JP2014233369A - X線診断装置及び制御プログラム - Google Patents

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Takeshi Kojima
剛 小嶋
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Tomoko Ishizaki
智子 石崎
久育 弓座
Hisayasu Yumiza
久育 弓座
好紀 斉藤
Yoshinori Saito
好紀 斉藤
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Abstract

【課題】操作デバイスの移動方向に対応した方向へ撮像系や天板を移動させる【解決手段】X線診断装置100は、天板71あるいはその近傍に配置され、X線透視撮影に用いる撮像系あるいは天板71を移動ユニットとして所望の方向へ移動/回動させるための移動指示信号を入力する指示信号入力部111を有した近接操作用コンソール11bと、近接操作用コンソール11bに対して方向信号を照射する方向信号照射部10と、近接操作用コンソール11bにおいて検出された方向信号に基づいて撮像系を保持する保持装置8あるいは前記移動ユニットに対する近接操作用コンソール11bの相対的な配置方向を判定する配置方向判定部121と、配置方向判定部121の判定結果及び指示信号入力部111から供給される移動指示信号に基づいて移動ユニットの前記所望の方向に対する移動/回動に好適な移動/回動機構部を選択する移動機構選択部122を備える。【選択図】 図1

Description

本発明の実施形態は、撮像系が保持された保持装置を被検体の近傍に配置された近接操作用コンソールの操作デバイスを用いて所望の方向へ移動させることが可能なX線診断装置及び制御プログラムに関する。
X線診断装置は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に、カテーテル手技の発展に伴って進歩を遂げている循環器領域の検査に対応したX線診断装置は、心血管系をはじめ全身の動静脈を対象としており、通常、造影剤が投与された被検体の血管領域に対する透視撮影によって収集された投影データに基づいて画像データの生成が行なわれている。
このような循環器領域の診断を目的としたX線診断装置は、X線発生部のX線管及びX線検出部の平面検出器等によって構成される撮像系、撮像系を保持するCアーム等の保持部、被検体を載置する天板等を備え、上述の天板や保持部をテーブルサイドコンソールやサテライトコンソール等の近接操作用コンソールを用いて所望の方向へ移動させることにより被検体に対して最適な方向からの透視撮影を可能にしている。
この場合、例えば、天板の左方側面、右方側面あるいは足方側面には金属製のコンソール取り付けレールが設けられ、このコンソール取り付けレールに取り付けられたテーブルサイドコンソールの操作パネル上に配置されている操作デバイスを所望の方向へ移動(傾倒)することにより、保持装置に取り付けられた撮像系を当該X線透視撮影に好適な位置/方向へ移動させることができる。
しかしながら、この方法によれば、テーブルサイドコンソールの取り付け位置によって、保持装置に対する近接操作用コンソールの相対的な配置方向(即ち、操作デバイスの移動方向と保持装置の移動方向との対応関係)が変化するため、X線診断装置を操作する医師や検査師等の医療従事者(以下、操作者と呼ぶ。)は、天板側面におけるテーブルサイドコンソールの取り付け位置を変更する度に操作デバイスの移動方向と保持装置の移動方向との対応を設定し直さなくてはならず、この新たな設定作業の発生は、当該X線透視撮影の検査効率を低下させるという問題点を有していた。
このような問題点に対し、天板側面に設けられたコンソール取り付けレールの各々に異なる形状の溝を設けると共に、このコンソール取り付けレールに取り付けられるテーブルサイドコンソールに上述の形状を識別する手段を設けることにより、天板におけるテーブルサイドコンソールの配置位置、即ち、保持装置に対するテーブルサイドコンソールの配置方向を自動的に判定する方法が提案されている。
特開2008−11960号公報
上述した特許文献1記載の方法によれば、天板の端部単位でその形状が異なるコンソール取り付けレールに近接操作用コンソールとしてのテーブルサイドコンソールを装着し、このテーブルサイドコンソールが有するレール形状識別機能によってその取り付け位置を識別することにより、保持装置に対するテーブルサイドコンソールの相対的な位置情報(配置方向)を自動的に判定することが可能となり、テーブルサイドコンソールが備える操作デバイスの移動方向と保持装置及びこの保持装置に装着された撮像系の移動方向とを容易に対応させることができる。
しかしながら、上述の方法によれば、テーブルサイドコンソールが配置される位置は天板の端部に設けられたコンソール取り付けレールに限定されるため、コンソール取り付けレールを有さない天板に対しては適用不可能となり、又、テーブルサイドコンソールの操作支援を目的として天板から離れた位置に追加配置して用いられるサテライトコンソール等の近接操作用コンソールに対しても上述の方法を適用することができないという問題点を有していた。
本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、X線発生部及びX線検出部を有した撮像系を保持する保持装置を被検体の近傍に配置されたテーブルサイドコンソールやサテライトコンソール等の近接操作用コンソールが備える操作デバイスを用いて所望の方向へ移動させる際、保持装置に対する近接操作用コンソールの相対的な位置情報(配置方向)をワイヤレス方式の計測方法を用いて自動判定することにより近接操作用コンソールの配置方向に関わらず操作デバイスの移動方向に対応する方向へ保持装置及びこの保持装置に取り付けられた撮像系を容易に移動させることが可能なX線診断装置及び制御プログラムに関する。
上記課題を解決するために、本開示のX線診断装置は、被検体に対するX線透視撮影によって得られた投影データに基づいて画像データを生成するX線診断装置であって、前記被検体を載置する天板あるいはその近傍に配置され、前記X線透視撮影に用いる撮像系あるいは前記天板を移動ユニットとして所望の方向へ移動/回動させるための移動指示信号を入力する指示信号入力手段を有した近接操作用コンソールと、前記近接操作用コンソールに対して方向信号を照射する方向信号照射手段と、前記近接操作用コンソールにおいて検出された前記方向信号に基づいて前記撮像系を保持する保持装置あるいは前記移動ユニットに対する前記近接操作用コンソールの相対的な配置方向を判定する配置方向判定手段と、前記配置方向判定手段の判定結果及び前記指示信号入力手段から供給される前記移動指示信号に基づいて前記移動ユニットの前記所望の方向に対する移動/回動に好適な移動/回動機構部を選択する移動機構選択手段と、前記移動/回動機構部の駆動により前記所望の方向へ移動/回動した前記移動ユニットを用いて前記X線透視撮影を行なうX線透視撮影手段とを備えたことを特徴としている。
本実施形態におけるX線診断装置の全体構成を示すブロック図。 本実施形態のX線診断装置が備えるX線透視撮影部の具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態のX線検出部が備える平面検出器の具体的な構成を示す図。 本実施形態のX線診断装置が備える保持装置及び寝台の具体的な構成を示す図。 本実施形態の保持装置及び寝台に設けられた移動機構部及び回動機構部とこれらの機構部に対して駆動信号を供給する機構駆動部を示すブロック図。 本実施形態の操作部に近接操作用コンソールとして備えられたテーブルサイドコンソールの具体例を示す図。 本実施形態におけるテーブルサイドコンソールの配置方向判定方法を説明するための図。 本実施形態のテーブルサイドコンソールが備えるCアーム回転/スライド操作スティックの移動情報に基づいて選択される移動機構部及び回動機構部の具体例を説明するための図。 本実施形態のテーブルサイドコンソールが備えるCアーム回転/スライド操作スティックの移動情報に基づいて選択される移動機構部及び回動機構部の他の具体例を説明するための図。 本実施形態における画像データ生成/表示手順を示すフローチャート。
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。
(実施形態)
本実施形態におけるX線診断装置は、その端部に複数の赤外線検出素子が配置された近接操作用コンソールとしてのテーブルサイドコンソールを備え、保持装置に設けられた方向信号照射部から方向信号として照射される赤外線を上述の赤外線検出素子によって検出することにより、保持装置に対するテーブルサイドコンソールの相対的な配置方向を判定する。次いで、この判定結果とテーブルサイドコンソールが操作デバイスの1つとして備えるCアーム回転/スライド操作スティックの移動情報とに基づいて保持装置に装着された撮像系を所望の位置へ移動させる移動/回動機構部を選択する。
(装置の構成及び機能)
本実施形態におけるX線診断装置の構成と機能につき図1乃至図9を用いて説明する。尚、図1は、X線診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図2は、このX線診断装置が備えるX線透視撮影部の具体的な構成を示すブロック図である。又、図5は、上述のX線診断装置が備える機構駆動部及びこの機構駆動部によって駆動される各種の移動/回動機構部を示すブロック図である。
本実施形態のX線診断装置100は、図1に示すように、被検体150に対するX線透視撮影によって投影データを生成するX線透視撮影部1と、X線透視撮影部1において生成された投影データを用いて画像データを生成する画像データ生成部5と、得られた画像データを表示する表示部6と、図示しない寝台7に設けられその上面に載置した被検体150を当該X線透視撮影に好適な位置へ移動させる天板71と、X線透視撮影部1が備える後述のX線発生部2及びX線検出部3(以下、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。)を保持し、被検体150の周囲で移動/回動させる保持装置8と、保持装置8及び寝台7に設けられた各種の移動/回動機構部に対し駆動信号を供給して保持装置8の保持部に取り付けられた撮像系や天板71に載置された被検体150を移動させることによりX線透視撮影に好適な撮影位置を設定する機構駆動部9と、保持装置8に装着され後述の操作部11が近接操作用コンソールとして備えるテーブルサイドコンソール11bに対しその配置方向の判定を目的とする方向信号としての赤外線を照射する方向信号照射部10を備え、更に、X線診断装置100は、撮像系や天板71(以下、これらを纏めて移動ユニットと呼ぶ。)を所望の方向へ移動/回動させる移動指示信号の入力や方向信号照射部10から照射された赤外線の検出等を行なう操作部11と、操作部11のテーブルサイドコンソール11bから供給される赤外線の検出結果に基づいてテーブルサイドコンソール11bの保持装置8に対する相対的な配置方向を判定し、この判定結果及び上述の移動指示信号に基づいて撮像系を所望方向へ移動/回動させるための移動/回動機構部を判定する移動機構判定部12と、上述のユニットを統括的に制御するシステム制御部13とを備えている。
以下、X線診断装置100が備える上述のユニットについて更に詳しく説明する。
図2に示したX線診断装置100のX線透視撮影部1は、被検体150に対してX線を照射するX線発生部2と、被検体150を透過したX線を2次元的に検出すると共にその検出結果に基づいて投影データを生成するX線検出部3と、上述のX線照射に必要な高電圧を発生してX線発生部2へ供給する高電圧発生部4を備えている。
X線発生部2は、被検体150に対してX線を放射するX線管21と、X線管21から放射されたX線に対してX線錘(コーンビーム)を形成するX線絞り器22を備えている。X線管21は、X線を発生する真空管であり、陰極(フィラメント)より放出された電子を高電圧により加速させてタングステン陽極に衝突させX線を発生させる。一方、X線絞り器22は、被検体150に対する被曝線量の低減と画像データの画質改善を目的として用いられ、X線管21から放射されたX線の被検体150における透視領域を設定する絞り羽根と、吸収量が少ない生体組織を透過したX線を選択的に低減させてハレーションを防止する補償フィルタ(何れも図示せず)を備えている。
一方、X線検出部3は、X線絞り器22の絞り羽根によって形成される透視領域を透過したX線を信号電荷へ変換して蓄積する平面検出器31と、この平面検出器31に蓄積された信号電荷を読み出すためのゲートドライバ32と、読み出された信号電荷に基づいて投影データを生成する投影データ生成部33を備えている。尚、X線検出方式には、X線を直接信号電荷に変換する方式と光に変換した後信号電荷に変換する方式があり、本実施形態では前者を例に説明するが後者であってもよい。又、平面検出器31の代わりにX線I.I.(イメージインテンシファイア)を用いた方式であっても構わない。
X線検出部3の平面検出器31は、図3に示すように微小な検出素子51を列方向及びライン方向に2次元配列して構成されており、各々の検出素子51は、X線を感知し入射X線量に応じて信号電荷を生成する光電膜52と、この光電膜52に発生した信号電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ53と、電荷蓄積コンデンサ53に蓄積された信号電荷を所定のタイミングで読み出すTFT(薄膜トランジスタ)54を備えている。尚、図3では説明を簡単にするために、検出素子51が列方向(図3の上下方向)及びライン方向(図3の左右方向)に2素子ずつ配列された平面検出器31について示しているが、実際のX線透視撮影に用いられる平面検出器31は、多くの検出素子51を列方向及びライン方向に対して配列することにより構成されている。
一方、ゲートドライバ32は、X線照射により検出素子51の光電膜52において発生し電荷蓄積コンデンサ53に蓄積された信号電荷を読み出すために、TFT54に対して読み出し用の駆動パルスを供給する。
図2へ戻って、X線検出部3の投影データ生成部33は、平面検出器31から読み出された信号電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器331と、電荷・電圧変換器331の出力をデジタル信号に変換するA/D変換器332と、平面検出器31からライン単位でパラレルに読み出されデジタル変換された投影データのデータ要素を時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器333を備えている。この場合、電荷・電圧変換器331及びA/D変換器332は、図3に示した平面検出器31の信号出力線59と等しいチャンネル数を有している。
次に、X線透視撮影部1の高電圧発生部4は、X線発生部2が備えるX線管21の陰極から発生した熱電子を加速するために陽極と陰極との間に高電圧を印加する高電圧発生器42と、システム制御部13から供給される透視撮影条件のX線照射条件に基づいて高電圧発生器42の印加電圧、印加時間、印加タイミング等を制御することにより、X線管21の管電流、管電圧、X線照射時間、X線照射タイミング、照射繰り返し周期等を設定するX線制御部41を備えている。
図1へ戻って、画像データ生成部5は、図示しない投影データ記憶部と画像データ処理部を備え、X線透視撮影部1のX線検出部3が備える投影データ生成部33から時系列的に供給される投影データのデータ要素は上述の投影データ記憶部に順次保存されて2次元の画像データが生成される。一方、画像データ処理部は、投影データ記憶部において生成された画像データに対しS/N低減や輪郭強調を目的としたフィルタリング処理等を必要に応じて行なう。
表示部6は、図示しない表示データ生成部、変換処理部及びモニタを備え、表示データ生成部は、画像データ生成部5の画像データ処理部から出力された画像処理後の画像データを所定の表示フォーマットに変換した後、被検体情報や透視撮影条件等の付帯情報を付加することにより表示データを生成する。そして、変換処理部は、表示データ生成部において生成された表示データに対してD/A変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なって上述のモニタに表示する。
次に、図1に示した保持装置8及び天板71を有する寝台7の具体的な構成と機能につき図4を用いて説明する。
図4は、X線発生部2及びX線検出部3(撮像系)がその端部近傍に取り付けられたCアーム81等を有する保持装置8と被検体150が載置された天板71を有する寝台7を示しており、この図では、以下の説明を容易にするために被検体150の体軸方向(天板71の長手方向)をy方向、保持装置8及び寝台7が設置された床面160に垂直な方向をz方向、y方向及びz方向と直交する方向(天板71の横手方向)をx方向としている。
保持装置8は、Cアーム81、アームホルダ82、アーム支柱83及び床旋回アーム84を有し、床旋回アーム84の一方の端部は、床面160に垂直な床回転軸z1を中心として矢印dの方向に対し回動自在に取り付けられている。一方、床旋回アーム84の他の端部には、z方向に平行なアーム支柱回転軸z2を有するアーム支柱83が矢印cの方向に対し回動自在に取り付けられている。
更に、アーム支柱83の側面には、アームホルダ82がy方向に平行なアーム主回転軸z3を中心として矢印bの方向に対し回動自在に取り付けられ、このアームホルダ82の側面には、その端部近傍にX線発生部2とX線検出部3が対向して装着されたCアーム81がアームスライド中心軸z4を中心として矢印aの方向に対しスライド移動自在に取り付けられている。
又、Cアーム81の端部近傍に装着された撮像系のX線検出部3は矢印eの方向に対して移動させることが可能であり、更に、このX線検出部3は、X線発生部2に設けられたX線絞り器22と連動し撮像系回転軸z5を中心として矢印fの方向に対し回動自在に取り付けられている。
そして、保持装置8を構成する上述の各ユニットは、アームスライド中心軸z4を中心としてCアーム81をa方向へスライド移動させるスライド移動機構部、アーム主回転軸z3を中心としてアームホルダ82をb方向へ回動させるホルダ回動機構部、アーム支柱回転軸z2を中心としてアーム支柱83をc方向へ回動させる支柱回動機構部及び床回転軸z1を中心として床旋回アーム84をd方向へ回動させる床旋回アーム回動機構部(何れも図示せず)を備え、更に、X線検出部3をe方向へ移動させる撮像系移動機構部及び撮像系回転軸z5を中心としてX線検出部3をf方向へ回動させる撮像系回動機構部(何れも図示せず)を備えている。
一方、寝台7は、被検体150を載置した天板71をh方向(z方向)へ上下動させる垂直方向移動機構部及び天板71を長手方向ga(y方向)及び横手方向gb(x方向)へスライド移動させる水平方向移動機構部(何れも図示せず)を有している。
そして、上述の移動機構部及び回動機構部を駆動し保持装置8及び寝台7に設けられた各ユニットを所望の方向へ移動させることにより、Cアーム81の端部近傍に取り付けられた撮像系を天板71に載置された被検体150のX線透視撮影に好適な位置に配置することが可能となる。
再び図1へ戻って、機構駆動部9は、撮像系を被検体150の周囲で移動/回動させるために保持装置8に設けられた移動/回動機構部に対して駆動信号を供給する保持装置機構駆動部91と、被検体150を載置した天板71を所望の位置へ移動させるために寝台7に設けられた移動機構部に対して駆動信号を供給する寝台機構駆動部92と、保持装置機構駆動部91及び寝台機構駆動部92を制御する駆動制御部93を備えている。
即ち、機構駆動部9は、保持装置8及び寝台7に設けられた各種の移動機構部や回動機構部に対し駆動信号を供給してCアーム81や天板71を移動させることにより、Cアーム81の端部近傍に取り付けられた撮像系を被検体150のX線透視撮影に好適な撮影位置へ配置する。
図5は、保持装置8及び寝台7に設けられた各種の移動機構部及び回動機構部とこれらの移動/回動機構部に対して駆動信号を供給する機構駆動部9の具体的な構成を示したものであり、図4に示した保持装置8のCアーム81とアームホルダ82との接合部にはCアーム81を走行方向に沿ってスライド移動させるスライド移動機構部801が、又、アームホルダ82とアーム支柱83との接合部にはアームホルダ82をb方向へ回動させるホルダ回動機構部802が設けられ、更に、アーム支柱83と床旋回アーム84との接合部にはアーム支柱83をc方向へ回動させる支柱回動機構部803が、又、床旋回アーム84と床面160との接合部には床旋回アーム84をd方向へ回動させる床旋回アーム回動機構部804が夫々設けられている。又、Cアーム81の端部と撮像系との接合部には撮像系をe方向へ移動させる撮像系移動機構部805とこの撮像系をf方向へ回動させる撮像系回動機構部806が設けられている。
一方、寝台7には、被検体150を載置した天板71をh方向へ上下動させる垂直方向移動機構部701と天板71を長手方向(ga方向)及び横手方向(gb方向)へスライド移動させる水平方向移動機構部702が設けられている。
そして、保持装置8のスライド移動機構部801、ホルダ回動機構部802、支柱回動機構部803、床旋回アーム回動機構部804、撮像系移動機構部805及び撮像系回動機構部806の各々には、機構駆動部9の駆動制御部93から供給される駆動制御信号に基づいて保持装置機構駆動部91が生成した駆動信号が供給され、寝台7の垂直方向移動機構部701及び水平方向移動機構部702には、駆動制御部93から供給される駆動制御信号に基づいて寝台機構駆動部92が生成した駆動信号が供給される。
即ち、機構駆動部9は、保持装置8及び寝台7に設けられた各種の移動機構部や回動機構部に対し上述の駆動信号を供給してCアーム81の端部近傍に取り付けられた撮像系や天板71に載置された被検体150を移動させることにより、当該X線透視撮影に好適な撮影位置が設定される。
次に、図1の方向信号照射部10は、天板71の側面あるいはその近傍に配置された操作部11のテーブルサイドコンソール11bに対しその配置方向の判定を目的とした赤外線を方向信号として照射する機能を有し、例えば、ピーク波長850nmの赤外線を発生する高感度赤外線LED(発光ダイオード)を投光器として備えている。そして、上述の投光器は、例えば、保持装置8が備えるCアーム81の中央部あるいはアームホルダ82の中央部等にその照射方向を天板71へ向けて取り付けられている。
一方、操作部11は、図1に示すように遠隔操作用コンソールとしてのメインコンソール11aと近接操作用コンソールとしてのテーブルサイドコンソール11bを備えている。
メインコンソール11aは、検査室内に配置された撮像系や保持装置8等の動作を検査室外から制御するコンソールであり、例えば、装置全体の電源(システム電源)をONあるいはOFFさせる電源ON/OFFボタン、保持装置8や寝台7の駆動電源をOFFすることによりその動作を速やかに停止させる緊急停止ボタン、画像データの空間フィルタ/ブライトネス/コントラスト等を調整する画質調整つまみ、表示部6に表示される画像データの拡大/縮小を行なう拡大/縮小ボタン(何れも図示せず)等の操作デバイスを備えている。
更に、メインコンソール11aは、図示しない表示パネルやキーボード、マウス等の入力デバイスを備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、撮影モードの選択、X線照射条件(管電流、管電圧、X線照射時間、X線照射周期、X線照射タイミング等)を含む透視撮影条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、各種指示信号の入力等を上述の表示パネルと入力デバイスを用いて行なう。
一方、テーブルサイドコンソール11bは、撮像系や天板71(移動ユニット)を所望の方向へ移動/回動させるための指示信号を入力する指示信号入力部111と、方向信号照射部10から照射された赤外線を検出する方向信号検出部112を備えている。
図6は、テーブルサイドコンソール11bの操作パネル上に設けられた指示信号入力部111とテーブルサイドコンソール11bの端部に取り付けられた方向信号検出部112の具体例を示したものであり、テーブルサイドコンソール11bの操作パネル上には、例えば、指示信号入力部111として天板(テーブル)71を上下動させるためのテーブル上下動操作レバー111a、撮像系のX線検出部3を移動させるための検出部移動操作レバー111b、Cアーム81を回動あるいはスライド移動させるためのCアーム回転/スライド操作スティック111c、撮像系位置の自動設定に用いるオートポジショニング設定ボタン111d、保持装置8及び寝台7が備える各種移動/回動機構部の緊急停止に用いる緊急停止ボタン111eを備え、更に、天板移動ブレーキの解除や動画像の再生等を行なう操作レバー、操作ボタン、操作つまみ等の各種操作デバイスを備えている。
又、テーブルサイドコンソール11bの前方端部には、このテーブルサイドコンソール11bを天板71の側面に取り付けるための取り付けフック111fが設けられ、更に、テーブルサイドコンソール11bの左方端部、前方端部及び右方端部には、方向信号として方向信号照射部10から照射される赤外線の強度を検出する方向信号検出部112の赤外線検出素子Da、Db及びDcが取り付けられている。
次に、図1の移動機構判定部12は、配置方向判定部121と移動機構選択部122を備え、配置方向判定部121は、テーブルサイドコンソール11bの方向信号検出部112が備える複数の赤外線検出素子から供給される赤外線の受信感度に基づいて保持装置8に対するテーブルサイドコンソール11bの配置方向を判定する。
一方、移動機構選択部122は、配置方向判定部121の判定結果(即ち、テーブルサイドコンソール11bの配置方向)とテーブルサイドコンソール11bの指示信号入力部111から供給されるCアーム回転/スライド操作スティック111c等の操作デバイスの移動情報に基づいて撮像系や天板71(移動ユニット)を所望の方向へ移動/回動させる移動機構部や回動機構部を選択する。
上述の配置方向判定部121において行なわれるテーブルサイドコンソール11bの配置方向判定方法につき図7を参照して説明する。図7(a)は、方向信号検出部112の赤外線検出素子Da、Db及びDcが左方端部、前方端部及び右方端部に取り付けられたテーブルサイドコンソール11bが天板71の端部Baに沿って配置された場合を示しており、図7(b)及び図7(c)は、上述のテーブルサイドコンソール11bが天板71の端部Bb及び端部Bcに沿って配置された場合を示している。
そして、方向信号照射部10において発生した赤外線が図7に示す矢印⇒の方向(即ち、保持部8が配置された方向)から被検体150に対して照射された場合、上述の端部Ba乃至端部Bcあるいはその近傍に配置された赤外線検出素子Da乃至Dcの各々は取り付けられている方向に対して強い指向特性を有しているため、図7(a)における赤外線検出素子Daの受信感度は赤外線検出素子Dbや赤外線検出素子Dcの受信感度より大きくなる。同様にして、図7(b)の場合には、赤外線検出素子Dbの受信感度が最大となり、図7(c)の場合には、赤外線検出素子Dcの受信感度が最大となる。
即ち、上述の配置方向判定部121は、方向信号照射部10から照射された赤外線に対する赤外線検出素子Da乃至Dcの受信感度を比較することにより保持装置8に対するテーブルサイドコンソール11bの配置方向を判定することが可能となる。又、テーブルサイドコンソール11bが、保持部8に対して斜めに配置された場合においても、赤外線検出素子Da乃至Dcの受信感度に基づいてその配置方向を推定することができる。
次に、配置方向判定部121におけるテーブルサイドコンソール11bの配置方向判定結果とテーブルサイドコンソール11bの指示信号入力部111からシステム制御部13を介して供給されるCアーム回転/スライド操作スティック111cの移動情報に基づいて移動機構選択部122が行なう移動機構部及び回動機構部の選択方法につき図8及び図9を用いて説明する。
図8(a)及び図9(a)は、被検体150の周囲で移動/回動する撮像系(X線発生部2及びX線検出部3)とこの撮像系を保持するCアーム81及びアームホルダ82を示したものであり、図8(b)及び図9(b)は、Cアーム81のスライド移動に伴う撮像系の移動によって変化する撮影方向を示したものである。又、図8(c)及び図9(c)は、Cアーム81を反時計方向a1へスライド移動させる場合におけるCアーム回転/スライド操作スティック111cの移動方向を示したものである。
例えば、アームホルダ82を被検体150の頭部側に配置した、所謂、頭入れの状態で、図7(a)に示すような天板71の端部Baに沿って配置されたテーブルサイドコンソール11bのCアーム回転/スライド操作スティック111cを図8(c)のGL方向へ移動(傾倒)させた場合、移動機構判定部12の配置方向判定部121は、テーブルサイドコンソール11bの方向信号検出部112からシステム制御部13を介して供給される赤外線検出素子Da乃至Dcの受信感度を比較することにより保持装置8に対するテーブルサイドコンソール11bの相対的な配置方向を判定する。
一方、移動機構判定部12の移動機構選択部122は、上述の判定結果、即ち、テーブルサイドコンソール11bの配置方向とCアーム回転/スライド操作スティック111cの移動情報に基づいて保持装置8及び寝台7に備えられた各種移動/回動機構部の中からCアーム81を反時計方向a1へ移動させるスライド移動機構部801を選択する。そして、機構駆動部9の保持装置機構駆動部91は、選択されたスライド移動機構801に対して駆動信号を供給することにより、撮影方向を図8(b)のCAU(尾部方向)からCRA(頭部方向)へ移動させる。
又、上述のCアーム回転/スライド操作スティック111cを図8(c)のGR方向へ移動させた場合には、Cアーム81を時計方向a2へ移動させるスライド移動機構801が選択され、図8(c)のGD方向あるいはGU方向へ移動させた場合には、Cアーム81が取り付けられたアームホルダ82を反時計方向あるいは時計方向へ回動させるホルダ回動機構部802が選択される。
一方、図9(a)に示すようにアームホルダ82を被検体150の左側に配置した状態で、天板71の端部Baに沿って配置されたテーブルサイドコンソール11bのCアーム回転/スライド操作スティック111cを図9(c)のGU方向へ移動(傾倒)させた場合、移動機構判定部12の移動機構選択部122は、テーブルサイドコンソール11bの配置方向とCアーム回転/スライド操作スティック111cの移動情報に基づいてCアーム81を反時計方向a1へ移動させるスライド移動機構801を選択する。そして、機構駆動部9の保持装置機構駆動部91は、選択されたスライド移動機構801に対して駆動信号を供給することにより撮影方向を図9(b)のRAO(第1斜位方向)からLAO(第2斜位方向)へ移動させる。
又、上述のCアーム回転/スライド操作スティック111cを図9(c)のGD方向へ移動させた場合には、Cアーム81を時計方向a2へ移動させるスライド移動機構801が選択され、図9(c)のGL方向あるいはGR方向へ移動させた場合には、Cアーム81が取り付けられたアームホルダ82を反時計方向あるいは時計方向へ回動させるホルダ回動機構部802が選択される。尚、被検体150に対するCアーム81の位置や方向は、従来と同様に、床旋回アーム84の回動角度等に基づいて自動的に認識される。
次に、図1のシステム制御部13は、図示しないCPUと入力情報記憶部を有し、操作部11のメインコンソール11a及びテーブルサイドコンソール11bにおいて入力/設定/選択された各種の情報は入力情報記憶部に一旦保存される。一方、CPUは、入力情報記憶部から読み出した上述の情報に基づいてX線診断装置100が備える上述の各ユニットを統括的に制御することにより、被検体150に対するX線透視撮影を実行させる。特に、テーブルサイドコンソール11bを用いて撮像系を所望の位置へ移動させる場合には、テーブルサイドコンソール11bが備える操作デバイスの移動情報とテーブルサイドコンソール11bの配置方法に基づいて撮像系の移動に好適な移動/回動機構部の選択と駆動を実行させる。
(画像データの生成/表示手順)
次に、本実施形態における画像データの生成/表示手順につき図10のフローチャートに沿って説明する。
被検体150に対するX線透視撮影に先立ち、X線診断装置100の操作者は、操作部11のメインコンソール11aに備えられた電源ON/OFFボタンを用いてシステム電源をONにした後、入力デバイスを用いて被検体情報の入力、撮影モードの選択、X線照射条件を含む透視撮影条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定等を行ない、これらの入力/選択/設定情報をシステム制御部13の入力情報記憶部に保存する。
一方、上述のシステム電源が供給された方向信号照射部10は、被検体150が載置された天板71に対し方向信号としての赤外線を照射する(図10のステップS1)。
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、テーブルサイドコンソール11bの前方端部に設けられた取り付けフック111fを天板71の側面に装着することにより、移動/回動機構部の操作に好適な位置にテーブルサイドコンソール11bを配置する(図10のステップS2)。
このとき、テーブルサイドコンソール11bの左方端部、前方端部及び右方端部に設けられた方向信号検出部112の赤外線検出素子Da、Db及びDcは、方向信号照射部10から照射された赤外線を検出し、その検出結果は、システム制御部13を介して移動機構判定部12の配置方向判定部121へ供給される(図10のステップS3)。
一方、操作者は、テーブルサイドコンソール11bの指示信号入力部111に設けられた操作デバイス(Cアーム回転/スライド操作スティック111c)を所望の方向へ移動(傾倒)させることによって移動/回動機構部に対する移動指示信号を入力し、入力された移動指示信号は、システム制御部13を介して移動機構判定部12の移動機構選択部122へ供給される(図10のステップS4)。
次に、移動機構判定部12の配置方向判定部121は、方向信号検出部112から供給される赤外線検出素子Da,Db及びDcの受信感度に基づいて保持装置8に対するテーブルサイドコンソール11bの相対的な配置方向を判定する(図10のステップS5)。
そして、移動機構判定部12の移動機構選択部122は、配置方向判定部121において判定されたテーブルサイドコンソール11bの配置方向と指示信号入力部111から供給された操作デバイスの移動情報とに基づいて撮像系を所望の方向(即ち、操作デバイスの移動方向に対応した方向)へ移動/回動させるための移動/回動機構部を保持装置8が備える各種移動/回動機能部の中から選択する(図10のステップS6)。
次に、機構駆動部9の駆動制御部93は、移動機構判定部12の移動機構選択部122から供給された移動/回動機能部の選択情報とテーブルサイドコンソール11bの指示信号入力部111から供給された移動指示信号を受信する。そして、移動指示信号に基づいて生成した移動制御信号を選択された移動機構部あるいは回動機構部へ供給して撮像系が取り付けられた移動機構部を移動/回動させることにより当該X線透視撮影に好適な撮影方向を設定する(図10のステップS7)。
上述した撮影方向の設定が終了したならば、操作者は、操作部11のメインコンソール11aあるいはテーブルサイドコンソール11bにおいて撮影開始指示信号を入力し、この指示信号がシステム制御部13へ供給されることにより、被検体150に対するX線透視撮影が開始される。
即ち、システム制御部13は、自己の入力情報記憶部から読み出したX線照射条件とX線を発生するための指示信号を高電圧発生部4のX線制御部41へ供給し、この指示信号を受信したX線制御部41は、上述のX線照射条件に基づいて高電圧発生器42を制御することによりX線発生部2のX線管21に高電圧を印加する。そして、高電圧が印加されたX線管21は、X線絞り器22を介して被検体150に対しX線を所定期間照射し、被検体150を透過したX線は、その後方に設けられたX線検出部3の平面検出器31によって検出される。
このとき、平面検出器31において2次元配列された検出素子51の光電膜52は、被検体150を透過したX線を受信し、そのX線透過量に比例した信号電荷を電荷蓄積コンデンサ53に蓄積する。そして、X線照射が終了したならばゲートドライバ32は、平面検出器31のTFT54に対して駆動パルスを供給することにより電荷蓄積コンデンサ53に蓄積された信号電荷を順次読み出す。
そして、読み出された信号電荷は、投影データ生成部33の電荷・電圧変換器331において電圧変換され、A/D変換器332においてデジタル信号に変換された後パラレル・シリアル変換器333のバッファメモリに1ライン分の投影データとして一旦保存される(図10のステップS8)。
次いで、パラレル・シリアル変換器333は、自己のバッファメモリに保存された投影データのデータ要素をライン単位でシリアルに読み出し、画像データ生成部5の投影データ記憶部に順次保存することにより、投影データ記憶部には2次元の画像データが生成される。そして、画像データ生成部5の画像データ処理部は、投影データ記憶部から読み出した画像データに対してフィルタリング処理等の画像処理を必要に応じて行ない、画像処理後の画像データを表示部6のモニタに表示する(図10のステップS9)。
尚、上述の撮影方向におけるX線透視撮影が終了した後に撮影方向を再設定する場合には、ステップS4において移動指示信号を再入力した後ステップS6乃至ステップS9を繰り返すことにより、新たな撮影方向の設定とこの撮影方向におけるX線透視撮影が行なわれる。又、テーブルサイドコンソール11bあるいはその近傍の異なる位置に再配置したテーブルサイドコンソール11bを用いて撮影方向を再設定する場合には、ステップS2においてテーブルサイドコンソール11bを再配置した後ステップS3乃至S9を繰り返すことにより所望のX線透視撮影が可能となる。
以上述べた本開示の実施形態によれば、X線発生部及びX線検出部を有した撮像系を保持する保持装置を被検体の近傍に配置された近接操作用コンソールとしてのテーブルサイドコンソールを用いて所望の方向へ移動させる際、保持装置に対するテーブルサイドコンソールの相対的な配置方向を赤外線を用いたワイヤレス計測方法によって自動判定し、この判定結果に基づいてテーブルサイドコンソールが備える操作デバイスの移動方向に対応する移動機構部あるいは回動機構部を選択することにより、テーブルサイドコンソールの配置方向に関わらず操作デバイスの移動方向と撮像系やこの撮像系が取り付けられた保持装置の移動方向を容易に対応させることができる。このため、従来、テーブルサイドコンソールの配置位置の変更に伴って操作者自身がその都度行なってきた上述の対応づけが不要となり、X線透視撮影における操作者の負担は大幅に軽減される。
特に、上述の実施形態に記載した方法によれば、コンソール取り付けレールを有さない天板を備えたX線診断装置に対しても適用可能となり、又、テーブルサイドコンソールを天板から離れた任意の位置に配置して使用することができる。即ち、従来のX線診断装置において、天板の端部に取り付けられていた金属製のコンソール取り付けレールが不要となるため、このコンソール取り付けレールに起因した画質劣化要因を排除することができ、良質な画像データを収集することが可能となる。
更に、上述の実施形態によれば、テーブルサイドコンソールの端部に備えられた複数の赤外線検出素子における赤外線受信感度を比較することにより保持装置に対するテーブルサイドコンソールの配置方向を判定しているため、配置方向の判定を容易かつ正確に行なうことができる。
以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態では、保持装置8のスライド移動機構部801あるいはホルダ回動機構部802を駆動することによって撮像系を所望の方向へ移動/回動させる場合について述べたが、保持装置8が備える他の移動/回動機構部を用いた撮像系の移動/回動であってもよく、寝台7の移動機構部を用いた天板71の移動であっても構わない。
又、赤外線を照射する方向信号照射部10を保持装置8のCアーム81に配置し、この方向信号照射部10から照射される赤外線の検出結果(受信感度)に基づいて保持措置8に対するテーブルサイドコンソール11bの配置方向を判定する場合について述べたが、方向信号照射部10の配置位置は保持装置8に限定されるものではなく、例えば、専用のスタンドを用いて被検体150の頭部方向に配置してもよく、又、検査室の壁面等に配置してもよい。この場合、方向信号照射部10から照射される赤外線を検出する方向信号検出部112の赤外線検出素子は3つに限定されるものではなく、その配置位置はテーブルサイドコンソール11bの端部に限定されない。
又、図10のフローチャートの説明において、方向信号照射部10による赤外線の照射は、当該X線透視撮影の期間中において継続して行なう場合について述べたが、赤外線の照射は、テーブルサイドコンソール11bの操作レバーが操作されている期間に限定して行なってもよい。
更に、上述の実施形態における方向信号照射部10は、テーブルサイドコンソール11bの端部に配置された方向信号検出部112に対して赤外線を照射する場合について述べたが、超音波や電磁波等を照射しても構わない。又、テーブルサイドコンソール11bに方位磁石を取り付けることによってその配置方向を判定してもよいが、この場合は、方向信号照射部10は、必ずしも必要としない。
又、移動機構判定部12の配置方向判定部121は、保持装置8に対する近接操作用コンソール11bの相対的な配置方向を判定する場合について述べたが、撮像系や天板71等の移動ユニットに対する相対的な配置方向を判定しても構わない。
一方、上述の実施形態では、天板71の側面あるいはその近傍に配置されたテーブルサイドコンソール11bの配置方向を検出し、このテーブルサイドコンソール11bが備える操作デバイスの移動方向に対応した方向へ撮像系を移動/回動させるための移動/回動機構部を選択する場合について述べたが、テーブルサイドコンソール11bの操作支援を目的として天板71から離れた位置に追加して配置される図示しないサテライトコンソールの配置方向を検出し、このサテライトコンソールが備える操作デバイスの移動方向に対応した方向へ撮像系あるいは天板71を移動/回動させるための移動/回動機構部を選択してもよい。
又、上述の実施形態では、循環器領域のX線透視撮影に対応したX線診断装置100について述べたが、腹部領域や他の領域のX線撮影に対応するX線診断装置であっても構わない。
尚、本実施形態のX線診断装置100に含まれる各ユニットは、例えば、CPU、RAM、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、X線診断装置100のシステム制御部13は、上記のコンピュータに搭載されたCPU等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。
以上、本発明のいくつかの実施形態及びその変形例を説明したが、これらの実施形態や変形例は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…X線透視撮影部
2…X線発生部
3…X線検出部
4…高電圧発生部
5…画像データ生成部
6…表示部
71…天板
8…保持装置
9…機構駆動部
91…保持装置機構駆動部
92…寝台機構駆動部
93…駆動制御部
10…方向信号照射部
11…操作部
11a…メインコンソール(遠隔操作用コンソール)
11b…テーブルサイドコンソール(近接操作用コンソール)
111…指示信号入力部
112…方向信号検出部
100…X線診断装置

Claims (10)

  1. 被検体に対するX線透視撮影によって得られた投影データに基づいて画像データを生成するX線診断装置において、
    前記被検体を載置する天板あるいはその近傍に配置され、前記X線透視撮影に用いる撮像系あるいは前記天板を移動ユニットとして所望の方向へ移動/回動させるための移動指示信号を入力する指示信号入力手段を有した近接操作用コンソールと、
    前記近接操作用コンソールに対して方向信号を照射する方向信号照射手段と、
    前記近接操作用コンソールにおいて検出された前記方向信号に基づいて前記撮像系を保持する保持装置あるいは前記移動ユニットに対する前記近接操作用コンソールの相対的な配置方向を判定する配置方向判定手段と、
    前記配置方向判定手段の判定結果及び前記指示信号入力手段から供給される前記移動指示信号に基づいて前記移動ユニットの前記所望の方向に対する移動/回動に好適な移動/回動機構部を選択する移動機構選択手段と、
    前記移動/回動機構部の駆動により前記所望の方向へ移動/回動した前記移動ユニットを用いて前記X線透視撮影を行なうX線透視撮影手段とを
    備えたことを特徴とするX線診断装置。
  2. 前記近接操作用コンソールは、異なる指向性を有する複数の検出素子を用いて前記方向信号照射手段から照射される前記方向信号を検出する方向信号検出手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
  3. 前記配置方向判定手段は、前記方向信号検出手段が備える前記複数の検出素子から供給される前記方向信号の受信感度を比較することにより前記近接操作用コンソールの相対的な配置方向を判定することを特徴とする請求項2記載のX線診断装置。
  4. 前記方向信号照射手段は、赤外線、電磁波、超音波の何れかを前記方向信号として前記近接操作用コンソールに照射することを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
  5. 前記指示信号入力手段は、前記移動ユニットの移動/回動方向に対応する方向へ移動あるいは傾倒させる操作デバイスを備え、前記移動機構選択手段は、前記指示信号入力手段から前記移動指示信号として供給される前記操作デバイスの移動情報に基づいて前記所望の方向に対する移動/回動に好適な前記移動/回動機構部を選択することを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
  6. 前記近接操作用コンソールは、前記天板の端部あるいはその近傍に配置されるテーブルサイドコンソールあるいは前記テーブルサイドコンソールの操作支援を目的として前記天板から離れた位置に配置されるサテライトコンソールの何れかであることを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
  7. 前記移動機構選択手段は、前記配置方向判定手段の判定結果及び前記指示信号入力手段から供給される前記移動指示信号に基づいて前記保持装置が備える各種移動/回動機構部の中から前記撮像系の前記所望の方向に対する移動/回動に好適な移動/回動機構部を選択することを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
  8. 前記移動機構選択手段は、前記配置方向判定手段の判定結果及び前記指示信号入力手段から供給される前記移動指示信号に基づいて前記天板を有した寝台が備える各種移動機構部の中から前記天板の前記所望の方向に対する移動/回動に好適な移動機構部を選択することを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
  9. 前記保持装置に設けられたアームホルダの位置情報を検出する位置情報検出手段を備え、
    前記移動機構選択手段は、前記配置方向判定手段による前記近接操作用コンソールの配置方向判定結果、前記指示信号入力手段から供給される前記移動指示信号及び前記位置情報検出手段による前記アームホルダの位置情報検出結果に基づいて前記移動ユニットの前記所望の方向に対する移動/回動に好適な移動/回動機構部を選択することを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。
  10. 被検体に対するX線透視撮影によって得られた投影データに基づいて画像データを生成するX線診断装置に対し、
    前記被検体を載置する天板あるいはその近傍に配置され、前記X線透視撮影に用いる撮像系あるいは前記天板を移動ユニットとして所望の方向へ移動/回動させるための移動指示信号を入力する指示信号入力機能と、
    前記指示信号入力機能を有した近接操作用コンソールに対して方向信号を照射する方向信号照射機能と、
    前記近接操作用コンソールにおいて検出された前記方向信号に基づいて前記撮像系を保持する保持装置あるいは前記移動ユニットに対する前記近接操作用コンソールの相対的な配置方向を判定する配置方向判定機能と、
    前記配置方向判定手段の判定結果及び前記指示信号入力手段から供給される前記移動指示信号に基づいて前記移動ユニットの前記所望の方向に対する移動/回動に好適な移動/回動機構部を選択する移動機構選択機能と、
    前記移動/回動機構部の駆動により前記所望の方向へ移動/回動した前記移動ユニットを用いて前記X線透視撮影を行なうX線透視撮影機能を
    実行させることを特徴とする制御プログラム。
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