JP6451838B2 - X線撮影装置 - Google Patents

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Description

この発明は、X線管と、X線管から照射され被検者と通過したX線を検出するX線検出器とを備え、立位状態の被検者の患部を撮影するX線撮影装置に関する。
このようなX線撮影装置は、立位撮影スタンドとも呼称され、被検者が起立するベース部と、このベース部から立設された衝立と、ベース部に起立した被検者に対して衝立とは逆側に配置されたX線管を有するX線照射部と、衝立に対して被検者およびX線照射部とは逆側に配置されたフラットパネルディテクタ(FPD)やイメージインテンシファイア(I.I.)等のX線検出器とを備える(特許文献1参照)。
特開2011−110247号公報
立位状態の被検者の患部を撮影するX線撮影時に、立位荷重撮影と呼称される撮影方式により撮影を実行する場合がある。例えば、下肢の関節は荷重による軟骨への負担が大きく、骨や関節の変形が多くなる。このため、下肢の関節等に荷重を負荷したままの状態でX線撮影を行う立位荷重撮影が実行される。この立位荷重撮影によれば、非荷重時の関節変性(骨棘,骨嚢胞の形成,軟骨下骨質の硬化等)の画像診断とともに、荷重時の関節間隙狭小などを投影し、さらに、関節面の傾斜角変位を計測すること等によって、変形性関節症の診断等を効果的に実行することが可能となる。
図14から図17は、立位荷重撮影時における被検者100の姿勢を示す概要図である。
膝関節、足関節、踵関節等の脚部の関節を患部とした立位荷重撮影を実行するときには、図14に示すような、関節に最も荷重を負荷することができる片脚立位が基本である。しかしながら、被検者100が図14に示す片脚立位をとった場合、図15に示すように、その姿勢が崩れる可能性がある。
このため、関節に負荷される荷重は小さくはなるが、図16に示すように、被検者100が支持部13を支持する姿勢や、図17に示すように、被検者100が両足でたって患部側の脚に主として荷重をかける両脚立位をとる場合もある。このような場合においても、その姿勢を一定に維持することは必ずしも容易ではない。
一般に、このようなX線撮影装置を利用してX線撮影を行う場合においては、オペレータが撮影室において被検者100に正しい撮影姿勢をとらせた後、操作室に移動して操作を行うことによりX線撮影を実行する。このため、オペレータが撮影室から操作室に移動する間に被検者の姿勢が崩れた場合には、正しいX線撮影が行われないことになる。この場合には、再度、X線撮を実行する必要が生じ、被検者が不要なX線を被曝することになるという問題が生ずる。
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、被検者の姿勢の崩れを容易に認識することができ、不適切なX線撮影が実行されることを未然に防止することが可能なX線撮影装置を提供することを目的とする。
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と通過したX線を検出するX線検出器とを備え、立位状態の被検者の患部を撮影するX線撮影装置において、前記被検者を正しい姿勢でX線撮影するための、前記被検者の水平面内における適正な重心位置を記憶する適正重心位置記憶部と、前記被検者を水平面に載置した状態で、前記被検者の水平面内における重心位置を検出する重心位置検出器と、前記適正重心位置記憶部に記憶した適正な重心位置と前記重心位置検出器により検出した重心位置との距離が、予め設定した設定値以上となった場合に、警告信号を発生させる警告部と、を備えることを特徴とする。
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、前記適正な重心位置は、前記被検者が正しい姿勢をとったときに前記重心位置検出器により検出した重心の位置である。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記適正な重心位置は、前記被検者の身体的な情報に基づいて演算した重心の位置である。
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、前記被検者の身体的な情報は、前記被検者の性別、体重、体厚、足のサイズのいずれかを含む。
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の発明において、前記重心位置検出器は、前記被検者が起立するプレートと、前記プレートの下面に所定の距離だけ互いに離隔して配置された3個以上の圧力センサと、を備える。
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の発明において、前記被検者と前記重心位置検出器との接触領域が変更されたことを判定する接触領域変更検出手段をさらに備える。
請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の発明において、前記被検者と前記重心位置検出器との接触領域の位置を検出する接触領域検出手段をさらに備える。
請求項1に記載の発明によれば、適正な重心位置と重心位置検出器により検出した重心位置との距離が予め設定した設定値以上となった場合に警告信号を発生させることから、被検者が所定の位置で起立している場合においては、被検者の姿勢の崩れを容易に認識することができ、不適切なX線撮影が実行されることを未然に防止することが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、被検者が正しい姿勢をとったときに重心位置検出器により検出した重心の位置を適正な重心の位置とすることから、オペレータが被検者に正しい姿勢をとらせることにより、適正な重心の位置を極めて容易に設定することが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、被検者の身体的な情報に基づいて演算した重心の位置を適正な重心の位置とすることから、経験の浅いオペレータであっても、適正な重心位置によるX線撮影を容易に実行することが可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、被検者の性別、体重、体厚、足のサイズのいずれかを被検者の身体的な情報として使用することにより、適正な重心の位置を自動的に設定することが可能となる。
請求項5に記載の発明によれば、重心位置検出器が、被検者が起立するプレートと、このプレートの下面に所定の距離だけ互いに離隔して配置された3個以上の圧力センサと、を備えることから、簡易な構成により被検者の水平面内における重心位置を検出することが可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、被検者の起立位置が変更された場合においても、被検者と重心位置検出器との接触領域が変更されたことを接触領域変更検出手段により検出することができる。このため、被検者の起立位置が変更したことに起因する重心判定動作の誤動作を防止することができ、重心位置の適否を適正に判定することが可能となる。
請求項7に記載の発明によれば、被検者と重心位置検出器との接触領域が変更された場合においても、前記被検者と前記重心位置検出器との接触領域の位置を接触領域検出手段により検出することで、被検者の起立位置が変更されたとしても、変更後の位置に基づいて重心位置の適否を判定することが可能となる。
この発明に係るX線撮影装置により被検者100をX線撮影する状態を示す概要図である。 この発明に係るX線撮影装置の要部を示す斜視図である。 重心位置検出器20の平面図である。 重心位置検出器20の正面図である。 この発明の第1実施形態に係るX線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。 この発明の第1実施形態に係るX線撮影装置によるX線撮影動作を示すフローチャートである。 表示部55に表示される警告表示の一例を示す説明図である。 重心誤差許容量の設定値を示すグラフである。 この発明の第2実施形態に係るX線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。 この発明の第2実施形態に係るX線撮影装置によるX線撮影動作を示すフローチャートである。 重心位置検出器20におけるプレート21の他の実施形態を示す平面図である。 この発明の第3実施形態に係るX線撮影装置における重心位置検出器の正面図である。 この発明の第3実施形態に係るX線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。 立位荷重撮影時における被検者100の姿勢を示す概要図である。 立位荷重撮影時における被検者100の姿勢を示す概要図である。 立位荷重撮影時における被検者100の姿勢を示す概要図である。 立位荷重撮影時における被検者100の姿勢を示す概要図である。
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は、この発明に係るX線撮影装置により被検者100をX線撮影する状態を示す概要図であり、図2は、X線撮影装置の要部を示す斜視図である。
このX線撮影装置は、立位撮影スタンドとも呼称されるものであり、被検者100が起立するためのベース部14を備える。このベース部14上には、被検者100の水平面内における重心位置を検出するための重心位置検出器20が設置されている。また、ベース部14の後部には、透光性を有する衝立12が、枠体11に支持された状態で立設されている。枠体11には、支持部13が付設されている。
また、ベース部14に起立した被検者100に対して衝立12とは逆側には、X線管31とコリメータ32とを有するX線照射部30が配設されている。さらに、衝立12に対して被検者100およびX線照射部30とは逆側には、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41が配設されている。このX線検出器41は、支柱42に沿って昇降可能となっている。なお、図1における符号39は、X線管31の焦点を示している。
図3は重心位置検出器20の平面図であり、図4はその正面図である。
この重心位置検出器20は、被検者100が起立するための矩形状のプレート21と、このプレート21の下面のコーナー付近に所定の距離だけ互いに離隔して配置された4個の圧力センサ22と、この圧力センサ22を支持するための一対の支持部23とを備える。プレート21の表面には、このプレート21の中心を示す十字状の標線24が表示されている。また、プレート21の表面には、被検者100のおおよその足のサイズを認識可能とするとともに、被検者100が足を配置すべき場所を示す足形表示25が描画されている。
この重心位置検出器20は、矩形状のプレート21の下面のコーナー付近に配置された4個の圧力センサ22の検出信号により、被検者100の水平面内(すなわち、プレート21の表面上)における重心を検出する。また、この重心位置検出器20は、4個の圧力センサ22の検出信号を利用して、被検者100の体重を測定することも可能となっている。なお、この重心位置検出器20としては、所定の距離だけ互いに離隔して配置された3個以上の圧力センサを利用して圧力の分布を測定することにより、被検者100の重心を検出する各種の構成のものを採用することができる。
図5は、この発明の第1実施形態に係るX線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。
このX線撮影装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたROM,制御時にデータ等が一時的にストアされるRAMおよび論理演算を実行するCPUを有し、装置全体を制御する制御部50を備える。この制御部50は、被検者100の氏名、年齢、性別、体重、体厚、足のサイズ等の被検者情報と、被検者100に対する各種のX線撮影条件を示すアナトミカルプログラム(解剖学的撮影条件/APR)とを含むデータを記憶した院内ネットワーク59と接続されている。
また、この制御部50は、X線撮影画像を含む各種の画像やデータと、後述する警告表示を表示するための、液晶表示パネル等から構成される表示部55と接続されている。また、この制御部50は、各種の操作を実行するための操作部56と、上述した重心位置検出器20とも接続されている。
この制御部50は、被検者100を正しい姿勢でX線撮影するための被検者100の水平面内における適正な重心位置を記憶する適正重心位置記憶部52と、この適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置と重心位置検出器20により検出した重心位置との距離を比較する比較部53と、比較部53により比較した適正な重心位置と検出された重心位置との距離が予め設定した設定値以上となった場合に警告信号を発生させる警告部54と、を備える。
次に、第1実施形態に係るX線撮影装置によるX線撮影動作について説明する。図6は、この発明の第1実施形態に係るX線撮影装置によるX線撮影動作を示すフローチャートである。
X線撮影を実行するときには、オペレータが被検者100とともに撮影室に入室し、被検者100を重心位置検出器20上で起立させる。そして、オペレータは、被検者100の姿勢が、例えば、図14に示すような適正な姿勢となるように、姿勢の調整を行う(ステップS11)。このときには、被検者100に、図16または図17に示すような姿勢をとらせてもよい。
被検者100の姿勢が適正な姿勢となれば(ステップS12)、オペレータが操作部56を操作することにより、そのときに重心位置検出器20により検出した重心位置を適正な重心位置として適正重心位置記憶部52に記憶する(ステップS13)。そして、制御部50における比較部53が、適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置と重心位置検出器20により検出した重心位置との距離を比較することにより、重心位置を常に監視する(ステップS14)。
そして、オペレータは、撮影室から操作室に移動する。この間に、適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置と重心位置検出器20により検出した重心位置との距離が、予め設定した設定値以上となった場合には、警告部54が警告信号を発生させる(ステップS15)。
図7は、表示部55に表示される警告表示の一例を示す説明図である。また、図8は、重心誤差許容量の設定値を示すグラフである。なお、図8においてdxは図7に示すX方向の誤差を、また、dyは図7に示すY方向の誤差を示している。
図7に示すように、適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置G0と重心位置検出器20により検出した重心位置G1との距離が、図8においてハッチングで示す重心誤差許容量の設定値を越えた場合には、警告部54が表示部55に対して警告信号を送信することにより、警告表示を表示させる。この場合においては、表示部55には、図7に示すように、被検者100の足101と適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置G0および重心位置検出器20により検出した重心位置G1を示す画像を表示する。また、これとあわせて、例えば、「重心位置が右にずれています」という表示を行う。さらに、必要に応じ、警告音を発生させる。この場合においては、オペレータが被検者100の姿勢を調整する(ステップS16)。
一方、被検者100が適正な姿勢を維持することにより、警告表示がなされない場合には(ステップS15)、オペレータが操作部56を操作することにより、X線撮影を実行する(ステップS17)。この場合においては、被検者100が適正な姿勢を維持していることから、正確なX線撮影を実行することが可能となる。
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図9は、この発明の第2実施形態に係るX線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。なお、上述した第1実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この第2実施形態に係るX線撮影装置は、被検者100の身体的な情報に基づいて適正な重心の位置を演算する適正重心位置演算部51を備える。そして、適正重心位置記憶部52は、適正重心位置演算部51によって演算した重心の位置を、被検者100を正しい姿勢でX線撮影するための被検者100の水平面内における適正な重心位置として記憶する。
次に、第2実施形態に係るX線撮影装置によるX線撮影動作について説明する。図10は、この発明の第1実施形態に係るX線撮影装置によるX線撮影動作を示すフローチャートである。
この第2実施形態においては、X線撮影を実行するときには、最初に、患者データを取得する(ステップS21)。この場合においては、制御部50が院内ネットワーク59より、被検者100の氏名、年齢、性別、体重、体厚、足のサイズ等の被検者情報と、被検者100に対する各種のX線撮影条件を示すアナトミカルプログラムを含むデータを取得する。この場合には、上記の各種データの他、腰が曲がっている等の被検者100のその他の身体的な特徴を取得してもよい。
ここで、被検者100の体重は、重心位置検出器20により検出してもよい。また、被検者100の足のサイズは、プレート21の表面に描画された足形表示25を利用して測定し、それを入力してもよい。
次に、適正重心位置演算部51が、患者データにおける被検者100の身体的な情報に基づいて、適正な重心位置を演算する(ステップS22)。この場合には、被検者100の性別、体重、体厚、足のサイズのうちのいずれかのデータと、腰が曲がっている等の被検者100のその他の身体的な特徴とが利用される。この適正重心位置演算部51は、予め,実験的に求められた多数の身体的特徴を表すデータからプログラムされた演算式に基づいて、適正な重心位置を演算する。この適正な重心位置は、適正重心位置記憶部52に記憶される(ステップS23)。
次に、オペレータが、被検者100を重心位置検出器20上で起立させる。そして、オペレータは、被検者100の姿勢が適正な姿勢となるように、姿勢の調整を行う(ステップS24)。この場合には、検査室内にも表示部を設け、この表示部に、図7に示す画像と同様、適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置G0と重心位置検出器20により検出した重心位置G1とを表示させることで、被検者100の姿勢を調整してもよい。このような構成により、経験の浅いオペレータであっても、被検者100の姿勢を適正なものとして、適正な重心位置によるX線撮影を容易に実行することが可能となる。
被検者100の姿勢が適正なものとなれば(ステップS25)、制御部50における比較部53が、適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置と重心位置検出器20により検出した重心位置との距離を比較することにより、重心位置を常に監視する(ステップS26)。
そして、オペレータは、撮影室から操作室に移動する。この間に、適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置と重心位置検出器20により検出した重心位置との距離が、予め設定した設定値以上となった場合には、警告部54が警告信号を発生させる(ステップS27)。この場合においては、オペレータが被検者100の姿勢を調整する(ステップS28)。
一方、被検者100が適正な姿勢を維持することにより、警告表示がなされない場合には(ステップS27)、オペレータが操作部56を操作することにより、X線撮影を実行する(ステップS29)。この場合においては、被検者100が適正な姿勢を維持していることから、正確なX線撮影を実行することが可能となる。
次に、上述した第1実施形態および第2実施形態に係るX線撮影装置の変形例について説明する。図11は、重心位置検出器20におけるプレート21の他の実施形態を示す平面図である。
上述した第1実施形態および第2実施形態に係るX線撮影装置においては、被検者100が重心位置検出器20上に起立してからX線撮影を開始するまでの間に、被検者100が同じ位置で移動していないことが前提となっている。しかしながら、被検者100の姿勢が崩れること等により、被検者100が起立位置を変更する場合がある。このように被検者100の起立位置が変更された場合には、重心位置検出器20による検出結果が異なることにより不都合が生ずる。すなわち、被検者100の起立位置がかわり、被検者100とプレート21の接触領域が変更された場合において、被検者100の姿勢はX線撮影に適したものであるにもかかわらず重心位置が不適切であると判断され、あるいは、被検者100の姿勢がX線撮影に不適切であるにもかかわらず重心位置が適切であると判断される可能性が生ずる。
このため、この実施形態に係るプレート21においては、被検者100と重心位置検出器20におけるプレート21との接触領域が変更されたことを判定する接触領域変更検出手段として、複数のセンサ28を配設している。このプレート21におけるセンサ28は、被検者100が足を配置すべき場所を示す足形表示25の周囲に配設されており、被検者100の足を検出することで被検者100の起立位置が変更されたことを検出する構成を有する。
このようなプレート21を使用した場合においては、被検者100とプレート21との接触領域が変更されたことを判定することにより、被検者100の起立位置の変更を認識することが可能となる。そして、被検者100の起立位置が変更された場合においては、重心位置が適正か否かの判定動作をやり直すことにより、被検者100の姿勢判定の誤動作を防止することができ、重心位置の適否を適正に判定することが可能となる。
次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図12は、この発明の第3実施形態に係るX線撮影装置における重心位置検出器の正面図である。また、図13は、この発明の第3実施形態に係るX線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。なお、上述した第1、第2実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この第3実施形態に係るX線撮影装置は、第2実施形態に係るX線撮影装置における重心位置検出器20に対して、接触領域検出器29を付設した構成を有する。この接触領域検出器29は、図12に示すようにプレート21の上面に配設されており、その表面全域が被検者100との接触を認識するセンサ領域となっている。このため、この接触領域検出器19により、被検者100と重心位置検出器20との接触領域の位置を検出することが可能となる。
ここで、被検者100と重心位置検出器20との接触領域の位置とは、例えば、被検者100の足の領域の重心位置であってもよく、X、Y方向の中央の位置であってもよい。また、被検者100の足の方向をも考慮したものであってもよい。
この第3実施形態に係るX線撮影装置においては、適正重心位置演算部51により演算され、適正重心位置記憶部52に記憶される適正な重心位置は、被検者100と重心位置検出器20との接触領域の位置の関係を考慮したデータとして記憶される。そして、被検者100を重心位置検出器20上で起立させ、その姿勢が適正な姿勢となるように姿勢の調整を行う場合には、接触領域検出器29により検出した被検者100と重心位置検出器20との接触領域の位置のデータを利用する。この場合には、例えば、接触領域検出器29により検出した被検者100と重心位置検出器20との接触領域の位置のデータに基づいて、重心位置検出器20により検出した重心位置のデータを補正する。
このように、接触領域検出器29により検出した被検者100と重心位置検出器20との接触領域の位置のデータをも利用して重心位置の適否を判定する場合においては、被検者100の起立位置が重心位置検出器20の中央から離隔した位置であった場合等においても、重心位置の適否を正確に判定することが可能となる。
なお、上述した第3実施形態においては、第2実施形態に係るX線撮影装置に対して接触領域検出器29を付設した場合について説明したが、第1実施形態に係るX線撮影装置に対して接触領域検出器29を付設してもよい。この場合においても、上述した第3実施形態の場合と同様、適正重心位置記憶部52に記憶した適正な重心位置と重心位置検出器20により検出した重心位置との距離に基づいて重心位置の適否を判定する場合に、接触領域検出器29により検出した被検者100と重心位置検出器20との接触領域の位置のデータを利用することにより、被検者100の起立位置が重心位置検出器20の中央から離隔した位置に移動した場合等においても、重心位置の適否を正確に判定することが可能となる。
上述した第1、第2、第3実施形態においては、警告部54からの警告信号に応じて、表示部55に警告表示を表示するとともに、必要に応じ、警告音を発生させているが、この警告表示は、例えば、ランプを点灯させることや、X線撮影装置の操作を不可能とすること等、オペレータに対して警告を伝達することができる各種の方法を採用することが可能である。
11 枠体
12 衝立
13 支持部
14 ベース部
20 重心位置検出器
21 プレート
22 圧力センサ
23 支持部
24 標線
25 足形表示
28 センサ
29 接触領域検出器
30 X線照射部
31 X線管
32 コリメータ
41 X線検出器
50 制御部
51 適正重心位置演算部
52 適正重心位置記憶部
53 比較部
54 警告部
55 表示部
56 操作部
59 院内ネットワーク
100 被検者

Claims (7)

  1. X線管と、前記X線管から照射され被検者と通過したX線を検出するX線検出器とを備え、立位状態の被検者の患部を撮影するX線撮影装置において、
    前記被検者を正しい姿勢でX線撮影するための、前記被検者の水平面内における適正な重心位置を記憶する適正重心位置記憶部と、
    前記被検者を水平面に載置した状態で、前記被検者の水平面内における重心位置を検出する重心位置検出器と、
    前記適正重心位置記憶部に記憶した適正な重心位置と前記重心位置検出器により検出した重心位置との距離が、予め設定した設定値以上となった場合に、警告信号を発生させる警告部と、
    を備えることを特徴とするX線撮影装置。
  2. 請求項1に記載のX線撮影装置において、
    前記適正な重心位置は、前記被検者が正しい姿勢をとったときに前記重心位置検出器により検出した重心の位置であるX線撮影装置。
  3. 請求項1に記載のX線撮影装置において、
    前記適正な重心位置は、前記被検者の身体的な情報に基づいて演算した重心の位置であるX線撮影装置。
  4. 請求項3に記載のX線撮影装置において、
    前記被検者の身体的な情報は、前記被検者の性別、体重、体厚、足のサイズのいずれかを含むX線撮影装置。
  5. 請求項1から請求項4のいずれかに記載のX線撮影装置において、
    前記重心位置検出器は、前記被検者が起立するプレートと、前記プレートの下面に所定の距離だけ互いに離隔して配置された3個以上の圧力センサと、を備えるX線撮影装置。
  6. 請求項1から請求項4のいずれかに記載のX線撮影装置において、
    前記被検者と前記重心位置検出器との接触領域が変更されたことを判定する接触領域変更検出手段をさらに備えるX線撮影装置。
  7. 請求項1から請求項4のいずれかに記載のX線撮影装置において、
    前記被検者と前記重心位置検出器との接触領域の位置を検出する接触領域検出手段をさらに備えるX線撮影装置。
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