Ｘ線位置決め装置
【課題】Ｘ線治療に先立ってＸ線の照射方向や照射野をシミュレーションして決定するＸ線位置決め装置に関し、被検体上に患部の範囲及び位置を視認できるマークを簡便に形成できるようにして作業効率を向上させる技術を提供する。
【解決手段】被検体へＸ線を照射するＸ線源２１と、前記被検体を透過したＸ線から被検体内画像を形成するイメージ・インテンシファイア３と、前記Ｘ線源２１と前記イメージ・インテンシファイア３との間に介在して前記被検体内画像に線影を投影するワイヤコリメータ２４と、前記ワイヤコリメータの位置を検出するワイヤコリメータ位置検出手段と、被検体の体表面位置を検出する体表面位置検出手段と、Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係に基づき、前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像をマーキングする体表マーキング手段と、を備える。
【解決手段】被検体へＸ線を照射するＸ線源２１と、前記被検体を透過したＸ線から被検体内画像を形成するイメージ・インテンシファイア３と、前記Ｘ線源２１と前記イメージ・インテンシファイア３との間に介在して前記被検体内画像に線影を投影するワイヤコリメータ２４と、前記ワイヤコリメータの位置を検出するワイヤコリメータ位置検出手段と、被検体の体表面位置を検出する体表面位置検出手段と、Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係に基づき、前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像をマーキングする体表マーキング手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線治療に先立ってＸ線の照射方向や照射野をシミュレーションして決定するＸ線位置決め装置に関し、特に被検体の体表面に患部の位置及び範囲をマーキングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、癌や腫瘍等の患部にＸ線を曝射することにより、当該患部の組織細胞を破壊、又は分裂阻止等することで、その治療を目指すＸ線治療が広く行われるようになっている。このＸ線治療は、患部周辺の正常組織の障害を最小限度に抑えるため、又患部への効果的なＸ線照射のため、患部にＸ線を正確に照射することが重要である。
【０００３】
そこで、Ｘ線治療に先立って、Ｘ線の照射方向や照射野をシミュレーションして決定する。このシミュレーション及び決定には、Ｘ線位置決め装置が利用される。Ｘ線位置決め装置は、Ｘ線を照射するＸ線源と、被検体を透過したＸ線から被検体内の可視光線画像を形成するイメージ・インテンシファイアを備える。可視光線画像は、Ｘ線が透過した範囲の構造が投影された透視画像若しくは撮影画像である。このＸ線位置決め装置は、Ｘ線治療装置よりも弱いＸ線を照射し、透視画像若しくは撮影画像に基づき被検体内を観察して患部を特定し、Ｘ線の照射方向や照射野を決定する。決定された照射方向や照射野は、Ｘ線治療装置の制御に利用される。
【０００４】
また、Ｘ線位置決め装置は、Ｘ線源と被検体との間に介在するようにワイヤコリメータを備えている。ワイヤコリメータは、井桁状に組まれて配置され、患部を囲うように開度が調整される。Ｘ線によりワイヤコリメータの線影は、被検体内の透視画像若しくは撮影画像上に投影される。投影されたワイヤコリメータの線影により、透視画像若しくは撮影画像上で患部のおおよその位置や範囲を視認することができる。
【０００５】
さらにワイヤコリメータよりもＸ線源側には、Ｘ線源を模した可視光線を照射する光源が配置されている。この光源から照射される可視光線は、Ｘ線源から照射されるＸ線の放射方向を模している。光源から可視光線を照射することで、被検体の体表面上にワイヤコリメータの線影が投影される。この体表面上のワイヤコリメータの線影により、被検体の体表面上で患部のおおよその位置や範囲を視認することができる（例えば、「特許文献１」参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１１６１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、光源に照らされて体表面上に形成されたワイヤコリメータの線影は、医師又は技師により、マジック等でなぞられてマーキングされる。このマーキングのために、医師又は技師は、Ｘ線位置決め装置が設置されたＸ線室とＸ線位置決め装置を操作する操作室を行き来しなくてはならない。このＸ線室と操作室との行き来は、医師又は技師の作業効率を低下させる一因となっている。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、被検体上に患部の範囲及び位置を視認できるマークを医師又は技師の手に依らず簡便に形成できるようにして医師又は技師の作業効率を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、被検体へＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したＸ線から被検体内画像を形成するイメージ・インテンシファイアと、前記Ｘ線源と前記イメージ・インテンシファイアとの間に介在して前記被検体内画像に線影を投影するワイヤコリメータと、前記ワイヤコリメータの位置を検出するワイヤコリメータ位置検出手段と、被検体の体表面位置を検出する体表面位置検出手段と、Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係に基づき、前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像をマーキングする体表マーキング手段と、を備えること、を特徴とする。
【００１０】
前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像の位置及び形状を算出する演算手段をさらに備え、前記体表マーキング手段は、演算結果に従ってマーキングするようにしてもよい（請求項２記載の発明に相当）。
【００１１】
前記体表マーキング手段は、前記体表面位置検出手段を備え、前記体表面位置検出手段は、感圧によって体表面位置を検出する圧迫部材であり、前記体表面マーキング手段の前記体表面への接近移動によって前記体表面と接触するようにしてもよい（請求項３記載の発明に相当）。
【００１２】
前記演算手段は、前記ワイヤコリメータ位置検出手段と前記体表面位置検出手段とが検出した検出結果に基づき、Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係から前記算出を行うようにしてもよい（請求項４記載の発明に相当）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、被検体の体表面にワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像の形状及び位置を求め、その投影像を体表マーカを制御してマーキングするようにしたので、医師又は技師がマーキングのためにＸ線室と操作室を行き来する必要がなくなり、医師又は技師の作業効率が向上する。また、被検体の体表面にワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像を精度よくマーキングすることができ、患部の形状及び位置を示すマークに信用性を付与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本実施形態に係るＸ線位置決め装置の構成例を示す概要図である。Ｘ線位置決め装置１は、Ｘ線治療に先立ってＸ線の照射方向や照射野をシミュレーションして決定する。
【００１５】
このＸ線位置決め装置１は、Ｘ線を照射する照射ヘッド２と、この照射ヘッド２と対向して配設されるイメージ・インテンシファイア３と、被検体Ｐを載置する寝台８と、体表マーカ９を備える。
【００１６】
Ｘ線位置決め装置１の構造は、固定架台４を装置設置面に固定し、回転架台５を回転架台５を固定架台４に支持させて中空に配置し、アーム６，７を回転架台５に設置した構造を有する。この構造体の各所に照射ヘッド２とイメージ・インテンシファイア３と寝台８と体表マーカ９が配置される。
【００１７】
照射ヘッド２は、アーム６の先端に配置され、イメージ・インテンシファイア３は、アーム７の先端に配置されている。寝台８は、照射ヘッド２とイメージ・インテンシファイア３との間に介在して配置されており、被検体Ｐの体軸方向に移動可能である。体表マーカ９は、アーム６を含むアーム６の取り付け部に配設されている。
【００１８】
回転架台５は、固定架台４に回動軸１０を介して支持されており、回動軸１０の軸回りに回転が可能となっている。回転架台５の回転により、照射ヘッド２、イメージ・インテンシファイア３、及び体表マーカ９も回動軸１０の軸回りに回転し、異なる角度でのＸ線照射を可能にしている。
【００１９】
アーム６，７は、回転架台５に沿って設置されているレールを根元部分で把持して位置を保持しており、回転架台５に沿って摺動可能となっている。各アーム６，７の摺動により、照射ヘッド２、イメージ・インテンシファイア３、及び体表マーカ９は、寝台８に載置された被検体Ｐに対して接近又は離反することが可能となっている。
【００２０】
図２は、体表マーカ９の拡大図であり、図２の（ａ）と（ｂ）は、体表マーカ９の移動前後を示す。図２に示すように、体表マーカ９は、アーム６の取り付け部より延びるアーム９ａとアーム９ａの先端に取り付けられたマーカ部９ｂで構成される。アーム９ａは、複数の関節を有する。この体表マーカ９は、アーム９ａの関節により、上下動の動きに加え、アーム９ａが起倒し、任意の平面上を移動する。
【００２１】
図３は、Ｘ線位置決め装置１による透視画像形成の基本構造を示す図である。図３に示すように、照射ヘッド２には、Ｘ線管等のＸ線源２１が内設され、このＸ線源２１とイメージ・インテンシファイア３との間に位置するように、Ｘ線絞り２２、及びワイヤコリメータ機構２３が内設されている。
【００２２】
Ｘ線源２１は、電子加速器や対電子線ターゲット等で構成されており、前記電子加速器で電子を加速させ、前記対電子線ターゲットに衝突させることでＸ線を発生させる。
【００２３】
イメージ・インテンシファイア３は、透過したＸ線を可視光に変換する光学系で構成されている。イメージ・インテンシファイア３には、Ｘ線源２１で発生したＸ線が、被検体Ｐを透過して到達する。イメージ・インテンシファイア３は、被検体Ｐを透過したＸ線を可視光線画像に変換して被検体内の透視画像を形成する。尚、イメージ・インテンシファイア３の下方には、ＣＣＤイメージセンサが配され、さらに可視光線画像を光電変換することにモニタ等に表示可能な透視画像が作成される。
【００２４】
Ｘ線絞り２２は、Ｘ線の放射範囲に介在して照射野を画成する。Ｘ線絞り２２は、Ｘ線を挟んで対向するブロック対を有する。ブロック対は、例えばタングステン等のＸ線を吸収する材質からなる。このブロック対は、Ｘ線源を中心とした同一円弧軌道に沿って、相互に接近又は離反移動可能にされている。Ｘ線絞り２２は、ブロック対相互の接近又は離反移動を調節することで、ブロック対でＸ線の一部を遮断し、適切な照射野を規定する。
【００２５】
図４は、ワイヤコリメータ機構２４の構造を示す斜視図である。ワイヤコリメータ機構２４は、患部のおおよその位置及び範囲を透視画像上で視認させる。このワイヤコリメータ機構２４は、ワイヤコリメータ２５Ｘ１，２５Ｘ２，２５Ｙ１，２５Ｙ２（以下、任意のワイヤコリメータ又はワイヤコリメータ全体を指し、特に所定のワイヤコリメータを特定しない場合は、単に「ワイヤコリメータ２５」という）を井桁状に組んで配設している。患部を囲むようにワイヤコリメータ２５の開度を調整し、透視画像若しくは撮影画像上に患部を囲んだワイヤコリメータ２５の線影が投影されることで、患部のおおよその位置及び範囲が透視画像若しくは撮影画像上で視認できる。
【００２６】
ワイヤコリメータ機構２４は、ワイヤコリメータ２５の開度調整のため、ベルト２６とプーリ２７と駆動モータ２８からなる駆動機構を有する。ベルト２６は、井桁状のワイヤコリメータ２５を囲って長方形又は正方形状に延設され、一辺につき各２本が並設される。プーリ２７は、計８本のベルト２６の両端にそれぞれ配され、各ベルト２６を無限軌道状に巻き架けている。駆動モータ２８は、各ワイヤコリメータ２５に対応して計４機が配置されている。
【００２７】
各ワイヤコリメータ２５は、配設方向と直交する二辺に延設されたベルト２６に架設されている。配設方向を同じくする２本のワイヤコリメータ２５Ｘ１，２５Ｘ２、又はワイヤコリメータ２５Ｙ１，２５Ｙ２は、それぞれ異なるベルト２６に架設されている。
【００２８】
各駆動モータ２８は、各プーリ２７を回転させて、対応するワイヤコリメータ２５を並行搬送する。各駆動モータ２８は、対応するワイヤコリメータ２５を架設する２本のベルト２６を巻き架けた各プーリ２７を同一角度回転させる。プーリ２７の回転によりワイヤコリメータ２５がベルト２７に沿って平行に搬送される。４機の駆動モータは、独立して駆動可能であり、各ワイヤコリメータ２５は、それぞれ独立して平行搬送される。
【００２９】
駆動モータ２８のシャフトには、ギアが圧入固定されており、このギアを介してポテンショメータ２９が設置されている。ポテンショメータ２９は、内部に可変抵抗を有し、駆動モータ２８の回転量の増大に伴って可変する抵抗値から駆動モータ２８の回転量を検出している。駆動モータ２８の回転量検出により、各ワイヤコリメータ２５の変位量が算出可能となる。
【００３０】
図５は、Ｘ線位置決め装置１の照射方向や照射野を決定する概略動作を示すフローチャートである。Ｘ線位置決め装置１は、回転架台５を回転させ、寝台８を被検体Ｐの体軸方向に移動させ、照射ヘッド２及びイメージ・インテンシファイア３を被検体Ｐ方向に接近又は離反させて、アイソセンタを被検体Ｐの患部位置に合わせる（Ｓ０１）。Ｘ線源２１にＸ線を照射させ（Ｓ０２）、イメージ・インテンシファイア３に被検体Ｐを透過したＸ線から透視画像を形成させる（Ｓ０３）。透視画像から患部が特定されると、患部を囲むように各ワイヤコリメータ２５を移動させ（Ｓ０４）、撮影画像上に患部を囲むワイヤコリメータ２５の線影を投影する（Ｓ０５）。
【００３１】
次に体表マーカ９を駆動させ、被検体Ｐの体表面に位置させる（Ｓ０６）。
【００３２】
ポテンショメータ２９の検出結果を解析して、各ワイヤコリメータ２５の位置を算出する（Ｓ０７）。さらにポテンショメータの検出結果の解析、及び照射ヘッド２の摺動量の解析をして、体表面に接触した体表マーカ９とＸ線焦点位置との位置関係を算出する（Ｓ０８）。Ｓ７及びＳ８の算出結果、及び予め定まるＸ線の焦点位置とワイヤコリメータ２５設置面の位置関係とから、ワイヤコリメータ２５が体表面に投影された場合の投影像形状とその位置を算出する（Ｓ０９）。
【００３３】
算出された投影像の形状及び位置に基づき、体表マーカ９を移動させて被検体の体表面上にワイヤコリメータ２５が体表面に投影された場合の投影像をマーキングする（Ｓ１０）。
【００３４】
体表マーカ９及び体表マーカ９に投影像をマーキングさせる制御機構について図６乃至図１１に基づき詳細に説明する。Ｘ線位置決め装置１は、体表マーカ９に投影像をマーキングさせる制御機構１１を備える。また、体表マーカ９には、アーム９ａに関節を動かす駆動モータ９ｃと各関節の移動方向及び移動量を検出するポテンショメータ９ｄを備え、マーカ部９ｂに体表との接触を検知する圧迫筒９ｅを備える。
【００３５】
制御機構１１は、いわゆるＣＰＵやＲＡＭ及びＲＯＭ等の演算装置１２とワイヤコリメータ制御装置１３と体表マーカ制御装置１４を備える。ＲＯＭには、制御プログラムが格納されており、制御プログラムをＲＡＭに展開し、ＣＰＵが制御プログラムに従った演算処理及び制御処理を行い、体表マーカ９、照射ヘッド２、及びワイヤコリメータ機構２４の位置データを検出して駆動を制御する。
【００３６】
演算装置１２は、照射野画成時にワイヤコリメータ２５の変位指示情報を作成してワイヤコリメータ制御装置１３に出力し、マーキング時に体表マーカ９の駆動指示情報を作成して体表マーカ制御装置１４へ出力する。
【００３７】
ワイヤコリメータ２５の変位指示情報は、各ワイヤコリメータ２５の変位量を反映する情報である。体表マーカ９の駆動指示情報は、マーカ部の移動方向及びその方向への移動量を反映する情報である。この駆動指示情報は、ワイヤコリメータ２５と体表マーカ９とＸ線焦点との位置関係により作成され、移動方向及び移動量の情報を含む。ワイヤコリメータ２５と体表マーカ９とＸ線焦点との位置関係は、Ｘ線焦点又はＸ線軸上の一点を原点として、ワイヤコリメータ２５の位置算出、体表マーカの位置算出、及びこれら算出に基づく体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置算出により作成される。
【００３８】
ワイヤコリメータ制御装置１３は、演算装置１２から出力された変位指示情報に従って、ワイヤコリメータ機構２４が備える駆動モータ２８を制御し、各ワイヤコリメータ２５をそれぞれ変位させる。体表マーカ制御装置１４は、体表マーカ９を駆動する駆動モータ９ｃを制御して体表マーカ９を体表面へ移動させ、又演算装置１２から出力された駆動指示情報に従って、体表マーカ９を駆動する駆動モータ９ｃを制御して体表面におけるワイヤコリメータ２５の投影像をマーキングさせる。
【００３９】
ワイヤコリメータ２５の位置算出は、ポテンショメータ２９によって検出された駆動モータ２８の回転量に基づき算出する。ワイヤコリメータ２５の位置は、Ｘ線焦点とワイヤコリメータ２５の設置面との距離、及びＸ線照射軸とワイヤコリメータ２５の距離で表される。
【００４０】
演算装置１２には、各ワイヤコリメータ２５の位置情報を格納する格納エリアが確保されている。この格納エリアには、前回の各ワイヤコリメータ２５の位置情報が予め格納されている。また、演算装置１２は、駆動モータ２８の回転量をワイヤコリメータ２５の変位量を示す変位情報に変換する変換手段を有している。Ｘ線焦点とワイヤコリメータ２５の設置面との距離は、予め定まっている。
【００４１】
ワイヤコリメータ２５の位置算出処理を図７に示す。まず、駆動モータ２８の駆動により、ワイヤコリメータ２５の位置を変位させ、ポテンショメータ２９から駆動モータ２８の回転量を示す電気信号が入力される（Ｓ２１）。演算装置１２は、入力された信号をワイヤコリメータ２５の変位情報に変換する（Ｓ２２）。変換されたワイヤコリメータ２５の位置を位置情報として格納エリアに更新して格納する（Ｓ２３）。この位置算出処理は、ワイヤコリメータ２５の変位と同期してリアルタイムに行われ、ポテンショメータ２９から信号が出力されるごとにワイヤコリメータ２５の位置を算出して更新する処理（Ｓ２１〜Ｓ２３）を繰り返す。
【００４２】
体表マーカ９の位置算出は、照射ヘッド２の移動量及び体表マーカ９の移動量により算出される。体表マーカ９の位置は、Ｘ線焦点と体表面に接触した体表マーカ９との距離で表される。体表面への接触は圧迫筒９ｅで検出する。演算装置１２には、体表マーカ９の位置情報を格納する格納エリアが確保されている。この格納エリアには、前回の体表マーカ９の位置を示す位置情報が予め格納されている。
【００４３】
体表マーカ９の位置算出処理を図８に示す。まず、照射ヘッド２が移動すると、照射ヘッド２の移動量を示す情報を、前回の体表マーカ９の位置情報に加算する（Ｓ３１）。次に、駆動モータが駆動して体表マーカ９の位置が変位させ、ポテンショメータから駆動モータの回転量を示す電気信号が入力される（Ｓ３２）。演算装置１２は、入力された信号を体表マーカ９の変位情報に変換する（Ｓ３３）。この変位情報を予め格納されている体表マーカ９の位置情報にさらに加算して（Ｓ３４）、体表マーカ９の位置を算出する。算出された体表マーカ９の位置を位置情報として格納エリアに更新して格納する（Ｓ３５）。この位置算出処理は、照射ヘッド２及び体表マーカ９の変位と同期してリアルタイムで行われ、ポテンショメータから信号が出力されるごとに新たに位置を算出して更新する処理（Ｓ３１〜Ｓ３５）を繰り返す。
【００４４】
図９は、体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置算出の算出概念を説明する図である。Ｘ線の焦点から体表マーカ９までの距離をＨｍとし、Ｘ線の焦点からワイヤコリメータ２５の設置面までの距離をＨｗとし、Ｘ線照射軸からワイヤコリメータ２５までの距離をＤｗとする。体表面上における各ワイヤコリメータ２５の投影像の距離Ｄｍは、体表面とＸ線軸との交点を原点とすると、ＨｍとＨｗとの比をＤｗに乗じることで求められる。
【００４５】
すなわち、体表面上における各ワイヤコリメータ２５の投影像の距離Ｄｍは、Ｄｍ＝Ｄｗ×（Ｈｍ／Ｈｗ）で算出される。各ワイヤコリメータ２５は、ベルト２６に沿って平行移動するので、各ワイヤコリメータ２５の投影像の距離Ｄｍは、体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像が画成している長方形又は正方形の各辺の中点を示し、各距離Ｄｍによって、体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置が算出される。
【００４６】
図１０は、体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置算出動作を示すフローチャートである。まず、演算装置１２は、位置情報を格納する格納エリアから、Ｘ線の焦点から体表マーカ９までの距離Ｈｍを読み出し（Ｓ４１）、Ｘ線の焦点からワイヤコリメータ２５の設置面までの距離Ｈｗを読み出し（Ｓ４２）、Ｘ線照射軸から各ワイヤコリメータ２５までの距離Ｄｗを読み出す（Ｓ４３）。
【００４７】
次に、各ワイヤコリメータ２５について、Ｄｗ×（Ｈｍ／Ｈｗ）を演算して（Ｓ４４）、得られた値をそれぞれ格納エリアに格納する（Ｓ４５）。
【００４８】
図１１は、算出された体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置に基づく体表マーカ９の動作制御を示すフローチャート図である。各ワイヤコリメータ２５Ｘ１、２５Ｙ１、２５Ｘ２、２５Ｙ２の位置、すなわちＸ線軸と体表面との交点を原点とした場合の当該原点からの距離をそれぞれＤｍＸ１、ＤｍＹ１、ＤｍＸ２、ＤｍＹ２とする。
【００４９】
まず、駆動モータを駆動させてマーカ部が原点位置に位置するように体表マーカ９の位置を移動させる（Ｓ０１）。次に、マーカ部を、ワイヤコリメータ２５Ｘ１の方向へ当該ワイヤコリメータの距離ＤｍＸ１分移動させる（Ｓ５２）。移動が終了すると、マーカ部を体表面に当接させる（Ｓ５３）。
【００５０】
マーカ部を体表面に当接させた状態で、ワイヤコリメータ２５Ｙ１の方向へ当該ワイヤコリメータの距離ＤｍＹ１分移動させる（Ｓ５４）。
【００５１】
移動が終了すると、マーカ部をワイヤコリメータ２５Ｘ２の方向へワイヤコリメータ２５Ｘ１の距離ＤｍＸ１とワイヤコリメータ２５Ｘ２の距離ＤｍＸ２分移動させる（Ｓ５５）。
【００５２】
移動が終了すると、マーカ部をワイヤコリメータ２５Ｙ２の方向へワイヤコリメータ２５Ｙ１の距離ＤｍＹ１とワイヤコリメータ２５Ｙ２の距離ＤｍＹ２分移動させる（Ｓ５６）。
【００５３】
移動が終了すると、マーカ部をワイヤコリメータ２５Ｘ１の方向へワイヤコリメータ２５Ｘ２の距離ＤｍＸ２とワイヤコリメータ２５Ｘ１の距離ＤｍＸ１分移動させる（Ｓ５７）。
【００５４】
移動が終了すると、マーカ部をワイヤコリメータ２５Ｙ１の方向へワイヤコリメータ２５Ｙ２の距離ＤｍＹ２分移動させる（Ｓ５８）。
【００５５】
この体表マーカ９の駆動により、体表面にワイヤコリメータ２５の線影が投影された場合の投影像がマーキングされる。
【００５６】
このように、本実施形態のＸ線位置決め装置１は、体表面にマーキングを行う体表マーカ９を備えるようにし、体表面にワイヤコリメータ２５の線影が投影された場合の投影像の形状及び位置を算出して、算出結果に基づいてマーキングさせるようにした。
【００５７】
従って、マーキングするためにＸ線室と操作室を行き来する必要がなくなり、医師又は技師の作業効率が向上する。また、被検体の体表面にワイヤコリメータ２５の線影が投影された場合の投影像を精度よくマーキングすることができ、患部の形状及び位置を示すマークに信用性を付与する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係るＸ線位置決め装置の構成例を示す概要図である
【図２】本実施形態に係るＸ線位置決め装置が備える体表マーカの設置部分付近の拡大斜視図である。
【図３】本実施形態に係るＸ線位置決め装置のＸ線照射軸線上の基本構造を示す図である。
【図４】本実施形態に係るＸ線位置決め装置が備えるワイヤコリメータ機構の構造を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係るＸ線位置決め装置の照射方向や照射野を決定する概略動作を示すフローチャート図である。
【図６】本実施形態に係るＸ線位置決め装置の制御機構を示すブロック図である。
【図７】本実施形態に係るＸ線位置決め装置のワイヤコリメータ位置算出処理を示すフローチャート図である。
【図８】本実施形態に係るＸ線位置決め装置の体表マーカ位置算出処理を示すフローチャート図である。
【図９】本実施形態に係るＸ線位置決め装置による体表面上におけるワイヤコリメータ投影像の形状及び位置算出の算出概念を説明する図である。
【図１０】本実施形態に係るＸ線位置決め装置による体表面上におけるワイヤコリメータ投影像の形状及び位置算出動作を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態に係るＸ線位置決め装置による体表マーカの制御動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ Ｘ線位置決め装置
２ 照射ヘッド
２１ Ｘ線源
２２ Ｘ線絞り
２４ ワイヤコリメータ機構
２５，２５Ｘ１，２５Ｘ２，２５Ｙ１，２５Ｙ２ ワイヤコリメータ
２６ ベルト
２７ プーリ
２８ 駆動モータ
２９ ポテンショメータ
３ イメージ・インテンシファイア
４ 固定架台
５ 回転架台
６ アーム
７ アーム
８ 寝台
９ 体表マーカ
９ａ アーム
９ｂ マーカ部
９ｃ 駆動モータ
９ｄ ポテンショメータ
９ｅ 圧迫筒
１０ 回動軸
１１ 制御機構
１２ 演算装置
１３ ワイヤコリメータ制御装置
１４ 体表マーカ制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線治療に先立ってＸ線の照射方向や照射野をシミュレーションして決定するＸ線位置決め装置に関し、特に被検体の体表面に患部の位置及び範囲をマーキングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、癌や腫瘍等の患部にＸ線を曝射することにより、当該患部の組織細胞を破壊、又は分裂阻止等することで、その治療を目指すＸ線治療が広く行われるようになっている。このＸ線治療は、患部周辺の正常組織の障害を最小限度に抑えるため、又患部への効果的なＸ線照射のため、患部にＸ線を正確に照射することが重要である。
【０００３】
そこで、Ｘ線治療に先立って、Ｘ線の照射方向や照射野をシミュレーションして決定する。このシミュレーション及び決定には、Ｘ線位置決め装置が利用される。Ｘ線位置決め装置は、Ｘ線を照射するＸ線源と、被検体を透過したＸ線から被検体内の可視光線画像を形成するイメージ・インテンシファイアを備える。可視光線画像は、Ｘ線が透過した範囲の構造が投影された透視画像若しくは撮影画像である。このＸ線位置決め装置は、Ｘ線治療装置よりも弱いＸ線を照射し、透視画像若しくは撮影画像に基づき被検体内を観察して患部を特定し、Ｘ線の照射方向や照射野を決定する。決定された照射方向や照射野は、Ｘ線治療装置の制御に利用される。
【０００４】
また、Ｘ線位置決め装置は、Ｘ線源と被検体との間に介在するようにワイヤコリメータを備えている。ワイヤコリメータは、井桁状に組まれて配置され、患部を囲うように開度が調整される。Ｘ線によりワイヤコリメータの線影は、被検体内の透視画像若しくは撮影画像上に投影される。投影されたワイヤコリメータの線影により、透視画像若しくは撮影画像上で患部のおおよその位置や範囲を視認することができる。
【０００５】
さらにワイヤコリメータよりもＸ線源側には、Ｘ線源を模した可視光線を照射する光源が配置されている。この光源から照射される可視光線は、Ｘ線源から照射されるＸ線の放射方向を模している。光源から可視光線を照射することで、被検体の体表面上にワイヤコリメータの線影が投影される。この体表面上のワイヤコリメータの線影により、被検体の体表面上で患部のおおよその位置や範囲を視認することができる（例えば、「特許文献１」参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１１６１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、光源に照らされて体表面上に形成されたワイヤコリメータの線影は、医師又は技師により、マジック等でなぞられてマーキングされる。このマーキングのために、医師又は技師は、Ｘ線位置決め装置が設置されたＸ線室とＸ線位置決め装置を操作する操作室を行き来しなくてはならない。このＸ線室と操作室との行き来は、医師又は技師の作業効率を低下させる一因となっている。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、被検体上に患部の範囲及び位置を視認できるマークを医師又は技師の手に依らず簡便に形成できるようにして医師又は技師の作業効率を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、被検体へＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したＸ線から被検体内画像を形成するイメージ・インテンシファイアと、前記Ｘ線源と前記イメージ・インテンシファイアとの間に介在して前記被検体内画像に線影を投影するワイヤコリメータと、前記ワイヤコリメータの位置を検出するワイヤコリメータ位置検出手段と、被検体の体表面位置を検出する体表面位置検出手段と、Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係に基づき、前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像をマーキングする体表マーキング手段と、を備えること、を特徴とする。
【００１０】
前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像の位置及び形状を算出する演算手段をさらに備え、前記体表マーキング手段は、演算結果に従ってマーキングするようにしてもよい（請求項２記載の発明に相当）。
【００１１】
前記体表マーキング手段は、前記体表面位置検出手段を備え、前記体表面位置検出手段は、感圧によって体表面位置を検出する圧迫部材であり、前記体表面マーキング手段の前記体表面への接近移動によって前記体表面と接触するようにしてもよい（請求項３記載の発明に相当）。
【００１２】
前記演算手段は、前記ワイヤコリメータ位置検出手段と前記体表面位置検出手段とが検出した検出結果に基づき、Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係から前記算出を行うようにしてもよい（請求項４記載の発明に相当）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、被検体の体表面にワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像の形状及び位置を求め、その投影像を体表マーカを制御してマーキングするようにしたので、医師又は技師がマーキングのためにＸ線室と操作室を行き来する必要がなくなり、医師又は技師の作業効率が向上する。また、被検体の体表面にワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像を精度よくマーキングすることができ、患部の形状及び位置を示すマークに信用性を付与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本実施形態に係るＸ線位置決め装置の構成例を示す概要図である。Ｘ線位置決め装置１は、Ｘ線治療に先立ってＸ線の照射方向や照射野をシミュレーションして決定する。
【００１５】
このＸ線位置決め装置１は、Ｘ線を照射する照射ヘッド２と、この照射ヘッド２と対向して配設されるイメージ・インテンシファイア３と、被検体Ｐを載置する寝台８と、体表マーカ９を備える。
【００１６】
Ｘ線位置決め装置１の構造は、固定架台４を装置設置面に固定し、回転架台５を回転架台５を固定架台４に支持させて中空に配置し、アーム６，７を回転架台５に設置した構造を有する。この構造体の各所に照射ヘッド２とイメージ・インテンシファイア３と寝台８と体表マーカ９が配置される。
【００１７】
照射ヘッド２は、アーム６の先端に配置され、イメージ・インテンシファイア３は、アーム７の先端に配置されている。寝台８は、照射ヘッド２とイメージ・インテンシファイア３との間に介在して配置されており、被検体Ｐの体軸方向に移動可能である。体表マーカ９は、アーム６を含むアーム６の取り付け部に配設されている。
【００１８】
回転架台５は、固定架台４に回動軸１０を介して支持されており、回動軸１０の軸回りに回転が可能となっている。回転架台５の回転により、照射ヘッド２、イメージ・インテンシファイア３、及び体表マーカ９も回動軸１０の軸回りに回転し、異なる角度でのＸ線照射を可能にしている。
【００１９】
アーム６，７は、回転架台５に沿って設置されているレールを根元部分で把持して位置を保持しており、回転架台５に沿って摺動可能となっている。各アーム６，７の摺動により、照射ヘッド２、イメージ・インテンシファイア３、及び体表マーカ９は、寝台８に載置された被検体Ｐに対して接近又は離反することが可能となっている。
【００２０】
図２は、体表マーカ９の拡大図であり、図２の（ａ）と（ｂ）は、体表マーカ９の移動前後を示す。図２に示すように、体表マーカ９は、アーム６の取り付け部より延びるアーム９ａとアーム９ａの先端に取り付けられたマーカ部９ｂで構成される。アーム９ａは、複数の関節を有する。この体表マーカ９は、アーム９ａの関節により、上下動の動きに加え、アーム９ａが起倒し、任意の平面上を移動する。
【００２１】
図３は、Ｘ線位置決め装置１による透視画像形成の基本構造を示す図である。図３に示すように、照射ヘッド２には、Ｘ線管等のＸ線源２１が内設され、このＸ線源２１とイメージ・インテンシファイア３との間に位置するように、Ｘ線絞り２２、及びワイヤコリメータ機構２３が内設されている。
【００２２】
Ｘ線源２１は、電子加速器や対電子線ターゲット等で構成されており、前記電子加速器で電子を加速させ、前記対電子線ターゲットに衝突させることでＸ線を発生させる。
【００２３】
イメージ・インテンシファイア３は、透過したＸ線を可視光に変換する光学系で構成されている。イメージ・インテンシファイア３には、Ｘ線源２１で発生したＸ線が、被検体Ｐを透過して到達する。イメージ・インテンシファイア３は、被検体Ｐを透過したＸ線を可視光線画像に変換して被検体内の透視画像を形成する。尚、イメージ・インテンシファイア３の下方には、ＣＣＤイメージセンサが配され、さらに可視光線画像を光電変換することにモニタ等に表示可能な透視画像が作成される。
【００２４】
Ｘ線絞り２２は、Ｘ線の放射範囲に介在して照射野を画成する。Ｘ線絞り２２は、Ｘ線を挟んで対向するブロック対を有する。ブロック対は、例えばタングステン等のＸ線を吸収する材質からなる。このブロック対は、Ｘ線源を中心とした同一円弧軌道に沿って、相互に接近又は離反移動可能にされている。Ｘ線絞り２２は、ブロック対相互の接近又は離反移動を調節することで、ブロック対でＸ線の一部を遮断し、適切な照射野を規定する。
【００２５】
図４は、ワイヤコリメータ機構２４の構造を示す斜視図である。ワイヤコリメータ機構２４は、患部のおおよその位置及び範囲を透視画像上で視認させる。このワイヤコリメータ機構２４は、ワイヤコリメータ２５Ｘ１，２５Ｘ２，２５Ｙ１，２５Ｙ２（以下、任意のワイヤコリメータ又はワイヤコリメータ全体を指し、特に所定のワイヤコリメータを特定しない場合は、単に「ワイヤコリメータ２５」という）を井桁状に組んで配設している。患部を囲むようにワイヤコリメータ２５の開度を調整し、透視画像若しくは撮影画像上に患部を囲んだワイヤコリメータ２５の線影が投影されることで、患部のおおよその位置及び範囲が透視画像若しくは撮影画像上で視認できる。
【００２６】
ワイヤコリメータ機構２４は、ワイヤコリメータ２５の開度調整のため、ベルト２６とプーリ２７と駆動モータ２８からなる駆動機構を有する。ベルト２６は、井桁状のワイヤコリメータ２５を囲って長方形又は正方形状に延設され、一辺につき各２本が並設される。プーリ２７は、計８本のベルト２６の両端にそれぞれ配され、各ベルト２６を無限軌道状に巻き架けている。駆動モータ２８は、各ワイヤコリメータ２５に対応して計４機が配置されている。
【００２７】
各ワイヤコリメータ２５は、配設方向と直交する二辺に延設されたベルト２６に架設されている。配設方向を同じくする２本のワイヤコリメータ２５Ｘ１，２５Ｘ２、又はワイヤコリメータ２５Ｙ１，２５Ｙ２は、それぞれ異なるベルト２６に架設されている。
【００２８】
各駆動モータ２８は、各プーリ２７を回転させて、対応するワイヤコリメータ２５を並行搬送する。各駆動モータ２８は、対応するワイヤコリメータ２５を架設する２本のベルト２６を巻き架けた各プーリ２７を同一角度回転させる。プーリ２７の回転によりワイヤコリメータ２５がベルト２７に沿って平行に搬送される。４機の駆動モータは、独立して駆動可能であり、各ワイヤコリメータ２５は、それぞれ独立して平行搬送される。
【００２９】
駆動モータ２８のシャフトには、ギアが圧入固定されており、このギアを介してポテンショメータ２９が設置されている。ポテンショメータ２９は、内部に可変抵抗を有し、駆動モータ２８の回転量の増大に伴って可変する抵抗値から駆動モータ２８の回転量を検出している。駆動モータ２８の回転量検出により、各ワイヤコリメータ２５の変位量が算出可能となる。
【００３０】
図５は、Ｘ線位置決め装置１の照射方向や照射野を決定する概略動作を示すフローチャートである。Ｘ線位置決め装置１は、回転架台５を回転させ、寝台８を被検体Ｐの体軸方向に移動させ、照射ヘッド２及びイメージ・インテンシファイア３を被検体Ｐ方向に接近又は離反させて、アイソセンタを被検体Ｐの患部位置に合わせる（Ｓ０１）。Ｘ線源２１にＸ線を照射させ（Ｓ０２）、イメージ・インテンシファイア３に被検体Ｐを透過したＸ線から透視画像を形成させる（Ｓ０３）。透視画像から患部が特定されると、患部を囲むように各ワイヤコリメータ２５を移動させ（Ｓ０４）、撮影画像上に患部を囲むワイヤコリメータ２５の線影を投影する（Ｓ０５）。
【００３１】
次に体表マーカ９を駆動させ、被検体Ｐの体表面に位置させる（Ｓ０６）。
【００３２】
ポテンショメータ２９の検出結果を解析して、各ワイヤコリメータ２５の位置を算出する（Ｓ０７）。さらにポテンショメータの検出結果の解析、及び照射ヘッド２の摺動量の解析をして、体表面に接触した体表マーカ９とＸ線焦点位置との位置関係を算出する（Ｓ０８）。Ｓ７及びＳ８の算出結果、及び予め定まるＸ線の焦点位置とワイヤコリメータ２５設置面の位置関係とから、ワイヤコリメータ２５が体表面に投影された場合の投影像形状とその位置を算出する（Ｓ０９）。
【００３３】
算出された投影像の形状及び位置に基づき、体表マーカ９を移動させて被検体の体表面上にワイヤコリメータ２５が体表面に投影された場合の投影像をマーキングする（Ｓ１０）。
【００３４】
体表マーカ９及び体表マーカ９に投影像をマーキングさせる制御機構について図６乃至図１１に基づき詳細に説明する。Ｘ線位置決め装置１は、体表マーカ９に投影像をマーキングさせる制御機構１１を備える。また、体表マーカ９には、アーム９ａに関節を動かす駆動モータ９ｃと各関節の移動方向及び移動量を検出するポテンショメータ９ｄを備え、マーカ部９ｂに体表との接触を検知する圧迫筒９ｅを備える。
【００３５】
制御機構１１は、いわゆるＣＰＵやＲＡＭ及びＲＯＭ等の演算装置１２とワイヤコリメータ制御装置１３と体表マーカ制御装置１４を備える。ＲＯＭには、制御プログラムが格納されており、制御プログラムをＲＡＭに展開し、ＣＰＵが制御プログラムに従った演算処理及び制御処理を行い、体表マーカ９、照射ヘッド２、及びワイヤコリメータ機構２４の位置データを検出して駆動を制御する。
【００３６】
演算装置１２は、照射野画成時にワイヤコリメータ２５の変位指示情報を作成してワイヤコリメータ制御装置１３に出力し、マーキング時に体表マーカ９の駆動指示情報を作成して体表マーカ制御装置１４へ出力する。
【００３７】
ワイヤコリメータ２５の変位指示情報は、各ワイヤコリメータ２５の変位量を反映する情報である。体表マーカ９の駆動指示情報は、マーカ部の移動方向及びその方向への移動量を反映する情報である。この駆動指示情報は、ワイヤコリメータ２５と体表マーカ９とＸ線焦点との位置関係により作成され、移動方向及び移動量の情報を含む。ワイヤコリメータ２５と体表マーカ９とＸ線焦点との位置関係は、Ｘ線焦点又はＸ線軸上の一点を原点として、ワイヤコリメータ２５の位置算出、体表マーカの位置算出、及びこれら算出に基づく体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置算出により作成される。
【００３８】
ワイヤコリメータ制御装置１３は、演算装置１２から出力された変位指示情報に従って、ワイヤコリメータ機構２４が備える駆動モータ２８を制御し、各ワイヤコリメータ２５をそれぞれ変位させる。体表マーカ制御装置１４は、体表マーカ９を駆動する駆動モータ９ｃを制御して体表マーカ９を体表面へ移動させ、又演算装置１２から出力された駆動指示情報に従って、体表マーカ９を駆動する駆動モータ９ｃを制御して体表面におけるワイヤコリメータ２５の投影像をマーキングさせる。
【００３９】
ワイヤコリメータ２５の位置算出は、ポテンショメータ２９によって検出された駆動モータ２８の回転量に基づき算出する。ワイヤコリメータ２５の位置は、Ｘ線焦点とワイヤコリメータ２５の設置面との距離、及びＸ線照射軸とワイヤコリメータ２５の距離で表される。
【００４０】
演算装置１２には、各ワイヤコリメータ２５の位置情報を格納する格納エリアが確保されている。この格納エリアには、前回の各ワイヤコリメータ２５の位置情報が予め格納されている。また、演算装置１２は、駆動モータ２８の回転量をワイヤコリメータ２５の変位量を示す変位情報に変換する変換手段を有している。Ｘ線焦点とワイヤコリメータ２５の設置面との距離は、予め定まっている。
【００４１】
ワイヤコリメータ２５の位置算出処理を図７に示す。まず、駆動モータ２８の駆動により、ワイヤコリメータ２５の位置を変位させ、ポテンショメータ２９から駆動モータ２８の回転量を示す電気信号が入力される（Ｓ２１）。演算装置１２は、入力された信号をワイヤコリメータ２５の変位情報に変換する（Ｓ２２）。変換されたワイヤコリメータ２５の位置を位置情報として格納エリアに更新して格納する（Ｓ２３）。この位置算出処理は、ワイヤコリメータ２５の変位と同期してリアルタイムに行われ、ポテンショメータ２９から信号が出力されるごとにワイヤコリメータ２５の位置を算出して更新する処理（Ｓ２１〜Ｓ２３）を繰り返す。
【００４２】
体表マーカ９の位置算出は、照射ヘッド２の移動量及び体表マーカ９の移動量により算出される。体表マーカ９の位置は、Ｘ線焦点と体表面に接触した体表マーカ９との距離で表される。体表面への接触は圧迫筒９ｅで検出する。演算装置１２には、体表マーカ９の位置情報を格納する格納エリアが確保されている。この格納エリアには、前回の体表マーカ９の位置を示す位置情報が予め格納されている。
【００４３】
体表マーカ９の位置算出処理を図８に示す。まず、照射ヘッド２が移動すると、照射ヘッド２の移動量を示す情報を、前回の体表マーカ９の位置情報に加算する（Ｓ３１）。次に、駆動モータが駆動して体表マーカ９の位置が変位させ、ポテンショメータから駆動モータの回転量を示す電気信号が入力される（Ｓ３２）。演算装置１２は、入力された信号を体表マーカ９の変位情報に変換する（Ｓ３３）。この変位情報を予め格納されている体表マーカ９の位置情報にさらに加算して（Ｓ３４）、体表マーカ９の位置を算出する。算出された体表マーカ９の位置を位置情報として格納エリアに更新して格納する（Ｓ３５）。この位置算出処理は、照射ヘッド２及び体表マーカ９の変位と同期してリアルタイムで行われ、ポテンショメータから信号が出力されるごとに新たに位置を算出して更新する処理（Ｓ３１〜Ｓ３５）を繰り返す。
【００４４】
図９は、体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置算出の算出概念を説明する図である。Ｘ線の焦点から体表マーカ９までの距離をＨｍとし、Ｘ線の焦点からワイヤコリメータ２５の設置面までの距離をＨｗとし、Ｘ線照射軸からワイヤコリメータ２５までの距離をＤｗとする。体表面上における各ワイヤコリメータ２５の投影像の距離Ｄｍは、体表面とＸ線軸との交点を原点とすると、ＨｍとＨｗとの比をＤｗに乗じることで求められる。
【００４５】
すなわち、体表面上における各ワイヤコリメータ２５の投影像の距離Ｄｍは、Ｄｍ＝Ｄｗ×（Ｈｍ／Ｈｗ）で算出される。各ワイヤコリメータ２５は、ベルト２６に沿って平行移動するので、各ワイヤコリメータ２５の投影像の距離Ｄｍは、体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像が画成している長方形又は正方形の各辺の中点を示し、各距離Ｄｍによって、体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置が算出される。
【００４６】
図１０は、体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置算出動作を示すフローチャートである。まず、演算装置１２は、位置情報を格納する格納エリアから、Ｘ線の焦点から体表マーカ９までの距離Ｈｍを読み出し（Ｓ４１）、Ｘ線の焦点からワイヤコリメータ２５の設置面までの距離Ｈｗを読み出し（Ｓ４２）、Ｘ線照射軸から各ワイヤコリメータ２５までの距離Ｄｗを読み出す（Ｓ４３）。
【００４７】
次に、各ワイヤコリメータ２５について、Ｄｗ×（Ｈｍ／Ｈｗ）を演算して（Ｓ４４）、得られた値をそれぞれ格納エリアに格納する（Ｓ４５）。
【００４８】
図１１は、算出された体表面上におけるワイヤコリメータ２５の投影像の形状及び位置に基づく体表マーカ９の動作制御を示すフローチャート図である。各ワイヤコリメータ２５Ｘ１、２５Ｙ１、２５Ｘ２、２５Ｙ２の位置、すなわちＸ線軸と体表面との交点を原点とした場合の当該原点からの距離をそれぞれＤｍＸ１、ＤｍＹ１、ＤｍＸ２、ＤｍＹ２とする。
【００４９】
まず、駆動モータを駆動させてマーカ部が原点位置に位置するように体表マーカ９の位置を移動させる（Ｓ０１）。次に、マーカ部を、ワイヤコリメータ２５Ｘ１の方向へ当該ワイヤコリメータの距離ＤｍＸ１分移動させる（Ｓ５２）。移動が終了すると、マーカ部を体表面に当接させる（Ｓ５３）。
【００５０】
マーカ部を体表面に当接させた状態で、ワイヤコリメータ２５Ｙ１の方向へ当該ワイヤコリメータの距離ＤｍＹ１分移動させる（Ｓ５４）。
【００５１】
移動が終了すると、マーカ部をワイヤコリメータ２５Ｘ２の方向へワイヤコリメータ２５Ｘ１の距離ＤｍＸ１とワイヤコリメータ２５Ｘ２の距離ＤｍＸ２分移動させる（Ｓ５５）。
【００５２】
移動が終了すると、マーカ部をワイヤコリメータ２５Ｙ２の方向へワイヤコリメータ２５Ｙ１の距離ＤｍＹ１とワイヤコリメータ２５Ｙ２の距離ＤｍＹ２分移動させる（Ｓ５６）。
【００５３】
移動が終了すると、マーカ部をワイヤコリメータ２５Ｘ１の方向へワイヤコリメータ２５Ｘ２の距離ＤｍＸ２とワイヤコリメータ２５Ｘ１の距離ＤｍＸ１分移動させる（Ｓ５７）。
【００５４】
移動が終了すると、マーカ部をワイヤコリメータ２５Ｙ１の方向へワイヤコリメータ２５Ｙ２の距離ＤｍＹ２分移動させる（Ｓ５８）。
【００５５】
この体表マーカ９の駆動により、体表面にワイヤコリメータ２５の線影が投影された場合の投影像がマーキングされる。
【００５６】
このように、本実施形態のＸ線位置決め装置１は、体表面にマーキングを行う体表マーカ９を備えるようにし、体表面にワイヤコリメータ２５の線影が投影された場合の投影像の形状及び位置を算出して、算出結果に基づいてマーキングさせるようにした。
【００５７】
従って、マーキングするためにＸ線室と操作室を行き来する必要がなくなり、医師又は技師の作業効率が向上する。また、被検体の体表面にワイヤコリメータ２５の線影が投影された場合の投影像を精度よくマーキングすることができ、患部の形状及び位置を示すマークに信用性を付与する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係るＸ線位置決め装置の構成例を示す概要図である
【図２】本実施形態に係るＸ線位置決め装置が備える体表マーカの設置部分付近の拡大斜視図である。
【図３】本実施形態に係るＸ線位置決め装置のＸ線照射軸線上の基本構造を示す図である。
【図４】本実施形態に係るＸ線位置決め装置が備えるワイヤコリメータ機構の構造を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係るＸ線位置決め装置の照射方向や照射野を決定する概略動作を示すフローチャート図である。
【図６】本実施形態に係るＸ線位置決め装置の制御機構を示すブロック図である。
【図７】本実施形態に係るＸ線位置決め装置のワイヤコリメータ位置算出処理を示すフローチャート図である。
【図８】本実施形態に係るＸ線位置決め装置の体表マーカ位置算出処理を示すフローチャート図である。
【図９】本実施形態に係るＸ線位置決め装置による体表面上におけるワイヤコリメータ投影像の形状及び位置算出の算出概念を説明する図である。
【図１０】本実施形態に係るＸ線位置決め装置による体表面上におけるワイヤコリメータ投影像の形状及び位置算出動作を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態に係るＸ線位置決め装置による体表マーカの制御動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ Ｘ線位置決め装置
２ 照射ヘッド
２１ Ｘ線源
２２ Ｘ線絞り
２４ ワイヤコリメータ機構
２５，２５Ｘ１，２５Ｘ２，２５Ｙ１，２５Ｙ２ ワイヤコリメータ
２６ ベルト
２７ プーリ
２８ 駆動モータ
２９ ポテンショメータ
３ イメージ・インテンシファイア
４ 固定架台
５ 回転架台
６ アーム
７ アーム
８ 寝台
９ 体表マーカ
９ａ アーム
９ｂ マーカ部
９ｃ 駆動モータ
９ｄ ポテンショメータ
９ｅ 圧迫筒
１０ 回動軸
１１ 制御機構
１２ 演算装置
１３ ワイヤコリメータ制御装置
１４ 体表マーカ制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体へＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体を透過したＸ線から被検体内画像を形成するイメージ・インテンシファイアと、
前記Ｘ線源と前記イメージ・インテンシファイアとの間に介在して前記被検体内画像に線影を投影するワイヤコリメータと、
前記ワイヤコリメータの位置を検出するワイヤコリメータ位置検出手段と、
被検体の体表面位置を検出する体表面位置検出手段と、
Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係に基づき、前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像をマーキングする体表マーキング手段と、
を備えること、
を特徴とするＸ線位置決め装置。
【請求項２】
前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像の位置及び形状を算出する演算手段をさらに備え、
前記体表マーキング手段は、演算結果に従ってマーキングすること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線位置決め装置。
【請求項３】
前記体表マーキング手段は、前記体表面位置検出手段を備え、
前記体表面位置検出手段は、感圧によって体表面位置を検出する圧迫部材であり、前記体表面マーキング手段の前記体表面への接近移動によって前記体表面と接触すること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線位置決め装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記ワイヤコリメータ位置検出手段と前記体表面位置検出手段とが検出した検出結果に基づき、Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係から前記算出を行うこと、
を特徴とする請求項２記載のＸ線位置決め装置。
【請求項１】
被検体へＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体を透過したＸ線から被検体内画像を形成するイメージ・インテンシファイアと、
前記Ｘ線源と前記イメージ・インテンシファイアとの間に介在して前記被検体内画像に線影を投影するワイヤコリメータと、
前記ワイヤコリメータの位置を検出するワイヤコリメータ位置検出手段と、
被検体の体表面位置を検出する体表面位置検出手段と、
Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係に基づき、前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像をマーキングする体表マーキング手段と、
を備えること、
を特徴とするＸ線位置決め装置。
【請求項２】
前記被検体の体表面に前記ワイヤコリメータの線影が投影された場合の投影像の位置及び形状を算出する演算手段をさらに備え、
前記体表マーキング手段は、演算結果に従ってマーキングすること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線位置決め装置。
【請求項３】
前記体表マーキング手段は、前記体表面位置検出手段を備え、
前記体表面位置検出手段は、感圧によって体表面位置を検出する圧迫部材であり、前記体表面マーキング手段の前記体表面への接近移動によって前記体表面と接触すること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線位置決め装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記ワイヤコリメータ位置検出手段と前記体表面位置検出手段とが検出した検出結果に基づき、Ｘ線の焦点と前記ワイヤコリメータと前記被検体の体表面との位置関係から前記算出を行うこと、
を特徴とする請求項２記載のＸ線位置決め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２０２８２７（Ｐ２００７−２０２８２７Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５７０６（Ｐ２００６−２５７０６）
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【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)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【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)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
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