JP6968855B2

JP6968855B2 - Ｘ線診断装置

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Inventors: 浩二野田
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Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

循環器用のＸ線診断装置の方式として、天井面からＣアームを支持する天井吊り式と、床面からＣアームを支持する床置き式とが知られている。

天井吊り式は、天井に配置された天井レールの長手方向に移動可能なステージが当該天井レールの幅方向にも移動可能にＣアームを支持するＸ−Ｙステージ構造を備えている。すなわち、天井吊り式は、Ｘ−Ｙステージ構造により、天井レールの長手方向及び幅方向に平行移動可能にＣアームを支持している。これに加え、天井吊り式は、Ｘ−Ｙステージ構造に回転軸を有する構成により、Ｃアームのアイソセンタ軸を回転可能で且つ直線的に移動可能としている。ここでいうアイソセンタ軸は、回転軸と同一直線上にある場合の撮影軸に相当する。撮影軸は、Ｃアームに保持されるＸ線管のＸ線焦点と、Ｃアームに保持されるＸ線検出器の検出面中心とを通る軸である。

床置き式は、床面から第１回転軸により水平方向に回転可能に支持される第１支持アームと、第１支持アームの先端から第２回転軸により水平方向に回転可能に支持される第２支持アームとを備えている。床置き式は、このような２つの回転軸を連動させる構成により、Ｃアームのアイソセンタ軸を回転させながら直線的に移動可能としている。ここでいうアイソセンタ軸は、第１回転軸と同一直線上に配置可能な、鉛直方向の撮影軸に相当する。

特開２０１４−３９１号公報

以上のようなＸ線診断装置は、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、以下の点で改善の余地がある。

天井吊り式の場合、Ｃアームを天井レールの長手方向及び幅方向に沿って平行移動可能とするため、大形で複雑なＸ−Ｙステージ構造を必要とする不都合がある。

床置き式の場合、天井吊り式とは異なり、Ｃアームを平行移動できない不都合がある。

目的は、Ｃアームを平行移動可能であって、Ｘ−Ｙステージ構造よりも小形でシンプルな構造を実現させることである。

実施形態に係るＸ線診断装置は、基台、第１支持アーム、第２支持アーム、Ｃアーム及び平行移動制御手段を具備する。
前記基台は、天井に配置されたレールに支持され、前記レールの長手方向に移動可能である。
前記第１支持アームは、鉛直方向の第１回転軸を中心に回転可能に前記基台に支持される。
前記第２支持アームは、鉛直方向の第２回転軸を中心に回転可能に前記第１支持アームに支持される。
前記Ｃアームは、前記第２支持アームに支持される。
前記平行移動制御手段は、前記基台の移動、前記第１回転軸による回転、及び前記第２回転軸による回転を制御することにより、前記レールの幅方向に沿って前記Ｃアームを平行移動させる。

第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。同実施形態におけるＸ線診断装置の外観図である。同実施形態におけるＸ線診断装置の平面図である。同実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。同実施形態における動作を説明するための模式図である。同実施形態における動作を説明するための模式図である。同実施形態における動作の変形例を説明するための模式図である。同実施形態における効果を説明するための比較例のＸ線診断装置の外観図である。同実施形態における効果を説明するための別の比較例のＸ線診断装置の外観図である。第２の実施形態に係るＸ線診断装置の動作を説明するためのフローチャートである。同実施形態における動作を説明するための平面図及び正面図である。同実施形態における動作を説明するための平面図及び正面図である。同実施形態における動作の第１変形例を説明するための平面図及び正面図である。同実施形態における動作の第２変形例を説明するための平面図及び正面図である。同実施形態における効果を説明するための比較例の平面図及び正面図である。第３実施形態において、図１２に比べ、レールｒ１を水平方向に９０度回転させた場合を示す平面図及び正面図である。同実施形態において、図１３に比べ、レールｒ１を水平方向に９０度回転させた場合を示す平面図及び正面図である。同実施形態において、図１４に比べ、レールｒ１を水平方向に９０度回転させた場合を示す平面図及び正面図である。第４の実施形態に係るアンギオＣＴ装置の構成を示すブロック図である。同実施形態におけるアンギオＣＴ装置の外観図である。同実施形態におけるアンギオＣＴ装置の平面図である。

以下、図面を参照して各実施形態を説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示したブロック図であり、図２及び図３は、Ｘ線診断装置の外観図及び平面図である。Ｘ線診断装置１は、撮像装置１０、寝台装置３０及びコンソール装置４０を備えている。撮像装置１０は、高電圧発生装置１１、Ｘ線発生部１２、Ｘ線検出器１３、Ｃアーム１４、状態検出器１４１及びＣアーム駆動装置１４２を備えている。

高電圧発生装置１１は、Ｘ線管の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させてＸ線管へ出力する。

Ｘ線発生部１２は、被検体Ｐに対してＸ線を照射するＸ線管と、照射Ｘ線量を減衰或いは低減させる機能を有するＲＯＩ（Region Of Interest）フィルタ及びＸ線絞りを備えている。

Ｘ線管は、Ｘ線を発生させる真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された熱電子を高電圧によって加速させ、この加速電子をタングステン陽極に衝突させることでＸ線を発生させる。

ＲＯＩフィルタはＸ線管とＸ線絞りの間に位置し、銅やアルミニウム等の金属板で構成される。ＲＯＩフィルタは少なくとも一部、例えば中央部に開口領域を有し、開口領域外のＸ線を減衰させる。このため、ＲＯＩフィルタは、開口領域のＸ線通過領域ではＸ線を全透過させ、それ以外の領域のＸ線を減衰して透過させる。ＲＯＩフィルタは、操作者が入力インタフェース４３から入力した関心領域に応じて、図示しない駆動装置により駆動される。

Ｘ線絞りは、Ｘ線管とＸ線検出器１３の間に位置し、金属板としての鉛板で構成される。Ｘ線絞りは、開口領域外のＸ線を遮蔽することにより、Ｘ線管が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域にのみ照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞りは４枚の絞り羽根を有し、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線の遮蔽される領域を任意のサイズに調節する。Ｘ線絞りの絞り羽根は、操作者が入力インタフェース４３から入力した関心領域に応じて、図示しない駆動装置により駆動される。

Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。このようなＸ線検出器１３としては、Ｘ線を直接電荷に変換するものと、光に変換した後、電荷に変換するものとが使用可能であり、ここでは前者を例に説明するが後者であっても構わない。すなわち、Ｘ線検出器１３は、例えば、被検体Ｐを透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面状のＦＰＤ（Flat Panel Detector）と、このＦＰＤに蓄積された電荷を読み出すための駆動パルスを生成するゲートドライバとを備えている。ＦＰＤの大きさは一般的に８〜１２インチである。ＦＰＤは微小な検出素子を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成される。各々の検出素子はＸ線を感知し、入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで出力するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えている。蓄積された電荷はゲートドライバが供給する駆動パルスによって順次読み出される。

Ｘ線検出器１３の後段には、図示しない投影データ生成回路及び投影データ記憶回路を備える。投影データ生成回路は、ＦＰＤから行単位あるいは列単位でパラレルに読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器と、この電荷・電圧変換器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル変換されたパラレル信号を時系列的なシリアル信号に変換するパラレル・シリアル変換器を備えている。投影データ生成回路は、このシリアル信号を時系列的な投影データとして投影データ記憶回路に供給する。投影データ記憶回路は、投影データ生成回路から供給される時系列的な投影データを順次保存して２次元投影データを生成する。この２次元投影データは、メモリ４１に保存される。

Ｃアーム１４は、Ｘ線発生部１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐ及び天板３３を挟んで対向するように保持することで、天板３３上の被検体ＰのＸ線撮影を行うことができる構成を有する。

図２に示すように、基台１４ａは天井面に設置されたレールｒ１に支持され、レールｒ１の長手方向（Ｘ方向）に沿って移動可能となっている。これにより、基台１４ａは天井面を水平方向へ移動可能となっている。基台１４ａが有する支点１４ｂ１は、第１支持アーム１４ｃ１の基端に接続され、この支点１４ｂ１から鉛直方向に伸びる第１回転軸ｚ１を中心に回転することで、第１支持アーム１４ｃ１を天井面と水平方向に回転動作させる。すなわち、第１支持アーム１４ｃ１は、鉛直方向の第１回転軸ｚ１を中心に回転可能に基台１４ａに支持される。第１支持アーム１４ｃ１の先端が有する支点１４ｂ２は、第２支持アーム１４ｃ２の上端に接続され、この支点１４ｂ２から鉛直方向に伸びる第２回転軸ｚ２を中心に回転することで、第２支持アーム１４ｃ２を天井面と水平方向に回転動作させる。すなわち、第２支持アーム１４ｃ２は、鉛直方向の第２回転軸ｚ２を中心に回転可能に第１支持アーム１４ｃ１に支持される。第２支持アーム１４ｃ２の下端が有する接続部１４ｄは、Ｃアーム１４をＣアーム１４の円弧形状に沿うようにスライド可能に支持し、天井面と平行に伸びるアーム主回転軸Ｒｃを中心にＣアーム１４を回転可能に保持する。このようにスライド可能且つ回転可能に支持された状態で、Ｃアーム１４は、第２支持アーム１４ｃ２に支持される。なお、Ｘ線発生部１２のＸ線焦点と、Ｘ線検出器１３の検出面中心とを通る撮影軸は、アーム主回転軸Ｒｃと、アームスライド軸（図示せず）とに一点で交差するように設計されている。アームスライド軸は、Ｃアーム１４がその円弧形状に沿ってスライドする際に、撮影軸の回転中心とみなせる軸である。当該交差する点（交点）の絶対座標（撮影室座標系上の位置）は、基台１４ａ、第１及び第２支持アーム１４ｃ１，１４ｃ２が静止した状態において、Ｃアーム１４がアーム主回転軸Ｒｃ又はアームスライド軸まわりに回転しても変位しない。当該交点の絶対座標は、一般的には、アイソセンタＩＳと呼ばれている。また、本明細書中、鉛直方向にある場合の当該撮影軸をアイソセンタ軸ｚＳとも呼ぶ。アイソセンタ軸ｚＳは、第１回転軸ｚ１、第２回転軸ｚ２、アーム主回転軸Ｒｃ及びアームスライド軸による回転の初期状態において、第１回転軸ｚ１の延長線上に位置する。このとき、水平面上（平面図）では、アイソセンタ軸ｚＳは第１回転軸ｚ１に重なる。すなわち、第１回転軸ｚ１から第２回転軸ｚ２までの水平距離Ｌと、アイソセンタ軸ｚＳから第２回転軸ｚ２までの水平距離Ｌとが互いに等しい構成となっている。

以上の構成から、図３に示すように、基台１４ａの移動、第１回転軸ｚ１による回転、第２回転軸ｚ２による回転を制御することにより、レールｒ１の幅方向（Ｙ方向）に沿ってアイソセンタ軸ｚＳを直線的に移動可能となっている。また、基台１４ａの移動、第１回転軸ｚ１による回転、第２回転軸ｚ２による回転を制御することにより、レールｒ１の幅方向（Ｙ方向）に沿ってＣアーム１４を平行移動可能となっている。図３中、“ＣＬ”は、水平面上において、第２回転軸ｚ２とアイソセンタ軸ｚＳとを結ぶ直線を示す。なお、Ｃアーム１４ないし基台１４ａは上記の他、天井面に対して、近接又は離反する方向にも移動可能である。また、各部材等の名称は、適宜、変更してもよい。例えば、基台１４ａは“天井走行枠”と呼んでもよい。レールｒ１は、“第１レール”、“天井レール”、“軌道”又は“直線軌道”と呼んでもよい。第１支持アーム１４ｃ１は“天井支持アーム”と呼んでもよい。第２支持アーム１４ｃ２は、“支柱”又は“支柱部”と呼んでもよい。

図１に戻り、Ｃアーム１４は、基台１４ａ、第１回転軸ｚ１、第２回転軸ｚ２、アーム主回転軸Ｒｃ及びアームスライド軸に係る動作を実現するための複数の動力源が該当する適当な箇所に備えられている。これらの動力源はＣアーム駆動装置１４２を構成する。Ｃアーム駆動装置１４２は、駆動制御機能４４２からの駆動信号を読み込んでＣアーム１４をスライド運動、回転運動、直線運動させる。さらに、Ｃアーム１４には、その角度または姿勢や位置の情報を検出する状態検出器１４１がそれぞれ備えられている。状態検出器１４１は、例えば回転角や移動量を検出するポテンショメータや、位置検出センサであるエンコーダ等で構成される。エンコーダとしては、例えば磁気方式、刷子式、あるいは光電式等の、いわゆるアブソリュートエンコーダが使用可能となっている。また、状態検出器１４１としては、回転変位をデジタル信号として出力するロータリエンコーダあるいは直線変位をデジタル信号として出力するリニアエンコーダなど、様々な種類の位置検出機構が適宜、使用可能となっている。

寝台装置３０は、被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを備えている。

基台３１は、床面に設置され、支持フレーム３４を鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能に支持する筐体である。

寝台駆動装置３２は、寝台装置３０の筐体内に収容され、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長手方向（Ｙ方向）に移動するモータあるいはアクチュエータである。寝台駆動装置３２は、駆動制御機能４４２からの駆動信号を読み込んで、天板３３を床面に対して水平方向や垂直方向に移動させる。Ｃアーム１４または天板３３が移動することにより、被検体Ｐに対する撮影軸の位置関係が変化する。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長手方向に移動してもよい。

天板３３は、支持フレーム３４の上面に設けられ、被検体Ｐが載置される板である。

支持フレーム３４は、基台３１の上部に設けられ、天板３３をその長手方向に沿ってスライド可能に支持する。

コンソール装置４０は、メモリ４１、ディスプレイ４２、入力インタフェース４３及び処理回路４４を備えている。

メモリ４１は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）など電気的情報を記録するメモリ本体と、それらメモリ本体に付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路とを備えている。メモリ４１は、例えば、処理回路４４に実行されるプログラムと、処理回路４４により生成されたＸ線画像と、処理回路４４の処理に用いるデータ、処理途中のデータ及び処理後のデータ等とが記憶される。

ディスプレイ４２は、医用画像などを表示するディスプレイ本体と、ディスプレイ本体に表示用の信号を供給する内部回路、ディスプレイ本体と内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成されている。内部回路は、処理回路４４の画像処理機能４４４から供給される画像データに被検体情報や投影データ生成条件等の付帯情報を重畳して表示データを生成し、得られた表示データに対しＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なってディスプレイ本体に表示する。

入力インタフェース４３は、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件を含むＸ線撮影条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行う。入力インタフェース４３は、例えば、Ｃアーム１４の移動指示、関心領域（ＲＯＩ）の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース４３は、処理回路４４に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し、処理回路４４へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース４３はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース４３の例に含まれる。

処理回路４４は、メモリ４１内のプログラムを呼び出し実行することにより、プログラムに対応するシステム制御機能４４１、駆動制御機能４４２、Ｘ線制御機能４４３、画像処理機能４４４及び表示制御機能４４５を実現するプロセッサである。なお、図１においては単一の処理回路４４にてシステム制御機能４４１、駆動制御機能４４２、Ｘ線制御機能４４３、画像処理機能４４４及び表示制御機能４４５が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。また、システム制御機能４４１、駆動制御機能４４２、Ｘ線制御機能４４３、画像処理機能４４４及び表示制御機能４４５は、それぞれシステム制御回路、駆動制御回路、Ｘ線制御回路、画像処理回路及び表示制御回路と呼んでもよく、個別のハードウェア回路として実装してもよい。

システム制御機能４４１は、例えば、入力インタフェース４３から入力された操作者によるコマンド信号、及び各種初期設定条件等の情報を一旦記憶した後、これらの情報を処理回路４４の各処理機能に送信する。

駆動制御機能４４２は、例えば、入力インタフェース４３から入力されたＣアーム１４や天板３３の駆動に関する情報を用いてＣアーム駆動装置１４２及び寝台駆動装置３２の制御を行う。

ここで、駆動制御機能４４２は、基台１４ａの移動、第１回転軸ｚ１による回転、及び第２回転軸ｚ２による回転を制御することにより、レールｒ１の幅方向に沿ってＣアーム１４を平行移動させる平行移動制御機能を有している。この平行移動制御機能は、レールｒ１の幅方向に沿ってＣアーム１４を平行移動させる場合、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を互いに同じ角度θに制御すると共に、基台１４ａの移動を制御するようにしてもよい。なお、第１回転軸ｚ１と第２回転軸ｚ２との間の水平距離をＬとし、当該同じ角度をθとし、基台１４ａの移動距離をＤとするとき、平行移動制御機能は、Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの関係に基づいて基台１４ａの移動を制御するようにしてもよい。また、駆動制御機能４４２における平行移動制御機能は、特許請求の範囲に記載の平行移動制御手段の一例である。

Ｘ線制御機能４４３は、例えば、システム制御機能４４１からの情報を読み込んで、高電圧発生装置１１における管電流、管電圧、照射時間等のＸ線照射条件の制御を行う。

画像処理機能４４４は、例えば、メモリ４１から投影データを取得し、投影データにフィルタリング処理等の画像処理を行ってＸ線画像データを生成し、Ｘ線画像データをメモリ４１に保存する。更に、画像処理機能４４４は、得られた複数のＸ線画像データに対し合成処理や減算（サブトラクション）処理等を行ない、得られたＸ線画像データをメモリ４１に保存する。

表示制御機能４４５は、例えば、システム制御機能４４１からの信号を読み込んで、メモリ４１から所望のＸ線画像データを取得してディスプレイ４２に表示する制御などを行う。

次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図４のフローチャート、図５乃至図７の模式図を用いて説明する。以下の説明は、主に、天板３３に載置された被検体Ｐの体軸Ｙに沿ってＣアーム１４を移動させるときの動作について述べる。

ステップＳＴ１において、Ｘ線診断装置１の処理回路４４は、操作者による入力インタフェース４３の操作に応じて、Ｃアーム１４のアイソセンタ軸ｚＳを天板３３上の被検体Ｐの体軸Ｙに合わせるように、Ｃアーム駆動装置１４２を介して基台１４ａを移動させる。

ステップＳＴ１の終了後、図５（ｂ）又は図６（ｂ）に示すように、Ｃアーム１４のアイソセンタ軸ｚＳは、被検体Ｐの体軸Ｙ上に位置する。また、水平面上において、第２回転軸ｚ２とアイソセンタ軸ｚＳとを結ぶ直線ＣＬと、被検体Ｐの体軸Ｙとのなす角は９０度となる。すなわち、Ｃアーム１４が被検体Ｐの左側（又は右側）から真横入れに配置される。このとき、水平面上（平面図）では、アイソセンタ軸ｚＳは第１回転軸ｚ１に重なっている。また、第１回転軸ｚ１から第２回転軸ｚ２までの水平距離Ｌと、アイソセンタ軸ｚＳから第２回転軸ｚ２までの水平距離Ｌとは互いに等しい。

次に、ステップＳＴ２において、処理回路４４の駆動制御機能４４２は、例えば、操作者による入力インタフェースの操作に応じて、図５（ａ）又は図５（ｃ）に示すように、第１回転軸ｚ１による回転、及び第２回転軸ｚ２による回転を制御する。これにより、駆動制御機能４４２は、Ｃアーム駆動装置１４２を介し、レールｒ１の幅方向に沿ってＣアーム１４のアイソセンタ軸ｚＳを直線的に移動させる。図５に示す場合、駆動制御機能４４２は、第１回転軸ｚ１による回転を角度θとし、第２回転軸ｚ２による回転を角度２θに制御する。

あるいは、ステップＳＴ２において、駆動制御機能４４２は、例えば、操作者による入力インタフェースの操作に応じて、図６（ａ）又は図６（ｃ）に示すように、基台１４ａの移動、第１回転軸ｚ１による回転、及び第２回転軸ｚ２による回転を制御する。これにより、駆動制御機能４４２は、Ｃアーム駆動装置１４２を介し、レールｒ１の幅方向に沿ってＣアーム１４を平行移動させる。図６に示す場合、駆動制御機能４４２は、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を互いに同じ角度θに制御すると共に、基台１４ａの移動を制御する。また、図６に示す場合、レールｒ１の長手方向に沿って移動する基台１４ａの移動距離をＤ１とし、駆動制御機能４４２は、Ｄ１＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの関係に基づいて基台１４ａの移動を制御している。図６から分かるように、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を互いに同じ角度θに制御することにより、Ｃアーム１４を平行移動させている。また、基台１４ａの移動を制御することにより、Ｃアーム１４の平行移動の方向をレールｒ１の幅方向に制御している。

なお、図６に示す動作は、図７（ｂ）から図７（ａ）又は図７（ｃ）に示す如き、天板３３及び被検体Ｐの向きが水平方向に９０度回転した場合でも同様に実施できる。すなわち、レールｒ１の長手方向と被検体Ｐの対軸Ｙとは、互いに直交する場合に限らず、互いに平行な関係にあってもよい。また、図５に示す動作も同様に、天板３３及び被検体Ｐの向きが水平方向に９０度回転した場合でも実施できる（図示せず）。

ステップＳＴ２の終了後、ステップＳＴ３において、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線撮像を行う。図５に示した動作の場合、Ｃアーム１４のスライド動作の方向に対応する直線ＣＬと、被検体Ｐの体軸Ｙとのなす角が９０度ではないので、Ｃアームスライド動作を伴わないＸ線撮像が行われる。

一方、図６に示した動作の場合、Ｃアーム１４のスライド動作の方向に対応する直線ＣＬと、被検体Ｐの体軸Ｙとのなす角が９０度であるため、Ｃアームスライド動作を伴うＸ線撮像が実行可能である。例えば、Ｃアームスライド動作による回転ＤＳＡ撮影（Ｒ−ＤＳＡ）、３次元ＤＳＡ撮影（３Ｄ−ＤＳＡ）、３次元ＬＣＩ撮影（３Ｄ−ＬＣＩ）といった種々の撮影が可能となる。なお、ＤＳＡは、Digital Subtraction Angiographyの略語である。ＬＣＩは、Low Contrast Imagingの略語である。

ステップＳＴ３の終了後、ステップＳＴ４において、Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ３のＸ線撮像で検査が終了せずに、被検体Ｐの体軸Ｙ上の別の位置でもＸ線撮像を行う場合（ＳＴ４；Ｎｏ）には、ステップＳＴ２に戻る。

一方、ステップＳＴ４において、Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ３のＸ線撮像で検査が終了した場合（ＳＴ４；Ｙｅｓ）には、ステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５において、駆動制御機能４４２は、例えば、操作者による入力インタフェースの操作に応じて、基台１４ａの移動を制御する。これにより、駆動制御機能４４２は、Ｃアーム駆動装置１４２を介し、レールｒ１の長手方向に沿ってＣアーム１４を移動させ、Ｃアーム１４を壁際（図示せず）まで退避させる。

Ｃアーム１４の退避の後、Ｘ線診断装置１は、動作を終了する。

上述したように本実施形態によれば、レールの長手方向に移動可能な基台と、第１回転軸を中心に回転可能に基台に支持される第１支持アームと、第２回転軸を中心に回転可能に第１支持アームに支持される第２支持アームと、Ｃアームとを備えている。これに伴い、基台の移動、第１回転軸による回転、及び第２回転軸による回転を制御することにより、レールの幅方向に沿ってＣアームを平行移動させる。

従って、Ｃアームを平行移動可能であって、Ｘ−Ｙステージ構造よりも小形でシンプルな構造を実現させることができる。補足すると、図６又は図７に示したように、Ｃアームを平行移動可能である。また、Ｘ−Ｙステージ構造におけるレールｒ１の幅方向に移動可能なレール構造や駆動部が不要となる。このため、本実施形態によれば、Ｘ−Ｙステージ構造よりも小形でシンプルな構造を実現できる。

なお、図８は、Ｘ−Ｙステージ構造をもつ比較例のＸ線診断装置の外観図であり、図２に対応する部分には同一符号を付して重複した説明を省略し、主に異なる部分について述べる。以下の各図面についても同様にして重複した説明を省略する。比較例のＸ線診断装置は、レールｒ１の長手方向に沿って移動可能な天井走行枠１４ｙと、天井走行枠１４ｙ内をレールｒ１の幅方向に沿って移動可能な基台１４ｘとを有するＸ−Ｙステージ構造を備えている。これにより、基台１４ｘは、レールｒ１の長手方向及び幅方向に平行移動可能となっている。なお、基台１４ａは、鉛直方向の第１回転軸ｚ１を中心に回転可能に支持アーム１４ｃの上端を支持する。支持アーム１４ｃの下端が有する接続部１４ｄは、Ｃアーム１４をＣアーム１４の円弧形状に沿うようにスライド可能に支持し、この接続部１４ｄから天井面と平行に伸びるアーム主回転軸を中心に回転することで、Ｃアーム１４を支持アーム１４ｃに対して回転動作させる。また、アイソセンタ軸ｚＳは、第１回転軸ｚ１、アーム主回転軸及びアームスライド軸による回転の初期状態において、第１回転軸ｚ１の延長線上に位置する。このとき、水平面上（平面図）では、アイソセンタ軸ｚＳは第１回転軸ｚ１に重なる。

このような比較例では、前述した通り、大型で複雑なＸ−Ｙステージ構造を必要とする。これに対し、本実施形態によれば、Ｘ−Ｙステージ構造よりも小形でシンプルな構造を実現できる。

図９は、別の比較例のＸ線診断装置の外観図である。別の比較例のＸ線診断装置は、床置き式であり、床面に配置された図示しない基台から第１回転軸ｚ１ａにより水平方向に回転可能に支持される第１支持アームと、第１支持アームの先端から第２回転軸ｚ２ａにより水平方向に回転可能に支持される第２支持アームとを備えている。床置き式は、このような２つの回転軸ｚ１ａ，ｚ２ａを連動させる構成により、Ｃアーム１４のアイソセンタ軸ｚＳを回転させながら直線的に移動可能としている。直線的な移動の方向は、図９（ａ）に示すように、被検体Ｐの体軸Ｙの方向としてもよく、図９（ｂ）に示すように、被検体Ｐの横手方向（Ｘ方向）としてもよい。

このような別の比較例では、前述した通り、Ｃアーム１４を平行移動できないため、Ｃアーム１４を被検体Ｐの真横入れに配置できず、Ｃアームスライド動作を伴うＸ線撮像を実行できない。例えば、別の比較例では、回転ＤＳＡ撮影、３次元ＤＳＡ撮影、３次元ＬＣＩ撮影といったＸ線撮像を実行することができない。

これに対し、本実施形態によれば、Ｃアームを平行移動できるため、Ｃアーム１４を被検体Ｐの真横入れに配置でき、Ｃアームスライド動作を伴うＸ線撮像を実行できる。なお、天井に配置されたレールに代えて、床面に配置された床レールを設け、床レールに沿って当該床置き式のＸ線診断装置の基台を移動可能とし、前述同様の平行移動制御機能を用いる構成により、本実施形態と同様のＸ線診断装置を実現してもよい。

また、本実施形態によれば、幅方向に沿ってＣアームを平行移動させる場合、第１回転軸及び第２回転軸による回転を互いに同じ角度に制御すると共に、基台の移動を制御する。これにより、簡単な制御でＣアームを平行移動させることができる。なお、第２回転軸ｚ２と第１回転軸ｚ１との間の水平距離と、第２回転軸ｚ２とアイソセンタ軸ｚＳとの水平距離とは、互いに等しい場合に限らず、互いに異なっていてもよい。

また、本実施形態によれば、第１回転軸と第２回転軸との間の水平距離をＬとし、同じ角度をθとし、基台の移動距離をＤとするとき、Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの関係に基づいて基台の移動を制御する。これにより、一層、簡単な制御でＣアームを平行移動させることができる。なお、Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの数式は、例えば、Ｄ＝Ｌ（１−ｃｏｓθ）のように、数学的に等価な変形を施してもよい。また同様に、第２回転軸ｚ２と第１回転軸ｚ１との間の水平距離と、第２回転軸ｚ２とアイソセンタ軸ｚＳとの水平距離とは、互いに等しい場合に限らず、互いに異なっていてもよい。当該２つの水平距離が互いに異なる場合、数式“Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθ”における距離“Ｌ”は、第２回転軸ｚ２と第１回転軸ｚ１との間の水平距離とすればよい。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係るＸ線診断装置について説明する。
第２の実施形態は、第１の実施形態の応用例であり、Ｃアーム１４を壁際に退避させるときに、壁に平行にＣアーム１４を壁近傍まで退避可能とした構成である。

これに伴い、処理回路４４の駆動制御機能４４２は、前述した機能に加え、退避制御機能を持っている。但し、退避制御機能は、前述した平行移動制御機能とは独立して実行できるため、本実施形態の駆動制御機能４４２が、前述した平行移動制御機能（レールｒ１の幅方向に沿った平行移動制御機能）を必ずしも持たなくてもよい。なお、退避制御機能は、例えば、メモリ４１に予め記憶された情報に基づき、次の（Ａ）乃至（Ｃ）のいずれかに示すようにＣアーム１４の退避制御を実行してもよい。

（Ａ）メモリ４１が基台位置、第１回転軸ｚ１、第２回転軸ｚ２の座標情報を含む退避位置情報を記憶している場合
退避制御機能は、メモリ４１から読み出した退避位置情報に基づいて、基台１４ａ、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２を制御することにより、壁際へＣアーム１４を移動させる。ここで、基台１４ａ、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２を制御する順序は、任意であるが、例えば、基台１４ａを制御した後、第１回転軸ｚ１及び／又は第２回転軸ｚ２を制御すればよい。また、基台位置の座標情報は、例えば、検査室内の座標値でもよく、レールｒ１上の位置を示す値でもよい。第１回転軸ｚ１、第２回転軸ｚ２の座標情報は、例えば、検査室内の座標値でもよく、各回転軸の回転方向と回転角度とを示す情報としてもよい。

（Ｂ）メモリ４１が基台位置を記憶している場合（１）
退避制御機能は、メモリ４１から読み出した基台位置に基台１４ａを移動させた後、カメラ等のセンサで壁又はＣアーム１４を検知しながら、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２を制御して壁際へＣアーム１４を移動させる。ここで、センサは、壁又はＣアーム１４だけでなく、壁近傍の干渉物を検出してもよい。センサが干渉物を検出した場合、退避制御機能は、干渉物に衝突させないように、Ｃアーム１４を移動させる。センサは、Ｃアーム１４、天井又は壁などの任意の位置に取り付けることが可能である。センサは、カメラに限らず、例えば、超音波センサとしてもよく、カメラ及び超音波センサを併用してもよい。

（Ｃ）メモリ４１が基台位置を記憶している場合（２）
退避制御機能は、メモリ４１から読み出した基台位置に基台１４ａを移動させた後、操作者による入力インタフェース４３の操作に応じて、壁際へＣアーム１４を移動させる。具体的には例えば、退避制御機能は、一つの入力操作に応じて、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２を連動させてＣアーム１４を移動させてもよい。

なお、上記（Ａ）乃至（Ｃ）のいずれにしても、本実施形態の退避制御機能は、以下のように、Ｃアーム１４を平行移動させることが可能である。
すなわち、駆動制御機能４４２の退避制御機能は、Ｃアーム１４を退避させる場合、レールｒ１の長手方向に沿って基台１４ａを移動させた後に、少なくとも第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を制御することにより、Ｃアーム１４を平行移動させる。ここで、「少なくとも」の用語は、基台１４ａの移動と、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転とのうち、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転のみを実行する場合を含むことを意味する。この場合、Ｃアーム１４は、レールｒ１の長手方向と幅方向との間の斜め方向に沿って平行移動する。なお、壁際への退避動作においては、Ｃアーム１４が斜め方向に平行移動しても構わない。すなわち、壁際への退避動作においては、図６又は図７の場合とは異なり、基台１４ａを静止させていてもよい。

この退避制御機能は、レールｒ１の幅方向に沿ってＣアーム１４を平行移動させる場合、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を互いに同じ角度に制御すると共に、基台１４ａの移動を制御するようにしてもよい。ここで、第１回転軸ｚ１と第２回転軸ｚ２との間の水平距離をＬとし、当該同じ角度をθとし、基台１４ａの移動距離をＤとするとき、退避制御機能は、Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの関係に基づいて基台１４ａの移動を制御するようにしてもよい。また、退避制御機能は、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転をそれぞれ９０度に制御するようにしてもよい。また、駆動制御機能４４２における退避制御機能は、特許請求の範囲に記載の退避制御手段の一例である。

他の構成は、第１の実施形態と同様である。

次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図１０のフローチャート、図１１乃至図１４の模式図を用いて説明する。以下の説明は、主に、前述したステップＳＴ５のＣアーム１４を退避させるときの動作について述べる。

ステップＳＴ５は、以下のステップＳＴ５−１〜ＳＴ５−４に示すように実行される。

ステップＳＴ５−１において、Ｘ線診断装置１の処理回路４４は、操作者による入力インタフェース４３の操作に応じて、Ｃアーム１４に対する退避指示を受け付ける。

ステップＳＴ５−２において、処理回路４４の駆動制御機能４４２は、退避指示に応じてメモリ４１から基台位置を読み出し、この基台位置に基づいて、Ｃアーム駆動装置１４２を制御し、レールｒ１の長手方向に沿って基台１４ａをセット位置に移動させる。これにより、レールｒ１に沿ってＣアーム１４がセット位置に移動する。セット位置は、図１１（ａ）に平面図を、図１１（ｂ）に正面図をそれぞれ示すように、Ｘ線診断装置１を収容する検査室の壁際にある。セット位置では、水平面上において、直線ＣＬと、レールｒ１の長手方向と、壁ｗＬとは、互いに略平行である。また、セット位置では、水平面上において、アイソセンタ軸ｚＳが第１回転軸ｚ１に重なっている。なお、セット位置は、壁ｗＬが紙面右側に位置する場合に限らず、壁ｗＬが紙面左側に位置してもよい。後述する壁近傍への退避動作も同様に、壁ｗＬが紙面右側に位置する場合に限らず、壁ｗＬが紙面左側に位置しても実行可能である。

ステップＳＴ５−２の終了後、ステップＳＴ５−３において、駆動制御機能４４２は、少なくとも第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を制御することにより、Ｃアーム１４を平行移動させる。回転軸による回転の制御は、メモリ４１内の退避位置情報に基づく制御としてもよく、図示しないセンサからの出力に基づく制御としてもよく、一つの入力操作に応じた連動制御としてもよい。いずれにしても、回転軸による回転の制御により、Ｃアーム１４が壁近傍の退避位置に退避する。退避位置では、図１２（ａ）に平面図を、図１２（ｂ）に正面図をそれぞれ示すように、水平面上において、直線ＣＬと、レールｒ１の長手方向と、壁ｗＬとは、互いに略平行である。また、退避位置では、水平面上において、第２回転軸ｚ２及びアイソセンタ軸ｚＳが２本のレールｒ１間になく、一方のレールｒ１と壁ｗＬとの間にある。すなわち、Ｃアーム１４が壁ｗＬに略平行に退避される（ステップＳＴ５−４）。

なお、退避制御機能は、レールｒ１の幅方向に沿ってＣアーム１４を平行移動させる場合、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を互いに同じ角度θに制御すると共に、基台１４ａの移動を制御する。ここで、第１回転軸ｚ１と第２回転軸ｚ２との間の水平距離をＬとし、当該同じ角度をθとし、基台１４ａの移動距離をＤ１とするとき、退避制御機能は、Ｄ１＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの関係に基づいて基台１４ａの移動を制御する。但し、本実施形態は、Ｃアーム１４を壁際に退避すればよいので、Ｃアーム１４をレールｒ１の幅方向に沿って平行移動させる必要はなく、Ｃアーム１４をレールｒ１の幅方向から外れる方向（斜め方向）に平行移動させてもよい。すなわち、セット位置から退避位置にＣアーム１４を移動させる際に、基台１４ａを静止させてもよい。但し、基台１４ａを移動させてもよい。Ｃアーム１４の退避動作において、基台１４ａを移動させる場合、基台１４ａの移動距離はＤ１としてもよく、Ｄ１以外としてもよい。また、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転の角度θは、図１２（ａ）に示す退避位置において、第１回転軸ｚ１と直線ＣＬとの距離をｄとしたとき、ｄ＝Ｌｓｉｎθに基づき、θ＝ａｒｃｓｉｎ（ｄ／Ｌ）とすればよい。

また、退避制御機能は、第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転をそれぞれ９０度に制御してもよい。この場合、図１３（ａ）に平面図を、図１３（ｂ）に正面図をそれぞれ示すように、Ｃアーム１４が壁際の退避位置に退避される。あるいは、図１４（ａ）に平面図を、図１４（ｂ）に正面図をそれぞれ示すように、Ｃアーム１４を壁際の退避位置に退避してもよい。いずれの場合も前述同様に、セット位置から退避位置にＣアーム１４を移動させる際に、基台１４ａを移動させる必要はない。また、基台１４ａを移動させる場合には、例えば、基台１４ａの移動距離Ｄ１を、第１回転軸ｚ１と第２回転軸ｚ２との間の水平距離Ｌとすればよい（Ｄ１＝Ｌ−Ｌｃｏｓθ＝Ｌ−Ｌｃｏｓ９０°＝Ｌ）。

ステップＳＴ５−４の終了後、Ｘ線診断装置１は、動作を終了する。

上述したように本実施形態によれば、Ｃアームを退避させる場合、レールの長手方向に沿って基台を移動させた後に、少なくとも第１回転軸及び第２回転軸による回転を制御することにより、Ｃアームを平行移動させる。

従って、Ｃアームを平行移動可能であって、Ｘ−Ｙステージ構造よりも小形でシンプルな構造を実現させることができる。補足すると、図１１と、図１２乃至図１４の各々とに示したように、Ｃアーム１４を平行移動可能である。また、Ｘ−Ｙステージ構造におけるレールｒ１の幅方向に移動可能なレール構造や駆動部が不要となる。このため、本実施形態によれば、Ｘ−Ｙステージ構造よりも小形でシンプルな構造を実現できる。これに加え、退避の際に、アイソセンタ軸ｚＳに重なる第１回転軸ｚ１を有する第１支持アーム１４ｃ１と、アイソセンタ軸ｚＳから離れた位置に第２回転軸ｚ２を有する第２支持アーム１４ｃ２とを連動させる。これにより、図１２乃至図１４の各々に示すように、壁ｗＬに略平行にＣアーム１４をぎりぎりまで退避させることができる。このため、Ｃアーム１４を退避させた後に、被検体まわりの術者の作業空間を大きく確保することができる。

なお、図１５は、Ｘ−Ｙステージ構造をもつ比較例の平面図及び正面図であり、図８に示した比較例のＸ線診断装置におけるＣアームの退避動作を示している。なお、図１５の上半分の（ａ）が平面図であり、図１５の下半分の（ｂ）が正面図である。

比較例のＸ−Ｙステージ構造によれば、Ｃアーム１４を退避させる際に、図１５の左側から右側に示すように、天井走行枠１４ｙ内をレールｒ１の幅方向に沿って基台１４ｘを移動させると共に、基台１４ｘの第１回転軸ｚ１を中心に支持アーム１４ｃを回転させる。なお、図１５中、“Ｄ１ａ”は、レールｒ１の幅方向に沿った基台１４ｘの移動距離を示す。“ＣＬａ”は、水平面上において、第１回転軸ｚ１と接続部１４ｄのアーム主回転軸とを結ぶ直線を示す。“Ｌ”は、直線ＣＬａの水平距離を示す。

このとき、比較例では、図１５（ａ）の右側に示すように、第１回転軸ｚ１及びアイソセンタ軸ｚＳが２本のレールｒ１間に位置し、直線ＣＬａが壁ｗＬに対して斜め方向に位置している。すなわち、比較例では、第１回転軸ｚ１の延長線上に常にアイソセンタがある構造のため、Ｃアーム１４を２本のレールｒ１の外側に平行移動できず、Ｃアーム１４を第１回転軸ｚ１よりも壁ｗＬに寄せて退避させることができない。

これに対し、本実施形態によれば、２本のレールｒ１の外側にＣアームを平行移動可能であって、Ｘ−Ｙステージ構造よりも小形でシンプルな構造を実現させることができる。

また、本実施形態によれば、第１回転軸と第２回転軸との間の水平距離をＬとし、当該同じ角度をθとし、基台の移動距離をＤとするとき、Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの関係に基づいて基台の移動を制御する。これにより、一層、簡単な制御でＣアームを平行移動させることができる。なお、Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの数式は、例えば、Ｄ＝Ｌ（１−ｃｏｓθ）のように、数学的に等価な変形を施してもよい。また同様に、第２回転軸ｚ２と第１回転軸ｚ１との間の水平距離と、第２回転軸ｚ２とアイソセンタ軸ｚＳとの水平距離とは、互いに等しい場合に限らず、互いに異なっていてもよい。当該２つの水平距離が互いに異なる場合、数式“Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθ”における距離“Ｌ”は、第２回転軸ｚ２と第１回転軸ｚ１との間の水平距離とすればよい。

また、本実施形態によれば、第１回転軸及び第２回転軸による回転をそれぞれ９０度に制御する。この場合、より一層、簡単な制御でＣアームを平行移動できる。これに加え、広い作業空間を素早く確保することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係るＸ線診断装置について説明する。
第３の実施形態は、第２の実施形態の変形例であり、退避後のＣアーム１４の向きを目標にして、少なくとも第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を制御する構成となっている。

これに伴い、退避制御機能は、Ｃアーム１４を退避させる場合、少なくとも第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転により、第１支持アーム１４ｃ１の長手方向がレールｒ１の長手方向と交わり、かつ、Ｃアーム１４の正面方向がレールｒ１の長手方向と平行又は垂直となるように、Ｃアーム１４を退避させる。ここで、「少なくとも」の用語は、前述した意味をもっている。なお、退避制御機能は、必ずしもＣアーム１４を壁際に退避させなくてもよい。
他の構成は、第２の実施形態と同様である。
以上のような構成によれば、退避制御機能は、少なくとも第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転により、第１支持アーム１４ｃ１の長手方向がレールｒ１の長手方向と交わり、かつ、Ｃアーム１４の正面方向がレールｒ１の長手方向と平行又は垂直となるように、Ｃアーム１４を退避させる。

ここで、Ｃアーム１４の正面方向がレールｒ１の長手方向と平行となるようにＣアーム１４を退避させた場合、退避位置では、前述した図１２乃至図１４のいずれかに示したように、Ｃアーム１４が壁ｗＬの近傍に位置する。

一方、Ｃアーム１４の正面方向がレールｒ１の長手方向と垂直となるようにＣアーム１４を退避させた場合、退避位置では、図１６乃至図１８のいずれかに示すように、水平面上において、直線ＣＬと、レールｒ１の長手方向とは互いに略垂直となる。また、水平面上において、直線ＣＬと壁ｗＬとは、互いに略平行となる。なお、図１６乃至図１８は、それぞれ図１２乃至図１４に比べ、レールｒ１を水平方向に９０度回転させた場合を示す平面図及び正面図である。

従って、いずれにしても第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第４の実施形態＞
図１９は、第４の実施形態に係るアンギオＣＴ装置の構成を示したブロック図であり、図２０及び図２１は、アンギオＣＴ装置の外観図及び平面図である。

第４の実施形態は、第１乃至第３のいずれかの実施形態のＸ線診断装置１をアンギオＣＴ装置に適用した構成となっている。このアンギオＣＴ装置１００は、図１９に示すように、前述したＸ線診断装置１と、ＣＴ（Computed Tomography）ガントリ５０と、コンソール装置７０とを備えている。なお、アンギオＣＴ装置１００のうち、アンギオ装置は、前述したＸ線診断装置１に対応する。アンギオＣＴ装置１００のうち、ＣＴ装置は、寝台装置３０、ＣＴガントリ５０及びコンソール装置７０に対応する。寝台装置３０は、アンギオ装置及びＣＴ装置に共通に用いられる。なお、コンソール装置４０，７０は、一体化（インテグレーション）してもよい。

ここで、Ｘ線診断装置１は、前述同様に、撮像装置１０、寝台装置３０及びコンソール装置４０を備えている。

撮像装置１０は、図２０及び図２１に示すように、前述同様に、基台１４ａと、第１支持アーム１４ｃ１と、第２支持アーム１４ｃ２と、Ｃアーム１４とを備えている。

基台１４ａは、天井に配置されたレールｒ１に支持され、当該レールｒ１の長手方向に移動可能である。なお、レールｒ１は、“天井レール”又は“第１レール”と呼んでもよい。第１支持アーム１４ｃ１は、鉛直方向の第１回転軸ｚ１を中心に回転可能に基台１４ａに支持される。第２支持アーム１４ｃ２は、鉛直方向の第２回転軸ｚ２を中心に回転可能に第１支持アーム１４ｃ１に支持される。Ｃアーム１４は、第２支持アーム１４ｃ２に支持される。撮像装置１０の他の構成も前述した通りである。

寝台装置３０及びコンソール装置４０は、コンソール装置７０と通信可能となっている。寝台装置３０及びコンソール装置４０の他の構成は、前述同様である。例えば、コンソール装置４０の処理回路４４の駆動制御機能４４２は、前述同様に、基台１４ａの移動、第１回転軸ｚ１による回転、及び第２回転軸ｚ２による回転を制御することにより、レールｒ１の幅方向に沿ってＣアーム１４を平行移動させる平行移動制御機能を含んでいる。これに限らず、駆動制御機能４４２は、前述した全ての平行移動制御機能及び退避制御機能のうちの所望の制御機能を実行することができる。

一方、ＣＴガントリ５０は、床面に配置されたレールｒ２であって、天井に配置されたレールｒ１の長手方向に直交する長手方向を有する当該レールｒ２の上を移動可能となっている。なお、レールｒ２は、“床レール”又は“第２レール”と呼んでもよい。レールｒ２の長手方向は、被検体Ｐの体軸Ｙの方向及び天板３３の長手方向に平行である。

図２０に戻って、ＣＴガントリ５０は、Ｘ線管５１、Ｘ線検出器５２、回転フレーム５３、Ｘ線高電圧装置５４、ＣＴ制御装置５５、ウェッジ５６、コリメータ５７及びＤＡＳ５８を有する。

Ｘ線管５１は、Ｘ線を発生する。具体的には、Ｘ線管５１は、熱電子を発生する陰極と、陰極から飛翔する熱電子を受けてＸ線を発生する陽極とを保持する真空管を含む。Ｘ線管５１は高圧ケーブルを介してＸ線高電圧装置５４に接続されている。陰極と陽極との間には、Ｘ線高電圧装置５４により管電圧が印加される。管電圧の印加により陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔する。陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔することにより管電流が流れる。Ｘ線高電圧装置５４からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔し、熱電子が陽極に衝突することによりＸ線が発生される。

Ｘ線検出器５２は、Ｘ線管５１から発生され被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の線量に対応した電気信号をＤＡＳ５８へと出力する。Ｘ線検出器５２は、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された構造を有する。Ｘ線検出器５２は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射Ｘ線量に応じた光量の光を出力する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射面側に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。光センサアレイは、シンチレータからの光の光量に応じた電気信号に変換する。光センサとしては、例えば、光電子増倍管が用いられる。なお、Ｘ線検出器５２は、入射Ｘ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器（半導体検出器）であっても構わない。

回転フレーム５３は、Ｘ線管５１とＸ線検出器５２とを体軸Ｙに一致する回転軸Ｙ回りに回転可能に支持する円環状のフレームである。具体的には、回転フレーム５３は、Ｘ線管５１とＸ線検出器５２とを対向支持する。回転フレーム５３は、固定フレーム（図示せず）に回転軸Ｙ回りに回転可能に支持される。ＣＴ制御装置５５により回転フレーム５３が回転軸Ｙ回りに回転することによりＸ線管５１とＸ線検出器５２とを回転軸Ｙ回りに回転させる。回転フレーム５３は、ＣＴ制御装置５５の駆動機構からの動力を受けて回転軸Ｙ回りに一定の角速度で回転する。回転フレーム５３の開口部には、画像視野（ＦＯＶ）が設定される。

Ｘ線高電圧装置５４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管５１に印加する高電圧及びＸ線管５１に供給するフィラメント電流を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管５１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。Ｘ線高電圧装置５４は、ＣＴガントリ５０内の回転フレーム５３に設けられてもよいし、ＣＴガントリ５０内の固定フレーム（図示しない）に設けられても構わない。

ウェッジ５６は、被検体Ｐに照射されるＸ線の線量を調節する。具体的には、ウェッジ５６は、Ｘ線管５１から被検体Ｐへ照射されるＸ線の線量が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰する。例えば、ウェッジ５６としては、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）等のアルミニウム等の金属板が用いられる。

コリメータ５７は、ウェッジ５６を透過したＸ線の照射範囲を限定する。コリメータ５７は、Ｘ線を遮蔽する複数の鉛板をスライド可能に支持し、複数の鉛板により形成されるスリットの形態を調節する。

ＤＡＳ５８（Data Acquisition System）は、Ｘ線検出器５２により検出されたＸ線の線量に応じた電気信号をＸ線検出器５２から読み出し、読み出した電気信号を可変の増幅率で増幅し、ビュー期間に亘り電気信号を積分することにより当該ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有するＣＴ生データを収集する。ＤＡＳ５８は、例えば、ＣＴ生データを生成可能な回路素子を搭載したＡＳＩＣにより実現される。ＣＴ生データは、非接触データ伝送装置等を介してコンソール装置７０に伝送される。

ＣＴ制御装置５５は、コンソール装置７０の処理回路７３の撮像制御機能７３３に従いＸ線ＣＴ撮像を実行するためにＸ線高電圧装置５４やＤＡＳ５８を制御する。ＣＴ制御装置５５は、ＣＰＵ等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。また、ＣＴ制御装置５５は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、ＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Device）により実現されてもよい。

なお、ＣＴガントリ５０は、Ｘ線発生部とＸ線検出部とが一体として被検体の周囲を回転するRotate/Rotate-Type（第３世代ＣＴ）、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線発生部のみが被検体の周囲を回転するStationary/Rotate-Type（第４世代ＣＴ）等の様々なタイプがあり、いずれのタイプでも適用可能である。

コンソール装置７０は、通信インタフェース７１、ＣＴデータメモリ７２、処理回路７３、ディスプレイ７４、メモリ７５及び入力インタフェース７６を有する。例えば、通信インタフェース７１、ＣＴデータメモリ７２、処理回路７３、ディスプレイ７４、メモリ７５及び入力インタフェース７６間のデータ通信は、バス（bus）を介して行われる。

通信インタフェース７１は、有線、無線又はその両方にてコンソール装置４０と通信するための回路である。なお、図示しないが、コンソール装置４０もコンソール装置７０と通信するための回路である通信インタフェースを備えている。

ＣＴデータメモリ７２は、ＣＴガントリ５０から伝送されたＣＴ生データを記憶する記憶装置である。ＣＴデータメモリ７２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。

処理回路７３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路７３は、当該メモリから読み出した各種プログラムの実行により再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮像制御機能７３３及び表示制御機能７３４を実現する。なお、再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮像制御機能７３３及び表示制御機能７３４は、一の基板の処理回路７３により実装されても良いし、複数の基板の処理回路７３により分散して実装されても良い。

再構成機能７３１において処理回路７３は、ＣＴガントリ５０から伝送されたＣＴ生データに基づいて、被検体Ｐに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を再構成する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法や逐次近似再構成法等の既存のアルゴリズムが用いられれば良い。また、処理回路７３は、ＣＴ生データに基づいてＣＴに関する位置決め画像を生成することも可能である。

画像処理機能７３２において処理回路７３は、再構成機能７３１により再構成されたＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、処理回路７３は、ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を生成する。

撮像制御機能７３３において処理回路７３は、ＣＴ撮像を行うためにＣＴガントリ５０と寝台装置３０とを同期的に制御する。また、処理回路７３は、ＣＴガントリ５０による位置決めスキャン（以下、ＣＴ位置決めスキャンと呼ぶ）を実行可能である。ＣＴ位置決めスキャンのために処理回路７３は、ＣＴガントリ５０と寝台装置３０とを同期的に制御する。

表示制御機能７３４において処理回路７３は、種々の情報をディスプレイ７４に表示する。例えば、処理回路７３は、再構成機能７３１により再構成されたＣＴ画像をディスプレイ７４に表示する。

ディスプレイ７４は、表示制御機能７３４における処理回路７３の制御を受けて、種々の情報を表示する。ディスプレイ７４としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

メモリ７５は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、メモリ７５は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。

入力インタフェース７６は、ユーザからの各種指令を入力する。具体的には、入力インタフェース７６は、入力機器に接続されている。入力機器としては、キーボードやマウス、トラックボール、ジョイスティック、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース７６は、入力機器からの出力信号をバスを介して処理回路７３に供給する。

次に、以上のように構成されたアンギオＣＴ装置の動作について説明する。

アンギオＣＴ装置１００においては、レールｒ１に沿ってＣアーム１４を退避させ、レールｒ２に沿ってＣＴガントリ５０を撮像位置にセットすることにより、ＣＴ装置が使用可能となる。また、レールｒ２に沿ってＣＴガントリ５０を退避させ、レールｒ１に沿ってＣアーム１４を撮像位置にセットすることにより、アンギオ装置としてのＸ線診断装置１が使用可能となる。

ここで、Ｘ線診断装置１が使用可能な場合、Ｘ線診断装置１は、前述したステップＳＴ１〜ＳＴ５と同様に動作することができる。このとき、Ｘ線診断装置１は、前述同様に、例えば、基台１４ａの移動、第１回転軸ｚ１による回転、及び第２回転軸ｚ２による回転を制御することにより、Ｃアーム１４をレールｒ１の幅方向に沿って平行移動させることができる。

また、Ｘ線診断装置１は、前述したステップＳＴ５−１〜ＳＴ５−４と同様に動作することができる。Ｃアーム１４を退避させる場合、Ｘ線診断装置１は、前述同様に、例えば、レールｒ１の長手方向に沿って基台１４ａを移動させた後に、少なくとも第１回転軸ｚ１及び第２回転軸ｚ２による回転を制御することにより、Ｃアーム１４を平行移動させることができる。

上述したように本実施形態によれば、床面に配置された第２レールに沿ってＣＴガントリを移動させた後、基台の移動、第１回転軸による回転、及び第２回転軸による回転を制御することにより、第１レールの幅方向に沿ってＣアームを平行移動させる。これにより、アンギオＣＴ装置において、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、Ｃアームを退避させる場合、第１レールの長手方向に沿って基台を移動させた後に、少なくとも第１回転軸及び第２回転軸による回転を制御することにより、Ｃアームを平行移動させる。これにより、アンギオＣＴ装置において、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、レールの長手方向に移動可能な基台と、第１回転軸を中心に回転可能に基台に支持される第１支持アームと、第２回転軸を中心に回転可能に第１支持アームに支持される第２支持アームと、Ｃアームとを備えている。これに伴い、基台の移動、第１回転軸による回転、及び第２回転軸による回転を制御することにより、レールの幅方向に沿ってＣアームを平行移動させる。

従って、Ｃアームを平行移動可能であって、Ｘ−Ｙステージ構造よりも小形でシンプルな構造を実現させることができる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１又は図１６における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

なお、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、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要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。

１…Ｘ線診断装置、１０…撮像装置、１１…高電圧発生装置、１２…Ｘ線発生部、１３，５２…Ｘ線検出器、１４…Ｃアーム、１４ａ…基台、１４ｂ１，１４ｂ２…支点、１４ｃ１…第１支持アーム、１４ｃ２…第２支持アーム、１４ｄ…接続部、１４１…状態検出器、１４２…Ｃアーム駆動装置、３０…寝台装置、３１…基台、３２…寝台駆動装置、３３…天板、３４…支持フレーム、４０，７０…コンソール装置、４１，７５…メモリ、４２，７４…ディスプレイ、４３，７６…入力インタフェース、４４、７３…処理回路、４４１…システム制御機能、４４２…駆動制御機能、４４３…Ｘ線制御機能、４４４，７３２…画像処理機能、４４５，７３４…表示制御機能、５０…ＣＴガントリ、５１…Ｘ線管、５３…回転フレーム、５４…Ｘ線高電圧装置、５５…ＣＴ制御装置、５６…ウェッジ、５７…コリメータ、５８…ＤＡＳ、７１…通信インタフェース、７２…ＣＴデータメモリ、７３１…再構成機能、７３３…撮像制御機能、１００…アンギオＣＴ装置、ＣＬ…直線、ＩＳ…アイソセンタ、Ｒｃ…アーム主回転軸、ｒ１，ｒ２…レール、ｗＬ…壁、ｚ１…第１回転軸、ｚ２…第２回転軸、ｚＳ…アイソセンタ軸。

Claims

天井に配置されたレールに支持され、前記レールの長手方向に移動可能な基台と、
鉛直方向の第１回転軸を中心に回転可能に前記基台に支持される第１支持アームと、
鉛直方向の第２回転軸を中心に回転可能に前記第１支持アームに支持される第２支持アームと、
前記第２支持アームに支持されるＣアームと、
前記基台の移動、前記第１回転軸による回転、及び前記第２回転軸による回転を同時に制御することにより、前記Ｃアームの向きを保ったまま、前記レールの長手方向に垂直な方向に前記Ｃアームのアイソセンタを直線的に移動させる制御手段と、
を具備するＸ線診断装置。
前記制御手段は、前記レールの長手方向に垂直な方向に前記Ｃアームのアイソセンタを移動させる場合、前記第１回転軸及び前記第２回転軸による回転を互いに同じ角度に制御すると共に、前記基台の移動を制御する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
前記第１回転軸と前記第２回転軸との間の水平距離をＬとし、前記同じ角度をθとし、前記基台の移動距離をＤとするとき、前記制御手段は、Ｄ＝Ｌ−Ｌｃｏｓθの関係に基づいて前記基台の移動を制御する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
前記基台の移動、前記第１回転軸による回転、及び前記第２回転軸による回転を制御することにより、前記第１支持アームの長手方向が前記レールの長手方向と垂直となり、かつ、前記Ｃアームの正面方向が前記レールの長手方向と平行となる状態に前記Ｃアームを退避させる退避制御手段をさらに備える、請求項１から３のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。