JP5742734B2 - X-ray equipment - Google Patents
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Description
この発明は、一般的にC型アームと呼称される円弧状のアームを備え、被検者に対して三次元撮影を実行するX線撮影装置に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus that includes an arc-shaped arm generally called a C-shaped arm and performs three-dimensional imaging on a subject.
例えば、肝臓のTAE(肝動脈塞栓療法)や心臓の心血管撮影の場合には、臓器の表裏を3次元的に取り巻く血管画像を得るために、多方向からの撮影を行う必要がある。このような場合には、X線管と、フラットパネルディテクタやイメージインテンシファイア等のX線検出器とを支持するC型アームを備えたX線撮影装置が使用される(特許文献1参照)。このようなX線撮影装置においては、C型アームをX線管およびX線検出器とともに、回転軸を中心に180度以上回転させ、X線管からX線検出器に至るX線の軸線を被検者に対して180度以上回転させながらX線撮影を行うことにより、三次元画像を得る構成となっている。 For example, in the case of TAE (hepatic artery embolization therapy) of the liver and cardiovascular imaging of the heart, it is necessary to perform imaging from multiple directions in order to obtain a blood vessel image surrounding the front and back of the organ three-dimensionally. In such a case, an X-ray imaging apparatus including a C-type arm that supports an X-ray tube and an X-ray detector such as a flat panel detector or an image intensifier is used (see Patent Document 1). . In such an X-ray imaging apparatus, the C-arm is rotated 180 degrees or more around the rotation axis together with the X-ray tube and the X-ray detector, and the X-ray axis extending from the X-ray tube to the X-ray detector is A three-dimensional image is obtained by performing X-ray imaging while rotating the subject by 180 degrees or more.
ところで、このようなX線撮影装置を使用した三次元画像の撮影は、例えば、血管の形状のみに注目する形態診断モードと、腫瘍や臓器などのソフトティッシュ(軟組織)の情報を画像化する機能診断モードに大別される。ここで、前者の形態診断モードにおいては、低被曝、低侵襲な高速回転撮影が可能であるが、後者の機能診断モードにおいては、コントラストが低い状態から画像を抽出する必要があることから、単位時間当たりの撮影枚数が多い低速回転撮影となる。 By the way, imaging of a three-dimensional image using such an X-ray imaging apparatus includes, for example, a morphological diagnosis mode in which only the shape of a blood vessel is focused, and a function of imaging information on soft tissue (soft tissue) such as a tumor or an organ. It is roughly divided into diagnostic modes. Here, in the former morphological diagnosis mode, low-exposure and low-invasive high-speed rotation imaging is possible, but in the latter functional diagnosis mode, it is necessary to extract an image from a low contrast state. Low-speed rotation shooting with a large number of shots per hour.
一般的に、これらの形態診断モードと機能診断モードとは、別々の動作となっていることから、被検者に対して、各診断モードを実行する度に造影剤を投入する必要があり、被検者への負担が大きくなるという問題がある。 Generally, since these morphological diagnosis mode and functional diagnosis mode are separate operations, it is necessary to inject a contrast medium every time each diagnosis mode is executed for a subject. There is a problem that the burden on the subject increases.
このため、特許文献2には、C型アームを回転させながらX線管からX線を連続的または断続的に発生させX線検出器でX線検出を繰り返す回転撮影動作を、単一の造影剤注入の後に複数回繰り返させるX線診断装置が開示されている。そして、このX線診断装置においては、複数回の回転撮影動作各々を、単一の造影剤注入の時刻を起点とした時間により時間制御管理するようにしている。 For this reason, Patent Document 2 discloses a rotational imaging operation in which X-rays are continuously or intermittently generated from an X-ray tube while the C-arm is rotated and X-ray detection is repeated by an X-ray detector. An X-ray diagnostic apparatus is disclosed that is repeated a plurality of times after the agent injection. In this X-ray diagnostic apparatus, each of a plurality of rotational imaging operations is time-controlled and managed by a time starting from a single contrast agent injection time.
特許文献2に記載のX線診断装置においては、最初の回転撮影を行った後、次の回転撮影を行うためには、最初の回転撮影の完了後に、C型アームを一旦原点位置に復帰させた後、再度、C型アームを最初の回転撮影と同一方向に回転させることにより、次の回転撮影を実行する構成となっている。このため、最初の撮影と次の撮影との間にラグタイムが生じ、造影剤が適切な位置を流れている間に必要な撮影を実行し得ない場合がある。 In the X-ray diagnostic apparatus described in Patent Document 2, in order to perform the next rotational imaging after performing the first rotational imaging, the C-arm is temporarily returned to the origin position after completion of the first rotational imaging. Then, the C-arm is again rotated in the same direction as the first rotation shooting, so that the next rotation shooting is executed. For this reason, a lag time occurs between the first imaging and the next imaging, and there are cases where necessary imaging cannot be performed while the contrast medium flows through an appropriate position.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、C型アームを使用して複数の撮影を連続的に実行することが可能なX線撮影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an X-ray imaging apparatus capable of continuously performing a plurality of imaging using a C-shaped arm.
請求項1に記載の発明は、被検者に対して三次元撮影を実行するX線撮影装置において、X線管と、前記X線管から照射され被検者を通過したX線を検出するX線検出器と、前記X線管と前記X線検出器とを支持する略C字形状を有するC型アームと、前記C型アームを、前記X線管から前記X線検出器に至るX線の軸線と直交する回転軸を中心に回転可能に支持する回転機構と、前記C型アームを前記回転軸を中心に、第1の方向に回転させることにより、第1の撮影を実行するとともに、前記C型アームを前記回転軸を中心に、前記第1の方向と逆方向を向く第2の方向に回転させることにより、第2の撮影を実行する回転制御部と、前記第1の撮影時に、前記X線管と前記X線検出器により撮影されたX線画像の位置を、前記C型アームの回転角度位置に応じて変更する第1画像位置調整部と、前記第2の撮影時に、前記X線管と前記X線検出器により撮影されたX線画像の位置を、前記C型アームの回転角度位置に応じて変更する第2画像位置調整部とを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 detects an X-ray tube and X-rays irradiated from the X-ray tube and passed through the subject in an X-ray imaging apparatus that performs three-dimensional imaging on the subject. An X-ray detector, a C-shaped arm having a substantially C shape that supports the X-ray tube and the X-ray detector, and the C-shaped arm extending from the X-ray tube to the X-ray detector. A rotation mechanism that supports a rotation axis orthogonal to the axis of the line so as to be rotatable, and the C-arm is rotated in the first direction around the rotation axis, thereby performing the first imaging. A rotation control unit that performs second imaging by rotating the C-arm around the rotation axis in a second direction opposite to the first direction; and the first imaging Sometimes the position of the X-ray image taken by the X-ray tube and the X-ray detector is A first image position adjustment unit that changes according to the rotation angle position of the X-ray, and the position of the X-ray image captured by the X-ray tube and the X-ray detector during the second imaging, And a second image position adjusting unit that changes according to the rotation angle position.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記回転制御部は、前記被検者に造影剤を注入するインジェクターからの信号に基づいて前記第1の撮影および前記第2の撮影を実行する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the rotation control unit is configured to perform the first imaging and the second imaging based on a signal from an injector that injects a contrast medium into the subject. Perform shooting.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記回転制御部は、前記第1の撮影時には前記C型アームを第1の速度で回転させるとともに、前記第2の撮影時には前記C型アームを前記第1の速度とは異なる第2の速度で回転させる。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the rotation control unit rotates the C-arm at a first speed during the first photographing, and the first At the time of photographing 2, the C-arm is rotated at a second speed different from the first speed.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記第1の撮影時に得られたX線画像と、前記第2の撮影時に得られたX線画像とを合成する画像合成部を備える。 The invention according to claim 4 is the image composition according to claim 3, wherein the X-ray image obtained at the time of the first imaging and the X-ray image obtained at the time of the second imaging are synthesized. A part.
請求項1に記載の発明によれば、第1の撮影と第2の撮影とでC型アームの回転方向を異ならせることにより、複数撮影を連続的に実行することが可能となる。このとき、第1の撮影と第2の撮影とでC型アームの回転方向を異ならせた場合においても、C型アームの回転方向に起因するX線画像の位置誤差を適正に補正することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to continuously execute a plurality of shootings by changing the rotation direction of the C-arm between the first shooting and the second shooting. At this time, even when the rotation direction of the C-arm is different between the first imaging and the second imaging, the position error of the X-ray image caused by the rotation direction of the C-arm can be corrected appropriately. It becomes possible.
請求項2に記載の発明によれば、インジェクターから造影剤を被検者に注入した後、その造影剤が撮影領域に到達するタイミングにあわせて第1の撮影と第2の撮影とを実行することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, after the contrast medium is injected from the injector into the subject, the first imaging and the second imaging are executed in accordance with the timing when the contrast medium reaches the imaging area. It becomes possible.
請求項3に記載の発明によれば、回転速度の異なる複数の条件での撮影を連続的に実行することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to continuously execute photographing under a plurality of conditions having different rotational speeds.
請求項4に記載の発明によれば、第1の撮影で得たX線画像と第2の撮影で得たX線画像とを重ね合わせることにより、より多くの情報を有する画像を診断に利用することが可能となる。 According to the invention described in claim 4, an image having more information is used for diagnosis by superimposing the X-ray image obtained by the first imaging and the X-ray image obtained by the second imaging. It becomes possible to do.
図1は、この発明に係るX線撮影装置の概要を示す斜視図である。また、図2は、この発明に係るX線撮影装置の制御系等を示すブロック図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an X-ray imaging apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a control system and the like of the X-ray imaging apparatus according to the present invention.
このX線撮影装置は、テーブル22上に載置された被検者21に対してX線透視またはX線撮影(これらを総称して、「X線撮影」という)を実行するものである。このX線撮影装置は、図1に示すように、X線管11と、このX線管11から照射されて被検者21を通過したX線を検出するX線検出器としてのフラットパネルディテクタ12と、これらのX線管11およびフラットパネルディテクタ12を支持する略C字状のC型アーム13と、このC型アーム13をスライド可能に支持する支持部14と、この支持部14を回転させる回転機構15と、この回転機構15を天井に固定された固定部18から懸垂する懸垂アーム16とを備える。
This X-ray imaging apparatus performs X-ray fluoroscopy or X-ray imaging (collectively referred to as “X-ray imaging”) with respect to a
C型アーム13には、円弧状の案内部17が形成されており、支持部14は、この案内部17と係合することにより、C型アーム13をスライド可能に支持している。そして、C型アーム13は、X線管11とフラットパネルディテクタ12とを、X線管11からフラットパネルディテクタ12に至るX線の軸線が、案内部17を形成する円弧の直径と一致する状態で支持している。また、回転機構15は、支持部14をC型アーム13等とともに、X線管11からフラットパネルディテクタ12に至るX線の軸線と直交する方向(この実施形態では水平方向)を向く回転軸を中心に回転可能に支持している。
An
また、このX線撮影装置は、図2に示すように、制御部30と、キーボード等の入力部45と、CRT等の表示部46と、X線管11に付与する管電圧等を制御するX線管制御部44とを備える。制御部30は、C型アーム13を支持部14に対してスライドさせるための駆動部としてのモータ41と、C型アーム13を水平方向を向く回転軸を中心に回転させるための駆動部としてのモータ42と接続されている。さらに、この制御部30は、被検者21に装着された注射針を介して被検者21の体内に造影剤を注入するためのインジェクター50とも接続されている。
2, the X-ray imaging apparatus controls a
この制御部30は、C型アーム13を第1、第2の方向に回転させて第1、第2の撮影を実行するためのものである。また、この制御部30は、フラットパネルディテクタ12により撮影したX線画像を画像処理して表示部46に表示するための画像処理部31と、C型アーム13の回転方向毎の回転角度位置と撮影位置誤差との関係を示すデータを記録した一対のテーブル35、36を備える。そして、画像処理部31は、後述する第1の撮影時に、X線画像の位置をC型アーム13の回転角度位置に応じて変更する第1画像位置調整部32と、後述する第2の撮影時に、X線画像の位置をC型アーム13の回転角度位置に応じて変更する第2画像位置調整部33と、第1の撮影時に得られたX線画像と第2の撮影時に得られたX線画像とを合成する画像合成部34を備える。
The
このX線撮影装置は、X線管11からテーブル22上の被検者21に向けてX線を照射し、被検者21を通過したX線をフラットパネルディテクタ12により検出し、検出されたX線を制御部30における画像処理部31により画像処理し、画像処理されたX線による映像信号を利用して表示部46にX線像を表示する構成を有する。
In this X-ray imaging apparatus, X-rays are irradiated from the X-ray tube 11 toward the
この発明に係るX線撮影装置においては、後述するように、C型アーム13を、第1の方向に回転させて第1の撮影を実行した後、第2の方向に回転させて第2の撮影を実行する構成となっている。ここで、C型アーム13を回転させた場合に、理想的にはX線管11とフラットパネルディテクタ12とが回転軸と直交する方向を向く同一平面内を移動するが、実際にはバックラッシュ等の機械的誤差により、同一平面からわずかに離脱した軌跡を移動することから、X線管11とフラットパネルディテクタ12により撮影されたX線画像の位置に位置ずれが生ずることになる。
In the X-ray imaging apparatus according to the present invention, as will be described later, the C-
このため、C型アーム13を使用したX線撮影装置においては、X線管11とフラットパネルディテクタ12により撮影されたX線画像の位置を、C型アーム13の回転角度位置に応じて変更する必要がある。そして、このX線画像の位置ずれは、C型アーム13の回転方向によって、互いに異なることになる。このため、この発明に係るX線撮影装置においては、C型アーム13を第1の方向に回転させる場合と、第2の方向に回転させる場合とで、X線画像の位置を調整する位置調整動作を個別に実行している。
For this reason, in the X-ray imaging apparatus using the C-
すなわち、テーブル35には、C型アーム13を第1の方向に回転させた場合の、C型アーム13の回転角度位置とそのときの撮影位置誤差との関係を示すデータが記録されている。同様に、テーブル36には、C型アーム13を第2の方向に回転させた場合の、C型アーム13の回転角度位置とそのときの撮影位置誤差との関係を示すデータが記録されている。これらのデータは、予め、C型アーム13を回転させた状態でファントム等を撮影し、そのときのC型アーム13の回転角度位置と撮影されたX線画像の位置の関係を実験的に測定することにより求められる。
That is, the table 35 records data indicating the relationship between the rotational angle position of the C-
次に、上述したX線撮影装置によりX線撮影を実行する場合の動作について説明する。なお、以下の実施形態においては、肝臓のTAE(肝動脈塞栓療法)を実行するため、血管の造影と腫瘍の造影とを順次実行する場合について説明する。 Next, an operation when X-ray imaging is performed by the above-described X-ray imaging apparatus will be described. In the following embodiments, a case where blood vessel contrast and tumor contrast are sequentially performed in order to perform TAE (hepatic artery embolization therapy) of the liver will be described.
X線撮影を実行する場合には、被検者21に対してインジェクター50をセットし、このインジェクター50により被検者21の体内に造影剤を注入しうるようにする。この状態において、X線撮影装置による撮影を開始する。
When X-ray imaging is performed, an
この場合においては、最初に、制御部30からの指令によりモータ41が駆動され、C型アーム13を支持部14に対してスライドさせることにより、C型アーム13をX線撮影に適した場所に配置する。この状態において、制御部30からの指令によりモータ42が駆動され、C型アーム13が第1の方向(例えば、時計回り方向)に回転する。このX線撮影においては、最初に、血管の撮影を行うため、C型アーム13を高速で回転させて形態診断モードでX線撮影を行うことから、この時の回転速度は比較的高速の第1の速度となっている。
In this case, first, the
インジェクター50からの信号を受信して所定の時間が経過すると、C型アーム13を第1の速度で第1の方向に回転させながら、血管に流れ込んだ造影剤のX線像を撮影する第1の撮影を実行する。このときにフラットパネルディテクタ4により撮影されたX線画像は、制御部30における画像処理部31に送信される。このとき、画像処理部31における第1画像位置調整部32は、この第1の撮影時に、X線管11とフラットパネルディテクタ12により撮影されたX線画像の位置を、C型アーム13の回転角度位置に応じて調整することにより、X線画像の位置ずれを補正する。そして、画像処理部31により撮影されたX線画像を再構築することにより、血管の三次元画像が作成される。この三次元画像は、表示部46に表示される。
When a predetermined time elapses after receiving a signal from the
第1の撮影が終了すれば、制御部30はモータ42に指令を送信し、C型アーム13を第1の方向とは逆の第2の方向(反時計回り方向)に回転させる。このX線撮影においては、第1の撮影に引き続き、腫瘍の濃染像の撮影を行うため、C型アーム13を低速で回転させて機能診断モードでX線撮影を行うことから、この時の回転速度は比較的低速の第2の速度となっている。
When the first photographing is finished, the
インジェクター50からの信号を受信して所定の時間が経過すると、C型アーム13を第2の速度で第2の方向に回転させながら、毛細管から腫瘍に流れ込んだ造影剤のX線像を撮影する第2の撮影を実行する。このときにフラットパネルディテクタ12により撮影されたX線画像は、制御部30における画像処理部31に送信される。このとき、画像処理部31における第2画像位置調整部33は、この第2の撮影時に、X線管11とフラットパネルディテクタ12により撮影されたX線画像の位置を、C型アーム13の回転角度位置に応じて調整することにより、X線画像の位置ずれを補正する。そして、画像処理部31により撮影されたX線画像を再構築することにより、濃染像の三次元画像が作成される。この三次元画像は、表示部46に表示される。
When a predetermined time elapses after receiving a signal from the
次に、画像合成部34が、第1の撮影により作成された血管の三次元画像と、第2の撮影により作成された濃染像の三次元画像をと合成する。このときには、両画像の三次元的な位置関係は一定に保たれていることから、正確な合成画像を作成することが可能となる。この合成画像も、表示部46に表示される。
Next, the
なお、上述した実施形態においては、血管の造影と腫瘍の造影とを順次実行するため、C型アーム13を最初は高速で回転させて第1の撮影を実行した後、低速で回転させて第2の撮影を実行している。しかしながら、例えば、臓器の撮影を行った後に門脈の撮影を行う場合のように門脈に造影剤が到達するのに時間を要する場合には、最初にC型アーム13を低速で回転させて第1の撮影を実行した後に、C型アーム13を高速で回転させて第2の撮影を実行するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, since blood vessel contrast and tumor contrast are sequentially performed, the C-
また、上述した実施形態においては、第1の撮影時にはC型アーム13を比較的高速の第1の速度で回転させるとともに、第2の撮影時にはC型アーム13を、第1の速度とは異なる比較的低速の第2の速度で回転させている。しかしながら、腫瘍部を連続して複数回撮影し、その染まり具合で悪性であるか良性であるかの判断を行う場合等においては、同一部位を同一速度で連続して撮影するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the C-
11 X線管
12 フラットパネルディテクタ
13 C型アーム
14 支持部
15 回転機構
16 懸垂アーム
18 固定部
21 被検者
22 テーブル
30 制御部
31 画像処理部
32 第1画像位置調整部
33 第2画像位置調整部
34 画像合成部
35 テーブル
36 テーブル
41 モータ
42 モータ
45 入力部
46 画像表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (4)
X線管と、
前記X線管から照射され被検者を通過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線管と前記X線検出器とを支持する略C字形状を有するC型アームと、
前記C型アームを、前記X線管から前記X線検出器に至るX線の軸線と直交する回転軸を中心に回転可能に支持する回転機構と、
前記C型アームを前記回転軸を中心に、第1の方向に回転させることにより、第1の撮影を実行するとともに、前記C型アームを前記回転軸を中心に、前記第1の方向と逆方向を向く第2の方向に回転させることにより、第2の撮影を実行する回転制御部と、
前記第1の撮影時に、前記X線管と前記X線検出器により撮影されたX線画像の位置を、前記C型アームの回転角度位置に応じて変更する第1画像位置調整部と、
前記第2の撮影時に、前記X線管と前記X線検出器により撮影されたX線画像の位置を、前記C型アームの回転角度位置に応じて変更する第2画像位置調整部と、
を備えたことを特徴とするX線撮影装置。 In an X-ray imaging apparatus that performs three-dimensional imaging on a subject,
An X-ray tube;
An X-ray detector for detecting X-rays irradiated from the X-ray tube and passing through the subject;
A C-shaped arm having a substantially C-shape for supporting the X-ray tube and the X-ray detector;
A rotation mechanism that supports the C-arm so as to be rotatable about a rotation axis orthogonal to an X-ray axis extending from the X-ray tube to the X-ray detector;
By rotating the C-arm in the first direction around the rotation axis, the first photographing is performed, and the C-arm is reversed from the first direction around the rotation axis. A rotation control unit that performs second imaging by rotating in a second direction facing the direction;
A first image position adjustment unit that changes a position of an X-ray image captured by the X-ray tube and the X-ray detector at the time of the first imaging according to a rotation angle position of the C-arm;
A second image position adjustment unit that changes a position of an X-ray image captured by the X-ray tube and the X-ray detector at the time of the second imaging according to a rotation angle position of the C-arm;
An X-ray imaging apparatus comprising:
前記回転制御部は、前記被検者に造影剤を注入するインジェクターからの信号に基づいて前記第1の撮影および前記第2の撮影を実行するX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 1,
The rotation control unit is an X-ray imaging apparatus that performs the first imaging and the second imaging based on a signal from an injector that injects a contrast medium into the subject.
前記回転制御部は、前記第1の撮影時には前記C型アームを第1の速度で回転させるとともに、前記第2の撮影時には前記C型アームを前記第1の速度とは異なる第2の速度で回転させるX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 1 or 2,
The rotation control unit rotates the C-arm at a first speed during the first shooting, and rotates the C-arm at a second speed different from the first speed during the second shooting. A rotating X-ray imaging device.
前記第1の撮影時に得られたX線画像と、前記第2の撮影時に得られたX線画像とを合成する画像合成部を備えるX線撮影装置。
The X-ray imaging apparatus according to claim 3,
An X-ray imaging apparatus including an image composition unit that synthesizes an X-ray image obtained at the time of the first imaging and an X-ray image obtained at the time of the second imaging.
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