JP4311228B2

JP4311228B2 - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP4311228B2
Application number: JP2004050620A
Authority: JP
Inventors: 一成橘
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: JP2005237613A

Description

本発明は、被検者を載せた天板を移動させ撮影するＸ線撮影装置に係わり、特に動力をＯＦＦした後の慣性による移動量が大きい天板を有するＸ線撮影装置に関する。

従来の医用診断装置において、被検者を寝台の天板に載せ上下動して、Ｘ線検出器の近くに水平移動させ検査する装置には、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、核医学イメージング装置（ガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ装置、ＰＥＴ装置）などがある。
これらの装置を操作するとき、被検者の撮像部位を正確に検出器に対して位置決めする必要がある。寝台の上下動、及び水平動の操作をＯＮ、ＯＦＦする操作スイッチを操作して位置決めが行われる。
図２に、従来のＸ線ＣＴ装置の構成を示す。ガントリ１にはＸ線管装置２と検出器４とが対向配置されており、検出器４にはデータ収集装置１３が接続されている。これらＸ線管装置２、検出器４、データ収集装置１３は回転部８などに取り付けられて一体となって回転するようにされており、ガントリ１に内蔵された回転駆動装置（図では省略）によって紙面に平行な回転軸（Ｚ方向の軸）１０の周りに回転駆動させられる。これにより、被検者３に対する、照射Ｘ線による、所定の断面（Ｚ軸に直角な回転中心９位置のＸ−Ｙ平面）内でのスキャンが行われる。

寝台５の天板６の上下動、及び、水平動は、被検者３を天板６に載せて、ガントリ１の側壁に取り付けられた寝台コントローラ２０で行われる。
図３に、天板６の上下動、及び、水平動の制御系統図を示す。この装置では寝台コントローラ２０と寝台５で構成される位置表示装置によって天板６の現在位置が表示される。
寝台コントローラ２０は、寝台５の天板６を上下動させる操作ボタン２２ａ（ＵＰ、ＤＯＷＮ）と水平動させる操作ボタン２２ｂ（ＩＮ、ＯＵＴ）を有する操作部２２、及び、天板６の高さ位置を表示する高さ表示器２１ａと送り位置を表示する送り表示器２１ｂを有する表示部２１とから構成される。そして、寝台５側に、昇降部５ａとスライド部５ｂが設けられ、天板６を駆動し、その高さ位置を検出する高さ位置検出器６ａと送り位置を検出する送り位置検出器６ｂを内蔵している。
寝台５では、天板６が被検者３を載せた状態で昇降部５ａによって上下方向（Ｙ方向）、および、被検者３の体軸方向（Ｚ方向）にスライド部５ｂによって移動できる。この天板６の移動により、操作位置がリアルタイムで寝台コントローラ２０の高さ表示器２１ａと送り表示器２１ｂに表示される。そして、照射Ｘ線による被検者３に対するＺ方向でのスキャンが行われる。

また、従来のＸ線診断装置において、装置の大がかり化・複雑化を伴わずに、天板の通常位置の高さを低めに設定できるのに加えて、天板を通常位置から下降させて天板の位置を一時的に低くさせられるようにした装置がある。この装置は、Ｘ線照射に伴って生じる透過Ｘ線像を薄型・軽量のフラットパネル型Ｘ線センサにより検出するとともに、天板を下降させる際に、パネル型Ｘ線センサを退避位置に移動させて垂直姿勢にしておいてから、起倒動サポートに対して天板を移動させて天板の位置を低くしている（例えば、特許文献１参照。）。

Ｘ線管装置２はＸ線制御装置１２によってＸ線曝射が制御され、ガントリ１及び寝台５はメカ制御装置１１によって制御され、Ｘ線管装置２、検出器４などの回転、被検者３の移動などがコントロールされて所定の撮像シーケンスが行われる。たとえばスパイラルスキャンの撮像シーケンスでは、連続Ｘ線曝射・連続回転中に被検者３がＺ方向に連続移動させられて、被検者３に対する照射Ｘ線によるスパイラル状のスキャンがなされる。また、被検者３をＺ方向にステップ的に移動させ、その停止時にＸ線管装置２などを１回転させてＸ線曝射することを繰り返すことにより、その各停止位置でのスライス面についてＸ線によるスキャンが行われる。

このスキャン中にＸ線管装置２から照射されたＸ線は被検者３を透過し検出器４に入射し、データ収集装置１３によってＸ線吸収に関するデジタルデータが得られる。このデータ収集装置１３で収集されるデータは、ホストコンピュータ１４を介して画像再構成装置１５に送られる。この画像再構成装置１５では、まず、検出器４の各素子（チャンネル）の出力差を補正するためのキャリブレーション処理や、再構成画像に現れる種々のアーティファクト（偽像）を除去するための処理などが加えられる。次に、コンボルーション処理やバックプロジェクション処理などの再構成アルゴリズムによる演算処理を受け、２次元画像が再構成される。この再構成画像は、１回転分のデータが揃う都度、１枚づつ（１つの断面ごとに）得られる。そして、再構成された画像は画像メモリ１７に格納され、画像表示装置１８によって表示される。また、光磁気ディスク装置などのデータ格納装置１６に記憶される。
特開２０００−５１６１号公報（第７頁、第１図）

従来のＸ線撮影装置は以上のように構成されているが、例えば、寝台５の天板６をある高さの目標値に位置決めする場合、操作者は、寝台コントローラ２０の表示部２１の図３に示す高さ表示器２１ａの表示値を見ながら、操作部２２の図３に示す操作ボタン２２ａ「ＵＰ」又は「ＤＯＷＮ」の作動操作を行い、表示値が目標値になるところで終了操作を行う。しかし、一般に対象物は、終了操作と同時に瞬時に停止せずに慣性による「慣性移動量Ｂ」だけ余分に移動して停止する場合が多い。従来の装置では、図３に示すように、対象物の現在位置がリアルタイムに表示されるため、表示値が目標値になるところ（図３に示す操作ボタン２２ａをＯＦＦし高さ位置検出器６ａが、図２に示す検出値Ｃを検出する時）で終了操作を行っても、実際には、「慣性移動量Ｂ」だけ目標値から通り過ぎた表示値Ａの位置で停止してしまうという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、常に位置表示器に表示された値で終了操作をすれば、対象物を位置表示器の表示値通りに停止させることができる位置表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のＸ線撮影装置は、対象物の移動を行わせる駆動部の作動を操作ボタン又は操作ハンドルのＯＮ／ＯＦＦにて操作する操作手段と、対象物の現在位置を検出する位置検出手段と、検出された位置を表示する位置表示手段とを備え、対象物の位置を確認してＸ線撮影を行うＸ線撮影装置であって、対象物の前記操作ボタン又は操作ハンドルのＯＦＦ操作後の慣性移動量を推定する慣性移動量推定手段と、前記位置検出手段で検出された値と慣性移動量推定手段で得られた慣性移動量値を加算する演算部とを設け、加算された値を前記位置表示手段に表示できるようにしたものである。

また、本発明のＸ線撮影装置は、天板の高さ移動を行わせる操作ボタン又は操作ハンドルのＯＦＦ操作後の慣性移動量を推定する慣性移動量推定手段と、天板の現在の高さ位置を検出する位置検出手段で検出された値と慣性移動量推定手段で得られた慣性移動量値を加算する演算部とを設け、加算された値を天板の高さ位置として位置表示手段に表示できるようにしたものである。

また、本発明のＸ線撮影装置は、天板の水平移動を行わせる操作ボタン又は操作ハンドルのＯＦＦ操作後の慣性移動量を推定する慣性移動量推定手段と、天板の現在の水平位置を検出する位置検出手段で検出された値と慣性移動量推定手段で得られた慣性移動量値を加算する演算部とを設け、加算された値を天板の水平位置として位置表示手段に表示できるようにしたものである。

本発明のＸ線撮影装置は上記のように構成されており、装置に対象物を動力によってＯＮ・ＯＦＦ操作する操作ボタンなどを有する操作部と、対象物のＯＦＦ操作後の慣性移動量を推定する慣性移動量推定手段と、対象物の位置をフォトセンサなどで検出する位置検出器と、その位置検出器で検出された値と流れ量推定手段で得られた慣性移動量値を加算する演算部と、加算された値を表示する位置表示器とを設ける。そして、位置表示器に表示される値が、終了操作を行った場合に、現在停止する位置の値であるので、表示値が目標値になるところで終了操作を行うことになり、実際の対象物が停止する位置は目標値と等しくなる。
対象物として、被検者を載せる装置の天板等を対象とし、天板の高さ移動、天板の水平移動の位置表示を位置表示器で行う。

本発明のＸ線撮影装置の位置表示装置は上記のように構成されており、天板の移動の終了操作を行った時に、天板が停止する位置の値（位置検出器で検出された値＋停止位置推定部で算出された慣性移動量値）を位置表示装置に表示することにより、操作者は表示値が目標値になるところで、終了操作を行えばよく、従来のように、「慣性移動量」を見込んで操作を行う必要がない。操作者は、位置表示を参照しながら、所望の位置に停止させることができ、対象物を目標値にすばやく、確実に移動させることができる。

本発明のＸ線撮影装置は、天板の移動の終了操作後の慣性移動量を推定し、位置検出器の値にその量を加算して、表示器に表示する装置を実現した。

本発明のＸ線撮影装置の１実施例を、図１、図２を参照しながら説明する。図１（ａ）は操作部２２と駆動される寝台５と表示部２１との動作系統図を示し、（ｂ）は演算部３０ａ、３０ｂの演算を示す。
本発明のＸ線撮影装置の位置表示装置は、寝台コントローラ２０に設けられ寝台５の天板６を上下又は左右に移動させる操作ボタン２２ａ及び２２ｂを備えた操作部２２と、寝台５に設けられ操作部２２によって天板６を駆動させる昇降部５ａ及びスライド部５ｂを備えた駆動部と、駆動された天板６の高さ又は送り位置を検出する高さ位置検出器６ａ及び送り位置検出器６ｂを備えた位置検出部と、駆動部の作動速度と天板６の慣性移動量の記憶されたデータとから天板６の慣性移動量Ｂ（高さ及び送り慣性移動量は異なるが、説明の都合上、それぞれを以下慣性移動量Bと呼ぶ）を推定する停止位置推定部３１ａ及び３１ｂと、推定された慣性移動量Ｂと位置検出部で検出された検出値Ｃ（高さ及び送り位置検出値は異なるが、説明の都合上、それぞれを以下検出値Cと呼ぶ）とを加算する演算部３０ａ、３０ｂと、寝台コントローラ２０に設けられ加算された値を表示する高さ表示器２１ａ及び送り表示器２１ｂを備えた表示部２１とから構成される。

本発明のＸ線撮影装置と従来の装置と異なるところは、従来の装置は、図３に示すように、寝台５の天板６の位置を検出器（高さ位置検出器６ａ及び送り位置検出器６ｂ）で検出された値が、表示部２１（高さ表示器２１ａ及び送り表示器２１ｂ）に表示されており、操作者が操作部２２（操作ボタン２２ａ、２２ｂ）の終了操作を、表示部２１の表示値を見て行っても、被検者を載せた天板６はその慣性によって目標位置を行過ぎて停止する。これに対して本Ｘ線撮影装置の位置表示装置は、寝台５の天板６の駆動部（昇降部５ａ、スライド部５ｂ）の作動速度を検出し、記憶装置に記憶されている慣性による慣性移動量Ｂのデータを読出し推定する停止位置推定部３１ａ、３１ｂを設け、その慣性移動量Ｂに検出器（高さ位置検出器６ａ及び送り位置検出器６ｂ）で検出された値を演算部３０ａ、３０ｂで加算し、その値を表示部２１に表示している。そのため操作者は、表示部２１に表示された値を見て終了操作を行えば、天板６を目標の位置に停止させることができる。

次に、本Ｘ線撮影装置の位置表示装置の構成各部について説明する。
操作部２２は、図２に示すＸ線ＣＴ装置のガントリ１の側壁に設けられた寝台コントローラ２０に装備され、操作者がそれを操作して、寝台５の天板６を上下に操作する操作ボタン２２ａ「ＵＰ」、「ＤＯＷＮ」と、左右に操作する操作ボタン２２ｂ「ＩＮ」、「ＯＵＴ」である。
駆動部は、寝台５に設けられ操作部２２の操作ボタン２２ａからの信号を受けて天板６を上下方向に駆動する昇降部５ａと、操作ボタン２２ｂからの信号を受けて天板６を左右方向に送るスライド部５ｂで、誘導モータなどの動力が用いられる。
位置検出部は、駆動された天板６の高さ位置を検出する高さ位置検出器６ａと、天板６の送り位置を検出する送り位置検出器６ｂで、直線変位センサが用いられる。直線変位センサには、電磁気を利用した差動トランス、リニアスケール、マグネスケール、抵抗変化を利用した直動型ポテンショメータ、光を用いたリニアエンコーダなどが用いられる。寝台５の内部に検出器が設置され、その出力値が演算部３０ａ、３０ｂに出力される。
停止位置推定部３１ａ及び３１ｂは、駆動部（昇降部５ａ、スライド部５ｂ）のモータの作動速度を検出する速度検出器と、各作動速度に対して天板６の慣性移動量Ｂのデータを格納した記憶装置とを備え、検出された作動速度に対する記憶された天板６の慣性移動量Ｂをオンラインで読み出し、その慣性移動量Ｂを演算部３０ａ、３０ｂに出力する。
演算部３０ａ、３０ｂは、図１（ｂ）に示すように、位置検出部（高さ位置検出器６ａ、送り位置検出器６ｂ）から検出された検出値Ｃと、停止位置推定部３１ａ、３１ｂから算出された慣性移動量Ｂを加算演算し、表示値Ａ（＝Ｃ＋Ｂ）として表示部２１（高さ表示器２１ａ、送り表示器２１ｂ）に送るもので、ここでは寝台５側に設けられる。
表示部２１は、図２に示すＸ線ＣＴ装置のガントリ１の側壁に設けられた寝台コントローラ２０に装備され、高さ表示器２１ａと送り表示器２１ｂとから構成され、演算部３０ａ、３０ｂから加算された信号が送られる。そして操作者が表示部２１の表示器（高さ表示器２１ａ、送り表示器２１ｂ）を見て、操作部２２の操作ボタン２２ａ又は操作ボタン２２ｂを操作すると、天板６が表示値Ａの位置に停止する。

次に、本Ｘ線撮影装置の動作について説明する。まず。図２に示すＸ線ＣＴ装置の天板６を目標位置の高さまで上昇させる操作について説明する。
操作者は、被検者３を天板６に載せ、寝台コントローラ２０の操作部２２の操作ボタン２２ａ「ＵＰ」を押す。寝台５の昇降部５ａが作動し、天板６が上昇する。天板６の高さ位置が高さ位置検出器６ａで検出されその検出値Ｃが演算部３０ａに送られる。同時に停止位置推定部３１ａが昇降部５ａの作動速度を検出し、その作動速度に対する慣性移動量Ｂが記憶装置からオンラインで読み出され、演算部３０ａに送られる。演算部３０ａは、上記の検出値Ｃと慣性移動量Ｂが加算演算され、表示部２１の高さ表示器２１ａに送られる。そして加算値（＝C＋Ｂ）が表示値Ａとして表示される。操作者は、高さ表示器２１ａに表示された表示値Ａを見て目標値になれば、操作ボタン２２ａ「ＵＰ」をＯＦＦすると、天板６は目標値の位置で停止する。
次に、被検者３を載せた天板６をガントリ１のＸ線によるスキャン位置まで送り込ませる操作について説明する。
操作者は、寝台コントローラ２０の操作部２２の操作ボタン２２ｂ「ＩＮ」を押す。寝台５のスライド部５ｂが作動し、天板６が送り込まれる。天板６の送り位置が送り位置検出器６ｂで検出されその検出値Cが演算部３０ｂに送られる。同時に停止位置推定部３１ｂがスライド部５ｂの作動速度を検出し、その作動速度に対する慣性移動量Bが記憶装置からオンラインで読み出され、演算部３０ｂに送られる。演算部３０ｂでは、上記の送り位置の検出値Cと慣性移動量Bが加算演算され、表示部２１の送り表示器２１ｂに送られる。そしてその加算値（＝C＋Ｂ）が表示値Ａとして表示される。操作者は、送り表示器２１ｂに表示された表示値Aを見て目標値になれば、操作ボタン２２ｂ「ＩＮ」をＯＦＦすると、天板６は目標値の位置で停止する。

上記の実施例では、操作対象が画像診断装置の寝台５について、その昇降及び送り動作について説明したが、寝台５に限ることなく、例えば、ガントリ１の回転角度や傾斜角度の操作など、操作者が位置表示を参照しながら所望の位置に停止させる場合に実施可能である。
また、位置表示は、現在位置のリアルタイム表示と停止（推定）位置表示を個別に表示する機構であっても、あるいは、通常は現在位置を表示して操作中は停止（推定）位置表示に切り替わる構成であってもよい。

本発明のＸ線撮影装置の１実施例を示した図である。Ｘ線ＣＴ装置の天板駆動用の寝台コントローラの配置を示した図である。従来のＸ線撮影装置の位置表示装置の動作系統を示した図である。

符号の説明

１ガントリ
２Ｘ線管装置
３被検者
４検出器
５寝台
５ａ昇降部
５ｂスライド部
６天板
６ａ高さ位置検出器
６ｂ送り位置検出器
８回転部
９回転中心
１０回転軸
１１メカ制御装置
１２Ｘ線制御装置
１３データ収集装置
１４ホストコンピュータ
１５画像再構成装置
１６データ格納装置
１７画像メモリ
１８画像表示装置
２０寝台コントローラ
２１表示部
２１ａ高さ表示器
２１ｂ送り表示器
２２操作部
２２ａ、２２ｂ操作ボタン
３０ａ、３０ｂ演算部
３１ａ、３１ｂ停止位置推定部

Claims

対象物の移動を行わせる駆動部の作動を操作ボタン又は操作ハンドルのＯＮ／ＯＦＦにて操作する操作手段と、対象物の現在位置を検出する位置検出手段と、検出された位置を表示する位置表示手段とを備え、対象物の位置を確認してＸ線撮影を行うＸ線撮影装置であって、対象物の前記操作ボタン又は操作ハンドルのＯＦＦ操作後の慣性移動量を推定する慣性移動量推定手段と、前記位置検出手段で検出された値と慣性移動量推定手段で得られた慣性移動量値を加算する演算部とを設け、加算された値を前記位置表示手段に表示できるようにしたことを特徴とするＸ線撮影装置。
天板の高さ移動を行わせる操作ボタン又は操作ハンドルのＯＦＦ操作後の慣性移動量を推定する慣性移動量推定手段と、天板の現在の高さ位置を検出する位置検出手段で検出された値と慣性移動量推定手段で得られた慣性移動量値を加算する演算部とを設け、加算された値を天板の高さ位置として位置表示手段に表示できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。
天板の水平移動を行わせる操作ボタン又は操作ハンドルのＯＦＦ操作後の慣性移動量を推定する慣性移動量推定手段と、天板の現在の水平位置を検出する位置検出手段で検出された値と慣性移動量推定手段で得られた慣性移動量値を加算する演算部とを設け、加算された値を天板の水平位置として位置表示手段に表示できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。