Ｘ線画像診断装置
【課題】 オートポジショニング機能の高機能化を図ること。
【解決手段】 被検体を間にしてＸ線管２とＸ線検出器３とを対向するように保持するアーム１を備え、このアームが前記被検体の体軸周りに回転可能であるとともに、前記被検体の体軸方向に沿って傾動可能なＸ線画像診断装置において、任意に操作された前記アームの動作軌跡を記録するメモリ８ｄと、このメモリに記録されている前記アームの動作軌跡を復元するシステム制御器１０を具備した。
これにより、術者が予めアームを移動させた軌跡を再現する形でアームを位置決めしてＸ線撮影を可能にするので、アームの動きに無駄がなく、スピーディにポジショニンクを達成させることがきる。よって、被検体への負担を軽減し診断のスループットを向上させることができる。
【解決手段】 被検体を間にしてＸ線管２とＸ線検出器３とを対向するように保持するアーム１を備え、このアームが前記被検体の体軸周りに回転可能であるとともに、前記被検体の体軸方向に沿って傾動可能なＸ線画像診断装置において、任意に操作された前記アームの動作軌跡を記録するメモリ８ｄと、このメモリに記録されている前記アームの動作軌跡を復元するシステム制御器１０を具備した。
これにより、術者が予めアームを移動させた軌跡を再現する形でアームを位置決めしてＸ線撮影を可能にするので、アームの動きに無駄がなく、スピーディにポジショニンクを達成させることがきる。よって、被検体への負担を軽減し診断のスループットを向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像診断装置に係り、特にＸ線画像診断装置が備えているオートポジショニング機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像診断装置は、Ｘ線管からのＸ線を例えばイメージインテンシファイアおよびテレビカメラから成るＸ線検出器で検出してＸ線画像を得、これをモニタに表示して観察できるようになっている。この場合被検体は寝台に載せられており、この寝台を挟むようにＸ線管とＸ線検出器とが、Ｃ字型に形成された保持装置（通常、Ｃアームと称される。）の両端に保持される。そして、このＣアームの角度を３次元的に変えることによって、被検体に対するＸ線の照射角度を変え、検査対象となっている部位が見易くなるようにしてＸ線撮影が行われる。
【０００３】
ところで、Ｘ線画像診断装置による被検体のルーチン検査では、被検体をどの方向から観察すべきか（すなわち、どの方向のＸ線画像を撮影すべきか）が、複数の観察方向として予め定まっている。例えば、心臓疾患が疑われる被検体に対するルーチン検査としては、左冠状動脈、右冠状動脈および左心室に対して造影剤を注入してＸ線撮影を行う。そして、それぞれの部位を撮影するに当って、各部位の形状などから、最も効果的に観察できる方向も凡そ定められている。従って、ルーチン検査では、これらの最適な観察方向（すなわち、撮影方向）を再現するために、その都度、Ｃアームを駆動してＸ線管とＸ線検出器との被検体に対する位置（ポジション）を決める操作（以下、この操作をポジショニングと称する。）が必要となる。
【０００４】
このような被検体に対するＸ線管とＸ線検出器のポジショニングを容易にするために、Ｘ線画像診断装置にはオートポジショニング機能が備えられている。このオートポジショニング機能は、被検体に対するＸ線管とＸ線検出器とのとるべきポジションに関するデータ（以下、ポジショニング情報と称する。）を、一般にＣアームの被検体の体軸周りに対する回転角度と体軸方向に沿った傾き角度、およびＸ線検出器の位置（Ｘ線管の焦点からＸ線検出器の入射面までの距離）で表わしている。すなわち、例えば番号と登録ポジションとを対応付けて予めＸ線画像診断装置内に登録しておき、番号を入力するだけで、登録したポジションを呼び出してそのポジションへＸ線管とＸ線検出器とを移動させるという仕組みである。
【０００５】
そして、Ｘ線画像診断装置はルーチン検査のみではなく、一般の診断用としても使用される。さらに多くの医師や技師などの術者によって使用され、術者によっても最適と考える撮影方向が微妙に異なっていることがある。そのため、登録ポジションの数が多大となり、複数の観察方向に対応する登録番号を各術者が覚えていられないという問題が生じ、術者が多くなるほど煩雑になって混乱を招くことになるので、所望のＸ線撮影方向を再現させるオートポジショニング機能として、登録したポジショニング情報を一覧表示し、その中から各術者が所望とする撮影方向を選択することにより、ワンタッチでポジショニングを可能とするものも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２８９８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、術者が所望とする撮影方向を選択した場合のオートポジショニング機能の動作は、先ずＣアームを現在位置から基準位置へ一旦戻し、その後選択された所望の位置へと移動させることになる。そのため、例えば、現在位置と目標位置とが回転角度で＋１０度しか違っていなかったとしても、一旦基準位置へ戻しそれから現在位置＋１０度の位置へと進める動作となる。従って、術者が新たなポジションを設定してスタート操作をしたときに、術者はＣアームが＋１０度進むものと思っていたにも拘わらず、基準位置へ戻るため、術者の想定した方向とは逆の方向へＣアームが動き始めて驚かされることもしばしばあった。
【０００７】
また、基準位置へ戻る動作が入るために、目標位置へ到達するまでの時間が遅くなるので、被検体への負担が多くなり診断のスループットを低下させることにもなっていた。さらに、目標位置への動作軌跡上に干渉物があるような場合には、それを回避するための減速動作に時間がかかり、このことも目標位置へ到達するまでの時間を遅らせる要因となっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検体に照射するＸ線を発生するＸ線管と、このＸ線管を保持する保持手段と、この保持手段の動作軌跡を記録する記憶手段と、この記憶手段に記憶された動作軌跡に基づいて、前記保持手段を移動させる移動制御手段とを備えたことを特徴とするＸ線画像診断装置である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線画像診断装置において、前記保持手段の動作軌跡の記憶を操作者が任意に指示する指示手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線画像診断装置において、前記記憶手段は、前記保持手段の複数位置への動作軌跡を記憶し、前記移動制御手段は、前記保持手段を前記複数の位置への動作軌跡を記憶されている順に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記課題を解決するための手段の項にも示したとおり、本発明の特許請求の範囲に記載する各請求項の発明によれば、次のような効果を奏する。
【００１３】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、オートポジショニング機能の高機能化が達成できる。すなわち、術者が予めアームを移動させた軌跡を再現する形でアームを位置決めしてＸ線撮影を可能にするので、アームの動きに無駄がなく、スピーディにポジショニンクを達成させることがきる。よって、被検体への負担を軽減し診断のスループットを向上させることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明によれば、複数位置に対してもアームを術者の思い通りに移動させその移動軌跡を記録し、その後その移動軌跡を復元することによって、アームを複数位置に順次移動させることにより、アームに無駄のない動きを与えるので、Ｘ線管やＸ線検出器の目標位置へ到達するまでの時間を短縮することができる。よって、被検体への負担を軽減し診断のスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るＸ線画像診断装置の実施の形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明に係るＸ線画像診断装置の、一実施の形態の概略的な構成を示した系統図である。
【００１７】
このＸ線画像診断装置には、例えばＣ字型に形成されたアーム１が設けられており、その両端部に、Ｘ線管２とＸ線検出器３とが対向するように保持されている。そしてＸ線管２とＸ線検出器３の間に被検体を位置させるように、被検体を寝載するための寝台天板４ａを有する寝台４が配置される。またアーム１は、支持器５に支持されており、その支持軸（図示せず）を中心として寝台天板４ａの周りを回転可能であり、さらにアーム１は図示しないスライド機構によって湾曲方向に沿って傾斜可能となっている。さらに、Ｘ線検出器３はＸ線管２の方向に対して進退可能となっている。
【００１８】
なお、Ｘ線検出器３は、例えばガラス基板上に形成されるスイッチング素子や容量を、Ｘ線を電荷などに変換する光導電膜などで覆うようにした半導体アレイで形成されるフラットパネル型放射線検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）或いは、Ｘ線像をイメージインテンシファイア（Image Intensifier：以下、Ｉ．Ｉ．と略称する。）により可視光像に変換し、Ｉ．Ｉ．の出力蛍光面に形成された可視光像の透過量を制御する光学系を介して前記可視光像をテレビカメラで撮影する形式のものなどである。
【００１９】
Ｘ線管２には、Ｘ線管２から所望のＸ線を発生させるために管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などの出力条件を制御するＸ線発生装置６が接続されている。またＸ線検出器３は、その出力信号や制御信号の授受をＸ線検出器インターフェース７との間で行なうようにされている。そして、Ｘ線検出器インターフェース７は画像処理装置８に入力インターフェース８ａを介して画像信号を供出し、画像処理装置８はモニタ９に接続されている。
【００２０】
上記のような寝台４、支持器５、Ｘ線発生装置６、Ｘ線制御器インターフェース７、画像処理装置８などの各コンポーネントは、ＣＰＵを含むシステム制御部１０によって有機的に制御されて、被検体に対して所望の位置でのＸ線撮影を実行したりＸ線撮影によって取得したＸ線画像をモニタ９に表示したりする。そのため、システム制御部１０には術者が適宜設定値や指示内容などを入力するためのキーボードやマウス、ジョイスティックなどを備えた操作部１１が接続されている。なお、寝台４にも操作部を設けて、寝台天板４ａの上下動や水平動などを操作するとともに、システム制御部１０を介して支持器５の動作を制御できるようにしてもよい。
【００２１】
なお、画像処理装置８には、システム制御器１０との間で制御信号の授受を行なうＸ線／支持器制御インターフェース８ｂ、画像信号を加算したりサブトラクション処理を施したりする演算部８ｃ、生の画像データや処理後の画像データおよびポジショニング情報などを保存するメモリ８ｄやハードディスク装置８ｅ、画像データをビデオ信号に変換するビデオ部８ｆなどを有し、これらはバスライン８ｇを介して相互に接続されている。
【００２２】
また、ポジショニング情報は、被検体のＸ線透過像を得るための撮影方向や被検体に対してＸ線管２とＸ線検出器３とのとるべきポジションを示しており、一般にアーム１の、被検体の体軸周りに対する回転角度と体軸方向に沿ったアーム１の傾き角度、さらにＸ線検出器３の位置で表される。例えば、代表的な４つの撮影方向として、ＬＡＯ（Left Anterior Oblique view：第２斜位）、ＣＡＵ（Caudal view：頭尾方向）、ＲＡＯ（Right Anterior Oblique view：第１斜位）、ＣＲＡ （Cranial view：尾頭方向）があり、Ｘ線検出器３の位置はＸ線管２の焦点からＸ線検出器３の入射面までの距離ＳＩＤ（Source image distance）で表される。
【００２３】
ただしこれらに限定されるものではなく、アーム１に対する寝台天板４ａの位置や寝台４の高さなども必要な情報となる。さらに、例えば支持器５が床に据置く型のものではなく、天井走行型の場合には、天井横手動、天井長手動なども位置情報として必要な情報となる。
【００２４】
次に、このように構成された本発明に係るＸ線画像診断装置の実施例１の動作を、図２および図３を参照して説明する。
【００２５】
図２は、術者によってアーム１を現在位置から所望とするポジションへ移動させる際の、その移動軌跡の記録方法を示したフローチャートであり、先ずこの動作について説明する。
【００２６】
すなわち、ステップ１として、術者は操作部１１から、現在位置から移動させるアーム１の移動経路の記録を開始する旨のトリガー信号を入力する。このトリガー信号はシステム制御部１０へ伝達され、現在位置のデータとして、例えばＲＡＯ、ＣＲＡ、ＳＩＤなどをメモリ８ｄに記録する。次にステップ２として、操作部１１のジョイスティックなどによって、術者がアーム１を所望とするポジションへ移動させることにより、その軌跡が順次メモリ８ｄに記録される。
【００２７】
この場合、アーム１の動きは術者の望む位置として、ＬＡＯ／ＲＡＯ方向だけの動きであったり、ＣＡＵ／ＣＲＡ方向だけの動きであったり、或いは両者の組み合わされた方向であったりすることになるが、いずれにしても術者の操作したアーム１の軌跡を忠実に記録することになる。そして、アーム１が術者の望む位置に達したら、ステップ３として、術者は操作部１１から、記録を終了する旨のトリガー信号を入力する。これにより、一連の動きが終了する。
【００２８】
なお、アーム１が到達した所望位置で、その後Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりすることができることは言うまでもない。また、具体的にアームの動作軌跡を記録する方法としては、記録開始のトリガー信号が入力された後、記録終了のトリガー信号が入力されるまでの間のアームを回転させるモータの回転運動のログを記録しておく、あるいは記録開始のトリガー信号が入力された後、記録終了のトリガー信号が入力されるまでにアームが動いた位置をポテンショメータ等で記録しておく、などがある。
【００２９】
次に、上記のようにして記録されたアーム１の動きを復元する場合の手順を、図３に示したフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
すなわち、ステップ１１として、術者は操作部１１から、メモリ８ｄに記録されているアーム１の移動経路の復元を開始する旨のトリガー信号を入力する。よって、このトリガー信号はシステム制御部１０へ伝達され、移動経路の復元指示であることが認識されると、ステップ１２として、メモリ８ｄに記録されているアーム１の軌跡が順次読み出される。そして、メモリ８ｄから読み出されたその情報は、システム制御部１０を介して支持器５へ伝達され、その情報に従ってアーム１が駆動される。そして、アーム１がＬＡＯ／ＲＡＯ、ＣＡＵ／ＣＲＡの所定の位置に達し、さらにＳＩＤなども含めて全ての位置が指定された位置に達したことが確認されると、ステップ１３として復元が完了したと判断されて、メモリ８ｄからの情報の読み出しを停止する。よって、この位置でＸ線透視像を観察したり、Ｘ線撮影を実施したりすることになる。そして、Ｘ線撮影などを終了すれば、術者は操作部１１から復元完了信号を入力して、復元動作を完了させる（ステップ１３）。
【００３１】
このように、本発明によれば、術者が予めアーム１を移動させた軌跡を忠実に再現する形でアーム１を位置決めするので、アーム１の動きに無駄がなく、スピーディにポジショニンクを達成させることがきる。
【実施例２】
【００３２】
次に、本発明の実施例２について説明する。
【００３３】
例えば、ルーチン検査では、被検体の観察部位に応じて複数の観察方向が予めほぼ定まっているので、アーム１を先ずＡ位置に置いてＸ線画像を撮影し、次にアーム１をＢ位置に移動させてＸ線画像を撮影し、さらにアーム１をＣ位置に移動させてＸ線画像を撮影するように、幾つかのポジションを連続的に順次移動させるような場合の動作形態を、図４および図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
アーム１の動作軌跡の記録方法が図４に示されている。すなわち、ステップ２１として、術者が操作部１１から、アーム１の移動経路の記録を開始する旨のトリガー信号を入力する。このトリガー信号はシステム制御部１０へ伝達され、現在位置のデータとして、例えばＲＡＯ、ＣＲＡ、ＳＩＤなどをメモリ８ｄに記録する。次にステップ２２として、操作部１１のジョイスティックなどによって、アーム１を所望とするＡポジションへ移動させる。これにより、その軌跡が順次メモリ８ｄに記録される。そして、ステップ２３として、Ａ位置を所定の停止位置であることをメモリ８ｄに記録する。ここで必要があれば、術者はＡ位置において、Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりしてもよい。
【００３５】
Ａ位置がアーム１の停止位置として記録されたら、次に術者は、ステップ２４として、操作部１１のジョイスティックなどを操作して、Ａ位置からＢ位置へアーム１を移動させる。このときも、術者が所望とするＢポジションへ移動させたアーム１の軌跡が順次メモリ８ｄに記録される。ただし、現在位置はＡ位置として分かっているので、現在位置のデータを改めて取得する必要はない。そして、Ｂ位置に達したら、ステップ２５として、Ｂ位置を所定の停止位置であることをメモリ８ｄに記録する。なお術者は、ここでもＸ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりしてもよい。
【００３６】
さらに、Ｂ位置がアーム１の停止位置として記録されたら、次に、ステップ２６として、術者は操作部１１のジョイスティックなどによって、Ｂ位置からＣ位置へアーム１を移動させる。このときも、術者が移動させたアーム１のＣポジションへの移動軌跡が順次メモリ８ｄに記録される、ただし、現在位置はＢ位置として分かっているので、現在位置のデータを改めて取得する必要はない。そして、Ｃ位置に達したら、ステップ２７として、Ｃ位置を所定の停止位置であることをメモリ８ｄに記録する。なお術者は、ここでもＸ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりしてもよい。
【００３７】
そして、Ｃ位置がアーム１の停止位置として記録されたら、ステップ２８として、術者は操作部１１から、アーム１の移動軌跡の記録を終了する旨のトリガー信号を入力する。これにより、一連の動きが終了する。
【００３８】
このように記録されたアーム１の動きを復元する場合の手順が、図５に示されているので、次に復元手順について説明する。
【００３９】
先ずステップ３１として、術者は操作部１１から、記録されているアーム１の移動経路の復元を開始する旨のトリガー信号を入力する。よって、このトリガー信号はシステム制御部１０へ伝達され、移動経路の復元指示であることが認識されると、メモリ８ｄに記録されているアーム１の移動軌跡が順次読み出され、メモリ８ｄから読み出されたその情報は、システム制御部１０を介して支持器５へ伝達され、その情報に従ってアーム１を駆動することになる。すなわち、ステップ３２として、アーム１を指定されたＡポジションへ移動させ、Ａ位置に達したらアーム１を停止させる。ここで術者は、Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりする（ステップ３３）。
【００４０】
Ａ位置でのＸ線透視像の観察やＸ線撮影を終了すると術者は、操作部１１から撮影終了信号を入力する（ステップ３４）。これを受けてステップ３５として、メモリ８ｄからアーム１の次の移動軌跡を示すデータが読み出され、支持器５へ伝達される。よってアーム１がＡ位置からＢ位置へ移動させられる。そして、Ｂ位置に達したらアーム１を停止させる。ここで術者は、Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりする（ステップ３６）。
【００４１】
Ｂ位置でのＸ線透視像の観察やＸ線撮影を終了すると術者は、操作部１１から撮影終了信号を入力する（ステップ３７）。これを受けてステップ３８として、メモリ８ｄからアーム１の次の移動軌跡を示すデータが読み出され、支持器５へ伝達される。よってアーム１がＢ位置からＣ位置へ移動させられる。そして、Ｃ位置に達したらアーム１を停止させる。ここで術者は、Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりする（ステップ３９）。
【００４２】
Ｃ位置でのＸ線透視像の観察やＸ線撮影を終了すると術者は、操作部１１から復元完了信号を入力する（ステップ４０）。よって、メモリ８ｄからの情報の読み出しが停止され、これにより、一連の動作が終了する。
【００４３】
以上詳述したように本発明によれば、オートポジショニング機能の高機能化が達成できる。すなわち、術者の思い通りにアーム１を移動させその移動軌跡を記録し、その後その移動軌跡を復元することによって、アーム１に無駄のない動きを与えるので、Ｘ線管やＸ線検出器の目標位置へ到達するまでの時間を短縮することができる。よって、被検体への負担を軽減し診断のスループットを向上させることができる。
【００４４】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されることなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々の形態での実施が可能である。例えば、Ｘ線管２とＸ線検出器３とを保持する保持手段として、Ｃアームを例として記載したが、これ以外のオメガアームなどの保持手段を用いてもよい。また、アーム１を所望のポジションへ移動させる手段として、操作部１１のジョイスティックを用いるものとして説明したが、数値を入力することにより、アーム１の動作軌跡を定めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るＸ線画像診断装置の一実施形態の概略構成を示した系統図である。（実施例１、実施例２）
【図２】実施例１におけるアームの移動軌跡の記録方法を説明するために示したフローチャートである。（実施例１）
【図３】実施例１における記録されたアームの移動軌跡の復元方法を説明するために示したフローチャートである。（実施例１）
【図４】実施例２におけるアームの移動軌跡の記録方法を説明するために示したフローチャートである。（実施例２）
【図５】実施例２における記録されたアームの移動軌跡の復元方法を説明するために示したフローチャートである。（実施例２）
【符号の説明】
【００４６】
１ アーム
２ Ｘ線管
３ Ｘ線検出器
４ 寝台
４ａ 寝台天板
５ 支持器
６ Ｘ線発生装置
７ Ｘ線制御器インターフェース
８ 画像処理装置
８ａ 入力インターフェース
８ｂ Ｘ線／支持器制御インターフェース
８ｃ 演算部
８ｄ メモリ
８ｅ ハードディスク装置
８ｆ ビデオ部
８ｇ バスライン
９ モニタ
１０ システム制御部
１１ 操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像診断装置に係り、特にＸ線画像診断装置が備えているオートポジショニング機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像診断装置は、Ｘ線管からのＸ線を例えばイメージインテンシファイアおよびテレビカメラから成るＸ線検出器で検出してＸ線画像を得、これをモニタに表示して観察できるようになっている。この場合被検体は寝台に載せられており、この寝台を挟むようにＸ線管とＸ線検出器とが、Ｃ字型に形成された保持装置（通常、Ｃアームと称される。）の両端に保持される。そして、このＣアームの角度を３次元的に変えることによって、被検体に対するＸ線の照射角度を変え、検査対象となっている部位が見易くなるようにしてＸ線撮影が行われる。
【０００３】
ところで、Ｘ線画像診断装置による被検体のルーチン検査では、被検体をどの方向から観察すべきか（すなわち、どの方向のＸ線画像を撮影すべきか）が、複数の観察方向として予め定まっている。例えば、心臓疾患が疑われる被検体に対するルーチン検査としては、左冠状動脈、右冠状動脈および左心室に対して造影剤を注入してＸ線撮影を行う。そして、それぞれの部位を撮影するに当って、各部位の形状などから、最も効果的に観察できる方向も凡そ定められている。従って、ルーチン検査では、これらの最適な観察方向（すなわち、撮影方向）を再現するために、その都度、Ｃアームを駆動してＸ線管とＸ線検出器との被検体に対する位置（ポジション）を決める操作（以下、この操作をポジショニングと称する。）が必要となる。
【０００４】
このような被検体に対するＸ線管とＸ線検出器のポジショニングを容易にするために、Ｘ線画像診断装置にはオートポジショニング機能が備えられている。このオートポジショニング機能は、被検体に対するＸ線管とＸ線検出器とのとるべきポジションに関するデータ（以下、ポジショニング情報と称する。）を、一般にＣアームの被検体の体軸周りに対する回転角度と体軸方向に沿った傾き角度、およびＸ線検出器の位置（Ｘ線管の焦点からＸ線検出器の入射面までの距離）で表わしている。すなわち、例えば番号と登録ポジションとを対応付けて予めＸ線画像診断装置内に登録しておき、番号を入力するだけで、登録したポジションを呼び出してそのポジションへＸ線管とＸ線検出器とを移動させるという仕組みである。
【０００５】
そして、Ｘ線画像診断装置はルーチン検査のみではなく、一般の診断用としても使用される。さらに多くの医師や技師などの術者によって使用され、術者によっても最適と考える撮影方向が微妙に異なっていることがある。そのため、登録ポジションの数が多大となり、複数の観察方向に対応する登録番号を各術者が覚えていられないという問題が生じ、術者が多くなるほど煩雑になって混乱を招くことになるので、所望のＸ線撮影方向を再現させるオートポジショニング機能として、登録したポジショニング情報を一覧表示し、その中から各術者が所望とする撮影方向を選択することにより、ワンタッチでポジショニングを可能とするものも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２８９８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、術者が所望とする撮影方向を選択した場合のオートポジショニング機能の動作は、先ずＣアームを現在位置から基準位置へ一旦戻し、その後選択された所望の位置へと移動させることになる。そのため、例えば、現在位置と目標位置とが回転角度で＋１０度しか違っていなかったとしても、一旦基準位置へ戻しそれから現在位置＋１０度の位置へと進める動作となる。従って、術者が新たなポジションを設定してスタート操作をしたときに、術者はＣアームが＋１０度進むものと思っていたにも拘わらず、基準位置へ戻るため、術者の想定した方向とは逆の方向へＣアームが動き始めて驚かされることもしばしばあった。
【０００７】
また、基準位置へ戻る動作が入るために、目標位置へ到達するまでの時間が遅くなるので、被検体への負担が多くなり診断のスループットを低下させることにもなっていた。さらに、目標位置への動作軌跡上に干渉物があるような場合には、それを回避するための減速動作に時間がかかり、このことも目標位置へ到達するまでの時間を遅らせる要因となっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検体に照射するＸ線を発生するＸ線管と、このＸ線管を保持する保持手段と、この保持手段の動作軌跡を記録する記憶手段と、この記憶手段に記憶された動作軌跡に基づいて、前記保持手段を移動させる移動制御手段とを備えたことを特徴とするＸ線画像診断装置である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線画像診断装置において、前記保持手段の動作軌跡の記憶を操作者が任意に指示する指示手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線画像診断装置において、前記記憶手段は、前記保持手段の複数位置への動作軌跡を記憶し、前記移動制御手段は、前記保持手段を前記複数の位置への動作軌跡を記憶されている順に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記課題を解決するための手段の項にも示したとおり、本発明の特許請求の範囲に記載する各請求項の発明によれば、次のような効果を奏する。
【００１３】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、オートポジショニング機能の高機能化が達成できる。すなわち、術者が予めアームを移動させた軌跡を再現する形でアームを位置決めしてＸ線撮影を可能にするので、アームの動きに無駄がなく、スピーディにポジショニンクを達成させることがきる。よって、被検体への負担を軽減し診断のスループットを向上させることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明によれば、複数位置に対してもアームを術者の思い通りに移動させその移動軌跡を記録し、その後その移動軌跡を復元することによって、アームを複数位置に順次移動させることにより、アームに無駄のない動きを与えるので、Ｘ線管やＸ線検出器の目標位置へ到達するまでの時間を短縮することができる。よって、被検体への負担を軽減し診断のスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るＸ線画像診断装置の実施の形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明に係るＸ線画像診断装置の、一実施の形態の概略的な構成を示した系統図である。
【００１７】
このＸ線画像診断装置には、例えばＣ字型に形成されたアーム１が設けられており、その両端部に、Ｘ線管２とＸ線検出器３とが対向するように保持されている。そしてＸ線管２とＸ線検出器３の間に被検体を位置させるように、被検体を寝載するための寝台天板４ａを有する寝台４が配置される。またアーム１は、支持器５に支持されており、その支持軸（図示せず）を中心として寝台天板４ａの周りを回転可能であり、さらにアーム１は図示しないスライド機構によって湾曲方向に沿って傾斜可能となっている。さらに、Ｘ線検出器３はＸ線管２の方向に対して進退可能となっている。
【００１８】
なお、Ｘ線検出器３は、例えばガラス基板上に形成されるスイッチング素子や容量を、Ｘ線を電荷などに変換する光導電膜などで覆うようにした半導体アレイで形成されるフラットパネル型放射線検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）或いは、Ｘ線像をイメージインテンシファイア（Image Intensifier：以下、Ｉ．Ｉ．と略称する。）により可視光像に変換し、Ｉ．Ｉ．の出力蛍光面に形成された可視光像の透過量を制御する光学系を介して前記可視光像をテレビカメラで撮影する形式のものなどである。
【００１９】
Ｘ線管２には、Ｘ線管２から所望のＸ線を発生させるために管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などの出力条件を制御するＸ線発生装置６が接続されている。またＸ線検出器３は、その出力信号や制御信号の授受をＸ線検出器インターフェース７との間で行なうようにされている。そして、Ｘ線検出器インターフェース７は画像処理装置８に入力インターフェース８ａを介して画像信号を供出し、画像処理装置８はモニタ９に接続されている。
【００２０】
上記のような寝台４、支持器５、Ｘ線発生装置６、Ｘ線制御器インターフェース７、画像処理装置８などの各コンポーネントは、ＣＰＵを含むシステム制御部１０によって有機的に制御されて、被検体に対して所望の位置でのＸ線撮影を実行したりＸ線撮影によって取得したＸ線画像をモニタ９に表示したりする。そのため、システム制御部１０には術者が適宜設定値や指示内容などを入力するためのキーボードやマウス、ジョイスティックなどを備えた操作部１１が接続されている。なお、寝台４にも操作部を設けて、寝台天板４ａの上下動や水平動などを操作するとともに、システム制御部１０を介して支持器５の動作を制御できるようにしてもよい。
【００２１】
なお、画像処理装置８には、システム制御器１０との間で制御信号の授受を行なうＸ線／支持器制御インターフェース８ｂ、画像信号を加算したりサブトラクション処理を施したりする演算部８ｃ、生の画像データや処理後の画像データおよびポジショニング情報などを保存するメモリ８ｄやハードディスク装置８ｅ、画像データをビデオ信号に変換するビデオ部８ｆなどを有し、これらはバスライン８ｇを介して相互に接続されている。
【００２２】
また、ポジショニング情報は、被検体のＸ線透過像を得るための撮影方向や被検体に対してＸ線管２とＸ線検出器３とのとるべきポジションを示しており、一般にアーム１の、被検体の体軸周りに対する回転角度と体軸方向に沿ったアーム１の傾き角度、さらにＸ線検出器３の位置で表される。例えば、代表的な４つの撮影方向として、ＬＡＯ（Left Anterior Oblique view：第２斜位）、ＣＡＵ（Caudal view：頭尾方向）、ＲＡＯ（Right Anterior Oblique view：第１斜位）、ＣＲＡ （Cranial view：尾頭方向）があり、Ｘ線検出器３の位置はＸ線管２の焦点からＸ線検出器３の入射面までの距離ＳＩＤ（Source image distance）で表される。
【００２３】
ただしこれらに限定されるものではなく、アーム１に対する寝台天板４ａの位置や寝台４の高さなども必要な情報となる。さらに、例えば支持器５が床に据置く型のものではなく、天井走行型の場合には、天井横手動、天井長手動なども位置情報として必要な情報となる。
【００２４】
次に、このように構成された本発明に係るＸ線画像診断装置の実施例１の動作を、図２および図３を参照して説明する。
【００２５】
図２は、術者によってアーム１を現在位置から所望とするポジションへ移動させる際の、その移動軌跡の記録方法を示したフローチャートであり、先ずこの動作について説明する。
【００２６】
すなわち、ステップ１として、術者は操作部１１から、現在位置から移動させるアーム１の移動経路の記録を開始する旨のトリガー信号を入力する。このトリガー信号はシステム制御部１０へ伝達され、現在位置のデータとして、例えばＲＡＯ、ＣＲＡ、ＳＩＤなどをメモリ８ｄに記録する。次にステップ２として、操作部１１のジョイスティックなどによって、術者がアーム１を所望とするポジションへ移動させることにより、その軌跡が順次メモリ８ｄに記録される。
【００２７】
この場合、アーム１の動きは術者の望む位置として、ＬＡＯ／ＲＡＯ方向だけの動きであったり、ＣＡＵ／ＣＲＡ方向だけの動きであったり、或いは両者の組み合わされた方向であったりすることになるが、いずれにしても術者の操作したアーム１の軌跡を忠実に記録することになる。そして、アーム１が術者の望む位置に達したら、ステップ３として、術者は操作部１１から、記録を終了する旨のトリガー信号を入力する。これにより、一連の動きが終了する。
【００２８】
なお、アーム１が到達した所望位置で、その後Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりすることができることは言うまでもない。また、具体的にアームの動作軌跡を記録する方法としては、記録開始のトリガー信号が入力された後、記録終了のトリガー信号が入力されるまでの間のアームを回転させるモータの回転運動のログを記録しておく、あるいは記録開始のトリガー信号が入力された後、記録終了のトリガー信号が入力されるまでにアームが動いた位置をポテンショメータ等で記録しておく、などがある。
【００２９】
次に、上記のようにして記録されたアーム１の動きを復元する場合の手順を、図３に示したフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
すなわち、ステップ１１として、術者は操作部１１から、メモリ８ｄに記録されているアーム１の移動経路の復元を開始する旨のトリガー信号を入力する。よって、このトリガー信号はシステム制御部１０へ伝達され、移動経路の復元指示であることが認識されると、ステップ１２として、メモリ８ｄに記録されているアーム１の軌跡が順次読み出される。そして、メモリ８ｄから読み出されたその情報は、システム制御部１０を介して支持器５へ伝達され、その情報に従ってアーム１が駆動される。そして、アーム１がＬＡＯ／ＲＡＯ、ＣＡＵ／ＣＲＡの所定の位置に達し、さらにＳＩＤなども含めて全ての位置が指定された位置に達したことが確認されると、ステップ１３として復元が完了したと判断されて、メモリ８ｄからの情報の読み出しを停止する。よって、この位置でＸ線透視像を観察したり、Ｘ線撮影を実施したりすることになる。そして、Ｘ線撮影などを終了すれば、術者は操作部１１から復元完了信号を入力して、復元動作を完了させる（ステップ１３）。
【００３１】
このように、本発明によれば、術者が予めアーム１を移動させた軌跡を忠実に再現する形でアーム１を位置決めするので、アーム１の動きに無駄がなく、スピーディにポジショニンクを達成させることがきる。
【実施例２】
【００３２】
次に、本発明の実施例２について説明する。
【００３３】
例えば、ルーチン検査では、被検体の観察部位に応じて複数の観察方向が予めほぼ定まっているので、アーム１を先ずＡ位置に置いてＸ線画像を撮影し、次にアーム１をＢ位置に移動させてＸ線画像を撮影し、さらにアーム１をＣ位置に移動させてＸ線画像を撮影するように、幾つかのポジションを連続的に順次移動させるような場合の動作形態を、図４および図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
アーム１の動作軌跡の記録方法が図４に示されている。すなわち、ステップ２１として、術者が操作部１１から、アーム１の移動経路の記録を開始する旨のトリガー信号を入力する。このトリガー信号はシステム制御部１０へ伝達され、現在位置のデータとして、例えばＲＡＯ、ＣＲＡ、ＳＩＤなどをメモリ８ｄに記録する。次にステップ２２として、操作部１１のジョイスティックなどによって、アーム１を所望とするＡポジションへ移動させる。これにより、その軌跡が順次メモリ８ｄに記録される。そして、ステップ２３として、Ａ位置を所定の停止位置であることをメモリ８ｄに記録する。ここで必要があれば、術者はＡ位置において、Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりしてもよい。
【００３５】
Ａ位置がアーム１の停止位置として記録されたら、次に術者は、ステップ２４として、操作部１１のジョイスティックなどを操作して、Ａ位置からＢ位置へアーム１を移動させる。このときも、術者が所望とするＢポジションへ移動させたアーム１の軌跡が順次メモリ８ｄに記録される。ただし、現在位置はＡ位置として分かっているので、現在位置のデータを改めて取得する必要はない。そして、Ｂ位置に達したら、ステップ２５として、Ｂ位置を所定の停止位置であることをメモリ８ｄに記録する。なお術者は、ここでもＸ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりしてもよい。
【００３６】
さらに、Ｂ位置がアーム１の停止位置として記録されたら、次に、ステップ２６として、術者は操作部１１のジョイスティックなどによって、Ｂ位置からＣ位置へアーム１を移動させる。このときも、術者が移動させたアーム１のＣポジションへの移動軌跡が順次メモリ８ｄに記録される、ただし、現在位置はＢ位置として分かっているので、現在位置のデータを改めて取得する必要はない。そして、Ｃ位置に達したら、ステップ２７として、Ｃ位置を所定の停止位置であることをメモリ８ｄに記録する。なお術者は、ここでもＸ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりしてもよい。
【００３７】
そして、Ｃ位置がアーム１の停止位置として記録されたら、ステップ２８として、術者は操作部１１から、アーム１の移動軌跡の記録を終了する旨のトリガー信号を入力する。これにより、一連の動きが終了する。
【００３８】
このように記録されたアーム１の動きを復元する場合の手順が、図５に示されているので、次に復元手順について説明する。
【００３９】
先ずステップ３１として、術者は操作部１１から、記録されているアーム１の移動経路の復元を開始する旨のトリガー信号を入力する。よって、このトリガー信号はシステム制御部１０へ伝達され、移動経路の復元指示であることが認識されると、メモリ８ｄに記録されているアーム１の移動軌跡が順次読み出され、メモリ８ｄから読み出されたその情報は、システム制御部１０を介して支持器５へ伝達され、その情報に従ってアーム１を駆動することになる。すなわち、ステップ３２として、アーム１を指定されたＡポジションへ移動させ、Ａ位置に達したらアーム１を停止させる。ここで術者は、Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりする（ステップ３３）。
【００４０】
Ａ位置でのＸ線透視像の観察やＸ線撮影を終了すると術者は、操作部１１から撮影終了信号を入力する（ステップ３４）。これを受けてステップ３５として、メモリ８ｄからアーム１の次の移動軌跡を示すデータが読み出され、支持器５へ伝達される。よってアーム１がＡ位置からＢ位置へ移動させられる。そして、Ｂ位置に達したらアーム１を停止させる。ここで術者は、Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりする（ステップ３６）。
【００４１】
Ｂ位置でのＸ線透視像の観察やＸ線撮影を終了すると術者は、操作部１１から撮影終了信号を入力する（ステップ３７）。これを受けてステップ３８として、メモリ８ｄからアーム１の次の移動軌跡を示すデータが読み出され、支持器５へ伝達される。よってアーム１がＢ位置からＣ位置へ移動させられる。そして、Ｃ位置に達したらアーム１を停止させる。ここで術者は、Ｘ線管２からＸ線を曝射して、被検体の所望の観察部位をＸ線透視像として観察したり、Ｘ線撮影を実施したりする（ステップ３９）。
【００４２】
Ｃ位置でのＸ線透視像の観察やＸ線撮影を終了すると術者は、操作部１１から復元完了信号を入力する（ステップ４０）。よって、メモリ８ｄからの情報の読み出しが停止され、これにより、一連の動作が終了する。
【００４３】
以上詳述したように本発明によれば、オートポジショニング機能の高機能化が達成できる。すなわち、術者の思い通りにアーム１を移動させその移動軌跡を記録し、その後その移動軌跡を復元することによって、アーム１に無駄のない動きを与えるので、Ｘ線管やＸ線検出器の目標位置へ到達するまでの時間を短縮することができる。よって、被検体への負担を軽減し診断のスループットを向上させることができる。
【００４４】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されることなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々の形態での実施が可能である。例えば、Ｘ線管２とＸ線検出器３とを保持する保持手段として、Ｃアームを例として記載したが、これ以外のオメガアームなどの保持手段を用いてもよい。また、アーム１を所望のポジションへ移動させる手段として、操作部１１のジョイスティックを用いるものとして説明したが、数値を入力することにより、アーム１の動作軌跡を定めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るＸ線画像診断装置の一実施形態の概略構成を示した系統図である。（実施例１、実施例２）
【図２】実施例１におけるアームの移動軌跡の記録方法を説明するために示したフローチャートである。（実施例１）
【図３】実施例１における記録されたアームの移動軌跡の復元方法を説明するために示したフローチャートである。（実施例１）
【図４】実施例２におけるアームの移動軌跡の記録方法を説明するために示したフローチャートである。（実施例２）
【図５】実施例２における記録されたアームの移動軌跡の復元方法を説明するために示したフローチャートである。（実施例２）
【符号の説明】
【００４６】
１ アーム
２ Ｘ線管
３ Ｘ線検出器
４ 寝台
４ａ 寝台天板
５ 支持器
６ Ｘ線発生装置
７ Ｘ線制御器インターフェース
８ 画像処理装置
８ａ 入力インターフェース
８ｂ Ｘ線／支持器制御インターフェース
８ｃ 演算部
８ｄ メモリ
８ｅ ハードディスク装置
８ｆ ビデオ部
８ｇ バスライン
９ モニタ
１０ システム制御部
１１ 操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射するＸ線を発生するＸ線管と、
このＸ線管を保持する保持手段と、
この保持手段の動作軌跡を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された動作軌跡に基づいて、前記保持手段を移動させる移動制御手段と
を備えたことを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記保持手段の動作軌跡の記憶を操作者が任意に指示する指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のＸ線画像診断装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記保持手段の複数位置への動作軌跡を記憶し、前記移動制御手段は、前記保持手段を前記複数の位置への動作軌跡を記憶されている順に移動させることを特徴とする請求項１記載のＸ線画像診断装置。
【請求項１】
被検体に照射するＸ線を発生するＸ線管と、
このＸ線管を保持する保持手段と、
この保持手段の動作軌跡を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された動作軌跡に基づいて、前記保持手段を移動させる移動制御手段と
を備えたことを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記保持手段の動作軌跡の記憶を操作者が任意に指示する指示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のＸ線画像診断装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記保持手段の複数位置への動作軌跡を記憶し、前記移動制御手段は、前記保持手段を前記複数の位置への動作軌跡を記憶されている順に移動させることを特徴とする請求項１記載のＸ線画像診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２５８９３（Ｐ２００６−２５８９３Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０５４２６（Ｐ２００４−２０５４２６）
【出願日】平成１６年７月１３日（２００４．７．１３）
【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１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１３日（２００４．７．１３）
【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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