JP2010158261A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広いワーキングスペースを確保すると共に、回転撮影による立体画像を得ることが可能なＸ線診断装置を提供することである。
【解決手段】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出部と、開口部を有し、該開口部に前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを対向支持する円弧状のアームと、前記アームを支持すると共に、該アームをその形状に沿って摺動させる摺動部とを具備するＸ線診断装置であって、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを前記アーム形状又は前記アームに配置したレールに沿い、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との対向配置を維持したまま移動させる移動部と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との移動に伴う前記アーム全体の重心位置を補正する補正部とを有する移動機構を備えるＸ線診断装置である。
【選択図】図８

Description

本発明は、Ｘ線診断装置に係り、特に撮影方向を変化させながら、Ｘ線撮影などの放射線撮影を行う移動型のＸ線診断装置に関するものである。

従来のＣアームを用いたＸ線診断装置は、Ｃアームの旋回動作とスライド動作との２つの動作で回転撮影が行える構成となっている。旋回動作による回転撮影では撮影部位が足端や頭部に限られ、スライド動作による回転撮影では全身にわたる撮影が可能である。このような特徴を生かして、被検者の体軸周りにＸ線発生装置及びＸ線検出器を回転させて撮影を行ない、被検者の診断部位を立体画像として観察することが可能となるので、Ｘ線診断装置は、循環器系疾患の検査及びＩＶＲ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）及び整形領域など、高度な診断に使用されている。

Ｘ線診断装置を術中の透視撮影に使用する際には、Ｃアーム内に術者のワーキングスペースを確保する必要があり、Ｘ線検出器前面〜Ｘ線発生装置間の寸法とアーム奥行き寸法を大きく取り、そのスペースを確保している。一方、回転撮影を行う際には、被検者の診断部位とＣアームの旋回センターを一致させて撮影を行わなければならないので、幾何的に一致させるのが一般的であるが、アームの回転と同時にアーム全体の位置を駆動・制御することにより一致させることも可能である。このような制御方法は特許文献１に開示されているものがある。

特開２００１−２０４７１８号公報

手術室で使用するＣアームを有する外科用Ｘ線診断装置におけるＣアームの動作は、誤動作・誤操作に対する安全性を確保するため手動により操作される構成となっている。このために姿勢を安定して維持する必要があり、Ｃアームの重心とＣアームの回転センター（アイソセンター）が一致するようにバランスをとり、Ｃアームの自重によりＣアームが回転しないようにしている。

しかしながら、特許文献１に記載の放射線撮影装置は、ワークスペースに関する問題や、手術室などでの使用環境、手動の際のバランスについては考慮されていない。このため、被検者周辺のワークスペースを確保した場合、装置の動きが制限を受けてしまうという問題があった。また、手術時には寝台（手術台）の周辺に多くの機材があるため、装置を自在に動かすことも困難であるという問題があった。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、広いワーキングスペースを確保すると共に、回転撮影による立体画像を得ることが可能なＸ線診断装置を提供することである。

本発明のその他の目的については、明細書全体の記載から明らかにされる。

前記課題を解決すべく、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出部と、開口部を有し、該開口部に前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを対向支持する円弧状のアームと、前記アームを支持すると共に、該アームをその形状に沿って摺動させる摺動部とを具備するＸ線診断装置であって、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを前記アーム形状又は前記アームに配置したレールに沿い、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との対向配置を維持したまま移動させる移動部と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との移動に伴う前記アーム全体の重心位置を補正する補正部とを有する移動機構を備えるＸ線診断装置である。

本発明によれば、広いワーキングスペースを確保すると共に、回転撮影による立体画像を得ることができる。

本発明の実施形態１のＸ線診断装置の概略構成を説明するための外観図である。 本発明の実施形態１のＸ線診断装置の概略構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態１のＸ線診断装置における透視撮影動作を説明するための図である。 本発明の実施形態１のＸ線診断装置における回転撮影時の動作を説明する図である。 本発明の実施形態１のＸ線診断装置における回転撮影時の動作を説明するための図である。 本発明の実施形態１のＸ線診断装置の概略構成を説明するための外観図である。 本発明の実施形態１のＸ線診断装置におけるＣアームの重量バランスを説明するための図である。 本発明の実施形態１のＸ線診断装置におけるＸ線発生部及びＸ線検出部のスライド機構部の概略構成を説明するための図である。 本発明の実施形態１のＸ線診断装置における重量配分を説明するための図である。 本発明の実施形態２のＸ線診断装置におけるＸ線発生部及びＸ線検出部のスライド機構部の概略構成を説明するための図である。

以下、本発明が適用された実施形態の例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。

〈実施形態１〉
図１は本発明の実施形態１のＸ線診断装置の概略構成を説明するための外観図であり、図２は本発明の実施形態１のＸ線診断装置の概略構成を説明するためのブロック図である。ただし、図２において、太い点線で示す線は機械的な接続を示しており、太い実線は電気的な接続を示している。また、図１中に示すＸ、Ｙ、Ｚはそれぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示す。

以下、図１及び図２に基づいて、実施形態１のＸ線診断装置の概略構成を説明する。

図１に示すように、実施形態１のＸ線診断装置は円弧状のアームいわゆるＣアーム１０５の一端側にＸ線検出部１０２が配置されると共に、他端側にＸ線発生部（Ｘ線源）１０４が配置される構成となっている。また、Ｘ線検出部１０２とＸ線発生部１０４とは対向配置される構成となっており、例えば手術台１０１に搭載される仰臥位の被検者１０３を介して、対向配置される。このとき、実施形態１のＸ線診断装置では、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４はその対向配置を維持した状態でＣアーム１０５に沿って開口部方向へ摺動（スライド）可能な構成となっている。なお、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４のスライド機構の詳細については後述する。

Ｃアーム１０５はスライド機構部１０６で片持ちに支持されており、当該Ｃアーム１０５の円弧形状に沿ってスライド機構１０６が当該Ｃアームを矢印１１１で示す方向に摺動（スライド動作）させることによって、円弧の中心位置（アイソセンター）に配置した被検者１０３の周囲からの回転撮影を可能としている。ただし、図１中に示す一点鎖線で示す中心線１１６は、Ｘ線検出部１０２をＣアーム１０５の図中の最上端に配置すると共に、Ｘ線発生部１０４をＣアーム１０５の図中の最下端に配置した場合における中心線を示すものである。

また、スライド機構１０６は床面１１０とほぼ水平な回転中心軸１１５を有する回転機構部１０７に支持されている。該回転機構部１０７はスライド機構１０６を含めるＣアーム１０５全体を中心軸１１５の周りに矢印１１２で示す旋回動作で回転させることによって、被検者１０３の体軸方向と回転中心軸１１５とが一致するように配置した被検者１０３の周囲からの回転撮影を可能としている。

該回転機構１０７はスライド機構１０８に支持される構成となっており、該スライド機構１０８によって矢印１１４で示すＸ軸に平行な方向すなわち回転中心軸１１５の延在方向に回転機構１０７を含めたＣアーム１０５全体を移動可能な構成となっている。さらには、スライド機構１０８は回転機構１０７を含めたＣアーム１０５全体を図中のＹ軸方向にも移動可能な構成となっている。

該スライド機構１０８はスライド機構１０９に支持される構成となっており、当該スライド機構１０９によって矢印１１３で示すＺ軸に平行な方向すなわち上下方向にスライド機構１０８を含めたＣアーム１０５全体を移動可能な構成となっている。

さらには、実施形態１のＸ線診断装置では、スライド機構１０９は車輪を有する台車１１８によって、任意の場所に移動させることが可能な構成となっている。

特に、実施形態１のＸ線診断装置では、重量が多くかかるスライド機構１０９によるＣアーム１０５の上下動を除く他の動作は、手術中等でのＸ線透視やＸ線撮影さらには回転撮影に適した構成として、図示しない周知のブレーキ機構を解除することにより手動で操作可能な構成となっている。ただし、実施形態１のＸ線診断装置においても、回転中心軸１１５はアイソセンターに一致する構成となっており、中心線１１６もアイソセンターに一致する構成となっている。また、実施形態１のＸ線診断装置では、Ｘ線検出部１０２の中心とＸ線発生部１０４のＸ線焦点とを結ぶ中心線を撮影系の中心軸１１７とした場合、Ｃアームの中心線１１６よりも外側となるように、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４が移動されると共に、少なくとも中心線１１６と中心軸１１７とが一致する位置まで、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を移動させる機構を備える構成となっている。ただし、実施形態１のＸ線診断装置のスライド機構１０６や回転機構１０７によるＣアーム１０５の旋回動作やスライド動作による回転撮影時における動作は、図示しない周知の摺動機構や回転機構を用いることにより可能である。

また、図２に示すように、Ｃアーム１０５の一端に配置されるＸ線発生部１０４はＸ線発生装置２０５、Ｘ線管装置２０６及び絞り装置２０７からなる。この構成からなるＸ線発生部１０４では、撮影装置操作器２０１から入力されるＸ線条件に基づいて、Ｘ線発生装置２０５がＸ線管装置２０６に供給する管電圧や管電流等を制御し、Ｘ線管装置２０６から所望のＸ線ビームを発生させる。該Ｘ線ビームの照射野は絞り装置２０７によって制御される構成となっており、Ｘ線管装置２０６の前面側すなわちＸ線管装置２０６と被検者１０３との間に配置される鉛等で作られた図示しないコリメータで照射野を制限し、被検者１０３に照射するＸ線量を低減させる。このように、撮影装置操作器２０１からの入力指示に基づいて、絞り装置２０７を構成するコリメータを制御し、Ｘ線ビームの照射野を制限する。

一方、Ｃアーム１０５の他端に配置されるＸ線検出部１０２としては例えば周知のＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を用いる構成となっており、得られたＸ線像は画像処理装置２０３に出力される。このとき、Ｘ線透視撮影が指定されている場合には、画像処理装置２０３では入力されたＸ線像に基づいて、コントラストやガンマ特性の変換等の周知の画像処理を行った後に、階調処理を行い画像表示装置２０４に画像表示を行う。一方、回転撮影すなわち三次元像の撮影が指示されている場合には、画像処理装置２０３では入力されたＸ線像に基づいて前述の画像処理を行った後に、Ｘ線像（投影像）をもとに被検者１０３の視野領域（関心領域）内の三次元的なＸ線吸収係数分布である三次元再構成画像を再構成し、三次元再構成画像に対しボリュームレンダリング処理や最大値投影処理等の画像処理を施し、画像表示装置２０４に画像表示を行う。

被検者１０３が搭載される手術台１０１は手術部位等の３次元撮影が可能となるように、被検者１０３の頭部側又は足側のいずれか一方の側で天板部分を片持ちに支持する構成となっている。このような構成とすることにより、任意の方向からのＸ線透視撮影と３次元撮影とを共に可能としている。なお、手術台１０１は天板部分を片持ちに支持する構成に限定されることはなく、術式に応じて他の構成の手術台を用いてもよい。

図３は本発明の実施形態１のＸ線診断装置における透視撮影動作を説明するための図であり、図４は本発明の実施形態１のＸ線診断装置における回転撮影時の動作を説明する図であり、図５は本発明の実施形態１のＸ線診断装置における回転撮影時の動作を説明するための図である。特に、図４はＣアーム１０５の中心軸１１６と撮影系の中心軸１１７とを一致させ、スライド機構１０６を動作させてＣアーム１０５の円弧形状に沿ってアイソセンター３０２を中心とした場合の回転撮影動作を示すものである。また、図５は中心軸１１６よりも中心軸１１７がＣアーム１０５の開口側となるように撮影系を移動させた場合におけるスライド動作による回転撮影動作を示すものである。

図３に示すように、実施形態１のＸ線診断装置を用いた透視撮影時においては、撮影系の中心軸１１６がもっともＣアーム１０５の開口部側となるように、当該撮影系を移動させた状態で使用することが望ましい。この場合、撮影系のスライド機構を有しない従来のワーキングスペースよりも広い図中に点線で示すワーキングスペース（手術スペース）３０１を確保することができる。その結果、術者は従来よりも広いワーキングスペースを手術等に利用することが可能となる。実施形態１のＸ線診断装置では、Ｘ撮影系を移動させる場合であっても、線発生部１０４とＸ線検出部１０２との対向配置した状態で撮影系を移動させる構成となっているので、Ｘ線透視画像を撮影しながらの手術を行うことができると共に、従来と同様なＸ線透視画像を得ることが可能となる。この場合、アイソセンター３０２よりもＣアーム１０５の開口側に撮影中心３０３が位置することとなる。

被検者１０３の体軸周りにＸ線発生部１０４４及びＸ線検出部１０２をスライド動作で回転させて撮影を行なう場合について説明する。該スライド機構１０６を使用した回転撮影を行う場合すなわちＣアーム１０５の延在方向に沿って撮影系を回転させる回転撮影を行う場合は、図４に示すように、まずＣアーム１０５の中心軸１１６と撮影系の中心軸１１７とを一致させる。すなわち、撮影系の中心軸１１７をアイソセンター３０２に一致させることにより、撮影系の中心３０３とＣアーム１０５のスライド回転のセンターとを幾何的に一致させる。次に、Ｘ線発生部１０４からＸ線ビーム４０３を照射させると共に、Ｃアーム１０５をスライド機構１０６に沿って摺動させることによって、Ｃアーム１０５の中心であるアイソセンター３０３を中心とした矢印４０１、４０２で示す撮影系の回転撮影がなされる。該回転撮影の後に、得られたＸ線像から再構成演算によって被検者１０３の三次元再構成画像を再構成し、該三次元再構成画像に対しボリュームレンダリング処理や最大値投影処理等の画像処理を施すことにより、関心領域の画像表示を行う。ただし、撮影中心３０３とアイソセンター３０２と図示しない関心領域とを一致させることにより、任意の回転角度において関心領域がＸ線検出部１０２のＦＰＤに投影される。これをオンアイソセンターと呼ぶ。

これに対して、図３に示すように、Ｃアーム１０５の中心軸１１６よりも開口側に撮影系の中心軸１１７が配置されるように、当該撮影系を移動させた状態においてスライド動作で回転撮影を行う場合には、図５に示すように、Ｃアーム１０５の摺動量すなわち撮影系の回転角に応じてＸ線ビーム４０３の照射範囲から被検者１０３が外れてしまうこととなる。すなわち、撮影中心３０３がＣアーム１０５の摺動に伴って移動してしまうこととなるので、被検者１０３に設定した関心領域の周りを少なくとも１８０度から撮影した投影像を得ることができず、３次元再構成も不可能である。

このような場合には、図６に示すように、片持ちに支持される手術台１０１の一方側（例えば、被検者１０３の頭部側）からＣアーム１０５を差し込むことにより、Ｃアーム１０５の旋回動作による回転撮影が可能となる。この場合の回転撮影では、回転機構１０７の中心軸１１５の周りに撮影系を回転させるので、回転撮影が可能となる。この場合、アイソセンター３０２と撮影中心３０３とが異なる位置となるが、実施形態１のＸ線診断装置では撮影中心３０３を中心とした被検者１０３の三次元再構成画像を得ることができる。この場合、Ｃアーム１０５の奥行きにより被検者１０３の撮影領域が制限されることとなるが、実施形態１のＸ線診断装置では従来のＸ線診断装置よりもＣアーム１０５の奥行きを大きくできるので、Ｃアーム１０５の旋回動作による回転撮影の範囲を大きくできるという格別の効果が得られる。

図７は本発明の実施形態１のＸ線診断装置におけるＣアームの重量バランスを説明するための図であり、特に、図７（ａ）は後に詳述する可動式のバランス用のカウンタウエイトを用いない場合のＣアームの重量バランスを説明するための図であり、図７（ｂ）は本願発明の特徴的な可動式のバランス用のカウンタウエイトを備える実施形態１のＸ線診断装置におけるＣアームの重量バランスを説明するための図である。

前述するように、手術室で使用するＣアームを有する外科用のＸ線診断装置におけるＣアームの動作は、誤動作・誤操作に対する安全性を確保するため手動により操作される。このため、Ｃアーム１０５を図１に示す姿勢で維持させるためには、Ｃアーム１０５の重心をＣアーム１０５の可動部の中心位置に一致させておく必要がある。すなわち、Ｃアーム１０５、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を合わせた重心位置７０８がアイソセンター３０２と一致するように重量を配置しなければならない。

図７（ａ）に示すように、Ｃアーム１０５の先端部分にＸ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を移動させた場合（実線で示す）、Ｃアーム１０５単体の重心は重心位置７０３となり、Ｘ線検出部１０２の重心は重心位置７０１ａ、Ｘ線発生部の重心は重心位置７０２ａとなる。従って、Ｃアーム１０５、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を合わせたＣアーム１０５全体の重心位置７０６は、Ｃアーム１０５単体の重心位置７０３、Ｘ線検出部１０２の重心位置７０１ａ及びＸ線発生部１０４の重心位置７０２ａを結ぶ三角形の領域７０４内となり、アイソセンター３０２も該領域７０４内に入ることとなる。ここで、重心位置７０６をアイソセンター３０２に一致させるためには、例えば、中心軸よりもＣアーム１０５の重心位置７０３側にバランスウエイトを配置すると共に、Ｘ線発生部１０４の重心位置７０２ａ側にもバランスウエイトを配置し、重心位置７０６を図７（ａ）中の左下方向に移動させることにより、達成可能である。

一方、前述するＣアーム１０５の摺動すなわちスライド動作による回転撮影を行う場合には、点線で示すように、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を中心軸１１６上に配置する必要がある。この場合、Ｃアーム１０５の重心位置７０３、Ｘ線検出部１０２の重心位置７０１ｂ及びＸ線発生部１０４の重心位置７０２ｂを結ぶ三角形７０５の一辺上にアイソセンター３０２が位置することとなるので、バランスを取り難くなる。撮影系を含むＣアーム１０５全体の重心位置７０６をアイソセンター３０２に一致させるためには、例えば、バランスウエイト等をＣアーム１０５の端部に配置する必要があるが、この場合にはＸ線検出部１０２とＸ線発生部１０４との両方にバランスウエイトを配置する必要があり、全体重量が増え、機構的に不利な構造となる。

これに対して、実施形態１のＸ線診断装置では、後に詳述するように、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４の位置に係わらずに、Ｘ線検出部１０２の重心位置７０１ｃとＸ線発生部１０４の重心位置７０２ｃとが常に一定位置となる。また、重心位置７０３、重心位置７０１ｃ及び重心位置７０２ｃを結ぶ三角形の領域７０７内にアイソセンター３０２が配置される構成となっている。さらには、実施形態１では、Ｃアーム１０５、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を合わせた重心位置７０８がアイソセンター３０２に一致する構成となっているので、Ｃアーム１０５の移動の際であっても撮影位置の位置決めを容易に行うことが可能である。

図８は本発明の実施形態１のＸ線診断装置におけるＸ線発生部及びＸ線検出部のスライド機構部の概略構成を説明するための図である。ただし、図８において、バンド８０３に連結されるＸ線検出部１０２、Ｘ線発生部１０４及びカウンタウエイト８０１、８０２の移動方向の説明を簡単にするために、バンド８０３の形成位置をＣアーム１０５の内周面側と外周面側とに形成する場合について説明する。なお、以下の説明においては、スライド機構８０６、８０７、バンド８０３、駆動モーター８０４、及びカウンタウエイト（第１及び第２の錘）８０１、８０２を含めて、撮影系の移動機構と記す。

図８から明らかなように、実施形態１のＸ線診断装置では、Ｘ線検出部１０２とＸ線発生部１０４にはそれぞれをスライドさせるスライド機構８０６、８０７を備える構成となっている。該スライド機構８０６、８０７は、バンド８０３（もしくはワイヤなど）などをエンドレス（輪状、環状）とし、Ｃアーム１０５の円弧に沿わせ、Ｃアーム１０５端でＸ線検出部１０２、Ｘ線発生部１０４を各々連結させることで、アイソセンター３０２の位置とオフセット位置とに撮影中心３０３を移動させてＸ線透視撮影や回転撮影を可能な構成としている。Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４にはそれぞれカウンタウエイト８０１、８０２を取付ける構成となっている。また、実施形態１のＸ線検出部１０２としても用いているＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）はＸ線発生部１０４に比べて軽量であるため、バランスをとる際に重量を足す必要がある。この重量を相殺するため、移動機構を構成する駆動モーター８０４はＸ線検出部１０２側に配置する構成としている。

このように、実施形態１のＸ線診断装置では、Ｃアーム１０５の開口端の内で、Ｘ線発生部１０２が配置される側に駆動モーター８０４を配置する構成となっている。また、Ｃアーム１０５の一端側からその円弧状の筐体に沿って他端側に至った後に、該他端側から再び 筐体に沿って一端側に戻るエンドレスのバンド８０３が形成される構成となっている。該バンド８０３は図示しない周知の滑車等によってＣアーム１０５の円弧形状に沿うように配置されている。

このとき、Ｘ線検出部１０２のスライド機構８０６はＣアーム１０５の内周面側に配置されるバンド８０３に連結される構成となっている。また、該Ｘ線検出部１０２側に配置されるカウンタウエイト８０１はＣアーム１０５の外周面側に配置されると共に、外周面側の配置されるバンド８０３に連結される構成となっている。

一方、Ｘ線発生部１０４のスライド機構８０７はＣアーム１０５の外周面側に配置されるバンド８０３に連結される構成となっている。また、該Ｘ線発生部１０４側に配置されるカウンタウエイト８０２はＣアーム１０５の外周面側に配置されると共に、内周面側の配置されるバンド８０３に連結される構成となっている。

この構成では、例えば矢印８０５で示す方向に駆動モーター８０５を動作させた場合、バンド８０３も矢印８０５の方向に移動されることとなり、Ｘ線検出部１０２は矢印８１０で示す方向に移動する。このとき、カウンタウエイト８０１はＣアーム１０５の外周面側のバンド８０３に連結されているので、Ｘ線検出部１０２とは反対の方向すなわち矢印８１１で示す方向に移動することとなる。一方、Ｃアーム１０５の他端側に配置されるＸ線発生部１０４はＣアーム１０５の内周面側に配置されるが、外周面側のバンド８０３に連結される構成となっているので、矢印８１２で示す方向すなわちＸ線検出部１０２と同じ方向に移動する。このときのＸ線発生部１０４の移動量は同じバンド８０３に連結されているので、Ｘ線検出部１０２と同じ移動量となる。従って、Ｘ線検出部１０２とＸ線発生部１０４は対向配置を維持したままの状態での移動が可能となる。また、Ｃアーム１０５の外周面側に配置されるカウンタウエイト８０２はＣアーム１０５の内周面側のバンド８０３に連結される構成となっているので、Ｘ線発生部１０４とは反対の方向すなわち矢印８１３の方向に移動する。

このように、実施形態１のＸ線診断装置では、Ｘ線検出部１０２と対向配置されるＸ線発生部１０４の移動量が及び移動方向が同じとなるようにスライド機構８０６、８０７が形成されているので、対向配置の状態を保持したまま容易にＸ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を移動させることができる。また、実施形態１のＸ線診断装置では、Ｘ線検出器１０２に対応するカウンタウエイト８０１と、Ｘ線発生部１０４に対応するカウンタウエイト８０２とがそれぞれ対応するＸ線検出部１０２又はＸ線発生部１０４と反対の方向に移動するすなわち撮影系の重心位置を補正する構成となっている。

その結果、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部８０９を移動させた場合であっても、Ｃアーム１０５の端部における重心位置を変化させることなくＸ線検出部１０２及びＸ線発生部８０９との移動が可能となる。

以下、図９に実施形態１のＸ線診断装置における重量配分を説明するための図を示し、以下、図９に基づいて実施形態１のＸ線診断装置におけるスライド動作時の重量配分を説明する。ただし、図９に示す動作はＣアーム１０５の先端部分に移動しているＸ線検出部１０２を中心軸１１６に一致する位置まで移動させる場合の重量移動を説明するための図である。また、説明を簡単にするためにＸ線検出部１０２及びカウンタウエイト８０１の重心はそれぞれの中心に位置するものとして説明する。

図９から明らかなように、移動前のＸ線検出部１０２は中心軸１１７上に移動されており、その重心位置９０２も中心軸１１７上にある。このとき、カウンタウエイト８０１は図示しないアイソセンターを通る中心軸１１６上に位置し、その重心位置９０１も中心軸１１６上に位置する。この状態で回転撮影のためにＸ線検出部１０２の中心軸１１６への移動が指示されると、スライド機構を構成する駆動モーター８０５が矢印８０５方向へバンド８０３を移動させる。このバンド８０３の移動に伴い、Ｘ線検出部１０２は矢印８１０の方向へその中心位置が中心軸１１６上となる位置にまで移動され、Ｘ線検出部１０２の重心は重心位置９０４に移動する。このとき、バンド８０３の移動に伴い、カウンタウエイト８０１は矢印８１０の方向へ移動され、カウンタウエイト８０１の重心は重心位置１１７すなわち中心軸１１７上に移動する。

ここで、Ｘ線検出部１０２の重量と同じ重量のカウンタウエイト８０１を用いた場合、Ｘ線検出部１０２の移動中を含めた移動の前後で、その重心位置は重心位置９０２と重心位置９０１とを結ぶ直線と、重心位置９０４と重心位置９０３とを結ぶ直線との交点位置となる。すなわち、Ｃアーム１０５の一端側に配置されるＸ線検出部１０２のスライド（摺動）に伴う重心位置の移動を防止することが可能となる。

同様にして、Ｘ線発生部１０４とカウンタウエイト８０２との重量を同じ重量とすることにより、Ｘ線発生部１０４の配置側であるＣアーム１０５の他端側の重心位置の移動も防止できる。

従って、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を移動させた場合であっても、図７（ｂ）に示すように、撮影系を含めたＣアーム１０５全体の重心位置とアイソセンター３０２とを常に一致させることが可能となる。

以上説明したように、実施形態１のＸ線診断装置では、Ｃアーム１０５の中心軸１１６を超えて開口端が形成される構成となっている。また、Ｃアーム１０５の中心軸１１６を超えてＸ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を摺動可能な構成とすると共に、該Ｘ線検出部１０２とＸ線発生部１０４とを連結するエンドレスのバンド８０３を設ける構成とすることにより、Ｘ線検出部１０２とＸ線検出部１０４とを中心軸１１７を基準とする対向配置を維持したままで、Ｃアーム１０５に沿って摺動させることができるので、手術等に必要となる広いワーキングスペースを確保することができると共に、回転撮影による立体像も得ることができる。

さらには、実施形態１のＸ線診断装置では、バンド８０３にＸ線検出部１０２に対応する同一重量のカウンタウエイト８０１と、Ｘ線発生部１０４に対応する同一重量のカウンタウエイト８０２とをそれぞれ連結し、Ｘ線検出部１０２とＸ線発生部１０４と反対の方向にＣアーム１０５に沿って摺動させる構成としているので、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４の摺動に伴う重心位置の移動を防止することが可能となる。

以上の結果、術者の利便性と診断機能の向上とを両立させることができる。

〈実施形態２〉
図１０は本発明の実施形態２のＸ線診断装置におけるＸ線発生部及びＸ線検出部のスライド機構部の概略構成を説明するための図である。ただし、実施形態２のＸ線診断装置はＸ線検出部１０２、Ｘ線発生部１０４及びバンド１００１、１００２の構成を除く他の構成は実施形態１のＸ線診断装置と同様の構成である。従って、以下の説明では、Ｘ線検出部１０２、Ｘ線発生部１０４及びバンド１００１、１００２の構成について詳細に説明する。また、図１０において、バンド１００１に連結されるＸ線検出部１０２及びカウンタウエイト８０１と、バンド１００２に連結されるＸ線発生部１０４及びカウンタウエイト８０２の移動方向の説明を簡単にするために、バンド１００１、１００２の形成位置をＣアーム１０５の内周面側と外周面側とに形成する場合について説明する。また、バンド１００１、１００２を駆動する駆動モーターは周知の構成となるので省略する。

図１０から明らかなように、実施形態２のＸ線診断装置では、バンド１００１、１００２をＣアーム１０５全体に沿わせるのではなく、Ｘ線検出部１０２側とＸ線発生部１０４側に独立して輪状（環状）に配置する。実施形態１と異なり、Ｘ線検出器１０２側とＸ線発生部１０５側とが連動しないので、それぞれ別々に駆動することにより、バンド１００１、１００２の配置が実施形態１のバンドの構成と比較して簡易な構成とできるため機構が簡略化できるという格別の効果を得られる。

すなわち、実施形態２のＸ線診断装置では、Ｃアーム１０５の一端側に配置されるＸ線検出部１０２と、他端側に配置されるＸ線発生部１０４とではそれぞれ異なるバンド１００１、１００２を用いて当該Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４を摺動させる構成となっている。Ｘ線検出部１０２が配置される側では、少なくともＸ線検出部１０２とカウンタウエイト８０１とが摺動可能な領域にバンド１００１が配置される構成となっている。このとき、実施形態１のＸ線診断装置と同様に、Ｃアーム１０５の内周面側に配置されるＸ線検出部１０２は内周面側のバンド１００１に連結され、外周面側に配置されるカウンタウエイト８０１は外周面側のバンド１００１に連結される構成となっている。このように、環状に形成されるバンド１００１の対向位置にＸ線検出部１０２とカウンタウエイト８０１とを連結することによって、バンド１００１を移動させた場合のＣアーム１０５の延在方向に対するＸ線検出部１０２とカウンタウエイト８０１との移動方向を反対方向になるような構成としている。この構成により、Ｘ線検出部１０２を所望位置に移動させた場合であっても、Ｘ線検出部１０２とカウンタウエイト８０１とによって決定される重心位置を固定することを可能としている。

また、Ｃアーム１０５の他端側に配置されるＸ線発生部１０４側においても、Ｘ線検出部１０２と同様に、少なくともＸ線発生部１０４とカウンタウエイト８０２とが摺動可能な領域にバンド１００２が配置される構成となっている。このとき、実施形態１のＸ線診断装置とは異なり、実施形態２のＸ線診断装置においては、Ｃアーム１０５の内周面側に配置されるＸ線発生部１０４は内周面側のバンド１００２に連結され、外周面側に配置されるカウンタウエイト８０２は外周面側のバンド１００２に連結される構成となっている。従って、Ｘ線発生部１０４とカウンタウエイト８０２とのスライド機構は実施形態１のスライド機構よりも簡易な構成で形成できるという格別の効果を得られる。

このとき、実施形態２のＸ線診断装置では、Ｘ線検出部１０２とＸ線発生部１０４とを中心軸１１７を基準とする対向配置を維持し、Ｃアーム１０５に沿って摺動させることが必要となる。このため、実施形態２のＸ線診断装置では、例えば、Ｘ線検出部１０２及びＸ線発生部１０４のスライド機構部分に周知のエンコーダ等を配置し、それぞれの位置情報に基づいて、図示しないバンド１００１、１００２の駆動モーターをそれぞれ制御することにより、Ｘ線検出部１０２とＸ線発生部１０４との対向配置を維持しつつ移動させることが可能である。なお、バンド１００１を駆動する図示しない駆動モーターと、バンド１００２を駆動する図示しない駆動モーターとに周知にロータリーエンコーダを配置し、Ｘ線検出部１０２とＸ線発生部１０４との移動量を算出することも可能である。

なお、実施形態１の移動機構では、バンドが直接駆動モーターに接続され、該駆動モーターで駆動される構成としたが、これに限定されることはなく、例えば周知のリンク機構等を用いて、駆動モーターの回転数を減速させバンドを駆動させる構成でもよい。

また、実施形態１、２のＸ線診断装置では、Ｃアームの先端部分から中心軸１１６と中心軸１１７とが一致する位置までＸ線検出部及びＸ線発生部を摺動可能な構成としたが、これに限定されることはなく、中心軸１１６と中心軸１１７とが一致する位置を超えてＣアームの閉じた円弧側に移動可能な構成としてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１０１・・・手術台、１０２・・・Ｘ線検出部、１０３・・・被検者
１０４・・・Ｘ線発生部、１０５・・・Ｃアーム
１０６、１０８、１０９・・・スライド機構、１０７・・・回転機構
１１０・・・床面、１１５・・・回転中心軸、１１６・・・Ｃアームの中心軸
１１７・・・撮影系の中心軸、１１８・・・台車、２０１・・・撮影装置操作器
２０２・・・Ｃアーム支持部、２０３・・・画像処理装置、２０４・・・画像表示装置
２０５・・・Ｘ線発生装置、２０６・・・Ｘ線管装置、２０７・・・絞り装置
３０１・・・ワーキングスペース、３０２・・・アイソセンター、３０３・・・撮影中心
４０３・・・Ｘ線ビーム、７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃ・・・Ｘ線検出部の重心位置
７０２ａ、７０２ｂ、７０２ｃ・・・Ｘ線発生部の重心位置
７０３・・・Ｃアームの重心位置、７０４、７０５、７０７・・・領域
７０６、７０８・・・重心位置、８０１、８０２・・・カウンタウエイト
８０３・・・バンド、８０４・・・駆動モーター
８０６、８０７、８０８、８０９・・・スライド機構
９０１、９０２、９０３、９０４・・・重心位置、１００１、１００２・・・バンド

Claims (3)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出部と、開口部を有し、該開口部に前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを対向支持する円弧状のアームと、前記アームを支持すると共に、該アームをその形状に沿って摺動させる摺動部とを具備するＸ線診断装置であって、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部とを前記アーム形状又は前記アームに配置したレールに沿い、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との対向配置を維持したまま移動させる移動部と、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との移動に伴う前記アーム全体の重心位置を補正する補正部とを有する移動機構を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
2. 請求項１に記載のＸ線診断装置において、
   前記補正部は、前記Ｘ線源側に配置される第１の錘と前記Ｘ線検出器側に配置される第２の錘とからなることを特徴とするＸ線診断装置。
3. 請求項２に記載のＸ線診断装置において、
   前記補正部は、前記Ｘ線源と対向する方向に前記第１の錘を移動させる機構と、前記Ｘ線検出器と対向する方向に前記第２の錘を移動させる機構とを少なくとも備えることを特徴とするＸ線診断装置。

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