医用画像診断装置
【課題】天板の厚みを増すことなく被検体の撮影範囲全域にわたる天板の撓みを抑制して高画質の画像を取得しつつ、構成機器の動きに合わせて移動可能な多自由度天板支持機構を備える医用画像診断装置を提供する。
【解決手段】被検体Ｈが横臥する寝台装置２と、寝台装置２が被検体Ｈが直接接する天板２ａを移動させてトンネル状の内部に挿入し、内部に位置する被検体Ｈを撮影することで被検体Ｈの内部情報を取得する架台３と、寝台装置２及び架台３の駆動を制御する制御装置４と、を備え、架台３を挟み、寝台装置２と対向する位置に設置され、制御装置４による制御に基づき天板２ａの移動に合わせて天板２ａを支持する多自由度天板支持機構５とを備える。
【解決手段】被検体Ｈが横臥する寝台装置２と、寝台装置２が被検体Ｈが直接接する天板２ａを移動させてトンネル状の内部に挿入し、内部に位置する被検体Ｈを撮影することで被検体Ｈの内部情報を取得する架台３と、寝台装置２及び架台３の駆動を制御する制御装置４と、を備え、架台３を挟み、寝台装置２と対向する位置に設置され、制御装置４による制御に基づき天板２ａの移動に合わせて天板２ａを支持する多自由度天板支持機構５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体内部の情報を収集し、この収集された情報に基づいて被検体内部を画像化して医用画像を生成する医用画像診断装置が用いられるようになっている。この医用画像診断装置としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置（computed tomography：コンピュータ断層撮影装置）や、磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ：magnetic resonance imaging）、ＰＥＴ（positron-emission tomography：ポジトロン放出断層撮影）装置等が該当する。
【０００３】
これらの医用画像診断装置においては、被検体全身の内部情報を連続的に収集できるように、被検体が横臥する天板を寝台装置から架台側へ、例えば、２０００ｍｍ程度せり出すように構成されている。但し、天板は寝台装置側でのみ支持されていることが多いことから、せり出し量が大きくなる程、天板のうち支持されている寝台装置側の一方の高さに比べ支持されていない他方の高さが低くなる、いわゆる天板のだれが生じてしまうことがある。このように天板にだれが生ずるとスキャン位置において上下方向の中心がずれる。このずれは撮影された画像の画質に大きな影響を及ぼす。
【０００４】
このずれが生じることに対して以下の特許文献１では天板の支持位置を増やすことで対応する。また、特許文献２においては、架台のトンネル状の内部、天板が架台内部から出る位置に支持部材を設けて対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１７３０６号公報
【特許文献２】特開平９−０５６７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、或いは、特許文献２において開示されているいずれの発明においても、寝台装置以外に天板の支持箇所を設けてはいるが、天板が架台内部から出る出口以降に設けられている。従って、その位置まではあくまでも寝台装置のみで天板を支持しなければならず、架台内部における撮影位置（以下、このような位置を適宜「Ｘ線パス」という）における天板のだれ（画像のずれ）を解消させ難い。このような構成のまま天板のだれを解消させるためには、例えば、天板の厚みを厚くして強度を高める方法が考えられる。
【０００７】
また、例えば心臓等、被検体の体軸からずれた内部情報の撮影を行う場合には、当該位置に合わせて天板も被検体の幅方向にずらして架台内部に進入させる。このような場合に天板を支持するには支持機構を大きく構成する必要があり、設置スペースや操作性の観点から好ましくない状態が作出される可能性もある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、天板の厚みを増すことなく被検体の撮影範囲全域にわたる天板の撓みを抑制して高画質の画像を取得しつつ、構成機器の動きに合わせて移動可能な多自由度天板支持機構を備える医用画像診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明の特徴は、医用画像診断装置において、被検体が横臥する寝台装置と、寝台装置が被検体が直接接する天板を移動させてトンネル状の内部に挿入し、内部に位置する被検体を撮影することで被検体の内部情報を取得する架台と、寝台装置及び架台の駆動を制御する制御装置と、を備え、架台を挟み、寝台装置と対向する位置に設置され、制御装置による制御に基づき天板の移動に合わせて天板を支持する多自由度天板支持機構とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における医用画像診断装置の全体構成を示す全体図である。
【図２】本発明の実施の形態における医用画像診断装置の制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における多自由度天板支持機構の全体構成を示す斜視図である。
【図４】第３の連結部を含む多自由度天板支持機構を図１に示すＺ軸方向から示す説明図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】天板の移動に伴う多自由度天板支持機構の動きの流れを示すフローチャートである。
【図８】天板の移動に合わせた多自由度天板支持機構の動きの一例を示す説明図である。
【図９】天板の移動に合わせた多自由度天板支持機構の動きの一例を示す説明図である。
【図１０】天板の移動に合わせた多自由度天板支持機構の動きの一例を示す説明図である。
【図１１】天板の移動に合わせた多自由度天板支持機構の動きの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態における医用画像診断装置１の全体構成を示す全体図である。医用画像診断装置１は、被検体Ｈが横臥する天板２ａを備える寝台装置２と、架台３と、医用画像診断装置１の制御を行う制御装置４とから構成される。また、本発明の実施の形態における医用画像診断装置１はさらに、架台３を挟み寝台装置２と対向する位置に天板２ａの移動に合わせて当該天板２ａを支持する多自由度天板支持機構５を備える。
【００１３】
なお、本発明の実施の形態においては、制御装置４は、例えば図１に示す操作卓として設けられていることを前提として、医用画像診断装置１の制御は当該制御装置４からの信号に基づいて行われることとして説明を行う。但し、制御装置の機能を架台３に設け、この架台３の制御装置が医用画像診断装置１全体の制御を行うこととしても良い。
【００１４】
また、医用画像診断装置１としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置や磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ）、ポジトロン放出断層撮影装置（ＰＥＴ）等、寝台装置２の天板２ａが装置（架台）内部に侵入しその状態で天板２ａに横臥する被検体Ｈの撮影が行われる装置であればいずれの装置であっても良い。なお、以下においては、適宜Ｘ線ＣＴ装置を例に挙げて説明する。
【００１５】
寝台装置２は、天板２ａと、天板２ａを支える寝台２ｂと、天板２ａ及び寝台２ｂとを支える基台２ｃとから構成される。天板２ａには、医用画像診断装置１を利用して被検体Ｈの内部情報を取得する際、すなわち撮影する際には被検体Ｈがその上に直接接する（横臥する）。なお、天板２ａの短軸方向の断面形状は、水平形状であっても横臥する被検体Ｈ側に向けて湾曲した形状であっても良い。さらに横臥した被検体Ｈを架台３内にて撮影するべく、図１に示す矢印Ａに示す両方向（水平方向）に進退可能とされている。
【００１６】
寝台２ｂは、天板２ａを支持する。寝台２ｂの内部には、天板２ａが矢印Ａの方向に移動する際の駆動装置や天板２ａの移動に伴う天板２ａの傾きを計測するエンコーダ等の各種機器が設けられている。これら各種機器で計測された結果は、制御装置４へ送信される。なお、天板２ａが矢印Ａの方向に移動する際、特に天板２ａが架台３に向けて移動する場合には、寝台２ｂは移動しないことから、寝台２ｂによる天板２ａの支持位置は、移動開始時には被検体Ｈの全体、移動に伴って胸部、胴部及び、脚部、胴部及び脚部、脚部というように移動する。
【００１７】
基台２ｃは、天板２ａと寝台２ｂとを支持する。また基台２ｃは天地方向、すなわち図１に示す矢印Ｂの方向に移動可能とされており、被検体Ｈ及び天板２ａの架台３内への進入の高さを調節することができる。また基台２ｃは、寝台２ｂ同様移動することはない。
【００１８】
架台３は、例えばＸ線ＣＴ装置の場合、Ｘ線を被検体Ｈに照射する。そのため、被検体Ｈ（天板２ａ）の進入及び退出を可能とするため、架台３の中央にトンネル状の開口３ａが設けられる。図示しないＸ線の照射部（例えば、Ｘ線管）と受光部（例えば、Ｘ線検出器）は架台３内に収納されており、被検体Ｈの周囲を回転することで撮影を行う。架台３での撮影の進行に伴って被検体Ｈを載せる天板２ａも矢印Ａの方向に必要量移動する。なお、架台３内において被検体ＨにＸ線を照射する位置（撮影位置）を例えば、「Ｘ線パス」といい、図１において一点鎖線にて示している。また、架台３は、撮影に応じて寝台装置２側、或いは、後述する多自由度天板支持機構５側に向けて傾けること（チルト）が可能とされている。
【００１９】
制御装置４は、本発明の実施の形態においては図１に示す通り操作卓として構成されている。操作卓（制御装置４）は、図１では寝台装置２や架台３と横並びに示されているが、寝台装置２や架台３が設置される検査室とは別室に設けられることとされても良い。被検体Ｈの撮影を行う際には、例えば、検査技師によって操作卓（制御装置４）が操作され生成された制御信号に基づいて医用画像診断装置１（寝台装置２、架台３及び後述する多自由度天板支持機構５）が駆動制御される。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態における医用画像診断装置１の制御装置４の内部構成を示すブロック図である。
【００２１】
制御装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４ａと、ＲＯＭ(Read Only Memory)４ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）４ｃ及び入出力インターフェイス４ｄがバス４ｅを介して接続されている。入出力インターフェイス４ｄには、入力部４ｆと、表示部４ｇと、通信制御部４ｈと、記憶部４ｉと、リムーバブルディスク４ｊと、駆動部制御部４ｋとが接続されている。例えば、医用画像診断装置１の駆動部４ｌである寝台装置２、架台３、多自由度天板支持機構５は、駆動部制御部４ｋによって制御される。
【００２２】
ＣＰＵ４ａは、入力部４ｆからの入力信号に基づいてＲＯＭ４ｂから医用画像診断装置１を起動するためのブートプログラムを読み出して実行し、記憶部４ｉに格納されている各種オペレーティングシステムを読み出す。またＣＰＵ４ａは、入力部４ｆや入出力インターフェイス４ｄを介して、図１において図示していないその他の外部機器からの入力信
号に基づいて各種装置の制御を行う。
【００２３】
さらにＣＰＵ４ａは、ＲＡＭ４ｃや記憶部４ｉ等に記憶されたプログラム及びデータを読み出してＲＡＭ４ｃにロードするとともに、ＲＡＭ４ｃから読み出されたプログラムのコマンドに基づいて、各部の駆動制御処理やデータの計算、加工等、一連の処理を実現する処理装置である。
【００２４】
入力部４ｆは、医用画像診断装置１の操作者（例えば、医師や検査技師）が各種の操作を入力するキーボード、ダイヤル等の入力デバイスにより構成されており、操作者の操作に基づいて入力信号を作成しバス４ｅを介してＣＰＵ４ａに送信される。
【００２５】
表示部４ｇは、図１に示すように、例えば液晶ディスプレイである。この表示部４ｇは、ＣＰＵ４ａからバス４ｅを介して出力信号を受信し、例えば撮影の際や画像処理を行う際の諸条件の設定を行うにあたって必要な画像等、或いはＣＰＵ４ａの処理結果等を表示する。
【００２６】
通信制御部４ｈは、ＬＡＮカードやモデム等の手段であり、医用画像診断装置１をインターネットやＬＡＮ等の通信ネットワークに接続することを可能とする手段である。通信制御部４ｈを介して通信ネットワークと送受信したデータは入力信号または出力信号として、入出力インターフェイス４ｄ及びバス４ｅを介してＣＰＵ４ａに送受信される。
【００２７】
記憶部４ｉは、半導体や磁気ディスクで構成されており、ＣＰＵ４ａで実行されるプログラムやデータが記憶されている。
【００２８】
リムーバブルディスク４ｊは、光ディスクやフレキシブルディスクのことであり、ディスクドライブによって読み書きされた信号は、入出力インターフェイス４ｄ及びバス４ｅを介してＣＰＵ４ａに送受信される。
【００２９】
図１に示す多自由度天板支持機構５は、架台３内に侵入する天板２ａが、撮影対象である被検体Ｈの重みによって撓むことがないように天板２ａを支持するための機構である。なお、図１に多自由度天板支持機構５を示しているが、あくまでも例示に過ぎず、上述した多自由度天板支持機構５の働きを行うことが可能であればどのような機構を採用しても良い。
【００３０】
図３は、本発明の実施の形態における多自由度天板支持機構５の全体構成を示す斜視図である。
【００３１】
多自由度天板支持機構５は、天板２ａに直接接触し支持する天板支持部５ａと、天板支持部５ａをその一端において移動自在に支持する第１のアーム５ｂと、記第１のアーム５ｂの他端であって第１のアーム５ｂを回転自在に支持する第１の連結部５ｃと、第１の連結部５ｃにその一端が連結されることで第１のアーム５ｂと連結される第２のアーム５ｄと、第２のアーム５ｄの他端であって第２のアーム５ｄを回転自在に支持する第２の連結部５ｅと、第２の連結部５ｅにその一端が連結されることで第２のアーム５ｄと連結される第３のアーム５ｆと、第３のアーム５ｆの他端であって第３のアーム５ｆを移動自在に支持する第３の連結部５ｇと、多自由度天板支持機構５を設置面に固定する設置部５ｈとを備える。
【００３２】
天板支持部５ａは、後述する図８ないし図１１に示すように、天板２ａに直接接触し天板２ａを支持する。天板支持部５ａの構成は、例えば、移動中接触する天板２ａがその移動を阻害されないように天板２ａの移動方向に回転自在な構成とされている。また或いは
、天板２ａの長軸方向端部を把持することが可能なように、或いは、例えば、天板２ａの背面（被検体Ｈが接しない面）に設けられる突起に嵌合できるように構成されていても良い。
【００３３】
第１のアーム５ｂは、その一端を天板支持部５ａとし他端を第１の連結部５ｃとする。第１の連結部５ｃが回転自在に移動することによって、第１のアーム５ｂも第１の連結部５ｃを回転中心として移動する。第１のアーム５ｂが移動することによって、一端に設けられている天板支持部５ａも移動する。
【００３４】
第１の連結部５ｃは、図１には図示していないが、その内部に第１のアーム５ｂを駆動するためのモータ等の動力源が設置されており、回転可能とされる。また、第１のアーム５ｂの傾きを計測するエンコーダも設置されている。動力源、エンコーダはいずれも制御装置４と接続され、制御装置４からの指示に従い第１のアーム５ｂを駆動するとともに、第１のアーム５ｂの動きに関する情報を制御装置４へと送信する。なお、第１の連結部５Ｃの構成は、第２の連結部５ｅの構成と略同じであるため、第２の連結部５ｅを説明する際にまとめて説明する。
【００３５】
第２のアーム５ｄは、その一端が第１の連結部５ｃに連結されている。一方他端は、第２の連結部５ｅに連結され、第２の連結部５ｅの動きによって第２のアーム５ｄ、及びその一端以降に連結されている第１の連結部５ｃ、第１のアーム５ｂ、天板支持部５ａの動きが規制される。
【００３６】
第２の連結部５ｅは、図１には図示していないが、その内部に第２のアーム５ｄを駆動するためのモータ等の動力源が設置されており、回転可能とされる。また、第２のアーム５ｄの傾きを計測するエンコーダも設置されている。動力源、エンコーダはいずれも制御装置４と接続され、制御装置４からの指示に従い第２のアーム５ｄを駆動するとともに、第２のアーム５ｄの動きに関する情報を制御装置４へと送信する。
【００３７】
図４は、第３の連結部５ｇを含む多自由度天板支持機構５を図１に示すＺ軸方向から示す説明図である。また、図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。このＡ−Ａ線断面図は、第２の連結部５ｅを切断して示すものである。図５の上方において、切断されてその結合部のみが示されるが第２のアーム５ｄであり、中央部に上述した動力源であるモータ５１が設けられている。すなわち、図５において、第２のアーム５ｄは、逆凸状の形状とされている。この第２のアーム５ｄの凸部にモータ５１が収納されるようになっているが、このモータ５１の周囲にてボールベアリングＢを介して第２のアーム５ｄと連結されているのが第３のアーム５ｆである。第２のアーム５ｄと第３のアーム５ｆとはこのように連結されているので、モータ５１の駆動が後述する駆動伝達装置を介して第２のアーム５ｄに伝達され、第２のアーム５ｄは図３に示す矢印の方向に移動することができる。
【００３８】
モータ５１の中央には、Ｚ軸方向に回転軸５２が貫通している。また、この回転軸５２の一端にはエンコーダ５３が接続されており、回転軸５２の回転数から第２のアーム５ｄの傾きを計測することができる。
【００３９】
回転軸５２の他端には、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）といった駆動伝達装置５４が取り付けられている。当該駆動伝達装置５４は、図５において回転軸５２を軸に上下対称に示されている。
【００４０】
本発明の実施の形態における駆動伝達装置５４は、回転軸５２に直接連結されるウェーブ・ジェネレータ５４ａと、フレクスプライン５４ｂと、サーキュラ・スプライン５４ｃとから構成される。ウェーブ・ジェネレータ５４ａは楕円状のカムの外周にボールベアリ
ングを配した構成を採用している。このボールベアリングが接触する内輪はカムなので変形しないが、外輪はカムの動きに伴うボールベアリングに動きによって弾性変形する。従って、ウェーブ・ジェネレータ５４ａが回転することで外輪は楕円状に撓むことになる。
【００４１】
そこでモータ５１が回転して回転軸５２が矢印５２ａのいずれかの方向に回転すると、回転軸５２と連結されているウェーブ・ジェネレータ５４ａもその回転方向に回転する。ウェーブ・ジェネレータ５４ａの回転によってフレクスプライン５４ｂは楕円状に撓み、フレクスプライン５４ｂの歯５４ｂａが、出力リングであるサーキュラ・スプライン５４ｃの歯５４ｃａと噛み合う。
【００４２】
ここでサーキュラ・スプライン５４ｃは第３のアーム５ｆに固定されているので、結果として、第２のアーム５ｂが回転することになる。なお、ここでは駆動伝達装置５４として、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）を例に挙げて説明したが、どのような駆動伝達装置が使用されても良い。
【００４３】
結果として、モータ５１が駆動することによって回転軸５２が矢印５２ａのいずれかの方向に回転する。そして、駆動伝達装置５４によってモータ５１の駆動力を得た第２のアーム５ｄは指示された方向へと回転することができる。
【００４４】
第３のアーム５ｆは、その一端が第２の連結部５ｅに連結されている。一方他端は、第３の連結部５ｇに連結されている。この第３の連結部５ｇの動きによって、第３のアーム５ｆをはじめとする多自由度天板支持機構５全体の動きが規制される。
【００４５】
第３の連結部５ｇは、図１には図示していないが、その内部に第３のアーム５ｆを駆動するためのモータ等の動力源が設置されており、移動可能とされる。動力源は制御装置４と接続され、制御装置４からの指示に従い第３のアーム５ｆを駆動するとともに、第３のアーム５ｆの動きに関する情報を制御装置４へと送信する。
【００４６】
図６は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。第３の連結部５ｇは、設置部５ｈ上に設置されたガイドレール５ｈａを掴みＺ軸方向に移動可能とされるＬＭガイド５ｇａと、第３のアーム５ｆ、第２の連結部５ｅ、第２のアーム５ｄ、第１の連結部５ｃ、第１のアーム５ｂ、及び天板支持部５ａをＺ軸方向に移動可能にするモータ５ｇｂとから構成される。具体的には、モータ５ｇｂがボールねじ５ｇｃをいずれかの方向へと回転させることによって、連結台５ｇｄに連結固定されている第３連結部５ｇから天板支持部５ａまでを移動させる。
【００４７】
なお、第１のアーム５ｂ、第２のアーム５ｄ、及び第３のアーム５ｆの移動量は第１の連結部５ｃ、第２の連結部５ｅ、及び第３の連結部５ｇの移動量によって決まるが、実際の各アームの移動量（各連結部の移動量）は制御装置４からの指示に基づき決定される。
【００４８】
また、本発明の実施の形態における多自由度天板支持機構５は、上述した第３の連結部５ｇの構成によって、Ｚ方向に移動が可能とされている。これは被検体Ｈの撮影によっては、被検体Ｈの体軸から架台３の幅方向（Ｚ方向）に天板２ａ（被検体Ｈ）を移動させることもあり得るからである。多自由度天板支持機構５がこのように移動可能とされていることによって、撮影の方法を問わず常に天板２ａを支持することが可能となる。
【００４９】
設置部５ｈは、多自由度天板支持機構５を設置面に固定する。ここで「設置面」とは、多自由度天板支持機構５が設置される面を示しており、医用画像診断装置１を構成する他の構成要素の設置面と同一面であっても良い。
【００５０】
なお設置部５ｈは、多自由度天板支持機構５を設置面に固定するものであり、設置部５
ｈ自体の移動が可能であることを否定するものではない、としても良い。すなわち、天板２ａの移動に合わせて設置部５ｈが設置面を移動することによって多自由度天板支持機構５自体を移動させることが可能とされていても良い。
【００５１】
次に、天板２ａが架台３の開口３ａに対して進入、退出をする際の、天板２ａの移動に伴う多自由度天板支持機構５の動きについて説明する。図７は、天板２ａの移動に伴う多自由度天板支持機構５の動きの流れを示すフローチャートである。また、図８ないし図１１は、天板２ａの移動に合わせた多自由度天板支持機構５の動きの一例を示す説明図である。
【００５２】
まず被検体Ｈが寝台装置２の天板２ａに横臥する（図１参照）。医用画像診断装置１を利用して被検体Ｈを撮影するためには、天板２ａを架台３の内部（開口）３ａに挿入（進入）させる必要がある。そこで、制御装置４は、架台３に向けて天板２ａを移動させる（ＳＴ１）。
【００５３】
一方、多自由度天板支持機構５は、天板２ａが移動を開始するのに合わせて天板支持部５ａを天板２ａが進入する開口３ａの近傍まで移動させ、その位置で天板２ａが進入してくるのを待機する（ＳＴ２）。本発明の実施の形態においては、天板支持部５ａを、例えばＸ線パスの付近まで移動させて待機させている。なお天板支持部５ａをどの位置で待機させるかについては、任意に設定可能である。
【００５４】
但し、本発明の目的の１つは撮影時に被検体Ｈが横臥した天板２ａが被検体Ｈの重みによってだれる（撓む）ことを防止することにあるため、できるだけ早い段階から天板２ａを支持することが好ましい。どの位置にて天板支持部５ａが天板２ａを待ち受けるかについては、例えば多自由度天板支持機構５を構成する各アームの長さ等を考慮に入れて決定されても良い。
【００５５】
天板支持部５ａが天板２ａを待ち受けている間も天板２ａは架台３の開口３ａに進入してくる。天板支持部５ａの待機位置まで天板２ａが進入すると、天板支持部５ａは天板２ａに接触し支持する（ＳＴ３）。この状態を示すのが図８の説明図である。なお、図８以下の説明図においては、理解の都合上、架台３を天地方向に切断した場合の端面を簡略化して示すこととしている。また、被検体Ｈについてはその図示を省略している。
【００５６】
図８に示すように、天板２ａは矢印Ｃの方向に移動している。一方、多自由度天板支持機構５は、本発明の実施の形態においては上述したように、天板支持部５ａをＸ線パス近傍にまで移動させて天板２ａの移動を待ち受けている。そのため、第１のアーム５ｂ、第２のアーム５ｄは概ね伸びた状態となっている。また、天板支持部５ａが天板２ａに接触し、支持することで天板２ａは、寝台装置２と天板支持部５ａ（多自由度天板支持機構５）とによって支持されていることになる。
【００５７】
架台３における撮影が進行するに従い、天板２ａも徐々に開口３ａの奥深くまで進入する（矢印Ｃの方向に移動する）。それに伴い、天板支持部５ａも天板２ａの移動中支持動作を継続する（ＳＴ４）。制御装置４には、寝台２ｂに設けられているエンコーダを介して天板２ａの傾きに関する情報が入力される。また、天板２ａの進行距離についても、例えば寝台装置２の駆動モ−タの回転数から算出することができる。これら天板２ａの位置に関する情報は逐次制御装置４に集められる。これら制御装置４に集められた情報は、天板２ａが傾いたり撓んだりせず撮影開始時の傾きを維持することができるように多自由度天板支持機構５の動きを制御する際に使用される。
【００５８】
図９は図８に示す状態よりもさらに天板２ａが矢印Ｃの方向に進んだ状態を示している
。天板２ａの移動に合わせて天板支持部５ａもその天板２ａとの設置位置をずらすことなく矢印Ｃの方向に移動している。
【００５９】
天板２ａが撮影に伴って架台３の多自由度天板支持機構５が設置されている側の開口３ａから出て、寝台装置２から最も送り出された位置（このような位置を「インリミット位置」という）まで到達した場合は、天板２ａは停止する。これに伴って、多自由度天板支持機構５も天板２ａの停止位置で移動を停止する（ＳＴ５）。
【００６０】
図１０はこの状態を示している。図１０では、多自由度天板支持機構５は、Ｘ線パス付近にて天板２ａを待ち受けている状態（図８参照）とは対照的に架台３から離間する向きに第１のアーム５ｂ、第２のアーム５ｄが概ね伸びた状態となっている。これは、天板２ａの移動に追随して天板２ａが停止するまで天板支持部５ａが移動した結果である。
【００６１】
以上説明した通り、移動する天板を寝台装置だけで支持するのではなく、多自由度天板支持機構をも利用して支持することで、天板の撓みを可能な限りなくし撮影画像の画質の劣化を防ぐことができる。また、このような機構を採用することによって天板の歪みをなくすために天板自体の厚みを厚くする必要がないことから、天板の厚みを薄くでき医用画像診断装置のコストの低減にも資する。また、多自由度天板支持機構の動きは上述したように天板のあらゆる動きに追随することができることから、天板の位置を気にすることなくいずれの位置においても天板を支持することができる。
【００６２】
従って、天板の厚みを増すことなく被検体の撮影範囲全域にわたる天板の撓みを抑制して高画質の画像を取得しつつ、構成機器の動きに合わせて移動可能な多自由度天板支持機構を備える医用画像診断装置を提供することができる。
【００６３】
特に医用画像診断装置がＣＴ−ＰＥＴである場合、天板の撓みをなくすべくこれまでは架台、或いは寝台装置自体が設置面に対して水平に移動していたが、上述した多自由度天板支持機構を採用することによって、架台等の移動を行わずとも済み、医用画像診断装置（ＣＴ−ＰＥＴ）の設置面積を最小限（装置の投影面積）に抑えることが可能となる。
【００６４】
なお、天板がインリミットの位置まで移動した場合の多自由度天板支持機構５の動きについては、上述した動きの他、以下に述べる動きを行うように制御することも可能である。すなわち、多自由度天板支持機構５が天板２ａのインリミット位置まで追随するのではなく、例えば、図１１に示すように多自由度天板支持機構５はある所定の位置から動かず、天板支持部５ａの上を天板２ａが移動していくように制御されても良い。この場合、天板支持部５ａの構造を天板支持部５ａの上を天板２ａが滑るような構造としても良く、或いは、天板２ａの移動方向に回転可能な構造としても良い。
【００６５】
この場合、上述した効果を奏するのはもちろんのこと、天板支持部５ａは寝台装置２により近い位置で天板２ａを支持することになるため、天板２ａの一方を支持する寝台装置２と天板支持部５ａとの距離が短くなり、天板２ａの撓みをより効果的に防止することが可能となる。
【００６６】
また、これまでは、天板２ａが寝台２によって移動させられることを前提に説明をしてきたが、例えば、寝台２自体による天板２ａの移動は、例えば、多自由度天板支持機構５にその一端が支持されるまでとし、その後の移動は、多自由度天板支持機構５が天板２ａを引っ張るように移動させるように制御装置から指示することも可能である。この場合は、天板支持部５ａの形状として、上述したように、天板２ａを把持、或いは天板２ａと嵌合可能な形状を採用するとより確実に天板２ａの移動を撓みなく行うことが可能となる。
【００６７】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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を意図していない。この実施形態は、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。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。
【符号の説明】
【００６８】
１ 医用画像診断装置
２ 寝台装置
３ 架台
４ 制御装置
５ 多自由度天板支持機構
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体内部の情報を収集し、この収集された情報に基づいて被検体内部を画像化して医用画像を生成する医用画像診断装置が用いられるようになっている。この医用画像診断装置としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置（computed tomography：コンピュータ断層撮影装置）や、磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ：magnetic resonance imaging）、ＰＥＴ（positron-emission tomography：ポジトロン放出断層撮影）装置等が該当する。
【０００３】
これらの医用画像診断装置においては、被検体全身の内部情報を連続的に収集できるように、被検体が横臥する天板を寝台装置から架台側へ、例えば、２０００ｍｍ程度せり出すように構成されている。但し、天板は寝台装置側でのみ支持されていることが多いことから、せり出し量が大きくなる程、天板のうち支持されている寝台装置側の一方の高さに比べ支持されていない他方の高さが低くなる、いわゆる天板のだれが生じてしまうことがある。このように天板にだれが生ずるとスキャン位置において上下方向の中心がずれる。このずれは撮影された画像の画質に大きな影響を及ぼす。
【０００４】
このずれが生じることに対して以下の特許文献１では天板の支持位置を増やすことで対応する。また、特許文献２においては、架台のトンネル状の内部、天板が架台内部から出る位置に支持部材を設けて対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１７３０６号公報
【特許文献２】特開平９−０５６７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、或いは、特許文献２において開示されているいずれの発明においても、寝台装置以外に天板の支持箇所を設けてはいるが、天板が架台内部から出る出口以降に設けられている。従って、その位置まではあくまでも寝台装置のみで天板を支持しなければならず、架台内部における撮影位置（以下、このような位置を適宜「Ｘ線パス」という）における天板のだれ（画像のずれ）を解消させ難い。このような構成のまま天板のだれを解消させるためには、例えば、天板の厚みを厚くして強度を高める方法が考えられる。
【０００７】
また、例えば心臓等、被検体の体軸からずれた内部情報の撮影を行う場合には、当該位置に合わせて天板も被検体の幅方向にずらして架台内部に進入させる。このような場合に天板を支持するには支持機構を大きく構成する必要があり、設置スペースや操作性の観点から好ましくない状態が作出される可能性もある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、天板の厚みを増すことなく被検体の撮影範囲全域にわたる天板の撓みを抑制して高画質の画像を取得しつつ、構成機器の動きに合わせて移動可能な多自由度天板支持機構を備える医用画像診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明の特徴は、医用画像診断装置において、被検体が横臥する寝台装置と、寝台装置が被検体が直接接する天板を移動させてトンネル状の内部に挿入し、内部に位置する被検体を撮影することで被検体の内部情報を取得する架台と、寝台装置及び架台の駆動を制御する制御装置と、を備え、架台を挟み、寝台装置と対向する位置に設置され、制御装置による制御に基づき天板の移動に合わせて天板を支持する多自由度天板支持機構とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における医用画像診断装置の全体構成を示す全体図である。
【図２】本発明の実施の形態における医用画像診断装置の制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における多自由度天板支持機構の全体構成を示す斜視図である。
【図４】第３の連結部を含む多自由度天板支持機構を図１に示すＺ軸方向から示す説明図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】天板の移動に伴う多自由度天板支持機構の動きの流れを示すフローチャートである。
【図８】天板の移動に合わせた多自由度天板支持機構の動きの一例を示す説明図である。
【図９】天板の移動に合わせた多自由度天板支持機構の動きの一例を示す説明図である。
【図１０】天板の移動に合わせた多自由度天板支持機構の動きの一例を示す説明図である。
【図１１】天板の移動に合わせた多自由度天板支持機構の動きの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態における医用画像診断装置１の全体構成を示す全体図である。医用画像診断装置１は、被検体Ｈが横臥する天板２ａを備える寝台装置２と、架台３と、医用画像診断装置１の制御を行う制御装置４とから構成される。また、本発明の実施の形態における医用画像診断装置１はさらに、架台３を挟み寝台装置２と対向する位置に天板２ａの移動に合わせて当該天板２ａを支持する多自由度天板支持機構５を備える。
【００１３】
なお、本発明の実施の形態においては、制御装置４は、例えば図１に示す操作卓として設けられていることを前提として、医用画像診断装置１の制御は当該制御装置４からの信号に基づいて行われることとして説明を行う。但し、制御装置の機能を架台３に設け、この架台３の制御装置が医用画像診断装置１全体の制御を行うこととしても良い。
【００１４】
また、医用画像診断装置１としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置や磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ）、ポジトロン放出断層撮影装置（ＰＥＴ）等、寝台装置２の天板２ａが装置（架台）内部に侵入しその状態で天板２ａに横臥する被検体Ｈの撮影が行われる装置であればいずれの装置であっても良い。なお、以下においては、適宜Ｘ線ＣＴ装置を例に挙げて説明する。
【００１５】
寝台装置２は、天板２ａと、天板２ａを支える寝台２ｂと、天板２ａ及び寝台２ｂとを支える基台２ｃとから構成される。天板２ａには、医用画像診断装置１を利用して被検体Ｈの内部情報を取得する際、すなわち撮影する際には被検体Ｈがその上に直接接する（横臥する）。なお、天板２ａの短軸方向の断面形状は、水平形状であっても横臥する被検体Ｈ側に向けて湾曲した形状であっても良い。さらに横臥した被検体Ｈを架台３内にて撮影するべく、図１に示す矢印Ａに示す両方向（水平方向）に進退可能とされている。
【００１６】
寝台２ｂは、天板２ａを支持する。寝台２ｂの内部には、天板２ａが矢印Ａの方向に移動する際の駆動装置や天板２ａの移動に伴う天板２ａの傾きを計測するエンコーダ等の各種機器が設けられている。これら各種機器で計測された結果は、制御装置４へ送信される。なお、天板２ａが矢印Ａの方向に移動する際、特に天板２ａが架台３に向けて移動する場合には、寝台２ｂは移動しないことから、寝台２ｂによる天板２ａの支持位置は、移動開始時には被検体Ｈの全体、移動に伴って胸部、胴部及び、脚部、胴部及び脚部、脚部というように移動する。
【００１７】
基台２ｃは、天板２ａと寝台２ｂとを支持する。また基台２ｃは天地方向、すなわち図１に示す矢印Ｂの方向に移動可能とされており、被検体Ｈ及び天板２ａの架台３内への進入の高さを調節することができる。また基台２ｃは、寝台２ｂ同様移動することはない。
【００１８】
架台３は、例えばＸ線ＣＴ装置の場合、Ｘ線を被検体Ｈに照射する。そのため、被検体Ｈ（天板２ａ）の進入及び退出を可能とするため、架台３の中央にトンネル状の開口３ａが設けられる。図示しないＸ線の照射部（例えば、Ｘ線管）と受光部（例えば、Ｘ線検出器）は架台３内に収納されており、被検体Ｈの周囲を回転することで撮影を行う。架台３での撮影の進行に伴って被検体Ｈを載せる天板２ａも矢印Ａの方向に必要量移動する。なお、架台３内において被検体ＨにＸ線を照射する位置（撮影位置）を例えば、「Ｘ線パス」といい、図１において一点鎖線にて示している。また、架台３は、撮影に応じて寝台装置２側、或いは、後述する多自由度天板支持機構５側に向けて傾けること（チルト）が可能とされている。
【００１９】
制御装置４は、本発明の実施の形態においては図１に示す通り操作卓として構成されている。操作卓（制御装置４）は、図１では寝台装置２や架台３と横並びに示されているが、寝台装置２や架台３が設置される検査室とは別室に設けられることとされても良い。被検体Ｈの撮影を行う際には、例えば、検査技師によって操作卓（制御装置４）が操作され生成された制御信号に基づいて医用画像診断装置１（寝台装置２、架台３及び後述する多自由度天板支持機構５）が駆動制御される。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態における医用画像診断装置１の制御装置４の内部構成を示すブロック図である。
【００２１】
制御装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４ａと、ＲＯＭ(Read Only Memory)４ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）４ｃ及び入出力インターフェイス４ｄがバス４ｅを介して接続されている。入出力インターフェイス４ｄには、入力部４ｆと、表示部４ｇと、通信制御部４ｈと、記憶部４ｉと、リムーバブルディスク４ｊと、駆動部制御部４ｋとが接続されている。例えば、医用画像診断装置１の駆動部４ｌである寝台装置２、架台３、多自由度天板支持機構５は、駆動部制御部４ｋによって制御される。
【００２２】
ＣＰＵ４ａは、入力部４ｆからの入力信号に基づいてＲＯＭ４ｂから医用画像診断装置１を起動するためのブートプログラムを読み出して実行し、記憶部４ｉに格納されている各種オペレーティングシステムを読み出す。またＣＰＵ４ａは、入力部４ｆや入出力インターフェイス４ｄを介して、図１において図示していないその他の外部機器からの入力信
号に基づいて各種装置の制御を行う。
【００２３】
さらにＣＰＵ４ａは、ＲＡＭ４ｃや記憶部４ｉ等に記憶されたプログラム及びデータを読み出してＲＡＭ４ｃにロードするとともに、ＲＡＭ４ｃから読み出されたプログラムのコマンドに基づいて、各部の駆動制御処理やデータの計算、加工等、一連の処理を実現する処理装置である。
【００２４】
入力部４ｆは、医用画像診断装置１の操作者（例えば、医師や検査技師）が各種の操作を入力するキーボード、ダイヤル等の入力デバイスにより構成されており、操作者の操作に基づいて入力信号を作成しバス４ｅを介してＣＰＵ４ａに送信される。
【００２５】
表示部４ｇは、図１に示すように、例えば液晶ディスプレイである。この表示部４ｇは、ＣＰＵ４ａからバス４ｅを介して出力信号を受信し、例えば撮影の際や画像処理を行う際の諸条件の設定を行うにあたって必要な画像等、或いはＣＰＵ４ａの処理結果等を表示する。
【００２６】
通信制御部４ｈは、ＬＡＮカードやモデム等の手段であり、医用画像診断装置１をインターネットやＬＡＮ等の通信ネットワークに接続することを可能とする手段である。通信制御部４ｈを介して通信ネットワークと送受信したデータは入力信号または出力信号として、入出力インターフェイス４ｄ及びバス４ｅを介してＣＰＵ４ａに送受信される。
【００２７】
記憶部４ｉは、半導体や磁気ディスクで構成されており、ＣＰＵ４ａで実行されるプログラムやデータが記憶されている。
【００２８】
リムーバブルディスク４ｊは、光ディスクやフレキシブルディスクのことであり、ディスクドライブによって読み書きされた信号は、入出力インターフェイス４ｄ及びバス４ｅを介してＣＰＵ４ａに送受信される。
【００２９】
図１に示す多自由度天板支持機構５は、架台３内に侵入する天板２ａが、撮影対象である被検体Ｈの重みによって撓むことがないように天板２ａを支持するための機構である。なお、図１に多自由度天板支持機構５を示しているが、あくまでも例示に過ぎず、上述した多自由度天板支持機構５の働きを行うことが可能であればどのような機構を採用しても良い。
【００３０】
図３は、本発明の実施の形態における多自由度天板支持機構５の全体構成を示す斜視図である。
【００３１】
多自由度天板支持機構５は、天板２ａに直接接触し支持する天板支持部５ａと、天板支持部５ａをその一端において移動自在に支持する第１のアーム５ｂと、記第１のアーム５ｂの他端であって第１のアーム５ｂを回転自在に支持する第１の連結部５ｃと、第１の連結部５ｃにその一端が連結されることで第１のアーム５ｂと連結される第２のアーム５ｄと、第２のアーム５ｄの他端であって第２のアーム５ｄを回転自在に支持する第２の連結部５ｅと、第２の連結部５ｅにその一端が連結されることで第２のアーム５ｄと連結される第３のアーム５ｆと、第３のアーム５ｆの他端であって第３のアーム５ｆを移動自在に支持する第３の連結部５ｇと、多自由度天板支持機構５を設置面に固定する設置部５ｈとを備える。
【００３２】
天板支持部５ａは、後述する図８ないし図１１に示すように、天板２ａに直接接触し天板２ａを支持する。天板支持部５ａの構成は、例えば、移動中接触する天板２ａがその移動を阻害されないように天板２ａの移動方向に回転自在な構成とされている。また或いは
、天板２ａの長軸方向端部を把持することが可能なように、或いは、例えば、天板２ａの背面（被検体Ｈが接しない面）に設けられる突起に嵌合できるように構成されていても良い。
【００３３】
第１のアーム５ｂは、その一端を天板支持部５ａとし他端を第１の連結部５ｃとする。第１の連結部５ｃが回転自在に移動することによって、第１のアーム５ｂも第１の連結部５ｃを回転中心として移動する。第１のアーム５ｂが移動することによって、一端に設けられている天板支持部５ａも移動する。
【００３４】
第１の連結部５ｃは、図１には図示していないが、その内部に第１のアーム５ｂを駆動するためのモータ等の動力源が設置されており、回転可能とされる。また、第１のアーム５ｂの傾きを計測するエンコーダも設置されている。動力源、エンコーダはいずれも制御装置４と接続され、制御装置４からの指示に従い第１のアーム５ｂを駆動するとともに、第１のアーム５ｂの動きに関する情報を制御装置４へと送信する。なお、第１の連結部５Ｃの構成は、第２の連結部５ｅの構成と略同じであるため、第２の連結部５ｅを説明する際にまとめて説明する。
【００３５】
第２のアーム５ｄは、その一端が第１の連結部５ｃに連結されている。一方他端は、第２の連結部５ｅに連結され、第２の連結部５ｅの動きによって第２のアーム５ｄ、及びその一端以降に連結されている第１の連結部５ｃ、第１のアーム５ｂ、天板支持部５ａの動きが規制される。
【００３６】
第２の連結部５ｅは、図１には図示していないが、その内部に第２のアーム５ｄを駆動するためのモータ等の動力源が設置されており、回転可能とされる。また、第２のアーム５ｄの傾きを計測するエンコーダも設置されている。動力源、エンコーダはいずれも制御装置４と接続され、制御装置４からの指示に従い第２のアーム５ｄを駆動するとともに、第２のアーム５ｄの動きに関する情報を制御装置４へと送信する。
【００３７】
図４は、第３の連結部５ｇを含む多自由度天板支持機構５を図１に示すＺ軸方向から示す説明図である。また、図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。このＡ−Ａ線断面図は、第２の連結部５ｅを切断して示すものである。図５の上方において、切断されてその結合部のみが示されるが第２のアーム５ｄであり、中央部に上述した動力源であるモータ５１が設けられている。すなわち、図５において、第２のアーム５ｄは、逆凸状の形状とされている。この第２のアーム５ｄの凸部にモータ５１が収納されるようになっているが、このモータ５１の周囲にてボールベアリングＢを介して第２のアーム５ｄと連結されているのが第３のアーム５ｆである。第２のアーム５ｄと第３のアーム５ｆとはこのように連結されているので、モータ５１の駆動が後述する駆動伝達装置を介して第２のアーム５ｄに伝達され、第２のアーム５ｄは図３に示す矢印の方向に移動することができる。
【００３８】
モータ５１の中央には、Ｚ軸方向に回転軸５２が貫通している。また、この回転軸５２の一端にはエンコーダ５３が接続されており、回転軸５２の回転数から第２のアーム５ｄの傾きを計測することができる。
【００３９】
回転軸５２の他端には、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）といった駆動伝達装置５４が取り付けられている。当該駆動伝達装置５４は、図５において回転軸５２を軸に上下対称に示されている。
【００４０】
本発明の実施の形態における駆動伝達装置５４は、回転軸５２に直接連結されるウェーブ・ジェネレータ５４ａと、フレクスプライン５４ｂと、サーキュラ・スプライン５４ｃとから構成される。ウェーブ・ジェネレータ５４ａは楕円状のカムの外周にボールベアリ
ングを配した構成を採用している。このボールベアリングが接触する内輪はカムなので変形しないが、外輪はカムの動きに伴うボールベアリングに動きによって弾性変形する。従って、ウェーブ・ジェネレータ５４ａが回転することで外輪は楕円状に撓むことになる。
【００４１】
そこでモータ５１が回転して回転軸５２が矢印５２ａのいずれかの方向に回転すると、回転軸５２と連結されているウェーブ・ジェネレータ５４ａもその回転方向に回転する。ウェーブ・ジェネレータ５４ａの回転によってフレクスプライン５４ｂは楕円状に撓み、フレクスプライン５４ｂの歯５４ｂａが、出力リングであるサーキュラ・スプライン５４ｃの歯５４ｃａと噛み合う。
【００４２】
ここでサーキュラ・スプライン５４ｃは第３のアーム５ｆに固定されているので、結果として、第２のアーム５ｂが回転することになる。なお、ここでは駆動伝達装置５４として、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）を例に挙げて説明したが、どのような駆動伝達装置が使用されても良い。
【００４３】
結果として、モータ５１が駆動することによって回転軸５２が矢印５２ａのいずれかの方向に回転する。そして、駆動伝達装置５４によってモータ５１の駆動力を得た第２のアーム５ｄは指示された方向へと回転することができる。
【００４４】
第３のアーム５ｆは、その一端が第２の連結部５ｅに連結されている。一方他端は、第３の連結部５ｇに連結されている。この第３の連結部５ｇの動きによって、第３のアーム５ｆをはじめとする多自由度天板支持機構５全体の動きが規制される。
【００４５】
第３の連結部５ｇは、図１には図示していないが、その内部に第３のアーム５ｆを駆動するためのモータ等の動力源が設置されており、移動可能とされる。動力源は制御装置４と接続され、制御装置４からの指示に従い第３のアーム５ｆを駆動するとともに、第３のアーム５ｆの動きに関する情報を制御装置４へと送信する。
【００４６】
図６は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。第３の連結部５ｇは、設置部５ｈ上に設置されたガイドレール５ｈａを掴みＺ軸方向に移動可能とされるＬＭガイド５ｇａと、第３のアーム５ｆ、第２の連結部５ｅ、第２のアーム５ｄ、第１の連結部５ｃ、第１のアーム５ｂ、及び天板支持部５ａをＺ軸方向に移動可能にするモータ５ｇｂとから構成される。具体的には、モータ５ｇｂがボールねじ５ｇｃをいずれかの方向へと回転させることによって、連結台５ｇｄに連結固定されている第３連結部５ｇから天板支持部５ａまでを移動させる。
【００４７】
なお、第１のアーム５ｂ、第２のアーム５ｄ、及び第３のアーム５ｆの移動量は第１の連結部５ｃ、第２の連結部５ｅ、及び第３の連結部５ｇの移動量によって決まるが、実際の各アームの移動量（各連結部の移動量）は制御装置４からの指示に基づき決定される。
【００４８】
また、本発明の実施の形態における多自由度天板支持機構５は、上述した第３の連結部５ｇの構成によって、Ｚ方向に移動が可能とされている。これは被検体Ｈの撮影によっては、被検体Ｈの体軸から架台３の幅方向（Ｚ方向）に天板２ａ（被検体Ｈ）を移動させることもあり得るからである。多自由度天板支持機構５がこのように移動可能とされていることによって、撮影の方法を問わず常に天板２ａを支持することが可能となる。
【００４９】
設置部５ｈは、多自由度天板支持機構５を設置面に固定する。ここで「設置面」とは、多自由度天板支持機構５が設置される面を示しており、医用画像診断装置１を構成する他の構成要素の設置面と同一面であっても良い。
【００５０】
なお設置部５ｈは、多自由度天板支持機構５を設置面に固定するものであり、設置部５
ｈ自体の移動が可能であることを否定するものではない、としても良い。すなわち、天板２ａの移動に合わせて設置部５ｈが設置面を移動することによって多自由度天板支持機構５自体を移動させることが可能とされていても良い。
【００５１】
次に、天板２ａが架台３の開口３ａに対して進入、退出をする際の、天板２ａの移動に伴う多自由度天板支持機構５の動きについて説明する。図７は、天板２ａの移動に伴う多自由度天板支持機構５の動きの流れを示すフローチャートである。また、図８ないし図１１は、天板２ａの移動に合わせた多自由度天板支持機構５の動きの一例を示す説明図である。
【００５２】
まず被検体Ｈが寝台装置２の天板２ａに横臥する（図１参照）。医用画像診断装置１を利用して被検体Ｈを撮影するためには、天板２ａを架台３の内部（開口）３ａに挿入（進入）させる必要がある。そこで、制御装置４は、架台３に向けて天板２ａを移動させる（ＳＴ１）。
【００５３】
一方、多自由度天板支持機構５は、天板２ａが移動を開始するのに合わせて天板支持部５ａを天板２ａが進入する開口３ａの近傍まで移動させ、その位置で天板２ａが進入してくるのを待機する（ＳＴ２）。本発明の実施の形態においては、天板支持部５ａを、例えばＸ線パスの付近まで移動させて待機させている。なお天板支持部５ａをどの位置で待機させるかについては、任意に設定可能である。
【００５４】
但し、本発明の目的の１つは撮影時に被検体Ｈが横臥した天板２ａが被検体Ｈの重みによってだれる（撓む）ことを防止することにあるため、できるだけ早い段階から天板２ａを支持することが好ましい。どの位置にて天板支持部５ａが天板２ａを待ち受けるかについては、例えば多自由度天板支持機構５を構成する各アームの長さ等を考慮に入れて決定されても良い。
【００５５】
天板支持部５ａが天板２ａを待ち受けている間も天板２ａは架台３の開口３ａに進入してくる。天板支持部５ａの待機位置まで天板２ａが進入すると、天板支持部５ａは天板２ａに接触し支持する（ＳＴ３）。この状態を示すのが図８の説明図である。なお、図８以下の説明図においては、理解の都合上、架台３を天地方向に切断した場合の端面を簡略化して示すこととしている。また、被検体Ｈについてはその図示を省略している。
【００５６】
図８に示すように、天板２ａは矢印Ｃの方向に移動している。一方、多自由度天板支持機構５は、本発明の実施の形態においては上述したように、天板支持部５ａをＸ線パス近傍にまで移動させて天板２ａの移動を待ち受けている。そのため、第１のアーム５ｂ、第２のアーム５ｄは概ね伸びた状態となっている。また、天板支持部５ａが天板２ａに接触し、支持することで天板２ａは、寝台装置２と天板支持部５ａ（多自由度天板支持機構５）とによって支持されていることになる。
【００５７】
架台３における撮影が進行するに従い、天板２ａも徐々に開口３ａの奥深くまで進入する（矢印Ｃの方向に移動する）。それに伴い、天板支持部５ａも天板２ａの移動中支持動作を継続する（ＳＴ４）。制御装置４には、寝台２ｂに設けられているエンコーダを介して天板２ａの傾きに関する情報が入力される。また、天板２ａの進行距離についても、例えば寝台装置２の駆動モ−タの回転数から算出することができる。これら天板２ａの位置に関する情報は逐次制御装置４に集められる。これら制御装置４に集められた情報は、天板２ａが傾いたり撓んだりせず撮影開始時の傾きを維持することができるように多自由度天板支持機構５の動きを制御する際に使用される。
【００５８】
図９は図８に示す状態よりもさらに天板２ａが矢印Ｃの方向に進んだ状態を示している
。天板２ａの移動に合わせて天板支持部５ａもその天板２ａとの設置位置をずらすことなく矢印Ｃの方向に移動している。
【００５９】
天板２ａが撮影に伴って架台３の多自由度天板支持機構５が設置されている側の開口３ａから出て、寝台装置２から最も送り出された位置（このような位置を「インリミット位置」という）まで到達した場合は、天板２ａは停止する。これに伴って、多自由度天板支持機構５も天板２ａの停止位置で移動を停止する（ＳＴ５）。
【００６０】
図１０はこの状態を示している。図１０では、多自由度天板支持機構５は、Ｘ線パス付近にて天板２ａを待ち受けている状態（図８参照）とは対照的に架台３から離間する向きに第１のアーム５ｂ、第２のアーム５ｄが概ね伸びた状態となっている。これは、天板２ａの移動に追随して天板２ａが停止するまで天板支持部５ａが移動した結果である。
【００６１】
以上説明した通り、移動する天板を寝台装置だけで支持するのではなく、多自由度天板支持機構をも利用して支持することで、天板の撓みを可能な限りなくし撮影画像の画質の劣化を防ぐことができる。また、このような機構を採用することによって天板の歪みをなくすために天板自体の厚みを厚くする必要がないことから、天板の厚みを薄くでき医用画像診断装置のコストの低減にも資する。また、多自由度天板支持機構の動きは上述したように天板のあらゆる動きに追随することができることから、天板の位置を気にすることなくいずれの位置においても天板を支持することができる。
【００６２】
従って、天板の厚みを増すことなく被検体の撮影範囲全域にわたる天板の撓みを抑制して高画質の画像を取得しつつ、構成機器の動きに合わせて移動可能な多自由度天板支持機構を備える医用画像診断装置を提供することができる。
【００６３】
特に医用画像診断装置がＣＴ−ＰＥＴである場合、天板の撓みをなくすべくこれまでは架台、或いは寝台装置自体が設置面に対して水平に移動していたが、上述した多自由度天板支持機構を採用することによって、架台等の移動を行わずとも済み、医用画像診断装置（ＣＴ−ＰＥＴ）の設置面積を最小限（装置の投影面積）に抑えることが可能となる。
【００６４】
なお、天板がインリミットの位置まで移動した場合の多自由度天板支持機構５の動きについては、上述した動きの他、以下に述べる動きを行うように制御することも可能である。すなわち、多自由度天板支持機構５が天板２ａのインリミット位置まで追随するのではなく、例えば、図１１に示すように多自由度天板支持機構５はある所定の位置から動かず、天板支持部５ａの上を天板２ａが移動していくように制御されても良い。この場合、天板支持部５ａの構造を天板支持部５ａの上を天板２ａが滑るような構造としても良く、或いは、天板２ａの移動方向に回転可能な構造としても良い。
【００６５】
この場合、上述した効果を奏するのはもちろんのこと、天板支持部５ａは寝台装置２により近い位置で天板２ａを支持することになるため、天板２ａの一方を支持する寝台装置２と天板支持部５ａとの距離が短くなり、天板２ａの撓みをより効果的に防止することが可能となる。
【００６６】
また、これまでは、天板２ａが寝台２によって移動させられることを前提に説明をしてきたが、例えば、寝台２自体による天板２ａの移動は、例えば、多自由度天板支持機構５にその一端が支持されるまでとし、その後の移動は、多自由度天板支持機構５が天板２ａを引っ張るように移動させるように制御装置から指示することも可能である。この場合は、天板支持部５ａの形状として、上述したように、天板２ａを把持、或いは天板２ａと嵌合可能な形状を採用するとより確実に天板２ａの移動を撓みなく行うことが可能となる。
【００６７】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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を意図していない。この実施形態は、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。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。
【符号の説明】
【００６８】
１ 医用画像診断装置
２ 寝台装置
３ 架台
４ 制御装置
５ 多自由度天板支持機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が横臥する寝台装置と、
前記寝台装置が前記被検体が直接接する天板を移動させてトンネル状の内部に挿入し、前記内部に位置する前記被検体を撮影することで前記被検体の内部情報を取得する架台と、
前記寝台装置及び前記架台の駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記架台を挟み、前記寝台装置と対向する位置に設置され、前記制御装置による制御に基づき前記天板の移動に合わせて前記天板を支持する多自由度天板支持機構と、
を備えることを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項２】
前記多自由度天板支持機構は、
前記天板に直接接触し支持する天板支持部と、
前記天板支持部をその一端において移動自在に支持する第１のアームと、
前記第１のアームの他端であって前記第１のアームを回転自在に支持する第１の連結部と、
前記第１の連結部にその一端が連結されることで前記第１のアームと連結される第２のアームと、
前記第２のアームの他端であって前記第２のアームを回転自在に支持する第２の連結部と、
前記第２の連結部にその一端が連結されることで前記第２のアームと連結される第３のアームと、
前記第３のアームの他端であって前記第３のアームを移動自在に支持する第３の連結部と、
前記多自由度天板支持機構を設置面に固定する設置部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記多自由度天板支持機構における天板支持部が前記天板の移動方向に回転自在な構成を採用することを特徴とする請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記多自由度天板支持機構における天板支持部は、前記天板と嵌合可能な構成を採用することを特徴とする請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記架台に向けて前記天板の移動を開始させる際に、前記多自由度天板支持機構を予め前記架台の前記内部近傍にまで前記天板支持部を移動させ、前記天板が前記内部近傍へ移動してくるまでその位置にて待機させることで、前記天板が前記内部に侵入し撮影が開始される時に前記多自由度天板支持機構が前記天板を支持するよう制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記寝台装置に対して前記架台に向けて前記天板を移動させるよう指示し、その後予め定められる位置に到達した際には前記寝台装置に替えて前記多自由度天板支持機構が前記天板を移動させるよう指示することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の医用画像診断装置。
【請求項１】
被検体が横臥する寝台装置と、
前記寝台装置が前記被検体が直接接する天板を移動させてトンネル状の内部に挿入し、前記内部に位置する前記被検体を撮影することで前記被検体の内部情報を取得する架台と、
前記寝台装置及び前記架台の駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記架台を挟み、前記寝台装置と対向する位置に設置され、前記制御装置による制御に基づき前記天板の移動に合わせて前記天板を支持する多自由度天板支持機構と、
を備えることを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項２】
前記多自由度天板支持機構は、
前記天板に直接接触し支持する天板支持部と、
前記天板支持部をその一端において移動自在に支持する第１のアームと、
前記第１のアームの他端であって前記第１のアームを回転自在に支持する第１の連結部と、
前記第１の連結部にその一端が連結されることで前記第１のアームと連結される第２のアームと、
前記第２のアームの他端であって前記第２のアームを回転自在に支持する第２の連結部と、
前記第２の連結部にその一端が連結されることで前記第２のアームと連結される第３のアームと、
前記第３のアームの他端であって前記第３のアームを移動自在に支持する第３の連結部と、
前記多自由度天板支持機構を設置面に固定する設置部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記多自由度天板支持機構における天板支持部が前記天板の移動方向に回転自在な構成を採用することを特徴とする請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記多自由度天板支持機構における天板支持部は、前記天板と嵌合可能な構成を採用することを特徴とする請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記架台に向けて前記天板の移動を開始させる際に、前記多自由度天板支持機構を予め前記架台の前記内部近傍にまで前記天板支持部を移動させ、前記天板が前記内部近傍へ移動してくるまでその位置にて待機させることで、前記天板が前記内部に侵入し撮影が開始される時に前記多自由度天板支持機構が前記天板を支持するよう制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記寝台装置に対して前記架台に向けて前記天板を移動させるよう指示し、その後予め定められる位置に到達した際には前記寝台装置に替えて前記多自由度天板支持機構が前記天板を移動させるよう指示することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の医用画像診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４２９０７（Ｐ２０１３−４２９０７Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２２６５（Ｐ２０１１−１８２２６５）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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