Ｘ線ＣＴ装置及びその制御方法
【課題】Ｘ線ＣＴ装置において、被検体のセッティングの際に、医療従事者がＸ線照射範囲を正確に認識しながら効率よく被検体のセッティングを行うことであり、また、被検体の被爆量を低減させること。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を照射するＸ線源のＸ線焦点の回転半径と同一半径であって被検体の体軸方向に垂直な円周上に光源を有し、Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能である複数の投光器と、複数の投光器を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける操作受付部５１と、その指示に基づいて投光器３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃをスライド移動させることで、複数の投光器の位置を設定する本スキャン条件設定部５２と、設定された複数の投光器の円周の中心と、Ｘ線源のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ天板を３次元的にスライド移動させる天板移動制御部５３と、スライド後の天板２１をスキャン位置としてスキャンを実行する本スキャン実行部５４とを有する。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を照射するＸ線源のＸ線焦点の回転半径と同一半径であって被検体の体軸方向に垂直な円周上に光源を有し、Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能である複数の投光器と、複数の投光器を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける操作受付部５１と、その指示に基づいて投光器３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃをスライド移動させることで、複数の投光器の位置を設定する本スキャン条件設定部５２と、設定された複数の投光器の円周の中心と、Ｘ線源のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ天板を３次元的にスライド移動させる天板移動制御部５３と、スライド後の天板２１をスキャン位置としてスキャンを実行する本スキャン実行部５４とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態としての本実施形態は、Ｘ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出して画像化するＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線ＣＴ装置では、実際にダイナミックスキャン等の本スキャンでデータ収集を開始する前に、事前にスキャン計画を立案する必要がある。スキャン計画では、本スキャンで採用すべきＸ線管電圧、Ｘ線管電流、スライス厚、コーン角、ファン角、ガントリ傾斜角（チルト角）、再構成マトリクス、本スキャン位置、及びスキャン開始位置からスキャン終了位置までの本スキャン範囲が設定される。スキャン計画で本スキャンの本スキャン位置及び本スキャン範囲等の本スキャン条件を設定するために、Ｘ線管と検出器の回転を停止した状態で、患者が載置された天板を患者の体軸方向に移動させながらスキャノグラムスキャン（プレスキャン）が行なわれる。スキャノグラムスキャンでスキャノグラムが収集されると、このスキャノグラムを用いて本スキャン位置及び本スキャン範囲等の本スキャン条件が指定される。そのため、スキャン計画の段階で患者にＸ線を照射する必要があり、患者の被曝量が大きくなってしまうという欠点がある。
【０００３】
そこで、スキャン計画の段階での患者の不要被爆を抑えると同時に、簡便に操作をすることができるＸ線ＣＴ装置が提案されている（特許文献１参照）。このＸ線ＣＴ装置は、寝台機構、Ｘ線源、検出器、ガントリ、位置設定手段、位置関係検出手段、及びスキャノグラムスキャン制御手段を有する。寝台機構は、患者を載置して患者の体軸方向に移動可能な天板を有する。Ｘ線源は、患者にＸ線を照射するためのものである。検出器は、患者を透過したＸ線を検出するためのものである。ガントリは、Ｘ線源及び検出器が、患者を挟んで相互に対向して回動するように配置される。位置設定手段は、患者の複数の領域を指定するための患者又は天板の任意の位置を設定する。位置関係検出手段は、設定された位置に基づいて、複数の領域とガントリとの位置関係を検出する。スキャノグラムスキャン制御手段は、検出された位置関係に基づいてＸ線源からのＸ線の照射と停止を切り替えながら天板を移動させながらスキャンすることにより、複数の領域毎のスキャノグラムを連続して取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２２４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｘ線ＣＴ装置における患者セッティングの際に、投光器を用いて本スキャンのＸ線照射範囲の中心線に相当する部分にレーザ光を照射することで位置合わせを行う場合がある。その場合、投光器は本スキャン位置におけるＸ線照射範囲の中心線のみを表しているため、例えば他列検出器を用いて本スキャンを行なう場合などには、医療従事者は、Ｘ線照射範囲を正確に認識することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、上述した課題を解決するために、Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、前記照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、被検体を載置可能な載置手段と、前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を一体として前記被検体の周囲に回転させる回転制御手段と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転半径と同一半径である円周上に光源を有し、前記Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能な複数の投光手段と、前記複数の投光手段を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける受付手段と、前記指示に基づいて、前記複数の投光手段をスライド移動させることで、前記複数の投光手段の位置を設定する設定手段と、前記載置手段を支持し、前記設定された複数の投光手段の前記円周の中心の位置と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ前記載置手段を３次元的にスライド移動させる支持手段と、前記スライド後の載置手段をスキャン位置としてスキャンを実行するスキャン実行手段と、を有する。
【０００７】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置の制御方法は、上述した課題を解決するために、Ｘ線ＣＴ装置の制御方法は、Ｘ線を照射するＸ線照射手段のＸ線焦点の回転半径と同一半径である円周上に光源を有し、前記Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能な複数の投光手段を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける第１ステップと、前記指示に基づいて、前記複数の投光手段をスライド移動させることで、前記複数の投光手段の位置を設定する第２ステップと、前記設定された複数の投光手段の前記円周の中心と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ前記被検体を載置する載置手段を３次元的にスライド移動させる第３ステップと、前記スライド後の載置手段をスキャン位置としてスキャンを実行する第４ステップと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の概要を示す構成図。
【図２】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態のＸ線ＣＴ装置における投光器ユニットの配置例を示す図。
【図４】本実施形態のＸ線ＣＴ装置における投光器ユニットの１つの投光器の光源から照射されるレーザ光の形状を示す図。
【図５】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の機能を示すブロック図。
【図６】本実施形態のＸ線ＣＴ装置における投光器ユニットのスライド移動を説明するための図。
【図７】本実施形態のＸ線ＣＴ装置における投光器ユニットのチルト動作を説明するための図。
【図８】本実施形態のＸ線ＣＴ装置で被検体の本スキャン範囲の設定方法を説明するための図。
【図９】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置及びその制御方法について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置の概要を示す構成図である。図２は、Ｘ線ＣＴ装置１の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１及び図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、主に、患者（被検体Ｈ）が載置される寝台機構２と、撮影の際に被検体Ｈに対してＸ線を照射するガントリ３と、寝台機構２及びガントリ３の動作を制御すると共に、ガントリ３で取得されたデータを基に画像データを生成する操作コンソール４とを備えている。
【００１２】
寝台機構２は、天板２１及び天板コントローラ２２を備える。
【００１３】
天板２１は、その上部に被検体Ｈを載置可能である。
【００１４】
天板コントローラ２２は、天板２１に被検体Ｈを載置した状態で、被検体Ｈの左右方向（ｘ軸方向）、体軸方向（ｚ軸方向）、及び上下方向（ｙ軸方向）に天板２１をスライド移動させる。天板コントローラ２２は、操作コンソール４の制御インターフェース１４（後述する）を介して、操作コンソール４と寝台機構２との制御情報の送受信を行う。これにより、医療従事者が操作コンソール４を用いて寝台機構２を遠隔操作することが可能となる。
【００１５】
ガントリ３は、内部に貫通する円筒状の空洞部（ドーム）を有していて、被検体Ｈが載置された天板２１がこの空洞部の内外に出入り可能な出入り口５を備えている。この出入り口５の開口部は、例えばテーパ状に拡げられていると良い。被検体Ｈを載置した天板２１は、出入り口５を介してｚ軸方向にスライド移動してガントリ３の内外に出入りすることにより、ガントリ３の内部に被検体Ｈの搬入及び搬出を行う。
【００１６】
ガントリ３は、図１に示すように、Ｘ線源３１、検出部３２、及び投光器ユニット３３を備える。ガントリ３の中央部には、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転中心ＯＸが形成される。
【００１７】
Ｘ線源３１は、供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることでＸ線を発生させ、検出部３２に向かって照射する。Ｘ線源３１から出力されたＸ線は、ガントリ３の空洞部を横切って検出部３２にて検出される。
【００１８】
検出部３２は、チャンネル方向に複数、及び列（スライス）方向に単一の検出素子を有する１次元アレイ型の検出器（シングルスライス型検出器ともいう。）である。又は、検出部３２は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数チャンネル、スライス方向に複数列のＸ線検出素子を有する２次元アレイ型の検出器（マルチスライス型検出器ともいう。）である。検出部３２のＸ線検出素子は、Ｘ線源３１から照射されたＸ線を検出する。以下、検出部３２がマルチスライス型検出器である場合について説明する。検出部３２によって検出されたデータは、図２に示すデータ収集部（ＤＡＳ）３４から操作コンソール４の収集バッファ４５（後述する）に送信される。
【００１９】
天板２１上の被検体Ｈがガントリ３内に設置されると、Ｘ線源３１及び検出部３２がｚ軸周りに回転することによって、被検体Ｈのスキャン部位がスキャンされる。また、ガントリ３がレール機構（図示しない）によってｚ軸方向に移動することで、ガントリ３の内部に設置された被検体Ｈのスキャン部位が断続的にスキャンされる。
【００２０】
投光器ユニット３３は、ガントリ３に内蔵される。しかし、投光器ユニット３３は、ガントリ３の外部に備えられるものであってもよい。投光器ユニット３３は、複数の投光器、例えば３つの投光器３３Ａ乃至３３Ｃを備える。投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃの各光源は、ｘ−ｙ平面（ｚ軸に垂直な平面）上の円周Ｒ（図２に図示）上に配置される。投光器３３Ａ乃至３３Ｃの各光源が配置される円周Ｒの半径は、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転半径と同一となるように設計される。ここで、投光器３３Ａ乃至３３Ｃの各光源が配置される円周Ｒの中心を投光中心ＯＬと定義する。なお、投光器ユニット３３は、Ｘ線源３１より寝台機構２側に設けられることが望ましい。
【００２１】
投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃは、レーザ光をそれぞれ出力可能である。レーザ光の照射範囲は、Ｘ線の照射範囲を模擬している。医療従事者は、レーザ光の照射範囲をＸ線の照射範囲と擬制することができる。なお、投光器ユニット３３の配置、レーザ光の照射範囲については、図３を用いて後述する。
【００２２】
操作コンソール４は、コンピュータをベースとして構成されており、入力装置４２、中央処理装置４３、制御インターフェース４４、収集バッファ４５、モニタ４６、及び記憶装置４７を備える。
【００２３】
入力装置４２は、医療従事者からの指示や情報等を入力する。入力装置４２は、寝台機構２及びガントリ３の周囲に備えられてもよいし、遠方に備えられてもよい。
【００２４】
中央処理装置４３は、画像再構成処理や撮影シーケンス等を実行する。
【００２５】
制御インターフェース４４は、中央処理装置４３に基づいて制御信号等を寝台機構２及びガントリ３に出力する。
【００２６】
収集バッファ４５は、ガントリ３のデータ収集部３４で取得したデータを収集する。
【００２７】
モニタ４６は、中央処理装置４３の制御に基づいて画像等を表示する。
【００２８】
記憶装置４７は、各種のデータやプログラムを記憶する。
【００２９】
また、図２に示すように、ガントリ３は、操作コンソール４とＸ線のスキャンのための制御情報を送受信するＸ線系コントローラ３５を有する。Ｘ線系コントローラ３５により、医療従事者が操作コンソール４を用いてガントリ３の遠隔操作を可能としている。さらに、ガントリ３は、投光器３３Ａ乃至３３Ｃの制御信号を送受信する投光器コントローラ３６を有する。投光器コントローラ３６により、医療従事者が操作コンソール４を用いて投光器３３Ａ乃至３３Ｃを遠隔操作することを可能としている。
【００３０】
図３は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１における投光器ユニット３３の配置例を示す図である。
【００３１】
図３は、投光器ユニット３３を寝台機構２の側から見た図（ｘ−ｙ平面図）である。投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃは、Ｘ線の照射範囲を模擬したレーザ光を照射する。
【００３２】
第１に、Ｘ線の照射範囲を模擬したレーザ光を形成するための投光器３３Ａ乃至３３Ｃの配置を説明する。例えば、投光器３３Ａは、図３に示すように、Ｘ線源３１のビュー角が０度（上端位置）に対応する円周Ｒ上の上端位置に配置される。また、例えば、投光器３３Ｂ，３３Ｃは、図３に示すように、Ｘ線源３１のビュー角が９０度及び２７０度（左右端位置、被検体Ｈの真横）に対応する円周Ｒ上の左右端位置にそれぞれ配置される。
【００３３】
第２に、Ｘ線の照射範囲を模擬したレーザ光を形成するためのレーザ光の向きを説明する。投光器３３Ａは、図３に示すように、Ｘ線源３１のビュー角が０度の場合と同様に、投光中心ＯＬが照射中心となるように、ガントリ３の上部からレーザ光を照射する。投光器３３Ｂ，３３Ｃは、図３に示すように、Ｘ線源３１のビュー角が９０度及び２７０度の場合と同様に、投光中心ＯＬが照射中心となるように、ガントリ３の側部からレーザ光を照射する。
【００３４】
第３に、Ｘ線の照射範囲を模擬したレーザ光を形成するためのレーザ光の形状を説明する。投光器３３Ａからのレーザ光は、Ｘ線源３１のビュー角が０度の場合と同様に、投光器３３Ａの光源を頂点とする四角錐を形成する。そして、投光器３３Ａからのレーザ光が形成する四角錐の底面の２辺は、ｘ軸及びｚ軸にそれぞれ平行である。投光器３３Ｂ，３３Ｃからのレーザ光は、Ｘ線源３１のビュー角が９０度及び２７０度の場合と同様に、投光器３３Ｂ，３３Ｃの光源を頂点とする四角錐をそれぞれ形成する。そして、投光器３３Ｂ（投光器３３Ｃ）からのレーザ光が形成する四角錐の底面の２辺は、ｘ軸及びｙ軸にそれぞれ平行である。
【００３５】
図４は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１における投光器ユニット３３の１つの投光器３３Ａの光源から照射されるレーザ光の形状を示す図である。
【００３６】
図４に示すように、投光器ユニット３３の投光器３３Ａの光源から照射されるレーザ光は、光源を頂点とする四角錐を形成する。投光器３３Ａは、投光器コントローラ３６による制御によって照射角度（コーン角）を変更すると四角錐の底面のｚ軸方向の長さが変更され、照射角度（ファン角）を変更すると四角錐の底面のｘ軸方向の長さが変更される。なお、投光器３３Ａ乃至３３Ｃのコーン角は常に等しいものとし、投光器３３Ａ乃至３３Ｃのファン角は常に等しいものとする。
【００３７】
図５は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の機能を示すブロック図である。
【００３８】
図２に示す中央処理装置４３のＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置１は、図５に示すように、操作受付部５１、本スキャン条件設定部５２、天板移動制御部５３、及び本スキャン実行部５４として機能する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１の構成要素５１乃至５４の全部又は一部は、Ｘ線ＣＴ装置１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。
【００３９】
操作受付部５１は、入力装置４２から、投光器ユニット３３を３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける機能を有する。操作受付部５１は、入力装置４２から、レーザ光のコーン角を変更させるための指示を受け付ける機能を有する。操作受付部５１は、入力装置４２から、レーザ光のファン角を変更させるための指示を受け付ける機能を有する。操作受付部５１は、入力装置４２から、投光器ユニット３３のチルト角を変更させるための指示を受け付ける機能を有する。
【００４０】
本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、本スキャンで採用すべき本スキャン条件を設定する機能を有する。本スキャン条件としては、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、スライス厚、コーン角、ファン角、ガントリ傾斜角（チルト角）、再構成マトリクス、本スキャン位置、及びスキャン開始位置からスキャン終了位置までの本スキャン範囲等が挙げられる。
【００４１】
本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介して投光器ユニット３３をスライド移動させることで、投光器ユニット３３の位置を設定する。すなわち、本スキャン条件設定部５２は、投光器３３Ａ乃至３３Ｃを一体として３次元的にスライド移動させる。ここで、本スキャン条件設定部５２は、２個の投光器ユニット３３の位置を設定してもよい。
【００４２】
図６は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１における投光器ユニット３３のスライド移動を説明するための図である。
【００４３】
図６の左側は、投光器ユニット３３のスライド移動を示すｘ−ｙ平面図である。図６の右側は、投光器ユニット３３のスライド移動を示すｙ−ｚ平面図である。
【００４４】
図６に示すように、投光器ユニット３３は、駆動機構（図示しない）によって、３次元的にスライド移動可能である。すなわち、投光器３３Ａ乃至３３Ｃは、一体として３次元的にスライド移動可能である。
【００４５】
また、図５に示す本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介してレーザ光のコーン角を変更させることで、レーザ光のコーン角を設定する。本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介してレーザ光のファン角を変更させることで、レーザ光のファン角を設定する。本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介して投光器ユニット３３のチルト角を変更させることで、投光器ユニット３３のチルト角を設定する。
【００４６】
図７は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１における投光器ユニット３３のチルト動作を説明するための図である。
【００４７】
図７に示すように、投光器ユニット３３は、駆動機構（図示しない）によって、投光中心ＯＬを通るｘ軸方向を軸中心としてチルト動作可能である。すなわち、投光器３３Ａ乃至３３Ｃは、一体として投光中心ＯＬを通るｘ軸方向を軸中心としてチルト動作可能である。
【００４８】
図８は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１で被検体Ｈの本スキャン範囲の設定方法を説明するための図である。
【００４９】
図８に示すように、医療従事者は、投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃからのレーザ光を見ながら入力装置４２を介して、被検体Ｈの本スキャン部位である頭部がレーザ光によって照射されるように投光器ユニット３３をｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向にスライド移動させる。又は、医療従事者は、投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃからのレーザ光を見ながら、被検体Ｈの本スキャン部位である頭部がレーザ光によって照射されるように天板２１上の被検体Ｈをｘ軸方向及びｚ軸方向に移動させる。そして、本スキャン条件設定部５２は、投光器ユニット３３の位置を設定する。
【００５０】
また、医療従事者は、投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃからのレーザ光を見ながら入力装置４２を介して、被検体Ｈの本スキャン部位である頭部全体がレーザ光によって照射されるように投光器３３Ａ乃至３３Ｃのコーン角及びファン角を変更する。そして、本スキャン条件設定部５２は、投光器ユニット３３のコーン角及びファン角を設定する。
【００５１】
図８に示す例では、投光器ユニット３３がｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に移動され、かつ、レーザ光が頭部全体を覆うように投光器ユニット３３のコーン角が拡げられている。
【００５２】
図８を用いて説明したように、医療従事者は、被検体Ｈの本スキャン部位に対する、投光器ユニット３３からのレーザ光の照射を基に、被検体Ｈの本スキャン部位の位置合わせを行なう。
【００５３】
図５に示す天板移動制御部５３は、天板コントローラ２２を介して、本スキャン条件設定部５２によって位置設定された投光器ユニット３３の投光中心ＯＬの位置と、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転中心ＯＸの位置との差の分だけ天板２１を３次元的にスライド移動させる機能を有する。図８を用いて説明したように、レーザ光の照射に基づく被検体Ｈの本スキャン部位の位置合わせが完了した時点で、医療従事者が入力装置４２を用いて所定操作をする（例えば所定スイッチを押下する）。そして、投光中心ＯＬの位置とＸ線源２１のＸ線焦点の回転中心ＯＸの位置との差の分だけ、天板２１がｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向にスライド移動される。
【００５４】
本スキャン条件設定部５２によって２個の投光器ユニット３３の位置が設定される場合、天板移動制御部５３は、設定された２個の位置のうち１つの位置における投光器ユニット３３の投光中心ＯＬと、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転中心ＯＸとの差の分だけ天板２１をスライド移動させる。
【００５５】
本スキャン実行部５４は、本スキャン条件設定部５２によって設定された本スキャン条件に基づいて、Ｘ線系コントローラ３５を介して本スキャンを実行する機能を有する。
【００５６】
本スキャン条件設定部５２によって２個の投光器ユニット３３の位置が設定される場合、本スキャン実行部５４は、天板移動制御部５３によってスライド移動後の天板２１をスキャンの開始位置とする。一方、本スキャン実行部５４は、設定された２個の位置のうち他の位置をスキャンの終了位置とする。すなわち、本スキャン条件設定部５２によって２個の投光器ユニット３３の位置が設定される場合、本スキャン実行部５４は、スキャン開始位置からスキャン終了位置までの本スキャン範囲をスキャンする。
【００５７】
上述したように、Ｘ線ＣＴ装置１は、本スキャン前に投光器ユニット３３を用いてＸ線の照射範囲を模擬したレーザ光を被検体Ｈに照射させて、被検体Ｈの位置決めを行う。よって、Ｘ線ＣＴ装置１によると、本スキャン前のスキャノグラムスキャン無しで本スキャンの最適位置、コーン角、ファン角、及びチルト角を設定することができる。これにより、スキャノグラムスキャンで与えていた被検体Ｈへの不要被曝をカットすることができる。
【００５８】
従来のＸ線ＣＴ装置では、まず医療従事者は、任意の数のスキャノグラムスキャン範囲を設定し、装置に順次記憶させる。次に、医療従事者は、記憶されたスキャノグラムスキャン範囲に従いスキャノグラムを取得する。設定されたスキャノグラムスキャン範囲が複数である場合には、それらに対応するスキャノググラムが連続的に取得される。これによって医療従事者は、被検体Ｈの断層像を得ようとする近傍の領域のみのスキャノグラムを得る。医療従事者は、得られたスキャノグラムを参照して本スキャン条件を設定し、この設定された本スキャン条件に基づいて本スキャンを行う。このようにして得られた断層撮影像を用いて診断が行われることとなる。このときに、スキャン計画の段階での患者の被曝量が大きくなってしまうという欠点があった。
【００５９】
続いて、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の動作について、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００６０】
まず、医療従事者は、本スキャンを行なうべき被検体Ｈを天板２１上に載置させる。Ｘ線ＣＴ装置１は、入力装置４２を介して医療従事者が入力する入力信号を基に、被検体Ｈの本スキャン部位が投光器ユニット３３によるレーザ光の照射領域付近となるように、被検体Ｈが載置された天板２１を移動させる。
【００６１】
Ｘ線ＣＴ装置１は、投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃからのレーザ光を被検体Ｈの本スキャン部位付近に照射する（ステップＳ１）。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、医療従事者からの指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介して投光器ユニット３３をスライド移動させる（ステップＳ２）。
【００６２】
また、Ｘ線ＣＴ装置１は、医療従事者からの指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介してレーザ光のコーン角及びファン角を変更させる（ステップＳ３）。さらに、Ｘ線ＣＴ装置１は、医療従事者からの指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介して投光器ユニット３３のチルト角を変更させる（ステップＳ４）。なお、ステップＳ２乃至Ｓ４は、どの順番で行われてもよいし、一部又は全部が同時に行われてもよい。
【００６３】
次いで、Ｘ線ＣＴ装置１は、医療従事者からの指示に基づいて、ステップＳ２乃至Ｓ４によって本スキャン条件を確定するか否かを判断する（ステップＳ５）。ステップＳ５の判断によってＹＥＳ、すなわち、本スキャン条件を確定すると判断する場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、天板コントローラ２２を介して、ステップＳ２によって設定された投光器ユニット３３の投光中心ＯＬの位置と、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転中心ＯＸの位置との差の分だけ天板２１を３次元的にスライド移動させる（ステップＳ６）。
【００６４】
そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳ３及びＳ４を基にステップＳ５によって確定された本スキャン条件に基づいて、Ｘ線系コントローラ３５を介して本スキャンを実行する（ステップＳ７）。
【００６５】
一方、ステップＳ５の判断によってＮＯ、すなわち、本スキャン条件を確定しないと判断する場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、本スキャン条件を変更する（ステップＳ２、Ｓ３、及びＳ４）。
【００６６】
このようにしてＸ線ＣＴ装置１は、ボリュームスキャンで頭部などをスキャンする場合に、１回のスキャンで頭部全体をカバーできる場合には、投光器３３Ａ乃至３３Ｃによりレーザ光の照射領域を参考にして本スキャン領域を設定することにより、被検体Ｈに不快感を与えることなく効率よく被検体Ｈの位置を設定することができる。また、スキャノグラムスキャンを実行することなく、投光器３３Ａ乃至３３Ｃによりレーザ光の照射領域に基づいて、医療従事者が本スキャン時のコーン角、ファン角、及びチルト角を決定できる。これにより、スキャノグラムスキャンで与えられる被検体Ｈの被爆量をカットできる。
【００６７】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によると、被検体Ｈのセッティングの際に、本スキャンのＸ線照射範囲を投光器３３Ａ乃至３３Ｃで照らすことにより、医療従事者がＸ線照射範囲を正確に認識しながら効率よく被検体Ｈのセッティングを行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によると、スキャノグラムスキャンを実行する必要がないので、スキャノグラムスキャンで与えられる被検体Ｈの被爆量をカットすることができる。
【００６９】
なお、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００７０】
１ Ｘ線ＣＴ装置
２ 寝台機構
３ ガントリ
４ 操作コンソール
２１ 天板
２２ 天板コントローラ
３１ Ｘ線源
３２ 検出部
３３ 投光器ユニット
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ 投光器
３４ データ収集部
３５ Ｘ線系コントローラ
３６ 投光器コントローラ
４２ 入力装置
４３ 中央処理装置
４４ 制御インターフェース
４５ 収集バッファ
４６ モニタ
４７ 記憶装置
５１ 操作受付部
５２ 本スキャン条件設定部
５３ 天板移動制御部
５４ 本スキャン実行部
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態としての本実施形態は、Ｘ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出して画像化するＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線ＣＴ装置では、実際にダイナミックスキャン等の本スキャンでデータ収集を開始する前に、事前にスキャン計画を立案する必要がある。スキャン計画では、本スキャンで採用すべきＸ線管電圧、Ｘ線管電流、スライス厚、コーン角、ファン角、ガントリ傾斜角（チルト角）、再構成マトリクス、本スキャン位置、及びスキャン開始位置からスキャン終了位置までの本スキャン範囲が設定される。スキャン計画で本スキャンの本スキャン位置及び本スキャン範囲等の本スキャン条件を設定するために、Ｘ線管と検出器の回転を停止した状態で、患者が載置された天板を患者の体軸方向に移動させながらスキャノグラムスキャン（プレスキャン）が行なわれる。スキャノグラムスキャンでスキャノグラムが収集されると、このスキャノグラムを用いて本スキャン位置及び本スキャン範囲等の本スキャン条件が指定される。そのため、スキャン計画の段階で患者にＸ線を照射する必要があり、患者の被曝量が大きくなってしまうという欠点がある。
【０００３】
そこで、スキャン計画の段階での患者の不要被爆を抑えると同時に、簡便に操作をすることができるＸ線ＣＴ装置が提案されている（特許文献１参照）。このＸ線ＣＴ装置は、寝台機構、Ｘ線源、検出器、ガントリ、位置設定手段、位置関係検出手段、及びスキャノグラムスキャン制御手段を有する。寝台機構は、患者を載置して患者の体軸方向に移動可能な天板を有する。Ｘ線源は、患者にＸ線を照射するためのものである。検出器は、患者を透過したＸ線を検出するためのものである。ガントリは、Ｘ線源及び検出器が、患者を挟んで相互に対向して回動するように配置される。位置設定手段は、患者の複数の領域を指定するための患者又は天板の任意の位置を設定する。位置関係検出手段は、設定された位置に基づいて、複数の領域とガントリとの位置関係を検出する。スキャノグラムスキャン制御手段は、検出された位置関係に基づいてＸ線源からのＸ線の照射と停止を切り替えながら天板を移動させながらスキャンすることにより、複数の領域毎のスキャノグラムを連続して取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２２４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｘ線ＣＴ装置における患者セッティングの際に、投光器を用いて本スキャンのＸ線照射範囲の中心線に相当する部分にレーザ光を照射することで位置合わせを行う場合がある。その場合、投光器は本スキャン位置におけるＸ線照射範囲の中心線のみを表しているため、例えば他列検出器を用いて本スキャンを行なう場合などには、医療従事者は、Ｘ線照射範囲を正確に認識することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、上述した課題を解決するために、Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、前記照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、被検体を載置可能な載置手段と、前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を一体として前記被検体の周囲に回転させる回転制御手段と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転半径と同一半径である円周上に光源を有し、前記Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能な複数の投光手段と、前記複数の投光手段を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける受付手段と、前記指示に基づいて、前記複数の投光手段をスライド移動させることで、前記複数の投光手段の位置を設定する設定手段と、前記載置手段を支持し、前記設定された複数の投光手段の前記円周の中心の位置と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ前記載置手段を３次元的にスライド移動させる支持手段と、前記スライド後の載置手段をスキャン位置としてスキャンを実行するスキャン実行手段と、を有する。
【０００７】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置の制御方法は、上述した課題を解決するために、Ｘ線ＣＴ装置の制御方法は、Ｘ線を照射するＸ線照射手段のＸ線焦点の回転半径と同一半径である円周上に光源を有し、前記Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能な複数の投光手段を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける第１ステップと、前記指示に基づいて、前記複数の投光手段をスライド移動させることで、前記複数の投光手段の位置を設定する第２ステップと、前記設定された複数の投光手段の前記円周の中心と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ前記被検体を載置する載置手段を３次元的にスライド移動させる第３ステップと、前記スライド後の載置手段をスキャン位置としてスキャンを実行する第４ステップと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の概要を示す構成図。
【図２】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態のＸ線ＣＴ装置における投光器ユニットの配置例を示す図。
【図４】本実施形態のＸ線ＣＴ装置における投光器ユニットの１つの投光器の光源から照射されるレーザ光の形状を示す図。
【図５】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の機能を示すブロック図。
【図６】本実施形態のＸ線ＣＴ装置における投光器ユニットのスライド移動を説明するための図。
【図７】本実施形態のＸ線ＣＴ装置における投光器ユニットのチルト動作を説明するための図。
【図８】本実施形態のＸ線ＣＴ装置で被検体の本スキャン範囲の設定方法を説明するための図。
【図９】本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置及びその制御方法について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置の概要を示す構成図である。図２は、Ｘ線ＣＴ装置１の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１及び図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、主に、患者（被検体Ｈ）が載置される寝台機構２と、撮影の際に被検体Ｈに対してＸ線を照射するガントリ３と、寝台機構２及びガントリ３の動作を制御すると共に、ガントリ３で取得されたデータを基に画像データを生成する操作コンソール４とを備えている。
【００１２】
寝台機構２は、天板２１及び天板コントローラ２２を備える。
【００１３】
天板２１は、その上部に被検体Ｈを載置可能である。
【００１４】
天板コントローラ２２は、天板２１に被検体Ｈを載置した状態で、被検体Ｈの左右方向（ｘ軸方向）、体軸方向（ｚ軸方向）、及び上下方向（ｙ軸方向）に天板２１をスライド移動させる。天板コントローラ２２は、操作コンソール４の制御インターフェース１４（後述する）を介して、操作コンソール４と寝台機構２との制御情報の送受信を行う。これにより、医療従事者が操作コンソール４を用いて寝台機構２を遠隔操作することが可能となる。
【００１５】
ガントリ３は、内部に貫通する円筒状の空洞部（ドーム）を有していて、被検体Ｈが載置された天板２１がこの空洞部の内外に出入り可能な出入り口５を備えている。この出入り口５の開口部は、例えばテーパ状に拡げられていると良い。被検体Ｈを載置した天板２１は、出入り口５を介してｚ軸方向にスライド移動してガントリ３の内外に出入りすることにより、ガントリ３の内部に被検体Ｈの搬入及び搬出を行う。
【００１６】
ガントリ３は、図１に示すように、Ｘ線源３１、検出部３２、及び投光器ユニット３３を備える。ガントリ３の中央部には、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転中心ＯＸが形成される。
【００１７】
Ｘ線源３１は、供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることでＸ線を発生させ、検出部３２に向かって照射する。Ｘ線源３１から出力されたＸ線は、ガントリ３の空洞部を横切って検出部３２にて検出される。
【００１８】
検出部３２は、チャンネル方向に複数、及び列（スライス）方向に単一の検出素子を有する１次元アレイ型の検出器（シングルスライス型検出器ともいう。）である。又は、検出部３２は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数チャンネル、スライス方向に複数列のＸ線検出素子を有する２次元アレイ型の検出器（マルチスライス型検出器ともいう。）である。検出部３２のＸ線検出素子は、Ｘ線源３１から照射されたＸ線を検出する。以下、検出部３２がマルチスライス型検出器である場合について説明する。検出部３２によって検出されたデータは、図２に示すデータ収集部（ＤＡＳ）３４から操作コンソール４の収集バッファ４５（後述する）に送信される。
【００１９】
天板２１上の被検体Ｈがガントリ３内に設置されると、Ｘ線源３１及び検出部３２がｚ軸周りに回転することによって、被検体Ｈのスキャン部位がスキャンされる。また、ガントリ３がレール機構（図示しない）によってｚ軸方向に移動することで、ガントリ３の内部に設置された被検体Ｈのスキャン部位が断続的にスキャンされる。
【００２０】
投光器ユニット３３は、ガントリ３に内蔵される。しかし、投光器ユニット３３は、ガントリ３の外部に備えられるものであってもよい。投光器ユニット３３は、複数の投光器、例えば３つの投光器３３Ａ乃至３３Ｃを備える。投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃの各光源は、ｘ−ｙ平面（ｚ軸に垂直な平面）上の円周Ｒ（図２に図示）上に配置される。投光器３３Ａ乃至３３Ｃの各光源が配置される円周Ｒの半径は、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転半径と同一となるように設計される。ここで、投光器３３Ａ乃至３３Ｃの各光源が配置される円周Ｒの中心を投光中心ＯＬと定義する。なお、投光器ユニット３３は、Ｘ線源３１より寝台機構２側に設けられることが望ましい。
【００２１】
投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃは、レーザ光をそれぞれ出力可能である。レーザ光の照射範囲は、Ｘ線の照射範囲を模擬している。医療従事者は、レーザ光の照射範囲をＸ線の照射範囲と擬制することができる。なお、投光器ユニット３３の配置、レーザ光の照射範囲については、図３を用いて後述する。
【００２２】
操作コンソール４は、コンピュータをベースとして構成されており、入力装置４２、中央処理装置４３、制御インターフェース４４、収集バッファ４５、モニタ４６、及び記憶装置４７を備える。
【００２３】
入力装置４２は、医療従事者からの指示や情報等を入力する。入力装置４２は、寝台機構２及びガントリ３の周囲に備えられてもよいし、遠方に備えられてもよい。
【００２４】
中央処理装置４３は、画像再構成処理や撮影シーケンス等を実行する。
【００２５】
制御インターフェース４４は、中央処理装置４３に基づいて制御信号等を寝台機構２及びガントリ３に出力する。
【００２６】
収集バッファ４５は、ガントリ３のデータ収集部３４で取得したデータを収集する。
【００２７】
モニタ４６は、中央処理装置４３の制御に基づいて画像等を表示する。
【００２８】
記憶装置４７は、各種のデータやプログラムを記憶する。
【００２９】
また、図２に示すように、ガントリ３は、操作コンソール４とＸ線のスキャンのための制御情報を送受信するＸ線系コントローラ３５を有する。Ｘ線系コントローラ３５により、医療従事者が操作コンソール４を用いてガントリ３の遠隔操作を可能としている。さらに、ガントリ３は、投光器３３Ａ乃至３３Ｃの制御信号を送受信する投光器コントローラ３６を有する。投光器コントローラ３６により、医療従事者が操作コンソール４を用いて投光器３３Ａ乃至３３Ｃを遠隔操作することを可能としている。
【００３０】
図３は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１における投光器ユニット３３の配置例を示す図である。
【００３１】
図３は、投光器ユニット３３を寝台機構２の側から見た図（ｘ−ｙ平面図）である。投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃは、Ｘ線の照射範囲を模擬したレーザ光を照射する。
【００３２】
第１に、Ｘ線の照射範囲を模擬したレーザ光を形成するための投光器３３Ａ乃至３３Ｃの配置を説明する。例えば、投光器３３Ａは、図３に示すように、Ｘ線源３１のビュー角が０度（上端位置）に対応する円周Ｒ上の上端位置に配置される。また、例えば、投光器３３Ｂ，３３Ｃは、図３に示すように、Ｘ線源３１のビュー角が９０度及び２７０度（左右端位置、被検体Ｈの真横）に対応する円周Ｒ上の左右端位置にそれぞれ配置される。
【００３３】
第２に、Ｘ線の照射範囲を模擬したレーザ光を形成するためのレーザ光の向きを説明する。投光器３３Ａは、図３に示すように、Ｘ線源３１のビュー角が０度の場合と同様に、投光中心ＯＬが照射中心となるように、ガントリ３の上部からレーザ光を照射する。投光器３３Ｂ，３３Ｃは、図３に示すように、Ｘ線源３１のビュー角が９０度及び２７０度の場合と同様に、投光中心ＯＬが照射中心となるように、ガントリ３の側部からレーザ光を照射する。
【００３４】
第３に、Ｘ線の照射範囲を模擬したレーザ光を形成するためのレーザ光の形状を説明する。投光器３３Ａからのレーザ光は、Ｘ線源３１のビュー角が０度の場合と同様に、投光器３３Ａの光源を頂点とする四角錐を形成する。そして、投光器３３Ａからのレーザ光が形成する四角錐の底面の２辺は、ｘ軸及びｚ軸にそれぞれ平行である。投光器３３Ｂ，３３Ｃからのレーザ光は、Ｘ線源３１のビュー角が９０度及び２７０度の場合と同様に、投光器３３Ｂ，３３Ｃの光源を頂点とする四角錐をそれぞれ形成する。そして、投光器３３Ｂ（投光器３３Ｃ）からのレーザ光が形成する四角錐の底面の２辺は、ｘ軸及びｙ軸にそれぞれ平行である。
【００３５】
図４は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１における投光器ユニット３３の１つの投光器３３Ａの光源から照射されるレーザ光の形状を示す図である。
【００３６】
図４に示すように、投光器ユニット３３の投光器３３Ａの光源から照射されるレーザ光は、光源を頂点とする四角錐を形成する。投光器３３Ａは、投光器コントローラ３６による制御によって照射角度（コーン角）を変更すると四角錐の底面のｚ軸方向の長さが変更され、照射角度（ファン角）を変更すると四角錐の底面のｘ軸方向の長さが変更される。なお、投光器３３Ａ乃至３３Ｃのコーン角は常に等しいものとし、投光器３３Ａ乃至３３Ｃのファン角は常に等しいものとする。
【００３７】
図５は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の機能を示すブロック図である。
【００３８】
図２に示す中央処理装置４３のＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置１は、図５に示すように、操作受付部５１、本スキャン条件設定部５２、天板移動制御部５３、及び本スキャン実行部５４として機能する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１の構成要素５１乃至５４の全部又は一部は、Ｘ線ＣＴ装置１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。
【００３９】
操作受付部５１は、入力装置４２から、投光器ユニット３３を３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける機能を有する。操作受付部５１は、入力装置４２から、レーザ光のコーン角を変更させるための指示を受け付ける機能を有する。操作受付部５１は、入力装置４２から、レーザ光のファン角を変更させるための指示を受け付ける機能を有する。操作受付部５１は、入力装置４２から、投光器ユニット３３のチルト角を変更させるための指示を受け付ける機能を有する。
【００４０】
本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、本スキャンで採用すべき本スキャン条件を設定する機能を有する。本スキャン条件としては、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、スライス厚、コーン角、ファン角、ガントリ傾斜角（チルト角）、再構成マトリクス、本スキャン位置、及びスキャン開始位置からスキャン終了位置までの本スキャン範囲等が挙げられる。
【００４１】
本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介して投光器ユニット３３をスライド移動させることで、投光器ユニット３３の位置を設定する。すなわち、本スキャン条件設定部５２は、投光器３３Ａ乃至３３Ｃを一体として３次元的にスライド移動させる。ここで、本スキャン条件設定部５２は、２個の投光器ユニット３３の位置を設定してもよい。
【００４２】
図６は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１における投光器ユニット３３のスライド移動を説明するための図である。
【００４３】
図６の左側は、投光器ユニット３３のスライド移動を示すｘ−ｙ平面図である。図６の右側は、投光器ユニット３３のスライド移動を示すｙ−ｚ平面図である。
【００４４】
図６に示すように、投光器ユニット３３は、駆動機構（図示しない）によって、３次元的にスライド移動可能である。すなわち、投光器３３Ａ乃至３３Ｃは、一体として３次元的にスライド移動可能である。
【００４５】
また、図５に示す本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介してレーザ光のコーン角を変更させることで、レーザ光のコーン角を設定する。本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介してレーザ光のファン角を変更させることで、レーザ光のファン角を設定する。本スキャン条件設定部５２は、操作受付部５１によって受け付けられた指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介して投光器ユニット３３のチルト角を変更させることで、投光器ユニット３３のチルト角を設定する。
【００４６】
図７は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１における投光器ユニット３３のチルト動作を説明するための図である。
【００４７】
図７に示すように、投光器ユニット３３は、駆動機構（図示しない）によって、投光中心ＯＬを通るｘ軸方向を軸中心としてチルト動作可能である。すなわち、投光器３３Ａ乃至３３Ｃは、一体として投光中心ＯＬを通るｘ軸方向を軸中心としてチルト動作可能である。
【００４８】
図８は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１で被検体Ｈの本スキャン範囲の設定方法を説明するための図である。
【００４９】
図８に示すように、医療従事者は、投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃからのレーザ光を見ながら入力装置４２を介して、被検体Ｈの本スキャン部位である頭部がレーザ光によって照射されるように投光器ユニット３３をｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向にスライド移動させる。又は、医療従事者は、投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃからのレーザ光を見ながら、被検体Ｈの本スキャン部位である頭部がレーザ光によって照射されるように天板２１上の被検体Ｈをｘ軸方向及びｚ軸方向に移動させる。そして、本スキャン条件設定部５２は、投光器ユニット３３の位置を設定する。
【００５０】
また、医療従事者は、投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃからのレーザ光を見ながら入力装置４２を介して、被検体Ｈの本スキャン部位である頭部全体がレーザ光によって照射されるように投光器３３Ａ乃至３３Ｃのコーン角及びファン角を変更する。そして、本スキャン条件設定部５２は、投光器ユニット３３のコーン角及びファン角を設定する。
【００５１】
図８に示す例では、投光器ユニット３３がｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に移動され、かつ、レーザ光が頭部全体を覆うように投光器ユニット３３のコーン角が拡げられている。
【００５２】
図８を用いて説明したように、医療従事者は、被検体Ｈの本スキャン部位に対する、投光器ユニット３３からのレーザ光の照射を基に、被検体Ｈの本スキャン部位の位置合わせを行なう。
【００５３】
図５に示す天板移動制御部５３は、天板コントローラ２２を介して、本スキャン条件設定部５２によって位置設定された投光器ユニット３３の投光中心ＯＬの位置と、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転中心ＯＸの位置との差の分だけ天板２１を３次元的にスライド移動させる機能を有する。図８を用いて説明したように、レーザ光の照射に基づく被検体Ｈの本スキャン部位の位置合わせが完了した時点で、医療従事者が入力装置４２を用いて所定操作をする（例えば所定スイッチを押下する）。そして、投光中心ＯＬの位置とＸ線源２１のＸ線焦点の回転中心ＯＸの位置との差の分だけ、天板２１がｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向にスライド移動される。
【００５４】
本スキャン条件設定部５２によって２個の投光器ユニット３３の位置が設定される場合、天板移動制御部５３は、設定された２個の位置のうち１つの位置における投光器ユニット３３の投光中心ＯＬと、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転中心ＯＸとの差の分だけ天板２１をスライド移動させる。
【００５５】
本スキャン実行部５４は、本スキャン条件設定部５２によって設定された本スキャン条件に基づいて、Ｘ線系コントローラ３５を介して本スキャンを実行する機能を有する。
【００５６】
本スキャン条件設定部５２によって２個の投光器ユニット３３の位置が設定される場合、本スキャン実行部５４は、天板移動制御部５３によってスライド移動後の天板２１をスキャンの開始位置とする。一方、本スキャン実行部５４は、設定された２個の位置のうち他の位置をスキャンの終了位置とする。すなわち、本スキャン条件設定部５２によって２個の投光器ユニット３３の位置が設定される場合、本スキャン実行部５４は、スキャン開始位置からスキャン終了位置までの本スキャン範囲をスキャンする。
【００５７】
上述したように、Ｘ線ＣＴ装置１は、本スキャン前に投光器ユニット３３を用いてＸ線の照射範囲を模擬したレーザ光を被検体Ｈに照射させて、被検体Ｈの位置決めを行う。よって、Ｘ線ＣＴ装置１によると、本スキャン前のスキャノグラムスキャン無しで本スキャンの最適位置、コーン角、ファン角、及びチルト角を設定することができる。これにより、スキャノグラムスキャンで与えていた被検体Ｈへの不要被曝をカットすることができる。
【００５８】
従来のＸ線ＣＴ装置では、まず医療従事者は、任意の数のスキャノグラムスキャン範囲を設定し、装置に順次記憶させる。次に、医療従事者は、記憶されたスキャノグラムスキャン範囲に従いスキャノグラムを取得する。設定されたスキャノグラムスキャン範囲が複数である場合には、それらに対応するスキャノググラムが連続的に取得される。これによって医療従事者は、被検体Ｈの断層像を得ようとする近傍の領域のみのスキャノグラムを得る。医療従事者は、得られたスキャノグラムを参照して本スキャン条件を設定し、この設定された本スキャン条件に基づいて本スキャンを行う。このようにして得られた断層撮影像を用いて診断が行われることとなる。このときに、スキャン計画の段階での患者の被曝量が大きくなってしまうという欠点があった。
【００５９】
続いて、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の動作について、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００６０】
まず、医療従事者は、本スキャンを行なうべき被検体Ｈを天板２１上に載置させる。Ｘ線ＣＴ装置１は、入力装置４２を介して医療従事者が入力する入力信号を基に、被検体Ｈの本スキャン部位が投光器ユニット３３によるレーザ光の照射領域付近となるように、被検体Ｈが載置された天板２１を移動させる。
【００６１】
Ｘ線ＣＴ装置１は、投光器ユニット３３の投光器３３Ａ乃至３３Ｃからのレーザ光を被検体Ｈの本スキャン部位付近に照射する（ステップＳ１）。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、医療従事者からの指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介して投光器ユニット３３をスライド移動させる（ステップＳ２）。
【００６２】
また、Ｘ線ＣＴ装置１は、医療従事者からの指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介してレーザ光のコーン角及びファン角を変更させる（ステップＳ３）。さらに、Ｘ線ＣＴ装置１は、医療従事者からの指示に基づいて、投光器コントローラ３６を介して投光器ユニット３３のチルト角を変更させる（ステップＳ４）。なお、ステップＳ２乃至Ｓ４は、どの順番で行われてもよいし、一部又は全部が同時に行われてもよい。
【００６３】
次いで、Ｘ線ＣＴ装置１は、医療従事者からの指示に基づいて、ステップＳ２乃至Ｓ４によって本スキャン条件を確定するか否かを判断する（ステップＳ５）。ステップＳ５の判断によってＹＥＳ、すなわち、本スキャン条件を確定すると判断する場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、天板コントローラ２２を介して、ステップＳ２によって設定された投光器ユニット３３の投光中心ＯＬの位置と、Ｘ線源３１のＸ線焦点の回転中心ＯＸの位置との差の分だけ天板２１を３次元的にスライド移動させる（ステップＳ６）。
【００６４】
そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳ３及びＳ４を基にステップＳ５によって確定された本スキャン条件に基づいて、Ｘ線系コントローラ３５を介して本スキャンを実行する（ステップＳ７）。
【００６５】
一方、ステップＳ５の判断によってＮＯ、すなわち、本スキャン条件を確定しないと判断する場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、本スキャン条件を変更する（ステップＳ２、Ｓ３、及びＳ４）。
【００６６】
このようにしてＸ線ＣＴ装置１は、ボリュームスキャンで頭部などをスキャンする場合に、１回のスキャンで頭部全体をカバーできる場合には、投光器３３Ａ乃至３３Ｃによりレーザ光の照射領域を参考にして本スキャン領域を設定することにより、被検体Ｈに不快感を与えることなく効率よく被検体Ｈの位置を設定することができる。また、スキャノグラムスキャンを実行することなく、投光器３３Ａ乃至３３Ｃによりレーザ光の照射領域に基づいて、医療従事者が本スキャン時のコーン角、ファン角、及びチルト角を決定できる。これにより、スキャノグラムスキャンで与えられる被検体Ｈの被爆量をカットできる。
【００６７】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によると、被検体Ｈのセッティングの際に、本スキャンのＸ線照射範囲を投光器３３Ａ乃至３３Ｃで照らすことにより、医療従事者がＸ線照射範囲を正確に認識しながら効率よく被検体Ｈのセッティングを行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によると、スキャノグラムスキャンを実行する必要がないので、スキャノグラムスキャンで与えられる被検体Ｈの被爆量をカットすることができる。
【００６９】
なお、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００７０】
１ Ｘ線ＣＴ装置
２ 寝台機構
３ ガントリ
４ 操作コンソール
２１ 天板
２２ 天板コントローラ
３１ Ｘ線源
３２ 検出部
３３ 投光器ユニット
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ 投光器
３４ データ収集部
３５ Ｘ線系コントローラ
３６ 投光器コントローラ
４２ 入力装置
４３ 中央処理装置
４４ 制御インターフェース
４５ 収集バッファ
４６ モニタ
４７ 記憶装置
５１ 操作受付部
５２ 本スキャン条件設定部
５３ 天板移動制御部
５４ 本スキャン実行部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、
前記照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、
被検体を載置可能な載置手段と、
前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を一体として前記被検体の周囲に回転させる回転制御手段と、
前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転半径と同一半径である円周上に光源を有し、前記Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能な複数の投光手段と、
前記複数の投光手段を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける受付手段と、
前記指示に基づいて、前記複数の投光手段をスライド移動させることで、前記複数の投光手段の位置を設定する設定手段と、
前記載置手段を支持し、前記設定された複数の投光手段の前記円周の中心の位置と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ前記載置手段を３次元的にスライド移動させる支持手段と、
前記スライド後の載置手段をスキャン位置としてスキャンを実行するスキャン実行手段と、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記受付手段は、前記レーザ光のコーン角を変更させるための指示を受け付け、
前記設定手段は、前記レーザ光のコーン角を変更させることで、前記レーザ光のコーン角を設定し、
前記スキャン実行手段は、前記設定されたコーン角を前記Ｘ線のコーン角として設定して前記スキャンを実行することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記受付手段は、前記複数の投光手段のチルト角を変更させるための指示を受け付け、
前記設定手段は、前記複数の投光手段のチルト角を変更させることで、前記複数の投光手段のチルト角を設定し、
前記スキャン実行手段は、前記設定されたチルト角に従って前記スキャンを実行することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記受付手段は、前記レーザ光のファン角を変更させるための指示を受け付け、
前記設定手段は、前記レーザ光のファン角を変更させることで、前記レーザ光のファン角を設定し、
前記スキャン実行手段は、前記設定されたファン角を前記Ｘ線のファン角として設定して前記スキャンを実行することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記Ｘ線照射手段より前記支持手段側に前記複数の投光手段を設けることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記設定手段は、２個の前記複数の投光手段の位置を設定し、
前記支持手段は、前記設定された２個の位置のうち１つの位置における前記投光手段の前記円周の中心と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心との差の分だけ前記載置手段をスライド移動させ、
前記スキャン実行手段は、前記スライド移動後の載置手段を前記スキャンの開始位置とする一方、前記設定された２個の位置のうち他の位置を前記スキャンの終了位置とすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記複数の投光手段は、前記円周上の鉛直方向の上端位置と、前記円周中心と同一高さの位置とにそれぞれ前記光源を有する３つの投光手段であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
Ｘ線を照射するＸ線照射手段のＸ線焦点の回転半径と同一半径である円周上に光源を有し、前記Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能な複数の投光手段を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける第１ステップと、
前記指示に基づいて、前記複数の投光手段をスライド移動させることで、前記複数の投光手段の位置を設定する第２ステップと、
前記設定された複数の投光手段の前記円周の中心と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ前記被検体を載置する載置手段を３次元的にスライド移動させる第３ステップと、
前記スライド後の載置手段をスキャン位置としてスキャンを実行する第４ステップと、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項９】
前記第１ステップは、前記レーザ光のコーン角を変更させるための指示を受け付け、
前記第２ステップは、前記レーザ光のコーン角を変更させることで、前記レーザ光のコーン角を設定し、
前記第４ステップは、前記設定されたコーン角を前記Ｘ線のコーン角として設定して前記スキャンを実行することを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１０】
前記第１ステップは、前記複数の投光手段のチルト角を変更させるための指示を受け付け、
前記第２ステップは、前記複数の投光手段のチルト角を変更させることで、前記複数の投光手段のチルト角を設定し、
前記第４ステップは、前記設定されたチルト角に従って前記スキャンを実行することを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１１】
前記第１ステップは、前記レーザ光のファン角を変更させるための指示を受け付け、
前記第２ステップは、前記レーザ光のファン角を変更させることで、前記レーザ光のファン角を設定し、
前記第４ステップは、前記設定されたファン角を前記Ｘ線のファン角として設定して前記スキャンを実行することを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１２】
前記Ｘ線照射手段より前記支持手段側に前記複数の投光手段を設けることを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１３】
前記第２ステップは、２個の前記複数の投光手段の位置を設定し、
前記第３ステップは、前記設定された２個の位置のうち１つの位置における前記投光手段の前記円周の中心と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心との差の分だけ前記載置手段をスライド移動させ、
前記第４ステップは、前記スライド移動後の載置手段を前記スキャンの開始位置とする一方、前記設定された２個の位置のうち他の位置を前記スキャンの終了位置とすることを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１４】
前記第１ステップは、前記複数の投光手段によって、前記円周上の鉛直方向の上端位置と、前記円周中心と同一高さの位置からそれぞれ前記レーザ光を照射する請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、
前記照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、
被検体を載置可能な載置手段と、
前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を一体として前記被検体の周囲に回転させる回転制御手段と、
前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転半径と同一半径である円周上に光源を有し、前記Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能な複数の投光手段と、
前記複数の投光手段を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける受付手段と、
前記指示に基づいて、前記複数の投光手段をスライド移動させることで、前記複数の投光手段の位置を設定する設定手段と、
前記載置手段を支持し、前記設定された複数の投光手段の前記円周の中心の位置と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ前記載置手段を３次元的にスライド移動させる支持手段と、
前記スライド後の載置手段をスキャン位置としてスキャンを実行するスキャン実行手段と、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記受付手段は、前記レーザ光のコーン角を変更させるための指示を受け付け、
前記設定手段は、前記レーザ光のコーン角を変更させることで、前記レーザ光のコーン角を設定し、
前記スキャン実行手段は、前記設定されたコーン角を前記Ｘ線のコーン角として設定して前記スキャンを実行することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記受付手段は、前記複数の投光手段のチルト角を変更させるための指示を受け付け、
前記設定手段は、前記複数の投光手段のチルト角を変更させることで、前記複数の投光手段のチルト角を設定し、
前記スキャン実行手段は、前記設定されたチルト角に従って前記スキャンを実行することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記受付手段は、前記レーザ光のファン角を変更させるための指示を受け付け、
前記設定手段は、前記レーザ光のファン角を変更させることで、前記レーザ光のファン角を設定し、
前記スキャン実行手段は、前記設定されたファン角を前記Ｘ線のファン角として設定して前記スキャンを実行することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記Ｘ線照射手段より前記支持手段側に前記複数の投光手段を設けることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記設定手段は、２個の前記複数の投光手段の位置を設定し、
前記支持手段は、前記設定された２個の位置のうち１つの位置における前記投光手段の前記円周の中心と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心との差の分だけ前記載置手段をスライド移動させ、
前記スキャン実行手段は、前記スライド移動後の載置手段を前記スキャンの開始位置とする一方、前記設定された２個の位置のうち他の位置を前記スキャンの終了位置とすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記複数の投光手段は、前記円周上の鉛直方向の上端位置と、前記円周中心と同一高さの位置とにそれぞれ前記光源を有する３つの投光手段であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
Ｘ線を照射するＸ線照射手段のＸ線焦点の回転半径と同一半径である円周上に光源を有し、前記Ｘ線の照射範囲を模擬した照射範囲を有するレーザ光を照射可能な複数の投光手段を一体として３次元的にスライド移動させるための指示を受け付ける第１ステップと、
前記指示に基づいて、前記複数の投光手段をスライド移動させることで、前記複数の投光手段の位置を設定する第２ステップと、
前記設定された複数の投光手段の前記円周の中心と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心の位置との差の分だけ前記被検体を載置する載置手段を３次元的にスライド移動させる第３ステップと、
前記スライド後の載置手段をスキャン位置としてスキャンを実行する第４ステップと、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項９】
前記第１ステップは、前記レーザ光のコーン角を変更させるための指示を受け付け、
前記第２ステップは、前記レーザ光のコーン角を変更させることで、前記レーザ光のコーン角を設定し、
前記第４ステップは、前記設定されたコーン角を前記Ｘ線のコーン角として設定して前記スキャンを実行することを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１０】
前記第１ステップは、前記複数の投光手段のチルト角を変更させるための指示を受け付け、
前記第２ステップは、前記複数の投光手段のチルト角を変更させることで、前記複数の投光手段のチルト角を設定し、
前記第４ステップは、前記設定されたチルト角に従って前記スキャンを実行することを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１１】
前記第１ステップは、前記レーザ光のファン角を変更させるための指示を受け付け、
前記第２ステップは、前記レーザ光のファン角を変更させることで、前記レーザ光のファン角を設定し、
前記第４ステップは、前記設定されたファン角を前記Ｘ線のファン角として設定して前記スキャンを実行することを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１２】
前記Ｘ線照射手段より前記支持手段側に前記複数の投光手段を設けることを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１３】
前記第２ステップは、２個の前記複数の投光手段の位置を設定し、
前記第３ステップは、前記設定された２個の位置のうち１つの位置における前記投光手段の前記円周の中心と、前記Ｘ線照射手段のＸ線焦点の回転中心との差の分だけ前記載置手段をスライド移動させ、
前記第４ステップは、前記スライド移動後の載置手段を前記スキャンの開始位置とする一方、前記設定された２個の位置のうち他の位置を前記スキャンの終了位置とすることを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【請求項１４】
前記第１ステップは、前記複数の投光手段によって、前記円周上の鉛直方向の上端位置と、前記円周中心と同一高さの位置からそれぞれ前記レーザ光を照射する請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１４３２３９（Ｐ２０１１−１４３２３９Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６１９７２（Ｐ２０１０−２６１９７２）
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【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２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【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）】
[ Back to top ]