一例として図1に示すように、CT装置10は、被写体Sの断層画像TI(図17参照)を得るための装置であり、装置本体11と制御装置12とで構成される。装置本体11は、例えば医療施設の撮影室内に設置される。制御装置12は、例えば撮影室の隣室の制御室内に設置される。制御装置12は、デスクトップ型のパーソナルコンピュータ、ノート型のパーソナルコンピュータ、あるいはタブレット端末である。CT装置10は、本開示の技術に係る「放射線撮影装置」の一例である。
一例として図1~図4に示すように、装置本体11は、ステージ13と、3本の支柱14A、14B、および14Cと、天板15とを備える。ステージ13は八角形状をした平面である。ステージ13の裏面の四隅には、搬送用のキャスター16が取り付けられている。
キャスター16には回転ロック機構(図示省略)が備えられており、装置本体11を設置箇所に設置した後に、回転ロック機構を働かせてキャスター16の回転をロックすることができる。あるいは、キャスター16はステージ13から取り外し可能であり、装置本体11を設置箇所に設置した後にキャスター16を取り外すことができる。
支柱14A~14Cは外形が矩形板状をしており、ステージ13の表面の四隅に立設されている。支柱14Aおよび14Cは、装置本体11の正面側の左右(被写体Sの前の左右)に配されている。支柱14Bは、装置本体11の背面側の中心(被写体Sの後ろ)に配されている。天板15は、支柱14A~14Cの上端部に取り付けられている。天板15は、外形がステージ13に倣う八角形状をした平面である。天板15は、中心部が円形にくり抜かれ、かつ支柱14Aおよび14Cの間の装置本体11の正面側の部分が切り欠かれたC字状をしている。なお、以下の説明では、特に区別する必要がない場合、支柱14A~14Cをまとめて支柱14と表記する。
支柱14Aには接続部材17Aが接続され、支柱14Bには接続部材17Bが接続され、支柱14Cには接続部材17Cが接続されている。接続部材17A~17Cには、フレーム18が接続されている。つまり、支柱14A~14Cとフレーム18とは、接続部材17A~17Cを介して相互に接続されている。なお、以下の説明では、特に区別する必要がない場合、接続部材17A~17Cをまとめて接続部材17と表記する。
フレーム18は円環状をしている。この円環状のフレーム18の空洞19の中心C(図4参照)の位置に、被写体Sがポジショニングされる。図1~図4においては、頭上に両手を上げた立位姿勢の被写体Sがポジショニングされた様子を示している。
支柱14には、接続部材17が嵌合するガイドレール(図示省略)が設けられている。接続部材17、ひいてはフレーム18は、ガイドレールに沿って鉛直方向に昇降可能である。すなわち、支柱14は、フレーム18を鉛直方向に昇降可能に保持する。また、フレーム18は、その中心Cを中心軸として、被写体Sの周りを回転可能である。すなわち、支柱14A~14Cは、被写体Sの周りを回転可能にフレーム18を保持する。なお、支柱14が伸縮することで、フレーム18の高さ位置を変更可能としてもよい。
フレーム18には、X線、γ線等の放射線R(図6参照)を照射する放射線源20、および放射線Rを検出する放射線検出器21が取り付けられている。放射線源20および放射線検出器21は、両方ともフレーム18の下縁から突出している。放射線源20および放射線検出器21は、フレーム18の対向する位置(180°隔てた位置)に配されている。放射線源20は箱状をしており、放射線検出器21はパット状をしている。フレーム18等を上から平面視する方向から見た場合に、放射線検出器21は、フレーム18の形状に倣う円弧面状(U字状)をしている。
支柱14Aにはねじ軸22Aが設けられ、支柱14Bにはねじ軸22Bが設けられ、支柱14Cにはねじ軸22Cが設けられている。ねじ軸22A~22Cは、ステージ13から天板15までに達する高さを有する。ねじ軸22A~22Cが回転することにより、接続部材17A~17C、ひいてはフレーム18が鉛直方向に昇降する。なお、以下の説明では、特に区別する必要がない場合、ねじ軸22A~22Cをまとめてねじ軸22と表記する。
支柱14Aは開口23Aを有し、支柱14Bは開口23Bを有し、支柱14Cは開口23Cを有する。開口23A~23Cは、支柱14A~14Cの大部分を矩形状にくり抜くことで形成されている。開口23A~23Cを通じて、装置本体11の外側から被写体Sを視認することが可能である。開口23A~23Cがあることで、支柱14A~14Cは部分的には2本のようにみえるが、開口23A~23Cの上下で繋がっているので、本数としては1本である。
支柱14Aには、可動アーム24を介してタッチパネルディスプレイ25が取り付けられている。タッチパネルディスプレイ25は、診療放射線技師といったCT装置10のオペレータにより操作される。また、タッチパネルディスプレイ25は、オペレータに各種情報を表示する。
フレーム18等を上から平面視した図4において、装置本体11の正面に放射線源20がある位置を0°の位置とした場合に、支柱14Aは、フレーム18の中心Cを中心とする円CC上における60°の位置に配置され、支柱14Bは円CC上における180°の位置に配置され、支柱14Cは円CC上における300°の位置に配置されている。つまり、支柱14A~14Cは、円CC上において120°間隔に配置されている。なお、「0°」、「60°」等の角度は、完全な「0°」、「60°」等の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差(例えば1%~10%程度の誤差)を含めた意味合いでの「0°」、「60°」等を指す。また、「等間隔」とは、完全な「等間隔」の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差(例えば1%~10%程度の誤差)を含めた意味合いでの「等間隔」を指す。
図1~図4においては、頭上に両手を上げた立位姿勢の被写体Sが空洞19にポジショニングされた例を示したが、これに限らない。一例として図5に示すように、CT装置10は、車椅子30に乗った座位姿勢の被写体Sを空洞19にポジショニングして撮影することも可能である。なお、立位姿勢の被写体S、および車椅子30に乗った座位姿勢の被写体Sのいずれとも、0°の位置に正面が向くようにポジショニングされる。
一例として図6に示すように、放射線源20は放射線管35および照射野ランプ36を内蔵している。放射線管35は放射線Rを発する。照射野ランプ36は、放射線Rの照射野を示す例えば橙色の可視光を発する。
また、放射線源20は照射野限定器37を有する。照射野限定器37はコリメータとも呼ばれ、放射線検出器21への放射線Rの照射野を規定する。照射野限定器37には、放射線管35からの放射線Rが入射する入射開口と、放射線Rが出射する出射開口とが形成されている。出射開口の近傍には、例えば4枚の遮蔽板が設けられている。遮蔽板は、放射線Rを遮蔽する材料、例えば鉛等で形成されている。遮蔽板は、四角形の各辺上に配置、換言すれば井桁状(checkered pattern)に組まれており、放射線Rを透過させる四角形の照射開口を形成する。照射野限定器37は、各遮蔽板の位置を変更することで照射開口の大きさを変化させ、これにより放射線検出器21への放射線Rの照射野を変更する。この照射野限定器37の働きによって、四角錐状の放射線Rが放射線源20から照射される。放射線Rの放射角度θは、例えば45°である。
一例として図7に示すように、放射線検出器21は、フレーム18の形状に倣う円弧面状の筐体40を有する。筐体40は例えばカーボン製である。筐体40内には、TFTを用いた2枚のセンサパネル41Aおよび41Bが収容されている。センサパネル41Aおよび41Bは、例えば17インチ(約432mm×約432mm)の大きさを有する正方形状をしている。センサパネル41Aは、対向する辺42Aおよび43Aがフレーム18の形状に倣う円弧状に曲げられている。同様に、センサパネル41Bは、対向する辺42Bおよび43Bがフレーム18の形状に倣う円弧状に曲げられている。センサパネル41Aおよび41Bは、円弧状に曲げられていない辺44Aおよび44Bにおいて重ね合わされている。
辺42Aには読み出し回路基板45Aが取り付けられ、辺43Bには読み出し回路基板45Bが取り付けられている。辺43Bと対向する辺42B、および辺42Aと対向する辺43Aには、何も取り付けられていない。辺42Aおよび43B、ひいては読み出し回路基板45Aおよび45Bは、放射線検出器21の中心を軸として180°回転させた場合に一致する位置にある、いわゆる2回対称の関係にある。読み出し回路基板45Aおよび45Bは、本開示の技術に係る「回路基板」の一例である。また、辺42Aおよび43Bは、本開示の技術に係る「第1辺」の一例であり、辺42Bおよび43Aは、本開示の技術に係る「第2辺」の一例である。
辺44Aと対向する辺46Aにはスイッチング回路基板47Aが取り付けられ、辺44Bと対向する辺46Bにはスイッチング回路基板47Bが取り付けられている。スイッチング回路基板47Aおよび47Bも、本開示の技術に係る「回路基板」の一例である。なお、センサパネル41Aおよび41Bは、読み出し回路基板45Aおよび45Bが取り付けられている辺が辺42Aおよび43Bと異なるだけで、取り付け構造等の基本的な構成は同じ(図10参照)であるため、以下では、主としてセンサパネル41Aについて説明する。また、支柱14A~14C等と同様に、センサパネル41Aおよび41B、並びにこれらに付随する各部については、以下、「A」、「B」を省略して数字のみを表記する場合がある。
一例として図8および図9に示すように、センサパネル41Aは支持台50に取り付けられる。支持台50は、アルミニウム、銅といった金属製であり、フレーム18の形状に倣う、放射線源20の反対側に向けて凸状の円弧面状(U字状)に精度よく加工された取り付け面51を有する。センサパネル41Aは、この取り付け面51に第1面52Aが取り付けられる。取り付け面51の曲率半径は、例えば500mmである。取り付け面51と反対側の支持台50の面には、図示省略した鉛等の放射線Rを遮蔽する部材が取り付けられている。なお、図8においては、煩雑を避けるためスイッチング回路基板47Aの図示を省略している。ここで、「U字状」とは、センサパネル41Aおよび41Bが、撮像領域100Aおよび100B(図10参照)、並びに重ね合わされた辺44Aおよび44Bの端部を含めて、全面的に曲面形状となる形状である。より詳しくは、「U字状」とは、両端部が一方の側に向かって突き出ていて、かつ両端部と中央部が曲面で繋がっている形状をいう。
センサパネル41Aの第1面52Aは、固定部材53Aおよび固定部材54によって取り付け面51に部分的に固定されている。固定部材53Aは、第1面52Aの中心部分CPAを中心とする十字の位置に8つ配置されている。より詳しくは、固定部材53Aは、辺42Aおよび43Aに沿って等間隔に並べて配置され、かつ辺44Aおよび46Aに沿って等間隔に並べて配置されている。固定部材54は、センサパネル41Bとの合わせ部分である辺44Aの部分に、等間隔に並べて5つ配置されている。固定部材53Aおよび54による固定領域の大きさは同じである。また、固定部材53Aおよび54のいずれも正方形状をしている。つまり、固定部材53Aおよび54による固定領域は正多角形状をしている。固定部材53Aおよび54は、例えば、取り付け面51に貼り付けられた両面テープ、あるいは、取り付け面51に塗布またはマスク印刷された接着剤等である。なお、「等間隔」とは、段落[0043]でも記載した通り、完全な「等間隔」の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差(例えば1%~10%程度の誤差)を含めた意味合いでの「等間隔」を指す。また、「大きさは同じ」の「同じ」とは、完全な「同じ」の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差(例えば1%~10%程度の誤差)を含めた意味合いでの「同じ」を指す。さらに、「正多角形状」とは、完全な「正多角形状」の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差(例えば1%~10%程度の誤差)を含めた意味合いでの「正多角形状」を指す。
第1面52Aと反対側のセンサパネル41Aの第2面55Aには、接触部材56A、57A、および58Aが接触する。接触部材56A~58Aは、細長い四角柱状をしている。接触部材56A~58Aは、シリコーンゴム、ニトリルゴム(NBR;Nitrile Rubber)、ウレタンゴム等の各種ゴム、各種エラストマー、さらにはナイロン、塩化ビニル等の各種軟性樹脂、あるいは発泡ポリエチレン、発泡アクリル、発泡ウレタン等の各種発泡体を材料とする弾性体である。
接触部材56A~58Aは、センサパネル41Aの支持台50からの浮き上がりを抑制する。より詳しくは、接触部材56Aは辺42Aと略同じ長さを有し、辺42A側のセンサパネル41Aの端部に接触することで、辺42A側のセンサパネル41Aの端部の支持台50からの浮き上がりを抑制する。接触部材57Aは辺43Aと略同じ長さを有し、辺43A側のセンサパネル41Aの端部に接触することで、辺43A側のセンサパネル41Aの端部の支持台50からの浮き上がりを抑制する。接触部材58Aは辺46Aよりも若干短い長さを有し、辺46A側のセンサパネル41Aの端部に接触することで、辺46A側のセンサパネル41Aの端部の支持台50からの浮き上がりを抑制する。
第2面55Aに接触する接触部材56Aの面59A(以下、接触面59Aと表記する)は、辺42Aの円弧状に倣う円弧面状をしている。同じく、第2面55Aに接触する接触部材57Aの面60A(以下、接触面60Aと表記する)も、辺43Aの円弧状に倣う円弧面状をしている。さらに言えば、接触部材56Aおよび57Aは、全体として辺42Aおよび43Aの円弧状に倣う形状をしている。一方、第2面55Aに接触する接触部材58Aの面61A(以下、接触面61Aと表記する)、ひいては接触部材58Aは、辺46Aの直線状に倣うストレートな形状をしている。
接触面59Aと反対側の接触部材56Aの面62Aには、保持部材65Aが取り付けられる。同様に、接触面60Aと反対側の接触部材57Aの面63Aには、保持部材66Aが取り付けられる。さらに、接触面61Aと反対側の接触部材58Aの面64Aには、保持部材67Aが取り付けられる。
保持部材65A~67Aは、接触部材56A~58Aをセンサパネル41Aに押し付けた状態で保持する。保持部材65A~67Aは、接触部材56A~58Aよりも高い剛性を有する材料、例えばアルミニウム、銅といった金属で形成されている。接触部材56A~58Aは、前述のように弾性体であるため、保持部材65A~67Aによってセンサパネル41Aに押し付けた状態で保持されることで、取り付け面51に向けてセンサパネル41Aを付勢する。
保持部材65Aは本体部68Aと3つの取り付け片71Aとを有する。同様に、保持部材66Aは本体部69Aと3つの取り付け片72Aとを有する。さらに、保持部材67Aは本体部70Aと3つの取り付け片73Aとを有する。本体部68Aおよび69Aは、接触部材56Aおよび57Aと同じく、全体として円弧状に倣う形状をしている。一方、本体部70Aは、接触部材58Aと同じく、全体としてストレートな形状をしている。
取り付け片71Aは、本体部68Aの両端部および中心部から、接触部材56Aとは反対側に直角に突き出た部分である。取り付け片72Aは、本体部69Aの両端部および中心部から、接触部材57Aとは反対側に直角に突き出た部分である。また、取り付け片73Aは、本体部70Aの両端部および中心部から、接触部材58Aとは反対側に直角に突き出た部分である。取り付け片71Aにはねじ挿通穴74Aが形成されている。取り付け片72Aにはねじ挿通穴75Aが形成されている。また、取り付け片73Aにはねじ挿通穴76Aが形成されている。ねじ挿通穴74Aにはねじ77Aが挿通される。ねじ挿通穴75Aにはねじ78Aが挿通される。また、ねじ挿通穴76Aには図示省略したねじが挿通される。
ねじ挿通穴74Aに挿通されたねじ77Aは、支持台50に設けられた取り付け枠79Aのねじ穴81Aに螺合される。これにより保持部材65Aが取り付け枠79Aに締結固定される。接触部材56Aは、保持部材65Aと第2面55Aとに挟まれた状態で保持される。ねじ挿通穴75Aに挿通されたねじ78Aは、支持台50に設けられた取り付け枠80Aのねじ穴82Aに螺合される。これにより保持部材66Aが取り付け枠80Aに締結固定される。接触部材57Aは、保持部材66Aと第2面55Aとに挟まれた状態で保持される。また、ねじ挿通穴76Aに挿通されたねじは、支持台50に設けられた取り付け枠(図示省略)のねじ穴(図示省略)に螺合する。これにより保持部材67Aが取り付け枠に締結固定される。接触部材58Aは、保持部材67Aと第2面55Aとに挟まれた状態で保持される。
本体部68Aの放射線Rが照射される側の面には、放射線遮蔽部材83Aが取り付けられる。また、本体部70Aの放射線Rが照射される側の面にも、放射線遮蔽部材84Aが取り付けられる。放射線遮蔽部材83Aおよび84Aは、放射線Rを遮蔽する材料、例えば鉛等で形成されている。放射線遮蔽部材83Aは、読み出し回路基板45Aに放射線Rが照射されることを防止し、読み出し回路基板45Aを保護する。放射線遮蔽部材84Aは、スイッチング回路基板47Aに放射線Rが照射されることを防止し、スイッチング回路基板47Aを保護する。なお、図9においては、煩雑を避けるため、接触部材57Aおよび58A、保持部材66Aおよび67A等の図示を省略している。
図9において、センサパネル41Aは、基材90Aおよびシンチレータ91Aを有する。シンチレータ91Aは、例えばテルビウム賦活酸硫化ガドリニウム(GOS;Gd2O2S:Tb)を含み、放射線Rを可視光に変換する。シンチレータ91Aは、粘着層92Aを介して支持体93Aに貼り合わされている。支持体93Aは、例えば白PET(Polyethylene Terephthalate)である。基材90Aの裏面が第1面52Aであり、支持体93Aの表面が第2面55Aである。
基材90Aは、例えばポリイミド等の樹脂製の可撓性を有する薄膜シートである。基材90Aは、後方散乱線を吸収する無機酸化物の微粒子を含んでいる。無機酸化物は、例えば二酸化珪素(SiO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化アルミニウム(いわゆるアルミナ、Al2O3)、酸化チタン(TiO2)等である。こうした素性の基材90Aとしては、ゼノマックスジャパン株式会社製の製品名XENOMAX(登録商標)が挙げられる。基材90Aの厚みTHは、100μm以下である。厚みTHは、より好ましくは20μm以上50μm未満(20≦TH<50)である。
基材90Aには、シンチレータ91Aにより放射線Rから変換された可視光を検出する画素94Aが設けられている。画素94Aは、周知のように、可視光に感応して電荷を発生する受光部と、受光部に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子としてのTFTとを含む。基材90Aには、受光部の電荷を読み出し回路基板45Aに入力するための複数本の信号線と、スイッチング回路基板47Aからのオン/オフ信号(走査信号)をTFTに与えるための複数本の走査線とが縦横方向に交差するように設けられている。これら複数本の信号線と走査線との交差部分に画素94Aが配されている。すなわち、画素94Aは二次元状に配列されている。なお、画素94Aは、放射線Rから変換された可視光ではなく、放射線Rに直接感応して電荷を発生するものであってもよい。
画素94Aのピッチは、例えば150μmである。なお、固定部材53Aおよび54による固定領域は、センサパネル41Aの熱膨張または熱収縮によって、センサパネル41Aと支持台50との間に画素94Aのピッチ以上のずれが生じない大きさを有する。また、固定部材53Aおよび54による固定位置は、センサパネル41Aの熱膨張または熱収縮によって、センサパネル41Aと支持台50との間に画素94Aのピッチ以上のずれが生じない間隔を有する。
保持部材65A~67A等を取り払った状態の図10に示すように、センサパネル41Aの第2面55Aは、画素94Aが配列された正方形状の撮像領域100Aと、撮像領域100Aの周囲の四角環状の非撮像領域101Aであって、画素94Aが配列されない非撮像領域101Aとを有する。接触部材56A~58Aは、いずれも非撮像領域101Aに接触する。同様に、センサパネル41Bの第2面55Bは、撮像領域100Bと非撮像領域101Bとを有する。センサパネル41Bの支持台50からの浮き上がりを抑制する接触部材56B、57B、および58Bは、いずれも非撮像領域101Bに接触する。
接触部材56Bは辺42Bと略同じ長さを有し、辺42B側のセンサパネル41Bの端部に接触することで、辺42B側のセンサパネル41Bの端部の支持台50からの浮き上がりを抑制する。接触部材57Bは辺43Bと略同じ長さを有し、辺43B側のセンサパネル41Bの端部に接触することで、辺43B側のセンサパネル41Bの端部の支持台50からの浮き上がりを抑制する。接触部材58Bは辺46Bよりも若干短い長さを有し、辺46B側のセンサパネル41Bの端部に接触することで、辺46B側のセンサパネル41Bの端部の支持台50からの浮き上がりを抑制する。
接触部材56Aは、接触部材57Aよりも付勢力が大きい。また、接触部材57Bは、接触部材56Bよりも付勢力が大きい。接触部材56Aおよび57Bは、本開示の技術に係る「第1接触部材」の一例である。また、接触部材57Aおよび56Bは、本開示の技術に係る「第2接触部材」の一例である。
付勢力を大きくする方法としては、例えば、接触部材56Aおよび57Bの押し付け量を、接触部材57Aおよび56Bの押し付け量よりも多くする方法を採用することができる。例えば10mmの接触部材57Aおよび56Bを8mmに押さえ付ける場合、接触部材56Aおよび57Bは10mmを6mmに押さえ付ける。あるいは、接触部材56Aおよび57Bの弾性力を、接触部材57Aおよび56Bの弾性力よりも高くする方法でもよい。なお、符号53Bは、センサパネル41Bの第1面の中心部分CPBを中心とする十字の位置に配置された固定部材を示す。
一例として図11に示すように、センサパネル41Aは、破線で示すように、駆動時の熱によって、取り付け面51と平行な方向(以下、面方向という)PDに熱膨張および熱収縮する。接触部材56Aは、このセンサパネル41Aの熱膨張および熱収縮に応じて、破線で示すように変形(せん断変形)する。
接触部材56Aは、取り付け面51の法線方向NDに沿う第1の長さL_NDよりも、面方向PDに沿う第2の長さL_PDのほうが短い(L_PD<L_ND)。なお、図11においては接触部材56Aを取り上げて説明したが、接触部材57A、58A、56B~58Bも、センサパネル41Aおよび41Bの熱膨張および熱収縮に応じて変形する。また、接触部材57A、58A、56B~58Bも、取り付け面51の法線方向NDに沿う第1の長さL_NDよりも、面方向PDに沿う第2の長さL_PDのほうが短い。
一例として図12に示すように、接続部材17、ひいてはフレーム18を鉛直方向に昇降させる昇降機構110は、前述のねじ軸22、ねじ軸22に螺合するボール入りのナット111、およびねじ軸22を回転させる昇降用モータ112等で構成されるボールねじ機構である。昇降用モータ112は、ステージ13の裏面に取り付けられている。フレーム18の高さ位置は、昇降用モータ112の回転向きおよび回転数から割り出される。
接続部材17は、フレーム18に接続する第1接続部113と、支柱14に接続する第2接続部114とを有する。第1接続部113はフレーム18側に、第2接続部114は支柱14側にそれぞれ突出しており、接続部材17は全体としてZ字状をしている。第1接続部113にはベアリング115が内蔵されている。ベアリング115は、フレーム18の全周にわたって形成されたガイド溝116(図1等も参照)に嵌め込まれている。ベアリング115は、フレーム18の回転に伴って転動する。第2接続部114にはナット111が内蔵されている。
一例として図13に示すように、フレーム18を被写体S周りに回転させる回転機構120は、フレーム18の全周に掛け回された回転ベルト121、回転用モータ122、およびポテンショメータ123等で構成される。回転用モータ122は接続部材17Bに内蔵されており、フレーム18から引き出された回転ベルト121の一部にプーリ124を介して接続されている。この回転用モータ122の駆動により、フレーム18は時計回り(右回り)方向CWおよび反時計回り(左回り)方向CCWに回転する。ポテンショメータ123は接続部材17Cに内蔵されており、フレーム18から引き出された回転ベルト121の一部にプーリ125を介して接続されている。ポテンショメータ123は、フレーム18の回転位置によって抵抗値が変化する可変抵抗を有し、フレーム18の回転位置に応じた電圧信号を出力する。このポテンショメータ123からの電圧信号により、フレーム18の回転位置が割り出される。
一例として図14に示すように、制御装置12を構成するコンピュータは、ストレージ130、メモリ131、CPU(Central Processing Unit)132、ディスプレイ133、および入力デバイス134等を備えている。
ストレージ130は、制御装置12を構成するコンピュータに内蔵、またはケーブル、ネットワークを通じて接続されたハードディスクドライブである。もしくはストレージ130は、ハードディスクドライブを複数台連装したディスクアレイである。ストレージ130には、オペレーティングシステム等の制御プログラム、各種アプリケーションプログラム、およびこれらのプログラムに付随する各種データ等が記憶されている。なお、ハードディスクドライブに代えてソリッドステートドライブを用いてもよい。
メモリ131は、CPU132が処理を実行するためのワークメモリである。CPU132は、ストレージ130に記憶されたプログラムをメモリ131へロードして、プログラムにしたがった処理を実行する。これにより、CPU132はコンピュータの各部を統括的に制御する。なお、メモリ131はCPU132に内蔵されていてもよい。
ディスプレイ133は各種画面を表示する。各種画面にはGUI(Graphical User Interface)による操作機能が備えられる。制御装置12を構成するコンピュータは、各種画面を通じて、入力デバイス134からの操作指示の入力を受け付ける。入力デバイス134は、キーボード、マウス、タッチパネル、音声入力用のマイク等である。
ストレージ130には作動プログラム140が記憶されている。作動プログラム140は、コンピュータを制御装置12として機能させるためのアプリケーションプログラムである。ストレージ130には、作動プログラム140の他に、照射条件テーブル141およびオーダー別照射条件情報142等が記憶されている。
作動プログラム140が起動されると、制御装置12のCPU132は、メモリ131等と協働して、受付部145、リードライト(以下、RW(Read Write)と略す)制御部146、撮影制御部147、画像処理部148、および表示制御部149として機能する。
受付部145は、装置本体11のタッチパネルディスプレイ25、および入力デバイス134を介してオペレータにより入力される様々な操作指示を受け付ける。例えば受付部145は撮影メニュー155を受け付ける。受付部145は、撮影メニュー155をRW制御部146に出力する。
RW制御部146は、受付部145から撮影メニュー155を受け取る。RW制御部146は、受け取った撮影メニュー155に対応する放射線Rの照射条件156を、照射条件テーブル141から読み出す。RW制御部146は、照射条件テーブル141から読み出した照射条件156を、オーダー別照射条件情報142に書き込む。
撮影制御部147は、放射線源20(放射線管35、照射野ランプ36、および照射野限定器37)、昇降機構110(昇降用モータ112)、回転機構120(回転用モータ122およびポテンショメータ123)、並びに放射線検出器21の動作を制御する。撮影制御部147は、オーダー別照射条件情報142から照射条件156を読み出す。撮影制御部147は、照射条件156にしたがって照射野限定器37を駆動させ、照射野を調整する。また、撮影制御部147は、照射条件156にしたがって放射線管35を駆動させ、放射線管35から放射線Rを発させる。撮影制御部147は、放射線Rの照射により放射線検出器21で検出された放射線画像(以下、投影画像という)を、放射線検出器21から画像処理部148に出力させる。
画像処理部148は、放射線検出器21からの投影画像を取得する。画像処理部148は、投影画像に対して各種画像処理を施す。また、画像処理部148は、複数枚の画像処理後の投影画像に対して再構成処理を施し、断層画像TIを生成する。画像処理部148は、画像処理後の投影画像または断層画像TIを表示制御部149に出力する。なお、画像処理部148において、センサパネル41の熱膨張および熱収縮による画素94の位置ずれを補正する処理を行ってもよい。
表示制御部149は、タッチパネルディスプレイ25およびディスプレイ133への各種情報の表示を制御する。表示制御部149は、画像処理部148から投影画像または断層画像TIを受け取る。表示制御部149は、投影画像または断層画像TIをタッチパネルディスプレイ25およびディスプレイ133に表示する。
撮影メニュー155は、例えば、撮影オーダーID(Identification Data)および撮影手技(図15参照)を含む。撮影オーダーIDは、断層画像TIを用いて診察を行う医師が発行した撮影オーダーの識別情報である。撮影手技は、立位または座位の被写体Sの姿勢と、頭部、頸部、脊椎等の撮影部位と、成人男性、成人女性等の被写体Sの属性とで構成される。
撮影オーダーは、図示省略した放射線情報システム(RIS;Radiology Information System)から制御装置12に送信される。制御装置12は、表示制御部149の制御の下、撮影オーダーのリストをディスプレイ133に表示する。オペレータは、撮影オーダーのリストを閲覧して内容を確認する。続いて制御装置12は、撮影オーダーに対応する撮影メニュー155を設定可能な形態でディスプレイ133に表示する。オペレータは、入力デバイス134を操作することで、撮影オーダーに応じた撮影メニュー155を選択して入力する。
一例として図15に示すように、照射条件テーブル141には、撮影手技毎に照射条件156が登録されている。照射条件156には、放射線管35に印加する管電圧および管電流と、放射線Rの照射時間とが含まれる。また、図示は省略したが、照射条件156には、照射野の大きさも含まれる。照射条件156は、オペレータの手で微調整することが可能である。なお、管電流と照射時間の代わりに、管電流照射時間積、いわゆるmAs値を照射条件156としてもよい。
図示は省略したが、照射条件テーブル141には、スカウト撮影位置および本撮影開始位置も撮影手技毎に登録されている。スカウト撮影位置は、スカウト撮影におけるフレーム18の高さ位置および回転位置の組である。高さ位置は、ステージ13の表面を0cmとした場合のフレーム18の高さを示す。回転位置は、例えば、放射線源20が被写体Sと正対する位置、すなわち0°の位置である。あるいは回転位置は、放射線源20が被写体Sの右側面と対面する90°の位置であってもよいし、放射線源20が被写体Sの左側面と対面する270°の位置であってもよい。
ここで、スカウト撮影とは、所定角度毎の複数枚の投影画像を撮影して断層画像TIを生成する本撮影に先立って、被写体Sのポジショニングを確認するために行う下準備的な放射線撮影である。スカウト撮影においては、フレーム18を照射条件テーブル141に登録された高さ位置および回転位置としたうえで、本撮影よりも低い線量の放射線Rを照射して1枚の投影画像を得る。以下、スカウト撮影により得られた投影画像を、スカウト画像SI(図16参照)と表記する。
本撮影開始位置は、本撮影におけるフレーム18の回転開始位置である。本撮影開始位置は、例えば0°の位置である。あるいは本撮影開始位置は90°の位置であってもよい。
図示は省略するが、オーダー別照射条件情報142には、撮影オーダーID毎に、照射条件156、スカウト撮影位置、および本撮影開始位置が登録されている。撮影制御部147は、次の撮影の撮影オーダーIDに対応する照射条件156、スカウト撮影位置、および本撮影開始位置をオーダー別照射条件情報142から読み出し、読み出した照射条件156、スカウト撮影位置、および本撮影開始位置にしたがって各部の動作を制御する。
装置本体11内に被写体Sを誘導する際には、フレーム18は、撮影制御部147の制御の下、昇降機構110により退避高さ位置に移動され、かつ、回転機構120により60°の位置に回転されている。退避高さ位置は、支柱14の上端側に設定されている。より詳しくは、退避高さ位置は、フレーム18の昇降範囲の最高点の位置である。本例においては、フレーム18の昇降範囲の最高点の位置は、支柱14の略上端の位置であって、接続部材17の第2接続部114が天板15の裏面に当接する位置である。60°の位置は、放射線源20の全体が支柱14Aと重なる位置である。オペレータは、こうした状態の装置本体11内に、支柱14Aおよび14Cの間を入口として被写体Sを誘導し、被写体Sをポジショニングする。
オペレータは、装置本体11内への被写体Sのポジショニング後、装置本体11の設置箇所に留まり、タッチパネルディスプレイ25を操作して、照射条件テーブル141に登録された高さ位置にフレーム18を移動させ、かつ0°の位置にフレーム18を回転させる。そして、オペレータは、放射線Rの照射野を確認するため、タッチパネルディスプレイ25を操作して照射野ランプ36を点灯させ、照射野に可視光を照射させる。
オペレータは、照射野ランプ36からの可視光を視認して、フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切か否かを判断する。フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切でないと判断した場合、オペレータは、タッチパネルディスプレイ25を操作してフレーム18の高さ位置を調整したり、被写体Sのポジショニングをし直したりする。フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切であると判断した場合、オペレータは、タッチパネルディスプレイ25を操作して照射野ランプ36を消灯させる。
一例として図16に示すように、オペレータは、放射線Rの照射野の確認後、制御装置12の設置箇所に移動し、入力デバイス134を操作して、スカウト撮影を行わせるためのスカウト撮影指示160を入力する。受付部145はスカウト撮影指示160を受け付けて、その旨を撮影制御部147に出力する。撮影制御部147は、スカウト撮影指示160に応じたスカウト撮影指令161を、放射線源20、放射線検出器21、および回転機構120に出力する。
スカウト撮影指令161は、高さ位置は放射線Rの照射野の確認時のままで、照射条件テーブル141に登録されたスカウト撮影位置の回転位置にフレーム18を回転させる、という内容である。また、スカウト撮影指令161は、放射線Rの照射野の確認時の高さ位置、および照射条件テーブル141に登録されたスカウト撮影位置の回転位置にてスカウト撮影を行う、という内容である。回転機構120は、回転用モータ122を駆動して回転ベルト121を回転させることで、照射条件テーブル141に登録されたスカウト撮影位置の回転位置にフレーム18を回転させる。
放射線源20は、放射線管35を駆動させてスカウト撮影用の放射線Rを被写体Sに照射させる。放射線検出器21は、被写体Sを透過した放射線Rを検出して投影画像を得る。放射線検出器21は、投影画像を画像処理部148に出力する。
画像処理部148は、放射線検出器21からの投影画像に各種画像処理を施してスカウト画像SIとする。画像処理部148は、スカウト画像SIを表示制御部149に出力する。表示制御部149は、スカウト画像SIをタッチパネルディスプレイ25およびディスプレイ133に表示する。
オペレータは、ディスプレイ133にてスカウト画像SIを閲覧し、フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切か否かを判断する。スカウト画像SIによりフレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切でないと判断した場合、オペレータは、装置本体11の設置箇所に立ち戻り、再度照射野ランプ36を点灯させて、フレーム18の高さ位置を調整したり、被写体Sのポジショニングをし直したりする。
一例として図17に示すように、スカウト画像SIによりフレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切であると判断した場合、オペレータは、入力デバイス134を操作して、本撮影を行わせるための本撮影指示170を入力する。受付部145は本撮影指示170を受け付けて、その旨を撮影制御部147に出力する。撮影制御部147は、本撮影指示170に応じた本撮影指令171を、放射線源20、放射線検出器21、および回転機構120に出力する。
本撮影指令171は、高さ位置はスカウト撮影終了時のままで、本撮影開始位置にフレーム18を回転させた後、反時計回り方向CCWに本撮影終了位置までフレーム18を回転させる、という内容である。また、本撮影指令171は、本撮影開始位置から本撮影終了位置にフレーム18が回転される間に本撮影を行う、という内容である。回転機構120は、回転用モータ122を駆動して回転ベルト121を回転させることで、まずは本撮影開始位置にフレーム18を回転させる。その後、回転機構120は、反時計回り方向CCWに本撮影終了位置までフレーム18を回転させる。本撮影終了位置は、本例においては本撮影開始位置から反時計回り方向CCWに225°回転した位置である。本撮影開始位置が0°の位置であった場合、本撮影終了位置は、0°の位置から反時計回り方向CCWに225°回転した135°の位置である。また、本撮影開始位置が90°であった場合の本撮影終了位置は225°の位置であり、本撮影開始位置が180°であった場合の本撮影終了位置は315°の位置である。
放射線源20は、所定角度毎に放射線管35を駆動させて、照射条件156にしたがった本撮影用の放射線Rを所定角度毎に被写体Sに照射させる。放射線検出器21は、被写体Sを透過した放射線Rを所定角度毎に検出して複数枚の投影画像を得る。放射線検出器21は、複数枚の投影画像を順次画像処理部148に出力する。
画像処理部148は、放射線検出器21からの複数枚の投影画像に再構成処理を施して断層画像TIとする。画像処理部148は、断層画像TIを表示制御部149に出力する。表示制御部149は、断層画像TIをタッチパネルディスプレイ25およびディスプレイ133に表示する。
オペレータは、ディスプレイ133にて断層画像TIを閲覧し、断層画像TIの再撮影が必要か否かを判断する。断層画像TIの再撮影が必要と判断した場合、オペレータは、入力デバイス134を操作して本撮影指示170を再入力する。
断層画像TIの再撮影が不要と判断した場合、オペレータは、入力デバイス134を操作して、退避高さ位置にフレーム18を戻させる。また、撮影終了位置から時計回り方向CWにフレーム18を回転させ、60°の位置にフレーム18を戻させる。その後、オペレータは装置本体11内から被写体Sを退避させる。
次に、上記構成による作用について、一例として図18に示すフローチャートを参照して説明する。作動プログラム140が起動されると、制御装置12のCPU132は、図14で示したように、受付部145、RW制御部146、撮影制御部147、画像処理部148、および表示制御部149として機能される。
まず、退避高さ位置にフレーム18が移動され、かつ60°の位置にフレーム18が回転された状態において、オペレータにより装置本体11内に被写体Sが誘導される(ステップST100)。そして、オペレータにより被写体Sがポジショニングされる(ステップST110)。
被写体Sのポジショニング後、タッチパネルディスプレイ25を介して、オペレータにより照射野ランプ36の点灯が指示される。これにより、昇降機構110が動作されて照射条件テーブル141に登録された高さ位置にフレーム18が移動される。また、回転機構120が動作されて0°の位置にフレーム18が回転される。さらに、照射野限定器37が駆動されて照射条件156に応じた照射野に調整された後、照射野ランプ36が点灯され、照射野に可視光が照射される(ステップST120)。
照射野ランプ36からの可視光を参考に、オペレータによってフレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切か否かが判断される(ステップST130)。フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切でなかった場合(ステップST130でNO)は、オペレータによってフレーム18の高さ位置が調整されたり、被写体Sのポジショニングがし直されたりする。フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切であった場合(ステップST130でYES)、タッチパネルディスプレイ25を介してオペレータにより照射野ランプ36の消灯が指示され、照射野ランプ36が消灯される(ステップST140)。
図16で示したように、放射線Rの照射野の確認後、入力デバイス134を介してオペレータによりスカウト撮影指示160が入力される。スカウト撮影指示160は受付部145で受け付けられる。これにより撮影制御部147から放射線源20等にスカウト撮影指令161が出力される。
スカウト撮影指令161により、回転機構120が動作されて、照射条件テーブル141に登録された回転位置にフレーム18が回転される。さらに、放射線管35から被写体Sにスカウト撮影用の放射線Rが照射され、被写体Sを透過した放射線Rが放射線検出器21にて検出されて投影画像が得られる(ステップST150)。
放射線検出器21で得られた投影画像は、画像処理部148で各種画像処理が施されてスカウト画像SIとされる。スカウト画像SIは、表示制御部149の制御の下、タッチパネルディスプレイ25およびディスプレイ133に表示される(ステップST160)。
スカウト画像SIを参考に、オペレータによっていま一度フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切か否かが判断される(ステップST170)。フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切でなかった場合(ステップST170でNO)は、オペレータによってフレーム18の高さ位置が調整されたり、被写体Sのポジショニングがし直されたりする。
フレーム18の高さ位置および被写体Sのポジショニングが撮影に適切であった場合(ステップST170でYES)、図17で示したように、入力デバイス134を介してオペレータにより本撮影指示170が入力される。本撮影指示170は受付部145で受け付けられる。これにより撮影制御部147から放射線源20等に本撮影指令171が出力される。
本撮影指令171により、回転機構120が動作されて、まず本撮影開始位置にフレーム18が回転される。その後、反時計回り方向CCWに本撮影終了位置までフレーム18が回転される。その間に、所定角度毎に放射線管35から被写体Sに本撮影用の放射線Rが照射され、その都度被写体Sを透過した放射線Rが放射線検出器21にて検出されて複数枚の投影画像が得られる(ステップST180)。
放射線検出器21で得られた複数枚の投影画像は、画像処理部148で再構成処理が施されて断層画像TIとされる。断層画像TIは、表示制御部149の制御の下、タッチパネルディスプレイ25およびディスプレイ133に表示される(ステップST190)。
オペレータによって断層画像TIの再撮影が必要か否かが判断される(ステップST200)。オペレータによって断層画像TIの再撮影が必要と判断された場合(ステップST200でYES)、入力デバイス134を介してオペレータにより本撮影指示170が再入力され、ステップST180の処理に戻る。
オペレータによって断層画像TIの再撮影が不要と判断された場合、入力デバイス134を介したオペレータからの指示に応じて、昇降機構110が動作されて退避高さ位置にフレーム18が戻される。また、回転機構120が動作されて、撮影終了位置から時計回り方向CWに60°の位置までフレーム18が戻される。退避高さ位置、かつ60°の位置にフレーム18が戻された後、オペレータによって被写体Sが装置本体11内から退避させられる(ステップST210)。これら一連のステップST100~ステップST210は、次の撮影オーダーがある場合は繰り返し行われる。
図8等で示したように、放射線検出器21は、支持台50と、センサパネル41と、固定部材53および54と、接触部材56~58とを備える。支持台50には、円弧面状を有する取り付け面51が形成されている。センサパネル41は、放射線Rを検出する複数の画素94が二次元状に配列された撮像領域100を有する。センサパネル41は、円弧面状に倣って第1面52が取り付け面51に取り付けられる。固定部材53および54は、第1面52を取り付け面51に部分的に固定する。接触部材56~58は、第1面52と反対側のセンサパネル41の第2面55に接触し、センサパネル41の支持台50からの浮き上がりを抑制する。
センサパネル41の第1面52の全面を取り付け面51に固定した場合、熱膨張および熱収縮に起因する皺がセンサパネル41に生じる可能性があるが、第1面52は固定部材53および54により取り付け面51に部分的に固定されているので、その可能性は極めて低い。また、接触部材56~58があることで、センサパネル41と支持台50の熱膨張係数の違いによりセンサパネル41の端部が支持台50から浮き上がる可能性も極めて低い。したがって、安定してセンサパネル41を保持することが可能となる。センサパネル41が比較的大面積であるがゆえの大きな課題である熱による悪影響を払拭することができる。
固定部材53および54によって、センサパネル41と支持台50との位置関係が保存される。このため、センサパネル41が熱膨張または熱収縮しても、センサパネル41の位置が大きくずれるということがなく、センサパネル41が熱膨張前または熱収縮前の位置に再現性よく戻ることができる。
図9で示したように、接触部材56~58は、取り付け面51に向けてセンサパネル41を付勢する。このため、センサパネル41の端部が支持台50から浮き上がる可能性をさらに低くすることができる。
図8等で示したように、センサパネル41は、少なくとも第1面52の中心部分CPにおいて固定部材53により取り付け面51に固定されている。このため、例えば端部の偏った位置で固定する場合と比べて、固定力のバランスをよくすることができる。
図8等で示したように、固定部材53および54による固定位置は等間隔に並べられている。このため、固定位置をバラバラの間隔で並べる場合と比べて、固定力のバランスをよくすることができる。
また、固定部材53および54による固定領域の大きさは同じである。このため、複数の固定部材で固定領域の大きさが異なる場合と比べて、固定力のバランスをよくすることができる。
固定部材53および54による固定領域は正方形状(正多角形状)をしている。このため、固定領域が長方形状等の正多角形状でない場合と比べて、固定力のバランスをよくすることができる。
図11で示したように、接触部材56~58は、面方向PDのセンサパネル41の熱膨張および熱収縮に応じて変形する。こうして接触部材56~58を変形させ、面方向PDのセンサパネル41の熱膨張および熱収縮を許容することで、熱膨張および熱収縮に起因する皺がセンサパネル41に生じる可能性をさらに低くすることができる。
接触部材56~58は、法線方向NDに沿う第1の長さL_NDよりも、面方向PDに沿う第2の長さL_PDのほうが短い。このため、長さL_NDが長さL_PD以下の場合と比べて、接触部材56~58が面方向PDのセンサパネル41の熱膨張および熱収縮に応じて変形しやすい。
図9で示したように、接触部材56および57は、第2面55への接触面59および60が円弧面状に倣う形状をしている。このため、接触部材56および57の第2面55への接触具合が場所によって偏ることがなく、センサパネル41に余計なストレスが掛かることを防止することができる。
接触部材56~58を保持する保持部材65~67であり、接触部材56~58よりも高い剛性を有する保持部材65~67を備える。このため、取り付け面51に向けてセンサパネル41を付勢する付勢力を安定して維持することができる。
図10で示したように、接触部材56~58は非撮像領域101に接触する。このため、投影画像、ひいては断層画像TIに接触部材56~58が映り込むことがなく、断層画像TIの画質の劣化を防止することができる。
図10で示したように、接触部材は、読み出し回路基板45Aおよび45Bが取り付けられた辺42Aおよび43Bの側に配置された接触部材56Aおよび57Bと、辺42Aおよび43Bと対向し、読み出し回路基板45Aおよび45Bが取り付けられていない辺43Aおよび42Bの側に配置された接触部材57Aおよび56Bを含む。そして、接触部材56Aおよび57Bは、接触部材57Aおよび56Bよりも付勢力が大きい。辺42Aおよび43Bの側の端部は、読み出し回路基板45Aおよび45Bが取り付けられているために反発力が強く、より浮き上がる可能性が高いと思われるが、接触部材56Aおよび57Bの付勢力を大きくすることで、辺42Aおよび43Bの側の端部の浮き上がりをより強固に抑制することができる。
接触部材56および58には、放射線Rを遮蔽して読み出し回路基板45およびスイッチング回路基板47を保護する放射線遮蔽部材83および84が取り付けられている。このため、放射線Rによって読み出し回路基板45およびスイッチング回路基板47の性能が劣化することを防止することができる。
図9で示したように、センサパネル41の基材90は、厚みTHが100μm以下である。このため、厚みTHが100μmより厚い場合と比べて、熱膨張および熱収縮に起因する皺が生じやすい。また、センサパネル41の端部が支持台50から浮き上がりやすい。つまり、安定してセンサパネル41を保持することがより難しい。したがって、安定してセンサパネルを保持することが可能、という本開示の技術による効果をより発揮することができる。
図9で示したように、支持台50は金属製であり、センサパネル41の基材90は樹脂製である。このため、センサパネル41と支持台50の熱膨張係数の差がより大きく、熱膨張および熱収縮に起因する皺が生じやすい。また、センサパネル41の端部が支持台50から浮き上がりやすい。つまり、安定してセンサパネル41を保持することがより難しい。したがって、安定してセンサパネルを保持することが可能、という本開示の技術による効果をより発揮することができる。
センサパネル41は、センサパネル41Aおよび41Bの2枚である。このため、センサパネル41が1枚の場合と比べて、被写体Sのより広範囲を一度に撮影することができる。
CT装置10は、放射線検出器21と、放射線Rを照射する放射線源20とを備える。放射線検出器21のセンサパネル41の保持が安定しているため、結果として画質の劣化が少ない断層画像TIを得ることができる。
特許文献1等に記載の従来の典型的なCT装置は、一例として図19に示すように、放射線源175から扇状の放射線Rを照射して高さ方向(被写体Sの体軸方向)に走査し、円弧状に曲げられた短冊状のCMOS型固体撮像素子で構成される放射線検出器176を移動させながら検出する構成である。CMOS型固体撮像素子は、高さ方向の長さが短い短冊状で面積が小さいため、比較的大面積のセンサパネル41と比べて、安定して保持することが容易である。しかしながら、放射線Rを走査させるために撮影時間が長く掛かる。また、この撮影時間の短縮化のため、特許文献1のように複数のCMOS型固体撮像素子を配列し、全体として大面積の放射線検出器とした場合は、各CMOS型固体撮像素子の繋ぎ目による断層画像TIの画質の劣化が懸念される。
対してCT装置10は、図6および図7等で示したように、放射線Rの走査を不要とし、かつ繋ぎ目による断層画像TIの画質の劣化を最小限とするために、比較的大面積のセンサパネル41を用いている。そして、大面積であるがゆえに安定して保持することが難しいセンサパネル41を、取り付け方法を工夫することで安定して保持している。したがって、従来の放射線Rを走査するCT装置と比べて、撮影時間を短縮することができる。また、従来の複数のCMOS型固体撮像素子を配列したCT装置と比べて、断層画像TIの画質の劣化を抑えることができる。
CT装置10は、放射線源20および放射線検出器21が取り付けられた円環状のフレーム18と、回転機構120とを備える。フレーム18は、空洞19に被写体Sがポジショニングされる。回転機構120は、異なる角度で被写体Sの投影画像を撮影するため、フレーム18を被写体Sの周りに回転させる。センサパネル41は、円環状のフレーム18に倣う円弧面状をしている。
一例として図20に破線で示すように、センサパネル41を平面状とした場合は、センサパネル41の中心部分よりも端の部分の放射線Rの照射線量が低くなり、結果的に断層画像TIとして再構成可能な撮影範囲である有効視野sFOV(Scan Field Of View)1が小さくなる。対して、本例のように、センサパネル41を円弧面状とすれば、センサパネル41の全体に略同量の放射線Rが照射されるため、有効視野sFOV2を有効視野sFOV1よりも大きくすることができる(sFOV2>sFOV1)。例えば、sFOV1が384mmであるのに対し、sFOV2は406mmである。したがって、センサパネル41を円弧面状とすることで、被写体Sのより広範囲を一度に撮影することができる。
本例においては、放射線撮影装置は、異なる角度で撮影された投影画像に基づいて被写体Sの断層画像TIを得るCT装置10である。センサパネル41の保持が安定していないと、異なる角度で撮影された各々の投影画像に大きなずれが生じ、結果的に断層画像TIの画質が著しく劣化するおそれがあるが、本例においてはセンサパネル41の保持が安定しているので、断層画像TIの画質が劣化するおそれを低減することができる。
図6で示したように、放射線源20は、四角錐状の放射線Rを照射する。このため、放射線源から扇状の放射線Rを照射して高さ方向に走査する場合と比べて、撮影を短時間で終えることができる。なお、四角錐状に代えて、円錐状の放射線Rを照射してもよい。
図1および図5で示したように、被写体Sは、立位姿勢および座位姿勢のうちのいずれかの姿勢で空洞19にポジショニングされる。このため、重力が掛かった自然な状態の肺等の軟組織を観察したい、あるいは重力が掛かって負荷が加えられた状態の股関節等の関節を観察したい、という医師の要望に応えることができる。
固定部材によるセンサパネル41の固定位置は、一例として図21~図24に示す態様でもよい。まず、図21においては、第1面52Aの中心部分CPAの位置にだけ固定部材53Aを設けている。
図22においては、第1面52Aの中心部分CPAに加えて、中心部分CPAの周囲の対称な位置に固定部材53Aを設けている。より詳しくは、固定部材53Aは、センサパネル41Aの約1/2の大きさの正方形SQ1の4つの角に設けられている。正方形SQ1の中心は、センサパネル41Aの中心と一致する。また、正方形SQ1の各辺は、センサパネル41Aの各辺42A~44A、および46Aと平行である。このため、固定部材53Aによる固定位置は、中心部分CPAから等距離離れた、中心部分CPAの右45°上、左45°下、左45°上、および右45°下となる。正方形SQ1の4つの角に設けられた固定部材53Aによる固定位置は等間隔に並べられている。なお、「対称な位置」の「対称」とは、完全な「対称」の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差(例えば1%~10%程度の誤差)を含めた意味合いでの「対称」を指す。
図23においては、固定部材53Aは、センサパネル41Aの約1/3の大きさの正方形SQ2の4つの角に設けられている。正方形SQ2の中心は、センサパネル41Aの中心と一致する。また、正方形SQ2は45°回転しており、正方形SQ2の各辺は、センサパネル41Aの各辺42A~44A、および46Aと45°の角度をなす。このため、固定部材53Aによる固定位置は、中心部分CPAから等距離離れた、中心部分CPAの上、下、右、および左となる。正方形SQ2の4つの角に設けられた固定部材53Aによる固定位置は等間隔に並べられている。
図24においては、複数の固定部材53Aが行列状に等間隔に並べられている。辺46Aには、固定部材53Aの半分の大きさの長方形状の固定部材180Aが設けられている。
図21で示したように、センサパネル41は、少なくとも第1面52の中心部分CPにおいて固定部材53により取り付け面51に固定されていればよい。また、図21~図23で示したように、センサパネル41は、第1面52の中心部分CPの周囲の対称な位置において固定部材53により取り付け面51に固定されていてもよい。こうすれば、複数の固定部材による固定位置が中心部分CPの周囲の対称な位置でない場合と比べて、固定力のバランスをよくすることができる。
固定部材による固定領域は正方形状でなくてもよい。図24の固定部材180Aで例示したように長方形状であってもよい。また、正三角形状、正六角形状等でもよい。あるいは図25に示す固定部材185のように、円形状であってもよい。円形状であれば、正多角形状の場合と同じく、固定力のバランスをよくすることができる。なお、「円形状」とは、完全な「円形状」の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの「円形状」を指す。
取り付け面51の曲面形状は、例示の円弧面状に限らない。楕円弧面状でもよいし、パラボラアンテナのようなボウル状でもよい。また、センサパネル41は例示の2枚に限らない。センサパネル41は1枚でもよいし、3枚以上でもよい。さらに、フレーム18は円環に限らず、多角環でもよい。
低密度の発泡体で接触部材56~58を形成する等して、放射線Rを透過する構成としてもよい。例えば120kV前後の管電圧で発せられた放射線Rを90%以上透過する構成とする。こうすれば、撮像領域100に接触部材56~58を接触させる構成としても、投影画像、ひいては断層画像TIに接触部材56~58が映り込む可能性は低い。
基材90の裏面が第1面52となる例を挙げたが、反対に基材90の裏面が第2面55となるようセンサパネル41を支持台50に取り付けてもよい。また、法線方向NDに沿うセンサパネル41の位置を調整するための位置調整部材を、基材90の裏面等に取り付けてもよい。この場合、位置調整部材の裏面が第1面52または第2面55となる。
放射線撮影装置としてCT装置10を例示したが、これに限らない。角度を変えて投影画像を1枚ずつ撮影する単純放射線撮影装置であってもよい。また、放射線源20および放射線検出器21が2組取り付けられたフレームを有し、被写体Sの正面および側面から同時に放射線Rを照射して2枚の投影画像を得、被写体Sの股関節と脊椎の解剖学的形状、および脊椎と下肢の接続具合を調査する放射線撮影装置であってもよい。
制御装置12を構成するコンピュータのハードウェア構成は種々の変形が可能である。例えば、制御装置12を、処理能力および信頼性の向上を目的として、ハードウェアとして分離された複数台のコンピュータで構成することも可能である。例えば、受付部145およびRW制御部146の機能と、撮影制御部147、画像処理部148、および表示制御部149の機能とを、2台のコンピュータに分散して担わせる。この場合は2台のコンピュータで制御装置12を構成する。
このように、制御装置12のコンピュータのハードウェア構成は、処理能力、安全性、信頼性等の要求される性能に応じて適宜変更することができる。さらに、ハードウェアに限らず、作動プログラム140といったアプリケーションプログラムについても、安全性および信頼性の確保を目的として、二重化したり、あるいは、複数のストレージに分散して格納することももちろん可能である。
上記実施形態において、例えば、受付部145、RW制御部146、撮影制御部147、画像処理部148、および表示制御部149といった各種の処理を実行する処理部(Processing Unit)のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ(Processor)を用いることができる。各種のプロセッサには、ソフトウェア(作動プログラム140)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPU132に加えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、および/またはASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
1つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ、および/または、CPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。
複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて構成される。
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(Circuitry)を用いることができる。
本開示の技術は、上述の種々の実施形態および/または種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本開示の技術は、プログラムに加えて、プログラムを非一時的に記憶する記憶媒体にもおよぶ。
以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
本明細書において、「Aおよび/またはB」は、「AおよびBのうちの少なくとも1つ」と同義である。つまり、「Aおよび/またはB」は、Aだけであってもよいし、Bだけであってもよいし、AおよびBの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、3つ以上の事柄を「および/または」で結び付けて表現する場合も、「Aおよび/またはB」と同様の考え方が適用される。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。