JP5984256B2 - Ｘ線撮像装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線撮像装置に関する。

Ｘ線撮像装置は被検体を透過したＸ線強度に基づいて、被検体の医用情報を画像で提供する装置であり、診断や治療などの医療行為において、重要な役割を果たしている。Ｘ線撮像装置は、多岐にわたる医療行為に対応するために、用途別にカスタマイズされた多くの種類が登場している。その中で、寝台を備える一般的なＸ線撮像装置は、Ｃ形アームを搭載したＸ線撮像装置などに比べると導入コストが安く、設置スペースも狭く済むため、比較的小さな病院や医療施設でも導入されており、広く利用されている。しかしながら、Ｘ線撮像装置では、寝台の天板面の対向方向からの撮影（正面撮影）にしか対応していないため、例えば、被検体の関心領域（ＲＯＩ）に対して正面撮影だけではなく、寝台の天板面と平行な方向からも撮影（側面撮影）したい場合は、被検体が天板上で体を傾ける必要があった。体を傾ける動作は、高齢者にとって、負担が大きい。また、体を傾けてしまうと臓器の位置が正面撮影時の状態から変化してしまう。そのため、正面撮影画像と側面撮影画像とを同じ撮影条件下で比較することができなくなり、正しい診断が出来なくなる可能性がある。

特開平４−３７１１４３号公報

目的は、被検体に対する正面撮影と側面撮影とに対応したＸ線撮像装置を提供することにある。

実施形態によれば、被検体を載置する天板を有する寝台と、Ｘ線を発生するＸ線管球と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線管球を支持する支柱部とを具備し、前記支柱部は第１乃至第３の支柱部分と第１、第２の連結部とを有し、前記第１の連結部は、前記第１の支柱部分に対して前記第２の支柱部分を連結し、前記天板短軸と平行な第１の回転軸を有し、前記第２の連結部は、前記第２の支柱部分に対して前記第３の支柱部分を連結し、前記第１の回転軸と前記第２の支柱部分の中心軸とに直交する第２の回転軸を有し、前記第３の支柱部分は前記Ｘ線管球を支持することを特徴とするＸ線撮像装置を提供する。

本実施形態に係るＸ線撮像装置の構成を示す図である。 本実施形態に関わるＸ線撮像装置による正面撮影時のガントリ姿勢を示す図である。 本実施形態に関わるＸ線撮像装置による側面撮影時のガントリ姿勢を示す図である。 第１の回転部２６に第２の回転部２７を連動させるための機構構成の一例を示す図である。 正面撮影の姿勢から、側面撮影の姿勢に移行するための各機構部の動作方向を示した図である。 側面撮影の姿勢から、正面撮影の姿勢に移行するための各機構部の動作方向を示した図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るＸ線撮像装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

図１は、本実施形態に係るＸ線撮像装置の構成を示す図である。Ｘ線撮像装置は、ガントリ部１と、システム本体３とを備える。ガントリ部１は、天板１１と、寝台１２と、Ｘ線管装置１３と、高電圧発生部１４と、第１の格納部１６と、支柱部１７と、第２の格納部１８と、基台１９と、データ収集部２０と、取り付け部２８とを有する。システム本体３は、操作部３１と、システム制御部３２と、撮影制御部３３と、画像発生部３４と、前処理部３５と、記憶部３６と、表示処理部３７と、ディスプレイ３８と、機構制御部３９とを有する。

基台１９は、寝台１２と支柱部１７とを保持する。寝台１２は天板１１を有する。天板１１は、上下前後移動可能に支持される。寝台１２は、天板１１の移動させるための第１の移動機構と、第１の移動機構を駆動する第１の駆動部とを有する。天板１１には、被検体が載置される。寝台１２は、第１の格納部１６及び第２の格納部１８を有する。第１の格納部１６及び第２の格納部１８は、Ｘ線検出部１５を格納及び取り外し可能に保持する構造を有する。第１の格納部１６は、天板１１下の寝台１２内に設けられる。第１の格納部１６に格納された状態におけるＸ線検出部１５の検出表面は、正面撮影時にＸ線管と対向する。第２の格納部１８は、天板１１を挟んで基台１９と対峙する寝台１２上部の天板１１脇に設けられる。第２の格納部１８に格納された状態におけるＸ線検出部１５の検出表面は、側面撮影時にＸ線管と対向する。寝台１２は、第２の格納部１８を着脱自在に取り付けるための取り付け部２８を有する。取り付け部２８は、例えば、第２の格納部１８を固定ネジにより寝台１２に固定するためのネジ穴である。

支柱部１７は、第１の支柱部分２１と、第２の支柱部分２２と、第３の支柱部分２３と、第１の連結部２４と、第２の連結部２５とで構成されている。第１の支柱部分２１は、その中心軸が天板１１表面に対して垂直になるよう基台１９に支持されている。第１の支柱部分２１は、基台１９に設けられたレール２９に沿って移動するための第２の移動機構と、第２の移動機構を駆動する第２の駆動部とを有する。

第１の連結部２４は、第１の支柱部分２１に対して第２の支柱部分２２を連結する。第１の連結部２４は、第１の支柱部分２１に対して第２の支柱部分２２を回転軸Ｒ１回りに回転させる第１の回転部２６を有する。回転軸Ｒ１は、天板１１表面の短軸と平行な固定軸である。第１の回転部２６は、第３の駆動部により駆動される。

第２の連結部２５は、第２の支柱部分２２に対して第３の支柱部分２３を連結する。第２の連結部２５は、第２の支柱部分２２に対して第３の支柱部分２３を回転軸Ｒ２回りに回転させる第２の回転部２７を有する。回転軸Ｒ２は、回転軸Ｒ１と第２の支柱部分２２の中心軸とに直交する。第２の支柱部分２２は、第１の支柱部分２１に対して回転軸Ｒ１回りに回転可能である。そのため、回転軸Ｒ２は変動軸である。第２の回転部２７は、第４の駆動部により駆動される。第３の支柱部分２３は、その先端にＸ線管装置１３を固定している。

第１乃至第４の駆動部は、例えばモーターである。しかし、第４の駆動部は当該Ｘ線撮像装置に設けなくてもよく、その場合、第２の回転部２７は、第１の回転部２６に連動されて回転する。第１の回転部２６に第２の回転部２７を連動させるための機構構成と、連動動作とについては後述する。

Ｘ線管装置１３は、Ｘ線管とコリメータとからなる。Ｘ線管は、高電圧発生部１４からの高電圧（管電圧）の印加によってＸ線を発生する。Ｘ線管はＸ線を放射するための放射窓を有する。コリメータは、放射窓に取り付けられる。コリメータは、可動絞りを有する。可動絞りは、撮影制御部３３による制御に従い、Ｘ線管から放射されたＸ線の照射野を調整する。Ｘ線管から放射されたＸ線は、可動絞りにより、例えば、円錐形状や角錐形状に成形される。

Ｘ線検出部１５は、複数のＸ線検出素子を有する。複数のＸ線検出素子は、２次元のアレイ状に配列される。２次元のアレイ状の検出器はＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：平面検出器）と呼ばれる。ＦＰＤの各素子は、Ｘ線管装置１３から放射され被検体を透過したＸ線を検出する。ＦＰＤの各素子は、検出したＸ線強度に対応した電気信号を出力する。Ｘ線検出部１５は、当該Ｘ線装置の撮影姿勢に応じて、オペレータにより第１の格納部１６又は第２の格納部１８へ格納され、また、第１の格納部１６又は第２の格納部１８から取り外される。そのため、Ｘ線検出部１５は、格納作業及び取り外し作業をするための機構、例えば、取っ手などを有する。

データ収集部２０は、Ｘ線検出器１３から出力された電気信号に各種補正処理、増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理などを行ったデータを発生する。操作部３１は、オペレータがＸ線撮像装置に対して指示を入力するためのマンマシンインターフェースとして機能する。操作部３１は、例えば、正面撮影と側面撮影を切り替えるスイッチ、オペレータからの各種指示、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、種々の画質条件の設定指示、撮影条件の設定指示等を装置本体に取り込むためのトラックボール、各種スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、フットペダル、タッチパネルなどを有している。

システム制御部３２は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの集積回路、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの電子回路である。具体的には、システム制御部３２は、操作部３１を介したオペレータからの指示に従った動作、例えば、Ｘ線撮影に関わる動作、機構の移動に関わる動作、画像処理に関わる動作を統括的に制御する。

機構制御部３９は、システム制御部３２による制御に従い、各機構部の移動動作に関わる条件を決定し、第１、第２の移動機構及び第１、第２の回転部に条件に応じた移動制御信号を送信する。撮影制御部３３は、システム制御部３２による制御に従い、撮影に関わる条件、例えば、Ｘ線管電圧、管電流、撮影時間を決定し、高電圧発生部１４と、Ｘ線検出部１５と、データ収集部２０とに撮影制御信号を送信する。

画像発生部３４は、システム制御部３２による制御に従い、データ収集部２０から出力され、前処理部３５で処理されたデータに基づいて２次元Ｘ線画像を発生する。記憶部３６は、例えば、ハードディスクであり、画像発生部３４で発生された２次元Ｘ線画像のデータを記憶する。また、オペレータにより操作部３１を介して設定された各種項目と、正面撮影における移動条件と、側面撮影における移動条件と、オペレータの各種指示を受けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）とを記憶する。

表示処理部３７は、システム制御部３２による制御に従い、記憶部３６からＧＵＩや各画像のデータなどを読み出す。そして、読み出された画像に対して画像閲覧に関わる処理、例えば、Ｘ線画像の拡大縮小、Ｘ線画像へのアノテーションの追加、Ｘ線画像の平滑化処理、エッジ処理を施し、ディスプレイ３８に表示する。

次に、第１の回転部２６に第２の回転部２７を連動させるための機構構成について図４を用いて説明する。図４は、第１の回転部２６に第２の回転部２７を連動させるための機構構成の一例を示す図である。

第１の支柱部分２１に配置されたモーター４０にはドライブシャフト４１が接続されている。ドライブシャフト４１には、第１の歯車４２が固定されている。第１の歯車４２には第２の支柱部分２２に固定された第２の歯車４６が噛み合わされている。第２の歯車４６はベアリングを介して連結シャフト４７に支持されている。連結シャフト４７は、第１の支柱部分２１と第２の支柱部分２２とを連結する。連結シャフト４７は、その一端が第１の支柱部分２１に固定されていて、他端が第２の支柱部分２２にベアリングを介して回転自在に支持されている。第３の歯車４８は連結シャフト４７に固定されている。

第３の歯車４８には、第４の歯車４９が噛み合わされている。第４の歯車４９には、フェースギア状の第５の歯車５０が噛み合わされている。第５の歯車５０は、固定シャフト５２の一端に固定されている。固定シャフト５２のもう一端には、傘状の第６の歯車５１が固定されている。第６の歯車５１に対して、同じ歯数を有する一対の第７の歯車５３と第８の歯車５４とが互いに対向する位置で噛み合わされている。第７の歯車５３には、第１のプーリー部５５が固定されている。第８の歯車５４には、第２のプーリー部５６が固定されている。

第１のプーリー部５５には、第１のワイヤ５７が固定されている。第１のワイヤ５７は、その一端が第１のプーリー部５５に固定されており、第１のテンショナー５９を介して、もう一端が第１の回転ロッド部６１に固定されている。第１のテンショナー５９は、第１のワイヤ５７がたるむのを防ぐとともに、第１のワイヤ５７を第１のプーリー部５５の巻き取り位置に誘導するために設けられている。第２のプーリー部５６には、第２のワイヤ５８が接続されている。第２のワイヤ５８は、その一端が第２のプーリー部５６に固定されており、第２のテンショナー６０を介して、もう一端が第２の回転ロッド部６２に固定されている。第２のテンショナー６０は、第２のワイヤ５８がたるむのを防ぐとともに、第２のワイヤ５８を第２のプーリー部５６の巻き取り位置に誘導するために設けられている。

第１の回転ロッド６１と第２の回転ロッド部６２とは、回転部６３に固定されている。回転部６３の回転軸Ｒ２は回転軸Ｒ１に直交する。回転部６３は、固定アーム部６４により第２の支柱部分２２に固定されている。回転部６３には、回転アーム部６５が接続されている。回転アーム部６５は、第３の支柱部分２３に固定されている。第３の支柱部分２３の先端には、Ｘ線管装置１３が固定されている。

次に、本実施形態に係るＸ線撮像装置の動作について説明する。動作説明は、当該Ｘ線撮像装置にて、被検体のＲＯＩに関する正面撮影画像及び側面撮影画像が収集されるまでの手順を例に、図２乃至図３を用いて説明する。図２は、本実施形態に関わるＸ線撮像装置による正面撮影時のガントリ姿勢を示す図である。図３は、本実施形態に関わるＸ線撮像装置による側面撮影時のガントリ姿勢を示す図である。

本実施形態の説明において、座標は検査室の空間座標系で表現される。具体的には、ｘ軸（側面方向）は天板１１表面の短軸と平行であり、ｚ軸は天板１１表面の長軸と平行であり、ｙ軸（正面方向）は天板１１表面に垂直である。また、ｘ、ｙ、ｚ座標の原点は、基準位置にある天板１１表面の中心位置に設定される。

本実施形態に係るＸ線撮像装置では、第１の格納部１６に格納された状態におけるＸ線検出部１５の検出表面中心のｚ座標に対して、第２の格納部１８に格納された状態におけるＸ線検出部１５の検出表面中心のｚ座標が略一致するように、第２の格納部１８が寝台１２に取り付けられる取り付け部２８の位置が調整されている。

また、第２の格納部１８に格納された状態におけるＸ線検出部１５の検出表面中心のｙ座標と、回転軸Ｒ１のｙ座標とが略一致するように、第１の支柱部分２１の長さと第２の格納部１８の高さとが調整されている。

また、記憶部３６には、正面撮影移動条件と側面撮影移動条件とが記憶されている。正面撮影移動条件は、側面撮影時のガントリ姿勢から正面撮影時のガントリ姿勢に移行する時に、機構制御部３９が各駆動部を制御するための条件である。正面撮影移動条件では、側面撮影時のガントリ部１の位置を基準として、第１の回転部２６の回転角θ１と第２の回転部２７の回転角φ１と第２の移動機構の移動量ΔＺ１とが規定されている。

回転角θ１と回転角φ１とは、Ｘ線管装置１３のＸ線中心線が、第１の格納部１６に格納されたＸ線検出部１５の検出表面に垂直になるように設定されている。移動量ΔＺ１は、Ｘ線管装置１３のＸ線中心線と天板１１とが交差する位置のｚ座標が、第１の格納部１６に格納された状態におけるＸ線検出部１５の検出表面中心位置のｚ座標と一致するように設定されている。なお、Ｘ線管装置１３のＸ線中心線と天板１１とが交差する位置のｘ座標が、第１の格納部１６に格納された状態におけるＸ線検出部１５の検出表面中心位置のｘ座標と一致するように、第３の支柱部分２３の長さが調整されている。

側面撮影移動条件は、正面撮影時のガントリ姿勢から側面撮影時のガントリ姿勢に移行する時に、機構制御部３９が各駆動部を制御するための条件である。側面撮影移動条件では、正面撮影時のガントリ部１の位置を基準として、第１の回転部２６の回転角θ２と第２の回転部２７の回転角φ２と第２の移動機構の移動量ΔＺ２とが規定されている。回転角φ２は、Ｘ線管装置１３のＸ線中心線が、第２の格納部１８に格納されたＸ線検出部１５の検出表面に垂直になるように設定されている。回転角θ２と移動量ΔＺ２は、Ｘ線管装置１３のＸ線中心線が、第２の格納部１８に格納されたＸ線検出部１５の検出表面中心位置を通るように設定されている。

ＲＯＩに対する正面撮影について説明する。正面撮影時において、第２の格納部１８は、オペレータにより寝台１２上部の取り付け部２８から取り外されている。そして、Ｘ線検出部１５は、オペレータにより寝台１２に設けられた第１の格納部１６に格納される。

まず、操作部３１に設けられた正面撮影ボタンがオペレータにより押される。正面撮影ボタンが押されたのを契機に、機構制御部３９は、正面撮影移動条件を記憶部３６から読み出す。機構制御部３９は、正面撮影移動条件に基づいて、第１の回転部２６と、第２の回転部２７と第２の移動機構とを制御する。機構制御部３９の制御に従い、各駆動部の回転及び移動が行われると、撮影中心軸が、Ｘ線管の焦点とＸ線検出部１５の検出表面の中心位置Ｐ１とを結ぶ線で規定される。こうして、正面撮影の姿勢への移行が完了する。

まず、被検体が天板１１に載置される。オペレータは、被検体のＲＯＩの中心位置が撮影中心軸上に重なるまで操作部３１を介して天板１１を前後移動させる。次に、オペレータは、操作部３１を介してＸ線透視やＸ線撮影の条件などを設定する。設定が終わると、操作部３１に設けられたＸ線透視ボタンが、オペレータにより押される。Ｘ線透視ボタンが押されたのを契機に、Ｘ線透視が設定した透視条件に基づいて開始される。そして、Ｘ線透視画像は繰り返し収集される。収集されたＸ線透視画像は、記憶部３６に記憶されると共に、ディスプレイ３８に表示される。

オペレータは、ディスプレイ３８に表示されたＸ線透視画像を見ながら、操作部３１を介して天板１１を移動させ、被検体の位置を調整する。ＲＯＩの中心位置がディスプレイ３８の中心位置に収まるまで天板１１が移動されると、Ｘ線透視下の適時に撮影ボタンがオペレータにより押される。そして、ＲＯＩに対してＸ線撮影が行われ、ＲＯＩ関するＸ線撮影画像（Ｘ線画像）が収集される。収集されたＸ線画像のデータは記憶部３６に記憶される。Ｘ線撮影には、高線量のパルスＸ線が用いられるため、被検体の被ばく線量が多い。そのため、Ｘ線撮影は、低線量の連続Ｘ線による透視下で撮影タイミングを図り、オペレータによる撮影ボタンの操作を契機に適時実施される。そして、操作部３１を介したオペレータによる操作により正面撮影が終了される。

次に、同じＲＯＩに対する側面撮影について説明する。側面撮影時において、第２の格納部１８は、オペレータにより寝台１２上部の取り付け部２８に取り付けられる。そして、Ｘ線検出部１５は、オペレータにより第１の格納部１６から取り外され、第２の格納部１８に格納される。

まず、操作部３１に設けられた側面撮影ボタンがオペレータにより押される。側面撮影ボタンが押されたのを契機に、機構制御部３９は、側面撮影移動条件を記憶部３６から読み出す。機構制御部３９は、側面撮影移動条件に基づいて、第１の回転部２６と、第２の回転部２７と第２の移動機構とを制御する。機構制御部３９の制御に従い、各駆動部の回転及び移動が行われると、撮影中心軸が、Ｘ線管の焦点とＸ線検出部１５の検出表面の中心位置Ｐ２とを結ぶ線で規定される。こうして、正面撮影の姿勢から側面撮影の姿勢への移行が完了する。なお、被検体は天板１１に載置されたままである。

オペレータは、操作部３１を介してＸ線透視やＸ線撮影の条件などを設定する。設定が終わると、操作部３１に設けられたＸ線透視ボタンが、オペレータにより押される。Ｘ線透視ボタンが押されたのを契機に、Ｘ線透視が設定した透視条件に基づいて開始される。そして、Ｘ線透視画像は繰り返し収集される。収集されたＸ線透視画像は、記憶部３６に記憶されると共に、ディスプレイ３８に表示される。

オペレータは、ディスプレイ３８に表示されたＸ線透視画像を見ながら、操作部３１を介して天板１１を移動させ、被検体の位置を調整する。ＲＯＩの中心位置がディスプレイ３８の中心位置に収まるまで天板１１が移動されると、Ｘ線透視下の適時に撮影ボタンがオペレータにより押される。そして、ＲＯＩに対してＸ線撮影が行われ、ＲＯＩ関するＸ線撮影画像（Ｘ線画像）が収集される。収集されたＸ線画像のデータは記憶部３６に記憶される。こうして、同じＲＯＩに対する正面撮影と側面撮影が終了される。

次に、回転軸Ｒ１，Ｒ２の回転動作の詳細を説明する。まず、正面撮影時のガントリ姿勢から側面撮影時のガントリ姿勢への移行時の回転動作について図５を用いて説明する。

図５は、正面撮影時のガントリ姿勢から、側面撮影時のガントリ姿勢に移行するための各機構部の動作方向を示した図である。なお、本実施形態に係るＸ線撮像装置では、一方のプーリー部がワイヤを巻き取っている時は、もう一方のプーリー部はワイヤを送り出すようにワイヤが各プーリー部に固定されている。

まず、操作部３１に設けられた側面撮影ボタンがオペレータにより押される。側面撮影ボタンが押されたのを契機に、機構制御部３９は記憶部３６に記憶されている側面撮影移動条件を読み出す。側面撮影移動条件には、正面撮影時のガントリ部１の位置から、第１の回転部２６が角度φ２で回転されるように、モーター４０の回転方向と、回転数と、回転時間とが設定されている。機構制御部３９は側面撮影移動条件に基づいてモーター４０を制御する。

モーター４０は機構制御部３９による制御に従い、側面撮影移動条件下で回転される。側面撮影時のガントリ姿勢への移行において、ドライブシャフト４１及び第１の歯車４２が図中矢印の方向に回転される。第１の歯車４２が回転すると、第１の歯車４２と噛み合わされている第２の歯車４６は、第１の歯車４２の回転方向と逆向きに回転される。第２の歯車４６が回転されると、第２の歯車４６を固定している第２の支柱部分２２は、第２の歯車４６とともに回転軸Ｒ１回りに図５中矢印の方向に回転される。連結シャフト４７は、第２の歯車４６をベアリングを介して支持しており、さらに一端が第１の支柱部分２１に固定されているため回転しない。さらに、連結シャフト４７に固定されている第３の歯車４８も回転しない。したがって、第４の歯車４９は、第３の歯車４８と噛み合わされているため、第３の歯車４８による回転では回転しない。しかし、第４の歯車４９は、第２の支柱部分２２内に固定されているため、第２の支柱部分２２とともに回転し、その歯車の位置が変化する。その位置の変化は、第３の歯車４８の中心位置であるため、第４の歯車４９は、第３の歯車４８に対して回転される。

第４の歯車４９が回転されると、第４の歯車４９と噛み合わされている第５の歯車５０が回転される。第６の歯車５１は、第５の歯車５０とともに固定シャフト５２に固定されている。したがって、第６の歯車５１は、固定シャフト５２とともに第５の歯車５０の回転に連動する。第６の歯車５１が回転されると、第６の歯車５１に対して噛み合わされている第７の歯車５３と第８の歯車５４とが回転される。第７の歯車５３に対して第１のプーリー部５５が固定されている。第８の歯車５４に対して第２のプーリー部５６が固定されている。

第１のプーリー部５５は図５中矢印の方向に回転され、第１のワイヤ５７が巻き取られる。また、第２のプーリー部５６は図５中矢印の方向に回転され、第２のワイヤ５８が第１のワイヤ５７の第１のプーリー部５５による巻き取り量分送り出される。すると、第２の支柱部分２２に対して、回転自由に支持されている回転部６３と共に、第１の回転ロッド部６１及び第２の回転ロッド部６２は、第１の回転ロッド部６１が第１のプーリー部５５による第１のワイヤ５７の巻き取る力により回転される。その回転方向は、正面撮影時の位置を基準に回転軸Ｒ２回りに図中β方向である。回転部６３が回転軸Ｒ２回りのβ方向に回転されると、回転部６３と接続されている回転アーム部６５及び回転アーム部６５に固定されている第３の支柱部分２３とが、正面撮影時の位置を基準に回転軸Ｒ２回りに図中β方向に回転される。

したがって、第３の支柱部分２３の先端に固定されているＸ線管装置１３が回転軸Ｒ２回りのβ方向に回転される。なお、第１のプーリー部５５による第１のワイヤ５７の巻き取り量と、第２のプーリー部５６による第２のワイヤ５８の送り出し量とは、正面撮影時のガントリ部１の位置から、第２の回転部２７が角度θ２で回転されるように各歯車の歯数及び系で調整されている。こうして、正面撮影の姿勢から側面撮影の姿勢への移行が回転軸Ｒ１，Ｒ２の連動動作により完了される。

次に、図６を用いて側面撮影の姿勢から正面撮影の姿勢への移行における第１の回転部２６に対する第２の回転部２７の連動動作について説明する。図６は、側面撮影の姿勢から、正面撮影の姿勢に移行するための各機構部の動作方向を示した図である。

まず、操作部３１に設けられた正面撮影ボタンがオペレータにより押される。正面撮影ボタンが押されたのを契機に、機構制御部３９は記憶部３６に記憶されている正面撮影移動条件を読み出す。正面撮影移動条件には、側面撮影時のガントリ部１の位置から、第１の回転部２６が角度φ１で回転されるように、モーター４０の回転方向と、回転数と、回転時間とが設定されている。具体的には、正面撮影移動条件に基づくモーター４０の回転方向は側面撮影移動条件に基づくモーター４０の回転方向と逆である。機構制御部３９は正面撮影移動条件に基づいてモーター４０を制御する。

以降、各歯車及び各シャフトの連動動作は、正面撮影の姿勢から側面撮影の姿勢へ移行する時の動作と同じである。モーター４０は機構制御部３９による制御に従い、正面撮影移動条件下で回転される。正面撮影時のガントリ姿勢への移行において、ドライブシャフト４１及び第１の歯車４２が図中矢印の方向に回転される。すると、第２のプーリー部５６は図６中矢印の方向に回転され、第２のワイヤ５８が巻き取られる。また、第１のプーリー部５５は図６中矢印の方向に回転され、第１のワイヤ５７が第２のワイヤ５８の第２のプーリー部５６による巻き取り量分送り出される。

すると、第２の支柱部分２２に対して、回転自由に支持されている回転部６３と共に、第１の回転ロッド部６１及び第２の回転ロッド部６２は、第２の回転ロッド部６２が第２のプーリー部５６による第２のワイヤ５８の巻き取る力により回転される。その回転方向は、側面撮影時の位置を基準に回転軸Ｒ２回りに図中α方向である。回転部６３が回転軸Ｒ２回りのα方向に回転されると、回転部６３と接続されている回転アーム部６５及び回転アーム部６５に固定されている第３の支柱部分２３とが、正面撮影時の位置を基準に回転軸Ｒ２回りに図中α方向に回転される。したがって、第３の支柱部分２３の先端に固定されているＸ線管装置１３が回転軸Ｒ２回りのα方向に回転される。

なお、第１のプーリー部５５による第１のワイヤ５７の送り出し量と、第２のプーリー部５６による第２のワイヤ５８の巻き取り量とは、側面撮影時のガントリ部１の位置から、第２の回転部２７が角度φ１で回転されるように各歯車の歯数及び径で調整されている。こうして、側面撮影の姿勢から正面撮影の姿勢への移行が回転軸Ｒ１，Ｒ２の連動動作により完了される。

なお、上述の第２の回転部２７が第１の回転部２６に連動して回転動作する説明において、Ｘ線管装置１３を回転させるための第２の回転部２７は、第１のワイヤ５７又は第２のワイヤ５８が第１のプーリー部５５又は第２のプーリー部５６により巻き取られることで回転されることとした。第１のプーリー部５５及び第２のプーリー部５６は、各歯車及び各シャフトと連動して回転される。つまり、モーター４０の駆動力を各歯車及び各シャフトが伝え、正面撮影姿勢から側面撮影姿勢への移行と、側面撮影姿勢から正面撮影姿勢への移行とが行われる。しかし、一方の撮影姿勢への移行が、モーター４０の駆動力により行われなくてもよい。

それは、第８の歯車５４及び第２のプーリー部５６に代わり、第２の回転部２７に接続される回転アーム部６５が、例えば、正面撮影姿勢において、伸縮性のある固定ゴムなどで第２の支柱部分２２に固定されていてもよい。すると、正面撮影姿勢から側面撮影姿勢への移行のための回転部６３の回転は、第１のプーリー部５５による第１のワイヤ５７の巻き取り動作で行われる。この時、固定ゴムは伸びた状態になる。そして、側面撮影姿勢から正面撮影姿勢への移行のための第２の回転部２７の回転は、固定ゴムの正面撮影姿勢時の元の状態に戻ろうとする力（ゴム弾性力）により行われる。

本実施形態により、被検体に対する正面撮影と側面撮影とに対応したＸ線撮像装置の提供が可能となる。本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や趣旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものある。

１…システム本体、３…ガントリ部、１１…天板、１２…寝台、１３…Ｘ線管装置、１４…高電圧発生部、１５…Ｘ線検出部、１６…第１の格納部、１７…支柱部、１８…第２の格納部、１９…基台、２０…データ収集部、２１…第１の支柱部分、２２…第２の支柱部分、２３…第３の支柱部分、２４…第１の連結部、２５…第２の連結部、２６…第１の回転部、２７…第２の回転部、２８…取り付け部、２９…レール、３１…操作部、３２…システム制御部、３３…撮影制御部、３４…画像発生部、３５…前処理部、３６…記憶部、３７…表示処理部、３８…ディスプレイ、３９…機構制御部

Claims (5)

1. 被検体を載置する天板を有する寝台と、
   Ｘ線を発生するＸ線管球と、
   前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線管球を支持する支柱部とを具備し、
   前記支柱部は第１乃至第３の支柱部分と第１、第２の連結部とを有し、
   前記第１の連結部は、前記第１の支柱部分に対して前記第２の支柱部分を連結し、前記天板短軸と平行な第１の回転軸を有し、
   前記第２の連結部は、前記第２の支柱部分に対して前記第３の支柱部分を連結し、前記第１の回転軸と前記第２の支柱部分の中心軸とに直交する第２の回転軸を有し、
   前記第３の支柱部分は前記Ｘ線管球を支持することを特徴とするＸ線撮像装置。
2. 前記被検体に対する撮影姿勢の変更指示をオペレータが入力操作するための操作部をさらに備え、
   前記撮影姿勢は、第１、第２の撮影姿勢を含み、
   前記第１の撮影姿勢においては、前記Ｘ線管球のＸ線中心軸が前記天板面と交差し、
   前記第２の撮影姿勢においては、前記Ｘ線管球のＸ線中心軸が前記天板面と平行し、
   前記寝台は、前記Ｘ線検出部を着脱自在に格納する第１、第２格納部を有し、
   前記第１格納部は、前記第１の撮影姿勢の状態における前記Ｘ線管球と対向する位置に設けられ、
   前記第２格納部は、前記寝台上部の前記第２の撮影姿勢の状態における前記Ｘ線管球と対向する位置に前記寝台に対して着脱自在に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。
3. 前記第１の撮影姿勢における前記Ｘ線管球のＸ線中心軸と前記第２の撮影姿勢における前記Ｘ線管球のＸ線中心軸とが交差する請求項２に記載のＸ線撮像装置。
4. 前記被検体に対する撮影姿勢の変更指示をオペレータが入力操作するための操作部と、
   前記支柱部を前記天板の長軸方向に移動させる支柱移動部と、
   前記第１の支柱部分に対して前記第２の支柱部分を前記第１の回転軸回りに回転させる第１の回転部と、
   前記第２の支柱部分に対して前記第３の支柱部分を前記第２の回転軸回りに回転させる第２の回転部とをさらに具備し、
   前記撮影姿勢は、第１、第２の撮影姿勢を含み、
   前記第１の撮影姿勢においては、前記Ｘ線管球のＸ線中心軸が前記天板面と交差し、
   前記第２の撮影姿勢においては、前記Ｘ線管球のＸ線中心軸が前記天板面と平行し、
   前記操作部から前記撮影姿勢の変更指示に応じて、前記第１、第２の回転部とともに前記支柱移動部を制御する制御部とを具備することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。
5. 前記第１の支柱部分に対して前記第２の支柱部分を前記第１の回転軸回りに回転させる第１の回転部と、
   前記第２の支柱部分に対して前記第３の支柱部分を前記第２の回転軸回りに回転させる第２の回転部と、
   前記第１の回転部に前記第２の回転部を従動させる従動機構とをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。

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