JP2010269066A - Ｘ線画像診断装置及びｘ線画像診断装置制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】天板が振動している場合に、その振動において天板が同じ位置にあるタイミングでＸ線撮影を行うことができるＸ線画像診断装置を提供する。
【解決手段】被検体を載置する天板と、Ｘ線を照射するＸ線発生部１と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部２と、天板を移動する天板駆動部６１と、Ｃ型アームを移動させるＣ型アーム駆動部３１と、振動する天板の振動方向の位置を取得するセンサー６２と、天板が振動方向の所定位置に位置するタイミングでＸ線を照射するようにＸ線発生部１を制御するＸ線制御部８及びＸ線照射タイミング制御部５５と、Ｘ線検出部２が検出した検出結果を基にＸ線画像を生成し、生成したＸ線画像を表示部１０に表示させる画像信号処理部１３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、天板に載置された被検体に向けてＸ線を照射し、その被検体を透過したＸ線を検出して人体内部の様子を可視化するＸ線画像診断装置及びＸ線画像診断装置制御方法に関する。

Ｘ線画像診断装置は、被検体にＸ線を照射して、その透過Ｘ線を検出し被検体内部の構造を映像化するものである。

Ｘ線画像診断装置を用いた循環器系の検査は、近年ではカテーテルを用いた血管造影検査やＩＶＲ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）の発展に伴い、心血管系をはじめ、全身の動静脈の診断及び治療を中心に進歩を遂げており、血管内に造影剤を注入してコントラストを強調させた血管をＸ線撮影することで行われることが多い。

この造影剤を用いたＸ線撮影は、被検体の血管に造影剤を注入した時と注入しない時のそれぞれでＸ線撮影を行い、造影剤を流した画像（以下、「コントラスト画像」という。）から、造影剤を流さない画像（以下、「マスク画像」という。）を減算することにより、差分画像を生成することで、造影剤を注入した血管を浮き上がらせることで強調する撮影方法がある。この差分画像はＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）画像と呼ばれる。

このような撮影を行うためにＸ線画像診断装置は、Ｘ線発生部及びＸ線発生部に対向して配置されたＸ線検出部を支持するＣアームと、被検体を載置する天板とを備え、被検体に対してＣアーム及び天板を最適な撮影角度及び位置に設定することで被検体の患部のＸ線透視やＸ線撮影を可能にしている。

さらに、ＤＳＡの撮影方法にはステッピングＤＳＡなど、Ｘ線検出器を支持するＣ型アームを移動させながらＸ線撮影をする場合がある。この様な場合、Ｃ型アームの加速や減速及びその移動によりその天板が振動してしまう（揺れてしまう）ことがある。この様に天板が振動した場合、天板が振動方向に同じ位置にあるタイミングでＸ線を照射することは困難であり、振動方向に同じ位置にある被検体のＸ線画像を生成することは困難である。特に、上述した造影剤を用いたＸ線撮影を行う場合に、コントラスト画像を撮影する場合の被検体の位置と、マスク画像を撮影する場合の被検体の位置とにずれが発生してしまう。そのため、コントラスト画像及びマスク画像のデータの収集を同じ位置及び同じ拡大率で行うことが困難となる。これによりコントラスト画像とマスク画像との差分画像であるＤＳＡ画像にずれ（ぶれ）が生じてしまうおそれがある。

そこで従来、天板の振動（揺れ）を抑えるために天板の剛性を高める技術（例えば、特許文献１参照。）等が提案されている。

特開２００３−３１９９３６号公報

しかし、特許文献１に記載された技術のように天板の剛性を高めたとしても、完全に天板の振動を抑えることは困難である。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、天板が振動している場合に、撮影をする度に、天板が振動方向の特定の位置にあるタイミングでＸ線の照射を行うことができるＸ線画像診断装置及びＸ線画像診断装置制御方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のＸ線画像診断装置は、被検体を載置する天板と、Ｘ線を照射するＸ線発生手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記天板を移動する天板移動手段と、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を移動させるＸ線発生検出部移動手段と、前記天板の振動情報を取得する振動情報取得手段と、前記天板の前記振動情報に基づいて、Ｘ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御する照射制御手段と、前記Ｘ線検出手段が検出した検出結果を基にＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記Ｘ線画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とするものである。

請求項８に記載のＸ線画像診断装置制御方法は、天板を所定の位置に移動する天板移動段階と、前記天板に載置された被検体を挟んで対向位置に配置されたＸ線管及びＸ線検出器を移動するＸ線発生検出部移動段階と、前記天板の振動情報を取得する振動情報取得段階と、前記天板が前記振動情報に基づいて、Ｘ線を照射するようにＸ線管を制御する照射制御段階と、前記Ｘ線管からＸ線を照射するＸ線照射段階と、前記天板に載置された被検体を透過したＸ線を前記検出器により検出するＸ線検出段階と、前記検出した検出結果を基にＸ線画像を生成する画像生成段階と、前記Ｘ線画像を表示部に表示させる表示制御段階と、を有することを特徴とするものである。

請求項１に記載のＸ線画像診断装置及び請求項８に記載のＸ線画像診断装置制御方法は、振動している状態にある天板が振動方向の所定位置に位置したタイミングでＸ線を照射する構成である。これにより、天板がＸ線発生手段から相対的に同じ位置にある状態で撮像を行うことができ、振動方向に同じ位置でのＸ線画像を精度良く撮影することができ、Ｘ線画像の撮影における再現性を高めることが可能となる。

また、マスク画像を撮影するときの天板の振動方向のＸ線発生手段との相対的な位置と、コントラスト画像を撮影するときの天板の振動方向のＸ線発生手段との相対的な位置とを一致させることができるため、マスク画像とコントラスト画像との差分画像であるＤＳＡ画像のずれ（ぶれ）を軽減することが可能となる。これにより、正確な診断に寄与すことが可能となる。

本発明に係るＸ線画像診断装置の全体構成の概略図 本発明に係るＸ線画像診断装置のブロック図 天板の振動によるＸ線の照射及び検出位置のずれについての説明のための図 本実施形態に係るＸ線画像診断装置の画像撮影のフローチャート （Ａ）天板を挟んで振動を抑える支持機構の一例を示す天板の長手方向から見た外観図、（Ｂ）天板を挟んで振動を抑える支持機構の一例を示す天板の短手方向から見た外観図 （Ａ）天板を下から支持することで振動を抑える支持機構の一例を示す天板の長手方向から見た外観図、（Ｂ）天板を下から支持することで振動を抑える支持機構の一例を示す天板の短手方向から見た外観図

〔第１の実施形態〕
以下、図１及び図２を参照しながら、この発明の第１の実施形態に係るＸ線画像診断装置について説明する。図１は、本発明に係るＸ線画像診断装置の全体構成の概略図である。図２は、本発明に係るＸ線画像診断装置の機能を表すブロック図である。

まず、本実施形態に係るＸ線画像診断装置の全体構成の一例を説明する。

寝台６は、被検体Ｐが載置される天板６０と、この天板６０を支持する脚部とを含んで構成される。寝台６の天板６０は、脚部内に格納された天板駆動部６１によって垂直方向及び水平方向に移動させる。また、天板駆動部６１は、天板６０を傾斜させることもできる。この天板駆動部６１はモーターなどである。この天板駆動部６１が本発明における「天板移動手段」にあたる。

また、図１に示すように、本実施形態に係るＸ線画像診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部（Ｘ線管）１及びＸ線を検出するＸ線検出部２を具備している。そして、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２とは、略Ｃ字形状のアーム３（以下では、「Ｃ型アーム３」という。）の一端及び他端に、互いに対向するようにして配置される。このＸ線発生部（Ｘ線管）１が本発明における「Ｘ線発生手段」にあたる。また、このＸ線検出部２が本発明における「Ｘ線検出手段」にあたる。

Ｘ線発生部１とＸ線検出部２とは、被検体Ｐを挟むように配置される。Ｘ線発生部１で発生したＸ線は被検体Ｐに向けて照射される。そして、被検体Ｐを透過したＸ線はＸ線検出部２によって検出される。

Ｘ線発生部１は、高電圧が印加されるフィラメントとターゲットとを備えており、フィラメントから放出された熱電子をターゲットに衝突させることによりＸ線を発生させる。

Ｘ線発生部１のフィラメントからターゲットに向かう熱電子の流れは管電流と呼ばれる。管電流値はフィラメントの温度に応じて変化し、また、フィラメントの温度はフィラメントに通電させる電流（フィラメント電流）の値に応じて変化する。したがって、管電流値の制御は、フィラメント電流の値を制御することによって行う。管電流値を変化させることにより、Ｘ線画像の明るさを調整することができる。

また、Ｘ線発生部１のフィラメントとターゲットとの間の電位差は管電圧と呼ばれる。この管電圧値の制御は、単層全波整流式、三相全波整流式、インバータ方式、コンデンサ方式などの一次側制御法や、テトロード方式といった二次側制御法などの公知の手法を用いて行う。この管電圧を変化させることにより、発生するＸ線の透過力を調整することができる。

Ｘ線検出部２は、例えばイメージインテンシファイア（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）と光学系とを含んだ従来の構成を有する。イメージインテンシファイアは、被検体Ｐを透過したＸ線情報を光学情報に変換する。また、Ｘ線検出部２の光学系は、イメージイテンシファイアから出力される光学情報を撮像素子にて撮影し、映像信号に変換して出力する。

なお、イメージインテンシファイアに代えて、Ｘ線平面検出器などの検出器を用いることも可能である。このＸ線平面検出器は、被検体Ｐを透過したＸ線を光電膜に当てて電子正孔を生成し蓄積して、半導体スイッチを切り替えることで蓄積した電子正孔を電気信号として読みだすことによりＸ線情報を検出するデバイスである。

Ｘ線制御部８及び高電圧発生部９は、Ｘ線照射条件に基づく管電流及び管電圧をＸ線発生部１に印加してＸ線を発生させるための構成を具備している。高電圧発生部９は、Ｘ線放射に必要な高電圧を発生してＸ線発生部１に印加する。また、Ｘ線制御部８は、高電圧発生部９を制御して、Ｘ線発生部１に印加させる電圧値や電流値を調整する。それにより、Ｘ線発生部１のフィラメント電流値が適宜変更され、結果として管電流値が変更される。なお、Ｘ線制御部８は、後述するＸ線照射タイミング制御部５５からのトリガパルスを受けて高電圧発生部９の制御を開始する。

Ｃ型アーム３は、支柱５の側面に設けられた保持部４によって保持されている。また、Ｃ型アーム３は、保持部４によって回動可能に保持されている。Ｃ型アーム３は、保持部４を軸に回転を行い、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２とを一体的に回転させるように動作する。また、Ｃ型アーム３は、保持部４に対して傾斜するようにも動作する。このＣ型アーム３の回動及び回転はＣ型アーム駆動部３１により行われる。また、Ｃ型アーム駆動部３１は、Ｃ型アーム３を水平方向（被検体Ｐの体軸方向、天板６０の長手方向）に移動させる。ただし実際には、保持部４を移動させることでＣ型アーム３の移動を行う。以下では説明の都合上、保持部４及びＣ型アーム３の移動を、単にＣ型アーム３の移動という。このＣ型アーム駆動部３１が本発明における「Ｘ線発生検出部移動手段」にあたる。

Ｃ型アーム駆動部３１が、Ｃ型アーム３を水平方向に移動させると、そのＣ型アーム３の移動による振動などの影響を受けて天板６０の被検体載置面と直交する方向（床と直交する方向）に振動する。具体的には、天板６０の振動により図３に示すような状態になる。図３は天板６０の振動によるＸ線の照射及び検出位置のずれについての説明のための図である。図３では説明をわかり易くするために天板６０に立方体Ｑを載置した状態で説明する。図３の点線で示される状態の天板６０ｂがＸ線発生部１の方向に振れた状態であり、実線で示される状態の天板６０ａが基準位置（基準位置とは、床に水平な状態にある場合の天板６０の床との相対的位置のことをいう。）にある状態であり、一点鎖線で示される状態の天板６０ｃがＸ線検出部２の方向に振れた状態である。天板６０ｂの上に置かれた立方体ＱにＸ線を照射すると、天板６０ａの場合と比べて、近くでＸ線が照射されるため拡大率が大きくなってしまうとともに、Ｘ線検出部２での検出位置が図３に向かって左側にずれる。また、天板６０ｃの上に置かれた立方体ＱにＸ線を照射すると、天板６０ａの場合と比べて、遠くでＸ線が照射されるため拡大率が小さくなってしまうとともに、Ｘ線検出部２での検出位置が図３に向かって右側にずれる。この様に振動する天板６０の位置によって撮影される画像の拡大率及び検出位置がずれてしまう。そこで、本実施形態では図３のように天板６０の床との相対的な位置を取得するためのセンサー６２を設ける。ここで、本実施形態では図３のように天板６０の一端にセンサー６２を設けたが、これは天板６０の床からの相対的位置を計測できる位置に配置されれば他の位置でもよく、例えば、床の複数の位置にセンサー６２を配置するような構成でもよい。

センサー６２は、この天板６０が振動している状態での天板６０の振幅や周期といった天板６０の動きを求めることができる値を計測するものであればよく、本実施形態では、センサー６２は、この天板６０が振動している状態での、天板６０の床との相対的な位置を測定できる測定機器である。本実施形態では、センサー６２として赤外線を利用した距離センサーを使用する。これは上述したように他の機器を利用してもよく、たとえば、センサー６２は、超音波などを利用して天板６０から床までの距離を測定できる距離センサーや、天板６０の振動を計測する振動計や加速度センサーなどでもよい。このセンサー６２が本発明における「振動情報取得手段」にあたる。そして、振動する天板６０の振動方向の位置などが「振動情報」にあたる。

前述した基準位置は、天板６０が振動していない状態で、センサー６２が計測した天板６０の床との相対的な位置を計測した値である。この基準位置は予め計測されており、後述するずれ算出部５４に記載されている。ここで、図３における天板６０ａの床との相対的な位置であり、距離ｈが基準位置にあたる。ここで、図３では分かり易いようにセンサー６２を天板６０から突出するように記載しているが、実際にはセンサー６２は天板６０に比較して十分小さいもしくは天板６０に埋め込まれている状態であるため、図３に記載のセンサー６２の大きさは無視できる。また、基準位置の計測時に天板６０の撓みで床との水平方向から少しずれが発生することも考えられるが、常にそのずれが発生した位置を基準位置として計算するため、Ｘ線画像の撮影における再現性には影響しない。

また、本実施形態では基準位置を予めセンサー６２計測しておく構成としたが、これは他の方法でもよく、例えば、後述するずれ算出部５４がセンサー６２で計測された天板６０の床からの最大距離と最小距離の中間点の距離を算出し、その算出した位置を基準位置とするような構成でもよい。

センサー６２で計測された天板６０と床との相対的な位置は機械制御部７を経由して、主制御部１２の統括制御部５０に送られる。

機械制御部７は、Ｃ型アーム駆動部３１によるＣ型アーム３の駆動制御や、天板駆動部６１による天板６０の駆動動作を制御する。また、この機械制御部７の動作は、主制御部１２の統括制御部５０によって制御される。医師や検査技師などの操作者（下では、単に「操作者」という。）は、機械操作部７１を操作して、機械制御部７に対し、天板６０の位置やＣ型アーム３の位置を入力することにより、天板６０やＣ型アーム３を所定の位置に移動させる。

主制御部１２は、図２において点線で表わされる部分であり、コンピュータを含んで構成されている。主制御部１２の統括制御部５０は、Ｘ線診断装置の全体制御を実行する。このとき、統括制御部５０は、制御プログラムや各種データをＲＡＭなどの主記憶部５１に展開することで、Ｘ線診断装置の各主制御を行う。

ずれ算出部５４は、記憶領域を有しており、その記憶領域に予めセンサー６２で計測された基準位置を記憶している。ずれ算出部５４は、センサー６２から現在の天板６０と床との相対的な位置の入力を受ける。ずれ算出部５４は、入力された現在の天板６０と床との相対的な位置を基に、現在の天板６０の基準位置からの変位の値を算出する。ここで、本実施形態では、基準位置からの変位の値とは、基準位置における天板３０の位置から現在の天板３０の位置までの距離である。すなわち、基準位置から現在の天板６０と床との相対的な位置を減算することにより求められる。たとえば、図３の天板６０ｂの場合には、基準位置にある天板６０ａからの差であるΔｈが変位の値となる。また、天板６０が基準位置に位置する場合にはΔｈが０になるので、変位の値が０になる。

そして、ずれ算出部５４は、Ｘ線照射タイミング制御部５５及び位置記憶部５３に算出した変位の値を出力する。

ここで、本実施形態では基準位置からの変位の値を距離で表わしたが、これは他の値でもよく、例えば加速度などを用いて基準位置からの変位の値を求めてもよい。この場合、ずれ算出部５４がセンサー６２から入力された最大の加速度を有する位置を基準位置とし、さらにずれ算出部５４が現在の天板６０の加速度と基準位置における加速度との差を算出して基準位置からの変位の値とする。

位置記憶部５３は、ずれ算出部５４から各時刻における天板６０の基準位置からの変位を時系列に沿って記憶する。ここで、センサー６２により天板６０の床との相対的な位置は時間の経過とともに順次出力されているため、ずれ算出部５４で算出される天板６０の基準位置からの変位の値も時間経過とともに次々入力される。そのため、位置記憶部５３は、時系列に沿って変位の値を順次記憶していく。この位置記憶部５３において順次記憶されている天板３０の基準位置からの変位の値のうち一番新しい値が天板３０の基準位置からの現在の変位の値となる。

Ｘ線照射タイミング制御部５５は、Ｘ線制御部８にＸ線照射開始のトリガパルスを送信する機能を有する。そして、そのトリガパルスの入力を受けたＸ線制御部８が高電圧発生部９を制御して、Ｘ線発生部１から被検体Ｐに向けてのＸ線の照射を行わせる。Ｘ線照射タイミング制御部５５は、Ｘ線制御部８にトリガパルスを送信してから実際に被検体Ｐに向けてＸ線が照射されるまでにかかる遅延時間を予め記憶している。この遅延時間は回路の遅延などにより発生するものである。

さらに、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、位置記憶部５３を参照し、過去の所定期間の天板６０の変位の値を取得し、振動による天板６０の動きを算出する。たとえば、本実施形態におけるＸ線照射タイミング制御部５５は、振動の周期を及び振幅を算出する。ここで、過去の所定期間における過去とは、被検体に対してＸ線照射を行うことが予定されている位置に位置するようにＣ型アーム３のＣ型アーム駆動部３１による水平方向への移動が行われ、その位置にＣ型アーム３が位置した後から現在までの間を指す。そして、所定期間とは振動による天板６０の動きを算出するために必要な期間であればよく、天板６０の振動における１周期分の期間以上が必要である。

この振動による天板３０の動き及び上述した遅延時間を基に、天板３０が基準位置にあるときに被検体ＰにＸ線を照射するための天板３０の基準位置からの変位の値を求める。具体的には、算出した天板６０の振動の周期における基準位置のタイミングを求め、その基準位置のタイミングから遅延時間分の時間を引いた時点での基準位置からの天板６０の変位の値を天板６０の振動の周期から求める。この様に、遅延時間後の天板３０の位置を予測することにより所定位置に天板６０が位置する状態でＸ線の照射を行うことができる。

これにより、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、天板３０がこの求めた基準位置からの変位の値になった時にＸ線制御部８にトリガパルスを送信すれば、天板３０が基準位置にあるときに被検体Ｐに向けてＸ線が照射される。以下では、Ｘ線照射タイミング制御部５５が求めた天板６０の基準位置からの変位の値を「送信タイミング変位値」という。

Ｘ線照射タイミング制御部５５は、ずれ算出部５４からの天板６０の基準位置からの現在の変位の値の入力を受ける。そして、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、入力された変位の値が送信タイミング変位値になった時に、Ｘ線制御部８に対しＸ線照射開始のトリガパルスを送信する。

上述した、Ｘ線照射タイミング制御部５５及びＸ線制御部８を含む機能部が本発明における「照射制御手段」にあたる。

撮影プロトコル記憶部５２は、各種の撮影術式（撮影部位や検査内容など）に応じた撮影プロトコルを予め記憶させておくための記憶媒体である。なお、撮影プロトコルとは、撮影術式に応じて事前に設定された管電流値、管電圧値、撮影時間等の設定値と画像処理プログラムとを含むデータである。

これら撮影プロトコル記憶部５２及び位置記憶部５３は、それぞれ、ハードディスクドライブ、ＰＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体記憶装置などの任意の記憶媒体によって構成される。

表示部１０には、Ｘ線診断装置の各種動作の要求入力や、各種設定値等の入力を行うための画面などが表示させる。この表示制御は、統括制御部５０によって行われる。また、表示部１０には、後述する画像信号処理部１３により生成されたＸ線画像データに基づく画像が表示される。

操作部１１は、キーボード、マウス、タッチパネル、コントロールパネル、トラックボールなどの任意の操作デバイスにより構成されている。この操作部１１及び表示部１０によってユーザインタフェース（ＵＩ）１００が構成されている。

操作者は、ＵＩ１００を用い、表示部１０に表示された画面に従って、操作部１１を操作することにより、管電流値、管電圧値、撮影時間や透視時間（Ｘ線曝射時間）等の撮影条件や透視条件の設定入力、電源のオン／オフの切り替えなどを行う。

ここで、撮影条件や透視条件の設定入力操作については、撮影プロトコル記憶部５２に記憶された各種の撮影プロトコルのうちから所望のものを選択指定することによって行うことも可能である。

また、本実施形態では表示部１０と操作部１１とが別々に設けられているが、例えばタッチパネルや、ディスプレイ付属のコントロールパネルなどを用いることにより、それらを一体的に構成してもよい。

画像信号処理部１３は、例えば主制御部１２とは別のコンピュータ（画像処理用制御部５６で構成されるコンピュータ）によって構成され、Ｘ線検出部２による検出結果（映像信号）に基づいてＸ線画像データを生成する処理を行う。この画像生成処理は、例えば、キャリブレーションなどの処理を行って、マスク像、コントラスト像、サブトラクション像などの画像データを生成するものである。なお、コンピュータの処理能力が十分高い場合には、主制御部１２を構成するコンピュータと画像信号処理部１３とを構成するコンピュータとを一体にしてもよい。また、上述したように画像信号処理部１３は、生成した画像を表示部１０に表示させる。この画像信号処理部１３が本発明における「画像生成手段」及び「表示制御部」にあたる。

画像記憶部１５は、画像処理用制御部５６により生成されたＸ線データを記憶するための記憶媒体である。この画像記憶部１５は、前述の撮影プロトコル記憶部５２などと同様に任意の記憶媒体により構成される。

輝度制御部１６は、Ｘ線検出部２による検出結果に基づいて、Ｘ線撮影画像又は透視画像中の所定の基準領域における平均輝度が適切な輝度値となるように、撮影条件や透視条件を再設定してＸ線制御部８にフィードバックする。

露光タイマー制御部１７は、Ｘ線検出部２による検出結果に基づいて、Ｘ線を遮蔽するフォトタイマなどの露光タイマー（Ｘ線制御部８に設けられている。）を制御する。それにより、撮影時間（Ｘ線曝射時間）が自動的に制御されて撮影画像の明るさが一定に維持される。

なお、輝度制御部１６と露光タイマー制御部１７は、例えば、画像信号処理部１３を構成するコンピュータに設けられていてもよい。

次に図４を参照して、本実施形態に係るＸ線画像診断装置の画像撮影の動作を説明する。図４は、本実施形態に係るＸ線画像診断装置の画像撮影のフローチャートである。

ステップＳ００１：Ｃ型アーム駆動部３１は、予め決められた治療計画又は機械操作部７１からの直接入力などに基づいてＣ型アーム３を所定位置に移動する。

ステップＳ００２：センサー６２は、振動する天板６０の床に対して直交する方向の床との相対的位置を取得する。

ステップＳ００３：ずれ算出部５４は、予め基準位置を記憶しており、センサー６２から入力された天板３０の床との相対的位置を基に、その基準位置からの天板６０の変位の値を算出する。

ステップＳ００４：位置記憶部５３は、ずれ算出部５４で求められた天板６０の基準位置からの変位の値を時系列に沿って順次記憶する。

ステップＳ００５：Ｘ線照射タイミング制御部５５は、位置記憶部５３に記憶されている過去の所定期間の天板６０の基準位置からの変位の値を基に、振動による天板６０の動きを算出する。本実施形態では、天板６０の振動の周期及び振幅が求められる。

ステップＳ００６：Ｘ線照射タイミング制御部５５は、求めた振動による天板６０の動き及び予め記憶している遅延時間を基に送信タイミング変位値を算出する。

ステップＳ００７：Ｘ線照射タイミング制御部５５は、ずれ算出部５４から現在の天板６０の基準位置からの変位の値の入力を受けて、その入力値が算出した送信タイミング変位と一致したときにＸ線制御部８にトリガパルスを送信する。

ステップＳ００８：Ｘ線制御部８はトリガパルスを受信して、Ｘ線発生部１からＸ線を発生させ被検体Ｐに向けてＸ線を照射させる。

ステップＳ００９：Ｘ線検出部２は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。

ステップＳ０１０：画像信号処理部１３は、Ｘ線検出部２によるＸ線の検出結果に対し、キャリブレーションなどの画像処理を行い、Ｘ線画像を生成する。

ステップＳ０１１：画像信号処理部１３は、表示部１０に生成した画像を表示させる。

以上で説明したように、本実施形態に係るＸ線画像診断装置は、振動している天板６０が基準位置に位置したタイミング、すなわち水平になったタイミングで被検体Ｐに対してＸ線を照射しＸ線画像を生成する構成である。

これにより、天板がＸ線発生部から相対的に振動方向に同じ位置にある状態でＸ線の照射及び検出を行う、すなわち振動方向の同じ位置にいる被検体に対してＸ線を照射することができ、振動方向に同じ位置でのＸ線画像を精度良く撮影することが可能となり、Ｘ線画像の撮影における再現性を高めることが可能となる。

また、以上の説明では、基準位置に天板６０が位置したときにＸ線を照射する構成で説明したが、この照射する位置は基準位置である必要は特になく、予め決めておいた所定の位置に天板６０が位置したときにＸ線を照射すること可能である。例えば、診断に最適な画像ではないが天板がＸ線発生部１に最も近づいた位置などでも可能である。

〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係るＸ線画像診断装置について説明する。本実施形態に係るＸ線画像診断装置はＤＳＡ画像を撮影する時において、マスク画像の撮影時とコントラスト画像の撮影時の天板の振動方向の位置を一致させる構成であることが第１の実施形態と異なるものである。そこで、以下の説明では、マスク画像の撮影時とコントラスト画像の撮影時における天板の振動方向の位置の合わせ方について主に説明する。本実施形態に係るＸ線画像診断装置も全体構成の概略は図１で表わされ、機能を表すブロック図は図２で表わされる。以下の説明では、第１の実施形態と同一の符号を付された機能部は特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。

本実施形態ではステッピングＤＳＡにより画像撮影を行う場合で説明する。ステッピングＤＳＡとは、開始位置からＣ型アームを移動させ、Ｃ型アームが特定領域を撮影する位置に達すると一度Ｃ型アームを停止する。ここで特定領域とは予め被検体に対して予定されている撮影位置のことである。そして、その停止した位置でマスク画像の撮影を行う。このマスク画像の撮影を複数の各特定領域を撮影する位置に対して順次行っていき、さらに、Ｃ型アームを開始位置に戻した後、Ｃ型アームを移動させマスク画像を撮影した位置と同じ位置でＣ型アームを停止させコントラスト画像の撮影を行うことを上述のマスク画像を撮影した複数の位置で順次行っていく撮影方法である。本実施形態に係るＸ線画像診断装置では、まずマスク画像の撮影を複数の特定領域を撮影する位置で行った後に、コントラスト画像の撮影を、マスク画像を撮影した時と同じ位置で撮影するというように、同じ位置でマスク画像とコントラスト画像の２つの画像の撮影を行う。このマスク画像撮影時のＸ線の照射が本発明における「第１のＸ線照射」にあたり、コントラスト画像撮影時のＸ線の照射が本発明における「第２のＸ線照射」にあたる。

（マスク画像撮影時）
Ｃ型アーム駆動部３１は、開始位置に配置されたＣ型アーム３を予め決められた最初に撮影を行う位置に移動する。そして、最初の撮影が終わると、Ｃ型アーム駆動部３１は、次の撮影を行う位置にＣ型アーム３を移動する。Ｃ型アーム駆動部３１は、特定領域のマスク画像を撮影する位置として予め決められた位置における撮影がすべて終わるまでこの動作を繰り返す。

センサー６２は、天板６０の振動方向の床との相対的な位置を取得し、機械制御部７を介してずれ算出部５４に出力する。

ずれ算出部５４は、入力された天板６０の振動方向の床との相対的な位置を基に、基準位置からの天板６０の変位の値を算出する。そして、ずれ算出部５４は、算出した基準位置からの天板６０の変位の値を位置記憶部５３及びＸ線照射タイミング制御部５５へ出力する。

Ｘ線照射タイミング制御部５５は、ずれ算出部５４から天板６０の基準位置からの変位の値の入力を時系列的に受ける。そして、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、特定領域を撮影する位置に天板６０が移動した後の適当なタイミングでトリガパルスをＸ線制御部８に送信することで、Ｘ線制御部８を介してＸ線発生部１にＸ線を照射させる。このとき、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、トリガパルスを送信したタイミングにおける、天板６０の基準位置からの変位の値をその撮影を行った時の水平方向及び垂直方向の移動による天板６０の位置と共に自己の記憶領域に記憶する。これは、実際に機械制御部７により制御された天板６０の３次元的な位置を覚えてもよいし、マスク画像撮影時の何回目の照射の時というように照射のタイミングによって天板６０の位置を表すように覚えてもよい。この動作を、前述のＣ型アーム駆動部３１がＣ型アーム３を移動させた各特定領域を撮影する位置で行う。

（コントラスト画像撮影時）
Ｃ型アーム駆動部３１は、マスク画像の撮影が終了すると、Ｃ型アーム３を開始位置に戻す。そして、Ｃ型アーム駆動部３１は、開始位置に配置されたＣ型アーム３をマスク画像撮影時と同様の予め決められた最初に撮影を行う位置に移動する。そして、最初の撮影が終わると、Ｃ型アーム駆動部３１は、マスク画像撮影時と同様の次の撮影を行う位置にＣ型アーム３を移動する。Ｃ型アーム駆動部３１は、コントラスト画像を撮影する位置（これは、マスク画像を撮影する位置と同一）として予め決められた各特定領域を撮影する位置における撮影がすべて終わるまでこの動作を繰り返す。

センサー６２は、天板６０の振動方向の床との相対的な位置を取得し、機械制御部７を介してずれ算出部５４に出力する。

ずれ算出部５４は、入力された天板６０の振動方向の床との相対的な位置を基に、基準位置からの天板６０の変位の値を算出する。そして、ずれ算出部５４は、算出した基準位置からの天板６０の変位の値を位置記憶部５３及びＸ線照射タイミング制御部５５へ出力する。

Ｘ線照射タイミング制御部５５は、ずれ算出部５４から天板６０の基準位置からの変位の値の入力を時系列的に受ける。Ｘ線照射タイミング制御部５５は、記憶している各特定領域を撮影する位置におけるトリガパルスを送信したタイミングと同じタイミングでトリガパルスをＸ線制御部８に送信する。これにより、Ｘ線照射タイミング制御部５５はＸ線制御部８を介してＸ線発生部１にＸ線を照射させる。この場合、同じ位置に天板６０が移動された場合には、おおよそ天板６０は同じように振動すると考えられるので、Ｘ線照射タイミング制御部５５が、マスク画像を撮影したときと同じタイミングでコントラスト画像撮影時のトリガパルスを送信すれば基準位置からの変位が同じ状態にある天板６０に対してＸ線を照射することができる。

以上で説明したように、本実施形態にかかるＸ線画像診断装置は、ステッピングＤＳＡにより画像撮影を行う場合に、マスク画像撮像時及びコントラスト画像撮像時において、天板６０の振動に対して同じタイミングでＸ線を照射する構成である。これにより、マスク画像を撮影するときの天板の振動方向のＸ線発生部との相対的な位置と、コントラスト画像を撮影するときの天板の振動方向のＸ線発生部との相対的な位置とを一致させることができるため、マスク画像とコントラスト画像との差分画像であるＤＳＡ画像のずれ（ぶれ）を軽減することが可能となる。したがって、正確な診断に寄与すことが可能となる。

ここで、マスク画像撮像時に、位置記憶部５３は、ずれ算出部５４から入力された基準位置からの天板６０の変位の値を、その変位の値が入力されたタイミングにおける水平方向及び垂直方向の移動による天板６０の位置と共に、時系列に沿って順次記憶する。これは、実際に機械制御部７により制御された天板６０の３次元的な位置を覚えてもよいし、マスク画像撮影時の何回目の照射の時、及び何回目の照射と何回目の照射の間、などと照射のタイミングによって天板６０の位置を表すように覚えてもよい。

そして、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、位置記憶部５３を参照して、振動による天板６０の動きを算出し、その算出した振動による天板６０の動きを基にマスク画像撮像時のトリガパルスを送信したときの基準位置からの天板６０の変位の値になるタイミングでトリガパルスをＸ線制御部８に送信してもよいが、これは上述のように同じ位置に移動された天板６０の振動はほぼ同じ振動となるため、結局マスク画像撮像時のトリガパルス送信のタイミングで送信することになる。

（変形例１）
以下は、コントラスト画像撮影時における各機能部の動作を説明する。ここでマスク画像撮影時における各機能部の動作は第２の実施形態と同様のものである。

位置記憶部５３は、ずれ算出部５４から入力された基準位置からの天板６０の変位の値を、その変位の値が入力されたタイミングにおける水平方向の移動によるＣ型アーム３の位置と共に、時系列に沿って順次記憶する。これは、実際に機械制御部７により制御されたＣ型アーム３の３次元的な位置を覚えてもよいし、マスク画像撮影時の何回目の照射の時、及び何回目の照射と何回目の照射の間、などと照射のタイミングによってＣ型アーム３の位置を表すように覚えてもよい。

Ｘ線照射タイミング制御部５５は、位置記憶部５３を参照し、現在のＣ型アーム３の位置におけるコントラスト画像撮影時に（すなわち現在の直近で）取得された基準位置からの天板６０の変位の値のうち所定期間の値を用いて、振動による天板６０の動きを算出する。

Ｘ線照射タイミング制御部５５は、算出した振動による天板６０の動きを基にマスク画像撮像時のトリガパルスを送信したときの基準位置からの天板６０の変位の値と同じ変位の値になるタイミングでトリガパルスをＸ線制御部８に送信する。これにより、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、Ｘ線制御部８を介してＸ線発生部１にＸ線を照射させる。

本変形例に係るＸ線画像診断装置は、コントラスト画像撮影時における天板６０の動作を用いて、コントラスト画像撮影時の基準位置からの天板６０の変位がマスク画像撮影時における基準位置からの天板６０の変位と同じ値となるタイミングでＸ線を照射する構成である。これにより、より精度よくマスク画像の撮影時の天板の変位の値と天板の変位の値が一致した状態で、コントラスト画像の撮影を行うことができ、マスク画像とコントラスト画像との差分画像であるＤＳＡ画像のずれ（ぶれ）をより軽減することが可能となる。したがって、正確な診断により寄与することが可能となる。

〔第３の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係るＸ線画像診断装置について説明する。本実施形態に係るＸ線画像診断装置は天板の振動方向の所定位置において撮影をした時に、その所定位置の基準位置からの変位情報を用いて、所定位置で撮影した画像を補正して基準位置で撮影した状態の画像と一致するようにする構成であることが第１及び第２の実施形態と異なるものである。そこで、以下の説明では、所定位置で撮影した画像の補正について主に説明する。本実施形態に係るＸ線画像診断装置も全体構成の概略は図１で表わされ、機能を表すブロック図は図２で表わされる。以下の説明では、第１の実施形態と同一の符号を付された機能部は特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。

Ｘ線照射タイミング制御部５５は、ずれ算出部５４から基準位置からの天板６０の変位の値の入力を受ける。また、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、位置記憶部５３を参照し、天板６０の動作を算出する。そして、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、算出した天板６０の動作及び予め記憶している遅延時間を基に、基準位置からの天板６０の変位の値が所定の値になるタイミング（すなわち、振動方向の所定位置に天板６０が位置したタイミング）になるトリガパルス送信タイミングを算出する。そして、算出した送信タイミングでＸ線制御部８にトリガパルスを送信する。これにより、振動方向の所定位置に位置する天板６０に載置された被検体に対してＸ線が照射される。

そして、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、Ｘ線が照射されるときの基準位置からの天板６０の変位の値を画像信号処理部１３へ出力する。

画像信号処理部１３は、機械制御部７から統括制御部５０を経由して、生成した画像を撮影したときの、Ｃ型アーム３の位置及び天板６０の位置の入力を受ける。この入力された値により、画像処理用制御部５６は、天板６０が基準位置（床と水平な状態）にある場合のＸ線発生部１、天板６０、及びＸ線検出部２のそれぞれの相対的な位置が算出できる。たとえば、Ｘ線発生部１における一点を頂点としＸ線検出部２を底辺とするＸ線の照射の軌跡の三角形、及びＸ線発生部１における一点を頂点とし天板６０を底辺とするＸ線の照射の軌跡の三角形を求める。

さらに、画像処理用制御部５６は、Ｘ線照射タイミング制御部５５から入力された基準位置からの天板６０の変位の値を基に、生成した画像を撮影したときの天板６０の振動方向の位置における、Ｘ線発生部１、天板６０、及びＸ線検出部２の相対的な位置を算出する。この位置も例えば上述したような三角形として求められる。

そして、画像処理用制御部５６は基準位置と入力された変位の値の位置とにおける、相似比（例えば三角形の相似比）を求めその相似比を使って拡大率や画像の位置を調整することで、振動方向の所定位置に天板６０が位置する状態で撮影された画像を基準位置に天板６０が位置する状態で撮影された画像に補正する。

以上に説明したように、本実施形態に係るＸ線画像診断装置は、天板６０が所定位置に位置する状態で撮影した画像を補正して、天板６０が基準位置に位置する状態で撮影した画像のようにする構成である。これにより、天板６０がどのような位置で撮影されたＸ線画像であっても、基準位置に天板６０がある状態で撮影された画像として生成することが可能となる。これにより、正確な診断に寄与することが可能となる。

また、以上の説明では、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、天板６０が振動方向の予め決められた所定位置に位置したときにＸ線を照射するようにＸ線制御部８を介してＸ線発生部１を制御したが、本実施形態に係るＸ線画像診断装置は、適当なタイミングでＸ線を照射して撮影した画像に対して補正を行うことも可能である。この場合も、Ｘ線照射タイミング制御部５５は、照射を行ったタイミングにおける基準位置からの天板６０の変位の値を把握することができるため、その基準位置からの天板６０の変位の値を画像信号処理部１３に出力することで、画像信号処理部１３はその入力された値を基に補正を行うことが可能である。

さらに、以上に説明した各実施形態では、撮影を行いたい被検体の位置にＸ線が照射されるようにＣ型アーム３が移動する構成を説明したが、Ｃ型アーム３が水平方向への移動は行わず天板６０が移動することで撮影を行いたい被検体の位置にＸ線が照射されるようにする構成でもよい。この様に天板６０が移動する構成においても、やはり天板６０の移動による振動が発生する。そのため、天板６０が移動する様な構成においても以上に説明した各実施形態と同様の構成を用いることにより、天板６０がＸ線発生部１から相対的に振動方向に同じ位置にある状態でＸ線の照射及び検出を行えるという効果が発生する。また、Ｃ型アーム３及び天板６０がいずれも移動する構成でも同様である。

さらに、第１の実施形態〜第３の実施形態に対して、図５（Ａ）及び（Ｂ）、又は図６（Ａ）及び（Ｂ）のように天板を支持し振動を抑える支持機構を付加した構成にしてもよい。ここで、図５（Ａ）及び（Ｂ）、並びに図６（Ａ）及び（Ｂ）はいずれもＣ型アーム３が移動する構成である。

図５（Ａ）は天板を挟んで振動を抑える支持機構の一例を示す天板の長手方向から見た外観図である。図５（Ｂ）は天板を挟んで振動を抑える支持機構の一例を示す天板の短手方向から見た外観図である。寝台６は、天板６０と天板支持部７２とを有する。天板支持部７２は、天板６０の床側及び床と逆側に天板６０を挟む押圧部材を有しており、この押圧部材は天板６０に近づいたり離れたりすることができる。そして、この押圧部材で天板６０を双方から押圧することにより天板６０を狭持する機構を有する。天板支持部７２は、Ｃ型アーム３に取り付けられ、Ｃ型アーム３と共に移動する。Ｃ型アーム３が移動中には天板支持部７２は天板６０から離れており、天板支持部７２は、Ｃ型アーム３が停止している状態において天板６０を狭持し振動を抑える。

図６（Ａ）は天板を下から支持することで振動を抑える支持機構の一例を示す天板の長手方向から見た外観図である。図６（Ｂ）は天板を下から支持することで振動を抑える支持機構の一例を示す天板の短手方向から見た外観図である。寝台６は、天板６０と天板支持部７３とを含む。そして、天板支持部７３は天板６０の床側の面に設けられたレールに沿って移動可能に取り付けられた脚状の部材であり、天板６０の脚となり天板６０を下から支持し天板６０の振動を抑える。天板支持部７３は、レールに沿って動き天板６０を任意の位置で支持することが可能である。また、天板支持部７３は、天板６０との接合部分にヒンジ機構が設けられており、天板６０を支持しない場合には天板６０の床側の面に格納される。

以上のように、上述した各実施形態に支持機構を設けることで天板の振動が抑えられ、Ｘ線照射のタイミングの計算ミスなどにより、実際のＸ線の照射時の天板の位置と想定していた天板の位置とに誤差が生じたとしても、その誤差を小さく抑えることが可能となる。

１ Ｘ線発生部（Ｘ線管）
２ Ｘ線検出部
３ Ｃ型アーム
３１ Ｃ型アーム駆動部
４ 保持部
５ 支柱
６ 寝台
６０ 天板
６１ 天板駆動部
６２ センサー
７ 機械制御部
８ Ｘ線制御部
９ 高電圧発生部
１０ 表示部
１１ 操作部
１００ ユーザインタフェース（ＵＩ）
１２ 主制御部
１３ 画像信号処理部
１５ 画像記憶部
１６ 輝度制御部
１７ 露光タイマー制御部
５０ 統括制御部
５１ 主記憶部
５２ 撮影プロトコル記憶部
５３ 位置記憶部
５４ ずれ算出部
５５ Ｘ線照射タイミング制御部
５６ 画像処理用制御部

Claims (8)

1. 被検体を載置する天板と、
   Ｘ線を照射するＸ線発生手段と、
   前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
   前記天板を移動する天板移動手段と、
   前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を移動させるＸ線発生検出部移動手段と、
   前記天板の振動情報を取得する振動情報取得手段と、
   前記天板の前記振動情報に基づいて、Ｘ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御する照射制御手段と、
   前記Ｘ線検出手段が検出した検出結果を基にＸ線画像を生成する画像生成手段と、
   前記Ｘ線画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
   を備えることを特徴とするＸ線画像診断装置。
2. 前記振動情報には、前記天板が振動したときの振動方向の位置が含まれ、
   前記照射制御手段は、前記天板が前記振動方向の所定位置に位置するタイミングでＸ線を照射するように前記Ｘ線発生手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
3. 前記照射制御手段は、前記天板の過去の前記振動方向の位置を基に前記天板が前記所定位置に位置するタイミングを算出することを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像診断装置。
4. 前記Ｘ線発生手段は、造影剤を注入前の被検体に対し第１のＸ線照射を行い、造影剤を注入後の被検体に対し第２のＸ線照射を行い、
   前記照射制御手段は、前記Ｘ線発生手段が第１のＸ線照射をおこなった時の前記振動情報取得手段で取得された前記天板の前記振動方向の位置を記憶し、前記記憶した位置を前記所定位置として前記第２のＸ線照射を行わせる、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のＸ線画像診断装置。
5. 前記照射制御手段は、前記所定位置を前記天板が水平な時の位置とすることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一つに記載のＸ線画像診断装置。
6. 前記画像生成手段は、前記Ｘ線が照射された時の位置を基に、前記天板が水平な時の位置における画像に対する前記生成した画像の拡大率を算出し、前記拡大率を基に前記生成した画像を前記天板が水平な時の位置における画像に補正する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のＸ線画像診断装置。
7. 前記天板の振動を抑制するための天板支持機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のＸ線画像診断装置。
8. 天板を所定の位置に移動する天板移動段階と、
   前記天板に載置された被検体を挟んで対向位置に配置されたＸ線管及びＸ線検出器を移動するＸ線発生検出部移動段階と、
   前記天板の振動情報を取得する振動情報取得段階と、
   前記天板が前記振動情報に基づいて、Ｘ線を照射するようにＸ線管を制御する照射制御段階と、
   前記Ｘ線管からＸ線を照射するＸ線照射段階と、
   前記天板に載置された被検体を透過したＸ線を前記検出器により検出するＸ線検出段階と、
   前記検出した検出結果を基にＸ線画像を生成する画像生成段階と、
   前記Ｘ線画像を表示部に表示させる表示制御段階と、
   を有することを特徴とするＸ線画像診断装置制御方法。

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