JP2005135680A - Radiographic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はX線撮影装置に係わり、特に、心血管及び頭腹部などを透視し、Cアームを回転させながら高速連続撮影を行う撮影条件の設定に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus, and more particularly to setting of imaging conditions for performing high-speed continuous imaging while seeing through a cardiovascular vessel, a head and abdomen, and rotating a C-arm.
X線透視撮影装置のなかでも、特に、循環器診断装置は、心血管をはじめとし頭腹部下肢血管などの全身の動静脈、主として動脈系が診断対象となる。血管内に造影剤を注入し、血流をX線透過像で観察して診断するため、全身に対して、いろいろな角度からX線による透視及び撮影が可能でなければならない。
その装置の構成として、X線管装置、受像系(イメージインテンシファイア・TVカメラ)、それらを保持する保持装置、検査台(カテーテル寝台)およびX線高電圧装置とその制御器を備えている。
循環器診断装置は、全身をいろいろな角度から透視・撮影できるように、一般に保持装置がCアーム形になっており、天板が片持ちされた検査台(カテーテル寝台)と組み合わせることにより、被検者を動かすことなく自由な角度での透視・撮影位置をとることができる。
Among the fluoroscopic imaging apparatuses, in particular, the cardiovascular diagnostic apparatus is targeted for diagnosis of cardiovascular and systemic arteriovenous systems such as cranio-abdominal lower limb blood vessels, mainly the arterial system. In order to make a diagnosis by injecting a contrast medium into a blood vessel and observing a blood flow with an X-ray transmission image, it must be possible to perform fluoroscopy and imaging with X-rays from various angles.
The apparatus comprises an X-ray tube device, an image receiving system (image intensifier / TV camera), a holding device for holding them, an examination table (catheter bed), an X-ray high voltage device, and a controller for the device. .
In general, a cardiovascular diagnostic device has a C-arm holding device that can be seen and photographed from various angles, and is combined with an examination table (catheter bed) with a cantilever top. The fluoroscopic / photographing position can be taken at any angle without moving the examiner.
図5に、天井懸垂式のX線透視撮影装置を示す。天井から天井懸垂部10を介して、Cアーム7が保持されており、Cアーム7の両端にはX線管装置8と、これに対向して、受像系のI.I.9とTVカメラ9aが取り付けられている。X線管装置8と受像系が取りつけられたCアーム7は、Cアーム7の支持部のチャンネルの中を円弧状にスライドし、また、その支持部は、その取付軸を中心にして、矢印Aの方向にCアーム7を左右に回転し、X線ビームの角度を変えることができる。また、天井懸垂部10は矢印Bの方向に回転、X−Y方向に移動することもできる。また、TVカメラ9aが取り付けられたI.I.9は、スライド機構(図示せず)によって上下にスライドすることができる。I.I.9を下方に下げて被検者側に近づけ密着することもでき、また、I.I.9を上方に上げて拡大撮影をすることもできる。検査台(カテーテル寝台)11は、ベッド台とベッド天板から構成されており、ベッド台はベッド天板の高さを調整することができ、さらにベッド天板を長さ方向に移動することもできる。そして、天井懸垂式のCアーム7の装置では、LAO120°〜0°(正面)、CRA/CAU45°までの角度で撮影ができる。
そして、例えば、頭部の検査を行う時は、まず、被検者を検査台11のベッド天板に載せる。そして、X線条件を操作パネル1で設定する。次に、Cアーム7を回転させて、X線ビームの方向を、頭部の透視撮影する部位の方向に合わせる。そして、I.I.9を被検者の頭部の方にスライド機構により近づけ密着する。透視用のフットスイッチ5を踏んで透視を行い画像表示装置12でX線画像を確認し、ハンドスイッチ6aを押してインジェクタ6を作動させ、被検者の動脈などの血管から造影剤注入を行うと同時に、X線撮像を行う。
FIG. 5 shows a ceiling-suspended X-ray fluoroscopic apparatus. The C-arm 7 is held from the ceiling via the ceiling suspension part 10, the X-ray tube device 8 is opposed to both ends of the C-arm 7, and the I.D. I. 9 and a TV camera 9a are attached. The C-arm 7 to which the X-ray tube device 8 and the image receiving system are attached slides in a circular arc shape in the channel of the support portion of the C-arm 7, and the support portion has an arrow about the mounting shaft. The angle of the X-ray beam can be changed by rotating the C arm 7 left and right in the direction A. Moreover, the ceiling suspension part 10 can also rotate in the direction of the arrow B, and can also move to an XY direction. In addition, an I.D. I. 9 can be slid up and down by a slide mechanism (not shown). I. I. 9 can be lowered and brought close to the subject side. I. It is also possible to take an enlarged picture by raising 9 upward. The examination table (catheter bed) 11 is composed of a bed table and a bed top plate. The bed table can adjust the height of the bed top plate, and the bed table can be moved in the length direction. it can. In the ceiling-suspended C-arm 7 device, it is possible to photograph at angles from LAO 120 ° to 0 ° (front) and CRA / CAU 45 °.
For example, when the head is inspected, first, the subject is placed on the bed top of the inspection table 11. Then, X-ray conditions are set on the
診断部位をX線入射角度を変えて立体的に連続して撮影する技法が行われている。腹部を撮影する場合、ジャストターン機能(透視用のフットスイッチ5を踏み続けて、ハンドスイッチ6aを押すとインジェクタ6は作動を開始する。透視用のフットスイッチ5を踏み続ける間はCアーム7が回転せず、透視用のフットスイッチ5を離すとCアーム7が回転を始める。)を用いて、予め設定された撮影条件で高速連続撮影を行う。
従来のX線撮影装置は以上のように構成されているが、撮影をする場合、ジャストターン機能を用いて、予め設定された撮影条件で高速連続撮影を行うが、撮影時間が長くなることがある。図6に、X線管装置8の負荷特性を示す。X線管の陽極で発生する熱量は、管電圧、管電流、時間の積に比例して、X線管装置8に熱量が蓄積されていく。X線管装置8に許容される最大の蓄積熱量をX線管装置蓄積熱容量Hmといい、この熱量を加えた状態から冷却していく過程のなかで残留熱量の減少する割合をX線管装置冷却率、これを時間の関数として表した曲線を、X線管装置冷却曲線という。(a)は最大負荷状態、(b)は過負荷状態、(c)は小負荷状態を示す。撮影時間が長くなると負荷曲線が(b)の状態になり、撮影を中止して冷却しなければならない。そのため(a)の状態になるように撮影条件を設定しなおし、撮影することになる。そこで十分なX線条件で、且つX線管装置の最大冷却率を超えないように撮影条件を設定しなければならないという問題がある。
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、Cアームを回転させながら連続撮影をする場合、ジャストターン機能を用い、十分なX線条件で、且つX線管装置の最大冷却率を超えないように撮影条件を設定することができるX線撮影装置を提供することを目的とする。
Although the conventional X-ray imaging apparatus is configured as described above, when performing imaging, a high-speed continuous imaging is performed under a preset imaging condition using a just turn function, but the imaging time may be long. is there. FIG. 6 shows the load characteristics of the X-ray tube device 8. The amount of heat generated at the anode of the X-ray tube is accumulated in the X-ray tube device 8 in proportion to the product of tube voltage, tube current, and time. The maximum amount of heat stored in the X-ray tube device 8 is referred to as an X-ray tube device storage heat capacity Hm, and the rate of reduction of the residual heat amount in the process of cooling from the state where this amount of heat is applied is the X-ray tube device. The cooling rate, and a curve representing this as a function of time is called an X-ray tube device cooling curve. (A) shows a maximum load state, (b) shows an overload state, and (c) shows a low load state. When the photographing time becomes long, the load curve becomes the state (b), and the photographing must be stopped and cooled. Therefore, the shooting conditions are reset so that the state (a) is obtained, and shooting is performed. Therefore, there is a problem that imaging conditions must be set under sufficient X-ray conditions and so as not to exceed the maximum cooling rate of the X-ray tube apparatus.
The present invention has been made in view of such circumstances, and when performing continuous imaging while rotating the C-arm, the just-turn function is used, the X-ray tube apparatus has the maximum capacity under sufficient X-ray conditions. An object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus capable of setting imaging conditions so as not to exceed a cooling rate.
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X線受像部を保持手段の両端に対向配置し、被検者の周りに回転させながら連続撮影を行うX線撮影装置であって、X線条件及び保持手段の設定を行う操作パネルと、X線管装置の最大冷却率、連続撮影最大入力特性を記憶する記憶装置と、ONしている間前記操作パネルで設定したX線条件で透視が行われOFFすることにより撮影に切換かわるスイッチ手段と、前記操作パネルの保持手段回転の設定により前記スイッチ手段をOFFした時点で回転する保持手段と、前記スイッチ手段をOFFした時点でX線管装置の透視時の負荷と撮影時の負荷から平均入力を計算し前記記憶装置に記憶されたX線管装置の最大冷却率、連続撮影最大入力特性データから撮影条件を算出すると共に、X線管装置の最大冷却率を超えない範囲で撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰り返し数を設定する制御手段を設けたものである。 In order to achieve the above object, an X-ray imaging apparatus according to the present invention has an X-ray tube apparatus and an X-ray image receiving unit disposed opposite to both ends of a holding unit, and performs continuous imaging while rotating around a subject. An operation panel for setting X-ray conditions and holding means, a storage device for storing a maximum cooling rate of the X-ray tube device and a continuous imaging maximum input characteristic, and the operation panel while ON Switch means for switching to photographing when fluoroscopy is performed under the X-ray conditions set in (2) and turning OFF, holding means that rotates when the switch means is turned OFF by setting the holding means rotation of the operation panel, and the switch means When the X-ray tube apparatus is turned off, the average input is calculated from the fluoroscopic load and the imaging load of the X-ray tube apparatus, and the imaging conditions are determined from the maximum cooling rate of the X-ray tube apparatus and the continuous imaging maximum input characteristic data stored in the storage device. Calculate While, it is provided with a control means for setting a range that does not exceed the maximum cooling rate shooting current and pulse loading time and the pulse repetition rate of X-ray tube apparatus.
本発明のX線撮影装置は上記のように構成されており、記憶装置にX線管装置の最大冷却率及び連続撮影最大入力特性のデータを記憶させておき、ジャストターン機能を用い、透視後にCアームを被検者の周りに回転させると同時に、CPUが、透視時の負荷と仮設定された撮影時の負荷との平均入力を算出し、その平均入力がX線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、X線管装置の連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを再設定して、十分なX線条件で高速連続撮影を行う。 The X-ray imaging apparatus of the present invention is configured as described above, and the storage device stores data on the maximum cooling rate of the X-ray tube apparatus and the maximum input characteristics of continuous imaging. At the same time as the C-arm is rotated around the subject, the CPU calculates an average input between the load during fluoroscopy and the load during provisional imaging, and the average input is the maximum cooling rate of the X-ray tube apparatus. Within a range that does not exceed, the imaging current, pulse load time, and pulse repetition rate are reset from the maximum continuous imaging input characteristics of the X-ray tube device, and high-speed continuous imaging is performed under sufficient X-ray conditions.
本発明のX線撮影装置は上記のように構成されており、ジャストターン機能を用い、透視用のフットスイッチをOFFすると、CPUが透視時の負荷と仮設定された撮影時の負荷との平均入力を算出し、その平均入力がX線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、X線管装置の連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを設定するので、撮影前に撮影部位を確認するための必要な透視条件と、高速連続撮影のために許容される十分なX線条件で撮影を行うことができる。そのためX線管装置の性能を最大限に使用することができ、また、過負荷になってX線管装置を故障させるようなことがない。そして、操作者は自動的に設定されるX線撮影条件で鮮明な画像を記録することができる。 The X-ray imaging apparatus of the present invention is configured as described above, and when the just-turn function is used and the fluoroscopic foot switch is turned OFF, the CPU averages the fluoroscopic load and the temporarily set imaging load. Since the input is calculated and the average input does not exceed the maximum cooling rate of the X-ray tube device, the imaging current, pulse load time, and pulse repetition rate are set from the maximum continuous input characteristics of the X-ray tube device. Imaging can be performed under the necessary fluoroscopic conditions for confirming the imaging region before imaging and sufficient X-ray conditions allowed for high-speed continuous imaging. Therefore, the performance of the X-ray tube apparatus can be used to the maximum, and the X-ray tube apparatus does not break down due to overload. The operator can record a clear image under automatically set X-ray imaging conditions.
本発明のX線撮影装置は、透視終了と同時に、CPUが、透視時の負荷と設定された撮影時の負荷との平均入力を算出し、その平均入力がX線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、X線管装置の連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを設定して、その十分なX線条件で高速連続撮影を行うことを実現した。 In the X-ray imaging apparatus of the present invention, at the same time as the end of fluoroscopy, the CPU calculates an average input between the load during fluoroscopy and the set load during imaging, and the average input determines the maximum cooling rate of the X-ray tube apparatus. Within a range that does not exceed, the imaging current, pulse load time, and pulse repetition rate are set from the continuous imaging maximum input characteristics of the X-ray tube device, and high-speed continuous imaging is realized under sufficient X-ray conditions.
図1は、本発明のX線撮影装置の1実施例のブロックダイアグラムを示す図である。
本発明のX線撮影装置は、X線画像撮像装置13(操作パネル1、記憶装置2、CPU3)を備え、X線条件及び撮影などを設定する操作パネル1と、アナトミカル撮影条件、X線管装置8の平均入力計算プログラム、X線管装置8の最大冷却率、連続撮影最大入力特性、撮影条件を設定するプログラムを記憶する記憶装置2と、X線管装置8の平均入力を計算し撮影電流、パルス負荷時間、繰り返しパルス数を設定するCPU3と、天井懸垂部10に懸垂されCアーム7の両端にX線管装置8とX線受像部9bを取り付け検査台上の被検者を中心に回転するCアーム型透視撮影装置4と、X線画像を表示する画像表示装置12と、被検者を載せる検査台と、造影剤を注入するハンドスイッチ6aを有するインジェクタ6とから構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
The X-ray imaging apparatus of the present invention includes an X-ray imaging device 13 (
本X線撮影装置と従来の装置と異なるところは、従来の装置では制御器の操作パネル1で透視条件及び撮影条件を設定し、そのX線条件に沿ってまず透視が行われ、かなり長時間になることもあるが、その後連続撮影が行われ、X線管装置8の平均入力が最大冷却率を超えないように、最初に余裕を見て設定されている。これに対し本X線撮影装置は、透視終了後、CPU3が、記憶装置2から計算プログラムを読み出し、透視時の負荷と仮設定された撮影時の負荷との平均入力を算出し、その平均入力がX線管装置の最大冷却率を超えない範囲で、X線管装置の連続撮影最大入力特性から、撮影電流とパルス負荷時間とパルス繰返し数とを再設定して、その十分なX線条件で高速連続撮影を行う。
The difference between the present X-ray imaging apparatus and the conventional apparatus is that in the conventional apparatus, the fluoroscopic conditions and the imaging conditions are set by the
本X線撮影装置は、撮影ジャストターン機能を用いて透視・撮影が行われる。ジャストターン機能は、透視用のフットスイッチ5を踏み続けて透視を行い、ハンドスイッチ6aを押すとインジェクタ6は作動を開始する。透視用のフットスイッチ5を踏み続ける間はCアーム7が回転せず、透視用のフットスイッチ5を離すとCアーム7が回転を始め、撮影を行う機能である。
図2に、撮影ジャストターン機能を用いた透視・撮影プロセスを示す(横軸が時間を示す)図である。操作者が透視用のフットスイッチ5を踏み続けている間、透視条件でX線が放射される。X線管装置8への撮影時を含めての平均入力が、X線管装置8の最大冷却率を超えないようにするために、最初、操作パネル1で設定される透視条件は数mA以下(低収集レート)に制限する。また、透視用のフットスイッチ5を踏み続ける時間は、撮影時間を考慮して所定の時間(固定値)以下に設定される。操作者が画像表示装置12で被検者の撮影部位を確認し、ハンドスイッチ6aを押して、インジェクタ6を作動させ被検者に造影剤を注入し、透視用のフットスイッチ5を離す。この時点で、Cアーム7が回転しはじめる。そして、CPU3が記憶装置2から計算プログラムを読み出し、透視時の負荷と撮影時の負荷の平均入力を計算し、X線管装置8の最大冷却率を超えないように、連続撮影最大入力特性データから撮影条件(高収集レート)が再設定され、撮影が開始する。Cアームが回転している間、撮影が行われ、撮影時間は所定の時間(固定値)である。そして、Cアームが止まり、撮影が終了する。ここで、{(透視用のフットスイッチ5を踏み続ける制限時間)+(撮影時間)}=一定値であり、CPU3が行う透視時の負荷と撮影時の負荷の平均入力(平均収集レート)の計算は、図1のCPU3のプログラムの(1)式に示すように、{(透視時の低収集レート)×(透視用のフットスイッチ5を踏み続ける時間)+(撮影時の設定した高収集レート)×(撮影時間)}/{(透視用のフットスイッチ5を踏み続ける時間)+(撮影時間)}である。
This X-ray imaging apparatus performs fluoroscopy and imaging using an imaging just turn function. In the just turn function, the fluoroscopic foot switch 5 is continuously depressed to perform fluoroscopy, and when the hand switch 6a is pressed, the injector 6 starts operating. The C-arm 7 does not rotate while continuing to step on the fluoroscopic foot switch 5, and when the fluoroscopic foot switch 5 is released, the C-arm 7 starts to rotate and performs shooting.
FIG. 2 is a diagram showing a fluoroscopy / photographing process using the photographing just turn function (the horizontal axis represents time). While the operator continues to step on the fluoroscopic foot switch 5, X-rays are emitted under the fluoroscopic condition. In order to prevent the average input including the time of imaging to the X-ray tube apparatus 8 from exceeding the maximum cooling rate of the X-ray tube apparatus 8, the fluoroscopic condition initially set on the
図3に、本X線撮影装置の操作フローチャートを示す。操作パネル1で透視条件(透視管電圧、管電流)、撮影条件(撮影管電圧、管電流、パルス負荷時間、パルス繰り返しレート)、Cアーム7の回転設定を行う。そして、透視用のフットスイッチ5を踏む(ON)。そして、透視用のフットスイッチ5を踏み続け、画像表示装置12に表示される被検者の透視画像を確認し、撮影部位を決定し、ハンドスイッチ6aを押す。インジェクタ6が作動開始する。透視用のフットスイッチ5を踏み続ける間、低収集レート(数mA)で透視が行われる。画像表示装置12に表示される被検者の透視画像を観察し、造影剤が充満するタイミングを見計らって透視用のフットスイッチ5を離す(OFF)。Cアーム7の回転が開始し、CPU3がX線管装置8の平均入力を計算し、最大冷却率を超えないように、連続撮影最大入力特性データから撮影条件(高収集レート)が再設定され、高収集レートで連続撮影が行われる。所定の時間経過すると、Cアーム7が停止し撮影が終了する。
FIG. 3 shows an operation flowchart of the X-ray imaging apparatus. On the
連続撮影手段には、数ミリ秒の負荷を連続的に繰り返す循環器系の造影撮影を行う高速連続撮影や、数ミリ秒のパルス負荷が30〜60FPS(フレーム/s)の割合で6〜20秒続き、通常、透視と組み合わせて行われるシネモード画像収集(30FPSが主流)及びDSAなどがある。そして、装置の記憶装置2には、高速連続撮影の負荷に対して入力線図が用意されている。図4に、高速連続撮影時のX線管装置8の入力特性を示す。縦軸は管電圧と管電流の積の入力値、横軸は管電流のパルス負荷時間を表す。Nn(n=1、2、3)は合計撮影枚数を示す。そして、連続撮影時のPULSE DUTYとパルス負荷時間は、例えば、6枚/sでは0.04s、3枚/sでは0.10s、2枚/sでは0.16s、1枚/sでは0.25sと設定しておく。このようなX線管装置8の入力特性図から平均入力がX線管装置最大冷却率を超えないように、負荷条件が設定される。 The continuous imaging means includes high-speed continuous imaging for performing contrast imaging of a circulatory system that continuously repeats a load of several milliseconds, or a pulse load of several milliseconds at a rate of 30 to 60 FPS (frame / s). Cine-mode image acquisition (30 FPS is mainstream), DSA, etc., usually lasting in seconds and combined with fluoroscopy. In the storage device 2 of the apparatus, an input diagram is prepared with respect to a load for high-speed continuous shooting. FIG. 4 shows the input characteristics of the X-ray tube apparatus 8 during high-speed continuous imaging. The vertical axis represents the input value of the product of the tube voltage and the tube current, and the horizontal axis represents the pulse load time of the tube current. Nn (n = 1, 2, 3) indicates the total number of shots. The PULSE DUTY and the pulse load time during continuous shooting are, for example, 0.04 s at 6 frames / s, 0.10 s at 3 sheets / s, 0.16 s at 2 sheets / s, and 0.16 at 1 sheet / s. Set to 25 s. The load condition is set so that the average input does not exceed the maximum cooling rate of the X-ray tube device from the input characteristic diagram of the X-ray tube device 8.
上記の実施例では、透視と高速連続撮影を撮影ジャストターン機能を用いて、透視を低収集レートで行い、撮影を高収集レートで行う説明をしたが、高速連続撮影に替わり、シネモード撮影、DSA撮影においても同様に適用することができる。
また、Cアーム7の回転時間を一定にしたが、1回の造影剤注入でCアーム7を回転させながら画像収集を行うには、造影剤が目的部位に到達している間で回転するようにCアーム7の回転の高速化が求められる。回転速度を速く設定し、また、遅く設定して撮影できる装置についても同様に適用することができる。
In the above-described embodiment, the description has been given of performing the fluoroscopy and the high-speed continuous shooting at the low collection rate using the shooting just turn function, and performing the shooting at the high collection rate. The same applies to shooting.
Although the rotation time of the C-arm 7 is constant, in order to collect images while rotating the C-arm 7 in one injection of the contrast medium, the contrast medium rotates while it reaches the target site. In addition, high speed rotation of the C-arm 7 is required. The present invention can be similarly applied to an apparatus that can set a rotation speed fast and set a slow rotation.
本発明の活用例として、頭部領域などで撮影中にCアーム7を体軸まわりに回転させて画像収集する3DX線撮影装置に使用可能である。回転撮影にもDF装置によるサブトラクション像が得られ、造影剤を減らして、少しでも長い時間、回転させながら画像収集し正確な立体的把握を行うためにも役立つ。 As an application example of the present invention, the present invention can be used in a 3DX imaging apparatus that acquires images by rotating the C-arm 7 around the body axis during imaging in the head region or the like. Subtraction images obtained by the DF device can also be obtained for rotational imaging, which is useful for reducing the contrast agent, collecting images while rotating for as long as possible, and performing accurate three-dimensional grasping.
1 操作パネル
2 記憶装置
3 CPU
4 Cアーム型透視撮影装置
5 透視用のフットスイッチ
6 インジェクタ
6a ハンドスイッチ
7 Cアーム
8 X線管装置
9 I.I.
9a TVカメラ
9b X線受像部
10 天井懸垂部
11 検査台
12 画像表示装置
13 X線画像撮像装置
1 Operation panel 2
4 C-arm type fluoroscopic imaging device 5 Fluoroscopy foot switch 6 Injector 6a Hand switch 7 C-arm 8 X-ray tube device 9 I.
9a TV camera 9b X-ray image receiving unit 10 Ceiling suspension unit 11 Inspection table 12 Image display device 13 X-ray image capturing device
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Cited By (2)
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JP2009136481A (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Toshiba Corp | X-ray diagnostic apparatus |
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