JP4482005B2 - Ｘ線診断装置及びｃ形アーム保持装置 - Google Patents

Description

本発明はＣアーム保持装置及びＸ線診断装置に係り、特にＸ線発生部及びＸ線検出部を対向させて保持する床置き式のＣアーム保持装置及びそれを有したＸ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、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。

Ｘ線診断は、近年ではカテーテル手技の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。循環器診断用のＸ線診断装置は、通常、Ｘ線発生部、Ｘ線検出部、Ｘ線発生部及びＸ線検出部を保持する保持装置、寝台（天板）、信号処理部、表示部等から構成されている。そして、保持装置はＣアームあるいはΩアームを患者（以下では、被検体と呼ぶ。）の周囲で回動、回転あるいは移動することによって最適な位置や方向におけるＸ線撮影を可能にしている。

Ｘ線診断装置のＸ線検出部に用いられる検出器は、従来、Ｘ線フィルムやＩ．Ｉ．（イメージ・インテンシファイア）が使用されてきた。このＩ．Ｉ．を用いたＸ線撮影方法では、Ｘ線発生部から発生したＸ線が被検体を透過することによって得られたＸ線投影データ（以下、投影データと呼ぶ）をＩ．Ｉ．によって光学画像に変換し、更に、この光学画像をＸ線ＴＶカメラによって電気信号に変換した後Ａ／Ｄ変換してモニタに表示している。このため、Ｉ．Ｉ．を用いたＸ線撮影方法は、フィルム方式では不可能であったリアルタイム撮影を可能とし、又、デジタル信号で投影データの収集ができるため、種々の画像処理が可能となった。一方、前記Ｉ．Ｉ．に替わるものとして、近年、２次元配列の平面検出器が注目を集め、その一部は既に実用化の段階に入っている。

従来の循環器用Ｘ線診断装置に用いられているＣアーム保持装置を図８に示す。このＣアーム保持装置１１０におけるＣアーム１０３の一端（下端）にはＸ線発生部１０１が、又、他端（上端）には、例えば平面検出器を備えたＸ線検出部１０２が前記Ｘ線発生部１０１に対向して取り付けられている。そして、図中の１点鎖線１０８は、Ｘ線部１０１におけるＸ線管の焦点とＸ線検出部１０２の平面検出器の中心を結ぶ、撮影中心軸（アイソセンター）を示している。

又、Ｃアーム１０３は、アームホルダ１０４を介して床面１０６に据え付けられたスタンド１０５に保持されており、アームホルダ１０４の端部にはＣアーム１０３が矢印ａで示す方向にスライド自在に取り付けられている。一方、スタンド１０５の上部には、アームホルダ１０４が矢印ｂで示した方向に回動あるいは回転自在に取り付けられており、スタンド１０５は、床面１０６に固定されたスタンド固定部１０５ａと支柱軸を中心に矢印ｃで示す方向に回動可能なスタンド可動部１０５ｂから構成されている。

そして、Ｘ線発生部１０１及びＸ線検出部１０２（以下、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。）は、方向ａに対するＣアーム１０３のスライドと方向ｂに対するアームホルダ１０４の回動により、天板１０６に載置された図示しない被検体に対して好適な位置及び方向に設定される。又、スタンド可動部１０５ｂをｃ方向に回動することにより、前記撮像系及びＣアーム１０３を被検体に対して退避させることができる。この撮像系及びＣアーム１０３の退避により、被検体の頭部周辺には医師や検査士（以下、操作者と呼ぶ。）のためのワーキングスペースが確保でき、検査前あるいは検査終了後における被検体の天板１０７への載せ替えや体位の変換、あるいは麻酔機材の配備等が容易となる。

尚、上述のアームホルダ１０４は、図８に示すようにＬ字形状のオフセットアームが通常用いられる。アームホルダ１０４をＬ字形状にすることにより、Ｃアーム１０３を天板１０７の側方に設置させることができるため、天板１０７の長軸方向における端部をスタンド１０５の近傍まで矢印ｄの方向に移動させることが可能となる。即ち、Ｌ字形状のアームホルダ１０４を用いることにより天板１０７の移動範囲が拡大し、被検体に対する撮影範囲を広げることができる。又、アームホルダ１０４をＬ字形状にすることにより、被検体の頭部近傍に操作者のためのワーキングスペースを確保することができる利点を有している。

しかしながら、上述のスタンド可動部１０５ｂの回動あるいはＬ字形状のアームホルダ１０４によるワーキングスペースの確保や撮影範囲の拡大は、スタンド１０５の位置が床面１０６に固定されているため限界があり、操作者にとって必ずしも十分ではなかった。

このような問題点を改善するために、一端が天井に回動自在に取り付けられたアームの他端にアームホルダを取り付けた天井吊式Ｃアーム保持装置を構成し、アームの回動軸の位置を天板の長手中心線に対応させることによって被検体の撮影部位を任意に設定することが可能な方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−７０２４８号公報

上述の特許文献１に記載された方法によれば、アームホルダがアームを介して天井に保持されているため、図８に示した従来の床置き式Ｃアーム保持装置のような床面に固定されたスタンドを有していない。このため、天板の移動を妨げるものがなく、被検体の如何なる診断対象部位に対しても撮像系を好適な位置に設定することが可能となる。

しかしながら、循環器用Ｘ線診断装置のＣアーム保持装置は床置き式が基本であり、この床置き式Ｃアーム保持装置において十分なワークスペースが確保され、更に、撮影範囲が制限されることなく任意の位置におけるＸ線撮影が容易に行なわれなくてはならない。又、比較的狭視野のＸ線撮影を行なうためのCardiac
Angio用の撮像系と、頭部や下肢等の広視野のＸ線撮影を行なうためのGeneral Angio用の撮像系を有するディアルプレーンシステムでは、床置き式と天井走行式の２つのＣアーム保持装置を切り換えて使用する必要があり、特に、天井走行式Ｃアーム保持装置を使用する際には床置き式Ｃアーム保持装置を適当な領域に退避させることが望まれている。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、床置き式Ｃアーム保持装置を用いてＸ線撮影を行なう際に、撮影範囲の制限をあまり受けることなく任意の位置でのＸ線撮影を可能とし、又、前記床置き式Ｃアーム保持装置が使用されていない場合には、所定の位置に退避させることが容易なＣアーム保持装置及びＸ線診断装置を提供することにある。

本発明の第１局面は、一端において略鉛直な第１回転軸まわりに回転自在に床面上に設けられる床旋回アームと、前記床旋回アームの他端において略鉛直な第２回転軸まわりに回転自在に支持されるスタンドと、前記スタンドに略水平な第３回転軸まわりに回転自在に支持されるアームホルダと、前記アームホルダに略水平な第４回転軸まわりにスライド回転自在に支持される略Ｃ形アームと、前記Ｃ形アームの一端に搭載されるＸ線発生部と、前記Ｃ形アームの他端に搭載されるＸ線検出部とを具備し、前記Ｘ線発生部のＸ線焦点と前記Ｘ線検出部の検出面中心とを通る撮影軸と、前記第１回転軸とを略一致させることが可能な構成とすることを特徴とするＸ線診断装置を提供する。
本発明の第２局面は、一端において略鉛直な第１回転軸まわりに回転自在に床面上に設けられる床旋回アームと、前記床旋回アームの他端において略鉛直な第２回転軸まわりに回転自在に支持されるスタンドと、前記スタンドに略水平な第３回転軸まわりに回転自在に支持されるアームホルダと、前記アームホルダに略水平な第４回転軸まわりにスライド回転自在に支持される略Ｃ形アームと、前記Ｃ形アームの一端に搭載されるＸ線発生部と、前記Ｃ形アームの他端に搭載されるＸ線検出部とを具備し、前記Ｘ線発生部のＸ線焦点と前記Ｘ線検出部の検出面中心とを通る撮影軸と、前記第１回転軸とを、前記撮影軸と前記第３回転軸と前記第４回転軸とが交差するアイソセンタにおいて交差させることが可能な構成とすることを特徴とするＸ線診断装置を提供する。
本発明の第３局面は、一端において略鉛直な第１回転軸まわりに回転自在に床面上に設けられる床旋回アームと、前記床旋回アームの他端において略鉛直な第２回転軸まわりに回転自在に支持されるスタンドと、前記スタンドに略水平な第３回転軸まわりに回転自在に支持されるアームホルダと、前記アームホルダに略水平な第４回転軸まわりにスライド回転自在に支持される略Ｃ形アームと、前記Ｃ形アームの一端に搭載されるＸ線発生部と、前記Ｃ形アームの他端に搭載されるＸ線検出部とを具備し、前記第１回転軸から前記第２回転軸までの距離が、前記第２回転軸から前記Ｘ線発生部のＸ線焦点と前記Ｘ線検出部の検出面中心とを通る撮影軸と前記第３回転軸と前記第４回転軸とが交差するアイソセンタまでの距離に略一致するように構成され、操作者が複数の撮影系挿入モードから所望の撮影系挿入モードを選択するための操作部と、前記選択された撮影系挿入モードに応じて前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転及び前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とするＸ線診断装置を提供する。
本発明の第４局面は、一端において略鉛直な第１回転軸まわりに回転自在に床面上に設けられる床旋回アームと、前記床旋回アームの他端において略鉛直な第２回転軸まわりに回転自在に支持されるスタンドと、前記スタンドに略水平な第３回転軸まわりに回転自在に支持されるアームホルダと、前記アームホルダに略水平な第４回転軸まわりにスライド回転自在に支持される略Ｃ形アームと、前記Ｃ形アームの一端に搭載されるＸ線発生部と、前記Ｃ形アームの他端に搭載されるＸ線検出部とを具備し、前記第１回転軸から前記第２回転軸までの距離が、前記第２回転軸から前記Ｘ線発生部のＸ線焦点と前記Ｘ線検出部の検出面中心とを通る撮影軸と前記第３回転軸と前記第４回転軸とが交差するアイソセンタまでの距離に略一致するように構成され、前記被検体を載置する天板を有する寝台と、操作者が退避指示を入力するための操作部と、前記退避指示の入力に応じて、前記床旋回アームの中心線が前記天板の長手方向に略平行になるまで前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転及び前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とするＸ線診断装置を提供する。

本発明によれば、床置き式Ｃアーム保持装置を用いてＸ線撮影を行なう際に、撮影範囲の制限をあまり受けることなく任意の位置でのＸ線撮影を可能とし、又、前記床置き式Ｃアーム保持装置が使用されていない場合には、所定の位置に容易に退避させることができる。

以下に述べる本発明の実施例では、１端が床面に対して回動自在に取り付けた床旋回アームの他端にＣアーム保持装置のスタンドを回動可能に載置し、更に、このスタンドに対し撮像系（Ｘ線発生部及びＸ線検出部）を端部に備えたＣアームをアームホルダを介して取り付ける。そして、床旋回アームの回動とスタンドの回動により、スタンドとこのスタンドに取り付けられたＣアームや撮像系を所定位置及び所定方向に移動する。

（装置の構成）
本発明の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図１乃至図３を用いて説明する。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、Ｃアーム保持装置の構成を示す図である。

Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線を被検体１５０に対して照射するＸ線発生部１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、このＸ線検出データに基づいてＸ線投影データを生成するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２を保持するＣアーム保持装置５と、被検体１５０を載置する天板１７と、Ｘ線発生部１におけるＸ線照射に必要な高電圧を発生する高電圧発生部４を備えている。

又、Ｘ線画像診断装置１００は、Ｃアーム保持装置５や天板１７に設けられたスライド機構、回動機構及び移動機構に対して駆動信号を供給する移動機構駆動部３と、Ｘ線検出部２において生成されたＸ線投影データに基づいて画像データの生成と保存を行なう画像演算記憶部７と、この画像演算記憶部７に保存されている複数枚の画像データの中から所望の画像データを表示する表示部８を備えている。

更に、Ｘ線診断装置１００は、被検体情報、撮影条件、表示条件、Ｘ線照射条件などの諸条件の選択や設定、更には各種コマンドの入力等を行なう操作部９と、Ｘ線診断装置１００の上記各ユニットを統括して制御するシステム制御部１０を有している。

Ｘ線発生部１は、被検体１５０に対しＸ線を照射するＸ線管１５と、Ｘ線管１５から照射された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１６を備えている。Ｘ線管１５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って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１６は、Ｘ線管１５と被検体１５０の間に位置し、Ｘ線管１５から照射されたＸ線ビームを所定の照射サイズに絞り込む機能を有している。

Ｘ線検出部２は、被検体１５０を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器２１と、この平面検出器２１に蓄積された電荷を読み出すためのゲートドライバ２２と、読み出された電荷からＸ線投影データを生成する投影データ生成部１３を備えている。

平面検出器２１は、微小な検出素子を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されており、各々の検出素子はＸ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された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）から構成されている。

投影データ生成部１３は、平面検出器２１から読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器２３と、この電荷・電圧変換器２３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、平面検出器２１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Ｘ線投影データを時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器２５とを備えている。

移動機構駆動部３は、後述するＣアーム保持部５に設けられたスライド機構、回動機構及び移動機構に対し駆動信号を供給するＣアーム保持装置機構駆動部３１と、天板１７の垂直方向への移動や長手方向への移動を行なうための駆動信号を供給する天板機構駆動部３２と、Ｃアーム保持装置機構駆動部３１及び天板機構駆動部３２を制御する移動機構駆動制御部３３を備えている。

次に、本実施例において最も重要な部分であるＣアーム保持装置５の構成につき図２を用いて説明する。図２は、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２が取り付けられたＣアーム保持装置５と被検体１５０が載置された天板１７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、即ち天板１７の長手方向をＹ軸、スタンド５３の中心軸方向（回動軸方向）をＺ軸、又、前記Ｙ軸及びＺ軸と直交する方向をＸ軸としているが、被検体１５０の体軸方向は、Ｃアーム保持装置５に対し任意の方向に設定可能である。

このＣアーム保持装置５は、既に図８に示した従来のＸ線診断装置のＣアーム保持装置１１０と同様にしてＣアーム５１の一端（下端）にＸ線発生部１が、又、他端（上端）にＸ線検出部２が対向して取り付けられている。

又、前記Ｃアーム５１は、アームホルダ５２を介してスタンド５３に保持されており、アームホルダ５２の側面にはＣアーム５１が矢印ａで示す方向にスライド自在に取り付けられている。一方、アームホルダ５２は、スタンド５３に対して矢印ｂで示した方向、即ち、Ｘ方向の回動軸を中心として回動自在に取りつけられ、このアームホルダ５２の回動に伴ってＣアーム５１もＸ方向の回動軸を中心として回動を行なう。そして、ａ方向に対するＣアーム５１のスライドとｂ方向に対するアームホルダ５２の回動により、Ｃアーム５１の両端部に取り付けられた撮像系は天板１７に載置された被検体１５０に対して任意の位置に設定される。

一方、床面５９には、床旋回アーム５４が配置され、この床旋回アーム５４の一端は床面５９に対し回動軸Ｚ１（第１の回動軸）で回動自在に取り付けられ、床旋回アーム５４の他端には前記スタンド５３が、回動軸Ｚ２（第２の回動軸）を中心に回動自在に取り付けられている。この場合、床旋回アーム５４の回動軸Ｚ１及びスタンド５３の回動軸Ｚ２は何れもＺ方向に位置するように設定される。そして、回動軸Ｚ１を中心とした床旋回アーム５４の回動によってスタンド５３、アームホルダ５２及びＣアーム５１を被検体１５０から離れた位置に退避させることが可能となる。

更に、上述の床旋回アーム５４の回動とこの床旋回アーム５４上の回動軸Ｚ２を中心としたスタンド５３の回動を組み合わせることにより、スタンド５３に邪魔されることなく被検体１５０の任意の位置や方向に撮像系を設定することができる。このため、頭部から下肢に至る広い範囲でのＸ線撮影を可能とするのみならず、被検体１５０に対する撮像系の「頭入れ」や「横入れ」を容易に行なうことが可能となるが、撮像系の「頭入れ」や「横入れ」に対する本実施例の効果についての詳細は後述する。

尚、上述のアームホルダ５２とＣアーム５１の接合部にはＣアーム５１をスライドするためのＣアームスライド機構５１１が、又、スタンド５３とアームホルダ５２の接合部にはアームホルダ５２を回動するためのアームホルダ回動機構５１２が設けられ、更に、床旋回アーム５４とスタンド５３の接合部にはスタンド５３を回動するためのスタンド回動機構５１３が、又、床旋回アーム５４と床面５９との接合部には床旋回アーム５４を回動するための床旋回アーム回動機構５１４が設けられているが、これらの機構は図２では図示していない。

Ｃアーム保持装置５について詳述する。
図９に示すように、床旋回アーム５４は、その一端において略鉛直な第１回転軸Ｚ１まわりに旋回自在（ｄ）に床面上に設けられる。床旋回アーム５４の他端においては略鉛直な第２回転軸Ｚ２まわりに回転自在（ｃ）にスタンド５３が支持される。スタンド５３には略水平な第３回転軸（Ｃアーム水平回転軸）Ｚ３まわりに回転自在（ｂ）にアームホルダ５２が支持される。アームホルダ５２には、Ｃアーム水平回転軸Ｚ３と直交する略水平な第４回転軸（スライド回転軸）Ｚ４まわりにスライド回転自在に略Ｃ形アーム５１が支持される。Ｃ形アーム５１の一端にはＸ線発生部１が搭載され、Ｃ形アーム５１の他端にはＸ線検出部２が搭載される。

Ｘ線発生部１のＸ線焦点と、Ｘ線検出部２の検出面中心とを通る撮影軸は、Ｃアーム水平回転軸Ｚ３と、スライド回転軸Ｚ４とに一点で交差するように、設計されている。周知の通り、当該交点の絶対座標（撮影室座標系上の位置）は、Ｃ形アーム５１がＣアーム水平回転軸Ｚ３まわりに回転しようと、且つＣ形アーム５１がスライド回転軸Ｚ４まわりに回転しようと、床旋回アーム５４が第１回転軸Ｚ１まわりに旋回しない、且つスタンド５３が第２回転軸Ｚ２まわりに回転しない限りにおいて、変位しないもので、一般的には、アイソセンタと呼ばれている。

図９、図５に示したように、第２回転軸Ｚ２まわりのスタンド５３の回転角が基準角度（ゼロ°）にあって、Ｃ形アーム５１が床旋回アーム５４の上に重なって最も小さく折り畳まれた姿勢にあるとき、当該アイソセンタが、床旋回アーム５４の第１回転軸Ｚ１上に位置するように、換言すると、撮影軸と、Ｃアーム水平回転軸Ｚ３と、スライド回転軸Ｚ４とが、当該アイソセンタにおいて床旋回アーム５４の第１回転軸Ｚ１と交差するように、設計されている。つまり、床旋回アーム５４の第１回転軸Ｚ１とスタンド５３の第２回転軸Ｚ２との距離と、スタンド５３の第２回転軸Ｚ２とアイソセンタとの距離と同一になるように、床旋回アーム５４の長さ、スタンド５３の大きさ、アームホルダ５２の大きさ、Ｃ系アーム５１の半径が総合的に決定されている。

このような設計のもとでは、Ｃアーム水平回転軸Ｚ３まわりのＣ系アーム５１の回転角が基準角度（ゼロ°）にあり、しかもスライド回転軸Ｚ４まわりのＣ系アーム５１の回転角が基準角度（ゼロ°）にあって、それにより当該撮影軸が鉛直方向にあるとき、上記の第２回転軸Ｚ２まわりのスタンド５３の回転角が基準角度（ゼロ°）にある状況のもとでは、撮影軸は床旋回アーム５４の第１回転軸Ｚ１に略一致する。
このような構造上の特徴は撮影時に様々な点で有利に作用するものである。

上述の各機構は図３に示すように、システム制御部１０からの制御信号に基づいて移動機構駆動部３のＣアーム保持装置機構駆動部３１から供給される駆動信号によって所望の位置にスライドあるいは回動する。

一方、図２において、被検体１５０を載置した天板１７には、被検体１５０の体軸方向、即ち天板長手方向（Ｙ方向）に対する移動を行なうための図示しない天板長手方向移動機構１７１と上下方向（Ｚ方向）に対する移動を行なうための図示しない天板上下方向移動機構１７２が設けられており、これらの移動機構はシステム制御部１０の制御信号に基づいて移動機構駆動部３の天板機構駆動部３２から供給される駆動信号によって所望の位置に移動する。

図１に戻って、高電圧発生部４は、Ｘ線管１５の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器４２と、システム制御部１０からの指示信号に従い、高電圧発生器４２における管電流、管電圧、照射時間等のＸ線照射条件の制御を行なうＸ線制御部４１を備えている。

又、画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７１は、Ｘ線検出部２の投影データ生成部１３よりライン単位で出力されるＸ線投影データを順次保存して画像データを生成し、画像演算回路７２は、画像データ記憶回路７１において生成された画像データに対し、例えば、造影剤注入前後のＸ線撮影において得られるマスク画像データとコントラスト画像データとの差分処理によるＤＳＡ画像データの生成等を行なう画像処理機能を有している。

操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には、各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェイスであり、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件や画像倍率の設定、「撮像系挿入モード」や「退避モード」の選択、撮像系位置及び方向の設定、撮影開始コマンド等の各種コマンドの入力等を行なう。尚、上記Ｘ線照射条件としてＸ線管１５に印加する管電圧、管電流、Ｘ線の照射時間などがあり、被検体情報として年齢、性別、体格、検査部位、検査方法、過去の診断履歴などがある。又、「撮像系挿入モード」として「頭入れモード」及び「横入れモード」がある。

表示部８は、画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７１において生成された画像データの表示を行なう。又、システム制御部１０は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作部９から供給された操作者のコマンド信号や各種初期設定条件等の情報を一旦記憶した後、これらの情報に基づいてＸ線診断装置１００における上述の各ユニットを統括的に制御する。

次に、本実施例におけるＣアーム保持装置５の設置例につき図４及び図５を用いて説明する。図４（ａ）は、上記Ｃアーム保持装置５を用いて被検体の側方から撮像系の挿入を行なう、所謂「横入れモード」を示したものであり、床旋回アーム５４は、天板１７の長手方向（Ｙ方向）に略平行な位置になるように回動軸Ｚ１の周りで回動し，更に、スタンド５３は、Ｃアーム５１が天板１７の長手方向に略垂直に交差するように床旋回アーム５４の回動軸Ｚ２を中心として回動する。

このように天板１７を長手方向に移動させながらＸ線撮影を行なう際に、スタンド５３を天板１７の側方に配置することにより、天板１７の移動範囲がスタンド５３によって制限されなくなるため、頭部から下肢に至る広い範囲においてＸ線撮影を行なうことが可能となる。但し、天板１７がその長手方向に移動してもスタンド５３に接触することがないように床面５９に取りつけられた床旋回アーム５４の回動軸Ｚ１と天板１７の中心軸との距離Ｌｇが設定される。

一方、図４（ｂ）は、Ｃアーム保持装置５を用いて頭部の体軸方向から撮像系の挿入を行なう、所謂「頭入れモード」を示したものであり、床旋回アーム５４は天板１７の長手方向（Ｙ方向）に垂直な位置になるまで回動軸Ｚ１の周りで回動し、次いで、この床旋回アーム５４の他端に載置されたスタンド５３は、Ｃアーム５１が前記天板１７の長手方向に略平行となるように回動軸Ｚ２を中心として回動する。この場合、スタンド５３は天板１７の略中心軸上に配置される。このように床旋回アーム５４を回動軸Ｚ１の周りで回動させることによってスタンド５３は天板１７の略中心軸上に配置され、従来のような「頭入れモード」を行なうことが可能となる。

次に、図５は、Ｘ線撮影の中断時、あるいは終了時におけるＣアーム保持装置５の退避位置を示したものであり、床旋回アーム５４が天板１７の長手方向（Ｙ方向）に略平行な位置まで回動軸Ｚ１の周りで回動し、次いで、Ｃアーム５１が前記天板１７の長手方向に平行となるようにスタンド５３が床旋回アーム５４の回動軸Ｚ２の周りで回動する。この場合、Ｃアーム５１に取り付けられた撮像系の撮像中心軸（アイソセンター）と床旋回アーム５４の回動軸Ｚ１が略一致するように上述の床旋回アーム５４及びスタンド５３の回動が行なわれる。

ところで、本実施例のＣアーム保持装置５における回動機構は、図３において示したように電動動作によって行なわれる。即ち、操作者が操作部９にて行なう「撮像系挿入モード」の選択において、「頭入れモード」あるいは「横入れモード」が選択された場合、この選択情報は、システム制御部１０を介して移動機構駆動部３の移動機構駆動制御部３３に供給され、この選択情報を受信した移動機構駆動制御部３３は、Ｃアーム保持装置機構駆動部３１に対して駆動制御信号を供給する。そして、Ｃアーム保持装置機構駆動部３１は、Ｃアーム保持装置５に設けられた床旋回アーム回動機構５１４及びスタンド回動機構５１３に対し、床旋回アーム５４を回動軸Ｚ１の周りで回動させるための駆動信号とスタンド５３を回動軸Ｚ２の周りで回動させるための駆動信号を供給する。そして、これらの駆動信号が床旋回アーム回動機構５１４及びスタンド回動機構５１３に供給されることにより、図４に示した撮像系の「横入れ」あるいは「頭入れ」が行なわれる。

同様にして、Ｘ線撮影が中断あるいは終了した際に、操作者が操作部９においてＣアーム保持装置５を退避させるための「退避モード」を選択した場合には、上述の「頭入れモード」あるいは「横入れモード」の手順と同様にして、操作部９からの選択信号に基づいて移動機構駆動部３のＣアーム保持装置機構駆動部３１は床旋回アーム回動機構５１４及びスタンド回動機構５１３に対して駆動信号を供給する。そして、これらの駆動信号に基づいて図５に示したＣアーム保持装置５の退避が行なわれる。

以上述べた本実施例によれば、一端が床面に回動自在に取りつけられた床旋回アームの他端にＣアーム保持装置のスタンドを回動自在に取り付けることにより、前記スタンドを天板の移動領域外に設置することが可能となる。このため、天板を長軸方向に移動させてもＣアーム保持装置と接触することがないため、撮影範囲の制限をあまり受けることなく任意の位置及び方向から被検体に対するＸ線撮影を行なうことができる。特に、「横入れモード」において天板移動の範囲が制約されないため、頭部から下肢に至る広い範囲でのＸ線撮影が可能となる。

又、Ｃアーム保持装置のスタンドを天板に載置された被検体の周囲において設置する必要が無いため十分なワーキングスペースの確保が可能となり、検査前あるいは検査終了後における被検体の寝台への載せ替えや体位の変換、あるいは麻酔機材の配備等が容易となる。

（変形例）
次に、本実施例の変形例につき図６乃至図８を用いて説明する。この変形例におけるＸ線診断装置は、上述の実施例と同様の床置き式Ｃアーム保持装置の他に天井走行式Ｃアーム保持装置を備えている。即ち、図６に示すように天板１７に載置された図示しない被検体を挟んで配置されたＸ線発生部１ａ及びＸ線検出部２ａを有した第１の撮像系とＸ線発生部１ｂ及びＸ線検出部２ｂを有した第２の撮像系を備えており、Ｘ線発生部１ａ及びＸ線検出部２ａは天井走行式Ｃアーム保持装置５ａに、又、Ｘ線発生部１ｂ及びＸ線検出部２ｂは上述の実施例と同様の構成をした床置き式Ｃアーム保持装置５ｂに取り付けられている。この場合の移動機構駆動部３、画像演算記憶部７、表示部８、操作部９、及びシステム制御部１０は上述の２つのＣアーム保持装置に対して共通に構成され、これらの各ユニットの機能は、図１に示したものと略同様であるため詳細な説明は省略する。

尚、図６では説明の都合上、天板１７の周囲において２つの撮像系を配置した場合について示したが、実際には、操作者は、操作部９において所望の撮像系とこの撮像系が取り付けられたＣアーム保持装置を選択し、このとき選択されなかったＣアーム保持装置は自動的に所定の領域に退避される。

即ち、本変形例のＸ線診断装置は、例えば、比較的狭視野のＸ線撮影を行なうためのCardiac Angio用の撮像系と、頭部や下肢等の広視野のＸ線撮影を行なうためのGeneral Angio用の撮像系を有するディアルプレーンシステムであり、床置き式Ｃアーム保持装置５ｂにはCardiac Angio用の撮像系が、又、天井走行式Ｃアーム保持装置５ａにはGeneral
Angio用の撮像系が取り付けられる。このようなディアルプレーンシステムにおける天井走行式Ｃアーム保持装置５ａを用いて「頭入れモード」のＸ線撮影を行なう場合、従来の床置き式Ｃアーム保持装置はスタンドが天板移動範囲内で固定して設置されていたため、このスタンドと天井走行形Ｃアーム保持装置が接触し、「頭入れモード」のＸ線撮影を困難にしていた。

図７は、本変形例のＸ線撮影に用いられた天井走行式Ｃアーム保持装置５ａと退避した床置き式Ｃアーム保持装置５ｂの位置関係を示したものであり、検査室の天井には、天板長手方向に天井走行レール１１２が、又、この天井走行レールに直交してスライダベース１１１が配設され、天井走行式Ｃアーム保持装置５ａのアームホルダ５２ａが上述の天井走行レール１１２及びスライダベース１１１に沿って移動することにより、このアームホルダ５２ａに取り付けられたＣアーム５１ａを所望の位置に移動させることができる。図７は、天井走行式Ｃアーム保持装置５ａによる「頭入れ」を示している。この場合、床置き式Ｃアーム保持装置５ｂは、図５の場合と同様にして天板１７の側方に距離Ｌｇで退避しているため、従来困難であった天井走行式Ｃアーム保持装置５ａによる「頭入れ」を容易に行なうことが可能となる。

尚、上述の床置き式Ｃアーム保持装置５ｂの退避は、操作部９におけるＣアーム保持装置の選択情報に基づいて行なわれる。即ち、操作者が操作部９において行なうＣアーム保持装置の選択において、天井走行式Ｃアーム保持装置５ａが選択された場合、この選択情報はシステム制御部１０を介して移動機構駆動部３の移動機構駆動制御部３３に供給され、この選択情報を受信した移動機構駆動制御部３３は、Ｃアーム保持装置機構駆動部３１に対して駆動制御信号を供給する。そして、Ｃアーム保持装置機構駆動部３１は、床置き式Ｃアーム保持装置５ｂに設けられた図示しない床旋回アーム回動機構５１４ｂ及びスタンド回動機構５１３ｂに対して床旋回アーム５４ｂ及びスタンド５３ｂを回動させるための駆動信号を供給する。そして、これらの駆動信号が前記床旋回アーム回動機構５１４ｂ及びスタンド回動機構５１３ｂに供給されることによって図７に示した床置き式Ｃアーム保持装置５ｂの退避が行なわれる。

以上述べた本実施例の変形例によれば、天井走行式Ｃアーム保持装置と床置き式Ｃアーム保持装置を有したＸ線診断装置の前記天井走行式Ｃアーム保持装置を用いてＸ線撮影を行なう際に、一端が床面に回動自在に取りつけられた床旋回アームの他端に床置き式Ｃアーム保持装置のスタンドを回動自在に取り付けることにより、天井走行式Ｃアーム保持装置に接触しない領域に床置き式Ｃアーム保持装置を退避させることが可能となる。このため、従来困難とされていた天井走行式Ｃアーム保持装置による「頭入れ」を容易に行なうことができ、目的に応じて最適な位置あるいは方向からのＸ線撮影が可能となる。

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上記の実施例に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、床旋回アーム５４の回動軸Ｚ１は、スタンド５３の回動軸Ｚ２と同様に天板１７の長手方向中心軸から所定距離Ｌｇだけ離して設置する場合について示したが、床旋回アーム５４は床面５９近傍を移動するため天板１７の移動を妨げない。このため、天板１７の長手方向中心軸上あるいは長手方向移動領域内に設置することも可能である。

一方、上述の実施例におけるアームホルダ５２、スタンド５３及び床旋回アーム５４は、何れも回動する場合について示したが、これらの一部あるいは全てを回転するように構成してもよい。

又、これらの回動・回転機構は操作部９からの遠隔操作によって行なうことが望ましいが、操作者によるマニュアル操作を加えることによって移動位置や退避位置の微調整を容易に行なうことが可能となる。

更に、図５において床置き式Ｃアーム保持装置５を退避する場合に、Ｃアーム５１に取り付けられた撮像系の撮像軸と床旋回アーム５４の回動軸Ｚ１が略一致する場合について述べたが、これに限定されない。

尚、上記実施例では、平面検出器２１を有したＸ線検出部２について述べたが、Ｘ線Ｉ．Ｉ．等を備えたＸ線検出部であっても構わない。

その他、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施例におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。 同実施例におけるＣアーム保持装置の構成図。 同実施例におけるＣアーム保持装置及び天板に設けられたスライド機構、回動機構及び移動機構に対する駆動信号の供給方法を示す図。 同実施例における「横入れモード」及び「頭入れモード」を説明するための図。 同実施例におけるＣアーム保持装置の退避位置を示す図。 同実施例の変形例における天井走行式Ｃアーム保持装置と床置き式Ｃアーム保持装置を示す図。 同実施例の変形例における床置き式Ｃアーム保持装置の退避位置を示す図。 従来の床置き式Ｃアーム保持装置を示す図。 図１，図２のＣアーム保持装置の詳細図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ…Ｘ線発生部、２、２ａ、２ｂ…Ｘ線検出部、３…移動機構駆動部、４…高電圧発生部、５…Ｃアーム保持装置、５ａ…天井走行式Ｃアーム保持装置、５ｂ…床置き式Ｃアーム保持装置、７…画像演算記憶部、８…表示部、９…操作部、１０…システム制御部、１３…投影データ生成部、１５…Ｘ線管、１６…Ｘ線絞り器、１７…天板、２１…平面検出器、２２…ゲートドライバ、２３…電荷・電圧変換器、２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…パラレル・シリアル変換器、３１…Ｃアーム保持装置機構駆動部、３２…天板機構駆動部、３３…移動機構駆動制御部、４１…Ｘ線制御部、４２…高電圧発生器、５１、５１ａ、５１ｂ…Ｃアーム、５２、５２ａ、５２ｂ…アームホルダ、５３、５３ｂ…スタンド、５４、５４ｂ…床旋回アーム、７１…画像データ記憶回路、７２…画像演算回路、１００…Ｘ線診断装置、１５０…被検体、１７１…天板長手方向移動機構、１７２…天板上下方向移動機構、５１１…Ｃアームスライド機構、５１２…アームホルダ回動機構、５１３…スタンド回動機構、５１４…床旋回アーム回動機構。

Claims (12)

1. 一端において略鉛直な第１回転軸まわりに回転自在に床面上に設けられる床旋回アームと、
   前記床旋回アームの他端において略鉛直な第２回転軸まわりに回転自在に支持されるスタンドと、
   前記スタンドに略水平な第３回転軸まわりに回転自在に支持されるアームホルダと、
   前記アームホルダに略水平な第４回転軸まわりにスライド回転自在に支持される略Ｃ形アームと、
   前記Ｃ形アームの一端に搭載されるＸ線発生部と、
   前記Ｃ形アームの他端に搭載されるＸ線検出部と、
   を具備し、
   前記Ｘ線発生部のＸ線焦点と前記Ｘ線検出部の検出面中心とを通る撮影軸と、前記第１回転軸とを略一致させることが可能な構成とすることを特徴とするＸ線診断装置。
2. 一端において略鉛直な第１回転軸まわりに回転自在に床面上に設けられる床旋回アームと、
   前記床旋回アームの他端において略鉛直な第２回転軸まわりに回転自在に支持されるスタンドと、
   前記スタンドに略水平な第３回転軸まわりに回転自在に支持されるアームホルダと、
   前記アームホルダに略水平な第４回転軸まわりにスライド回転自在に支持される略Ｃ形アームと、
   前記Ｃ形アームの一端に搭載されるＸ線発生部と、
   前記Ｃ形アームの他端に搭載されるＸ線検出部と、
   を具備し、
   前記Ｘ線発生部のＸ線焦点と前記Ｘ線検出部の検出面中心とを通る撮影軸と、前記第１回転軸とを、前記撮影軸と前記第３回転軸と前記第４回転軸とが交差するアイソセンタにおいて交差させることが可能な構成とすることを特徴とするＸ線診断装置。
3. 操作者が複数の撮影系挿入モードから所望の撮影系挿入モードを選択するための操作部と、前記選択された撮影系挿入モードに応じて前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転及び前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項記載のＸ線診断装置。
4. 一端において略鉛直な第１回転軸まわりに回転自在に床面上に設けられる床旋回アームと、
   前記床旋回アームの他端において略鉛直な第２回転軸まわりに回転自在に支持されるスタンドと、
   前記スタンドに略水平な第３回転軸まわりに回転自在に支持されるアームホルダと、
   前記アームホルダに略水平な第４回転軸まわりにスライド回転自在に支持される略Ｃ形アームと、
   前記Ｃ形アームの一端に搭載されるＸ線発生部と、
   前記Ｃ形アームの他端に搭載されるＸ線検出部と、
   を具備し、
   前記第１回転軸から前記第２回転軸までの距離が、前記第２回転軸から前記Ｘ線発生部のＸ線焦点と前記Ｘ線検出部の検出面中心とを通る撮影軸と前記第３回転軸と前記第４回転軸とが交差するアイソセンタまでの距離に略一致するように構成され、
   操作者が複数の撮影系挿入モードから所望の撮影系挿入モードを選択するための操作部と、前記選択された撮影系挿入モードに応じて前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転及び前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とするＸ線診断装置。
5. 前記複数の撮影系挿入モードには、被検体の頭部方向から前記Ｃ形アームの挿入を行う頭入れモード、被検体の側方から前記Ｃ形アームの挿入を行う横入れモードとが含まれることを特徴とする請求項３または４のいずれか一項記載のＸ線診断装置。
6. 前記被検体を載置する天板を有する寝台を備え、
   前記制御部は、前記頭入れモードの選択に応じて前記床旋回アームが前記天板の長手方向に略垂直な位置になるまで前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転を制御し、前記Ｃ形アームが天板の長手方向に略平行な位置になるまで前記スタンド部の前記第２回転軸まわりの回転を制御することを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
7. 前記被検体を載置する天板を有する寝台を備え、
   前記制御部は、前記頭入れモードの選択に応じて前記スタンド部が前記天板の略中心軸上の位置になるまで前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転及び前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御することを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
8. 前記被検体を載置する天板を有する寝台を備え、
   前記制御部は、前記横入れモードの選択に応じて前記床旋回アームが前記天板の長手方向に略平行な位置になるまで前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転を制御し、前記Ｃ形アームが天板の長手方向に略垂直な位置になるまで前記スタンド部の前記第２回転軸まわりの回転を制御することを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
9. 前記被検体を載置する天板を有する寝台を備え、
   前記制御部は、前記横入れモードの選択に応じて前記スタンド部が前記天板の長手方向に対して略垂直の位置になるまで前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転及び前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御することを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
10. 被検体を載置する天板を有する寝台を備え、
    前記制御部は、Ｘ線撮影の中断または終了の指示に応じて前記床旋回アームが前記天板の長手方向に略水平な位置になるまで前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転を制御し、前記Ｃ形アームが前記天板の長手方向に略平行な位置になるまで前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御することを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
11. 操作者が退避指示を入力するための操作部と、
    前記退避指示の入力に応じて、前記床旋回アームの中心線が前記天板の長手方向に略平行になるまで、前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転及び前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項記載のＸ線診断装置。
12. 一端において略鉛直な第１回転軸まわりに回転自在に床面上に設けられる床旋回アームと、
    前記床旋回アームの他端において略鉛直な第２回転軸まわりに回転自在に支持されるスタンドと、
    前記スタンドに略水平な第３回転軸まわりに回転自在に支持されるアームホルダと、
    前記アームホルダに略水平な第４回転軸まわりにスライド回転自在に支持される略Ｃ形アームと、
    前記Ｃ形アームの一端に搭載されるＸ線発生部と、
    前記Ｃ形アームの他端に搭載されるＸ線検出部と、
    を具備し、
    前記第１回転軸から前記第２回転軸までの距離が、前記第２回転軸から前記Ｘ線発生部のＸ線焦点と前記Ｘ線検出部の検出面中心とを通る撮影軸と前記第３回転軸と前記第４回転軸とが交差するアイソセンタまでの距離に略一致するように構成され、
    前記被検体を載置する天板を有する寝台と、
    操作者が退避指示を入力するための操作部と、
    前記退避指示の入力に応じて、前記床旋回アームの中心線が前記天板の長手方向に略平行になるまで前記床旋回アームの前記第１回転軸まわりの回転及び前記スタンド部の第２回転軸まわりの回転を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とするＸ線診断装置。

Images