JPH0352285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は身体を走査する装置に関する。本発明
は、検査される身体の横断面画像を得るための断
層撮影に特に有用であり、従つて以下にその適用
について説明する。

〔従来の技術及び問題点〕

コンピユータ化断層撮影（以下CATと略称す
る）装置は公知であり、これは、例えばＸ線等の
透過放射線源を身体の周囲に完全に回転させるこ
とにより検査された身体の画像を再構成するもの
である。典型的な装置は、全体的にＵ字型わくの
形をしたキヤリツジを有する。放射線源はわくの
一方の脚部に支持され、検知手段は他方の脚部に
支持される。わくは放射線が多数の線状（即ち直
進状）横断をするように駆動され、この場合、検
査される身体がその中に位置する再構成円として
知られている円に関し、放射線が別々の角度位置
を通るように駆動される。

例えばLRM（直線回転モード）装置などのある
装置では、上述直線モードと共に回転モードの両
方の動作態様で作動することができ、それによ
り、被検体が位置する再構成円を中心とする放射
線源及び検知手段の迅速な回転横断が可能となる
ようになつている。

被検体のこの横断（断層）撮影中、放射線源と
検知手段との間の固定的な間隔関係を維持するこ
とはむずかしい。このため、慣用のLRM装置は
キヤリツジの直線方向動作を導くための複数の、
高精度の平行スライドを設けている。このような
スライドは高価であり、設定が厄介である。

更にこのような装置の放射線源から投射される
放射線は通常扇形となる。キヤリツジのそれぞれ
の横断長さは扇形に拡がる放射線が再構成円をカ
バーするのに十分でなければならない一方、一定
速度で移動し、またキヤリツジの停止及び逆転の
ために十分な長さでなければならない。従つて、
キヤリツジの横断長さは扇形角度、放射線源中心
からの間隔、及び直線的速度により増加させなけ
ればならない。放射線の夫々の直線的横断投射は
被検体周囲の別々の角度位置からされなければな
らないから、このような位置は必然的に大型化し
て、端部角度位置では、キヤリツジは全面をカバ
ーしうるようにしなければならないことになる。

以上の理由及びその他の理由によりCAT装置、
特に現在使用されているLRM型のものは、速度
と寸法に関し、ある妥協の上で設計されている。
高速であることは走査時間を減少させるために望
ましいが、しかしそのためにはかさばる構造を必
要とし、これは製造費が高くつき、維持が厄介で
あり、使用時には騒音を発生する。

〔本発明の目的〕

本発明の一つの目的は、上記の点について改善
された身体検査装置を提供することである。本発
明の別の目的は、被検体に対し透過放射線源を断
層面（スライス面）に平行な直線運動及び回転運
動を行わせることにより画像を再構成するため
の、CATシステムに特に有用な装置を提供する
ことである。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明によれば、身体を検査するための方法及
び装置が提供され、特に直線的ではなく曲線的に
走査手段が移動しつつ横断（断層）撮影を行うた
めの、四リンク平行移動機構により駆動される走
査手段による、身体の横断画像を作る装置が提供
される。

本発明の特定された局面によれば、身体を検査
する装置であつて、身体を通る多数の線（即ち扇
状の放射線の広がりにより）に沿い身体を走査す
るための走査手段； 走査手段を支承するキヤリツジ；身体を対しキ
ヤリツジを駆動して走査手段により身体を走査さ
せるための駆動手段；を有する装置において：駆
動手段が一対のリンク及び前記リンクを揺動させ
る手段を有し；前記リンクはその夫々の端部が共
通（中間）取付部の相互に間隔をおいた位置に枢
着され、別端部はキヤリツジの相互に間隔をおい
た位置に枢着され、一方のリンクの両枢点間の距
離は他方のリンクの両枢点の間の距離に等しいこ
とを特徴とする装置、が提供される。従つて、こ
の構成によればリンクは取付部及びキヤリツジと
共に四リンク平行移動機構を構成し、これは、前
記取付部に対してキヤリツジが前記リンクの揺動
により曲線的動作を行うように作動し、従つて、
キヤリツジに支承され曲線的に移動する走査手段
により身体横断走査が行われ、この際、走査手段
の曲線的移動の間、身体を通過する走査線の角度
は変わることがない。

以下に示す本発明の好ましい実施態様において
は、共通の中間回転取付部は固定フレーム上に回
転可能にとりつけられており、駆動手段はまた前
記取付部を回転させる手段を有し、取付部を通じ
キヤリツジ及び走査手段を、身体を中心として回
動させる。取付部は漸次的に回転して夫々の曲線
的作動前に身体周囲にキヤリツジを回動させる
か、或いは連続的（回転走査モードの間）に回転
し、キヤリツジが高速回転軌道上を回転するよう
にする。

本発明は断層撮影装置、特にLRM−CAT装置
に有用であり、キヤリツジには走査される身体を
収容する開口が形成されている。走査手段は、前
記開口の一側にキヤリツジ上に支承される透過放
射線源、走査される身体を通過する放射線を検知
するため開口の別側でキヤリツジ上に支承される
検知手段、とを含む。

本発明は、扇状に放射線を投射する放射線源を
有するCAT装置に適用されると特に有利である。
一つの重要な利点は、記載された構成により、開
口を囲周する合理的な寸法のキヤリツジが可能に
なる点である。これは、回転円をカバーする条件
に合う場合、回転円と共軸である円形路を移動す
る扇形放射線投射源の移動路両端の間の直線距離
が、直線路を移動する場合よりも短い、からであ
る。ここの直線距離間の差は扇角度が大きくなる
と共に増大する。従つて記載の構成は、キヤリツ
ジの寸法を合理的な範囲に保持しつつしかも被検
体が収容される開口をキヤリツジが完全に囲周す
ることを可能にし、それにより寸法上の減少が可
能にのみならず、所定寸法のキヤリツジの精密さ
のレベルを高めることができる。この構成は、ま
た、被検体上を移動中放射線源と検知器との間の
重要な固定関係を維持するための、高価なスライ
ドの必要をなくする。更に、記載の構成はより大
きな扇角度の採用を可能にし、それにより放射線
が横断する数を減少させられるため、走査時間を
短かくすることができる。記載の構成の更に別の
利点は、より単純でより安価な駆動部及び制御部
の使用を可能にする点であつて、それによりシス
テムを製造し維持する全体経費を更に減ずること
ができる。

本発明は、放射線源が外部に位置しており身体
中に投射されるCAT装置に特に有用であるけれ
ども、本発明もしくはその特徴は透過放射線が身
体それ自体から発するような構造、即ち、被検体
中に射入された放射性トレーサー素子から投射さ
れる放射線を検知するガンマカメラを用いる構造
の陽電子投射撮影法（PET）においても有利に
使用することができる。

〔実施例〕

本発明のその他の特徴及び利点は、以下の好ま
しい実施態様を参照しながらなされる説明から明
らかであろう。

図面の装置は、例えばＸ−線の扇形投射線など
の透過放射線による人体の横断画像を形成するた
めのCAT（レントゲン断層写真）装置であつて、
人体を横切る各断面における放射線に関する吸収
係数分布を得るためのものである。図示の装置は
被検体に関し放射線源及び検出器が曲線動作しう
るための曲線モード的に作動しうるか（現在使用
されているLRM装置におけるような直線動作の
ものと区別される）；或いは回転モードに従い被
検体に関して放射線源及び検出器が回転軌道をと
るように作動しうる。従つてこれはCRM（曲線回
転モードCurvilinear−Rotational Mode）装置
と呼ぶことができる。

簡単には、図示の装置は三つの基本構成素子を
含む。即ち、全体的に番号２で示される固定フレ
ーム或いは構え台（ガントリー）；第２図にもつ
ともよく図示され、全体的に番号３で示される回
転中間取付部、これは前記固定フレーム２に回転
可能に取付けられている；及び全体的に番号４で
示されるキヤリツジであつて、被検体に関し曲線
的な動作のため（従来のCAT装置における直線
的な動作と異なる）放射線源及び検出器列を支持
するもの；を含む。身体の直線的走査は、以下に
詳細に説明するようにキヤリツジ４が曲線路を通
るように駆動されることにより行われる。中間取
付部３は夫々の曲線的走査の間、扇角度にほぼ等
しい角度で段階的に回転してキヤリツジ４、従つ
てこれに支承される放射線源及び検知器列を、被
検体に対して異なる角度位置に移動せしめるよう
にする。更に、中間取付部３も連続的に回転し
て、装置の回転モード操作中、被検体の高速回転
走査をするようにしてもよい。

更に詳しくは、固定フレーム或いは構え台２は
従来構造のものであつてよく、垂直柱２１及び水
平桁２２を有し、これらは適当な方法で相互に結
合され、検査されるべき身体のための中央孔２３
を有する堅固なフレーム（枠体）を構成する。こ
の固定フレーム２は脚２４上にとりつけられてお
り、脚は、基板或いは脚板２６を有するジヤツク
ねじ２５を具備し、支承面に対しこのフレームの
位置調整及び傾斜調整が精密に行われるようにな
つている。

固定フレーム２は更に番号２７で示される回転
モーターを支承しておりこれは、中間取付部３を
回転させるためのピニオン２８を駆動する。中間
取付部は固定フレーム２に適当な方法で回転可能
にとりつけられており、従来装置と同様に取付部
３の周囲に形成された歯３１と歯合するピニオン
２８（第１図）により固定フレームに対して相対
的に漸次的又は連続的に回転する。ここで中間取
付部を漸次的に回転するとは、ピニオン２８と歯
３１が一回噛みあつて回転することをいう。連続
的とは、ピニオン２８が連続的に回転することを
いう。かくして中間取付部３を介して、被検者を
中心として、キヤリツジ及びそれに支承される走
査手段は漸次的に回転する。キヤリツジが漸次的
に回転する場合、被検体の走査は、後述モータ３
５，３６により駆動されるリンク３３，３４の制
御下に、曲線動作態様で行われる。

中間取付部３は更にリンク連結アーム機構を有
し、これはキヤリツジ４を支承し、キヤリツジを
固定フレーム２及び取付部３に対して、従つて取
付部の孔３２中に位置する被検体に対し曲線的な
態様で駆動させる。

この目的のため、回転する中間取付部３は一対
の同じ長さのリンク（連結アーム）３３，３４を
有し、これらはその枢点３３ａ，３４ａで取付部
３と枢動自在に結合しており、他端３３ｂ，３４
ｂでキヤリツジ４と枢動自在に結合している。リ
ンク３３，３４のそれぞれが取付部３及びキヤリ
ツジ４と枢着する間隔は等しく構成されている。
即ち枢点３３ａと３３ｂとの距離は枢点３４ａと
３４ｂとの間の距離に等しく、また枢点３３ａと
３４ａとの間の距離は枢点３３ｂと３４ｂとの距
離に等しい。従つて二つのリンク３３及び３４
は、取付部３及びキヤリツジ４と共に４−リンク
型平行移動機構を構成しており、二つのリンク３
３，３４の枢点３３ｂ，３４ｂと接続するキヤリ
ツジ４上の線は、二つのリンクの枢点３３ａ，３
４ａを接続する取付部３上の線と常に平行となる
ように動き、またリンク３３（即ちその枢点３３
ａと３３ｂを接続する線）はリンク３４（即ちそ
の枢点３４ａと３４ｂを接続する線）と常に平行
に移動する。しなしながらキヤリツジ４は全体と
しては曲線路を移動し、その曲線の半径は枢点３
３ａと３３ｂとの距離（即ち枢点３４ａと３４ｂ
との距離）に等しい。

キヤリツジ４を曲線路上に駆動させるために、
取付部３は一対の揺動作動子或いはモーター３
５，３６を有し、それぞれリンク３３，３４を
夫々の枢点３３ａ，３４ａを中心として揺動させ
る役割をする。なお両リンク３３，３４のための
共通の作動子或いはモーターを設けてもよいこと
は理解されるべきである。

かくして、ピニオン２８による回転動と、リン
ク３３，３４による回転動の二つの作動がある。

第２図は実線及び斜線でそれぞれのリンクがモ
ーター３５，３６により揺動する二つの位置を示
す。

キヤリツジ４は枢点３３ｂ，３４ｂで取付部３
の二つのリンク３３，３４の端部に枢着しており
これらキヤリツジの枢点はリンクの枢点３３ｂ，
３４ｂと対応している。

キヤリツジ４はまた被検体を収容するための孔
４１を有する。従来公知のCAT装置におけるキ
ヤリツジは一般的にＵ字わく形であつて、キヤリ
ツジの直線的な移動のため被検体収容孔が一方の
側で開いていたが、本例の場合には被検体収容開
口４１はキヤリツジ４により完全に囲周されてい
る。このことは、被検体に対しキヤリツジが曲線
的作動をすることにより空間が節約されることに
よつて可能となる。キヤリツジ４における被検体
収容開口４１は好ましくは図示の如くインゲンマ
メ型の形状を有する。なぜなら被検体に対しキヤ
リツジが曲線型移動するについて、開口のこの形
状は移動するキヤリツジに対し静止した被検体の
相対的な曲線的変位に対応するものであり、この
曲線的作動をするキヤリツジ４の最大限の精密さ
を生ずるものである。

透過放射線源４５、即ちＸ線発生管はキヤリツ
ジ４の開口４１の一端側であつてキヤリツジ中央
位置に保持されている。検出器列４６は開口４１
の別端側に設けられ、開口中に収容される被検体
を放射線が通過し、それにより被検体に加えられ
る放射線を検出する。

図示の装置は、公知装置の直線型回転モード
（LRM）と異なり曲線型回転モード（CRM）に
より作動するか或いは回転モード（RM）により
作動する。

曲線型回転モード（CRM）により作動する場
合、揺動モーター３５，３６はリンク３３，３４
を駆動するように作動し、従つて、４本リンクで
あるためこれらリンクにより限定される平行移動
機構を駆動させ、それによりキヤリツジの開口４
１に収容される被検体に対し曲線路にキヤリツジ
４を駆動する。従つて、放射線源４５及び検知器
列４６の両方が被検体に対して曲線的な作動をす
るが、最初キヤリツジの一つの角位置における一
方向に、次いでキヤリツジの次の角位置の反対方
向に横断する。

放射線源４５は扇状に放射線を発するが、この
場合、放射線は扇角度に従い複数の線に沿う点か
らキヤリツジ４の別端側の検知器列４６の方向に
向かう。上述リンク３３及び３４を含む４本リン
クの平行移動機構によつて行われるキヤリツジ４
のインゲンマメ形状の曲線動は、被検体を通過す
る走査線の角度を変えるものではなく、曲線的な
作動中に被検体中をすべての走査線が平行方向に
移動することを確実にするものであることが理解
されるべきである。

キヤリツジに支承される走査手段が曲線動する
間、中間取付部３は所定の角度で漸次的に回転
し、それにより被検体の曲線的横断が被検体に対
し別々の角度位置で行われ、かくして被検体を実
質的に180°走査しうる。

高速回転モードにより装置を作動させるために
は、従来装置のように取付部の外周部３１と歯合
するピニオン２８を駆動する回転モーター２７の
作動により、取付部３を回転させるだけでよい。

〔発明の効果〕

図示された装置は従来装置に優る多数の利点が
あることが理解されるべきである。すなわち図示
の装置は、放射線源と検知器の間の厳密な間隔関
係について極めて高度の機械的精密性を伴う曲線
的作動を得るため、従来のLRM装置に必要であ
つた高度に精密な平行スライドを設ける必要がな
い。更に図示の装置は従来装置よりも実質的に小
型に組立てることができる。何故なら、キヤリツ
ジが曲線動をする構成とした結果被検体収容開口
がキヤリツジにより完全に囲周されることが可能
になり、それによりキヤリツジに所定の精密さを
付与すると共に、現在の装置に必要な大径寸法の
必要をなくし、キヤリツジの最外角位置をカツト
することができる。簡単にいうと、図示の構造は
その性質上直線的走査を行う従来のLRM装置に
比較し、高速走査を可能ならしめそれにより被照
射時間を短縮し、扇形角度を増大することにより
照射回数を減じ、組立て及び保守が簡単となり走
査時にもより静かである。

本発明は一つの好ましい実施例について記載し
たけれども、本発明の特徴はその他多くの走査分
野（例えば先に述べたような、PET或いはガン
マカメラの分野）に適用が可能でありこれは、連
続的系統的に部位毎にある帯域を走査し、全体が
完全にカバーされるまで被走査域を広げてゆく方
法についても適用されうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成された装置の一つの
形状を説明する分野斜視図；第２図は、第１図の
装置における放射線源及び検知器を支承するキヤ
リツジを回転・揺動するための中間取付部のみを
示す正面図、また、第３図は、第１図のキヤリツ
ジの正面図であつて、曲線移動しつつ被検体を横
断走査させるキヤリツジの一端位置の状態を実線
で示し、他端装置にあるキヤリツジの状態を点線
で示す。 図中、番号２は固定フレーム、３は中間回転取
付部、４はキヤリツジ、３２は被検体収容開口、
３３，３４はリンクである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 身体（被検体）を検査する装置であつて、固
   体フレームと、中間取付部と、身体を走査する走
   査手段を支承するキヤリツジと、前記キヤリツジ
   を身体に対して駆動して、前記走査手段により走
   査を行わせるための駆動手段とを有する装置にお
   いて： 前記駆動手段が一対のリンク及び前記リンクを
   揺動させる手段を有し； 前記リンクはその夫々端部が中間取付部の相互
   に間隔をおいた位置に枢着され、別端部は前記キ
   ヤリツジの相互に間隔をおいた位置に枢着され、
   一方のリンクの両枢点間の距離は他方のリンクの
   両枢点間の距離に等しく、かくしてリンクはキヤ
   リツジと共に四リンク平行移動機構を構成し、前
   記リンクの揺動によりキヤリツジが前記中間取付
   部に対して曲線的作動し、それによりキヤリツジ
   に支承される走査手段が身体に対して曲線動する
   ことを特徴とする装置。 ２ 前記中間取付部は固定フレームに回転可能に
   とりつけられており、前記駆動手段が、前記リン
   ク揺動手段と共に、中間取付部を回転させる手段
   ２８を有し、中間取付部を介して、身体を中心と
   してキヤリツジ及びこれに支承される走査手段を
   回転させるようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の装置。 ３ 前記被検体走査手段が、身体を通過するか身
   体内に生ずる放射線検知のための放射線検知手段
   を有することを特徴とする請求項１記載の装置。 ４ 前記キヤリツジには走査されるべき身体を収
   容する開口が設けられており、前記身体走査手段
   は、前記キヤリツジの開口の一側端に支承される
   透過放射線源、走査されるべき身体を通過する放
   射線を検知するため前記キヤリツジの開口別端に
   支承される検知手段、を有してなることを特徴と
   する請求項１記載の装置。 ５ 前記キヤリツジは前記開口の全周面を囲つて
   いることを特徴とする請求項４記載の装置。 ６ 前記開口が実質的にインゲンマメの形状を有
   することを特徴とする請求項５記載の装置。 ７ 固定フレーム、及び中間取付部を有し、身体
   （被検体）を検査するための断層撮影装置であつ
   て： 放射線検知器を有し、身体を通過する多数の線
   に沿い身体を走査するための走査手段； 前記走査手段を支承するキヤリツジ； 前記走査手段により身体を走査するため、身体
   に対し前記キヤリツジを駆動する駆動手段； 一対のリンク及び前記リンクを揺動させる手段
   を有する前記駆動手段；を有し、 前記リンクはその夫々の端部が中間取付部の相
   互に間隔をおいた位置に枢着され、別端部は前記
   キヤリツジの相互に間隔をおいた位置に枢着さ
   れ、一方のリンクの両枢点間の距離は他方のリン
   クの両枢点間の距離に等しく、かくしてリンクは
   キヤリツジと共に四リンク平行移動機構を構成
   し、前記リンクの揺動によりキヤリツジが前記中
   間取付部に対して曲線的作動し、それによりキヤ
   リツジに支承される走査手段が身体に対して曲線
   動し、この際、前記曲線的横断の間、身体を通る
   前記走査線の角度が変わることのないようにした
   ことを特徴とする装置。 ８ 前記中間取付部は固定フレーム上に回転可能
   にとりつけられており前記駆動手段が、中間取付
   部を漸次的或いは連続的に回転させ、キヤリツジ
   及び走査手段を身体を中心として回転させる手段
   を有してなることを特徴とする請求項７記載の装
   置。 ９ 前記走査手段が、透過放射線源を、身体位置
   に対して放射線検知器の取付位置と反対側でキヤ
   リツジ上に有することを特徴とする請求項７記載
   の装置。 １０ 前記透過放射線源がＸ線発生器であること
   を特徴とする請求項９記載の装置。 １１ 前記キヤリツジが、走査されるべき身体を
   収容する開口を有し、前記開口周囲が前記キヤリ
   ツジで完全に囲まれていることを特徴とする請求
   項９記載の装置。 １２ 前記開口が実質的にインゲンマメの形状を
   していることを特徴とする請求項１１記載の装
   置。 １３ 身体を検査する断層撮影装置であつて、 固定フレーム； 前記固定フレームに回転可能にとりつけられた
   回転取付部； 走査される身体を収容する開口を有し、前記回
   転取付部にとりつけられたキヤリツジ； 扇形状の多数の走査線に沿い、キヤリツジ開口
   内に収容した身体を走査するため、キヤリツジに
   支承される走査手段； 前記固定フレームに対し前記回転部を漸次的或
   いは連続的に回転させる回転駆動手段；及び 前記回転取付部に対し前記キヤリツジを揺動さ
   せるための揺動駆動手段；を有し、 前記揺動駆動手段は、一対のリンクおよびこの
   リンクを揺動させるための手段からなり； 前記一対のリンクはその夫々の端部が回転取付
   部の相互に間隔をおいた位置に枢着され、別端部
   は前記キヤリツジの相互に間隔をおいた位置に枢
   着され、一方のリンクの両枢点間の距離は他方の
   リンクの両枢点間の距離に等しく、かくしてリン
   クは回転取付部及びキヤリツジと共に四リンク平
   行移動機構を構成し、前記リンクの揺動によりキ
   ヤリツジが前記回転取付部に対して曲線的作動
   し、それによりキヤリツジに支承される走査手段
   が身体に対して曲線動し、この際、前記曲線的横
   断の間、身体を通る前記走査線の角度が変わるこ
   とはなく；前記回転駆動手段はその作動により、
   前記走査手段を回転させるようにしたことを特徴
   とする装置。 １４ キヤリツジの前記開口は全周面が前記キヤ
   リツジにより囲周されており、前記走査手段は前
   記キヤリツジ上に開口の一側端に透過放射線源
   を、走査される身体を透過する放射線を検知する
   ため前記開口の対向側に検知手段を、有すること
   を特徴とする請求項１３記載の装置。 １５ 特許請求の範囲第１４項記載の装置であつ
   て、キヤリツジの前記開口が実質的にインゲンマ
   メ形状をしていることを特徴とする請求項１４記
   載の装置。 １６ 前記透過放射線源がＸ線発生器であること
   を特徴とする請求項１４記載の装置。