JP6877992B2 - 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。 Embodiments of the present invention relate to an X-ray computed tomography apparatus.
一般に、X線コンピュータ断層撮影(CT:Computed Tomography)装置は、患者を寝台に寝かせた状態(臥位状態)で撮影を行う。近年、立位または座位状態の患者を撮影し、関節や臓器に自重や重力がかかった状態での画像診断や動態観察を可能としたX線CT装置が望まれている。例えば、架台を開口の中心軸が鉛直を向くように配置し、架台の昇降動作を可能とすることで、関節や臓器に自重や重力がかかった状態で画像診断や動態観察が容易に可能となる。これにより、自重や重力負荷における関節等の術前・術後の経過観察や臓器の状態が観察可能となる等、臨床において大いに役立つ。 Generally, an X-ray computed tomography (CT) device performs imaging with a patient lying on a bed (in a lying position). In recent years, there has been a demand for an X-ray CT apparatus capable of imaging a patient in a standing or sitting position and performing image diagnosis and dynamic observation in a state where a joint or an organ is subjected to its own weight or gravity. For example, by arranging the gantry so that the central axis of the opening faces vertically and enabling the gantry to move up and down, it is possible to easily perform diagnostic imaging and dynamic observation while the joints and organs are under their own weight and gravity. Become. This makes it possible to observe the preoperative and postoperative follow-up of joints under their own weight and gravity load, and to observe the state of organs, which is very useful in clinical practice.
一方、立位または座位状態の患者を撮影する場合、所定の撮影位置に患者が配置されるよう、患者固定具等を用いて患者の身体を固定している。このとき、立位状態の患者における関節屈曲等の動作(例えば、屈伸動作といった腰部より下の関節を屈曲する動作)を撮影する場合、患者の身体が固定されていることにより動作が制限されるため、関節屈曲が困難である。 On the other hand, when photographing a patient in a standing or sitting position, the patient's body is fixed by using a patient fixture or the like so that the patient is placed at a predetermined imaging position. At this time, when photographing a motion such as joint flexion in a standing patient (for example, a motion of flexing a joint below the lumbar region such as a flexion / extension motion), the motion is restricted because the patient's body is fixed. Therefore, it is difficult to flex the joint.
本実施形態の目的は、正確な動態観察、患者の負荷軽減、及び、スループットを向上することができる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 embodiment is to provide an X-ray computed tomography apparatus capable of accurate dynamic observation, reduction of patient load, and improvement of throughput.
実施形態によれば、X線コンピュータ断層撮影装置は、架台本体と、支柱と、患者保持装置とを備える。架台本体は、X線を発生するX線源と、前記X線を検出するX線検出器とを撮影領域を形成する開口を挟んで保持する。支柱は、前記開口の中心軸が床面に対して直交するように前記架台本体を保持し、かつ前記架台本体を上下方向にスライド可能に支持する。患者保持装置は、患者を保持する患者保持部材を前記開口の通過経路において前記上下方向にスライド可能に支持する。 According to the embodiment, the X-ray computed tomography apparatus includes a gantry body, a support, and a patient holding device. The gantry main body holds an X-ray source that generates X-rays and an X-ray detector that detects the X-rays with an opening forming a photographing region. The support column holds the gantry body so that the central axis of the opening is orthogonal to the floor surface, and supports the gantry body so as to be slidable in the vertical direction. The patient holding device slidably supports the patient holding member that holds the patient in the vertical direction in the passage path of the opening.
以下、実施形態に係るX線CT装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the X-ray CT apparatus according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、実施形態に係るX線CT装置の概要を示す図である。図1に示すX線CT装置は、立位、座位、または臥位状態の患者Sに対してX線コンピュータ断層撮影(以降、CT撮影と呼称する。)を行うことが可能である。図1に示すように、架台本体11が天井から床に亘って設けられる一対の支柱16に回転軸Aにより回転可能に支持される。架台本体11は、一対の支柱16に沿って上下方向にスライド可能である。例えば、図1に示すX線CT装置において立位状態の患者SをCT撮影する場合、撮影領域をなす開口の中心軸R1の線が床面に対して直交する方向に架台本体11を維持する。さらに、患者Sを台22に立たせ、当該開口の通過経路上に配置された患者保持装置20により患者Sを保持する。患者保持装置20により患者Sを保持した状態で、架台本体11を上下方向にスライドさせて立位状態の患者SをCT撮影する。このとき、表示回路23に現在の撮影状況や患者への動作指示等を表示してもよい。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an X-ray CT apparatus according to an embodiment. The X-ray CT apparatus shown in FIG. 1 can perform X-ray computed tomography (hereinafter referred to as CT imaging) for a patient S in a standing, sitting, or lying position. As shown in FIG. 1, the gantry
なお、当該支柱16は、天井から床に亘って設けられているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、一対の支柱16に梁を架設して、やぐら型構造としてもよい。また、支柱16は架台本体11の両側に設けられているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、1本の支柱16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よい。
The
さらに、図1に示すX線CT装置について詳しく説明する。 Further, the X-ray CT apparatus shown in FIG. 1 will be described in detail.
図2は、実施形態に係るX線CT装置の構成を示すブロック図である。図2に示すように、X線CT装置は、架台装置1とCTコンソール3とを備える。例えば、架台装置1はCT検査室に設置され、CTコンソール3はCT検査室に隣接する制御室に設置される。架台装置1とCTコンソール3とは互いに有線または無線で通信可能に接続される。架台装置1は、立位、座位、または臥位状態の患者をCT撮影するための構成を有するスキャン装置である。CTコンソール3は、架台装置1を制御するコンピュータである。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment. As shown in FIG. 2, the X-ray CT apparatus includes a gantry apparatus 1 and a
まず、架台装置1について詳しく説明する。架台装置1は、架台本体11と、支柱16とを有する。図1に示すように、架台本体11は、撮影領域をなす開口OPが形成された略円筒形状の構造体である。当該撮影領域は、立位、座位、または臥位状態でのCT撮影における撮影視野(FOV:field of view)と略一致する。架台本体11は、開口OPを挟んで対向するように配置されたX線管13と、X線検出器14とを収容する。
First, the gantry device 1 will be described in detail. The gantry device 1 has a gantry
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24とを更に有している。メインフレームの回転フレーム24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24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13とX線検出器14とが取付けられている。X線管13とX線検出器14とは、例えば、回転フレーム24に形成された凹部に嵌め込まれてもよいし、ネジ等の締結具により締結されてもよい。
More specifically, the gantry
回転フレーム24は、回転駆動装置19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19は、架台制御回路25からの制御に従って回転フレーム24を回転させるための動力を発生する。回転駆動装置19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19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19は、例えば、架台本体11に収容されている。
The rotating
支柱16は、架台本体11を床面から離反して支持する基体である。支柱16は、例えば、円柱形状や角柱形状等の柱状形状を有する。支柱16は、例えば、プラスチックや金属等の任意の物質により形成される。支柱16は、例えば、架台本体11の側面に取り付けられる。支柱16は、立位状態の患者SをCT撮影するため、開口OPの中心軸R1が床面に対して垂直方向を維持した状態において架台本体11をスライド可能に支持する。
The
支柱16には架台本体11の垂直方向に関するスライドのための駆動装置(以降、支柱駆動装置と呼称する。)17が収容されている。支柱駆動装置17は、架台制御回路25からの制御に従って、架台本体11を垂直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17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。支柱16は、支柱駆動装置17からの動力を受けて、支柱16に対して架台本体11を垂直方向に関してスライドする。支柱駆動装置17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。
The
支柱16は、例えば、架台本体11の水平軸(回転軸ともいう。以降、チルト軸と呼称する。)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る。この場合、支柱16と架台本体11とは、架台本体11がチルト軸回りに回転可能に回転軸A等を介して接続される。
The
支柱16には架台本体11のチルト軸に関するチルトのための駆動装置(以降、チルト駆動装置18と呼称する。)が収容されている。チルト駆動装置18は、架台制御回路25からの制御に従って、架台本体11をチルト軸に関して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18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。支柱16は、チルト駆動装置18からの動力を受けて、架台本体11をチルト軸に関してチルトする。チルト駆動装置18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。
The
これにより、立位、座位、または臥位状態を一台の架台装置1で選択的に実行することが可能となる。ここで、支柱16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16は、架台本体11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よい。
As a result, the standing, sitting, or lying position can be selectively executed by one gantry device 1. Here, it is assumed that the
X線管13は、高電圧発生装置12からの高電圧の印加を受けてX線を発生する。具体的に、X線管13内部には陽極と陰極が収納され、X線管13内部が真空に保たれている。陽極側にはターゲットマテリアルが設けられる。ターゲットマテリアルには、例えば、タングステンやモリブテンが用いられる。また、陰極側にはフィラメントが設けられる。フィラメントには、例えば、タングステンが用いられる。まず、高電圧発生装置12からの高電圧の印加を受けて、陰極にあるフィラメントから熱電子を放出される。次に、放出された熱電子がターゲットマテリアルに衝突する。これにより、X線管13は、X線を発生する。
The
高電圧発生装置12は、例えば、回転フレーム24に取付けられている。高電圧発生装置12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13に印加する高電圧を発生する。具体的には、高電圧発生装置12は、コンバータと、インバータと、コンデンサおよび整流回路等から成る昇圧整流回路とを有する。まず、高電圧発生装置12は、架台本体11の電源装置から供給された交流電圧をコンバータにより直流電圧に変換する。次に、高電圧発生装置12は、コンバータにより変換された直流電圧をインバータにより高周波の交流電圧に変換する。さらに、高電圧発生装置12は、インバータにより変換された高周波の交流電圧を昇圧整流回路により昇圧および整流して、高周波の直流電圧を発生する。高電圧発生装置12は、当該高周波の直流電圧をX線管13に印加する。高電圧発生装置12とX線管13とは高圧ケーブル(図示せず)を介して接続されている。高電圧発生装置12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13に印加される。
The
X線検出器14は、X線管13から発生され患者Sを透過したX線を検出する。X線検出器14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13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14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(半導体検出器)であってもよい。
The
データ収集回路15は、被検体により減弱された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15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15は、架台本体11内においてX線検出器14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、およ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CTコンソール3に供給される。
The
なお、架台本体11には、上記X線管13、X線検出器14、回転フレーム24、メインフレーム、電源装置、高電圧発生装置12、およびデータ収集回路15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よい。例えば、回転フレーム24にはX線管を冷却する冷却装置が取付けられてもよい。また、空調のためのファンが架台本体11に取付けられてもよい。
The gantry
架台装置1は、患者保持装置20と、昇降駆動装置21とを有する。患者保持装置20は、患者Sを所定の位置に保持するための構造体である。例えば、患者保持装置20は、開口(ボア)OPの通過経路上に配置され、患者Sを開口OPの中心軸R1に沿うように保持する。図3は、図2に示す患者保持装置20を示す正面図および側面図である。図4は、図2に示す患者保持装置20の展開動作を示す図である。図3および図4に示すように、患者保持装置20は、第1スライド部材201、第2スライド部材202、および患者保持部材203を有する。第1スライド部材201は、CT検査室の天井に設けられ、第2スライド部材202を上下方向にスライド可能に支持する。第2スライド部材202は、第1スライド部材201に設けられ、患者保持部材203を上下方向にスライド可能に支持する。患者保持部材203は、第2スライド部材202に設けられ、第2スライド部材202により上下方向にスライド可能に支持される。すなわち、患者保持装置20は、複数のスライド部材による多段階の患者保持部材203の昇降動作を行うことが可能である。図3に示す患者保持装置20は、2つのスライド部材による2段階の患者保持部材203の昇降動作を行うことが可能である。
The gantry device 1 includes a
患者保持部材203は、患者Sを患者保持装置20に保持するための基体である。患者保持部材203は、患者固定部材204、ハンドグリップ205を備える。例えば、患者固定部材204により患者Sの肩部を固定支持することで、患者Sを患者保持装置20に保持することが可能である。また、患者Sは、患者保持部材203を上下方向にスライドさせることが可能になる。
The
また、ハンドグリップ205は、患者Sの胸部CT撮影等において患者Sにより把持される。さらに、ハンドグリップ205を把持することで、患者Sは、自身の上下動作と一体になって患者保持部材203を上下方向にスライドさせることが可能になる。患者Sにより患者保持部材203を上下方向にスライドさせることが可能であるため、立位状態の患者における関節屈曲等の動作(例えば、屈伸動作といった腰部より下の関節を屈曲する動作)を容易に行うことができる。
Further, the
昇降駆動装置21は、第2スライド部材202および患者保持部材203をそれぞれ上下方向にスライドするための動力を発生する。例えば、昇降駆動装置21は、CT検査室の天井に設けられる。昇降駆動装置21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。第2スライド部材202および患者保持部材203は、昇降駆動装置21からの動力を受けて、それぞれ上下方向にスライドする。具体的には、昇降駆動装置21は、患者Sによる患者保持部材203の昇降動作を補助するアシスト機能を有する。また、昇降駆動装置21は、架台制御回路25からの制御に従って、能動的に患者保持部材203を上下方向にスライドさせることで、患者Sの動作を補助する動作補助機能を有する。本実施形態において、昇降駆動装置21は、アシスト機能および動作補助機能のうちの少なくとも一つを有する。アシスト機能および動作補助機能は、必要に応じてユーザにより切り替える。昇降駆動装置21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。
The elevating
なお、図3に示す患者保持装置20は、複数のスライド部材による多段階の患者保持部材203の昇降動作を可能としているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、患者保持装置20は、1つのスライド部材による1段階の患者保持部材203の昇降動作を可能としてもよい。また、患者保持装置20は、患者Sの肩部に限らず、腕部や胴体部等、患者Sの少なくとも一部を固定支持するようにしてもよい。
The
架台制御回路25は、CTコンソール3のシステム制御回路36からの制御に従い高電圧発生装置12、支柱駆動装置17、チルト駆動装置18、回転駆動装置19および昇降駆動装置21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(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、架台制御回路25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)等により実現してもよい。
The
架台装置1は、台22と表示回路23とを有する。台22は、立位状態の患者Sの立ち位置を示す略円筒形状の構造体である。表示回路23は、現在の撮影状況や患者Sへの動作指示等を表示する。例えば、表示回路23は、架台装置1とは別体で設けられた撮影機材により撮影されたCT検査室の映像を表示する。また、表示回路23は、立位状態の患者Sに関する関節屈曲の動作のCT撮影を行う場合、患者Sへの動作指示をマーク等で表示する。
The gantry device 1 has a
次に、CTコンソール3について詳しく説明する。
Next, the
CTコンソール3は、前処理回路31、再構成回路32、入力インターフェース(IF)回路33、表示回路34、記憶回路35およびシステム制御回路36を有する。前処理回路31、再構成回路32、表示回路34、記憶回路35およびシステム制御回路36は、それぞれバス(bus)を介して接続され、当該バスを介してデータ通信が行われる。
The
前処理回路31は、メモリと所定のプロセッサによって実現される。前処理回路31は、データ収集回路15から出力された生データに対して前処理を施す。前処理には、例えば、生データに対する対数変換処理、チャンネル間の感度不均一補正処理、X線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下または、信号脱落を補正する処理等が含まれる。前処理回路31は、前処理を施した再構成処理直前のデータ(投影データと称される。)を、再構成回路32および記憶回路35へ伝送する。
The preprocessing circuit 31 is realized by a memory and a predetermined processor. The preprocessing circuit 31 performs preprocessing on the raw data output from the
再構成回路32は、メモリと所定のプロセッサによって実現される。再構成回路32は、例えば、前処理回路31から伝送された投影データセットに基づいて、略円柱形のボリュームデータを再構成する。当該ボリュームデータは、スライス方向に配列された複数のスライスに関する複数のCT画像により構成される。再構成回路32は、再構成されたボリュームデータを記憶回路35へ伝送する。また、再構成回路32は、上記投影データセットから二次元CT画像(断層画像、以降、単にCT画像と記載)を再構成する。再構成回路32は、再構成されたCT画像を記憶回路35へ伝送する。
The
入力IF回路33は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、および表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力IF回路33は、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換しシステム制御回路36へ出力する。入力IF回路33には、例えば、架台本体11の任意のチルト軸回りのチルト角が入力される。なお、本実施形態において、入力IF回路33は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号をシステム制御回路36へ出力する電気信号の処理回路も入力IF回路33の例に含まれる。
The input IF
表示回路34は、システム制御回路36による制御に従い種々のデータおよび上記CT画像および上記三次元画像等を表示する。具体的には、表示回路34は、表示インターフェース回路と表示機器とを有する。表示インターフェース回路は、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換する。表示信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表すビデオ信号を表示する。表示機器としては、例えば、CRTディスプレイ(Cathode Ray Tube Display)、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機ELディスプレイ(OELD:Organic Electro Luminescence Display)、プラズマディスプレイまた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
記憶回路35は、比較的大容量のデータを記憶可能なHDD(Hard Disk Drive)およびSSD(Solid State Drive)等である。例えば、記憶回路35は、再構成回路32により再構成されたボリュームデータおよびCT画像を記憶する。なお、記憶回路35は、HDD等の磁気ディスク以外にも、光磁気ディスクやCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクを利用してもよい。また、記憶回路35の保存領域は、X線CT装置内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。また、記憶回路35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 storage circuit 35 is an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like that can store a relatively large amount of data. For example, the storage circuit 35 stores the volume data and the CT image reconstructed by the
システム制御回路36は、ハードウェア資源として、CPUやMPU等のプロセッサと、ROMやRAM等のメモリとを有する。システム制御回路36のメモリは、記憶回路35から読み出された制御プログラムを一時的に記憶する。システム制御回路36のプロセッサは、メモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、架台装置1における各構成およびCTコンソール3における各構成の動作および処理等を統括的に制御する。例えば、システム制御回路36は、所定のスキャンシーケンスに従って撮影を行うように、高電圧発生装置12からX線管13への電力供給を制御する。システム制御回路36は、支柱駆動装置17を制御することで架台本体11を垂直方向に関してスライドさせる。システム制御回路36は、チルト駆動装置18を制御することで架台本体11をチルト軸に関して回転させる。システム制御回路36は、回転駆動装置19を制御することで、回転フレーム24を回転させる。システム制御回路36は、記憶回路35に予め記憶された撮影プランに基づいて、第2スライド部材202、および患者保持部材203をそれぞれ上下方向にスライドさせる。
The
ここで、図2に示す患者保持装置20の具体的な動作例について説明する。
Here, a specific operation example of the
図5は、図2に示す患者保持装置20の動作例1を示す図である。図5に示すように、患者保持装置20は、患者保持部材を上下方向にスライド可能に支持する。このため、立位状態でのCT撮影の対象となる患者Sの身長が異なる場合であっても、撮影技師は、患者Sの身長に合わせて、患者保持部材を上下方向にスライドさせ、患者Sを患者保持部材に保持することができる。
FIG. 5 is a diagram showing an operation example 1 of the
図6は、図2に示す患者保持装置20の動作例2を示す図である。例えば、本実施形態に係るX線CT装置において、図6(a)に示す足踏み動作や図6(b)に示す屈伸動作を行う患者SのCT撮影を行う場合であっても、患者Sの動作に合わせて、患者Sにより患者保持部材を上下方向にスライドさせ、患者Sを保持することができる。
FIG. 6 is a diagram showing an operation example 2 of the
さらに、患者Sによる足踏み動作または屈伸動作を強制的に実現させるため、昇降駆動装置21により患者保持部材を上下方向にスライドさせてもよい。また、患者Sの動作を補助するため、昇降駆動装置21により患者Sの上下方向の力を増幅するパワーアシストを行ってもよい。
Further, in order to forcibly realize the stepping motion or the bending / stretching motion by the patient S, the patient holding member may be slid in the vertical direction by the elevating
上記構成によれば、本実施形態に係るX線CT装置は、患者Sに合わせて患者保持部材203により患者Sを保持することができる。また、患者の少なくとも一部が固定されていても、患者Sに合わせて患者保持部材203を上下方向にスライドさせることが可能であるため、立位状態の患者における関節屈曲等の動作を容易に行うことができる。また、力の弱い子供や女性、あるいは立位状態を維持することが困難な患者であっても、昇降駆動装置21により動作を補助することが可能であるため、立位状態の患者における関節屈曲等の動作を容易に行うことができる。これにより、患者に負担なく立位状態の患者における関節屈曲等の動作のCT撮影を行うことができる。
According to the above configuration, the X-ray CT apparatus according to the present embodiment can hold the patient S by the
(変形例1)
本実施形態に係るX線CT装置において、例えば、立位状態を維持することが困難な患者を患者保持装置20に固定する場合、撮影技師等により患者を支えながら患者保持装置20に固定することとなる。この場合、患者の負担だけでなく、撮影技師等の負担も増加する。そこで、変形例1に係るX線CT装置は、患者保持装置20に取り付けられ、必要に応じて展開可能な可動椅子を設ける。
(Modification example 1)
In the X-ray CT apparatus according to the present embodiment, for example, when a patient who has difficulty in maintaining a standing position is fixed to the
図7は、図2に示す患者保持装置20に収納される可動椅子の設置例1を示す正面図および側面図である。可動椅子は、撮影技師等により収納位置から下降させることで展開される。例えば、図7に示すように、可動椅子は、第1椅子部材B1、第2椅子部材B2、および第3椅子部材B3を含む。可動椅子を展開した場合、第1椅子部材B1は背もたれ、第2椅子部材B2は座部、第3椅子部材B3は座部を支える支柱となる。
FIG. 7 is a front view and a side view showing an installation example 1 of a movable chair housed in the
第2椅子部材B2は、第1椅子部材B1の床面側の端部に設けられた回転軸A1により回転可能に支持される。第3椅子部材B3は、第2椅子部材B2の床面側の端部に設けられた回転軸A2により回転可能に支持される。第3椅子部材は、自身の床面側の端部に設けられた回転軸A3により回転可能に支持される。 The second chair member B2 is rotatably supported by a rotation shaft A1 provided at an end portion of the first chair member B1 on the floor surface side. The third chair member B3 is rotatably supported by a rotation shaft A2 provided at an end portion of the second chair member B2 on the floor surface side. The third chair member is rotatably supported by a rotation shaft A3 provided at an end portion on the floor surface side of the third chair member.
第1椅子部材B1、第2椅子部材B2、および第3椅子部材B3は、第1スライド部材201により上下方向にスライド可能に支持される。さらに、第1スライド部材201に突起Pが設けられ、可動椅子を展開する場合において、回転軸A1と接触する。また、第1スライド部材201も天井から上下方向にスライド可能に支持される。可動椅子は、撮影技師等により収納位置から下降させることで展開される。
The first chair member B1, the second chair member B2, and the third chair member B3 are slidably supported in the vertical direction by the
ここで、収納される可動椅子の展開方法について詳しく説明する。 Here, the method of deploying the movable chair to be stored will be described in detail.
図8乃至図10は、図7に示す可動椅子の展開方法を示す図である。図7に示すように、天井に設置される患者保持装置20に可動椅子が収納されている状態から展開していく場合について説明する。まず、図8に示すように、第1スライド部材201を下降し、第1スライド部材201の床面側の一端を床面に接地する。さらに第1スライド部材201の下降に連動して、患者保持装置20の収納位置に収納された第1椅子部材B1と、第2椅子部材B2と、第3椅子部材B3とを下降し、第3椅子部材B3の床面側の一端を床面に接地する。
8 to 10 are views showing a method of deploying the movable chair shown in FIG. 7. As shown in FIG. 7, a case where the movable chair is housed in the
次に、図9に示すように、第1椅子部材B1をさらに下降する。ここで、第1椅子部材B1の下降に連動して、第2椅子部材B2は、回転軸A1を軸として天井方向に回転する。また、第3椅子部材B3は、回転軸A3を軸として床面方向に回転する。また、回転軸A2は、第1スライド部材201から離反する方向に移動する。さらに第1椅子部材B1を下降すると、回転軸A1が突起Pに接触する。このとき、突起Pは、第2椅子部材B2が水平となる位置で回転軸A1と接触するように、第1スライド部材201における配置が決められている。回転軸A1が突起Pに接触した場合、第1椅子部材B1の下降を停止する。
Next, as shown in FIG. 9, the first chair member B1 is further lowered. Here, in conjunction with the lowering of the first chair member B1, the second chair member B2 rotates in the ceiling direction about the rotation axis A1. Further, the third chair member B3 rotates in the floor surface direction about the rotation axis A3. Further, the rotation shaft A2 moves in a direction away from the
これにより、図10に示す可動椅子が展開される。図10に示すように、第1椅子部材B1は背もたれ、第2椅子部材B2は座部、第3椅子部材B3は座部を支える支柱となっている。また、回転軸A1が突起Pに接触しているため、患者Sが座っても、患者Sの荷重による第1椅子部材B1の下降を防ぐことができる。 As a result, the movable chair shown in FIG. 10 is deployed. As shown in FIG. 10, the first chair member B1 is a backrest, the second chair member B2 is a seat portion, and the third chair member B3 is a support column that supports the seat portion. Further, since the rotation shaft A1 is in contact with the protrusion P, even if the patient S sits down, it is possible to prevent the first chair member B1 from descending due to the load of the patient S.
上記構成によれば、立位状態を維持することが困難な患者を患者保持装置20に固定する場合、可動椅子に患者を座らせることができる。当該可動椅子に患者を座らせた状態で、患者保持装置20の患者保持部材203を下降する。下降した患者保持部材203に可動椅子に座らせた患者を固定する。これにより、患者および撮影技師に負担なく、患者を患者保持装置20に固定することができる。
According to the above configuration, when a patient who has difficulty in maintaining an upright position is fixed to the
なお、変形例1において、可動椅子は、撮影技師等により収納位置から下降させることで展開されるとしたが、これに限定されない。例えば、昇降駆動装置21により可動椅子を収納位置から下降させてもよい。例えば、入力IF回路33を介したユーザによる操作(例えば、入力IF回路33に含まれるボタンの押下)を契機として、可動椅子を収納位置から下降させてもよい。
In the first modification, the movable chair is deployed by being lowered from the storage position by a camera operator or the like, but the present invention is not limited to this. For example, the movable chair may be lowered from the storage position by the elevating
また、第1スライド部材201の下降に連動して、患者保持装置20の収納位置に収納された第1椅子部材B1と、第2椅子部材B2と、第3椅子部材B3とを下降しているが、第1スライド部材201の下降とは別に下降してもよい。
Further, in conjunction with the lowering of the
(変形例2)
さらに、変形例2に係る可動椅子について記載する。
(Modification 2)
Further, the movable chair according to the second modification will be described.
図11は、図2に示す患者保持装置20に収納される可動椅子の設置例2を示す正面図および側面図である。可動椅子は、変形例1に係る可動椅子と同様に、撮影技師等により収納位置から下降させることで展開される。例えば、図11に示すように、可動椅子は、第4椅子部材B4と、第5椅子部材B5と、第6椅子部材B6とを含む。可動椅子は、必要に応じて患者保持装置20の側面に設けられる収納部206から展開される。可動椅子を展開した場合、第4椅子部材B4は座部、第5椅子部材B5および第6椅子部材B6は座部を支える支柱となる。
FIG. 11 is a front view and a side view showing an installation example 2 of a movable chair housed in the
第6椅子部材B6は、突起Pを有する。第4椅子部材B4は、可動椅子を展開する場合に当該突起Pに嵌合する切り欠きを有する。第5椅子部材B5は、可動椅子を収納する場合に当該突起Pに嵌合する切り欠きを有する。 The sixth chair member B6 has a protrusion P. The fourth chair member B4 has a notch that fits into the protrusion P when the movable chair is deployed. The fifth chair member B5 has a notch that fits into the protrusion P when the movable chair is housed.
第4椅子部材B4は、第5椅子部材B5に沿って上下方向にスライド可能に支持される。第5椅子部材B5は、第1スライド部材201の側面に沿って上下方向にスライド可能に支持される。第4椅子部材B4は、第5椅子部材B5の回転軸A5により回転可能に支持される。第5椅子部材B5と第6椅子部材B6との間には、回転軸A4が設けられる。第6椅子部材B6は、第5椅子部材B5に沿って上下方向にスライドに支持される。また、第5椅子部材B5と第6椅子部材B6との間には、ダンパDが設けられる。ダンパDは、回転軸A6および回転軸A7により第5椅子部材B5と第6椅子部材B6とに接続される。第6椅子部材B6の床面側の一端には、車輪Wが設けられる。また、設置例1と同様に、第1スライド部材201も天井から上下方向にスライド可能に支持される。
The fourth chair member B4 is slidably supported in the vertical direction along the fifth chair member B5. The fifth chair member B5 is slidably supported in the vertical direction along the side surface of the
ここで、収納される可動椅子の展開方法について詳しく説明する。 Here, the method of deploying the movable chair to be stored will be described in detail.
図12乃至図14は、図11に示す可動椅子の展開方法を示す図である。図11に示すように、天井に設置される患者保持装置20の収納部206に可動椅子が収納されている状態から展開していく場合について説明する。まず、図12に示すように、第1スライド部材201を下降する。さらに第1スライド部材201の下降に連動して、第4椅子部材B4と、第5椅子部材B5と、第6椅子部材B6とを下降し、車輪Wを床面に接地する。また、第5椅子部材B5と、第6椅子部材B6との下降に連動して、第4椅子部材B4を回転軸A5を軸として床面方向に回転する。
12 to 14 are views showing a method of deploying the movable chair shown in FIG. As shown in FIG. 11, a case where the movable chair is stored in the
次に、図13に示すように、第4椅子部材B4は、回転軸A5を軸としてさらに天井方向に回転する。ここで、第4椅子部材B4を収納位置から設置位置まで回転させた場合、第4椅子部材B4が第6椅子部材B6の突起Pに干渉する。このため、第4椅子部材B4の一端を凸型形状とし、第6椅子部材B6が突起Pに干渉することを防ぐ。さらに、床面への接地を契機として、車輪Wは、第5椅子部材B5から離反する方向に移動する。第6椅子部材B6をさらに下降することで、第6椅子部材B6は、車輪Wの移動に連動して、回転軸A5を軸として天井方向に回転する。このとき、突起Pと第4椅子部材B4の切り欠きとが噛み合うことで、第4椅子部材B4が第6椅子部材B6により支えられる構造となっている。 Next, as shown in FIG. 13, the fourth chair member B4 further rotates in the ceiling direction about the rotation axis A5. Here, when the fourth chair member B4 is rotated from the storage position to the installation position, the fourth chair member B4 interferes with the protrusion P of the sixth chair member B6. Therefore, one end of the fourth chair member B4 has a convex shape to prevent the sixth chair member B6 from interfering with the protrusion P. Further, when the wheel W touches the floor surface, the wheel W moves in a direction away from the fifth chair member B5. By further lowering the sixth chair member B6, the sixth chair member B6 rotates in the ceiling direction about the rotation axis A5 in conjunction with the movement of the wheel W. At this time, the protrusion P and the notch of the fourth chair member B4 mesh with each other, so that the fourth chair member B4 is supported by the sixth chair member B6.
これにより、図14に示す可動椅子が展開される。図14に示すように、第4椅子部材B4は座部、第5椅子部材B5および第6椅子部材B6は座部を支える支柱となっている。また、第4椅子部材B4の切り欠きと突起Pとが嵌合するため、患者Sが座っても、患者Sの荷重を支えることできる。 As a result, the movable chair shown in FIG. 14 is deployed. As shown in FIG. 14, the fourth chair member B4 is a seat portion, and the fifth chair member B5 and the sixth chair member B6 are columns that support the seat portion. Further, since the notch of the fourth chair member B4 and the protrusion P are fitted, the load of the patient S can be supported even if the patient S sits down.
上記構成によれば、立位状態を維持することが困難な患者を患者保持装置20に固定する場合、可動椅子に患者を座らせる。当該可動椅子に患者を座らせた状態で、患者保持装置20の患者保持部材203を下降する。下降した患者保持部材203に可動椅子に座らせた患者を固定する。これにより、患者および撮影技師に負担なく、患者を患者保持装置20に固定することができる。
According to the above configuration, when fixing a patient who has difficulty in maintaining an upright position to the
なお、変形例2において、可動椅子は、撮影技師等により収納位置から下降させることで展開されるとしたが、これに限定されない。例えば、昇降駆動装置21により可動椅子を収納位置から下降させてもよい。例えば、入力IF回路33を介したユーザによる操作(例えば、入力IF回路33に含まれるボタンの押下)を契機として、可動椅子を収納位置から下降させてもよい。
In the second modification, the movable chair is deployed by being lowered from the storage position by a camera operator or the like, but the present invention is not limited to this. For example, the movable chair may be lowered from the storage position by the elevating
また、第1スライド部材201の下降に連動して、患者保持装置20の収納部206に収納された第4椅子部材B4と、第5椅子部材B5と、第6椅子部材B6とを下降しているが、第1スライド部材201の下降とは別に下降してもよい。
Further, in conjunction with the lowering of the
(変形例3)
上記実施形態に係るX線CT装置は、天井に患者保持装置20を設置しているが、図15(a)に示すように、患者保持装置20を天井に設置するための移動装置4を設けて、天井をスライド可能としてもよい。例えば、図15(b)に示すように、移動装置4は、移動筐体41と、レール42とを備える。天井に設置される移動筐体41に患者保持装置20を設置し、天井に設置されるレール42に沿って移動筐体41をスライドすることで、患者保持装置20を移動させることが可能になる。これにより、例えば、体格の異なる患者であっても開口OPの中心軸R1の線上に患者が配置されるよう、患者保持装置20の配置を調整することができる。
(Modification example 3)
In the X-ray CT apparatus according to the above embodiment, the
(変形例4)
上記実施形態に係るX線CT装置は、天井に患者保持装置20を設置しているが、図16(a)に示すように、患者保持装置20を天井に設置するための傾斜装置7を設けて、患者保持装置20を傾斜可能としてもよい。また、患者保持装置20の患者保持部材に補助天板5を取り付け可能な取り付け具を設けてもよい。補助天板5は、患者保持装置20と台22とに取り付けられ、患者を載置するためのフットレスト6を備える。例えば、図16(b)に示すように、傾斜装置7は、半円状のレール71と傾斜部材72とを有する。台22は、補助天板5を回転可能に支持するための回転軸A8を有する。これにより、回転軸A8を軸として、天板あるいは補助天板を傾斜することができる。
(Modification example 4)
The X-ray CT apparatus according to the above embodiment has the
(総括)
上記の説明の通り、実施形態に係るX線CT装置は、架台本体と、支柱と、患者保持装置とを備える。架台本体は、X線を発生するX線源と、X線を検出するX線検出器とを撮影領域を形成する開口を挟んで保持する。支柱は、開口の中心軸が床面に対して直交するように架台本体を保持し、かつ架台本体を上下方向にスライド可能に支持する。患者保持装置は、患者を保持する患者保持部材を開口の通過経路において上下方向にスライド可能に支持する。
(Summary)
As described above, the X-ray CT apparatus according to the embodiment includes a gantry main body, a support column, and a patient holding device. The gantry main body holds an X-ray source that generates X-rays and an X-ray detector that detects X-rays with an opening forming an imaging region. The support column holds the gantry body so that the central axis of the opening is orthogonal to the floor surface, and supports the gantry body so as to be slidable in the vertical direction. The patient holding device slidably supports the patient holding member holding the patient in the passage path of the opening in the vertical direction.
上記の構成により、実施形態に係るX線CT装置は、患者の少なくとも一部が固定されていても、患者保持部材を上下方向にスライドさせることが可能であるため、立位状態の患者における関節屈曲等の動作(例えば、屈伸動作といった腰部より下の関節を屈曲する動作)を容易に行うことができる。 With the above configuration, the X-ray CT apparatus according to the embodiment can slide the patient holding member in the vertical direction even if at least a part of the patient is fixed, so that the joint in the standing patient Motions such as flexion (for example, flexion of joints below the lumbar region such as flexion and extension) can be easily performed.
かくして、実施形態に係るX線CT装置は、正確な動態観察、患者の負荷軽減、及び、スループットを向上することができる。 Thus, the X-ray CT apparatus according to the embodiment can perform accurate dynamic observation, reduce the load on the patient, and improve the throughput.
なお、上記変形例1または変形例2と、変形例3と、変形例4とは、各々個別に設置するのではなく、組み合わせて設置するようにしてもよい。
The above-mentioned modification 1 or
また、上記説明において用いた「所定のプロセッサ」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)、あるいは、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(SPLD:Simple Programmable Logic Device)、複合プログラマブル論理デバイス(CPLD:Complex Programmable Logic Device)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA:Field Programmable Gate Array)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。 Further, the wording "predetermined processor" used in the above description is, for example, a dedicated or general-purpose processor, a circuit (circuitry), a processing circuit (circuitry), an operation circuit (circuitry), an arithmetic circuit (circuitry), or a specific one. Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Programmable Logic Devices (for example, Simple Programmable Logic Devices (SPLDs), Complex Programmable Logic Devices (CPLDs), and Field Programmable Gate Arrays for Applications. (FPGA: Field Programmable Gate Array) and the like. 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. , A plurality of components (a plurality of processing units) may be realized by a single processor.
以上、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 above, 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.
1…架台装置、3…CTコンソール、4…移動装置、5…補助天板、6…フットレスト、7…傾斜装置、11…架台本体、12…高電圧発生装置、13…X線管、14…X線検出器、15…データ収集回路、16…支柱、17…支柱駆動装置、18…チルト駆動装置、19…回転駆動装置、20…患者保持装置、21…昇降駆動装置、22…台、23…表示回路、24…回転フレーム、25…架台制御回路、31…前処理回路、32…再構成回路、33…入力インターフェース(IF)回路、34…表示回路、35…記憶回路、36…システム制御回路、41…移動筐体、42…レール、71…レール、72…傾斜部材、201…第1スライド部材、202…第2スライド部材、203…患者保持部材、204…患者固定部材、205…ハンドグリップ、206…収納部、A,A1〜A8…回転軸、B1…第1椅子部材、B2…第2椅子部材、B3…第3椅子部材、B4…第4椅子部材、B5…第5椅子部材、B6…第6椅子部材、D…ダンパ、OP…開口、P…突起、R1…中心軸、S…患者、W…車輪。 1 ... gantry device, 3 ... CT console, 4 ... moving device, 5 ... auxiliary top plate, 6 ... footrest, 7 ... tilting device, 11 ... gantry body, 12 ... high voltage generator, 13 ... X-ray tube, 14 ... X-ray detector, 15 ... data acquisition circuit, 16 ... strut, 17 ... strut drive device, 18 ... tilt drive device, 19 ... rotation drive device, 20 ... patient holding device, 21 ... elevating drive device, 22 ... stand, 23 ... display circuit, 24 ... rotating frame, 25 ... gantry control circuit, 31 ... preprocessing circuit, 32 ... reconstruction circuit, 33 ... input interface (IF) circuit, 34 ... display circuit, 35 ... storage circuit, 36 ... system control Circuit, 41 ... moving housing, 42 ... rail, 71 ... rail, 72 ... tilting member, 201 ... first slide member, 202 ... second slide member, 203 ... patient holding member, 204 ... patient fixing member, 205 ... hand Grip, 206 ... Storage part, A, A1 to A8 ... Rotating shaft, B1 ... 1st chair member, B2 ... 2nd chair member, B3 ... 3rd chair member, B4 ... 4th chair member, B5 ... 5th chair member , B6 ... 6th chair member, D ... damper, OP ... opening, P ... protrusion, R1 ... central axis, S ... patient, W ... wheel.
Claims (7)
前記開口の中心軸が床面に対して直交するように前記架台本体を保持し、かつ前記架台本体を上下方向にスライド可能に支持する支柱と、
患者を保持する患者保持部材を前記開口の通過経路において前記上下方向にスライド可能に支持する患者保持装置と、を具備し、
前記患者保持装置は、前記患者自身の上下動作と一体になって前記患者保持部材を前記上下方向にスライドさせる、
X線コンピュータ断層撮影装置。 A gantry body that holds an X-ray source that generates X-rays and an X-ray detector that detects the X-rays with an opening forming an imaging region.
A support column that holds the gantry body so that the central axis of the opening is orthogonal to the floor surface and slidably supports the gantry body in the vertical direction.
A patient holding device for slidably supporting a patient holding member for holding a patient in the vertical direction in a passage path of the opening is provided.
The patient holding device slides the patient holding member in the vertical direction integrally with the vertical movement of the patient itself.
X-ray computed tomography equipment.
前記患者の背面に設けられる基体と、
前記基体に設けられ、前記患者の少なくとも一部分を固定するための患者固定具と、を有する請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 The patient holding member is
A substrate provided on the back of the patient and
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, further comprising a patient fixture provided on the substrate and for fixing at least a part of the patient.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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