JP6322164B2 - 医療用x線撮影装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態に係る医療用X線撮影装置1の構成を示すブロック図である。図2は、第1実施形態に係る発生器側コリメータ22を示す斜視図である。図3は、第1実施形態に係る医療用X線撮影装置1を示す正面図である。図4は、第1実施形態に係る医療用X線撮影装置1を示す平面図である。図5は、図4に示すA−A断面位置から見た第1検出器収容部3を示す正面図である。図6は、図4に示すB−B断面位置から見た第1検出器30を示す正面図である。図7は、図4に示すC−C断面位置から見た頭部撮影用コリメータ34を示す正面図である。図8は、図4に示すD−D断面位置から見た第2検出器56を示す正面図である。
好ましくは、本体部10は、X線撮影の現場において、中空の縦長直方体状の防X線室(図示せず。)に収容される。本体部10は、X線を発生させる発生器20(X線発生器)と、発生器20から放射されたX線を検出する第1検出器30を備える。発生器20は、発生器収容部2の内部に収容されており、第1検出器30は、第1検出器収容部3の内部に収容されている。発生器収容部2及び第1検出器収容部3は、一方向に延びる長尺状部材である旋回アーム4(支持部)の両端部にそれぞれ取付けられている。旋回アーム4は、発生器20及び第1検出器30が対向可能となるようにこれらを支持する支持部を構成している。
発生器収容部2には、発生器20及び発生器側コリメータ22が収容されている。
第1検出器収容部3の内部には、第1検出器30、待避移動機構32、頭部撮影用コリメータ34、及び、線量低減フィルタユニット36が設けられている。
図6に示すように、第1検出器収容部3に収容されている待避移動機構32は、モータ321と、ネジ軸323と、シャフト325とを備えている。ネジ軸323は、モータ321で回転駆動する。シャフト325は、鉛直方向に平行に延びる棒状の部材である。第1検出器30の両側部のうち一方側にはネジ軸323に螺合する2つのナット部材301,301が取付けられている。第1検出器30の両側部のうち他方側には、2つのスライド部材303,303が取付けられている。スライド部材303,303には鉛直方向に貫通する孔が設けられており、これらの孔にはシャフト325が挿通されている。
第1検出器30が待避位置EVPにある場合、発生器20から出射されたX線ビームは、第1検出器収容部3の中を通って、頭部撮影用コリメータ34によって規制される。頭部撮影用コリメータ34は、図7に示すように、一方向に延びる細長状の開口34S(スリット)が形成されている。開口34Sを通過したX線ビームは、頭部撮影用の細隙X線ビームNB1としてセファロスタットCSAの第2検出器収容部54内部の第2検出器56に入射する。頭部撮影用コリメータ34は、スリット状コリメータの一構成例である。
図1及び図7に示すように、第1検出器収容部3には、頭部撮影用コリメータ34をx軸方向に移動させるスリット移動機構340が収容されている。図7に示すように、スリット移動機構340は、ベルト341、モータ343、シャフト345及びスライド部材347,347で構成されている。
本体部10は、頭部X線規格撮影を行うためのセファロユニット5を備えている。セファロユニット5は、支柱18から水平方向に延びるアーム50と、アーム50の先端部に取付けられた頭部固定部52及び第2検出器収容部54を備えている。
頭部固定部52は、頭部X線規格撮影における撮影対象物である頭部HP1を固定するように構成されている。詳細には、頭部固定部52には、頭部HP1の両耳の穴に挿入される一対のイヤーロッド521,521及び前頭骨と鼻骨の境界点(ナジオン)に当てられるナジオン当接部523が設けられている。一対のイヤーロッド521,521及びナジオン当接部523は、水平方向に移動可能に保持されている。
図1又は図8に示すように、第2検出器収容部54には、第2検出器56が収容されている。第2検出器56の構成は、第1検出器30と同様、平面状に並べられた複数のX線検出素子で構成される。ただし、第2検出器56の検出面561は細長状に形成された細長状検出面となっている。
図3に示すように、第2検出器収容部54のうち、発生器20と第2検出器56との間に配される壁部のうち少なくともX線が通過する部分は、X線の透過を妨げないためにX線の透過を許容する素材で構成された透過許容部RL3とされている。
次に、図4を参照しつつ、医療用X線撮影装置1における頭部X線規格撮影について説明する。ここでは、頭部撮影用コリメータ34における遮蔽板がx軸方向に移動すると、開口がx軸方向に移動する。これによって、細隙X線ビームNB1がx軸方向に移動することで、頭部HP1の撮影対象領域を細隙X線ビームNB1でx軸方向に走査する。図4に示す例は、被写体の頭部HP1の側面について撮影するものであり、ここでは、頭部HP1が後頭部側から前頭部側にかけて細隙X線ビームNB1で走査されている。以下の説明では、細隙のX線ビームで被写体を走査する頭部X線規格撮影の方式をスキャン方式と称する。スキャン方式の頭部X線規格撮影の場合、後述するように、細隙X線ビームNB1に合わせて第2検出器の検出面を細長状に形成し、これを移動させればよいため、検出器の費用を抑えることができる。したがって、頭部X線規格撮影を低コストで行うことができる。
図9は、第1実施形態に係る線量低減フィルタユニット36を示す図である。また、図16は、第1実施形態に係る線量低減フィルタユニット36、発生器20及び第2検出器56の位置関係を示す概略斜視図である。
図12及び図13は高感受性部位をX線の照射から保護するための高感受性部位照射規制ユニット36Sの斜視図である。図12は主として高感受性部位照射規制ユニット36Sの正面(X線経路上の上流側)を示している。図13は主として高感受性部位照射規制ユニット36Sの背面(X線経路上の下流側)を示している。
図1に戻って、本体制御部70の構成について説明する。本体制御部70は、CPU、ROM及びRAM等を備えた一般的なコンピュータで構成されている。CPUは、図示を省略するプログラムに従って動作することによって、旋回アーム駆動制御部71、待避移動制御部72、X線規制制御部73、被写体位置制御部74及び検出器移動制御部75及びフィルタ移動制御部76として動作する。
図1に戻って、画像処理部90は、CPU、ROM及びRAM等を備えた一般的なコンピュータで構成される。画像処理部90は、本体制御部70とは別のコンピュータとして構成されていてもよいが、本体制御部70のCPUがプログラムに従って動作することによりソフトウェア的に実現される機能モジュールであってもよい。画像処理部90は、本体部10で実行されたX線撮影で得られる投影データから、各種のX線画像(CT画像、パノラマ画像及び頭部X線規格画像)を生成する。
操作部80は、操作パネル81及びX線照射指令スイッチ83を備えている。操作パネル81は、撮影モード選択部811、旋回アーム昇降操作部813、撮影領域設定部815、体格設定部817を備えている。操作パネル81は、タッチパネル形式の画面を備えており、撮影モード選択部811等の各部が画面上に仮想的に表示されるボタンで構成される。なお、操作パネル81は、オペレータが操作可能な複数の物理的なボタンを備えていてもよい。この場合、撮影モード選択部811等の各部が物理的なボタンで構成されていてもよい。
図19は、第1実施形態に係る医療用X線撮影装置1の動作を示すフロー図である。図19に示す医療用X線撮影装置1の動作は、特に断らない限り、本体制御部70の制御下で実行されるものとする。
まず、パノラマX線撮影モードにおける医療用X線撮影装置1の動作について説明する。ステップS10において、パノラマX線撮影モードが選択されると、旋回アーム4の向きが、被写体を導入向けの姿勢となるように旋回アーム4が旋回する(ステップS100)。ステップS100の後、本体部10に被写体が導入される。続いて、旋回アーム4の鉛直方向の高さ位置が調整されるとともに、チンレスト61の高さが調整されることで被写体の頭部HP1の鉛直方向の高さ位置が調整される(ステップS101)。なお、チンレスト61の初期位置がパノラマX線撮影向けとされている場合、チンレスト61の当該位置調整は省略可能である。
次に、頭部X線規格撮影モードにおける医療用X線撮影装置1の動作について説明する。ステップS10において頭部X線規格撮影モードが選択されると、旋回アーム4の向きが、頭部X線規格撮影向けに変更される(ステップS200)。すなわち、図4に示すように、発生器20、第1検出器収容部3及び第2検出器56が一直線上に並ぶように、旋回アーム4が旋回する。
次に、CT撮影モードにおける医療用X線撮影装置1の動作について説明する。ステップS10においてCT撮影モードが選択されると、旋回アーム4の向きが、被写体導入向けの姿勢となるように旋回アーム4が旋回する(ステップS300)。そして、ステップS300の後、本体部10に被写体が導入される。続いて、旋回アーム4の鉛直方向の高さ位置が調整されるとともに、チンレスト61の高さが調整されることで被写体の頭部HP1の鉛直方向の高さ位置が調整される(ステップS301)。
以上のように、医療用X線撮影装置1では、頭部X線規格撮影時において、発生器20から出射されたX線ビームの範囲が、第2検出器56までの経路途中に配された第1検出器収容部3の頭部撮影用コリメータ34によって規制される。このため、発生器20の近傍でX線ビームB1の広がりを規制する場合に比べてX線投影像における散乱線の影響を低減でき、X線ビームB1の広がりをより高精度に規制できる。このため、頭部X線規格写真を良好に取得することができる。さらに、第1検出器30を収容した第1検出器収容部3に、頭部撮影用コリメータ34を収容して一体化することで、医療用X線撮影装置1の省スペース化を図ることができる。
次に、第2実施形態に係る医療用X線撮影装置1Aについて説明する。第1実施形態に係る医療用X線撮影装置1では、頭部X線規格写真を取得する場合に、細隙X線ビームNB1で頭部HP1を走査するスキャン方式が採用されている。これに対して、医療用X線撮影装置1Aは、頭部HP1の撮影対象領域全体にX線を同時に照射して、頭部X線規格写真を取得する。以下、この頭部X線規格撮影の方式をワンショット方式と称する。ワンショット方式の頭部X線規格撮影の場合、スキャン方式の場合に比べて、撮影時間を短縮できるとともに、画像処理が特段不要となるメリットがある。
図26は、第2実施形態に係る医療用X線撮影装置1Aの動作を示すフロー図である。医療用X線撮影装置1Aにおいても、医療用X線撮影装置1と同様に、パノラマX線撮影モード、CT撮影モード及び頭部X線規格撮影モードの中から、特定の撮影モードの選択が行われる(ステップS10)。そして、選択された撮影モードに従って、各X線撮影のフローが実行される。
医療用X線撮影装置1Aでは、頭部X線規格撮影時において、発生器20から出射されたX線ビームのx軸方向の広がりが、第2検出器56Aまでの経路途中に配された第1検出器収容部3の頭部撮影用コリメータ34Aによって規制することができる。これによって、第2検出器56の近傍でX線ビームの広がりを規制する場合に比べて規制量を小さくできるため、規制部材を小型化できる。また、発生器20の近傍でX線の広がりを規制する場合に比べて散乱の影響が低減されるため、X線ビームの広がりを高精度に規制できる。したがって、頭部X線規格写真を良好に取得できる。
10 本体部
12 旋回軸
14 上部フレーム
16 旋回アーム駆動部
167 旋回駆動部
2 発生器収容部
20 発生器
22 発生器側コリメータ(X線規制部)
3 第1検出器収容部
30 第1検出器
32 待避移動機構
34 頭部撮影用コリメータ(スリット状コリメータ)
34A 頭部撮影用コリメータ(単射照射用コリメータ)
34S 開口(スリット)
36 線量低減フィルタユニット
360 線量低減フィルタ移動機構
4 旋回アーム
5 セファロユニット
50 アーム
52 頭部固定部
525 測定部
54 第2検出器収容部
56,56A 第2検出器
561 検出面(細長状検出面)
561A 検出面
58 検出器移動機構(検出面移動機構)
60 被写体保持部
70 本体制御部
71 旋回アーム駆動制御部(旋回制御部)
72 待避移動制御部
73 X線規制制御部
74 被写体位置制御部
75 検出器移動制御部
76 フィルタ移動制御部
80 操作部
811 撮影モード選択部
815 撮影領域設定部
90 画像処理部
92 記憶部
94 画像表示用モニタ
AGU 入射角度
B1 X線ビーム
CB1 X線コーンビーム
CBC1 センタービーム
CBX1 X線コーンビーム
DTP 受光位置
EVP 待避位置
F1 線量低減フィルタ
FCB1 正面用X線ビーム
HP1,HP1a,HP1b 頭部
NB1 頭部X線規格撮影用の細隙X線ビーム
PNB1 パノラマX線撮影用の細隙X線ビーム
RL1,RL3 透過許容部
RL2 透過許容部(軟X線除去フィルタ,X線透過性金属板)
Claims (15)
- X線ビームを発生させる発生器と、
前記発生器からの前記X線ビームを検出する第1検出器を内部に収容する検出器収容部と、
前記発生器及び前記第1検出器が対向可能となるように前記発生器及び前記検出器収容部を支持する支持部と、
前記支持部を旋回させる旋回駆動部と、
頭部をX線撮影する頭部X線規格撮影の際に、前記頭部を透過した前記X線ビームを検出する第2検出器と、
前記頭部X線規格撮影の際に前記頭部を固定する頭部固定部と、
を備え、
前記第1検出器が前記X線ビームを受けて撮影する第1撮影、及び、前記第2検出器が前記X線ビームを受けて前記頭部X線規格撮影する第2撮影を実行可能に構成された医療用X線撮影装置であって、
前記第2撮影の際、前記検出器収容部が前記発生器と前記第2検出器との間に位置するように前記旋回駆動部を制御する旋回駆動制御部と、
前記第1検出器を、前記第1撮影の際に前記X線ビームを受ける受光位置と、前記第2撮影の際に前記第2検出器に向かう前記X線ビームの光路上から待避する待避位置との間で移動させる待避移動機構と、をさらに備え、
前記検出器収容部は、
前記発生器から前記第2検出器に向かう前記X線ビームの広がりを規制する頭部撮影用X線規制部と、
前記検出器収容部の外装部を構成しており、前記発生器から前記第2検出器に向かう前記X線ビームを透過させる透過許容部と、
を備える、医療用X線撮影装置。 - 請求項1に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記頭部撮影用X線規制部は、前記第2検出器に向かう前記X線ビームの広がりを可変に規制する、医療用X線撮影装置。 - 請求項1または請求項2に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記頭部撮影用X線規制部が、前記頭部のうち顎顔面を除く領域へ前記X線ビームが照射されることを抑制する、医療用X線撮影装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記頭部撮影用X線規制部は、
前記X線ビームを一方向に延びるスリットによって規制して、X線の細隙ビームを形成するスリット状コリメータと、
前記スリットを移動させることによって、前記細隙ビームで撮影対象領域を走査するスリット移動機構と、を備え、
前記第2検出器は、
前記細隙ビームを検出する細長状検出面と、
前記細隙ビームの移動に同期して前記細長状検出面を移動させる検出面移動機構と、を備える、医療用X線撮影装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記頭部撮影用X線規制部は、
前記X線ビームを規制することによって、前記頭部における撮影対象領域に照射される広域X線ビームを形成する単射照射用コリメータ、
を備え、
前記広域X線ビームは、前記単射照射用コリメータによって前記撮影対象領域の全体に同時にX線の照射を行うように規制され、
前記第2検出器は、
撮影対象領域を透過した前記広域X線ビームを一度に検出する広域検出面、
を備える、医療用X線撮影装置。 - 請求項5に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記単射照射用コリメータは、前記第2撮影において、前記頭部の正面を撮影する場合と前記頭部の側面を撮影する場合とで、前記X線ビームの広がりを規制する規制量を変更する、医療用X線撮影装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記第1撮影を実行する第1撮影モード及び前記第2撮影を実行する第2撮影モードを含む複数の撮影モードから、特定の撮影モードの選択を受け付ける撮影モード選択受付部、
をさらに備え、
前記撮影モード選択受付部が前記第2撮影モードの選択を受け付けることで、前記待避移動機構が前記第1検出器を前記待避位置に移動させる、医療用X線撮影装置。 - 請求項7に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記発生器を内部に収容しており、前記支持部によって支持される発生器収容部と、
前記発生器収容部の内部に収容され、遮蔽板によって前記発生器のX線管から出射されたX線を部分的に遮蔽することで前記X線ビームを形成し、前記X線ビームの照射範囲を規制するX線規制部と、
をさらに備え、
前記撮影モード選択受付部が受け付けた撮影モードに応じて、前記X線規制部が前記遮蔽板を移動させることによって、前記X線ビームの照射範囲が変更される、医療用X線撮影装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記第1撮影が、パノラマX線撮影及びCT撮影のうち少なくともいずれか一方である、医療用X線撮影装置。 - 請求項8に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記第1撮影として、パノラマX線撮影及びCT撮影が含まれ、
前記X線規制部は、前記パノラマX線撮影では前記第1検出器の検出面に対して上向きに照射されるように前記X線ビームを規制し、前記CT撮影では前記第1検出器の検出器に対して直角に入射するように前記X線ビームを規制する、医療用X線撮影装置。 - 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記旋回駆動部は、前記支持部を前記発生器及び前記検出器収容部との間の位置に設定された旋回軸周りに旋回させ、
前記待避移動機構は、前記第1検出器を前記旋回軸の軸方向に沿って移動させる、医療用X線撮影装置。 - 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記検出器収容部に収容されており、前記第2検出器に向かう前記X線ビームのうち一部の線量を低減する線量低減フィルタ、
をさらに備える、医療用X線撮影装置。 - 請求項12に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記検出器収容部に収容されており、線量低減フィルタを前記頭部における軟組織の位置に合わせて移動させる線量低減フィルタ移動機構、
をさらに備える、医療用X線撮影装置。 - 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記検出器収容部に設けられており、前記第2検出器に向かう前記X線ビームのうちの軟X線を除去する軟X線除去フィルタ、をさらに備える医療用X線撮影装置。 - 請求項14に記載の医療用X線撮影装置であって、
前記軟X線除去フィルタが、前記透過許容部を構成するX線透過性金属板である、医療用X線撮影装置。
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