Ｘ線ＣＴ装置
【課題】 ガントリ傾斜時における寝台の位置合わせを容易に行うためのユーザ支援機能を有するＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】 Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台３または寝台３に載置された被検体６とガントリ部２との接触を回避するための位置関係を表す干渉データ７を記憶装置４０３に予め保持する。システム制御装置４０１は現在のガントリ傾斜角と現在の寝台高さ位置とを取得し、ガントリ傾斜角及び寝台高さ位置と、上述の干渉データ７とに基づいて、寝台３の可動範囲及びガントリ部２の可動範囲を算出し、算出した可動範囲を提示するための表示データを生成して、例えばガントリ部２に設置された表示器２１３に表示する。
【解決手段】 Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台３または寝台３に載置された被検体６とガントリ部２との接触を回避するための位置関係を表す干渉データ７を記憶装置４０３に予め保持する。システム制御装置４０１は現在のガントリ傾斜角と現在の寝台高さ位置とを取得し、ガントリ傾斜角及び寝台高さ位置と、上述の干渉データ７とに基づいて、寝台３の可動範囲及びガントリ部２の可動範囲を算出し、算出した可動範囲を提示するための表示データを生成して、例えばガントリ部２に設置された表示器２１３に表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チルト撮影時の位置合わせにおけるユーザ支援機能を有するＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｘ線ＣＴ装置を用いた頭部や頚椎の検査では、撮影空間となる開口部を備えたガントリを被検体の体軸に対して傾斜させたチルト撮影が行われている。チルト撮影では、位置決めを行なう際、操作者が装置の側に行き、位置決め用のガイド光を目視しながら手元の操作ボタン等を手動操作することによって寝台天板を体軸方向に水平移動及び上下動させ、また、ガントリを所望の角度に傾斜させて、目的部位を撮影位置に合わせている。この場合、操作者はガントリの開口部と寝台または被検体とが接触（干渉）しないように注意を払わねばならなかった。特に、ガントリ傾斜時は開口部と寝台との間隙が狭まるため、より一層の注意が必要であった。また、寝台の天板の送り出し量や被検体の体重に応じて天板に撓みが生じ、寝台の上下位置やガントリの傾斜角を精度よく位置合わせするのは非常に困難であり、操作者は微調整を何度も繰り返さざるを得なかった。
【０００３】
上述のように困難な寝台位置決め操作を容易化するため、特許文献１には、天板が寝台から最大に送り出され、天板に最大荷重を掛けたときの天板底面とガントリ開口部の下部との距離が許容範囲の最小値になるときの寝台の高さを求めておき、実際の撮影の時には寝台がその高さになるとそれ以下には下がらないようにインターロック機能を動作させることが記載されている（特許文献１の段落［０００９］）。特許文献１には更に、ガントリを傾斜させる場合についても言及しており、安全のために予めある程度の余裕を持たせて設定された干渉回避チルト角に達すると、それ以上は傾斜しないようにインターロック機能が動作されることも記載されている（特許文献１の段落［００１０］）。また更に、特許文献１には、上述のインターロック機能を標準的な体型以外の被検体についても適用するために、ガントリ開口部と天板間あるいは天板上に載置される被検体間の距離を測位センサ等によって計測し、計測距離が許容範囲から外れた場合にインターロック機能を動作させる技術が開示されている（特許文献１の段落［００５２］〜［００６２］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、測位センサ等によってガントリ開口部と天板間或いは被検体間の距離を測定しつつガントリを傾斜する場合には、測位センサの位置によってはガントリ傾斜時に測位センサによる計測が行えないことがあった。その場合は、結局インターロック機能を十分に動作させることができないので、従来どおり、操作者は寝台位置を注意を払いながら微調整して位置決めすることとなっていた。
また、手動操作中に、どの程度寝台の上下位置やガントリ傾斜角に余裕があるのかを操作者がリアルタイムに容易に確認できれば、操作量を判断しやすくなるため位置合わせが容易となる。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、ガントリ傾斜時における寝台の位置合わせを容易に行うためのユーザ支援機能を有するＸ線ＣＴ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために本発明は、撮影空間となる開口部を備え、操作者の操作に従って所定の傾斜角度に傾斜可能なガントリと、被検体を載置する天板を有し、操作者の操作に従って該天板を前記開口部内の所定位置に搬送するとともに所定高さに上下動する寝台と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記寝台または寝台に載置された被検体と前記ガントリとの接触を回避するための位置関係を表す干渉データを予め取得し、保持するデータ保持手段と、前記ガントリの位置及び前記天板の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段により取得した前記ガントリ及び前記寝台の各位置と前記干渉データとに基づいて前記ガントリ及び前記寝台の可動範囲を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された可動範囲を前記操作者が操作中に視認可能な範囲に表示する表示手段と、を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ガントリ傾斜時における寝台の位置合わせを容易に行うためのユーザ支援機能を有するＸ線ＣＴ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置１の全体構成を示す外観図
【図２】Ｘ線ＣＴ装置１全体のハードウエアブロック図
【図３】第１の実施の形態における可動範囲表示の一例を示す模式図
【図４】Ｘ線ＣＴ装置１が実行する可動範囲表示処理の流れを説明するためのフローチャート（第１の実施の形態）
【図５】干渉データ７の一例
【図６】第２の実施の形態における可動範囲表示の一例を示す模式図
【図７】Ｘ線ＣＴ装置１が実行する可動範囲表示処理の流れを説明するためのフローチャート（第２の実施の形態）
【図８】操作ガイダンス９の表示例
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るＸ線ＣＴ装置について説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図２を参照して、本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、ガントリ部２、寝台３、及び操作卓４を備える。
Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台３上の天板５に載置される被検体６をガントリ部２の開口部２０４に搬入してスキャンすることにより、被検体６の透過Ｘ線データを取得する。
【００１３】
ガントリ部２は、Ｘ線管２０１、Ｘ線制御装置２０２、コリメータ２０３、開口部２０４、Ｘ線検出器２０５、データ収集装置２０６、回転板２０７、ガントリ制御装置２０８、角度センサ２０９、操作盤２１０、及び表示器２１３を備える。
【００１４】
Ｘ線管２０１はＸ線源であり、Ｘ線制御装置２０２により制御されて被検体６に対してＸ線を連続的または断続的に照射する。Ｘ線制御装置２０２は、操作卓４のシステム制御装置４０１により決定されたＸ線管電圧及びＸ線管電流に従って、Ｘ線管２０１に印加または供給するＸ線管電圧及びＸ線管電流を制御する。コリメータ２０３は、Ｘ線管２０１から放射されたＸ線を、例えばコーンビーム（円錐形または角錐形ビーム）等のＸ線として被検体６に照射させるものである。被検体６を透過したＸ線はＸ線検出器２０５に入射する。
【００１５】
Ｘ線検出器２０５は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるＸ線検出素子をチャネル方向（周回方向）に例えば１０００個程度、列方向（体軸方向）に例えば１〜３２０個程度配列したものであり、被検体６を介してＸ線管２０１に対向するように配置される。Ｘ線検出器２０５はＸ線管２０１から放射されて被検体６を透過したＸ線を検出し、検出した透過Ｘ線データをデータ収集装置２０６に出力する。データ収集装置２０６は、Ｘ線検出器２０５に接続され、Ｘ線検出器２０５の個々のＸ線検出素子により検出される透過Ｘ線データを収集し、操作卓４の画像演算装置４０２に出力する。
回転板２０７には、Ｘ線管２０１、コリメータ２０３、Ｘ線検出器２０５、データ収集装置２０６が搭載される。回転板２０７は、ガントリ制御装置２０８の制御により図示しない回転板駆動装置から駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって回転する。また回転板２０７は、被検体体軸に対して直角に回転されるだけでなく、被検体体軸に対して非直角となるように傾斜される、いわゆるチルト動作を行なう。
【００１６】
ガントリ制御装置２０８は、システム制御装置４０１からの制御信号に応じて回転板２０７を所定速度で回転させ、また所定の傾斜角度（以下、ガントリ傾斜角という）に傾斜させる。回転板２０７の回転の中心は撮影空間の中心であり、また、ガントリ傾斜の中心である。ガントリ傾斜角は、ガントリ部２が被検体体軸に直角に位置する場合を基準（０度）とし、基準から寝台３側に傾斜する方向をプラス、基準から寝台３と反対方向へ傾斜する方向をマイナスとして、プラス方向及びマイナス方向に例えば３０度程度まで傾斜できるようになっている。ガントリ傾斜角の大きさは、角度センサ２０９によって計測され、システム制御装置４０１に出力される。なお、ガントリ傾斜角のプラス方向及びマイナス方向を上述の方向とは逆に定義してもよい。
本実施の形態のＸ線ＣＴ装置１では、ガントリ部２に設けられる操作盤２１０の傾斜角調整ボタンの操作によりガントリ傾斜角度の調整が行なわれる。
【００１７】
表示器２１３は、液晶パネル等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、操作卓４のシステム制御装置４０１から入力される表示データに基づく表示を行う。表示器２１３は、ガントリ部２の例えば開口部２０４の上部に設けられる。例えば、本発明では、ガントリ傾斜角や寝台高さ位置の可動範囲が表示器２１３に表示される（図３参照）。操作者は寝台位置等の位置合わせを行う際、寝台３の近傍で作業するため、操作中に表示器２１３の表示内容を確認できる。
【００１８】
なお、図示しないがＸ線ＣＴ装置１は、位置決め用のガイド光を照射する投光器を備える。操作者は、ガイド光を目視しつつ目的部位を位置合わせする。投光器は例えばガントリ部２の開口部２０４の周囲の複数方向に設けられ、それぞれ高さ位置、体軸位置、及び断面位置の各ガイド光を照射するもの等とすればよい。
また、ガントリ部２の開口部２０４の周囲にタッチセンサを設置し、タッチセンサが被検体６や天板５との接触を感知した場合にガントリの傾斜或いは寝台の移動を停止するよう制御されることが望ましい。
【００１９】
寝台３は、被検体６が載置される天板５、寝台制御装置３１、上下動位置検出装置３１１、前後動位置検出装置３１２、及び寝台位置変更ボタン３２、図示しない上下動装置及び天板駆動装置を備える。
【００２０】
寝台制御装置３１は、モータやエアシリンダ等により構成される上下動装置を制御して寝台３の高さ位置（上下位置）を変更する。また、ステッピングモータ等により構成される天板駆動装置を制御して天板５を体軸方向に前後動させる。寝台３の高さ位置や天板５の前後動位置は、システム制御装置４０１からの制御信号に従って移動する。或いは、寝台３に設けられる寝台位置変更ボタン３２の操作に従って移動する。寝台位置変更ボタン３２は、寝台３の位置合わせを行なう際に操作者によって操作されるスイッチボタンである。
【００２１】
上下動位置検出装置３１１は、例えばエンコーダまたはポテンショメータ等により構成され、寝台３の高さ位置（上下動位置）を検出し、寝台制御装置３１を介してシステム制御装置４０１に出力する。
前後動位置検出装置３１２は、例えばエンコーダまたはポテンショメータ等により構成され、天板５の体軸方向の移動量（前後動位置）を検出し、寝台制御装置３１を介してシステム制御装置４０１に出力する。
【００２２】
操作卓４は、システム制御装置４０１、画像演算装置４０２、記憶装置４０３、表示装置４０７、及び操作装置４０８を備える。
【００２３】
システム制御装置４０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。システム制御装置４０１は、操作卓４内の各装置の他、ガントリ部２内のＸ線制御装置２０２、ガントリ制御装置２０８、表示器２１３、寝台３内の寝台制御装置３１に接続され、これらの各装置を制御する。
また、本実施の形態において、システム制御装置４０１は、後述する可動範囲表示処理（図４参照）を実行する。可動範囲表示処理については後述する。
【００２４】
画像演算装置４０２は、システム制御装置４０１の制御によってガントリ部２内のデータ収集装置２０６が収集した透過Ｘ線データを取得し、データ収集装置２０６が収集した複数ビューの透過Ｘ線データを用いて断層像を再構成する。
【００２５】
記憶装置４０３は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置４０１に接続される。記憶装置４０３には、画像演算装置４０２が生成する断層像やＸ線ＣＴ装置１の機能を実現するためのプログラム、データ等が記憶される。
また、記憶装置４０３は、干渉データ７（図５参照）を保持する。干渉データ７とは、寝台３または寝台３に載置された被検体６とガントリ部２との接触を回避するための位置関係を表すデータであり、予め計測され、記憶装置４０３に記憶されている。干渉データ７は、寝台高さやガントリ傾斜角の可動範囲を算出する際に参照される。干渉データ７の詳細については後述する。本明細書において、干渉とは、寝台天板５或いは被検体６と、ガントリ部２の開口部２０４との接触を意味するものとする。
【００２６】
表示装置４０７は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、システム制御装置４０１に接続される。表示装置４０７は画像演算装置４０２から出力される再構成画像、並びにシステム制御装置４０１が取り扱う種々の情報を表示するものである。操作装置４０８は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御装置４０１に出力する。操作者は、表示装置４０７及び操作装置４０８を使用して対話的にＸ線ＣＴ装置１を操作する。
【００２７】
次に、図３〜図５を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１の実行する可動範囲表示処理の動作について説明する。
【００２８】
図３に示すように、ガントリ部２を傾斜させて被検体６の目的部位を撮影位置に位置合わせする際、システム制御装置４０１は現在のガントリ傾斜角と現在の寝台高さ位置とを取得し、ガントリ傾斜角及び寝台高さ位置と、予め記憶している干渉データ７と、に基づいて、寝台３の可動範囲及びガントリ部２の可動範囲を算出し、算出した可動範囲を提示するための表示データを生成して、操作者の視認可能な範囲に設置されている表示器（例えばガントリ部２に設置された表示器２１３）に表示する。
【００２９】
図４を参照して、具体的な処理の流れを説明する。
ガントリ部２は、操作盤２１０の操作により所望の傾斜角またはそれに近い傾斜角まで傾斜された状態となっているものとする。この状態で、ガントリ部２の開口部２０４内に、寝台３の天板５に載せられた被検体６が搬送される。このとき操作者は、被検体６の体厚の中心が撮影中心に合うように、ガイド用レーザ等を用いて天板５の送り量（前後動）と寝台３の高さ位置とを調整する（ステップＳ１０１）。
システム制御装置４０１は、寝台３の上下動位置検出装置３１１から現在の寝台高さ位置を読み込む（ステップＳ１０２）。また、システム制御装置４０１は、ガントリ部２に設けられている角度センサ２０９から現在のガントリ傾斜角を読み込む（ステップＳ１０３）。
【００３０】
次に、システム制御装置４０１は、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３にて取得した現在の寝台高さ位置及びガントリ傾斜角と、記憶装置４０３に記憶されている干渉データ７とに基づいてガントリ部２及び寝台３の可動範囲を算出する（ステップＳ１０４）。そして、システム制御装置４０１は、算出されたガントリ部２及び寝台３の可動範囲を操作者が視認可能な位置に設置された表示器２１３に表示する（ステップＳ１０５、ステップＳ１０６）。表示器２１３には現在の寝台高さ位置及びガントリ傾斜角も表示されるものとしてもよい。
【００３１】
ここで、干渉データ７について説明する。
図５は干渉データ７の一例を示す図である。
図５のグラフの縦軸は寝台高さを示し、単位は［ｍｍ］である。また、横軸はガントリ傾斜角の可動範囲を示し、単位は［ｄｅｇ］である。ガントリ部２が寝台の水平方向に対して垂直にあるときを０［ｄｅｇ］としている。グラフ中に太線で示された値が、ガントリ傾斜角に対する寝台高さの限界値（干渉を回避するための限界の寝台高さ位置）である。
【００３２】
図５を参照すると、例えば、ガントリ傾斜角が−２〜＋４［ｄｅｇ］の範囲で寝台高さを７８０［ｍｍ］に下げると、開口部２０４と天板５とが接触（干渉）する。また例えば、ガントリ傾斜角が−２０〜−２１［ｄｅｇ］の範囲にあるときは、寝台高さを８６０［ｍｍ］に下げると、開口部２０４と天板５とが接触（干渉）する。また例えば、ガントリ傾斜角が＋２０〜＋２１［ｄｅｇ］の範囲にあるときは、寝台高さを８７５［ｍｍ］に下げると、開口部２０４と天板５とが接触（干渉）する。
【００３３】
なお、図５の干渉データ７は一例として標準体型の被検体６を天板５に載置して計測されたものであり、同程度の体型の被検体６に適用されることが望ましい。ここでは、標準体型として体厚２００［ｍｍ］としているが、この値に限定されるものではない。また、縦軸及び横軸の数値も一例であり、各装置によって異なる。
【００３４】
また、干渉データ７は図５のようなグラフの形式に限定されず、干渉する限界位置を示すガントリ傾斜角と寝台高さ位置との位置関係を示すデータ列やデータテーブルの形式で保持されるものとしてもよい。
【００３５】
また、干渉データ７は、天板５や寝台３のサイズやガントリ開口部２０４のサイズ、またはそれらの設置位置等により異なるものであるので、装置毎にそれぞれ予め取得されることが望ましい。また、干渉データ７は、被検体６の体格によっても異なるものであるため、装置毎に更に被検体６の体型に応じて複数用意されることが望ましい。例えば、標準的な体型、大きめの体格、小さめの体格について、それぞれ干渉データ７を用意したり、小児用、乳児用、男性用、女性用のように、性別や年齢等に応じて複数の異なる干渉データ７を取得しておくことが望ましい。
【００３６】
ステップＳ１０４において寝台上下動の可動範囲を算出する際、システム制御装置４０１は、寝台上下動可動範囲の上限値及び下限値を算出する。具体的には、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照して現在のガントリ傾斜角における寝台高さの限界値を取得し、現在の寝台高さ位置とその限界値との差を求め、寝台上下動可動範囲の下限値とする。また、現在の寝台高さ位置に被検体の体厚（標準体型で例えば２００［ｍｍ］とする）を加えた値とガントリ傾斜角に応じた開口部２０４の上部高さとの差を求め、寝台上下動可動範囲の上限値とする。ガントリ傾斜角に応じた開口部２０４の上部高さは予め算出され、干渉データ７とともに記憶装置４０２に保持されていることとする。
【００３７】
例えば、現在のガントリ傾斜角が−５［ｄｅｇ］、現在の寝台高さ位置が９００［ｍｍ］、このガントリ傾斜角での開口部２０４の上部高さが１０５０［ｍｍ］とした場合、干渉データ７からこのガントリ傾斜角での寝台高さの限界値は８００［ｍｍ］であるので、寝台上下動可動範囲の下限値は８００−９００＝−１００［ｍｍ］である。また、寝台上下動可動範囲の上限値は１０５０−９００＝１５０［ｍｍ］である。すなわち、寝台上下動可動範囲は、「−１００［ｍｍ］〜＋１５０［ｍｍ］」となる。
【００３８】
また、ステップＳ１０４においてガントリ傾斜の可動範囲を算出する際、システム制御装置４０１はガントリ傾斜可動範囲（プラス方向への移動限界値及びマイナス方向への移動限界値）を算出する。具体的には、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照して現在の寝台高さにおけるガントリ傾斜角の限界値を取得し、現在のガントリ傾斜角と限界値との差を求め、ガントリ傾斜可動範囲のプラス方向への移動限界値とマイナス方向への移動限界値とを算出する。
【００３９】
例えば、現在のガントリ傾斜角が−５［ｄｅｇ］、現在の寝台高さ位置が９００［ｍｍ］の場合は、干渉データ７からこの寝台高さにおけるガントリ傾斜角の限界値は、−２４［ｄｅｇ］または＋２５［ｄｅｇ］であるので、マイナス方向への移動限界値は、−２４−（−５）＝−１９［ｄｅｇ］であり、プラス方向への移動限界値は、２５−（−５）＝＋３０［ｄｅｇ］である。すなわち、ガントリ傾斜可動範囲は−１９〜＋３０［ｄｅｇ］となる。
【００４０】
なお、干渉データ７が記憶装置４０３に複数種類記憶されている場合は、システム制御装置４０１は、被検体の体格、体位、年齢、装置のサイズ等に応じて、最適な干渉データ７を選択し、演算に使用するものとする。操作卓４では、被検体の体格、体位、年齢等を入力するためのユーザインターフェイスを備えることが望ましい。すなわち、検査の被検者情報を入力するための被験者情報登録画面を表示装置４０７に表示し、操作装置４０８を用いて被検者の体格等の情報を入力できるようにすることが望ましい。
【００４１】
ステップＳ１０４の演算によって算出された寝台上下動可動範囲と、ガントリ傾斜可動範囲とは、ガントリ部２の表示器２１３に表示される。操作者は表示器２１３に表示される可動範囲を参照して、目的とするガントリ傾斜角に移動可能であるかを判断し、目的角度までガントリ部２を傾斜する（ステップＳ１０７）。または、寝台高さ位置を調製する。
【００４２】
システム制御装置４０１は、ガントリ部２の傾斜角または寝台３の高さを変更する都度、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０６を繰り返す。表示器２１３の表示内容は、ガントリ部２の傾斜角または寝台３の高さが変更される都度、リアルタイムに更新される。
【００４３】
以上説明したように、Ｘ線ＣＴ装置１のシステム制御装置４０１は現在のガントリ傾斜角と現在の寝台高さ位置とを取得し、ガントリ傾斜角及び寝台高さ位置と予め記憶している干渉データ７とに基づいて、寝台３の可動範囲及びガントリ部２の可動範囲を算出し、算出した可動範囲を提示するための表示データを生成して、操作者の視認可能な範囲に設置されている表示器（例えばガントリ部２に設置された表示器２１３）に表示する。
これにより、ガントリ部２の表示器２１３に、現在のガントリ傾斜角及び寝台高さに応じたガントリ傾斜角の可動範囲と寝台高さの可動範囲とが表示される。そのため、操作者はガントリ傾斜角の調整または寝台高さの調整を行う際に、表示器２１３の表示内容を参考にしながら位置合わせを行うことができる。表示される可動範囲は、ガントリ開口部２０４と寝台３または被検体６とが干渉しないように算出されているため、可動範囲内であれば安全に調整できる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１について説明する。なお、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１において、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１と同一の各部については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
第１の実施の形態では、説明のため、天板５の撓みを固定値として寝台３及びガントリ部２の可動範囲を算出する例を示した。しかし、実際には図６に示すように、天板５が送り出された状態では、被検体６の体重によって天板５が撓むことがある。このため、第２の実施の形態では、天板の撓み量を考慮して寝台３及びガントリ部２の可動範囲を算出する。
【００４６】
具体的な処理の流れを図７を参照して説明する。
図７に示すように、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１は、まず第１の実施の形態の可動範囲表示処理（図４）のステップＳ１０１〜ステップＳ１０３と同様の処理を行う。すなわち、ガントリ部２の開口部２０４内に、寝台３の天板５に載せられた被検体６がガイド用レーザを用いて体厚の中心が撮影中心に合うように搬送される（ステップＳ２０１）。システム制御装置４０１は、寝台３の上下動位置検出装置３１１から現在の寝台高さ位置を読み込む（ステップＳ２０２）。また、システム制御装置４０１は、ガントリ部２に設けられている角度センサ２０９から現在のガントリ傾斜角を読み込む（ステップＳ２０３）。
【００４７】
更に、第２の実施の形態ではシステム制御装置４０１は、寝台３の前後動位置検出装置３１２から現在の天板移動距離Ｌを読み込む（ステップＳ２０４）。また、システム制御装置４０１は、予め操作卓４にて操作者により入力されている被検者情報から、被検者の体重Ｗを読み込む（ステップＳ２０５）。また、撮影プロトコルとして設定された被検者の体位を読み込む（ステップＳ２０６）。
【００４８】
ここで、システム制御装置４０１は、天板５の撓み量Ｖｍａｘを計算する（ステップＳ２０７）。
撓み量Ｖｍａｘは、例えば以下の式（１）から算出できる。
【００４９】
Ｖｍａｘ＝ＷＬ３／３ＥＩ ・・・（１）
【００５０】
式（１）において、Ｗは被検者の体重、Ｌは天板移動距離、Ｅは天板５の弾性係数、Ｉは断面２次モーメントである。
なお、上述の式（１）は、標準体型の大人が頭部検査（体位「ヘッドファースト」）を行う場合に適した式である。ただし、被検者の体型や体位（検査部位）や年齢等によって荷重の重心が異なるため、上述の式（１）を用いて算出した撓み量Ｖｍａｘに、更に体型、検査部位、体位、年齢等に応じた係数を乗ずるようにしてもよい。
【００５１】
次に、システム制御装置４０１は、ステップＳ２０２及びステップＳ２０３にて取得した現在の寝台高さ位置及びガントリ傾斜角と、記憶装置４０３に記憶されている干渉データ７と、天板の撓み量Ｖｍａｘとに基づいてガントリ部２及び寝台３の可動範囲を算出する（ステップＳ２０８）。そして、システム制御装置４０１は、算出されたガントリ部２及び寝台３の可動範囲を操作者が視認可能な位置に設置された表示器２１３に表示する（ステップＳ２０９、ステップＳ２１０）。
【００５２】
ステップＳ２０８の可動範囲算出処理において、システム制御装置４０１は、天板５の撓み量Ｖｍａｘだけ寝台高さ位置が下がったものとして、寝台高さの可動範囲を演算する。
具体的には、ステップＳ２０２にて読み込んだ現在の寝台高さ位置から天板５の撓み量Ｖｍａｘを減じた値（以下、撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さ位置という）を算出し、撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さ位置を、第１の実施の形態でいうところの現在の寝台高さ位置とみなして、寝台上下動可動範囲の下限値及び上限値を算出する。
【００５３】
すなわち、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照して現在のガントリ傾斜角における寝台高さの限界値を取得し、撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さ位置とその限界値との差を求め、寝台上下動可動範囲の下限値とする。また、撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さ位置に被検体の体厚（標準体型で例えば２００［ｍｍ］とする）を加えた値とガントリ傾斜角に応じた開口部２０４の上部高さとの差を求め、寝台上下動可動範囲の上限値とする。
【００５４】
また、ステップＳ２０８においてガントリ傾斜の可動範囲を算出する際、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照してガントリ傾斜可動範囲（プラス方向への移動限界値及びマイナス方向への移動限界値）を算出する。具体的には、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照して撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さにおけるガントリ傾斜角の限界値を取得し、現在のガントリ傾斜角と限界値との差を求め、ガントリ傾斜可動範囲のプラス方向への移動限界値とマイナス方向への移動限界値とを算出する。
【００５５】
第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、干渉データ７は被検体の体格、体位、年齢、装置のサイズ等に応じて、記憶装置４０３に複数記憶されていることが望ましい。また、操作卓４では、被検体の体格等の被検者情報を入力するためのユーザインターフェイスを備えることが望ましい。
【００５６】
図６及び図８に可動範囲の表示例を示す。
図６に示す例では、ガントリ部２の表示器２１３の可動範囲表示領域８２に、「現在の寝台高さ」、「現在のガントリ傾斜角」、「撓み量」、「寝台上下動可動範囲」、「ガントリ傾斜可動範囲」、「体重」、「体位」等がテキスト表示される。
また、図８に示す例では、図６に示す情報の他、操作ガイダンス９が表示される。操作ガイダンス９には、例えば、現在の寝台３及びガントリ部２の位置関係が反映されたガイド画像９１と、ガントリ部２の可動範囲９３と寝台３の可動範囲９４とが矢印、テキスト等により表示される。ガイド画像９１は静止画または動画のいずれでもよい。
【００５７】
更に、操作ガイダンス９として、システム制御装置４０１は、寝台３及びガントリ部２の最適な移動量及び移動方向を示す推奨移動量９５を算出し、提示することが望ましい。すなわち、システム制御装置４０１は、現在の寝台高さ位置、現在のガントリ傾斜角、及び撓み量Ｖｍａｘに基づいて、目的部位の撮影中心からのずれ量を算出し、ずれを補正するための最適な寝台３またはガントリ部２の移動量及び移動方向を算出する。この移動量及び移動方向を推奨移動量９５として表示器２１３に表示する。図８に示す例では、推奨移動量９５は文字及び数字で表現されているが、これに限定されず、ガイド画像９１のような画像を生成するようにしてもよい。
【００５８】
以上の処理によって寝台３及びガントリ部２の可動範囲や最適な移動量が表示器２１３に表示されると、操作者は表示された可動範囲を参照して、目的とするガントリ傾斜角に移動可能であるかを判断し、目的角度までガントリ部２を傾斜させる（ステップＳ２１１）。または、寝台高さ位置を調整する。
【００５９】
システム制御装置４０１は、ガントリ部２の傾斜角または寝台３の高さを変更する都度、ステップＳ２０２〜ステップＳ２１０を繰り返す。表示器２１３の表示内容は、ガントリ部２の傾斜角または寝台３の高さが変更される都度、リアルタイムに更新される。
【００６０】
以上説明したように、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１のシステム制御装置４０１は、現在のガントリ傾斜角と現在の寝台高さ位置とを取得し、また天板５の前後の移動距離、被検者体重、体位等に基づいて天板５の撓み量Ｖｍａｘを算出し、現在のガントリ傾斜角及び寝台高さ位置と予め記憶している干渉データ７と撓み量Ｖｍａｘとに基づいて、寝台３の可動範囲及びガントリ部２の可動範囲を算出し、算出した可動範囲を提示するための表示データを生成して、操作者の視認可能な範囲に設置されている表示器（例えばガントリ部２に設置された表示器２１３）に表示する。
これにより、第２の実施の形態では、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の効果に加え、更に精度よく位置合わせを行うためのユーザ支援を行える。
【００６１】
以上、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の実施の形態においても、図８に示すものと同様の操作ガイダンス表示９１を行うようにしてもよい。その他、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・・・Ｘ線ＣＴ装置
２・・・・・ガントリ部
３・・・・・寝台
５・・・・・天板
４・・・・・操作卓
６・・・・・被検体
７・・・・・干渉データ
２０１・・・Ｘ線管（Ｘ線源）
２０２・・・Ｘ線制御装置
２０４・・・開口部
２０５・・・Ｘ線検出器
２０６・・・データ収集装置
２０７・・・回転板
２０８・・・ガントリ制御装置
２０９・・・角度センサ
２１０・・・操作盤
２１３・・・表示器
３１・・・・寝台制御装置
３１２・・・上下動位置検出装置
３１３・・・前後動位置検出装置
４０１・・・システム制御装置
４０２・・・画像演算装置
４０３・・・記憶装置
４０７・・・表示装置
４０８・・・操作装置
８１・・・・可動範囲の表示データ
８２・・・・可動範囲表示領域
９・・・・・操作ガイダンス
９１・・・・ガイド画像
９３・・・・ガントリ部２の可動範囲
９４・・・・寝台３の可動範囲
９５・・・・推奨移動量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チルト撮影時の位置合わせにおけるユーザ支援機能を有するＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｘ線ＣＴ装置を用いた頭部や頚椎の検査では、撮影空間となる開口部を備えたガントリを被検体の体軸に対して傾斜させたチルト撮影が行われている。チルト撮影では、位置決めを行なう際、操作者が装置の側に行き、位置決め用のガイド光を目視しながら手元の操作ボタン等を手動操作することによって寝台天板を体軸方向に水平移動及び上下動させ、また、ガントリを所望の角度に傾斜させて、目的部位を撮影位置に合わせている。この場合、操作者はガントリの開口部と寝台または被検体とが接触（干渉）しないように注意を払わねばならなかった。特に、ガントリ傾斜時は開口部と寝台との間隙が狭まるため、より一層の注意が必要であった。また、寝台の天板の送り出し量や被検体の体重に応じて天板に撓みが生じ、寝台の上下位置やガントリの傾斜角を精度よく位置合わせするのは非常に困難であり、操作者は微調整を何度も繰り返さざるを得なかった。
【０００３】
上述のように困難な寝台位置決め操作を容易化するため、特許文献１には、天板が寝台から最大に送り出され、天板に最大荷重を掛けたときの天板底面とガントリ開口部の下部との距離が許容範囲の最小値になるときの寝台の高さを求めておき、実際の撮影の時には寝台がその高さになるとそれ以下には下がらないようにインターロック機能を動作させることが記載されている（特許文献１の段落［０００９］）。特許文献１には更に、ガントリを傾斜させる場合についても言及しており、安全のために予めある程度の余裕を持たせて設定された干渉回避チルト角に達すると、それ以上は傾斜しないようにインターロック機能が動作されることも記載されている（特許文献１の段落［００１０］）。また更に、特許文献１には、上述のインターロック機能を標準的な体型以外の被検体についても適用するために、ガントリ開口部と天板間あるいは天板上に載置される被検体間の距離を測位センサ等によって計測し、計測距離が許容範囲から外れた場合にインターロック機能を動作させる技術が開示されている（特許文献１の段落［００５２］〜［００６２］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、測位センサ等によってガントリ開口部と天板間或いは被検体間の距離を測定しつつガントリを傾斜する場合には、測位センサの位置によってはガントリ傾斜時に測位センサによる計測が行えないことがあった。その場合は、結局インターロック機能を十分に動作させることができないので、従来どおり、操作者は寝台位置を注意を払いながら微調整して位置決めすることとなっていた。
また、手動操作中に、どの程度寝台の上下位置やガントリ傾斜角に余裕があるのかを操作者がリアルタイムに容易に確認できれば、操作量を判断しやすくなるため位置合わせが容易となる。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、ガントリ傾斜時における寝台の位置合わせを容易に行うためのユーザ支援機能を有するＸ線ＣＴ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために本発明は、撮影空間となる開口部を備え、操作者の操作に従って所定の傾斜角度に傾斜可能なガントリと、被検体を載置する天板を有し、操作者の操作に従って該天板を前記開口部内の所定位置に搬送するとともに所定高さに上下動する寝台と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記寝台または寝台に載置された被検体と前記ガントリとの接触を回避するための位置関係を表す干渉データを予め取得し、保持するデータ保持手段と、前記ガントリの位置及び前記天板の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段により取得した前記ガントリ及び前記寝台の各位置と前記干渉データとに基づいて前記ガントリ及び前記寝台の可動範囲を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された可動範囲を前記操作者が操作中に視認可能な範囲に表示する表示手段と、を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ガントリ傾斜時における寝台の位置合わせを容易に行うためのユーザ支援機能を有するＸ線ＣＴ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置１の全体構成を示す外観図
【図２】Ｘ線ＣＴ装置１全体のハードウエアブロック図
【図３】第１の実施の形態における可動範囲表示の一例を示す模式図
【図４】Ｘ線ＣＴ装置１が実行する可動範囲表示処理の流れを説明するためのフローチャート（第１の実施の形態）
【図５】干渉データ７の一例
【図６】第２の実施の形態における可動範囲表示の一例を示す模式図
【図７】Ｘ線ＣＴ装置１が実行する可動範囲表示処理の流れを説明するためのフローチャート（第２の実施の形態）
【図８】操作ガイダンス９の表示例
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るＸ線ＣＴ装置について説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図２を参照して、本発明の第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、ガントリ部２、寝台３、及び操作卓４を備える。
Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台３上の天板５に載置される被検体６をガントリ部２の開口部２０４に搬入してスキャンすることにより、被検体６の透過Ｘ線データを取得する。
【００１３】
ガントリ部２は、Ｘ線管２０１、Ｘ線制御装置２０２、コリメータ２０３、開口部２０４、Ｘ線検出器２０５、データ収集装置２０６、回転板２０７、ガントリ制御装置２０８、角度センサ２０９、操作盤２１０、及び表示器２１３を備える。
【００１４】
Ｘ線管２０１はＸ線源であり、Ｘ線制御装置２０２により制御されて被検体６に対してＸ線を連続的または断続的に照射する。Ｘ線制御装置２０２は、操作卓４のシステム制御装置４０１により決定されたＸ線管電圧及びＸ線管電流に従って、Ｘ線管２０１に印加または供給するＸ線管電圧及びＸ線管電流を制御する。コリメータ２０３は、Ｘ線管２０１から放射されたＸ線を、例えばコーンビーム（円錐形または角錐形ビーム）等のＸ線として被検体６に照射させるものである。被検体６を透過したＸ線はＸ線検出器２０５に入射する。
【００１５】
Ｘ線検出器２０５は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるＸ線検出素子をチャネル方向（周回方向）に例えば１０００個程度、列方向（体軸方向）に例えば１〜３２０個程度配列したものであり、被検体６を介してＸ線管２０１に対向するように配置される。Ｘ線検出器２０５はＸ線管２０１から放射されて被検体６を透過したＸ線を検出し、検出した透過Ｘ線データをデータ収集装置２０６に出力する。データ収集装置２０６は、Ｘ線検出器２０５に接続され、Ｘ線検出器２０５の個々のＸ線検出素子により検出される透過Ｘ線データを収集し、操作卓４の画像演算装置４０２に出力する。
回転板２０７には、Ｘ線管２０１、コリメータ２０３、Ｘ線検出器２０５、データ収集装置２０６が搭載される。回転板２０７は、ガントリ制御装置２０８の制御により図示しない回転板駆動装置から駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって回転する。また回転板２０７は、被検体体軸に対して直角に回転されるだけでなく、被検体体軸に対して非直角となるように傾斜される、いわゆるチルト動作を行なう。
【００１６】
ガントリ制御装置２０８は、システム制御装置４０１からの制御信号に応じて回転板２０７を所定速度で回転させ、また所定の傾斜角度（以下、ガントリ傾斜角という）に傾斜させる。回転板２０７の回転の中心は撮影空間の中心であり、また、ガントリ傾斜の中心である。ガントリ傾斜角は、ガントリ部２が被検体体軸に直角に位置する場合を基準（０度）とし、基準から寝台３側に傾斜する方向をプラス、基準から寝台３と反対方向へ傾斜する方向をマイナスとして、プラス方向及びマイナス方向に例えば３０度程度まで傾斜できるようになっている。ガントリ傾斜角の大きさは、角度センサ２０９によって計測され、システム制御装置４０１に出力される。なお、ガントリ傾斜角のプラス方向及びマイナス方向を上述の方向とは逆に定義してもよい。
本実施の形態のＸ線ＣＴ装置１では、ガントリ部２に設けられる操作盤２１０の傾斜角調整ボタンの操作によりガントリ傾斜角度の調整が行なわれる。
【００１７】
表示器２１３は、液晶パネル等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、操作卓４のシステム制御装置４０１から入力される表示データに基づく表示を行う。表示器２１３は、ガントリ部２の例えば開口部２０４の上部に設けられる。例えば、本発明では、ガントリ傾斜角や寝台高さ位置の可動範囲が表示器２１３に表示される（図３参照）。操作者は寝台位置等の位置合わせを行う際、寝台３の近傍で作業するため、操作中に表示器２１３の表示内容を確認できる。
【００１８】
なお、図示しないがＸ線ＣＴ装置１は、位置決め用のガイド光を照射する投光器を備える。操作者は、ガイド光を目視しつつ目的部位を位置合わせする。投光器は例えばガントリ部２の開口部２０４の周囲の複数方向に設けられ、それぞれ高さ位置、体軸位置、及び断面位置の各ガイド光を照射するもの等とすればよい。
また、ガントリ部２の開口部２０４の周囲にタッチセンサを設置し、タッチセンサが被検体６や天板５との接触を感知した場合にガントリの傾斜或いは寝台の移動を停止するよう制御されることが望ましい。
【００１９】
寝台３は、被検体６が載置される天板５、寝台制御装置３１、上下動位置検出装置３１１、前後動位置検出装置３１２、及び寝台位置変更ボタン３２、図示しない上下動装置及び天板駆動装置を備える。
【００２０】
寝台制御装置３１は、モータやエアシリンダ等により構成される上下動装置を制御して寝台３の高さ位置（上下位置）を変更する。また、ステッピングモータ等により構成される天板駆動装置を制御して天板５を体軸方向に前後動させる。寝台３の高さ位置や天板５の前後動位置は、システム制御装置４０１からの制御信号に従って移動する。或いは、寝台３に設けられる寝台位置変更ボタン３２の操作に従って移動する。寝台位置変更ボタン３２は、寝台３の位置合わせを行なう際に操作者によって操作されるスイッチボタンである。
【００２１】
上下動位置検出装置３１１は、例えばエンコーダまたはポテンショメータ等により構成され、寝台３の高さ位置（上下動位置）を検出し、寝台制御装置３１を介してシステム制御装置４０１に出力する。
前後動位置検出装置３１２は、例えばエンコーダまたはポテンショメータ等により構成され、天板５の体軸方向の移動量（前後動位置）を検出し、寝台制御装置３１を介してシステム制御装置４０１に出力する。
【００２２】
操作卓４は、システム制御装置４０１、画像演算装置４０２、記憶装置４０３、表示装置４０７、及び操作装置４０８を備える。
【００２３】
システム制御装置４０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。システム制御装置４０１は、操作卓４内の各装置の他、ガントリ部２内のＸ線制御装置２０２、ガントリ制御装置２０８、表示器２１３、寝台３内の寝台制御装置３１に接続され、これらの各装置を制御する。
また、本実施の形態において、システム制御装置４０１は、後述する可動範囲表示処理（図４参照）を実行する。可動範囲表示処理については後述する。
【００２４】
画像演算装置４０２は、システム制御装置４０１の制御によってガントリ部２内のデータ収集装置２０６が収集した透過Ｘ線データを取得し、データ収集装置２０６が収集した複数ビューの透過Ｘ線データを用いて断層像を再構成する。
【００２５】
記憶装置４０３は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置４０１に接続される。記憶装置４０３には、画像演算装置４０２が生成する断層像やＸ線ＣＴ装置１の機能を実現するためのプログラム、データ等が記憶される。
また、記憶装置４０３は、干渉データ７（図５参照）を保持する。干渉データ７とは、寝台３または寝台３に載置された被検体６とガントリ部２との接触を回避するための位置関係を表すデータであり、予め計測され、記憶装置４０３に記憶されている。干渉データ７は、寝台高さやガントリ傾斜角の可動範囲を算出する際に参照される。干渉データ７の詳細については後述する。本明細書において、干渉とは、寝台天板５或いは被検体６と、ガントリ部２の開口部２０４との接触を意味するものとする。
【００２６】
表示装置４０７は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、システム制御装置４０１に接続される。表示装置４０７は画像演算装置４０２から出力される再構成画像、並びにシステム制御装置４０１が取り扱う種々の情報を表示するものである。操作装置４０８は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御装置４０１に出力する。操作者は、表示装置４０７及び操作装置４０８を使用して対話的にＸ線ＣＴ装置１を操作する。
【００２７】
次に、図３〜図５を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１の実行する可動範囲表示処理の動作について説明する。
【００２８】
図３に示すように、ガントリ部２を傾斜させて被検体６の目的部位を撮影位置に位置合わせする際、システム制御装置４０１は現在のガントリ傾斜角と現在の寝台高さ位置とを取得し、ガントリ傾斜角及び寝台高さ位置と、予め記憶している干渉データ７と、に基づいて、寝台３の可動範囲及びガントリ部２の可動範囲を算出し、算出した可動範囲を提示するための表示データを生成して、操作者の視認可能な範囲に設置されている表示器（例えばガントリ部２に設置された表示器２１３）に表示する。
【００２９】
図４を参照して、具体的な処理の流れを説明する。
ガントリ部２は、操作盤２１０の操作により所望の傾斜角またはそれに近い傾斜角まで傾斜された状態となっているものとする。この状態で、ガントリ部２の開口部２０４内に、寝台３の天板５に載せられた被検体６が搬送される。このとき操作者は、被検体６の体厚の中心が撮影中心に合うように、ガイド用レーザ等を用いて天板５の送り量（前後動）と寝台３の高さ位置とを調整する（ステップＳ１０１）。
システム制御装置４０１は、寝台３の上下動位置検出装置３１１から現在の寝台高さ位置を読み込む（ステップＳ１０２）。また、システム制御装置４０１は、ガントリ部２に設けられている角度センサ２０９から現在のガントリ傾斜角を読み込む（ステップＳ１０３）。
【００３０】
次に、システム制御装置４０１は、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３にて取得した現在の寝台高さ位置及びガントリ傾斜角と、記憶装置４０３に記憶されている干渉データ７とに基づいてガントリ部２及び寝台３の可動範囲を算出する（ステップＳ１０４）。そして、システム制御装置４０１は、算出されたガントリ部２及び寝台３の可動範囲を操作者が視認可能な位置に設置された表示器２１３に表示する（ステップＳ１０５、ステップＳ１０６）。表示器２１３には現在の寝台高さ位置及びガントリ傾斜角も表示されるものとしてもよい。
【００３１】
ここで、干渉データ７について説明する。
図５は干渉データ７の一例を示す図である。
図５のグラフの縦軸は寝台高さを示し、単位は［ｍｍ］である。また、横軸はガントリ傾斜角の可動範囲を示し、単位は［ｄｅｇ］である。ガントリ部２が寝台の水平方向に対して垂直にあるときを０［ｄｅｇ］としている。グラフ中に太線で示された値が、ガントリ傾斜角に対する寝台高さの限界値（干渉を回避するための限界の寝台高さ位置）である。
【００３２】
図５を参照すると、例えば、ガントリ傾斜角が−２〜＋４［ｄｅｇ］の範囲で寝台高さを７８０［ｍｍ］に下げると、開口部２０４と天板５とが接触（干渉）する。また例えば、ガントリ傾斜角が−２０〜−２１［ｄｅｇ］の範囲にあるときは、寝台高さを８６０［ｍｍ］に下げると、開口部２０４と天板５とが接触（干渉）する。また例えば、ガントリ傾斜角が＋２０〜＋２１［ｄｅｇ］の範囲にあるときは、寝台高さを８７５［ｍｍ］に下げると、開口部２０４と天板５とが接触（干渉）する。
【００３３】
なお、図５の干渉データ７は一例として標準体型の被検体６を天板５に載置して計測されたものであり、同程度の体型の被検体６に適用されることが望ましい。ここでは、標準体型として体厚２００［ｍｍ］としているが、この値に限定されるものではない。また、縦軸及び横軸の数値も一例であり、各装置によって異なる。
【００３４】
また、干渉データ７は図５のようなグラフの形式に限定されず、干渉する限界位置を示すガントリ傾斜角と寝台高さ位置との位置関係を示すデータ列やデータテーブルの形式で保持されるものとしてもよい。
【００３５】
また、干渉データ７は、天板５や寝台３のサイズやガントリ開口部２０４のサイズ、またはそれらの設置位置等により異なるものであるので、装置毎にそれぞれ予め取得されることが望ましい。また、干渉データ７は、被検体６の体格によっても異なるものであるため、装置毎に更に被検体６の体型に応じて複数用意されることが望ましい。例えば、標準的な体型、大きめの体格、小さめの体格について、それぞれ干渉データ７を用意したり、小児用、乳児用、男性用、女性用のように、性別や年齢等に応じて複数の異なる干渉データ７を取得しておくことが望ましい。
【００３６】
ステップＳ１０４において寝台上下動の可動範囲を算出する際、システム制御装置４０１は、寝台上下動可動範囲の上限値及び下限値を算出する。具体的には、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照して現在のガントリ傾斜角における寝台高さの限界値を取得し、現在の寝台高さ位置とその限界値との差を求め、寝台上下動可動範囲の下限値とする。また、現在の寝台高さ位置に被検体の体厚（標準体型で例えば２００［ｍｍ］とする）を加えた値とガントリ傾斜角に応じた開口部２０４の上部高さとの差を求め、寝台上下動可動範囲の上限値とする。ガントリ傾斜角に応じた開口部２０４の上部高さは予め算出され、干渉データ７とともに記憶装置４０２に保持されていることとする。
【００３７】
例えば、現在のガントリ傾斜角が−５［ｄｅｇ］、現在の寝台高さ位置が９００［ｍｍ］、このガントリ傾斜角での開口部２０４の上部高さが１０５０［ｍｍ］とした場合、干渉データ７からこのガントリ傾斜角での寝台高さの限界値は８００［ｍｍ］であるので、寝台上下動可動範囲の下限値は８００−９００＝−１００［ｍｍ］である。また、寝台上下動可動範囲の上限値は１０５０−９００＝１５０［ｍｍ］である。すなわち、寝台上下動可動範囲は、「−１００［ｍｍ］〜＋１５０［ｍｍ］」となる。
【００３８】
また、ステップＳ１０４においてガントリ傾斜の可動範囲を算出する際、システム制御装置４０１はガントリ傾斜可動範囲（プラス方向への移動限界値及びマイナス方向への移動限界値）を算出する。具体的には、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照して現在の寝台高さにおけるガントリ傾斜角の限界値を取得し、現在のガントリ傾斜角と限界値との差を求め、ガントリ傾斜可動範囲のプラス方向への移動限界値とマイナス方向への移動限界値とを算出する。
【００３９】
例えば、現在のガントリ傾斜角が−５［ｄｅｇ］、現在の寝台高さ位置が９００［ｍｍ］の場合は、干渉データ７からこの寝台高さにおけるガントリ傾斜角の限界値は、−２４［ｄｅｇ］または＋２５［ｄｅｇ］であるので、マイナス方向への移動限界値は、−２４−（−５）＝−１９［ｄｅｇ］であり、プラス方向への移動限界値は、２５−（−５）＝＋３０［ｄｅｇ］である。すなわち、ガントリ傾斜可動範囲は−１９〜＋３０［ｄｅｇ］となる。
【００４０】
なお、干渉データ７が記憶装置４０３に複数種類記憶されている場合は、システム制御装置４０１は、被検体の体格、体位、年齢、装置のサイズ等に応じて、最適な干渉データ７を選択し、演算に使用するものとする。操作卓４では、被検体の体格、体位、年齢等を入力するためのユーザインターフェイスを備えることが望ましい。すなわち、検査の被検者情報を入力するための被験者情報登録画面を表示装置４０７に表示し、操作装置４０８を用いて被検者の体格等の情報を入力できるようにすることが望ましい。
【００４１】
ステップＳ１０４の演算によって算出された寝台上下動可動範囲と、ガントリ傾斜可動範囲とは、ガントリ部２の表示器２１３に表示される。操作者は表示器２１３に表示される可動範囲を参照して、目的とするガントリ傾斜角に移動可能であるかを判断し、目的角度までガントリ部２を傾斜する（ステップＳ１０７）。または、寝台高さ位置を調製する。
【００４２】
システム制御装置４０１は、ガントリ部２の傾斜角または寝台３の高さを変更する都度、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０６を繰り返す。表示器２１３の表示内容は、ガントリ部２の傾斜角または寝台３の高さが変更される都度、リアルタイムに更新される。
【００４３】
以上説明したように、Ｘ線ＣＴ装置１のシステム制御装置４０１は現在のガントリ傾斜角と現在の寝台高さ位置とを取得し、ガントリ傾斜角及び寝台高さ位置と予め記憶している干渉データ７とに基づいて、寝台３の可動範囲及びガントリ部２の可動範囲を算出し、算出した可動範囲を提示するための表示データを生成して、操作者の視認可能な範囲に設置されている表示器（例えばガントリ部２に設置された表示器２１３）に表示する。
これにより、ガントリ部２の表示器２１３に、現在のガントリ傾斜角及び寝台高さに応じたガントリ傾斜角の可動範囲と寝台高さの可動範囲とが表示される。そのため、操作者はガントリ傾斜角の調整または寝台高さの調整を行う際に、表示器２１３の表示内容を参考にしながら位置合わせを行うことができる。表示される可動範囲は、ガントリ開口部２０４と寝台３または被検体６とが干渉しないように算出されているため、可動範囲内であれば安全に調整できる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１について説明する。なお、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１において、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１と同一の各部については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
第１の実施の形態では、説明のため、天板５の撓みを固定値として寝台３及びガントリ部２の可動範囲を算出する例を示した。しかし、実際には図６に示すように、天板５が送り出された状態では、被検体６の体重によって天板５が撓むことがある。このため、第２の実施の形態では、天板の撓み量を考慮して寝台３及びガントリ部２の可動範囲を算出する。
【００４６】
具体的な処理の流れを図７を参照して説明する。
図７に示すように、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１は、まず第１の実施の形態の可動範囲表示処理（図４）のステップＳ１０１〜ステップＳ１０３と同様の処理を行う。すなわち、ガントリ部２の開口部２０４内に、寝台３の天板５に載せられた被検体６がガイド用レーザを用いて体厚の中心が撮影中心に合うように搬送される（ステップＳ２０１）。システム制御装置４０１は、寝台３の上下動位置検出装置３１１から現在の寝台高さ位置を読み込む（ステップＳ２０２）。また、システム制御装置４０１は、ガントリ部２に設けられている角度センサ２０９から現在のガントリ傾斜角を読み込む（ステップＳ２０３）。
【００４７】
更に、第２の実施の形態ではシステム制御装置４０１は、寝台３の前後動位置検出装置３１２から現在の天板移動距離Ｌを読み込む（ステップＳ２０４）。また、システム制御装置４０１は、予め操作卓４にて操作者により入力されている被検者情報から、被検者の体重Ｗを読み込む（ステップＳ２０５）。また、撮影プロトコルとして設定された被検者の体位を読み込む（ステップＳ２０６）。
【００４８】
ここで、システム制御装置４０１は、天板５の撓み量Ｖｍａｘを計算する（ステップＳ２０７）。
撓み量Ｖｍａｘは、例えば以下の式（１）から算出できる。
【００４９】
Ｖｍａｘ＝ＷＬ３／３ＥＩ ・・・（１）
【００５０】
式（１）において、Ｗは被検者の体重、Ｌは天板移動距離、Ｅは天板５の弾性係数、Ｉは断面２次モーメントである。
なお、上述の式（１）は、標準体型の大人が頭部検査（体位「ヘッドファースト」）を行う場合に適した式である。ただし、被検者の体型や体位（検査部位）や年齢等によって荷重の重心が異なるため、上述の式（１）を用いて算出した撓み量Ｖｍａｘに、更に体型、検査部位、体位、年齢等に応じた係数を乗ずるようにしてもよい。
【００５１】
次に、システム制御装置４０１は、ステップＳ２０２及びステップＳ２０３にて取得した現在の寝台高さ位置及びガントリ傾斜角と、記憶装置４０３に記憶されている干渉データ７と、天板の撓み量Ｖｍａｘとに基づいてガントリ部２及び寝台３の可動範囲を算出する（ステップＳ２０８）。そして、システム制御装置４０１は、算出されたガントリ部２及び寝台３の可動範囲を操作者が視認可能な位置に設置された表示器２１３に表示する（ステップＳ２０９、ステップＳ２１０）。
【００５２】
ステップＳ２０８の可動範囲算出処理において、システム制御装置４０１は、天板５の撓み量Ｖｍａｘだけ寝台高さ位置が下がったものとして、寝台高さの可動範囲を演算する。
具体的には、ステップＳ２０２にて読み込んだ現在の寝台高さ位置から天板５の撓み量Ｖｍａｘを減じた値（以下、撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さ位置という）を算出し、撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さ位置を、第１の実施の形態でいうところの現在の寝台高さ位置とみなして、寝台上下動可動範囲の下限値及び上限値を算出する。
【００５３】
すなわち、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照して現在のガントリ傾斜角における寝台高さの限界値を取得し、撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さ位置とその限界値との差を求め、寝台上下動可動範囲の下限値とする。また、撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さ位置に被検体の体厚（標準体型で例えば２００［ｍｍ］とする）を加えた値とガントリ傾斜角に応じた開口部２０４の上部高さとの差を求め、寝台上下動可動範囲の上限値とする。
【００５４】
また、ステップＳ２０８においてガントリ傾斜の可動範囲を算出する際、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照してガントリ傾斜可動範囲（プラス方向への移動限界値及びマイナス方向への移動限界値）を算出する。具体的には、システム制御装置４０１は干渉データ７を参照して撓み量Ｖｍａｘを加味した寝台高さにおけるガントリ傾斜角の限界値を取得し、現在のガントリ傾斜角と限界値との差を求め、ガントリ傾斜可動範囲のプラス方向への移動限界値とマイナス方向への移動限界値とを算出する。
【００５５】
第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、干渉データ７は被検体の体格、体位、年齢、装置のサイズ等に応じて、記憶装置４０３に複数記憶されていることが望ましい。また、操作卓４では、被検体の体格等の被検者情報を入力するためのユーザインターフェイスを備えることが望ましい。
【００５６】
図６及び図８に可動範囲の表示例を示す。
図６に示す例では、ガントリ部２の表示器２１３の可動範囲表示領域８２に、「現在の寝台高さ」、「現在のガントリ傾斜角」、「撓み量」、「寝台上下動可動範囲」、「ガントリ傾斜可動範囲」、「体重」、「体位」等がテキスト表示される。
また、図８に示す例では、図６に示す情報の他、操作ガイダンス９が表示される。操作ガイダンス９には、例えば、現在の寝台３及びガントリ部２の位置関係が反映されたガイド画像９１と、ガントリ部２の可動範囲９３と寝台３の可動範囲９４とが矢印、テキスト等により表示される。ガイド画像９１は静止画または動画のいずれでもよい。
【００５７】
更に、操作ガイダンス９として、システム制御装置４０１は、寝台３及びガントリ部２の最適な移動量及び移動方向を示す推奨移動量９５を算出し、提示することが望ましい。すなわち、システム制御装置４０１は、現在の寝台高さ位置、現在のガントリ傾斜角、及び撓み量Ｖｍａｘに基づいて、目的部位の撮影中心からのずれ量を算出し、ずれを補正するための最適な寝台３またはガントリ部２の移動量及び移動方向を算出する。この移動量及び移動方向を推奨移動量９５として表示器２１３に表示する。図８に示す例では、推奨移動量９５は文字及び数字で表現されているが、これに限定されず、ガイド画像９１のような画像を生成するようにしてもよい。
【００５８】
以上の処理によって寝台３及びガントリ部２の可動範囲や最適な移動量が表示器２１３に表示されると、操作者は表示された可動範囲を参照して、目的とするガントリ傾斜角に移動可能であるかを判断し、目的角度までガントリ部２を傾斜させる（ステップＳ２１１）。または、寝台高さ位置を調整する。
【００５９】
システム制御装置４０１は、ガントリ部２の傾斜角または寝台３の高さを変更する都度、ステップＳ２０２〜ステップＳ２１０を繰り返す。表示器２１３の表示内容は、ガントリ部２の傾斜角または寝台３の高さが変更される都度、リアルタイムに更新される。
【００６０】
以上説明したように、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１のシステム制御装置４０１は、現在のガントリ傾斜角と現在の寝台高さ位置とを取得し、また天板５の前後の移動距離、被検者体重、体位等に基づいて天板５の撓み量Ｖｍａｘを算出し、現在のガントリ傾斜角及び寝台高さ位置と予め記憶している干渉データ７と撓み量Ｖｍａｘとに基づいて、寝台３の可動範囲及びガントリ部２の可動範囲を算出し、算出した可動範囲を提示するための表示データを生成して、操作者の視認可能な範囲に設置されている表示器（例えばガントリ部２に設置された表示器２１３）に表示する。
これにより、第２の実施の形態では、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の効果に加え、更に精度よく位置合わせを行うためのユーザ支援を行える。
【００６１】
以上、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の実施の形態においても、図８に示すものと同様の操作ガイダンス表示９１を行うようにしてもよい。その他、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・・・Ｘ線ＣＴ装置
２・・・・・ガントリ部
３・・・・・寝台
５・・・・・天板
４・・・・・操作卓
６・・・・・被検体
７・・・・・干渉データ
２０１・・・Ｘ線管（Ｘ線源）
２０２・・・Ｘ線制御装置
２０４・・・開口部
２０５・・・Ｘ線検出器
２０６・・・データ収集装置
２０７・・・回転板
２０８・・・ガントリ制御装置
２０９・・・角度センサ
２１０・・・操作盤
２１３・・・表示器
３１・・・・寝台制御装置
３１２・・・上下動位置検出装置
３１３・・・前後動位置検出装置
４０１・・・システム制御装置
４０２・・・画像演算装置
４０３・・・記憶装置
４０７・・・表示装置
４０８・・・操作装置
８１・・・・可動範囲の表示データ
８２・・・・可動範囲表示領域
９・・・・・操作ガイダンス
９１・・・・ガイド画像
９３・・・・ガントリ部２の可動範囲
９４・・・・寝台３の可動範囲
９５・・・・推奨移動量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影空間となる開口部を備え、操作者の操作に従って所定の傾斜角度に傾斜可能なガントリと、被検体を載置する天板を有し、操作者の操作に従って該天板を前記開口部内の所定位置に搬送するとともに所定高さに上下動する寝台と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記寝台または寝台に載置された被検体と前記ガントリとの接触を回避するための位置関係を表す干渉データを予め取得し、保持するデータ保持手段と、
前記ガントリの位置及び前記天板の位置を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段により取得した前記ガントリ及び前記寝台の各位置と前記干渉データとに基づいて前記ガントリ及び前記寝台の可動範囲を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された可動範囲を前記操作者が操作中に視認可能な範囲に表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記演算手段は、更に、被検体の体重による前記天板の撓み量を加味して前記ガントリ及び前記寝台の可動範囲を算出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】
前記記憶手段は、被検体の体型、体位、年齢、性別、及び装置サイズのうち少なくともいずれか一つの要因に応じて異なる干渉データを複数保持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】
前記表示手段は、更に、
前記可動範囲に基づいて、操作ガイダンス表示データを生成し、表示するガイダンス表示手段を更に備え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１】
撮影空間となる開口部を備え、操作者の操作に従って所定の傾斜角度に傾斜可能なガントリと、被検体を載置する天板を有し、操作者の操作に従って該天板を前記開口部内の所定位置に搬送するとともに所定高さに上下動する寝台と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記寝台または寝台に載置された被検体と前記ガントリとの接触を回避するための位置関係を表す干渉データを予め取得し、保持するデータ保持手段と、
前記ガントリの位置及び前記天板の位置を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段により取得した前記ガントリ及び前記寝台の各位置と前記干渉データとに基づいて前記ガントリ及び前記寝台の可動範囲を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された可動範囲を前記操作者が操作中に視認可能な範囲に表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記演算手段は、更に、被検体の体重による前記天板の撓み量を加味して前記ガントリ及び前記寝台の可動範囲を算出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】
前記記憶手段は、被検体の体型、体位、年齢、性別、及び装置サイズのうち少なくともいずれか一つの要因に応じて異なる干渉データを複数保持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】
前記表示手段は、更に、
前記可動範囲に基づいて、操作ガイダンス表示データを生成し、表示するガイダンス表示手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２４００６６（Ｐ２０１１−２４００６６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６９４３（Ｐ２０１０−１１６９４３）
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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