JP6250933B2 - Ｘ線透視撮影装置 - Google Patents

Description

この発明は、被検体の透視あるいは撮影を行うＸ線透視撮影装置に係り、特に、保持手段によりＸ線源およびＸ線検出器が歳差運動する技術に関する。

従来、この種の装置では、Ｘ線を発生するＸ線管（Ｘ線源）と、Ｘ線管に対向して配設され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線管およびＸ線検出器を保持する保持部（保持手段）とを備えたＸ線透視撮影装置において、Ｘ線管およびＸ線検出器がそれぞれ円または楕円軌道上を動作するように保持部が歳差運動を行いながら透視あるいは撮影を行う（例えば、特許文献１、２参照）。

歳差運動の概略例を図１３に示す。保持部は、２つの円または楕円軌道１０１，１０２の回転中心を結ぶ線（以下、「歳差中心軸」と呼ぶ）１０３が鉛直軸に平行となるような歳差運動をＸ線管およびＸ線検出器が行うように保持している。なお、歳差中心軸１０３からの歳差運動の角度は「振れ角」とも呼ばれ、図１３では符号１０４で付している。図１３では、わかりやすく図示するために振れ角１０４を大きく図示しているが、実際の振れ角１０４は１５°以下であり固定されている。

近年では、被検体を載置する天板が傾斜するのに連動して、歳差中心軸も傾斜する装置が開発されている。天板が傾斜することにより、鉛直軸以外の様々な方向に歳差中心軸を傾斜させることができる。

特開平８−３２２８２７号公報（第５頁、図３〜図６） 国際公開第ＷＯ２００９−１２８１２９号

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置では、１５°以下と浅い振れ角で歳差運動を行うので、撮影対象が血管の場合において、撮影対象の血管の走行状態によっては３次元の血管の狭窄状態を観察するのが難しく十分な診断能を得ることができないという問題がある。一方で、歳差中心軸は鉛直軸に平行に固定されており、１５°以下と浅い振れ角での歳差運動では、ほぼ上から、あるいはほぼ下から３次元の血管の狭窄状態を観察することになるので、振れ角と同様の理由により十分な診断能を得ることができない。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、診断能を向上させることができるＸ線透視撮影装置を提供することを目的とする。

発明者は、上記の問題を解決するために研究した結果、次のような知見を得た。

すなわち、上述したように、従来の場合には歳差中心軸が鉛直軸に平行に固定されているので、ほぼ上から、あるいはほぼ下から透視あるいは撮影を行うことになってしまう。そこで、上述したように天板の傾斜に連動して歳差中心軸も傾斜すれば、斜め方向から透視あるいは撮影を行うことができる。しかし、撮影対象の被検体を観察する限り、被検体を載置する載置面に対して歳差中心軸は常に直交するので、被検体に対して相対的にほぼ上から、あるいは相対的にほぼ下から透視あるいは撮影を行うことになる。

そこで、天板の傾斜に連動して歳差中心軸を鉛直軸から単に傾斜させるという発想を変えて、被検体を載置する載置面を基準にして歳差中心軸を傾斜設定することに着目した。さすれば、天板の傾斜状態に関係なく、術者が載置面に対して歳差中心軸を傾斜設定することになり、被検体に対して相対的に斜め方向から透視あるいは撮影を行うことができ、診断能を向上させることができるという知見を得た。

一方で、上述したように振れ角は１５°以下で固定されている。振れ角を仮に大きく設定すると、歳差運動の駆動力を大きくする必要があり、歳差運動の周期も長くなる。これらを防止するために、振れ角は所定の角度で１５°以下の浅い角度と予め設定されており、術者が自由に設定変更することができないような設計となっていた。

そこで、歳差運動の駆動力が多少大きくなっても、あるいは歳差運動の周期が多少長くなっても問題がなければ、術者が振れ角を任意の角度に自由に設定することができるように設計する。さすれば、広い振れ角で透視あるいは撮影を行うことができ、診断能を向上させることができるという知見を得た。

このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係るＸ線透視撮影装置は、被検体の透視あるいは撮影を行うＸ線透視撮影装置であって、Ｘ線源およびＸ線検出器を保持する保持手段と、前記保持手段により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸を、被検体を載置する載置面に対して傾斜設定する中心軸傾斜設定手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］この発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、中心軸傾斜設定手段を備える。保持手段によりＸ線源およびＸ線検出器が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸を、被検体を載置する載置面に対して中心軸傾斜設定手段が傾斜設定することで、被検体に対して相対的に斜め方向から透視あるいは撮影を行うことができ、診断能を向上させることができる。

この発明に係るＸ線透視撮影装置において、保持手段によりＸ線源およびＸ線検出器が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸からの歳差運動の振れ角を任意の角度に設定する振れ角設定手段を備えてもよい。

振れ角設定手段を備える場合においては、保持手段によりＸ線源およびＸ線検出器が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸からの歳差運動の振れ角を任意の角度に振れ角設定手段が設定することで、観察し易い振れ角で透視あるいは撮影を行うことができ、診断能を向上させることができる。

中心軸傾斜設定手段および振れ角設定手段を両方備えた場合には、歳差中心軸を載置面に対して中心軸傾斜設定手段が傾斜設定することで、被検体に対して相対的に斜め方向から透視あるいは撮影を行うことができるとともに、振れ角を任意の角度に振れ角設定手段が設定することで、観察し易い振れ角で透視あるいは撮影を行うことができ、診断能をより一層向上させることができる。

これらの発明において、歳差運動中に歳差中心軸を、被検体を載置する載置面に対して傾斜変更する中心軸傾斜変更手段を備えるのが好ましい。歳差運動中において現在の歳差中心軸では観察するのが難しいと判明した場合には、観察し易い歳差中心軸に中心軸傾斜変更手段が歳差運動中に傾斜変更することで、歳差運動中でも診断能を向上させることができる。

同様に、これらの発明において、歳差運動中に歳差中心軸からの歳差運動の振れ角を変更する振れ角変更手段を備えるのが好ましい。歳差運動中において現在の振れ角では観察するのが難しいと判明した場合には、観察し易い振れ角に振れ角変更手段が歳差運動中に変更することで、歳差運動中でも診断能を向上させることができる。

上述した中心軸傾斜変更手段および振れ角変更手段を両方備えてもよい。
すなわち、歳差運動中に歳差中心軸を、被検体を載置する載置面に対して傾斜変更する中心軸傾斜変更手段と、歳差運動中に歳差中心軸からの歳差運動の振れ角を変更する振れ角変更手段とを備える。歳差運動中において現在の歳差中心軸および現在の振れ角では観察するのが難しいと判明した場合には、観察し易い歳差中心軸に中心軸傾斜変更手段が歳差運動中に傾斜変更するとともに、観察し易い振れ角に振れ角変更手段が歳差運動中に変更することで、歳差運動中でも診断能をより一層向上させることができる。

上述したこれらの発明のうち振れ角に関する発明において、振れ角を所定の角度以下に制限する振れ角制限手段を備えるのが好ましい。振れ角は１８０°未満であれば、歳差運動を行うことができるが、歳差運動の軌道は制限なく大きくなり、上述したように歳差運動の駆動力を大きくする必要があり、歳差運動の周期も長くなる。そこで、撮影態様に応じて、歳差運動の軌道や駆動力や周期を予め設定して、それらに応じて振れ角に関して限界となる所定の角度を予め決定する。振れ角を所定の角度以下に振れ角制限手段が制限することで、歳差運動の軌道が制限なく大きくなることなどを防止することができる。

この発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、保持手段によりＸ線源およびＸ線検出器が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸を、被検体を載置する載置面に対して中心軸傾斜設定手段が傾斜設定することで、被検体に対して相対的に斜め方向から透視あるいは撮影を行うことができ、診断能を向上させることができる。
また、振れ角設定手段を備える場合においては、保持手段によりＸ線源およびＸ線検出器が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸からの歳差運動の振れ角を任意の角度に振れ角設定手段が設定することで、観察し易い振れ角で透視あるいは撮影を行うことができ、診断能を向上させることができる。

実施例１〜６に係るＸ線透視撮影装置システムの概略構成を示した側面図である。 実施例１に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は、載置面に対する歳差中心軸の傾斜設定の概略例である。 歳差中心軸が傾斜設定された歳差運動の概略例である。 Ｃアームの動作状況に関するタイミングチャートである。 中心軸傾斜設定部の一実施態様の例である。 実施例２に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。 実施例３に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。 実施例４に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。 実施例５に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。 実施例６に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。 変形例に係る振れ角制限部を備えたＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。 従来の歳差運動の概略例である。

以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１〜６に係るＸ線透視撮影装置システムの概略構成を示した側面図であり、図２は、実施例１に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。後述する実施例２〜６も含めて、本実施例１では、Ｘ線透視撮影装置は、Ｘ線透視撮影装置システムに組み込まれる場合を例に採って説明する。

後述する実施例２〜６も含めて、本実施例１に係るＸ線透視撮影装置システムは、図１に示すように、被検体Ｍを載置する可動式天板１１、および可動式天板１１を支持する土台部１２を有した検診台１と、被検体Ｍの透視あるいは撮影を行うＸ線撮像部２と備えるとともに、図２に示すように、位置制御部４を備えている。各実施例では、可動式天板１１は造影剤を投与するためのカテーテル用天板として用いられ、検診台１はカテーテル台として用いられる。

先ず、検診台１の機構について図１を参照して説明する。可動式天板１１を土台部１２に沿って水平方向（例えば図中のｘ方向またはｙ方向）に平行にスライド移動させるように構成されている。土台部１２は鉛直方向（図中のｚ方向）に伸縮自在に構成されており、これによって可動式天板１１を鉛直方向に昇降移動させる。図１では図示していないが、可動式天板１１を傾斜させてもよく、水平姿勢・起立姿勢・傾斜姿勢のいずれかに可動式天板１１を起倒させてもよい。例えば、モータ（図示省略）と、図示を省略する回転軸を介してモータに取り付けられたギア（図示省略）と、このギアに噛合され可動式天板１１を支持したラック（図示省略）とを備えることで、これらの移動を実現する。

次に、Ｘ線撮像部２について図１を参照して説明する。Ｘ線撮像部２は、天井面（図中のｘｙ平面）に設置された基台部２１と、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２と、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３と、Ｃアーム２３の一端に支持されたＸ線管２４と、他端に支持されたフラットパネル型Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）２５とを備えている。基台部２１，Ｃアーム支持部２２およびＣアーム２３によって、Ｘ線管２４およびＦＰＤ２５が互いに対向配置されて保持されている。Ｃアーム２３は、この発明における保持手段に相当し、Ｘ線管２４は、この発明におけるＸ線源に相当し、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２５は、この発明におけるＸ線検出器に相当する。

天井面にはｘ方向に延在した固定レール３１が設置されており、この固定レール３１に移動レール支持部３２が取り付けられ、ｙ方向（紙面の奥行き方向）に延在した移動レール３３が移動レール支持部３２により懸垂支持されている。移動レール支持部３２を介して移動レール３３は固定レール３１に沿ってｘ方向に平行にスライド移動する。移動レール３３にはキャリッジ３４が嵌合し、キャリッジ３４は移動レール３３に沿ってｙ方向に平行にスライド移動する。モータ（図示省略）などにより移動レール３３やキャリッジ３４などを平行移動させる。

また、キャリッジ３４に対して基台部２１を鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転移動させる第１撮像駆動部３５を備えている。第１撮像駆動部３５は、モータやベルトやギアボックスやギア（ギアを除いて図示省略）などを備えている。第１撮像駆動部３５によって基台部２１が鉛直軸心周りに回転移動することで、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２も鉛直軸心周りに回転移動し、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３も鉛直軸心周りに回転移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も鉛直軸心周りに回転移動する。以上のように、第１撮像駆動部３５は、Ｘ線撮像部２を鉛直軸心周りに回転移動させる。

また、基台部２１に対してＣアーム支持部２２を被検体Ｍの体軸（図中のｘ軸）の軸心周りに回転駆動させる第２撮像駆動部３６を備えている。第２撮像駆動部３６は、モータやベルトやギアボックスやギア（ギアを除いて図示省略）などを備えている。第２撮像駆動部３６によって基台部２１に対してＣアーム支持部２２が体軸の軸心周りに回転移動する。また、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３も体軸の軸心周りに回転移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も体軸の軸心周りに回転移動する。以上のように、第２撮像駆動部３６は、Ｘ線撮像部２を体軸の軸心周りに回転移動させる。

また、Ｃアーム２３を被検体Ｍの体軸（図中のｘ軸）に対して水平面で直交する軸（図中のｙ軸）心周りに回転駆動させるために、ベアリング３７，ベルト３８およびモータ３９を備えている。Ｃアーム２３はレール形状で形成されており、２つのベアリング３７がＣアーム２３の溝部に嵌合し、ベルト３８がＣアーム２３の外周面に沿って付設され、モータ３９がベルト３８の一部を巻き取るように配置されている。モータ３９が回転駆動することで、ベルト３８が周回し、それに伴ってベアリング３７に対してＣアーム２３が摺動する。この摺動によりＣアーム２３が、体軸に対して水平面で直交する軸の軸心周りに回転移動する。また、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も体軸に対して水平面で直交する軸の軸心周りに回転移動する。以上のように、ベアリング３７，ベルト３８およびモータ３９は、Ｘ線管２４およびＦＰＤ２５を体軸に対して水平面で直交する軸の軸心周りに回転駆動させる。

なお、移動レール３３が固定レール３１に沿ってｘ方向に平行にスライド移動することで、移動レール３３に嵌合したキャリッジ３４もｘ方向に平行移動し、キャリッジ３４に支持された基台部２１もｘ方向に平行移動する。また、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２もｘ方向に平行移動し、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３もｘ方向に平行移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５もｘ方向に平行移動する。以上のように、移動レール３３は、Ｘ線撮像部２をｘ方向に平行移動させる。

また、キャリッジ３４が移動レール３３に沿ってｙ方向に平行にスライド移動することで、キャリッジ３４に支持された基台部２１もｙ方向に平行移動する。また、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２もｙ方向に平行移動し、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３もｙ方向に平行移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５もｙ方向に平行移動する。以上のように、キャリッジ３４は、Ｘ線撮像部２をｙ方向に平行移動させる。

この他に、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸心周りに回転移動させるＦＰＤ移動部（図示省略）などを備えている。また、Ｃアーム支持部２２またはＣアーム２３を鉛直軸に沿って昇降移動させることで、Ｘ線撮像部２を鉛直軸に沿って平行駆動させる撮像部昇降部（図示省略）を備えてもよい。

なお、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸方向に沿って、ＦＰＤ２５を平行移動させるＦＰＤ移動部（図示省略）を備えてもよい。この場合には、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸が、Ｘ線管２４からＦＰＤ２５に下ろした垂線（すなわち照射中心軸）方向に平行であるので、ＦＰＤ移動部が支持軸方向に沿ってＦＰＤ２５を平行移動させることで、ＦＰＤ２５を垂線方向に沿って平行移動させることになる。すなわち、Ｘ線管２４からＦＰＤ２５に垂線を下ろした距離（すなわちSID: Source Image Distance）をＦＰＤ移動部が可変にして、ＦＰＤ２５を垂線方向に沿って平行移動させる。

検診台１やＸ線撮像部２を上述のように移動させて、Ｘ線管２４から照射されたＸ線をＦＰＤ２５が検出して得られたＸ線検出信号を、後述する画像処理部７（図２を参照）で処理することで被検体ＭのＸ線画像を得る。このようにして、当該被検体Ｍの透視あるいは撮影を行う。被検体Ｍの透視については、撮影時よりも微弱な線量のＸ線を照射して得られたＸ線画像を逐次にリアルタイムで表示することにより行う。被検体Ｍの撮影については、通常の線量のＸ線を照射して得られたＸ線画像を, ＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体（図２ではメモリ部９）に一旦に書き込んで記憶してから、読み出して表示あるいは印刷することにより行う。

また、可動式天板１１の傍らには操作部４１が可動式天板１１に着脱自在に設置される。この操作部４１は、Ｘ線撮像部２の各構成（基台部２１やＣアーム支持部２２やＣアーム２３など）や移動レール３３やキャリッジ３４などを遠隔操作にて移動制御可能に構成され、これらに対して無線により送信あるいは電気ケーブルにより接続されている。Ｘ線透視撮影装置システムでは、カテーテルを介して造影剤を投与しつつ被検体Ｍに対して透視あるいは撮影を行うために、造影剤を投与しやすくすべく可動式天板１１の傍らに操作部４１を設置しているが、操作部４１を自在に持ち運んで、室内の任意の場所において遠隔操作にて移動制御することができる。

次に、位置制御部４周辺の機構について図２を参照して説明する。後述する実施例２〜６も含めて、本実施例１では、図２に示すように、Ｘ線透視撮影装置は符号Ａの範囲であり、検診台１や検診台制御部５もＸ線透視撮影装置Ａの構成に含まれる。後述する実施例２〜６も含めて、本実施例１では、Ｘ線透視撮影装置Ａの構成は全て室内に配置される。Ｘ線透視撮影装置Ａは、図１に示す検診台１（図２も参照）やＸ線撮像部２（図２も参照）の他にＸ線撮像部２の位置を制御する位置制御部４を備え、さらに、検診台１の位置を制御する検診台制御部５と、Ｘ線管２４に管電圧や管電流を付与してＸ線管２４を制御するＸ線管制御部６と、ＦＰＤ２５で検出されたＸ線検出信号をＸ線画像として処理する画像処理部７と、検診台１や検診台制御部５を除くこれらを統括制御するコントローラ８と、画像処理部７で処理されたＸ線画像などを記憶するメモリ部９とを備えている。この他に、入力設定を行う入力部（図示省略）や、画像処理部７で処理された画像などを出力する出力部（図示省略）などを備えているが、操作部４１や後述する中心軸傾斜設定部４２を除けば、これらの構成については特徴部分と関連しないので、それらの説明について省略する。

位置制御部４は、上述したようにＸ線撮像部２の各構成や移動レール３３（図１を参照）やキャリッジ３４（図１を参照）などを遠隔操作にて移動制御する操作部４１（図１も参照）と、Ｃアーム２３によりＸ線管２４およびＦＰＤ２５が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸ＡＸ（図３および図４を参照）を、被検体Ｍを載置する載置面Ｐ（図３を参照）に対して傾斜設定する中心軸傾斜設定部４２とを備えている。位置制御部４や、検診台制御部５やＸ線管制御部６や画像処理部７やコントローラ８は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。中心軸傾斜設定部４２は、この発明における中心軸傾斜設定手段に相当する。

術者が操作部４１に操作入力を行い、操作部４１の操作入力に応じて、第１／第２撮像駆動部３５，３６（図１を参照）の各モータ（図示省略）や、モータ３９（図１を参照）や、移動レール３３やキャリッジ３４の各モータ（図示省略）を回転制御することで、Ｘ線撮像部２の各構成や移動レール３３やキャリッジ３４を図１中の矢印の方向にそれぞれ駆動させる。中心軸傾斜設定部４２の具体的な構成や機能については、図３〜図６で詳しく後述する。

検診台制御部５は、モータ（図示省略）を回転制御することで、可動式天板１１や土台部１２を図１中の矢印の方向にそれぞれ駆動させる。検診台制御部５は、コントローラ８に接続されておらず、コントローラ８に接続された位置制御部４やＸ線管制御部６とは独立して検診台１の位置を制御する。したがって、室内にそれぞれ配置された検診台１とＸ線撮像部２とが互いに独立して駆動する。その結果、Ｘ線撮像部２は、検診台１とは独立して室内に配置される。

上述したように、検診台制御部５は、コントローラ８に接続されておらず、コントローラ８に接続された位置制御部４やＸ線管制御部６とは独立して検診台１の位置を制御するので、検診台１とＸ線撮像部２とは機械的には独立している。もちろん、検診台１・Ｘ線撮像部２は一体型で構成されていてもよい。例えば、可動式天板１１を起倒させる起倒フレーム（図示省略）がＣアーム２３などに代表される保持部に連結され、可動式天板１１がＸ線撮像部とともに連動してもよい。また、コントローラ８を介して位置制御部４と検診台制御部５とを接続して、位置制御部４によりＸ線撮像部２が駆動するのに同期して、検診台１の可動式天板１１や土台部１２が駆動してもよい。

Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管２４に管電圧や管電流を付与してＸ線管２４を制御する。また、図示を省略するコリメータをＸ線管制御部６が制御することで、Ｘ線管２４からそれぞれ照射されたＸ線の照視野を制御する。画像処理部７は、Ｘ線管２４から照射されて被検体Ｍを透過してＦＰＤ２５で検出されたＸ線（Ｘ線検出信号）に対して各種の画像処理（例えばラグ補正やゲイン補正など）を行うことで被検体ＭのＸ線画像を得る。このＸ線画像を必要に応じて、コントローラ８を介してメモリ部９や出力部（図示省略）に送り込む。

次に、本実施例１に係る歳差運動や中心軸傾斜設定部４２の具体的な構成や機能について、図３〜図６を参照して説明する。図３は、載置面に対する歳差中心軸の傾斜設定の概略例であり、図４は、歳差中心軸が傾斜設定された歳差運動の概略例であり、図５は、Ｃアームの動作状況に関するタイミングチャートであり、図６は、中心軸傾斜設定部の一実施態様の例である。

図３に示すように、可動式天板１１の面が、被検体Ｍ（図３では図示省略）を載置する載置面Ｐとなる。図３に示すように、中心軸傾斜設定部４２（図２および図６を参照）は、歳差中心軸ＡＸを載置面Ｐに対して傾斜設定する。例えば可動式天板１１が傾斜せずに載置面Ｐが水平面（図中のｘｙ平面）のときには、載置面Ｐに直交する軸は、従来のように図中の二点鎖線に示す鉛直軸（図中のｚ軸）である。したがって、可動式天板１１が傾斜しない場合において、歳差中心軸ＡＸを載置面Ｐに対して傾斜設定するには、ｚ軸以外の軸であれば歳差中心軸ＡＸとして傾斜設定することができる。

例えば、図３（ａ）に示すように、短手方向（図中のｙ軸）から可動式天板１１を見たときには、被検体Ｍの頭部側に傾斜させた軸も、歳差中心軸ＡＸになり得るし、被検体Ｍの脚部側に傾斜させた軸も、歳差中心軸ＡＸになり得る。また、長手方向（図中のｘ軸）には傾斜させず短手方向のみを傾斜させる場合は、ｚ軸も歳差中心軸ＡＸになり得る。

また、図３（ｂ）に示すように、長手方向（図中のｘ軸）から可動式天板１１を見たときには、被検体Ｍの右側に傾斜させた軸も、歳差中心軸ＡＸになり得るし、被検体Ｍの左側に傾斜させた軸も、歳差中心軸ＡＸになり得る。同じく、短手方向（図中のｙ軸）には傾斜させず長手方向のみを傾斜させる場合は、ｚ軸も歳差中心軸ＡＸになり得る。

なお、載置面Ｐに平行に歳差中心軸ＡＸを設定する場合も、載置面Ｐに対して傾斜設定する場合に含まれるものとする。また、図３（ａ）の歳差中心軸ＡＸおよび図３（ｂ）の歳差中心軸ＡＸを組み合わせて合成した方向も、載置面Ｐに対して傾斜設定する場合に含まれる。

このように、歳差中心軸ＡＸが傾斜設定されたときには、歳差運動は図４に示すような円または楕円軌道Ｃ１，Ｃ２を描きながら、Ｘ線管２４（図１および図２を参照）およびＦＰＤ２５（図１および図２を参照）は当該円または楕円軌道Ｃ１，Ｃ２上を移動する。可動式天板１１を傾斜させたときも同様に、歳差中心軸ＡＸを載置面Ｐに対して傾斜設定すればよい。図４中のθは歳差中心軸ＡＸからの歳差運動の振れ角であるが、本実施例１では振れ角は固定であるものとする。

例えば、図３（ａ）に示す被検体Ｍの頭部側や脚部側に歳差中心軸ＡＸを傾斜させて歳差運動を実現するには、Ｃアーム２３（図１および図２を参照）をスライド方向に（図１，図３中のｙ軸心周りに回転）移動させて、所定の角度に歳差中心軸ＡＸを傾斜させる。そして、図５に示すように、Ｘ線管２４からのＸ線照射に同期して、図３（ａ）に示す歳差中心軸ＡＸに直交する一軸（ｘ軸およびｚ軸を組み合わせて合成したｘ´軸）の軸心周りの回転速度を、ａ・ｓｉｎｔで制御するとともに、図３（ａ）に示す歳差中心軸ＡＸに直交する別の一軸（ｙ軸およびｚ軸を組み合わせて合成したｙ´軸）の軸心周りの回転速度を、ｓｉｎｔに対して９０°位相がずれたｂ・ｃｏｓｔで制御する。

また、図３（ｂ）に示す被検体Ｍの左右側に歳差中心軸ＡＸを傾斜させて歳差運動を実現するには、Ｃアーム２３を被検体Ｍの体軸（図１，図３のｘ軸）の軸心周りに回転させて、所定の角度に歳差中心軸ＡＸを傾斜させる。そして、図５に示すように、Ｘ線管２４からのＸ線照射に同期して、図３（ｂ）に示す歳差中心軸ＡＸに直交する一軸（ｘ軸およびｚ軸を組み合わせて合成したｘ´軸）の軸心周りの回転速度を、ａ・ｓｉｎｔで制御するとともに、図３（ａ）に示す歳差中心軸ＡＸに直交する別の一軸（ｙ軸およびｚ軸を組み合わせて合成したｙ´軸）の軸心周りの回転速度を、ｓｉｎｔに対して９０°位相がずれたｂ・ｃｏｓｔで制御する。

図５中のａ，ｂは振幅であり、図５ではａ＞ｂとしているが、逆にａ＜ｂでもよいし、ａ＝ｂでもよい。ａ≠ｂの場合には振幅が小さい方が短径で振幅が大きい方が長径の楕円軌道となり、ａ＝ｂの場合には半径がａの真円軌道となる。

なお、実際には、Ｘ線照射の開始前後については、回転速度は図中の二点鎖線に示すａ・ｓｉｎｔやｂ・ｃｏｓｔで制御されない。図中のＴを制御開始時点とすると、図中の実線に示すように回転速度が徐々に変化するように制御して、それぞれの回転速度がａ・ｓｉｎｔおよびｂ・ｃｏｓｔで制御された時点でＸ線照射を開始するようにする。Ｘ線照射の終了時についても同様で、実際には図中の実線に示すように回転速度が徐々に変化して最終的に停止するように制御する。

また、図５中の「ｘ´軸心周り」とは、ｘ軸およびｚ軸を組み合わせて合成した方向の軸であって、かつ傾斜された歳差中心軸ＡＸに直交する一軸を新たにｘ´軸としたｘ´軸心周りの回転速度の成分を示す。同様に、図５中の「ｙ´軸心周り」とは、ｙ軸およびｚ軸を組み合わせて合成した方向の軸であって、かつ傾斜された歳差中心軸ＡＸに直交する別の軸を新たにｙ´軸としたｙ´軸心周りの回転速度の成分を示す。

図３に示すように歳差中心軸ＡＸを載置面Ｐに対して中心軸傾斜設定部４２により傾斜設定するには、図６に示すように、鉛直軸から傾斜させる角度を正方向に１°刻みで加算して歳差中心軸ＡＸを設定するプラスボタン４２ａと、鉛直軸から傾斜させる角度を負方向に１°刻みで減算して歳差中心軸ＡＸを設定するマイナスボタン４２ｂと、図３（ａ）に示すような長手方向への歳差中心軸ＡＸの傾斜設定を選択する長手方向傾斜選択ボタン４２ｃと、図３（ｂ）に示すような短手方向への歳差中心軸ＡＸの傾斜設定を選択する短手方向傾斜選択ボタン４２ｄとを有する。術者は、中心軸表示器４２ｅに表示された現在の歳差中心軸ＡＸの立体角度を見ながら、長手方向傾斜選択ボタン４２ｃあるいは短手方向傾斜選択ボタン４２ｄを選択した状態でプラスボタン４２ａあるいはマイナスボタン４２ｂを押して、所望の角度に歳差中心軸ＡＸを傾斜設定する。

中心軸傾斜設定部４２は、図６に示す実施態様に限定されない。例えば、傾斜設定する歳差中心軸ＡＸの角度を中心軸表示器４２ｅに直接的に入力するように中心軸傾斜設定部４２を構成してもよい。また、長手方向への歳差中心軸ＡＸの傾斜設定、短手方向への歳差中心軸ＡＸの傾斜設定を切り替え選択するモード選択ボタン（図示省略）を設けてもよい。また、操作部４１（図１および図２を参照）に中心軸傾斜設定の機能を有し、可動式天板１１（図１を参照）に操作部４１が着脱自在に設置されるように構成してもよい。その他、Ｃアーム２３（図１および図２を参照）の面や固定の壁面などに中心軸傾斜設定の機能を有した入力部を設置してもよい。

本実施例１に係るＸ線透視撮影装置Ａによれば、中心軸傾斜設定部４２を備える。保持部（各実施例ではＣアーム２３）によりＸ線管２４およびＦＰＤ２５が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸ＡＸを、被検体Ｍを載置する載置面Ｐに対して中心軸傾斜設定部４２が傾斜設定することで、被検体Ｍに対して相対的に斜め方向から透視あるいは撮影を行うことができ、診断能を向上させることができる。

次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図７は、実施例２に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。上述した実施例１と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略する。

本実施例２では、図７に示すように、位置制御部４は、操作部４１を備えるとともに、上述した実施例１の中心軸傾斜設定部４２（図２および図６を参照）の替わりに、Ｃアーム２３によりＸ線管２４およびＦＰＤ２５が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸ＡＸ（図３および図４を参照）からの歳差運動の振れ角θ（図４を参照）を任意の角度に設定する振れ角設定部４３を備えている。振れ角設定部４３は、この発明における振れ角設定手段に相当する。

Ｘ線管２４の振れ角θは、Ｘ線管２４・ＦＰＤ２５を結ぶ線と鉛直軸とのなす角度と、歳差中心軸ＡＸと鉛直軸とのなす角度との差分で求められる。ＦＰＤ２５の振れ角θについても、Ｘ線管２４・ＦＰＤ２５を結ぶ線と鉛直軸とのなす角度と、歳差中心軸ＡＸと鉛直軸とのなす角度との差分で求められる。なお、本実施例２では、歳差中心軸ＡＸは載置面Ｐ（図３を参照）に対して常に直交し、実施例１のような中心軸傾斜設定の機能を有さないものとする。

具体的な振れ角θの値については、特に限定されない。従来の場合には、１５°以下と浅い振れ角θで固定されていたが、歳差運動の駆動力が多少大きくなっても、あるいは歳差運動の周期が多少長くなっても問題がなければ、１５°を超えた角度（例えば３０°や４５°）に術者は振れ角θを自由に設定することができる。もちろん、１５°以下の範囲であっても、術者は振れ角θを自由に設定することができる。

振れ角設定部４３の具体的な構成については、実施例１の中心軸傾斜設定部４２（図４を参照）とほぼ同様の構成であるので、図示を省略する。例えば、振れ角θを正方向に１°刻みで加算するプラスボタンと、振れ角θを負方向に１°刻みで減算するマイナスボタンとを有し、術者は、振れ角表示器に表示された現在の振れ角θを見ながら、プラスボタンあるいはマイナスボタンを押して、所望の角度に振れ角θを設定する。なお、振れ角θを設定する場合には、図６のような長手方向傾斜選択ボタン４２ｃや短手方向傾斜選択ボタン４２ｄは不要である。

実施例１の中心軸傾斜設定部４２と同様に、振れ角設定部４３についてもプラスボタンやマイナスボタンを有する実施態様に限定されない。例えば、任意に設定する振れ角θを振れ角表示器に直接的に入力するように振れ角設定部４３を構成してもよい。また、操作部４１（図１，図２および図７を参照）に振れ角設定の機能を有し、可動式天板１１（図１を参照）に操作部４１が着脱自在に設置されるように構成してもよい。その他、Ｃアーム２３（図１および図２を参照）の面や固定の壁面などに振れ角設定の機能を有した入力部を設置してもよい。

本実施例２に係るＸ線透視撮影装置Ａによれば、振れ角設定部４３を備える。保持部（各実施例ではＣアーム２３）によりＸ線管２４およびＦＰＤ２５が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸ＡＸからの歳差運動の振れ角θを任意の角度に振れ角設定部４３が設定することで、観察し易い振れ角θで透視あるいは撮影を行うことができ、診断能を向上させることができる。

次に、図面を参照してこの発明の実施例３を説明する。
図８は、実施例３に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。上述した実施例１、２と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略する。

本実施例３では、上述した実施例１の中心軸傾斜設定部４２と上述した実施例２の振れ角設定部４３とを組み合わせている。すなわち、本実施例３では、図８に示すように、位置制御部４は、操作部４１を備えるとともに、中心軸傾斜設定部４２と振れ角設定部４３とを備えている。中心軸傾斜設定部４２は、この発明における中心軸傾斜設定手段に相当し、振れ角設定部４３は、この発明における振れ角設定手段に相当する。

中心軸傾斜設定部４２は、上述した実施例１の中心軸傾斜設定部４２と同じ構成であるので、その説明を省略する。振れ角設定部４３も、上述した実施例２の振れ角設定部４３と同じ構成であるので、その説明を省略する。このように、本実施例３では、歳差中心軸ＡＸ（図３および図４を参照）を載置面Ｐ（図３を参照）に対して傾斜設定し、かつ振れ角θ（図４を参照）を任意の角度に設定することができる。

本実施例３に係るＸ線透視撮影装置Ａによれば、中心軸傾斜設定部４２および振れ角設定部４３を両方備えた場合には、歳差中心軸ＡＸを載置面Ｐに対して中心軸傾斜設定部４２が傾斜設定することで、被検体Ｍ（図１を参照）に対して相対的に斜め方向から透視あるいは撮影を行うことができるとともに、振れ角θを任意の角度に振れ角設定部４３が設定することで、観察し易い振れ角θで透視あるいは撮影を行うことができ、診断能をより一層向上させることができる。

次に、図面を参照してこの発明の実施例４を説明する。
図９は、実施例４に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。上述した実施例１〜３と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略する。

本実施例４では、図９に示すように、位置制御部４は、操作部４１，中心軸傾斜設定部４２および振れ角設定部４３を備えるとともに、歳差運動中に歳差中心軸ＡＸ（図３および図４を参照）を、被検体Ｍ（図１を参照）を載置する載置面Ｐ（図３を参照）に対して傾斜変更する中心軸傾斜変更部４４を備えている。中心軸傾斜変更部４４は、この発明における中心軸傾斜変更手段に相当する。

上述した実施例１、３では、歳差運動前に歳差中心軸ＡＸを載置面Ｐに対して傾斜変更していたが、本実施例４では、中心軸傾斜変更部４４は、歳差運動中でも歳差中心軸ＡＸを載置面Ｐに対して傾斜変更することが可能である。中心軸傾斜変更部４４の具体的な構成については、実施例１の中心軸傾斜設定部４２（図４を参照）とほぼ同様の構成であるので、図示を省略する。

本実施例４に係るＸ線透視撮影装置Ａによれば、歳差運動中に歳差中心軸ＡＸを、被検体Ｍを載置する載置面Ｐに対して傾斜変更する中心軸傾斜変更部４４を備えている。歳差運動中において現在の歳差中心軸ＡＸでは観察するのが難しいと判明した場合には、観察し易い歳差中心軸ＡＸに中心軸傾斜変更部４４が歳差運動中に傾斜変更することで、歳差運動中でも診断能を向上させることができる。

次に、図面を参照してこの発明の実施例５を説明する。
図１０は、実施例５に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。上述した実施例１〜４と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略する。

本実施例５では、図１０に示すように、位置制御部４は、操作部４１，中心軸傾斜設定部４２および振れ角設定部４３を備えるとともに、歳差運動中に歳差中心軸ＡＸ（図３および図４を参照）からの歳差運動の振れ角θ（図４を参照）を変更する振れ角変更部４５を備えている。振れ角変更部４５は、この発明における振れ角変更手段に相当する。

上述した実施例２、３では、歳差運動前に振れ角θを変更していたが、本実施例５では、振れ角変更部４５は、歳差運動中でも振れ角θを変更することが可能である。振れ角変更部４５の具体的な構成については、実施例１の中心軸傾斜設定部４２（図４を参照）とほぼ同様の構成であるので、図示を省略する。

本実施例５に係るＸ線透視撮影装置Ａによれば、歳差運動中に歳差中心軸ＡＸからの歳差運動の振れ角θを変更する振れ角変更部４５を備えている。歳差運動中において現在の振れ角θでは観察するのが難しいと判明した場合には、観察し易い振れ角θに振れ角変更部４５が歳差運動中に変更することで、歳差運動中でも診断能を向上させることができる。

次に、図面を参照してこの発明の実施例６を説明する。
図１１は、実施例６に係るＸ線透視撮影装置システムのブロック図である。上述した実施例１〜５と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略する。

本実施例６では、上述した実施例４の中心軸傾斜変更部４４と上述した実施例５の振れ角変更部４５とを組み合わせている。すなわち、本実施例６では、図１１に示すように、位置制御部４は、操作部４１，中心軸傾斜設定部４２および振れ角設定部４３を備えるとともに、中心軸傾斜変更部４４と振れ角変更部４５とを備えている。中心軸傾斜変更部４４は、この発明における中心軸傾斜変更手段に相当し、振れ角変更部４５は、この発明における振れ角変更手段に相当する。

中心軸傾斜変更部４４は、上述した実施例４の中心軸傾斜変更部４４と同じ構成であるので、その説明を省略する。振れ角変更部４５も、上述した実施例５の振れ角変更部４５と同じ構成であるので、その説明を省略する。このように、本実施例６では、歳差運動中でも歳差中心軸ＡＸ（図３および図４を参照）を載置面Ｐ（図３を参照）に対して傾斜変更し、かつ歳差運動中でも振れ角θ（図４を参照）を変更することができる。

本実施例６に係るＸ線透視撮影装置Ａによれば、歳差運動中に歳差中心軸ＡＸを、被検体Ｍ（図１を参照）を載置する載置面Ｐに対して傾斜変更する中心軸傾斜変更部４４と、歳差運動中に歳差中心軸ＡＸからの歳差運動の振れ角θを変更する振れ角変更部４５とを備えている。歳差運動中において現在の歳差中心軸ＡＸおよび現在の振れ角θでは観察するのが難しいと判明した場合には、観察し易い歳差中心軸ＡＸに中心軸傾斜変更部４４が歳差運動中に傾斜変更するとともに、観察し易い振れ角θに振れ角変更部４５が歳差運動中に変更することで、歳差運動中でも診断能をより一層向上させることができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、図１に示すようにＣアームを備えたＸ線透視撮影装置を例に採って説明したが、保持手段（保持部）がＸ線源（Ｘ線管）とＸ線検出器とを保持する構成であれば、Ｃアーム以外の保持手段（保持部）であってもよい。

（２）上述した各実施例では、天井から吊り掛けられたＸ線透視撮影装置を例に採って説明したが、Ｘ線透視撮影装置であれば、例えば床面に据え付けられたＸ線透視撮影装置であってもよい。

（３）上述した各実施例では、Ｘ線検出器として、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）などに例示されるように、通常において用いられるＸ線を検出するＸ線検出器であれば、特に限定されない。

（４）上述した各実施例では、横臥した状態で被検体を載置して歳差運動を行いながら透視あるいは撮影を行うものであったが、可動式天板を傾斜させて、起立姿勢・傾斜姿勢のいずれかで載置して歳差運動を行いながら透視あるいは撮影を行う場合にも適用することができる。また、可動式天板１を透視あるいは撮影中に傾斜させつつ歳差運動を行いながら透視あるいは撮影を行う場合にも適用することができる。

（５）上述した実施例４〜６では、上述した実施例３のように中心軸傾斜設定部４２および振れ角設定部４３を両方備えていたが、上述した実施例１のように中心軸傾斜設定部４２のみを備えた場合、あるいは上述した実施例２のように振れ角設定部４３のみを備えた場合にも適用することができる。

（６）上述した実施例２、３、５および６では、振れ角θ（図４を参照）については制限を設けなかったが、図１２に示すような振れ角制限部４６を設けてもよい。位置制御部４は、操作部４１などの他に、振れ角θを所定の角度（例えば４５°）以下に制限する振れ角制限部４６を備えている。振れ角は１８０°未満であれば、歳差運動を行うことができるが、歳差運動の軌道は制限なく大きくなり、上述したように歳差運動の駆動力を大きくする必要があり、歳差運動の周期も長くなる。そこで、撮影態様に応じて、歳差運動の軌道や駆動力や周期を予め設定して、それらに応じて振れ角θに関して限界となる所定の角度を予め決定する。振れ角制限部４６は中央演算処理装置（ＣＰＵ）や比較器などで構成されており、振れ角θに関して予め決定された所定の角度と術者が設定した角度とを比較器が比較して、術者が設定した角度が所定の角度を超えた場合には所定の角度以下にＣＰＵが制限する。振れ角θを所定の角度以下に振れ角制限部４６が制限することで、歳差運動の軌道が制限なく大きくなることなどを防止することができる。振れ角制限部４６は、この発明における振れ角制限手段に相当する。

（７）上述した実施例２、３、５および６では、歳差運動前に設定された振れ角θ（図４を参照）あるいは歳差運動中に変更された振れ角θに関係なく回転速度は一定であったが、振れ角θに応じて回転速度を可変にしてもよい。例えば、振れ角θが大きく設定・変更されたら、振れ角θが大きく設定・変更されることに伴って歳差運動の駆動力が大きくなるので、それを防止すべく歳差運動の駆動力を一定にするために回転速度を遅くしてもよい。逆に、振れ角θが大きく設定・変更されたら、振れ角θが大きく設定・変更されることに伴って歳差運動の周期が長くなるので、それを防止すべく歳差運動の周期を一定にするために回転速度を速くしてもよい。

Ａ … Ｘ線透視撮影装置
２３ … Ｃアーム
２４ … Ｘ線管
２５ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
４２ … 中心軸傾斜設定部
４３ … 振れ角設定部
４４ … 中心軸傾斜変更部
４５ … 振れ角変更部
４６ … 振れ角制限部
ＡＸ … 歳差中心軸
Ｐ … 載置面
θ … 振れ角
Ｍ … 被検体

Claims (4)

1. 被検体の透視あるいは撮影を行うＸ線透視撮影装置であって、
   Ｘ線源およびＸ線検出器を保持する保持手段と、
   前記保持手段により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が歳差運動する際に当該歳差運動の中心軸である歳差中心軸を、被検体を載置する載置面に対して傾斜設定する中心軸傾斜設定手段と、
   前記歳差運動中に前記歳差中心軸を、被検体を載置する載置面に対して傾斜変更する中心軸傾斜変更手段と
   を備えることを特徴とするＸ線透視撮影装置。
2. 請求項１に記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記保持手段により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が歳差運動する際に当該歳差運動
   の中心軸である歳差中心軸からの歳差運動の振れ角を任意の角度に設定する振れ角設定手
   段を備えることを特徴とするＸ線透視撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記歳差運動中に前記歳差中心軸からの歳差運動の振れ角を変更する振れ角変更手段を
   備える
   ことを特徴とするＸ線透視撮影装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記振れ角を所定の角度以下に制限する振れ角制限手段を備える
   ことを特徴とするＸ線透視撮影装置。

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