JP2002159480A

JP2002159480A - 医用ｘ線装置

Info

Publication number: JP2002159480A
Application number: JP2000356388A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Suzuki; 力鈴木; Akira Kurome; 明黒目
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-06-04

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。

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。

【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。

【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。

【０００５】（1）リアルタイムで透視画像が得られる
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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図９】Ｃ字型アームの重心の移動を示す説明図。

【符号の説明】

２Ｘ線管、４受像装置、６Ｃ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、３８Ｙ
軸モータ、５０Ｘ軸モータ、５６Ｚ軸モータ、８０
操作手段、８２システムコントローラ、８４Ｘ軸
モータ制御手段、８６Ｙ軸モータ制御手段、８８Ｚ
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

【特許請求の範囲】

【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。