JP2002017713A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 裁断面高さをいろいろ変えて断層撮影を行わ
なくても、被検者の関心部位の深さ方向の位置と大きさ
を知ることができるＸ線撮影装置を提供する。 【解決手段】 天板４上の被検者に対して、Ｘ線管装置
１を頭部又は脚部の方に移動させ、Ｘ線を斜めから照射
し、角度の異なる位置で透視撮影した二枚の画像モニタ
１１の画像上で、被検者の関心部位の移動した点を、マ
ウス１２ａなどの入力支援装置１２によって画像処理部
１８に取りこみ、距離演算部１９で被検者の関心部位の
深さ方向の位置と拡大率が算出され、画像モニタ１１に
表示される。操作卓１６で断層撮影モードにすれば、自
動的に裁断面が算出された関心部位の高さに設定され、
一回の断層撮影を行うだけで、所望の断層面の撮影がで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線透視撮影台に
係わり、特に、斜入透視、斜入撮影または断層撮影が可
能なＸ線撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、被検者のＸ線による透視撮影を行
う時、Ｘ線撮影装置の天板に被検者を載せ、Ｘ線管装置
と天板上の被検者を挟んで対向して設けられたＸ線像検
出部を用いて行われる。このＸ線撮影装置は、被検者を
透過したＸ線をＸ線像検出部によって電気信号に変換
し、ＴＶモニタに表示したり、撮影するものである。そ
の時、被検者の関心部位（患部）が体内のどの位置に、
どれだけの大きさで存在しているかを診断するために、
被検者に対してＸ線の入射方向を斜めにして透視撮影が
行われたり、裁断面高さを変えて複数枚の断層撮影が行
われる。単純撮影によって得られたＸ線撮影の画像は、
撮影部位のＸ線方向のすべての組織、器官が重なった状
態で一枚のフイルムに示されており、断層撮影では見よ
うとする面のＸ線像のみが鮮明に描写され、その前後の
層の像がぼかされて、裁断面に近いＸ線像のみが得られ
る。そして、断層撮影法では、Ｘ線管装置、被検者、及
びＸ線像検出部（フイルム等）のうち二つを同期して運
動させることにより断層像が得られるが、通常、被検者
を固定し、Ｘ線管装置とＸ線像検出部（フイルム等）を
移動させる方法が多く用いられている。図６にＸ線管装
置１と天板４を挟んでＸ線像検出部３が平行な直線運動
を行う断層撮影法の原理を示す。回転中心とＸ線管焦点
との距離をｒ１、Ｘ線像検出部３までの距離をｒ２、Ｘ
線管装置１とＸ線像検出部３の移動角度を２θとした場
合、裁断面２０からｅだけ離れた部位にある点がＸ線像
検出部３上に投影された長さＬは、平行運動の場合、Ｌ
＝２ｅ（ｒ１＋ｒ２）ｔａｎθ／（ｒ１−ｅ）で表され
る。即ち移動角度θが大きいとＬのボケ像が長くなり、
Ｘ線像検出部３上にＬの像として現れ難く、撮影層は薄
くなる。一方、移動角度θが小さい場合、撮影層が厚く
なる。このように、Ｘ線管装置１とＸ線像検出部３とを
斜入中心Ｄを移動中心にして、互いに反対方向に移動さ
せ裁断面２０の断層撮影が行なわれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のＸ線撮影装置は
以上のように構成されているが、透視または撮影された
被検者の関心部位を、診断医が読影する場合、Ｘ線画像
は、撮影部位のＸ線方向のすべての組織、器官が重なっ
た状態で一つの画像として示されており、その関心部位
の深さ（厚み）方向の位置情報と大きさを、正確に把握
しにくいという問題がある。また、断層撮影では、関心
部位をＸ線像検出部３の撮像部の中心に位置合せするた
めに、被検者を透視してモニタに映る関心部位が中央に
くるように、被検者を載せた天板４、もしくは、Ｘ線管
装置１とＸ線像検出部３の位置を調節して行っている。
しかし、関心部位の体厚方向の位置を認識することがで
きないため、断層撮影では、裁断面高さ（天板４から断
層面高さ）の設定をいろいろ変えて撮影を行い、所望の
裁断面高さでの撮影像が得られるまで撮影を行わなけれ
ばならないという問題がある。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、裁断面高さをいろいろ変えて断層撮影
を行わなくても、被検者の関心部位（患部）の深さ（厚
み）方向の位置と大きさを正確に捉えることができ、そ
して、一回の断層撮影で所望の裁断面のＸ線撮影ができ
るＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線管装置と、そのＸ線管
装置を支持した支柱と、被検者を透過したＸ線を検出す
るＸ線像検出手段とを備え、斜入透視、斜入撮影または
断層撮影が可能なＸ線撮影装置において、被検者に対し
て異なる斜入角度で斜入透視又は斜入撮影を行う斜入透
視撮影手段と、画像モニタ上に表示される斜入角度の異
なる角度で得られた２枚の透視又は撮影画像上で斜入動
作によって関心部位が移動する距離を入力支援装置で指
定することにより２点間の距離を計測する計測手段と、
関心部位の移動距離と前記斜入角度の情報から関心部位
の被検者の厚方向位置およびその位置での拡大率を演算
する演算手段とを備えるものである。

【０００６】さらに、上記Ｘ線撮影装置において、前記
演算手段で得られた関心部位の被検者の厚方向位置およ
びその位置での拡大率から、断層撮影の断層中心の裁断
面の高さを自動設定する手段を備えるものである。

【０００７】本発明のＸ線撮影装置は上記のように構成
されており、被検者に対して異なる斜入角度で斜入透視
又は斜入撮影を行い、画像モニタ上に表示される斜入角
度の異なる角度で得られた２枚の透視又は撮影画像上
で、関心部位が移動する距離をマウスなどの入力支援装
置で指定することにより、制御部に設けられた計測回路
が２点間の距離を計測し、演算回路により、その計測さ
れた移動距離と前記Ｘ線斜入角度のデータから、関心部
位の被検者の厚方向位置およびその位置での拡大率を算
出することができる。そして、演算算出された被検者の
関心部位の厚方向位置のデータを、Ｘ線撮影装置の断層
撮影裁断面に設定して、断層撮影を行えば一回の断層撮
影で所望の断層像を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のＸ線撮影装置の一実施例
を図１を参照しながら説明する。図１は、本発明のＸ線
撮影装置による斜入射の透視及び撮影ができ、さらに、
Ｘ線管装置１とＸ線像検出部３が平行な直線運動を行っ
て断層像を得ることができる撮影台とその制御部を示す
図である。本Ｘ線撮影装置は、Ｘ線管装置１と、そのＸ
線管装置１を支持した支柱２と、被検者を透過したＸ線
を検出するＸ線像検出部３と、被検者に対して異なる斜
入角度にＸ線管装置１を平行移動し回転して、それに対
向して、反対方向に平行移動する前記Ｘ線像検出部３と
による斜入透視又は斜入撮影を行うことができる斜入透
視撮影手段（Ｘ線管装置１、支柱２、Ｘ線像検出部３、
斜入制御部１７、映像系制御部１５、画像処理部１８、
画像モニタ１１）と、画像モニタ１１上に表示される斜
入角度の異なる角度で得られた２枚の透視または撮影画
像上で斜入動作によって関心部位が移動する距離を入力
支援装置１２で指定することにより２点間の距離を計測
する計測手段（画像モニタ１１、入力支援装置１２、画
像処理部１８、距離演算部１９）と、関心部位の前記移
動距離と前記斜入角度の情報から関心部位の被検者の厚
方向位置およびその位置での拡大率を演算する演算手段
（画像処理部１８、距離演算部１９）とから構成されて
いる。

【０００９】本Ｘ線撮影装置は、撮影台とその制御部か
ら構成され、撮影台は、基台６に主支柱５を立て、保持
部５ａによって、天板４、支柱２のアーム先端にＸ線管
装置１、天板４の下方にＸ線像検出部３を保持し、天板
４の長手方向に支柱２が支柱部駆動機構２ａにより移動
し、それに応じて、Ｘ線管装置１が支柱２のアーム先端
で被検者の撮影部位方向に向くように、Ｘ線管回転機構
１ａによって駆動される。又、Ｘ線像検出部３は上部の
Ｘ線管装置１の移動に応じて反対方向に対応する位置に
Ｘ線像検出部駆動機構３ａによって駆動される。この状
態で斜入透視または撮影が行われる。また、Ｘ線管装置
１とＸ線像検出部３が互いに反対方向に連続して平行移
動することで断層撮影を行うことができる。制御部は、
操作卓１６に画像モニタ１１を有し、内部に撮影台を操
作制御する本体制御部１３と、Ｘ線像検出部３を電気的
に動作させ制御するための映像系制御部１５と、Ｘ線管
装置１と支柱２とＸ線像検出部３を斜入透視撮影するこ
とができるように駆動制御する斜入制御部１７と、Ｘ線
像検出部３から取り込んだ信号を処理して画像モニタ１
１に表示したり記憶装置に記憶させる画像処理部１８
と、画像モニタ１１上に表示される斜入角度の異なる角
度で得られた２枚の透視又は撮影画像上で、関心部位が
移動する距離をライトペン、マウス１２ａ、キーボード
１２ｂなどの入力支援装置１２で指定することにより距
離を計測し、その計測された移動距離と前記Ｘ線斜入角
度のデータから、関心部位の被検者の厚方向位置および
その位置での拡大率を演算する距離演算部１９と、被検
者のＩＤ、その他固有のデータを表示、記録することが
できる補助用のモニタ１１ａ、１１ｂから構成されてい
る。

【００１０】斜入透視撮影手段は、Ｘ線管装置１、支柱
２、Ｘ線像検出部３、斜入制御部１７、映像系制御部１
５、画像処理部１８、画像モニタ１１から構成され、そ
の透視撮影の原理を図２に示す。（ａ）は各部の移動状
態を示し、（ｂ）はＸ線管装置１がＡ位置の時の画像モ
ニタ１１に表示された画像を示し、（ｃ）はＸ線管装置
１がＢ位置に移動した時の画像モニタ１１に表示された
画像を示す。Ｘ線管装置１が斜入制御部１７の支柱部移
動機構２ａにより、Ａ位置からＢ位置に移動する。それ
に応じて映像系制御部１５のＸ線像検出部駆動機構３ａ
により、撮影台の斜入中心Ｄ（断層撮影時にはこの点を
通る平面が裁断面になる）を回転中心にしてＸ線像検出
部３を反対方向に移動させる。この時のＸ線が入射する
角度を斜入角θとする。天板４上に載せられた被検者８
の関心部位Ｅは、Ｘ線管装置１がＢ位置まで移動する
と、画像処理部１８を介して画像モニタ１１上では、
（ｃ）に示した黒丸印位置まで移動する。移動前の関心
部位Ｅと移動後の関心部位Ｅの画像上でのずれた距離Ｘ
を入力支援装置１２によって計測する。本Ｘ線撮影装置
は、上記の斜入角θと関心部位が移動した距離Ｘとの二
つのデータから、被検者の関心部位の体厚方向の位置と
撮影拡大率を算出するものである。計測手段は、画像モ
ニタ１１、入力支援装置１２、画像処理部１８、距離演
算部１９から構成され、画像モニタ１１上に表示される
斜入角度の異なる角度で得られた２枚の透視又は撮影画
像上で斜入動作によって関心部位が移動する距離Ｘをマ
ウス１２ａ、キーボード１２ｂやライトペン等の入力支
援装置１２で指定することにより、画像処理部１８でそ
の情報が取り込まれ、距離演算部１９で２点間の距離を
計測し記憶するものである。演算手段は、画像処理部１
８と、距離演算部１９から構成され、関心部位の移動距
離Ｘと斜入角度θのデータ情報から、関心部位の被検者
の厚方向位置およびその位置での拡大率を、距離演算部
１８で、下記に示す式（１）、（２）、（３）、（４）
を用いて算出する。

【数１】 図３に関心部位Ｅの拡大投影される原理を示す。関心部
位Ｅ点における拡大率Ｙｅは式（１）の関係が成立す
る。ＳＦＤはＸ線管焦点とＸ線像検出部３間の距離で定
数である。ＺはＸ線像検出部３と斜入中心Ｄ間の距離
で、操作する装置の設定値である。ｄは関心部位Ｅ（患
部）と斜入中心Ｄ間の距離を示し、この値を求める。そ
して、ｄは式（２）の関係が成立する。Ｘｅは関心部位
Ｅでの換算距離を示す。そして、画像上で計測したずれ
た距離Ｘに対して関心部位Ｅでの換算距離Ｘｅは式
（３）の関係が成立する。従って、式（１）、（２）、
（３）から式（４）が成立する。操作した斜入角θ、画
像上でずれた距離Ｘ、ＳＦＤ、Ｚを式（４）に代入すれ
ば、関心部位Ｅと装置の斜入中心Ｄ間の距離ｄが求めら
れる。ｄが分かればＺからｄと天板４の厚みを差し引け
ば、天板４の上表面から関心部位Ｅまでの距離を知るこ
とができる。そして、Ｘ線像検出部３と画像モニタ１１
上の画像サイズの表示比率を１：１とすれば、画像上の
大きさは、関心部位Ｅの位置ではＸｅ（＝Ｘ／Ｙｅ）倍
になる。

【００１１】次に、本Ｘ線撮影装置の動作について図４
を参照しながら説明する。まず、撮影台の斜入中心Ｄ
（Ｘ線管装置１とＸ線像検出部３を反対方向に平行に移
動させて斜めから透視撮影する時の回転中心）を天板４
よりも上部位置の既知の値に設定する。そして、被検者
８を天板４に載せる。Ｘ線管装置１を正面にセットし、
被検者８の関心部位をＸ線透視する。関心部位Ｅが画像
モニタ１１の表示面の中心になるように、Ｘ線管装置１
を保持している支柱２とＸ線像検出部３を、操作卓１６
から本体制御部１３を介して、斜入制御部１７と映像系
制御部１５により移動させる。そして、マウス１２ａな
どの入力支援装置１２を用いて、画像モニタ１１の関心
部位Ｅをクリックする。次に、操作卓１６を操作し、本
体制御部１３を介して斜入制御部１７によって、Ｘ線管
装置１を左右いずれかの方向に支柱２を移動させると同
時に、Ｘ線管装置１自体が関心部位Ｅの方向に回転し、
同時に天板４の下部に設けられたＸ線像検出部３が、映
像系制御部１５によって、斜入中心Ｄを中心にしてＸ線
管装置１とは反対方向に移動し、斜入角θの状態にな
る。そしてＸ線管装置１と斜入中心ＤとＸ線像検出部３
とが、一直線上に斜入角θで配置される。この状態でＸ
線透視を行い、画像モニタ１１上で移動した関心部位Ｅ
の位置を、マウス１２ａなどの入力支援装置１２を用い
てクリックする。前のクリックと今度のクリックによっ
て画像上でずれた距離Ｘが画像処理部１８で読み取ら
れ、記憶される。この計測された画像上のずれた距離Ｘ
と斜入角θのデータから、前記の式（４）により、関心
部位Ｅと装置の斜入中心Ｄ間の距離ｄが求められる。そ
して、Ｚからｄと天板４の厚みが差し引かれ、天板４の
上表面から関心部位Ｅまでの距離が距離演算部１９で算
出される。そして、Ｘ線像検出部３と画像モニタ１１上
の画像サイズの表示比率を１：１に設定してあれば、画
像上の大きさは関心部位Ｅの位置ではＸｅ（＝Ｘ／Ｙ
ｅ）倍と算出される。これらの算出された値が、画像モ
ニタ１１に表示されると共に、記憶装置に記憶される。

【００１２】次に、この被検者８の関心部位Ｅの断層像
を撮影する手順を説明する。まず、撮影台の斜入中心Ｄ
を上記の算出された関心部位Ｅの位置にする。この操作
は、断層撮影モードに操作卓１６のスイッチを切替えれ
ば、距離演算部１９で算出された値が記憶装置から読み
出され、本体制御部１３から斜入制御部１７と映像系制
御部１５からの信号により、自動的にＤの位置とＥの位
置が一致するように動作機構が設定される。そして、断
層撮影のスイッチを操作すれば、被検者８の関心部位Ｅ
が裁断面となり、関心部位Ｅの断層撮影が行われる。

【００１３】次に、本Ｘ線撮影装置の他の実施例を図５
を参照しながら説明する。図５は斜入射の透視及び撮影
ができる撮影台とその制御部を示す。本Ｘ線撮影装置
は、Ｘ線管装置１と、そのＸ線管装置１を支持した支柱
７と、被検者８を透過したＸ線を検出するＸ線像検出部
３と、被検者８に対して異なる斜入角度にＸ線管装置１
を支点１０を中心にして回転し、天板４の下部に設けら
れたＸ線像検出部３とによって斜入透視又は斜入撮影を
行うことができる斜入透視撮影手段（Ｘ線管装置１、支
柱７、Ｘ線像検出部３、斜入制御部１７、画像処理部１
８、画像モニタ１１）と、画像モニタ１１上に表示され
る斜入角度の異なる角度で得られた２枚の透視または撮
影画像上で斜入動作によって関心部位が移動する距離を
入力支援装置１２で指定することにより、２点間の距離
を計測する計測手段（画像モニタ１１、入力支援装置１
２、画像処理部１８、距離演算部１９）と、関心部位の
移動距離と前記斜入角度の情報から関心部位の被検者の
厚方向位置およびその位置での拡大率を演算する演算手
段（画像処理部１８、距離演算部１９）とから構成され
ている。

【００１４】本Ｘ線撮影装置は、撮影台とその制御部か
ら構成され、撮影台は、Ｘ線像検出部３が移動しないの
で断層撮影はできないが、支柱７を傾斜することでＸ線
管装置１を斜めにセットすることができ、被検者８の斜
入透視撮影が可能である。制御部は、Ｘ線像検出部３が
移動しないので、図４に示す映像系制御部１５は組み込
まれていない。その他については図１に示す実施例と同
じ機能を有する。本Ｘ線撮影装置は、正面からの透視も
しくは撮影と斜入方向からの透視もしくは撮影を行い、
画像モニタ１１上の被検者８の関心部位Ｅの位置の移動
距離Ｘを入力支援装置１２で計測することで、関心部位
の被検者の厚方向位置およびその位置での拡大率を演算
することができる。支点１０と関心部位Ｅとの距離をｄ
とすると、ＳＦＤ・Ｃｏｓθ／（ＳＦＤ・Ｃｏｓθ−
ｄ）＝Ｘ／Ｘｅ、ｄ＝Ｘｅ・ｔａｎθ、Ｙｅ＝Ｘ／Ｘｅ
の関係が成立する。この関係から関心部位Ｅと装置の支
点１０間の距離ｄが求められる。そして、天板４の表面
からＸ線像検出部３までの距離を差し引き、天板４の上
表面から関心部位Ｅまでの距離が距離演算部１９で算出
される。そして、Ｘ線像検出部３と画像モニタ１１上の
画像サイズの表示比率を１：１に設定してあれば、画像
上の大きさは関心部位Ｅの位置ではＸｅ（＝Ｘ／Ｙｅ）
倍と算出される。これらの算出された値が、画像モニタ
１１に表示されると共に、記憶装置に記憶される。

【００１５】

【発明の効果】本発明のＸ線撮影装置は上記のように構
成されており、被検者に斜めからＸ線を照射することが
できる撮影台を用いて、異なる角度から斜入透視又は撮
影された二枚の透視または撮影画像上で、被検者の関心
部位の移動した点をライトペンやマウスなどの入力支援
装置で指定すれば、制御部に設けられた計測回路が２点
間の距離を計測し、演算回路が関心部位の被検者の厚方
向位置およびその位置での拡大率を演算し算出すること
ができる。それにより断層撮影のプランニング、あるい
は、ＩＶＲ・手術などの手技における支援に有用とな
る。また、画像上で指定した位置での拡大率を求めるこ
とが可能であり、距離計測に応用することができる。ま
た、直線断層撮影時の裁断高さを自動設定することがで
き、一回の断層撮影で所望の断層像を得ることができる
ので、被検者のＸ線被曝を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＸ線撮影装置の斜入透視撮影／直線
平行軌道方式による断層撮影用の一実施例を示す図であ
る。

【図２】 本発明のＸ線撮影装置のＸ線管装置の移動に
よる関心部位の移動を説明するための図である。

【図３】 本発明のＸ線撮影装置の動作原理を説明する
ための図である。

【図４】 本発明のＸ線撮影装置の回路ブロック図を示
す図である。

【図５】 本発明のＸ線撮影装置の斜入透視撮影用の他
の実施例を示す図である。

【図６】 平行運動による断層撮影装置の原理を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線管装置 ２…支柱 ３…Ｘ線像検出部 ４…天板 ７…支柱 １０…支点 １１…画像モニタ １２…入力支援装置 １２ａ…マウス １３…本体制御部 １５…映像系制御部 １６…操作卓 １７…斜入制御部 １８…画像処理部 １９…距離演算部 ２０…裁断面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ線管装置と、そのＸ線管装置を支持した
   支柱と、被検者を透過したＸ線を検出するＸ線像検出手
   段とを備え、斜入透視、斜入撮影または断層撮影が可能
   なＸ線撮影装置において、被検者に対して異なる斜入角
   度で斜入透視又は斜入撮影を行う斜入透視撮影手段と、
   画像モニタ上に表示される斜入角度の異なる角度で得ら
   れた２枚の透視又は撮影画像上で斜入動作によって関心
   部位が移動する距離を入力支援装置で指定することによ
   り２点間の距離を計測する計測手段と、関心部位の移動
   距離と前記斜入角度の情報から関心部位の被検者の厚方
   向位置及びその位置での拡大率を演算する演算手段とを
   備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のＸ線撮影装置において、前
   記演算手段で得られた関心部位の被検者の厚方向位置お
   よびその位置での拡大率から、断層撮影の断層中心の裁
   断面の高さを自動設定する手段を備えることを特徴とす
   るＸ線撮影装置。