JP2013158532A - Radiographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線を照射して被検体のイメージングを行う放射線撮影装置に係り、特にCアームを備えた放射線撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus that performs imaging of a subject by irradiating radiation, and particularly relates to a radiation imaging apparatus including a C-arm.
医療機関には放射線を照射して被検体Mのイメージングを行う放射線撮影装置が配備されている。このような放射線撮影装置は、図18に示すように放射線を照射する放射線源53と、放射線を検出する検出器54とを備えている。放射線源53と検出器54との間には被検体Mを載置する天板52が備えられている(例えば、特許文献1参照)。
A medical institution is provided with a radiation imaging apparatus that images a subject M by irradiating radiation. Such a radiation imaging apparatus includes a
検出器54と放射線源53とは、C形状をしたCアーム57に支持される。このCアーム57は、円弧状となっており、円弧の一端に検出器54が配され、もう一端に放射線源53が配されている。Cアーム57は、支柱58により支持されており、支柱58は、台車59に載置されている。天板52は、被検体を載置する目的で設けられている。
The
図19は、被検体Mを見下ろしたときの各部の配置を表している。支柱58,Cアーム57および検出器54はこの順に被検体の体側方向に配列している。
FIG. 19 shows the arrangement of each part when looking down at the subject M. The
この様な装置において、撮影視野を変更したい場合がある。撮影視野とは、装置における被検体のイメージングをする範囲である。例えば、図20左側のRで示す撮影視野を、被検体の体軸方向に移動させて、図20右側のRで示す位置まで移動させたい場合がある。この様な撮影視野の移動を実現させる方法としては二通りある。すなわち、Cアーム57をピボット回転させる方法と、台車59を体軸方向に移動させる方法である。
In such an apparatus, there are cases where it is desired to change the field of view. The imaging field of view is a range in which an object is imaged in the apparatus. For example, there may be a case where the field of view indicated by R on the left side of FIG. 20 is moved in the body axis direction of the subject and moved to the position indicated by R on the right side of FIG. There are two methods for realizing such movement of the field of view. That is, there are a method of pivoting the
Cアーム57をピボット回転させる方法について説明する。この方法は、まず図21左側に示すように支柱58を中心にCアーム57をピボット回転させる。すると、検出器54もこれに合わせて移動および回転し、撮影視野Rは、図21右側に示すように、被検体に対して右斜め方向に移動しながら傾斜する。
A method for pivoting the C-
次に、被検体に対して右側にずれた撮影視野Rを被検体の体軸の中心に移動させる目的で、図22左側のようにCアーム57が被検体の体側方向に移動される。すると、検出器54もこれに合わせて移動し、撮影視野Rは、図22右側に示すように被検体に対して体側方向に移動する。そして、図23右側に示すように傾斜した撮影視野Rを回転させて、撮影視野Rの長手方向および短手方向を被検体の体側方向および体軸方向のそれぞれに合致させる。この動作は、検出器54および放射線源53に付属のコリメータを回転させることにより実現される(図23左側参照)。
Next, the
次に、台車59を体軸方向に移動させる方法について説明する。この方法は、図24に示すように台車59を体軸方向に移動させて、検出器54と被検体Mとの相対位置を被検体Mの体軸方向について調整するものである。
Next, a method for moving the
しかしながら、従来構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、従来構成によれば、簡単に撮影視野の移動ができないという問題がある。
However, the conventional configuration has the following problems.
That is, according to the conventional configuration, there is a problem that the photographing field of view cannot be easily moved.
まず、Cアームのピボット回転を伴う撮影視野の移動方法は、非常に煩雑である。すなわち、術者がCアームの回転、Cアームの移動、および台車の移動とともにコリメータの回転、および検出器の回転をも行わなければ撮影視野を移動させることができない。 First, the method of moving the field of view to be taken with the pivot rotation of the C-arm is very complicated. That is, the imaging field of view cannot be moved unless the surgeon rotates the C-arm, the C-arm, and the carriage, and the collimator and the detector.
一方、台車を被検体の体軸方向に移動させる方法によれば、術者の操作は簡単であるように思われる。しかし、実際はそうではない。図18で表した撮影視野を移動させる前の初期状態においては、台車59は、被検体Mに対して接近・離反できるような状態となっている。すなわち、被検体を天板52に載置するときにCアーム57が天板52を挟む位置にあると被検体載置の邪魔である。そこで、被検体を載置する前段階では、Cアーム57は、天板52から離反させた状態となっている。被検体を天板52に載置した後、Cアーム57を被検体に接近させて図18の状態とする。
On the other hand, according to the method of moving the carriage in the body axis direction of the subject, the operation of the operator seems to be simple. But that is not the case. In an initial state before the imaging visual field shown in FIG. 18 is moved, the
このときCアーム57の移動方向は、被検体の体側方向が選択される。この様にすると、Cアーム57の移動が最も少なくて済むからである。
At this time, the body side direction of the subject is selected as the moving direction of the
Cアーム57を被検体の体側方向に移動可能な状態から、Cアーム57を被検体の体軸方向に移動可能な状態とするのは、簡単なことではない。すなわち、まず、台車59の車輪にかけられている回動禁止のロックを外さなければならない。このときの回動とは、車輪の回転軸を体側方向から体軸方向に変更する回転軸の回動であり、単なる車輪の回転ではない。そしてロック解除の後、車輪を回動させて車輪の進む向きを90°変更する。この段階を経てはじめて台車59を体軸方向に移動させることが可能になる。
It is not easy to change the C-
この一連の動作は、放射線撮影装置を構成する台車59を操作しなければならない。しかし、放射線撮影装置における台車部分は、Cアーム57の部分と比べて殺菌が不十分である。したがって、術者は、台車59を操作する毎に殺菌作業をしなければならない。
In this series of operations, the
このように、従来構成では、いずれの方法を採用しても撮影視野を簡単に移動させることができない。 Thus, in the conventional configuration, the photographing field of view cannot be easily moved regardless of which method is employed.
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単に撮影視野の移動が可能な放射線撮影装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation imaging apparatus capable of easily moving the imaging visual field.
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、検出手段から出力される検出信号を基に画像を生成する画像生成手段と、術者の指示を入力させる入力手段と、放射線源から照射される放射線の広がりを制限して撮影視野を変更するコリメータと、放射線の照射方向に伸びたコリメータ回転軸を中心としてコリメータを放射線源に対して回転させるコリメータ回転手段と、放射線源、検出手段、コリメータ、およびコリメータ回転手段を支持するアームと、アームを支持する支柱と、鉛直方向に伸びるとともに支柱を貫くアーム回転軸を中心にアームおよびアームに支持される各装置とを回転させることにより、撮影視野を被検体に対して回転移動させるアーム回転手段と、入力手段に入力された術者の指示に従ってアーム回転手段を制御するアーム回転制御手段と、入力手段に方向保持の指示が入力された後、アームの回転動作に伴い撮影視野が被検体に対して傾斜するのに応じ、撮影視野が傾斜する方向と反対方向にコリメータが回転するようにコリメータ回転手段を制御して、被検体に対する撮影視野の向きを保持するコリメータ回転制御手段とを備えることを特徴とするものである。
The present invention has the following configuration in order to solve the above-described problems.
That is, the radiographic apparatus according to the present invention includes a radiation source that emits radiation, a detection unit that detects radiation that has passed through the subject, and an image generation that generates an image based on a detection signal output from the detection unit. Means, input means for inputting an operator's instructions, a collimator for changing the field of view by limiting the spread of radiation emitted from the radiation source, and a collimator around the collimator rotation axis extending in the radiation irradiation direction. Collimator rotating means for rotating with respect to the radiation source, radiation source, detecting means, collimator, arm for supporting the collimator rotating means, a support for supporting the arm, and an arm rotation axis extending in the vertical direction and passing through the support The arm that rotates the imaging field of view relative to the subject by rotating the arm and each device supported by the arm. A rotation means, an arm rotation control means for controlling the arm rotation means in accordance with the operator's instruction input to the input means, and an imaging field of view is covered by the rotation of the arm after the direction holding instruction is input to the input means. A collimator rotation control means for controlling the collimator rotating means so that the collimator rotates in the direction opposite to the direction in which the imaging visual field is inclined according to the inclination with respect to the specimen, and maintaining the orientation of the imaging visual field with respect to the subject; It is characterized by comprising.
[作用・効果]本発明に係る放射線撮影装置は、アームとアームに指示される放射線源、検出手段、コリメータ、およびコリメータ回転手段を備えている。このアームは、被検体に対し垂直方向を回転軸として回転することができる。アームを回転させると、コリメータが被検体に対して回転してしまい、コリメータが規定する撮影視野が被検体に対して傾斜してしまう。そこで、本発明のコリメータ回転制御手段は、アームの回転動作に伴い撮影視野が被検体に対して傾斜するのに応じ、撮影視野が傾斜する方向と反対方向にコリメータが回転するようにコリメータ回転手段を制御して、被検体に対する撮影視野の向きを保持する。このようにすると、アームの回転に関わらず被検体に対する撮影視野の向きが常に一定となり、術者は撮影視野の手動回転という煩雑な操作から解放される。また、本発明には、コリメータの自動回転をするかどうかを選択させる入力手段を備えている。これにより術者は、本発明に係る動作と従来装置の動作とを自由に選択することができる。 [Operation / Effect] The radiation imaging apparatus according to the present invention includes an arm and a radiation source indicated by the arm, a detection unit, a collimator, and a collimator rotation unit. This arm can rotate with respect to the subject as a rotation axis in the vertical direction. When the arm is rotated, the collimator rotates with respect to the subject, and the field of view defined by the collimator is inclined with respect to the subject. Therefore, the collimator rotation control means according to the present invention provides collimator rotation means so that the collimator rotates in the direction opposite to the direction in which the imaging field of view is tilted as the imaging field of view tilts with respect to the subject as the arm rotates. To maintain the orientation of the field of view for the subject. In this way, the direction of the imaging field of view with respect to the subject is always constant regardless of the rotation of the arm, and the operator is free from the complicated operation of manually rotating the imaging field of view. In addition, the present invention includes input means for selecting whether or not to automatically rotate the collimator. Thereby, the surgeon can freely select the operation according to the present invention and the operation of the conventional apparatus.
また、上述の放射線撮影装置において、検出手段における放射線を検出する検出面に直交する検出器回転軸を中心に検出手段をアームに対して回転させる検出器回転手段と、入力手段に方向保持の指示が入力された後、アームの回転動作に伴い画像生成手段が生成する画像に写り込む被検体像が画像に対して傾斜するのに応じ、被検体像の傾斜に検出器が追従して回転するように検出器回転手段を制御して、被検体に対する画像の向きを保持する検出器回転制御手段とを備えればより望ましい。 In the radiographic apparatus described above, the detector rotating means for rotating the detecting means relative to the arm around the detector rotating axis orthogonal to the detection surface for detecting radiation in the detecting means, and the direction holding instruction to the input means After the image is input, the detector follows the inclination of the subject image and rotates as the subject image reflected in the image generated by the image generation means inclines with respect to the image as the arm rotates. It is more desirable to provide detector rotation control means for controlling the detector rotation means to maintain the orientation of the image with respect to the subject.
[作用・効果]上述の構成は、本発明のより望ましい形態を表している。すなわち、アームを回転させると、検出器が被検体に対して回転してしまい、検出器が規定する画像の向きが被検体に対して傾斜してしまう。そこで、本発明の検出器回転制御手段は、アームの回転動作に伴い画像生成手段が生成する画像に写り込む被検体像が画像に対して傾斜するのに応じ、被検体像の傾斜に検出器が追従して回転するように検出器回転手段を制御して、被検体に対する画像の向きを保持する。このようにすると、アームの回転に関わらず被検体に対する画像の向きが常に一定となり、術者は画像の手動回転という煩雑な操作から解放される。また、本発明には、画像の自動回転をするかどうかを選択させる入力手段を備えている。これにより術者は、本発明に係る動作と従来装置の動作とを自由に選択することができる。 [Operation / Effect] The above-described configuration represents a more desirable form of the present invention. That is, when the arm is rotated, the detector rotates with respect to the subject, and the orientation of the image defined by the detector is inclined with respect to the subject. Therefore, the detector rotation control means of the present invention detects the inclination of the subject image according to the inclination of the subject image reflected in the image generated by the image generation means with the rotation of the arm. The detector rotating means is controlled so as to follow and rotate to maintain the orientation of the image with respect to the subject. In this way, the orientation of the image with respect to the subject is always constant regardless of the rotation of the arm, and the operator is free from the complicated operation of manual rotation of the image. Further, the present invention includes an input means for selecting whether or not to automatically rotate the image. Thereby, the surgeon can freely select the operation according to the present invention and the operation of the conventional apparatus.
また、上述の放射線撮影装置において、入力手段に方向保持の指示が入力された後、アームの回転動作に伴い画像生成手段が生成する画像に写り込む被検体像が画像に対して傾斜するのに応じ、被検体像の傾斜に追従するように画像を回転させて被検体に対する画像の向きを保持する画像回転手段を備えればより望ましい。 Further, in the above-described radiographic apparatus, after the direction holding instruction is input to the input unit, the subject image reflected in the image generated by the image generation unit is tilted with respect to the image as the arm rotates. Accordingly, it is more desirable to provide image rotation means for rotating the image so as to follow the inclination of the subject image and maintaining the orientation of the image with respect to the subject.
[作用・効果]上述の構成は、本発明のより望ましい形態を表している。すなわち、アームを回転させると、検出器が被検体に対して回転してしまい、検出器が規定する画像の向きが被検体に対して傾斜してしまう。そこで、本発明の画像回転手段は、アームの回転動作に伴い画像生成手段が生成する画像に写り込む被検体像が画像に対して傾斜するのに応じ、被検体像の傾斜に追従するように画像を回転させて被検体に対する画像の向きを保持する。このようにすると、アームの回転に関わらず被検体に対する画像の向きが常に一定となり、術者は検出手段の手動回転という煩雑な操作から解放される。また、本発明には、検出手段の自動回転をするかどうかを選択させる入力手段を備えている。これにより術者は、本発明に係る動作と従来装置の動作とを自由に選択することができる。 [Operation / Effect] The above-described configuration represents a more desirable form of the present invention. That is, when the arm is rotated, the detector rotates with respect to the subject, and the orientation of the image defined by the detector is inclined with respect to the subject. Therefore, the image rotation means of the present invention follows the inclination of the subject image as the subject image reflected in the image generated by the image generation means inclines with respect to the image as the arm rotates. The orientation of the image relative to the subject is maintained by rotating the image. In this way, the orientation of the image with respect to the subject is always constant regardless of the rotation of the arm, and the operator is free from the complicated operation of manual rotation of the detection means. Further, the present invention is provided with an input means for selecting whether or not the detection means is automatically rotated. Thereby, the surgeon can freely select the operation according to the present invention and the operation of the conventional apparatus.
また、上述の放射線撮影装置において、支柱を鉛直方向と直交する水平方向に移動させることにより、アームおよびアームに支持される各装置を互いの相対位置を保った状態で移動させるアーム移動手段と、入力手段に入力された術者の指示に従ってアーム移動手段を制御するアーム移動制御手段とを備えればより望ましい。 Further, in the above-described radiographic apparatus, an arm moving unit that moves the support column in a horizontal direction orthogonal to the vertical direction to move the arm and each device supported by the arm while maintaining the relative position of each other; It is more desirable to provide arm movement control means for controlling the arm movement means in accordance with the operator's instructions input to the input means.
[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。アームを水平方向に移動させるアーム移動手段を備えれば、より自由度の高い撮影が可能な放射線撮影装置を提供できる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. If an arm moving means for moving the arm in the horizontal direction is provided, a radiation imaging apparatus capable of imaging with a higher degree of freedom can be provided.
また、上述の放射線撮影装置において、アームがCアームとなっていればより望ましい。 In the above-described radiation imaging apparatus, it is more desirable that the arm is a C-arm.
[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。本発明はCアームを有する放射線撮影装置に適用可能である。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. The present invention is applicable to a radiographic apparatus having a C-arm.
また、上述の放射線撮影装置において、入力手段が検出手段に配置されていればより望ましい。 In the above-described radiation imaging apparatus, it is more desirable that the input unit is disposed on the detection unit.
[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。入力手段が検出手段に配置されていれば、術者は殺菌状態が保たれたまま、誰の手も借りずアームの移動を行うことができる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. If the input means is arranged in the detection means, the surgeon can move the arm without helping anyone while the sterilized state is maintained.
また、上述の放射線撮影装置において、入力手段には、方向保持の指示を入力させるロックボタンが設けられいていればより望ましい。 In the above-described radiation imaging apparatus, it is more desirable that the input unit is provided with a lock button for inputting a direction holding instruction.
[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。入力手段にロックボタンを設け、このロックボタンを通じて術者の方向保持の指示がなされるようにすれば、操作性が向上した放射線撮影装置を提供できる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. If a lock button is provided on the input means, and the operator is instructed to hold the direction through this lock button, a radiation imaging apparatus with improved operability can be provided.
本発明に係る放射線撮影装置は、被検体に対し垂直方向を回転軸として回転することができるアームとアームに指示される放射線源、検出手段、コリメータ、およびコリメータ回転手段を備えている。アームを回転させると、コリメータが被検体に対して回転してしまい、コリメータが規定する撮影視野が被検体に対して傾斜してしまう。そこで、本発明のコリメータ回転制御手段は、アームの回転動作に伴い撮影視野が被検体に対して傾斜するのに応じ、撮影視野が傾斜する方向と反対方向にコリメータが回転するようにコリメータ回転手段を制御して、被検体に対する撮影視野の向きを保持する。このようにすると、術者は撮影視野の手動回転という煩雑な操作から解放される。 The radiation imaging apparatus according to the present invention includes an arm that can rotate with respect to a subject as a rotation axis, a radiation source indicated by the arm, a detection unit, a collimator, and a collimator rotation unit. When the arm is rotated, the collimator rotates with respect to the subject, and the field of view defined by the collimator is inclined with respect to the subject. Therefore, the collimator rotation control means according to the present invention provides collimator rotation means so that the collimator rotates in the direction opposite to the direction in which the imaging field of view is tilted as the imaging field of view tilts with respect to the subject as the arm rotates. To maintain the orientation of the field of view for the subject. In this way, the operator is freed from the cumbersome operation of manually rotating the field of view.
以降、本発明の実施例を説明する。実施例におけるX線は、本発明の放射線に相当する。また、FPDは、フラット・パネル・ディテクタの略である。 Hereinafter, examples of the present invention will be described. X-rays in the examples correspond to the radiation of the present invention. FPD is an abbreviation for flat panel detector.
<X線撮影装置の構成>
実施例1に係るX線撮影装置1は、図1に示すように被検体Mを載置する天板2と、天板2の下側に設けられたX線を照射するX線管3と、天板2の上側に設けられた被検体Mを透過してきたX線を検出するFPD4と、X線管3の管電流、管電圧を制御するX線管制御部6と、X線管3,FPD4,後述のコリメータ3a,およびコリメータ回転機構15を支持するCアーム7と、Cアーム7を支持する支柱8と、Cアーム7を回転させるCアーム回転機構21と、これを制御するCアーム回転制御部22とを備えている。X線管3は、本発明の放射線源に相当し、FPD4は、本発明の検出手段に相当する。また、Cアーム7は、本発明のアームに相当する。
<Configuration of X-ray imaging apparatus>
As shown in FIG. 1, an X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment includes a
Cアーム7は、Cアーム回転機構21により回転することもできる。すなわち、Cアーム7は、図2左側に示すように湾曲したCアーム7が沿う仮想円VAに沿って回転することもできれば、図2右側に示すように、Cアーム7の両端が支柱8から突き出す方向を突出方向としたとき、Cアーム7は、突出方向と直交する平面上の仮想円VBに両端が沿うように回転することもできる。仮想円VAは、Cアーム7の存在する平面上にある。Cアーム回転機構21は、本発明のアーム回転手段に相当する。以降の説明において、FPD4が鉛直上側に、X線管3が鉛直下側に位置するようにCアーム7が回転されているものとし、これ以上、Cアーム7が仮想円VAおよび仮想円VBには回転しないものとする。
The
Cアーム7は、上述の回転の他、図3左側に示すように、鉛直に伸びたアーム回転軸AXaを中心に回転することができる。このアーム回転軸AXaは、鉛直に伸びた支柱8を貫く軸である。このようにCアーム回転機構21は、互いに直交する3軸を中心にCアーム7を回転させることができる。図3右側は、Cアーム7をアーム回転軸AXaを中心に回転される様子を垂直方向から見下ろした図である。Cアーム7が回転されると、Cアーム7の先端はアーム回転軸AXaと直交する仮想円VCの軌跡を描きながら回転する。以降の説明において、回転軸AXaは、垂直方向に伸びた状態から変更されることはないものとする。
In addition to the rotation described above, the C-
Cアーム回転機構21がCアーム7を回転させると、Cアーム7に指示される各装置も回転されることになる。すなわち、X線管3,FPD4および後述のコリメータ3aは、互いの位置関係を保った状態でCアーム7の回転に追従するように回転する。このCアーム7の回転により、被検体Mに対するX線管3およびFPD4の位置が変動する。したがって、Cアーム7の回転により被検体Mに対する撮影視野Rの位置が移動する。
When the C-
Cアーム回転制御部22は、Cアーム回転機構21を制御する目的で設けられている。このCアーム回転制御部22は、術者の指示に従ってCアーム回転機構21を制御する。術者の入力は、FPD4に付設された検出器付属操作部31を通じて行われる。Cアーム回転制御部22は、本発明のアーム回転制御手段に相当し、検出器付属操作部31は、本発明の入力手段に相当する。
The C-arm
<台車の構成>
次に、Cアーム7を移動させる台車23について説明する。台車23は、図4に示すように車輪を有しており、支柱8が搭載されている。この台車23を検査室の床面上で移動させると、Cアーム7および支柱8は、台車23に追従して移動することになる。台車23に搭載される車輪は、車輪の回転方向が固定されている。したがって、台車23は、ある直線上を移動することしかできない。台車23を他の方向に移動させたいときは、台車23に搭載されている台車付属操作部23aを通じて、いったん車輪の回転方向の固定を解除して、回転方向を調整した後、再び回転方向を固定する動作をする。この様にすると、車輪の回転方向が変更されたので、台車23は先程とは異なる方向に移動できるようになる。台車23は、支柱8を鉛直方向と直交する水平方向に移動させることにより、Cアーム7およびCアーム7に支持される各装置(X線管3,FPD4,コリメータ3a等)を互いの相対位置を保った状態で移動させる。台車移動制御部24は、検出器付属操作部31に入力された術者の指示に従って台車23の移動を制御するものである。台車23は、本発明のアーム移動手段に相当し、台車移動制御部24は、本発明のアーム移動制御手段に相当する。
<Composition of cart>
Next, the
台車付属操作部23aは、台車23に付属の操作パネルであり、術者の指示を入力させる目的で設けられている。台車移動制御部24は、台車付属操作部23aに入力された術者の指示に従って台車23の移動を制御する。この台車移動制御部24は、台車付属操作部23aによらずとも台車移動の指示を受信することができるように設定される。すなわち、台車移動制御部24は、FPD4に付設の検出器付属操作部31の指示によっても台車23を直線的に移動させることができるようになっている。しかし、台車23の移動方向の変更は、検出器付属操作部31からは操作できない。
The
<コリメターの構成>
X線管3には、X線の照射範囲を制限することによりX線の広がりを制限して撮影視野Rを変更するコリメータ3aが設けられている(図1参照)。コリメータ3aは、開度の調節が可能となっている。コリメータ3aは、図5左側に示すように、コリメータ回転軸AXcを基準として鏡像対称に移動する1対のリーフ3bを有し、同じくコリメータ回転軸AXcを基準として鏡像対称に移動するもう1対のリーフ3bを備えている。このコリメータ3aは、リーフ3bを移動させることで、FPD4が有する検出面の全面にコーン状のX線Bを照射させることもできれば、たとえば、検出面の中心部分だけにファン状のX線Bを照射させることもできる。リーフ3bは、可動となっており、コリメータ3aの開度は変更可能となっている。
<Configuration of collimator>
The
また、リーフ3bの2対のうち一方は、4角錐形状となっているX線Bの体軸方向Aへの広がりを調整するものであり、もう一方のリーフ3bの対は、X線Bの体側方向Sへの広がりを調整するものである。リーフ3bの移動の基準となるコリメータ回転軸AXcは、X線Bの中心を示す軸ともなっている。このコリメータ回転軸AXcは、X線管3からFPD4に向かう直線で、X線管3およびFPD4の中心を貫くものである。上述のようにFPD4およびX線管3は鉛直方向に配列しているので、コリメータ回転軸AXcも鉛直方向に伸びている。
Also, one of the two pairs of
コリメータ3aは、X線管3に付設されている。したがって、X線管3を移動させるとコリメータ3aもX線管3に伴って移動する。
The
<検出器付属操作部の構成>
図6は、FPD4に付属している検出器付属操作部31の構成を示すものである。検出器付属操作部31は、図6に示すように両端に複数のボタンが配列されており、術者がこのボタンを操作することで、術者の指示を装置に入力できるようになっている。
<Configuration of operation unit attached to detector>
FIG. 6 shows a configuration of the detector attached
検出器付属操作部31に備えられたボタンについて説明する。図6を見れば分かるように、ボタンは、検出器付属操作部31の両端の2列に配列されている。ボタンをこの様に配列した理由は、利き腕の異なる術者に対応したものである。したがって、同じ機能のボタンが検出器付属操作部31の両端に1つずつ設けられていることになる。
The buttons provided in the detector attached
検出器付属操作部31には、例えば、Cアーム7の移動の禁止および解放の指示を入力させるCアームロックボタンが設けられている。また、検出器付属操作部31には、コリメータ3aの開度を調節する指示を入力させるコリメータ開閉ボタンが設けられている。
The detector-attached
本発明独自の構成としては、検出器付属操作部31には、被検体Mに対して撮影視野Rおよび画像の四辺が回転することを禁止および解放をする指示を入力させる方向保持ボタンが設けられている。この方向保持ボタンが押下されると、コリメータ回転制御部16および画像回転部12は、Cアーム7の仮想円VC周り(図3参照)の回転に合わせて動作する。方向保持ボタンの押下が解除されると、Cアーム7が仮想円VC周りに回転してもコリメータ回転制御部16および画像回転部12は動作しない。画像回転部12は、本発明の画像回転手段に相当し、コリメータ回転制御部16は、本発明のコリメータ回転制御手段に相当する。
As a configuration unique to the present invention, the detector-attached
方向保持ボタンが押下されると、Cアーム7を回転させても被検体Mおよび撮影視野Rが画像の四辺に対して傾斜することがない。コリメータ回転制御部16および画像回転部12がCアーム7の回転に合わせて被検体Mに対する撮影視野Rの傾斜および画像の四辺の傾斜を調整するからである。この動作の実際については、後述のものとする。
When the direction holding button is pressed, the subject M and the field of view R are not inclined with respect to the four sides of the image even if the C-
検出器付属操作部31は、U型のレバー9を備えている。図6においては、U形状のレバー9を底部から見ているので、レバー9は単に棒のように描かれている。図10においては、レバー9がU形状に描かれているのでこれを参照されたい。このレバー9を通じた操作について説明する。術者は、レバー9に力を加えると、Cアーム7が力を加えられた方向に移動するようになっている。例えば、術者がCアーム7を図3で説明したアーム回転軸AXaを中心に回転させるようにレバー9に力を加えると、Cアーム回転制御部22は、術者がレバー9に力を加えた方向にCアーム7を回転させる。そして、Cアーム回転制御部22は、術者がレバー9に力を加えなくなるとCアーム7を停止させる。
The detector attached
同様に、術者が台車23の移動方向の力をレバー9に加えると、台車移動制御部24は、術者がレバー9に力を加えた方向に台車23を移動させる。そして、台車移動制御部24は、術者がレバー9に力を加えなくなると台車23を停止させる。
Similarly, when the surgeon applies a force in the movement direction of the
この様はレバー9を通じた操作を実現するセンサーがX線撮影装置に設けられている。すなわち、X線撮影装置には、レバー9に加えられた力の強さと方向を検出するセンサーが設けられており、Cアーム回転制御部22および台車移動制御部24は、センサーの出力に従ってCアーム回転機構21および台車23のそれぞれを制御するのである。
In this manner, a sensor for realizing an operation through the
<コリメターの回転制御>
コリメータ3aの回転について説明する。コリメータ3aには、X線の照射方向に伸びたコリメータ回転軸AXcを中心としてコリメータ3aをX線管3に対して回転させるコリメータ回転機構15が備えられている(図1参照)。コリメータ回転制御部16は、コリメータ回転機構15を制御する目的で設けられている。コリメータ回転機構15がコリメータ3aを回転させると、図5右側に示すようにコリメータ3aを構成する各リーフ3bが互いの相対位置を保った状態でX線管3に対してコリメータ回転軸AXcを中心に回転する。すなわち、コリメータ回転軸AXcはコリメータ3aを回転させるときの回転軸(コリメータ回転軸)となっている。コリメータ回転機構15は、本発明のコリメータ回転手段に相当する。
<Rotation control of collimator>
The rotation of the
コリメータ回転制御部16の動作の実際について説明する。例えば、矩形となっているX線の照射範囲が図7の破線に示すようなものであったとする。X線ビームの照射範囲とは、X線管3より発したX線が照射される被検体上または天板2上の範囲である。図7の場合の照射範囲は、四辺が被検体Mの体軸および体側に沿っておらず、被検体Mに対して傾斜している。このX線の照射範囲は、被検体Mをイメージングする範囲であり、X線撮影装置1の撮影視野でもある。
The actual operation of the collimator
この様に照射範囲(撮影視野)が被検体Mに対して傾斜しているのは、実は、図3に示したCアームの仮想円VC周りの回転に伴ってコリメータ3aが図8左側のように傾斜したからである。図3に示した仮想円VCに沿ってX線管3を回転させると、X線管3に付属のコリメータ3aも追従して回転し、コリメータ3aが被検体Mに対して傾斜する。コリメータ3aが傾斜した状態で撮影を行うと、被検体Mの右肩から左腰にかけて縦長の領域にX線を照射して撮影を行うことになる。この様な状態で撮影された元画像P0には、被検体Mの右肩から左腰にかけての像を写し込んだものとなる。このようにCアーム7の回転に伴い、被検体Mに対して撮影視野Rが回転してしまうのである。
In this way, the irradiation range (imaging field of view) is inclined with respect to the subject M. Actually, the
コリメータ回転制御部16は、Cアーム7の回転に伴いコリメータ3aを適宜回転させる。図8は、コリメータ回転制御部16によってコリメータが回転される様子を示している。図8を参照すれば分かるように、回転後のコリメータ3aは、一対のリーフ3bの移動方向が被検体Mの体軸方向Aに一致し、もう一対のリーフ3bの移動方向が被検体Mの体側方向Sに一致している。
The collimator
<Cアーム回転データの取得>
コリメータ回転制御部16は、Cアーム回転機構21よりCアーム7の回転強度と回転方向とを表すCアーム回転データを取得する。コリメータ回転制御部16は、このCアーム回転データに基づいて動作することになる。例えば、Cアーム回転機構21は、Cアーム7を45°回転させる動作をしたとする。すると、Cアーム回転機構21は、この動作を示すCアーム回転データをコリメータ回転制御部16に出力する。そして、コリメータ回転制御部16は、Cアーム回転データに基づいてコリメータ3aを−45°回転するように動作する。
<Acquisition of C-arm rotation data>
The collimator
このように、コリメータ回転制御部16は、Cアーム7の回転動作に伴い撮影視野Rが被検体Mに対して傾斜するのに応じ、撮影視野Rが傾斜する方向と反対方向にコリメータ3aが回転するようにコリメータ回転機構15を制御して、被検体Mに対する撮影視野Rの向きを保持するのである。
As described above, the collimator
以上のようなコリメータ回転機構15の動作は、検出器付属操作部31の方向保持ボタンが押下された場合になされるものであり、コリメータ回転制御部16は、方向保持ボタンの押下が解除された状態においては後述の動作を行わない。術者は方向保持ボタンを通じてコリメータ回転機構15の動作を行うかどうかを選択することができる。
The operation of the
<画像生成部の動作>
画像生成部11は、FPD4から出力される検出信号を基に画像を生成する。このとき生成される画像を元画像P0と呼ぶことにする。元画像P0は、FPD4の有するX線を検出する検出面と同一形状の矩形となっており、検出面上で検出したX線の強度をマッピングしたものとなっている。画像生成部11は、本発明の画像生成手段に相当する。
<Operation of Image Generation Unit>
The image generation unit 11 generates an image based on the detection signal output from the
<画像回転部の動作>
次に、画像回転部12について説明する。画像回転部12は、画像生成部11が生成した画像を受信して、画像回転処理を施す。この画像回転部12は、矩形状となっている画像の四辺に対して画像に写り込んだパターンを画像の中心点を中心に回転させる。例えば、上方向の矢印が写り込んだ画像に対して画像回転部12が時計回りに90°だけ画像を回転させたとすると、右方向の矢印が写り込んだ画像が画像回転部12より出力されることになる。この画像回転部12の回転強度は、Cアーム7の回転角度により決定される。
<Operation of image rotation unit>
Next, the
画像回転部12の動作の実際について説明する。例えば、元画像P0が図9左側に示すようなものであったとする。このとき得られる元画像P0には被検体Mが傾斜して写り込んでいる。元画像P0には被検体Mの一部しか写り込んでいないのは、コリメータ3aによりX線の照射範囲を限定したからである。このX線の照射範囲は、被検体Mをイメージングする範囲であり、撮影視野Rでもある。
The actual operation of the
このように元画像P0に被検体Mが傾斜して写り込むのは、実は、図3に示したCアーム7の仮想円VC周りの回転に伴ってFPD4が被検体Mに対して傾斜したからである。図3に示した仮想円VCに沿ってFPD4を回転させると、FPD4は被検体Mに対して傾斜する。FPD4が傾斜した状態で撮影を行うと、FPD4に対して被写体を斜めに傾けた状態で撮影を行うことになる。この様な状態で撮影された元画像P0は、元画像P0の4辺に対して傾斜した被検体Mが写し込んだものとなる。図9右側は、FPD4が傾斜した状態で撮影を行ったときの元画像P0と被検体Mとの位置関係を表している。
The reason why the subject M is reflected in the original image P0 in this way is actually that the
画像回転部12は、Cアーム7の回転に伴い元画像P0に適宜画像回転処理を施して回転画像P1を生成する。図10左側はこのときの回転画像P1を表している。図10を参照すれば分かるように、回転処理後の回転画像P1には、被検体Mの体軸方向Aと画像の縦方向が一致するように被検体Mが画像に写り込んでいる。図10右側は、回転画像P1と被検体Mとの位置関係を表している。
The
<Cアーム回転データの取得>
画像回転部12は、Cアーム回転機構21よりCアーム7の回転強度と回転方向とを表すCアーム回転データを取得する。画像回転部12は、このCアーム回転データに基づいて動作することになる。例えば、Cアーム回転機構21は、Cアーム7を45°回転させる動作をしたとする。すると、Cアーム回転機構21は、この動作を示すCアーム回転データを画像回転部12に出力する。そして、画像回転部12は、Cアーム回転データに基づいて元画像P0を45°回転するような回転処理を加える。Cアーム7を45°回転させると、画像に写り込む被検体像は、画像に対して−45°回転しようとする。しかし、この被検体像の回転は、画像回転部12により消去される。つまり、画像回転部12は、被検体像の傾斜に追従するように元画像P0を回転させて被検体Mに対する画像の向きを保持する。
<Acquisition of C-arm rotation data>
The
以上のような画像回転部12の動作は、検出器付属操作部31の方向保持ボタンが押下された場合になされるものであり、画像回転部12は、方向保持ボタンの押下が解除された状態においては後述の動作を行わない。術者は方向保持ボタンを通じて画像回転部12の動作を行うかどうかを選択することができる。
The operation of the
<X線撮影装置が有する他の構成>
X線管制御部6(図1参照)は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でX線管3を制御する目的で設けられている。X線管制御部6の制御によりX線がX線管3から発せられると、X線は、被検体Mを透過してFPD4の検出面に入射する。FPD4は入射したX線を検出して検出信号を生成する。この検出信号は、画像生成部11(図1参照)に送出され、そこで被検体Mの投影像が写り込んだ画像が生成される。
<Other configuration of X-ray imaging apparatus>
The X-ray tube controller 6 (see FIG. 1) is provided for the purpose of controlling the
検出器回転部17および検出器回転制御部18は、検出器をCアーム7に対して回転させる構成である。実施例1においてはこの構成は、特に必要とされない。これらの構成については実施例2において詳説する。検出器回転制御部18は、本発明の検出器回転制御手段に相当する。
The
操作卓26(図1参照)は、術者によるX線照射開始などの指示を入力させる目的で設けられている。また、主制御部34(図1参照)は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部34は、CPUによって構成され、各種のプログラムを実行することによりX線管制御部6および各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部28(図1参照)は、画像処理に用いられるパラメータ等のX線撮影装置1の制御に関するパラメータの一切を記憶する。記憶部28は、本発明の記憶手段に相当する。
The console 26 (see FIG. 1) is provided for the purpose of inputting an instruction such as start of X-ray irradiation by the operator. Moreover, the main control part 34 (refer FIG. 1) is provided in order to control each control part comprehensively. The
<X線撮影装置の動作>
次に、図11を参照しながらX線撮影装置の動作について説明する。本発明に係るX線撮影装置で被検体Mの透視像を撮影するには、まず、被検体Mが天板2に載置される。このとき、装置のCアーム7が被検体Mの妨げとならないように、Cアーム7は、予め天板2の短手方向から天板2に対して離反するように移動されている。このCアーム7の移動は、実際は台車23を移動させることで実現される(被検体載置ステップS1)。
<Operation of X-ray imaging apparatus>
Next, the operation of the X-ray imaging apparatus will be described with reference to FIG. In order to capture a fluoroscopic image of the subject M with the X-ray imaging apparatus according to the present invention, first, the subject M is placed on the top 2. At this time, the C-
図12は、被検体Mを天板2に載置した後、Cアーム7を被検体側に寄せた状態を表している。この動作説明においては、図12のように、Cアーム7は、台車23により被検体Mの体側方向Sに移動されて、被検体Mに接近させ撮影をするような動作であるものとする。したがって、台車23は、撮影動作中、被検体Mの体軸方向Aについては移動しないものとする。
FIG. 12 shows a state in which the
<撮影位置調節ステップS2>
次に、術者は、検出器付属操作部31のレバー9を操作して、被検体Mに対してX線管3およびFPD4を移動させる。このようにして、術者はX線管3およびFPD4を被検体Mの関心部位まで移動させる。そして、術者は、X線管3に付属のコリメータ3aの開度を調節して、撮影時の撮影視野Rを調節する。
<Shooting position adjustment step S2>
Next, the operator operates the
<傾斜ロックステップS3>
撮影位置の調節が終了すると術者は、検出器付属操作部31のロックボタンを押下し、傾斜のロックを装置に指示する。この時点で、画像回転部12およびコリメータ回転制御部16は、図3で説明したCアーム7の回転に合わせて動作するようになる。
<Inclination lock step S3>
When the adjustment of the photographing position is completed, the surgeon presses the lock button of the detector attached
<撮影位置微調節ステップS4>
この時点で、被検体Mの体動などにより、撮影視野Rを図13左側におけるR1の位置からR2の位置まで移動させる必要が生じたものとする。つまり、撮影視野Rを天板2に対して傾斜させない状態を保ったまま天板2の長手方向(被検体Mの体軸方向)に平行移動させる必要が生じたとする。
<Shooting position fine adjustment step S4>
At this time, it is assumed that the imaging visual field R needs to be moved from the position R1 to the position R2 on the left side of FIG. That is, it is assumed that it is necessary to translate the imaging visual field R in the longitudinal direction of the top 2 (the body axis direction of the subject M) while maintaining the state in which the imaging visual field R is not inclined with respect to the top 2.
術者は、レバー9を天板2の長手方向に移動させて、撮影視野RをR1の位置からR2の位置までに移動させる。このとき、X線管3およびFPD4は天板2の長手方向に移動したことになる。
The surgeon moves the
このX線管3およびFPD4の移動をどのように実現するかについて説明する。X線管3およびFPD4を天板2の長手方向に移動させようとするのだから、単に台車23が天板2の長手方向に移動するのではないかとも思われるが、実はそうではない。台車23の移動方向は、被検体載置ステップS1の段階で被検体Mの体側方向Sにロックされている。したがって、本ステップでは台車23を天板2の長手方向(被検体Mの体軸方向)に移動させることができないのである。
How to realize the movement of the
そこで、X線管3およびFPD4の移動は、図13右側に示すCアーム7の回転と、図14右側に示す台車23の体側方向Sの移動の二つを組み合わせることで実現される。すなわち、図13左側の初期状態から、Cアーム7を図3で説明した方法で回転させると、X線管3およびFPD4は、天板2の長手方向および短手方向に移動する。すると、撮影視野Rは、図13右側に示すようにR1の位置からR1aの位置まで移動する。このようにして、Cアーム7の回転によって撮影視野Rを天板2の長手方向についてR2の位置に移すことが可能である。しかし、この移動に伴って撮影視野Rは、天板2の短手方向にも望まない移動をしてしまっている。
Therefore, the movement of the
この天板2の短手方向の位置ズレを補正する目的で、台車23によりCアーム7が天板2の短手方向に動かされる。すなわち、図13右側の状態から、Cアーム7を天板2の短手方向に移動させると、X線管3およびFPD4は、天板2の短手方向に移動する。すると、撮影視野Rは、図14左側に示すようにR1aの位置からR1bの位置まで移動する。このようにして、撮影視野Rを天板2の短手方向についてR2の位置に移すことが可能である。
The
上述の移動により、撮影視野RはR1bの位置まで移動される。なお、実際には、Cアーム7の回転と、台車23の移動とは、同時に行われる。したがって、R1に位置にあった撮影視野RはR1aを経由せず直接R1bの位置に移動することになる。しかし、この時点では、撮影視野Rの移動は完了していない。すなわち、このままでは撮影視野Rは、Cアーム7の回転に伴って天板2に対して傾斜した状態となる。
By the above movement, the photographing visual field R is moved to the position R1b. Actually, the rotation of the C-
<撮影視野回転ステップS5>
そこで、コリメータ回転制御部16が動作して、コリメータ3aを天板2に対して回転させる。これにより、Cアーム7の回転により生じた天板2に対する撮影視野Rの傾斜が解消される。この動作により、撮影視野Rは、図14右側に示すR1bの位置からR2の位置まで回転される。こうして撮影視野Rは術者の所望通りの位置まで移動され、撮影の準備が整う。
<Shooting field rotation step S5>
Therefore, the collimator
<撮影開始ステップS6,画像取得ステップS7>
術者が検査室から隔離された別室に設けられた操作卓を通じてX線照射の指示をX線撮影装置1に与えると、X線管制御部6は、X線管3を制御して、X線を照射させる。FPD4は、被検体Mを透過してきたX線を検出し、検出信号を画像生成部11に送出する。画像生成部11は、検出信号を基に元画像P0を生成する。
<Photographing start step S6, image acquisition step S7>
When the operator gives an X-ray irradiation instruction to the X-ray imaging apparatus 1 through a console provided in a separate room isolated from the examination room, the X-ray
<画像回転ステップS8>
画像生成部11が生成した元画像P0は、画像回転部12に送出される。画像回転部12は、元画像P0の四辺に対して斜めに写り込んだ被検体像を回転させて、画像の縦方向と被検体Mの体軸方向Aに、画像の横方向を被検体Mの体側方向Sに一致させる。画像生成部11が生成した元画像P0の被検体像が回転してしまうのは、Cアーム7の回転に伴いFPD4が天板2に対して傾斜してしまうからである。
<Image Rotation Step S8>
The original image P0 generated by the image generation unit 11 is sent to the
画像回転部12が生成した回転画像P1が表示部32に表示されて実施例1に係るX線撮影装置1の動作は終了となる。
The rotation image P1 generated by the
以上のように、本発明に係るX線撮影装置は、Cアーム7とCアーム7に指示されるX線管3,FPD4,コリメータ3aおよびコリメータ回転機構15を備えている。このCアーム7は、被検体Mに対し垂直方向を回転軸として回転することができる。Cアーム7を回転させると、コリメータ3aが被検体Mに対して回転してしまい、コリメータ3aが規定する撮影視野Rが被検体Mに対して傾斜してしまう。そこで、本発明のコリメータ回転制御部16は、Cアーム7の回転動作に伴い撮影視野Rが被検体Mに対して傾斜するのに応じ、撮影視野Rが傾斜する方向と反対方向にコリメータ3aが回転するようにコリメータ回転機構15を制御して、被検体Mに対する撮影視野Rの向きを保持する。このようにすると、Cアーム7の回転に関わらず被検体Mに対する撮影視野Rの向きが常に一定となり、術者は撮影視野Rの手動回転という煩雑な操作から解放される。また、本発明には、コリメータ3aの自動回転をするかどうかを選択させる検出器付属操作部31を備えている。これにより術者は、本発明に係る動作と従来装置の動作とを自由に選択することができる。
As described above, the X-ray imaging apparatus according to the present invention includes the C-
また、上述の構成は、Cアーム7を回転させると、検出器が被検体Mに対して回転してしまい、検出器が規定する画像の向きが被検体Mに対して傾斜してしまう。そこで、本発明の画像回転部12は、Cアーム7の回転動作に伴い画像生成部11が生成する画像に写り込む被検体像が画像に対して傾斜するのに応じ、被検体像の傾斜に追従するように画像を回転させて被検体Mに対する画像の向きを保持する。このようにすると、Cアーム7の回転に関わらず被検体Mに対する画像の向きが常に一定となり、術者はFPD4の手動回転という煩雑な操作から解放される。また、本発明には、FPD4の自動回転をするかどうかを選択させる検出器付属操作部31を備えている。これにより術者は、本発明に係る動作と従来装置の動作とを自由に選択することができる。
In the above configuration, when the
次に、実施例2に係るX線撮影装置の構成について説明する。実施例2に係るX線撮影装置は、図1で説明した実施例1の構成とほぼ同じである。したがって、実施例1と実施例2との間で共通する構成の説明を省略する。
Next, the configuration of the X-ray imaging apparatus according to
実施例2において実施例1の構成と異なる点は、画像回転部12が必ずしも必要としないこと、X線を検出する検出器がI.I管(イメージインテンシファイア)であること、および、検出器回転機構17・検出器回転制御部18が必須であることの三点である。以降、実施例2の最も特徴的な部分である検出器の回転について説明する。I.I管4aは、本発明の検出器に相当し、検出器回転機構17は、本発明の検出器回転手段に相当する。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
<I.I管(検出器)の回転制御>
図15左側は、Cアーム7に配備されるI.I管4aの構成を説明する斜視図である。図15が示すように、I.I管4aは、円筒形状となっており、X線管3に対向する位置にX線を検出する検出面4bを有している。I.I管4aは、I.I管4aからX線管3を貫く方向に向けて伸びる検出器回転軸AXdを中心にCアーム7に対して回転可能となっている。検出器回転軸AXdは、検出面4bと直交するとともに、検出面4bの中心を通過する。I.I管4aの回転を駆動するのは、検出器回転機構17であり、検出器回転制御部18は、検出器回転機構17を制御する目的で設けられている。なお、図15右側は、検出器回転機構17によりI.I管4aがCアーム7に対して検出器回転軸AXdを中心に回転される様子を示している。この図は、I.I管4aを鉛直方向に見下ろした場合の図であり、検出面4bは、I.I管4aにより隠されている。検出器回転機構17は、I.I管4aにおけるX線を検出する検出面に直交する検出器回転軸AXdを中心にI.I管4aをCアーム7に対して回転させる。I.I管4aが鉛直方向の上側に、X線管3が鉛直方向の下側に位置しているので、検出器回転軸AXdは鉛直方向に沿っている。
<I. Rotation control of I tube (detector)>
The left side of FIG. It is a perspective view explaining the structure of the I pipe |
検出器回転制御部18の動作の実際について説明する。例えば、I.I管4aにおける画像を生成する範囲である画像生成範囲が図16左側の破線に示すようなものであったとする。画像は矩形であるので画像生成範囲も矩形となる。図16左側の場合の画像生成範囲は、四辺が被検体Mの体軸および体側に沿っておらず、被検体Mに対して傾斜している。
The actual operation of the detector
このように画像生成範囲に被検体Mが傾斜して写り込むのは、実は、図3に示したCアーム7の回転に伴ってI.I管4aが被検体Mに対して傾斜したからである。図3に示した仮想円VCに沿ってI.I管4aを回転させると、I.I管4aは被検体Mに対して傾斜する。I.I管4aが傾斜した状態で撮影を行うと、I.I管4aに対して被写体を斜めに傾けた状態で撮影を行うことになる。この様な状態で撮影された元画像P0は、元画像P0の4辺に対して傾斜した被検体Mが写し込んだものとなる。
The fact that the subject M appears to be tilted in the image generation range in this way is actually the fact that the I.M. This is because the
検出器回転制御部18は、Cアーム7の回転に伴いI.I管4aを適宜回転させる。図16右側は、I.I管4aが回転された後の状態を示している。図16右側を参照すれば分かるように、回転後の画像生成範囲は、被検体Mの体軸方向Aと画像の縦方向が一致する。
The detector
<Cアーム回転データの取得>
検出器回転制御部18は、Cアーム回転機構21よりCアーム7の回転強度と回転方向とを表すCアーム回転データを取得する。検出器回転制御部18は、このCアーム回転データに基づいて動作することになる。例えば、Cアーム回転機構21は、Cアーム7を45°回転させる動作をしたとする。すると、Cアーム回転機構21は、この動作を示すCアーム回転データを検出器回転制御部18に出力する。そして、検出器回転制御部18は、Cアーム回転データに基づいてI.I管4aを−45°回転するような回転処理を加える。Cアーム7を45°回転させると、画像に写り込む被検体像は、画像に対して−45°回転しようとする。しかし、この被検体像の回転は、検出器回転制御部18により消去される。つまり、検出器回転制御部18は、被検体像の傾斜にI.I管4aが追従して回転するようにI.I管4aを検出器回転機構17を制御して被検体Mに対する画像の向きを保持する。
<Acquisition of C-arm rotation data>
The detector
以上のような検出器回転機構17の動作は、検出器付属操作部31の方向保持ボタンが押下された場合になされるものであり、検出器回転制御部18は、方向保持ボタンの押下が解除された状態においては後述の動作を行わない。術者は方向保持ボタンを通じて検出器回転機構17の動作を行うかどうかを選択することができる。
The operation of the
<X線撮影装置の動作>
次に、図17を参照しながらX線撮影装置の動作について説明する。本発明に係るX線撮影装置で被検体Mの透視像を撮影するには、実施例1で説明した被検体載置ステップS1,撮影位置調節ステップS2,傾斜ロックステップS3の各ステップを行う。
<Operation of X-ray imaging apparatus>
Next, the operation of the X-ray imaging apparatus will be described with reference to FIG. In order to capture a fluoroscopic image of the subject M with the X-ray imaging apparatus according to the present invention, the subject placement step S1, the imaging position adjustment step S2, and the tilt lock step S3 described in the first embodiment are performed.
この時点で、被検体Mの体動などにより、撮影視野Rを図13左側におけるR1の位置からR2の位置まで移動させる必要が生じたものとする。すると、術者は、図13,図14を用いて説明した様式で撮影視野Rを移動させる(撮影位置微調節ステップS4)。 At this time, it is assumed that the imaging visual field R needs to be moved from the position R1 to the position R2 on the left side of FIG. Then, the operator moves the imaging field of view R in the manner described with reference to FIGS. 13 and 14 (imaging position fine adjustment step S4).
すると、コリメータ回転制御部16が動作して、コリメータ3aを天板2に対して回転させる(撮影視野回転ステップS5)。この動作の詳細は、図7,図8を用いて既に説明済みである。
Then, the collimator
<検出器回転ステップT6>
これ以降は、実施例2独自の動作である。すなわち、撮影視野Rの回転が終了すると今度は、検出器回転制御部18が動作して、I.I管4aを天板2に対して回転させる。これにより、Cアーム7の回転により生じた天板2に対する画像生成範囲の傾斜が解消される。こうして撮影視野Rは術者の所望通りの位置まで移動され、撮影の準備が整う。
<Detector rotation step T6>
Subsequent operations are unique to the second embodiment. That is, when the rotation of the imaging field of view R is completed, the detector
<撮影開始ステップT7,画像取得ステップT8>
術者が検査室から隔離された別室に設けられた操作卓を通じてX線照射の指示をX線撮影装置1に与えると、X線管制御部6は、X線管3を制御して、X線を照射させる。I.I管4aは、被検体Mを透過してきたX線を検出し、検出信号を画像生成部11に送出する。画像生成部11は、検出信号を基に元画像P0を生成する。
<Photographing start step T7, image acquisition step T8>
When the operator gives an X-ray irradiation instruction to the X-ray imaging apparatus 1 through a console provided in a separate room isolated from the examination room, the X-ray
画像回転部12が生成した元画像P0が表示部32に表示されて実施例1に係るX線撮影装置1の動作は終了となる。
The original image P0 generated by the
以上のように、実施例2の構成は、術者の操作がより簡単なものとなっている。すなわち、Cアーム7を回転させると、検出器が被検体Mに対して回転してしまい、検出器が規定する画像の向きが被検体Mに対して傾斜してしまう。そこで、本発明の画像回転部12は、Cアーム7の回転動作に伴い画像生成部11が生成する画像に写り込む被検体像が画像に対して傾斜するのに応じ、被検体像の傾斜に追従するように画像を回転させて被検体Mに対する画像の向きを保持する。このようにすると、Cアーム7の回転に関わらず被検体Mに対する画像の向きが常に一定となり、術者はFPD4の手動回転という煩雑な操作から解放される。また、本発明には、FPD4の自動回転をするかどうかを選択させる検出器付属操作部31を備えている。これにより術者は、本発明に係る動作と従来装置の動作とを自由に選択することができる。
As described above, the configuration of Example 2 is simpler for the operator to operate. That is, when the C-
本発明は上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described configuration, and can be modified as follows.
(1)上述の構成によれば、Cアーム回転データは、Cアーム回転機構21より各部に送信されていたが、本発明はこの構成に限られるものではない。例えば、Cアーム回転データは、Cアーム7に付属のポテンショメータやエンコーダが生成するようにしてもよい。
(1) According to the above-described configuration, the C-arm rotation data is transmitted from the C-
(2)上述の構成によれば、実施例1の放射線検出器はFPDであり実施例2の放射線検出器はI.I管であったが、実施例1の放射線検出器をI.I管としてもよく、実施例2の放射線検出器をFPDとしてもよい。 (2) According to the above configuration, the radiation detector of the first embodiment is an FPD, and the radiation detector of the second embodiment is an I.D. The radiation detector of Example 1 was the I. tube. It may be an I tube, and the radiation detector of Example 2 may be an FPD.
(3)上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。 (3) Although the embodiment described above is a medical device, the present invention can also be applied to industrial and nuclear devices.
(4)上述した実施例のいうX線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、X線以外の放射線にも適用できる。 (4) X-rays referred to in the above-described embodiments are an example of radiation in the present invention. Therefore, the present invention can be applied to radiation other than X-rays.
3 X線管(放射線源)
3a コリメータ
4 FPD(検出手段)
4a I.I管(検出手段)
7 Cアーム(アーム)
8 支柱
11 画像生成部(画像生成手段)
12 画像回転部(画像回転手段)
15 コリメータ回転機構(コリメータ回転手段)
16 コリメータ回転制御部(コリメータ回転制御手段)
17 検出器回転機構(検出器回転手段)
18 検出器回転制御部(検出器回転制御手段)
21 アーム回転機構(アーム回転手段)
22 アーム回転制御部(アーム回転制御手段)
23 台車(アーム移動手段)
24 台車移動制御部(アーム移動制御手段)
31 検出器付属操作部(入力手段)
3 X-ray tube (radiation source)
4a I.E. I tube (detection means)
7 C-arm (arm)
8 Prop 11 Image generator (image generator)
12 Image rotation unit (image rotation means)
15 Collimator rotation mechanism (collimator rotation means)
16 Collimator rotation control unit (collimator rotation control means)
17 Detector rotation mechanism (detector rotation means)
18 Detector rotation control unit (detector rotation control means)
21 Arm rotation mechanism (arm rotation means)
22 Arm rotation control unit (arm rotation control means)
23 cart (arm moving means)
24 cart movement control unit (arm movement control means)
31 Operation unit attached to detector (input means)
Claims (7)
被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、
前記検出手段から出力される検出信号を基に画像を生成する画像生成手段と、
術者の指示を入力させる入力手段と、
前記放射線源から照射される放射線の広がりを制限して撮影視野を変更するコリメータと、
放射線の照射方向に伸びたコリメータ回転軸を中心として前記コリメータを前記放射線源に対して回転させるコリメータ回転手段と、
前記放射線源、前記検出手段、前記コリメータ、および前記コリメータ回転手段を支持するアームと、
前記アームを支持する支柱と、
鉛直方向に伸びるとともに前記支柱を貫くアーム回転軸を中心に前記アームおよび前記アームに支持される各装置とを回転させることにより、撮影視野を被検体に対して回転移動させるアーム回転手段と、
前記入力手段に入力された術者の指示に従って前記アーム回転手段を制御するアーム回転制御手段と、
前記入力手段に方向保持の指示が入力された後、前記アームの回転動作に伴い撮影視野が被検体に対して傾斜するのに応じ、撮影視野が傾斜する方向と反対方向に前記コリメータが回転するように前記コリメータ回転手段を制御して、被検体に対する撮影視野の向きを保持するコリメータ回転制御手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。 A radiation source that emits radiation;
Detection means for detecting radiation transmitted through the subject;
Image generating means for generating an image based on a detection signal output from the detecting means;
Input means for inputting the instructions of the surgeon;
A collimator that changes the field of view by limiting the spread of radiation emitted from the radiation source;
Collimator rotation means for rotating the collimator with respect to the radiation source about a collimator rotation axis extending in the radiation irradiation direction;
An arm that supports the radiation source, the detection means, the collimator, and the collimator rotation means;
A column supporting the arm;
Arm rotating means for rotating the imaging field of view with respect to the subject by rotating the arm and each of the devices supported by the arm around an arm rotation axis extending in the vertical direction and penetrating the support;
Arm rotation control means for controlling the arm rotation means in accordance with an operator's instruction input to the input means;
After the direction holding instruction is input to the input unit, the collimator rotates in a direction opposite to the direction in which the imaging field of view is tilted as the imaging field of view is tilted with respect to the subject as the arm rotates. And a collimator rotation control means for controlling the collimator rotation means so as to maintain the orientation of the imaging field of view with respect to the subject.
前記検出手段における放射線を検出する検出面に直交する検出器回転軸を中心に前記検出手段を前記アームに対して回転させる検出器回転手段と、
前記入力手段に方向保持の指示が入力された後、前記アームの回転動作に伴い前記画像生成手段が生成する画像に写り込む被検体像が前記画像に対して傾斜するのに応じ、前記被検体像の傾斜に前記検出器が追従して回転するように前記検出器回転手段を制御して、被検体に対する画像の向きを保持する検出器回転制御手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 1,
Detector rotation means for rotating the detection means relative to the arm about a detector rotation axis orthogonal to a detection surface for detecting radiation in the detection means;
After the direction holding instruction is input to the input unit, the subject image reflected in the image generated by the image generation unit with the rotation of the arm is inclined with respect to the image. Radiation imaging apparatus comprising: detector rotation control means for controlling the detector rotation means so that the detector follows the inclination of the image and rotates to maintain the orientation of the image with respect to the subject. .
前記入力手段に方向保持の指示が入力された後、前記アームの回転動作に伴い前記画像生成手段が生成する画像に写り込む被検体像が前記画像に対して傾斜するのに応じ、前記被検体像の傾斜に追従するように前記画像を回転させて被検体に対する画像の向きを保持する画像回転手段を備えることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 1,
After the direction holding instruction is input to the input unit, the subject image reflected in the image generated by the image generation unit with the rotation of the arm is inclined with respect to the image. A radiation imaging apparatus, comprising: an image rotation unit configured to rotate the image so as to follow the inclination of the image to maintain the orientation of the image with respect to the subject.
前記支柱を鉛直方向と直交する水平方向に移動させることにより、前記アームおよび前記アームに支持される各装置を互いの相対位置を保った状態で移動させるアーム移動手段と、
前記入力手段に入力された術者の指示に従って前記アーム移動手段を制御するアーム移動制御手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An arm moving means for moving the arm and each device supported by the arm in a state of maintaining a relative position with each other by moving the column in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction;
A radiation imaging apparatus comprising: arm movement control means for controlling the arm movement means in accordance with an operator's instruction input to the input means.
前記アームがCアームとなっていることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A radiation imaging apparatus, wherein the arm is a C-arm.
前記入力手段が前記検出手段に配置されていることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A radiation imaging apparatus, wherein the input means is disposed in the detection means.
前記入力手段には、方向保持の指示を入力させるロックボタンが設けられいていることを特徴とする放射線撮影装置。
The radiographic apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The radiographic apparatus according to claim 1, wherein the input means is provided with a lock button for inputting a direction holding instruction.
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