JP4169828B2 - X線撮影装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、IVR(Interventional Radiology)手法において、臓器の選択的造影を行うためのカテーテル挿入位置の確認は患者体軸方向に広い視野をもつ血管造影撮影像を用いて行い、造影範囲の確認にはコントラスト,分解能に優れたX線CT像を用いて行う場合に好適なX線撮影装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
癌や動脈瘤等の治療においてその治療部位を最小範囲に限定することは、治療に伴う患者の苦痛や副作用を軽減するのに有効である。しかしその一方で、治療部位外に、癌転移があったり病巣が存在する場合には治療自体を効果のないものにする。したがって治療部位の決定は極めて重要であり、このことは治療にIVR手法を用いる場合においても同様である。
そこでIVR手法においては、治療部位、例えば臓器の選択的造影を行うためのカテーテル挿入位置の確認と造影範囲の確認とに優れるX線撮影装置が用いられるが、従来のこの種の装置としては、X線血管造影像撮影装置とX線CT像撮影装置(X線CT装置)とを単に組み合わせたものが用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来装置は、X線血管造影像撮影装置とX線CT装置とを単に組み合わせたものであるために次のような問題点があった。
すなわち、装置全体の設置スペース,設置重量が、X線血管造影像撮影装置とX線CT装置の両者を合わせた2台分となり、大型,大重量化した。また、各装置毎に操作卓があって2つの操作卓が併存することになり、操作が煩雑となった。更に、血管造影像撮影からCT像撮影に、あるいはその逆の撮影に移行するとき、患者(被検体)は2つの装置のテーブル間をその都度移送しなければならず、患者や医師,看護婦、それらの補助者等に負担を与えるばかりか、緊急時としては多大な時間を要することとなった。
【0004】
このような問題点を解消するX線撮影装置としては、特開平6−269437号公報に開示されたものがある。これは、回転フレーム(回転板)を備えてなる1台のX線管装置・検出器回転支持機構にてX線CT像検出信号又はX線血管造影像検出信号を選択的に取得可能にしたものである。具体的には、回転板上のX線管装置を回転板回転軸の軸回り方向に移動させ、同一回転板上のCT像撮影用検出器又は血管造影像撮影用検出器の任意のいずれかと正対させるようにしたものである。
【0005】
このようなX線撮影装置では、装置全体の設置スペース,設置重量は半減し、操作卓も1台となって操作が容易になる。また、血管造影像撮影及びCT像撮影間の患者の移送もなくなって、患者や医師,看護婦、それらの補助者等の負担も軽減され、かつ移送時間も皆無とされる利点があるが、得られるCT像については改善の余地を残すものであった。
すなわち、上述X線撮影装置ではX線管装置が回転板回転軸の軸回り方向に移動する。これは、血管造影像撮影及びCT像撮影間においてX線管装置の回転板上の位置が回転板軸回り方向に切替設定されていることを意味する。
【0006】
一般に、X線管装置(焦点)とX線CT像撮影用検出器(X線検出器)の相対位置関係の再現性は難しく、特に回転板軸回り方向については顕著である。一方、X線検出器は多数のチャンネルが回転板軸回り方向に微小間隔で配列されている。このため、血管造影像撮影及びCT像撮影間において、X線管装置とX線検出器との回転板軸回り方向相対位置に誤差が生じ、得られるCT像にストリークアーチファクトを生じさせたり、空間分解能を劣化させるという問題点を生じさせた。
【0007】
本発明の目的は、血管造影撮影像とX線CT像のうちの任意のいずれかを選択的に取得可能とする場合に、装置全体の設置スペース,設置重量の半減、操作の容易化、血管造影像撮影とCT像撮影との間における被検体(患者)や看護婦等の負担の軽減,時間の削減等が図れると共に、得られるCT像の画質の向上も図れるX線撮影装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、被検体が挿通される開口部が中心部分に形成された回転板と、この回転板の板面の前記開口部を挟んだ位置に対向配置されたX線管装置及びX線CT像撮影用検出器と、前記回転板に支持され前記X線CT像撮影用検出器と置き換え可能に配置されたX線血管造影像撮影用検出器と、前記X線管装置のX線放射口に設けられたX線CT像撮影用及びX線血管造影像撮影用の絞り機能をもつX線コリメータ装置と、前記X線管装置の焦点位置又は前記X線血管造影像撮影用検出器の位置を移動させることにより前記X線CT像撮影用検出器又はX線血管造影像撮影用検出器のうちのいずれと前記X線管装置の焦点とを対向させるかを任意に切替設定する対向関係切替設定手段とを備えてなるX線撮影装置において、前記X線管装置、X線コリメータ装置又は各検出器は、前記対向関係切替設定手段による切替設定前後に位置変化が生じる場合に、その位置変化が前記回転板の回転軸方向のみとなるよう構成されることで達成される。
【0009】
これによれば、X線管装置、X線コリメータ装置又は各検出器は、X線CT像撮影用検出器又はX線血管造影像撮影用検出器のうちのいずれとX線管装置の焦点とを対向させるかを任意に切替設定する対向関係切替設定手段による切替設定前後の位置変化が回転板の回転軸方向のみとなり、回転軸の軸回り方向の位置変化がない。したがって、血管造影像撮影及びCT像撮影間において、X線管装置とX線検出器との回転板軸回り方向相対位置に誤差は生じなく、得られるCT像にストリークアーチファクトを生じさせたり、空間分解能を劣化させるということがなくなる。なお、X線CT像検出信号又はX線血管造影像検出信号のうちの任意のいずれかを、回転板を備えてなる1台のX線管装置・検出器回転支持機構にて選択的に取得可能に構成されているので、装置全体の設置スペース,設置重量の半減、操作の容易化、血管造影像撮影とCT像撮影との間における患者や看護婦等の負担の軽減,時間の削減は特開平6−269437号公報に開示のものと同様に実現できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明によるX線撮影装置の第1実施形態をX線血管造影像撮影時について示す構成図で、(a)はガントリ部分につき正面から示す図、(b)は同じく右側面から示す図(回路部分は省略)である。図2は同上第1実施形態をX線CT像撮影時について示す構成図で、(a)はガントリ部分につき正面から示す図、(b)は同じく右側面から示す図である(共に回路部分は省略)。
【0011】
これら図1,図2において、1はX線管装置・検出器回転支持機構の主構成をなす後述回転板を備えてなるスキャナである。2は被検体(図示せず)が挿通される開口部5が中心部分に形成された回転板、3及び7は回転板2の板面の前記開口部5を挟んだ位置に対向配置された単焦点のX線管装置及びX線CT像撮影用検出器、4はX線管装置3のX線放射口に設けられたX線CT像撮影用及びX線血管造影像撮影用の絞り機能をもつX線コリメータ装置である。6は平面センサ(2次元センサ)からなるX線血管造影像撮影用検出器、7は電離箱や半導体等からなるX線CT像撮影用検出器7である。X線血管造影像撮影用検出器6は、後述リンク機構等を介して回転板2に支持されX線CT像撮影用検出器7に代えてX線管装置3の焦点fに対向可能である。20は対向関係切替設定手段で、X線管装置3の焦点f位置又はX線血管造影像撮影用検出器6の位置を移動させることにより、X線CT像撮影用検出器6又はX線血管造影像撮影用検出器7のうちのいずれとX線管装置3の焦点fとを対向させるかを任意に切替設定するものである。
【0012】
ここで、本発明装置は、X線CT像検出信号9又はX線血管造影像検出信号8のうちの任意のいずれかを、回転板2を備えてなる1台のX線管装置・検出器回転支持機構(スキャナ1)にて選択的に取得可能である。この場合、X線管装置3、X線コリメータ装置4又は検出器6,7は、前記対向関係切替設定手段20により切替設定前後に位置変化が生じる場合に、その位置変化が前記回転板2の回転軸方向イのみとなるよう構成されている。ここでは、X線コリメータ装置4のX線放射口,検出器6が切替設定前後に位置変化が生じるが、それらはその上記位置変化が回転板軸方向イのみになされるよう構成されている。
【0013】
以下、これについて図3〜図5を併用して説明する。
図3〜図5は各々図1,図2中のX線管装置3及びX線コリメータ装置4部分を取り出して示す側面図で、図3は装置休止時を、図4は図2(b)と同様にX線CT像撮影時を、図5は図1(b)と同様にX線血管造影像撮影時を各々示す。この第1実施形態では、X線管装置3(焦点f)が固定であり、検出器6及びX線コリメータ装置4(X線放射口16a,16b)が移動して、検出器6又は7の任意のいずれとX線管装置3の焦点fとを対向させるかを任意に切替設定自在とし、X線CT像検出信号9又はX線血管造影像検出信号8のうちの任意のいずれかを得るようにしてある。
【0014】
図3〜図5に示すように、X線コリメータ装置4は、回転板軸方向イにX線CT像撮影用及びX線血管造影像撮影用のX線放射口16a,16bが並設されると共にそれらのX線放射口16a,16bが選択的にX線管装置3の焦点f、換言すればX線放射口3aと対向自在に構成されている。ここで、X線放射口16a,16bは、X線管装置3のX線放射口3a側に配置されたX線遮蔽板16に形成され、絞り17,18を備えてなる。絞り17はX線CT像撮影時にスライス厚を設定し、絞り18はX線血管造影像撮影時にX線照射野を設定するものである。これら絞り17,18を備えたX線放射口16a,16bは、コリメータフレーム14に支持された移動用モータ15により回転板軸方向イにのみ移動可能である。
【0015】
また、図1,図2から分かるように、X線血管造影像撮影用検出器6は、X線CT像撮影用検出器7上方のX線管装置3の対向位置(焦点f対向位置)に進退自在に構成されている。ここでは、駆動源22及びアーム23からなるリンク機構21により検出器7上方のX線管装置3対向位置に進退自在に構成されている。この検出器6も切替設定前後に位置変化が生じる場合に、その位置変化が前記回転板2の回転軸方向イのみとなるよう構成されている。ここでは、検出器6の退避位置は検出器7の回転板2側と反対側の側面近傍位置で、進入位置とは回転板軸方向イに所定距離、位置変化が生じている。しかし、回転板2の軸回り方向には位置変化していない。
【0016】
対向関係切替設定手段20は、X線CT像撮影時にはX線コリメータ装置4のX線CT像撮影用X線放射口16aをX線管装置3の焦点f、換言すればX線放射口3aと対向させると共にX線血管造影像撮影用検出器6をX線CT像撮影用検出器7上方のX線管装置対向位置(焦点f対向位置)から退避させて(図2,図4参照)、X線CT像撮影用検出器7からX線CT像検出信号9を取得可能とする。また、X線血管造影像撮影時にはX線コリメータ装置4のX線血管造影像撮影用X線放射口16bを前記X線放射口3aと対向させると共にX線血管造影像撮影用検出器6をX線CT像撮影用検出器7上方のX線管装置対向位置に進入させて(図1,図5参照)、X線血管造影像撮影用検出器6からX線血管造影像検出信号8を取得可能に構成されている。
【0017】
すなわち上述第1実施形態では、図示しない1台の操作卓からX線血管造影像撮影を指示すると、対向関係切替設定手段20はそれを受けてX線コリメータ装置4の移動用モータ15及びX線血管造影像撮影用検出器6のリンク機構21の駆動源22をX線血管造影像撮影側に駆動する。これにより、X線血管造影像撮影用検出器6はX線CT像撮影用検出器7上方のX線管装置対向位置(焦点f対向位置)に進入してX線管装置3と対向し(図1参照)、またコリメータ装置4のX線血管造影像撮影用X線放射口16bはX線管装置3のX線放射口3aと対向する(図5参照)。したがって、X線管装置3からのX線出力によりコリメータ装置4からは血管造影像撮影用X線ビーム(コーンビーム)XBbが出射され、回転板2の開口部5に挿通された被検体(図示せず)に照射される。これにより、X線血管造影像撮影用検出器6からX線血管造影像検出信号8が得られる。
【0018】
次に、前記操作卓からX線CT像撮影を指示すると、対向関係切替設定手段20はそれを受けてX線コリメータ装置4の移動用モータ15及びX線CT像撮影用検出器6のリンク機構21の駆動源22をX線CT像撮影側に駆動する。これにより、X線血管造影像撮影用検出器6はX線CT像撮影用検出器7上方のX線管装置対向位置から退避してX線CT像撮影用検出器7がX線管装置3と対向し(図2参照)、またコリメータ装置4のX線CT像撮影用X線放射口16aはX線管装置3のX線放射口3aと対向する(図4参照)。したがって、X線管装置3からのX線出力によりコリメータ装置4からはX線CT像撮影用X線ビーム(ファンビーム)XBaが出射され、回転板2の開口部5に挿通された被検体(図示せず)に照射される。これにより、X線CT像撮影用検出器7からX線CT像検出信号9が得られる。
【0019】
なお、X線血管造影像検出信号8は画像演算部10のコーンビーム演算器11に与えられて画像演算処理され、表示装置13にX線血管造影像(透視像)として表示される。また、X線CT像検出信号9は画像演算部10のCT演算器12に与えられて画像演算処理され、表示装置13にX線CT像として表示される。
【0020】
図6は本発明によるX線撮影装置の第2実施形態をX線CT像撮影時について示す構成図で、(a)はガントリ部分につき正面から示す図、(b)は同じく右側面から示す図(共に回路部分は省略)である。図7は同上第2実施形態をX線血管造影像撮影時について示す構成図で、ガントリ部分につき右側面から示す図である(回路部分は省略)。
【0021】
図8〜図10は各々図6,図7中のX線管装置3及びX線コリメータ装置4部分を取り出して示す側面図で、図8は装置休止時を、図9は図6(b)と同様にX線CT像撮影時を、図10は図7と同様にX線血管造影像撮影時を各々示す。
これら図6〜図10において、図1〜図5と同一符号は同一又は相当部分を示す。19はコリメータフレーム14に支持されたX線管装置3の移動用モータである。このX線管装置3は、上記移動用モータ19により回転板軸方向イにのみ移動可能である。
この第2実施形態では、上述第1実施形態とは逆に検出器6及びX線コリメータ装置4(X線放射口16a,16b)が固定であり、X線管装置3(焦点f)が移動して、検出器6又は7のうちのいずれとX線管装置3の焦点fとを対向させるかを任意に切替設定し、X線CT像検出信号9又はX線血管造影像検出信号8のうちの任意のいずれかを得るようにしてある。
【0022】
すなわちX線管装置3は、回転板軸方向イで所定間隔置いた2箇所を移動用モータ19により相互に移動自在に構成されている。またX線コリメータ装置4は、X線CT像撮影用検出器7に対向するX線CT像撮影用X線放射口16a及びこのX線放射口16aから回転板軸方向イに所定間隔置いたX線血管造影像撮影用X線放射口16bを備えてなる。更に、X線血管造影像撮影用検出器6は、X線CT像撮影用検出器7の回転板2側とは反対側の側面にX線コリメータ装置4のX線血管造影像撮影用X線放射口16bに対向して配置されている。
【0023】
対向関係切替設定手段20(図1参照)は、X線CT像撮影時にはX線管装置3を回転板1に近い側に位置移動させてその焦点f、換言すればX線放射口3aをX線コリメータ装置4のX線CT像撮影用X線放射口16aを介してX線CT像撮影用検出器7に対向させ(図6(b),図9参照)、その検出器7からX線CT像検出信号を取得可能とする。また、X線血管造影像撮影時にはX線管装置3を回転板1から遠い側に位置移動させてその焦点f、換言すればX線放射口3aをX線コリメータ装置4のX線血管造影像撮影用X線放射口16bを介してX線血管造影像撮影用検出器6に対向させ(図7,図10参照)、その検出器6からX線血管造影像検出信号を取得可能に構成されている。
【0024】
上述第2実施形態では、第1実施形態におけるようなX線血管造影像撮影用検出器6の進退機構(リンク機構21等)や移動用モータ15等のX線コリメータ装置4(X線放射口16a,16b)移動機構が不要になるという利点がある。
【0025】
図11〜図13は各々本発明によるX線撮影装置の第3実施形態をX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図で、図11は装置休止時を、図12はX線CT像撮影時を、図13はX線血管造影像撮影時を各々示す。
これら図11〜図13において、図8〜図10と同一符号は同一又は相当部分を示す。31は複数の焦点を備えたX線管装置、ここでは2つの焦点f1,f2を備えたステレオX線管装置で、その2つの焦点f1,f2は回転板軸方向イに並ぶ向きに向けて回転板2(図1参照)の板面に配置されている。
この第3実施形態では、上述第2実施形態における単焦点のX線管装置3に代えてステレオX線管装置31を用い、移動用モータ19をなくしたものである。この場合、X線CT像撮影用X線放射口16a及びX線血管造影像撮影用X線放射口16bの位置,間隔は、ステレオX線管装置31の2焦点f1,f2の位置,間隔に合わせて構成される。
【0026】
対向関係切替設定手段20(図1参照)は、X線CT像撮影時にはX線コリメータ装置4のX線CT像撮影用X線放射口16aを介してX線CT像撮影用検出器7に対向するステレオX線管装置31の一方側の焦点f1を用いてX線発生させ、X線CT像撮影用検出器7からX線CT像検出信号を取得可能とする。また、X線血管造影像撮影時にはX線コリメータ装置4のX線血管造影像撮影用X線放射口16bを介してX線血管造影像撮影用検出器6に対向するステレオX線管装置31の他方側の焦点f2を用いてX線発生させ、X線血管造影像撮影用検出器6からX線血管造影像検出信号を取得可能に構成されている。
【0027】
上述第3実施形態では、X線CT像撮影時とX線血管造影像撮影時との間において、X線管装置31の使用される焦点f1,f2の位置移動によるX線CT像撮影用検出器7,X線血管造影像撮影用検出器6との対向関係の切替えはあるが、X線管装置31、X線コリメータ装置4又は検出器6,7自体の移動はなく、構成が簡易化される利点がある。
【0028】
第2実施形態及び第3実施形態においても、第1実施形態(図1参照)と同様に、得られたX線血管造影像検出信号8は画像演算部10のコーンビーム演算器11に与えられて画像演算処理され、表示装置13にX線血管造影像(透視像)として表示される。また、X線CT像検出信号9は画像演算部10のCT演算器12に与えられて画像演算処理され、表示装置13にX線CT像として表示される。
【0029】
なお、X線管装置には、単焦点のものの他、大焦点と小焦点を有するもの等、所謂ステレオX線管装置でなくとも複数の焦点を有するものがあるので、前記の単焦点のX線管装置は、そのような複数の焦点のX線管装置と置き換え可能であることはいうまでもない。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、血管造影撮影像とX線CT像のうちの任意のいずれかを選択的に取得可能とする場合に、装置全体の設置スペース,設置重量の半減、操作の容易化、血管造影像撮影とCT像撮影との間における被検体や看護婦等の負担の軽減,時間の削減等が図れると共に、得られるCT像にストリークアーチファクトを生じさせたり、空間分解能を劣化させることがなく、CT像の画質向上も図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の第1実施形態をX線血管造影像撮影時について示す構成図である。
【図2】同上第1実施形態をX線CT像撮影時について示す構成図である。
【図3】図1,図2中のX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(装置休止時)である。
【図4】図1,図2中のX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(X線CT像撮影時)である。
【図5】図1,図2中のX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(X線血管造影像撮影時)である。
【図6】本発明装置の第2実施形態をX線CT像撮影時について示す構成図である。
【図7】同上第2実施形態をX線血管造影像撮影時について示す構成図である。
【図8】図6,図7中のX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(装置休止時)である。
【図9】図6,図7中のX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(X線CT像撮影時)である。である。
【図10】図6,図7中のX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(X線血管造影像撮影時)である。
【図11】本発明装置の第3実施形態をX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(装置休止時)である。
【図12】本発明装置の第3実施形態をX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(X線CT像撮影時)である。
【図13】本発明装置の第3実施形態をX線管装置及びX線コリメータ装置部分を取り出して示す側面図(X線血管造影像撮影時)である。
【符号の説明】
1…スキャナ、2…回転板、3…単焦点のX線管装置、4…X線コリメータ装置、5…開口部、6…X線血管造影像撮影用検出器、7…X線CT像撮影用検出器、8…X線血管造影像検出信号、9…X線CT像検出信号、10…画像演算部、11…コーンビーム演算器、12…CT演算器、13…表示装置、14*コリメータフレーム、15…X線コリメータ装置のX線放射口移動用モータ、16…X線遮蔽板、16a,16b…X線コリメータ装置のX線放射口、17,18…絞り、19…X線管装置移動用モータ、20…対向関係切替設定手段、21…リンク機構、22…駆動源、23…アーム、31…ステレオX線管装置、f,f1,f2…焦点、XBa…X線CT像撮影用X線ビーム(ファンビーム)、XBb…血管造影像撮影用X線ビーム(コーンビーム)。
Claims (4)
- 被検体が挿通される開口部が中心部分に形成された回転板と、この回転板の板面の前記開口部を挟んだ位置に対向配置されたX線管装置及びX線CT像撮影用検出器と、前記回転板に支持され前記X線CT像撮影用検出器と置き換え可能に配置されたX線血管造影像撮影用検出器と、前記X線管装置のX線放射口に設けられたX線CT像撮影用及びX線血管造影像撮影用の絞り機能をもつX線コリメータ装置と、前記X線管装置の焦点位置又は前記X線血管造影像撮影用検出器の位置を移動させることにより前記X線CT像撮影用検出器又はX線血管造影像撮影用検出器のうちのいずれと前記X線管装置の焦点とを対向させるかを任意に切替設定する対向関係切替設定手段とを備えてなるX線撮影装置において、前記X線管装置、X線コリメータ装置又は各検出器は、前記対向関係切替設定手段による切替設定前後に位置変化が生じる場合に、その位置変化が前記回転板の回転軸方向のみとなるよう構成されたことを特徴とするX線撮影装置。
- X線コリメータ装置は、X線CT像撮影用とX線血管造影像撮影用のX線放射口が回転板の回転軸方向に並置され、それらが選択的にX線管装置の焦点と対向自在に構成されると共に、
X線血管造影像撮影用検出器は、前記X線放射口の対向位置からX線CT像撮影用検出器のX線検出を妨げない位置へ進退自在に構成されたことを特徴とする請求項1に記載のX線撮影装置。 - X線管装置は、回転板の回転軸方向で所定間隔置いた2箇所を相互に移動自在に構成され、
X線コリメータ装置は、X線CT像撮影用検出器に対向するX線CT像撮影用X線放射口及びこのX線放射口から回転板の回転軸方向に所定間隔置いたX線血管造影像撮影用X線放射口を備えると共に、
X線血管造影像撮影用検出器は、X線CT像撮影用検出器と前記X線コリメータ装置のX線血管造影像撮影用X線放射口に対向して配置されたことを特徴とする請求項1に記載のX線撮影装置。 - X線管装置は、複数の焦点を備えてなり、それらの焦点のうちの所定の2つの焦点を回転板の回転軸方向に並ぶ向きに向けて回転板の板面に配置されると共に、
X線コリメータ装置は、前記2つの焦点のうちの一方側の焦点に対向するX線CT像撮影用X線放射口及び前記2つの焦点のうち回転板から他方側の焦点に対向するX線血管造影像撮影用X線放射口を備えたことを特徴とする請求項1に記載のX線撮影装置。
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