JP2010284375A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線診断装置において、所望する撮影位置にＣアームを簡易に移動すること。
【解決手段】 Ｘ線診断装置は、略Ｃ形アーム２１と、Ｃ形アーム移動機構４と、Ｘ線管２と、Ｘ線検出器５と、無線信号を送信するための可搬性を有する送信器１５と、Ｘ線検出器に設けられ、送信器から発生される無線信号を受信するための複数の受信器１３と、受信器の出力に基づいて送信器からＸ線検出器の視野中心線までの距離を計測する距離計測部１４と、計測した距離が所定距離未満になるように移動機構を制御する制御部１０とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線画像を収集し観察できるＸ線診断装置に関する。

循環器のＸ線診断装置の透視のもとで、インターベンション（血管内治療）を行うことがある。この種の多くのＸ線診断装置には、Ｘ線管とＸ線検出器を保持するＣアームの位置などを予め登録し、その記憶させた位置情報を簡単な入力操作（プリセットボタン）で、登録位置に容易かつ最適に移動させるオートポジショニング機能がある。

オートポジショニング機能で再現される位置は、Ｘ線管とＸ線検出器を保持するＣアームの角度や位置を正確に再現できる事が可能である。しかし、患者の体格を厳密に考慮したオートポジショニングではないため、オートポジショニング後に患者の体格に合わせて術者自らの手動による微調整が必要となる場合がある。

心臓や頭部等の対象部位のインターベンションを実施した後、ガイドワイヤやデバイスを挿入した穿刺位置付近の止血状況をＸ線診断装置で確認するため、穿刺位置までＸ線管とＸ線検出器を保持したＣアームを移動させる事がある。この時オートポジショニング後であっても、患者の体格に合わせて手動による微調整が必要となる場合があり、手間及び検査時間がかかっていた。

本発明の目的は、Ｘ線診断装置において、所望する撮影位置にＣアームを簡易に移動することにある。

本発明の第１局面は、略Ｃ形アームと、前記略Ｃ形アームを移動する移動機構と、前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線管と、前記Ｘ線管に対向する向きで前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線検出器と、無線信号を送信又は受信するための可搬性を有する第１通信器と、前記Ｘ線検出器に設けられ、前記第１通信器と通信する複数の第２通信器と、前記第２通信器の出力に基づいて前記第１通信器から前記Ｘ線検出器の視野中心線までの距離を計測する距離計測部と、前記計測した距離が所定距離未満になるように前記移動機構を制御する制御部とを具備することを特徴とするＸ線診断装置を提供する。
本発明の第２局面は、略Ｃ形アームと、前記略Ｃ形アームを移動する移動機構と、前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線管と、前記Ｘ線管に対向する向きで前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線検出器と、被検体の関心部位から前記Ｘ線検出器の視野中心線までの距離が所定距離未満になるように移動機構を制御する制御部とを具備することを特徴とするＸ線診断装置を提供する。
本発明の第３局面は、略Ｃ形アームと、前記略Ｃ形アームを移動するアーム移動機構と、前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線管と、Ｘ線管に対向する向きで前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線検出器と、前記略Ｃ形アームを事前に登録した位置まで自動的に移動させるために前記移動機構を制御するオートポジショニングモードと、被検体の関心部位から前記Ｘ線検出器の視野中心線までの距離が所定距離未満になるように前記移動機構を制御して前記略Ｃ形アームの位置を微調整する微調整モードとにより前記移動機構を制御する制御部とを具備することを特徴とするＸ線診断装置を提供する。

本発明によれば、Ｘ線診断装置において、所望する撮影位置にＣアームを簡易に移動することができる。

本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図である。 図１のガントリの外観図である。 本実施形態によるオートポジショニングと微調整の動作手順を示す流れ図である。 図３の動作手手順の補足図である。 図３の距離Ｄ，Ｌを示す図である。 本実施形態によるオートポジショニングと微調整の他の動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１、図２に示すように、本実施形態に係るＸ線診断装置のガントリ１は、高電圧発生器３から高電圧の印加を受けてコーン形のＸ線を発生するＸ線管２を、被検体を透過したＸ線を検出する２次元の典型的にはFPD（Flat Panel Ditector）としてのＸ線検出器５とともに保持する略Ｃ形アーム２１を有する。データ収集部６は、Ｘ線検出器５を介して２次元の投影画像のデータを収集する。投影画像はディスプレイ９に表示される。

Ｃ形アーム２１は、天井吊りアーム２４に、矢印Ｃ，Ｄにそって回転自在に支持される。天井吊りアーム２４は、天井ベース２２に矢印Ｅにそって回転自在に吊り下げられる。天井ベース２２は、天井レール２３に矢印Ａ，Ｂにそって移動自在に支持される。移動Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの動きは各々設けられたステッピングモータにより駆動され、各々の位置、角度は各々設けられたＣ形アーム位置センサ１１により測定される。天井吊りアーム２４は、天井ベース２２、天井レール２３とともにＣ形アーム移動機構４を構成する。

システム制御部７は装置全体の動作を制御する。撮影制御部８は高電圧発生器３及びデータ収集部６を制御して撮影動作を実行する。移動制御部１０は、矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各移動に関して制御するために設けられている。矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの移動にそれぞれ対応する複数の操作スイッチが寝台近傍に配置されるサテライトコンソール１２に設けられている。操作者は複数の操作スイッチを任意に操作することで矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅそれぞれの移動を自由に操作して任意の姿勢で撮影をすることができる。

サテライトコンソール１２には、複数のプリセットスイッチ１２１、１２２、１２３が設けられている。各プリセットスイッチ１２１、１２２、１２３には、Ｃ形アーム２１の矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅそれぞれに関する位置データがユーザ指示に従って事前に登録されている。サテライトコンソール１２は、プリセットスイッチ１２１、１２２、１２３のいずれかが操作されたとき、Ｃ形アーム２１の矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅそれぞれに関する位置が、当該操作されたプリセットスイッチに対応する登録位置になるように、Ｃ形アーム移動機構４の移動Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ各々に設けられたステッピングモータの動作を制御する。この動作は、オートポジショニング機能と称される。

本実施形態では、このオートポジショニング機能に、微調整モードが追加される。オートポジショニング機能では上記の通り登録位置までは自動的に移動させることはできるが、その登録位置は、術者がカテーテル術中などに実際に画像を必要としている部位に対応する位置から外れていることが多い。微調整モードは、オートポジショニング機能を補助する機能であり、Ｃ形アーム２１を、術者がカテーテル術中などに実際に画像を必要としている部位（関心部位）に対応する位置まで自動的に移動するためのものである。

微調整モードのために必要な構成としては、定期的に無線信号パルスを送信する小型で可搬性の送信器（小型センサともいう）１５がある。この送信器１５には、典型的には図４の（１）に示すように術者の左手小指に装着することができるアダプタを取り付けることができる。もちろん送信器１５には、指装着用のアダプタの他に、手、手首にそれぞれに装着可能なアダプタに交換可能である。微調整モードにおける「術者がカテーテル術中などに実際に画像を必要としている部位に対応する位置（関心部位）」は、術者の手元の位置である。つまり術者は画像で確認したい被検体の関心部位の付近に送信器１５を装着した指を配置することで、その位置までＣアーム２１の移動を関心部位まで自動的に微調整することができる。

送信器１５から定期的に送信される無線信号パルスは、複数の受信器１３で受信される。複数の受信器１３は、Ｘ線検出器５のハウジング内の４隅に分散設置される。複数の受信器１３で受信した複数の受信信号の強度差又は時間差に基づいて、送信器１５からＸ線検出器の視野中心線までの距離を計算するために、距離計算部１４が設けられている。実際には距離計算部１４はＲＯＭとして提供される。Ｘ線検出器５の視野中心線は、図２に示すように、Ｘ線検出器５の検出面の中心において検出面と直交する線であり、この線に対する送信器１５からの最短距離が計測される。

なお、送信器１５と受信器１３の配置関係は逆であっても良い。つまり、受信器１３を小型化して可搬性を与えて、術者の左手小指等に装着することができるアダプタを取り付け、一方、複数の送信器１５をＸ線検出器５のハウジング内の４隅に分散設置するようにしてもよい。ここで、必要に応じて、術者の左手小指等に装着する送信器又は受信器を第１通信器と称し、Ｘ線検出器５のハウジング内に設置される受信機又は送信器を第２通信器と称する。

本実施形態では、微調整モードを手動で起動させる場合と自動で起動させる場合とを用意している。微調整モードの自動起動では、オートポジショニング機能のもとで登録位置までＣ形アーム２１が移動している最中に、送信器１５からＸ線検出器５の検出面中心線までの距離が所定距離“Ｄ”まで接近した時点で微調整モードが自動的に起動する。サテライトコンソール１２には、微調整モードの手動起動に対応する微調整スイッチ１２４と、微調整モードの自動起動に対応するオート微調整スイッチ１２５とが設けられている。微調整モードの手動起動では、対応する微調整スイッチ１２４を操作した時点で微調整モードが起動する。

図３には微調整モードの手動起動における本実施形態の動作手順を示している。図４にはその動作の補足図を示している。まずカテーテル術式とともにＸ線診断装置を用いた検査が開始される（Ｓ１１）。まず、入出力装置を介した操作者からの指示により、所望の観察位置へアーム２１および寝台が位置決めされ、またＸ線条件や収集条件が決定される。次に操作者による収集開始の指示によって、Ｘ線画像の収集が開始される。収集枚数は、１フレームの場合（ワンショット撮影）と、複数フレーム（シネ撮影あるいは動画撮影）の場合がある。透視を行っている場合でも透視中の画像を収集することも可能。収集された画像は、収集に関連する情報（画像付帯情報）とともに、画像メモリに格納され、これがディスプレイ９に表示される。収集された複数のＸ線画像は、画像付帯情報とともに、画像記憶用メモリに保管される。操作者からの指示によって、任意のＸ線画像が画像記憶用メモリから画像メモリに読み出され、ディスプレイ９に表示され、診断のために観察される。Sliding DA撮影の場合は、上述の撮影処理中に、血管の流れをディスプレイ９で確認しながら、操作者による手動操作にて寝台の天板がスライド移動される。

サテライトコンソール１２のプリセットスイッチ１２１が操作者により操作されたとき（Ｓ１２）、移動制御部１０の制御のもとで、Ｃ形アーム移動機構４により、プリセットスイッチ１２１に対応して事前に登録されている位置に向かってＣ形アーム２１が移動される（Ｓ１３）。オートポジショニング機能でＣ形アーム２１が移動されている最中又はＣ形アーム２１が登録位置で停止した任意の時点に、サテライトコンソール１２の微調整スイッチ１２４が操作者により操作されたとき（Ｓ１４）、移動制御部１０の制御のもとで、微調整モードが起動する。微調整スイッチ１２４が操作されないときは、そのままオートポジショニング機能のもとで、Ｃ形アーム２１は登録位置まで移動してその位置で停止し（Ｓ１５）、次のプリセットスイッチが操作されるまで又は検査終了（Ｓ１６）までその位置で待機する。

Ｓ１４で微調整スイッチ１２４が操作されたとき、送信器１５からＸ線検出器の視野中心線までの距離の計測が距離計測部１４で開始され、この距離を移動制御部１０では監視する。Ｘ線検出器の視野中心線が送信器１５に対して所定の距離“Ｄ”まで接近した時点で（Ｓ１７）、移動制御部１０は微調整モードを起動する（Ｓ１８）。Ｘ線検出器の視野中心線が送信器１５に対して図５に例示する所定の距離“Ｄ”より遠方にある期間は、オートポジショニング機能のもとでＣ形アーム２１は登録位置に向かって移動される。距離“Ｄ”は例えば１０ｃｍに予め設定される。

Ｓ１８において、微調整モードでは、移動制御部１０の制御のもとで、Ｃ形アーム移動機構４により、検出器中心線と送信器１５との距離を短縮する方向、つまり検出器中心線が送信器１５に接近する方向にＣ形アーム２１が移動される。Ｃ形アーム２１は、Ｘ線検出器の視野中心線が送信器１５に対して所定の距離“Ｌ”にまで接近するまでそのまま移動される（Ｓ１９）。Ｃ形アーム２１は、Ｘ線検出器の視野中心線が送信器１５に対して所定の距離“Ｌ”にまで接近した時点で停止され（Ｓ２０）、その位置で次のプリセットスイッチが操作されるまで又は検査終了（Ｓ１６）まで待機する。距離“Ｌ”は距離“Ｄ”より短く、例えば２ｃｍに予め設定される。それにより手動による微調整を不要にして、術者の手元位置をほぼ画像中心で撮影することができる。

図６には、微調整モードの自動起動における本実施形態の動作手順を示している。まずカテーテル術式とともにＸ線診断装置を用いた検査が開始される（Ｓ１１）。微調整モードの自動起動に対応するサテライトコンソール１２のオート微調整スイッチ１２５が操作者により操作される（Ｓ２１）。そしてサテライトコンソール１２のプリセットスイッチ１２１が操作者により操作されたとき（Ｓ１２）、移動制御部１０の制御のもとで、Ｃ形アーム移動機構４により、プリセットスイッチ１２１に対応して事前に登録されている位置に向かってＣ形アーム２１の移動が開始され、それとともに送信器１５からＸ線検出器の視野中心線までの距離の計測が距離計測部１４で開始され、この距離を移動制御部１０では監視する。

Ｘ線検出器の視野中心線が送信器１５に対して所定の距離“Ｄ”まで接近した時点で（Ｓ１７）、移動制御部１０は微調整モードを自動的に起動され（Ｓ２２）、移動制御部１０の制御のもとで、Ｃ形アーム移動機構４により、検出器中心線と送信器１５との距離を短縮する方向、つまり検出器中心線が送信器１５に接近する方向にＣ形アーム２１が移動される。Ｃ形アーム２１は、Ｘ線検出器の視野中心線が送信器１５に対して所定の距離“Ｌ”にまで接近するまで移動され（Ｓ１９）、その距離Ｌまで接近した時点で停止され（Ｓ２０）、その位置で次のプリセットスイッチが操作されるまで又は検査終了（Ｓ１６）まで待機する。この時点でオート微調整モードは解除される。

本実施形態により、患者の体格に合わせたＣアームの位置決めの微調整を簡便な方法で実現できるため、検査時間の短縮が可能な上、位置確認のための確認透視も不要のため、被曝低減も可能である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明は、Ｘ線診断装置において、所望する撮影位置にＣアームを簡易に移動する分野に利用可能性がある。

１…ガントリ、２…Ｘ線管、３…高電圧発生器、４…Ｃ形アーム移動機構、５…Ｘ線検出器、６…データ収集部、７…システム制御部、８…撮影制御部、９…ディスプレイ、１０…移動制御部、１１…Ｃ形アーム位置センサ、１２…サテライトコンソール、１３…受信器、１４…距離計算部。

Claims (6)

1. 略Ｃ形アームと、
   前記略Ｃ形アームを移動する移動機構と、
   前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線管と、
   前記Ｘ線管に対向する向きで前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線検出器と、
   無線信号を送信又は受信するための可搬性を有する第１通信器と、
   前記Ｘ線検出器に設けられ、前記第１通信器と通信する複数の第２通信器と、
   前記第２通信器の出力に基づいて前記第１通信器から前記Ｘ線検出器の視野中心線までの距離を計測する距離計測部と、
   前記計測した距離が所定距離未満になるように前記移動機構を制御する制御部とを具備することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記制御部は、事前に登録した位置まで前記略Ｃ形アームを自動的に移動させるために前記移動機構を制御するオートポジショニング制御機能を有し、
   前記制御部は、前記オートポジショニング制御機能により前記略Ｃ形アームが移動中に前記第１通信器から前記Ｘ線検出器の視野中心線までの距離が前記所定距離より長い他の所定距離に未満となったとき、前記オートポジショニング制御機能に優先して、前記計測した距離が所定距離未満になるように前記移動機構を制御することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記第１通信器は、術者の指、手または手首に着脱可能な構造を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
4. 略Ｃ形アームと、
   前記略Ｃ形アームを移動する移動機構と、
   前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線管と、
   前記Ｘ線管に対向する向きで前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線検出器と、
   被検体の関心部位から前記Ｘ線検出器の視野中心線までの距離が所定距離未満になるように前記移動機構を制御する制御部とを具備することを特徴とするＸ線診断装置。
5. 略Ｃ形アームと、
   前記略Ｃ形アームを移動する移動機構と、
   前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線管と、
   前記Ｘ線管に対向する向きで前記略Ｃ形アームに搭載されるＸ線検出器と、
   前記略Ｃ形アームを事前に登録した位置まで自動的に移動させるために前記移動機構を制御するオートポジショニングモードと、被検体の関心部位から前記Ｘ線検出器の視野中心線までの距離が所定距離未満になるように前記移動機構を制御して前記略Ｃ形アームの位置を微調整する微調整モードとにより前記移動機構を制御する制御部とを具備することを特徴とするＸ線診断装置。
6. 前記オートポジショニングモードの起動に対応する、ユーザ操作されるオートポジショニングスイッチと、前記微調整モードの起動に対応する、ユーザ操作される微調整スイッチとを有する操作卓をさらに備えることを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。

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