JP7436443B2 - X-ray diagnostic equipment - Google Patents
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
本発明の実施形態は、X線診断装置に関する。
Embodiments of the present invention relate to an X-ray diagnostic apparatus .
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。 BACKGROUND ART As methods of X-ray diagnostic apparatus for circulatory organs, there are known a ceiling-suspended type in which a C-arm is supported from a ceiling surface, and a floor-standing type in which a C-arm is supported from a floor surface.
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。 The ceiling-suspended type has an XY stage structure in which a stage movable in the longitudinal direction of a ceiling rail arranged on the ceiling supports a C-arm so as to be movable in the width direction of the ceiling rail. That is, the ceiling suspended type supports the C-arm so as to be movable in parallel in the longitudinal and width directions of the ceiling rail using an XY stage structure. In addition, the ceiling-suspended type has a rotation axis in the XY stage structure, making the isocenter axis of the C-arm rotatable and linearly movable. The isocenter axis here corresponds to the imaging axis when it is on the same straight line as the rotation axis. The imaging axis is an axis passing through the X-ray focal point of the X-ray tube held by the C-arm and the center of the detection surface of the X-ray detector held by the C-arm.
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。 The floor-standing type has a first support arm that is rotatably supported in the horizontal direction from the floor by a first rotation shaft, and a second support arm that is rotatably supported in the horizontal direction from the tip of the first support arm by a second rotation shaft. 2 support arms. The floor-standing type has such a configuration in which the two rotating shafts are interlocked, so that it can move linearly while rotating the isocenter shaft of the C-arm. The isocenter axis here corresponds to a vertical imaging axis that can be arranged on the same straight line as the first rotation axis.
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。 The above-described X-ray diagnostic apparatus usually has no particular problems, but according to studies by the present inventors, there is room for improvement in the following points.
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。 In the case of a ceiling-suspended type, the C-arm is movable in parallel along the length and width directions of the ceiling rail, so there is an inconvenience that a large and complicated XY stage structure is required.
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。 In the case of a floor-standing type, unlike a ceiling-suspended type, there is an inconvenience that the C-arm cannot be moved in parallel.
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。 The purpose is to realize a structure in which the C-arm can be moved in parallel and is smaller and simpler than the XY stage structure.
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。
The X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment includes a base, a first support arm, a second support arm, a C-arm, and a translation control means.
The base is supported by a rail placed on the ceiling and is movable in the longitudinal direction of the rail.
The first support arm is rotatably supported by the base about a first axis of rotation in the vertical direction.
The second support arm is rotatably supported by the first support arm about a second rotation axis in the vertical direction.
The C-arm is supported by the second support arm.
The parallel movement control means moves the C-arm in parallel along the width direction of the rail by controlling movement of the base, rotation by the first rotation axis, and rotation by the second rotation axis. .
以下、図面を参照して各実施形態を説明する。 Each embodiment will be described below with reference to the drawings.
<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。
<First embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an X-ray diagnostic apparatus according to a first embodiment, and FIGS. 2 and 3 are an external view and a plan view of the X-ray diagnostic apparatus. The X-ray diagnostic apparatus 1 includes an imaging device 10, a bed device 30, and a console device 40. The imaging device 10 includes a high voltage generator 11, an X-ray generator 12, an X-ray detector 13, a C-arm 14, a state detector 141, and a C-arm drive device 142.
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。 The high voltage generator 11 generates a high voltage to be applied between an anode and a cathode and outputs it to the X-ray tube in order to accelerate thermoelectrons generated from the cathode of the X-ray tube.
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。 The X-ray generator 12 includes an X-ray tube that irradiates the subject P with X-rays, an ROI (Region Of Interest) filter that has a function of attenuating or reducing the amount of irradiated X-rays, and an X-ray diaphragm.
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。 An X-ray tube is a vacuum tube that generates X-rays, and generates X-rays by accelerating thermoelectrons emitted from a cathode (filament) using a high voltage and colliding the accelerated electrons with a tungsten anode.
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。 The ROI filter is located between the X-ray tube and the X-ray aperture, and is made of a metal plate such as copper or aluminum. The ROI filter has an open area at least in part, for example in the center, and attenuates X-rays outside the open area. Therefore, the ROI filter allows all of the X-rays to pass through the X-ray passing region of the aperture area, and attenuates and transmits the X-rays in other regions. The ROI filter is driven by a drive device (not shown) in accordance with the region of interest input by the operator through the input interface 43.
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。 The X-ray aperture is located between the X-ray tube and the X-ray detector 13, and is composed of a lead plate as a metal plate. The X-ray diaphragm narrows down the X-rays generated by the X-ray tube so that only the region of interest of the subject P is irradiated by blocking X-rays outside the aperture area. For example, an X-ray diaphragm has four diaphragm blades, and by sliding these diaphragm blades, the area where X-rays are blocked can be adjusted to an arbitrary size. The aperture blades of the X-ray aperture are driven by a drive device (not shown) in accordance with the region of interest input by the operator through the input interface 43.
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。 The X-ray detector 13 detects X-rays that have passed through the subject P. As such an X-ray detector 13, it is possible to use one that directly converts X-rays into electric charges, and one that converts X-rays into light and then converts them into electric charges.Here, the former will be explained as an example, but the latter can be used. It doesn't matter. That is, the X-ray detector 13 includes, for example, a planar FPD (Flat Panel Detector) that converts X-rays transmitted through the subject P into charges and accumulates them, and a drive for reading out the charges accumulated in this FPD. and a gate driver that generates pulses. The size of FPD is generally 8 to 12 inches. The FPD is constructed by arranging minute detection elements two-dimensionally in the column and line directions. Each detection element has a photoelectric film that senses X-rays and generates charges according to the amount of incident X-rays, a charge storage capacitor that stores the charges generated in the photoelectric film, and a charge storage capacitor that stores the charges accumulated in the charge storage capacitor at a predetermined level. It is equipped with a TFT (thin film transistor) that outputs output at the timing of . The accumulated charges are sequentially read out by driving pulses supplied by the gate driver.
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。 A projection data generation circuit and a projection data storage circuit (not shown) are provided downstream of the X-ray detector 13. The projection data generation circuit includes a charge/voltage converter that converts charges read out in parallel from the FPD row by row or column by column into voltage, and an A/D that converts the output of this charge/voltage converter into a digital signal. It is equipped with a converter and a parallel-to-serial converter that converts digitally converted parallel signals into time-series serial signals. The projection data generation circuit supplies this serial signal to the projection data storage circuit as time-series projection data. The projection data storage circuit sequentially stores time-series projection data supplied from the projection data generation circuit to generate two-dimensional projection data. This two-dimensional projection data is stored in the memory 41.
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。 The C-arm 14 can perform X-ray imaging of the subject P on the top plate 33 by holding the X-ray generator 12 and the X-ray detector 13 so as to face each other with the subject P and the top plate 33 in between. It has a configuration that can be used.
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。 As shown in FIG. 2, the base 14a is supported by a rail r1 installed on the ceiling surface, and is movable along the longitudinal direction (X direction) of the rail r1. This allows the base 14a to move horizontally on the ceiling surface. The fulcrum 14b1 of the base 14a is connected to the base end of the first support arm 14c1, and rotates about a first rotation axis z1 extending vertically from the fulcrum 14b1, thereby moving the first support arm 14c1 to the ceiling surface. and rotate it horizontally. That is, the first support arm 14c1 is rotatably supported by the base 14a about the first rotation axis z1 in the vertical direction. A fulcrum 14b2 at the tip of the first support arm 14c1 is connected to the upper end of the second support arm 14c2, and rotates about a second rotation axis z2 extending vertically from the fulcrum 14b2, thereby supporting the second support arm 14c2. Rotate horizontally with the ceiling surface. That is, the second support arm 14c2 is rotatably supported by the first support arm 14c1 about the second rotation axis z2 in the vertical direction. The connecting portion 14d of the lower end of the second support arm 14c2 supports the C-arm 14 in a slidable manner along the arc shape of the C-arm 14, and the C-arm is centered around the arm main rotation axis Rc extending parallel to the ceiling surface. 14 is rotatably held. In this slidably and rotatably supported state, the C-arm 14 is supported by the second support arm 14c2. Note that the imaging axis passing through the X-ray focal point of the X-ray generator 12 and the center of the detection surface of the X-ray detector 13 intersects the arm main rotation axis Rc and the arm slide axis (not shown) at one point. It is designed to. The arm slide axis is an axis that can be regarded as the rotation center of the photographing axis when the C-arm 14 slides along its arcuate shape. The absolute coordinates (position on the photographing room coordinate system) of the intersecting point (intersection) are such that when the base 14a and the first and second support arms 14c1, 14c2 are stationary, the C-arm 14 is aligned with the arm main rotation axis Rc. Or, it will not be displaced even if it rotates around the arm slide axis. The absolute coordinates of the intersection are generally called isocenter IS. Further, in this specification, the imaging axis in the vertical direction is also referred to as the isocenter axis zS. The isocenter axis zS is located on an extension of the first rotation axis z1 in the initial state of rotation by the first rotation axis z1, the second rotation axis z2, the arm main rotation axis Rc, and the arm slide axis. At this time, on the horizontal plane (plan view), the isocenter axis zS overlaps with the first rotation axis z1. That is, the horizontal distance L from the first rotation axis z1 to the second rotation axis z2 is equal to the horizontal distance L from the isocenter axis zS to the second rotation axis z2.
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。 From the above configuration, as shown in FIG. 3, by controlling the movement of the base 14a, the rotation by the first rotation axis z1, and the rotation by the second rotation axis z2, it is possible to rotate the base 14a along the width direction (Y direction) of the rail r1. The isocenter axis zS can be moved linearly. Furthermore, by controlling the movement of the base 14a, the rotation by the first rotation axis z1, and the rotation by the second rotation axis z2, the C-arm 14 can be moved in parallel along the width direction (Y direction) of the rail r1. ing. In FIG. 3, "CL" indicates a straight line connecting the second rotation axis z2 and the isocenter axis zS on the horizontal plane. In addition to the above, the C-arm 14 or the base 14a can also move toward or away from the ceiling surface. Further, the names of each member etc. may be changed as appropriate. For example, the base 14a may be called a "ceiling traveling frame." Rail r1 may also be referred to as a "first rail," "ceiling rail," "track," or "straight track." The first support arm 14c1 may also be referred to as a "ceiling support arm." The second support arm 14c2 may also be referred to as a "post" or a "post section."
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。 Returning to FIG. 1, the C-arm 14 includes a plurality of power sources for realizing operations related to the base 14a, the first rotation axis z1, the second rotation axis z2, the arm main rotation axis Rc, and the arm slide axis. It is placed in an appropriate location. These power sources constitute a C-arm drive device 142. The C-arm drive device 142 reads the drive signal from the drive control function 442 and causes the C-arm 14 to slide, rotate, and linearly move. Furthermore, each C-arm 14 is equipped with a state detector 141 that detects information about its angle, posture, or position. The state detector 141 includes, for example, a potentiometer that detects the rotation angle and the amount of movement, an encoder that is a position detection sensor, and the like. As the encoder, a so-called absolute encoder such as a magnetic type, brush type, or photoelectric type can be used. Further, as the state detector 141, various types of position detection mechanisms can be used as appropriate, such as a rotary encoder that outputs rotational displacement as a digital signal or a linear encoder that outputs linear displacement as a digital signal.
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。 The bed device 30 is a device on which the subject P is placed and moved, and includes a base 31, a bed driving device 32, a top plate 33, and a support frame 34.
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。 The base 31 is a casing that is installed on the floor and supports the support frame 34 movably in the vertical direction (Z direction).
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。 The bed driving device 32 is a motor or an actuator that is housed in the casing of the bed device 30 and moves the top plate 33 on which the subject P is placed in the longitudinal direction (Y direction) of the top plate 33. The bed driving device 32 reads a drive signal from the drive control function 442 and moves the top plate 33 horizontally or vertically with respect to the floor surface. By moving the C-arm 14 or the top plate 33, the positional relationship of the imaging axis with respect to the subject P changes. In addition to the top plate 33, the bed driving device 32 may move the support frame 34 in the longitudinal direction of the top plate 33.
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。 The top plate 33 is a plate provided on the upper surface of the support frame 34 and on which the subject P is placed.
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。 The support frame 34 is provided on the top of the base 31 and supports the top plate 33 so as to be slidable along its longitudinal direction.
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。 The console device 40 includes a memory 41, a display 42, an input interface 43, and a processing circuit 44.
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。 The memory 41 includes a memory main body such as an HDD (Hard Disk Drive) that records electrical information, and peripheral circuits such as a memory controller and a memory interface attached to the memory main body. The memory 41 stores, for example, a program executed by the processing circuit 44, an X-ray image generated by the processing circuit 44, data used for processing by the processing circuit 44, data in the middle of processing, data after processing, etc. be done.
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。 The display 42 is composed of a display main body that displays medical images and the like, an internal circuit that supplies display signals to the display main body, and peripheral circuits such as connectors and cables that connect the display main body and the internal circuit. The internal circuit generates display data by superimposing incidental information such as subject information and projection data generation conditions on the image data supplied from the image processing function 444 of the processing circuit 44, and performs D/D on the obtained display data. It performs A conversion and TV format conversion and displays it on the display itself.
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。 The input interface 43 performs input of subject information, setting of X-ray imaging conditions including X-ray irradiation conditions, input of various command signals, and the like. The input interface 43 includes, for example, a trackball for instructing the movement of the C-arm 14, setting a region of interest (ROI), etc., a switch button, a mouse, a keyboard, a touch pad for performing input operations by touching the operation surface, and This is realized by a touch panel display or the like in which a display screen and a touch pad are integrated. The input interface 43 is connected to the processing circuit 44 , converts an input operation received from the operator into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the processing circuit 44 . Note that in this specification, the input interface 43 is not limited to one that includes physical operation components such as a mouse and a keyboard. For example, an electrical signal processing circuit that receives an electrical signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the device and outputs this electrical signal to the processing circuit 44 is also included in the example of the input interface 43. .
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。 The processing circuit 44 is a processor that realizes a system control function 441, a drive control function 442, an X-ray control function 443, an image processing function 444, and a display control function 445 corresponding to the program by calling and executing the program in the memory 41. It is. Note that in FIG. 1, the system control function 441, drive control function 442, X-ray control function 443, image processing function 444, and display control function 445 are realized by a single processing circuit 44; A processing circuit may be configured by combining two independent processors, and each function may be realized by each processor executing a program. Furthermore, the system control function 441, drive control function 442, X-ray control function 443, image processing function 444, and display control function 445 are respectively a system control circuit, a drive control circuit, an X-ray control circuit, an image processing circuit, and a display control circuit. It may also be referred to as a separate hardware circuit or may be implemented as a separate hardware circuit.
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。 For example, the system control function 441 temporarily stores information such as a command signal input by an operator through the input interface 43 and various initial setting conditions, and then transmits this information to each processing function of the processing circuit 44.
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。 The drive control function 442 controls the C-arm drive device 142 and the bed drive device 32 using, for example, information regarding the drive of the C-arm 14 and the top plate 33 inputted from the input interface 43.
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-L cosθ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。 Here, the drive control function 442 parallelizes the C-arm 14 along the width direction of the rail r1 by controlling the movement of the base 14a, the rotation by the first rotation axis z1, and the rotation by the second rotation axis z2. It has a parallel movement control function. When the C-arm 14 is translated in parallel along the width direction of the rail r1, this parallel movement control function controls the rotation by the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 to the same angle θ, and also controls the rotation by the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 to the same angle θ. It may also be possible to control the movement of. Note that when the horizontal distance between the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 is L, the same angle is θ, and the movement distance of the base 14a is D, the parallel movement control function is as follows: D= The movement of the base 14a may be controlled based on the relationship LL cos θ. Further, the parallel movement control function in the drive control function 442 is an example of a parallel movement control means described in the claims.
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。 For example, the X-ray control function 443 reads information from the system control function 441 and controls X-ray irradiation conditions such as tube current, tube voltage, and irradiation time in the high voltage generator 11.
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。 The image processing function 444 , for example, acquires projection data from the memory 41 , performs image processing such as filtering processing on the projection data to generate X-ray image data, and stores the X-ray image data in the memory 41 . Furthermore, the image processing function 444 performs synthesis processing, subtraction processing, etc. on the plurality of obtained X-ray image data, and stores the obtained X-ray image data in the memory 41.
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。 The display control function 445 performs controls such as reading signals from the system control function 441, acquiring desired X-ray image data from the memory 41, and displaying the data on the display 42, for example.
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。 Next, the operation of the X-ray diagnostic apparatus configured as described above will be explained using the flowchart of FIG. 4 and the schematic diagrams of FIGS. 5 to 7. The following explanation will mainly be about the operation when moving the C-arm 14 along the body axis Y of the subject P placed on the top plate 33.
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。 In step ST1, the processing circuit 44 of the X-ray diagnostic apparatus 1 adjusts the isocenter axis zS of the C-arm 14 to the body axis Y of the subject P on the top plate 33 in accordance with the operation of the input interface 43 by the operator. Then, the base 14a is moved via the C-arm drive device 142.
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。 After step ST1 is completed, the isocenter axis zS of the C-arm 14 is located on the body axis Y of the subject P, as shown in FIG. 5(b) or FIG. 6(b). Further, on the horizontal plane, the angle between the straight line CL connecting the second rotation axis z2 and the isocenter axis zS and the body axis Y of the subject P is 90 degrees. That is, the C-arm 14 is placed directly beside the subject P from the left side (or right side). At this time, on the horizontal plane (plan view), the isocenter axis zS overlaps with the first rotation axis z1. Further, the horizontal distance L from the first rotation axis z1 to the second rotation axis z2 is equal to the horizontal distance L from the isocenter axis zS to the second rotation axis z2.
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。 Next, in step ST2, the drive control function 442 of the processing circuit 44 controls the first rotating shaft as shown in FIG. 5(a) or FIG. The rotation by z1 and the rotation by the second rotation axis z2 are controlled. Thereby, the drive control function 442 linearly moves the isocenter axis zS of the C-arm 14 along the width direction of the rail r1 via the C-arm drive device 142. In the case shown in FIG. 5, the drive control function 442 controls the rotation around the first rotation axis z1 to have an angle θ, and the rotation around the second rotation axis z2 to an angle 2θ.
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-L cosθ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。 Alternatively, in step ST2, the drive control function 442 controls the movement and first rotation of the base 14a, as shown in FIG. 6(a) or FIG. Rotation around the axis z1 and rotation around the second rotation axis z2 are controlled. Thereby, the drive control function 442 moves the C-arm 14 in parallel along the width direction of the rail r1 via the C-arm drive device 142. In the case shown in FIG. 6, the drive control function 442 controls the rotation by the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 to the same angle θ, and also controls the movement of the base 14a. In addition, in the case shown in FIG. 6, the movement distance of the base 14a moving along the longitudinal direction of the rail r1 is set as D1, and the drive control function 442 moves the base 14a based on the relationship D1=LL cos θ. is under control. As can be seen from FIG. 6, the C-arm 14 is translated in parallel by controlling the rotations by the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 to the same angle θ. Furthermore, by controlling the movement of the base 14a, the direction of parallel movement of the C-arm 14 is controlled in the width direction of the rail r1.
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)。 Note that the operation shown in FIG. 6 is the same even when the orientation of the top plate 33 and the subject P is rotated by 90 degrees in the horizontal direction, as shown in FIG. 7(b) to FIG. 7(a) or FIG. 7(c). It can be implemented. In other words, the longitudinal direction of the rail r1 and the opposite axis Y of the subject P are not limited to being orthogonal to each other, but may be parallel to each other. Further, the operation shown in FIG. 5 can be similarly performed even when the orientations of the top plate 33 and the subject P are rotated by 90 degrees in the horizontal direction (not shown).
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。 After step ST2 ends, in step ST3, the X-ray diagnostic apparatus 1 performs X-ray imaging. In the case of the motion shown in FIG. 5, since the angle between the straight line CL corresponding to the direction of the sliding motion of the C-arm 14 and the body axis Y of the subject P is not 90 degrees, Line imaging is performed.
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。 On the other hand, in the case of the motion shown in FIG. 6, since the angle between the straight line CL corresponding to the direction of the sliding motion of the C-arm 14 and the body axis Y of the subject P is 90 degrees, the motion is accompanied by a C-arm sliding motion. X-ray imaging is possible. For example, various types of imaging are possible, such as rotational DSA imaging (R-DSA), three-dimensional DSA imaging (3D-DSA), and three-dimensional LCI imaging (3D-LCI) by C-arm sliding motion. Note that DSA is an abbreviation for Digital Subtraction Angiography. LCI is an abbreviation for Low Contrast Imaging.
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。 After step ST3, in step ST4, if the X-ray diagnostic apparatus 1 performs X-ray imaging at another position on the body axis Y of the subject P, without completing the examination with the X-ray imaging in step ST3. If (ST4; No), the process returns to step ST2.
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。 On the other hand, in step ST4, if the X-ray diagnostic apparatus 1 has finished the examination with the X-ray imaging in step ST3 (ST4; Yes), it proceeds to step ST5.
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。 In step ST5, the drive control function 442 controls the movement of the base 14a, for example, in accordance with the operation of the input interface by the operator. Thereby, the drive control function 442 moves the C-arm 14 along the longitudinal direction of the rail r1 via the C-arm drive device 142, and retreats the C-arm 14 to a wall (not shown).
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。 After the C-arm 14 is retracted, the X-ray diagnostic apparatus 1 ends its operation.
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。 As described above, according to this embodiment, the base is movable in the longitudinal direction of the rail, the first support arm is rotatably supported by the base around the first rotation axis, and the second rotation axis is supported by the base. It includes a second support arm rotatably supported by the first support arm and a C-arm. Accordingly, the C-arm is moved in parallel along the width direction of the rail by controlling the movement of the base, the rotation by the first rotation axis, and the rotation by the second rotation axis.
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。 Therefore, the C-arm can be moved in parallel, and a structure that is smaller and simpler than the XY stage structure can be realized. Supplementally, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, the C-arm can be moved in parallel. Further, a rail structure and a drive unit movable in the width direction of the rail r1 in the XY stage structure are not required. Therefore, according to this embodiment, a structure that is smaller and simpler than the XY stage structure can be realized.
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。 FIG. 8 is an external view of a comparative example of an X-ray diagnostic apparatus having an XY stage structure. Parts corresponding to those in FIG. Let's talk about the parts. Similarly, duplicate explanations will be omitted for each of the following drawings. The X-ray diagnostic apparatus of the comparative example has an X-ray diagnostic apparatus that includes a ceiling traveling frame 14y that is movable along the longitudinal direction of the rail r1, and a base 14x that is movable within the ceiling traveling frame 14y along the width direction of the rail r1. -Equipped with a Y-stage structure. Thereby, the base 14x can be moved in parallel in the longitudinal direction and width direction of the rail r1. Note that the base 14a supports the upper end of the support arm 14c so as to be rotatable about the first rotation axis z1 in the vertical direction. A connecting portion 14d at the lower end of the support arm 14c supports the C-arm 14 in a slidable manner along the arc shape of the C-arm 14, and is centered around an arm main rotation axis extending parallel to the ceiling surface from the connecting portion 14d. By rotating, the C-arm 14 is rotated relative to the support arm 14c. Further, the isocenter axis zS is located on an extension line of the first rotation axis z1 in an initial state of rotation by the first rotation axis z1, the arm main rotation axis, and the arm slide axis. At this time, on the horizontal plane (plan view), the isocenter axis zS overlaps with the first rotation axis z1.
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。 As described above, such a comparative example requires a large and complicated XY stage structure. In contrast, according to this embodiment, a structure that is smaller and simpler than the XY stage structure can be realized.
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。 FIG. 9 is an external view of another comparative example of an X-ray diagnostic apparatus. Another comparative example of the X-ray diagnostic apparatus is of a floor-standing type, and includes a first support arm rotatably supported in the horizontal direction by a first rotation axis z1a from a base (not shown) placed on the floor; A second support arm is rotatably supported in the horizontal direction by a second rotation axis z2a from the tip of the first support arm. The floor-standing type is configured to interlock the two rotation axes z1a and z2a, so that it can move linearly while rotating the isocenter axis zS of the C-arm 14. The direction of linear movement may be the direction of the body axis Y of the subject P, as shown in FIG. 9(a), or the lateral direction (X direction) of the subject P, as shown in FIG. ).
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。 In such another comparative example, as described above, since the C-arm 14 cannot be moved in parallel, the C-arm 14 cannot be placed directly beside the subject P, and X-ray imaging involving a C-arm sliding operation cannot be performed. For example, in another comparative example, X-ray imaging such as rotational DSA imaging, three-dimensional DSA imaging, and three-dimensional LCI imaging cannot be performed.
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。 On the other hand, according to the present embodiment, since the C-arm can be moved in parallel, the C-arm 14 can be placed directly beside the subject P, and X-ray imaging accompanied by a C-arm sliding operation can be performed. In addition, instead of the rail placed on the ceiling, a floor rail placed on the floor is provided, and the base of the floor-standing X-ray diagnostic device can be moved along the floor rail, and the same parallel movement as described above is possible. An X-ray diagnostic apparatus similar to this embodiment may be realized by a configuration using a control function.
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。 Further, according to the present embodiment, when the C-arm is moved in parallel along the width direction, the rotations by the first rotation axis and the second rotation axis are controlled to the same angle, and the movement of the base is controlled. Thereby, the C-arm can be moved in parallel with simple control. Note that the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the first rotation axis z1 and the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the isocenter axis zS are not limited to being equal to each other, but may be different from each other. .
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-L cosθ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-L cosθ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-L cosθ”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。 Further, according to this embodiment, when the horizontal distance between the first rotation axis and the second rotation axis is L, the same angle is θ, and the movement distance of the base is D, D=L−L The movement of the base is controlled based on the relationship of cos θ. Thereby, the C-arm can be moved in parallel with even simpler control. Note that the formula D=LL cos θ may be subjected to a mathematically equivalent transformation, such as D=L(1-cos θ), for example. Similarly, the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the first rotation axis z1 and the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the isocenter axis zS are not limited to being equal to each other, but may be different from each other. Good too. When the two horizontal distances are different from each other, the distance "L" in the formula "D=LL cos θ" may be the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the first rotation axis z1.
<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。
<Second embodiment>
Next, an X-ray diagnostic apparatus according to a second embodiment will be described.
The second embodiment is an application example of the first embodiment, and has a configuration in which, when retracting the C-arm 14 near a wall, the C-arm 14 can be retracted parallel to the wall to the vicinity of the wall.
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。 Accordingly, the drive control function 442 of the processing circuit 44 has an evacuation control function in addition to the above-mentioned functions. However, since the evacuation control function can be executed independently of the above-mentioned parallel movement control function, the drive control function 442 of this embodiment can perform the above-mentioned parallel movement control function (parallel movement control along the width direction of the rail r1). function) does not necessarily have to be present. Note that the evacuation control function may execute evacuation control of the C-arm 14 as shown in any of the following (A) to (C), for example, based on information stored in the memory 41 in advance.
(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。
(A) When the memory 41 stores evacuation position information including coordinate information of the base position, the first rotation axis z1, and the second rotation axis z2
The evacuation control function moves the C-arm 14 toward the wall by controlling the base 14a, the first rotation axis z1, and the second rotation axis z2 based on the evacuation position information read from the memory 41. Here, the order of controlling the base 14a, the first rotation axis z1, and the second rotation axis z2 is arbitrary, but for example, after controlling the base 14a, the first rotation axis z1 and/or the second rotation axis It is sufficient to control the axis z2. Further, the coordinate information of the base position may be, for example, a coordinate value within the examination room or a value indicating a position on the rail r1. The coordinate information of the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 may be, for example, coordinate values within the examination room, or may be information indicating the rotation direction and rotation angle of each rotation axis.
(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。
(B) When the memory 41 stores the base position (1)
The evacuation control function moves the base 14a to the base position read from the memory 41, and then moves the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 while detecting the wall or the C-arm 14 with a sensor such as a camera. The C-arm 14 is controlled and moved to the wall. Here, the sensor may detect not only the wall or C-arm 14, but also interference near the wall. When the sensor detects an interfering object, the evacuation control function moves the C-arm 14 so as not to collide with the interfering object. The sensor can be mounted at any location such as the C-arm 14, the ceiling or the wall. The sensor is not limited to a camera, but may be an ultrasonic sensor, or a camera and an ultrasonic sensor may be used together.
(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。
(C) When the memory 41 stores the base position (2)
The evacuation control function moves the base 14a to the base position read from the memory 41, and then moves the C-arm 14 to the wall in accordance with the operation of the input interface 43 by the operator. Specifically, for example, the evacuation control function may move the C-arm 14 by interlocking the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 in response to one input operation.
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。
In addition, in any of the above (A) to (C), the evacuation control function of this embodiment can move the C-arm 14 in parallel as described below.
That is, when retracting the C-arm 14, the evacuation control function of the drive control function 442 moves the base 14a along the longitudinal direction of the rail r1, and then moves the C-arm 14 by at least the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2. By controlling the rotation, the C-arm 14 is moved in parallel. Here, the term "at least" means that only the rotation by the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 is executed among the movement of the base 14a and the rotation by the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2. This means including cases where In this case, the C-arm 14 moves in parallel along the diagonal direction between the longitudinal direction and the width direction of the rail r1. In addition, in the retraction operation to the wall, the C-arm 14 may be moved in parallel in an oblique direction. That is, in the retreat operation to the wall, the base 14a may be kept stationary, unlike the case in FIG. 6 or 7.
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-L cosθ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。 When the C-arm 14 is moved in parallel along the width direction of the rail r1, this evacuation control function controls the rotation by the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 to the same angle, and also controls the movement of the base 14a. may be controlled. Here, when the horizontal distance between the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 is L, the same angle is θ, and the moving distance of the base 14a is D, the evacuation control function is as follows: D= The movement of the base 14a may be controlled based on the relationship LL cos θ. Further, the evacuation control function may control the rotations of the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 to 90 degrees, respectively. Further, the evacuation control function in the drive control function 442 is an example of evacuation control means described in the claims.
他の構成は、第1の実施形態と同様である。 Other configurations are similar to the first embodiment.
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。 Next, the operation of the X-ray diagnostic apparatus configured as described above will be explained using the flowchart of FIG. 10 and the schematic diagrams of FIGS. 11 to 14. The following explanation will mainly be about the operation when retracting the C-arm 14 in step ST5 mentioned above.
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。 Step ST5 is executed as shown in steps ST5-1 to ST5-4 below.
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。 In step ST5-1, the processing circuit 44 of the X-ray diagnostic apparatus 1 receives an evacuation instruction for the C-arm 14 in response to the operation of the input interface 43 by the operator.
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。 In step ST5-2, the drive control function 442 of the processing circuit 44 reads the base position from the memory 41 in response to the evacuation instruction, controls the C-arm drive device 142 based on this base position, and controls the position of the rail r1. The base 14a is moved to the set position along the longitudinal direction. This moves the C-arm 14 to the set position along the rail r1. The set position is near the wall of the examination room housing the X-ray diagnostic apparatus 1, as shown in a plan view in FIG. 11(a) and in a front view in FIG. 11(b). At the set position, the straight line CL, the longitudinal direction of the rail r1, and the wall wL are substantially parallel to each other on the horizontal plane. Further, at the set position, the isocenter axis zS overlaps the first rotation axis z1 on the horizontal plane. Note that the set position is not limited to the case where the wall wL is located on the right side of the page, but may be such that the wall wL is located on the left side of the page. Similarly, the evacuation operation to the vicinity of a wall, which will be described later, is not limited to the case where the wall wL is located on the right side of the paper, but can also be performed even when the wall wL is located on the left side of the paper.
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)。 After step ST5-2 ends, in step ST5-3, the drive control function 442 moves the C-arm 14 in parallel by controlling the rotation by at least the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2. The control of rotation by the rotary shaft may be based on the evacuation position information in the memory 41, may be based on the output from a sensor (not shown), or may be controlled in conjunction with one input operation. In any case, the C-arm 14 is retracted to a retracted position near the wall by controlling the rotation by the rotary shaft. In the retracted position, the straight line CL, the longitudinal direction of the rail r1, and the wall wL are approximately parallel to each other on the horizontal plane, as shown in a plan view in FIG. 12(a) and a front view in FIG. 12(b). parallel. Further, in the retracted position, the second rotation axis z2 and the isocenter axis zS are not between the two rails r1 on the horizontal plane, but are between one of the rails r1 and the wall wL. That is, the C-arm 14 is retracted substantially parallel to the wall wL (step 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-L cosθ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=L sinθに基づき、θ=arc sin(d/L)とすればよい。 Note that when the C-arm 14 is moved in parallel along the width direction of the rail r1, the evacuation control function controls the rotations of the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 to the same angle θ, and also controls the rotation of the base 14a. control the movement of Here, when the horizontal distance between the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 is L, the same angle is θ, and the movement distance of the base 14a is D1, the evacuation control function is as follows: D1= The movement of the base 14a is controlled based on the relationship LL cos θ. However, in this embodiment, since the C-arm 14 only needs to be retracted to the wall, there is no need to move the C-arm 14 in parallel along the width direction of the rail r1, and the C-arm 14 is moved in a direction away from the width direction of the rail r1. It may also be translated in a diagonal direction. That is, the base 14a may be kept stationary when moving the C-arm 14 from the set position to the retracted position. However, the base 14a may be moved. When moving the base 14a during the retreat operation of the C-arm 14, the moving distance of the base 14a may be D1 or other than D1. In addition, the angle θ of rotation by the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 is calculated as follows: d= Based on L sin θ, θ=arc sin(d/L) may be set.
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-L cosθ=L-L cos90°=L)。 Further, the evacuation control function may control the rotations of the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 to 90 degrees, respectively. In this case, the C-arm 14 is retracted to a retracted position near the wall, as shown in a plan view in FIG. 13(a) and a front view in FIG. 13(b). Alternatively, the C-arm 14 may be retracted to a retracted position near a wall, as shown in a plan view in FIG. 14(a) and a front view in FIG. 14(b). In either case, as described above, there is no need to move the base 14a when moving the C-arm 14 from the set position to the retracted position. Furthermore, when moving the base 14a, for example, the movement distance D1 of the base 14a may be set to the horizontal distance L between the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 (D1=L− L cosθ=LL cos90°=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。 After step ST5-4 ends, the X-ray diagnostic apparatus 1 ends its operation.
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。 As described above, according to this embodiment, when retracting the C-arm, after moving the base along the longitudinal direction of the rail, by controlling the rotation by at least the first rotation axis and the second rotation axis. , move the C-arm in parallel.
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。 Therefore, the C-arm can be moved in parallel, and a structure that is smaller and simpler than the XY stage structure can be realized. Supplementally, as shown in FIG. 11 and each of FIGS. 12 to 14, the C-arm 14 can be moved in parallel. Further, a rail structure and a drive unit movable in the width direction of the rail r1 in the XY stage structure are not required. Therefore, according to this embodiment, a structure that is smaller and simpler than the XY stage structure can be realized. In addition, when retracting, the first support arm 14c1 having the first rotation axis z1 overlapping the isocenter axis zS and the second support arm 14c2 having the second rotation axis z2 at a position away from the isocenter axis zS are moved. Link. Thereby, as shown in each of FIGS. 12 to 14, the C-arm 14 can be retracted almost parallel to the wall wL to the limit. Therefore, after retracting the C-arm 14, a large working space for the operator around the subject can be secured.
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。 Note that FIG. 15 is a plan view and a front view of a comparative example having an XY stage structure, and shows the retracting operation of the C-arm in the X-ray diagnostic apparatus of the comparative example shown in FIG. 8. Note that (a) in the upper half of FIG. 15 is a plan view, and (b) in the lower half of FIG. 15 is a front view.
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。 According to the XY stage structure of the comparative example, when retracting the C-arm 14, the base 14x is moved inside the ceiling traveling frame 14y along the width direction of the rail r1, as shown from the left side to the right side in FIG. At the same time, the support arm 14c is rotated about the first rotation axis z1 of the base 14x. In addition, in FIG. 15, "D1a" indicates the moving distance of the base 14x along the width direction of the rail r1. “CLa” indicates a straight line connecting the first rotation axis z1 and the arm main rotation axis of the connecting portion 14d on the horizontal plane. "L" indicates the horizontal distance of the straight line CLa.
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。 At this time, in the comparative example, as shown on the right side of FIG. 15(a), the first rotational axis z1 and the isocenter axis zS are located between the two rails r1, and the straight line CLa is diagonal to the wall wL. positioned. That is, in the comparative example, since the isocenter is always on the extension line of the first rotation axis z1, the C-arm 14 cannot be moved in parallel to the outside of the two rails r1, and the C-arm 14 cannot be moved from the first rotation axis z1. It is also not possible to move it closer to the wall wL and evacuate it.
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。 In contrast, according to the present embodiment, the C-arm can be moved in parallel to the outside of the two rails r1, and a structure that is smaller and simpler than the XY stage structure can be realized.
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。 Further, according to the present embodiment, when the C-arm is moved in parallel along the width direction, the rotations by the first rotation axis and the second rotation axis are controlled to the same angle, and the movement of the base is controlled. Thereby, the C-arm can be moved in parallel with simple control. Note that the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the first rotation axis z1 and the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the isocenter axis zS are not limited to being equal to each other, but may be different from each other. .
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-L cosθ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-L cosθ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-L cosθ”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。 Further, according to the present embodiment, when the horizontal distance between the first rotation axis and the second rotation axis is L, the same angle is θ, and the moving distance of the base is D, D=L− The movement of the base is controlled based on the relationship of L cos θ. Thereby, the C-arm can be moved in parallel with even simpler control. Note that the formula D=LL cos θ may be subjected to a mathematically equivalent transformation, such as D=L(1-cos θ), for example. Similarly, the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the first rotation axis z1 and the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the isocenter axis zS are not limited to being equal to each other, but may be different from each other. Good too. When the two horizontal distances are different from each other, the distance "L" in the formula "D=LL cos θ" may be the horizontal distance between the second rotation axis z2 and the first rotation axis z1.
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。 Further, according to the present embodiment, the rotations by the first rotation axis and the second rotation axis are each controlled to 90 degrees. In this case, the C-arm can be moved in parallel with even simpler control. In addition to this, a large work space can be quickly secured.
<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。
<Third embodiment>
Next, an X-ray diagnostic apparatus according to a third embodiment will be described.
The third embodiment is a modification of the second embodiment, and has a configuration in which rotation by at least the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2 is controlled with the orientation of the C-arm 14 after retraction as a target. It has become.
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。
Accordingly, when retracting the C-arm 14, the evacuation control function allows the longitudinal direction of the first support arm 14c1 to intersect with the longitudinal direction of the rail r1 due to rotation by at least the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2, Moreover, the C-arm 14 is retracted so that the front direction of the C-arm 14 is parallel or perpendicular to the longitudinal direction of the rail r1. Here, the term "at least" has the meaning described above. Note that the retraction control function does not necessarily require the C-arm 14 to be retracted to the wall.
Other configurations are similar to the second embodiment.
According to the configuration described above, the evacuation control function is performed so that the longitudinal direction of the first support arm 14c1 intersects with the longitudinal direction of the rail r1 by rotation by at least the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2, and the C The C-arm 14 is retracted so that the front direction of the arm 14 is parallel or perpendicular to the longitudinal direction of the rail r1.
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。 Here, when the C-arm 14 is retracted so that the front direction of the C-arm 14 is parallel to the longitudinal direction of the rail r1, in the retracted position, as shown in any of FIGS. 12 to 14 described above, C-arm 14 is located near wall wL.
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。 On the other hand, when the C-arm 14 is retracted so that the front direction of the C-arm 14 is perpendicular to the longitudinal direction of the rail r1, in the retracted position, as shown in any of FIGS. 16 to 18, on a horizontal plane, The straight line CL and the longitudinal direction of the rail r1 are substantially perpendicular to each other. Further, on the horizontal plane, the straight line CL and the wall wL are substantially parallel to each other. Note that FIGS. 16 to 18 are a plan view and a front view, respectively, showing the case where the rail r1 is rotated 90 degrees in the horizontal direction compared to FIGS. 12 to 14.
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。 Therefore, in any case, according to the third embodiment, the same effects as the second embodiment can be obtained.
<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。
<Fourth embodiment>
FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of an angio CT apparatus according to the fourth embodiment, and FIGS. 20 and 21 are an external view and a plan view of the angio CT apparatus.
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。 The fourth embodiment has a configuration in which the X-ray diagnostic apparatus 1 of any one of the first to third embodiments is applied to an angioCT apparatus. As shown in FIG. 19, this angioCT apparatus 100 includes the aforementioned X-ray diagnostic apparatus 1, a CT (Computed Tomography) gantry 50, and a console apparatus 70. Note that the angio apparatus of the angio CT apparatus 100 corresponds to the X-ray diagnostic apparatus 1 described above. Of the angioCT apparatus 100, the CT apparatus corresponds to the bed apparatus 30, the CT gantry 50, and the console apparatus 70. The bed device 30 is commonly used for angio devices and CT devices. Note that the console devices 40 and 70 may be integrated.
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。 Here, the X-ray diagnostic apparatus 1 includes an imaging device 10, a bed device 30, and a console device 40, as described above.
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。 As shown in FIGS. 20 and 21, the imaging device 10 includes a base 14a, a first support arm 14c1, a second support arm 14c2, and a C-arm 14, as described above.
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。 The base 14a is supported by a rail r1 arranged on the ceiling and is movable in the longitudinal direction of the rail r1. Note that the rail r1 may also be called a "ceiling rail" or a "first rail." The first support arm 14c1 is rotatably supported by the base 14a about a first rotation axis z1 in the vertical direction. The second support arm 14c2 is rotatably supported by the first support arm 14c1 about a second rotation axis z2 in the vertical direction. C-arm 14 is supported by second support arm 14c2. The other configurations of the imaging device 10 are also as described above.
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。 The bed device 30 and the console device 40 can communicate with the console device 70. The other configurations of the bed device 30 and the console device 40 are the same as described above. For example, the drive control function 442 of the processing circuit 44 of the console device 40 controls the movement of the base 14a, the rotation about the first rotation axis z1, and the rotation about the second rotation axis z2, so that the rail r1 It includes a parallel movement control function for moving the C-arm 14 in parallel along the width direction of the C-arm 14. The drive control function 442 is not limited to this, and can execute a desired control function among all of the above-mentioned parallel movement control functions and evacuation control functions.
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。 On the other hand, the CT gantry 50 is movable on a rail r2 that is placed on the floor and has a longitudinal direction perpendicular to the longitudinal direction of the rail r1 that is placed on the ceiling. Note that the rail r2 may also be referred to as a "floor rail" or a "second rail." The longitudinal direction of the rail r2 is parallel to the direction of the body axis Y of the subject P and the longitudinal direction of the top plate 33.
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。 Returning to FIG. 20, the CT gantry 50 includes an X-ray tube 51, an X-ray detector 52, a rotating frame 53, an X-ray high voltage device 54, a CT control device 55, a wedge 56, a collimator 57, and a DAS 58.
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。 The X-ray tube 51 generates X-rays. Specifically, the X-ray tube 51 includes a vacuum tube that holds a cathode that generates thermoelectrons and an anode that generates X-rays by receiving the thermoelectrons flying from the cathode. The X-ray tube 51 is connected to an X-ray high voltage device 54 via a high voltage cable. A tube voltage is applied between the cathode and the anode by an X-ray high voltage device 54. Application of tube voltage causes thermoelectrons to fly from the cathode to the anode. Tube current flows as thermoelectrons fly from the cathode to the anode. By applying a high voltage and supplying filament current from the X-ray high voltage device 54, thermoelectrons fly from the cathode to the anode, and when the thermoelectrons collide with the anode, X-rays are generated.
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。 The X-ray detector 52 detects X-rays generated from the X-ray tube 51 and passed through the subject P, and outputs an electrical signal corresponding to the dose of the detected X-rays to the DAS 58. The X-ray detector 52 has a structure in which a plurality of X-ray detection element rows in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in the channel direction are arranged in the slice direction (column direction, row direction). The X-ray detector 52 is, for example, an indirect conversion type detector having a grid, a scintillator array, and a photosensor array. A scintillator array has multiple scintillators. The scintillator outputs light in an amount corresponding to the amount of incident X-rays. The grid is disposed on the X-ray incident surface side of the scintillator array and has an X-ray shielding plate that absorbs scattered X-rays. The optical sensor array converts the light from the scintillator into an electrical signal according to the amount of light. For example, a photomultiplier tube is used as the optical sensor. Note that the X-ray detector 52 may be a direct conversion type detector (semiconductor detector) having a semiconductor element that converts incident X-rays into an electrical signal.
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。 The rotating frame 53 is an annular frame that rotatably supports the X-ray tube 51 and the X-ray detector 52 around a rotation axis Y that coincides with the body axis Y. Specifically, the rotating frame 53 supports the X-ray tube 51 and the X-ray detector 52 so as to face each other. The rotating frame 53 is rotatably supported around a rotation axis Y by a fixed frame (not shown). The rotation frame 53 is rotated around the rotation axis Y by the CT control device 55, thereby rotating the X-ray tube 51 and the X-ray detector 52 around the rotation axis Y. The rotating frame 53 receives power from the drive mechanism of the CT control device 55 and rotates around the rotation axis Y at a constant angular velocity. An image field of view (FOV) is set in the opening of the rotating frame 53.
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。 The X-ray high voltage device 54 has electric circuits such as a transformer and a rectifier, and is a high voltage generator that generates a high voltage to be applied to the X-ray tube 51 and a filament current to be supplied to the X-ray tube 51. , and an X-ray control device that controls the output voltage according to the X-rays emitted by the X-ray tube 51. The high voltage generator may be of a transformer type or an inverter type. The X-ray high voltage device 54 may be provided on the rotating frame 53 within the CT gantry 50, or may be provided on a fixed frame (not shown) within the CT gantry 50.
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。 The wedge 56 adjusts the dose of X-rays irradiated to the subject P. Specifically, the wedge 56 attenuates the X-rays so that the dose of the X-rays irradiated from the X-ray tube 51 to the subject P has a predetermined distribution. For example, as the wedge 56, a metal plate such as aluminum, such as a wedge filter or a bow-tie filter, is used.
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。 The collimator 57 limits the irradiation range of the X-rays that have passed through the wedge 56. The collimator 57 slidably supports a plurality of lead plates that shield X-rays, and adjusts the shape of the slit formed by the plurality of lead plates.
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。 The DAS 58 (Data Acquisition System) reads out from the X-ray detector 52 an electrical signal corresponding to the dose of X-rays detected by the X-ray detector 52, amplifies the read electrical signal with a variable amplification factor, and adjusts the view period. By integrating the electrical signal over the period of view, raw CT data having digital values corresponding to the dose of X-rays over the view period is collected. The DAS 58 is realized, for example, by an ASIC equipped with circuit elements capable of generating CT raw data. The CT raw data is transmitted to the console device 70 via a non-contact data transmission device or the like.
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。 The CT control device 55 controls the X-ray high voltage device 54 and the DAS 58 in order to perform X-ray CT imaging according to the imaging control function 733 of the processing circuit 73 of the console device 70 . The CT control device 55 includes a processing circuit including a CPU, etc., and a drive mechanism such as a motor and an actuator. The processing circuit includes a processor such as a CPU or an MPU, and a memory such as a ROM or RAM as hardware resources. Further, the CT control device 55 may be realized by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a CPLD (Complex Programmable Logic Device), or an SPLD (Simple Programmable Logic Device).
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。 The CT gantry 50 is a Rotate/Rotate-type (third generation CT) in which an X-ray generating section and an X-ray detecting section rotate around the subject as a unit, and a large number of X-ray detecting devices arranged in a ring shape. There are various types such as Stationary/Rotate-Type (4th generation CT) in which the element is fixed and only the X-ray generating part rotates around the subject, and any type is applicable.
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。 The console device 70 has a communication interface 71, a CT data memory 72, a processing circuit 73, a display 74, a memory 75, and an input interface 76. For example, data communication between communication interface 71, CT data memory 72, processing circuit 73, display 74, memory 75, and input interface 76 is performed via a bus.
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。 The communication interface 71 is a circuit for communicating with the console device 40 by wire, wireless, or both. Although not shown, the console device 40 also includes a communication interface that is a circuit for communicating with the console device 70.
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。 The CT data memory 72 is a storage device that stores CT raw data transmitted from the CT gantry 50. The CT data memory 72 is a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or an integrated circuit storage device.
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。 The processing circuit 73 includes, as hardware resources, a processor such as a CPU, an MPU, or a GPU (Graphics Processing Unit), and a memory such as a ROM or RAM. The processing circuit 73 implements a reconstruction function 731, an image processing function 732, an imaging control function 733, and a display control function 734 by executing various programs read from the memory. Note that the reconstruction function 731, image processing function 732, imaging control function 733, and display control function 734 may be implemented by the processing circuit 73 of one board, or may be implemented distributedly by the processing circuits 73 of multiple boards. It's okay to be.
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。 In the reconstruction function 731, the processing circuit 73 reconstructs a CT image expressing the spatial distribution of CT values regarding the subject P based on the CT raw data transmitted from the CT gantry 50. As the image reconstruction algorithm, existing algorithms such as the FBP (filtered back projection) method and the successive approximation reconstruction method may be used. Furthermore, the processing circuit 73 can also generate a CT-related positioning image based on the CT raw data.
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。 In the image processing function 732, the processing circuit 73 performs various image processing on the CT image reconstructed by the reconstruction function 731. For example, the processing circuit 73 performs three-dimensional image processing such as volume rendering, surface volume rendering, pixel value projection processing, MPR (Multi-Planer Reconstruction) processing, and CPR (Curved MPR) processing on the CT image to create a display image. generate.
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。 In the imaging control function 733, the processing circuit 73 synchronously controls the CT gantry 50 and the bed apparatus 30 to perform CT imaging. Furthermore, the processing circuit 73 can execute a positioning scan (hereinafter referred to as a CT positioning scan) using the CT gantry 50. For the CT positioning scan, the processing circuit 73 synchronously controls the CT gantry 50 and the bed apparatus 30.
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。 In the display control function 734, the processing circuit 73 displays various information on the display 74. For example, the processing circuit 73 displays the CT image reconstructed by the reconstruction function 731 on the display 74.
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。 The display 74 displays various information under the control of the processing circuit 73 in the display control function 734. As the display 74, for example, a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED display, a plasma display, or any other display known in the art can be used as appropriate.
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。 The memory 75 is a storage device such as an HDD, SSD, or integrated circuit storage device that stores various information. Further, the memory 75 may be a drive device or the like that reads and writes various information to/from a portable storage medium such as a CD-ROM drive, a DVD drive, or a flash memory.
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。 The input interface 76 inputs various commands from the user. Specifically, the input interface 76 is connected to an input device. As input devices, a keyboard, mouse, trackball, joystick, various switches, etc. can be used. The input interface 76 supplies output signals from input devices to the processing circuit 73 via the bus.
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。 Next, the operation of the angio CT apparatus configured as described above will be explained.
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。 In the angioCT apparatus 100, the CT apparatus becomes usable by retracting the C-arm 14 along the rail r1 and setting the CT gantry 50 at the imaging position along the rail r2. Further, by retracting the CT gantry 50 along the rail r2 and setting the C-arm 14 at the imaging position along the rail r1, the X-ray diagnostic apparatus 1 as an angio apparatus becomes usable.
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。 Here, if the X-ray diagnostic device 1 is usable, the X-ray diagnostic device 1 can operate in the same manner as steps ST1 to ST5 described above. At this time, the X-ray diagnostic apparatus 1 moves the C-arm 14 onto the rail r1 by, for example, controlling the movement of the base 14a, the rotation by the first rotation axis z1, and the rotation by the second rotation axis z2, as described above. can be translated in parallel along the width direction.
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。 Further, the X-ray diagnostic apparatus 1 can operate in the same manner as steps ST5-1 to ST5-4 described above. When retracting the C-arm 14, the X-ray diagnostic apparatus 1 moves the base 14a along the longitudinal direction of the rail r1, and then moves at least the first rotation axis z1 and the second rotation axis z2, as described above. By controlling the rotation of the C-arm 14, the C-arm 14 can be moved in parallel.
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。 As described above, according to the present embodiment, after moving the CT gantry along the second rail arranged on the floor, the movement of the base, the rotation by the first rotation axis, and the rotation by the second rotation axis are performed. By controlling the C-arm, the C-arm is moved in parallel along the width direction of the first rail. Thereby, in the angio CT apparatus, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
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。 In addition, when retracting the C-arm, after moving the base along the longitudinal direction of the first rail, the C-arm is moved in parallel by controlling rotation by at least the first rotation axis and the second rotation axis. . Thereby, in the angio CT apparatus, the same effects as in the second embodiment can be obtained.
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。 According to at least one embodiment described above, the base is movable in the longitudinal direction of the rail, the first support arm is rotatably supported by the base about the first rotation axis, and the second rotation axis is provided. The second support arm is rotatably supported by the first support arm, and a C-arm. Accordingly, the C-arm is moved in parallel along the width direction of the rail by controlling the movement of the base, the rotation by the first rotation axis, and the rotation by the second rotation axis.
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。 Therefore, the C-arm can be moved in parallel, and a structure that is smaller and simpler than the XY stage structure can be realized.
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。 The term "processor" used in the above description refers to, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an Application Specific Integrated Circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, Refers to circuits such as Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (FPGA).A processor is a memory circuit. The functions are realized by reading and executing the program stored in the processor.Instead of storing the program in the memory circuit, the program may be directly incorporated into the processor circuit.In this case, the processor Functions are realized by reading and executing programs built into the circuit. Note that each processor in this embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, but may be configured as multiple independent circuits. They may be combined to form one processor to realize the function.Furthermore, a plurality of components shown in FIG. 1 or 16 may be integrated into one processor to realize the function. .
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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
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。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... X-ray diagnostic device, 10... Imaging device, 11... High voltage generator, 12... X-ray generating part, 13, 52... X-ray detector, 14... C arm, 14a... Base, 14b1, 14b2... Fulcrum , 14c1...first support arm, 14c2...second support arm, 14d...connection section, 141...state detector, 142...C-arm drive device, 30...bed device, 31...base, 32...bed drive device, 33 ...Top plate, 34...Support frame, 40,70...Console device, 41,75...Memory, 42,74...Display, 43,76...Input interface, 44,73...Processing circuit, 441...System control function, 442... Drive control function, 443... X-ray control function, 444,732... Image processing function, 445,734... Display control function, 50... CT gantry, 51... X-ray tube, 53... Rotating frame, 54... X-ray high voltage device , 55...CT control device, 56...Wedge, 57...Collimator, 58...DAS, 71...Communication interface, 72...CT data memory, 731...Reconstruction function, 733...Imaging control function, 100...Angio CT device, CL... Straight line, IS...Isocenter, Rc...Arm main rotation axis, r1, r2...Rail, wL...Wall, z1...First rotation axis, z2...Second rotation axis, zS...Isocenter axis.
Claims (8)
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Cアームを退避させる場合、前記Cアームのアイソセンタが前記第1回転軸よりも、前記レールの長手方向における寝台から遠ざかる方向に位置するように、前記基台の移動と前記第1回転軸による回転と前記第2回転軸による回転とを制御する退避制御手段と、
を備え、
前記退避制御手段は、水平面上において前記第2回転軸と前記アイソセンタとを結ぶ直線が前記レールの長手方向における寝台から遠ざかる方向の壁に平行となるように前記Cアームを退避させる、X線診断装置。 a base supported by a rail placed on the ceiling and movable in the longitudinal direction of the rail;
a first support arm rotatably supported by the base about a first rotation axis in a vertical direction;
a second support arm rotatably supported by the first support arm about a second rotation axis in the vertical direction;
a C-arm supported by the second support arm;
When retracting the C-arm, the movement of the base and the first rotation axis are performed so that the isocenter of the C-arm is located in a direction farther from the bed in the longitudinal direction of the rail than the first rotation axis. Retraction control means for controlling rotation and rotation by the second rotation axis;
Equipped with
The retraction control means retracts the C-arm so that a straight line connecting the second rotation axis and the isocenter on a horizontal plane becomes parallel to a wall in a direction away from the bed in the longitudinal direction of the rail. Device.
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Cアームを退避させる場合、前記Cアームのアイソセンタと前記第2回転軸とが前記第1回転軸よりも、前記レールの長手方向における前記レールの端部方向に位置するように、前記基台の移動と前記第1回転軸による回転と前記第2回転軸による回転とを制御する退避制御手段と、
を備え、
前記退避制御手段は、水平面上において前記第2回転軸と前記アイソセンタとを結ぶ直線が前記レールの長手方向における寝台から遠ざかる方向の壁に平行となるように前記Cアームを退避させる、X線診断装置。 a base supported by a rail placed on the ceiling and movable in the longitudinal direction of the rail;
a first support arm rotatably supported by the base about a first rotation axis in a vertical direction;
a second support arm rotatably supported by the first support arm about a second rotation axis in the vertical direction;
a C-arm supported by the second support arm;
When retracting the C-arm, the base is moved such that the isocenter of the C-arm and the second rotation axis are located closer to the end of the rail in the longitudinal direction of the rail than the first rotation axis. evacuation control means for controlling the movement of, the rotation by the first rotation axis, and the rotation by the second rotation axis;
Equipped with
The retraction control means retracts the C-arm so that a straight line connecting the second rotation axis and the isocenter on a horizontal plane becomes parallel to a wall in a direction away from the bed in the longitudinal direction of the rail. Device.
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Cアームを退避させる場合、水平面上において前記第2回転軸と前記Cアームのアイソセンタとを結ぶ直線が前記レールの長手方向における寝台から遠ざかる方向の壁に平行となるように、前記基台の移動と前記第1回転軸による回転と前記第2回転軸による回転とを制御する退避制御手段と、
を備える、X線診断装置。 a base supported by a rail placed on the ceiling and movable in the longitudinal direction of the rail;
a first support arm rotatably supported by the base about a first rotation axis in a vertical direction;
a second support arm rotatably supported by the first support arm about a second rotation axis in the vertical direction;
a C-arm supported by the second support arm;
When retracting the C-arm, move the base so that the straight line connecting the second rotation axis and the isocenter of the C-arm is parallel to the wall in the longitudinal direction of the rail in the direction away from the bed. Retraction control means for controlling movement, rotation by the first rotation axis, and rotation by the second rotation axis;
An X-ray diagnostic device.
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Cアームを退避させる場合、前記Cアームのアイソセンタが前記第1回転軸よりも、前記レールの長手方向における前記レールの端部方向に位置するとともに、前記Cアームの正面方向が前記レールの長手方向と直交するように、前記基台の移動と前記第1回転軸による回転と前記第2回転軸による回転とを制御する退避制御手段と、
を備える、X線診断装置。 a base supported by a rail placed on the ceiling and movable in the longitudinal direction of the rail;
a first support arm rotatably supported by the base about a first rotation axis in a vertical direction;
a second support arm rotatably supported by the first support arm about a second rotation axis in the vertical direction;
a C-arm supported by the second support arm;
When retracting the C-arm, the isocenter of the C-arm is located closer to the end of the rail in the longitudinal direction of the rail than the first rotation axis, and the front direction of the C-arm is located in the longitudinal direction of the rail. evacuation control means for controlling movement of the base, rotation by the first rotation axis, and rotation by the second rotation axis so as to be perpendicular to the direction;
An X-ray diagnostic device.
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Cアームを退避させる場合、前記Cアームのアイソセンタが前記第1回転軸よりも、前記レールの長手方向における前記レールの端部方向に位置するとともに、水平面上において前記第2回転軸と前記アイソセンタとを結ぶ直線の長手方向が前記レールの長手方向と直交するように、前記基台の移動と前記第1回転軸による回転と前記第2回転軸による回転とを制御する退避制御手段と、
を備える、X線診断装置。 a base supported by a rail placed on the ceiling and movable in the longitudinal direction of the rail;
a first support arm rotatably supported by the base about a first rotation axis in a vertical direction;
a second support arm rotatably supported by the first support arm about a second rotation axis in the vertical direction;
a C-arm supported by the second support arm;
When retracting the C-arm, the isocenter of the C-arm is located closer to the end of the rail in the longitudinal direction of the rail than the first rotation axis, and the isocenter of the C-arm is located closer to the second rotation axis and the isocenter on a horizontal plane. evacuation control means for controlling the movement of the base, the rotation by the first rotation axis, and the rotation by the second rotation axis so that the longitudinal direction of the straight line connecting the rails is perpendicular to the longitudinal direction of the rail;
An X-ray diagnostic device.
前記退避制御手段は、前記記憶部から読み出した前記退避位置情報に基づいて、前記基台の移動と前記第1回転軸による回転と前記第2回転軸による回転とを制御することにより、前記Cアームを退避させる、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のX線診断装置。 further comprising a storage unit that stores evacuation position information regarding the base, rotation by the first rotation axis, and rotation by the second rotation axis,
The evacuation control means controls the movement of the base, the rotation by the first rotation axis, and the rotation by the second rotation axis based on the evacuation position information read from the storage unit. The X-ray diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the arm is retracted.
The retraction control means controls rotation by the first rotation axis and rotation by the second rotation axis based on information regarding the position of the C-arm or the position of the wall output from a sensor. 6. The X-ray diagnostic apparatus according to any one of 6 .
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