２９内部の所定位置に格納されている。所定位置は例えば図３に示すように、Ｙ軸方向においてベルト２９−３よりも低い位置である。 In the case of recumbent photography, as shown in FIG. 3, the top plate 27 is slidably fixed so as to sandwich the frame 27-1 by the frame guide 29-1. The fixed gear 27-3 at the bottom of the top plate 27 rides on the belt 29-3 in a meshed state. Therefore, the top plate 27 is slidable by driving the belt 29-3 by the motor 29-5. In the case of lying position photography, the standing device 30 is stored at a predetermined position inside the support mechanism 29 that does not interfere with the driving of the belt 29-3. The predetermined position is, for example, as shown in FIG. 3, a position lower than the belt 29-3 in the Y-axis direction.
次に臥位撮影から立位撮影への切り替え、すなわち支持機構２９および起立器具３０により天板２７を起立させる動作例について説明する。図４は、本実施形態に係る天板２７を支持機構２９および起立器具３０により起立させる動作例を示す図である。 Next, an operation example of switching from the lying position imaging to the standing position imaging, that is, the operation example in which the top plate 27 is raised by the support mechanism 29 and the standing device 30 will be described. FIG. 4 is a diagram showing an operation example in which the top plate 27 according to the present embodiment is erected by the support mechanism 29 and the erection device 30.
入力機器５７を介して術者により立位撮影への変更指示が入力されると、システム制御回路６１は駆動制御回路３５に、支持機構２９を上下に伸縮させることにより所定の高さに設定させる（ステップＳ１１）。所定の高さはＹ軸方向の所定の高さであり、例えば、安全を考慮して支持機構２９が最も縮んだ状態すなわち最も低い高さに予め決められている。 When the operator inputs an instruction to change to standing imaging via the input device 57, the system control circuit 61 causes the drive control circuit 35 to set the support mechanism 29 to a predetermined height by expanding and contracting the support mechanism 29 up and down. (Step S11). The predetermined height is a predetermined height in the Y-axis direction. For example, in consideration of safety, the support mechanism 29 is predetermined to be in the most contracted state, that is, the lowest height.
ステップＳ１１が行われると術者は、天板２７を所定位置にスライドさせる（ステップＳ１２）。所定位置はＺ軸方向の所定位置であり、例えば天板２７を起立させる際に転倒しにくい支持機構２９の中心等である。天板２７の移動は術者の手動によって行われても良いし、入力機器５７を介した術者の指示を契機にシステム制御回路６１が駆動制御回路３５に行わせても良い。 When step S11 is performed, the operator slides the top plate 27 into a predetermined position (step S12). The predetermined position is a predetermined position in the Z-axis direction, for example, the center of the support mechanism 29 that does not easily tip over when the top plate 27 is erected. The top plate 27 may be moved manually by the operator, or the system control circuit 61 may cause the drive control circuit 35 to perform the movement of the top plate 27 in response to an instruction from the operator via the input device 57.
ステップＳ１２が行われると術者は起立器具３０を支持機構２９内部の所定の格納位置から図５に示すようにＺ軸方向上部に引き出し、固定ギア２７−３と起立器具３０とにシャフトＳＨを通し連結させる（ステップＳ１３）。 When step S12 is performed, the operator pulls out the standing device 30 from a predetermined storage position inside the support mechanism 29 to the upper part in the Z-axis direction as shown in FIG. 5, and attaches the shaft SH to the fixed gear 27-3 and the standing device 30. It is connected through (step S13).
ステップＳ１３が行われると術者は、フレームガイド２９−１によるフレーム２７−１の固定を解除する（ステップＳ１４）。固定の解除は術者の手動によって行われても良いし、入力機器５７を介した術者の指示を契機にシステム制御回路６１が駆動制御回路３５に行わせても良い。 When step S13 is performed, the operator releases the fixing of the frame 27-1 by the frame guide 29-1 (step S14). The fixation may be released manually by the operator, or the system control circuit 61 may cause the drive control circuit 35 to perform the fixation at the instruction of the operator via the input device 57.
ステップＳ１４が行われ入力機器５７を介して術者により指示が入力されると、システム制御回路６１は駆動制御回路３５に、モータ２９−５によりベルト２９−３を動作させることにより、起立器具３０を天板２７に接触させる（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、ベルト２９−３が動作することによりベルト２９−３に噛み合った固定ギア２７−３がＺ軸方向に動く。固定ギア２７−３とシャフトＳＨにより一体化した起立器具３０は固定ギア２７−３と一緒にベルト２９−３に乗ってＺ軸方向に動き、起立器具３０は天板２７に接触する。 When step S14 is performed and an instruction is input by the operator via the input device 57, the system control circuit 61 causes the drive control circuit 35 to operate the belt 29-3 by the motor 29-5, thereby causing the standing device 30 to operate. Is in contact with the top plate 27 (step S15). In step S15, the operation of the belt 29-3 causes the fixed gear 27-3 meshed with the belt 29-3 to move in the Z-axis direction. The standing device 30 integrated by the fixed gear 27-3 and the shaft SH rides on the belt 29-3 together with the fixed gear 27-3 and moves in the Z-axis direction, and the standing device 30 comes into contact with the top plate 27.
ステップＳ１５が行われ入力機器５７を介して術者により指示が入力されると、システム制御回路６１は駆動制御回路３５に、起立器具３０を天板２７にさらに押し当てることにより、天板２７を支持機構２９に対して垂直に起立させる（ステップＳ１６）。図５は、本実施形態に係る支持機構２９および起立器具３０により起立された天板２７の外観図である。なお、天板２７の起立角度はセンサ、マイクロスイッチ、インターロック等によって制御されても良い。 When step S15 is performed and an instruction is input by the operator via the input device 57, the system control circuit 61 further presses the upright device 30 against the drive control circuit 35, thereby pressing the top plate 27 against the top plate 27. It stands upright with respect to the support mechanism 29 (step S16). FIG. 5 is an external view of the top plate 27 erected by the support mechanism 29 and the erection device 30 according to the present embodiment. The standing angle of the top plate 27 may be controlled by a sensor, a microswitch, an interlock, or the like.
なおステップＳ１５の状態から、起立された天板２７をモータ２９−５とベルト２９−３の駆動によりスライド可能である。スライドにより立位撮影の所定位置に移動された天板２７に被検体を配置して、Ｘ線ＣＴ撮影が行われる。なお、図５に示すように、支持機構２９の上部に被検体が乗るための板を置いても良い。またこの板が所定の高さを有することによりまたは上下動自在な機構を有することにより、立位の被検体の全身撮影や座位の被検体のＸ線ＣＴ撮影が可能である。 From the state of step S15, the upright top plate 27 can be slid by driving the motor 29-5 and the belt 29-3. The subject is placed on the top plate 27 that has been moved to a predetermined position for standing radiography by sliding, and X-ray CT imaging is performed. As shown in FIG. 5, a plate on which the subject rests may be placed on the support mechanism 29. Further, since this plate has a predetermined height or has a mechanism that allows it to move up and down, it is possible to perform whole-body imaging of a standing subject and X-ray CT imaging of a sitting subject.
また、天板２７には取っ手が設けられても良い。被検体が取っ手を掴むことにより、被検体は起立した天板２７に安定させた状態で配置可能である。また被検体が取っ手を掴むことにより、より安全に立位でのＸ線ＣＴ撮影が可能となる。 Further, the top plate 27 may be provided with a handle. When the subject grabs the handle, the subject can be placed on the upright top plate 27 in a stable state. In addition, when the subject grabs the handle, X-ray CT imaging in a standing position becomes possible more safely.
なお図６は、本実施形態に係る臥位撮影時の寝台および架台本体１１の外観図である。臥位撮影の場合、架台本体１１は開口１５が水平になるよう設定される。天板２７がスライドすることにより、被検体Ｓは開口１５の中をくぐりＸ線ＣＴ撮影が行われる。図７は、本実施形態に係る立位撮影時の寝台および架台本体１１の外観図である。立位撮影の場合、架台本体１１は開口１５が鉛直になるよう設定される。架台本体１１が鉛直方向にスライドすることにより、被検体Ｓは開口１５の中をくぐりＸ線ＣＴ撮影が行われる。 FIG. 6 is an external view of the bed and the gantry main body 11 at the time of lying down photographing according to the present embodiment. In the case of lying position photography, the gantry main body 11 is set so that the opening 15 is horizontal. When the top plate 27 slides, the subject S passes through the opening 15 and X-ray CT imaging is performed. FIG. 7 is an external view of the bed and the gantry main body 11 at the time of standing shooting according to the present embodiment. In the case of standing shooting, the gantry main body 11 is set so that the opening 15 is vertical. As the gantry main body 11 slides in the vertical direction, the subject S passes through the opening 15 and X-ray CT imaging is performed.
上記のとおり、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、支持機構２９上の天板２７を、支持機構２９に対して垂直に起立させることができる。起立された天板２７をモータ２９−５とベルト２９−３の駆動によりスライドさせ、立位撮影の所定位置に移動できる。スライドにより所定位置に移動された天板２７に被検体を配置して、Ｘ線ＣＴ撮影を行うことができる。かくして、本実施形態によれば、立位状態の被検体を所定位置に保持して撮影することが可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することができる。 As described above, according to the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment, the top plate 27 on the support mechanism 29 can be erected perpendicularly to the support mechanism 29. The upright top plate 27 can be slid by the drive of the motor 29-5 and the belt 29-3 to move to a predetermined position for standing shooting. The subject can be placed on the top plate 27 that has been moved to a predetermined position by the slide, and X-ray CT imaging can be performed. Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide an X-ray computed tomography apparatus capable of holding a standing subject in a predetermined position and taking an image.
（変形例）
上記実施形態では、支持機構２９は天板２７をスライド自在に支持し、かつ起立器具３０により天板２７を起立可能であるとした。変形例にかかるＸ線コンピュータ断層撮影装置に係る支持機構２９は、上記実施形態とは異なる構造を有する。通常のＣＴ用寝台は、スライド機構を有した土台に天板が嵌合している。変形例に係る寝台は、土台２９−７に天板２７を支持するスライド機構２９−９が固定されている。スライド機構２９−９に支持された天板２７は、土台２９−７から起立可能である。
(Modification example)
In the above embodiment, the support mechanism 29 slidably supports the top plate 27, and the top plate 27 can be erected by the standing device 30. The support mechanism 29 according to the X-ray computed tomography apparatus according to the modified example has a structure different from that of the above embodiment. In a normal CT bed, a top plate is fitted to a base having a slide mechanism. In the bed according to the modified example, a slide mechanism 29-9 that supports the top plate 27 is fixed to the base 29-7. The top plate 27 supported by the slide mechanism 29-9 can stand up from the base 29-7.
図８は、変形例に係る、臥位撮影時の支持機構２９、スライド機構２９−９に支持された天板２７の構造を説明するための図である。支持機構２９は、土台２９−７とスライド機構２９−９とを有する。土台２９−７は床に設置され、かつスライド機構２９−９に支持された天板２７の高さを調整するための上下動自在な機構を有する。土台２９−７は、金属や強化プラスチック等により形成される。スライド機構２９−９は、天板２７を長手方向にスライド自在に支持する。スライド機構２９−９は、タイヤとレール等により実現される。タイヤとレールとは嵌合しており、天板２７はスライド機構２９−９から離脱しないよう設計される。また、ＦＬ部には起立器具３０が取り付けられている。起立器具３０は、スライド機構２９−９に支持された天板２７を土台２９−７から起立可能である。起立器具３０は例えば、ギアとモータとにより形成される。起立器具３０のギアがスライド機構２９−９に設けられたギアに噛み合わされることで、スライド機構２９−９に支持された天板２７は起立可能である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of the top plate 27 supported by the support mechanism 29 and the slide mechanism 29-9 at the time of lying down imaging according to the modified example. The support mechanism 29 has a base 29-7 and a slide mechanism 29-9. The base 29-7 is installed on the floor and has a vertically movable mechanism for adjusting the height of the top plate 27 supported by the slide mechanism 29-9. The base 29-7 is formed of metal, reinforced plastic, or the like. The slide mechanism 29-9 supports the top plate 27 so as to be slidable in the longitudinal direction. The slide mechanism 29-9 is realized by tires, rails, and the like. The tire and rail are fitted, and the top plate 27 is designed so as not to separate from the slide mechanism 29-9. Further, a standing device 30 is attached to the FL portion. The standing device 30 can stand the top plate 27 supported by the sliding mechanism 29-9 from the base 29-7. The erecting device 30 is formed by, for example, a gear and a motor. The top plate 27 supported by the slide mechanism 29-9 can be erected by engaging the gear of the erecting device 30 with the gear provided on the slide mechanism 29-9.
図９は、変形例に係る、立位撮影時の支持機構２９、スライド機構２９−９に支持された天板２７の構造を説明するための図である。図１０は、変形例に係る、スライド機構２９−９に支持された天板２７を起立させる動作例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining the structure of the top plate 27 supported by the support mechanism 29 and the slide mechanism 29-9 during standing shooting according to the modified example. FIG. 10 is a diagram showing an operation example of raising the top plate 27 supported by the slide mechanism 29-9 according to the modified example.
入力機器５７を介して術者により指示が入力されると、システム制御回路６１は駆動制御回路３５に、土台２９−７を所定の高さに設定させる（ステップＳ２１）。所定の高さは例えば、安全を考慮して支持機構２９の最も低い高さに予め決められている。 When an instruction is input by the operator via the input device 57, the system control circuit 61 causes the drive control circuit 35 to set the base 29-7 to a predetermined height (step S21). The predetermined height is predetermined to be, for example, the lowest height of the support mechanism 29 in consideration of safety.
ステップＳ２１が行われると、術者は土台２９−７を立位撮影の所定位置に移動させる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、土台２９−７を架台本体１１の下部における立位撮影の所定位置に移動させるために、例えば床にレールを設置し、土台２９−７下部にレールに嵌合するタイヤを設ける。所定位置は、立位でのＸ線ＣＴ撮影の際の天板２７の適切な位置である。 When step S21 is performed, the surgeon moves the base 29-7 to a predetermined position for standing shooting (step S22). In step S22, in order to move the base 29-7 to a predetermined position for standing shooting in the lower part of the gantry main body 11, for example, a rail is installed on the floor, and a tire fitted to the rail is provided in the lower part of the base 29-7. The predetermined position is an appropriate position of the top plate 27 during X-ray CT imaging in a standing position.
術者により入力機器５７を介して指示が入力されると、システム制御回路６１は駆動制御回路３５に、スライド機構２９−９に支持された天板２７を起立させる（ステップＳ２３）。 When an instruction is input by the operator via the input device 57, the system control circuit 61 causes the drive control circuit 35 to erect the top plate 27 supported by the slide mechanism 29-9 (step S23).
所定位置に移動された天板２７に被検体を配置して、Ｘ線ＣＴ撮影が行われる。なお図１１は、変形例に係る、全身撮影時の支持機構２９、スライド機構２９−９に支持された天板２７、踏み台の構成を示す図である。図１１に示すように、支持機構２９の上部に被検体が乗るための踏み台ＳＴを置いても良い。踏み台ＳＴにより、立位の被検体の全身撮影や座位の被検体のＸ線ＣＴ撮影が可能である。 The subject is placed on the top plate 27 that has been moved to a predetermined position, and X-ray CT imaging is performed. FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a support mechanism 29 at the time of whole body imaging, a top plate 27 supported by the slide mechanism 29-9, and a stepping stone according to a modified example. As shown in FIG. 11, a stepping stone ST on which the subject rests may be placed on the upper part of the support mechanism 29. The stepping stone ST enables whole-body imaging of a standing subject and X-ray CT imaging of a sitting subject.
上記のとおり、変形例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、土台２９−７に天板２７を支持するスライド機構２９−９を固定する。スライド機構２９−９に支持された天板２７は、土台２９−７から起立することができる。スライドにより所定位置に移動された立位の天板２７に被検体を配置して、Ｘ線ＣＴ撮影を行うことができる。天板２７の起立を、上記実施形態に比して通常のＣＴ用寝台とあまり相違ない簡易な構成によって実現することができる。かくして、変形例によれば、立位状態の被検体を所定位置に保持して撮影することが可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することができる。 As described above, according to the X-ray computed tomography apparatus according to the modified example, the slide mechanism 29-9 that supports the top plate 27 is fixed to the base 29-7. The top plate 27 supported by the slide mechanism 29-9 can stand up from the base 29-7. An X-ray CT image can be taken by arranging the subject on the standing top plate 27 that has been moved to a predetermined position by the slide. The standing of the top plate 27 can be realized by a simple configuration that is not so different from a normal CT sleeper as compared with the above embodiment. Thus, according to the modified example, it is possible to provide an X-ray computed tomography apparatus capable of holding a standing subject in a predetermined position and taking an image.
（総括）
上記の説明の通り、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台本体１１、天板２７、支持機構２９及び起立器具３０を有する。架台本体１１は、撮影空間を形成する開口１５を有し、開口１５を挟んで対向して配置されたＸ線管１７とＸ線検出器１９とを有する。天板２７は、被検体を載置する。支持機構２９は、天板２７をスライド自在に支持する。起立器具３０は、天板２７を起立させる。
(Summary)
As described above, the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment includes a gantry main body 11, a top plate 27, a support mechanism 29, and an upright device 30. The gantry main body 11 has an opening 15 that forms a photographing space, and has an X-ray tube 17 and an X-ray detector 19 that are arranged so as to face each other with the opening 15 in between. The top plate 27 places the subject. The support mechanism 29 slidably supports the top plate 27. The standing device 30 raises the top plate 27.
上記の構成により、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、支持機構２９上の天板２７を、支持機構２９に対して垂直に起立させることができる。所定位置に移動された天板２７に被検体を配置して、Ｘ線ＣＴ撮影を行うことができる。寝台そのものによって患者に立ち位置を指示することができるので、架台本体１１と寝台とを連携させた動作が可能である。患者を踏み台に乗せることで、立位の全身撮影および座位撮影が可能となる。かくして、本実施形態によれば、立位状態の被検体を所定位置に保持して撮影することが可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することができる。 With the above configuration, according to the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment, the top plate 27 on the support mechanism 29 can be erected perpendicularly to the support mechanism 29. The subject can be placed on the top plate 27 that has been moved to a predetermined position, and X-ray CT imaging can be performed. Since the standing position can be instructed to the patient by the bed itself, it is possible to operate the gantry body 11 and the bed in cooperation with each other. By placing the patient on a stepping stone, it is possible to take a full-body image while standing and a sitting image. Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide an X-ray computed tomography apparatus capable of holding a standing subject in a predetermined position and taking an image.
なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、専用又は汎用のprocessor, circuit (circuitry), processing circuit (circuitry), operation circuit (circuitry), arithmetic circuit(circuitry)或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit : ASIC）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラム論理デバイス(Simple Programmable Logic Device : SPLD)）、復号プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device : CPLD)）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array : FPGA)）等を意味する。また、本実施形態の各構成要素（各処理部）は、単一のプロセッサに限らず、複数のプロセッサによって実現するようにしてもよい。さらに、複数の構成要素（複数の処理部）を、単一のプロセッサによって実現するようにしてもよい。 The word "processor" used in the above description is, for example, a dedicated or general-purpose processor, circuit (circuitry), processing circuit (circuitry), operation circuit (circuitry), arithmetic circuit (circuitry), or integrated for a specific purpose. Circuits (Application Specific Integrated Circuits: ASICs), Programmable Logic Devices (eg, Simple Programmable Logic Devices (SPLDs)), Decryptive Programmable Logic Devices (CPLDs), and Field Programmable Gate Arrays (CPLDs). Field Programmable Gate Array: FPGA)) etc. Further, each component (each processing unit) of the present embodiment is not limited to a single processor, and may be realized by a plurality of processors. Further, a plurality of components (a plurality of processing units) may be realized by a single processor.
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は意図していない。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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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ものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１０…架台装置、１１…架台本体、１３…支柱、１５…開口、１７…Ｘ線管、１９…Ｘ線検出器、２１…回転フレーム、２３…回転駆動装置、２５…架台制御回路、２７…天板、２９…支持機構、３０…起立器具、３１…支柱駆動装置、３３…チルト駆動装置、３５…駆動制御回路、３９…高電圧発生器、４１…データ収集回路、５０…コンソール、５１…画像再構成装置、５３…画像処理装置、５５…表示機器、５７…入力機器、５９…主記憶回路、６１…システム制御回路 10 ... gantry device, 11 ... gantry body, 13 ... support, 15 ... opening, 17 ... X-ray tube, 19 ... X-ray detector, 21 ... rotating frame, 23 ... rotating drive device, 25 ... gantry control circuit, 27 ... Top plate, 29 ... Support mechanism, 30 ... Standing device, 31 ... Strut drive device, 33 ... Tilt drive device, 35 ... Drive control circuit, 39 ... High voltage generator, 41 ... Data acquisition circuit, 50 ... Console, 51 ... Image reconstruction device, 53 ... image processing device, 55 ... display device, 57 ... input device, 59 ... main memory circuit, 61 ... system control circuit
Claims (5)
被検体を載置するための天板と、
前記天板をスライド自在に支持する支持機構と、
前記天板を起立させるための起立器具と、
を具備し、
前記支持機構は、前記天板の長手方向に当該天板をスライド自在に支持するスライド機構と、前記スライド機構を支持する土台とを含んでおり、
前記土台は、床に設置されたレールに沿って、前記天板を起立させたときに前記天板が前記開口に挿入される位置に移動可能であり、
前記起立器具は、前記土台と前記スライド機構との間に介在し、前記スライド機構及び前記天板を前記土台から起立可能であり、
前記土台は、前記スライド機構に支持された前記天板の高さを調整するための上下動自在な上下動機構を有し、前記スライド機構及び前記天板を起立させる前に、前記天板を最も低い高さに調整する、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。 A pedestal having an opening forming a photographing space and having an X-ray tube and an X-ray detector arranged so as to face each other across the opening.
A top plate for placing the subject and
A support mechanism that slidably supports the top plate and
An erecting device for erecting the top plate and
Equipped with
The support mechanism includes a slide mechanism that slidably supports the top plate in the longitudinal direction of the top plate, and a base that supports the slide mechanism.
The base can be moved along a rail installed on the floor to a position where the top plate is inserted into the opening when the top plate is erected.
The standing device is interposed between the base and the slide mechanism, Ri can rise der the slide mechanism and the top plate from said base,
The base has a vertically movable vertical movement mechanism for adjusting the height of the top plate supported by the slide mechanism, and the top plate is raised before the slide mechanism and the top plate are erected. the lowest you adjust the height, X-rays computed tomography system.
前記支柱は、前記架台を水平軸回りに回転自在に支持する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 Further provided with a pair of struts that slidably support the gantry in the vertical direction.
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the support column rotatably supports the gantry around a horizontal axis.
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