JP2002159480A - 医用x線装置 - Google Patents
医用x線装置Info
- Publication number
- JP2002159480A JP2002159480A JP2000356388A JP2000356388A JP2002159480A JP 2002159480 A JP2002159480 A JP 2002159480A JP 2000356388 A JP2000356388 A JP 2000356388A JP 2000356388 A JP2000356388 A JP 2000356388A JP 2002159480 A JP2002159480 A JP 2002159480A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- image
- arm
- shaped arm
- isocenter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 abstract description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 11
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 6
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 1
- 230000010108 arterial embolization Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 210000002249 digestive system Anatomy 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000000414 obstructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 C字型アームを被検者の周りに回転させて
も、アイソセンタの揺動による回転立体透視像の振れの
防止やコーンビームCT画像の空間分解能の改善を図る
ことができる医用X線装置を提供する。 【解決手段】 天板に横臥する被検者にX線を照射する
X線照射手段と、被検者を透過したX線を電気信号に変
換する受像手段とをC字型アームで支持する。このC字
型アームは少なくともスライド回転もしくは軸回転させ
る回転手段を備えると共に天井もしくは床面に基台で保
持される。該基台は前記C字型アームを前記天井もしく
は床面と平行に移動させる移動手段を備えており、前記
C字型アームのスライド回転または軸回転によって生じ
る該回転中心の揺動を補正するデータを生成する揺動補
正データ生成手段と、この揺動補正データ生成手段から
の揺動補正データに基づいて前記移動手段を制御する制
御手段とを備えて構成される。
も、アイソセンタの揺動による回転立体透視像の振れの
防止やコーンビームCT画像の空間分解能の改善を図る
ことができる医用X線装置を提供する。 【解決手段】 天板に横臥する被検者にX線を照射する
X線照射手段と、被検者を透過したX線を電気信号に変
換する受像手段とをC字型アームで支持する。このC字
型アームは少なくともスライド回転もしくは軸回転させ
る回転手段を備えると共に天井もしくは床面に基台で保
持される。該基台は前記C字型アームを前記天井もしく
は床面と平行に移動させる移動手段を備えており、前記
C字型アームのスライド回転または軸回転によって生じ
る該回転中心の揺動を補正するデータを生成する揺動補
正データ生成手段と、この揺動補正データ生成手段から
の揺動補正データに基づいて前記移動手段を制御する制
御手段とを備えて構成される。
Description
【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C字型アームに保持されたX線管とX線受像装
置を被検者の周りに回転させる際の該回転中心の移動に
よる回転立体透視画像の振れの防止やコーンビームCT
画像の高分解能化を可能とする医用X線装置に関する。
り、特にC字型アームに保持されたX線管とX線受像装
置を被検者の周りに回転させる際の該回転中心の移動に
よる回転立体透視画像の振れの防止やコーンビームCT
画像の高分解能化を可能とする医用X線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】X線透視撮影台や循環器X線診断装置等
の医用X線装置は、診断の分野においては欠かせないも
のとなっているが、最近は診断のみならず治療にも使わ
れるようになってきた。
の医用X線装置は、診断の分野においては欠かせないも
のとなっているが、最近は診断のみならず治療にも使わ
れるようになってきた。
【0003】この治療は、X線透視下において、例えば
先端に様々な治療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手術を行うものであり、Interv
entional Radiology(以下、IVRと略称)と呼ばれて
いる。このIVRには、血管を対象とした血管系ΙVR
と血管以外の主に臓器を対象とした非血管系ΙVRとが
あるが、血管系のIVRの例として、バルーンを用いた
経皮的血管形成術(Percutaneous transluminal angiop
lasty;PTA)やステントを用いた血管拡張術、TAE
(Transcatheter arterial enbolization)と呼ばれる
経カテーテル動脈塞栓術が一般にもよく知られている。
先端に様々な治療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手術を行うものであり、Interv
entional Radiology(以下、IVRと略称)と呼ばれて
いる。このIVRには、血管を対象とした血管系ΙVR
と血管以外の主に臓器を対象とした非血管系ΙVRとが
あるが、血管系のIVRの例として、バルーンを用いた
経皮的血管形成術(Percutaneous transluminal angiop
lasty;PTA)やステントを用いた血管拡張術、TAE
(Transcatheter arterial enbolization)と呼ばれる
経カテーテル動脈塞栓術が一般にもよく知られている。
【0004】X線透視撮影台や循環器X線診断装置等の
医用X線装置を用いて上記血管系ΙVRを行う場合、該
医用X線装置には以下の機能が要求される。
医用X線装置を用いて上記血管系ΙVRを行う場合、該
医用X線装置には以下の機能が要求される。
【0005】(1)リアルタイムで透視画像が得られる
こと。
こと。
【0006】(2)複雑に錯綜する血管を画像上で立体
的に認識する必要から、被検者に対するX線の照射方向
を様々に変えられること。
的に認識する必要から、被検者に対するX線の照射方向
を様々に変えられること。
【0007】(3)前記X線の照射方向を連続的に変え
ながら透視撮影をし、異なる方向からの透視画像を連続
して観察することができること。すなわち、立体的に観
察できること(以下、 回転立体透視と呼ぶ)。
ながら透視撮影をし、異なる方向からの透視画像を連続
して観察することができること。すなわち、立体的に観
察できること(以下、 回転立体透視と呼ぶ)。
【0008】(4)さらに、回転立体透視において、画
像上障害陰影となる骨やガスを目立たなくするため、造
影剤を注入した血管像(以下、ライブ像と呼ぶ)から造
影剤を注入しない血管像(以下、マスク像と呼ぶ)を減
算して血管のみを明瞭に抽出するDSA(Digital Subt
raction Angiography)と呼ばれる画像生成機能も持ち
合わせていること。
像上障害陰影となる骨やガスを目立たなくするため、造
影剤を注入した血管像(以下、ライブ像と呼ぶ)から造
影剤を注入しない血管像(以下、マスク像と呼ぶ)を減
算して血管のみを明瞭に抽出するDSA(Digital Subt
raction Angiography)と呼ばれる画像生成機能も持ち
合わせていること。
【0009】このように、リアルタイムに透視画像を表
示でき、回転立体透視機能やDSA機能を備えた医用X
線装置として、X線照射手段であるX線管と受像手段で
ある2次元X線検出器をC字型アームで支持して、この
C字型アームを回転、移動可能に構成された循環器X線
診断装置(“医歯薬出版株式会社:医用放射線科学講座
13、放射線診断機器工学、156頁の図4−7に記
載)がある。この循環器X線診断装置は、C字型アーム
の支持方法に関して、色々なタイプがある。最も汎用的
な治療目的で利用されるものは、天井にレールを敷設
し、このレール上を直交する2方向に移動できるように
した台車と、一端が鉛直軸周りに回転できるよう上記台
車に支持され、かつ他端に前記C字型アームを該C字型
アームの中心を通る水平軸周りに回転(以下、軸回転と
呼ぶ場合がある。通常、回転角度は180°以上)する
と共に、C字型アームの外径に添って回転できるように
(以下、スライド回転と呼ぶ場合がある。通常、回転角
度は180°前後)支持したタイプがある(以下、天井
吊下式Cアーム支持器と呼ぶ)。このような循環器X線
診断装置は、機械的な構造、その制御装置に関して、消
化器系検査を目的とした透視撮影台や、X線CT装置等
の他の医用検査装置と比べ、コンポーネントの数が多
く、機械構造及び制御機構が複雑で大型なシステム構成
となっている。
示でき、回転立体透視機能やDSA機能を備えた医用X
線装置として、X線照射手段であるX線管と受像手段で
ある2次元X線検出器をC字型アームで支持して、この
C字型アームを回転、移動可能に構成された循環器X線
診断装置(“医歯薬出版株式会社:医用放射線科学講座
13、放射線診断機器工学、156頁の図4−7に記
載)がある。この循環器X線診断装置は、C字型アーム
の支持方法に関して、色々なタイプがある。最も汎用的
な治療目的で利用されるものは、天井にレールを敷設
し、このレール上を直交する2方向に移動できるように
した台車と、一端が鉛直軸周りに回転できるよう上記台
車に支持され、かつ他端に前記C字型アームを該C字型
アームの中心を通る水平軸周りに回転(以下、軸回転と
呼ぶ場合がある。通常、回転角度は180°以上)する
と共に、C字型アームの外径に添って回転できるように
(以下、スライド回転と呼ぶ場合がある。通常、回転角
度は180°前後)支持したタイプがある(以下、天井
吊下式Cアーム支持器と呼ぶ)。このような循環器X線
診断装置は、機械的な構造、その制御装置に関して、消
化器系検査を目的とした透視撮影台や、X線CT装置等
の他の医用検査装置と比べ、コンポーネントの数が多
く、機械構造及び制御機構が複雑で大型なシステム構成
となっている。
【0010】一方、生体検査や抗癌剤の臓器への注入と
いった非血管系IVRにおいては、リアルタイム性より
も、正確な奥行き方向の位置や、通常のX線透視撮影で
は識別しにくい臓器の判別が必要となる。すなわち、疾
患部を立体的に把握するために、3次元画像で観察した
いという要求があり、これに対してX線CT装置が利用
されることがある。
いった非血管系IVRにおいては、リアルタイム性より
も、正確な奥行き方向の位置や、通常のX線透視撮影で
は識別しにくい臓器の判別が必要となる。すなわち、疾
患部を立体的に把握するために、3次元画像で観察した
いという要求があり、これに対してX線CT装置が利用
されることがある。
【0011】しかし、従来のX線CT装置では、ガント
リに設けられた空洞部分(計測空間)に被検者を置かな
ければならないために、前記空洞部分の周囲が非常に狭
く、術者が円滑な治療を行うための作業スペースを十分
に確保しにくい。また、IVRでは術中における被検者
の容体の急変などに迅速に対応するために、常時、被検
者の表情などの様子を観察する必要があるが、前記ガン
トリに設けられた空洞部分に被検者を置いた状態では被
検者の状態を観察することが難しく、容体の急変などに
迅速に対応しにくい。
リに設けられた空洞部分(計測空間)に被検者を置かな
ければならないために、前記空洞部分の周囲が非常に狭
く、術者が円滑な治療を行うための作業スペースを十分
に確保しにくい。また、IVRでは術中における被検者
の容体の急変などに迅速に対応するために、常時、被検
者の表情などの様子を観察する必要があるが、前記ガン
トリに設けられた空洞部分に被検者を置いた状態では被
検者の状態を観察することが難しく、容体の急変などに
迅速に対応しにくい。
【0012】これに対して、上記C字型アームのよう
な、術者が円滑な治療を行うための作業スペースを十分
に確保できる循環器X線診断装置を用いて3次元画像を
生成する技術が知られている(SPIE- International So
ciety foroptical EngineeringVol.2708,pp361-370,199
6)。これは、X線発生系から通常のX線透視撮影と同
様のコーンビーム状のX線を発生させて、被検者の周囲
を回転(通常180°以上。理想的には360°)さ
せ、2次元X線検出系にて検出した前記回転角度毎の投
影データを収集し、このデータを用いて基本的にはX線
CT装置と同様の再構成演算をして、従来のX線CT装
置で得られるアキシャル、コロナリ、サジタルの各断層
画像及び高空間分解能の3次元画像(以下、コーンビー
ムCT画像と呼ぶ)を得るものである。この技術によっ
て、X線CT装置の機能を持ち合わせた多目的のΙVR
システムが構築できるので、最近の循環器X線診断装置
はこのような機能を備えたものが出現している。
な、術者が円滑な治療を行うための作業スペースを十分
に確保できる循環器X線診断装置を用いて3次元画像を
生成する技術が知られている(SPIE- International So
ciety foroptical EngineeringVol.2708,pp361-370,199
6)。これは、X線発生系から通常のX線透視撮影と同
様のコーンビーム状のX線を発生させて、被検者の周囲
を回転(通常180°以上。理想的には360°)さ
せ、2次元X線検出系にて検出した前記回転角度毎の投
影データを収集し、このデータを用いて基本的にはX線
CT装置と同様の再構成演算をして、従来のX線CT装
置で得られるアキシャル、コロナリ、サジタルの各断層
画像及び高空間分解能の3次元画像(以下、コーンビー
ムCT画像と呼ぶ)を得るものである。この技術によっ
て、X線CT装置の機能を持ち合わせた多目的のΙVR
システムが構築できるので、最近の循環器X線診断装置
はこのような機能を備えたものが出現している。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、循環
器X線診断装置を用いてIVRを行うためには、X線透
視画像の高画質化は基本的で重要な課題であり、そのた
めにX線管や2次元X線検出器の改良等、様々な施策が
取られている。さらに、X線発生系と2次元X線検出系
を被検者の周囲に回転させて回転立体透視像やコーンビ
ームCT画像を取得する場合には、前記X線発生系と2
次元X線検出系の回転動作に伴う新たな問題が発生す
る。すなわち、回転立体透視においては、後述する原因
によりX線管と2次元X線検出器の回転中心(以下、ア
イソセンタと呼ぶ場合がある。通常、被検者の関心領域
の中心に位置させる)が揺動し、透視画像を表示する表
示装置上で前記透視画像が上下、左右にシフトするよう
にずれて目的とする血管を見失う場合がある。また、血
管の閉塞部位の距離を計測する場合には、前記回転中心
の揺動により該距離計測値の誤差の要因となる場合もあ
る。
器X線診断装置を用いてIVRを行うためには、X線透
視画像の高画質化は基本的で重要な課題であり、そのた
めにX線管や2次元X線検出器の改良等、様々な施策が
取られている。さらに、X線発生系と2次元X線検出系
を被検者の周囲に回転させて回転立体透視像やコーンビ
ームCT画像を取得する場合には、前記X線発生系と2
次元X線検出系の回転動作に伴う新たな問題が発生す
る。すなわち、回転立体透視においては、後述する原因
によりX線管と2次元X線検出器の回転中心(以下、ア
イソセンタと呼ぶ場合がある。通常、被検者の関心領域
の中心に位置させる)が揺動し、透視画像を表示する表
示装置上で前記透視画像が上下、左右にシフトするよう
にずれて目的とする血管を見失う場合がある。また、血
管の閉塞部位の距離を計測する場合には、前記回転中心
の揺動により該距離計測値の誤差の要因となる場合もあ
る。
【0014】また、コーンビームCT画像においては、
画質を決める因子の1つである空間分解能を高めること
が、微細な血管を明瞭に抽出するという点で重要であ
り、このためにも回転中心は移動しないことが重要であ
る。この回転中心の位置精度は、2次元X線検出器の1
画素(約0.5mm程度)以内にする必要があるが、前記
揺動によりアイソセンタは数mmもずれ、この結果、数
mmもある太さの血管さえも明瞭に抽出できない場合が
ある。
画質を決める因子の1つである空間分解能を高めること
が、微細な血管を明瞭に抽出するという点で重要であ
り、このためにも回転中心は移動しないことが重要であ
る。この回転中心の位置精度は、2次元X線検出器の1
画素(約0.5mm程度)以内にする必要があるが、前記
揺動によりアイソセンタは数mmもずれ、この結果、数
mmもある太さの血管さえも明瞭に抽出できない場合が
ある。
【0015】上記した回転中心の移動は、X線管と2次
元X線検出器とこれらを支持するC字型アームの機械的
重心の位置は、C字型アームの回転中心と一致しないの
で、C字型アームを軸回転、又はスライド回転を伴う動
作をすると、C字型アームが揺動し、アイソセンタが移
動するために発生する。これは、C字型アーム構造上の
固有の問題で、この問題に起因する上記揺動を少しでも
軽減するために、従来は機械的な剛性を上げたり、軸回
転やスライド回転の速度を緩やかに上げたり下げたりこ
とにより、スタート・ストップ時の加振力を小さくして
上記揺動を低減する手法をとっていた。しかし、機械的
な剛性を上げる方法では、C字型アームが大型化し、軸
回転やスライド回転の角度範囲を小さくせざるを得な
く、術者の使い勝手が悪くなるという弊害が生じる。ま
た、緩やかに回転速度を上下させる方法は、トータルの
撮影時間が長くなり、造影剤とのタイミングを取るのが
困難になったり、被検者の動きによるアーチファクトが
生じ、画質を低下させるという問題が生じる。そこで、
本発明の目的は、C字型アームを被検者の周りに回転さ
せても、アイソセンタの揺動による回転立体透視像の振
れの防止やコーンビームCT画像の空間分解能の改善を
図ることができる医用X線装置を提供することにある。
元X線検出器とこれらを支持するC字型アームの機械的
重心の位置は、C字型アームの回転中心と一致しないの
で、C字型アームを軸回転、又はスライド回転を伴う動
作をすると、C字型アームが揺動し、アイソセンタが移
動するために発生する。これは、C字型アーム構造上の
固有の問題で、この問題に起因する上記揺動を少しでも
軽減するために、従来は機械的な剛性を上げたり、軸回
転やスライド回転の速度を緩やかに上げたり下げたりこ
とにより、スタート・ストップ時の加振力を小さくして
上記揺動を低減する手法をとっていた。しかし、機械的
な剛性を上げる方法では、C字型アームが大型化し、軸
回転やスライド回転の角度範囲を小さくせざるを得な
く、術者の使い勝手が悪くなるという弊害が生じる。ま
た、緩やかに回転速度を上下させる方法は、トータルの
撮影時間が長くなり、造影剤とのタイミングを取るのが
困難になったり、被検者の動きによるアーチファクトが
生じ、画質を低下させるという問題が生じる。そこで、
本発明の目的は、C字型アームを被検者の周りに回転さ
せても、アイソセンタの揺動による回転立体透視像の振
れの防止やコーンビームCT画像の空間分解能の改善を
図ることができる医用X線装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的は、天板に横臥
する被検者にX線を照射するX線照射手段と、被検者を
透過したX線を電気信号に変換する受像手段と、上記X
線照射手段と受像手段を保持するC字型アームと、該C
字型アームを少なくともスライド回転もしくは軸回転さ
せる回転手段を備えると共に該C字型アームを天井もし
くは床面に保持する基台と、該基台を上記天井もしくは
床面と平行に移動させる移動手段と、上記受像手段から
の電気信号を処理して生成した画像を表示する表示手段
を備えた医用X線装置において、前記スライド回転また
は軸回転によって生じる該回転中心の揺動を補正するデ
ータを生成する揺動補正データ生成手段と、この揺動補
正データ生成手段からの揺動補正データに基づいて前記
移動手段を制御する制御手段とを備えることによって達
成される。
する被検者にX線を照射するX線照射手段と、被検者を
透過したX線を電気信号に変換する受像手段と、上記X
線照射手段と受像手段を保持するC字型アームと、該C
字型アームを少なくともスライド回転もしくは軸回転さ
せる回転手段を備えると共に該C字型アームを天井もし
くは床面に保持する基台と、該基台を上記天井もしくは
床面と平行に移動させる移動手段と、上記受像手段から
の電気信号を処理して生成した画像を表示する表示手段
を備えた医用X線装置において、前記スライド回転また
は軸回転によって生じる該回転中心の揺動を補正するデ
ータを生成する揺動補正データ生成手段と、この揺動補
正データ生成手段からの揺動補正データに基づいて前記
移動手段を制御する制御手段とを備えることによって達
成される。
【0017】上記制御手段は、代表的には以下に説明す
る構成をとる。
る構成をとる。
【0018】(1)前記スライド回転または軸回転によ
って生じる該回転中心の揺動量から前記移動手段を制御
して該揺動量をキャンセルするための揺動補正データを
予め作成しておき、このデータに基づいて前記揺動量を
補正制御する。
って生じる該回転中心の揺動量から前記移動手段を制御
して該揺動量をキャンセルするための揺動補正データを
予め作成しておき、このデータに基づいて前記揺動量を
補正制御する。
【0019】(2)C字型アームに振動検出手段を設
け、この振動検出手段からの信号を基にして揺動補正デ
ータを生成し、このデータを前記制御手段に入力してリ
アルタイムにアイソセンタの揺動を補正する。
け、この振動検出手段からの信号を基にして揺動補正デ
ータを生成し、このデータを前記制御手段に入力してリ
アルタイムにアイソセンタの揺動を補正する。
【0020】上記の構成によって、X線照射手段と受像
手段を保持するC字型アームの軸回転やスライド回転に
より揺動したアイソセンタは、C字型アームを床面又は
天井と平行に移動させる移動手段を制御する制御手段
が、アイソセンタの揺動を補正するデータを前記制御手
段に与えるようにしたので、これによって移動手段は制
御されアイソセンタの揺動は補正される。
手段を保持するC字型アームの軸回転やスライド回転に
より揺動したアイソセンタは、C字型アームを床面又は
天井と平行に移動させる移動手段を制御する制御手段
が、アイソセンタの揺動を補正するデータを前記制御手
段に与えるようにしたので、これによって移動手段は制
御されアイソセンタの揺動は補正される。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1及至
図9を用いて詳細に説明する。
図9を用いて詳細に説明する。
【0022】図6は天井吊下式Cアーム支持装置の概略
図である。2はX線照射手段であるX線管、4は図示を
省略したテーブル装置の天板に載置された被検者を挟ん
で前記X線管2と対向した位置にある受像装置(イメー
ジインテンシファイアΙ.Ι.とテレビカメラからな
り、これはシンチレータと光検出器との組み合わせ等に
よるフラットパネル式のX線検出器でも良い)で、これ
らのX線管2と受像装置4はC字型アーム6により保持
される。
図である。2はX線照射手段であるX線管、4は図示を
省略したテーブル装置の天板に載置された被検者を挟ん
で前記X線管2と対向した位置にある受像装置(イメー
ジインテンシファイアΙ.Ι.とテレビカメラからな
り、これはシンチレータと光検出器との組み合わせ等に
よるフラットパネル式のX線検出器でも良い)で、これ
らのX線管2と受像装置4はC字型アーム6により保持
される。
【0023】このC字型アーム6は、被検者の周囲を移
動及び回転してX線透視撮影やコーンビームCT画像撮
影をし、術者はこれらの画像を観察して種々の検査、治
療を行う。8はC字型アーム6を支持し、スライド回転
(β軸周り。矢印bの方向)機構を内部に備えたホルダ
ーである。10は、その一端がホルダー8を軸回転(矢
印a 方向)させる機構を備え、他端は鉛直軸(Z軸)周
りに回転させ(矢印c方向)、後述する床面と平行に動
作させる平行移動手段12に回転可能に支持されるアー
チ型アームである。ホルダー8、アーチ型アーム10は
前述したC字型アーム6の基台を構成している。なお、
説明上、X軸、Y軸、Z軸は天井面を基準に図に示すよ
うに定義する。また、X’軸、Y’軸、Z’軸はアイソ
センタPを原点とし、C字型アーム6を基準にして同図
に示すように定義する。
動及び回転してX線透視撮影やコーンビームCT画像撮
影をし、術者はこれらの画像を観察して種々の検査、治
療を行う。8はC字型アーム6を支持し、スライド回転
(β軸周り。矢印bの方向)機構を内部に備えたホルダ
ーである。10は、その一端がホルダー8を軸回転(矢
印a 方向)させる機構を備え、他端は鉛直軸(Z軸)周
りに回転させ(矢印c方向)、後述する床面と平行に動
作させる平行移動手段12に回転可能に支持されるアー
チ型アームである。ホルダー8、アーチ型アーム10は
前述したC字型アーム6の基台を構成している。なお、
説明上、X軸、Y軸、Z軸は天井面を基準に図に示すよ
うに定義する。また、X’軸、Y’軸、Z’軸はアイソ
センタPを原点とし、C字型アーム6を基準にして同図
に示すように定義する。
【0024】以下、本図に示す天井吊下式Cアーム支持
装置に本発明のアイソセンタの揺動補正を用いた第1の
実施例について説明するが、先ず図6の天井吊下式Cア
ーム支持装置の駆動機構及びその制御装置について順次
説明する。
装置に本発明のアイソセンタの揺動補正を用いた第1の
実施例について説明するが、先ず図6の天井吊下式Cア
ーム支持装置の駆動機構及びその制御装置について順次
説明する。
【0025】図7は上記図6の天井吊下式Cアーム支持
装置の駆動機構を示す図で、(a)は正面図、(b)は
側面図である。図7において、レール30a、30bは天
井29に固定されており、X軸方向台車36の車輪34
a、34b、34c、34d(図示略)がX軸方向に案内移
動されるようになっている。このX軸方向台車36に
は、ギア40を有したX軸モータ38が固定され、前記
レール30aに固定されたラック36とギア40が噛み
合うようになっている。また、X軸方向駆動台車36に
は、レール42a、42bが固定されており、Y軸方向台
車46の車輪44a、44b(図示略)、44c、44dが
Y軸方向に案内移動されるようになっている。このY軸
方向台車46には、ギア52を有したY軸モータ50が
固定され、前記レール42bに固定されたラック48と
ギア52が噛み合うようになっている。また、Y軸方向
台車46には、支持部54が固定されている。この支持
部54は、エンコ−ダ(特にエンコ−ダでなくても良
く、回転位置が検出できるものであれば限定しない)と
Z軸モ−タ56が内蔵され、アーチ型アーム10の端部
を支持している。このように構成された支持装置は、X
軸モータ38を図示を省略した制御装置(後述)により
駆動することにより、アーチ型アーム10はX軸方向に
移動する。また、Y軸モータ50を図示を省略した制御
装置(後述)により駆動することにより、アーチ型アー
ム10はY軸方向に移動する。Z軸モータ56を図示を
省略した制御装置(後述)により駆動することにより、
アーチ型アーム10はZ軸周りを回転する。24はアー
チ型アーム10の他端に固定され軸回転モータ26を有
した減速器であり、この回転モータ26を駆動すること
により、C字型アーム6をY’軸周りに回転(軸回転)
できるようになっている。ホルダー8の内部は、C字型
アーム6を案内するガイドローラ20a、20b、20
c、20dと、アイドラローラ18と、プーリ16を有し
たスライド回転モータ14を備え、C字型アーム6の外
周に巻かれたベルト28がプーリ16と噛み合い、スラ
イド回転モータ14を回転させることによりスライド回
転(X’軸、もしくはβ軸)するように構成されてい
る。
装置の駆動機構を示す図で、(a)は正面図、(b)は
側面図である。図7において、レール30a、30bは天
井29に固定されており、X軸方向台車36の車輪34
a、34b、34c、34d(図示略)がX軸方向に案内移
動されるようになっている。このX軸方向台車36に
は、ギア40を有したX軸モータ38が固定され、前記
レール30aに固定されたラック36とギア40が噛み
合うようになっている。また、X軸方向駆動台車36に
は、レール42a、42bが固定されており、Y軸方向台
車46の車輪44a、44b(図示略)、44c、44dが
Y軸方向に案内移動されるようになっている。このY軸
方向台車46には、ギア52を有したY軸モータ50が
固定され、前記レール42bに固定されたラック48と
ギア52が噛み合うようになっている。また、Y軸方向
台車46には、支持部54が固定されている。この支持
部54は、エンコ−ダ(特にエンコ−ダでなくても良
く、回転位置が検出できるものであれば限定しない)と
Z軸モ−タ56が内蔵され、アーチ型アーム10の端部
を支持している。このように構成された支持装置は、X
軸モータ38を図示を省略した制御装置(後述)により
駆動することにより、アーチ型アーム10はX軸方向に
移動する。また、Y軸モータ50を図示を省略した制御
装置(後述)により駆動することにより、アーチ型アー
ム10はY軸方向に移動する。Z軸モータ56を図示を
省略した制御装置(後述)により駆動することにより、
アーチ型アーム10はZ軸周りを回転する。24はアー
チ型アーム10の他端に固定され軸回転モータ26を有
した減速器であり、この回転モータ26を駆動すること
により、C字型アーム6をY’軸周りに回転(軸回転)
できるようになっている。ホルダー8の内部は、C字型
アーム6を案内するガイドローラ20a、20b、20
c、20dと、アイドラローラ18と、プーリ16を有し
たスライド回転モータ14を備え、C字型アーム6の外
周に巻かれたベルト28がプーリ16と噛み合い、スラ
イド回転モータ14を回転させることによりスライド回
転(X’軸、もしくはβ軸)するように構成されてい
る。
【0026】図8は前記天井吊下式Cアーム支持装置を
用いてX線透視撮影(回転立体透視、DSAを含む)と
コーンビームCT画像を生成する本発明の第1の実施例
における医用X線装置の制御手段の構成を示すブロック
図である。
用いてX線透視撮影(回転立体透視、DSAを含む)と
コーンビームCT画像を生成する本発明の第1の実施例
における医用X線装置の制御手段の構成を示すブロック
図である。
【0027】先ず、画像を表示するために所定の処理を
行う表示手段の機能から説明する。本発明の表示手段の
機能は、上記のX線透視撮影(回転立体透視、DSAを
含む)とコーンビームCT画像撮影の機能を合わせ持
ち、後述する複数のスイッチを有した操作手段80に対
し術者が所望の機能を選択することにより、当該機能が
動作するようにしている。以下、これらについて順次説
明する。
行う表示手段の機能から説明する。本発明の表示手段の
機能は、上記のX線透視撮影(回転立体透視、DSAを
含む)とコーンビームCT画像撮影の機能を合わせ持
ち、後述する複数のスイッチを有した操作手段80に対
し術者が所望の機能を選択することにより、当該機能が
動作するようにしている。以下、これらについて順次説
明する。
【0028】術者が操作手段80に対しX線透視撮影の
機能を選択した場合は、システムコントローラ82(詳
細は後述)からの信号により切り換え手段96を画像処
理装置98側に切り替える。画像処理装置98は、X線
管2から照射され被検者を透過した透過X線を受像装置
4で検出しこの検出した透過X線情報であるアナログ信
号をディジタル信号に変換するA/D変換手段102
と、このディジタル画像信号に対してコントラスト、ガ
ンマ特性変換等の画像処理を行う画像処理手段104
と、階調処理をする表示諧調処理手段108と、階調処
理済みディジタル画像信号をアナログ信号に変換するD
/A変換手段110により構成される。112は被検者
の透視画像を表示する表示装置である。なお、106は
フレーム毎の画像データを記憶したり、上記したDSA
撮影時にライブ像の記憶に利用されるフレームメモリで
ある。DSA撮影は、画像処理手段104がマスク像撮
影後にフレームメモリ106に記憶されたライブ像と減
算処理するようになっている。
機能を選択した場合は、システムコントローラ82(詳
細は後述)からの信号により切り換え手段96を画像処
理装置98側に切り替える。画像処理装置98は、X線
管2から照射され被検者を透過した透過X線を受像装置
4で検出しこの検出した透過X線情報であるアナログ信
号をディジタル信号に変換するA/D変換手段102
と、このディジタル画像信号に対してコントラスト、ガ
ンマ特性変換等の画像処理を行う画像処理手段104
と、階調処理をする表示諧調処理手段108と、階調処
理済みディジタル画像信号をアナログ信号に変換するD
/A変換手段110により構成される。112は被検者
の透視画像を表示する表示装置である。なお、106は
フレーム毎の画像データを記憶したり、上記したDSA
撮影時にライブ像の記憶に利用されるフレームメモリで
ある。DSA撮影は、画像処理手段104がマスク像撮
影後にフレームメモリ106に記憶されたライブ像と減
算処理するようになっている。
【0029】被検者が操作手段80に対しコーンビーム
CT画像撮影の機能を選択した場合は、システムコント
ローラ82からの信号により切り換え手段96を画像処
理装置98側に切り替える。画像処理装置100は、受
像装置4からの電気信号をA/D変換器でディジタル信
号に変換すると共にこれを記憶するデータ収集手段11
4と、このデータ収集手段114からのデータに対数変
換、ゲイン補正、オフセット補正等の前処理を行う前処
理手段116と、この前処理手段からのデータを前投影
方向のX線吸収データ積和演算するコンボルバ118
と、このコンボルバ118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
層像を再構成する逆投影手段120と、この逆投影手段
120で再構成された断層像を記憶するイメージメモリ
122と、このイメージメモリ122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
定する画像変換手段124で構成される。
CT画像撮影の機能を選択した場合は、システムコント
ローラ82からの信号により切り換え手段96を画像処
理装置98側に切り替える。画像処理装置100は、受
像装置4からの電気信号をA/D変換器でディジタル信
号に変換すると共にこれを記憶するデータ収集手段11
4と、このデータ収集手段114からのデータに対数変
換、ゲイン補正、オフセット補正等の前処理を行う前処
理手段116と、この前処理手段からのデータを前投影
方向のX線吸収データ積和演算するコンボルバ118
と、このコンボルバ118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
層像を再構成する逆投影手段120と、この逆投影手段
120で再構成された断層像を記憶するイメージメモリ
122と、このイメージメモリ122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
定する画像変換手段124で構成される。
【0030】上記システムコントローラ82には、X線
制御手段94も接続され、X線管2から被検者に照射す
るX線を制御する。また、システムコントローラ82
は、図7で説明した各動作軸を駆動するモータの制御も
行う。すなわち、X軸モータ50を制御するX軸モータ
制御手段84と、Y軸モータ38を制御するY軸モータ
制御手段86と、Z軸モータ56を制御するZ軸モータ
制御手段88と、軸回転モータ26を制御する軸回転モ
ータ制御手段90と、スライド回転モータ14を制御す
るスライド回転モータ制御手段92が接続されている。
これら各モータは、対応する操作手段80のスイッチを
操作することによりシステムコントローラ82が後述す
るアイソセンタの揺動を補正するためのデータを生成す
る処理を行い、前記揺動を補正するように動作する。な
お、各制御手段はモータの種類に応じて公知の制御手法
を選んで良いが、本発明ではX軸モータ50、Y軸モー
タ38、X軸モータ制御手段84、Y軸モータ制御手段
86は位置制御が必要であることから、位置制御機能を
有したサーボモータが好適である。
制御手段94も接続され、X線管2から被検者に照射す
るX線を制御する。また、システムコントローラ82
は、図7で説明した各動作軸を駆動するモータの制御も
行う。すなわち、X軸モータ50を制御するX軸モータ
制御手段84と、Y軸モータ38を制御するY軸モータ
制御手段86と、Z軸モータ56を制御するZ軸モータ
制御手段88と、軸回転モータ26を制御する軸回転モ
ータ制御手段90と、スライド回転モータ14を制御す
るスライド回転モータ制御手段92が接続されている。
これら各モータは、対応する操作手段80のスイッチを
操作することによりシステムコントローラ82が後述す
るアイソセンタの揺動を補正するためのデータを生成す
る処理を行い、前記揺動を補正するように動作する。な
お、各制御手段はモータの種類に応じて公知の制御手法
を選んで良いが、本発明ではX軸モータ50、Y軸モー
タ38、X軸モータ制御手段84、Y軸モータ制御手段
86は位置制御が必要であることから、位置制御機能を
有したサーボモータが好適である。
【0031】前記システムコントローラ82は、各種の
演算、判断を行う公知のCPU(中央演算装置)20
0、データの一時書き込み・読み出しを行うRAM20
2、本発明による制御装置の制御プログラムやデータ等
を記憶する読み出し専用メモリROM204、これらの
信号を伝送するバス206、及び外部との信号の授受を
するI/O(入出力インターフェイス)208から構成
される。
演算、判断を行う公知のCPU(中央演算装置)20
0、データの一時書き込み・読み出しを行うRAM20
2、本発明による制御装置の制御プログラムやデータ等
を記憶する読み出し専用メモリROM204、これらの
信号を伝送するバス206、及び外部との信号の授受を
するI/O(入出力インターフェイス)208から構成
される。
【0032】前記操作手段80、切り替え手段96、X
線制御手段94、X軸モータ制御手段84、Y軸モータ
制御手段86、Z軸モータ制御手段88、軸回転モータ
制御手段90、スライド回転モータ制御手段92は、操
作手段80からの術者の操作指令に対応してシステムコ
ントローラ82によって駆動制御される。具体的には、
切り替え手段96の動作や、手技の中で通常行われる前
記C字型アームの位置決め、撮影部位等に対応してX線
管2に印加する電圧(管電圧)やX線管に流す電流(管
電流)等は、ROM204にあらかじめ記憶してあるデ
ータをCPU200に読み込み、必要な処理を行ってI
/O208に出力する。これらの動作は、公知の技術を
用いて良く、本発明が目的とする所とは異なるので詳細
は省略する。
線制御手段94、X軸モータ制御手段84、Y軸モータ
制御手段86、Z軸モータ制御手段88、軸回転モータ
制御手段90、スライド回転モータ制御手段92は、操
作手段80からの術者の操作指令に対応してシステムコ
ントローラ82によって駆動制御される。具体的には、
切り替え手段96の動作や、手技の中で通常行われる前
記C字型アームの位置決め、撮影部位等に対応してX線
管2に印加する電圧(管電圧)やX線管に流す電流(管
電流)等は、ROM204にあらかじめ記憶してあるデ
ータをCPU200に読み込み、必要な処理を行ってI
/O208に出力する。これらの動作は、公知の技術を
用いて良く、本発明が目的とする所とは異なるので詳細
は省略する。
【0033】次に、前記天井吊下式Cアーム支持装置の
重心の移動によるアイソセンタの揺動補正制御手段の本
発明の第1の実施例について説明する。前記アイソセン
タの揺動補正制御手段は、前記システムコントローラ8
2と前記各モータ制御手段84、86、88、90、9
2で構成される。前記システムコントローラ82は、予
め作成されたアイソセンタの揺動を補正するためのデー
タ(以下、揺動補正データと呼ぶ)をROM204に記
憶しておき、X線透視撮影(回転立体透視、DSAを含
む)及びコーンビームCT画像撮影時に前記揺動補正デ
ータをROM204から読み出し、この読み出したデー
タを各モータ制御手段84、86、88、90、92に
与える。
重心の移動によるアイソセンタの揺動補正制御手段の本
発明の第1の実施例について説明する。前記アイソセン
タの揺動補正制御手段は、前記システムコントローラ8
2と前記各モータ制御手段84、86、88、90、9
2で構成される。前記システムコントローラ82は、予
め作成されたアイソセンタの揺動を補正するためのデー
タ(以下、揺動補正データと呼ぶ)をROM204に記
憶しておき、X線透視撮影(回転立体透視、DSAを含
む)及びコーンビームCT画像撮影時に前記揺動補正デ
ータをROM204から読み出し、この読み出したデー
タを各モータ制御手段84、86、88、90、92に
与える。
【0034】図9は上記C字型アーム6の重心の移動を
示す説明図である。C字型アーム6は(a)(b)(c)
の順に回動するが、この回動時におけるC字型アーム6
の重心位置はG1からG3の位置に変動し、この重心の
移動軌跡は同図(d)のdに示すようになる。
示す説明図である。C字型アーム6は(a)(b)(c)
の順に回動するが、この回動時におけるC字型アーム6
の重心位置はG1からG3の位置に変動し、この重心の
移動軌跡は同図(d)のdに示すようになる。
【0035】この重心の移動によって、C字型アーム
6、前記アーチ型アーム10等からなる基台は機械的な
たわみによりアイソセンタが揺動する。本発明ではこの
揺動を次のようにして補正する。なお、(e)はコーン
ビームCT画像を撮影する場合によく利用されるC字型
アーム6の軸回転時の重心の変動を示している。詳細に
は説明しないが、図に示す状態での重心位置G4は、軸
回転に伴い矢印Jのように移動する。これにより、上記
スライド回転時と同様にアイソセンタは揺動する。図1
は上記アイソセンタの揺動補正前後の模様と、準備位置
から撮影終了までの時間とアイソセンタの移動量の関係
を示す図である。
6、前記アーチ型アーム10等からなる基台は機械的な
たわみによりアイソセンタが揺動する。本発明ではこの
揺動を次のようにして補正する。なお、(e)はコーン
ビームCT画像を撮影する場合によく利用されるC字型
アーム6の軸回転時の重心の変動を示している。詳細に
は説明しないが、図に示す状態での重心位置G4は、軸
回転に伴い矢印Jのように移動する。これにより、上記
スライド回転時と同様にアイソセンタは揺動する。図1
は上記アイソセンタの揺動補正前後の模様と、準備位置
から撮影終了までの時間とアイソセンタの移動量の関係
を示す図である。
【0036】図1(a) は図9において説明した重心の
移動によるアイソセンタが揺動した状態で、(a-1)、
(a-2)、(a-3)、(a-4)の順に回動した場合であ
る。同図(a-1)は動作準備位置で、アイソセンタPは
P1の位置、(a-2)は撮影開始位置で、アイソセンタ
PはP2の位置、(a-3)は撮影中の位置で、アイソセ
ンタPはP3の位置、(a-4)は撮影終了位置で、アイ
ソセンタPはP4の位置となる。このようにアイソセン
タは、前記重心の移動により(a-1)を基準にして、(a
-2)においてはY’方向にL2、(a-4)においてはL
3の距離だけ揺動する。同図(b)は、横軸にY’軸、
縦軸にZ’軸にした時のアイソセンタの移動のみを示し
た図である。なお、アイソセンタのZ’軸方向の揺動量
であるL4を問題とする場合は、C字型アーム6をZ方
向に移動する機構を付加し、後述する方法を用いてアイ
ソセンタの揺動は補正できるが、この補正量は前記アイ
ソセンタの許容移動量0.5mmをかなり下回る数μm
であり、本発明の目的を達成するためには問題とならな
い揺動量である。同図(c)は、前記(b)のアイソセ
ンタの揺動量を横軸に、時間(C字型アームの回動位
置)を縦軸にとり、これらを投影したもので(縦軸の右
半分)、準備位置から撮影終了までにアイソセンタは正
弦状に変化する。同図の縦軸の左半分は、アイソセンタ
の揺動を補正するためのY方向台車46(図7に図示)
の位置指令Hである。この位置指令Hは前記ROM20
6にあらかじめ記憶したものである(実際にROM20
6に書き込まれるデータは、前記図7のラック48とギ
ア52の直径で決まるY軸モータ38の回転角度とY方
向台車46の移動量を考慮したものとなり、振幅すなわ
ちY’の値が異なるが、説明を分かりやすくするため、
位置指令HをY軸モータ38の回転角度と同じとなるよ
うにしている)。この位置指令値HをCPU200によ
り順次ROM206から読み出し、Y軸モータ制御手段
86に与える。
移動によるアイソセンタが揺動した状態で、(a-1)、
(a-2)、(a-3)、(a-4)の順に回動した場合であ
る。同図(a-1)は動作準備位置で、アイソセンタPは
P1の位置、(a-2)は撮影開始位置で、アイソセンタ
PはP2の位置、(a-3)は撮影中の位置で、アイソセ
ンタPはP3の位置、(a-4)は撮影終了位置で、アイ
ソセンタPはP4の位置となる。このようにアイソセン
タは、前記重心の移動により(a-1)を基準にして、(a
-2)においてはY’方向にL2、(a-4)においてはL
3の距離だけ揺動する。同図(b)は、横軸にY’軸、
縦軸にZ’軸にした時のアイソセンタの移動のみを示し
た図である。なお、アイソセンタのZ’軸方向の揺動量
であるL4を問題とする場合は、C字型アーム6をZ方
向に移動する機構を付加し、後述する方法を用いてアイ
ソセンタの揺動は補正できるが、この補正量は前記アイ
ソセンタの許容移動量0.5mmをかなり下回る数μm
であり、本発明の目的を達成するためには問題とならな
い揺動量である。同図(c)は、前記(b)のアイソセ
ンタの揺動量を横軸に、時間(C字型アームの回動位
置)を縦軸にとり、これらを投影したもので(縦軸の右
半分)、準備位置から撮影終了までにアイソセンタは正
弦状に変化する。同図の縦軸の左半分は、アイソセンタ
の揺動を補正するためのY方向台車46(図7に図示)
の位置指令Hである。この位置指令Hは前記ROM20
6にあらかじめ記憶したものである(実際にROM20
6に書き込まれるデータは、前記図7のラック48とギ
ア52の直径で決まるY軸モータ38の回転角度とY方
向台車46の移動量を考慮したものとなり、振幅すなわ
ちY’の値が異なるが、説明を分かりやすくするため、
位置指令HをY軸モータ38の回転角度と同じとなるよ
うにしている)。この位置指令値HをCPU200によ
り順次ROM206から読み出し、Y軸モータ制御手段
86に与える。
【0037】図2は前記アイソセンタの揺動を補正する
制御処理のフローチャート図で、システムコントローラ
82により制御される処理シーケンスである。以下、こ
のシーケンスに基づいてアイソセンタの揺動補正制御動
作について説明する。
制御処理のフローチャート図で、システムコントローラ
82により制御される処理シーケンスである。以下、こ
のシーケンスに基づいてアイソセンタの揺動補正制御動
作について説明する。
【0038】(1)術者が操作手段80に対して回転立
体透視(コーンビームCT撮影でも同様。但し、後述す
るようにC字型アーム6の回転は軸回転となる)撮影開
始のスイッチを選択する(ステップ1)。 (2)システムコントローラ82はスライド回転モータ
制御手段92に対し、C字型アーム6を図1(a)の
(a-1)の準備位置に設定するためのデータを出力する
(ステップ2)。 (3)次に、図1(a)の(a-2)の撮影開始位置(ステ
ップ3)、(a-3)の撮影中位置(ステップ4)、(a-
4)の撮影終了位置(ステップ5)の順にシステムコン
トローラ82はC字型アーム6を回動させる。これらの
一連の動作シーケンスはROM206に記憶されてお
り、CPU200は順次ROM206から前記一連の動
作シーケンスを読み出し、スライド回転モータ制御手段
92に指令を出すようにする。 (4)前記一連のC字型アーム6のスライド回転動作と
並行(通常、時分割処理。所定の時間毎に交互にする)
して、システムコントローラ82のCPU200は前記
ROM206に記憶された位置指令HをY軸モータ制御
手段に与える(ステップ6)。
体透視(コーンビームCT撮影でも同様。但し、後述す
るようにC字型アーム6の回転は軸回転となる)撮影開
始のスイッチを選択する(ステップ1)。 (2)システムコントローラ82はスライド回転モータ
制御手段92に対し、C字型アーム6を図1(a)の
(a-1)の準備位置に設定するためのデータを出力する
(ステップ2)。 (3)次に、図1(a)の(a-2)の撮影開始位置(ステ
ップ3)、(a-3)の撮影中位置(ステップ4)、(a-
4)の撮影終了位置(ステップ5)の順にシステムコン
トローラ82はC字型アーム6を回動させる。これらの
一連の動作シーケンスはROM206に記憶されてお
り、CPU200は順次ROM206から前記一連の動
作シーケンスを読み出し、スライド回転モータ制御手段
92に指令を出すようにする。 (4)前記一連のC字型アーム6のスライド回転動作と
並行(通常、時分割処理。所定の時間毎に交互にする)
して、システムコントローラ82のCPU200は前記
ROM206に記憶された位置指令HをY軸モータ制御
手段に与える(ステップ6)。
【0039】このように動作させることにより、C字型
アーム6のスライド回転に伴い、Y方向台車46はアイ
ソセンタの揺動を補正するように移動する。図1の
(d)はアイソセンタの揺動を補正した後のアイソセン
タの位置で、同図(d-1)、(d-2)、(d-3)、(d-4)
と回動してもアイソセンタは揺動しない。なお、C字型
アーム6の動作とY方向台車46の補正動作は、各々撮
影開始を起点として個別に動作し、撮影中の相互の位置
関係は整合を取っていないが、各モータに前記したよう
なサーボモータを用いた場合、モータ軸の位置検出手段
であるエンコーダの信号をシステムコントローラ82が
読み取り、整合を取るように動作させても良い。
アーム6のスライド回転に伴い、Y方向台車46はアイ
ソセンタの揺動を補正するように移動する。図1の
(d)はアイソセンタの揺動を補正した後のアイソセン
タの位置で、同図(d-1)、(d-2)、(d-3)、(d-4)
と回動してもアイソセンタは揺動しない。なお、C字型
アーム6の動作とY方向台車46の補正動作は、各々撮
影開始を起点として個別に動作し、撮影中の相互の位置
関係は整合を取っていないが、各モータに前記したよう
なサーボモータを用いた場合、モータ軸の位置検出手段
であるエンコーダの信号をシステムコントローラ82が
読み取り、整合を取るように動作させても良い。
【0040】図3は本発明の第1の実施例の動作を補足
するための図で、図6のZ軸方向から見た移動手段12
とアーチ型アーム10の位置関係の概略図である。図8
で説明したZ軸モータ56を回転させた場合において
は、X、Y、Z軸系において、アーチ型アーム10は回
転する。このような場合においても本発明のアイソセン
タの揺動補正手段は適用できる。
するための図で、図6のZ軸方向から見た移動手段12
とアーチ型アーム10の位置関係の概略図である。図8
で説明したZ軸モータ56を回転させた場合において
は、X、Y、Z軸系において、アーチ型アーム10は回
転する。このような場合においても本発明のアイソセン
タの揺動補正手段は適用できる。
【0041】アーチ型アーム10がY軸に対して角度θ
だけ回転させた場合においては、Y方向台車46の位置
指令Hyは(Hy=Hsinθ)とし、さらにY方向台車
46と同様にX方向台車36もHx(Hx=Hcosθ)
の位置指令で動作させる。このようにすることにより、
Z軸モータ56を回転させた場合においても、アイソセ
ンタの揺動は補正できる。
だけ回転させた場合においては、Y方向台車46の位置
指令Hyは(Hy=Hsinθ)とし、さらにY方向台車
46と同様にX方向台車36もHx(Hx=Hcosθ)
の位置指令で動作させる。このようにすることにより、
Z軸モータ56を回転させた場合においても、アイソセ
ンタの揺動は補正できる。
【0042】図4は本発明の第2実施例を示す医用X線
装置の制御手段の構成を示すブロック図である。上記第
1の実施例では、アイソセンタの揺動を補正するデータ
は、予め求めた位置指令Hを用いるとして説明したが、
本発明の第2の実施例は、振動検出手段を備え、この振
動検出手段からリアルタイムにアイソセンタの揺動量を
求めて該アイソセンタの揺動を補正するものである。す
なわち、前記ホルダー8に振動検出手段として振動セン
サ150を設け、この振動センサ150の信号をシステ
ムコントローラ82に入力する。C字型アーム6のスラ
イド回転に伴い、C字型アーム6は揺動してしまうが、
この揺動は振動センサ150により検出される。システ
ムコントローラ82のCPU200は、I/O208を
介して振動センサ150の振動データを読み取り、Y方
向台車46に対しC字型アーム6がこの振動データの振
幅と逆の振幅となるように演算して指令を出す。このよ
うにすることによってリアルタイムにアイソセンタの揺
動補正ができる。
装置の制御手段の構成を示すブロック図である。上記第
1の実施例では、アイソセンタの揺動を補正するデータ
は、予め求めた位置指令Hを用いるとして説明したが、
本発明の第2の実施例は、振動検出手段を備え、この振
動検出手段からリアルタイムにアイソセンタの揺動量を
求めて該アイソセンタの揺動を補正するものである。す
なわち、前記ホルダー8に振動検出手段として振動セン
サ150を設け、この振動センサ150の信号をシステ
ムコントローラ82に入力する。C字型アーム6のスラ
イド回転に伴い、C字型アーム6は揺動してしまうが、
この揺動は振動センサ150により検出される。システ
ムコントローラ82のCPU200は、I/O208を
介して振動センサ150の振動データを読み取り、Y方
向台車46に対しC字型アーム6がこの振動データの振
幅と逆の振幅となるように演算して指令を出す。このよ
うにすることによってリアルタイムにアイソセンタの揺
動補正ができる。
【0043】なお、前記第1の実施例では、回転立体透
視の準備位置から撮影終了位置は、任意の位置とする
と、位置指令Hは膨大な量となるが、第2の実施例では
あらかじめ位置指令Hを用意する必要はないので、メモ
リの容量は少なくて済む。また、第2の実施例におい
て、前記DSA撮影を行う場合は図5に示すようにライ
ブ像の開始位置とマスク像の開始位置とを同一にするこ
とが肝要である。この動作はシステムコントローラ82
のCPU200がライブ像撮影開始時のY方向台車46
の位置をRAMに記憶させ、マスク像の撮影を開始する
時にはRAMからライブ像撮影を開始したY方向台車4
6の位置を読み出して、その位置からマスク像を開始す
るようにすることで実現できる。このようにすることに
よって、ライブ像とマスク像の位置が正確に合致し、造
影剤を注入した血管のみを明瞭にかつ、微細な血管をも
抽出でき、診断・治療効率の向上に寄与できる。さら
に、前記第1の実施例が天井吊下式Cアーム支持器の機
械的なたわみに起因するアイソセンタの揺動を補正する
ことに着眼したが、機械的な振動に関してはライブ像と
マスク像撮影の各C字型アームの振動振幅とその位相を
合致させることは非常に難しい。ライブ像とマスク像の
撮影間隔を十分に開けないと、マスク像撮影時にライブ
像撮影時の振動が残り、影響を受けるためである。この
点、上記第2の実施例では振動も抑制されるので高精度
にアイソセンタの補正ができる。
視の準備位置から撮影終了位置は、任意の位置とする
と、位置指令Hは膨大な量となるが、第2の実施例では
あらかじめ位置指令Hを用意する必要はないので、メモ
リの容量は少なくて済む。また、第2の実施例におい
て、前記DSA撮影を行う場合は図5に示すようにライ
ブ像の開始位置とマスク像の開始位置とを同一にするこ
とが肝要である。この動作はシステムコントローラ82
のCPU200がライブ像撮影開始時のY方向台車46
の位置をRAMに記憶させ、マスク像の撮影を開始する
時にはRAMからライブ像撮影を開始したY方向台車4
6の位置を読み出して、その位置からマスク像を開始す
るようにすることで実現できる。このようにすることに
よって、ライブ像とマスク像の位置が正確に合致し、造
影剤を注入した血管のみを明瞭にかつ、微細な血管をも
抽出でき、診断・治療効率の向上に寄与できる。さら
に、前記第1の実施例が天井吊下式Cアーム支持器の機
械的なたわみに起因するアイソセンタの揺動を補正する
ことに着眼したが、機械的な振動に関してはライブ像と
マスク像撮影の各C字型アームの振動振幅とその位相を
合致させることは非常に難しい。ライブ像とマスク像の
撮影間隔を十分に開けないと、マスク像撮影時にライブ
像撮影時の振動が残り、影響を受けるためである。この
点、上記第2の実施例では振動も抑制されるので高精度
にアイソセンタの補正ができる。
【0044】上記第2の実施例の振動センサ150は、
既知の変位を検出するものや加速度を検出するもの等、
特に限定しない。
既知の変位を検出するものや加速度を検出するもの等、
特に限定しない。
【0045】また、振動検出手段として、振動センサを
用いずに、C字型アーム6の撮影開始位置の変化量から
C字型アーム6の揺動量をシステムコントローラ82の
CPU200で演算して求めることにより補正するよう
にしても良い。
用いずに、C字型アーム6の撮影開始位置の変化量から
C字型アーム6の揺動量をシステムコントローラ82の
CPU200で演算して求めることにより補正するよう
にしても良い。
【0046】また、上記説明はC字型アーム6のスライ
ド回転を例により説明したが、コーンビームCT撮影を
行う軸回転に転用しても同様の効果が得られるのは言う
までもない。
ド回転を例により説明したが、コーンビームCT撮影を
行う軸回転に転用しても同様の効果が得られるのは言う
までもない。
【0047】本発明の主旨は、アイソセンタの揺動を平
行移動手段12がその揺動を相殺するように動作するこ
とで目的を達成することにあるので、対象とする動作
は、スライド回転、軸回転いずれでも転用可能であるの
でこれらは特に限定はしない。
行移動手段12がその揺動を相殺するように動作するこ
とで目的を達成することにあるので、対象とする動作
は、スライド回転、軸回転いずれでも転用可能であるの
でこれらは特に限定はしない。
【0048】なお、上記実施例では、天井吊下式Cアー
ム支持器を例に取り説明したが、C字型アームが床上を
走行するタイプにも転用可能である。
ム支持器を例に取り説明したが、C字型アームが床上を
走行するタイプにも転用可能である。
【0049】
【発明の効果】以上、本発明によれば、C字型アームで
支持するX線管と2次元X線検出器の回転中心(アイソ
センタ)の揺動を補正する制御手段を設けたので、前記
C字型アームの機械的な剛性を上げ、緩やかに加減速す
る手法を取らずとも、アイソセンタの揺動による回転立
体透視像の振れの防止やコーンビームCT画像の空間分
解能の改善を図ることができる。
支持するX線管と2次元X線検出器の回転中心(アイソ
センタ)の揺動を補正する制御手段を設けたので、前記
C字型アームの機械的な剛性を上げ、緩やかに加減速す
る手法を取らずとも、アイソセンタの揺動による回転立
体透視像の振れの防止やコーンビームCT画像の空間分
解能の改善を図ることができる。
【0050】これにより、撮影時間が短く、コンパクト
で、高画質な医用X線装置をユーザに提供でき、診断や
ΙVR等の効率向上に寄与する。
で、高画質な医用X線装置をユーザに提供でき、診断や
ΙVR等の効率向上に寄与する。
【図1】本発明の第1の実施例によるアイソセンタの揺
動補正前後の模様と、準備位置から撮影終了までの時間
とアイソセンタの移動量の関係を示す図。
動補正前後の模様と、準備位置から撮影終了までの時間
とアイソセンタの移動量の関係を示す図。
【図2】本発明の第1実施例によるアイソセンタの揺動
を補正する制御処理のフローチャート図。
を補正する制御処理のフローチャート図。
【図3】本発明の第1の実施例の動作を補足説明するた
めの図。
めの図。
【図4】天井吊下式Cアーム支持装置による医用X線装
置に本発明の第2の実施例を適用した制御手段の構成を
示すブロックを図。
置に本発明の第2の実施例を適用した制御手段の構成を
示すブロックを図。
【図5】本発明の第2の実施例によるアイソセンタの揺
動補正前後の模様と、準備位置から撮影終了までの時間
とアイソセンタの移動量の関係を示す図。
動補正前後の模様と、準備位置から撮影終了までの時間
とアイソセンタの移動量の関係を示す図。
【図6】天井吊下式Cアーム支持装置の概略図。
【図7】天井吊下式Cアーム支持装置の駆動機構を示す
図。
図。
【図8】天井吊下式Cアーム支持装置による医用X線装
置に本発明の第1の実施例を適用した制御手段の構成を
示すブロックを図。
置に本発明の第1の実施例を適用した制御手段の構成を
示すブロックを図。
【図9】C字型アームの重心の移動を示す説明図。
2 X線管、4 受像装置、6 C字型アーム、8 ホ
ルダー、10 アーチ型アーム、14 スライド回転モ
ータ、12 移動手段、26 軸回転モータ、38 Y
軸モータ、50 X軸モータ、56 Z軸モータ、80
操作手段、82 システムコントローラ、84 X軸
モータ制御手段、86 Y軸モータ制御手段、88 Z
軸モータ制御手段、90 軸回転モータ制御手段、92
スライド回転モータ制御手段
ルダー、10 アーチ型アーム、14 スライド回転モ
ータ、12 移動手段、26 軸回転モータ、38 Y
軸モータ、50 X軸モータ、56 Z軸モータ、80
操作手段、82 システムコントローラ、84 X軸
モータ制御手段、86 Y軸モータ制御手段、88 Z
軸モータ制御手段、90 軸回転モータ制御手段、92
スライド回転モータ制御手段
Claims (1)
- 【請求項1】 天板に横臥する被検者にX線を照射する
X線照射手段と、被検者を透過したX線を電気信号に変
換する受像手段と、上記X線照射手段と受像手段を保持
するC字型アームと、該C字型アームを少なくともスラ
イド回転もしくは軸回転させる回転手段を備えると共に
該C字型アームを天井もしくは床面に保持する基台と、
該基台を上記天井もしくは床面と平行に移動させる移動
手段と、上記受像手段からの電気信号を処理して生成し
た画像を表示する表示手段を備えた医用X線装置におい
て、前記スライド回転または軸回転によって生じる該回
転中心の揺動を補正するデータを生成する揺動補正デー
タ生成手段と、この揺動補正データ生成手段からの揺動
補正データに基づいて前記移動手段を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする医用X線装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000356388A JP2002159480A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 医用x線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000356388A JP2002159480A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 医用x線装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002159480A true JP2002159480A (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18828648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000356388A Pending JP2002159480A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 医用x線装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002159480A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010188112A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Toshiba Corp | 回転中心位置同定方法、リングアーチファクト補正方法、回転中心位置同定装置、x線診断装置、回転中心位置同定処理を実行するためのプログラム、リングアーチファクト補正を実行するためのプログラムが記録された記録媒体 |
EP1601980B1 (en) * | 2003-01-28 | 2010-12-29 | inTEST Corporation | Wrist joint for positioning a test head |
-
2000
- 2000-11-22 JP JP2000356388A patent/JP2002159480A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1601980B1 (en) * | 2003-01-28 | 2010-12-29 | inTEST Corporation | Wrist joint for positioning a test head |
US8444107B2 (en) | 2003-01-28 | 2013-05-21 | Intest Corporation | Wrist joint for positioning a test head |
JP2010188112A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Toshiba Corp | 回転中心位置同定方法、リングアーチファクト補正方法、回転中心位置同定装置、x線診断装置、回転中心位置同定処理を実行するためのプログラム、リングアーチファクト補正を実行するためのプログラムが記録された記録媒体 |
CN103054603A (zh) * | 2009-02-19 | 2013-04-24 | 株式会社东芝 | 旋转中心位置同定方法和装置、环状伪像校正方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6614871B1 (en) | Medical X-ray apparatus | |
EP2068713B1 (en) | Shifting an object for complete trajectories in rotational x-ray imaging | |
FI128745B (fi) | Röntgentietokonetomografialaite | |
US20030031291A1 (en) | X-ray apparatus | |
JPH08238236A (ja) | Ct装置 | |
JPH09140689A (ja) | X線撮影システム及びその制御方法 | |
JP4509470B2 (ja) | X線診断装置 | |
JP2004329729A (ja) | X線診断装置及びx線撮影方法 | |
JP2002263094A (ja) | X線透視撮影装置 | |
JP3725277B2 (ja) | X線診断システムおよびx線ctスキャナ | |
JP4939743B2 (ja) | X線撮像装置 | |
JP4515585B2 (ja) | 医用装置 | |
JP2000014664A (ja) | X線診断装置及び放射線診断装置 | |
JP5342628B2 (ja) | X線撮像装置 | |
JP2002159480A (ja) | 医用x線装置 | |
US7519142B2 (en) | Radiographic apparatus | |
JPH08336520A (ja) | X線ct装置 | |
JP2000116632A (ja) | X線装置 | |
JP2001046362A (ja) | X線装置 | |
JP2000271109A (ja) | 医用x線装置 | |
JP2002336235A (ja) | X線透視撮影装置 | |
JP2002291727A (ja) | 医用x線装置 | |
JP2005253572A (ja) | 画像処理装置、x線診断装置、医用画像情報システム、及びキャリブレーションテーブル付帯方法 | |
JP2000262502A (ja) | 医用x線装置 | |
JP2004216193A (ja) | 2方向x線透視撮影装置 |