JP2014198241A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】3D撮影や斜めに走行している血管の撮影など、多種多様な撮影を容易に実行することが可能なＸ線診断装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係るＸ線診断装置は、第１の回転軸を中心に回転する第１のアーム、第２の回転軸を中心に回転する第２のアーム、保持部及び撮影系を備える。第１のアームは、円弧状の第１のスライド軸に沿って前記第１の回転軸に対して相対的にスライドする。第２のアームは、円弧状の第２のスライド軸に沿って前記第２の回転軸に対して相対的にスライドする。保持部は、前記第１のアーム側に連結され、前記第２のアームを保持する。撮影系は、前記第２のアームに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
Ｘ線診断装置では、例えば、Ｘ線発生部及びＸ線検出器が互いに対向した状態でＣ型アームによって保持される。特に、複数のアームを用いて一対のＸ線発生部及びＸ線検出器を駆動させるＸ線診断装置が提案されている。
例えば、第１の回転軸を中心に回転可能な支持基台に第１の円弧状のアーム及び第２の円弧状のアームを重ねてそれぞれスライド可能に配置し、Ｘ線発生部及びＸ線検出器を保持した第３の円弧状のアームのＸ線検出器側の端部を、第２の円弧状のアームに設けられた第２の回転軸に取付けた構造を有するＸ線診断装置が提案されている。
この構造を有するＸ線診断装置では、支持基台に固定された水平方向又は鉛直方向の第１の回転軸に加え、Ｘ線の照射方向と平行な第２の回転軸の２つの回転軸によってＸ線発生部及びＸ線検出器を位置決めすることができる。また、第１の円弧状のアーム及び第２の円弧状のアームの各スライド動作によってもＸ線発生部及びＸ線検出器の位置決めを行うことができる。
また、別の例として、第１の回転軸を中心に回転できるように天井に懸架され、かつ円弧状の軌道に沿ってスライドする第１の円弧状のアームの一端に第２の回転軸を設け、両端にＸ線発生部及びＸ線検出器を保持した第２の円弧状のアームの略中央部分を第２の回転軸に取付けた構造を有するＸ線診断装置が提案されている。この構造を有するＸ線診断装置では、天井に固定された第１の回転軸、第１の円弧状のアームのスライド動作及び第２の回転軸によってＸ線発生部及びＸ線検出器の位置決めを行うことができる。
特開２０００−２３２９７５号公報 特開２００１−１４５６１５号公報
Ｘ線診断装置では、３次元(3D: three dimensional)撮影や斜めに走行している血管の撮影など、様々な方向からの撮影を実行できるようにすることが望まれる。
そこで、本発明は、3D撮影や斜めに走行している血管の撮影など、多種多様な撮影を容易に実行することが可能なＸ線診断装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、第１のアーム、第２のアーム、保持部及び撮影系を備える。第１のアームは、第１の回転軸を中心に回転し、かつ円弧状の第１のスライド軸に沿って前記第１の回転軸に対して相対的にスライドする。第２のアームは、第２の回転軸を中心に回転し、かつ円弧状の第２のスライド軸に沿って前記第２の回転軸に対して相対的にスライドする。保持部は、前記第１のアーム側に連結され、前記第２のアームを保持する。撮影系は、前記第２のアームに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む。
また、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、アーム、回転軸及び撮影系を備える。アームは、円弧状のレール上を複数の球体が転動する保持構造を有するスライドガイド機構によって、少なくとも１つが円弧状のスライド軸に沿ってスライドする。回転軸は、前記又は他のアームを回転させる。撮影系は、前記又は他のアームに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む。
また、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、複数のアーム、撮影系及び制御系を備える。複数のアームは、少なくとも１つが円弧状のスライド軸に沿ってスライドし、かつ前記又は他の少なくとも１つが回転軸を中心に回転する。撮影系は、前記複数のアームの前記又は他の少なくとも１つに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む。制御系は、前記複数のアーム及び前記撮影系を制御することによって被検体の撮影を行う。また、前記制御系は、前記複数のアームをそれぞれ独立して移動開始及び停止させる第１のモードと、前記撮影系の移動開始時において前記複数のアームの移動を同時に開始させる一方、前記撮影系の停止時において前記複数のアームを同時に停止させる第２のモードとを切換えて前記複数のアーム及び前記撮影系を制御できるように構成される。
また、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、第１のアーム、保持部及び第２のアームを備える。第１のアームは、円弧状のスライド軸に沿ってスライドし、Ｘ線発生部及びＸ線検出器を保持する。保持部は、前記第１のアームをスライド可能に保持する。第２のアームは、前記保持部をスライド可能に保持し、天井、床及び壁の少なくとも１つに取付けられる。
本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図。 図１に示すＣ型アーム主回転軸を被検体の撮影断面に合わせて傾斜させた例を示す図。 図１に示すＣ型アーム主回転軸を被検体の体軸に合わせて傾斜させた例を示す図。 図１に示す支柱側アームスライド機構及びＣ型アームスライド機構として採用可能なスライドガイド機構の例を示す斜視図。 図１に示す支柱側アームスライド機構及びＣ型アームスライド軸の双方のスライド動作によってＣ型アームを回転させた例を示す図。 図１に示すＣ型アーム及び支柱側アームの移動速度を可変制御する場合の例を示す図。
本発明の実施形態に係るＸ線診断装置について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図である。
Ｘ線診断装置１は、第１のアーム２、第１の回転軸３、第２のアーム４、第２の回転軸５、撮影系６、寝台７、制御系８、コンソール９及びデータ処理系１０を備えている。撮影系６は、Ｘ線発生部１１及びＸ線検出器１２を含む。また、データ処理系１０は、２次元(2D: two dimensional)画像生成部１３及び3D画像生成部１４を有する。
第１のアーム２は、第１の回転軸３を中心に回転させることができる。また、第１のアーム２は、図示されるように第１の回転軸３を支柱として天井に取付けることができる。従って、以降では、第１のアーム２を支柱側アーム２と称し、第１の回転軸３を支柱旋回軸３と称する。
支柱側アーム２は、第１のスライド機構１５により、円弧状の第１のスライド軸Ｓ１に沿って支柱旋回軸３に対して相対的にスライドすることができるように構成される。従って、支柱側アーム２の形状も円弧状とすることができる。以降では、第１のスライド軸Ｓ１を支柱側円弧スライド軸Ｓ１と称し、第１のスライド機構１５を支柱側アームスライド機構１５と称する。
一方、第２のアーム４は、第２の回転軸５を中心に回転させることができる。第２のアーム４には、撮影系６が取付けられる。典型的には、図示されるように、第２のアーム４の一端にＸ線を被検体Ｏに向けて照射するためのＸ線管を備えたＸ線発生部１１が固定され、第２のアーム４の他端に、寝台７にセットされた被検体Ｏを挟んでＸ線発生部１１に対向するようにＸ線検出器１２が固定される。従って、第２のアーム４の形状は、Ｃ型となる。従って、以降では、第２のアーム４をＣ型アーム４と称し、第２の回転軸５をＣ型アーム主回転軸５と称する。
Ｃ型アーム４は、第２のスライド機構１６により、円弧状の第２のスライド軸Ｓ２に沿ってＣ型アーム主回転軸５に対して相対的にスライドすることができるように構成される。このため、第２のスライド機構１６は、支柱側アーム２側に連結され、Ｃ型アーム４をスライド可能に保持する保持部としての機能を兼ねている。但し、第２のスライド機構１６とは別の構成要素として、支柱側アーム２側に連結され、Ｃ型アーム４を保持する保持部を設けてもよい。
以降では、第２のスライド軸Ｓ２をＣ型アームスライド軸Ｓ２と称し、第２のスライド機構１６をＣ型アームスライド機構１６と称する。Ｃ型アームスライド軸Ｓ２方向におけるＣ型アーム４の駆動によって、Ｃ型アーム４の所望の位置を回転軸としてＣ型アーム主回転軸５によりＣ型アーム４をプロペラのように回転させることができる。つまり、Ｃ型アーム主回転軸５は、中心線としての第２の回転軸５を中心としてＣ型アーム４を回転させる回転機構として機能する。
Ｃ型アーム４を回転させるための回転機構としてのＣ型アーム主回転軸５は、支柱側アーム２に固定される。従って、Ｃ型アーム主回転軸５自体を、Ｃ型アーム４と共に支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿って移動させることができる。加えて、Ｃ型アーム４及びＣ型アーム主回転軸５を、支柱側アーム２と共に支柱旋回軸３を中心に回転させることができる。このため、Ｃ型アーム４及びＣ型アーム主回転軸５を、任意の角度に傾斜させることが可能である。尚、Ｃ型アーム主回転軸５の支柱側アーム２への取付位置は、支柱側アーム２の端部が周辺器材の障害物となって干渉の原因となることを防止する観点から、支柱側アーム２の端部とすることが望ましい。
図２は、図１に示すＣ型アーム主回転軸５を被検体Ｏの撮影断面に合わせて傾斜させた例を示す図である。
支柱側アームスライド機構１５及び支柱旋回軸３を動作させると、図２に示すように、Ｃ型アーム主回転軸５を任意の角度に傾斜させることができる。このため、脳や心臓等の撮影部位内において水平方向に対して斜めに走行している血管Ｂが治療対象であっても、斜めに走行する血管Ｂの走行方向と平行になるようにＣ型アーム主回転軸５を位置決めすることが可能となる。
そして、斜行する血管Ｂの断面に垂直となる方向にＣ型アーム主回転軸５をセットした状態で、アイソセンタ（治療中心）軸を中心としてＣ型アーム４をプロペラのように回転させることができる。すなわち、Ｃ型アーム主回転軸５の回転動作によって、被検体Ｏの体軸に対して傾斜するアイソセンタ軸を中心として、軌跡が円形となるようにＸ線発生部１１及びＸ線検出器１２を含む撮影系６を回転させることができる。これにより、斜めに走行する血管Ｂ等の傾斜する関心部位における形態を容易に観察することが可能なＸ線画像を撮影することができる。
図３は、図１に示すＣ型アーム主回転軸５を被検体Ｏの体軸に合わせて傾斜させた例を示す図である。
Ｃ型アーム主回転軸５は、被検体Ｏの撮影断面に限らず、被検体Ｏの体軸に合わせて傾斜させることもできる。例えば、炭酸ガスを造影剤として用いる場合には、炭酸ガスの比重が空気よりも重いことから撮影部位が低位置となるように寝台７を傾けることが望ましい。その場合には、被検体Ｏの体軸が寝台７と共に傾斜することになる。
そこで、図３に示すようにＣ型アーム主回転軸５を被検体Ｏの体軸に合わせて傾斜させることができる。逆に、造影剤である炭酸ガスが被検体Ｏの撮影部位に十分に供給されるように、被検体Ｏをセットするための寝台７をＣ型アーム主回転軸５の傾斜方向に応じて傾斜させることができる。
つまり、寝台７をチルトさせ、かつ寝台７の高さが低い側に被検体Ｏの撮影部位が存在する場合であっても、寝台７の傾斜角度に合わせてＣ型アーム主回転軸５を傾斜させることができる。そして、撮影系６と共にＣ型アーム４をプロペラのように回転させて3D撮影を行うことが可能である。
図２及び図３に例示されるように、支柱側アーム２が移動することによって傾斜したＣ型アーム主回転軸５を中心としてＣ型アーム４を回転させることができる。
また、支柱旋回軸３及びＣ型アーム主回転軸５の回転動作によって、支柱側円弧スライド軸Ｓ１とＣ型アームスライド軸Ｓ２とが同一平面上となるようにすれば、支柱側円弧スライド軸Ｓ１とＣ型アームスライド軸Ｓ２とが同心円状となる。このため、Ｃ型アーム４の同一平面内における旋回可能な角度の範囲を、Ｃ型アームスライド機構１６の可動範囲に支柱側アームスライド機構１５の可動範囲を加えた範囲とすることができる。その結果、3D撮影用に１８０度以上の角度範囲に亘って撮影系６を傾斜させることが可能となる。
支柱側アーム２を支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿ってスライドさせるための支柱側アームスライド機構１５及びＣ型アーム４をＣ型アームスライド軸Ｓ２に沿ってスライドさせるためのＣ型アームスライド機構１６には、任意の構造を採用することができる。典型的には、円弧状に湾曲するレール上を円筒状の車輪が走行するスライドガイド機構を支柱側アームスライド機構１５及びＣ型アームスライド機構１６の一方又は双方に用いることができる。
但し、支柱側アームスライド機構１５には、撮影系６、Ｃ型アーム４、Ｃ型アーム主回転軸５及び支柱側アーム２の荷重がかかることになる。従って、支柱側アームスライド機構１５は、剛性が高い構造とすることが振動の抑制による画質の向上に繋がる。
図４は、図１に示す支柱側アームスライド機構１５及びＣ型アームスライド機構１６として採用可能なスライド機構の例を示す斜視図である。
図４に示すように、円弧状のレール２０上を複数の球体２１が転動する保持構造を有するスライドガイド機構２２を支柱側アームスライド機構１５及びＣ型アームスライド機構１６の一方又は双方に用いることができる。少なくとも支柱側アーム２を図４に示すような複数の球体２１が転動する保持構造を有するスライドガイド機構２２で支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿ってスライドさせるようにすれば、支柱側アーム２に負荷される荷重に対して良好に対抗することができる。つまり、複数の球体２１が転動する保持構造を有するスライドガイド機構２２を、少なくとも支柱側アームスライド機構１５として採用すれば、十分な剛性を確保することができる。
特に、図４に例示されるように、スライドガイド機構２２の構造を、レール２０の四隅に設けられた受け面上をそれぞれ複数の球体２１が転動する保持構造とすれば、レール２０に四方から等荷重がかかるようにすることができる。
また、図４に例示されたスライドガイド機構２２は、循環する複数の球体２１の一部がレール２０上を転動する保持構造を有している。すなわち、レール２０に沿ってスライドする保持ブロック２３に複数の球体２１を循環させるための経路として貫通孔が設けられている。また、レール２０の受け面と保持ブロック２３との間における空隙として形成される球体２１の経路に、保持ブロック２３の貫通孔から転動してくる球体２１を案内するために、保持ブロック２３の両サイドにエンドプレート２４が設けられている。このようなスライドガイド機構２２の構造により、保持ブロック２３の滑らかなスライド及び摩耗の抑制が可能となる。
Ｃ型アームスライド機構１６についても図４に示すようなスライドガイド機構２２を採用すれば、円筒状の車輪を走行させる構造を有する従来のスライド機構を採用する場合に比べて、サイズを小さくすることができる。このため、干渉の低減に寄与することができる。逆に、荷重が比較的小さいＣ型アームスライド機構１６については、円筒状の車輪を走行させる構造を有する従来のスライド機構を採用するようにしてもよい。その場合には、Ｃ型アームスライド機構１６の構造の簡易化及びコストの低減が可能である。
また、支柱側アームスライド機構１５のスライド動作範囲の決定によって、支柱側アームスライド機構１５の駆動に要する回転トルクの低減を図ることができる。具体的には、支柱側アーム２の支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿うスライド範囲を、Ｃ型アーム４のＣ型アームスライド軸Ｓ２に沿うスライド範囲よりも短くすることによって、支柱側アームスライド機構１５の動作に必要な移動速度をＣ型アームスライド機構１６の移動速度よりも、スライド動作範囲の比に合わせて遅くすることができる。このため、支柱側アームスライド機構１５の駆動に要する回転トルクの低減を図ることができる。
図５は、図１に示す支柱側アームスライド機構１５及びＣ型アームスライド軸Ｓ２の双方のスライド動作によってＣ型アーム４を回転させた例を示す図である。
図５に示すように、支柱側アームスライド機構１５及びＣ型アームスライド機構１６の双方のスライド動作によって、Ｃ型アーム４のＣ型アームスライド軸Ｓ２方向における回転範囲をＣ型アームスライド機構１６の可動範囲よりも長くすることができる。
但し、支柱側アームスライド機構１５には、上述のように撮影系６、Ｃ型アーム４、Ｃ型アーム主回転軸５及び支柱側アーム２の荷重がかかる。従って、支柱側アーム２をスライドさせるための回転トルクは、Ｃ型アーム４をスライドさせるための回転トルクよりも大きくなる。
そこで、図５に示すように、例えば、支柱側アームスライド機構１５による支柱側アーム２のスライド動作範囲Ｒ１を４０度とする一方、Ｃ型アームスライド機構１６によるＣ型アーム４のスライド動作範囲Ｒ２を１６０度とすることができる。つまり、支柱側アーム２の支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向における回転可能な角度範囲を、Ｃ型アーム４のＣ型アームスライド軸Ｓ２方向における回転可能な角度範囲の１／４程度に設定することができる。
そうすると、支柱側アームスライド機構１５の移動速度は、概ねＣ型アームスライド機構１６の移動速度の１／４程度となる。これにより、Ｃ型アームスライド機構１６によってＣ型アーム４をスライドさせるための駆動電源と同等な駆動電源を用いて、Ｃ型アーム４よりも回転トルクが大きい支柱側アーム２をスライドさせることが可能となる。
つまり、支柱側アームスライド機構１５による支柱側アーム２のスライド動作範囲を限定することによって、汎用的かつ現実的な駆動電源及び駆動機構を用いて支柱側アームスライド機構１５を駆動させることが可能となる。尚、Ｃ型アームスライド機構１６及び支柱側アームスライド機構１５を駆動させるための汎用的な駆動機構の例としては、サーボモータとウォーム減速機で構成される駆動機構が挙げられる。また、車輪の走行によるスライドガイド機構であるか図４に示すような球体２１の循環転動によるスライドガイド機構であるかに依らず、スライド駆動機構には、公知の任意の駆動機構を用いることができる。
制御系８は、支柱側アーム２、Ｃ型アーム４及び撮影系６を制御することによって被検体Ｏの撮影を行うためのシステムである。すなわち、制御系８からの制御信号によって、支柱旋回軸３及び支柱側アームスライド機構１５が制御される。これにより、支柱側アーム２の位置決めを行うことができる。同様に、制御系８からの制御信号によって、Ｃ型アーム主回転軸５及びＣ型アームスライド機構１６が制御される。これにより、Ｃ型アーム４の位置決めを行うことができる。更に、制御系８に備えられる高電圧発生装置から電圧をＸ線発生部１１に印加することによって、被検体Ｏに向けてＸ線を曝射することができる。その他、制御系８には、寝台７を駆動させるための駆動装置を始めとする撮影に必要な装置が備えられる。また、制御系８に入力すべき指示情報は、コンソール９から入力することができる。
特に、制御系８は、第１のモードと第２のモードとを切換えて支柱側アーム２、Ｃ型アーム４及び撮影系６を制御できるように構成される。第１のモードは、支柱側アーム２及びＣ型アーム４をそれぞれ独立したスライド動作によって移動開始及び停止させる単独動作モードである。一方、第２のモードは、支柱側アーム２及びＣ型アーム４を連動して移動させる連動動作モードである。
連動動作モードでは、例えば、支柱側アーム２及びＣ型アーム４の移動速度をそれぞれ制御することにより、撮影系６の移動開始時において支柱側アーム２及びＣ型アーム４のスライド動作による移動を同時に開始させ、撮影系６の停止時において支柱側アーム２及びＣ型アーム４を同時に停止させることができる。動作モードの選択は、コンソール９から指示情報を制御系８に入力することによって行うことができる。
支柱側アーム２及びＣ型アーム４をそれぞれ独立して動作させる単独動作モードは、主として、図２に示すような傾斜した撮影部位の撮影のために選択することができる。一方、支柱側アーム２及びＣ型アーム４を連動させて動作させる連動動作モードは、主として3D撮影のように被検体Ｏに向けて１８０度以上の角度範囲における複数の方向からＸ線を曝射して撮影を行う場合に選択することができる。つまり、撮影系６のスライド動作による移動領域が広範囲である場合に連動動作モードを選択することができる。
Ｃ型アーム主回転軸５を含む平面内において撮影系６を１８０度以上回転させる場合には、上述のようにＣ型アーム４と支柱側アーム２の双方がＣ型アーム主回転軸５を含む平面内においてスライドすることとなる。また、支柱旋回軸３及びＣ型アーム主回転軸５の一方又は双方を動作させながら、Ｃ型アーム４と支柱側アーム２の双方をスライドさせることも可能である。
このように、Ｃ型アームスライド機構１６と支柱側アームスライド機構１５の双方を動作させる場合には、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の一方の駆動中に他方が停止したり、逆にＣ型アーム４及び支柱側アーム２の一方が先に駆動を開始しないように、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の移動速度を制御することができる。
この場合、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２がスライド動作によりスタート位置から移動を開始するタイミングが互いに一致し、かつ停止位置に到達するタイミングが互いに一致するように、Ｃ型アーム４のスライド範囲と支柱側アーム２のスライド範囲に合わせてＣ型アーム４及び支柱側アーム２の移動速度が制御される。従って、Ｃ型アーム４のスライド距離が支柱側アーム２のスライド距離と異なれば、Ｃ型アーム４の移動速度は支柱側アーム２の移動速度と異なる速度となる。
具体例として、Ｃ型アーム４のスライド範囲が１６０°であり、支柱側アーム２のスライド範囲が４０°である場合には、支柱側アーム２の移動速度をＣ型アーム４の移動速度の１／４とすればよい。例えば、Ｃ型アーム４の角速度が４０度／秒であれば、支柱側アーム２の角速度を１０度／秒に設定すればよい。
このような速度制御によりＣ型アーム４及び支柱側アーム２の全てのスライド動作範囲において不連続な動作を回避することができる。すなわち、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２を、移動開始から停止まで互いに連続動作させることができる。これにより、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の一方が他方と異なるタイミングで移動開始又は停止する場合に生じる慣性負荷による振動を回避することができる。その結果、振動とともに振動に起因する3D画像の画質劣化を低減させることができる。
図６は、図１に示すＣ型アーム４及び支柱側アーム２の移動速度を可変制御する場合の例を示す図である。
Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の連動動作モードにおいてＣ型アーム４及び支柱側アーム２の移動速度を可変制御することもできる。制御が容易な例として、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２が所定の位置となるまでの第１の移動範囲では第１の移動速度モードでＣ型アーム４及び支柱側アーム２を移動させる一方、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２が所定の位置となった後の第２の移動範囲では第１の移動速度モードよりも高速の第２の移動速度モードでＣ型アーム４及び支柱側アーム２を移動させる制御方法が挙げられる。
この場合、振動の抑制が重要な範囲を第１の移動範囲とし、振動の可能性が低い範囲を第２の移動範囲とすることができる。そうすると、振動の抑制が重要な第１の移動範囲では、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の移動速度が比較的遅い第１の移動速度モードとなる。逆に、振動の可能性が低い第２の移動範囲では移動速度が速い第２の移動速度モードとなる。
この結果、振動の抑制が重要な第１の移動範囲ではＣ型アーム４及び支柱側アーム２が低速で移動するため、振動を抑制することができる。一方、振動の可能性が低い第２の移動範囲ではＣ型アーム４及び支柱側アーム２が高速で移動するため、被検体Ｏの被爆を低減することができる。
第１の移動速度モードから第２の移動速度モードへの切換位置となる所定の位置は、任意に決定することができる。例えば、図６(A)に示す位置関係にあるＣ型アーム４及び支柱側アーム２を図６(C)に示す位置に移動させる場合であれば、図６(B)に示すようにＣ型アーム主回転軸５が水平方向となり、かつＸ線の照射方向が鉛直方向となる時のＣ型アーム４及び支柱側アーム２の位置を第１の移動速度モードから第２の移動速度モードへ切換えるための所定の位置とすることができる。
すなわち、図１に示すようにＣ型アーム主回転軸５が水平方向となり、かつＸ線の照射方向が鉛直方向となる時のＣ型アーム４及び支柱側アーム２の位置をデフォルト位置とし、デフォルト位置を第１の移動速度モードから第２の移動速度モードへ切換えるための所定の位置とすることができる。
この場合、図６(A)に示すように、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の自重によって支柱側アームスライド機構１５及び支柱旋回軸３に回転モーメントが負荷され、振動が発生する恐れがある第１の移動範囲ではＣ型アーム４及び支柱側アーム２が低速モードで移動する。これにより、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の移動による振動が抑制される。
一方、図６(B)に示すＣ型アーム４及び支柱側アーム２の標準位置から図６(C)に示すような支柱側アームスライド機構１５及び支柱旋回軸３に負荷される回転モーメントが小さくなる位置までの第２の移動範囲ではＣ型アーム４及び支柱側アーム２が高速モードで移動する。これにより、Ｘ線の照射時間を短くし、被検体Ｏの被爆を低減することができる。
別の例として、第２の移動範囲においてＣ型アーム４及び支柱側アーム２を最大速度で移動させた場合に停止タイミングが一致するように第１の移動速度モードから第２の移動速度モードへの切換位置となる所定の位置、つまり第２の移動範囲の開始位置を決定してもよい。この場合、第２の移動範囲の開始位置となる所定の位置に同一のタイミングでＣ型アーム４及び支柱側アーム２が到達し、かつＣ型アーム４及び支柱側アーム２が同一のタイミングで移動を開始するように第１の移動範囲におけるＣ型アーム４及び支柱側アーム２の移動速度が制御されることになる。
一方、データ処理系１０は、上述したような制御系８による制御下における撮影系６によって収集されたデータに対してデータ処理を行うシステムである。2D画像生成部１３では、Ｘ線検出器１２により検出されたＸ線検出データに基づいて2D-Ｘ線画像データを生成することができる。
特に、支柱側アーム２をスライドさせることによってＣ型アーム主回転軸５が傾斜した状態でＣ型アーム４をプロペラのように回転させた場合には、傾斜したＣ型アーム主回転軸５を中心とするＣ型アーム４の回転中にＸ線検出器１２によりＸ線検出データが検出される。このため、2D画像生成部１３では、Ｃ型アーム４の回転中にＸ線検出器１２により検出されたＸ線検出データに基づいて複数フレームのＸ線画像データを生成することができる。
更に、3D画像生成部１４では、2D画像生成部１３において生成された複数フレームのＸ線画像データに基づいて3D-Ｘ線画像データを生成することができる。
つまり以上のようなＸ線診断装置１は、撮影系６の位置決めのためにＣ型アーム４及び支柱側アーム２の２つのアームを設け、かつ支柱旋回軸３、支柱側円弧スライド軸Ｓ１、Ｃ型アーム主回転軸５及びＣ型アームスライド軸Ｓ２の４つの軸に沿って撮影系６を移動できるようにしたものである。
このため、Ｘ線診断装置１を循環器用の装置として用いることができる。特に、Ｘ線診断装置１によれば、傾斜する血管等の関心部位に合わせてＣ型アーム主回転軸５を傾斜させることができる。例えば、支柱旋回軸３の回転及び支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向における支柱側アーム２のスライド動作によって、脳や心臓において所望の方向に走行する任意の血管の走行方向と平行となるようにＣ型アーム主回転軸５をセットすることが可能となる。そして、被検体Ｏの体軸を中心とする回転撮影に限らず、傾斜するアイソセンタ軸を中心とする回転撮影を行うことができる。典型的には、傾斜する血管の断面に垂直な方向を中心とする回転撮影を行うことが可能となる。これにより、血管の形状を把握するために好適なＸ線画像を撮影することができる。
加えて、Ｘ線診断装置１によれば、撮影系６を広い範囲内で移動させることができる。特に、支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向への支柱側アーム２のスライドと、Ｃ型アームスライド軸Ｓ２方向へのＣ型アーム４のスライドを併用することによって、3D撮影に十分に対応し得る広い範囲内で撮影系６を移動させることができる。すなわち、Ｃ型アームスライド機構１６によるＣ型アーム４のスライド範囲を超えた撮影系６の移動が可能である。また、Ｘ線発生部１１とＸ線検出器１２を被検体Ｏの左右に配置した状態でＣ型アーム４をＣ型アームスライド軸Ｓ２方向にスライドさせるといった従来では困難な撮影系６の移動が可能である。このため、3D撮影に必要とされる撮影系６の移動範囲を十分にカバーすることができる。
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
例えば、上述した実施形態では、第１のアーム２としての支柱側アーム２を支柱旋回軸３を介して天井に取付けた例を示したが、第１のアーム２を撮影室の壁面や床面に取付けるようにしてもよい。すなわち、第１のアーム２を第１の回転軸３を介して壁面に取付けることができる。或いは、第１のアーム２を第１の回転軸３を介して床面に据え置くこともできる。
つまり、第１のアーム２は、第１の回転軸３を支柱として天井、壁面又は床に取付けることができる。換言すれば、円弧状の第２のスライド軸Ｓ２に沿ってスライドし、Ｘ線発生部１１及びＸ線検出器１２を保持する第２のアーム４と、第２のアーム４をスライド可能に保持する保持部と、保持部をスライド可能に保持し、天井、床及び壁の少なくとも１つに取付けられた第１のアーム２とによってＸ線診断装置を構成することができる。
また、アーム、回転軸及びスライド軸の数をそれぞれ変えることもできる。その場合においても、図４に例示されるような円弧状のレール２０上を複数の球体２１が転動する保持構造を有するスライドガイド機構２２によって少なくとも１つが円弧状のスライド軸に沿ってスライドするアームをＸ線診断装置に設けることができる。この場合、回転軸により、スライドガイド機構２２によってスライドするアーム又は他のアームを回転させるようにすることができる。また、Ｘ線発生部１１及びＸ線検出器１２を含む撮影系６についても、スライドガイド機構２２によってスライドするアーム又は他のアームに取付けることができる。更に、複数の撮影系６を対応するアームに取付けることもできる。この場合、Ｘ線診断装置１は、バイプレーンタイプの装置となる。
但し、上述した実施形態のように、第１のアーム２及び第２のアーム４をそれぞれスライド移動させることができるようにすれば、第１のアーム２及び第２のアーム４による干渉領域を低減させることができる。すなわち、極端に突出する部位が生じることを回避することができる。
また、連動動作モードと単独動作モードによる制御は、他の構造を有するＸ線診断装置においても指定できるようにすることができる。その場合には、複数のアームがＸ線診断装置に備えられる。そして、複数のアームの少なくとも１つが円弧状のスライド軸に沿ってスライドできるように構成される。更に、スライド軸に沿ってスライド可能なアーム又は他の少なくとも１つのアームが回転軸を中心に回転できるように構成される。そして、Ｘ線発生部１１及びＸ線検出器１２を含む撮影系６は、複数のアームのうちのスライド可能なアーム又は他の少なくとも１つのアームに取付けられる。また、Ｘ線診断装置には、複数のアーム及び撮影系６を制御することによって被検体Ｏの撮影を行う制御系が備えられる。
そして、制御系を、複数のアームをそれぞれ独立して移動開始及び停止させる第１のモードと、撮影系６の移動開始時において複数のアームの移動を同時に開始させる一方、撮影系６の停止時において複数のアームを同時に停止させる第２のモードとを切換えて複数のアーム及び撮影系６を制御できるように構成することによって、連動動作モード及び単独動作モードによる撮影機能をＸ線診断装置に設けることができる。
１ Ｘ線診断装置
２ 第１のアーム（支柱側アーム）
３ 第１の回転軸（支柱旋回軸）
４ 第２のアーム（Ｃ型アーム）
５ 第２の回転軸（Ｃ型アーム主回転軸）
６ 撮影系
７ 寝台
８ 制御系
９ コンソール
１０ データ処理系
１１ Ｘ線発生部
１２ Ｘ線検出器
１３ 2D画像生成部
１４ 3D画像生成部
１５ 第１のスライド機構（支柱側アームスライド機構）
１６ 第２のスライド機構（Ｃ型アームスライド機構）
２０ レール
２１ 球体
２２ スライドガイド機構
２３ 保持ブロック
２４ エンドプレート
Ｏ 被検体
Ｂ 血管
Ｓ１ 第１のスライド軸（支柱側円弧スライド軸）
Ｓ２ 第２のスライド軸（Ｃ型アームスライド軸）

Claims (15)

  1. 第１の回転軸を中心に回転し、かつ円弧状の第１のスライド軸に沿って前記第１の回転軸に対して相対的にスライドする第１のアームと、
    第２の回転軸を中心に回転し、かつ円弧状の第２のスライド軸に沿って前記第２の回転軸に対して相対的にスライドする第２のアームと、
    前記第１のアーム側に連結され、前記第２のアームを保持する保持部と、
    前記第２のアームに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む撮影系と、
    を備えるＸ線診断装置。
  2. 少なくとも前記第１のアームは、円弧状のレール上を複数の球体が転動する保持構造を有するスライドガイド機構によって、前記第１のスライド軸に沿ってスライドするように構成される請求項１記載のＸ線診断装置。
  3. 前記第１のアーム及び前記第２のアームをそれぞれ独立して移動開始及び停止させる第１のモードと、前記第１のアーム及び前記第２のアームを連動して移動させる第２のモードとを切換えて前記第１のアーム、前記第２のアーム及び前記撮影系を制御することによって被検体の撮影を行う制御系を更に備える請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
  4. 前記第１のアームが移動することによって傾斜した前記第２の回転軸を中心として前記第２のアームを回転させる回転機構を更に有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
  5. 被検体をセットし、前記第２の回転軸の傾斜方向に応じて傾斜する寝台を更に有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
  6. 前記傾斜した前記第２の回転軸を中心とする前記第２のアームの回転中に前記Ｘ線検出器により検出されたＸ線検出データに基づいて複数フレームのＸ線画像データを生成する２次元画像生成部と、
    前記複数フレームのＸ線画像データに基づいて３次元画像データを生成する３次元画像生成部と、
    を更に有する請求項４記載のＸ線診断装置。
  7. 前記第１のアーム及び前記第２のアームの移動速度をそれぞれ制御することにより、前記撮影系の移動開始時において前記第１のアーム及び前記第２のアームの移動を同時に開始させる一方、前記撮影系の停止時において前記第１のアーム及び前記第２のアームを同時に停止させる制御系を更に備える請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
  8. 前記制御系は、前記第１のアーム及び前記第２のアームが所定の位置となるまでの第１の移動範囲では第１の移動速度モードで前記第１のアーム及び前記第２のアームを移動させる一方、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記所定の位置となった後の第２の移動範囲では前記第１の移動速度モードよりも高速の第２の移動速度モードで前記第１のアーム及び前記第２のアームを移動させるように構成される請求項７記載のＸ線診断装置。
  9. 前記第１のアームを、前記第１の回転軸を支柱として天井、壁面又は床に取付けた請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
  10. 前記第１のアームの前記第１のスライド軸に沿うスライド範囲を、前記第２のアームの前記第２のスライド軸に沿うスライド範囲よりも短くした請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
  11. 円弧状のレール上を複数の球体が転動する保持構造を有するスライドガイド機構によって、少なくとも１つが円弧状のスライド軸に沿ってスライドするアームと、
    前記又は他のアームを回転させる回転軸と、
    前記又は他のアームに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む撮影系と、
    を備えるＸ線診断装置。
  12. 前記スライドガイド機構は、前記レールの四隅に設けられた受け面上をそれぞれ前記複数の球体が転動する保持構造を有する請求項２又は１１記載のＸ線診断装置。
  13. 前記スライドガイド機構は、循環する複数の球体の一部が前記レール上を転動する保持構造を有する請求項２又は１１記載のＸ線診断装置。
  14. 少なくとも１つが円弧状のスライド軸に沿ってスライドし、かつ前記又は他の少なくとも１つが回転軸を中心に回転する複数のアームと、
    前記複数のアームの前記又は他の少なくとも１つに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む撮影系と、
    前記複数のアーム及び前記撮影系を制御することによって被検体の撮影を行う制御系とを備え、
    前記制御系は、前記複数のアームをそれぞれ独立して移動開始及び停止させる第１のモードと、前記撮影系の移動開始時において前記複数のアームの移動を同時に開始させる一方、前記撮影系の停止時において前記複数のアームを同時に停止させる第２のモードとを切換えて前記複数のアーム及び前記撮影系を制御できるように構成されるＸ線診断装置。
  15. 円弧状のスライド軸に沿ってスライドし、Ｘ線発生部及びＸ線検出器を保持する第１のアームと、
    前記第１のアームをスライド可能に保持する保持部と、
    前記保持部をスライド可能に保持し、天井、床及び壁の少なくとも１つに取付けられた第２のアームと、
    を備えるＸ線診断装置。
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