CN114098774A - X射线管保持装置以及x射线摄影系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及X射线管保持装置以及X射线摄影系统。实现X射线管的自由度较高的配置。实施方式的X射线诊断系统具备X射线管、X射线管保持装置、飞行器、X射线检测器以及控制部。X射线管照射X射线。X射线管保持装置保持X射线管。飞行器搭载X射线管保持装置。X射线检测器检测由X射线管照射的X射线。控制部控制飞行器的飞行，以使X射线管在与X射线检测器之间被配置于规定位置。

Description

X射线管保持装置以及X射线摄影系统
本申请以日本专利申请2020-147029(申请日：2020年9月1日)为基础并享受该申请的优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
本说明书以及附图所公开的实施方式涉及X射线管保持装置以及X射线摄影系统。
背景技术
以往，在非破坏检查等工业领域、健康诊断等医疗领域中广泛利用如下的X射线摄影系统：向被检体的检查部位(例如，胸部)照射放射线(代表性的是X射线)，检测透射了检查部位的X射线的强度分布作为透射数据，根据透射数据生成X射线图像数据。X射线摄影系统能够进行X射线照射而取得透射数据，并对透射数据进行图像处理等而生成X射线图像数据。
在X射线摄影系统中，为了在胸部、颈椎的X射线摄影中得到对诊断有用的X射线图像数据，焦点检测器间距离(SID：Source to image receptor distance)变得特别重要。但是，在以往的X射线摄影系统中，由于X射线管、X射线检测器等的配置限制，有时无法取得与所希望的SID相关的X射线图像数据。
发明内容
本说明书以及附图所公开的实施方式要解决的课题之一在于，实现X射线管的自由度较高的配置。但是，通过本说明书以及附图所公开的实施方式要解决的课题并不限定于上述课题。也能够将与后述的实施方式所示的各构成所带来的各效果对应的课题定位为其他课题。
实施方式的X射线诊断系统具备X射线管、X射线管保持装置、飞行器、X射线检测器以及控制部。X射线管照射X射线。X射线管保持装置保持X射线管。飞行器搭载X射线管保持装置。X射线检测器检测由X射线管照射的X射线。控制部控制飞行器的飞行，并以使X射线管在与X射线检测器之间被配置在规定位置的方式控制飞行器的飞行。
根据上述构成的X射线诊断系统，能够实现X射线管的自由度较高的配置。
附图说明
图1是表示实施方式的X射线管保持装置的构成的概要图。
图2的(A)～(C)是用于说明实施方式的X射线管保持装置所具备的X射线管的旋转的图。
图3是表示具备实施方式的X射线管保持装置的X射线摄影系统的构成的概要图。
图4是表示实施方式的X射线管保持装置所具备的控制装置的功能的一例的框图。
图5是将实施方式的X射线摄影系统的X射线摄影的控制方法作为流程图进行表示的图。
图6是表示具备实施方式的X射线管保持装置的X射线摄影系统的构成的概要图。
图7是用于说明实施方式的X射线摄影系统中的断层融合摄影的图。
图8是用于说明实施方式的X射线摄影系统中的线缆支承装置对线缆的支承的图。
图9的(A)是表示实施方式的X射线管保持装置的着陆装置的构成例的图。
图9的(B)是表示着陆装置的配置例的图。
图10是表示第6变形例的X射线管保持装置的构成的概要图。
图11是表示具备第6变形例的X射线管保持装置的X射线摄影系统的构成的概要图。
具体实施方式
以下，参照附图对X射线管保持装置以及X射线摄影系统的实施方式进行详细说明。
图1是表示实施方式的X射线管保持装置的构成的概要图。
图1表示实施方式的X射线管保持装置10。X射线管保持装置10具备X射线管11、保持X射线管11的保持机构12、以及搭载有保持机构12的飞行器13。
X射线管11从高电压电源电路37(在图3中图示)接受电力供给，对被检体(例如，患者)照射X射线。另外，在X射线管11前级的开口部G附近设置有可动光圈部(省略图示)。另外，在X射线管11的前面也可以设置有调整由X射线管11产生的X射线的线质的线质调整滤波器(省略图示)。
保持机构12保持X射线管11。保持机构12具备保持主体部121以及角度变更部122。保持主体部121作为后述的飞行器13的腿部而与飞行器13连接。此外，保持主体部121支承角度变更部122。
角度变更部122将X射线管11保持为X射线管11能够以圆筒的体轴为中心旋转。根据该构成，能够控制来自X射线管11的X射线照射的俯仰角(以下，简称为“X射线管的俯仰角”)。另外，变更X射线管11的俯仰角的角度变更部122并不是保持机构12所必须的构成。在不需要变更X射线管11的俯仰角的摄影的情况、且是立位摄影的情况下，也可以以X射线管11的俯仰角成为水平方向的方式将X射线管11固定于保持机构12。此外，在不需要变更X射线管11的俯仰角的摄影的情况、且是卧位摄影的情况下，也可以以X射线管11的俯仰角成为铅垂方向的方式将X射线管11固定于保持机构12。
此处，将与X射线管11的圆筒的体轴平行的方向定义为U轴，将铅垂方向定义为V轴，将与U轴和V轴正交的方向定义为W轴。
图2的(A)～(C)是用于说明X射线管保持装置10所具备的X射线管11的旋转的图。
图2的(A)表示从图1所示的X射线管保持装置10提取的X射线管11。在X射线管11的X射线照射的位置上设置有开口部G。当从图2的(A)的状态起X射线管11以体轴AX为中心朝箭头L的方向旋转时，如图2的(B)所示，开口部G朝下方移动。另一方面，当从图2的(A)的状态起X射线管11以体轴AX为中心朝箭头R的方向旋转时，如图2的(C)所示，开口部G朝上方移动。如此，通过角度变更部122使X射线管11相对于保持机构12(在图1中图示)以体轴AX为中心进行旋转，由此能够变更X射线管11的俯仰角。以下，在不特别提及的情况下，说明对X射线管11的俯仰角进行控制的情况。
返回到图1的说明，飞行器13是指不搭乘驾驶员的无人航空器，也被称作“无人机”。飞行器13能够在支承X射线管11和保持机构12的同时，通过基于控制装置30(在图3中图示)的远程操作(主要是无线)来飞行。
此外，X射线管保持装置10也可以使飞行器13具备位置传感器14、15。位置传感器14、15分别取得自身的位置信息。另外，将飞行器13中设置的位置传感器为2个的情况作为例子进行说明，但并不限定于该情况。飞行器13中设置的位置传感器也可以为3个以上，在仅需要控制X射线管11的X射线焦点的位置(以下，简称为“X射线管的位置”)而不需要控制从X射线管11照射X射线的方位角(以下，简称为“X射线管的方位角”)的情况下，也可以为1个。不需要控制X射线管11的方位角的情况，例如是不假定飞行器13在飞行中以V轴为中心旋转的情况。以下，在没有特别提及的情况下，说明进行X射线管11的位置控制和X射线管11的方位角控制的双方的情况。
基于位置传感器14、15的位置信息，求出X射线管11的位置和X射线管11的方位角。X射线管11的位置相对于位置传感器14的位置与位置传感器15的位置的组合的相对位置被预先设定。因此，基于位置传感器14、15的位置信息，能够取得X射线管11的位置。此外，X射线管11的方位角相对于位置传感器14的位置与位置传感器15的位置的组合的关系被预先设定。因此，基于位置传感器14的位置和位置传感器15的位置的组合，能够取得X射线管11的方位角。
此外，利用多卫星定位系统(GNSS：Global Navigation Satellite SystemProfile)、全球定位系统(GPS：Global Positioning Satellite)、磁场传感器、Kinect(注册商标)等图像传感器、或者这些的组合等，分别取得位置传感器14、15的位置信息。在利用多GNSS、GPS的情况下，位置传感器14、15接收从多个卫星通过电波发送的信号，并测定其发送时刻，由此分别取得位置传感器14、15的位置信息。
在利用磁场传感器的情况下，磁场发送器依次发送3轴的磁场，位置传感器14、15依次接收该磁场，由此分别取得位置传感器14、15的位置信息。
图3是表示具备X射线管保持装置10的X射线摄影系统的构成的概要图。
图3表示X射线摄影系统1。X射线摄影系统1具备图1所示的X射线管保持装置10、立位摄影台20以及控制装置(例如，控制台)30。
表示X射线管保持装置10的X射线管11(在图1中图示)的U轴、即体轴AX与后述的立位检测器23的横轴、即X轴平行的情况。另外，X射线管11的V轴与立位检测器23的纵轴(铅垂方向)、即Y轴始终一致。
X射线管11在通过飞行器13而悬停的状态下，从高电压电源电路37接受电力供给，对配置在立位摄影台20前方的患者的检查部位照射X射线。另外，在X射线管11的前级设置有可动光圈部(省略图示)。可动光圈部在X射线管11的X射线照射口具有由遮蔽X射线的物质构成且能够滑动的光圈叶片。可动光圈部在处理电路31的控制下，通过可动光圈部对X射线照射口进行开闭，由此能够变更X射线的扩展角。另外，在X射线管11的前面也可以设置有调整由X射线管11产生的X射线的线质的线质调整滤波器(省略图示)。
通过控制装置30对飞行器13的飞行进行控制，由此X射线管保持装置10的X射线管11能够移动到规定位置。例如，飞行器13通过自动操纵而移动，以使X射线管11与由控制装置30设定的位置及方位角一致。
立位摄影台20配置在与X射线管11对置的位置。立位摄影台20具备立位支架21、移动机构22以及立位用的X射线检测器(以下，称作“立位检测器”)23。立位支架21通过移动机构22而保持立位检测器23。移动机构22沿着立位支架21在Y轴方向上滑动，由此使立位检测器23沿着立位支架21在Y轴方向上滑动。
立位检测器23例如包括FPD(Flat Panel Detector)。立位检测器23是摄影用、透视用或者这二者兼用的X射线检测器。立位检测器23具备二维排列的多个检测元件。另外，在立位检测器23的前面(即，X射线入射面)也可以具备栅格(省略图示)。立位检测器23在其前面具备栅格。栅格交替地配置有由吸收X射线较多的铅等形成的栅格板、以及容易透射的铝、木材等，以便吸收向立位检测器23入射的散射线而改善X射线图像的对比度。此处，在三维系统的X轴、Y轴、Z轴中，将立位支架21的高度方向设为Y轴方向，站立在立位摄影台20前方的患者的左右方向设为X轴方向，与X轴方向和Y轴方向正交的方向设为Z轴方向。
另外，立位检测器23除了FPD之外，有时也包括A/D(Analog to digital)转换电路等。A/D转换电路输入从FPD输出的模拟信号(视频信号)，将其转换成数字的图像信号而输出至控制装置30。
控制装置30包括通过控制X射线管保持装置10的飞行器13的飞行来控制X射线管11的位置及方位角的功能、通过控制X射线管保持装置10的角度变更部122的动作来控制X射线管11的俯仰角的功能、以及控制X射线摄影的功能。控制装置30具备处理电路31、存储器32、图像生成电路33、输入接口34、网络接口35、显示器36以及高电压电源电路37。另外，图像生成电路33由专用集成电路(ASIC：Application Specific Integrated Circuit)等构成。但是，并不限定于该情况，图像生成电路33的功能的全部或者一部分，也可以通过处理电路31执行程序来实现。
处理电路31对控制装置30整体的动作进行控制。处理电路31除了专用或通用的CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processor Unit)、或者GPU(GraphicsProcessing Unit)等处理器之外，还指ASIC以及可编程逻辑器件等。作为可编程逻辑器件，例如可举出简单可编程逻辑器件(SPLD：Simple Programmable Logic Device)，复杂可编程逻辑器件(CPLD：Complex Programmable Logic Device)、以及现场可编程门阵列(FPGA：Field Programmable Gate Array)等。
此外，处理电路31可以由单个电路构成，也可以由多个独立的处理电路要素的组合构成。在后者的情况下，存储器32可以针对每个处理电路要素分别独立地设置，也可以是单个存储器32存储与多个处理电路要素的功能对应的程序。
存储器32例如由RAM(Random Access Memory)、闪存器(Flash Memory)等半导体存储元件、硬盘、光盘等构成。存储器32也可以由USB(Universal Serial Bus)存储器以及DVD(Digital Video Disk)等便携式介质构成。存储器32存储在处理电路31中使用的各种处理程序(除了应用程序之外，还包含OS(Operating System)等)、执行程序所需要的数据。此外，在OS中也能够包括如下的GUI(Graphic User Interface)：在针对操作者向显示器36显示信息时多使用图形，并能够通过输入接口34进行基础的操作。另外，存储器32是存储部的一例。
图像生成电路33在处理电路31的控制下，对从立位检测器23(或者，卧位检测器43)的A/D转换电路(省略图示)输出的透射数据进行对数转换处理(LOG处理)并根据需要进行加法处理，而生成X射线图像数据。此外，图像生成电路33在处理电路31的控制下，对所生成的X射线图像数据实施图像处理。作为图像处理，可举出针对数据的放大/灰度/空间滤波处理、按时间序列蓄积的数据的最小值/最大值跟踪处理、以及用于除去噪声的加法处理等。
图像生成电路33将所生成的X射线图像数据记录于存储器32等存储装置。另外，图像生成电路33是图像生成部的一例。
输入接口34包括能够由操作者操作的输入设备、以及输入来自输入设备的信号的输入电路。输入设备由鼠标、键盘、轨迹球、开关、按钮、操纵杆、通过触摸操作面来进行输入操作的触摸板、显示画面与触摸板一体化的触摸屏、使用了光学传感器的非接触输入电路、声音输入电路等实现。当输入设备从操作者接受到输入操作时，输入电路生成与该输入操作相应的电信号而输出至处理电路31。另外，输入接口34是输入部的一例。
网络接口35安装与网络的形态相应的各种信息通信用协议。网络接口35按照该各种协议，将控制装置30与外部的图像服务器(省略图示)等设备连接。在该连接中，能够应用经由了电子网络的电连接等。此处，电子网络是指利用了电通信技术的信息通信网整体，除了无线/有线的医院核心的LAN(Local Area Network)、因特网之外，还包括电话通信线路网、光纤通信网络、有线通信网络以及卫星通信网络等。另外，网络接口35是网络连接部的一例。
显示器36显示各种信息。例如，显示器36输出由图像生成电路33生成的X射线图像数据、后述的模拟图像数据、用于接受来自操作者的各种操作的GUI(Graphical UserInterface)等。例如，显示器36为液晶显示器、CRT(Cathode Ray Tube)显示器、OLED(Organic Light Emitting Diode)显示器等。另外，显示器36是显示部的一例。
高电压电源电路37将商用电源作为输入并进行升压，在处理电路31的控制下，经由线缆C向X射线管保持装置10的X射线管11供给高电压电力。
接着，对X射线摄影系统1的控制装置30的功能进行说明。
图4是表示控制装置30的功能的一例的框图。
如图4所示，处理电路31通过读出并执行存储于存储器32或者直接安装在处理电路31内的计算机程序，由此实现条件设定功能311、位置控制功能312、角度控制功能313以及X射线摄影控制功能314。以下，以功能311～314通过执行计算机程序而以软件的方式发挥功能的情况为例进行说明，但功能311～314的全部或者一部分功能也可以由ASIC等电路实现。此外，功能311～313也可以由与具有X射线摄影控制功能314的控制装置30不同的计算机、例如平板电脑型的计算机等具备。
条件设定功能311包括根据经由输入接口34的输入或者检查命令中包含的条件等来设定SID(即，Z坐标)等摄影条件的功能。例如，在从正面对立位检测器23进行X射线照射的情况下，X射线管11的三维坐标[X,Y,Z]的X轴坐标与立位检测器23的中心位置的X轴坐标一致，X射线管11的三维坐标[X,Y,Z]的Y轴坐标与立位检测器23的中心位置的Y轴坐标一致，X射线管11的三维坐标[X,Y,Z]的Z轴坐标与立位检测器23的中心位置的Z轴坐标与SID之差一致。预先取得立位检测器23的位置。另外，条件设定功能311是条件设定部的一例。
位置控制功能312包括通过无线来控制X射线管保持装置10的X射线管11的位置及方位角的功能。位置控制功能312对当前的X射线管11的位置及方位角、以及由条件设定功能311设定的目标的X射线管11的位置及方位角进行定位，对X射线管保持装置10的飞行路线进行设定。例如，在从正面对立位检测器23进行X射线照射的情况下，位置控制功能312通过控制飞行器13的朝向以使X射线管11的体轴AX与X轴平行，由此控制X射线管11的方位角。即，位置控制功能312控制飞行器13的飞行，以使X射线管11正对立位检测器23。另一方面，角度控制功能313也能够通过控制飞行器13的朝向而控制X射线管11的方位角，由此从左侧或者右侧对立位检测器23照射X射线。另外，位置控制功能312是位置控制部的一例。
角度控制功能313包括通过无线来控制X射线管保持装置10的X射线管11的旋转的功能。例如，在从正面对立位检测器23进行X射线照射的情况下，角度控制功能313控制X射线管11的俯仰角，以使将X射线管11的X射线焦点与开口部G连结的线与W轴平行(在图2的(A)中图示)。即，角度控制功能313控制角度变更部122的动作，以使X射线管11正对立位检测器23。另一方面，角度控制功能313也能够通过控制X射线管11的俯仰角，由此从上方或者下方对立位检测器23照射X射线(在图2的(B)、(C)中图示)。另外，角度控制功能313是角度控制部的一例。
X射线摄影控制功能314包括如下功能：在X射线管保持装置10悬停的状态下，通过无线来控制X射线管11、立位检测器23等的动作，并且经由线缆C从高电压电源电路37向X射线管11进行电力供给，由此控制针对配置在立位检测器23前面的患者的检查部位的X射线摄影。另外，X射线摄影控制功能314是X射线摄影控制部的一例。
此处，X射线照射大体上分为摄影和透视。摄影以比较高的管电流照射X射线。另一方面，透视以比较低的管电流照射X射线。此外，透视大体上分为连续透视和脉冲透视。脉冲透视与连续透视不同，是指X射线的脉冲被断续地反复照射的透视方法。根据脉冲透视，与连续透视相比，透视图像的连续性(帧率)稍差，但能够抑制对患者的辐射剂量。
接着，对X射线摄影系统1的X射线摄影的控制方法进行说明。
图5是将X射线摄影的控制方法作为流程图来表示的图。在图5中，对“ST”附加了数字的符号表示流程图的各步骤。
条件设定功能311根据经由输入接口34的输入或者检查命令中包含的条件等，设定SID等摄影条件(步骤ST1)。位置控制功能312通过控制X射线管保持装置10的飞行器13的飞行，由此设置X射线管11的位置及方位角，以便成为基于通过步骤ST1设定的SID的位置及方位角(步骤ST2)。在步骤ST2中，位置控制功能312对当前的X射线管11的位置及方位角、以及由条件设定功能311设定的目标的X射线管11的位置及方位角进行定位，并对X射线管保持装置10的飞行路线进行设定。X射线管保持装置10沿着飞行路线进行飞行，并设置X射线管11的位置及方位角。
另外，在步骤ST2中，位置控制功能312也可以为，在朝向规定位置的最佳的飞行路线上存在设备等障碍物的情况下，以避开障碍物的方式变更该飞行路线，并设置避开障碍物那样的飞行路线。障碍物的位置可以预先设定，也可以由图像传感器等位置传感器检测。由此，能够避免X射线管保持装置10与障碍物碰撞的危险。另外，位置控制功能312一般将X射线管11的位置控制为相对于立位检测器23成为正面，并从正面照射X射线，但有时从左侧或者右侧对立位检测器23照射X射线。在该情况下，位置控制功能312控制X射线管11的位置的X轴坐标，并且控制可动光圈部(省略图示)的动作而控制X射线管11的方位角。
角度控制功能313为，在通过步骤ST2而X射线管保持装置10悬停的状态下，控制X射线管保持装置10的X射线管11的旋转，由此设置X射线管11的俯仰角(步骤ST3)。另外，角度控制功能313一般将X射线管11的位置控制为相对于立位检测器23成为正面，并从正面照射X射线，但有时从上方或者下方对立位检测器23照射X射线。在该情况下，角度控制功能313控制X射线管11的位置的Y轴坐标，并且控制可动光圈部(省略图示)而控制X射线管11的俯仰角。
X射线摄影控制功能314为，在通过步骤ST2而X射线管保持装置10悬停的状态下，控制X射线管11、高电压电源电路37、立位检测器23等的动作，由此执行针对配置在立位检测器23前面的患者的检查部位的X射线摄影(步骤ST4)。
图像生成电路33基于通过步骤ST4的X射线摄影而取得的透射数据来生成X射线图像数据(步骤ST5)。X射线摄影控制功能314将通过步骤ST5生成的X射线图像数据保存在存储器32中，并且显示于显示器36(步骤ST6)。
如以上那样，根据图1所示的X射线管保持装置10，由于X射线管11的可动范围不会被支承X射线管11的顶棚轨道、臂限制，因此能够实现X射线管11的自由度较高的配置。此外，如果将X射线管保持装置10应用于X射线摄影系统1，则还能够执行基于较大SID的X射线摄影。
此外，除了能够在一般的X射线摄影系统中应用X射线管保持装置10以外，在院内的巡诊用的系统中也能够应用X射线管保持装置10。进而，在X射线摄影系统1中，无需如以往的X射线摄影系统那样进行用于支承X射线管的顶棚施工，因此还能够缩短安装期间。
至此，以将图1所示的X射线管保持装置10应用于与立位摄影相关的X射线摄影系统1的情况为例进行了说明，但本发明并不限定于该情况。例如，在本发明中，也能够将图1所示的X射线管保持装置10应用于与卧位摄影相关的X射线摄影系统。对该情况进行说明。
图6是表示具备X射线管保持装置10的X射线摄影系统的构成的概要图。
图6示出X射线摄影系统1A。X射线摄影系统1A具备图1所示的X射线管保持装置10及控制装置30、以及卧位摄影台40。
卧位摄影台40以能够载放患者的方式横向配置，且配置成能够检测来自X射线管11的X射线。卧位摄影台40具备顶板41、诊视床42、以及卧位用的X射线检测器(以下，称作“卧位检测器”)43。
顶板41具有配置在卧位摄影台40的上部侧的板状的形状，在上部载放患者。
诊视床42在上方支承顶板41。诊视床42在控制装置30的处理电路31的控制下，使顶板41在上下方向、左右方向、前后方向上滑动。
卧位检测器43与立位检测器23(在图3中图示)相同，例如包括FPD。卧位检测器43是摄影用、透视用或者这二者兼用的X射线检测器。卧位检测器43具备二维排列的多个检测元件。另外，在卧位检测器43的前面(即，X射线入射面)，也可以与立位检测器23的前面同样地具备栅格(省略图示)。
卧位检测器43除了FPD之外，有时还包括A/D转换电路等。A/D转换电路输入从FPD输出的模拟信号(视频信号)，并将其转换成数字的图像信号而输出至控制装置30。
另外，在图6所示的X射线摄影系统1A中，对于与图3所示的X射线摄影系统1相同的部件标注相同的符号并省略说明。此外，X射线摄影系统1A的功能与图4所示的X射线摄影系统1的功能相同，因此省略说明。并且，X射线摄影系统1A的X射线摄影的控制方法与图5所示的X射线摄影系统1的X射线摄影的控制方法相同，因此省略说明。
如以上那样，如果将图1所示的X射线管保持装置10应用于X射线摄影系统1A，则也能够执行基于较大SID的X射线摄影。
(第1变形例)
根据图6所示的X射线摄影系统1A，还能够进行断层融合摄影。使用图7对该情况进行说明。
图7是用于说明X射线摄影系统1A中的断层融合摄影的图。
图7示出X射线管保持装置10以及卧位摄影台40。如图7所示，X射线管保持装置10、即X射线管11沿着Z轴方向直线地滑动移动并且控制X射线管11的俯仰角，由此进行断层融合摄影。此外，X射线管11并不限定于沿着Z轴方向直线地滑动移动的情况，也可以通过沿着以X射线管11的焦点位置与卧位检测器43的中心之间的中点为中心的圆弧方向移动来实现断层融合摄影。进而，卧位检测器43并不限定于被固定的情况，也可以通过与X射线管11的Z轴正方向的移动相匹配而朝Z轴负方向移动来进行断层融合摄影。
如此，根据应用了X射线管保持装置10的X射线摄影系统1A，在进行断层融合摄影那样的X射线管具有一定的直线或者圆弧那样的轨道的摄影的情况下，不存在由于检查室内的隔帘轨道那样的障碍而无法摄影的情况。根据X射线摄影系统1A，能够进行避开隔帘轨道且接近原本预定的断层融合的轨道的摄影。即，根据X射线摄影系统1A，能够按照以往放弃了的X射线管的轨道进行摄影，能够扩大检查的幅度。
(第2变形例)
在X射线摄影系统1、1A中，不仅可以应用1个X射线管保持装置10，也可以应用多个X射线管保持装置10。通过依次更换使用多个X射线管保持装置10，由此即使是热单位(HU)较小的X射线管11也能够连续地继续摄影。当考虑到使用飞行器13使X射线管11飞行时，优选使X射线管11较小且轻量化。为此，作为X射线管11，难以采用搭载有使阳极旋转的旋转阳极的X射线管，优选搭载固定阳极的X射线管。在该情况下，即使在相同的X射线条件下，在固定阳极的X射线管的情况下，也不会成为很快变热而无法进行摄影的事态。
因此，作为备份用而能够使用1个以上的X射线管保持装置10。控制装置30控制多个X射线管保持装置10中激活的X射线管保持装置10的动作来取得X射线图像数据。如此，即使通过第1个X射线管保持装置10的X射线管11无法进行摄影，也能够使用其他X射线管保持装置10继续进行摄影。另外，X射线摄影控制功能314通过控制2个X射线管保持装置10的动作，由此还能够从与2个X射线管保持装置10分别对应的2个X射线管11交替地进行X射线照射而取得立体观察用的X射线图像数据。
(第3变形例)
在X射线摄影系统1、1A中也可以进一步设置将用于从高电压电源电路37向X射线管11供给电力的线缆支承为不松弛的线缆支承装置50。
图8是用于说明X射线摄影系统1、1A中线缆支承装置50对线缆的支承的图。
图8示出X射线管保持装置10、卧位摄影台40以及线缆支承装置50。线缆支承装置50具备：飞行器53，具备与X射线管保持装置10的飞行器13(在图1中图示)相同的构成；以及支承部51(例如，滑轮)，在飞行器53的下部支承用于从高电压电源电路37向X射线管11供给电力的线缆C。
线缆支承装置50优选追随X射线管保持装置10的移动而移动。
X射线管保持装置10能够自由地飞行，因此能够假定线缆C会下垂到卧位摄影台40上的患者上(图8的粗虚线)。因此，在由通过飞行器53飞行的线缆支承装置50支承了线缆C的基础上，位置控制功能312通过无线来控制X射线管保持装置10的位置及方位角，并且以追随X射线管保持装置10的位置的方式通过无线来控制线缆支承装置50的位置。由此，能够避免线缆C下垂到卧位摄影台40上的患者上。另外，也可以不使用线缆支承装置50，而使X射线管保持装置10的飞行器13进一步具备用于支承线缆C的臂。在该情况下，也能够简单地得到与线缆支承装置50所带来的效果相同的效果。
(第4变形例)
在X射线摄影系统1、1A中，X射线摄影控制功能314也可以根据飞行器13的飞行状态来控制从X射线管11的X射线的照射。如果不在飞行器13即X射线管11的静止状态、或者稳定的飞行状态时进行摄影，则所取得的X射线图像有可能会产生模糊。因此，X射线摄影控制功能314经由高电压电源电路37来控制X射线管11的动作，以便在X射线管11的静止状态或者稳定的飞行状态时进行摄影。例如，X射线摄影控制功能314能够通过计测飞行器13的位置信息的每单位时间的移动量，来识别X射线管11的静止状态以及稳定状态。由此，能够防止由于X射线管11的动作而产生的X射线图像的模糊。
(第5的变形例)
根据与飞行器13的最大装载重量之间的关系，搭载于飞行器13的可动光圈部(省略图示)优选为轻量。因此，能够假定搭载于飞行器13的可动光圈部的功能受到限制。例如，从重量的观点出发，在飞行器13上无法搭载上下左右非对称地进行动作那样的复杂的光圈。因此，在X射线摄影系统1A中也可以设置搭载有追加的可动光圈部的X射线管保持装置10的着陆装置44。
图9的(A)是表示X射线管保持装置10的着陆装置44的构成例的图。图9的(B)是表示着陆装置44的配置例的图。
如图9的(A)所示，着陆装置44具备X射线管保持装置10的着陆槽44a、44b以及可动光圈部44c。如图9的(B)所示，X射线管保持装置10的腿部接地于固定于诊视床42(或者，顶板41)的着陆装置44的着陆槽44a、44b，由此X射线管保持装置10与卧位摄影台40对位并固定。
在如使用了电视诊视床装置的泌尿器的检查等那样、想要仅使用X射线垂下侧的检查中，有时想要使用具备非对称地动作的光圈叶片的可动光圈部来进行检查。因此，在卧位摄影台40上设置具有所希望的可动光圈部44c的着陆装置44的基础上，位置控制功能312控制飞行器13的飞行，以使X射线管保持装置10着陆于着陆装置44的规定位置，由此能够进行使用了所希望的可动光圈部44c的摄影。
(第6变形例)
图1所示的X射线管保持装置10不具备高电压电源电路。另一方面，控制装置30具备高电压电源电路37，X射线管保持装置10的X射线管11从控制装置30的高电压电源电路37供给电力。但是，并不限定于这种构成。保持X射线管11的X射线管保持装置也可以具备高电压电源电路。
图10是表示图6变形例的X射线管保持装置的构成的概要图。
图10示出图6变形例的X射线管保持装置10B。X射线管保持装置10B具备X射线管11、保持机构12、飞行器13、高电压电源电路16以及蓄电池(battery)17。
高电压电源电路16将蓄电池17的电源作为输入而进行升压，并在处理电路31的控制下，向X射线管保持装置10B的X射线管11供给高电压电力。
另外，在图10所示的X射线管保持装置10B中，对于与图1所示的X射线管保持装置10相同的部件标注相同的符号并省略说明。
图11是表示具备X射线管保持装置10B的X射线摄影系统的构成的概要图。
图11示出X射线摄影系统1B。X射线摄影系统1B具备图10所示的X射线管保持装置10B、立位摄影台20以及控制装置30B。
表示X射线管保持装置10B的X射线管11(在图1中图示)的U轴即体轴AX与后述的立位检测器23的横轴即X轴平行的情况。另外，X射线管11的V轴与立位检测器23的纵轴(铅垂方向)即Y轴始终一致。
X射线管11从高电压电源电路16接受电力供给，并对配置在立位摄影台20前方的患者照射X射线。另外，在X射线管11的前级设置有可动光圈部(省略图示)。可动光圈部在X射线管11的X射线照射口具有由遮蔽X射线的物质构成且能够滑动的光圈叶片。可动光圈部在处理电路31的控制下，通过可动光圈部对X射线照射口进行开闭，由此能够变更X射线的扩展角。另外，在X射线管11的前面也可以设置有调整由X射线管11产生的X射线的线质的线质调整滤波器(省略图示)。
通过控制装置30B的位置控制功能312对飞行器13的飞行进行控制，由此X射线管保持装置10B的X射线管11能够移动到规定位置。例如，X射线管11能够移动到规定的三维坐标[X,Y,Z]。
控制装置30B包括通过控制X射线管保持装置10B的飞行器13的飞行来控制X射线管11的位置及方位角的功能、通过控制X射线管保持装置10B的角度变更部122的动作来控制X射线管11的俯仰角的功能、以及控制X射线摄影的功能。控制装置30B具备处理电路31、存储器32、图像生成电路33、输入接口34、网络接口35以及显示器36。即，控制装置30B与控制装置30(在图3中图示)不同，不具备高电压电源电路37。
另外，在图11所示的X射线摄影系统1B中，对于与图3所示的X射线摄影系统1相同的部件标注相同的符号并省略说明。此外，除了X射线摄影控制功能314的功能以外，X射线摄影系统1B的功能与图4所示的X射线摄影系统1的功能相同，因此省略说明。X射线摄影系统1B的X射线摄影控制功能314包括如下功能：在X射线管保持装置10B悬停的状态下，通过无线来控制X射线管11、立位检测器23等的动作，并且通过无线控制从高电压电源电路16向X射线管11的电力供给，由此控制针对配置在立位检测器23前面(或者，卧位检测器43上)的患者的检查部位的X射线摄影。进而，X射线摄影系统1B的X射线摄影的控制方法与图5所示的X射线摄影系统1的X射线摄影的控制方法相同，因此省略说明。
如以上那样，根据图11所示的X射线管保持装置10B，与X射线管保持装置10(在图1中图示)相同，X射线管11的可动范围不被支承X射线管11的顶棚轨道、臂限制，因此能够实现X射线管11的自由度较高的配置。此外，如果将X射线管保持装置10B应用于X射线摄影系统1B，则也能够执行基于较大SID的X射线摄影。进而，根据图11所示的X射线管保持装置10B，由于不需要将高电压电源电路16与商用电源相连的线缆，因此X射线管11的可动范围不会被限制，因此与X射线管保持装置10(在图1中图示)的情况相比能够进一步实现X射线管11的自由度较高的配置。
(X射线管保持装置10、10B以及X射线摄影系统1～1B的使用方法)
在上述中，对X射线管保持装置10、10B以及X射线摄影系统1～1B在室内使用的情况进行了说明，但并不限定于该情况。例如，X射线管保持装置10、10B以及X射线摄影系统1～1B也能够在室外(例如，灾区、战场等)使用。以下，对X射线管保持装置10以及X射线摄影系统1、1A在室外使用的情况进行说明。
在X射线管保持装置10以及X射线摄影系统1A(在图6中图示)在室外使用的情况下，X射线摄影系统1A通过车辆被输送至室外的目的地。当车辆到达目的地时，由操作者从车内搬出X射线检测器，并由操作者将X射线检测器配置在卧位的患者的检查部位的地面侧。此外，车内的处理电路31的位置控制功能312通过控制X射线管保持装置10的飞行器13的飞行，由此将X射线管保持装置10送出到车外，并设置X射线管11的位置及方位角。此外，角度控制功能313在X射线管保持装置10悬停的状态下控制X射线管保持装置10的X射线管11的旋转，由此设置X射线管11的俯仰角。另外，X射线检测器具备多个位置传感器(与位置传感器14、15相同)。根据X射线检测器的各位置传感器的位置信息来检测X射线检测器的位置、方向，根据X射线检测器的位置、方向来控制X射线管保持装置10的位置、方位角、以及X射线管11的俯仰角。
然后，X射线摄影控制功能314在X射线管保持装置10悬停的状态下进行X射线摄影。在该情况下，例如应用使用了图6所示的卧位检测器43的X射线摄影系统1A的动作。
另一方面，在X射线管保持装置10以及X射线摄影系统1(在图3中图示)在室外使用的情况下，X射线摄影系统1通过车辆被输送至室外的目的地。当车辆到达目的地时，由操作者从车内搬出到X射线检测器，并由操作者将X射线检测器配置在立位或者坐位的患者的检查部位的侧面侧。此外，车内的处理电路31的位置控制功能312通过控制X射线管保持装置10的飞行器13的飞行，由此将X射线管保持装置10送出到车外，并设置X射线管11的位置及方位角。此外，角度控制功能313在X射线管保持装置10悬停的状态下控制X射线管保持装置10的X射线管11的旋转，由此设置X射线管11的俯仰角。
然后，X射线摄影控制功能314在X射线管保持装置10悬停的状态下进行X射线摄影。在该情况下，例如应用使用了图3所示的立位检测器23的X射线摄影系统1的动作。
另外，有时根据室外的场所、患者的体位而无法将X射线检测器配置为铅垂方向(图3所示的立位检测器23)、水平方向(图6所示的卧位检测器43)。在该情况下，也能够根据X射线检测器的位置、方向来控制X射线管保持装置10的位置、方位角、以及X射线管11的俯仰角，由此进行基于适当的SID的X射线摄影。
如以上那样，也能够在室外使用X射线管保持装置10、10B以及X射线摄影系统1～1B。此外，在室外使用X射线管保持装置10、10B以及X射线摄影系统1～1B的情况下，操作者仅将X射线检测器搬出并配置就能够进行X射线摄影，因此能够减轻操作者的搬出负担。进而，在室外使用X射线管保持装置10、10B以及X射线摄影系统1～1B的情况下，通过根据X射线检测器的位置、方向来控制X射线管保持装置10的位置、方位角、以及X射线管11的俯仰角，由此能够进行基于适当的SID的X射线摄影。
另外，条件设定功能311是条件设定部的一例。位置控制功能312是位置控制部的一例。角度控制功能313是角度控制部的一例。X射线摄影控制功能314是X射线摄影控制部的一例。
根据以上说明的至少一个实施方式，能够实现X射线管的自由度较高的配置。
对几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。

Claims (21)

1.一种X射线诊断系统，具备：
X射线管，照射X射线；
保持机构，保持上述X射线管；
飞行器，搭载有上述保持机构；
X射线检测器，检测由上述X射线管照射的X射线；以及
控制部，控制上述飞行器的飞行，
上述控制部控制上述飞行器的飞行，以使上述X射线管在与上述X射线检测器之间被配置于规定位置。
2.根据权利要求1所述的X射线摄影系统，其中，
上述保持机构还保持变更上述X射线管的照射角度的角度变更部，
上述控制部控制上述角度变更部的动作，以使上述X射线管正对上述X射线检测器。
3.根据权利要求2所述的X射线摄影系统，其中，
上述控制部取得上述X射线检测器的位置信息，并基于上述位置信息控制上述飞行器的飞行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
在上述飞行器的飞行路线上存在障碍物的情况下，上述控制部以避开上述障碍物的方式变更上述飞行路线。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
具备多个X射线管保持装置，该X射线管保持装置具备上述X射线管、上述保持机构以及上述飞行器，
上述控制部控制上述多个X射线管保持装置中激活的X射线管保持装置的动作而取得X射线图像数据，或者，通过控制2个X射线管保持装置的动作，由此从与上述2个X射线管保持装置分别对应的2个X射线管交替地进行X射线照射而取得立体观察用的X射线图像数据。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
上述保持机构还保持高电压电源电路以及蓄电池，
上述控制部控制上述高电压电源电路以及上述蓄电池而控制X射线摄影。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
还具备线缆支承装置，
上述线缆支承装置具备：
第2飞行器；以及
支承部，在上述第2飞行器的下部支承用于从高电压电源电路向上述X射线管供给电力的线缆。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
上述飞行器具备支承用于从高电压电源电路向上述X射线管供给电力的线缆的臂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
上述控制部根据上述飞行器的飞行状态，控制来自上述X射线管的X射线的照射。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的X射线摄影系统，还具备：
卧位摄影台，具备上述X射线检测器；以及
着陆装置，安装于上述卧位摄影台，
上述飞行器能够着陆于上述着陆装置，上述着陆装置搭载可动光圈部。
11.一种X射线诊断系统，具备：
X射线管，照射X射线；
保持机构，保持上述X射线管；
飞行器，搭载有上述保持机构；以及
X射线检测器，检测由上述X射线管照射的X射线；以及
控制部，控制上述飞行器的飞行，
上述控制部根据上述飞行器的飞行状态，控制上述X射线管对X射线的照射。
12.根据权利要求11所述的X射线摄影系统，其中，
上述保持机构还保持变更上述X射线管的照射角度的角度变更部，
上述控制部控制上述角度变更部的动作，以使上述X射线管正对上述X射线检测器。
13.根据权利要求12所述的X射线摄影系统，其中，
上述控制部取得上述X射线检测器的位置信息，并基于上述位置信息控制上述飞行器的飞行。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
在上述飞行器的飞行路线上存在障碍物的情况下，上述控制部以避开上述障碍物的方式变更上述飞行路线。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
具备多个X射线管保持装置，该X射线管保持装置具备上述X射线管、上述保持机构以及上述飞行器，
上述控制部控制上述多个X射线管保持装置中激活的X射线管保持装置的动作而取得X射线图像数据，或者，通过控制2个X射线管保持装置的动作，由此从与上述2个X射线管保持装置分别对应的2个X射线管交替地进行X射线照射而取得立体观察用的X射线图像数据。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
上述保持机构还保持高电压电源电路以及蓄电池，
上述控制部控制上述高电压电源电路以及上述蓄电池而控制X射线摄影。
17.根据权利要求11至15中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
还具备线缆支承装置，
上述线缆支承装置具备：
第2飞行器；以及
支承部，在上述第2飞行器的下部支承用于从高电压电源电路向上述X射线管供给电力的线缆。
18.根据权利要求11至15中任一项所述的X射线摄影系统，其中，
上述飞行器具备支承用于从高电压电源电路向上述X射线管供给电力的线缆的臂。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的X射线摄影系统，还具备：
卧位摄影台，具备上述X射线检测器；以及
着陆装置，安装于上述卧位摄影台，
上述飞行器能够着陆于上述着陆装置，上述着陆装置搭载可动光圈部。
20.一种X射线管保持装置，具备：
X射线管；
保持机构，保持上述X射线管；以及
飞行器，搭载有上述保持机构。
21.根据权利要求20所述的X射线管保持装置，其中，
还具备变更上述X射线管的俯仰角的角度变更部。
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