Ｘ線画像診断装置
【課題】安全を確保しながら検査の迅速化が可能なＸ線画像診断装置を提供すること。
【解決手段】被写体に照射するＸ線を発生するＸ線管及びこのＸ線管に対向して配置されるＸ線検出器とで構成される撮像系が回転可能に設けられたＣアームと、前記Ｃアームの回転角を制御するＣアーム駆動部と、前記Ｘ線管とＸ線検出器の間に配置される寝台と、この寝台の位置を制御する寝台駆動部と、この寝台に載置する被写体の透視画像を前記撮像系から取得し、被写体の位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、回転撮影の予備動作において、前記透視画像を取得した時の前記Ｃアームの回転角制御位置と、前記寝台の制御位置が同じで、前記位置ずれ検出部の被写体の位置ずれがない場合は、それ以降の回転撮影時の予備動作を省略するよう前記Ｃアームの回転を制御するシステム制御部と、を有することを特徴とするＸ線画像診断装置。
【解決手段】被写体に照射するＸ線を発生するＸ線管及びこのＸ線管に対向して配置されるＸ線検出器とで構成される撮像系が回転可能に設けられたＣアームと、前記Ｃアームの回転角を制御するＣアーム駆動部と、前記Ｘ線管とＸ線検出器の間に配置される寝台と、この寝台の位置を制御する寝台駆動部と、この寝台に載置する被写体の透視画像を前記撮像系から取得し、被写体の位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、回転撮影の予備動作において、前記透視画像を取得した時の前記Ｃアームの回転角制御位置と、前記寝台の制御位置が同じで、前記位置ずれ検出部の被写体の位置ずれがない場合は、それ以降の回転撮影時の予備動作を省略するよう前記Ｃアームの回転を制御するシステム制御部と、を有することを特徴とするＸ線画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用画像診断装置の一つであるＸ線画像診断装置では、Ｘ線を発生するＸ線管と、このＸ線管に対向して配置されるＸ線検出器で構成される撮像系がＣアーム保持装置に保持されている。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写体に対するＸ線の照射角度を変えることができ、検査対象となっている部位を見やすくなるようにしてＸ線撮影が可能である。またＣアームに保持されるＸ線管とＸ線検出器のペアを回転させて撮影することで被写体の３次元断層写真を得ることも可能である。
【０００３】
この回転撮影は、例えば脳血管インターベンションにおいて、頭蓋内に挿入したステントの密着状態を把握するなどのため、３Ｄ Ａｎｇｉｏ画像の収集などで実施される。従来の装置では、この回転撮影を行なう際、被写体に対して正面・側面等の位置決めを行った後、回転撮影条件を確認するために被写体に対してテストショットを行う。その後、Ｃアームの回転動作によって被写体との接触がないか、また周辺装置との接触がないか等の安全確認のために、Ｃアームの回転撮影を終了するエンド角に一旦移動してから、回転撮影のスタート角に移動し、回転軌道上に干渉物がないことを確認した上で、実際の回転撮影の画像収集が開始される。この動作を予備動作という。
【０００４】
頭蓋内に挿入したステントの密着状態を把握するために３Ｄ Ａｎｇｉｏ画像を収集するケースなどでは、何度も回転撮影を実施する必要があり、この回転撮影の度に、被写体の撮影部位の位置決め→テストショット撮影→エンド位置へ移動→スタート位置への移動といった予備動作を繰り返して実施することとなり、このため検査時間の増大を招いてしまう。検査時間の増大は、医師および患者にとって精神的な負担を与える。
【０００５】
Ｃアーム保持装置を有するＸ線画像診断装置において、上記のような撮影の度に行われる予備動作、または規定位置にＣアームを移動させるオートポジションニング動作などが記載された特許文献として以下のような文献がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、安全の確保と同時に、検査の迅速化が可能なＸ線画像診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１の実施形態によれば、被写体に照射するＸ線を発生するＸ線管及びこのＸ線管に対向して配置されるＸ線検出器で構成される撮像系が回転可能に設けられたＣアームと、前記Ｃアームの回転角を制御するＣアーム駆動部と、前記Ｘ線管とＸ線検出器の間に配置される寝台と、この寝台の位置を制御する寝台駆動部と、この寝台に載置する被写体の透視画像を前記撮像系から取得し、被写体の位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、回転撮影の予備動作において、前記透視画像を取得した時の前記Ｃアームの回転角制御位置と、前記寝台の制御位置が同じで、前記位置ずれ検出部の被写体の位置ずれがない場合は、それ以降の回転撮影時の予備動作を省略するよう前記Ｃアームの回転を制御するシステム制御部と、を有することを特徴とするＸ線画像診断装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係るＸ線画像診断装置の構成図である。
【図２】同実施形態に係るＸ線画像診断装置のＣアーム保持装置の構成図である。
【図３】同実施形態に係るＸ線画像診断装置の予備動作と被写体の位置ずれを説明する図である。（ａ）は初回、回転撮影時の場合、（ｂ）は、初回以降の回転撮影において被写体の位置ずれがない場合、（ｃ）は、初回以降の回転撮影において被写体の位置ずれがある場合である。
【図４】第１の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【図５】同実施形態に係るＸ線画像診断装置の干渉物検出を説明する図である。（ａ）は、超音波センサを用いた場合、（ｂ）はカメラを用いた場合である。
【図６】第２の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【図７】第３の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に述べる本発明の実施形態では、Ｘ線発生部及びＸ線検出部を端部に備えたＣアームを回転自在に取り付けたＸ線画像診断装置について説明する。
【００１１】
＜装置構成＞
本発明の実施形態におけるＸ線画像診断装置の構成につき図１及び図２を用いて説明する。図１は、Ｘ線画像診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、Ｘ線画像診断装置のＣアーム保持装置の構成を示す図である。
【００１２】
本発明の実施例のＸ線画像診断装置は、Ｘ線を被写体１に対して照射するＸ線発生部１０と、被写体１を透過したＸ線を２次元的に検出するＸ線検出部１１と、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部１１を保持するＣアーム保持装置１２と、被写体１を載置する寝台１３と、Ｘ線発生部１０におけるＸ線照射に必要な高電圧を発生する高電圧発生部１４を備える。
【００１３】
また、このＸ線画像診断装置は更に、Ｃアーム保持装置１２に保持されるＣアームの回転や、寝台１３の移動に対して制御を行う機構駆動部１５と、Ｘ線検出部１１において検出された被写体１の投影データに基づいてＸ線画像データの生成や保存、および各種演算を行なう画像・情報処理部１６と、画像・情報処理部１６に保存されている画像データの中から所望の画像データを表示する表示部１７と、被写体情報、撮影シーケンス条件、表示条件、およびＸ線照射条件などの諸条件の選択や設定、更には各種コマンドの入力等を行なう操作部１８と、Ｘ線画像診断装置の上記各ユニットを統括して制御するシステム制御部１９を有する。
【００１４】
Ｘ線発生部１０は、被写体１に対しＸ線を照射するＸ線管１０１と、Ｘ線管１０１から照射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器１０２を備えている。Ｘ線管１０１は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された熱電子を高電圧によって加速させ、この加速電子をタングステン陽極に衝突させることによりＸ線を発生させる。一方、Ｘ線絞り器１０２は、Ｘ線管１０１と被写体１の間に位置し、Ｘ線管１０１から照射されたＸ線ビームを所定の照射サイズに絞り込む機能を有している。
【００１５】
Ｘ線検出部１１は、被写体１を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面状のＸ線検出器１１１と、Ｃアーム回転軌道上に干渉物が存在しないかどうかを検出するための干渉物検出器１１２を有する。この干渉物検出器１１２は、超音波センサや、カメラなどで構成する。これらの検出出力は、画像・情報処理部１６へ送られて干渉物検出を行う。
【００１６】
尚、図示しないが、Ｘ線検出部１１はＸ線検出器１１１に蓄積された電荷を読み出すためのゲートドライバと、読み出された電荷からＸ線投影データを生成する投影データ生成部などを備える。
【００１７】
Ｘ線検出器１１１は、微小な検出素子を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されており、各々の検出素子はＸ線を感知し、入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ薄膜トランジスタから構成される。
【００１８】
高電圧発生部１４は、Ｘ線管１０１の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器１４１と、システム制御部１９からの指示信号に従い、高電圧発生器１４１における管電流、管電圧、照射時間等のＸ線照射条件の制御を行なうＸ線制御部１４２を備える。
【００１９】
機構駆動部１５は、Ｃアーム保持装置１２に設けられたスライド機構、回転機構及び移動機構に対し駆動信号を供給するＣアーム駆動部１５１と、寝台１３の垂直方向への移動や水平方向への移動を行なうための駆動信号を供給する寝台駆動部１５２ と、Ｃアーム駆動部１５１及び寝台駆動部１５２を制御する駆動制御部１５３を備えている。
【００２０】
画像・情報処理部１６は、Ｘ線検出器１１１の投影データなどの画像データを一時的または永久的に記憶する画像データ記憶部１６１と、画像データ記憶部１６１から所望の画像データを取得して３Ｄ Ａｎｇｉｏ画像生成などの各種画像演算を行う画像演算処理部１６２と、透視画像から被写体１の位置ずれを検出する位置ずれ検出部１６３、およびＸ線検出部１１に設置された干渉物検出器１１２からの検出データからＣアーム軌道上に干渉物があるかどうかを判断する干渉物検出部１６４を有する。
【００２１】
表示部１７は、画像・情報処理部１６において生成された各種画像データの表示を行なう。
【００２２】
操作部１８は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には、各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェイスであり、被写体情報の入力、Ｘ線照射条件や画像倍率の設定、「回転シーケンス」撮影などの撮影シーケンス選択、撮像系位置及び方向の設定、撮影開始コマンド等の各種コマンドの入力等が行なえる。
【００２３】
また、システム制御部１９は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、装置制御情報や、操作部１８から入力された操作者のコマンド信号、および各種初期設定条件等の情報を一旦記憶した後、これらの情報に基づいてＸ線画像診断装置の上記各ユニットを統括的に制御する。
【００２４】
Ｃアーム保持装置１２の構成につき図２を用いて具体的説明する。図２は、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部１１で構成される撮像系が取り付けられたＣアーム保持装置１２と被写体が載置される寝台１３を示している。
【００２５】
Ｘ線発生部１０とＸ線検出部１１が取り付けられたＣアーム２１は、アームホルダ２２を介してスタンド２３によって保持される。また、スタンド２３は、床旋回アーム２４を介して床面２５に固定される。
【００２６】
この図では、以下の説明を容易にするために寝台１３の長手方向（被写体の体軸方向）をＹ軸、スタンド２３の中心軸方向をＺ軸、又、前記Ｙ軸及びＺ軸と直交する方向をＸ軸としているが、寝台１３の長手方向は、Ｃアーム保持装置１２に対し任意の方向に設定可能である。
【００２７】
このＣアーム保持装置１２は、Ｃアーム２１の一端（下端）にＸ線発生部１０が、又、他端（上端）にＸ線検出部１１が対向して取り付けられている。
【００２８】
また、前記Ｃアーム２１は、アームホルダ２２を介してスタンド２３に保持されており、アームホルダ２２の側面にはＣアーム２１が矢印ａで示す方向（回転軸Ｘ１）にスライド自在に取り付けられている。一方、アームホルダ２２は、スタンド２３に対して矢印ｂで示した方向、即ち、Ｙ１方向の回転軸を中心として回転自在に取りつけられ、このアームホルダ２２の回転に伴ってＣアームもＹ１方向の回転軸を中心として回転を行なう。そして、ａ方向に対するＣアーム２１のスライドとｂ方向に対するアームホルダ２２の回転により、Ｃアーム２１の両端部に取り付けられた撮像系は寝台１３に載置された被写体１に対して任意の位置に設定される。
【００２９】
一方、床面２５には、床旋回アーム２４が配置され、この床旋回アーム２４の一端は床面２５に対し回転軸Ｚ１（矢印で示すｄ方向）に回転自在に取り付けられ、床旋回アーム２４の他端には前記スタンド２３が、回転軸Ｚ２（矢印で示すｃ方向）を中心に回転自在に取り付けられている。この場合、床旋回アーム２４の回転軸Ｚ１及びスタンド２３の回転軸Ｚ２は何れもＺ軸方向に位置するように設定される。そして、回転軸Ｚ１を中心とした床旋回アーム２４の回転によってスタンド２３、アームホルダ２２及びＣアーム２１を被写体１から離れた位置に退避させることが可能となる。
【００３０】
本実施形態では、Ｙ１回転軸方向（矢印で示すｂ方向）に、Ｃアーム２１を回転させ、被写体１の回転撮影を行うものとして説明を行う。
【００３１】
図３は、Ｘ線画像診断装置の予備動作と被写体位置検出用透視画像（以下透視画像と称す）を用いて被写体の位置ずれを説明する図である。（ａ）は初回、回転撮影時の場合、（ｂ）は、初回以降の回転撮影において被写体の位置ずれがない場合、（ｃ）は、初回以降の回転撮影において被写体の位置ずれがある場合である。
【００３２】
図中のＳＡはＣアーム１２のスタート角、ＴＡは透過画像撮影角、ＥＡはエンド角を示す。
【００３３】
初回、回転撮影時においては、まず、図３（ａ）の点線矢印（１）に示すように、Ｃアーム２１はスタート角ＳＡから、被写体１の透視画像を撮影するための透視画像撮影角度ＴＡに移動する。この場合、被写体１の正面での位置決めを行い、Ｃアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の位置情報を装置制御位置情報（以下位置情報と称する）としてシステム制御部１９の図示しないメモリ記録し、位置決めをした角度位置ＴＡで透視画像撮影を行う。
【００３４】
被写体１の透視画像は、画像・情報処理部１６の画像データ記録部１６１に送られ、さらに画像演算処理部１６２で画像処理されることにより、図３（ａ）の右図のように、表示部１７に被写体１頭部の透視画像３１ａを表示する。そして、位置ずれ検出部１６３では、被写体１の透視画像３１ａの頭部輪郭３２を画像演算処理部１６２で抽出しておき、次の回転撮影時の被写体１頭部の透視画像と比較をし、被写体１の位置ずれを検出するものとする。
【００３５】
回転撮影時のＣアーム２１の回転動作によって被写体１との接触がないか、また周辺装置との接触がないか等の安全確認のために、点線矢印（２）に示すように、回転撮影を終了するエンド角ＥＡにＣアーム２１を一旦移動してから、点線矢印（３）に示すように回転撮影のスタート角ＳＡに移動し、Ｃアーム２１の回転軌道上に干渉物がないことを確認する。この一連の動作を予備動作という。
【００３６】
予備動作終了後の連続する回転撮影においては、図３（ｂ）の右図に示すように、今回の透視画像３１ｂと初回の頭部輪郭３２に被写体１の位置ずれがなく同じであれば、予備動作を省略して、Ｃアーム２１をスタート角ＳＡへ移動させる。その後回転撮影を行う。
【００３７】
また、図３（ｃ）の右図に示すように、今回の透視画像３１ｂと前回の頭部輪郭３２とで被写体１の位置ずれがある場合には、寝台１３を移動させ、今回の透視画像３１ｂと初回の頭部輪郭３２が同じになるように、機械駆動部１５（寝台駆動部１５２）を制御し、位置ずれがないようにすることができれば、予備動作を省略して、スタート角ＳＡへＣアーム２１を移動させ、その後回転撮影を行う。
【００３８】
＜第１の実施形態＞
図４は、本発明の第１の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。このフローチャートに従い、本実施形態を詳細に説明する。
【００３９】
ステップＳＴ４０１では、回転撮影の予備動作を行う。この時、被写体１の透視画像を撮影するとともにＣアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の位置を位置情報としてシステム制御部１９に記録する。その後、実際にＣアーム２１をエンド角ＥＡからスタート角ＳＡまで低速で回転させることでＣアーム回転軌道上に干渉物が存在しないかどうかの確認をおこなう。
【００４０】
ステップＳＴ４０２では、回転撮影を実施する。ステップＳＴ４０３では、再度連続して回転撮影をする場合、回転撮影シーケンスを操作部１８より選択する。
【００４１】
ステップＳＴ４０４では、まず回転撮影を行う前に、Ｃアーム２１の現在のアーム角位置、および寝台１３の現在位置が、初回予備動作で撮影した透視画像の位置と同じかどうかをシステム制御部１９に記憶されている位置情報と比較し、両方が同じであれば（ＳＴ４０４：Ｙｅｓ）、透視画像の収集を行う（ステップＳＴ４０５）。
【００４２】
現在のＣアーム２１のアーム角位置と寝台１３の位置情報が、初回予備動作で透視画像を撮影した時のＣアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の位置情報とが違う場合には（ＳＴ４０４：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０１Ｃのアーム角位置、および寝台位置になるようにオートポジショニングを行い、初回位置にて透視画像を収集する（ステップＳＴ４０６）。
【００４３】
ステップＳＴ４０７では、取得した透視画像を基に、被写体位置が初回と同じかどうか位置ずれ検出部１６３により判断を行う。被写体位置が初回と同じであれば（ＳＴ４０７：Ｙｅｓ）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００４４】
被写体位置が初回と違う場合は（ＳＴ４０７：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０９で、寝台駆動部１５２により、被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させる。この時、寝台位置がＣアームの軌道上に入って干渉しないかどうかを計算によって判断し、または被写体１の位置ずれが大きく、寝台１３の位置の修正が不可能な場合（ＳＴ４０９：Ｙｅｓ）、表示部１７または、操作部１８の表示パネル、および音声などで被写体ずれ警告を行い（ステップＳＴ４１０）、ステップＳＴ４０１に戻り、被写体を正しい寝台位置に横臥させ、初回と同じ予備動作を行う。
【００４５】
被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させることが可能な場合は（ＳＴ４０９：Ｎｏ）、被写体１の位置ずれの自動修正を終了し（ステップＳＴ４１１）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００４６】
以上説明したように、第１の実施形態によれば，透視画像を取得するＣアームの位置、および寝台の位置が同じで、かつ被写体位置が同じである場合に予備動作を省略する。また、寝台上の被写体位置がずれていても、寝台位置を移動させ初回と同じ位置に被写体を移動させることができるため、この場合も予備動作を省略する。従って、例えば脳血管インターベンションにおいて、頭蓋内に挿入したステントの密着状態を把握するために３Ｄ Ａｎｇｉｏ画像を収集するケースなどでは、何度も回転撮影を実施する必要があり、回転撮影の度に繰り返して行われていた、被写体の撮影部位の位置決め→テストショット撮影→エンド位置へ移動→スタート位置への移動といった、煩雑な予備動作を省略できる。これにより検査時間の短縮化が可能であり、医師および患者にとって精神的な負担を軽減できるという効果を奏する。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
例えば、術中に使用した内視鏡などをＣアーム２１の回転軌道上に置き忘れていたような場合、第１の実施形態では、安全性が問題となる。従って本実施形態は、第１の実施形態に加え、Ｃアーム２１の回転軌道上に干渉物があるかないかを確認して予備動作の省略を行うことを特徴とする。
【００４８】
図５は、干渉物検出方法を示した図である。（ａ）は、超音波センサを用いた場合、（ｂ）はカメラを用いた場合である。
【００４９】
例えば、Ｃアーム２１のＸ線検出器１１側に超音波センサまたはカメラなどの干渉物検出器１１２を設置し、術中に使用した内視鏡等の干渉物が、Ｃアーム２１の回転軌道上に残留していないかどうかを確認する。干渉物検出器１１２の検出出力は、干渉物検出部１６４に送られ干渉物の有無を判断した後、予備動作が省略できるかどうかシステム制御部１９で決定される。
【００５０】
図６は、本発明の第２の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【００５１】
ステップＳＴ４０１では、回転撮影の予備動作を行う。この時、被写体１の透視画像を撮影するとともにＣアーム２１の位置、および寝台１３の位置を位置情報としてシステム制御部１９に記録する。その後、実際にＣアーム２１をエンド角ＥＡからスタート角ＳＡまで低速で回転させることでＣアーム回転軌道上に干渉物が存在しないかどうかの確認をおこなう。
【００５２】
ステップＳＴ４０２では、回転撮影を実施する。ステップＳＴ４０３では、再度連続して回転撮影をする場合、回転撮影シーケンスを操作部１８より選択する。
【００５３】
ステップＳＴ４０４では、まず回転撮影を行う前に、Ｃアーム２１の現在のアーム角位置、および寝台１３の現在位置が、初回予備動作で撮影した透視画像の位置と同じどうかをシステム制御部１９に記憶されている位置情報と比較し、両方が同じであれば（ＳＴ４０４：Ｙｅｓ）、透視画像の収集を行う（ステップＳＴ４０５）。
【００５４】
現在のＣアーム２１のアーム角位置と寝台１３の位置情報が、初回予備動作で透視画像を撮影した時のＣアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の位置情報とが違う場合には（ＳＴ４０４：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０１のＣアーム角位置、および寝台位置になるようにオートポジショニングを行い、初回位置にて透視画像を収集する（ステップＳＴ４０６）。
【００５５】
ステップＳＴ４０７では、取得した透視画像を基に、被写体位置が初回と同じかどうか位置ずれ検出部１６３により判断を行う。被写体位置が初回と同じであれば（ＳＴ４０７：Ｙｅｓ）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００５６】
被写体位置が初回と違う場合は（ＳＴ４０７：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０９で、寝台駆動部１５２により、被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させる。この時、寝台位置がＣアームの軌道上に入って干渉しないかどうかを計算によって判断し、または被写体１の位置ずれが大きく、寝台１３の位置の修正が不可能な場合（ＳＴ４０９：Ｙｅｓ）、表示部１７または、操作部１８の表示パネル、および音声などで被写体ずれ警告を行い（ステップＳＴ４１０）、ステップＳＴ４０１に戻り、被写体を正しい寝台位置に横臥させ、初回と同じ予備動作を行う。
【００５７】
被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させることが可能な場合は（ＳＴ４０９：Ｎｏ）、被写体１の位置ずれの自動修正を終了する（ステップＳＴ４１１）。
【００５８】
ステップＳＴ６０１では、干渉物検出部１６４において干渉物検出器１１２の検出出力からＣアーム２１の回転軌道上に、干渉物が存在しないかどうかを判断する（ＳＴ６０１）。干渉物がＣアーム２１の回転軌道上にある場合（ＳＴ６０１：Ｙｅｓ）には、表示部１７または、操作部１８の表示パネル、および音声などで干渉物を移動するように警告を行う（ＳＴ６０２）。
【００５９】
干渉物がＣアーム２１の回転軌道上にない場合（ＳＴ６０１：Ｎｏ）には、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００６０】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、Ｃアーム軌道上の干渉物を検出しているので、干渉物がない状態で回転撮影を行うことが可能である。この結果、回転撮影に対する危険を除去でき、安全性を高める効果を奏する。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
本実施形態は、リアルタイムで被写体の透視画像を取得しておくことで、被写体の動きがあるかないかをすばやく認識できることを特徴とする。
【００６２】
図７は、本発明の第３の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【００６３】
ステップＳＴ４０１では、回転撮影の予備動作を行う。この時、被写体１の透視画像を撮影するとともにＣアーム２１の位置、および寝台１３の位置を位置情報としてシステム制御部１９に記録する。その後、実際にＣアーム２１をエンド角ＥＡからスタート角ＳＡまで低速で回転させることでＣアーム回転軌道上に干渉物が存在しないかどうかの確認をおこなう。
【００６４】
ステップＳＴ４０２では、回転撮影を実施する。その後、ステップＳＴ４０１の透視画像を撮影した位置にＣアームを移動させ、例えば被写体１の透視画像を常に数フレーム分収集して保持しておく（ステップＳＴ７０１）。
【００６５】
ステップＳＴ４０３では、再度連続して回転撮影をする場合、回転撮影シーケンスを操作部１８より選択する。ステップＳＴ４０７では、数フレーム分収集した透視画像を基に、例えば、一番最新の透視画像を用いて、被写体１の位置が初回と同じかどうか位置ずれ検出部１６３により判断を行う。被写体位置が初回と同じであれば（ＳＴ４０７：Ｙｅｓ）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００６６】
被写体位置が初回と違う場合は（ＳＴ４０７：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０９で、寝台駆動部１５２により、被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させる。この時、寝台位置がＣアームの軌道上に入って干渉しないかどうかを計算によって判断し、または被写体１の位置ずれが大きく、寝台１３の位置の修正が不可能な場合（ＳＴ４０９：Ｙｅｓ）、表示部１７または、操作部１８の表示パネル、および音声などで被写体ずれ警告を行い（ステップＳＴ４１０）、ステップＳＴ４０１に戻り、被写体を正しい寝台位置に横臥させ、初回と同じ予備動作を行う。
【００６７】
被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させることが可能な場合は（ＳＴ４０９：Ｎｏ）、被写体１の位置ずれの自動修正を終了し（ステップＳＴ４１１）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００６８】
なお、ステップＳＴ７０１において被写体１の透視画像を常に数フレーム分収集した例を述べたが、連続的に透視画像をリアルタイムに収集し、被写体の位置ずれを常時監視しておき、連続する回転撮影シーケンスが選択された段階で、被写体の位置ずれがない場合は、予備動作を省略するようにしてもよい。
【００６９】
以上説明したように、第３の実施形態では、リアルタイムで被写体の透視画像を取得し、かつＣアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の寝台位置を取得しておく。このようにリアルタイムで被写体の動きを監視することで、さらにすばやく被写体の寝台上の位置ずれを認識することができる。したがって被写体の位置ずれがない場合には、連続回転撮影が選択された段階ですぐに予備動作を省略することができる。これにより検査のスループットを上げることが可能で、医師および患者にとっても精神的な負担を軽減できるという効果を奏する。
【００７０】
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記第１から第３に示す実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本発明の技術思想を用いる限りこれらの変形例も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…Ｘ線発生部、
１１…Ｘ線検出部、
１２…Ｃアーム保持装置、
１３…寝台、
１４…Ｘ線高圧発生部
１５…機構駆動部、
１６…画像・情報処理部
１７…表示部、
１８…操作部、
１９…システム制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用画像診断装置の一つであるＸ線画像診断装置では、Ｘ線を発生するＸ線管と、このＸ線管に対向して配置されるＸ線検出器で構成される撮像系がＣアーム保持装置に保持されている。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写体に対するＸ線の照射角度を変えることができ、検査対象となっている部位を見やすくなるようにしてＸ線撮影が可能である。またＣアームに保持されるＸ線管とＸ線検出器のペアを回転させて撮影することで被写体の３次元断層写真を得ることも可能である。
【０００３】
この回転撮影は、例えば脳血管インターベンションにおいて、頭蓋内に挿入したステントの密着状態を把握するなどのため、３Ｄ Ａｎｇｉｏ画像の収集などで実施される。従来の装置では、この回転撮影を行なう際、被写体に対して正面・側面等の位置決めを行った後、回転撮影条件を確認するために被写体に対してテストショットを行う。その後、Ｃアームの回転動作によって被写体との接触がないか、また周辺装置との接触がないか等の安全確認のために、Ｃアームの回転撮影を終了するエンド角に一旦移動してから、回転撮影のスタート角に移動し、回転軌道上に干渉物がないことを確認した上で、実際の回転撮影の画像収集が開始される。この動作を予備動作という。
【０００４】
頭蓋内に挿入したステントの密着状態を把握するために３Ｄ Ａｎｇｉｏ画像を収集するケースなどでは、何度も回転撮影を実施する必要があり、この回転撮影の度に、被写体の撮影部位の位置決め→テストショット撮影→エンド位置へ移動→スタート位置への移動といった予備動作を繰り返して実施することとなり、このため検査時間の増大を招いてしまう。検査時間の増大は、医師および患者にとって精神的な負担を与える。
【０００５】
Ｃアーム保持装置を有するＸ線画像診断装置において、上記のような撮影の度に行われる予備動作、または規定位置にＣアームを移動させるオートポジションニング動作などが記載された特許文献として以下のような文献がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、安全の確保と同時に、検査の迅速化が可能なＸ線画像診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１の実施形態によれば、被写体に照射するＸ線を発生するＸ線管及びこのＸ線管に対向して配置されるＸ線検出器で構成される撮像系が回転可能に設けられたＣアームと、前記Ｃアームの回転角を制御するＣアーム駆動部と、前記Ｘ線管とＸ線検出器の間に配置される寝台と、この寝台の位置を制御する寝台駆動部と、この寝台に載置する被写体の透視画像を前記撮像系から取得し、被写体の位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、回転撮影の予備動作において、前記透視画像を取得した時の前記Ｃアームの回転角制御位置と、前記寝台の制御位置が同じで、前記位置ずれ検出部の被写体の位置ずれがない場合は、それ以降の回転撮影時の予備動作を省略するよう前記Ｃアームの回転を制御するシステム制御部と、を有することを特徴とするＸ線画像診断装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係るＸ線画像診断装置の構成図である。
【図２】同実施形態に係るＸ線画像診断装置のＣアーム保持装置の構成図である。
【図３】同実施形態に係るＸ線画像診断装置の予備動作と被写体の位置ずれを説明する図である。（ａ）は初回、回転撮影時の場合、（ｂ）は、初回以降の回転撮影において被写体の位置ずれがない場合、（ｃ）は、初回以降の回転撮影において被写体の位置ずれがある場合である。
【図４】第１の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【図５】同実施形態に係るＸ線画像診断装置の干渉物検出を説明する図である。（ａ）は、超音波センサを用いた場合、（ｂ）はカメラを用いた場合である。
【図６】第２の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【図７】第３の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に述べる本発明の実施形態では、Ｘ線発生部及びＸ線検出部を端部に備えたＣアームを回転自在に取り付けたＸ線画像診断装置について説明する。
【００１１】
＜装置構成＞
本発明の実施形態におけるＸ線画像診断装置の構成につき図１及び図２を用いて説明する。図１は、Ｘ線画像診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、Ｘ線画像診断装置のＣアーム保持装置の構成を示す図である。
【００１２】
本発明の実施例のＸ線画像診断装置は、Ｘ線を被写体１に対して照射するＸ線発生部１０と、被写体１を透過したＸ線を２次元的に検出するＸ線検出部１１と、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部１１を保持するＣアーム保持装置１２と、被写体１を載置する寝台１３と、Ｘ線発生部１０におけるＸ線照射に必要な高電圧を発生する高電圧発生部１４を備える。
【００１３】
また、このＸ線画像診断装置は更に、Ｃアーム保持装置１２に保持されるＣアームの回転や、寝台１３の移動に対して制御を行う機構駆動部１５と、Ｘ線検出部１１において検出された被写体１の投影データに基づいてＸ線画像データの生成や保存、および各種演算を行なう画像・情報処理部１６と、画像・情報処理部１６に保存されている画像データの中から所望の画像データを表示する表示部１７と、被写体情報、撮影シーケンス条件、表示条件、およびＸ線照射条件などの諸条件の選択や設定、更には各種コマンドの入力等を行なう操作部１８と、Ｘ線画像診断装置の上記各ユニットを統括して制御するシステム制御部１９を有する。
【００１４】
Ｘ線発生部１０は、被写体１に対しＸ線を照射するＸ線管１０１と、Ｘ線管１０１から照射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器１０２を備えている。Ｘ線管１０１は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された熱電子を高電圧によって加速させ、この加速電子をタングステン陽極に衝突させることによりＸ線を発生させる。一方、Ｘ線絞り器１０２は、Ｘ線管１０１と被写体１の間に位置し、Ｘ線管１０１から照射されたＸ線ビームを所定の照射サイズに絞り込む機能を有している。
【００１５】
Ｘ線検出部１１は、被写体１を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面状のＸ線検出器１１１と、Ｃアーム回転軌道上に干渉物が存在しないかどうかを検出するための干渉物検出器１１２を有する。この干渉物検出器１１２は、超音波センサや、カメラなどで構成する。これらの検出出力は、画像・情報処理部１６へ送られて干渉物検出を行う。
【００１６】
尚、図示しないが、Ｘ線検出部１１はＸ線検出器１１１に蓄積された電荷を読み出すためのゲートドライバと、読み出された電荷からＸ線投影データを生成する投影データ生成部などを備える。
【００１７】
Ｘ線検出器１１１は、微小な検出素子を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されており、各々の検出素子はＸ線を感知し、入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ薄膜トランジスタから構成される。
【００１８】
高電圧発生部１４は、Ｘ線管１０１の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器１４１と、システム制御部１９からの指示信号に従い、高電圧発生器１４１における管電流、管電圧、照射時間等のＸ線照射条件の制御を行なうＸ線制御部１４２を備える。
【００１９】
機構駆動部１５は、Ｃアーム保持装置１２に設けられたスライド機構、回転機構及び移動機構に対し駆動信号を供給するＣアーム駆動部１５１と、寝台１３の垂直方向への移動や水平方向への移動を行なうための駆動信号を供給する寝台駆動部１５２ と、Ｃアーム駆動部１５１及び寝台駆動部１５２を制御する駆動制御部１５３を備えている。
【００２０】
画像・情報処理部１６は、Ｘ線検出器１１１の投影データなどの画像データを一時的または永久的に記憶する画像データ記憶部１６１と、画像データ記憶部１６１から所望の画像データを取得して３Ｄ Ａｎｇｉｏ画像生成などの各種画像演算を行う画像演算処理部１６２と、透視画像から被写体１の位置ずれを検出する位置ずれ検出部１６３、およびＸ線検出部１１に設置された干渉物検出器１１２からの検出データからＣアーム軌道上に干渉物があるかどうかを判断する干渉物検出部１６４を有する。
【００２１】
表示部１７は、画像・情報処理部１６において生成された各種画像データの表示を行なう。
【００２２】
操作部１８は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には、各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェイスであり、被写体情報の入力、Ｘ線照射条件や画像倍率の設定、「回転シーケンス」撮影などの撮影シーケンス選択、撮像系位置及び方向の設定、撮影開始コマンド等の各種コマンドの入力等が行なえる。
【００２３】
また、システム制御部１９は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、装置制御情報や、操作部１８から入力された操作者のコマンド信号、および各種初期設定条件等の情報を一旦記憶した後、これらの情報に基づいてＸ線画像診断装置の上記各ユニットを統括的に制御する。
【００２４】
Ｃアーム保持装置１２の構成につき図２を用いて具体的説明する。図２は、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部１１で構成される撮像系が取り付けられたＣアーム保持装置１２と被写体が載置される寝台１３を示している。
【００２５】
Ｘ線発生部１０とＸ線検出部１１が取り付けられたＣアーム２１は、アームホルダ２２を介してスタンド２３によって保持される。また、スタンド２３は、床旋回アーム２４を介して床面２５に固定される。
【００２６】
この図では、以下の説明を容易にするために寝台１３の長手方向（被写体の体軸方向）をＹ軸、スタンド２３の中心軸方向をＺ軸、又、前記Ｙ軸及びＺ軸と直交する方向をＸ軸としているが、寝台１３の長手方向は、Ｃアーム保持装置１２に対し任意の方向に設定可能である。
【００２７】
このＣアーム保持装置１２は、Ｃアーム２１の一端（下端）にＸ線発生部１０が、又、他端（上端）にＸ線検出部１１が対向して取り付けられている。
【００２８】
また、前記Ｃアーム２１は、アームホルダ２２を介してスタンド２３に保持されており、アームホルダ２２の側面にはＣアーム２１が矢印ａで示す方向（回転軸Ｘ１）にスライド自在に取り付けられている。一方、アームホルダ２２は、スタンド２３に対して矢印ｂで示した方向、即ち、Ｙ１方向の回転軸を中心として回転自在に取りつけられ、このアームホルダ２２の回転に伴ってＣアームもＹ１方向の回転軸を中心として回転を行なう。そして、ａ方向に対するＣアーム２１のスライドとｂ方向に対するアームホルダ２２の回転により、Ｃアーム２１の両端部に取り付けられた撮像系は寝台１３に載置された被写体１に対して任意の位置に設定される。
【００２９】
一方、床面２５には、床旋回アーム２４が配置され、この床旋回アーム２４の一端は床面２５に対し回転軸Ｚ１（矢印で示すｄ方向）に回転自在に取り付けられ、床旋回アーム２４の他端には前記スタンド２３が、回転軸Ｚ２（矢印で示すｃ方向）を中心に回転自在に取り付けられている。この場合、床旋回アーム２４の回転軸Ｚ１及びスタンド２３の回転軸Ｚ２は何れもＺ軸方向に位置するように設定される。そして、回転軸Ｚ１を中心とした床旋回アーム２４の回転によってスタンド２３、アームホルダ２２及びＣアーム２１を被写体１から離れた位置に退避させることが可能となる。
【００３０】
本実施形態では、Ｙ１回転軸方向（矢印で示すｂ方向）に、Ｃアーム２１を回転させ、被写体１の回転撮影を行うものとして説明を行う。
【００３１】
図３は、Ｘ線画像診断装置の予備動作と被写体位置検出用透視画像（以下透視画像と称す）を用いて被写体の位置ずれを説明する図である。（ａ）は初回、回転撮影時の場合、（ｂ）は、初回以降の回転撮影において被写体の位置ずれがない場合、（ｃ）は、初回以降の回転撮影において被写体の位置ずれがある場合である。
【００３２】
図中のＳＡはＣアーム１２のスタート角、ＴＡは透過画像撮影角、ＥＡはエンド角を示す。
【００３３】
初回、回転撮影時においては、まず、図３（ａ）の点線矢印（１）に示すように、Ｃアーム２１はスタート角ＳＡから、被写体１の透視画像を撮影するための透視画像撮影角度ＴＡに移動する。この場合、被写体１の正面での位置決めを行い、Ｃアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の位置情報を装置制御位置情報（以下位置情報と称する）としてシステム制御部１９の図示しないメモリ記録し、位置決めをした角度位置ＴＡで透視画像撮影を行う。
【００３４】
被写体１の透視画像は、画像・情報処理部１６の画像データ記録部１６１に送られ、さらに画像演算処理部１６２で画像処理されることにより、図３（ａ）の右図のように、表示部１７に被写体１頭部の透視画像３１ａを表示する。そして、位置ずれ検出部１６３では、被写体１の透視画像３１ａの頭部輪郭３２を画像演算処理部１６２で抽出しておき、次の回転撮影時の被写体１頭部の透視画像と比較をし、被写体１の位置ずれを検出するものとする。
【００３５】
回転撮影時のＣアーム２１の回転動作によって被写体１との接触がないか、また周辺装置との接触がないか等の安全確認のために、点線矢印（２）に示すように、回転撮影を終了するエンド角ＥＡにＣアーム２１を一旦移動してから、点線矢印（３）に示すように回転撮影のスタート角ＳＡに移動し、Ｃアーム２１の回転軌道上に干渉物がないことを確認する。この一連の動作を予備動作という。
【００３６】
予備動作終了後の連続する回転撮影においては、図３（ｂ）の右図に示すように、今回の透視画像３１ｂと初回の頭部輪郭３２に被写体１の位置ずれがなく同じであれば、予備動作を省略して、Ｃアーム２１をスタート角ＳＡへ移動させる。その後回転撮影を行う。
【００３７】
また、図３（ｃ）の右図に示すように、今回の透視画像３１ｂと前回の頭部輪郭３２とで被写体１の位置ずれがある場合には、寝台１３を移動させ、今回の透視画像３１ｂと初回の頭部輪郭３２が同じになるように、機械駆動部１５（寝台駆動部１５２）を制御し、位置ずれがないようにすることができれば、予備動作を省略して、スタート角ＳＡへＣアーム２１を移動させ、その後回転撮影を行う。
【００３８】
＜第１の実施形態＞
図４は、本発明の第１の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。このフローチャートに従い、本実施形態を詳細に説明する。
【００３９】
ステップＳＴ４０１では、回転撮影の予備動作を行う。この時、被写体１の透視画像を撮影するとともにＣアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の位置を位置情報としてシステム制御部１９に記録する。その後、実際にＣアーム２１をエンド角ＥＡからスタート角ＳＡまで低速で回転させることでＣアーム回転軌道上に干渉物が存在しないかどうかの確認をおこなう。
【００４０】
ステップＳＴ４０２では、回転撮影を実施する。ステップＳＴ４０３では、再度連続して回転撮影をする場合、回転撮影シーケンスを操作部１８より選択する。
【００４１】
ステップＳＴ４０４では、まず回転撮影を行う前に、Ｃアーム２１の現在のアーム角位置、および寝台１３の現在位置が、初回予備動作で撮影した透視画像の位置と同じかどうかをシステム制御部１９に記憶されている位置情報と比較し、両方が同じであれば（ＳＴ４０４：Ｙｅｓ）、透視画像の収集を行う（ステップＳＴ４０５）。
【００４２】
現在のＣアーム２１のアーム角位置と寝台１３の位置情報が、初回予備動作で透視画像を撮影した時のＣアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の位置情報とが違う場合には（ＳＴ４０４：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０１Ｃのアーム角位置、および寝台位置になるようにオートポジショニングを行い、初回位置にて透視画像を収集する（ステップＳＴ４０６）。
【００４３】
ステップＳＴ４０７では、取得した透視画像を基に、被写体位置が初回と同じかどうか位置ずれ検出部１６３により判断を行う。被写体位置が初回と同じであれば（ＳＴ４０７：Ｙｅｓ）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００４４】
被写体位置が初回と違う場合は（ＳＴ４０７：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０９で、寝台駆動部１５２により、被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させる。この時、寝台位置がＣアームの軌道上に入って干渉しないかどうかを計算によって判断し、または被写体１の位置ずれが大きく、寝台１３の位置の修正が不可能な場合（ＳＴ４０９：Ｙｅｓ）、表示部１７または、操作部１８の表示パネル、および音声などで被写体ずれ警告を行い（ステップＳＴ４１０）、ステップＳＴ４０１に戻り、被写体を正しい寝台位置に横臥させ、初回と同じ予備動作を行う。
【００４５】
被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させることが可能な場合は（ＳＴ４０９：Ｎｏ）、被写体１の位置ずれの自動修正を終了し（ステップＳＴ４１１）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００４６】
以上説明したように、第１の実施形態によれば，透視画像を取得するＣアームの位置、および寝台の位置が同じで、かつ被写体位置が同じである場合に予備動作を省略する。また、寝台上の被写体位置がずれていても、寝台位置を移動させ初回と同じ位置に被写体を移動させることができるため、この場合も予備動作を省略する。従って、例えば脳血管インターベンションにおいて、頭蓋内に挿入したステントの密着状態を把握するために３Ｄ Ａｎｇｉｏ画像を収集するケースなどでは、何度も回転撮影を実施する必要があり、回転撮影の度に繰り返して行われていた、被写体の撮影部位の位置決め→テストショット撮影→エンド位置へ移動→スタート位置への移動といった、煩雑な予備動作を省略できる。これにより検査時間の短縮化が可能であり、医師および患者にとって精神的な負担を軽減できるという効果を奏する。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
例えば、術中に使用した内視鏡などをＣアーム２１の回転軌道上に置き忘れていたような場合、第１の実施形態では、安全性が問題となる。従って本実施形態は、第１の実施形態に加え、Ｃアーム２１の回転軌道上に干渉物があるかないかを確認して予備動作の省略を行うことを特徴とする。
【００４８】
図５は、干渉物検出方法を示した図である。（ａ）は、超音波センサを用いた場合、（ｂ）はカメラを用いた場合である。
【００４９】
例えば、Ｃアーム２１のＸ線検出器１１側に超音波センサまたはカメラなどの干渉物検出器１１２を設置し、術中に使用した内視鏡等の干渉物が、Ｃアーム２１の回転軌道上に残留していないかどうかを確認する。干渉物検出器１１２の検出出力は、干渉物検出部１６４に送られ干渉物の有無を判断した後、予備動作が省略できるかどうかシステム制御部１９で決定される。
【００５０】
図６は、本発明の第２の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【００５１】
ステップＳＴ４０１では、回転撮影の予備動作を行う。この時、被写体１の透視画像を撮影するとともにＣアーム２１の位置、および寝台１３の位置を位置情報としてシステム制御部１９に記録する。その後、実際にＣアーム２１をエンド角ＥＡからスタート角ＳＡまで低速で回転させることでＣアーム回転軌道上に干渉物が存在しないかどうかの確認をおこなう。
【００５２】
ステップＳＴ４０２では、回転撮影を実施する。ステップＳＴ４０３では、再度連続して回転撮影をする場合、回転撮影シーケンスを操作部１８より選択する。
【００５３】
ステップＳＴ４０４では、まず回転撮影を行う前に、Ｃアーム２１の現在のアーム角位置、および寝台１３の現在位置が、初回予備動作で撮影した透視画像の位置と同じどうかをシステム制御部１９に記憶されている位置情報と比較し、両方が同じであれば（ＳＴ４０４：Ｙｅｓ）、透視画像の収集を行う（ステップＳＴ４０５）。
【００５４】
現在のＣアーム２１のアーム角位置と寝台１３の位置情報が、初回予備動作で透視画像を撮影した時のＣアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の位置情報とが違う場合には（ＳＴ４０４：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０１のＣアーム角位置、および寝台位置になるようにオートポジショニングを行い、初回位置にて透視画像を収集する（ステップＳＴ４０６）。
【００５５】
ステップＳＴ４０７では、取得した透視画像を基に、被写体位置が初回と同じかどうか位置ずれ検出部１６３により判断を行う。被写体位置が初回と同じであれば（ＳＴ４０７：Ｙｅｓ）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００５６】
被写体位置が初回と違う場合は（ＳＴ４０７：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０９で、寝台駆動部１５２により、被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させる。この時、寝台位置がＣアームの軌道上に入って干渉しないかどうかを計算によって判断し、または被写体１の位置ずれが大きく、寝台１３の位置の修正が不可能な場合（ＳＴ４０９：Ｙｅｓ）、表示部１７または、操作部１８の表示パネル、および音声などで被写体ずれ警告を行い（ステップＳＴ４１０）、ステップＳＴ４０１に戻り、被写体を正しい寝台位置に横臥させ、初回と同じ予備動作を行う。
【００５７】
被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させることが可能な場合は（ＳＴ４０９：Ｎｏ）、被写体１の位置ずれの自動修正を終了する（ステップＳＴ４１１）。
【００５８】
ステップＳＴ６０１では、干渉物検出部１６４において干渉物検出器１１２の検出出力からＣアーム２１の回転軌道上に、干渉物が存在しないかどうかを判断する（ＳＴ６０１）。干渉物がＣアーム２１の回転軌道上にある場合（ＳＴ６０１：Ｙｅｓ）には、表示部１７または、操作部１８の表示パネル、および音声などで干渉物を移動するように警告を行う（ＳＴ６０２）。
【００５９】
干渉物がＣアーム２１の回転軌道上にない場合（ＳＴ６０１：Ｎｏ）には、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００６０】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、Ｃアーム軌道上の干渉物を検出しているので、干渉物がない状態で回転撮影を行うことが可能である。この結果、回転撮影に対する危険を除去でき、安全性を高める効果を奏する。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
本実施形態は、リアルタイムで被写体の透視画像を取得しておくことで、被写体の動きがあるかないかをすばやく認識できることを特徴とする。
【００６２】
図７は、本発明の第３の実施形態における回転撮影時のフローチャートである。
【００６３】
ステップＳＴ４０１では、回転撮影の予備動作を行う。この時、被写体１の透視画像を撮影するとともにＣアーム２１の位置、および寝台１３の位置を位置情報としてシステム制御部１９に記録する。その後、実際にＣアーム２１をエンド角ＥＡからスタート角ＳＡまで低速で回転させることでＣアーム回転軌道上に干渉物が存在しないかどうかの確認をおこなう。
【００６４】
ステップＳＴ４０２では、回転撮影を実施する。その後、ステップＳＴ４０１の透視画像を撮影した位置にＣアームを移動させ、例えば被写体１の透視画像を常に数フレーム分収集して保持しておく（ステップＳＴ７０１）。
【００６５】
ステップＳＴ４０３では、再度連続して回転撮影をする場合、回転撮影シーケンスを操作部１８より選択する。ステップＳＴ４０７では、数フレーム分収集した透視画像を基に、例えば、一番最新の透視画像を用いて、被写体１の位置が初回と同じかどうか位置ずれ検出部１６３により判断を行う。被写体位置が初回と同じであれば（ＳＴ４０７：Ｙｅｓ）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００６６】
被写体位置が初回と違う場合は（ＳＴ４０７：Ｎｏ）、ステップＳＴ４０９で、寝台駆動部１５２により、被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させる。この時、寝台位置がＣアームの軌道上に入って干渉しないかどうかを計算によって判断し、または被写体１の位置ずれが大きく、寝台１３の位置の修正が不可能な場合（ＳＴ４０９：Ｙｅｓ）、表示部１７または、操作部１８の表示パネル、および音声などで被写体ずれ警告を行い（ステップＳＴ４１０）、ステップＳＴ４０１に戻り、被写体を正しい寝台位置に横臥させ、初回と同じ予備動作を行う。
【００６７】
被写体位置が初回と同じ位置になるように寝台１３の位置を修正移動させることが可能な場合は（ＳＴ４０９：Ｎｏ）、被写体１の位置ずれの自動修正を終了し（ステップＳＴ４１１）、予備動作を省略して回転撮影を行う（ステップＳＴ４０８）。
【００６８】
なお、ステップＳＴ７０１において被写体１の透視画像を常に数フレーム分収集した例を述べたが、連続的に透視画像をリアルタイムに収集し、被写体の位置ずれを常時監視しておき、連続する回転撮影シーケンスが選択された段階で、被写体の位置ずれがない場合は、予備動作を省略するようにしてもよい。
【００６９】
以上説明したように、第３の実施形態では、リアルタイムで被写体の透視画像を取得し、かつＣアーム２１のアーム角位置、および寝台１３の寝台位置を取得しておく。このようにリアルタイムで被写体の動きを監視することで、さらにすばやく被写体の寝台上の位置ずれを認識することができる。したがって被写体の位置ずれがない場合には、連続回転撮影が選択された段階ですぐに予備動作を省略することができる。これにより検査のスループットを上げることが可能で、医師および患者にとっても精神的な負担を軽減できるという効果を奏する。
【００７０】
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記第１から第３に示す実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本発明の技術思想を用いる限りこれらの変形例も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…Ｘ線発生部、
１１…Ｘ線検出部、
１２…Ｃアーム保持装置、
１３…寝台、
１４…Ｘ線高圧発生部
１５…機構駆動部、
１６…画像・情報処理部
１７…表示部、
１８…操作部、
１９…システム制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に照射するＸ線を発生するＸ線管及びこのＸ線管に対向して配置されるＸ線検出器で構成される撮像系が回転可能に設けられたＣアームと、
前記Ｃアームの回転角を制御するＣアーム駆動部と、
前記Ｘ線管とＸ線検出器の間に配置される寝台と、
この寝台の位置を制御する寝台駆動部と、
この寝台に載置する被写体の透視画像を前記撮像系から取得し、被写体の位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、
回転撮影の予備動作において、前記透視画像を取得した時の前記Ｃアームの回転角制御位置と、前記寝台の制御位置が同じで、前記位置ずれ検出部の被写体の位置ずれがない場合は、それ以降の回転撮影時の予備動作を省略するよう前記Ｃアームの回転を制御するシステム制御部と、
を有することを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
回転撮影を連続して行う場合、前記Ｃアームの回転角制御位置と寝台の制御位置が異なる場合は、前記予備動作のＣアームの回転角制御位置および寝台の制御位置に戻す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】
前記位置ずれ検出部で検出された被写体の位置ずれがなくなるように前記寝台の位置を制御することを特徴とする請求項２記載のＸ線画像診断装置。
【請求項４】
前記被写体の位置ずれ検出をリアルタイムに行い、連続して回転撮影を行う場合、その回転撮影を行う直前の位置ずれ値を使用することを特徴とする請求項３記載のＸ線画像診断装置。
【請求項５】
さらに、前記Ｃアームの回転軌道上に存在する干渉物検出をおこなう干渉物検出器と干渉物検出部を有し、前記Ｃアーム回転軌道上に干渉物がない場合に、予備動作を省略することを特徴とする請求項４記載のＸ線画像診断装置。
【請求項６】
前記干渉物検出器は、超音波センサまたはカメラであることを特徴とする請求項５記載のＸ線画像診断装置。
【請求項１】
被写体に照射するＸ線を発生するＸ線管及びこのＸ線管に対向して配置されるＸ線検出器で構成される撮像系が回転可能に設けられたＣアームと、
前記Ｃアームの回転角を制御するＣアーム駆動部と、
前記Ｘ線管とＸ線検出器の間に配置される寝台と、
この寝台の位置を制御する寝台駆動部と、
この寝台に載置する被写体の透視画像を前記撮像系から取得し、被写体の位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、
回転撮影の予備動作において、前記透視画像を取得した時の前記Ｃアームの回転角制御位置と、前記寝台の制御位置が同じで、前記位置ずれ検出部の被写体の位置ずれがない場合は、それ以降の回転撮影時の予備動作を省略するよう前記Ｃアームの回転を制御するシステム制御部と、
を有することを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
回転撮影を連続して行う場合、前記Ｃアームの回転角制御位置と寝台の制御位置が異なる場合は、前記予備動作のＣアームの回転角制御位置および寝台の制御位置に戻す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】
前記位置ずれ検出部で検出された被写体の位置ずれがなくなるように前記寝台の位置を制御することを特徴とする請求項２記載のＸ線画像診断装置。
【請求項４】
前記被写体の位置ずれ検出をリアルタイムに行い、連続して回転撮影を行う場合、その回転撮影を行う直前の位置ずれ値を使用することを特徴とする請求項３記載のＸ線画像診断装置。
【請求項５】
さらに、前記Ｃアームの回転軌道上に存在する干渉物検出をおこなう干渉物検出器と干渉物検出部を有し、前記Ｃアーム回転軌道上に干渉物がない場合に、予備動作を省略することを特徴とする請求項４記載のＸ線画像診断装置。
【請求項６】
前記干渉物検出器は、超音波センサまたはカメラであることを特徴とする請求項５記載のＸ線画像診断装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１２８（Ｐ２０１２−１２８Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３４９０９（Ｐ２０１０−１３４９０９）
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【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)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【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)
【Ｆターム（参考）】
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