JP5404508B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線診断装置に関し、特に、Ｘ線を照射するＸ線管と被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを保持した保持装置が、Ｘ線撮影を行なう室内に移動可能に設置されたＸ線診断装置に関する。

近年、病気や怪我を診断するためにＸ線撮影を行なうＸ線診断装置が普及しており、これらのＸ線診断装置のなかには、下記特許文献１に記載されたように、Ｘ線管とＸ線検出器とを保持した保持装置をＸ線撮影を行なう室内に移動可能に設け、室内におけるＸ線撮影を行なう目標位置に向けて保持装置を自動的に移動させるようにしたものが知られている。

Ｘ線撮影を行なう室内には、様々な医療機器が設置されるとともに手技に関わる医師や看護士等がおり、目標位置に向けて自動的に移動する保持装置が医療機器や医師や看護士等にぶつかる虞れがある。

特許文献１に記載されたＸ線診断装置によれば、室内にモニタを設置し、Ｘ線診断装置が設置されている室内のレイアウトと、保持装置の現在位置と、保持装置の移動先である目標位置とをモニタに点灯表示している。したがって、室内に居る医師や看護士は、モニタを見ることにより保持装置の現在位置と目標位置とを認識することができ、保持装置の現在位置から目標位置への進路を直感的に認識することができる。

特開２００７−２４４５６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたＸ線診断装置では、正確に認識することができるのは保持装置の現在位置と目標位置とであり、保持装置の現在位置から目標位置への進路については正確に認識することはできない。さらに、目標位置に向けて移動する保持装置が、どのような範囲内を移動するのかということを認識することは困難である。

このため、目標位置に向けて移動する保持装置の移動範囲内に医療機器を置いたり、医師や看護士が立ち位置をその移動範囲内としたりし、保持装置が医療機器や医師や看護士等にぶつかる場合がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、保持装置が室内を移動する場合において、その室内に置いた医療機器やその室内にいる医師や看護士が移動する保持装置にぶつからないようにすることができるＸ線診断装置を提供することである。

請求項１記載の発明の特徴は、Ｘ線診断装置において、Ｘ線管とＸ線検出器とを保持して室内に移動可能に設置された保持装置と、前記室内に設置された表示部と、前記保持装置が移動する目標位置が設定された場合に、前記保持装置が退避している退避位置から前記目標位置に移動するまでの移動範囲と前記室内のレイアウトとを合成した合成画像を作成する手段と、作成した前記合成画像を前記表示部に表示する手段と、を備えることである。

本発明によれば、保持装置が移動する目標位置が設定された場合に、保持装置が移動する移動範囲が室内のレイアウトと合成されて表示部に表示されるので、表示部の表示を見た医師や看護士は、室内において医療機器を移動させる場合や自分の立ち位置を変える場合において室内を移動する保持装置にぶつからないようにすることができる。

本発明の一実施の形態のＸ線診断装置の外観構成を示す斜視図である。 Ｘ線診断装置の制御構成を示すブロック図である。 モニタに表示された合成画像を示す正面図である。 モニタに表示された合成画像であって、障害物を避けるために移動範囲と移動経路とを変更した合成画像を示す正面図である。 制御内容を示すフローチャートである。

Ｘ線診断装置１は、図１に示すように、被検体（図示せず）を横臥させる寝台２と、Ｘ線診断装置１が設置されている室内の天井に設置されたレール３と、レール３に沿ってＸ方向（前後方向）に移動可能に保持された基台４と、基台４に支持されるとともにＸ方向と直交するＹ方向（左右方向）に移動可能な保持装置５と、Ｘ線診断装置１の操作を行う操作コンソール６（図２、図３参照）と、Ｘ線撮影した被検体の映像を表示するモニタ７と、Ｘ線診断装置１が設置された室内のレイアウト及び保持装置５の移動範囲Ｃや移動経路Ｄを合成した合成画像を表示する表示部であるモニタ８と、検出手段であるセンサ９（図２参照）とを備えている。室内のレイアウト、保持装置５の移動範囲Ｃ、保持装置５の移動経路Ｄについては、後述する。

保持装置５は、Ｘ方向及びＹ方向に対して直交する方向であるＺ方向（上下方向）の軸心を有する支軸（図示せず）により基台４に取付けられ、支軸の軸心方向（Ｚ方向）に移動可能及び支軸の軸心回りに回動可能なアーム支持部１０と、アーム支持部１０に取付けられたＣの字型に湾曲したアーム（以下、Ｃアームという。）１１とを備えている。Ｃアーム１１の一端側にはＸ線を照射するＸ線管１２とＸ線管１２から照射されたＸ線を絞るＸ線絞り器１２ａ（図２参照）とが保持され、Ｃアーム１１の他端側にはＸ線管１２から照射されて被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器１３が保持されている。なお、Ｃアーム１１は、Ｃアーム１１の湾曲方向に沿った方向（矢印Ｓ方向）に回動可能とされている。

モニタ７，８は、レール３に取付けられた第２のレール１４に取付けられている。レール１４はレール３に対してＸ方向に移動可能に取付けられ、モニタ７，８はレール１４に対してＹ方向に移動可能に取付けられている。

センサ９は、保持装置５が後述する目標位置Ｂに向けて移動している場合に、保持装置５の移動範囲Ｃ内であってこれから移動する方向の範囲内に障害物（移動させた医用機器や立ち位置を変えた医師や看護士等）が入ったことを検出する。なお、センサ９が検出した障害物は、モニタ８上に表示される。

図２は、Ｘ線診断装置１の制御構成を示すブロック図である。Ｘ線診断装置１の操作コンソール６には、Ｘ線照射に関連する操作を行う第１の操作部１５と、保持装置５の移動に関連する操作を行う第２の操作部１６とが設けられている。

第１の操作部１５は、Ｘ線／可動部制御コントローラ１７に接続され、Ｘ線／可動部制御コントローラ１７は、Ｃアーム・寝台機構制御部１８と、Ｘ線制御部１９と、高電圧発生器２０とに接続されている。

Ｃアーム・寝台機構制御部１８は、Ｃアーム１１の動きを制御するとともに、寝台２の動きを制御する。例えば、アーム支持部１０を支軸の軸心方向（Ｚ方向）に上下動させたり、アーム支持部１０を支軸の軸心回りに回動させたり、Ｃアーム１１を矢印Ｓ方向に回動させたり、寝台２を上下動させたりする。

Ｘ線制御部１９は、Ｘ線を照射するタイミング等を制御し、高電圧発生器２０はＸ線を照射するために必要な高電圧を発生させる。

第２の操作部１６は、１／Ｆ（インターフェース）２１を介してシステムコントローラ２２に接続されている。さらに、このシステムコントローラ２２には、１／Ｆ（インターフェース）２３ａを介してＸ線検出器１３が接続され、１／Ｆ（インターフェース）２３ｂを介してセンサ９が接続されている。

システムコントローラ２２内には、このシステムコントローラ２２を制御するＣＰＵ２４、Ｘ線検出器１３で検出された後に画像処理されたＸ線撮影画像を記憶するＲＡＩＤ（レイド）２５と、システムの動作に必要なデータを保存している記憶部であるＨＤＤ２６と、モニタ８に表示する合成画像を格納するメモリ２７、モニタ７，８に対して画像出力を行なう画像出力部２８が設けられている。

図３は、手技を行なう場合においてモニタ８に表示された合成画像を示している。この合成画像は、Ｘ線診断装置１が設置されている室内のレイアウトと、保持装置５の移動範囲Ｃ及び移動経路Ｄとを合成して形成されている。

室内のレイアウトとは、室内における医用機器、例えば、キャビネット２９、寝台２、生体モニタ３０、人工心肺３１、点滴台３２、モニタ７，８、手技器具を載せるワゴン３３等の設置位置、及び、医師３４や看護士３５の立ち位置等である。このレイアウトは、手技の種類等に応じて予め設定されており、手技の種類等に応じて設定された複数のレイアウトのデータがＨＤＤ２６に格納されている。

保持装置５の移動経路Ｄとは、保持装置５が室内で退避している位置である退避位置ＡからＸ線撮影を行なう目標位置Ｂに移動するまでの間における保持装置５の基準点（例えば、支軸やＸ線管１２の位置）を、連続的に直線で結んだものである。

保持装置５の移動範囲Ｃとは、２次元表示の場合は、保持装置５が退避位置Ａから目標位置Ｂに移動するまでの間の保持装置５の床面への投影を連続的に面として結んだものである。この移動範囲Ｃは、保持装置５のＸ方向への移動量、Ｙ方向への移動量、アーム支持部１０やＣアーム１１の支軸の軸心回りの回動量等により決定される。なお、３次元表示の場合は、退避位置Ａから目標位置Ｂに移動するまでの間の保持装置５の空間内の位置を連続的に立体として結んだものである。

移動範囲Ｃと移動経路Ｄとは、手技の種類と保持装置５の目標位置Ｂとに応じた複数設定されており、これらの移動範囲Ｃと移動経路ＤとはＨＤＤ２６内に格納されている。このため、手技の種類と保持装置５の目標位置Ｂとを操作部１６で設定操作することにより、ＨＤＤ２６内に格納されている複数の移動範囲Ｃと移動経路Ｄとの中から、いずれか一つの移動範囲Ｃと移動経路Ｄとが選択される。

手技の種類に応じて室内のレイアウトが選択され、さらに、保持装置５の移動範囲Ｃと移動経路Ｄとが選択された場合には、室内のレイアウトと移動範囲Ｃと移動経路Ｄとが、退避位置Ａ及び目標位置Ｂと共に一つの合成画像として合成され、合成された合成画像がメモリ２７に格納され、及び、図３に示すようにモニタ８に表示される。

ここで、Ｘ線診断装置１は、保持装置５を退避位置Ａから選択された目標位置Ｂに向けて自動的に移動させるオートポジショニングの機能を備えており、手技の種類及び目標位置Ｂを選択した後に保持装置５の移動を開始させると、保持装置５は移動範囲Ｃ内を移動経路Ｄに沿って退避位置Ａから目標位置Ｂに向けて自動的に移動する。また、この移動時には、室内のレイアウトと退避位置Ａと目標位置Ｂと移動範囲Ｃと移動経路Ｄとを合成した合成画像がモニタ８に表示されている。

保持装置５が目標位置Ｂに向けて移動している場合、又は、移動を開始する前に、センサ９が、保持装置５の移動範囲Ｃ内であってこれから移動する方向の範囲内に障害物が存在することを検出する場合がある。その場合には、センサ９が検出した障害物の位置に応じ、ＣＰＵ２４において、保持装置５が障害物を避けて目標位置Ｂに移動するまでの新たな移動範囲Ｃ１と新たな移動経路Ｄ１とが演算される。センサ９が検出した障害物と、演算された移動範囲Ｃ１，移動経路Ｄ１とは、メモリ２７に記憶され、演算された移動範囲Ｃ１と移動経路Ｄ１と室内のレイアウトと障害物とが一つの合成画像として合成され、合成された合成画像がメモリ２７に格納され、及び、モニタ８に表示される。なお、ここでいう障害物とは、上述したように、当初の室内のレイアウト位置から移動させた医用機器や立ち位置を変えた医師や看護士等が含まれる。

図４は、最初に選択された移動範囲Ｃ内に障害物（例えば、移動させた点滴台３２ａ）が入った場合においてモニタ８に表示された合成画像を示している。この合成画像においては、室内のレイアウトと、センサ９が検出した障害物である点滴台３２ａと、保持装置５が障害物である点滴台３２ａを避けて目標位置Ｂに移動するように演算された新たな移動範囲Ｃ１及び新たな移動経路Ｄ１とが合成されている。

図５は、保持装置５を目標位置Ｂに移動させる場合の制御内容について説明するフローチャートである。保持装置５を目標位置Ｂに移動させる場合には、操作部１６で手技の種類や目標位置Ｂの設定操作が行なわれることにより、設定された手技に応じた室内のレイアウトが選択され（Ｓ１）、退避位置Ａから目標位置Ｂに向けて移動する保持装置５の移動範囲Ｃと移動経路Ｄとが選択される（Ｓ２）。

選択されたレイアウトと移動範囲Ｃと移動経路Ｄとは、退避位置Ａ及び目標位置Ｂと共に一つの合成画像として作成され（Ｓ３）、合成された合成画像はメモリ２７に格納され（Ｓ４）、及び、合成された合成画像がモニタ８に表示される（Ｓ５）。

そして、保持装置５の移動をスタートさせるボタンがオンされたか否かを判断し（Ｓ６）、スタートボタンがオンされた場合には保持装置５が退避位置Ａから目標位置Ｂに向けて自動的に移動するオートポジショニングが開始される（Ｓ７）。

その後、センサ９が移動範囲Ｃ内に位置する障害物（例えば、移動させた点滴台３２ａ）を検出したかが判断され（Ｓ８）、及び、目標位置Ｂに到着したか否かが判断され（Ｓ９）、目標位置Ｂに到着した場合には一連の制御が終了する。

ステップＳ８において、センサ９が障害物を検出したと判断された場合には（Ｓ８のＹＥＳ）、その障害物の位置と目標位置Ｂとから、保持装置５が障害物を避けて目標位置Ｂに移動するまでの新たな移動範囲Ｃ１と新たな移動経路Ｄ１とが演算される（Ｓ１０）。

そして、演算された新たな移動範囲Ｃ１と新たな移動経路Ｄ１と室内のレイアウトと検出した障害物とが、退避位置Ａと目標位置Ｂと共に新たな合成画像として作成され（Ｓ１１）、作成された新たな合成画像がメモリ２７に格納され（Ｓ１２）、及び、合成された新たな合成画像がモニタ８に表示される（Ｓ１３）。

ステップＳ１３における新たな合成画像の表示が行なわれた後、新たな移動経路Ｄ１に従ったオートポジショニングが開始され（Ｓ７）、再び、センサ９が移動範囲Ｃ１内に位置する障害物を検出したかが判断され（Ｓ８）、及び、目標位置Ｂに到着したか否かが判断され（Ｓ９）、目標位置Ｂに到着した場合には一連の制御が終了する。

なお、ステップＳ１０において新たな移動範囲Ｃ１と新たな移動経路Ｄ１とを演算した後に、保持装置５が障害物を避けることができるか否かが判断され（Ｓ１４）、避けることができると判断された場合には（Ｓ１４のＹＥＳ）、上述したようにステップＳ１１に進む。

一方、ステップＳ１４において、保持装置５が障害物を避けることができないと判断された場合には（Ｓ１４のＮＯ）、保持装置５が障害物を避けることができない旨がモニタ８上に表示される（Ｓ１５）。この表示は、室内のレイアウトと検出した障害物とを合成した合成画像をモニタ８に表示し、及び、障害物を点滅させたり障害物に矢印等のマークを付したりすることにより行なわれる。そして、この表示により、室内に居る医師や看護士等に障害物を移動させることを促す。

ステップＳ１５の表示が行なわれた後はステップＳ８に戻り、障害物が移動されるまで保持装置５は待機状態となる。

このような構成において、Ｘ線診断装置１によるＸ線画像を撮影するために保持装置５をオートポジショニングで目標位置Ｂに移動させる場合には、モニタ８に、室内のレイアウトと保持装置５の移動範囲Ｃと移動経路Ｄとを合成させた合成画像が表示されている。

このため、室内に居る医師や看護士等は、モニタ８に表示された合成画像を見ることにより、室内で医療機器を移動させたり室内で自分の立ち位置を変更したりする場合に、医療機器や自らが室内を移動する保持装置５にぶつからないようにすることができる。これにより、保持装置５が室内に設置された医療機器や室内に居る医師や看護士にぶつかることが原因となって手技が妨げられるという事故を防止することができる。

また、モニタ８には、保持装置５の移動範囲Ｃのみではなく移動経路Ｄも表示されるので、その移動経路Ｄを見ることにより保持装置５の移動方向を知ることができ、保持装置５に室内に居る医師や看護士が保持装置５の動きを予測できるので、保持装置５にぶつかることをより一層防止することができる。

また、保持装置５の移動範囲Ｃ内に障害物（移動させた医療機器や立ち位置を変えた医師や看護士）が入った場合においては、その障害物をセンサ９が検出すると、その検出結果に基づいて保持装置５が障害物にぶつからないようにする新たな移動範囲Ｃ１と新たな移動経路Ｄ１とが演算され、新たな移動範囲Ｃ１と移動経路Ｄ１とが室内のレイアウトと合成されてモニタ８に表示される。

したがって、保持装置５の移動範囲Ｃ内に障害物が入った場合でも、保持装置５がその障害物にぶつかることを防止することができる。さらに、その障害物がぶつからないように設定された新たな移動範囲Ｃ１と移動経路Ｄ１と室内のレイアウトとを含む合成画像がモニタ８に表示されるので、保持装置５の移動範囲Ｃ１や移動経路Ｄ１が変更された後において、モニタ８に表示された合成画像を見ることにより保持装置５にぶつかることを防止することができる。

尚、本実施の形態では、移動範囲Ｃ及び移動経路Ｄは、手技の種類に応じた室内のレイアウトと保持装置５の目標位置Ｂとに応じて予め設定されている場合を例に挙げて説明したが、室内のレイアウトと目標位置Ｂとを選択した場合に、選択した室内のレイアウトと目標位置Ｂとに応じた移動範囲Ｃや移動経路Ｄを演算手段で演算して求めるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、室内のレイアウトのデータはＨＤＤ２６に記憶されている場合を例に挙げて説明したが、室内をカメラで撮影し、撮影したデータから室内のレイアウトのデータを作成するようにしてもよい。

１ Ｘ線診断装置
５ 保持装置
８ 表示部（モニタ）
９ 検出手段（センサ）
１２ Ｘ線管
１３ Ｘ線検出器
２６ 記憶部（ＨＤＤ）
Ａ 退避位置
Ｂ 目標位置
Ｃ 移動範囲
Ｄ 移動経路
Ｃ１ 新たな移動範囲
Ｄ１ 新たな移動経路

Claims (6)

1. Ｘ線管とＸ線検出器とを保持して室内に移動可能に設置された保持装置と、
   前記室内に設置された表示部と、
   前記保持装置が移動する目標位置が設定された場合に、前記保持装置が退避している退避位置から前記目標位置に移動するまでの移動範囲と前記室内のレイアウトとを合成した合成画像を作成する手段と、
   作成した前記合成画像を前記表示部に表示する手段と、
   を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記合成画像には、前記保持装置が前記退避位置から前記目標位置に移動するまでの移動経路が加えられていることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 複数の室内のレイアウトのデータが記憶部に記憶されており、選択されたいずれか一つのレイアウトのデータが前記合成画像の合成に用いられることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
4. 前記保持装置の移動範囲内に位置する障害物を検出する検出手段と、
   前記検出手段が障害物を検出した場合に、前記保持装置が前記障害物を避けて前記目標位置に移動するまでの新たな移動範囲を演算する手段と、
   演算された前記新たな移動範囲と前記室内のレイアウトとを合成した新たな合成画像を作成する手段と、
   作成した前記新たな合成画像を前記表示部に表示する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
5. 新たな移動範囲を演算した場合に前記障害物を避けることができないと判断した場合には、前記保持装置が前記障害物を避けることができない旨を前記表示部上で表示する手段を備えることを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
6. 前記検出手段が障害物を検出した場合に、前記保持装置が前記障害物を避けて前記目標位置に移動するまでの新たな移動経路を演算する手段を備え、
   前記新たな合成画像には、前記新たな移動経路が加えられていることを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。

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