JPH01277537A

JPH01277537A - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JPH01277537A
Application number: JP1059850A
Authority: JP
Inventors: Jozef T A Janssen; ヨゼフ・テオドルス・アントニウス・ヤンセン; Der Ploeg Robert Van; ロベルト・ファン・デル・プロッフ; Cornelis L Schuppert; コルネリス・レーンデルト・スフッペルト; Der Vegt Adrianus A J Van; アドリアヌス・アントニウス・ヨゼフ・ファン・デル・フェフト
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1989-11-08
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: NL8800614A; JP2740244B2; EP0333256A1; US5038371A; DE68916287T2; DE68916287D1; EP0333256B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、互いに直径方向に或る距離をおいて適合され
るＸ線源およびＸ線検出器を具えており、これらの間に
動かすことのできるテーブルに関連すると共に第１座標
系を規定する３つの軸線のまわりを前記Ｘ線源およびＸ
線検出器が集合的に回転することができ、且つＸ線源と
Ｘ線検出器とを結ぶ中央ビームに沿う放射ベクトルを決
定する手段が組込まれ、該放射ベクトルの基線が、前記
第１座標系の軸線に沿って位置させたベクトルにより描
かれるＸ線診断装置に関するものである。

（従来の技術）断種のＸ線診断装置は米国特許明細書節３．２８Ｌ５９
８号に開示されている。これに開示されている装置では
、Ｃアームの平面内にて第１軸線のまわりを回転し得る
このＣアームにＸ線管およびＸ線検出器を懸垂させるこ
とにより前記回転軸線を実現している。Ｃアームは第２
軸線のまわりを回転し得るように支持体にも連結して、
この支持体を垂直軸線のまわりを回転するように天井に
連結している。この装置はアイソセントリンク弐のもの
、つまり３つの軸線が共通の交点、即ちアイソセンタを
有するものである。通常はこのアイソセンタを診断すべ
き物体（被検体）内に位置させる。

Ｘ線源−Ｘ線検出器の系（以後単に像形成系と称する）
の自由度を大きくすることは多くの利点を有する。実際
上このようにすれば患者に極めて多数の様々な方向から
Ｘ線を放射させることができる。これは例えばカテーテ
ル法の用途に大いに役立つことである。

西独間特許明細書ＤＥ２１０８６５７にはＣアームがＸ
線源及びＸ線検出器を支持するＸ線診断装置が開示され
ている。このＸ線診断装置には放射ベクトルの位置を決
定するためにトランスジューサを連結している。相対的
に垂直の２方向にて被検体を照射することにより２つの
投影像を得て、これらの像をテレビジョンモニタに表示
させる。トランスジューサにより発生される信号値はＣ
アームの回転角にも比例し、このような信号値を計算ユ
ニットに記憶させる。２つのモニタ像における像ライン
を電子的に選択することができる。トランスジューサに
よって測定される放射ベクトルの全ての位置に対する選
択した像ラインの投影像を計算して、これをＸ線像に表
示させることができる。

例えば外科手術は上記選択像ラインに沿って行なうこと
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来装置には使用時に例えばモニタに表示させる放射像
の方位が回転してしまうと云う厄介な欠点がある。レン
トゲン技師が表示像を解剖学的に解釈できるようにする
にはかなりの時間がかかり、又誤った診断を下す可能性
も大いにある。さらに、診断すべき患者の近くで作業す
る人が動く自由度も大いに制約されている。

本発明の目的は上述したような欠点を除去することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため本発明は、前記第１座標系に対して
回転する第２座標系の軸線に沿って位置させたベクトル
により描かれる基線に対する放射ベクトルを決定する計
算手段も組み込んだことを特徴とするＸ線診断装置にあ
る。

本発明による装置では、自由に選定されるべき座標系に
対する放射ベクトルを決定する手段を組み入れるため、
Ｘ線源及びＸ線検出器の動きを、第２座標系の１つの軸
線が例えば患者の長手方向軸線と一致するように制御す
ることができる。又、軸線の１つが被検体を通る認識可
能な軸線、例えばを柱や、表示すべき血管の方向と常に
一致するように方向付けることもできる。これにより、
表示すべき被検体の像をモニタ上にて回転させなくて済
む。

本発明の好適例では計算手段により、予じめ調整した連
続方位のＸ線写真を撮るための合成運動を行わせるよう
にする。この場合の制御は、例えば最小の回転角度で以
前の放射方向からつぎの放射方向へと進めるようにして
行なう。このような制御のために、部分的に手動操作す
る装置では、ライトビュー（投光器）を用いることを考
慮することもできる。被検体にライトビューからギャッ
プ像を投影し、且つギャップ像の所定方位をＸ線写真用
の所定の角度方位と組合せることによって、モニタに所
望な像を得ることができる。

さらに本発明の他の好適例では、Ｃアームの平面に対し
垂直の軸線のまわりの回転が少な（とも９０″の２倍に
わたり拡大し得るようにＸ線源およびＸ線像増強管をＣ
アームに取付ける。従って、ＣアームはＸ線管、Ｘ線像
増強管又はこれら双方をＣアームの基部を通り越して摺
動させることができる。このために特にＣアームは、Ｘ
線管及びχ綿増強管をごのＣアーム内に横方向突出部な
く取付けることのできるように幅広に構成する。このよ
うなＣアームは完全なリングを成すように拡大させるこ
ともでき、又例えば２面診断用に２つのＸ線源と２つの
像増強管を設けることもできる。

本発明のさらに他の例では、Ｘ線源及びＸ線像増強管を
、このアセンブリが好ましくはアイソセンタ内、又はそ
の近傍に位置する共通の重力点に対して安全に平衡がと
られるように共通支持体に取付け、このためにＸ線源又
は検出器に平衡錘を付加する。これらの平衡錘は特に例
えば、Ｘ線源によって放射され、且つ検出器によって捕
えられるＸ線ビームの主ビームである放射ベクトルの方
向に検出器を動かせるようにする場合に必要である。各
部の方位を再設定する場合には、例えば検出器を先ず平
衡位置に持たらすようにする。方位を再設定すること自
体には重力に打ち勝つ必要はない。Ｃアームにおける検
出器が半径方向に動かな（すれば、像形成系は常に平衡
を保つようになる。

〔実施例〕

実施例について図面を参照して説明するに、第１図に示
す本発明によるＸ線診断装置は、放射対物焦点３を有す
るＸ線源２及び入力スクリーン５を有する検出器として
のＸ線像増強管４を具えている。これらは対物焦点３と
スクリーン５との相対距離がＬとなるようにＣアーム６
に取付ける。

このＣアーム６は基部８に可動し得るように取付ける。

Ｃアーム６を基部８を経て動かすことによって、Ｘ線源
−Ｘ線検出器の系、従って放射ベクトル１０は軸線１２
のまわりを回転し、この場合に、この軸線１２はＸ線源
２により放射されてＸ線検出器により捕えられるべきＸ
線ビームの主ビームと一致する図面の平面に対して垂直
であるが、便宜上図面ではこの軸線１２を別様に、即ち
単一スポットでなく、斜めのダッシュ線にて示しである
。

Ｃアームの基部８は軸線１４のまわりを回転し得るよう
に支持アーム１６に連結する。この支持アーム１６は支
持梁１８に連結する。この場合、この支持梁１８は支持
プレート２２に軸線２０を中心に回転し得るように連結
する。支持プレート２２は、例えばＸ−Ｙ並進系を介す
るか、Ｘ方向の並進系のみに連結するか、又は天井２４
にそのまま堅牢にに連結する。軸線１２．１４及び２０
が図示のように共通の交点を有する場合に、この装置は
アイソセントリンク（等中心的）なものとなる。このた
めには軸線２０に対し、Ｘ−Ｙ並進機構を有する適合支
持プレート２２を用いることができる。交点３０は通常
アイソセンタと称され、これは診断すべき物体、つまり
被検体内に位置させるのが好適である。Ｘ線像増強管に
関しては、モニタに画像表示させるために、この増強管
の出力側にはテレビジョン撮像管を設けることも屡々あ
る旨を考慮すべきである。

種々の軸線のまわりの回転角度の目安となる信号を得る
ために、先ずＣアーム６には測定定規４０を装着し、且
つＣアーム基部８に角度測定装置４２を内蔵させて、こ
れにより例えば図示の垂直位置のような零位置に対する
Ｃアームの移動量を記録し、これを電気信号として中央
制御装置４４に転送する。

他の２つの軸線１４及び２０の回転位置を測定するには
、例えばエンコーダ形式の角度測定装置４６及び４８を
組込むことができる。被検体にＸ線を種々の方向から投
射するために、Ｘ線検出器は被検体上方の仮想の半球上
を動けるようにする必要がある。Ｘ線検出器は基部８を
経てＣアーム６を動かし、かつ基部８を軸線１４を中心
に回転させることにより動かすことができる。Ｃアーム
６が基部８に対して回転する角度θ及び基部８が軸線１
４のまわりを回転する角度βは軸線１２，１４及び２０
によって形成される座標系に対する放射ベクトル１０の
位置を規定する。被検体の軸線が軸線１４に沿う位置に
ある場合には、被検体のＸ線（レントゲン）写真を撮る
べき像における方位は変わらない。角度θ及びβを調整
することによってＸ線検出器は被検体の上方に想定され
る半球上の通路を移動し、この検出器が網羅する移動通
路の平面投影図を第２ａ図に示す。被検体が軸線１４に
沿う位置にない場合には、座標系の１つの軸線が被検体
の軸線に沿う位置にある新規の座標系に対して放射ベク
トルを動かして、Ｘ線写真における被検体の方位を一定
とする必要がある。このために、軸線１２’　、　１４
’及び２０’を有する斯かる新規の座標系を前記最初の
座標系に対して回転させる。新規の座標系に対し、第２
ａ図に示した投影図に対応する通路を放射ベクトルに網
羅させるためには、角度θ及びβを集合的（−まとめ）
に変える必要がある。第２ｂ図は軸線１４及び２０を軸
線１２のまわりにて９０°にわたり回転させることによ
り形成される座標系に対する放射ベクトルの移動角度θ
及びβを示したものである。軸線１４′を中心として放
射ベクトルを回転させる場合には、Ｘ線検出器が第２ｂ
図における円形通路ａに沿う半球の投影面内を動き、又
軸線１２′を中心として放射ベクトルを回転させる場合
には、Ｘ線検出器が第２ｂ図における通路すに沿って動
く。第２ｃ図は放射ベクトルを軸線１２のまわりにて１
８０”にわたり回転させることにより形成される座標系
に対する放射ベクトルの移動角度θ及びβを示したもの
である。前記測定装置４６．４８からの測定信号も制御
装置４４に供給することができる。この制御装置４４は
Ｘ線検出器を通路、例えば自由に選定すべき座標系に対
して放射ベクトルを角度θ及びβにわたり回転させる場
合の第２ｂ図及び第２ｃ図に示したような通路ａ又はｂ
に沿って制御する。従って、制御装置４４では放射ベク
トルを自由に選定されるべき或る基準となるものに対し
て決定する。角度方位を記録するのに、各部の回転を手
動で行なうか、モータにより行なうかは関係ないことで
ある。しかし、モータ駆動構成とする場合には、例えば
ステップモータのステップ数を計数することによるか、
又はリニヤモータにエンコーダを付加することにより方
位測定を行なうことができる。この場合には像の方位に
対する方位信号も制御装置４４に転送するのが望ましい
。

さらに自動化するために、制御装置４４には読取メモリ
装置５０を付加することができる。これにより、制御装
置４４を情報担体によるか、又は或る機能ボタン制御に
より作動させて所望する測定プログラムを実行させるこ
とができる。Ｘ線写真を撮る所定のプログラムに対して
は、座標系を正しく選定することによりＣアーム６及び
基部８の角度回転数を最小にすることができる。なお、
このような制御機構については米国特許筒４，４８１，
６５６号に詳細に説明されている。

他の構成として、検出器に投光器を接続するのが好適で
ある。この投光器は例えば、被検体上、又はそのための
患者用テーブル３２の上にライン像を形成する。このラ
イン像の所定方位をＸ線写真の所定方位、従って表示装
置における画像方位に対応させる。この構成は特に、手
動的に作動させる装置の場合に好都合である。その理由
は、診断者は投影ライン像を関連する軸線のまわりに回
転させることによりそのライン像を探査方位に持たらす
だけで済むからである。特に手動操作の場合には、方位
再設定に対してＣアームを平衡させるのが好適である。

これは特に軸線１２及び１４のまわりを回転させる場合
について云えることである。

その理由は、Ｃアームの平衡がとれていない場合にはこ
のＣアームが動いてしまい、不安定性が生ずるからであ
る。このようなことをなくすために、Ｘ線源及びＸ線像
増強管を有するＣアームを零位置、即ち重力点がアイソ
センタ、つまり回転軸線１２と１４との交点とほぼ一致
し、従って重力点がこれらの各軸線上にある位置でのみ
連結が解かれるようにする。この場合、２つの軸線１２
及び１４を中心としてのＣアームの回転は摩擦力のみに
抗して行なうことができる。大抵の場合には、最適像を
形成するのにＸ線検出器（本例ではＸ線像増強管）を像
形成期間中被検体にできるだけ接近させて位置させるの
が望ましい。このためにＸ線像増強管は放射ベクトルの
方向に動けるように取ける。方位設定し直す場合には先
ず上記像増強管を零位置、つまり平衡位置に動かしてか
ら方位を再設定することができる。手動操作の場合には
、例えば零位置でのみ連結解除ボタンを押下げることが
できるようにする。零位置でＣアームの平衡をとるため
には、Ｘ線源に負荷、例えば鉛のブロックを付加させる
必要がある。

本発明は図示の如き天井懸垂式のＣアーム構成のものの
みに限定されるものでなく、支持梁１８は床に連結した
り、又は床に連結した支持プレートとして、床に堅牢に
連結される装置としたり、又は床に対して可動自在の装
置とすることもできる。

３つの回転軸線は棒構造、例えば米国特許第３，８９２
゜９６７号に開示されているような変形例の構成のもの
で実現することもできる。このような装置は３つの独立
した回転軸が所要に応じアイソセントリカルに方位付け
られるように構成することができる。相対的な方位角度
又はモニタ像の方位に対する測定及び記録装置は完全に
対応させて設けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣアーム構造をしている天井懸垂形として構成
した本発明によるＸ線診断装置の一例を示す線図；第２ａ、　２ｂ及び２０図は種々のＸ線検出通路を示す
説明図である。２・・・Ｘ線源３・・・放射対物焦点４・・・Ｘ線像増強管（検出器）５・・・入力スクリーン６・・・Ｃアーム８・・・Ｃアームの基部１０・・・放射ベクトル１６・・・支持アーム１８・・・支持梁２２・・・支持プレート２４・・・天井３２・・・テーブル４２・・・Ｃアームの回転角度測定装置４４・・・制御
装置４６、４８・・・角度測定装置５０・・・読取メモリ装置５２・・・負荷特許出願人　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファプリケンＦ［６，１

Claims

【特許請求の範囲】１、互いに直径方向に或る距離をおいて適合されるＸ線
源およびＸ線検出器を具えており、これらの間に動かす
ことのできるテーブルに関連すると共に第１座標系を規
定する３つの軸線のまわりを前記Ｘ線源およびＸ線検出
器が集合的に回転することができ、且つＸ線源とＸ線検
出器とを結ぶ中央ビームに沿う放射ベクトルを決定する
手段が組込まれ、該放射ベクトルの基線が、前記第１座
標系の軸線に沿って位置させたベクトルにより描かれる
Ｘ線診断装置において、前記第１座標系に対して回転す
る第２座標系の軸線に沿って位置させたベクトルにより
描かれる基線に対する放射ベクトルを決定する計算手段
も組み込んだことを特徴とするＸ線診断装置。２、前記計算手段が、診断されるべき物体における或る
基準となるものに対して固定方位の像表示を発生するよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装
置。３、全ての診断に対し、診断像の表示を最適化する軸線
の方位を被検体に対して調整し得るようにしたことを特
徴とする請求項１または２に記載のＸ線診断装置。４、前記診断装置の主軸線を、それが被検体の主軸線と
一致するように常に調整可能としたことを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載のＸ線診断装置。５、前記計算手段が、予め調整したＸ線撮影プログラム
を最小の回転操作で行うようにしたことを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載のＸ線診断装置。６、回転軸が角度測定装置を具え、且つ該測定装置の信
号を中央制御装置に供給し得るようにしたことを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線診断装置。７、所定の放射ベクトル方位に対応する像を形成するた
めに検出装置に投光器を付加したことを特徴とする請求
項１〜６のいずれかに記載のＸ線診断装置。８、或る回転軸線が占める角度位置を測定し、且つ表示
させるために、該回転軸に角度エンコーダを付加したこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＸ線診
断装置。９、Ｘ線像増強管を、Ｃアームを平衡させながら放射ベ
クトルの方向に動かすことができるようにしたことを特
徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＸ線診断装置
。１０、前記診断装置がＣアームを具え、該アーム内に、
これがＣアーム基部を経て少なくとも９０゜の２倍にわ
たり回転し得るようにＸ線源およびＸ線検出器を取付け
たことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のＸ
線診断装置。