JPS5940841A - 特に断層撮影のために有用な身体検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は身体を検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、従って以下にその適用について説明する。

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する身体
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ャリッジを有する。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。わくは複数の線状（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、
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
においては、上述直線モードに加え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っている。

被検体のこの横断（断層）撮影中、放射線源及び検知手
段との間の固定的な間隔関係を維持することは困難であ
る。このため、慣用のＬＲＭ装置はキャリッジの直線方
向動作を誘導する複数の、高精度の平行スライドを有す
る。このようなスライドは高価であり、取りつけに時間
がかかる。

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。キャリッジのそれぞれの横断長さはフ
ァン形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、またキャリヅジの
停止及び逆転のために十分な長さでなければならない。

従って、キャリッ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。夫々の直線的横断は被検体を周囲の別々の角
度位置でなされなければならないから、このような装置
は必然的に大型化して、キャリッジが端部角度位置で全
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
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
ば製造費が高くつき、維持が考案であり、使用時には騒
音を発生する。

本発明の一つの目的は、上述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移動
し回転す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。

本発明の広い局面においては、身体を検査するための装
置が提供され、特に走査手段による身体の、直線的では
なく曲線的横断（断層）ｉｌ！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
であって、身体を通る複数の線（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ャリッジ；身体に対しキャリッジ
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；を有してなる装置において：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
クはその端部が共通取付部の相互に間隔をおいた位置に
枢着され、別端部はキャリッジの相互に間隔をおいた位
置に枢着され、一方のリンクの両種着点の間の距離は他
方のリンクの両種着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。従って、この構成によればリン
クは取付部及びキャリッ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ャリッジが前
記リンクの揺動により曲線的動作を行うように作動し、
従って、前記走査手段により身体の曲線的横断が行われ
、この際、走査手段の曲線的横断の間、身体を通過する
走査線の角度が変わることのないように作動する。

以下に示す本発明の好ましい実施態様においては、共通
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、駆動手段はまた回転部材を回転させる手段を有し、
それによりキャリッジ及び走査手段を身体を中心として
回転させる。取付部材は段階的に回転して夫々の曲線的
横断前に身体周囲にキャリッジをインデックスするか、
或いは連続的（回転走査モードの間）に回転し、キャリ
ッ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、この場合、キャリッジには走査される身体を収
容する開孔が形成されている。身体走査手段は、キャリ
ッジ上の前記開口の一例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
側でキャリッ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Ｃ
ＡＴ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、記載された構成が合理的な寸法の封止キャリッ
ジを可能にする点である。これは放射線の円をカバーす
るための要件が満たされる時には、放射線円と共通の円
形路を通る扇状放射線の発生源移動路の両端間の直線距
離は、直線路のそれよりも小さい。この直線距離間の差
は扇角度と共に増大する。従って記載の構成は、キャリ
ッ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ャリッジが完全に封止することを可
能にし、それにより寸法上の減少が可能にのみならず、
所定寸法のキャリッジの精密さの程度を高めることがで
きる。この構成はまた被検体上を移動中放射線源と検知
器の間の限界的な固定関係を維、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、それにより横断数を減少
させられるため走査時間を減少させることができる。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って、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すること
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、本発意或
いはその特徴は透過放射線は身体それら体から発するよ
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。

本発明のその他の特徴及び利点は、以下の記載から明ら
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　（
レントゲン新装写真）装置であって、人体を横切る各面
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
が曲線横断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横断
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。従ってこれはＣＲＭ　（曲線回転モードＣｕ
ｒｖｉｌｉｎｅａｒ−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図にもっともよく図示され
、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）に回転可能に取付られている
；及び全体的に番号（４）で示されるキャリッジであっ
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ャリッジ（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ャリッジ（４）、従ってこれに支
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
構造のものであってよく、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）を有するジャックねしく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っている。

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（２Ｂ）　
　（第１図）によりフレームに対して相対的に回転する
。

中間取付部（３）は更にリンク機構を有し、これはキャ
リッジ（４）を支持し、キャリッジを固定フレーム（２
）及び取付部（３）に対して、従って取付部の孔（３２
）中に位置する被験体に対し曲線的な態様で駆動させる
。

この目的のため、この回転中間取付具（３）は一対の同
じ長さのリンク（３３）、（３４）を有し、これらはそ
の端部（３３ａ）、（３４ａ　）で取付部（３）と枢動
自在に結合しており、他端（３３ｂ　）、（３４ｂ　”
）でキャリッジ（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
ャリッジ（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（３３
ｂ　）と（３４ｂ　）との距離に等しい。従って二つの
りンク（３３）及び（３４）は、取付部（３）及びキャ
リッジ（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（３３）、（３４）の枢点（３３
ｂ　）、（３４ｂ　）を接続するキャリッジ（４）上の
線は、二つのリンクの枢点（３３ａ）、（３４ａ）を接
続する取付部（３）上の線と當に平行となるように動き
、またリンク（３３）　　（即ちその枢点（３３ａ）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）と當に
平行に移動する。しかしながらキャリッジ（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（３３
ａ）と（３３ｂ　）との距離（即ち枢点（３４ａ　）と
（３４ｂ　）との距ｌ１ｌｌｔ）に等しい。

キャリッジ（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（３５）、
（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。

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。

キャリッジ（４）は枢点（４３ｂ　）、（４４ｂ　）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ャリッジの数点はリンクの枢点
（３３ｂ　）、（３４ｂ　”）と対応している。

キャリッジ（４）はまた被検体を収容するための孔（４
１）を有する。従来公知のＣＡ　’Ｉ”装置におけるキ
ャリッジは一般的にＵ字わく形であって、キャリッジの
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孔（４１）はキャリッ
ジ（４）により完全に封止されている。このことは、被
検体に対しキャリッジが曲線宝庫動作をすることにより
空間が節約されることによって可能となる。キャリッジ
（４）における孔（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ャ
リッジが曲線型移動するについて、開口のこの形状は移
動するキャリッ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従って、この曲線的作動を
するキャリッジ（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線発生管はキャリッジ
（４）の開口（４１）の一端であってその中央位置に保
持されている。検出器列（４６）は開口（４１）の別線
に保持され、開口中に収容される被検体を放射線が通過
し、それにより被験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（ＬＲＭ）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、従って４本リンクである由
に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、それによりキャリッジの開口（４１）に収容される
被検体に対し曲線路にキャリッジ（４）を駆動する。従
って、放射線源（４５）及び検知器列（４６）の両方が
被検体について曲線的な横断をするが、最初キャリッジ
の一つの角位置における一方向に、次いでキャリッジの
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ャリッ
ジ（４）の別線側の検知器列（４６）の方向に向かう。

キャリッジ（４）の曲線方向作動はその取付部（３）に
対し、従って上述リンク（３３）及び（３４）を含む４
本リンクの平行移動機構による被検体に対する曲線的な
横断方向放射に対し、被検体を通過する走査線の角度を
変えるものではなく、むしろ、曲線的な横断中に被検体
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。

夫々の曲線方向横断の間、回転取付部（３）は所定の角
度で段階的に回転し、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
の周囲を実質的に１８０°走査しうるように十分な曲線
的横断が行われるようにする。

高速回転法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。

しかしながら、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装置に必要な、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、
キャリッジにより生ずる曲線的横断は、被検体収容孔が
キャリッジにより完全に閉止されることを可能にし、そ
れにより所定径のキャリッジに厳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、キャリ
ッジの最外角位置をカプ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の多くの走査分野（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、連続的系統的にポイント毎に
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
明する分解斜視図； 第２図は、第１図の装置における放射線源及び検知器を
支承するキャリッジの回転・揺動取付部のみを示す正面
図、また、第３図は、第１図のキャリッジの正面図であ
って、被検体を曲線横断するため一方の端部位置になる
状態のキャリッジを実線で示し、他方の端部位置にある
キャリッジの状態を点線で示す。 図中、番号（２）は固定フレーム、（３）は回転取付部
、（４）はキャリ・ノジ、（３２）は被検体収容孔、（
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って、（２
   ）身体を走査する走査手段、前記走査手段を支承するキ
   ャリッジ、前記キャリッ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；　　　　　　（３）前記リンクはその端
   部が共通取付部の相互に間隔をおいた位置に枢着され、
   別端部は前記キャリッジの相互に間隔をおいた位置に枢
   着され、一方のリンクの両極着点の間の距離は他方のリ
   ンクの両極着点の間の　（４）距離に等しく、かくして
   リンクは取付部及びキャリッジと共に四リンク平行移動
   機構を構成し、前記機構は前記取付部に対してキャリッ
   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、従って前記走査手段により身体の曲線的横断が行
   われるようにしたことを特徴とする装置。 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記共通取
   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
   前記駆動手段はまた前記取付部を回転させる手段を有し
   、従って身体を中心としてキャリッジ及び走査手段を回
   転させるようにしたことを特徴とする装置。 特許請求の範囲第１項記載の装置であって前記被験体走
   査手段が、前記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
   装置。 特許請求の範囲第１項記載の装置であって、前記キャリ
   ッ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、前記キャリッジの開口の
   一例部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の前記キャリッジの開
   口別端に支承される検知手段、を有してなることを特徴
   とする装置。 （５）　特許請求の範囲第４項記載の装置であって、前
   記キャリッジは前記開口のすべての側を封止しうろこと
   を特徴とする装置。 （６）　特許請求の範囲第５項記載の装置であって、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
   徴とする装置。 （７）　身体（被験体）を検査するための断層撮影装置
   であって： 放射線検知器を有し、身体を通る複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ャ
   リッジ；（８前記走査手段により身体を走査するため身
   体に対し前記キャリッ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、前記リンクはその端部が共通取
   付部の相互に間隔をおいた位置に枢着され、別端部は前
   記キャリッジの相互に間隔をおいた−に枢着され、一方
   のリンクの両種着点の間の許は他方のリンクの両種着点
   の間の距離に等しく、かくしてリンクは取付部及びキャ
   リッジと共に四リンク平行移動機構を構成し、前記機構
   は、前記取付部に対してキャリッ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、従って前記走査
   手段により身体の曲線的横断を可能ならしめ、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。 ［特許請求の範囲第７項記載の装置であって、静止フレ
   ームを有し、前記共通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も、前記取付部を
   増加的或いは連続的に回転させ、従って前記キャリッジ
   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装置。 （９）　特許請求の範囲第７項記載の装置であって、前
   記走査手段が更に、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ャリッジ上に支持されていることを
   特徴とする装置。 （１０）　　特許請求の範囲第９項記載の装置であうで
   、前記透過放射線源がＸ線発生器であイことを特徴する
   装置。 （１１）　　特許請求の範囲第９項記載の装置であ。 で、前記キャリッジが走査されるべき身何を収容する開
   口を有し、前記開口が前記樗ヤリソジにより完全に封止
   されているこ２を特徴とする装置。 （１２）　　特許請求の範囲第１１項記載の装置であ−
   て、前記開口が実質的にインゲンマメの１状をしている
   ことを特徴とする装置。 （１３）　　身体を検査する断層撮影装置であって、特
   に身体の横断面画像を形成する装置であって； 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ャリッジ； 扇形の構成をとる複数の走査線に沿い、キャリッジ開口
   内に収容した身体を走査するためのキャリッジに支承さ
   れる走査手段；前記固定フレームに関し前記回転部を段
   ゝ　　　階的或いは連続的に回転させる回転駆動させる
   手段；及び 前記回転取付部に対し前記キャリッ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
   リンクおよ宅　　　びこのリンクを揺動させるための手
   段を有い 前記−＋Ｊのリンクはその端部が前記回転取付部の相互
   に間隔をおいた位置に枢着され、別端部は前記キャリッ
   ジの相互に間隔をおいた位置に枢着され、一方のリンク
   の両極着点間の距離は他方のリンクの両極着点間の距離
   に等しく、かくしてリンクは回転取付部及びキャリッジ
   と共に四リンク平行移動機構を構成し、前記機構は前記
   取付部に関してキャリッ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、従って前記走査手段に
   より身体の曲線的横断が行われるようにし、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；一方前記回転駆動手段はその作動により
   、前記走査手段による身体の回転横断を可能ならしめる
   ようにしたことを特徴とする装置。 （１４）　　特許請求の範囲第１３項記載の装置であっ
   て、キャリッジの前記開口は全面が前記キャリッジによ
   り封止することができ、前記走査手段は前記開口の一側
   に、前記キャリッジ上に支承される透過放射線源を有し
   、且つ、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がキャリッジに支承さ
   れていることを特徴とする装置。 （１５）　　特許請求の範囲第１４項記載の装置であっ
   て、キャリッ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装置。 （１６）　　特許請求の範囲第１４項記載の装置であっ
   て、前記透過放射線源がＸ線発生器であることを特徴と
   する装置。