JP7451974B2 - X線透視撮影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、透視または撮影を行うX線透視撮影装置に係り、特に撮像系を支持する支持機構を手動により所望の方向へ移動させる技術に関する。
医療現場では、一例として心血管系を例とする循環器領域に対してカテーテル手技を用いた術式等を行う場合、X線透視またはX線撮影を行うX線透視撮影装置が不可欠なものとなっている。当該術式において、被検体の循環器領域に対して任意の方向からX線を照射して透視撮影を行う。透視撮影によって取得されたX線画像データを参照しながら操作者はカテーテルを適宜操作し、術式を進行させる。
従来のX線透視撮影装置は、被検体を載置する天板、X線管およびX線検出器からなる撮像系、撮像系を支持するC型のアーム(Cアーム)などを備えている。X線管およびX線検出器はCアームの一端および他端に設けられており、X線管およびX線検出器が天板を挟んで対向配置されるようにCアームが配設されている。
Cアームは天板の短手方向軸周りおよび天板の長手方向軸周りのそれぞれについて回動可能となるように構成されている。Cアームが各々の軸周りに回動することによって、被検体に対するX線の照射方向を適宜変更できる。また、Cアームは天板の短手方向および天板の長手方向のそれぞれについて平行移動できるように構成されている。Cアームが各々の方向に平行移動することによって、被検体に対するX線照射野の位置を適宜変更できる。また、CアームのうちX線検出器を支持する端部は、X線検出器が天板に対して近接または離間する方向へ往復移動可能となるように構成されている。X線検出器の往復移動により、被検体とX線検出器との距離を任意に変更できる(例えば、特許文献1)。
このようなX線透視撮影装置は、各構成を手動で操作するための操作用コンソールをさらに備えている。操作用コンソールに設けられる構成として、切換式スイッチ、ダイヤル式スイッチ、押下型のスイッチの他、スティック状のレバーが挙げられる。操作用コンソールによってCアームおよびX線検出器の移動を制御する構成の例として、Cアームの各種移動を制御する第1のレバーと、X線検出器の移動を制御する第2のレバーとを操作用コンソールに並設する構成が提案されている。
第1のレバーの側面には、回動選択ボタンと平行移動選択ボタンがそれぞれ並設されている。操作者が回動選択ボタンを押している間はCアームの回動をロックする機構が解除されるように構成される。すなわち、回動選択ボタンを押しながら第1のレバーを前後方向または左右方向へ操作することにより、Cアームは互いに直交する二軸方向のいずれかの軸周りに回動する。そして操作者が平行移動選択ボタンを押している間はCアームの平行移動をロックする機構が解除されるように構成される。すなわち、平行移動選択ボタンを押しながら第1のレバーを前後方向または左右方向へ操作することにより、Cアームは互いに直交する二軸方向のいずれかに平行移動する。
第2のレバーの側面には検出器選択ボタンが設けられており、操作者が検出器選択ボタンを押している間はX線検出器の往復移動をロックする機構が解除される。操作者が検出器選択ボタンを押しながら第2のレバーを操作することによって、Cアームの端部に設けられているX線検出器は天板に対して近接または離間する。このようにロック機構のオン/オフを制御する各種選択ボタンを設けることにより、操作者が意図せずレバーに触れることに起因するCアームの誤動作を回避できる。
特開2009-291531号公報
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
従来の構成によるX線透視撮影装置では、操作者が操作用コンソールを操作する際に、Cアームが操作者の意図と異なる動作を行うという問題が懸念される。すなわち、第1のレバーに設けられている回動選択ボタンと平行移動選択ボタンとを押し間違える事態が発生する。一例として、操作者は回動選択ボタンを押すつもりであったにも関わらず、誤って平行移動選択ボタンを押してしまう場合がある。この場合、Cアームを回動させる意図で行った操作によって、Cアームを平行移動させる制御が実行される。このような操作者の意図とは異なる動作制御が発生することにより、術式の適切な進行に支障をきたすこととなる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、操作者の意図とは異なる動作制御が行われることをより確実に防止できるX線透視撮影装置を提供することを目的とする。
上記問題を解決するために、本発明者らが検討した結果、以下のような知見が得られた。すなわち、X線透視撮影装置を用いて術式を進行させる場合、アームを回動させてX線照射方向を変更する操作と、X線検出器を遠近移動させて透視像の拡大率を変更させる操作とは頻繁かつ連続的に行われる。その一方で、術式の開始前にアームを平行移動させてX線照射野の位置を決定した後は、術式の進行中においてアームを平行移動させてX線照射野を変位させる操作を行う頻度が低い。よって、アームを平行移動させる操作と、アームの回動操作またはX線検出器の遠近操作とを連続的に行われることは稀である。
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るX線透視撮影装置は、被検体にX線を照射するX線管と、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記被検体を載置する天板と、前記X線管および前記X線検出器を互いに対向するように支持するアームと、前記アームを所定の軸周りに回動させるアーム回動機構と、前記アームを所定方向に平行移動させるアーム平行移動機構と、前記アームに支持されている前記X線検出器を前記天板に対して近接または離間する方向に移動させる検出器移動機構と、前記アーム回動機構および前記検出器移動機構の動作に関する操作者の指示を入力する第1の操作レバーと、前記アーム平行移動機構の動作に関する操作者の指示を入力する第2の操作レバーと、を備え、前記第1の操作レバーは、所定の方向に傾倒可能に構成されている本体部と、前記本体部の頂上部に配設されており前記本体部の長軸周りに回動可能な回動部とを備え、前記回動部は、前記本体部と独立して回動可能となるように構成されており、前記回動部の回動方向および回動量に応じて前記検出器移動機構による前記X線検出器の移動方向および移動量が制御され、前記第1の操作レバーの傾倒方向に応じて、前記アーム回動機構による前記アームの回動方向が制御されるものである。
当該構成において、アームを回動させる操作は第1の操作レバーによって行われる。そしてアームを平行移動させる操作は、第1の操作レバーとは異なる操作デバイスである第2の操作レバーによって行われる。すなわち、アームを回動させる操作とアームを平行移動させる操作とは、それぞれ異なる操作デバイスを用いて行われるので、両操作が誤って行われることを確実に回避できる。
そして術式の進行中において、アームを回動させる操作とアームを平行移動させる操作とを連続に行うことは稀である。そのため、各操作を異なる操作デバイスで行う構成としても術式の所要時間または術式の煩雑さが増大する事態は回避される。よって、操作者が受ける負担の増大を確実に回避しつつ、アームの回動操作および平行移動操作を混同する頻度を大きく低減できる。
また、本発明では第1の操作レバーによって、アームの回動操作およびX線検出器の遠近操作を行う構成を備えている。当該構成により、操作者は第1の操作レバーから手を離すことなく、アームを回動させてX線照射方向を変更する操作と、X線検出器を遠近移動させて透視像の拡大率を変更する操作とを絶えず繰り返すことができる。
すなわち、一の操作デバイスから手を離して別の操作デバイスに持ち換えるという動作を行うことなく、X線照射方向を変更する操作とX線画像の拡大率を変更する操作とを連続して実行できるので、術式の進行に要する時間を短縮できる。また、両操作を同一の操作デバイスを用いて行う構成とすることにより、操作者はX線画像または被検体などに視線を向けた状態を維持しつつ、X線照射方向を変更する操作と透視像の拡大率を変更する操作とを連続して実行できる。そのため、X線画像などから視線を外すことに起因して術式に進行に支障をきたすという事態を確実に回避できる。
さらにアームの回動操作は第1の操作レバーの本体部を所定の方向へ傾倒させる動作によって実行され、X線検出器の遠近移動操作は第1の操作レバー回動部を長軸周りに回動させることによって実行される。すなわち、本体部を傾倒させる動作と、回動部を回動させる動作とは全く異なる動作であり、力を加える方向も異なる。従って、同一の操作デバイスである第1の操作レバーを把持した状態であっても、アームを回動させる操作とX線検出器を遠近移動させる操作とを誤って実行するという事態を確実に回避できる。
また、上述した発明において、前記第1の操作レバーと前記第2の操作レバーとは、形状および高さのうち少なくともいずれかが異なるように構成されることが好ましい。
[作用・効果]本発明に係るX線透視撮影装置によれば、操作者は第1の操作レバーおよび第2の操作レバーの方へ視線を向けなくとも触感によって第1の操作レバーと第2の操作レバーとを確実に区別できる。よって、X線画像または被検体Mなどに注視した状態であっても第1の操作レバーと第2の操作レバーとを誤って用いる事態が発生することを回避できる。
また、上述した発明において、前記回動部は、前記回動部の径方向の外側へ突起しており前記回動部の回動方向および回動量を示唆する突起部を備えることが好ましい。
[作用・効果]本発明に係るX線透視撮影装置によれば、突起部を指標とすることによって、第1操作レバーに視線を向けることなく回動部の位置を把握できる。また、突起部の位置を指標として、操作者は視覚または触覚によって回動部の回動角度を即時的に把握できる。よって、視線の変更によって術式の進行が妨げられる事態を回避できるとともに、第1の操作レバーの操作性を向上できる。
本発明に係るX線透視撮影装置によれば、アームを回動させる操作は第1の操作レバーによって行われる。そしてアームを平行移動させる操作は、第1の操作レバーとは異なる操作デバイスである第2の操作レバーによって行われる。すなわち、アームを回動させる操作とアームを平行移動させる操作とは、それぞれ異なる操作デバイスを用いて行われるので、意図に反してアームの回動操作または平行移動操作が行われることを確実に回避できる。
また、アームの回動操作は第1の操作レバーの本体部を所定の方向へ傾倒させる動作によって実行され、X線検出器の遠近移動操作は第1の操作レバー回動部を長軸周りに回動させることによって実行される。すなわち、本体部を傾倒させる動作と、回動部を回動させる動作とは全く異なる動作であり、力を加える方向も異なる。従って、同一の操作デバイスである第1の操作レバーを把持した状態であっても、アームを回動させる操作とX線検出器を遠近移動させる操作とを誤って実行するという事態も確実に回避できる。
実施例に係るX線透視撮影装置の概略構成を説明する正面図である。 実施例に係るX線透視撮影装置の概略構成を説明する右側面図である。 実施例に係るX線透視撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例に係る操作卓の斜視図である。 実施例に係る第1操作レバーおよび第2操作レバーの斜視図である。 Cアーム回動機構に対するロックがオンの状態における、第1操作レバーの傾倒操作を示す側面図および機能ブロック図である。 実施例に係るステップS2において、Cアーム平行移動機構に対するロックをオフにする状態を説明する図である。 実施例に係るステップS2において、Cアームを平行移動させる操作を説明する図である。 実施例に係るステップS3において、Cアーム回動機構に対するロックをオフにする状態を説明する図である。 実施例に係るステップS3において、Cアームをy軸周りに回動させる操作を説明する図である。 実施例に係るステップS3において、Cアームをx軸周りに回動させる操作を説明する図である。 実施例に係るステップS3において、X線検出器を近接移動させる操作を説明する図である。 比較例に係る操作レバーの斜視図である。
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図1は実施例に係るX線透視撮影装置1の正面図であり、図2は実施例に係るX線透視撮影装置1の側面図である。
<全体構成の説明>
実施例に係るX線透視撮影装置1は図1および図2に示すように、水平姿勢をとる被検体Mを載置させる天板3と、被検体Mに対してX線を照射するX線管5と、X線管5から照射されたX線を検出して電気信号に変換するX線検出器7とを備えている。X線管5とX線検出器7は、天板3を挟んで対向配置されている。X線管5とX線検出器7とは撮像系を構成している。
天板3は、昇降移動可能に構成されている天板支持体4の上部に配設されている。X線検出器7はX線を検出する検出面を備えており、検出面にはX線検出素子である画素が、一例として縦4,096ライン×横4,096ライン程度の二次元マトリクス状に配列されている。実施例では、X線検出器7としてフラットパネル型検出器(FPD)を用いることとする。
X線管5とX線検出器7は、Cアーム9の一端と他端にそれぞれ設けられている。Cアーム9はアーム保持部材11に保持されており、符号RAで示されるCアーム9の円弧経路に沿って回動するように構成される。すなわち、Cアーム9は円弧経路RAに沿ってy方向(天板3の長手方向)の軸周りに回動する。y方向の軸周りについて、時計周りの回動方向をa1とし、反時計周りの回動方向をa2とする。
アーム保持部材11は支柱13の側面部に配設されており、x方向(天板3の短手方向)に平行な水平軸Pの軸周り(円弧経路RB)に回転可能となるように構成される。アーム保持部材11に保持されているCアーム9は、アーム保持部材11に従ってx方向の軸周りに回動する。円弧経路RBについて、時計周りの回動方向をb1とし、反時計周りの回動方向をb2とする。Cアーム9が円弧経路RAおよび円弧経路RBの各々に沿って、直交する二軸の周りにそれぞれ回動自在に構成されることにより、被検体Mに対して任意の方向からX線を照射できる。
支柱13は床面に配設された支持基台15に支持されており、支持基台15の上面に沿ってx方向およびy方向の各々に水平移動が可能となるように構成される。支柱13に支持されているアーム支持部材11およびCアーム9は、支柱13の水平移動に従ってx方向またはy方向へ水平移動する。コリメータ17はX線管5に設けられており、X線管5から照射されるX線を、例えば角錐となっているコーン状に制限する。
Cアーム9の他端に支持されているX線検出器7は、天板3に対して近接または離間する方向に移動可能に構成されている。すなわち、X線検出器7は後述する検出器移動機構25によって、天板3に近接する方向である近接方向e1、または天板3から離間する方向である離間方向e2へと移動する。
X線透視撮影装置1は図3に示すように、X線照射制御部21と、天板移動機構23と、検出器移動機構25と、Cアーム回動機構27と、Cアーム平行移動機構29と画像処理部31と、画像表示部33と、主制御部35と、操作卓37とを備えている。X線照射制御部21はX線管5に接続されており、X線照射時間やX線管5に印加される管電圧などを制御することによって、X線管5から照射されるX線の線量、およびX線を照射させるタイミングなどを制御する。
天板移動機構23は天板3に接続されており、天板3をz方向へ昇降させる。また天板移動機構23は天板3をy方向に水平移動させる。検出器移動機構25はX線検出器7に接続されており、X線検出器7を近接方向e1または離間方向e2へ移動させる。
Cアーム回動機構27は、Cアーム9をx方向の軸周りに回動させるとともに、Cアーム9をy方向の軸周りに回動させる。Cアーム平行移動機構29は、Cアーム9をx方向へ平行移動させるとともに、Cアーム9をy方向へ平行移動させる。本実施例において、Cアーム回動機構27はアーム保持部材11に配設されており、Cアーム平行移動機構29は支柱13に配設されている構成を例示している。
Cアーム回動機構27の上段には回動ロック機構28が設けられている。回動ロック機構28は通常状態においてオンの状態となっており、Cアーム回動機構27が作動しないようにロックをかけている。Cアーム平行移動機構29の上段には平行移動ロック機構30が設けられている。平行移動ロック機構30は通常状態においてオンの状態となっており、Cアーム平行移動機構29が作動しないようにロックをかけている。
画像処理部31はX線検出器7に接続されており、X線検出器7の後段に設けられており、X線検出器7から出力されたX線検出信号に基づいて各種画像処理を行い、X線画像を生成する。X線画像の例としては、比較的低線量のX線を照射するX線透視によって生成される透視像(動画)、ならびに比較的高線量のX線を照射するX線撮影によって生成される撮影像(静画)が挙げられる。
画像表示部33は、画像処理部31によって生成されたX線画像を表示する。画像表示部33の一例として、液晶モニタなどが挙げられる。画像表示部33を配設する構成の例として、天井に懸垂配設されている構成、または移動台車に搭載させる構成などが挙げられる。
主制御部35は一例として中央処理演算装置(CPU:Central Processing Unit)などの情報処理手段を備えている。主制御部35は、X線照射制御部21、天板移動機構23、検出器移動機構25、Cアーム回動機構27、Cアーム平行移動機構29、および画像処理部31を例とするX線透視撮影装置1の各種構成を統括制御する。
操作卓37はX線透視撮影装置1の操作に関する操作者の指示を入力するものであり、術者が操作卓37に入力する指示に従って主制御部35は統括制御を行う。本実施例において、操作卓37は図1に示すように天板3の側部に添設されているものとする。この場合、操作者は天板3の近傍に立ち、天板3を挟んでCアーム9に対面する状態で操作卓37を操作する。天板3に操作卓37を添設することにより、操作者は被検体Mに対してカテーテル等の操作を行いつつ、X線透視撮影装置1に対する各種操作を行うことができる。
操作卓37は天板3の側部に添設する構成に限ることはなく、移動可能な台車の上面に操作卓37を配設する構成としてもよい。また、操作卓37は天板3を挟んでCアーム9と対向配置させる構成に限ることはない。Cアーム9に近い側の天板3の長辺の部分に操作卓37を添設してもよいし、天板3の短辺の部分に操作卓37を添設してもよい。
次に、操作卓37に設けられている主要な操作デバイスについて説明する。操作卓37は図4に示すように、ベース材38の面上に、照射設定スイッチ39と、天板操作スイッチ41と、第1操作レバー43と、第2操作レバー45とが備えられた構成を有している。
照射設定スイッチ39は、X線管5からX線を照射するための各種X線照射条件を調節するものである。X線照射条件の例としては、X線管5に印加する管電圧および管電流、X線照射時間、X線照射周期などが挙げられる。照射設定スイッチ39に入力された情報に応じて、X線照射制御部21はX線管5によるX線照射を制御する。
天板操作スイッチ41は、天板3の位置を調節するものであり、天板3を移動させる方向に応じた複数の押しボタン式のスイッチ41a~41dを備えている。操作者が天板操作スイッチ41を操作することにより、天板移動機構23は操作されたスイッチに応じた方向へと天板3を移動させる。一例として天板操作スイッチ41のうち上昇用のスイッチ41aを操作者が押下することにより、天板移動機構23は天板3を上昇させる。
図4に示すように、本実施例において照射設定スイッチ39としてダイヤル式のスイッチが例示されており、天板操作スイッチ41として押しボタン式のスイッチが例示されているがこれに限られない。照射設定スイッチ39および天板操作スイッチ41の形態として、タッチパネル、マウス、キーボード、または切り換え式スイッチなど、公知となっているスイッチの形態を適用できる。
第1操作レバー43は、Cアーム9の回転移動とX線検出器7の移動とを調節するものである。操作者が第1操作レバー43を操作することにより、Cアーム回動機構27によるCアーム9の回転移動、または検出器移動機構25によるX線検出器7の遠近移動が行われる。
第2操作レバー45は、x方向またはy方向におけるCアーム9の平行移動を調節するものである。操作者が第2操作レバー45を操作することにより、Cアーム平行移動機構29によるCアーム9の平行移動が実行される。第1操作レバー43および第2操作レバー45の具体的な操作については後述する。
なお、操作卓37に配設される操作デバイスはこれら4つのデバイスに限ることはなく、主電源のオン/オフを切り換えるスイッチ、または緊急停止用スイッチなど、X線透視撮影装置1の操作に関する操作デバイスをさらに適宜設けることができる。
ここで本発明の特徴である、第1操作レバー43および第2操作レバー45の具体的な構成について、図5などを用いて説明する。なお、図5に示される第1操作レバー43および第2操作レバー45は、図4に示される第1操作レバー43および第2操作レバー45を裏面から見た図に相当する。
<第1操作レバー>
第1操作レバー43は全体として棒状となっており、本体部51と、支軸52と、接続部53と、回動部54とを備えている。本体部51は径が比較的大きくなっており、操作者は本体部51を把持して第1操作レバー43を操作する。支軸52は第1操作レバー43の下端に設けられており、ベース材38と当接している。接続部53は径が比較的小さくなっており、本体部51と支軸52とを接続する。
回動部54は本体部51の頂上部に配設されており、第1操作レバー43が延びる方向である延長軸Qの周りに回動可能となるよう構成されている。また、第1操作レバー43には図示しない傾倒検出部と回動検出部とが接続されている。傾倒検出部は、第1操作レバー43が傾倒されている方向を随時検出する。回動検出部は、回動部54の回動方向および回動角度を随時検出する。傾倒検出部および回動検出部によって検出された情報は、主制御部35へと随時送信される。
第1操作レバー43は、支軸52を支点として前後方向(図ではx方向)、および左右方向(図ではy方向)の各々に揺動可能となるように構成されている。すなわち第1操作レバー43は、前方向Fw、後方向Bk、左方向Lt、および右方向Rtの各々へ傾倒できるように構成されている。そして第1操作レバー43の本体部51が傾倒される方向に応じて、Cアーム9が所定の方向に回動するように制御が行われる。
本体部51の側面には、回転移動選択ボタン55が配設されている。回転移動選択ボタン55が押下されている状態において、回動ロック機構28はオフの状態となり、その結果、Cアーム回動機構27に対するロックが解除される。
すなわち図6の左図に示すように、回転移動選択ボタン55を押下することなく第1操作レバー43を傾倒させても、Cアーム9は回動しない。図6の右図に示すように、回転移動選択ボタン55が押下されていないために回動ロック機構28がオンの状態となっており、Cアーム回動機構27の動作が阻害されるからである。よって図10の左図に示すように、回転移動選択ボタン55が押下しながら第1操作レバー43を傾倒させることにより、実際にCアーム9が所定の方向へ回動することができる。
本実施例では回転移動選択ボタン55が押下しながら第1操作レバー43を前方向Fw、後方向Bk、左方向Lt、および右方向Rtの各々へ傾倒させることにより、図1および図2に示されているa2、a1、b2、およびb1の各々の方向へCアーム9が回動するように構成されている。すなわち、第1操作レバー43を傾倒させる方向と、Cアームに支持されている撮像系が回動する方向とが一致するように構成されている。
回動部54は、第1操作レバー43においてX線検出器7の遠近移動を調節するものである。すなわち、延長軸Qの周りに回動部54を回動させることにより、回動部54の回動方向および回動角度に応じて、X線検出器7は近接方向e1または離間方向e2へ移動する。回動部54の側面には、突起部56が形成されている。
突起部56は、回動部54の径方向について外側へ向けて突出している。本実施例において、1つの突起部56が回動部54に配設されている。すなわち、回動部54の回動方向および回動角度に応じて突起部56の位置が変化するので、突起部56の位置を把握することによって回動部54の回動方向および回動角度を特定できる。
操作者は第1操作レバー43を把持することにより、第1操作レバー43に視線を向けることなく触感によって突起部56の位置を把握できる。よって、突起部56を回動部54に配設することにより、操作者は第1操作レバー43に視線を向けることなく回動部54の回動方向および回動角度を把握することが可能となる。
<第2操作レバー>
次に、第2操作レバー45について説明する。第2操作レバー45は全体として棒状となっており、本体部61と、支軸62と、接続部63とを備えている。本体部61は径が比較的大きくなっており、操作者は本体部61を把持して第2操作レバー45を操作する。支軸62は第2操作レバー45の下端に設けられており、ベース材38と当接している。接続部63は径が比較的小さくなっており、本体部61と支軸62とを接続する。
第2操作レバー45は、支軸62を支点として前後方向(図ではx方向)、および左右方向(図ではy方向)の各々に揺動可能となるように構成されている。すなわち第2操作レバー45も第1操作レバー43と同様に、前方向Fw、後方向Bk、左方向Lt、および右方向Rtの各々へ傾倒できるように構成されている。そして第2操作レバー45が傾倒される方向に応じて、Cアーム9を所定の方向に平行移動させる制御が行われる。
本体部61の側面には、平行移動選択ボタン64が配設されている。平行移動選択ボタン64が押下されている状態において、平行移動ロック機構30はオフの状態となり、その結果、Cアーム平行移動機構29に対するロックが解除される。すなわち、平行移動選択ボタン64を押下することなく第2操作レバー45を傾倒させても、Cアーム9は平行移動することはない。
操作者は、平行移動選択ボタン64を押下しながら第2操作レバー45を傾倒させることにより、Cアーム9を所定の方向へ平行移動させることができる。平行移動選択ボタン64によるロック制御の機能ブロック図は、図6の右図に示される回転移動選択ボタン55によるロック制御の機能ブロック図と同様であるので、記載を省略する。
本実施例では平行移動選択ボタン64を押下しながら第2操作レバー45を前方向Fw、後方向Bk、左方向Lt、および右方向Rtの各々へ傾倒させることにより、図1および図2に示されているc1、c2、d1、およびd2の各々の方向へCアーム9が平行移動するように構成されている。すなわち、第2操作レバー45を傾倒させる方向と、Cアーム9に支持されている撮像系が平行移動する方向とが一致するように構成されている。
なお、第2操作レバー45の形状および高さのうち少なくとも一方は、第1操作レバー43とは異なるように構成されている。そのため、操作者は操作卓37へ視線を向けていなくとも、触感によって第1操作レバー43と第2操作レバー45とを区別できる。よって、操作者が画像表示部33または被検体Mなどに視線を向けている場合であっても、第1操作レバー43と第2操作レバー45とを混同する事態を防止できる。
<動作の説明>
ここで、実施例に係るX線透視撮影装置1の動作について説明する。本実施例では、X線透視により透視像を断続的に取得しつつ、血管に対してカテーテル手技を用いた術式等を行う構成を例として説明する。なお、Cアーム9の初期位置は図1に示される通りであるものとする。
ステップS1(被検体の載置)
まず、天板3が下降している状態で被検体Mを天板3に仰臥状態で載置させる。そして、操作者は操作卓37に設けられている天板操作スイッチ41を操作することによって、術式の進行に適切な高さへと天板3を上昇させる。さらに、操作者は照射設定スイッチ39を操作することによってX線照射条件を設定する。そして操作者はコリメータ17の開度を調節する。
ステップS2(照射野の微調整)
被検体Mを天板3に載置させた後、X線照射野の位置を調整する。操作者は、一例として天板3の下方に配設されている、図示しないフットスイッチを踏むことによってX線照射開始の指示を入力する。開始の指示により、比較的低線量のX線が断続的にX線管5から照射され、透視像が画像処理部31によって生成される。操作者は画像表示部33にリアルタイム表示される透視像を参照しつつ、第2操作レバー45を用いてCアーム9を適宜平行移動させることによってX線照射野の微調整を行う。
第2操作レバー45の具体的な操作について説明する。操作者は第2操作レバー45を把持しつつ、手指などを用いて平行移動選択ボタン64を押下する(図7、左図)。平行移動選択ボタン64が押下されることにより、平行移動ロック機構30がオフの状態となる。すなわち、平行移動ロック機構30によるCアーム平行移動機構29のロックが解除されるので、Cアーム平行移動機構29によってCアーム9を平行移動させる動作が可能となる(図7、右図)。
操作者は平行移動選択ボタン64を押下した状態で所定の方向に第2操作レバー45を傾倒させることにより、Cアーム9に支持されている撮像系を所望の方向へ移動させる。一例として撮像系をc1方向へ移動させる場合、操作者は平行移動選択ボタン64を押下した状態で、第2操作レバー45を前方向Fwへ傾倒させる(図8、左図)。
Cアーム平行移動機構29のロックが解除された状態で第2操作レバー45を前方向Fwへ傾倒させることによって、支柱13は支持基台15の上面に沿って方向c1へ移動する。支柱13の移動に応じて、支柱13に接続されているアーム支持部材11、Cアーム9、X線管5およびX線検出器7の各々は支柱13とともに方向c1へ平行移動する(図8、右図)。X線管5およびX線検出器7からなる撮像系を方向c1へ平行移動させることにより、X線照射野を方向c1へ変位できる。
なお、撮像系を方向c2へ平行移動させる場合は平行移動選択ボタン64を押下しつつ、第2操作レバー45を後ろ方向Bkへ傾倒させる。撮像系を方向d1へ平行移動させる場合は平行移動選択ボタン64を押下しつつ第2操作レバー45を左方向Ltへ傾倒させる。撮像系を方向d2へ平行移動させる場合は平行移動選択ボタン64を押下しつつ第2操作レバー45を右方向Rtへ傾倒させる。このように、第2操作レバー45の傾倒姿勢を適宜変更しつつ、撮像系をx方向またはy方向へ平行移動させる。
操作者は画像表示部33に表示される透視像を適宜参照し、X線照射野が所望の位置に調整されたと判断した場合、平行移動選択ボタン64の押下を解除する。平行移動選択ボタン64が押下されなくなることにより、平行移動ロック機構30が再びオンの状態となる。そのため、第2操作レバー45の傾倒姿勢と無関係にCアーム平行移動機構29にロックがかかる。その結果、Cアーム9の平行移動が停止するので、X線照射野の位置が固定される。操作者は第2操作レバー45から手を離し、X線照射野を微調整する操作を終了させる。なお、操作者が第2操作レバー45から手を離すことにより、第2操作レバー45は立位姿勢に復帰する。
ステップS3(カテーテル操作)
X線照射野の位置を調整した後、カテーテル手技による術式を開始する。すなわち、操作者は被検体Mの肘部などからカテーテルを挿入する。そして血管を介してカテーテルを患部へ向けて進行させ、当該患部においてステント留置などの処置を行う。
カテーテルの進行または患部における処置を行う場合、血管内におけるカテーテル等の状態を適切に把握する必要がある。そこで、操作者は第1操作レバー43を用いて、Cアーム9の回転移動およびX線検出器7の遠近移動を適宜行い、様々な方向から血管内の状態を調べつつ、カテーテルを操作する。
第1操作レバー43の具体的な操作について、まずはCアーム9を回動させる場合について説明する。操作者は第1操作レバー43を把持しつつ、手指などを用いて回転移動選択ボタン55を押下する(図9、左図)。回転移動選択ボタン55が押下されることにより、回動ロック機構28がオフの状態となる。すなわち、回動ロック機構28によるCアーム回動機構27のロックが解除されるので、Cアーム回動機構27によってCアーム9を回転移動させる動作が可能となる(図9、右図)。
操作者は回転移動選択ボタン55を押下した状態で所定の方向に第1操作レバー43を傾倒させることにより、Cアーム9に支持されている撮像系を所望の方向へ回動させる。一例として撮像系をa1方向へ回動させる場合、操作者は回転移動選択ボタン55を押下した状態で、第1操作レバー45を後方向Bkへ傾倒させる(図10、左図)。
Cアーム回動機構27のロックが解除された状態で第1操作レバー43を後方向Bkへ傾倒させることによって、Cアーム9はy方向の軸周りについて時計回りの方向a1へ回動する。Cアーム9の回動に応じて、X線管5およびX線検出器7の各々はCアーム9とともに方向a1へ回動し、点線で示される位置から実線で示される位置へと変位する(図10、右図)。
X線管5およびX線検出器7からなる撮像系を方向a1へ回動させることにより、X線照射方向はRAO方向(第1斜位方向)へと変更される。なお、第1操作レバー43を前方向Bkへ傾倒させた場合、撮像系はy方向の軸周りについて反時計回りの方向a2へと回動し、X線照射方向はLAO方向(第2斜位方向)へと変更される。
また、撮像系をx方向の軸周りに回動させる場合、第1操作レバー43を左右方向へ傾倒させる(図11、左図)。すなわち、Cアーム回動機構27のロックが解除された状態で第1操作レバー43を左方向Ltへ傾倒させることによって、Cアーム9はx方向の軸周りについて反時計回りの方向b2へ回動する。Cアーム9の回動に応じて、撮像系はCアーム9とともに方向b2へ回動し、点線で示される位置から実線で示される位置へと変位する(図11、右図)。
撮像系を方向b2へ回動させることにより、X線照射方向はCRA方向(頭部方向)へと変更される。なお、Cアーム回動機構27のロックを解除させつつ第1操作レバー43を右方向Rtへ傾倒させた場合、撮像系はx方向の軸周りについて時計回りの方向b1へと回動し、X線照射方向はCAU方向(尾部方向)へと変更される。
操作者は、手指などで回転移動選択ボタン55を押下しつつ、第1操作レバー43の傾倒方向を適宜変更することにより、被検体Mに対するX線の照射方向を任意に変更できる。このため、X線透視によって血管内部およびカテーテルの状態を様々な方向からリアルタイムで観察しつつ、術式を進行できる。
なお、操作者はX線照射方向を変更させる必要がないと判断した場合、回転移動選択ボタン55の押下を解除することによってX線照射方向を固定できる。すなわち、回転移動選択ボタン55が押下されなくなることにより、回転移動ロック機構28が再びオンの状態となる。そのため、第1操作レバー43の傾倒姿勢と無関係にCアーム回動機構27にロックがかかる。その結果、Cアーム9の回転移動が停止するので、第1操作レバー43の傾倒方向と無関係にX線照射方向が固定される。
次に、第1操作レバー43の具体的な操作について、X線検出器7を遠近移動させる場合について説明する。術式において、画像表示部33に映る透視像から得られる情報をより好適にするために、当該透視像の拡大率を変更させる場合がある。この場合、被検体MとX線検出器7との距離を変更することによって透視像の拡大率を変更できる。
X線の照射方向を変更させた後、さらに被検体MとX線検出器7との距離を変更する場合、操作者は第1操作レバー43を把持した状態を維持しつつ、手指などを用いて回動部54を延長軸Q周りに回動させる(図12、左図)。
操作者は、回動部54から径方向の外側に突出している突起部56に触れながら回動部54を回動させることができる。この場合、突起部56を指標とすることによって、第1操作レバー43に視線を向けることなく回動部54の位置を把握できる。また、突起部56の位置を指標として、操作者は視覚または触覚によって回動部54の回動角度を即時的に把握できる。
第1操作レバー43に接続されている回動検出部は、回動部54の回動方向および回動角度を検出し、検出した情報を主制御部35へと送信する。主制御部35は検出器移動機構25を制御し、回動方向および回動角度に応じてX線検出器7を移動させる。本実施例では、回動部54を時計回りに回動させた場合はX線検出器7を離間方向e2へと移動させ、回動部54を反時計回りに回動させた場合はX線検出器7を近接方向e1へと移動させるものとする。また、回動部54の回動操作によって変化した回動角度(回動量)の大きさに応じて、X線検出器7が移動する距離が決定される。
図12の左図では、延長軸Qの反時計回りに回動部54を回動させているので、X線検出器7は近接方向e1へと移動する。この場合、X線検出器7の移動によって透視像の拡大率が上昇するので、操作者は血管内部の状態についてより精密な情報を取得できる。
X線検出器7を遠近移動させて被検体MとX線検出器7との距離を変更する操作を行った後に再度X線照射方向を変更する場合、第1操作レバー43を把持した状態を維持しつつ、手指を回動部54から離して回転移動選択ボタン55を再び押下する。そして当該押下状態を維持しつつ第1操作レバー43を所望の方向に傾倒させる。操作者は、第1操作レバー43から手を離すことなく、Cアーム9を回動させてX線照射方向を変更する操作と、X線検出器7を遠近移動させて透視像の拡大率を変更する操作とを絶えず繰り返すことができる。
操作者は第1操作レバー43を用いて、X線照射方向を変更する操作と透視像の拡大率を変更する操作とを繰り返し実行しながら、画像表示部33に表示される血管内部の状態を観察し、カテーテル手技による術式を進行させる。
術式の進行中においてX線照射野の位置を微調整する場合、操作者は第1操作レバー43から手を離して第2操作レバー45を把持し、平行移動選択ボタン64を押下して第2操作レバー45を適宜傾倒させる。その後、再度第1操作レバー43を把持することによってCアーム9の回動操作およびX線検出器7の遠近操作を行う。
但し、ステップS2においてCアーム9の平行移動操作を行った後、ステップS3に係る術式の最中にCアーム9の平行移動操作を行う頻度は非常に低い。そのため、第1操作レバー43から手を離して第2操作レバー45を把持するという動作が行われることは稀である。よって、Cアーム9の回動操作とCアーム9の平行移動操作を異なる操作デバイスで行う構成であっても、ステップS3に係る術式の所要時間が長期化する事態を回避できる。また、ステップS3に係る術式の煩雑さが増大することも回避できる。
術式が終了した場合、フットスイッチから足を離してX線管5によるX線照射を終了させる。そして操作卓37を適宜操作してX線透視撮影装置1をオフにすることにより、一連の動作は完了する。
<実施形態の構成による効果>
本実施形態に係るX線透視撮影装置1では、被検体MにX線を照射するX線管5と、被検体Mを透過したX線を検出するX線検出器7と、被検体Mを載置する天板3と、X線管5およびX線検出器7を互いに対向するように支持するCアーム9と、Cアーム9を所定の軸周りにそれぞれ回動させるCアーム回動機構27と、Cアーム9を所定方向に平行移動させるCアーム平行移動機構29と、Cアーム9に支持されているX線検出器7を天板3に対して近接または離間する方向に移動させる検出器移動機構25と、Cアーム回動機構27および検出器移動機構25の動作に関する操作者の指示を入力する第1の操作レバー43と、Cアーム平行移動機構29の動作に関する操作者の指示を入力する第2の操作レバー45と、を備え、第1の操作レバー43は、所定の方向へ傾倒可能に構成されている本体部51と当該本体部51の長軸Q周りに回動可能な回動部54とを備え、回動部54の回動方向および回動量に応じて検出器移動機構25によるX線検出器7の移動方向および移動量が制御され、第1の操作レバー43の傾倒方向に応じて、Cアーム回動機構27によるCアーム9の回動方向が制御される。
従来のX線透視撮影装置では、同一の構成に対する操作は同一の操作デバイスで行うという概念により、図13に示すようにCアームの回動操作およびCアームの平行移動操作とを行う第1レバーR1と、X線検出器の遠近移動操作を行う第2レバーR2とを備える操作卓が提案されていた。第1レバーR1は所定方向に傾倒可能であり、押下によりCアームの回動操作が可能となる回動選択スイッチS1と、押下によりCアームの平行移動操作が可能となる平行移動選択スイッチR2とを備えている。第2レバーR2は所定方向に傾倒可能であり、押下によりX線検出器の遠近移動が可能となる検出器選択スイッチS3を備えている。
しかしながら、このような従来の操作卓では、Cアームの回動操作とCアームの平行移動操作とが誤って実行される事態が高い頻度で発生する。すなわち操作者は回動選択スイッチS1を押下する意図を有しているにも関わらず、誤って平行移動選択スイッチR2を押下して第1レバーR1を傾倒させる場合がある。このような誤操作により、Cアームの回動操作を行う意図に反して、Cアームの平行移動操作が実行される。その結果、術式の適切な進行に支障をきたすこととなる。また、誤操作を修正する操作が新たに必要となるので、術式の所要時間が長期化するとともに操作者の負担が増大する。
一方、本実施形態ではCアーム9を回動させる操作とX線検出器7の近接移動または離間移動を制御する操作とは、同一の操作デバイスである第1の操作レバー43によって行われる。そしてCアーム9を平行移動させる操作は、第1の操作レバー43とは異なる操作デバイスである第2の操作レバー45によって行われる。すなわち、Cアーム9を回動させる操作とCアーム9を平行移動させる操作とは、それぞれ異なる操作デバイスを用いて行われるので、両操作が誤って行われることを確実に回避できる。
また、発明者の鋭意検討により、以下の知見を得るに至った。すなわち、Cアーム9を備えるX線透視撮影装置1を用いて術式を進行させる場合、Cアーム9を回動させてX線照射方向を変更する操作と、X線検出器7を遠近移動させて透視像の拡大率を変更させる操作とは頻繁かつ連続的に行われる。その一方で、術式の進行中において、Cアーム9を平行移動させてX線照射野を変位させる操作の頻度が低く、Cアーム9の回動操作またはX線検出器7の遠近操作と当該平行動作とを連続的に行われることが稀であるという知見が得られた。
そこで、本実施形態では第1の操作レバー43によって、Cアーム9の回動操作およびX線検出器7の遠近操作を行う構成を備えている。当該構成により、操作者は第1操作レバー43から手を離すことなく、Cアーム9を回動させてX線照射方向を変更する操作と、X線検出器7を遠近移動させて透視像の拡大率を変更する操作とを絶えず繰り返すことができる。
すなわち、一の操作デバイスから手を離して別の操作デバイスに持ち換えるという動作を行うことなく、X線照射方向を変更する操作と透視像の拡大率を変更する操作とを連続して実行できるので、術式の進行に要する時間を短縮できる。
さらに、別の操作デバイスに持ち換える場合、操作者が画像表示部33または被検体Mから操作卓37へと視線を向ける必要があり、その結果、視線を外すことに起因してカテーテル手技に支障をきたす事態が発生しうる。本実施形態では第1操作レバー43を把持した状態で視線を操作卓37へ向けることなく、X線照射方向を変更する操作と透視像の拡大率を変更する操作とを連続して実行できる。そのため、カテーテル手技に支障をきたす事態を確実に回避できる。
また本実施形態において、Cアーム9の回動操作は第1操作レバー43を所定の方向へ傾倒させる動作によって実行され、X線検出器7の移動操作は回動部54を第1操作レバー43の長軸周り(延長軸Qの周り)に回動させることによって実行される。すなわち、第1操作レバー43を傾倒させる動作と、回動部54を回動させる動作とは全く異なる動作であり、力を加える方向も異なる。従って、同一の操作デバイスである第1操作レバー43を把持した状態であっても、Cアーム9を回動させる操作とX線検出器7を遠近移動させる操作とを誤って実行するという事態を確実に回避できる。
また、本実施形態では、第1操作レバー43と第2操作レバー45とは、形状および高さのうち少なくともいずれかが異なるように構成される。この場合、操作者は操作卓37に視線を向けなくとも触感によって第1操作レバー43と第2操作レバー45とを確実に区別できる。よって、透視像または被検体Mに注視した状態であっても第1操作レバー43と第2操作レバー45とを誤って用いる事態が発生することを回避できる。
また本実施形態において、回動部54は、回動部54の径方向の外側へ突起しており回動部54の回動方向および回動量を示唆する突起部56を備える。この場合、突起部56を指標とすることによって、第1操作レバー43に視線を向けることなく回動部54の位置を把握できる。また、突起部56の位置を指標として、操作者は視覚または触覚によって回動部54の回動角度を即時的に把握できる。よって、視線の変更によって術式の進行が妨げられる事態を回避できるとともに、第1操作レバー43の操作性を向上できる。
<他の実施形態>
なお、今回開示された実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲、並びに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。例として、本発明は下記のように変形実施することができる。
(1)上述した実施例において、撮像系を支持する構成としてCアーム9を例示したが、X線管5およびX線検出器7を互いに対向するように支持する構成であればよい。すなわち撮像系を支持する構成はC型の形状を有するものに限ることはなく、Ωアーム、U字状のアームなど、他の形状であってもよい。また、Cアーム9は支持基台15を介して床面に設置された構成に限られず、天井に懸垂配置された構成であってもよい。
(2)上述した実施例において、X線検出器7はフラットパネル型検出器(FPD)に限ることはなく、イメージインテンシファイア(I.I)を例とするX線を検出可能な構成を適宜用いてよい。
(3)上述した実施例において、回動部54は本体部51の頂上部に配設される構成を例示したが、本体部51の下部など、第1の操作レバー43における配置場所は適宜変更してよい。但し、本体部51を傾倒させる操作を行う際に手指が回動部54に触れてしまい、意図せず回動部54が回動されるという事態をより確実に回避できるという点において、本体部51の頂上部に回動部54を備えることが好ましい。
(4)上述した実施例において、突起部56は回動部54に1つ設ける構成に限られない。回動部54の回動方向および回動量を示唆できる構成であるならば、突起部56の数または形状などの具体的構成は適宜変更してよい。一例として突起部56を複数設け、各々の形状を異ならせることによっても回動部54の回動方向などが突起部56によって示唆される。
1 …X線透視撮影装置
3 …天板
5 …X線管
7 …X線検出器
9 …Cアーム
17 …コリメータ
25 …検出器移動機構
27 …Cアーム回動機構
28 …回動ロック機構
29 …Cアーム平行移動機構
30 …平行移動ロック機構
31 …画像処理部
33 …画像表示部
35 …主制御部
37 …操作卓
43 …第1操作レバー
45 …第2操作レバー
51 …本体部
54 …回動部
55 …回転移動選択ボタン
56 …突起部
61 …本体部
64 …平行移動選択ボタン

Claims (3)

  1. 被検体にX線を照射するX線管と、
    前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
    前記被検体を載置する天板と、
    前記X線管および前記X線検出器を互いに対向するように支持するアームと、
    前記アームを所定の軸周りに回動させるアーム回動機構と、
    前記アームを所定方向に平行移動させるアーム平行移動機構と、
    前記アームに支持されている前記X線検出器を前記天板に対して近接または離間する方向に移動させる検出器移動機構と、
    前記アーム回動機構および前記検出器移動機構の動作に関する操作者の指示を入力する第1の操作レバーと、
    前記アーム平行移動機構の動作に関する操作者の指示を入力する第2の操作レバーと、
    を備え、
    前記第1の操作レバーは、
    所定の方向に傾倒可能に構成されている本体部と、前記本体部の頂上部に配設されており前記本体部の長軸周りに回動可能な回動部とを備え、
    前記回動部は、前記本体部と独立して回動可能となるように構成されており、
    前記回動部の回動方向および回動量に応じて前記検出器移動機構による前記X線検出器の移動方向および移動量が制御され、
    前記第1の操作レバーの傾倒方向に応じて、前記アーム回動機構による前記アームの回動方向が制御されるX線透視撮影装置。
  2. 請求項1に記載のX線透視撮影装置において、
    前記第1の操作レバーと前記第2の操作レバーとは、形状および高さのうち少なくともいずれかが異なるように構成されるX線透視撮影装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載のX線透視撮影装置において、
    前記回動部は、前記回動部の径方向の外側へ突起しており前記回動部の回動方向および回動量を示唆する突起部を備えるX線透視撮影装置。
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