JP7030100B2 - Ｘ線透視撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は被検体の透視撮影を行うＸ線透視撮影装置に関し、特に、インターベンショナルラジオロジー（Inter-Ventional Radiology：IVR）に好適なＸ線透視撮影装置に関する。

近年、被検体に対してＸ線透視を行いながら手技を行うIVRの中でも、内視鏡的逆行性胆管膵管造影（endoscopic retrograde cholangiopancreatography：ERCP）や内視鏡的乳頭括約筋切開術（endoscopic sphincterotomy：EST）においてＸ線透視撮影装置が広く用いられるようになってきた。

内視鏡を用いたIVRでは、被検体の中で内視鏡を移動させてその位置を確認しながら手技が行われるため、透視撮影中に被検体に対するＸ線の照射位置（撮像位置）を変更可能な構成を有するＸ線透視撮影装置が望まれている。

透視撮影中に撮像位置を変更可能なＸ線透視撮影装置の一例として、特許文献１、２には、床面に載置されるスタンド部と、スタンド部の一側面から突出している支持腕部と、支持腕部の突出方向を短手方向としその方向に直交する方向を長手方向とする天板と、支持腕部に支持されて天板を支持する支持枠と、天板上にＸ線を照射するＸ線発生器と、支持枠により支持されＸ線発生器を支持する支柱部と、支持枠内に配置され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備えたＸ線透視撮影装置が開示されている。

特許文献１に開示されているＸ線透視撮影装置では、天板を支持枠ごと天板の短手方向や長手方向にスライドさせたり、当該短手方向に平行な軸を中心にＸ線発生器とＸ線検出器を回転させたりしながら被検体の透視撮影位置を変えることができる。

また、特許文献２に開示されているＸ線透視撮影装置では、支柱部が、支持枠に対して長手方向にスライド可能に支持されている基底部と、基底部の上部に固定されている支柱本体と、支柱本体の上端でＸ線発生器を支持する連結部とを有しており、基底部が、支柱部及びＸ線発生器を天板の短手方向に移動可能とするスライド機構を有している。

特開平１１－１３７５４０号公報 特開２００８－１３６７９７号公報

しかしながら、特許文献１記載のＸ線透視撮影装置では、透視撮影中にＸ線の照射位置を支持腕部の突出方向に沿って変えたい場合、天板を移動（スライド）させる必要があり、天板上の被検体に対して負荷がかかる恐れがあった。特にIVRを行う場合、被検体自体を移動させながら手技を行うこととなり、術者にとっても被検体にとっても負荷が大きくなってしまっていた。

一方、Ｘ線発生器を支柱部に対して移動させることも考えられるが、Ｘ線発生器は、その内部にＸ線管や絞り羽根などが備えられており、非常に重くなっている。そのため、従来のＸ線透視撮影装置を支柱部に対するＸ線発生器の支持位置を単にスライドあるいは回転する構成では、Ｘ線発生器の移動時に装置の姿勢が不安定になるおそれがある。特にＸ線発生器を天板の短手方向に移動させる際、非常に重い構成のＸ線発生器を、床面に固定されているスタンド部から離れる方向に移動すること自体が困難であった。

また、特許文献２記載のＸ線透視撮影装置のように、支柱部を支持枠に支持させる役割を担う基底部自体が、Ｘ線発生器を天板の短手方向に移動させるスライド機構を有している場合、スタンド部と支持枠との間に支柱部を短手方向にスライドさせるためのスペースを大きく確保する必要があった。

本発明は、透視撮影中に天板に被検体を載置した状態で、天板を移動させることなく安定してＸ線透視撮影を行うことができ、天板とスタンド部との間のスペースを大きく確保する必要のないＸ線透視撮影装置を提供することを目的とする。

本発明のＸ線透視撮影装置は、床面に載置されるスタンド部と、スタンド部の一側面側に突出している支持腕部と、支持腕部の突出している方向を短手方向とし短手方向に直交する方向を長手方向として被検体を載置する天板と、支持腕部に支持され天板を支持する支持枠と、天板上にＸ線を照射するＸ線発生器と、支持枠に支持されて上部でＸ線発生器を支持する支柱部と、を備えている。支持枠は、短手方向に平行な軸を中心として、支柱部を支持枠に対して回動可能とする回動機構を有している。支柱部は、回動機構に支持されている基底部と、基底部の上部に配置されている支柱本体と、Ｘ線発生器を短手方向に沿って移動可能とするスライド機構とを有している。スライド機構は、基底部よりも上部に配置されている。

本発明によれば、被検体を載置した天板を移動させずに安定してＸ線発生器を短手方向に移動させ、被検体の任意の位置を透視することができる。また本発明のＸ線透視撮影装置は、天板とスタンド部との間のスペースを大きく確保する必要がなく、装置全体をコンパクトにできる。

Ｘ線透視撮影システムＳＹの全体構成を示す上面から見た図。 Ｘ線透視撮影装置１の構成例を示す斜視図。 Ｘ線透視撮影装置１の構成例を示すブロック図。 Ｘ線透視撮影装置１の各機構の制御系の構成例を示すブロック図。 （Ａ）、（Ｂ）はＸ線透視撮影装置１の動作例を示す部分側面図。 スライド機構部５１ｍの構成を示す部分斜視図。 Ｘ線透視撮影装置１の動作を示すフローチャート。 （Ａ）、（Ｂ）はＸ線透視撮影装置１Ｂの動作例を示す側面図。 スライド機構部５２ｍの構成を示す部分斜視図。 （Ａ）、（Ｂ）はＸ線発生器６０の移動前後の位置を説明する側面図。 Ｘ線透視撮影装置１Ｂの各機構の制御系の構成例を示すブロック図。 （Ａ）、（Ｂ）はＸ線透視撮影装置１Ｃの動作例を示す側面図。 （Ａ）、（Ｂ）は回動機構部５３ｍの構成を示す部分斜視図。 Ｘ線透視撮影装置１Ｃの制御系の構成例を示すブロック図。 （Ａ）、（Ｂ）は斜入透視撮影時のＸ線検出器７０の動作を示す説明図。 （Ａ）、（Ｂ）は絞り羽根６１０Ａ、６１０Ｂの動作とＸ線照射範囲を示す説明図。 （Ａ）、（Ｂ）はＸ線検出器７０に設けられたグリッド７１の作用を示す説明図。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。

まず、本発明のＸ線透視撮影システムＳＹの全体構成について説明する。
Ｘ線透視撮影システムＳＹは、図１に示すように、Ｘ線透視撮影装置１と、この撮影装置１に電力を供給する高電圧発生器３と、撮影した像を表示する表示装置８０と、これらの機器を統合的に操作する遠隔操作卓２、近接操作卓４を備えている。これらの機器のうち、Ｘ線透視撮影装置１、高電圧発生器３、近接操作卓４および表示装置８０は、被検体Ｐの透視撮影を行なう撮影室１００に配置されている。また遠隔操作卓２は、Ｘ線透視撮影装置１の各部を動作させる機構への指示など撮影技師Ｗ１の各種操作を受け付ける操作部１２２を備えており、撮影室１００に隣接する操作室２００に設けられている。または、撮影室１００内に同様の機能を持った近接操作卓４により術者ＯＰ１が操作して、Ｘ線透視撮影装置１の各部を動作させてもよい。その場合には、近接操作卓４には、フットペダルなどにより術者ＯＰ１が手技を行いながらＸ線を照射できる機構があることが好ましい。

撮影室１００は、室内で発生するＸ線を遮蔽できる構造を有している。そのため、操作室２００内にいる撮影技師Ｗ１は、Ｘ線透視撮影装置１からＸ線が出射されても被曝しない。なお、撮影室１００と操作室２００との間には窓２００ｗが設けられており、撮影技師Ｗ１が操作室２００から撮影室１００内の様子を監視できる。この窓２００ｗは、撮影室１００からのＸ線を遮蔽できるように、鉛入りガラスなどで形成されている。

この撮影システムＳＹで、被検体Ｐの透視撮影と手技を並行して行う、いわゆるＩＶＲ等の手技を行うとき、Ｘ線の強度や照射間隔などのＸ線条件の入力は撮影技師Ｗ１が遠隔操作卓２で行ってもよいし、近接操作卓４で術者ＯＰ１が行ってもよい。高電圧発生器３は、そのＸ線条件に基づき、パルス波形を有する管電流をＸ線透視撮影装置１に供給する。Ｘ線透視撮影装置１は、Ｘ線透視撮影装置１の天板４０上に寝かせられた被検体Ｐに対して間歇的にＸ線を照射し、各Ｘ線に応じた被検体Ｐの透視画像を生成して、連続的に透視画像を表示装置８０に表示させる。術者ＯＰ１は、被検体Ｐの周囲に立ち、表示装置８０に表示される透視画像を見ながら手技を行う。この際必要に応じて後述するＸ線透視撮影装置１の機構を動作させて、被検体Ｐの任意の位置にＸ線を照射し透視撮影を行う。

＜実施形態１＞
続いて、上述したＸ線透視撮影システムＳＹに備えられている、実施形態１のＸ線透視撮影装置１について、その構成を説明する。

［全体構成］
Ｘ線透視撮影装置１は、図２に示すように、床面に載置されるスタンド部１０と、スタンド部１０の一側面側に突出している支持腕部２０と、支持腕部の突出している方向に直交して延在し被検体Ｐを載せる天板４０と、支持腕部２０に支持されて天板４０を下から支持する支持枠３０と、天板４０上にＸ線を照射するＸ線発生器６０と、支持枠３０に支持される支柱部５０と、支柱部５０の上部で支柱部５０とＸ線発生器６０を連結する管球支持部９０と、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器７０とを備えている。

以下、支持腕部２０がスタンド部１０から突出している方向（被検体Ｐの左右方向）を天板４０の短手方向といい、天板４０の短手方向に直交する方向を長手方向として説明する。

スタンド部１０はその内部に、支持腕部２０、支持枠３０、及び支持枠３０により支持される天板４０、支柱部５０、Ｘ線発生器６０、Ｘ線検出器７０、及び管球支持部９０を矢印Ａ１方向に昇降可能とする昇降機構２２１（以下、Ａ１昇降機構という）を有している（図４参照）。この機構２２１により、Ｘ線発生器６０とＸ線検出器７０との距離、すなわちＸ線管焦点・受像面間距離（ＳＩＤ）を維持した状態で支持枠３０を昇降させることができる。また支持枠３０が昇降可能な構成であるため、天板４０の高さを、天板４０上に被検体Ｐを乗せやすい位置、あるいは術者が作業を行ないやすい位置に調節することができる。

スタンド部１０は、天板４０の短手方向に平行な軸を中心として、支持腕部２０を回動可能な（矢印Ａ２）天板回動機構２２２（以下、Ａ２回動機構という）を有している（図４参照）。この機構２２２による支持腕部２０の回動に伴い、支持枠３０及び天板４０が支柱部５０とともに回動することができる。支持枠３０の回動可能範囲は、床面に対して水平な状態から約±９０°程度、合計約１８０°程度であることが好ましい。支持腕部２０がこのように回転可能な構成であるため、天板４０上の被検体Ｐの体勢を立たせたり寝かせたり等、変更することができる。

支持枠３０はその内部に、支柱部５０を支持腕部２０及び支持枠３０に対して天板４０の長手方向（矢印Ａ３方向）に移動可能とするスライド機構２２３（以下、Ａ３スライド機構という）を有している（図４参照）。

支持枠３０はさらにその内部に、Ｘ線検出器７０を天板４０の短手方向（矢印Ａ７方向）、及び長手方向（矢印Ａ８方向）にスライドさせる検出器移動機構（以下、検出器スライド機構という）２２７（図４参照）を有している。なおＸ線検出器７０の長手方向へのスライドを検出器移動機構２２７の代わりに、Ａ３スライド機構２２３が実施可能とする構成であってもよい。その場合、Ａ３スライド機構２２３は、支柱部５０及びＸ線検出器７０を一緒にスライドさせて、Ｘ線検出器７０の長手方向の位置と、Ｘ線発生器６０の長手方向の位置とを常に一致させることができる。

支持枠３０は、スタンド部１０側に、天板４０の短手方向に平行な軸を中心として支柱部５０を回動可能な（矢印Ａ９方向）支柱部回動機構２２８（以下、Ａ９回動機構という）を有している。このＡ９回動機構２２８は、上に円弧を有する半円状の部材の円周部に沿って支柱部５０を回動可能とする構成を有しており、この半円状の部材は、Ａ３スライド機構２２３により天板４０の長手方向にスライド可能に配置されている。

これらの機構２２１～２２３、２２７、２２８は公知の構成であってよく、従来のＸ線透視撮影装置に備えられている機構と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

上述した５つの機構２２１～２２３、２２７、２２８に加えて、本実施形態のＸ線透視撮影装置１は、支柱部５０が、Ｘ線発生器６０を天板４０の短手方向（矢印Ａ４方向）に沿って移動可能とする短手方向のスライド機構部５１ｍを有している。このＡ４スライド機構部５１ｍの構成の詳細については後で説明する。

Ｘ線発生器６０は、高電圧発生器３から図示しないケーブルを介して電力供給を受けてＸ線を発生させるＸ線管球を有している。高電圧発生器３からＸ線発生器６０に電力を供給するケーブルは、蛇管やケーブルベア（登録商標）等、装置の各種動作及び透視撮影を妨げないような機構および配置であることが好ましい。Ｘ線発生器６０は、Ｘ線発生器６０から発せられるＸ線の照射範囲を制限するＸ線可動絞り６００（図３）や、特定のエネルギーのＸ線を選択的に透過させるＸ線フィルタなどを有していてもよい。

Ｘ線検出器７０は、Ｘ線発生器６０に対向するように支持枠３０の内部に配置されていて、Ｘ線発生器６０から照射されるＸ線の光軸がＸ線検出器７０の中心を常に貫くように、Ｘ線発生器６０の位置に連動して移動可能である。Ｘ線検出器７０には、イメージインテンシファイヤとTVカメラとを組み合わせたものや、Ｘ線平面検出器（Flat Panel Detector：FPD）等を使用することができる。特に、Ｘ線検出器を支持枠内に配置することを考慮すれば、小型・軽量のＦＰＤを使用することが好ましい。

［制御系の構成］
Ｘ線透視撮影装置１は図３に示すように、Ｘ線検出器７０から出力されたＸ線信号に対して画像処理を行なう画像処理部１１６と、画像処理部１１６により処理されたＸ線画像などの各種情報を記憶する記憶部１１４と、各構成要素を統合して制御する装置制御部１２０とを備えている。画像処理部１１６により処理されたＸ線画像は、装置制御部１２０を介して表示装置８０に表示される。

装置制御部１２０は、ＣＰＵ或いはＧＰＵに搭載されるソフトウェアとしてその機能が実現される。また装置制御部１２０の、一部または全部の機能は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウェアで実現することも可能である。

Ｘ線透視撮影装置１には、上述した装置制御部１２０とともに、各部の動作を制御するための制御部が備えられている。具体的にはＸ線透視撮影装置１は、Ｘ線発生器６０やＸ線可動絞り６００の制御をしてＸ線発生器６０から出射されるＸ線量を調整するＸ線制御部１２３と、装置の各部を移動させる機構を制御する機構制御部１２４とを備えている。

装置制御部１２０は、操作部１２２に接続されており、操作部１２２が受け付けた撮影技師Ｗ１或いは術者ＯＰ１による操作情報を受信すると、その情報に基づいて機構制御部１２４等に指示を送る。機構制御部１２４は、図４に示すように、Ｘ線の照射位置（撮像位置）を調整する撮像系制御部６と、撮像位置に応じてＸ線検出器７０の位置を調整する検出器制御部７とを有している。

前述した機構、すなわちＡ１昇降機構２２１、Ａ２回動機構２２２、Ａ３スライド機構２２３、Ａ９回動機構２２８及びスライド機構部５１ｍは、撮像系制御部６に接続されている。撮像系制御部６は、操作部１２２が受け付けた各部を動作させる指示情報に従ってこれらの機構の動作を制御し、撮像位置を調整する。また、検出器スライド機構２２７は検出器制御部７に接続されており、Ｘ線発生器６０の位置に連動させてＸ線検出器７０の位置を調整する。

操作部１２２は、装置の移動条件を受け付けるレバーやボタンを備えていたり、移動条件を数値入力などにより受け付けるキーボードやタッチパネルなどのＵＩを有していたりしてもよい。撮影技師Ｗ１や術者ＯＰ１は操作部１２２を介してその移動方向や移動量等の移動条件を入力することで、検出器制御部７の制御のもと、Ｘ線透視撮影装置１の矢印Ａ１～Ａ４、Ａ７～Ａ９方向の動作を制御することができる。なお以上で説明した制御部は、その一部又は全部が撮影室２００内に設けられていてもよい。

［スライド機構部の構成］
次に、支柱部５０の、特にスライド機構部５１ｍの具体的な構成について図５、６を参照し説明する。図５は、説明のためにＸ線透視撮影装置１の外装を外した状態を示している。図６は、スライド機構部５１ｍを図２の矢印Ｙ１方向からみた（すなわち、スタンド部１０側からみた）拡大図である。

Ｘ線透視撮影装置１の支柱部５０は、支柱部回動機構２２８に支持されている基底部５１と、基底部５１の上部に配置されている支柱本体５２とを備えている。支柱本体５２の支持枠３０側の側面には、撮影時に被検体Ｐの関心領域を圧迫する圧迫筒５４が設けられている。

スライド機構部５１ｍは、基底部５１よりも上部（具体的には、基底部５１の上端部と支柱本体５２の下端部との間）に配置され、支柱本体５２を基底部５１に対して天板４０の短手方向にスライドさせる機構である。スライド機構部５１ｍの駆動により支柱本体５２がスライドすることにより、その移動に合わせてＸ線発生器６０をスライドさせることができる。

スライド機構部５１ｍには、公知のスライド機構を採用することができるが、図示する例ではラックアンドピニオン機構を有している。具体的には、スライド機構部５１ｍは、基底部５１側に、ラック５００と直線ガイド５０１のレール部分とを備えている。ラック５００と直線ガイド５０１のレール部分は、天板４０の短手方向と平行に配置されており、ラック５００の長さによりＸ線発生器６０の可動範囲が設定されている。一方、スライド機構部５１ｍは支柱本体５２側に、直線ガイド５０１のブロック部分、駆動用のモータ５０２、駆動用の減速機５０３、およびラック５００と噛み合う駆動用のピニオン５０４が備えられている。ピニオン５０４は、減速機５０３の出力軸の先端に設けられている。このような機構により、モータ５０２が駆動すると、減速機５０３がモータ５０２の回転をピニオン５０４に伝え、ピニオン５０４がラック５００に噛み合った状態で移動し、支柱本体５２が天板４０の短手方向（矢印Ａ４方向）にスライド可能となる。

［動作］
以下、Ｘ線透視撮影装置１の動作例について図７等を参照し説明する。

［ステップｓ１］
撮影技師Ｗ１は、操作部１２２を操作して、被検体Ｐが天板４０上に載りやすい高さとなるようにＡ１昇降機構２２１を動作させて支持枠３０の高さを調整する。この時点では、図５（Ａ）に示すように、支柱本体５２はスタンド部１０に近づいて収納された状態となっている。
［ステップｓ２］
この状態で、術者ＯＰ１は、天板４０の上に被検体Ｐを横たわらせる。

［ステップｓ３］
装置制御部１２０は、操作部１２２が撮影技師Ｗ１により操作されて撮像位置の変更指示の入力を受け付けたかどうかを判断する。Ｘ線透視撮影装置１の動作フローは、操作部１２２が撮影技師Ｗ１による入力を受け付けると、次のステップｓ４に進む。

［ステップｓ４］
撮影系制御部６は、撮影技師Ｗ１が入力した撮像位置に応じて、各機構の動作を制御し、Ｘ線発生器６０を天板４０の長手方向及び短手方向に移動させて、透視撮影の開始位置に配置する。Ｘ線発生器６０や支持枠３０の傾きを変える場合は、Ｘ線発生器６０とＸ線検出器７０との距離（ＳＩＤ）を維持した状態で行う。

［ステップｓ５］
装置制御部１２０は、操作部１２２が撮影技師Ｗ１による透視撮影開始の指示入力を受け付けたかどうかを判断する。Ｘ線透視撮影装置１の動作フローは、操作部１２２が透視撮影開始の指示入力を受け付けると、次のステップｓ６に進む。

［ステップｓ６］
Ｘ線発生器６０から所定の間隔でＸ線が照射され、透視撮影が始まる。このとき、必要に応じて圧迫筒５４で被検体Ｐの関心領域を圧迫した状態で撮影する。撮影された透視画像は表示装置８０に表示され、術者は表示装置８０に表示される透視画像を見ながら被検体Ｐに対して手技を行う。

［ステップｓ７］
装置制御部１２０は、撮影技師Ｗ１が操作部１２２を操作して撮像位置を天板４０の短手方向に移動する指示が入力されたかどうかを判断する。

［ステップｓ８］
撮像系制御部６は、透視撮影が継続した状態で、図５（Ｂ）に示すようにスライド機構部５１ｍを駆動させて、Ｘ線発生器６０を、天板４０の短手方向の被検体Ｐ側（矢印Ａ４）に移動させる。具体的には、撮像系制御部６は、装置制御部１２０が受け付けた指示に応じ、スライド機構部５１ｍに対して、指示された移動量でＸ線発生器６０が移動するようにモータ５０２を回転させる信号を送る。これにより、ピニオン５０４がラック５００に噛み合った状態で移動し、Ｘ線発生器６０が天板４０の短手方向に移動する。

検出器スライド機構２２７は、スライド機構部５１ｍと連動して同方向にＸ線検出器７０の位置を移動させる。これにより、照射されるＸ線の光軸を、Ｘ線検出器７０の中心を常に貫くように位置づけることができる。

［ステップｓ９］
装置制御部１２０は、撮影技師Ｗ１がＸ線撮影をするように操作部１２２を操作したかどうかを判断する。

［ステップｓ１０］
撮影系制御部６がスライド機構部５１ｍによるＸ線発生器６０の移動を一時停止させ、検出器制御部７が検出器スライド機構２２７によるＸ線検出器７０の移動を一時停止させる。このようにＸ線発生器６０が位置決めされた状態で、Ｘ線が照射されてＸ線画像が撮影される。Ｘ線画像は表示装置８０に表示される。Ｘ線撮影が終了したら、Ｘ線発生器６０とＸ線検出器７０の移動、及び透視撮影が再開される。

［ステップｓ１１］
装置制御部１２０は、撮影技師Ｗ１が操作部１２２を介して入力した所定位置まで透視撮影が終了したかどうかを判断する。

［ステップｓ１２］
透視撮影が終了する。撮影技師Ｗ１が撮影終了の指示を操作部１２２から入力すると、Ｘ線発生器６０はＸ線の照射を停止する。スライド機構部５１ｍの駆動が停止し、Ｘ線発生器６０の天板４０の短手方向への移動が止まる。

［ステップＳ１３］
撮像系制御部６は、被検体Ｐが天板４０上から降りやすい高さとなるように支持枠３０を調整し、支柱本体５２を図５（Ａ）に示すように、最もスタンド部１０に近づいた状態に戻す。

このようにして、実施形態１のＸ線透視撮影装置１による、被検体の透視撮影が行われる。なお以上の動作では、操作部１２２の操作が撮影技師Ｗ１により行われるものとしたが、操作部１２２と同様の操作部が近接操作卓４にも設けられていて、術者ＯＰ１がＸ線発生器６０の位置を変更できるようにしてもよい。

以上のように、実施形態１のＸ線透視撮影装置１では、スライド機構部５１ｍにより、Ｘ線発生器を天板の短手方向に沿って移動させながら被検体の任意の位置を透視することができる。そのため、透視撮影中に天板を支持腕部の突出方向に沿って移動させる必要がなくなり、被検体の負荷を軽減することができる。

特にＸ線透視撮影装置１を用いたIVRでは、被検体自体を天板の短手方向に沿って移動することなく手技を行うことができるので、術者及び被検体に対する負荷を大幅に軽減することができる。

Ｘ線透視撮影装置１では、スライド機構部５１ｍが、支持枠の支柱部回動機構に支持されている基底部５１よりも上部に配置されていることにより、スタンド部と天板との間に支柱部を短手方向にスライドさせるためにスペースを大きく確保する必要がない。そのため、装置全体をコンパクトにできる。

またＸ線透視撮影装置１は、スライド機構部５１ｍが、基底部のすぐ上部の支柱本体ごとスライド可能としているため、非常に重い構成のＸ線発生器であっても、安定して天板の短手方向にスライドさせることができる。

さらにＸ線透視撮影装置１では、スライド機構部５１ｍを有する支柱部５０が支持腕部２０とは異なる位置で支持枠３０に支持されているため、支持枠３０をスライドや回動させる機構ごと移動させる必要がなく、短手方向への移動機構を容易に構成することができる。またこれにより、支持腕部２０ごとスライドさせるよりも装置の奥行きをコンパクトにできる。

さらに本実施形態のＸ線透視撮影装置１では、スライド機構部５１ｍが圧迫筒５４よりも下部に設けられているため、スライド機構部５１ｍの駆動時にＸ線発生器６０と圧迫筒５４が連動して動き、圧迫筒５４による被検体の圧迫位置を、Ｘ線照射範囲の中心と常に合わせることができる。

＜実施形態２＞
実施形態２のＸ線透視撮影装置１Ｂについて、実施形態１のＸ線透視撮影装置１と異なる点について説明する。Ｘ線透視撮影装置１Ｂは、図８（Ａ）に示すように、スライド機構部５１ｍに加え、支柱本体５２の上端と管球支持部９０の下端とを連結する位置に、Ｘ線発生器６０を天板４０の短手方向（矢印Ａ５方向）にスライド可能とする短手方向スライド機構部５２ｍを備えている。

［構成］
以下、スライド機構部５２ｍの具体的な構成について、図８、９を参照して説明する。図９は、スライド機構部５２ｍを図８（Ａ）の矢印Ｙ２方向からみた（すなわち、支持枠３０側からみた）拡大図である。

スライド機構部５２ｍは、公知のスライド機構を採用することができるが、図示する例ではスライド機構部５１ｍと同様のラックアンドピニオン機構を有している。具体的には、スライド機構部５２ｍは、支柱本体５２側に、ラック５１０と、直線ガイド５１１のレール部分とを備えている。ラック５１０と、直線ガイド５１１のレール部分は、矢印Ａ５方向に平行に配置されている。一方、スライド機構部５２ｍの管球支持部９０側には、直線ガイド５１１のレールに沿って移動可能な管球スライド部５３が設けられており、管球スライド部５３には直線ガイド５１１のブロック部分、駆動用のモータ５１２、および駆動用ピニオン５１３が設けられている。Ｘ線発生器６０は、管球支持部９０に対してスタンド部１０とは反対側の先端に取り付けられている。ピニオン５１３は、管球スライド部５３の先端にチェーンおよび減速機等を介して設けられている。

モータ５１２が回転すると、ラック５１０とピニオン５１３が噛み合った状態で、管球スライド部５３が管球支持部９０とＸ線発生器６０ごと矢印Ａ５方向にスライドする。

Ｘ線透視撮影装置１Ｂでは、Ｘ線発生器６０の天板４０に対する短手方向の可動範囲は、２つのスライド機構部５１ｍ、５２ｍによるＸ線発生器６０の可動範囲の合計である。天板４０の短手方向の長さが図１０に示すように７００ｍｍの場合、例えばＸ線発生器６０はスライド機構部５１ｍにより２００ｍｍ、スライド機構部５２ｍにより４００ｍｍ移動させることで、合わせて６００ｍｍ移動可能となる。これによりＸ線の照射可能範囲（すなわち撮像可能範囲）を天板４０の短手方向の一端から他端まで移動させることができる。

実施形態２では、撮像系制御部６は図１１に示すように、Ａ１昇降機構２２１、Ａ２回動機構２２２、Ａ３スライド機構２２３、Ａ９回動機構２２８、スライド機構部５１ｍに加え、スライド機構部５２ｍに接続されている。また検出器移動機構２２７は、スライド機構部５１ｍ、５２ｍの駆動によるＸ線発生器６０の、天板４０の短手方向に沿うスライド動作に連動させてＸ線検出器７０を移動し、Ｘ線の光軸がＸ線検出器７０の中心を常に貫くようにその位置を調整する。

実施形態２において、操作部１２２として、スライド機構５１ｍを駆動させる操作部とスライド５２ｍを駆動させる操作部とは同一であってもよいし、異なっていてもよい。スライド機構５１ｍを駆動させる操作部とスライド５２ｍを駆動させる操作部とが同一の場合、スライド機構部５１ｍによるＸ線発生器６０スライド動作を優先させて行うことが好ましい。すなわち、Ｘ線発生器６０の大まかな移動は支柱本体５２とその上部の重い構造全てを支えているスライド機構部５１ｍにより行い、細かな調整は、支持している構造がより軽いスライド機構部５２ｍにより行うことが好ましい。

［動作］
以下、実施形態２のＸ線透視撮影装置１Ｂの動作例について説明する。Ｘ線透視撮影装置１Ｂの動作は、図７に示すＸ線透視撮影装置１の動作と同様であり、天板４０の短手方向にＸ線発生器６０を移動させる際のステップｓ８のみが異なる。以下、ステップｓ８のＸ線透視撮影装置１Ｂの場合の動作について説明する。

［ステップｓ８］
撮像系制御部６は、図８（Ｂ）に示すようにスライド機構部５１ｍ及びスライド機構部５２ｍを駆動させて、Ｘ線発生器６０を、天板４０の短手方向の被検体Ｐ側（矢印Ａ４、Ａ５）に操作部１２２を介して入力された移動量でスライドさせる。

以上の通り実施形態２のＸ線透視撮影装置１Ｂでは、天板４０の短手方向のサイズ（装置の奥行きサイズ）を従来と同程度に抑えたままで、実施形態１のＸ線透視撮影装置１よりも広い範囲での撮像が可能となる。

またスライド機構部５２ｍは支柱本体５２の上端に設けられているため、スライド機構部５１ｍ、５２ｍを両方駆動させることにより、スライド機構部５１ｍが支柱部５０を被検体Ｐにぶつからない位置まで移動させ、且つスライド機構部５２ｍがＸ線発生器６０の位置を天板４０の術者側の端部（スタンド部１０とは反対側の端部）まで移動させて撮影できるようになる。

なお、天板４０の術者側の端部で撮影を行う際、一般に圧迫筒を使用しない。そのためスライド機構部５２ｍの駆動時、圧迫筒５４の位置はＸ線発生器６０移動に連動しなくてもよい。スライド機構部５２ｍの駆動時に圧迫筒５４を使用したい場合、Ｘ線発生器７０の位置を位置センサ等で検出し、Ｘ線照射範囲の中心と被検体を圧迫する中心とが一致するかどうかを判断し、一致する場合のみ圧迫動作を許可する構成としてもよい。これらの中心が一致しない場合は、ずれている方向やそのずれ量を表示装置８０及び操作部１２２に示すことが好ましい。

＜実施形態３＞
以下、実施形態３のＸ線透視撮影装置１Ｃについて説明する。Ｘ線透視撮影装置１Ｃは、図１２に示すように、スライド機構部５１ｍ、５２ｍに加え、Ｘ線発生器６０を天板４０の長手方向に平行な軸Ｒを中心に回動可能（矢印Ａ６方向）とする回動機構部５３ｍを管球支持部９０に備えている。これによりＸ線透視撮影装置１Ｃは、短手方向の斜入（被検体に対して被検体の体軸に平行な軸を中心に斜めからＸ線を照射すること）を可能にする。図１３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、回動機構部５３ｍを上からみた図と下からみた図である。

以下、回動機構部５３ｍの具体的な構成について説明する。
回動機構部５３ｍは、図１３に示すように、モータ５２０と、モータ５２０の回転により回転する主動滑車５２１と、主動滑車５２１の回転に連動して回転する従動滑車５２２と、従動滑車５２２の回転方向を主動滑車５２１の回転方向に対して直交するように変換する減速機５２３と、滑車５２１、５２２を連結するベルト５２４と、天板４０の長手方向に平行な軸である回転軸部５３ｓと、Ｘ線発生器６０に噛み合って回転軸部５３ｓを中心に回動するギア５２５とを備えている。

Ｘ線発生器６０は回転軸部５３ｓと平行な軸Ｒを有する筒状の形状を有しており、その外周に対してギア５２５の円弧状の部分が固定されギア５２５の回転に伴い軸Ｒを中心に回動するように構成されている。

具体的には、モータ５２０が回転すると主動滑車５２１が回転し、その回転に連動して従動滑車５２２が回転する。従動滑車５２２の回転により回転軸部５３ｓを中心にギア５２５が回転する。Ｘ線発生器６０は、ギア５２５の回動に連動して軸Ｒを中心に矢印Ａ６方向に回動する。

実施形態３では、撮像系制御部６は図１４に示すように、Ａ１昇降機構２２１、Ａ２回動機構２２２、Ａ３スライド機構２２３、Ａ９回動機構２２８、スライド機構部５１ｍ、５２ｍに加え、回動機構部５３ｍにも接続されている。また検出器制御部７は、スライド機構部５１ｍ５２ｍによる支柱部５０のスライド、及び回動機構部５３ｍによるＸ線発生器６０の回動に連動して、Ｘ線の中心がＸ線検出器７０の中心と常に一致するように、Ｘ線発生器６０の移動距離と回動角度からＸ線検出器７０の位置を調整する。

以下、実施形態３のＸ線透視撮影装置１Ｃの動作例について説明する。
Ｘ線透視撮影装置１Ｃの動作は、図７に示す実施形態１のＸ線透視撮影装置１の動作と同様であり、Ｘ線発生器６０を移動させるステップｓ８のみが異なっているため以下、そのステップｓ８における動作について説明する。

［ステップｓ８］
撮像系制御部６が、図１２（Ｂ）に示すようにスライド機構部５１ｍ、５２ｍ、及び回動機構部５３ｍを駆動させる。スライド機構部５１ｍ、５２ｍによりＸ線発生器６０が天板４０の短手方向の被検体側（矢印Ａ４、Ａ５）に指示された移動量でスライドし、回動機構部５３ｍによりＸ線発生器６０が回動する（矢印Ａ６）。これによりＸ線が被検体Ｐに対して斜めに照射される。

Ｘ線発生器６０はその内部にＸ線管や絞り羽根などが備えられているため、重くなっている。そのため、スライド機構部５１ｍ、５２ｍによりＸ線発生器６０が矢印Ａ４、Ａ５方向へ移動した後に、回動機構部５３ｍによって矢印Ａ６方向に回動するという順番で操作を行うことが好ましい。

このようにＸ線発生器６０を回動させながら透視撮影を行うと（以下、斜入透視撮影という）、図１５（Ａ）に示すように、Ｘ線の入射位置がＸ線検出器７０の中心からずれる。装置制御部１２０はそのずれ分を計算して、検出器スライド機構２２７にＸ線検出器７０をＡ７方向にスライドさせる。これにより、Ｘ線検出器７０の中心にＸ線の入射位置（撮影点）を一致させた状態で斜入透視撮影を行うことができる。

また、上述の通りＸ線発生器６０は非常に重い構成であるが、Ｘ線透視撮影装置１Ｃでは、回動機構部５３ｍが支柱本体５２の上端の管球支持部９０に設けられているため、Ｘ線発生器６０を支柱本体５２ごと回動させて斜入透視撮影を行うよりも、Ｘ線発生器６０を安定して回動させることができる。

次に、斜入に伴い実施される装置制御部１２０による制御、あるいは調整について説明する。装置制御部１２０が行う制御には例えばＸ線量の制御、Ｘ線強度の調整、絞り羽根の調整、グリッドの調整などがある。装置制御部１２０は、斜入透視撮影時にこれらの１つ以上を実施することが好ましい。

［Ｘ線量の制御］
まずＸ線量の制御について説明する。
斜入透視撮影時には、透視撮影中にＸ線発生器６０と被検体との距離（撮影距離）が変わる。これにより、出射されるＸ線量が同じであっても被検体Ｐが受けるＸ線強度が変化するため、透過画像の撮影部位ごとに濃度ムラが生じる場合がある。装置制御部１２０は、以下の式（１）により被検体が受けるＸ線強度を算出する。Ｘ線制御部１２３は、被検体が受けるＸ線強度がどの撮影タイミングでも同じとなるように高電圧発生器３の出力を制御する。これにより、画像の濃度ムラを抑えた透視撮影が可能となる。

撮影距離の計測方法には、例えば撮像系制御部６がＸ線発生器６０の斜入角度θを計測してその角度θに応じて撮影距離を随時算出する方法や、Ｘ線可動絞り６００等に距離センサを固定し、距離センサにより撮影距離を実測する方法などを用いることができる。

［画像処理におけるＸ線強度の調整］
続いて、画像処理によるＸ線強度の調整について説明する。
斜入透視撮影時、Ｘ線はＸ線発生器６０から放射状に出射されるため、同じタイミングで照射されるＸ線であってもその強度が、被検体Ｐの位置ごとに異なる。例えば図１５（Ｂ）に示すように斜入角度θでの斜入透視撮影時、被検体Ｐに対して入射するＸ線の術者ＯＰ１側の端部Ｔ１と、その反対側の端部Ｔ２とでは、それぞれの撮影距離Ｄ１、Ｄ２が異なるため、Ｘ線強度が異なる。このＸ線強度の差は斜入角度が大きいほど大きくなる。

装置制御部１２０は、放射状のＸ線の被検体に対する入射位置ごとに上記式（１）を用いて、被検体が受けたＸ線強度を算出する。画像処理部１１６は、あるタイミングにおいて撮影された透視画像を、そのタイミングで被検体の各部が受けたＸ線強度に基づいて補正することにより、濃度ムラのない透視画像を作成することができる。

［絞り羽根の調整］
続いて、絞り羽根の調整について説明する。
実施形態３では図１６（Ａ）に示すように、Ｘ線可動絞り６００に、それぞれ異なる開口幅となるように独立して開閉可能な複数の絞り羽根（以下、非連動の絞り羽根という）６１０Ａ、６１０Ｂが設けられていることが好ましい。Ｘ線が放射状に出射されるため、斜入透視撮影時には、出射直後ではＸ線が術者ＯＰ１側とその反対側とでほぼ同じ幅に広がっていても（Ｌ１＝Ｌ１）、Ｘ線検出器７０に照射される際の幅（受像領域）ｒ１、ｒ２の大きさが異なることがある（ここでは、ｒ１＜ｒ２）。受像領域ｒ１、ｒ２の差は、斜入角度が大きいほど大きくなる。

そのため、絞り羽根６１０Ａ、６１０Ｂが連動であると、検出器７０での受像領域を最大にした場合にＸ線を出射すると、Ｘ線検出器７０の有感領域よりも広い範囲にＸ線が照射され、被検者および術者に不要な被爆が発生する（図１６（Ａ））。そこで、図１６（Ｂ）に示すように、絞り羽根６１０Ａ、６１０Ｂを非連動とし、Ｘ線発生器６０の回動角度に応じて両側の照射領域の差を計算し補正することで、受像領域が最大の状態で、被検者及び術者の不要な被爆を防ぐことができる。この図では、受像領域がＸ線検出器７０の有感領域を超えていた側の絞り羽根６１０Ｂの幅を狭める（すなわち、Ｌ１＞Ｌ２とする）ことで、不要被爆を防ぐことができる。

［グリッドの調整］
続いて、グリッドの調整について説明する。
Ｘ線検出器７０には、図１７（Ａ）に示すように、散乱線を除去するグリッド７１が配置されていてもよい。グリッド７１には、平行グリッド、集束グリッド、クロスグリッドなどを用いることができる。グリッド７１を配置した場合、射入撮影時のＸ線発生器６０の回動角度によっては、Ｘ線発生器６０から出射されたＸ線が、Ｘ線検出器７０に対して斜めに入射されてグリッド７１により除去されＸ線検出器７０に到達しない可能性がある。グリッド７１が平行グリッドの場合、射入撮影時、図１７（Ｂ）に示すように、グリッド７１、もしくはグリッド７１とＸ線検出器７０をＸ線発生器６０の回動角度に合わせて回動させることにより、散乱線の影響を受けない鮮明な画像を提供することができる。また、グリッド７１を配置せず（グリッドレス）、撮影後の画像から散乱線の影響を除去する画像補正処理を行ってもよい。

以上の通り、実施形態３のＸ線透視撮影装置１Ｃによれば、Ｘ線発生器を天板の短手方向に移動できる上に、短手方向に直交する軸Ｒを中心に傾けることができるため、撮影中に被検体を動かすことなく、Ｘ線の照射位置および照射角度を変更することができる。

例えば、被検体の撮像したい箇所で臓器が重なっている場合においても、従来のように医療従事者が麻酔中の被検体の身体をＸ線管球に対して斜めに傾けて、臓器の重なりを避けながら撮影を行う必要がなくなる。Ｘ線透視撮影装置１Ｃでは、このような場合であっても、被検体に触れることなく適切な角度でＸ線透視撮影を行うことができる。

なお、Ｘ線発生器６０は、Ｘ線が術者に向けて照射されないような構成、あるいはＸ線が術者に向かないように制御されることで（例えば回動可能角度±１５度）、術者の不要な被爆を防ぐことが好ましい。

上述した実施形態１～３は、技術的に矛盾しない範囲で組み合わせ可能であり、本発明に含まれる。例えば、スライド機構部５２ｍや、回動機構部５３ｍはそれぞれ独立してＸ線透視撮影装置に搭載されていてもよいし、スライド機構部５１ｍと回動機構部５３ｍ、あるいはスライド機構部５２ｍと回動機構部５３ｍが搭載されていてもよい。

１・・・Ｘ線透視撮影装置、２・・・遠隔操作卓、３・・・高電圧発生器、４・・・近接操作卓、１０・・・スタンド部、２０・・・支持腕部、３０・・・支持枠、４０・・・天板、５０・・・支柱部、５１ｍ、５２ｍ・・・スライド機構部、５２・・・支柱本体、５３ｍ・・・回動機構部、５４・・・圧迫筒、６０・・・Ｘ線発生器、７０・・・Ｘ線検出器、８０・・・表示装置、９０・・・管球支持部、１００・・・撮影室、Ｐ・・・被検体、ＳＹ・・・Ｘ線透視撮影システム

Claims (12)

1. 被検体を載置する天板と、
   前記天板上にＸ線を照射するＸ線発生器と、
   前記Ｘ線発生器を支持する管球支持部と、
   前記管球支持部を支持する支柱部と、
   前記天板の短手方向に平行な軸を中心として前記支柱部を回動可能な回動機構と、
   を備え、
   前記支柱部は、
   前記回動機構の上部に配置されている支柱本体と、
   前記Ｘ線発生器を前記短手方向に沿って移動可能とする第１のスライド機構と第２のスライド機構と、を有し
   前記第１のスライド機構は、
   前記支柱本体の長手方向の一端と前記回動機構との間に配置され、
   前記第２のスライド機構は、
   前記支柱本体の長手方向の他端と前記管球支持部との間に配置されていること、
   を特徴とするＸ線透視撮影装置。
2. 床面に載置されるスタンド部を有し、
   前記回動機構は、前記スタンド部と前記天板と、の間に配置され、
   前記第１のスライド機構は、前記天板より上に配置されていること、
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線透視撮影装置。
3. 前記支柱本体は、前記天板側に前記被検体の撮影部位を圧迫する圧迫筒を有しており、
   前記第１のスライド機構は、前記圧迫筒よりも下部に設けられていること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線透視撮影装置。
4. 前記第１のスライド機構及び前記第２のスライド機構を制御する機構制御部をさらに備え、
   前記機構制御部は、前記第１のスライド機構の駆動による前記Ｘ線発生器の位置の調整よりも細かい位置の微調整を、前記第２のスライド機構を駆動させることにより行うこと、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線透視撮影装置。
5. 前記管球支持部は、前記Ｘ線発生器を、前記天板の長手方向に沿った軸を中心に回動可能とする第２の回動機構を有していること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線透視撮影装置。
6. 前記Ｘ線発生器から出射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線検出器を移動可能とする検出器移動機構とを更に備え、
   前記検出器移動機構は、前記Ｘ線発生器の移動に連動して前記Ｘ線検出器を移動させること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線透視撮影装置。
7. 前記検出器移動機構は、前記Ｘ線発生器から照射されるＸ線の中心と前記Ｘ線検出器の中心とが一致するように、前記Ｘ線検出器を移動させること
   を特徴とする請求項６に記載のＸ線透視撮影装置。
8. 前記Ｘ線発生器から出射されるＸ線の出射状況を制御するＸ線制御部をさらに備え、
   前記Ｘ線制御部は、前記Ｘ線発生器の回動角度に応じて、当該Ｘ線発生器から出射されるＸ線量を制御すること
   を特徴とする請求項５に記載のＸ線透視撮影装置。
9. 前記Ｘ線発生器から出射されるＸ線の出射状況を制御するＸ線制御部と、距離センサとをさらに備え、
   前記Ｘ線制御部は、前記距離センサが測定した前記Ｘ線発生器から前記被検体までの距離に応じて、当該Ｘ線発生器から出射されるＸ線量を制御すること
   を特徴とする請求項５に記載のＸ線透視撮影装置。
10. 前記被検体に照射されるＸ線の照射範囲を制限する複数のＸ線絞り羽根をさらに備え、
    前記複数のＸ線絞り羽根は、前記Ｘ線発生器の回動角度に応じてそれぞれの位置を変更することでＸ線の照射領域を変更すること、を特徴とする請求項５に記載のＸ線透視撮影装置。
11. 被検体を載置する天板と、
    前記天板上にＸ線を照射するＸ線発生器と、
    前記Ｘ線発生器を支持する支柱部と、
    前記天板の短手方向に平行な軸を中心として前記支柱部を回動可能な回動機構と、
    を備え、
    前記支柱部は、前記回動機構の上部に配置されている支柱本体と、前記Ｘ線発生器を前記短手方向に沿って移動可能とするスライド機構と、前記天板側に前記被検体の撮影部位を圧迫する圧迫筒と、を有しており、
    前記スライド機構は、前記回動機構よりも上部、且つ、前記圧迫筒よりも下部に配置されていること、を特徴とするＸ線透視撮影装置。
12. 床面に載置されるスタンド部と、
    前記スタンド部の一側面側に突出している支持腕部と、
    前記支持腕部の突出している方向を短手方向とし、当該短手方向に直交する方向を長手方向として、被検体を載置する天板と、
    前記支持腕部に支持され、前記天板を支持する支持枠と、
    前記天板上にＸ線を照射するＸ線発生器と、
    前記支持枠に支持されて上部で前記Ｘ線発生器を支持する支柱部と、を備え、
    前記支持枠は、前記短手方向に平行な軸を中心として、前記支柱部を前記支持枠に対して回動可能とする回動機構を有しており、
    前記支柱部は、前記回動機構に支持されている基底部と、前記基底部の上部に配置されている支柱本体と、前記Ｘ線発生器を前記短手方向に沿って移動可能とするスライド機構と、を有し、
    前記支柱本体は、前記一側面側に前記被検体の撮影部位を圧迫する圧迫筒を有しており、
    前記スライド機構は、前記基底部よりも上部、且つ、前記圧迫筒よりも下部に配置されていることを特徴とするＸ線透視撮影装置。

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