JP2013146293A

JP2013146293A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP2013146293A
Application number: JP2012007051A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Goto; 敬一後藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: JP5742734B2

Abstract

【課題】Ｃ型アームを使用して異なる回転速度で複数の撮影を連続的に実行することが可能なＸ線撮影装置を提供する。
【解決手段】制御部３０は、フラットパネルディテクタ１２により撮影したＸ線画像を画像処理して表示部４６に表示するための画像処理部３１と、Ｃ型アームの回転方向毎の回転角度位置と撮影位置誤差との関係を示すデータを記録した一対のテーブル３５、３６を備える。そして、画像処理部３１は、第１の撮影時に、Ｘ線画像の位置をＣ型アームの回転角度位置に応じて変更する第１画像位置調整部３２と、第２の撮影時に、Ｘ線画像の位置をＣ型アームの回転角度位置に応じて変更する第２画像位置調整部３３と、第１の撮影時に得られたＸ線画像と第２の撮影時に得られたＸ線画像とを合成する画像合成部３４を備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、一般的にＣ型アームと呼称される円弧状のアームを備え、被検者に対して三次元撮影を実行するＸ線撮影装置に関する。

例えば、肝臓のＴＡＥ（肝動脈塞栓療法）や心臓の心血管撮影の場合には、臓器の表裏を３次元的に取り巻く血管画像を得るために、多方向からの撮影を行う必要がある。このような場合には、Ｘ線管と、フラットパネルディテクタやイメージインテンシファイア等のＸ線検出器とを支持するＣ型アームを備えたＸ線撮影装置が使用される（特許文献１参照）。このようなＸ線撮影装置においては、Ｃ型アームをＸ線管およびＸ線検出器とともに、回転軸を中心に１８０度以上回転させ、Ｘ線管からＸ線検出器に至るＸ線の軸線を被検者に対して１８０度以上回転させながらＸ線撮影を行うことにより、三次元画像を得る構成となっている。

ところで、このようなＸ線撮影装置を使用した三次元画像の撮影は、例えば、血管の形状のみに注目する形態診断モードと、腫瘍や臓器などのソフトティッシュ（軟組織）の情報を画像化する機能診断モードに大別される。ここで、前者の形態診断モードにおいては、低被曝、低侵襲な高速回転撮影が可能であるが、後者の機能診断モードにおいては、コントラストが低い状態から画像を抽出する必要があることから、単位時間当たりの撮影枚数が多い低速回転撮影となる。

一般的に、これらの形態診断モードと機能診断モードとは、別々の動作となっていることから、被検者に対して、各診断モードを実行する度に造影剤を投入する必要があり、被検者への負担が大きくなるという問題がある。

このため、特許文献２には、Ｃ型アームを回転させながらＸ線管からＸ線を連続的または断続的に発生させＸ線検出器でＸ線検出を繰り返す回転撮影動作を、単一の造影剤注入の後に複数回繰り返させるＸ線診断装置が開示されている。そして、このＸ線診断装置においては、複数回の回転撮影動作各々を、単一の造影剤注入の時刻を起点とした時間により時間制御管理するようにしている。

特開２００７−１８１５４５号公報特開２０１０−１６７２５４号公報

特許文献２に記載のＸ線診断装置においては、最初の回転撮影を行った後、次の回転撮影を行うためには、最初の回転撮影の完了後に、Ｃ型アームを一旦原点位置に復帰させた後、再度、Ｃ型アームを最初の回転撮影と同一方向に回転させることにより、次の回転撮影を実行する構成となっている。このため、最初の撮影と次の撮影との間にラグタイムが生じ、造影剤が適切な位置を流れている間に必要な撮影を実行し得ない場合がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、Ｃ型アームを使用して複数の撮影を連続的に実行することが可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被検者に対して三次元撮影を実行するＸ線撮影装置において、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを支持する略Ｃ字形状を有するＣ型アームと、前記Ｃ型アームを、前記Ｘ線管から前記Ｘ線検出器に至るＸ線の軸線と直交する回転軸を中心に回転可能に支持する回転機構と、前記Ｃ型アームを前記回転軸を中心に、第１の方向に回転させることにより、第１の撮影を実行するとともに、前記Ｃ型アームを前記回転軸を中心に、前記第１の方向と逆方向を向く第２の方向に回転させることにより、第２の撮影を実行する回転制御部と、前記第１の撮影時に、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器により撮影されたＸ線画像の位置を、前記Ｃ型アームの回転角度位置に応じて変更する第１画像位置調整部と、前記第２の撮影時に、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器により撮影されたＸ線画像の位置を、前記Ｃ型アームの回転角度位置に応じて変更する第２画像位置調整部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記回転制御部は、前記被検者に造影剤を注入するインジェクターからの信号に基づいて前記第１の撮影および前記第２の撮影を実行する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記回転制御部は、前記第１の撮影時には前記Ｃ型アームを第１の速度で回転させるとともに、前記第２の撮影時には前記Ｃ型アームを前記第１の速度とは異なる第２の速度で回転させる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１の撮影時に得られたＸ線画像と、前記第２の撮影時に得られたＸ線画像とを合成する画像合成部を備える。

請求項１に記載の発明によれば、第１の撮影と第２の撮影とでＣ型アームの回転方向を異ならせることにより、複数撮影を連続的に実行することが可能となる。このとき、第１の撮影と第２の撮影とでＣ型アームの回転方向を異ならせた場合においても、Ｃ型アームの回転方向に起因するＸ線画像の位置誤差を適正に補正することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、インジェクターから造影剤を被検者に注入した後、その造影剤が撮影領域に到達するタイミングにあわせて第１の撮影と第２の撮影とを実行することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、回転速度の異なる複数の条件での撮影を連続的に実行することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、第１の撮影で得たＸ線画像と第２の撮影で得たＸ線画像とを重ね合わせることにより、より多くの情報を有する画像を診断に利用することが可能となる。

この発明に係るＸ線撮影装置の概要を示す斜視図である。この発明に係るＸ線撮影装置の制御系等を示すブロック図である。

図１は、この発明に係るＸ線撮影装置の概要を示す斜視図である。また、図２は、この発明に係るＸ線撮影装置の制御系等を示すブロック図である。

このＸ線撮影装置は、テーブル２２上に載置された被検者２１に対してＸ線透視またはＸ線撮影（これらを総称して、「Ｘ線撮影」という）を実行するものである。このＸ線撮影装置は、図１に示すように、Ｘ線管１１と、このＸ線管１１から照射されて被検者２１を通過したＸ線を検出するＸ線検出器としてのフラットパネルディテクタ１２と、これらのＸ線管１１およびフラットパネルディテクタ１２を支持する略Ｃ字状のＣ型アーム１３と、このＣ型アーム１３をスライド可能に支持する支持部１４と、この支持部１４を回転させる回転機構１５と、この回転機構１５を天井に固定された固定部１８から懸垂する懸垂アーム１６とを備える。

Ｃ型アーム１３には、円弧状の案内部１７が形成されており、支持部１４は、この案内部１７と係合することにより、Ｃ型アーム１３をスライド可能に支持している。そして、Ｃ型アーム１３は、Ｘ線管１１とフラットパネルディテクタ１２とを、Ｘ線管１１からフラットパネルディテクタ１２に至るＸ線の軸線が、案内部１７を形成する円弧の直径と一致する状態で支持している。また、回転機構１５は、支持部１４をＣ型アーム１３等とともに、Ｘ線管１１からフラットパネルディテクタ１２に至るＸ線の軸線と直交する方向(この実施形態では水平方向)を向く回転軸を中心に回転可能に支持している。

また、このＸ線撮影装置は、図２に示すように、制御部３０と、キーボード等の入力部４５と、ＣＲＴ等の表示部４６と、Ｘ線管１１に付与する管電圧等を制御するＸ線管制御部４４とを備える。制御部３０は、Ｃ型アーム１３を支持部１４に対してスライドさせるための駆動部としてのモータ４１と、Ｃ型アーム１３を水平方向を向く回転軸を中心に回転させるための駆動部としてのモータ４２と接続されている。さらに、この制御部３０は、被検者２１に装着された注射針を介して被検者２１の体内に造影剤を注入するためのインジェクター５０とも接続されている。

この制御部３０は、Ｃ型アーム１３を第１、第２の方向に回転させて第１、第２の撮影を実行するためのものである。また、この制御部３０は、フラットパネルディテクタ１２により撮影したＸ線画像を画像処理して表示部４６に表示するための画像処理部３１と、Ｃ型アーム１３の回転方向毎の回転角度位置と撮影位置誤差との関係を示すデータを記録した一対のテーブル３５、３６を備える。そして、画像処理部３１は、後述する第１の撮影時に、Ｘ線画像の位置をＣ型アーム１３の回転角度位置に応じて変更する第１画像位置調整部３２と、後述する第２の撮影時に、Ｘ線画像の位置をＣ型アーム１３の回転角度位置に応じて変更する第２画像位置調整部３３と、第１の撮影時に得られたＸ線画像と第２の撮影時に得られたＸ線画像とを合成する画像合成部３４を備える。

このＸ線撮影装置は、Ｘ線管１１からテーブル２２上の被検者２１に向けてＸ線を照射し、被検者２１を通過したＸ線をフラットパネルディテクタ１２により検出し、検出されたＸ線を制御部３０における画像処理部３１により画像処理し、画像処理されたＸ線による映像信号を利用して表示部４６にＸ線像を表示する構成を有する。

この発明に係るＸ線撮影装置においては、後述するように、Ｃ型アーム１３を、第１の方向に回転させて第１の撮影を実行した後、第２の方向に回転させて第２の撮影を実行する構成となっている。ここで、Ｃ型アーム１３を回転させた場合に、理想的にはＸ線管１１とフラットパネルディテクタ１２とが回転軸と直交する方向を向く同一平面内を移動するが、実際にはバックラッシュ等の機械的誤差により、同一平面からわずかに離脱した軌跡を移動することから、Ｘ線管１１とフラットパネルディテクタ１２により撮影されたＸ線画像の位置に位置ずれが生ずることになる。

このため、Ｃ型アーム１３を使用したＸ線撮影装置においては、Ｘ線管１１とフラットパネルディテクタ１２により撮影されたＸ線画像の位置を、Ｃ型アーム１３の回転角度位置に応じて変更する必要がある。そして、このＸ線画像の位置ずれは、Ｃ型アーム１３の回転方向によって、互いに異なることになる。このため、この発明に係るＸ線撮影装置においては、Ｃ型アーム１３を第１の方向に回転させる場合と、第２の方向に回転させる場合とで、Ｘ線画像の位置を調整する位置調整動作を個別に実行している。

すなわち、テーブル３５には、Ｃ型アーム１３を第１の方向に回転させた場合の、Ｃ型アーム１３の回転角度位置とそのときの撮影位置誤差との関係を示すデータが記録されている。同様に、テーブル３６には、Ｃ型アーム１３を第２の方向に回転させた場合の、Ｃ型アーム１３の回転角度位置とそのときの撮影位置誤差との関係を示すデータが記録されている。これらのデータは、予め、Ｃ型アーム１３を回転させた状態でファントム等を撮影し、そのときのＣ型アーム１３の回転角度位置と撮影されたＸ線画像の位置の関係を実験的に測定することにより求められる。

次に、上述したＸ線撮影装置によりＸ線撮影を実行する場合の動作について説明する。なお、以下の実施形態においては、肝臓のＴＡＥ（肝動脈塞栓療法）を実行するため、血管の造影と腫瘍の造影とを順次実行する場合について説明する。

Ｘ線撮影を実行する場合には、被検者２１に対してインジェクター５０をセットし、このインジェクター５０により被検者２１の体内に造影剤を注入しうるようにする。この状態において、Ｘ線撮影装置による撮影を開始する。

この場合においては、最初に、制御部３０からの指令によりモータ４１が駆動され、Ｃ型アーム１３を支持部１４に対してスライドさせることにより、Ｃ型アーム１３をＸ線撮影に適した場所に配置する。この状態において、制御部３０からの指令によりモータ４２が駆動され、Ｃ型アーム１３が第１の方向（例えば、時計回り方向）に回転する。このＸ線撮影においては、最初に、血管の撮影を行うため、Ｃ型アーム１３を高速で回転させて形態診断モードでＸ線撮影を行うことから、この時の回転速度は比較的高速の第１の速度となっている。

インジェクター５０からの信号を受信して所定の時間が経過すると、Ｃ型アーム１３を第１の速度で第１の方向に回転させながら、血管に流れ込んだ造影剤のＸ線像を撮影する第１の撮影を実行する。このときにフラットパネルディテクタ４により撮影されたＸ線画像は、制御部３０における画像処理部３１に送信される。このとき、画像処理部３１における第１画像位置調整部３２は、この第１の撮影時に、Ｘ線管１１とフラットパネルディテクタ１２により撮影されたＸ線画像の位置を、Ｃ型アーム１３の回転角度位置に応じて調整することにより、Ｘ線画像の位置ずれを補正する。そして、画像処理部３１により撮影されたＸ線画像を再構築することにより、血管の三次元画像が作成される。この三次元画像は、表示部４６に表示される。

第１の撮影が終了すれば、制御部３０はモータ４２に指令を送信し、Ｃ型アーム１３を第１の方向とは逆の第２の方向（反時計回り方向）に回転させる。このＸ線撮影においては、第１の撮影に引き続き、腫瘍の濃染像の撮影を行うため、Ｃ型アーム１３を低速で回転させて機能診断モードでＸ線撮影を行うことから、この時の回転速度は比較的低速の第２の速度となっている。

インジェクター５０からの信号を受信して所定の時間が経過すると、Ｃ型アーム１３を第２の速度で第２の方向に回転させながら、毛細管から腫瘍に流れ込んだ造影剤のＸ線像を撮影する第２の撮影を実行する。このときにフラットパネルディテクタ１２により撮影されたＸ線画像は、制御部３０における画像処理部３１に送信される。このとき、画像処理部３１における第２画像位置調整部３３は、この第２の撮影時に、Ｘ線管１１とフラットパネルディテクタ１２により撮影されたＸ線画像の位置を、Ｃ型アーム１３の回転角度位置に応じて調整することにより、Ｘ線画像の位置ずれを補正する。そして、画像処理部３１により撮影されたＸ線画像を再構築することにより、濃染像の三次元画像が作成される。この三次元画像は、表示部４６に表示される。

次に、画像合成部３４が、第１の撮影により作成された血管の三次元画像と、第２の撮影により作成された濃染像の三次元画像をと合成する。このときには、両画像の三次元的な位置関係は一定に保たれていることから、正確な合成画像を作成することが可能となる。この合成画像も、表示部４６に表示される。

なお、上述した実施形態においては、血管の造影と腫瘍の造影とを順次実行するため、Ｃ型アーム１３を最初は高速で回転させて第１の撮影を実行した後、低速で回転させて第２の撮影を実行している。しかしながら、例えば、臓器の撮影を行った後に門脈の撮影を行う場合のように門脈に造影剤が到達するのに時間を要する場合には、最初にＣ型アーム１３を低速で回転させて第１の撮影を実行した後に、Ｃ型アーム１３を高速で回転させて第２の撮影を実行するようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、第１の撮影時にはＣ型アーム１３を比較的高速の第１の速度で回転させるとともに、第２の撮影時にはＣ型アーム１３を、第１の速度とは異なる比較的低速の第２の速度で回転させている。しかしながら、腫瘍部を連続して複数回撮影し、その染まり具合で悪性であるか良性であるかの判断を行う場合等においては、同一部位を同一速度で連続して撮影するようにしてもよい。

１１Ｘ線管
１２フラットパネルディテクタ
１３Ｃ型アーム
１４支持部
１５回転機構
１６懸垂アーム
１８固定部
２１被検者
２２テーブル
３０制御部
３１画像処理部
３２第１画像位置調整部
３３第２画像位置調整部
３４画像合成部
３５テーブル
３６テーブル
４１モータ
４２モータ
４５入力部
４６画像表示部

Claims

被検者に対して三次元撮影を実行するＸ線撮影装置において、
Ｘ線管と、
前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを支持する略Ｃ字形状を有するＣ型アームと、
前記Ｃ型アームを、前記Ｘ線管から前記Ｘ線検出器に至るＸ線の軸線と直交する回転軸を中心に回転可能に支持する回転機構と、
前記Ｃ型アームを前記回転軸を中心に、第１の方向に回転させることにより、第１の撮影を実行するとともに、前記Ｃ型アームを前記回転軸を中心に、前記第１の方向と逆方向を向く第２の方向に回転させることにより、第２の撮影を実行する回転制御部と、
前記第１の撮影時に、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器により撮影されたＸ線画像の位置を、前記Ｃ型アームの回転角度位置に応じて変更する第１画像位置調整部と、
前記第２の撮影時に、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器により撮影されたＸ線画像の位置を、前記Ｃ型アームの回転角度位置に応じて変更する第２画像位置調整部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記回転制御部は、前記被検者に造影剤を注入するインジェクターからの信号に基づいて前記第１の撮影および前記第２の撮影を実行するＸ線撮影装置。
請求項１または請求項２に記載のＸ線撮影装置において、
前記回転制御部は、前記第１の撮影時には前記Ｃ型アームを第１の速度で回転させるとともに、前記第２の撮影時には前記Ｃ型アームを前記第１の速度とは異なる第２の速度で回転させるＸ線撮影装置。
請求項３に記載のＸ線撮影装置において、
前記第１の撮影時に得られたＸ線画像と、前記第２の撮影時に得られたＸ線画像とを合成する画像合成部を備えるＸ線撮影装置。