JP4575424B2

JP4575424B2 - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JP4575424B2
Application number: JP2007338302A
Authority: JP
Inventors: 敦後藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP2008086836A

Description

本発明は、床置き型のＣ形アームを有するＸ線診断装置の制御方法に関する。

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形アームあるいは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形アーム保持装置を図９に示す。このＣ形アーム保持装置１１１０におけるＣ形アーム１１０３の一端（下端）にはＸ線発生部１１０１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１１０２が前記Ｘ線発生部１１０１に対向して取り付けられている。そして、図中の１点鎖線１１０８は、Ｘ線部１１０１におけるＸ線管の焦点とＸ線検出部１１０２の平面検出器の中心を結ぶ、撮影軸を示している。また一点鎖線は、天板１１０７が横手基準位置にある時の中心線、撮影時には被検体の体軸に略一致する撮影姿勢の基準となる基準線ＢＬを示している。

Ｃ形アーム１１０３は、アームホルダ１１０４を介して床面１１０６に据え付けられたスタンド１１０５に保持されており、アームホルダ１１０４の端部にはＣ形アーム１１０３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１１０５の上部には、アームホルダ１１０４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１１０５は、床面１１０６に固定されたスタンド固定部１１０５ａ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１１０５ｂから構成されている。

Ｘ線発生部１１０１及びＸ線検出部１１０２（以下、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。）は、方向ａに対するＣ形アーム１１０３のスライドと方向ｂに対するアームホルダ１１０４の回動により、天板１１０７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１１０５ｂをｃ方向に回動することにより、前記撮像系及びＣ形アーム１１０３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形アーム１１０３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１１０７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１１０４は、図９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１１０４をＬ字形状にすることにより、Ｃ形アーム１１０３を天板１１０７の側方に設置させることができるため、天板１１０７の長軸方向における端部をスタンド１１０５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１１０４を用いることにより天板１１０７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１１０４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１１０５ｂの回動あるいはＬ字形状のアームホルダ１１０４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１１０５の位置が床面１１０６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形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

本発明の目的は、床置き型のＣ形アームを有するＸ線診断装置の制御方法において、撮影の操作性向上を実現することにある。

本発明の局面は、被検体を載置する寝台と、第１のＸ線発生部と第１のＸ線検出器を搭載した床置き型のＣ形アームと、前記Ｃ形アームを回転自在に保持する床旋回アームを有するＣ形アーム保持装置と、第２のＸ線発生部と第２のＸ線検出器を搭載した天井吊り型のΩ形アームと、前記Ω形アームを回転、移動自在に保持するΩ形アーム保持装置と、前記Ｃ形アーム保持装置と前記Ω形アーム保持装置とを制御する制御部とを具備し、前記制御部は、操作者から特定の指示を受けたとき、前記Ω形アーム保持装置を制御して前記Ω形アームを退避位置に移動させ、前記Ｃ形アーム保持装置を制御して前記床旋回アームを前記Ｃ形アームとともに前記寝台の中心軸に対して所定角度で交差するように回転させ、前記Ω形アーム保持装置を制御して前記Ω形アームを前記退避位置からバイプレーン撮影位置まで移動させる。

本発明によれば、撮影の操作性が向上する。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１、図２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５９上に設けられる。第１回転軸Ｚ１は、鉛直軸であり、水平な基準線ＢＬと直交する。なお、撮影時には、被検体１５０の体軸が基準線ＢＬに略一致するように、被検体１５０は天板１７上に設置される。また、基準線ＢＬは、天板１７の中心線に略一致する。天板１７は基準線ＢＬと平行な長手方向に沿って移動可能に寝台１８に設けられる。第１回転軸Ｚ１は、天板１７の長手方向の可動範囲ＭＲ内において基準線ＢＬと交差する。つまり、床旋回アーム５４は、天板１７の長手方向の可動範囲ＭＲ内に設けられる。

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形アーム水平回転軸）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形アーム水平回転軸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（ａ）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、典型的には、２次元状に配列された複数のＸ線検出半導体素子を有するＸ線検出部（フラットパネルデテクタ（ＦＰＤ）と通称される）２が搭載される。

図５（ａ）に示されているように、正面から見たとき、Ｃ形アーム５１の中心線ＣＬは、Ｘ線管球のＸ線焦点とＸ線検出部２の検出面中心を結ぶ撮影軸ＳＡと重なるように、つまりＣ形アーム５１の中心線ＣＬを通る面内に、Ｘ線管球のＸ線焦点とＸ線検出部２の検出面中心を結ぶ撮影軸ＳＡが配置されるように、Ｃ形アーム５１に対してＸ線発生部１及びＸ線検出部２がオフセットゼロに設けられる。

図示しないが、Ｘ線発生部１はＸ線管球と、Ｘ線照射野を矩形、円形等任意の形状に成形するＸ線絞り機構とを有する。Ｘ線絞り機構は、Ｘ線管球のＸ線焦点とＸ線検出部２の検出面中心を結ぶ撮影軸ＳＡ（第５回転軸Ｚ５に一致）回りに軸回転自在に軸回転機構５１５−１（図３参照）に支持される。同様に、Ｘ線検出部２は、撮影軸ＳＡ（第５回転軸Ｚ５）回りに軸回転自在に軸回転機構５１５−２に支持される。なお、Ｘ線絞り機構がＸ線照射野を円形に成形するとき、画像を正立させるために、Ｘ線絞り機構をＸ線検出部２とともに撮影軸ＳＡ（第５回転軸Ｚ５）回りに軸回転する必要は必ずしもない。

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ＳＡ（Ｚ５）は、Ｃ形アーム水平回転軸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形アーム水平回転軸Ｚ３まわりに回転しようと、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まわりに旋回しようと、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は変位しないもので、一般的には、アイソセンタＩＳと呼ばれている。

図１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ＳＡ（Ｚ５）と、Ｃ形アーム水平回転軸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ＩＳとの距離とが同一になるように、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形アーム水平回転軸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ＳＡ（Ｚ５）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ＳＡ（Ｚ５）は床旋回アーム５４の第１回転軸Ｚ１に略一致する。

図３に示すように、システム制御部１０からの制御信号又は操作部９からの操作信号に基づいて移動機構駆動部３の移動機構駆動制御部３３の制御のもとで、典型的には電源としての駆動部３１１，３１２，３１３，３１４，３１５−１，３１５−２、３１６からＣ形アーム保持装置５の機構５１１，５１２，５１３，５１４，５１５−１，５１５−２、５１６の電動機に対してそれぞれ駆動信号が供給される。それにより各部が回転、スライドする。同様に、システム制御部１０からの制御信号又は操作部９からの操作信号に基づいて移動機構駆動部３の移動機構駆動制御部３３の制御のもとで、天板機構駆動部３２から駆動信号が天板１７の長手／横手方向移動機構１７１、上下方向移動機構１７２に供給される。それにより天板１７がブレーキ解除の状態になり、長手方向ｆ（Ｙ方向）あるいは横手方向（Ｘ方向）に移動可能な状態となる、あるいは天板１７が上下方向ｇに昇降制御する。

図４には、操作部１１の操作面を示している。操作面は、タッチパネル式スクリーンと、実体的なスイッチやボタンが配置された操作卓とのいずれかにより実現される。操作面には、各部の移動をマニュアルで操作するためのマニュアル操作ボタン２１１〜２２７、２３３、２３４が設けられている。また、操作面には、Ｃ形アーム保持装置５を予め決められた姿勢に自動的に移動するためのプリセットボタン２２９、２３０、２３１、２３２が設けられている。

床旋回ボタン２１１がクリック又は押されたとき、その操作量、典型的には押している時間に応じた角度だけ、床旋回アーム５４が床旋回アーム回動機構５１４により回転軸Ｚ１回りに順方向（反時計回り）に旋回するように制御部３３は駆動部３１を制御する。床旋回ボタン２１２がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけ、床旋回アーム５４が床旋回アーム回動機構５１４により回転軸Ｚ１回りに逆順方向（時計回り）に旋回するように制御部３３は駆動部３１を制御する。

スタンド回転ボタン２１３がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけスタンド５３がスタンド回動機構５１３により回転軸Ｚ２回りに順方向（反時計回り）に旋回するように制御部３３は駆動部３１を制御する。スタンド回転ボタン２１４がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけスタンド５３がスタンド回動機構５１３により回転軸Ｚ２回りに逆方向（時計回り）に旋回するように制御部３３は駆動部３１を制御する。

アームホルダ水平回転ボタン２１５がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけアームホルダ５２がアームホルダ回動機構５１２により回転軸Ｚ３回りに順方向に水平回転するように制御部３３は駆動部３１を制御する。アームホルダ水平回転ボタン２１６がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけアームホルダ５２がアームホルダ回動機構５１２により回転軸Ｚ３回りに逆方向に水平回転するように制御部３３は駆動部３１を制御する。

Ｃ形アームスライド回転ボタン２１７がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけＣ形アーム５１がアームホルダ５２に沿ってＣ形アームスライド機構５１１により回転軸Ｚ４回りに順方向にスライド回転するように制御部３３は駆動部３１を制御する。Ｃ形アームスライド回転ボタン２１８がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけＣ形アーム５１がアームホルダ５２に沿ってＣ形アームスライド機構５１１により回転軸Ｚ４回りに逆方向にスライド回転するように制御部３３は駆動部３１を制御する。

Ｘ線管／検出器軸回転ボタン２１９がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけＸ線絞り装置が検出器２とともに軸回転機構５１５−１，５１５−２により回転軸Ｚ５（撮影軸ＳＡ）回りに同期して順方向に軸回転するように制御部３３は駆動部３１を制御する。Ｘ線管／検出器軸回転ボタン２２０がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた角度だけＸ線絞り装置が検出器２とともに軸回転機構５１５−１，５１５−２により回転軸Ｚ５（撮影軸ＳＡ）回りに同期して逆方向に軸回転するように制御部３３は駆動部３１を制御する。

天板昇降ボタン２２５がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた距離だけ天板１７が上下方向移動機構１７２により鉛直軸に沿って上方向に上昇するように制御部３３は駆動部３２を制御する。天板昇降ボタン２２６がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた距離だけ天板１７が上下方向移動機構１７２により鉛直軸に沿って下降するように制御部３３は駆動部３２を制御する。天板ブレーキボタン２２７がクリック又は押されたとき、ブレーキが解除され、天板１７が長手方向（Ｙ方向）あるいは横手方向（Ｘ方向）に移動可能な状態となる。天板移動後もう一度天板ブレーキボタン２２７がクリック又は押されたときはブレーキがかかる。

ＳＩＤ変更ボタン２３３がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた距離だけＸ線管１とＸ線検出器２とを撮影軸ＳＡに沿って同期してアイソセンタＩＳから離反させてＳＩＤ（Ｘ線管検出器間距離）を拡大するために制御部３３はＳＩＤ変更機構５１６を制御する。ＳＩＤ変更ボタン２３４がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた距離だけＸ線管１とＸ線検出器２とを撮影軸ＳＡに沿って同期してアイソセンタＩＳに接近させてＳＩＤ（Ｘ線管検出器間距離）を短縮するために制御部３３はＳＩＤ変更機構５１６を制御する。

左右直線移動ボタン２２１がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた距離だけ撮影軸ＳＡが、図７（ａ）に示すその初期位置を通り且つ基準線ＢＬに直交する直線ＷＬとの交差を維持しながら左側に移動するように、制御部３３は駆動部３１４，３１３を制御して、Ｘ線管１とＸ線検出器２をＣアーム５１とともに直線ＷＬと略平行に直線的に移動する（図７（ｂ）参照）。撮影軸ＳＡを直線的に移動するために、制御部３３は、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転と、スタンド５３のＺ２回りの回転とを制御する。実際的な制御としては、撮影軸ＳＡが直線ＷＬ上に位置するための床旋回アーム５４の回転角とスタンド５３の回転角との関係が予め決定されており、その関係に従って制御部３３は床旋回アーム５４の回転とスタンド５３の回転とを個々に制御する。もちろん、撮影軸ＳＡが直線ＷＬ上に位置するように、制御部３３は、床旋回アーム５４の回転に対してスタンド５３の回転を連動させても良い。また、撮影軸ＳＡが直線ＷＬ上に位置するように、制御部３３は、スタンド５３の回転に対して床旋回アーム５４の回転を連動させても良い。床旋回アーム５４とスタンド５３とは典型的には同時に回転するが、床旋回アーム５４の回転とスタンド５３の回転とが交互に行われても良い。

さらに、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転と、スタンド５３のＺ２回りの回転とに伴う画像の向きの回転を防止して、画像の正立を維持するために、制御部３３は、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転とスタンド５３のＺ２回りの回転に対して、軸回転機構５１５−１，５１５−２によるＸ線絞り装置及びＸ線検出器の回転軸Ｚ５（撮影軸ＳＡ）回りの回転を連動させる。なお、Ｘ線絞り装置によるＸ線束が円形の場合、Ｘ線絞り装置の回転は不要で、Ｘ線検出器の回転だけを床旋回アーム５４及びスタンド５３の回転に対して連動させればよい。

同様に、左右直線移動ボタン２２２がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた距離だけ撮影軸ＳＡが直線ＷＬとの交差を維持しながら右側に移動するように、制御部３３は駆動部３１４，３１３を制御して、Ｘ線管１とＸ線検出器２をＣアーム５１とともに直線ＷＬと略平行に直線的に移動する。撮影軸ＳＡを直線的に移動するために、制御部３３は、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転と、スタンド５３のＺ２回りの回転とを制御する。実際的な制御としては、撮影軸ＳＡが直線ＷＬ上に位置するための床旋回アーム５４の回転角とスタンド５３の回転角との関係が予め決定されており、その関係に従って制御部３３は床旋回アーム５４の回転とスタンド５３の回転とを個々に制御する。もちろん、撮影軸ＳＡが直線ＷＬ上に位置するように、制御部３３は、床旋回アーム５４の回転に対してスタンド５３の回転を連動させても良い。また、撮影軸ＳＡが直線ＷＬ上に位置するように、制御部３３は、スタンド５３の回転に対して床旋回アーム５４の回転を連動させても良い。床旋回アーム５４とスタンド５３とは典型的には同時に回転するが、床旋回アーム５４の回転とスタンド５３の回転とが交互に行われても良い。

さらに、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転と、スタンド５３のＺ２回りの回転とに伴う画像の向きの回転を防止して、画像の向きを固定するために、制御部３３は、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転とスタンド５３のＺ２回りの回転に対して、軸回転機構５１５−１，５１５−２によるＸ線絞り装置及びＸ線検出器の回転軸Ｚ５（撮影軸ＳＡ）回りの回転を連動させる。

このようにアーム５４の床回転とスタンド５３の回転を連動させることにより、床固定式の保持装置でも患者横手方向のワイドなカバレッジを提供することができる。特徴ある配置状態としては、患者上腕ポジションがある。この配置までの一連のシーケンスとしては、マニュアル／オートポジショニング操作により、患者頭入れポジションにアーム５１をセットし、左右の任意の位置まで移動する。具体的なシーケンスでは、アーム５４の床回転で患者頭入れにアーム５１をセットし、アーム５４の床回転とスタンド５３の回転が連動動作をし患者右あるいは左方向に移動する。この配置で可能なアーム５１の動きとしては、ボタン２２１、２２２のワンアクションにて、アーム５４の床回転とスタンド５３の回転が連動して動き、患者左右方向に直線状に動作する。Ｘ線検出器２とＸ線絞り装置は常時画像が正立するように制御され、ユーザが手動で設定する必要が無い。必要に応じて、手動で任意の回転角に設定することも可能である。配置後、検査／手術中に装置側からできる特徴的動作としては、左右のストロークが増えることにより、最近症例が増えている、上腕からのアプローチに対応できる。Ｘ線絞り装置やＸ線検出器２の任意回転により、腕が斜めになっている際の不要被曝を防止できる。

頭尾直線移動ボタン２２３がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた距離だけ撮影軸ＳＡが、基準線ＢＬとの交差を維持しながら頭部側に移動するように、制御部３３は駆動部３１４，３１３を制御して、Ｘ線管１とＸ線検出器２をＣアーム５１とともに基準線ＢＬと略平行に直線的に移動する（図７（ｃ）参照）。

撮影軸ＳＡを直線的に移動するために、制御部３３は、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転と、スタンド５３のＺ２回りの回転とを制御する。実際的な制御としては、撮影軸ＳＡが基準線ＢＬ上に位置するための床旋回アーム５４の回転角とスタンド５３の回転角との関係が予め決定されており、その関係に従って制御部３３は床旋回アーム５４の回転とスタンド５３の回転とを個々に制御する。もちろん、撮影軸ＳＡが基準線ＢＬ上に位置するように、制御部３３は、床旋回アーム５４の回転に対してスタンド５３の回転を連動させても良い。また、撮影軸ＳＡが基準線ＢＬ上に位置するように、制御部３３は、スタンド５３の回転に対して床旋回アーム５４の回転を連動させても良い。床旋回アーム５４とスタンド５３とは典型的には同時に回転するが、床旋回アーム５４の回転とスタンド５３の回転とが交互に行われても良い。なお、頭尾直線移動は、床旋回アーム５４は被検体の左右いずれの側においても実現できる。床旋回アーム５４を被検体の左右いずれの側に配置するかは操作者の指示により決定される。

さらに、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転と、スタンド５３のＺ２回りの回転とに伴う画像の向きの回転を防止して、画像の向きを固定するために、制御部３３は、駆動部３１５−１，３１５−２を制御して、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転とスタンド５３のＺ２回りの回転に対して、軸回転機構５１５−１，５１５−２によるＸ線絞り装置及びＸ線検出器の回転軸Ｚ５（撮影軸ＳＡ）回りの回転を連動させる。

頭尾直線移動ボタン２２４がクリック又は押されたとき、その操作量に応じた距離だけ撮影軸ＳＡが、基準線ＢＬとの交差を維持しながら足側に移動するように、制御部３３は駆動部３１４，３１３を制御して、Ｘ線管１とＸ線検出器２をＣアーム５１とともに基準線ＢＬと略平行に直線的に移動する。撮影軸ＳＡを直線的に移動するために、制御部３３は、床旋回アーム５４のＺ１回りの回転と、スタンド５３のＺ２回りの回転とを制御する。実際的な制御としては、撮影軸ＳＡが基準線ＢＬ上に位置するための床旋回アーム５４の回転角とスタンド５３の回転角との関係が予め決定されており、その関係に従って制御部３３は床旋回アーム５４の回転とスタンド５３の回転とを個々に制御する。もちろん、撮影軸ＳＡが基準線ＢＬ上に位置するように、制御部３３は、床旋回アーム５４の回転に対してスタンド５３の回転を連動させても良い。また、撮影軸ＳＡが基準線ＢＬ上に位置するように、制御部３３は、スタンド５３の回転に対して床旋回アーム５４の回転を連動させても良い。床旋回アーム５４とスタンド５３とは典型的には同時に回転するが、床旋回アーム５４の回転とスタンド５３の回転とが交互に行われても良い。

このように、床回転アーム５４の回転とスタンド５３の回転を連動させることにより、床固定式の保持装置でも患者長手方向のワイドなカバレッジを提供することができる。特徴ある配置状態として、例えば患者下肢ポジションがある。この配置までの一連のシーケンスとしては、マニュアル/オートポジショニング操作により、患者下肢ポジションにアーム５１をセットする。アーム５４の床回転で患者左側あるいは右側にアーム５４をセットし、床回転アーム５４の回転とスタンド５３の回転とを連動動作し、Ｘ線管１及びＸ線検出器２を足側に移動する。この配置で可能なアーム５１の動きとしては、ボタン２２３、２２４を押すワンアクションにて、床回転アーム５４の回転とスタンド５３の回転が連動して動き、Ｘ線管１及びＸ線検出器２が患者長手方向に直線的に移動する。これにより全身の検査や手術が可能となる。この配置においても、臨床角制御により、患者基準のRAO/LAO,CRA/CAUのアーム動作がワンアクションで可能となる。Ｘ線検出器２とＸ線絞り装置は常時画像が正立するように制御され、ユーザが手動で設定する必要が無い。配置後、検査や手術中に装置側からできる特徴的動作としては、寝台を動かさず、アーム動作のみによる長手方向のスキャン撮影、下肢ＤＳＡ（ディジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ）撮影がある。また、アーム５１を極力患者の足側に退避させ、患者周辺をクリアにすることにより、Ｘ線を必要としない外科的手技との共存が可能となる。外科手術を手技中に切り替える状況が発生する、小児症例に対応することができる。

右頭部アプローチポジションボタン２２９がクリック又は一押されたとき、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、被検体１５０に右頭部から術者がアプローチするためのワークスペースを拡大するのに好適な事前設定された姿勢（ポジション）にＣ形アーム保持装置５が設置されるように、制御部３３は駆動部３１３、３１４を制御する。具体的には、スタンド５３が基準位置まで回転することにより、Ｃ形アーム５１が床旋回アーム５４の上に重なり、つまり第１回転軸Ｚ１と第２回転軸Ｚ２とを結ぶ第１姿勢線ＰＬ１に対して、第２回転軸Ｚ２と第５回転軸Ｚ５（撮影軸ＳＡ）とを結ぶ第２姿勢線ＰＬ２が一致する。それにより床旋回アーム５４の第１回転軸Ｚ１に対してＸ線絞り及び検出器２の第５回転軸Ｚ５（撮影軸ＳＡ）が略一致する。さらに、第１、第２姿勢線ＰＬ１，ＰＬ２が基準線ＢＬに対してプラス側に略４５度で傾斜する。そのようなプリセットされた姿勢になるように、制御部３３は駆動部３１４を制御して、第２回転軸Ｚ２まわりのスタンド５３の位置がゼロ度の状態で第１回転軸Ｚ１まわりの床旋回アーム５４の回転を制御する。このような姿勢により被検体１５０の右頭部に術者がアプローチするための十分広いワークスペースが確保される。またその姿勢が右頭部アプローチポジションボタン２２９の操作により自動設定されるので、当該姿勢に迅速に移行することができる。必要に応じてボタン２１１、２１２によるマニュアル操作により傾斜角度は微調整される。なお、制御部３３は、Ｘ線検出部２（ＦＰＤ）やＸ線絞り装置の回転に応じて画像の向きを補正するように制御する。また、プリセット角度は、設定により適宜変更可能である。

左頭部アプローチポジションボタン２３０がクリック又は一押されたとき、図５（ａ）、図５（ｃ）に示すように、被検体１５０に左頭部から術者がアプローチするためのワークスペースを拡大するのに好適な事前設定された姿勢（ポジション）にＣ形アーム保持装置５が設置されるように、制御部３３は駆動部３１３、３１４を制御する。具体的には、右頭部アプローチポジションと同様に、Ｃ形アーム５１が床旋回アーム５４の上に重なる。さらに、第１、第２姿勢線ＰＬ１，ＰＬ２が基準線ＢＬに対してマイナス側に略４５度で傾斜する。そのようなプリセットされた姿勢になるように、制御部３３は駆動部３１４を制御して、第２回転軸Ｚ２まわりのスタンド５３の位置がゼロ度の状態で第１回転軸Ｚ１まわりの床旋回アーム５４の回転を制御する。このような姿勢により被検体１５０の左頭部に術者がアプローチするための十分広いワークスペースが確保される。またその姿勢が左頭部アプローチポジションボタン２３０の操作により自動設定されるので、当該姿勢に迅速に移行することができる。必要に応じてボタン２１１、２１２によるマニュアル操作により傾斜角度は微調整される。なお、制御部３３は、Ｘ線検出部２（ＦＰＤ）やＸ線絞り装置の回転に応じて画像の向きを補正するように制御する。また、プリセット角度は、設定により適宜変更可能である。

頭部フリーアプローチポジションボタン２３１がクリック又は一押されたとき、図６（ａ）、図６（ｂ）にに示すように、被検体１５０に頭部全域から術者がアプローチするためのワークスペースを拡大するのに好適な事前設定された姿勢（ポジション）にＣ形アーム保持装置５が設置されるように、制御部３３は駆動部３１３、３１４を制御する。この頭部全域にワークスペースが確保される姿勢は、典型的には、水平両端にＸ線発生部１０５とＸ線検出器１０３を搭載した天井吊り型のΩ形アーム１０１と併用してバイプレーン撮影をする際に効果的である。

具体的には、右頭部アプローチポジションと同様に、Ｃ形アーム５１が床旋回アーム５１の上に重なる。さらに、第１、第２姿勢線ＰＬ１，ＰＬ２が基準線ＢＬに対してプラス又はマイナス側に略１３５度で傾斜する。そのようなプリセットされた姿勢になるように、制御部３３は駆動部３１４を制御して、第２回転軸Ｚ２まわりのスタンド５３の位置がゼロ度の状態で第１回転軸Ｚ１まわりの床旋回アーム５４の回転を制御する。このような姿勢により被検体１５０の頭部全域に術者がアプローチするための十分広いワークスペースが確保される。またその姿勢が頭部フリーアプローチポジションボタン２３１の操作により自動設定されるので、当該姿勢に迅速に移行することができる。必要に応じてボタン２１１、２１２によるマニュアル操作により傾斜角度は微調整される。なお、制御部３３は、Ｘ線検出部２（ＦＰＤ）やＸ線絞り装置の回転に応じて画像の向きを補正するように制御する。また、プリセット角度は、設定により適宜変更可能である。

このようにバイプレーン時にΩアーム１０１と寝台天板１７の間にＣアーム５１を床回転させることにより頭側が完全にクリアになる。特徴ある配置状態としては、バイプレーン完全頭側フリーポジションであり、この配置までの一連のシーケンスでは、Ωアーム１０１を退避ポジションへ移動し、Ｃアーム５１を床回転させ、患者左側約１１０°以上の位置に移動する。そして、Ωアーム１０１を退避ポジションからバイプレーンセットポジションへ移動する。操作者が患者左側に位置するときは、Ｃアーム５１を患者右側対称の位置に移動させる。この配置で可能なアーム５１の動きとしては、この配置においても、臨床角制御により、患者基準のRAO/LAO,CRA/CAUのアーム動作がワンアクションで可能である。Ｃアーム５１とΩアーム１０１を同期させるシンクロ操作が可能である。Ｘ線検出器２とＸ線絞り装置は常時画像が正立するように制御され、ユーザが手動で設定する必要が無い。配置後、検査や手術中に装置側からできる特徴的動作としては、頭側完全にフリーになるので、全身麻酔装置の設置や左右頚動脈のアプローチに有利である。病院スタッフの患者アプローチが容易となる。この配置でも、通常のバイプレーンセット状態と同じ操作性、角度付けを提供できる。脳の症例において、外科手技の切り替えを天板１７の長手移動のみで対応できる。

斜入撮影ポジションボタン２３２がクリック又は一押されたとき、図８に示すように、被検体１５０を頭部から撮影領域に挿入するのに好適な斜入撮影（被検体１５０を正面と側面との間の斜め方向から撮影する）の姿勢（ポジション）にＣ形アーム保持装置５が設置されるように、制御部３３は駆動部３１を制御する。具体的には、第１回転軸Ｚ１と第２回転軸Ｚ２とを結ぶ第１姿勢線ＰＬ１に対して、第２回転軸Ｚ２と第５回転軸Ｚ５（撮影軸ＳＡ）とを結ぶ第２姿勢線ＰＬ２が一致して、Ｃ形アーム５１が床旋回アーム５１の上に重なる。そしてＣ形アーム５１が軸Ｚ４と軸Ｚ３回りにそれぞれ所定角度ずつ回転して、撮影軸ＳＡが基準線ＢＬに対して斜め方向から交差する。さらに、Ｘ線絞り装置及びＸ線検出器２が所定角度だけ軸回転Ｚ５され、それにより画像の適正な向きが確保される。斜入撮影時にも、十分広いワークスペースを確保し、且つ頭部入れの可能な姿勢を設定することができる。またその姿勢がポジションボタン２３２の操作により自動設定されるので、当該姿勢に迅速に移行することができる。必要に応じてボタン２１１〜２１８によるマニュアル操作により傾斜角度は微調整される。なお、各ボタン２２９、２３０、２３１、２３２については、専用のスイッチを設けなくても、例えばテンキーによりある番号に内容を記憶させて再現するようにしても良い。

なお、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。

本発明の実施形態に係るＸ線診断装置のＣ形アーム保持装置の外観図。本発明の実施形態に係るＸ線診断装置のＣ形アーム保持装置の外観図。本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の主要部の機能ブロック図。図３の操作部の操作面の一例を示す図。図３の移動機構駆動制御部により姿勢制御される右頭部アプローチポジションと左頭部アプローチポジションとを示す図。図３の移動機構駆動制御部により姿勢制御される頭部フリーアプローチポジションを示す図。図３の移動機構駆動制御部の連動制御により実現される撮影軸の左右直線移動および頭尾直線移動を示す図。図３の移動機構駆動制御部により姿勢制御される斜入撮影ポジションを示す図。従来の床置き型のＣ形アーム保持装置の外観図。

符号の説明

１…Ｘ線発生部、２…Ｘ線検出部、３…移動機構駆動部、５…Ｃアーム保持装置、９…操作部、１０…システム制御部、３１１…Ｃアームスライド機構駆動部、３１２…アームホルダ回転機構駆動部、３１３…スタンド回転機構駆動部、３１４…床旋回アーム回転機構駆動部、３１５…軸回転機構駆動部、３１６…ＳＩＤ変更機構駆動部、３２…天板機構駆動部、３３…移動機構駆動制御部、５１…Ｃアーム、５２…アームホルダ、５３…スタンド、５４…床旋回アーム、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

被検体を載置する寝台と、第１のＸ線発生部と第１のＸ線検出器を搭載した床置き型のＣ形アームと、前記Ｃ形アームを回転自在に保持する床旋回アームを有するＣ形アーム保持装置と、第２のＸ線発生部と第２のＸ線検出器を搭載した天井吊り型のΩ形アームと、前記Ω形アームを回転、移動自在に保持するΩ形アーム保持装置と、前記Ｃ形アーム保持装置と前記Ω形アーム保持装置とを制御する制御部とを具備し、
前記制御部は、操作者から特定の指示を受けたとき、
前記Ω形アーム保持装置を制御して、前記Ω形アームを退避位置に移動させ、
前記Ｃ形アーム保持装置を制御して、前記床旋回アームを前記Ｃ形アームとともに前記寝台の中心軸に対して所定角度で交差するように回転させ、
前記Ω形アーム保持装置を制御して、前記Ω形アームを前記退避位置からバイプレーン撮影位置まで移動させることを特徴とするＸ線診断装置。
前記所定角度は、略−４５度、略＋４５度、略−１３５度又は略＋１３５度であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
前記所定角度は、第１のユーザインストラクションに応じて、頭部全域、または、右頭部にアプローチするためのワークスペースが得られる角度であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
前記床旋回アームの中心線を天板中心線に対して傾斜させるためのプリセット角度の設定を変更する手段を備えること特徴する請求項１記載のＸ線診断装置。