JPH0453537A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線源から被検体を透過したＸ線をイメージ
インテンシイファイヤにより光学像に変換し該光学像を
ＴＶ右カメラ画像入力しＴＶモニタに透視像を表示する
Ｘ線診断装置に関する。

（従来の技術） Ｘ線診断装置において、特に被検体の血管造影撮影にあ
っては、例えばＣアーム型の保持装置を一般に用いてい
る。この保持装置は、Ｃ字状をなすＣアームの一端にＸ
線管を配置し、該Ｃアームの他端に前記Ｘ線源から被検
体を透過したＸ線を光学像に変換するための光像変換手
段としてのイメージインテンシイファイヤ（以下１．１
．　　と略称する。）を前記Ｘ線源に対向配置したもの
である。なおＣアーム以外に、Ｕ字状をなすＵアーム型
の保持装置も用いられることもある。

また被検体の血管造影撮影を行なうにあたって、該被検
体の透視部位（あるいは撮影部位）に保持装置のＣアー
ム両端に設けられたＸ線管、１．Ｉ。

を適切に角度設定する必要がある。

被検体の血管造影撮影においては、相互に直交する第１
軸（Ｘ軸１頭部及び下肢方向を示す体軸）、第２軸（Ｙ
軸１体軸に直交し肩幅方向を示す軸）、第３軸ＣＺ輪、
体軸に直交しアイソセンターを通る垂直軸）のうち、Ｚ
軸を基準とし他の２つの軸で角度付けしている。すなわ
ちＸ軸を中心として前記保持装置のＣアームを、装置の
機械的角度としてＣアーム主回転角度βだけ設定し、Ｙ
軸を中心としてＣアームスライド角度αだけ設定してい
る。これらの角度設定は角度設定制御部により行ない、
これにより任意の撮影角度を記憶し、該撮影角度を読み
出して一定の撮影方向の再現させている。

一方、前記Ｃアームスライド角度α、Ｃアーム主回転角
度βなどの保持装置の角度とは、別に診断学上で定義さ
れた臨床角がある。この臨床角は、次のように定義され
ている。

θ−ＬＡＯ／ＲＡＯ η−ＣＲＡＮ　Ｉ　ＡＬ／ＣＡＵＤＡＬここでＬＡＯ，
ＲＡＯは、前記Ｃアーム主回転角度βに相当するもので
あり、ＬＡＯは左方向への回転角度であり、ＲＡＯは右
方向への回転角度である。またＣＲＡＮＩＡＬ　（以下
、Ｃ「という。）、ＣＡＵＤＡＬ　＜以下、Ｃｄとイウ
。）は、Ｃアームスライド角度αに相当するものであり
、Ｃｒは頭部方向への回転角度であり、Ｃｄは下肢方向
への回転角度である。

このように臨床角と装置の角度が一致した状態で角度を
デイスプレィ表示した際には、Ｃアームスライド角度が
そのまま臨床角のＣｒ／Ｃｄ角度として、またＣアーム
主回転角度がＲＡＯ／ＬＡＯ角度として表示される。

一方、最近では前記Ｘ軸、Ｙ軸に加えて、Ｚ軸回りの回
転を伴った３軸制御を行なう保持装置を用いて迅速に被
検体の最適位置に角度設定し、例えば血管の追跡を容易
ならしめることができるようになってきた。

第４図はこの種のＸ線診断装置の一例を示す概略構成図
である。このＸ線診断装置において、保持装置１は、天
井２に取り付けられた支柱部３の先端部３ａの右側面に
Ｃアーム４が取り付けられ、このＣアーム４の下端にＸ
線管５が配置され、かつ上端に前記Ｘ線管４５に対向す
る如く１．１．６が配置されている。また天板７に載置
された被検体８は、前記Ｘ線管５と１．　１．６に挟ま
れる如く配置されている。さらに前記保持装置１は、図
示しないＣアーム回転機構部によりＣアームスライド角
度α、Ｃアーム主回転角度β。

Ｚ軸回転角度γを設定されるようになされている。

ここで前記Ｚ軸回転角度γを零とし、被検体８の頭部、
腹部に設定する。すなわち第４図において、Ｘ線管５．
Ｉ、１．６の位置であれば、第５図に示すようにＣアー
ムスライド角度α１が臨床角のＣｒ／Ｃｄ角度、Ｃアー
ム主回転角度β、がＲＡＯ／ＬＡＯ角度と一致する。

（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、前記Ｚ軸を中心に回転し２軸回転角度γを９
０度とし、被検体８の下肢に設定する。すなわち第４図
において、Ｘ線管５ａ。

Ｉ、１．６ａの位置に角度設定すると、これに伴って装
置のＣアームスライド角度のためのＸ軸及びＣアーム主
回転角度のためのＹ軸も９０度回転することになる。す
なわち自由度が１つ多いため、第６図に示すようにＣア
ームスライド角度α、が臨床角のＣｒ　／　Ｃｄ角度に
一致しなくなり、またＣアーム主回転角度β、がＲＡＯ
／ＬＡＯ角度に一致しなくなる。さらにこの不正確な臨
床角をメモリなどに記憶しているが、再撮影時に前記メ
モリからの該臨床角を用いても一定の撮影方向に再現で
きない。このため正確な角度設定の再現にかなりの時間
を要し、操作者の操作負担になっていた。また前記Ｚ軸
を中心とする回転角度γによる画像の回転に伴なって、
ＴＶ左カメラ回転すれば、前記画像を補正できるが、シ
ネカメラも同時に取り付けている場合には、このシネカ
メラを回転させるための機構が複雑になってしまう。

そこで本発明の目的は、相互に直交する３軸を中心に保
持装置を回転しても、迅速に角度を再現でき、これによ
り検査時間を短縮して一定の撮影方向での画像データの
再現性を改善でき、操作者の操作負担を軽減し得るＸ線
診断装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。すなわち本発明は、一端にＸ線源を
配置し他端に前記Ｘ線源から被検体を透過したＸ線を光
学像に変換するための光像変換手段を前記Ｘ線源に対向
配置してなる保持装置を、相互に直交する第１軸乃至第
３軸を中心に回転可能とする手段を備えたＸ線診断装置
において、前記保持装置の各軸に対する回転角度を検出
する検出手段と、該検出手段で検出した各軸の回転角度
を用いて診断学上で定義された臨床角の算出、該臨床角
のメモリへの書込み、再撮影時にメモリから臨床角の読
出し及び前記第３軸に対する回転角度の零設定を行なう
手段を具備したことを特徴とする。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。保持装置を第３軸を中心に回転させである撮影
方向を決定しても、その臨床角をメモリに記憶し、該メ
モリから該臨床角を再現する際には、前記第３軸に対す
る保持装置の回転角度を強制的に零にさせ、保持装置を
第１軸及び第２軸を中心に回転させて臨床角を角度付け
する。

これによりある臨床角に対して一義的に保持装置の機械
的角度が決定され、迅速に角度を再現でき、検査時間を
短縮して一定の撮影方向での画像データの再現性を改善
でき、操作者の操作負担を軽減できる。

（実施例） 以下、本発明に係るＸ線診断装置の一実施例を説明する
。第１図は本発明に係るＸ線診断装置の一実施例を示す
概略構成図、第２図は前記第１図に示す装置を制御する
ための制御ブロック図である。

第１図において、前記Ｘ線診断装置は、保持装置１は、
天井２に取り付けられた支柱部３の先端部３ａの右側面
にＣアーム４が取り付けられ、このＣアーム４の下端に
Ｘ線管５が配置され、かつ上端に前記Ｘ線管４５に対向
する如＜１．Ｌ６が配置されている。天板７に載置され
た被検体８は、前記Ｘ線管５と１．１．６に挟まれる如
く配置されている。前記保持装置１は、アームスライド
角度α、Ｃアーム主回転角度β、Ｚ軸回転角度γを設定
されるようになされている。またＺ軸を中心とする回転
は、前記天井２に設けられた図示しないＸ方向、Ｙ方向
に走行可能な天井レールと、前記支柱部３との回転によ
り行なえるようになされている。

また装置は、前記１．１６から出力される光学像を電気
信号に変換する図示しないＴＶ左カメラ、このＴＶ左カ
メラら出力される電気信号に変換された透視像を表示す
る図示しないＴＶモニタを備えている。

さらに前記Ｘ線診断装置は、第２図に示すような装置を
備えている。Ｃアーム回転機構部１０は、前記保持装置
１に設けられたＣアーム４を相互に直交するＹ軸、Ｙ軸
、Ｚ軸の３軸を中心に回転し被検体８の所望位置に３つ
の角度α、β、γを設定する。α角度検出センサー１１
．β角度検出センサー１２．γ角度検出センサー１３は
、例えばポテンショメータなどであり、それぞれＣアー
ムスライド角度α、Ｃアーム主回転角度β、支柱（Ｚ軸
回り）の回転角度γを検出し、これらの角度α、β、γ
をアナログマルチプレクサ１４に供給する。アナログマ
ルチプレクサ１４は角度α。

β、γを後述するＣ　、Ｐ　Ｕ　１６からの制御信号に
より複合し、これらアナログ態様の角度α、β、γをデ
ィジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ　１５に供給する
。

ＣＰＵ１６は、Ａ／Ｄ　１５から出力されるディジタル
態様の角度α、β、γを用いて、臨床角すなわち表示の
ためのＬＡＯ／ＲＡＯ角度θ。

Ｃｒ　／　Ｃｄ角度ηを次式により演算する。

ＬＡＯ／ＲＡＯ角度θ −ａｒｅ　ｔａｎ　ｂ／　　１−　（ａ２＋ｂ２）　　
−（１）Ｃｒ　／　Ｃｄ角度η −ａｒｃ　　ｓｉｎ　　ａ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　−（２）ａｍ＝　　ｓｔｎ　２α＋ｃｏ
ｓ　２ａ　・ｓｔｎ　２　β・ｃｏｓ　　（γ＋ａｒｃ
ｔａｎ　　（ｓｉｎβ／ｌａｎα））・・・　（３） ｂ−ｓｉｎ　　２　α＋ＣＯ８２α　・Ｓｉｎ　２　β
　・ｓｉｎ　　（γ＋ａｒｃｔａｎ　　（ｓｔｎβ／ｌ
ａｎα））・・・　（４） 第３図は前記ＬＡＯ／ＲＡＯ角度θ及びＣｒ　／　Ｃｄ
角度ηの求め方を説明するための図で、第３図（ａ）は
斜視図、第３図（ｂ）は上面図である。

メモリ１７は、８ビット程度のＣＰＵ１６を使用する場
合に、予め取り得る角度α、β、γに対して、上記計算
式で求めた臨床角θ及び臨床角ηをテーブル（表）に記
憶しておくものである。

ＣＰＵ１６は、前記メモリ１７への臨床角の書き込み及
び読み出し制御を行ない、読み出した臨床角を出力する
のためのアウトプットポート１８に与える。

インプットポート２７は、メモリセーブボタン２５から
出力される臨床角のメモリ１７へのセーブを指令するた
めの指令信号と、ポジション選択キー２６から出力され
る撮影位置のための角度設定データとを前記ＣＰＵ１６
に供給する。

スライドモータ制御回路２１は前記アウトプットポート
１８から出力されるスライド角度αに応じてモータ３１
を回転させる。主回転モータ制御回路２２は前記アウト
プットポート１８から出力される主回転角度βに応じて
モータ３２を回転させる。支柱回転モータ制御回路２３
は前記アウトプットポート１８から出力される２軸回転
角度γに応じてモータ３３を回転させる。

次にこのように構成された装置の動作を前記図面を参照
して説明する。まず、Ｚ軸を中心とする回転がな０場合
について説明する。すなわちこの場合には、スライド角
度αは、臨床角のＣｒ　／　Ｃｄに一致し、また主回転
角度βは臨床角のＲＡＯ／ＬＡＯに一致する。したがっ
て、ＣＰＵ１６によりある臨床角がメモリ１７に記憶さ
れ、前記ＣＰＵ１６によりこのメモリ１７から前記臨床
角は読み出されアウトプットポート１８を介してモータ
制御回路２１〜２３に出力される。

かくしてモータ制御回路２１〜２３により前記機械的角
度α、βに一致した臨床角に応じてモータ３１〜３３が
回転され、Ｃアーム４が所定の撮影位置に角度設定され
る。

次に２軸を中心とする回転がある場合について説明する
。まず、ポジション選択キー２６を用いて、撮影位置を
例えば角度α−３０度、β−３０度、γ−１０度に設定
する。なお角度の設定は、前記値に限定されるものでは
なくその他の値であっても良い。そして前記角度を指令
する指令信号がインプットボート２７を介して前記ＣＰ
Ｕ１６に出力される。このＣＰＵ１６から前記指令信号
に応じた制御信号がＣアーム回転機構部１０に与えられ
る。モしてＣアーム回転機構部１０によりＣアーム４は
、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸を中心に回転され、被検体８
の所望位置に３つの角度α。

β、γが設定される。そうすると、α角度検出センサー
１１．β角度検出センサー１２．γ角度検出センサー１
３により、それぞれＣアームスライド角度α、Ｃアーム
主回転角度β、Ｚ軸回転角度γが検出され、角度α、β
、γはアナログマルチプレクサ１４を介してＡ／Ｄ１５
によりディジタル信号に変換される。

そしてＬＡＯ／ＲＡＯ角度θ、Ｃｒ／Ｃｄ角度ηは角度
力Ｄ１５から出力される角度α、β、γの関数として、
ＣＰＵ１６により前記式（１）乃至（４）に示す計算式
により演算される。

これらＬＡＯ／ＲＡＯ角度θ、Ｃｒ／Ｃｄ角度ηの角度
力を第３図（ａ）（ｂ）を用いて説明する。まず、第３
図（ａ）に示すように振幅１と仮定しＣｒ方向に角度β
だけ回転させる。しかるのちＬＡＯ方向に角度αだけ回
転させると、第３図（ｂ）に示す如く水平成分ｓｉｎα
、垂直成分ｅＯ８α・ｓｉｎβを得、振幅ｐはｓｉｎ　
２ａ＋ｃｏｓ　２ａ　争ｓｔｎ　２βとなる。さらに前
記振幅ｐをＺ軸を中心に角度γたけ回転させると、水平
成分ａは前記式（３）となり、垂直成分すは前記式（４
）となる。

このようにしてＬＡＯ／ＲＡＯ角度θは、３４．３度と
求められ、またＣ　ｒ　／　Ｃｄ角度ηは、２４．７度
と求められる。

そしてメモリセーブボタン２５を押圧すると、セーブを
指令する指令信号がインプットポート２７を介して、Ｃ
ＰＵ１６に入力する。そうすると、ＣＰＵ１６によりこ
れら臨床角はメモリ１７に書き込まれる。

一方、再撮影時には、図示しない再設定ボタンを押圧す
ると、角度の再設定を指令する指令信号がインプットポ
ート２７を介して、ＣＰＵ１６に入力する。そうすると
、Ｃアームに対するＺ軸の回転角度γを零とすべき指令
信号がＣＰＵ１６からＣアーム回転機構部１０に与えら
れるので、これによりα−３４，３度、β−２４，７度
、γ−〇度の位置にＣアーム４が設定される。

また前記ＣＰＵ１６により臨床角がメモリ１７から読み
出され、さらにメモリ１７から読み出されたＬＡＯ／Ｒ
ＡＯ角度θ及びＣｒ　／　Ｃｄ角度ηは、アウトプット
ポート１８を介してモータ制御回路２１〜２３に出力さ
れる。かくしてモータ制御回路２１〜２３によりモータ
３１〜３３は、前記臨床角に応じて回転される。

このように本実施例によれば、Ｃアーム４をＺ軸を中心
に回転させである撮影方向を決定しても、その臨床角を
メモリ１７に記憶し、該メモリ１７から該臨床角を再現
する際には、前記Ｚ軸に対するＣアーム４の回転角度を
強制的に零にさせ、Ｃアーム４を他のＸ軸、Ｙ軸を中心
に回転させて臨床角を角度付けする。これによりある臨
床角に対して一義的にＣアーム４の機械的角度が決定さ
れるので、迅速に角度を再現できる。その結果として、
検査時間を短縮でき、操作者の操作負担を軽減すること
ができる。

また検査中の最中に血管を追いかけていくために、有効
なＺ軸回りの回転を設定した場合であっても、常に被検
体８に対していずれの方向でＸ線を曝射しているのか、
臨床角で正確に表示するので、操作者は診断画像の撮影
方向を認識できる。

これにより、必ず臨床角に対して一義的に決定されたＣ
アーム４の位置関係を得ることができるので、一定の撮
影方向で何回でも回転が生じていない画像が得られ、画
像データの再現性を改善でき、しかも診断の精度を向上
できる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例では、Ｃアームを用いた保持装置につ
いて説明したが、例えばＵアームを用いた装置であって
も良く、その他の形状であっても良い。また前記実施例
では、Ｚ軸を中心としてＺ軸回転角度を９０度としたが
、これ以外の角度を設定するようにしても良い。このほ
か本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能で
あるのは勿論である。

［発明の効果コ 本発明によれば、保持装置を第３軸を中心に回転させで
ある撮影方向を決定しても、その臨床角をメモリに記憶
し、該メモリから該臨床角を再現する際には、前記第３
軸に対する保持装置の回転角度を強制的に零にさせ、保
持装置を第１軸及び第２軸を中心に回転させて臨床角を
角度付けする。

これによりある臨床角に対して一義的に保持装置の機械
的角度が決定され、迅速に角度を再現でき、検査時間を
短縮して一定の撮影方向での画像データの再現性を改善
でき、操作者の操作負担を軽減できるＸ線診断装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＸ線診断装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図は前記第１図に示す装置を制御するた
めの制御ブロック図、第３図は前記第１図に示す実施例
による臨床角の求め方を説明するための図、第４図は従
来のＸ線診断装置の一例を示す概略構成図、第５図はＺ
軸回転角度を零とした場合における装置の角度と臨床角
との関係を示す図、第６図はＺ軸回転角度を９０度とし
た場合における装置の角度と臨床角との関係を示す図で
ある。 １・・・Ｃアーム保持装置、２・・・天井、３・・・支
柱部、４・・・Ｃアーム、５・・・Ｘ線管、６・・・イ
メージインテンシイファイヤ、７・・・天板、７ａ・・
・寝台、８・・・被検体、・・・天井、１０・・・Ｃア
ーム回転機構部、１１・・・α角度検出センサー　１２
・・・β角度検出センサー　１３・・・γ角度検出セン
サー　］４・・・アナログマルチプレクサ、１５・・・
Ａ／Ｄ、１．６・・ＣＰＵ、１７・・・メモリ、１８・
・・アウトプットポート、２１・・・スライドモータ制
御回路、２２・・・主回転モータ制御回路、２３・・・
支柱回転モータ制御回路、２５・・・メモリセーブボタ
ン、２６−２゜ポジション選択キー　２７・・・インプ
ットポート、３１．３２．３３・・・モータ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 β回転 ＡＯ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一端にＸ線源を配置し他端に前記Ｘ線源から被検体を透
   過したＸ線を光学像に変換するための光像変換手段を前
   記Ｘ線源に対向配置してなる保持装置を、相互に直交す
   る第１軸乃至第３軸を中心に回転可能とする手段を備え
   たＸ線診断装置において、前記保持装置の各軸に対する
   回転角度を検出する検出手段と、該検出手段で検出した
   各軸の回転角度を用いて診断学上で定義された臨床角の
   算出、該臨床角のメモリへの書込み、再撮影時にメモリ
   から臨床角の読出し及び前記第３軸に対する回転角度の
   零設定を行なう手段を具備したことを特徴とするＸ線診
   断装置。