JP2013123629A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルモニタと操作者の位置関係が変化する場合においても、最適なキャリブレーション結果が得られるＸ線撮影装置を提供する。
【解決手段】ＧＵＩ部品毎に感度範囲を座標化し、表示ボタンとタッチパネル面を操作する操作者とのなす視野角に応じて感度範囲を調整することで、使用場面において最適な補正を実現する。
【選択図】図５

Description

本発明は、一端にＸ線源を他端にＸ線検出器を支持するアーム部を有する移動型Ｘ線撮影装置に係り、特にポインティングデバイスとしてタッチパネルモニタを有する移動型Ｘ線撮影装置に関する。

従来より、医療用Ｘ線撮影装置として、主に手術室等で用いられる移動型のＸ線撮影装置がある。移動型Ｘ線撮影装置は、例えば、Ｘ線源やＸ線検出器等を略Ｃ字状のアーム（以下、Ｃアームという）に対向配置させた本体ユニットと、本体ユニット側で計測されたＸ線検出信号に基づいて、画像を生成する画像処理ユニットとが通信ケーブル等の通信手段により接続されて構成される（例えば、特許文献１を参照）。各ユニットは台車に搭載され、手術室内を移動できるようになっている。

画像処理ユニットには、計測されたＸ線検出信号に基づいて生成された画像を表示し、同時に画像処理ユニットに命令を入力するためのタッチパネルモニタを備える。タッチパネルモニタを使用するには、事前に表示位置やタッチ感度等のキャリブレーションを行う必要がある。

従来は、キャリブレーション結果は、モニタ、あるいはモニタを制御するディスプレイドライバが保持している為、キャリブレーションの単位はモニタ毎であり、つまりはシステム毎であった。

キャリブレーションは、操作者とモニタの位置関係の違いによって生ずる視野角の変化が影響する為、位置関係を特定して行う必要があるが、一般的にはタッチパネルモニタと正対する位置でキャリブレーションが行われている。

特開２０１１−８７７４６号公報

移動型Ｘ線撮影装置が用いられる多くの場面では、術者（例えば、医師）と操作者（例えば、検査技師）の様に複数のユーザが１つのタッチパネルモニタを参照する為、視野角を一意に決めることが出来ない。

また、手技（例えば、検査や施術）に応じて、移動型Ｘ線撮影装置を構成する各ユニット（以下、装置と略す）と人の位置関係が変化する為、システム毎にしかない１パターンのキャリブレーション結果では対応することが出来ない。
最適なキャリブレーション結果を得るにはその都度キャリブレーションする必要があった。
このような理由から、操作者に適したキャリブレーション結果は提供されておらず、その為、誤タッチあるいはそれが起因の誤操作が生じていた。

そこで、本発明の目的は、装置と操作者の位置関係が変化する場合においても、最適なキャリブレーション結果を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のＸ線撮影装置の主要な構成は、次の通りとなる。

被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、Ｘ線発生部から照射され被検体を透過したＸ線を受像するＸ線検出部と、Ｘ線発生部の制御を行う操作部とを移動体に搭載した撮像ユニットと、撮像ユニットとの間で相互に通信可能に接続され、Ｘ線検出部にて検出されたＸ線検出信号に基づいて画像を生成する画像処理部と、画像処理部で生成された画像を表示する表示部とを移動体に搭載したモニタ・ユニットとを備えたＸ線撮影装置において、表示部は、画像および撮像条件や表示領域に関する情報を表示するモニタ面と、情報が表示された画面をタッチすることにより情報の入力が可能なタッチパネル面とを備えると共に、モニタ面上に表示された表示ボタンと該表示ボタンがタッチパネル面上に投影されてなる投影像との位置関係を保持し、該位置関係に基づいて投影像を押下したとき表示ボタンを選択したと認識する感度範囲を設定する感度範囲設定手段を有し、感度範囲設定手段は、表示ボタンとタッチパネル面を操作する操作者とのなす視野角に応じて、感度範囲を調整する機能を有することを特徴する。

本発明によれば、装置と操作者の位置関係が変化する場合においても、最適なキャリブレーション結果を得ることが出来る。これにより、誤タッチあるいはそれが起因の誤操作が低減され、術者の負担軽減、および施術時間短縮に寄与できる。

本実施形態に係るＸ線撮影装置の全体構成を示すブロック図。 タッチパネルモニタ内の表示情報を示した図。 装置と操作者の位置関係とモニタ面に対する視野角の違いを示した図。 装置と操作者の配置の一例を示した図。 装置と操作者の配置の別の一例を示した図。 視野角の違いによるタッチパネル面の投影像の違いを示した図。 感度座標データパターンの切り替え処理の流れを示すフローチャート。 感度座標データを補正する処理の流れを示すフローチャート。

本実施形態では、タッチパネルモニタ上に表示されるボタンなどのＧＵＩ部品を、ＧＵＩ部品単位でタッチパネルの感度範囲を座標化する。座標化したデータ（以下、感度座標データ）はＧＵＩとは別のレイヤーとすることで、画面表示は変えずに感度範囲だけを切り替え可能とする。

操作者がタッチパネルをタッチした時、ＧＵＩ部品の位置情報ではなく感度座標データを元にタッチ領域を判定し、各ボタンの処理を実行する。

また、誤操作を検出するための所定の条件を設け、誤操作と判定された場合には感度座標データを修正、すなわち、感度範囲の移動又は、拡大／縮小を行う。この移動又は、拡大／縮小を動的に修正することにより、自動学習することが可能となる。

作成した感度座標データは被検体の検査前に装置と操作者の位置関係に応じて切り替えることにより、装置と操作者の位置関係が変化する場合においても、最適なキャリブレーション結果を得ることが出来る。

以下、本実施形態に係るＸ線撮影装置の構成について図を基に説明する。
図１は、本実施形態に係る移動型Ｘ線撮影装置の全体構成を示す図である。

移動型Ｘ線撮影装置は、Ｃアーム台車本体１０９にＣアーム１００、Ｘ線管１０１、コリメータ１０２、Ｘ線検出器１０３、操作パネル１０４、Ｘ線照射ボタン１０５、Ｘ線照射フットスイッチ１０６、キャスター１０７、１０８を備えた撮像ユニットと、モニタ台車本体１１５に画像処理部１１０を内蔵し、タッチパネルモニタ１１１、シートキー１１２、キャスター１１３、１１４を備えたモニタ・ユニットで構成される。

Ｘ線検出器１０３は、例えば、Ｘ線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置されたＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）として構成されるが、基板上に輝尽性蛍光体を塗布されたイメージングプレートでもよい。上記のＸ線検出器１０３は、Ｘ線管１０１からＸ線が照射され、テーブル１２０上に載置された被検体１２１を透過したＸ線の入射量に応じた透過Ｘ線信号を検出する機器である。

コリメータ１０２は、Ｘ線管１０１から発生したＸ線を遮蔽するＸ線遮蔽用鉛板を複数有し、複数のＸ線遮蔽用鉛板をそれぞれ移動することにより、被検体１２１に対するＸ線照射領城を決定する。

画像処理部１１０は、Ｘ線検出器１０３から出力された透過Ｘ線信号を画像処理し、Ｘ線画像データ（撮影画像）を出力する。

タッチパネルモニタ１１１は、画像処理部１１０により生成された撮影画像を被検体１２１のＸ線画像として表示する。

ここで、タッチパネルモニタ１１１は、モニタ台車本体１１５に固定されモニタ面が一定方向に向くように固定されていても良いが、垂直方向を軸として左右方向に回転し、ユーザがモニタ面を見易い方向にセットすることができる様な構造のものでも良い。

タッチパネルモニタ１１１の回転は、ユーザが手動で行っても良いが、タッチパネルモニタ１１１に取り付けた回転機構を用いて自動的に行っても良い。

ユーザは、操作パネル１０４、シートキー１１２、タッチパネルモニタ１１１を操作してＸ線出力条件の制御、撮影画像の表示を行う。ここで、ユーザは、主として検査技師などの操作者を指しているがそれ以外の者が操作する場合も含む。

図２は、タッチパネルモニタ１１１内の表示情報を示した図である。
タッチパネルモニタ１１１の画面内の表示領域は、撮影条件設定・表示領域２１１とＸ線画像表示領域２１２からなる。

ユーザは、Ｘ線出力条件の制御、撮影画像の表示を行わせる場合には、撮影条件設定・表示領域２１１とＸ線画像表示領域２１２の画面領域をタッチしながら、所望の条件設定を行うことができる。

図３は、装置と操作者の位置関係とモニタに対する視野角の違いを示した図である。
ここで、視野角は、モニタ面を見込む角度を指し、画面に正対したときの垂線から計測した角度とする。なお、モニタ面に正対する位置以外の上下左右にずれた位置から見るときでも、モニタ面上に表示されている表示ボタンが見える（視認性を損なうことがない）角度の範囲内にあるものとする。
図１で示すように、Ｃアーム台車本体１０９とモニタ台車本体１１５は、それぞれキャスター１０７、１０８、１１３、１１４が付いており、検査や施術に応じて自由に配置される。

図３では、Ｃアーム台車本体１０９と、モニタ台車本体１１５と、テーブル１２０上に載置された被検体１２１と、操作者２０１と、術者２０２のそれぞれの配置の一例を示している。本図が示すように、操作者２０１は、タッチパネルモニタ１１１を操作する都合上、モニタ台車本体１１５の近くに通常は配置される。一方、術者は、被検体１２１の手術や治療がしやすい場所に配置され、タッチパネルモニタ１１１の画面上に表示される画像情報をみながら、術者は手術などを実行する都合上、タッチパネルモニタ１１１の画面に正対し見やすい視野角の位置に配置される。

その為に、図３に示すように術者２０２と操作者２０１が離れた位置に立ち、タッチパネルモニタ１１１に対する視野角２０４、２０５に違いが生じる。

図４Ａおよび４Ｂに装置と操作者の配置の一例を示す。
図４Ａ、Ｂでは、Ｃアーム台車本体１０９、モニタ台車本体１１５、術者２０２、操作者２０１の配置が異なり、図４Ａで示す配置例１では、テーブル１２０を介して操作者側にＣアーム台車本体１０９とモニタ台車本体１１５とが配置されている。

一方、図４Ｂで示す配置例２では、Ｃアーム台車本体１０９は、テーブル１２０を介して術者２０２側に配置され、モニタ台車本体１１５は操作者２０１側に配置されている。
このように、モニタ台車本体１１５の配置が検査や施術ごとに異なると、モニタ台車本体１１５に取り付けられたタッチパネルモニタ１１１の画面を見込む角度、すなわち視野角が変化することがわかる。

次に、図５は、視野角の違いによるタッチパネル面の投影像の違いを示した図である。
タッチパネルモニタ１１１は、画像処理部１１０からの出力を表示するモニタ面２４０と、ユーザのタッチ操作を検出するタッチパネル面２４２からなる。

通常は、ボタン２４１のタッチパネル面上の投影像が、ボタン２４１を選択したものと感知する感度範囲に対応するように設定されている。
モニタ面２４０に配置されたモニタ面のボタン２４１は、ユーザの見る角度によってタッチパネル面２４２に投影される位置にズレが生じる。例えば、視野角ａ° ２２０から見た場合はタッチパネル面の投影ａ ２３０のように本図では上側にズレ、視野角ｂ° ２２１から見た場合はタッチパネル面の投影ｂ ２３１のように本図では下側にズレていることがわかる。

このズレにより、モニタ面２４０に配置されたモニタ面のボタン２４１の配置具合に依っては、ユーザが意図するモニタ面のボタン２４１と異なるボタンを結果としてタッチする誤タッチが生じ、それが誤操作につながる虞がある。

一般的なタッチパネルモニタでは、一方向の投影誤差を補正する為のキャリブレーション機能を有しているが複数方向の投影誤差を補正することはできない。

図３、あるいは図４Ａ，Ｂで示したように本装置が用いられる場面では、術者と操作者のように複数の人が１つのタッチパネルモニタを参照する為、視野角を一方向に特定することはできず、適正なキャリブレーション結果を得ることができなかった。

そこで、本実施形態では、タッチパネルモニタ本体が保持しているキャリブレーション結果とは別に、ＧＵＩ部品単位で感度範囲の補正を行う場合を、以下に示す。

＜実施例１＞
図６は、感度座標データパターンの切り替え処理の流れを示すフローチャートである。
本図を用いてタッチ領域の判定処理について説明する。なお、ここでは、ＧＵＩ部品の例としてボタンを挙げて説明する。

ここで、感度座標データパターンとは、タッチパネルの感度範囲を座標化したデータ、すなわち、感度座標データを操作角度によって生じる視野角ごとに補正した感度座標データに係るパターンであり、視野角に応じた感度範囲を示す。この感度座標データパターンは予め記憶装置に格納させておく。

以下に示す各ステップの説明文中、( )内に示す符号、例えば、(S601)などは、図６中で示すフローチャートのステップ符号に対応する。

ステップ１：本装置のシステム起動をする（S601）。

ステップ２：システム起動S601した後、操作角度選択画面を表示する（S602）。

ステップ３：ユーザは、操作角度選択画面表示S602を参照しながら、装置との位置関係に応じた角度を選択する（S603）。ここで、本装置は、操作角度選択S603が行われるまで操作角度選択画面表示S602で待機する。

ステップ４：ユーザによる操作角度選択S603が行われた後、本装置は選択された操作角度に対応する感度座標データパターンをセットする（S604）。このとき、感度座標データパターンは操作角度によって感度座標を補正した値を持つ感度範囲であり、予め記憶装置に格納されている。

ステップ５：本装置は感度座標データパターンをセットS604した後、ＧＵＩ画面表示を行う（S605）。このとき、ＧＵＩ画面表示を行いながら、タッチ検出S606待ち状態となる。

ステップ６：本装置はユーザのタッチを検出する（S606）。

ステップ７：タッチを検出した時、感度座標データパターンに基づきタッチ領域判定を行う（S607）。

ステップ８：タッチ領域判定S607を行い、タッチ領域に対応するボタン選択処理を呼び出す（S608）。

上記のステップ３において、装置との位置関係に応じた角度を選択（S603）するが、この角度選択は、同一のモニタ面上の異なる位置に配置されたボタンごとに設定することもできる。こうすることにより、例えば、モニタ面の右端付近に表示されたボタンと左端付近に表示されたボタンの視野角が異なる場合に、ユーザによる誤タッチを低減することができる。

＜実施例２＞
実施例２では、感度座標データパターンに学習機能を有する場合の例を示す。

図７に、感度座標データを補正する処理の流れを示すフローチャートを示す。
図６で示す学習パターンの切り替え処理の流れを示すフローチャートにおいて、S606〜S607の間に感度座標データの更新処理が追加挿入され、感度座標データパターンの学習が実行される。

なお、以下に示す各ステップの説明文中、( )内に示す符号、例えば、(S701)などは、図７中で示すフローチャートのステップ符号に対応する。

ステップ６ａ：本装置は、ユーザのタッチを検出する（S606）。

ステップ６ｂ：タッチを検出した時、タッチされた領域の中心座標を算出する（S701）。

ステップ６ｃ：次に、S701で算出した中心座標と、セットされている感度座標データパターンの中心座標と比較しズレ量を算出する（S702）。

ステップ６ｄ：S702で算出したズレ量は本装置にズレ量記憶される（S703）。

ステップ６ｅ：ズレ量の算出回数をカウントする（S704）。その際に、カウントＣが所定の回数（Ｎ）に達した場合、ステップ６ｆに進み、達しない場合は、ステップ６ｈに進む。

ステップ６ｆ：本装置に記憶されているズレ量の平均値を算出する（S705）。

ステップ６ｇ：本装置にセットされている感度座標データを、算出したズレ量の平均値分だけ補正し再セットする。再セットすることで感度座標データパターンにユーザの操作の傾向（ズレの傾向）を学習させる（S706）。

ステップ６ｈ：タッチを検出した時、感度座標データパターンに基づきタッチ領域判定を行う（S607）。

なお、ステップ６ｆ、６ｇでは、ずれ量の平均値を用いているが、最頻値などの統計処理で用いられる他の統計学的代表値を用いても良い。

モニタ面のボタン２４１は一定の大きさを有する領域、例えば、矩形や円形などの領域からなるので、タッチパネル上に投影されるボタン２４１の投影像も同様な形状や大きさの領域を有する。

しかしながら、投影像がより広い面積の領域を持てば、ユーザはより確実に所望のボタンを選択することができ、誤タッチの虞も低減できる。

そこで、上記統計学的代表値を基準として、隣接するボタン２４１同士の誤タッチが発生しない範囲において、投影像の領域を拡張することが可能である。

本実施例２を用いることにより、ユーザの固有な施術や検査などで決定される装置の固有な配置やその配置に伴って決定されるモニタ面に対する視野角などが、使用実績を重ねるに連れて学習され、その結果としてユーザの使い勝手が向上するメリットが期待できる。

１００：Ｃアーム、
１０１：Ｘ線管、
１０２：コリメータ、
１０３：Ｘ線検出器、
１０４：操作パネル、
１０５：Ｘ線照射ボタン、
１０６：Ｘ線照射フットスイッチ、
１０７,１０８：キャスター、
１０９：Ｃアーム台車本体、
１１０：画像処理部、
１１１：タッチパネルモニタ、
１１２：シートキー、
１１３,１１４：キャスター、
１１５：モニタ台車本体、
１２０：テーブル、
１２１：被検体、
２０１：操作者、
２０２：術者、
２０４：操作者の視野角、
２０５：術者の視野角、
２１１：撮影条件設定・表示領域、
２１２：Ｘ線画像表示領域、
２２０：視野角ａ、
２２１：視野角ｂ、
２３０：タッチパネル面の投影ａ、
２３１：タッチパネル面の投影ｂ、
２４０：モニタ面、
２４１：モニタ面のボタン、
２４２：タッチパネル面。

Claims (8)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、Ｘ線発生部から照射され前記被検体を透過したＸ線を受像するＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部の制御を行う操作部とを移動体に搭載した撮像ユニットと、
   前記撮像ユニットとの間で相互に通信可能に接続され、前記Ｘ線検出部にて検出されたＸ線検出信号に基づいて画像を生成する画像処理部と、前記画像処理部で生成された画像を表示する表示部とを移動体に搭載したモニタ・ユニットと、
   を備えたＸ線撮影装置において、
   前記表示部は、前記画像および撮像条件や表示領域に関する情報を表示するモニタ面と、前記情報が表示された画面をタッチすることにより前記情報の入力が可能なタッチパネル面とを備えると共に、前記モニタ面上に表示された表示ボタンと該表示ボタンが前記タッチパネル面上に投影されてなる投影像との位置関係を保持し、該位置関係に基づいて前記投影像を押下したとき前記表示ボタンを選択したと認識する感度範囲を設定する感度範囲設定手段を有し、
   前記感度範囲設定手段は、前記表示ボタンと前記タッチパネル面を操作する操作者とのなす視野角に応じて、前記感度範囲を調整する機能を有することを特徴するＸ線撮影装置。
2. 前記感度範囲設定手段は、予め記憶装置に格納された前記表示ボタンと前記投影像との前記視野角に対応した相関データに基づき、前記感度範囲の調整をすることを特徴する請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記感度範囲設定手段は、前記モニタ面上の一領域に表示された表示ボタンと該一領域と所定の距離を有して表示された他の表示ボタンとのそれぞれの視野角に応じて、前記感度範囲を調整することを特徴する請求項１に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記感度範囲設定手段は、前記被検体の手技に応じて決定される前記撮像ユニットと前記モニタ・ユニットとの配置ごとに、前記感度範囲を調整することを特徴する請求項１に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記モニタ面を有する表示器が垂直方向を軸として回転する機能を有し、
   前記感度範囲設定手段は、前記表示器の回転角に応じて前記感度範囲を調整することを特徴する請求項１に記載のＸ線撮影装置。
6. 前記感度範囲設定手段は、先に行った感度範囲の調整量に基づいて後の調整量を修正する学習機能を備えることを特徴する請求項１に記載のＸ線撮影装置。
7. 前記学習機能を用いて修正した前記調整量を前記記憶装置に格納し、前記画像処理部により前記記憶装置に格納された調整量を統計処理し、前記調整量の統計学的代表値を求めることを特徴する請求項６に記載のＸ線撮影装置。
8. 前記感度範囲設定手段は、前記統計学的代表値を基準に、前記感度範囲を拡張することを特徴する請求項７に記載のＸ線撮影装置。

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