JP5954242B2 - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線管から照射されるＸ線の照射野を規制するコリメータ機構を備えたＸ線撮影装置に関する。

Ｘ線撮影装置においては、Ｘ線管から照射されるＸ線の照射野を規制するためにコリメータ機構が使用されている。このコリメータ機構は、一般的に、Ｘ線管からＸ線検出機に至るＸ線の軸線を中心として、互いに同期して逆方向に移動する一対のコリメータリーフを、互いに直交する方向に２組備え、これら２組のコリメータリーフを２個のモータの駆動で移動させることにより、大小様々な矩形状のＸ線の照射野を形成する。

このような構成を有するコリメータ機構においては、一対のコリメータリーフがＸ線管から照射されるＸ線の軸線を中心として均等にＸ線を遮蔽することになる。一方、このようなＸ線撮影装置において、不要なＸ線の被曝を防止するため、あるいは、Ｘ線撮影領域の端部のハレーションを防止するために、矩形状のＸ線の照射野のうちの一辺のみを絞るＸ線片側絞りが必要となる場合がある。

特許文献１には、フラットパネルディテクタを固定した状態で、Ｘ線管をコリメータ機構とともに水平方向を向く回転軸を中心に回動させ、Ｘ線管からのＸ線の照射野を被検者の体軸方向に移動させることにより、Ｘ線片側絞りを可能としたＸ線撮影装置が開示されている。

また、特許文献２には、Ｘ線検出部を固定した状態で、Ｘ線管をコリメータ機構とともに水平方向に移動させ、Ｘ線管からのＸ線の照射野を被検者の体軸方向に移動させることにより、Ｘ線片側絞りを可能としたＸ線撮影装置が開示されている。

特開２０１０−１２１０１号公報 国際公開ＷＯ２００９／０１９９３５号公報

例えば、Ｘ線透視撮影台と呼称される一般的なＸ線撮影装置においては、Ｘ線管およびＸ線検出機が被検者に対して移動可能となってはいるが、装置の製造コストを低減させるため、Ｘ線管とＸ線検出機とは常に対向配置されており、Ｘ線管とＸ線検出機とは同期して同方向に移動する構成となっている。

これに対して、特許文献１に記載されたように、Ｘ線管をコリメータ機構とともに、水平方向を向く回転軸を中心に回動させる構成を採用した場合や、特許文献２に記載されたように、Ｘ線管をコリメータ機構とともに、Ｘ線検出機とは独立して水平方向に移動させる構成を採用した場合には、装置構成が複雑となるばかりではなく、装置の製造コストが高額になるという問題がある。

また、Ｘ線片側絞り実現のために、各コリメータリーフを、別々のモータにより独立して移動させることも可能である。しかしながら、このような構成を採用した場合には、通常の倍のモータが必要となり、装置の製造コストが高額になるばかりではなく、装置も大型化し、また、その制御も複雑になるという問題が発生する。

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、簡易な構成でありながらＸ線片側絞りを実現することができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、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線検出機と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出機とを対向配置した状態で、前記被検者に対して相対的に互いに同期して同方向に移動させる移動機構と、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出機の移動方向と平行な方向に、互いに同期して逆方向に移動する第１コリメータリーフおよび第２コリメータリーフを有し、前記Ｘ線管から照射されたＸ線の照射野を規制するコリメータ機構と、前記Ｘ線検出機により検出したＸ線画像を表示する表示部と、を備えたＸ線撮影装置において、前記第１コリメータリーフおよび第２コリメータリーフを互いに近接する方向に移動させるとともに、前記第１コリメータリーフにより規制されるＸ線の照射野の端部の位置が前記被験者に対して常に一定の位置となるように、前記Ｘ線管、前記コリメータ機構および前記Ｘ線検出機を前記被検者に対して相対的に移動させる移動制御部と、前記Ｘ線画像における前記第１コリメータリーフにより規制されるＸ線の照射野の端部の位置が前記表示部上で常に一定の位置となるように、前記表示部に表示されるＸ線画像を移動させる画像処理部と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、コリメータリーフの移動と、Ｘ線管、コリメータ機構およびＸ線検出機の移動と、表示部に表示されるＸ線画像の移動とを同期して実行することにより、簡易な構成でありながら、矩形状のＸ線の照射野のうちの一辺のみを自然な状態で絞っていくＸ線片側絞りを実現することが可能となる。

この発明に係るＸ線撮影装置の概要図であり、天板１３が臥位位置に配置されたときの正面図である。 この発明に係るＸ線撮影装置の概要図であり、天板１３が立位位置に配置されたときの正面図である。 この発明に係るＸ線撮影装置の概要図であり、天板１３が立位位置に配置されたときの右側面図である。 コリメータ機構９１の概要図であり、斜視図である。 この発明に係るＸ線撮影装置の制御系を示すブロック図である。 Ｘ線片側絞りを実行するときのＸ線管１０と、コリメータ機構９１と、Ｘ線検出機１２と、第１、第２コリメータリーフ１０１、１０２の移動状態を示す説明図である。 Ｘ線片側絞りを実行するときに表示部５０に表示されるＸ線画像の移動状態を示す説明図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、この発明に係るＸ線撮影装置の概要図である。なお、図１は、天板１３が臥位位置に配置されたときの正面図である。また、図２は、天板１３が立位位置に配置されたときの正面図である。さらに、図３は、天板１３が立位位置に配置されたときの右側面図である。

このＸ線撮影装置は、Ｘ線透視撮影台と呼称されるものであり、天板１３と、この天板１３に連結されたスライド支柱１５と、このスライド支柱１５の先端に配設されたＸ線管１０と、Ｘ線管１０に隣接されたコリメータ部１１と、天板１３に対してＸ線管１０と逆側に配設されたイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）やフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）などのＸ線検出機１２とを備える。スライド支柱１５には、必要に応じて被検者の診断部位を圧迫するための圧迫筒機構２０が配設されている。また、天板１３には、踏み台３０と、握り棒４０とが固定されている。

これらの天板１３、スライド支柱１５およびＸ線管１０などは、回転機構１６の作用により、図１に示す、天板１３が水平方向となる臥位位置と、図２および図３に示す、天板１３が鉛直方向となる立位位置との間を回動可能となっている。また、回転機構１６自体は、ベースプレート１８上に立設された主支柱１７に対して昇降可能となっている。そして、スライド支柱１５は、駆動モータを備えた後述する移動機構６３の駆動により、Ｘ線管１０、コリメータ部１１およびＸ線検出機１２とともに、回転機構１６に対して移動可能に構成されている。Ｘ線管１０、コリメータ部１１およびＸ線検出機１２がスライド支柱１５とともに移動する移動方向は、天板１３の表面に平行な方向（図１における左右方向、図２における上下方向、図３における上下方向）となっている。

天板１３が臥位位置にあるときには、臥位状態の被検者に対してＸ線透視あるいはＸ線撮影が行われる。このときには、被検者は天板１３上に載置される。また、天板１３が立位位置にあるときには、天板１３の前面において立位状態の被検者に対してＸ線透視あるいはＸ線撮影が行われる。また、天板１３の角度を変更しながらＸ線透視あるいはＸ線撮影を行うときには、被検者は天板１３に固定された踏み台３０上に起立する。そして、被検者を天板１３と踏み台３０に乗せたままの状態で、天板１３の角度が変更される。この際、被検者は、天板１３上に配設された一対の握り棒４０を把持して、自分の身体を支える。

図４は、コリメータ部１１を構成するコリメータ機構９１の斜視図である。

コリメータ部１１を構成するコリメータ機構９１は、第１コリメータリーフ１０１、第２コリメータリーフ１０２、第３コリメータリーフ１０３および第４コリメータリーフ１０４を備える。そして、これらの第１コリメータリーフ１０１、第２コリメータリーフ１０２、第３コリメータリーフ１０３および第４コリメータリーフ１０４により、Ｘ線管１０から照射されたＸ線の照射野Ｅが規制される。

これら４枚のコリメータリーフのうち、第１コリメータリーフ１０１と第２コリメータリーフ１０２とは、図示しない単一のモータにより、Ｘ線管１０から照射されるＸ線の軸線を中心として、互いに近接または離隔するように、同期して逆方向に移動する。この第１コリメータリーフ１０１および第２コリメータリーフ１０２の移動方向は、Ｘ線管１０、コリメータ部１１およびＸ線検出機１２がスライド支柱１５とともに移動する移動方向と平行な方向となっている。同様に、第３コリメータリーフ１０３と第４コリメータリーフ１０４とは、図示しない単一のモータにより、Ｘ線管１０から照射されるＸ線の軸線を中心として、互いに近接または離隔するように、同期して逆方向に移動する。この第３コリメータリーフ１０３および第４コリメータリーフ１０４の移動方向は、Ｘ線管１０、コリメータ部１１およびＸ線検出機１２がスライド支柱１５とともに移動する移動方向と垂直な方向で天板１３の表面に平行な方向となっている。

図５は、この発明に係るＸ線撮影装置の制御系を示すブロック図である。

このＸ線撮影装置は、装置全体を制御する制御部６０を備える。この制御部６０は、上述したＸ線管１０と、Ｘ線検出機１２と、コリメータ機構９１とに接続されている。また、この制御部６０は、スライド支柱１５を、Ｘ線管１０、コリメータ部１１およびＸ線検出機１２とともに、天板１３の表面に平行な方向に移動させるための移動機構６３と接続されている。さらに、この制御部６０は、Ｘ線検出機１２で検出したＸ線画像を表示するための表示部５０と接続されている。

この制御部６０は、後述するように、第１コリメータリーフ１０１および第２コリメータリーフ１０２を互いに近接する方向に移動させるとともに、第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置が常に一定の位置となるように、Ｘ線管１０、コリメータ部１１およびＸ線検出機１２を被検者に対して相対的に移動させる移動制御部６１を備える。また、この制御部６０は、後述するように、表示部５０に表示されるＸ線画像における第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置が常に一定の位置となるように、表示部５０に表示されるＸ線画像を移動させる画像処理部６２を備える。

次に、このＸ線撮影装置により矩形状のＸ線の照射野Ｅのうちの一辺のみを絞るＸ線片側絞りを行う場合の動作について説明する。図６は、Ｘ線片側絞りを実行するときのＸ線管１０と、コリメータ機構９１と、Ｘ線検出機１２と、第１、第２コリメータリーフ１０１、１０２の移動状態を示す説明図である。また、図７は、片側絞りを実行するときに表示部５０に表示されるＸ線画像の移動状態を示す説明図である。なお、図７においては、被検者の頭部および胸部が撮影されている状態から片側絞りを実行する状態を示している。

図６（ａ）に示す状態においては、第１コリメータリーフ１０１および第２コリメータリーフ１０２は開放されており、Ｘ線検出機１２に対する広い領域に対して、被検者を通過したＸ線が照射されている。この状態においては、第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置はａであり、第２コリメータリーフ１０２により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置はｂとなっている。このときには、図７（ａ）に示すように、表示部５０には、被検者の頭部と胸部のＸ線画像が表示されている。なお、図７（ａ）においても、第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置をａとして図示し、第２コリメータリーフ１０２により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置をｂとして図示している。

この状態から、制御部６０における移動制御部６１の制御により、図６（ｂ）に示すように、第１コリメータリーフ１０１および第２コリメータリーフ１０２を、互いに近接する方向に移動させる。また、これと同時に、第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置ｃが、図６（ａ）に示す位置ａから移動せず、第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置ｃが常に一定の位置となるように、Ｘ線管１０、コリメータ機構９１およびＸ線検出機１２を、第１コリメータリーフ１０１の移動方向と逆方向に距離Ｌ１だけ移動させる。この移動が完了した状態においては、図６（ｂ）に示すように、第２コリメータリーフ１０２により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置は、距離Ｌ２だけ移動してｄとなっている。

第１コリメータリーフ１０１および第２コリメータリーフ１０２と、Ｘ線管１０、コリメータ機構９１およびＸ線検出機１２とをこのように移動させた場合には、Ｘ線片側絞りが実現できるものの、図７（ａ）に示す被検者のＸ線画像は、通常であれば図７（ｂ）に示すように、表示部５０の画像表示領域の上下が削除されながら、表示部５０の下側に向かって移動することになる。このようにＸ線画像が移動した場合には、この移動方向はＸ線画像の片側を絞る方向とは逆方向となることから、オペレータが違和感を生ずることになり、また、Ｘ線撮影操作にミスが生ずる可能性がある。

このため、図７（ｃ）に示すように、制御部６０における画像処理部６２により、Ｘ線画像における第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置ｃが表示部５０上で常に一定の位置となるように、表示部５０に表示されるＸ線画像を移動させる。このＸ線画像の移動は、第１コリメータリーフ１０１および第２コリメータリーフ１０２の移動やＸ線管１０、コリメータ機構９１およびＸ線検出機１２の移動と同期して実行される。これにより、あたかも、第１コリメータリーフ１０１が停止し、第２コリメータリーフ１０２のみが移動したかのようなＸ線片側絞りの画像が、連続して、表示部５０に表示される。

なお、図７（ｂ）および図７（ｃ）においても、第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置をｃとして図示し、第２コリメータリーフ１０２により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置をｄとして図示している。

以上のように、この発明に係るＸ線撮影装置によれば、Ｘ線管１０、コリメータ部１１およびＸ線検出機１２が互いに同期して同方向に移動し、かつ、第１コリメータリーフ１０１と第２コリメータリーフ１０２とが互いに同期して逆方向に移動するという条件の下でも、オペレータに違和感を生じさせることなく、表示部５０に適正な画像を表示しながらＸ線照射野の片側絞りを実行することが可能となる。

なお、Ｘ線片側絞りを解除する場合には、上述した動作と逆の動作を実行する。すなわち、図６(ｂ)に示す状態から第１コリメータリーフ１０１および第２コリメータリーフ１０２を、互いに離隔する方向に移動させる。また、これと同時に、第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置が常に一定の位置となるように、Ｘ線管１０、コリメータ機構９１およびＸ線検出機１２を、第１コリメータリーフ１０１の移動方向と逆方向に移動させる。さらに、制御部６０における画像処理部６２により、Ｘ線画像における第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置が表示部５０上で常に一定の位置となるように、表示部５０に表示されるＸ線画像を移動させる。これにより、Ｘ線片側絞りを解除する場合においても、あたかも、第１コリメータリーフ１０１が停止し、第２コリメータリーフ１０２のみが移動したかのようなＸ線画像が、連続して、表示部５０に表示される。

なお、上述した実施形態においては、天板１３が静止し、Ｘ線管１０、コリメータ機構９１およびＸ線検出機１２がこの天板１３の上、または、天板１３の前の被検者に対して移動するＸ線撮影装置にこの発明を適用しているが、Ｘ線管１０、コリメータ機構９１およびＸ線検出機１２が静止し、被検者が天板１３とともに移動するＸ線撮影装置にこの発明を適用してもよい。この場合においては、第１コリメータリーフ１０１により規制されるＸ線の照射野Ｅの端部の位置が、被検者に対して常に一定の位置となるように、天板１３を被検者ともに、第１コリメータリーフ１０１の移動方向と同一方向に移動させればよい。

また、上述した実施形態においては、Ｘ線照射野の片側絞りを、天板１３の長手方向（天板１３の上、または、天板１３の前の被検者の体軸方向）についてのみ行っているが、天板１３の短手方向（天板１３の上、または、天板１３の前の被検者の体軸と垂直な方向で天板１３の表面と平行な方向）に対しても実行してよい。

さらに、上述した実施形態においては、この発明をＸ線透視撮影台と呼称されるＸ線撮影装置に適用しているが、Ｃ型アームを備えたＸ線撮影装置等、その他の構成を有するＸ線撮影装置にこの発明を適用してもよい。

１０ Ｘ線管
１１ コリメータ部
１２ Ｘ線検出機
１３ 天板
１５ スライド支柱
１６ 回転機構
１７ 主支柱
１８ ベースプレート
２０ 圧迫筒機構
３０ 踏み台
４０ 握り棒
５０ 表示部
６０ 制御部
６１ 移動制御部
６２ 画像処理部
６３ 移動機構
９１ コリメータ機構
１０１ 第１コリメータリーフ
１０２ 第２コリメータリーフ
１０３ 第３コリメータリーフ
１０４ 第４コリメータリーフ
Ｅ Ｘ線の照射野

Claims (1)

1. 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線検出機と、
   前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出機とを対向配置した状態で、前記被検者に対して相対的に互いに同期して同方向に移動させる移動機構と、
   前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出機の移動方向と平行な方向に、互いに同期して逆方向に移動する第１コリメータリーフおよび第２コリメータリーフを有し、前記Ｘ線管から照射されたＸ線の照射野を規制するコリメータ機構と、
   前記Ｘ線検出機により検出したＸ線画像を表示する表示部と、
   を備えたＸ線撮影装置において、
   前記第１コリメータリーフおよび第２コリメータリーフを互いに近接する方向に移動させるとともに、前記第１コリメータリーフにより規制されるＸ線の照射野の端部の位置が前記被験者に対して常に一定の位置となるように、前記Ｘ線管、前記コリメータ機構および前記Ｘ線検出機を前記被検者に対して相対的に移動させる移動制御部と、
   前記Ｘ線画像における前記第１コリメータリーフにより規制されるＸ線の照射野の端部の位置が前記表示部上で常に一定の位置となるように、前記表示部に表示されるＸ線画像を移動させる画像処理部と、
   を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
   

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