JP2019115396A - X-ray diagnostic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、X線診断装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an X-ray diagnostic apparatus.
X線診断装置のX線可動絞り装置は、X線の照射範囲を制限する(絞る)ための開口が設けられたX線制限部材を有する。X線発生源で発生したX線は、X線制限部材の開口領域では減衰せずに通過する一方、開口領域以外の領域では通過を制限される。 The X-ray movable stop device of the X-ray diagnostic apparatus has an X-ray restricting member provided with an opening for restricting (squeezing) an irradiation range of X-rays. The X-rays generated by the X-ray generation source pass unattenuated in the opening area of the X-ray limiting member, while the passage is restricted in areas other than the opening area.
X線制限部材は、X線可動絞り装置の筐体に対してX線照射軸に交わる方向に平行移動(スライド移動)することができる。このため、X線制限部材の開口の位置は、X線可動絞り装置の筐体を固定したまま変更することができる。また、X線制限部材は、X線の照射軸にほぼ平行な回転軸周りに回転することができる。したがって、X線の照射範囲を制限するための開口は、X線制限部材の回転と平行移動の組み合わせにより、その位置を多彩に変更することができる。 The X-ray limiting member can move in parallel (slide) in a direction intersecting the X-ray irradiation axis with respect to the housing of the X-ray movable stop device. For this reason, the position of the opening of the X-ray limiting member can be changed with the housing of the X-ray movable stop device fixed. Also, the X-ray limiting member can be rotated about a rotation axis substantially parallel to the X-ray irradiation axis. Therefore, the position for limiting the radiation range of the X-ray can be variably changed by the combination of the rotation and translation of the X-ray limiting member.
しかし、X線制限部材の開口がX線制限部材の回転軸から離れた位置にある場合は、X線制限部材を回転させると、開口は、回転軸を中心に周回運動してしまう。このため、ユーザが開口に対応する照射野に関心領域を収めて関心領域のX線透視画像を観察しているときに、照射野の所定の位置を所望の回転中心として照射野を回転させようと意図してX線制限部材の回転を行うと、照射野が関心領域から外れてしまう場合がある。 However, when the opening of the X-ray limiting member is at a position away from the rotation axis of the X-ray limiting member, when the X-ray limiting member is rotated, the opening orbits around the rotation axis. Therefore, when the user places the region of interest in the radiation field corresponding to the opening and observes the X-ray fluoroscopic image of the region of interest, the radiation field is rotated with the predetermined position of the radiation field as the desired rotation center. The rotation of the X-ray limiting member may cause the radiation field to deviate from the region of interest.
本発明が解決しようとする課題は、X線制限部材の開口の理想回転中心がX線制限部材の回転軸と異なる位置にある場合であっても、開口を通過したX線の照射領域のうちの少なくとも一部が、回転前のX線の照射領域内に保たれるように、開口を回転させることができるX線診断装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that, even when the ideal rotation center of the opening of the X-ray limiting member is at a position different from the rotation axis of the X-ray limiting member, To provide an X-ray diagnostic apparatus capable of rotating the aperture such that at least a part of the X-ray irradiation area is kept in the X-ray irradiation area before rotation.
本発明の一実施形態に係るX線診断装置は、上述した課題を解決するために、X線を通過させる開口を有するX線制限部と、前記X線制限部を所定の回転軸周りに回転させる回転機構と、前記開口を平行移動させる移動機構と、前記開口を通過したX線の照射領域のうちの少なくとも一部が、連動制御前のX線の照射領域内に保たれるように、前記回転機構による前記X線制限部の回転に連動して前記移動機構に前記開口を平行移動させるよう前記回転機構および前記移動機構を制御する連動制御を行なう連動制御部と、を備えたものである。 In order to solve the problems described above, an X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention rotates an X-ray limiting unit having an opening through which X-rays pass, and rotating the X-ray limiting unit around a predetermined rotation axis. A rotating mechanism for moving the opening, a moving mechanism for moving the opening in parallel, and at least a part of the irradiation area of the X-ray passing through the opening within the irradiation area of the X-ray before interlocking control An interlock control unit that performs interlock control to control the rotation mechanism and the movement mechanism so as to move the opening in parallel to the movement mechanism in conjunction with the rotation of the X-ray limiting unit by the rotation mechanism; is there.
本発明に係るX線診断装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 An embodiment of an X-ray diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.
(全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係るX線診断装置1の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、X線診断装置1の装置座標系の3次元直交3成分をx軸、y軸、z軸で表し、寝台16の天板15の長手方向をz軸方向、z軸方向に直交し床面に水平な方向をx軸方向、z軸方向に直交し床面に垂直な方向をy軸方向とそれぞれ定義するものとする(図1参照)。
(overall structure)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an X-ray
X線診断装置1は、図1に示すように、撮像装置10およびコンソール40を有する。
The X-ray
撮像装置10は、X線管11およびX線可動絞り20を収容する収容器12、X線検出器13、Cアーム14、天板15、寝台16、高電圧電源17、アーム駆動回路18、寝台駆動回路19、記憶回路31および処理回路32を有する絞り制御装置30、コントローラ35、および入力回路36を有する。
The
X線管11は、高電圧電源17からの高電圧の印加により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射する真空管である。
The
収容器12は、金属により構成された筐体であり、X線管11およびX線可動絞り20を収容するとともに、Cアーム14の一端に設けられる。
The
X線検出器13は、寝台16の天板15に支持された被検体Pを挟んでX線管11と対向配置されるようCアーム14の他端に設けられる。X線検出器13は、平面検出器(FPD:flat panel detector)により構成され、被検体Pを透過してX線検出器13に照射されたX線を検出し、この検出したX線にもとづいてX線の投影データを出力する。この投影データはコントローラ35を介してコンソール40に与えられる。なお、X線検出器13は、イメージインテンシファイア、TVカメラなどを含むものであってもよい。
The
Cアーム14は、収容器12とX線検出器13とを一体として支持する支持器である。Cアーム14がコントローラ35に制御されて駆動されることにより、収容器12に収容されたX線管11およびX線可動絞り20とX線検出器13とは一体として被検体Pの周りを移動する。
The C-
寝台16は、床面に設置され、天板15を支持する。寝台16は、被検体Pが載置された天板15を、コントローラ35に制御されてx軸方向、y軸方向、z軸方向の各方向に移動させるためのモータやアクチュエータを有する。
The
高電圧電源17は、X線管11に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置と、X線管11が照射するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。
A high
アーム駆動回路18は、コントローラ35に制御されて、収容器12およびX線検出器13を支持するCアーム14を移動させる。
The
寝台駆動回路19は、コントローラ35に制御されて、寝台16のモータやアクチュエータを制御することにより、被検体Pが載置された天板15を移動させる。
The
X線可動絞り20の構成については図2−3を用いて後述する。また、絞り制御装置30の構成については図4を用いて後述する。
The configuration of the X-ray
コントローラ35は、プロセッサおよび記憶回路を少なくとも有する。コントローラ35は、この記憶回路に記憶されたプログラムに従ってコンソール40により制御されて、撮像装置10の各コンポーネントを統括制御する。たとえば、コントローラ35は、X線照射系を制御することにより被検体PのX線診断画像の透視撮像などを実行して画像データを生成し、コンソール40に与える。
The
入力回路36は、たとえばジョイスティックやトラックボール、トラックボールマウス、キーボード、タッチパネル、テンキー、などの一般的なポインティングデバイスや、X線曝射タイミングを指示するためのハンドスイッチなどにより構成され、コントローラ35を介してユーザの操作に対応した操作信号を絞り制御装置30およびコンソール40に出力する。この撮像装置10の入力回路36は、たとえば天板15の側面や寝台16の側面などに設けられる。
The
たとえばユーザは、コンソール40のディスプレイ42を見ながら、照射野内の所定の位置を理想回転中心22acとして照射野を回転させるための指示を、入力回路36を介して行なうことができる。
For example, while looking at the
一方、コンソール40は、入力回路41、ディスプレイ42、記憶回路43、および処理回路44を有する。
On the other hand, the
コンソール40の入力回路41は、入力回路36と同様の構成を有し、たとえばジョイスティックやトラックボール、トラックボールマウス、キーボード、タッチパネル、テンキー、などの一般的なポインティングデバイスや、X線曝射タイミングを指示するためのハンドスイッチなどにより構成され、ユーザの操作に対応した操作信号を処理回路44に与えるとともにコントローラ35を介して絞り制御装置30に与える。
The input circuit 41 of the
ディスプレイ42は、たとえば液晶ディスプレイやOLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路44の制御に従って各種情報を表示する。
The
記憶回路43は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。
The
コンソール40の処理回路44は、記憶回路43に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、コントローラ35を介して撮像装置10の各コンポーネントを統括制御するためのプロセッサである。
The
(X線可動絞りの構成)
次に、本実施形態に係るX線可動絞り20の構成について説明する。
(Configuration of movable X-ray diaphragm)
Next, the configuration of the X-ray
図2(a)は本実施形態に係るX線可動絞り20の一構成例を概略的に示すブロック図であり、(b)は斜視図である。また、図3はX線制限部材22の一構成例を示す斜視図である。
Fig.2 (a) is a block diagram which shows roughly one structural example of the X-ray
図2に示すように、X線可動絞り20は、筐体21、X線制限部材22、回転機構23、および移動機構24を有する。
As shown in FIG. 2, the X-ray
筐体21は、X線制限部材22、回転機構23、および移動機構24を支持する金属製の筐体である。
The
X線制限部材22は、X線の照射範囲を制限する(絞る)ための開口22aを有し、開口22aではX線を通過させる一方、開口22a以外の領域ではX線の通過を制限する。本実施形態においては、X線制限部材22は、絞り羽根25および関心領域フィルタ(以下、ROIフィルタという)26の少なくとも一方を有する。なお、図2および図3には、X線制限部材22が絞り羽根25およびROIフィルタ26の両方を有する場合の例を示した。X線制限部材22が絞り羽根25およびROIフィルタ26の両方を有する場合、たとえば絞り羽根25の羽根要素251−254がそれぞれ中心から遠ざかる向きに大きく退避することにより、実質的にROIフィルタ26のみをX線絞りとして機能させるなど、柔軟な運用が可能である。
The
回転機構23は、モータやアクチュエータにより構成され、X線制限部材22を所定の回転軸27周りに回転させる(図2(b)参照)。所定の回転軸27は、好ましくはX線管11のX線照射主軸に平行に設定され、より好ましくはX線照射主軸に一致するように設定される。
The
回転機構23は、X線制限部材22を筐体21と一体的に回転軸27周りに回転させてもよいし、筐体21とは独立にX線制限部材22のみを回転軸27周りに回転させてもよい。絞り羽根25の回転中心25cとROIフィルタ26の回転中心26cは、いずれも回転軸27上に位置する(図2(b)および図3参照)。なお、本実施形態において、X線制限部材22の回転軸27は、X線制限部材22の平行移動によらず筐体21に対して固定されているものとする。
The
移動機構24は、モータやアクチュエータにより構成され、X線制限部材22の開口22aを筐体21に対して平行移動させる。
The moving
絞り羽根25は、たとえば図3に示すように4枚の羽根要素251、252、253、および254を有する。羽根要素251−254は、それぞれ平板状の鉛羽などにより構成されてX線を遮蔽する。羽根要素251−254により囲まれた領域は、X線が通過する開口25aを形成する(図3参照)。移動機構24は、これらの羽根要素251−254を筐体21に対して互いに独立に筐体21に対して平行移動させることにより、筐体21を固定したまま開口25aの位置を平行移動させることができるとともに、開口25aの形状を変更することができる。なお、絞り羽根25の羽根要素の数は図3に示す4つに限られず、たとえば絞り羽根25として多葉コリメータを用いてもよい。
The
ROIフィルタ26は、一部に開口26aが設けられた銅やアルミニウム等の平板261により構成される。このため、X線は、開口26aは減衰せずに通過する一方、開口26a以外の領域ではROIフィルタ26によって減衰しつつ透過する。開口26aの形状は、たとえば1辺が数mm〜数十mm程度の大きさの矩形であってもよいし、円形や楕円形、矩形以外の多角形等であってもよい。移動機構24は、ROIフィルタ26を筐体21に対して平行移動させることにより、筐体21を固定したまま、開口26aの位置を平行移動させることができる。
The
(絞り制御装置の構成)
次に、絞り制御装置30の構成について説明する。図1に示すように、絞り制御装置30は、記憶回路31および処理回路32を少なくとも含む。
(Configuration of aperture control device)
Next, the configuration of the
記憶回路31は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。
The
絞り制御装置30の処理回路32は、記憶回路31に記憶された連動制御プログラムを読み出して実行することにより、X線制限部材22の開口22aの理想回転中心22acがX線制限部材22の回転軸27と異なる位置にある場合であっても、開口22aの理想回転中心22acの装置座標系における空間的位置をほぼ固定したまま開口を回転させるための連動制御処理を実行するプロセッサである。
The
たとえば、X線制限部材22が絞り羽根25を有する場合、処理回路32は連動制御処理により、開口25aを通過したX線の照射領域のうちの少なくとも一部が、連動制御前のX線の照射領域内に保たれるように、たとえば開口25aの理想回転中心25acの装置座標系における空間的位置をほぼ固定したまま開口25aを回転させるように制御する。また、X線制限部材22がROIフィルタ26を有する場合、処理回路32は連動制御処理により、開口26aを通過したX線の照射領域のうちの少なくとも一部が、連動制御前のX線の照射領域内に保たれるように、開口26aの理想回転中心26acの装置座標系における空間的位置をほぼ固定したまま開口26aを回転させるように制御する。
For example, when the
図4は、絞り制御装置30の処理回路32のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図である。図4に示すように、絞り制御装置30の処理回路32のプロセッサは、連動制御機能51および画像生成機能52を有する。これらの各機能は、それぞれプログラムの形態で記憶回路31に記憶されている。
FIG. 4 is a schematic block diagram showing an example of a function implemented by the processor of the
なお、本実施形態では、絞り制御装置30の処理回路32により各機能51−52が実現される場合の例について説明するが、処理回路32のこれらの機能51−52の一部または全部は、コントローラ35のプロセッサやコンソール40の処理回路44によって実現されてもよい。
In the present embodiment, an example in which each of the
連動制御機能51は、開口22aの理想回転中心22acと回転軸27とが異なる位置にあると、開口22aの理想回転中心22acの空間的な位置がほぼ固定されるように、連動制御処理を行う。具体的には、連動制御機能51は、連動制御処理において、開口22aの理想回転中心22acの空間的な位置がほぼ固定されるように、回転機構23による回転軸27を中心としたX線制限部材22の回転に連動して移動機構24に開口22aを平行移動させるように回転機構23および移動機構24を制御する。
The interlocking
画像生成機能52は、開口22aに対応する被検体Pの部分領域を内包する被検体Pの領域を事前に撮影して得られた過去画像71を取得し、開口22aに対応する部分領域をX線撮影して得た開口領域画像72を、過去画像71の部分領域に対応する位置に重畳した重畳画像70を生成してディスプレイ42に表示させる。
The
続いて、本実施形態に係る連動制御処理について詳細に説明する。 Subsequently, the interlocking control process according to the present embodiment will be described in detail.
図5は、本実施形態に係る連動制御処理によって開口25aの理想回転中心25acの空間的位置をほぼ固定したまま開口25aが回転する様子の一例を示す説明図である。図5において、2点鎖線は連動制御処理後の開口25aの位置を表す。
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of how the
なお、本実施形態では、X線可動絞り20の絞りの2次元座標系(絞り座標系)の直交2成分をX軸、Y軸で表し、このXY座標系を装置座標系のzx平面に平行な面内に定義するとともに、X軸を装置座標系のx軸と方向同一で向きが逆の軸に、Y軸を装置座標系のz軸と方向および向きが同一の軸に、原点を回転軸27上に、それぞれ定義する(図4参照)。上述のとおり、本実施形態において、X線制限部材22の回転軸27は、X線制限部材22の平行移動によらず筐体21に対して固定されている。また、X線制限部材22の回転によらず絞り座標系は装置座標系に対して固定されている。
In this embodiment, two orthogonal components of the two-dimensional coordinate system (diaphragm coordinate system) of the diaphragm of the X-ray
また、以下の説明では絞り羽根25を連動制御する場合の例について示す。ROIフィルタ26の連動制御は絞り羽根25の連動制御と同様の制御であるため説明を省略する。
In the following description, an example in the case of interlocking control of the
たとえば、ユーザは、被検体Pの関心領域60を観察するために、X線の照射野が関心領域60を内包するように開口25aを移動させる。このとき、図5に示すように、開口25aの位置が、回転軸27上に位置する絞り羽根25の回転中心25cから離れている場合を考える。この場合において、ユーザが、関心領域60の形状に合うように開口25aを回転させたいと所望したと考える。そして、ユーザがコンソール40の入力回路41や撮像装置10の入力回路36のジョイスティックを介して、開口25aの所望の回転中心(理想回転中心)25ac、理想回転中心22ac周りの所望の回転方向および所望の回転量θを指示したとする。なお、理想回転中心25acは、ユーザ指示がない場合は初期設定された位置、たとえば開口25aの中心または重心、などに自動的に設定されてもよい。
For example, in order to observe the region of
この場合、ユーザの理想とする開口25aの回転動作は、関心領域60が照射野に収まった状態を維持したまま開口25aが回転することであると考えられる。この理想を実現するためには、開口25aの回転動作を通じて装置座標系(および絞り座標系)における理想回転中心25acの空間的位置がほぼ固定された状態で開口25aが回転すればよい。
In this case, it is considered that the rotational movement of the
図6は、本実施形態に係る連動制御処理を実行せずに、回転機構23により回転軸27を中心として絞り羽根25を回転させる様子の一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a state in which the
図6に示すように、開口25aの理想回転中心25acの位置が回転軸27上に位置する絞り羽根25の回転中心25cから距離rだけ離れて位置する場合には、開口25aは、絞り羽根25の回転中心25cを中心に周回運動してしまう。このように周回運動してしまうと、開口25aに対応する照射野は関心領域60から外れてしまう。この場合、ユーザは、関心領域60が照射野に再び収まるように、移動機構24を介して羽根要素251−254をそれぞれ複雑に操作して平行移動させなければならず、非常に面倒である。
As shown in FIG. 6, when the position of the
そこで、連動制御機能51は、開口22aの理想回転中心22acと回転軸27とが異なる位置にあると、開口22aの理想回転中心22acの空間的な位置がほぼ固定されるように、連動制御処理を行う。
Therefore, the interlocking
図7は、図5に示す本実施形態に係る連動制御処理を詳細に説明するための図であり、(a)は連動制御処理における回転機構23による開口25aの回転の一例を示す説明図、(b)は連動制御処理における移動機構24による開口25aの平行移動のY軸成分の一例を示す説明図であり、(c)はX軸成分の一例を示す説明図である。
FIG. 7 is a diagram for describing the interlocking control process according to the present embodiment shown in FIG. 5 in detail, wherein (a) is an explanatory view showing an example of rotation of the
図7(a)に示すように、連動制御機能51は、回転機構23を介して、開口25aごと、絞り羽根25を所望の回転方向に所望の回転量θだけ回転させる。この回転制御と並行して、連動制御機能51は、回転によって生じる理想回転中心25acの座標のY軸成分の変化量dYを求め、この変化量dYだけY軸方向に元に戻すように(図7(b)参照)、かつ、X軸成分の変化量dXを求め、この変化量dXだけX軸方向に元に戻すように(図7(c)参照)、移動機構24を介して羽根要素251−254のそれぞれを平行移動させる。
As shown in FIG. 7A, the interlocking
図7(a)、(b)および(c)は説明の便宜上、回転、Y軸移動およびX軸移動のそれぞれを分割して記載したが、これらの回転および移動の連動制御は同時並行的に行われる。すなわち、連動制御機能51は、ユーザから見える実際の開口25aの動きが、図5に示すとおり理想回転中心25acの空間的位置がほぼ固定された状態で開口25aが回転する動きとなるように、回転機構23および移動機構24を連動制御する。したがって、開口25aの平行移動は、X軸およびY軸のいずれかに沿った方向に規定されたジグザグな運動に限定されるものではなく、斜め移動や曲線的な移動が含まれる。
7 (a), (b) and (c) separately show rotation, Y-axis movement and X-axis movement for convenience of explanation, but interlocking control of these rotation and movement is performed in parallel. To be done. That is, the interlocking
次に、本実施形態に係るX線診断装置1の動作の一例について説明する。
Next, an example of the operation of the X-ray
図8は、図1に示す処理回路32のプロセッサにより、X線制限部材22の開口22aの理想回転中心22acがX線制限部材22の回転軸27と異なる位置にある場合であっても、開口22aの理想回転中心22acの装置座標系における空間的位置をほぼ固定したまま開口22aを回転させる際の手順の一例を示すフローチャートである。図8において、Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
In FIG. 8, even if the
この手順は、開口22aに対応する照射野が関心領域60を内包するように開口22aを平行移動させた状態(図5、図7(a)−(c)の実線参照)でスタートとなる。なお、本実施形態においては、絞り羽根25の開口22aの形状は、ユーザにより入力回路36または入力回路41を介して矩形の頂点が指定されることなどにより、あらかじめ手動で設定されるものとする。なお、ROIフィルタ26の開口26aは、あらかじめ設計された形状に固定されるため、形状の設定を受け付ける必要はない。
This procedure starts in a state in which the
まず、ステップS1において、連動制御機能51は、入力回路36または入力回路41を介してユーザから開口22aの回転指示を受け付けたか否かを判定する。回転指示がない場合は、手順は終了となる。一方、回転指示を受け付けた場合はステップS2に進む。
First, in step S1, the interlocking
次に、ステップS2において、連動制御機能51は、回転モードを判定する。本実施形態では、回転モードは単純回転モード、絞り羽根回転モード、およびフィルタ回転モードの3つが選択可能であるものとする。
Next, in step S2, the interlocking
単純回転モードでは、連動制御機能51は、移動機構24の制御は行わず、すなわちX線制限部材22の開口22aの平行移動を伴わず、回転機構23のみを制御してX線制限部材22の回転のみを行う(ステップS3)。このモードは、開口22aの理想回転中心22acとX線制限部材22の回転軸27とが一致している場合に選択されるとよい。
In the simple rotation mode, the interlocking
絞り羽根回転モードでは、連動制御機能51は、絞り羽根25の開口25aについて図7に示す連動制御処理を行うよう回転機構23および移動機構24を連動制御する(ステップ4)。
In the diaphragm blade rotation mode, the interlocking
フィルタ回転モードでは、連動制御機能51は、ROIフィルタ26の開口26aについて連動制御処理を行なうよう回転機構23および移動機構24を連動制御する(ステップ5)。
In the filter rotation mode, the interlocking
なお、各回転モードにおいて、回転機構23は、X線制限部材22を筐体21と一体的に回転軸27周りに回転させてもよいし、筐体21とは独立にX線制限部材22のみを回転軸27周りに回転させてもよい。
In each rotation mode, the
そして、図8のステップS6において、画像生成機能52は、開口22aに対応する被検体Pの部分領域をX線撮影して得た開口領域画像72をディスプレイ42に表示させ、ステップ1に戻る。
Then, in step S6 in FIG. 8, the
なお、図8ではステップS1でユーザから開口22aの回転指示を受け付けたが、関心領域60の位置および形状を自動的に抽出可能であり、かつ、抽出した関心領域60の位置および形状に応じて自動的に開口22aを移動させるよう自動的に回転モードが選択されてステップS2以降が自動実行されてもよく、この場合は、このステップS1は省略されてもよい。
Although in FIG. 8 the instruction for rotating the
以上の手順により、X線制限部材22の開口22aの理想回転中心22acがX線制限部材22の回転軸27と異なる位置にある場合であっても、開口22aの理想回転中心22acの装置座標系における空間的位置をほぼ固定したまま開口を回転させることができる。
According to the above procedure, even when the ideal rotation center 22ac of the
図9は、図8のステップS4で連動制御機能51により実行される絞り羽根25の連動制御処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャートである。図8のステップS5で連動制御機能51により実行されるROIフィルタ26の連動制御処理は、絞り羽根25の連動制御処理と同様であるため、説明を省略する。
FIG. 9 is a subroutine flowchart showing an example of the procedure of the interlocking control process of the
なお、開口22aが筐体21の端部付近に位置する場合であって、X線制限部材22の可動限界のために、回転機構23による回転や移動機構24による平行移動をいかに組み合わせても、開口22aに対応する照射野に関心領域60が収まらない場合がある。この場合、連動制御機能51は、図9に示す連動制御処理を行う前に、又は、当該連動制御処理と並行して、アーム駆動回路18および寝台駆動回路19の少なくとも一方を制御することにより、X線制限部材22および天板15の少なくとも一方をzx面内で平行移動させて、X線制限部材22と天板15とのzx面内における相対的な位置関係を変更するとよい。この場合は、相対的な位置関係の変更後の理想回転中心22acと回転軸27との位置関係にもとづいて図9に示す連動制御処理を実行すればよい。
In the case where the opening 22 a is located near the end of the
ステップS41において、連動制御機能51は、開口25aの理想回転中心25ac、回転方向、および回転量θの情報を取得する。これらの情報は、ステップS1でユーザにより入力回路36または入力回路41を介して与えられてもよいし、関心領域60の位置および形状を自動的に抽出可能である場合は、抽出した関心領域60の位置および形状に応じて自動的に連動制御機能51が求めてもよい。たとえば、観察対象が被検体Pの内部に留置されたステントであり、X線画像上でステントに設けられたステントマーカが検出できる場合は、この検出したステントマーカの位置にもとづいて関心領域60の位置および形状を自動的に抽出することができる。また、理想回転中心25acは、たとえば開口25aの中心または重心に自動的に設定されてもよい。
In step S41, the interlocking
次に、ステップS42において、開口22aの理想回転中心22ac、回転方向、および回転量θの情報に応じて、開口22aの理想回転中心22acの空間的な位置がほぼ固定されるように、回転機構23および移動機構24を連動制御して(図5、図7(a)−(c)参照)、図8のステップS6に進む。
Next, in step S42, the rotation mechanism is performed such that the spatial position of the ideal rotation center 22ac of the
なお、図9に示す手順は連動制御の処理対象が絞り羽根25およびROIフィルタ26のいずれであっても適用可能である。連動制御の処理対象が絞り羽根25の場合には、さらに、開口25aの位置および形状が関心領域60の位置および形状に適合するように、連動制御の後に羽根要素251−254のそれぞれを平行移動させてもよい。この場合、たとえば、関心領域60の形状に応じて開口25aの領域を狭めることにより、被検体Pの被ばく線量を低減することができる。
Note that the procedure shown in FIG. 9 is applicable to any of the
図10は、過去画像71に開口領域画像72を重畳した重畳画像70の一例を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing an example of the superimposed
画像生成機能52は、図8のステップS6において、図10に示すような重畳画像70を生成してディスプレイ42に表示させてもよい。この場合、画像生成機能52は、開口22aに対応する被検体Pの部分領域を内包する被検体Pの領域を事前に撮影して得られた過去画像71を記憶回路31、記憶回路43あるいはネットワークを介して外部の医用画像保管装置から取得する。そして、開口22aを介して透視することでリアルタイムに得られる現在の開口領域画像72を過去画像71の対応する位置に重ね合わせて重畳画像70を生成し、ディスプレイ42に表示させる(図10参照)。
The
図11は、筐体21と天板15の位置関係を変更した場合における重畳画像70の一例を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view showing an example of the superimposed
いま、過去画像71が、所定の筐体21の位置において絞り羽根25を全開にして撮影した画像であり、過去画像の撮影後、筐体21の位置をそのままに、直ちに絞り羽根25の開口25aがユーザにより設定されて開口領域画像72が撮影される場合を考える。
Now, the
この場合において、たとえば最初は回転軸27の近傍に位置する別の関心領域を観察していたところ、重畳画像70の端の方にある関心領域60を観察したいとユーザが所望したとする。この場合、開口22aが筐体21の端部付近に位置し、X線制限部材22の可動限界のために、回転機構23による回転や移動機構24による平行移動をいかに組み合わせても、開口22aに対応する照射野に関心領域60が収まらないときがある(図11上段参照)。
In this case, for example, while observing another region of interest initially located near the
このとき、開口22aに対応する照射野に関心領域60を収めることができるように、ユーザにより手動で、あるいは連動制御機能51により自動で、寝台駆動回路19を介して天板15がz軸方向にΔtだけ移動したとする。すると、関心領域60は開口22aに対応する照射野に収まり、所望の開口領域画像72を撮影することが可能となる。しかし、天板15の移動後に撮影される開口領域画像72における筐体21と天板15の位置関係は、重畳画像70の背景である過去画像71における筐体21と天板15の位置関係とは異なってしまう。
At this time, in order to fit the region of
そこで、画像生成機能52は、開口領域画像72の一部が過去画像71からはみ出すと、開口領域画像72と過去画像71とのつなぎ目(境界)における画像の連続性が維持されるように、はみ出しの量に応じて過去画像71をシフトさせて重畳画像70を生成するとよい。具体的には、画像生成機能52は、筐体21と天板15の位置関係の変化量Δtに応じた画素幅Δsだけ、重畳画像70の背景に位置する過去画像71をシフトさせればよい(図11下段参照)。
Therefore, the
一方で、このように筐体21と天板15の位置関係を変化させる必要がある場合には、新たな位置関係で過去画像71を改めて撮影し直してもよい。この場合、連動制御機能51は、まず、連動制御の後の現在の開口22aの空間的な位置(復元位置)の情報を記憶回路31または記憶回路43に記憶させる。そして、連動制御機能51は、筐体21と天板15の位置関係を変化させ、過去画像71を撮影した後で、記憶回路31または記憶回路43から復元位置の情報を読み出し、開口22aの現在の空間的な位置が読み出した復元位置と異なれば、開口22aが復元位置に位置するように連動制御を行えばよい。
On the other hand, when it is necessary to change the positional relationship between the
本実施形態に係るX線診断装置1によれば、開口22aの理想回転中心22acの空間的位置をほぼ固定したまま、開口22aを回転させることができる。このため、X線制限部材22の開口22aの理想回転中心22acがX線制限部材22の回転軸27と異なる位置にある場合であっても、ユーザは、ジョイスティックなどにより回転方向および回転角度の指示を行うだけで、非常に簡便に開口22aの回転操作を行なうことができる。このため、回転軸27から離れた位置にあるとともに傾いた形状を有する関心領域60であっても、ユーザは非常に簡便な操作によって開口22aを関心領域60に適合させることができる。また、ユーザは開口22aを回転させることにより、たとえば関心領域60を内包する開口22aの最小の形状を容易に把握することができる。このため、無駄な開口領域を少なくすることができ、被検体Pの被ばく線量を低減することができる。
According to the X-ray
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、X線制限部材22の開口22aの理想回転中心22acがX線制限部材22の回転軸27と異なる位置にある場合であっても、開口22aの理想回転中心22acの空間的位置をほぼ固定したまま開口を回転させることができる。
According to at least one embodiment described above, even if the
なお、本実施形態における処理回路32の連動制御機能51および画像生成機能52は、それぞれ特許請求の範囲における連動制御部および画像生成部の一例である。また、本実施形態におけるアーム駆動回路18および寝台駆動回路19は、それぞれ特許請求の範囲における駆動部の一例である。また、本実施形態における記憶回路31および43は、特許請求の範囲における記憶部の一例である。また、本実施形態における入力回路36および41は、特許請求の範囲における入力部の一例である。
The
なお、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、または、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(たとえば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、およびFPGA)等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。 In the above embodiment, the word “processor” means, for example, a dedicated or general-purpose central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or an application specific integrated circuit (ASIC), By circuits such as programmable logic devices (eg, Simple Programmable Logic Devices (SPLDs), Complex Programmable Logic Devices (CPLDs), and FPGAs) are meant. The processor implements various functions by reading and executing a program stored in a storage medium.
また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、1つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。 In the above embodiment, an example in which a single processor of the processing circuit realizes each function is described. However, a plurality of independent processors are combined to form a processing circuit, and each processor realizes each function. It is also good. When a plurality of processors are provided, storage media for storing programs may be individually provided for each processor, or one storage medium may collectively store programs corresponding to the functions of all processors. It is also good.
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1…X線診断装置
15…天板
20…X線可動絞り
22…X線制限部材
22a…開口
22ac…理想回転中心
23…回転機構
24…移動機構
25…絞り羽根
25a…絞り羽根の開口
25ac…絞り羽根の理想回転中心
25c…絞り羽根の回転中心
26…ROIフィルタ
26a…ROIフィルタの開口
26ac…ROIフィルタの理想回転中心
26c…ROIフィルタの回転中心
27…X線制限部材の回転軸
30…絞り制御装置
31、43…記憶回路
32、44…処理回路
36、41…入力回路
42…ディスプレイ
51…連動制御機能
52…画像生成機能
60…関心領域
70…重畳画像
71…過去画像
72…開口領域画像
251−254…羽根要素
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記X線制限部を所定の回転軸周りに回転させる回転機構と、
前記開口を平行移動させる移動機構と、
前記開口を通過したX線の照射領域のうちの少なくとも一部が、連動制御前のX線の照射領域内に保たれるように、前記回転機構による前記X線制限部の回転に連動して前記移動機構に前記開口を平行移動させるよう前記回転機構および前記移動機構を制御する連動制御を行なう連動制御部と、
を備えたX線診断装置。 An X-ray limiting portion having an opening through which X-rays pass;
A rotation mechanism for rotating the X-ray limiting unit around a predetermined rotation axis;
A moving mechanism for translating the opening in parallel;
In conjunction with the rotation of the X-ray limiting unit by the rotation mechanism such that at least a part of the X-ray radiation region that has passed through the opening is kept within the X-ray radiation region before interlock control. An interlock control unit that performs interlock control to control the rotation mechanism and the movement mechanism so as to move the opening in parallel by the movement mechanism;
X-ray diagnostic device equipped with
X線を遮蔽する複数の羽根要素を含む絞り羽根、
を有し、
前記移動機構は、
前記複数の羽根要素のそれぞれを平行移動させることにより前記開口の位置を平行移動させる、
請求項1記載のX線診断装置。 The X-ray limiting unit
A diaphragm blade comprising a plurality of blade elements shielding x-rays,
Have
The movement mechanism is
Translating the position of the opening by translating each of the plurality of vane elements;
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1.
前記連動制御の後に、被検体の関心領域の位置および形状に応じて前記複数の羽根要素のそれぞれを平行移動させる、
請求項2記載のX線診断装置。 The movement mechanism is
After the interlock control, each of the plurality of blade elements is translated according to the position and shape of the region of interest of the subject.
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 2.
前記X線を減衰しつつ透過させる部材により構成され、当該部材の一部に前記開口が設けられた関心領域フィルタ、
を有し、
前記移動機構は、
前記関心領域フィルタを平行移動させることにより前記開口の位置を平行移動させる、
請求項1または2に記載のX線診断装置。 The X-ray limiting unit
A region-of-interest filter comprising a member that attenuates and transmits the X-rays, and the opening is provided in a part of the member;
Have
The movement mechanism is
Translating the position of the aperture by translating the region of interest filter;
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1.
前記開口の理想回転中心の空間的な位置がほぼ固定されるように前記連動制御を行う、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のX線診断装置。 The interlocking control unit
The interlocking control is performed so that the spatial position of the ideal rotation center of the opening is substantially fixed.
The X-ray diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4.
をさらに備え、
前記連動制御部は、
前記入力部を介して受け付けたユーザ指示に応じて、前記理想回転中心の空間的な位置がほぼ固定されるように前記連動制御を行う、
請求項5記載のX線診断装置。 An input unit that receives an instruction by a user of a rotational direction and an amount of rotation about the ideal rotational center of the opening;
And further
The interlocking control unit
The interlock control is performed so that the spatial position of the ideal rotation center is substantially fixed according to a user instruction received via the input unit.
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 5.
被検体の関心領域の位置および形状の情報を取得し、取得した被検体の関心領域の位置および形状にもとづいて前記理想回転中心の位置、回転方向および回転量を求め、求めた前記理想回転中心の位置、前記回転方向および前記回転量に応じて、前記理想回転中心の空間的な位置がほぼ固定されるように前記連動制御を行う、
請求項5記載のX線診断装置。 The interlocking control unit
Information on the position and shape of the region of interest of the subject is acquired, and the position, direction and amount of rotation of the ideal rotation center are determined based on the position and shape of the region of interest on the acquired subject Performing the interlocking control such that the spatial position of the ideal rotation center is substantially fixed according to the position of the lens, the rotation direction, and the rotation amount.
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 5.
をさらに備え、
前記連動制御部は、
前記駆動部により前記X線制限部と前記天板との相対的な位置関係が変更されるとともに前記開口の前記理想回転中心と前記所定の回転軸との位置関係が変更されると、変更後の前記開口の前記理想回転中心と前記所定の回転軸との位置関係にもとづいて、前記開口の前記理想回転中心の空間的な位置がほぼ固定されるように前記連動制御を行なう、
請求項5ないし7のいずれか1項に記載のX線診断装置。 A driving unit configured to change a relative positional relationship between the X-ray limiting unit and the top plate by moving in parallel at least one of the X-ray limiting unit and the top plate on which the subject is placed;
And further
The interlocking control unit
If the relative positional relationship between the X-ray limiting unit and the top plate is changed by the drive unit and the positional relationship between the ideal rotation center of the opening and the predetermined rotation axis is changed, the change is made after the change. Performing the interlocking control such that the spatial position of the ideal rotation center of the opening is substantially fixed based on the positional relationship between the ideal rotation center of the opening and the predetermined rotation axis;
The X-ray diagnostic apparatus according to any one of claims 5 to 7.
前記連動制御の後の前記開口の空間的な位置の情報を記憶部に記憶させる、
請求項1ないし8のいずれか1項に記載のX線診断装置。 The interlocking control unit
Storing information on a spatial position of the opening after the interlocking control in a storage unit;
An X-ray diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記記憶部に記憶された前記開口の空間的な位置の情報を読み出して、前記開口の現在の空間的な位置が前記記憶部から読み出した位置と異なると、前記記憶部から読み出した前記開口の空間的な位置に前記開口が位置するよう、前記連動制御を行う、
請求項9記載のX線診断装置。 The interlocking control unit
The information on the spatial position of the opening stored in the storage unit is read out, and if the current spatial position of the opening is different from the position read out from the storage unit, the value of the opening read out from the storage unit The interlock control is performed so that the opening is positioned at a spatial position.
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 9.
をさらに備えた請求項1ないし10のいずれか1項に記載のX線診断装置。 An opening area obtained by capturing in advance a past image obtained by imaging in advance the area of the subject including the partial area of the subject corresponding to the opening, and performing X-ray imaging of the partial area corresponding to the opening An image generation unit that generates a superimposed image in which an image is superimposed on a position corresponding to the partial region of the past image, and displays the superimposed image on a display;
The X-ray diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 10, further comprising:
前記開口領域画像の一部が前記過去画像からはみ出すと、前記開口領域画像と前記過去画像との境界における画像の連続性が維持されるように、前記はみ出しの量に応じて前記過去画像をシフトさせて前記重畳画像を生成する、
請求項11記載のX線診断装置。 The image generation unit
The past image is shifted in accordance with the amount of the overhang so that continuity of the image at the boundary between the aperture area image and the past image is maintained when a part of the aperture area image protrudes from the past image. Generating the superimposed image,
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 11.
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