JP2001120531A - Ｘ線透視撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】複数回の往復動作を行いながらＸ線撮像を行う
場合でもＸ線照射及びＸ線照射停止を正確なタイミング
で安定した状態でＸ線照射を継続できるＸ線透視撮像装
置を提供する。 【解決手段】制御手段６３ａは操作部６１からＸ線撮像
指示があった場合、Ｘ線照射開始角θ１、Ｘ線照射終了
角θ２、及びＸ線撮像が継続してなされる支持アームの
往復回転数についての情報を受け取り、Ｘ線照射開始角
θ１とＸ線照射終了角θ２をＸ線照射開始角設定部６３
ｂ及びＸ線照射終了角設定部６３ｃに設定する。次に、
位置センサ２７ａからの角度出力をモニターし、角度出
力がＸ線照射開始角θ１となったのを確認した後一時許
可信号発生部６３ｄに対して一時許可信号を出力させ、
操作部６１から指示された往復回転運動の回数に基づ
き、位置センサ２７ａからの角度出力がＸ線照射開始角
θ１となる回数をカウントしたのち一時許可信号の出力
を解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線照射手段と
Ｘ線像検出手段が相互に対向するように配置された支持
アームを往復運動させながらＸ線透視撮像を行うＸ線透
視撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療現場では、Ｘ線透視撮像装置を使用
することにより得られる患者（被検体）の各種の透視Ｘ
線像が、適切な診断・治療を行う上で極めて有用なもの
となっている。透視Ｘ線像の具体例としては、例えば、
造影剤を用いた臓器（肝臓など）血管の透視Ｘ線像（い
わゆる血管造影透視像）が挙げられる。

【０００３】ここで、臓器（肝臓など）血管等の診断を
行う場合それらを多方向から観察したほうがより病変部
の発見などが容易になることから、多方向からのＸ線撮
像が可能なＸ線透視撮像装置が広く用いられている。

【０００４】図５は、このタイプのＸ線透視撮像装置の
要部の概略構成を模式的にあらわしている。図５におい
て、Ｘ線管９２とＸ線像検出器９３が円弧状支持アーム
（Ｃ形支持アーム）９７に相互に対向するように配置さ
れており、この支持アーム９７が円弧の周方向（Ｚ軸回
り）に沿って往復移動すると共に、患者９５の体軸方向
と垂直方向回り（Ｘ軸回り）に回転可能なように構成さ
れている。そして、Ｚ軸回り及びＸ線回りの回転動作を
組み合わせることによって、3次元的な複雑な動きが可
能となり多方向から患者９５のＸ線撮像が可能になる。

【０００５】かかる構成のＸ線透視撮像装置により多方
向からＸ線撮像を行う場合について説明する。まず、図
５に示されるように患者９５を所定の位置に位置決め
し、図６に示されるタイミングで、インジェクタ（図示
省略）等より造影剤を患者９５に注入する一方、造影剤
の注入開始の直ぐあとに続いて患者９５に対するＸ線管
９２によるＸ線照射を開始すると同時に、支持アーム９
７にＸ軸回り及びＺ軸回りの２つの動きを同時進行で開
始する。

【０００６】具体的には、図６に示すように、支持アー
ム９７のＸ軸回り及びＺ軸回りの動作を時刻ｔに対し
て、ａ・ｓｉｎｔとａ・ｃｏｓｔのように同じ振幅で９
０°位相がずれた状態となるよう制御する。この場合、
Ｘ線管９２とＸ線像検出器９３の移動軌跡は、図７に示
されるように、真円Ｃ１，Ｃ２となり、矢印Ｔ１〜Ｔ４
に示すように３次元的な動きとなることから、造影剤注
入を行った後にかかる動作を行いＸ線を照射させること
によってＸ線透視は立体感を有し診断に適したＸ線透視
像が得られることとなる。

【０００７】ここで、ＤＳＡ撮像を行う場合、血管に造
影剤を注入した後に、撮像した血管像と骨が重なったラ
イブ像から、骨のみの画像であるマスク像を引き算する
ことにより、血管像のみを抽出するが、かかる場合、ラ
イブ像撮像とマスク像撮像を高精度に同一位置で撮像す
ることが必要となる。

【０００８】すなわち、図６及び図７に示されるよう
に、ライブ像撮像及びマスク像撮像共にＸ線照射開始位
置θ１で撮像を開始し、所定回往復回転運動をした後Ｘ
線照射終了位置θ２で撮像を停止する必要が生じる。

【０００９】このため、図８に示されるように、従来の
Ｘ線透視撮像装置では、制御手段１００からソフト的に
Ｘ線照射開始角θ１と、Ｘ線照射終了角θ２とをスター
ト角設定部１０１と終了角設定部１０２に設定し、Ｚ軸
回り位置検出センサ１０３からの位置信号がかかるＸ線
照射開始角θ１とＸ線照射終了角θ２間にある場合に比
較回路１０４からＸ線照射指示を行うためのＸ線許可信
号を出力する構成を備える。

【００１０】ただし、このままでは一往復するたびにＸ
線照射非照射が繰り返されることになるため、制御手段
１００は、Ｚ軸回り位置検出センサ１０３からの位置信
号がＸ線照射開始角θ１を最初に超えた後、終了角設定
部１０２への設定角度を一時的に動作範囲外の値に書き
換え、位置信号が最後にＸ線照射開始角θ１を通過した
ことを確認した後再度Ｘ線照射終了角θ２を終了角設定
部１０２に設定する。これにより、Ｘ線照射開始角θ1
でＸ線の照射を開始し、複数往復動作中Ｘ線照射が継続
され、その後Ｘ線照射終了角θ２においてＸ線照射が終
了する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成のＸ線透視撮像装置では、Ｘ線照射終了角θ２を書
き換えた際に比較回路１０４に対する設定データが安定
するまで所定期間を要し、その間設定データが安定しな
いため、比較回路１０４から出力されるＸ線許可信号が
一時的にオフ状態となる場合がある。また、Ｘ線照射開
始角θ１とＸ線照射終了角θ２で規定される動作範囲と
支持アームの動作速度によっては書き換えそのものが間
に合わない場合が生じる。

【００１２】かかる場合、Ｘ線許可信号がハザード状の
パルスとなってしまい、Ｘ線透視撮像装置そのものを誤
動作させてしまう恐れが生じる。

【００１３】そこで、本発明はかかる課題を解決するた
めに創案されたものであって、複数回の往復動作を行い
ながらＸ線撮像を行う場合であってもＸ線照射及びＸ線
照射停止を正確なタイミングで行うことができ、しかも
安定した状態でＸ線照射を継続できるＸ線透視撮像装置
の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、Ｘ線照射手
段とＸ線像検出手段が相互に対向するように配置された
支持アームと、この支持アームに往復回転運動を行わせ
るアーム駆動手段とを備え、複数回の往復動作を行いな
がらＸ線撮像を行うＸ線透視撮像装置において、前記支
持アームの動作位置を検知する位置検知手段と、前記位
置検知手段から出力される位置信号がＸ線照射開始位置
とＸ線照射終了位置の範囲にある場合に前記Ｘ線照射手
段に対してＸ線照射許可信号を出力する比較回路と、前
記位置信号が最初に前記Ｘ線照射開始位置となった後、
次にＸ線照射終了位置となるまでに、前記比較回路の出
力に拘わらず前記Ｘ線照射手段にＸ線を照射させる一時
許可信号を出力すると共に、所定の複数回往復動作がな
された後に、前記位置信号が最後にＸ線照射終了位置と
なる前であってその直前のＸ線照射開始位置となった後
に、前記一次許可信号の出力を停止する制御手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１５】請求項２のＸ線透視撮像装置は、さらに造
影剤注入前に撮像されたＸ線像から造影剤注入された状
態で撮像されたＸ線像を引き算する演算手段を備えたＤ
ＳＡ撮像用のＸ線透視撮像装置であることを特徴とす
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態に
かかるＸ線透視撮像装置全体の要部構成をあらわす概略
図である。同図において、Ｘ線透視撮像装置１は、Ｘ線
管（Ｘ線照射手段）２とイメージインテンシファイヤ
（Ｉ．Ｉ管）およびＴＶ撮像管などを具備するＸ線像検
出器（Ｘ線像検出手段）３とが相互に対向するように配
置された円弧状の支持アーム（Ｃ形支持アーム）４を有
し、この支持アーム４に種々の動きを行わせながら、Ｘ
線管２により検診台６の上の患者（被検体）７に対しＸ
線照射を行う一方、このＸ線照射に伴ってＸ線像検出器
３から出力される映像信号に基づき、患者７の透視Ｘ線
像を表示モニタ（画像表示手段）５５上に表示するよう
構成されている。以下、Ｘ線透視撮像装置１の各部の構
成を具体的に説明する。

【００１７】Ｘ線管２とＸ線像検出器３が設置された支
持アーム４は、撮像中心であるアイソセンターＯを中心
として互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸について次の３
つの動きが個別に行える構成となっている。すなわち、
第１の動きは、矢印Ｒ１で示すようにＸ軸を回転軸とす
る正逆回転移動であって、Ｘ線管２とＸ線像検出器３が
Ｘ軸のまわりを正逆回転することになる。第２の動き
は、矢印Ｒ２で示すようにＺ軸を回転軸とする正逆回転
移動であって、Ｘ線管２とＸ線像検出器３がＺ軸のまわ
りを正逆回転することになる。第３の動きは、矢印Ｒ３
で示すようにＺ軸方向に沿う直線的往復移動であって、
Ｘ線管２とＸ線像検出器３もＺ軸方向に直線的往復移動
することになる。

【００１８】支持アーム４にこれら第１〜３の三つの動
きを個別に行わせることができるのは、次のような装置
構成となっているからである。つまり、支持アーム４
は、アーム保持腕部１１に円弧の周方向に沿って往復移
動可能に保持されるとともに、このアーム保持部１１が
支持アーム４ごとＸ軸を回転軸として回転可能に懸垂腕
部１２に保持される一方、懸垂腕部１２がアーム保持部
１１ごとＺ軸方向に直線移動可能に上方から吊設されて
いる。

【００１９】支持アーム４とアーム保持腕部１１の間に
は、ラック２６とピニオン２７およびモータ２８などか
らなる回転移動機構２１が設けられている。この回転移
動機構２１はラック・ピニオン式の機構ではなくベルト
式の機構でもよい。アーム保持腕部１１と懸垂腕部１２
とのあいだには、回転モータ２９を具備する回転移動機
構２２が設けられており、懸垂腕部１２の上方はレール
式の直線往復移動機構２３が設けられている。また、ピ
ニオン２７には、不図示の位置センサ２７ａ（図２）が
配設されており、支持アーム４のＺ軸回りの回転角を検
知しＸ線照射制御部６３に出力する。

【００２０】レール式の直線往復移動機構２３は、天井
にＺ軸方向に沿って平行に架設された二本のレール３
１，３２と同レール３１，３２に沿って動く往復移動体
３３を備えており、この往復移動体３３の下面に懸垂腕
部１２の上面を取り付けることにより懸垂腕部１２が吊
設されていて、往復移動体３３の動きに連動して懸垂腕
部１２が動くようになっている。そして、往復移動体３
３の側面の車輪３４がレール３１，３２の溝に嵌まり込
む一方、レール３１，３２に沿ってエンドレスに掛け渡
されたチェーン３５に往復移動体３３が取り付けられて
いて、回転モータ３６の回転に伴うチェーン３５の動き
に連れて往復移動体３３がレール３１，３２沿いに引か
れて走る仕組みになっている。もちろん、回転モータ３
６の回転方向を変えれば往復移動体３３の移動方向が変
わる。チェーン３５の代わりにベルトを用いてもよい。

【００２１】そして、支持アーム４の動きを司るモータ
２８，２９，３６の駆動態様は、操作部６１で設定され
る。操作部６１での設定に従って、移動制御部６２から
出力される制御信号により各モータ２８，２９，３６
は、単独で回転駆動されたり、複数のモータが同時平行
的に回転駆動されたりすることになる。したがって、Ｘ
線透視撮像装置１の場合は、アーム移動手段が、回転移
動機構２１、回転移動機構２２、レール式の直線往復移
動機構２３、操作部６１および移動制御部６２からなる
ことになる。

【００２２】一方、Ｘ線照射に伴ってＸ線像検出器３か
ら出力される映像信号は、アナログ信号の状態で増幅部
５１で増幅されたあとＡＤ変換部５２へ送られてディジ
タルビデオ信号に変換される。そして、ディジタルビデ
オ信号は、ＡＤ変換部５２の後段に設けられた信号処理
部５３で信号処理されたあと画像用データとして画像信
号メモリ部５４へ格納されるとともにＴＶモニタなどの
表示モニタ５５へＸ線透視像として表示される。なお、
信号処理部５３で行われる信号処理の種類としては、差
分（サブトラクション）処理、ノイズ低減フィルタ処
理、画像強調処理（コントラスト強調処理）などが挙げ
られる。血管造影透視を行う場合、造影剤注入前の画像
と造影剤注入後の画像を引き算して、血管のみの画像を
得るサブトラクション処理が有用である。また、画像信
号メモリ部５４へ格納されたデータは随時に読みだして
表示モニタ５５にＸ線透視再生画像として表示すること
ができることは言うまでもない。

【００２３】Ｘ線照射系に関しては、操作部６１で設定
されたＸ線照射条件に従って、Ｘ線管制御部６４がＸ線
管２の照射をコントロールすると共に、支持アーム４を
歳差運動など回転往復運動させながらＸ線撮像を行う場
合などにおいて、Ｘ線照射制御部６３が、Ｘ線照射のタ
イミングをコントロールする構成となっている。例え
ば、Ｘ線照射制御部６３は、図４に示されるように、支
持アーム４を歳差運動させる場合等において支持アーム
４のＺ軸回りのＸ線照射開始角θ１において正確にＸ線
照射を開始し、2周期後のＸ線照射終了角θ２において
Ｘ線照射を停止させる制御を行う。

【００２４】図２は、Ｘ線照射制御部６３のブロック図
を示しており、制御手段６３ａは操作部６１に接続さ
れ、操作部６１からの撮像指示に基づいてＺ軸回りのＸ
線照射開始角θ１をＸ線照射開始角設定部６３ｂに設定
すると共にＸ線照射終了角θ２をＸ線照射終了角設定部
６３ｃに設定する。また、一時許可信号発生部６３ｄに
対して一次許可信号を出力させるための指示を行う。な
お、図１では示されていないが、Ｚ軸回りの回転角を検
知するためにピニオン２７には位置センサ２７ａが配設
されており、位置センサ２７ａの角度出力は制御手段６
３ａ及び比較回路６３ｅに入力される。

【００２５】Ｘ線照射開始角設定部６３ｂ及びＸ線照射
終了角設定部６３ｃはそれぞれ制御手段６３ａによって
設定されたＸ線照射開始角θ１及びＸ線照射終了角θ２
を保持し、比較回路６３ｅに供給する。比較回路６３ｅ
は周知のハードウエア論理回路で構成されており、位置
センサ２７ａから出力される支持アーム４のＺ軸回りの
角度がＸ線照射開始角θ１からＸ線照射終了角θ２の範
囲内にある場合にＸ線許可信号をＯＲ回路６３ｆを介し
てＸ線管制御部６４に出力する。また、一時許可信号発
生部６３ｄは制御手段６３ａの指示に基づき一時的Ｘ線
許可信号を一時許可信号発生部６３ｄを介してＸ線管制
御部６４に対して出力する。このため、比較回路６３ｅ
或いは一時許可信号発生部６３ｄのいずれかの許可信号
が出力されればＸ線管制御部６４はＸ線管２に対してＸ
線の照射を指示することとなる。

【００２６】次に、これらの構成を用いて支持アーム４
を図４に示される動作をさせながらＸ線を照射しＸ線透
視撮像を行う場合の作用について、制御手段６３ａの動
作を示す図３のフローチャートに基づいて説明する。

【００２７】まず、制御手段６３ａは操作部６１からＸ
線撮像指示がなされるのを待つ（Ｓ１）。ここで、制御
手段６３ａは操作部６１からＸ線撮像指示があった場
合、Ｘ線照射開始角θ１、Ｘ線照射終了角θ２、及びＸ
線撮像が継続してなされる支持アーム４の往復回転数に
ついての情報を受け取る。なお、Ｘ線照射開始角θ１
は、図４に示されるように支持アーム４が移動した後一
定速度に到達する位置に設定され、また、Ｘ線照射終了
角θ２は、支持アーム４の制動開始点付近に設定され
る。これにより、支持アーム４が一定速度で動作してい
るときのみＸ線撮像がなされるため、ＤＳＡ撮像などに
おいてより精度の高いＸ線診断像を得る事が可能とな
る。

【００２８】操作部６１から撮像指示があった場合、制
御手段６３ａは指示されたＸ線照射開始角θ１とＸ線照
射終了角θ２をＸ線照射開始角設定部６３ｂ及びＸ線照
射終了角設定部６３ｃに対して設定する（Ｓ２）。

【００２９】次に、位置センサ２７ａからの角度出力を
モニターし、設定されたＸ線照射開始角θ１となるのを
待ち（Ｓ３）、位置センサ２７ａからの角度出力がＸ線
照射開始角θ１となったのを確認した後一時許可信号発
生部６３ｄに対して一時許可信号を出力するよう指示す
る（Ｓ４）。これにより、位置センサ２７ａからの角度
出力がＸ線照射開始角θ１に到達したときハードウエア
で構成された比較回路６３ｅは極めて正確なタイミング
でＸ線許可信号を発生するため、非常に正確なＸ線照射
タイミングの制御が可能となる。一方、位置センサ２７
ａからの角度出力がＸ線照射終了角θ２に達し、比較回
路６３ｅがＸ線許可信号の発生を停止しても、一時許可
信号発生部６３ｄから一時許可信号が出力されているた
め、Ｘ線は継続して照射されることとなる。

【００３０】制御手段６３ａは、操作部６１から指示さ
れた往復回転運動の回数に基づき、位置センサ２７ａか
らの角度出力がＸ線照射開始角θ１となる回数をカウン
トし（Ｓ５）、本実施形態では図４に示されるように３
回カウントしたことを確認した後に、一時許可信号の出
力を解除する（Ｓ６）。これにより、設定された支持ア
ーム４の複数回転運動の後に、Ｘ線照射終了角θ２にお
いて精度の高いタイミングでＸ線の照射を終了させるこ
とが可能となる。なお、上述した実施の形態では、Ｘ線
照射開始角度として、Ｚ軸回りの回転角度を用いたが、
本発明はこれに限らず、Ｘ軸回りの回転角度を用いても
良い。

【００３１】また、一時許可信号については、制御手段
６３ａがＸ線照射開始角θ１及びＸ線照射終了角θ２を
認識してソフト的にその出力及び解除指示を行っている
が、一時許可信号の発生は、位置センサ２７ａからの位
置信号が最初に前記Ｘ線照射開始位置となった後、次に
Ｘ線照射終了位置となるまでになされればよく、また、
その解除は、前記位置信号が最後にＸ線照射終了位置と
なる前であってその直前のＸ線照射開始位置となった後
になされればよい。

【００３２】上述した実施の形態では、支持アームを複
数回往復回転運動させながらＸ線撮像を行う場合につい
て説明したが、ＤＳＡ撮像を行う場合には、造影剤を注
入しない場合と、注入した場合のそれぞれについて同一
のＸ線照射開始角θ１及びＸ線照射終了角θ２の設定を
行い、上述した撮像を行い、それぞれ得られた撮像デー
タを一旦図１に示される画像信号メモリ部５４に読み込
み、信号処理部５３において両撮像データの差分処理を
行えば良い。この場合、両撮像データのＸ線照射開始角
θ１及びＸ線照射終了角θ２を極めて正確に一致させる
ことができると共に、安定したＸ線照射がなされるた
め、きわめて正確な血管像などが得られることとなる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、支持アームを複数回往
復回転運動させながらＸ線撮像を行う場合において、設
定されたＸ線照射開始角において正確なタイミングでＸ
線照射を開始させ、複数回往復運動させた後、設定され
たＸ線照射終了角において正確なタイミングでＸ線照射
を終了させることが可能となると共に、その間Ｘ線を安
定した状態で照射させることが可能となる。このため、
ＤＳＡ撮像を行う場合においては、造影剤注入前のＸ線
透視像であるマスク像と造影剤を注入して撮像したＸ線
透視像であるライブ像ともにＸ線照射開始角及びＸ線照
射終了角を極めて正確に一致させることができると共
に、安定したＸ線照射像が得られるため、正確なＤＳＡ
撮像が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のＸ線透視撮像装置を示す
概略図である。

【図２】本発明の一実施形態のＸ線照射制御部を示すブ
ロック図である。

【図３】Ｘ線照射タイミング制御の動作を示すフローチ
ャートである。

【図４】Ｘ線透視時の各部の動作状況を示すタイムチャ
ートである。

【図５】Ｘ線管とＸ線像検出器の動作を示す説明図であ
る。

【図６】Ｘ線透視時の各部の動作状況を示すタイムチャ
ートである。

【図７】Ｘ線管とＸ線像検出器の描く軌跡を示す説明図
である。

【図８】従来のＸ線照射制御部のブロック図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線撮像装置 ２…Ｘ線管（Ｘ線照射手段） ３…Ｘ線像検出器（Ｘ線像検出手段） ４…支持アーム ２１…回転移動機構 ２２…回転移動機構 ２３…直線往復移動機構 ５５…表示モニタ（表示手段） ６３ａ…制御手段 ６３ｂ…Ｘ線照射開始角度設定部 ６３ｂ…Ｘ線照射終了角度設定部 ６３ｄ…一時許可信号発生部 ６３ｅ…比較回路 ６３ｆ…ＯＲ回路

フロントページの続き (72)発明者 中山 徹 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 脇沢 修 京都市中京区西ノ京下合町26番地 島津エ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4C093 AA16 AA24 DA02 EB02 EC03 EC16 EC28 EC33 FA19 FA45 FA55 FD01 FD05 FF03 FF07 FF34 FH02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線照射手段とＸ線像検出手段が相互に
   対向するように配置された支持アームと、この支持アー
   ムに往復回転運動を行わせるアーム駆動手段とを備え、
   複数回の往復動作を行いながらＸ線撮像を行うＸ線透視
   撮像装置において、 前記支持アームの動作位置を検知する位置検知手段と、 前記位置検知手段から出力される位置信号がＸ線照射開
   始位置とＸ線照射終了位置の範囲にある場合に前記Ｘ線
   照射手段に対してＸ線照射許可信号を出力する比較回路
   と、 前記位置信号が最初に前記Ｘ線照射開始位置となった
   後、次にＸ線照射終了位置となるまでに、前記比較回路
   の出力に拘わらず前記Ｘ線照射手段にＸ線を照射させる
   一時許可信号を出力すると共に、所定の複数回往復動作
   がなされた後に、前記位置信号が最後にＸ線照射終了位
   置となる前であってその直前のＸ線照射開始位置となっ
   た後に、前記一次許可信号の出力を停止する制御手段と
   を備えたことを特徴とするＸ線透視撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１のＸ線透視撮像装置において、
   さらに造影剤注入前に撮像されたＸ線像から造影剤注入
   された状態で撮像されたＸ線像を引き算する演算手段を
   備えたことを特徴とするＤＳＡ撮像用のＸ線透視撮像装
   置。