JP2000083937A - 医用ｘ線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間でかつ画質に優れた３次元画像を作成
できる全身を撮影対象とした医用Ｘ線装置を提供する。 【解決手段】 円弧状アーム５０は、Ｘ線照射手段であ
るＸ線管５１とＸ線検出器５２を対向配置させて支持す
る。この円弧状アーム５０は、ホルダ５３によって支持
されていて、被検者の体軸周りに１８０度回転可能に支
持する。前記ホルダ５３は、さらに支持台５５によって
支持され、被検者の体軸に直交する軸を中心に３６０度
回転可能に支持する。また、床面に立設された天板支持
手段であるスタンド６０は、天板６２を保持する。この
天板６２上には、被検者を寝載するカプセル６３を設
け、このカプセル６３は、被検者の体軸に平行な軸を中
心に１８０度揺動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医用Ｘ線装置に係
り、特に血管造影検査や治療に好適な３次元画像を作成
できる撮影が可能な医用Ｘ線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｘ線画像診断装置等の医用画像診
断装置に採用される画像処理装置の情報処理の高速化が
著しく、従来からの２次元画像による診断から、３次元
画像を用いた診断が行われるようになってきた。

【０００３】この３次元画像診断は、従来は、Ｘ線ＣＴ
装置を用いた３次元診断画像が主に用いられてきたが、
最近ではイメージインテンシファイア（以下Ｉ．Ｉ．）
や半導体を用いた平面センサーを代表とする２次元セン
サを用いて２次元画像から３次元画像を算出することが
行われている。

【０００４】この２次元センサーを用いた装置として代
表されるＸ線透視撮影台や循環器Ｘ線検査装置は、診断
のみならず治療にも使われている。この治療とは、Ｘ線
透視下において先端にさまざまな器具を取り付けたカテ
ーテルを被検者の血管や臓器に挿入して行なうもので、
従来開腹手術をせざるを得なかった治療に対して、被検
者に与える苦痛を少なくでき、かつ安価に治療ができる
という大きなメリットを持ち、このような治療方法はＩ
ＶＲ（Interventional Radiology）と呼ばれている。こ
のＩＶＲでは、３次元的な対象部位の位置や形状を把握
できるようにすることが望ましく、被検者に対し様々な
角度からＸ線を照射できる図６（ａ），（ｂ）に示すよ
うな循環器Ｘ線検査装置が多く利用されている。

【０００５】図６（ａ）に示す循環器Ｘ線検査装置の例
は、Ｘ線照射手段であるＸ線管１４とＸ線検出器１６を
円弧状アーム１２に一体的に保持し、被検者１０を寝載
した天板８の体軸方向（頭側）から挟み込むように配置
する。この円弧状アーム１２はホルダー１８で保持さ
れ、回転軸Ｍ１の周りを矢印Ｓ１にて示す方向に回転さ
せたり、矢印Ｓ２にて示す方向にスライド回転するよう
にされており、基台２０にて床面から支持される。

【０００６】一方、図６（ｂ）に示す循環器Ｘ線検査装
置の例においては、Ｘ線照射手段であるＸ線管２６とＸ
線検出器２８を円弧状アーム２４に一体的に保持し、被
検者（図示略）を寝載した天板２２の幅方向から天板２
２を挟み込むよう配置する。この円弧状アーム２４はホ
ルダー３０で保持され、回転軸Ｍ２の周りを矢印Ｓ３に
て示す方向に回転させたり、矢印Ｓ４にて示す方向にス
ライド回転するようにされており、基台３２にて床面に
支持され、かつＳ５の方向に移動可能となっている。

【０００７】これらの装置を使って３次元画像を作成す
るためには、被検者を天板に寝載し、その被検者の周り
をＸ線管とＸ線検出器を対向支持した円弧状アームを回
転させながら、Ｘ線管よりＸ線を曝射し、被検者を透過
したＸ線をＸ線検出器に入射させ、検出器の出力信号
は、アナログ／ディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）された
後、前処理，画像再構成等の画像処理部で処理を行い、
３次元画像としてディスプレイなどに表示させる。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、Ｘ
線画像診断装置において、３次元画像を作成するために
は、全周（３６０度）方向からの連続的もしくは離散的
なデジタル画像が必要となる。図６（ａ）の装置は、円
弧状アームが、被検者の頭側にあり、かつ被検者の体軸
周りに３６０度回転できるため、３次元画像作成に関す
るデータの取得は可能である。しかし、図６（ａ）の装
置は、被検者の頭側にあるため、撮影対象範囲が狭く、
頭部から胸部までの範囲に限定されるという問題があ
る。

【０００９】一方、図６（ｂ）の装置は、図６（ａ）の
装置とは、逆に円弧状アームが被検者の横に位置し、か
つ被検者の体軸方向に沿って円弧状アームまたは天板が
移動できるため、撮影対象範囲が広く、頭部から下肢ま
での全身が対象となる。しかし、図６（ｂ）の装置で
は、円弧状アームが体軸周りに回転できる範囲が１８０
度程度のため、３次元画像を作成するためのデータ収集
は不可能である。たとえ、３次元画像作成が出来たとし
ても、分解能など画質は悪いものとなる。したがって、
図６（ｂ）の装置のような全身を対象にできる装置にお
いて、画質の良い３次元画像を作成することができない
という問題がある。

【００１０】また、撮影部位によっては撮影中の息止め
が必要となり、胸部撮影等では、呼吸による動的アーチ
ファクトの原因となるので、必ず実施しなければならな
い。したがって、被検者は子供から老人まで多種多様の
可能性があり、被検者に長い時間の息止めをさせる撮影
は、良い結果を得られない。そこで、確実な３次元画像
を得るためには、子供でも老人でも確実に息止めできる
撮影時間設定が必要であり、このためには円弧状アーム
を高速で回転させる必要が生じ、被検者に対して安全性
が損なわれるという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、全身を撮影対象とした医
用Ｘ線装置において、短時間でかつ画質に優れた３次元
画像を作成できる撮影が可能な医用Ｘ線装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｘ線を照射
するＸ線照射手段と、被検者を挟み前記Ｘ線照射手段と
対向配置されるＸ線検出器と、前記被検者を寝載する天
板とを有する医用Ｘ線装置において、前記Ｘ線照射手段
とＸ線検出器とが被検者を挟んで対向しながら回転動作
する回転動作手段と、前記天板上で被検者を回転動作さ
せる被検者回転動作手段と、前記回転動作手段と被検者
回転動作手段との回転運動を組み合わせて前記被検者に
Ｘ線を照射しその透過Ｘ線像から３次元画像を作成する
画像処理制御手段とを具備することによって達成され
る。

【００１３】この医用Ｘ線装置は、上記回転動作手段の
回転運動と被検者回転手段の回転運動とを互いに逆方向
に回転させて被検者の周り３６０度にＸ線を照射して３
次元画像を得る。また、上記被検者回転動作手段は、天
板上に配置したカプセルと、そのカプセルを回転可能に
支持した支持部と、その支持部に接続した駆動部とを備
えたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。図１は本発明の医用Ｘ線装置の斜
視図である。円弧状アーム５０は、Ｘ線照射手段である
Ｘ線管５１とＸ線検出器５２を対向配置させて支持す
る。円弧状アーム５０は、ホルダ５３によって支持され
ていて、円弧状アーム５０を被検者の体軸周り５４に１
８０度回転可能に支持する。ホルダ５３は、さらに支持
台５５によって支持され、被検者の体軸に直交する軸５
６を中心にホルダ５３を３６０度回転可能に支持する。
また、床面に立設された天板支持手段であるスタンド６
０は、天板６２を保持する。この天板６２上には、被検
者（図示省略）を寝載するカプセル６３を設け、カプセ
ル６３は、被検者の体軸に平行な軸６４を中心に１８０
度揺動できる構造である。被検者を寝載するカプセル６
３は、図２に示す通り、カプセル長手方向の一端６３ａ
側に天板に固定されたカプセル支持金具６６を設け、そ
の支持金具６６にカプセル６３の回転中心となる位置に
軸６７が固定されていて、この軸６７にカプセルの一端
６３ａを揺動可能に支持する。また、カプセル６３の他
方の一端６３ｂには、軸６７の中心軸と一致する位置に
軸中心に配置したモータ７０の軸７１を配置し、その軸
７１をカプセルの他端６３ｂに固定する。このようにす
ることにより、カプセル６３は、モータ７０の正転，逆
転により、被検者を寝載したカプセル６３を天板６２上
で揺動運動可能となる。

【００１５】また、円弧状アーム５０が体軸周り５４を
回転させる構造について、図４の（ｂ）を用いて説明す
る。ホルダー７３はその内部に、前記円弧状アーム５０
とスライド回転自在に支持するローラ対７８，８０を複
数備え、またプーリを備えたスライドモータ８４とアイ
ドラプーリ８２により、円弧状アーム外周に巻き付けた
ベルト８３を駆動する。これによって、円弧状アーム５
０のスライド回転を実現する。

【００１６】図３は、本発明の装置の制御構成を示すブ
ロック図である。被検者を寝載した天板６２上のカプセ
ル６３を揺動させるモータ７０を駆動するドライブ装置
１０１，Ｘ線管の制御器１２０，および円弧状アーム５
０のスライドモータ８４のドライブ装置１０２を制御す
るシステムコントローラ１１２を設け、Ｘ線を照射しな
がら円弧状アーム５０とカプセル６３が回転運動し、被
検者を透過したＸ線をＸ線検出器５２で検出したデータ
から３次元画像を得るために、画像処理装置１１８を用
いて、次の処理を経る。出力Ｘ線信号を電気信号（アナ
ログ信号）に変換しこれをＡ／Ｄ変換器でディジタル信
号に変換すると共に記憶するデータ収集器１０３と、こ
のデータ収集器１０３からのＸ線吸収データを受けてこ
れに対し対数変換，ゲイン補正，オフセット補正等の前
処理を行う前処理器１０４と、この前処理器１０４から
のデータを受けて前投影方向のＸ線吸収データ積和演算
するコンボルバ１０５と、このコンボルバ１０５で積和
演算した後のデータを後述のイメージメモリに対して逆
投影して重ね合わせ断層像を再構成するバックプロジェ
クタ１０６と、このバックプロジェクタ１０６で再構成
された断層像を記憶するイメージメモリ１０７と、この
イメージメモリ１０７上に再構成された断層像に関する
データについて所望の範囲のＣＴ値を設定する画像変換
器１０８で構成され、ディスプレイ１２５に表示され
る。

【００１７】次に、図４と図５を用いて図１の装置の動
作について説明する。図４（ａ）に示す通り、Ｘ線管５
１，Ｘ線検出器５２，被検者のこれらの位置関係が撮影
開始位置となる。

【００１８】これらの関係は、図５においては、図５
（ａ）であり、被検者の腹側をＸ点，右手側をＹ点，背
中側をＺ点，左手側をＷ点として、被検者の回転方向を
９２方向へ、Ｘ線管，Ｘ線検出器を支持する円弧状アー
ム５０の回転方向を９０方向へと同じ速度で回転させ
る。

【００１９】それぞれが４５度回転させた場合、図５
（ｂ）のようになり、Ｘ線は、被検者左手側Ｗ点から照
射される。さらに４５度（開始から９０度）回転させる
と、図５（ｃ）のようになり、被検者の背中側Ｚ点より
Ｘ線が照射され、円弧状アーム５０の位置は図４（ｂ）
のようになる。さらに４５度（開始から１３５度）回転
させた場合、図５（ｄ）のようになり、被検者の右手側
Ｙ点よりＸ線が照射される。さらに４５度（開始から１
８０度）回転させると、図５（ｅ）のようになり、被検
者の腹側Ｘ点側よりの照射位置となり、これは開始時の
照射位置と同じとなる。したがって、円弧状アーム５０
並びに被検者を載せたカプセルの回転は、どちらも１８
０度の回転であるが、被検者からみれば、Ｘ線が照射さ
れた方向は、被検者の腹側Ｘ点→左手側Ｗ点→背中側Ｚ
点→右手側Ｙ点→腹側Ｘ点と、被検者に対して３６０
度、つまり全周から照射されていることになり、３次元
画像を得るためには、少なくともＸ線を被検者の周囲３
６０度方向からのデータが必要であり、本発明による方
法は、その必要要件を満たしている。

【００２０】このように、本発明により、３次元画像を
得ることは容易にでき、したがってコーンビームＣＴ画
像が得られる装置になる。また、従来ではＸ線管を固定
した状態で被検者だけを回転させて３６０度データを取
得する、あるいは被検者を固定してＸ線管だけを回転さ
せて３６０度のデータを取得するかのいずれかであった
が、本発明ではＸ線管も被検者も回転させることで、同
じ３６０度のデータを取得でき、かつそれぞれの回転は
１８０度回転でよいため、循環器装置のＣアームそのも
ので上記コーンビームＣＴ画像（３次元画像）が得られ
る。したがって、本発明では、体軸周りに１８０度しか
回転できない撮影装置であっても、コーンビームＣＴ画
像（３次元画像）の得られる機能をもつことが可能とな
る。また、１８０度回転なため、通常３６０度回転させ
る速度と同様の速度で回転させる場合、３６０度で回転
させるより、半分の時間で撮影を終了させることがで
き、したがって被検者にとって息止めは楽になり、撮影
中の被検者の動きが減少するため、アーチファクトの少
ない３次元画像を得ることができ、かつ通常の倍の被検
者を診断できるという効率の良い装置となる。また、逆
に、撮影時間が３６０度と同じ場合は、被検者並びにＸ
線管の回転速度が、３６０度回転より半分遅い速度でよ
いため、被検者に対する安全性の確保が容易となり、か
つ速度が遅いので精密なデータ取得ができるため、分解
能の非常に高い３次元画像を得ることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
Ｘ線管も被検者も回転させることで、同じ３６０度デー
タを取得でき、かつそれぞれの回転は１８０度回転でよ
いため、撮影時間が短くなる、あるいは回転速度を通常
より遅くすることで、従来より画質の良いコーンビーム
ＣＴ画像などの３次元画像を作成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の医用Ｘ線装置の構成例を示す図であ
る。

【図２】本発明のカプセルの構成例を示す図である。

【図３】本発明の制御装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明による撮影手段を示す説明図である。

【図５】本発明による撮影手段を示す説明図である。

【図６】従来の循環器Ｘ線撮影装置を示す図である。

【符号の説明】

５０ 円弧状アーム ５１ Ｘ線管 ５２ Ｘ線検出器 ６２ テーブル ６３ カプセル ７０ モータ ８４ スライドモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、被検者
   を挟み前記Ｘ線照射手段と対向配置されるＸ線検出器
   と、前記被検者を寝載する天板とを有する医用Ｘ線装置
   において、前記Ｘ線照射手段とＸ線検出器とが被検者を
   挟んで対向しながら回転動作する回転動作手段と、前記
   天板上で被検者を回転動作させる被検者回転動作手段
   と、前記回転動作手段と被検者回転動作手段との回転運
   動を組み合わせて前記被検者にＸ線を照射しその透過Ｘ
   線像から３次元画像を作成する画像処理制御手段とを具
   備して成る医用Ｘ線装置。