JP2004105774A

JP2004105774A - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JP2004105774A
Application number: JP2004008772A
Authority: JP
Inventors: Masami Shimizu; 清水　正巳
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2004-04-08

Abstract

　【課題】　血管撮影において極めて有効となる。
　【解決手段】　被検体を間にして対向配置されているＸ線管からのＸ線を該被検体に透過させて得られるＸ線像を結像させるイメージインテンシファイアと、該被検体を載置する載置台を前記イメージインテンシファイアに対して相対移動させる移動機構とが備えられているＸ線撮影装置において、前記載置台のイメージインテンシファイアに対する相対移動をその移動の際に移動速度を任意に設定できる速度可変手段と、この速度可変手段の作動によって前記イメージインテンシファイアから得られる像をモニタするモニタ手段とを備えた。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、X線撮影装置に係り、特に、被検体を間にして対向配置されているX線管からのX線を該被検体に透過させて得られるX線像を結像させるイメージインテンシファイアが備えられているX線撮影装置に関する。

　このような構成からなるX線撮影装置は、たとえば造影剤を血管内に注入した被検体をX線撮影することにより、該血管の診断等を行なうのに用いられるようになっている。

　そして、このような撮影の場合、X線の有効照射範囲が制限されているとともに、被検体の体軸方向に延在する血管を造影剤の流れとともに順次撮影していくことから、該被検体を載置する載置台はイメージインテンシファイアに対して相対的に移動できるようになっている。

　この場合のたとえば載置台の移動は予め設定された速度でなされるようになってはいるが、その移動の際に自由に速度を可変することまでは考慮されていなかった。

　しかしながら、このように構成されたX線撮影装置において、たとえば載置台の移動速度を設定する場合に血管内に注入された造影剤の流速を考慮にしてなされるが、その設定を誤った場合に造影剤の流れに追随しないで載置台が移動することになる。
　すなわち、造影剤の流れに追随できない状態でイメージインテンシファィアがX線像をとらえることになり、したがってその撮影が適格なものとならないことが往々にしてあった。

　本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところのものは、上述した弊害をもたらすことなく血管撮影に極めて有効となるX線撮影装置を提供することにある。
　また、本発明の他の目的は、いわゆるサブトラクション像からなる血管撮影に極めて有効となるX線撮影装置を提供することにある。

　本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の各手段のとおりである。

　手段１．裁置台の天板に裁置された被検体にX線を照射するX線管と、このX線管に対向配置され前記被検体の透過X線を映像化するX線映像系と、このX線映像系と前記被検体とが相対的な位置となるように前記天板を移動させる天板移動操作器とを備えたX線撮影装置において、
　前記天板移動操作器によって移動された天板の位置指令値の全てを順番に記憶する手段と、この記憶手段により記憶された前記天板の位置指令値の順番に基づき前記被検体に造影剤が注入された状態で前記透過X線像をそれぞれ得るように前記天板を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

　手段２．前記記憶手段は、前記X線管と前記X線映像系により前記被検体の透視像を得ながら前記造影剤を前記被検体に注入し、その造影剤が注入された被検体の透視像を得た下で前記天板移動操作器を操作し、前記天板移動操作器の操作に従った前記造影剤の流れの追跡情報を教示操作情報として記憶することを特徴とするものである。

　手段３．前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された教示操作情報に基づき前記X線管と前記X線映像系により前記被検体の撮影像を得るように前記天板を制御することを特徴とするものである。

　本発明によるX線撮影装置によれば、血管撮影において極めて有効とすることができるようになる。

　図1は、本発明によるX線診断装置の一実施例を示すブロック構成図である。
　同図において、まず、被検者2に対しX線を照射するX線管装置1と、このX線管装置1から照射され被検者2を透過することにより得られるX線像を光学像に変換するイメージインテンシファイア3と、このイメージインテンシファイア3により得られた光学像を電気信号に変換するテレビカメラ4と、X線管装置1とイメージインテンシファイア3およびテレビカメラ4を対向させて保持する保持装置5と、テレビカメラ4からの電気信号を画像データに変換し、記憶・演算を行なう画像処理装置6と、この画像処理装置6により記憶・演算された画像あるいはX線透視像を観察するためのテレビモニタ7と、被検者2を寝かせ保持するカテ・テーブル8と、このカテ・テーブル8の上部で被検者2の頭足方向にスライド動作する天板9を備えている。

　また、天板9を駆動し動作せしめるサーボモータ10と、このサーボモータ10の同軸上に結合されサーボモータ10の回転速度を検出するエンコーダ11と、天板9の現在位置を検出するポテンショメータ12と、図示しないオペレータが操作し傾倒角度により所望する速度を知らしめる天板移動操作器13と、この天板移動操作器13に結合されそのレバーの傾倒角度に応じた電圧を出力するポテンショメータ14と、このポテンショメータ14と前記ポテンショメータ12のそれぞれの信号を切り換えて入力させるためのマルチプレクサ15と、このマルチプレクサ15を経由して入力されたポテンショメータ12および14のそれぞれのアナログ信号をディジタル信号変換するアナログ・ディジタル変換器16と、カテ・テーブル8の制御を司るCPU17を備えている。

　さらに、このCPU17からのディジタル信号アナログ信号に変換するディジタル・アナログ変換器18と、このディジタル・アナログ変換器18を経て出力されるCPU17からの指令値とポテンショメータ12の出力値を比較し差分を出力する比較器19と、この比較器19の差分出力を増幅する増幅器20と、この増幅器20の出力を基準速度指令値としエンコーダ11からの速度帰還値とを比較してサーボモータ10を基準速度指令値に相当する回転速度で駆動するサーボドライバ21と、図示しないオペレータが操作しシステム全体の撮影介しての指令を行なう撮影ハンドスイッチ22と、被検者2に造影剤を注入する造影剤注入器24と、造影剤注入器24に注入開始を指令する注入スイッチ25と、天板9の移動速度パターンを教示するモードであることをCPU17に知らしめる教示モードスイッチ26と、天板9を教示した速度パターンで再現動作させるモードであることをCPU17に知らしめる再現動作モードスイッチ27と、スイッチ類と画像処理装置17に媒介するI／Oポート28と、画像処理装置6からのX線照射要求信号を受けてX線管装置1に高電圧を印加してX線を発生せしめるX線高電圧装置29を備えている。

　以下、このように構成されたX線診断装置の動作について説明する。
　まず、一連の撮影を行なうに先立って、オペレータは図示しない操作卓を操作することによってX線透過を行ない、このX線透過を行ないながら天板移動操作器13を操作する。
　この天板移動操作器13の操作によって、天板9は所望する撮影開始位置にまで移動するようになる。

　ここで、CPU17からの天板動作の制御方法について説明すると、まず、定常時（天板動作していないとき）、ポテンショメータ12の検出値をマルチプレクサ15を介して、A／D変換器16によってディジタル化し、このディジタル化した値をCPU17が読み取るようになっている。
　そして、CPU17は、このようにして読み取った位置データに対応する位置指令値をD／A変換器18に出力するようになっている。

　このD／A変換器18によってアナログ化された位置指令値は比較器19によってポテンショメータ12の検出値と比較されるようになっている。
　定常状態の場合には、これら比較される双方の値は等しいので、この比較器19の出力は論理値‘0’の信号が出力される。この比較器19の出力が論理値‘0’の場合、増幅器20の出力値も0となってサーボドライバ21に入力される基準速度指令値も0となる。
　したがって、サーボモータ10は回転することなく、天板9は停止状態を維持することになる。
　また、天板移動操作器13の操作によって、そのポテンショメータ14の出力値は、マルチプレクサ15を介してA／D変換器16に入力され、CPU17に読み込まれることになる。

　そして、CPU17はマルチプレクサ15の入力チャンネルを交互に周期的に切り換えることにより、ポテンショメータ12からの位置データとポテンショメータ14からの操作データを読み込むようになっている。
　ここで、オペレータが天板移動操作器13を所望の方向に傾斜させると、その傾斜の角度に比例した操作データがCPU17に入力されるようになる。
　CPU17は、該操作データの方向・大きさに対応した値を先回において出力した位置指令値に加算あるいは減算してD／A変換器18に出力するようになっている。

　これにより、比較器19の各入力に差が生じている場合、その差分が増幅器20によって増幅され、サーボドライバ21に基準速度指令値となって入力されるので、サーボモータ10はその基準速度指令値にしたがって回転を開始するようになる。
　このようにして、サーボモータ10が回転して天板9が移動すると、それにともなってポテンショメータ12の位置データも変化し、この変化された位置データは比較器19に帰還されるようになる。
　そして、CPU17からの速度指令値と等しくなった場合、比較器19からの出力は再度0となり、サーボモータ10の回転は停止するようになる。

　実際の動作では、天板移動操作器13が傾倒操作されている間中、CPU17は、常に一定周期で操作データをモニタし、その値に応じた値を先回出力した値に加減算して出力するようになる。

　ここで、天板の速度をvとして、時刻t₀における天板位置をS₀、時刻t₁における天板位置をS₁とすれば、
　Ｓ_１−Ｓ_０＝ｖ（ｔ_１−ｔ_０）　　　　(1)
である。ここで、vは速度である。
　従って、一般式は
　Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１＝ｖ（ｔ_n−ｔ_ｎ−１）_ｎ＝１、２、３、…　　　(2)
となる。
　上式(2)で、t_n−t_n-1は、位置指令値の更新間隔（出力間隔）であり、S_n−S _n-1が、位置指令値の出力毎に加算する値である。
　したがって、t_n−ｔ_n-1を充分に小さくとれば、天板9はあたかも連続的に動作することになる。

　天板9（すなわち被検者2）を所望する撮影開始位置に設定した場合、教示モードスイッチ26を操作し、以降の天板移動操作器13の操作が速度パターンの教示操作であることをCPU17に知らしめることになる。
　教示操作は、X線透視を行ないながら造影剤を造影剤注入器24もしくは図示しない注射器で被検体に少量注入し、透視下で天板移動操作器13を操作して、造影剤の流れを追跡することによって行なう。
　この場合、CPU17上のメモリ17aに天板移動操作器13が傾倒してから出力した全ての位置指令値を順番に記憶させておくようになっている。この位置指令値としてはたとえば時間経過に対する天板9の速度値のようなものとなっている。

　教示操作が完了した場合、初めて撮影が行なわれるようになる。
　撮影を行なうに際して、再現動作モードスイッチ27を操作し、以降、再現動作を行なう状態にあることをCPU17に知らしめるようになる。
　さらに、画像処理装置6において、マスク像とライブ像の撮影時間、造影剤注入器の注入タイミング等を予め設定しておき、その設定が完了したならば撮影ハンドスイッチ22を操作する。

　撮影ハンドスイッチ22は2段モーションのスイッチで、1段目を押下すると画像処理装置6から撮影準備信号6aがI／Oポート28とX線高電圧装置29に対して出力されるようになっている。
　そして、このI／Oポート28がこの信号を受け取るとCPU17に伝達され、CPU17は天板9を撮影開始位置に到達させるべく位置指令値出力を更新するようになっている。この位置指令値出力は、前記の教示された速度パターンとは関係なく、予めプログラムにより作られた出力値である。

　天板9が撮影開始位置に到達すると、CPU17はI／Oポート28を経由して準備完了信号28aを画像処理装置6に対して出力するようになる。
　画像処理装置6は、準備完了信号28aが入力されていて、かつ撮影ハンドスイッチ28の22段目が押下されたならば、I／Oポート28に再現動作開始信号6aを送るようになっている。

　CPU17は再現動作開始信号を受けたならば、直ちに、先の教示操作により得てメモリ17aに記憶された位置指令値を先頭から順番に教示動作時と同じ出力間隔で再現出力するようになっている。
　これにより、天板9は、教示動作時と同じ速度パターンで移動動作することになる。
　なお、サーボドライバ21は、基準速度指令値が0以外の値をとった際に、すなわち動作開始時の際に、画像処理装置6に対して回転開始信号21aを送出するようになっている。

　画像処理装置6は、この回転開始信号21aを受けてX線高電圧装置29に対して照射要求信号6cを出力し、画像データ（マスク像）の取り込みを開始するようになる。
　その後、画像処理装置6にて予め設定された撮影時間が経過すると、一旦、X線高電圧装置29に対して出力されていた照射要求信号6cを停止し、I／Oポート28に対して出力されていた再現動作開始信号6bが停止するようになっている。

　CPU17は、再現動作が完了し、かつ、再現動作開始信号6bが停止し、さらに撮影準備信号6aが継続して入力されていたならば、再度、天板9を撮影開始位置に到達させるようになっている。
　さらに、造影剤注入装置24から造影剤を注入し、同様にして2回目の再現動作を行なうことにより、画像（ライブ像）の取り込みを行なう。
　そして、このライブ像の取り込みが完了したならば撮影準備信号6aの出力を停止することにより、全ての動作が完了停止する。

　このようにして得られたマスク像とライブ像は再現動作の1回目と2回目で速度パターンが同一であるので、位置的位相が合致しており、しかも教示操作により造影剤の流れと一致しているので適格なサブトラクション像を得ることができるようになる。

　上述した実施例では、最終的に血管のサブトラクション像を作成する場合の実施例について説明したものであるが、このサブトラクション像を作成する段階にまで至らなくても、造影剤を注入した血管像のみを撮影する場合にも適用できることはいうまでもない。
　この場合の目的を達成する限りにおいては、天板9の速度変化を示す情報を格納するメモリ17aはなくてもよいことはいうまでもない。

　また、上述した実施例では、血管のサブトラクション像を作成する場合、モニタ7を観察しながら天板9の移動速度を可変しながらマスク像を撮影したものであるが、必ずしもモニタ7を認識しなくてもたとえば経験則等によって天板9の移動速度を可変しながらマスク像を撮影するようにしてもよいことはいうまでもない。
　さらに、たとえば経験則等によって天板9の移動速度を可変させる場合、最初にマスク像を撮影することに限定されず、ライブ像を撮影するようにしてもよいことはいうまでもない。

　また、上述した実施例では、天板9が被検者2の頭足方向に動く場合のみについて説明したものであるが、被検者2の左右方向あるいは高さ方向に動く場合にも同様にできることはいうまでもない。

本発明によるX線診断装置の一実施例を示すブロック構成図。

符号の説明

　９　天板
　１３　天板移動操作装置
　１７　CPU
　１７ａ　メモリX

Claims

裁置台の天板に裁置された被検体にＸ線を照射するＸ線管と、このＸ線管に対向配置され前記被検体の透過Ｘ線を映像化するＸ線映像系と、このＸ線映像系と前記被検体とが相対的な位置となるように前記天板を移動させる天板移動操作器とを備えたＸ線撮影装置において、
　前記天板移動操作器によって移動された天板の位置指令値の全てを順番に記憶する手段と、
　この記憶手段により記憶された前記天板の位置指令値の順番に基づき前記被検体に造影剤が注入された状態で前記透過Ｘ線像をそれぞれ得るように前記天板を制御する制御手段と、
　を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
前記記憶手段は、前記Ｘ線管と前記Ｘ線映像系により前記被検体の透視像を得ながら前記造影剤を前記被検体に注入し、その造影剤が注入された被検体の透視像を得た下で前記天板移動操作器を操作し、前記天板移動操作器の操作に従った前記造影剤の流れの追跡情報を教示操作情報として記憶することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された教示操作情報に基づき前記Ｘ線管と前記Ｘ線映像系により前記被検体の撮影像を得るように前記天板を制御することを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。