JP2005176965A - 外科用ｘ線ｔｖ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アームの移動に適したリカーシブフィルタ係数に可変することにより、透視撮影時の位置合わせを容易に行うことができる。
【解決手段】 Ｃ型アームやアーム支持体の移動を検出した場合には、リカーシブフィルタの係数Ｋを、透視撮影時の第１の係数より小さな第２の係数にするので、画像にノイズが増えるものの、移動によって透視撮影された画像に生じる残像をなくすことができる。したがって、透視画像を見ながら撮影者が位置合わせを容易に行うことができる。また、電磁ロック２１の解除を検出し、これをトリガにしてリカーシブフィルタの係数Ｋを切り替えるので、アームの移動に連動して自動的にリカーシブフィルタ処理を好適なものに切り替えることができる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、Ｘ線管と撮像手段とを対向支持したアームを備え、被検体とアームの位置関係を調整して透視撮影を行う外科用Ｘ線ＴＶ装置に係り、特に、撮像手段からのビデオ信号に基づきリカーシブフィルタによる処理を施して透視画像を出力する技術に関する。

従来、この種の装置として、例えば、イメージインテンシファイアとＴＶカメラを組み合わせた撮影部とＸ線管とをＣ型アームに対向支持し、ＴＶカメラからのビデオ信号に基づきリカーシブフィルタによる処理を施して透視画像を得る画像処理部を備えたものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。

この装置では、ＴＶカメラからのビデオ信号に対してリカーシブフィルタを施し、時間的に前のビデオ信号も利用することによって、時間積分を施して透視画像の画質向上を図っている（Ｓ／Ｎを高めている）。
特開２００１−４３９９４号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、異なる関心部位を撮影するには当然のことながらＣ型アームの位置を調整するが、リカーシブフィルタが作用している関係上、透視画像に残像が生じる。そのため撮影者による関心部位への位置合わせが極めて困難であるという問題がある。また、画像処理部にてリカーシブフィルタの係数を調整することはできるが、Ｃ型アームを移動させるたびに調整するのは非常に煩雑であるという問題がある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、アームの移動に適したリカーシブフィルタ係数に可変することにより、透視撮影時の位置合わせを容易に行うことができる外科用Ｘ線ＴＶ装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、Ｘ線管と撮像手段とを対向支持したアームと、撮像手段からのビデオ信号に基づきリカーシブフィルタによる処理を施して透視画像を出力する処理手段とを備え、被検体とアームの位置関係を調整して透視撮影を行う外科用Ｘ線ＴＶ装置において、前記アームの移動を検出する検出手段を備え、前記検出手段が移動を検出した場合には、前記処理手段がリカーシブフィルタの係数を現在の係数よりも小さくすることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、アームの移動を検出手段で検出した場合には、リカーシブフィルタの係数を小さくするので、ノイズが増えるものの、移動によって透視撮影された画像に生じる残像を少なくすることができる。したがって、透視画像を見ながらの位置合わせを容易に行うことができる。

また、この発明において、検出手段は、前記アームの電磁ロックが解除されたことを検出することが好ましい（請求項２）。

アームは電磁石を利用した電磁ロックによって電磁的に移動が固定されているので、その解除を検出することでアームの移動が行われるか否かを検出することができる。したがって、これをトリガにしてリカーシブフィルタの係数を小さいものに変更することで、アームの移動に連動して自動的に係数を好適なものに切り替えることができる。

また、この発明において、処理手段は、電磁ロックの設定時における第１の係数と、電磁ロックの解除時における、第１の係数よりも小さな第２の係数を択一的に選択する選択部を備えていることが好ましい（請求項３）。

電磁ロック解除時には、選択部が第１の係数よりも小さな第２の係数を選択することで、好適な係数に切り替えることができる。

この発明に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置によれば、アームの移動を検出手段で検出した場合には、リカーシブフィルタの係数を小さくするので、移動によって透視撮影された画像に生じる残像を少なくすることができる。したがって、透視画像を見ながら撮影者が位置合わせを容易に行うことができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置の概略構成を示す外観図であり、図２は要部を示すブロック図である。

この装置の移動可能に構成された装置本体１は、被検体にＸ線を照射するＸ線管３と、被検体Ｍを透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出器としてのイメージインテンシファイア５（撮像手段）とを被検体Ｍを挟んで対向する状態でＣ型アーム７の両端に取り付けて構成されたＸ線撮像機構９を備えている。

Ｃ型アーム７は、装置本体１に対して鉛直方向に昇降可能に、かつ水平方向に進退可能に構成されている。さらに、アーム支持体１１は、鉛直方向の軸心周りに回転可能に取り付けられている。Ｃ型アーム７は、水平方向の軸心周りで回転可能であって、アーム支持体１１に対して円弧状に移動可能に取り付けられている。

透視撮影の際には、Ｃ型アーム７を上述した各方向へ移動させて位置調整し、撮影方向や撮影位置あるいは撮影範囲（撮影倍率）などを調節する。

アーム支持体１１の基部１２側の下部には、ベース部１３が設けられている。その内部には制御部１５が備えられている。この制御部１５は、Ｘ線管３に高電圧を供給する高電圧装置を制御したり、Ｘ線を照射するタイミングを指示するパルスレートを調節したりする。また、制御部１５は、イメージインテンシファイア５に取り付けられたＴＶカメラ１７の制御と、イメージインテンシファイア５に対するＴＶカメラ１７の回転角度なども調節する。

上述した各方向の選択及びその移動量や、ＴＶカメラ１７の回転などに関する設定は、ベース部１３の上面に設けられている操作パネル１９で撮影者によって行われる。その操作及び操作量は、制御部１５に入力される。また、Ｃ型アーム７及びアーム支持体１１の移動は、電磁ロック２１によって規制（設定）または解除されるが、その操作も操作パネル１９から撮影者によって指示される。

装置本体１の近傍には、図示しないケーブルにより装置本体１に接続され、移動可能に構成されている台車２９が配置されている。この台車２９は、この発明における処理手段に相当する処理ユニット３１と、画像表示モニタ３３と、キーボード３５と、マウス３７などを備えている。

処理ユニット３１は、ＴＶカメラ１７からのビデオ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器３９（図中にはＡＤＣと表記）と、リカーシブフィルタによる残像を付与する処理を施すフィルタリング部４１と、このフィルタリング部４１におけるリカーシブフィルタの係数を選択する係数選択部４３と、リカーシブフィルタ処理が施されたデジタル信号をアナログ変換するＤＡ変換器４５（図中にはＤＡＣと表記）とを備えている。この発明における検出手段に相当する係数選択部４３は、電磁ロック２１の状態、つまりロックされた設定状態と、ロックされていない解除状態とに応じて、フィルタリング部４１におけるリカーシブフィルタの係数を選択する機能を有する。

また、フィルタリング部４１は、“Ｋ”をリカーシブフィルタの係数とした場合に、１／Ｋの乗算器４７と、（１−１／Ｋ）の乗算器４９と、これらの乗算器４７，４９の出力を加算する加算器５１と、加算器５１の出力を所定時間だけ保持するフレームバッファ５３とを備えている。加算器５１の出力にあたる画像データは、ＤＡ変換器４５を介して画像表示モニタ３３に対して出力される。上述した係数選択部４３は、電磁ロックが設定状態では係数Ｋを、例えば２〜４の範囲における特定の値とし、電磁ロック２１が解除状態では係数Ｋを、例えば１〜２の範囲内の特定の値とする。

上記のような構成により、電磁ロック２１が設定されている状態においては、画像表示モニタ３３に例えば図示しないメニュー表示等が表示されるとともに、リカーシブフィルタ処理により残像が付加されて、画質（Ｓ／Ｎ）が向上された透視画像が逐次表示される。

次に、図３を参照して、上記のように構成された外科用Ｘ線ＴＶ装置の動作について説明する。

ステップＳ１
Ｃ型アーム７及びアーム支持体１１による所望の関心部位への移動が終わり、電磁ロック２１によりＣ型アーム７及びアーム支持体１１が固定されているものとする。この状態では、係数選択部４３が例えば係数Ｋ＝４（第１の係数）を選択しているものとする。これにより、画像表示モニタ３３には、残像が付加されてＳ／Ｎが良好な透視画像が表示される。

ステップＳ２
電磁ロック２１が解除されたか否かに応じて処理を分岐する。
すなわち、電磁ロック２１が解除されるか、または撮影自体が解除されるまではステップＳ１を繰り返し、大きな値の係数Ｋによる残像を付加した透視撮影が繰り返される。一方、電磁ロック２１が解除されると、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３，Ｓ４
係数選択部４３は、現在の第１の係数Ｋ＝４よりも小さい係数（第２の係数）に切り替える。例えば、現在は係数Ｋ＝４を選択しているので、これより小さい、例えば係数Ｋ＝１に切り替える。これにより、画像表示モニタ３３にはＳ／Ｎが低下してノイズは増えるものの残像が残らない透視撮影が行われ、Ｃ型アーム７やアーム支持体１１の移動が行われても残像による透視画像の見づらさが解消される。したがって、撮影者が位置合わせを容易に行うことができる。

ステップＳ５，Ｓ６
電磁ロック２１が設定されたか否かによって処理を分岐する。
すなわち、透視画像を見ながら位置合わせを行い、その位置合わせが完了して電磁ロック２１が設定されるまでの間、この判断処理を繰り返す。そして、電磁ロック２１が設定された場合には、係数選択部４３が再び係数を第１の係数に戻す。つまり、この例では、係数Ｋ＝４という大きな係数に設定する。これにより透視画像に残像が生じるがノイズの少ない高品質な透視撮影が行われる。

上述したように、Ｃ型アーム７やアーム支持体１１の移動を検出した場合には、リカーシブフィルタの係数Ｋを、透視撮影時の第１の係数より小さな第２の係数にするので、画像にノイズが増えるものの、移動によって透視撮影された画像に生じる残像をなくすことができる。したがって、透視画像を見ながら撮影者が位置合わせを容易に行うことができる。また、電磁ロック２１の解除を検出し、これをトリガにしてリカーシブフィルタの係数Ｋを切り替えるので、アームの移動に連動して自動的にリカーシブフィルタ処理を好適なものに切り替えることができる。

なお、上記の構成では、電磁ロック２１が解除された時点でリカーシブフィルタの係数を現在のものよりも小さいものに一律に切り替えている。しかし、図４に示す構成により、移動させる速度に応じて係数Ｋを切り替えてもよい。なお、図４は、変形例の要部を示すブロック図である。

この構成では、加速度センサ５５を備えている。そして、この出力を係数選択部４３に与える。係数選択部４３は、電磁ロック２１が解除されたことに基づいて、リカーシブフィルタの係数を現状のものより小さいものに切り替えるが、その際に加速度センサ５５による加速度を考慮して切り替える。例えば、透視撮影時のリカーシブフィルタの係数Ｋが４である場合、素早く動かしたときには（加速度が大）、係数Ｋ＝１とし、ゆっくり動かしたときには（加速度が小）、係数Ｋ＝２とするのである。

このような構成によると、リカーシブフィルタの係数を小さくすることにより生じる画像へのノイズを低減しながらも、移動による残像を抑制して位置合わせを容易に行うことができる。

なお、上記のように二段階でリカーシブフィルタの係数を切り替えるのではなく、三段階以上に細かく切り替えるようにしてもよい。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、撮像手段としてイメージインテンシファイア５を例に採って説明したが、これに代えて、例えば、多数のＸ線検出素子を縦横にアレイ配列して構成されたフラットパネル検出器（ＦＰＤ）等を採用してもよい。

（２）上記の構成では、Ｃ型アーム７を例に採って説明したが、例えば、Ｕ字型アームであってもよい。

（３）上述したリカーシブフィルタの係数は一例であり、透視撮影時と移動時とで極端に切り替えたが、その選択は種々のものが可能である。例えば、透視撮影を係数Ｋ＝６で行っている場合には、これより小さな係数Ｋ＝５などの僅かに小さい係数に切り替えることによっても残像を少なくすることができるので上記同様の効果を奏する。

実施例に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置の概略構成を示す外観図である。 要部を示すブロック図である。 動作説明に供するフローチャートである。 変形例の要部を示すブロック図である。

符号の説明

Ｍ … 被検体
１ … 装置本体
３ … Ｘ線管
５ … イメージインテンシファイア（撮像手段）
７ … Ｃ型アーム
１１ … アーム支持体
１７ … ＴＶカメラ
２１ … 電磁ロック
３１ … 処理ユニット（処理手段）
４１ … フィルタリング部
４３ … 係数選択部（検出手段）
４７ … １／Ｋ乗算器
４９ … （１−１／Ｋ）乗算器
５１ … 加算器
５３ … フレームバッファ

Claims (3)

1. Ｘ線管と撮像手段とを対向支持したアームと、撮像手段からのビデオ信号に基づきリカーシブフィルタによる処理を施して透視画像を出力する処理手段とを備え、被検体とアームの位置関係を調整して透視撮影を行う外科用Ｘ線ＴＶ装置において、前記アームの移動を検出する検出手段を備え、前記検出手段が移動を検出した場合には、前記処理手段がリカーシブフィルタの係数を現在の係数よりも小さくすることを特徴とする外科用Ｘ線ＴＶ装置。
2. 請求項１に記載の外科用Ｘ線ＴＶ装置において、前記検出手段は、前記アームの電磁ロックが解除されたことを検出することを特徴とする外科用Ｘ線ＴＶ装置。
3. 請求項２に記載の外科用Ｘ線ＴＶ装置において、前記処理手段は、電磁ロックの設定時における第１の係数と、電磁ロックの解除時における、第１の係数よりも小さな第２の係数を択一的に選択する選択部を備えていることを特徴とする外科用Ｘ線ＴＶ装置。
   

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