JPH09215682A - X線撮像装置 - Google Patents

X線撮像装置

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Publication number
JPH09215682A
JPH09215682A JP8050994A JP5099496A JPH09215682A JP H09215682 A JPH09215682 A JP H09215682A JP 8050994 A JP8050994 A JP 8050994A JP 5099496 A JP5099496 A JP 5099496A JP H09215682 A JPH09215682 A JP H09215682A
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JP
Japan
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axis
ray tube
arm
shaped arm
around
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Application number
JP8050994A
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English (en)
Inventor
Toru Nakayama
徹 中山
Ryota Fukuzawa
亮太 福沢
Wataru Miyamoto
渉 宮本
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 C型アームの大型化やX軸周りのC型アーム
の回転角度の制限、装置全体の大型化、コスト高などの
欠点を解消する。 【解決手段】 C型アーム支持部2に支持されたC型ア
ーム3にX線管4とイメージインテンシファイア(I.
I)5とが対向して支持され、C型アーム支持部2に対
してC型アーム3がその湾曲に沿ってX軸を中心に回動
可能に構成されるとともに、C型アーム3はY軸周りに
も回動可能に構成されたX線撮像装置において、X線管
4を支持部材10を介してC型アーム3の側方に配置さ
れてC型アーム3に支持させるとともに、I.I5を支
持部材11を介して、C型アーム3を挟んでX線管4が
支持された側方と反対側の側方に配置されてC型アーム
3に支持させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、C型アーム支持
部に支持されたC型アームにX線管とイメージインテン
シファイアとが対向して支持され、C型アーム支持部に
対してC型アームがその湾曲に沿って水平1軸(X軸)
を中心に回動可能に構成されるとともに、C型アームは
X軸に直交する水平1軸(Y軸)周りにも回動可能に構
成されたX線撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のX線撮像装置としては、
例えば、図13や図14に示すように、床面などに支持
された基台部1にC型アーム支持部2が支持され、C型
アーム支持部2にC型アーム3が支持され、X線管4と
イメージインテンシファイア(以下「I.I」と略す)
5とが対向してC型アーム3に支持されて構成されてい
る。
【0003】そして、C型アーム3はその湾曲に沿って
水平1軸(X軸)を中心として回動されるようにC型ア
ーム支持部2に支持され、また、C型アーム支持部2は
前記X軸に直交する水平1軸(Y軸)周りに回動される
ように基台部1に支持されている。
【0004】図13に示す第1従来装置は、上記X軸を
中心としたC型アーム3の回動面と、前記X軸を中心と
したC型アーム3の回動に伴うX線管4及びI.I5の
X軸周りの回動面とが同一面になるように構成されてい
る。この構成の装置では、通常、C型アーム3のX軸周
りの回転角度を大きくとるために、X線管4はC型アー
ム支持部2と干渉しないようにC型アーム3の内周面に
取り付けられている。
【0005】また、図14に示す第2従来装置は、X線
管4とI.I5とが支持部材100、101を介してC
型アーム3の同一側の側方に配置されてC型アーム3に
支持され、上記X軸を中心としたC型アーム3の回動面
R1と、前記X軸を中心としたC型アーム3の回動に伴
うX線管4及びI.I5のX軸周りの回動面R2とはX
軸方向に平行にずらされている。この構成の装置は、前
記X線管4及びI.I5のX軸周りの回動面R2をY軸
に直交させるために、C型アーム支持部2は、C型アー
ム3をY軸から側方にずれた位置で支持するように構成
されている。
【0006】このようなX線撮像装置によれば、天板6
に載置され、X線管4とI.I5との間に配置された被
検体Mに対してX線管4からのX線照射方向を適宜に変
更して、多方向からのX線撮像(X線透視やX線撮影な
ど)が可能になる。なお、図中の符号MJは被検体Mの
体軸を示す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】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。第1従来装置の場合、X線管4をC型アーム3の
内周面に取り付ける構成であることから、X軸周りのC
型アーム3の回動の際に被検体Mを載置する天板6とX
線管4との干渉を避けるためにC型アーム3が大型にな
り、それに伴って、X軸が床面から高い位置になる。X
軸が床面から高い位置になるとそれに伴って被検体Mの
配置位置も床面から高くなるので、例えば、このX線撮
像装置を用いてX線透過像を撮像し、その像を参照しな
がらカテーテルを被検体に挿入して治療するなどの作業
が行い難くなるという問題がある。また、図に示す状態
から図のRAO方向への回転角度は大きくなるが、I.
I5をC型アーム3の内周面に取り付けられないなどの
構造的な理由から図のLAO方向への回転角度は大きく
できないという問題もある。
【0008】第2従来装置の場合には、その構造からY
軸周りに回動される部材(C型アーム3やX線管4、
I.I5など)の重心がY軸からずれてしまうので、C
型アーム支持部2(特に、図の2a部分)の強度を高め
る必要があるとともに、Y軸周りの回動を駆動するモー
ターなどの駆動源の駆動力を強める必要があり、装置全
体の大型化やコスト高などを招いている。
【0009】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、C型アームの大型化やX軸周りのC
型アーム(X線管及びイメージインテンシファイア)の
回転角度の制限、装置全体の大型化、コスト高などの従
来装置の欠点を解消することができるX線撮像装置を提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、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、この発明は、C型アーム支持部に支持されたC型ア
ームにX線管とイメージインテンシファイアとが対向し
て支持され、前記C型アーム支持部に対して前記C型ア
ームがその湾曲に沿って水平1軸(X軸とする)を中心
に回動可能に構成されるとともに、前記C型アームは前
記X軸に直交する水平1軸(Y軸とする)周りにも回動
可能に構成されたX線撮像装置において、前記X線管を
支持部材を介して前記C型アームの側方に配置されて前
記C型アームに支持させるとともに、前記イメージイン
テンシファイアを支持部材を介して、前記C型アームを
挟んで前記X線管が支持された側方と反対側の側方に配
置されて前記C型アームに支持させたことを特徴とする
ものである。
【0011】
【作用】この発明の作用は次のとおりである。すなわ
ち、X線管とイメージインテンシファイア(I.I)は
それぞれ支持部材を介してC型アームに支持されるの
で、X軸周りのC型アームの回動の際に、C型アーム支
持部とX線管やI.Iが干渉しないようにX線管及び
I.IをC型アームに支持させることが可能となる。従
って、X線管とC型アーム支持部との干渉をなくして、
RAO方向への回転角度を大きくとりながら、C型アー
ムの内周面よりも外側にX線管を配置させることがで
き、C型アームの小型化が図れる。また、I.IとC型
アーム支持部との干渉を無くせるので、LAO方向への
回転角度を大きくとることも可能となる。
【0012】さらに、X線管とI.IはC型アームを挟
んで互いに反対側に配置されるので、Y軸周りで回転す
るC型アームやX線管、I.Iなどの部材の重心をY軸
付近に設定することが可能となり、C型アーム支持部の
支持強度やY軸周りの回動を駆動する駆動源の駆動力を
特別に高めなくてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施例を説明する。図1は、この発明の一実施例に係
る床面設置型のX線撮像装置の構成を示す正面図であ
り、図2は、図1の右側面図、図3は、天井懸垂型のX
線撮像装置の構成を示す正面図である。
【0014】この実施例装置は、X線管4やイメージイ
ンテンシファイア(I.I)5を備えた撮像系本体7と
ベッド8とを備えている。
【0015】ベッド8は、昇降可能に構成されたベッド
基台9の上部に、被検体Mを載置する天板6が水平移動
可能に支持されており、天板6に載置された被検体Mの
所望の撮像部位を撮像系本体7のX線管4とI.I5と
の間に配置させるようにしている。なお、図中の符号M
Jは被検体Mの体軸を示す。
【0016】撮像系本体7は、基台部1に支持されたC
型アーム支持部2にC型アーム3が支持され、X線管4
とI.I5とが対向してC型アーム3に支持されて構成
されている。
【0017】X線管4は、支持部材10を介してC型ア
ーム3の側方(図2の右側の側方)に配置されてC型ア
ーム3の一端側に支持され、I.I5は、支持部材11
を介して、C型アーム3を挟んでX線管4が支持された
側方と反対側の側方(図2の左側の側方)に配置されて
C型アーム3の他端側に支持されている。各支持部材1
0、11の一端側はC型アーム3の内周面に支持されて
いる。なお、上記X線管4とI.I5の配置において、
X線管4とI.I5とを対向させる(X線管4からの照
射X線束をI.I5のX線入射面5aに入射させる)た
めに、照射X線束の中心軸XJがC型アーム3に対して
傾斜されるようにX線管4やI.I5はC型アーム3に
支持されている。また、I.I5は、X線管4とI.I
5との間に配置された被検体Mに対して接離可能に支持
部材11に支持されている。
【0018】X線管4のX線照射側には、照射X線束を
コリメートするためのX線コリメータ12が付設されて
おり、また、X線管4からX線束の照射を行なわせるた
めの所定のX線管電圧、X線管電流をX線管4に供給す
る図示しないX線高電圧発生装置に接続する電源ケーブ
ル(図示せず)もX線管4に接続されている。
【0019】I.I5にはテレビカメラ13が付設され
ており、I.I5で可視光に変換された被検体MのX線
透過像をテレビカメラ13で撮像し、撮像した像を、例
えば、図示しないモニタに表示するようにしている。ま
た、被検体Mに血管造影剤を投与する前の像(マスク
像)と、被検体Mに血管造影剤を投与した後の像(ライ
ブ像)とを撮像し、ライブ像からマスク像をサブトラク
ションしてサブトラクション像(血管像)を求める画像
処理部(図示せず)が付設されることもある。さらに、
I.I5にシネカメラ(図示せず)が付設されて、撮像
された像をシネフィルムにも撮影できるように構成され
たり、I.I5側にフィルムチェンジャ(図示せず)が
付設されて、撮像された像をX線フィルムにも撮影でき
るように構成されることなどもある。
【0020】C型アーム3の両側面(図1、図3の手前
側の面とその反対側の面、図2の左右の面)には、凹状
のレール部14が形成され、C型アーム支持部2に内設
されたベアリング15がこれらレール部14に摺動自在
に嵌め付けられていて、C型アーム3がC型アーム支持
部2に対して、図1のX軸周りに回動可能に構成されて
いる。この回動は、C型アーム3の外周面に沿って付設
されたベルト16を含むベルト伝動機構と、C型アーム
支持部2に内設された正逆回転可能なモーター17とで
実現されている。この回動動作によって、C型アーム3
がC型アーム3の湾曲に沿ってX軸を中心として被検体
Mの周囲で回動されることになる。
【0021】C型アーム支持部2は基台部1に対して図
のY軸周りに回動自在に支持されていて、基台部1に内
設された正逆回転可能なモーター18によってC型アー
ム支持部2が基台部1に対してY軸周りに回動されるよ
うになっている。この回動動作によって、C型アーム支
持部2とともにC型アーム3がY軸を中心として図1、
図3の手前側と奥手側(図2の右側と左側)とに回動
(揺動)されることになる。
【0022】この実施例では、基台部1は、床面(図
1、図2の場合)、または、天井(図3の場合)に対し
て鉛直軸(図のZ軸)周りに回動自在に支持されてい
て、基台部1に内設された正逆回転可能なモーター19
によって基台部1が床面または天井に対してZ軸周りに
回動されるようになっている。この回動動作によって、
基台部1及びC型アーム支持部2とともにC型アーム3
がZ軸を中心として被検体Mの周囲で回動されることに
なる。
【0023】なお、この種のX線撮像装置は、基台部1
が床面や天井に固定され、C型アーム3が鉛直軸(Z
軸)周りに回動されないように構成されることもある
が、そのような構成であってもこの発明は同様に適用で
きる。
【0024】上記構成の実施例装置によれば、C型アー
ム3をX軸、Y軸、Z軸周りで適宜に回動させることに
より、X線管4から被検体MへのX線照射方向を適宜に
変更して、多方向からのX線撮像(X線透視やX線撮影
など)が行なわれる。
【0025】また、この実施例では、X線管4とI.I
5はそれぞれ支持部材10、11を介してC型アーム3
(C型アーム3の内周面)に支持されているので、図4
に示すように、X軸周りのC型アーム3の回動の際に、
C型アーム支持部2と、X線管4やI.I5が干渉しな
いようにX線管4及びI.I5をC型アーム3に支持さ
せることが可能となる。従って、X線管4とC型アーム
支持部2との干渉をなくして、RAO方向への回転角度
を大きくとりながら、C型アーム2の内周面よりも外側
にX線管4を配置させることができ、C型アーム3の小
型化を図ることができる。また、I.I5とC型アーム
支持部2との干渉を無くせるので、LAO方向への回転
角度を大きくとることも可能となる。従って、C型アー
ム3の小型化を図りつつ、X軸周りのC型アーム3の回
転角度を第1従来装置よりも大きくすることができるよ
うになった。
【0026】具体的には、第1従来装置の場合、図13
の状態からRAO方向へは最大90°まで回転させるよ
うに構成していたが、LAO方向へは最大で45°程度
までしか回転させることができず、X軸周りの最大回転
角度は135°(90°+45°)程度であった。これ
に対してこの実施例では、図1ないし図3の状態からR
AO方向およびLAO方向に各々最大で90°まで回転
させるように構成でき、X軸周りの最大回転角度を18
0°(90°+90°)にすることができた。なお、こ
の実施例では、原理的には、図1ないし図3の状態から
RAO方向およびLAO方向に各々90°以上回転させ
るように構成することも可能であり、必要に応じてX軸
周りの最大回転角度を180°以上に構成することもで
きる。
【0027】また、この実施例では、X線管4とI.I
5はC型アーム3を挟んで互いに反対側に配置されるの
で、Y軸周りで回転するC型アーム3やX線管4、I.
I5などの部材の重心をY軸付近に設定することが可能
となり、C型アーム支持部2の支持強度やY軸周りの回
動を駆動する駆動源(モーター18)の駆動力を特別に
高めなくてもよくなり、第2従来装置に比べて装置全体
の小型化やコストの低減などを図ることができる。
【0028】さらに、図5(a)(第2従来装置の概略
平面図)に示すように、第2従来装置の場合、C型アー
ム支持部2は、C型アーム3をY軸から側方にずれた位
置で支持するために、X軸に平行な腕部分2aが必要に
なる。C型アーム支持部2やC型アーム3、X線管4、
I.I5などは、基台部1に片持ち支持されるが、その
張り出し長さLP には、上記C型アーム支持部2の腕部
分2aの厚み(Y軸方向の幅)wを含むことになる。こ
れに対して、図5(b)(この実施例の概略平面図)に
示すように、この実施例では、C型アーム支持部2は、
C型アーム3をY軸上の位置で支持することができるた
め、上記C型アーム支持部2の腕部分2aが不要にな
り、その厚みwだけ、C型アーム支持部2やC型アーム
3、X線管4、I.I5などの基台部1からの張り出し
長さLT を第2従来装置よりも短くすることができ、そ
れだけ、基台部1の支持強度を軽減させることができ、
そのことによっても装置全体の小型化やコスト低減に寄
与できる。
【0029】ところで、第1、第2従来装置でC型アー
ム3をX軸周りに回動させたとき、X線管4とI.I5
とは、図6(a)に示すように、X軸、Y軸、Z軸の交
点Oを中心とした同一円(回動面)R2に沿った軌跡を
描くが、この実施例装置でC型アーム3をX軸周りに回
動させたときには、X線管4とI.I5とは、図6
(b)に示すように、前記交点OからX軸方向に反対側
にずれた点OX、OIを中心とした互いに平行な円(回
動面RX、RI)に沿った軌跡を描くことになる。な
お、図中の符号XJは、X線管4から照射され、I.I
5に入射する照射X線束の中心軸を示す。また、図6
(b)、(c)に示すように、この実施例におけるC型
アーム3のX軸周りの回動面R1は、X線管4の回動面
RXとI.I5の回動面RIとの間に位置される。
【0030】従って、X線管4から被検体MへのX線照
射方向を従来装置と同じ方向にしたX線撮像を行なうた
めには、C型アーム3のX軸、Y軸、Z軸周りの回動の
制御を従来装置の制御方式と異なる方式にする必要があ
る。この制御方式について以下に説明する。
【0031】なお、以下の説明では、この実施例装置の
X線管4とI.I5とがC型アーム3からX軸方向にb
だけ離れて配置支持、すなわち、前記交点Oと前記OX
の間の距離と、前記交点Oと前記OIの間の距離をbに
したものとして説明する。また、交点OとX線管4との
距離、及び、交点OとI.I5との距離は、従来装置と
この実施例装置とで同じrとしている。
【0032】上記回動面R2、RX、RIを重ねて図示
すると図7(a)のようになる。なお、図中の符号Sは
交点Oを中心とした半径rの球を示す。また、図7
(a)をY軸方向から見た図を図7(b)に示し、図7
(a)をX軸方向から見た図を図7(c)に示す。
【0033】図中の符号PX1は従来装置のX線管4の
位置を示し、符号PI1は従来装置のI.I5の位置、
符号PX2はこの実施例装置のX線管4の位置、符号P
I2はこの実施例装置のI.I5の位置を示す。なお、
図に示しているX線管4、I.I5の位置は、図1ない
し図3(この実施例装置)及び図13、図14(第1、
第2従来装置)に対応する位置である。
【0034】〔1〕まず、従来装置において、C型アー
ム3(X線管4及びI.I5)がX軸周りに回転された
ときに、そのX線管4、I.I5の位置にこの実施例装
置のX線管4、I、I5を位置させるためのこの実施例
装置におけるX軸、Y軸、Z軸周りの回転制御を説明す
る。なお、X線管4とI.I5とはC型アーム3に対向
支持されているので、例えば、従来装置とこの実施例装
置とでI.I5の位置が一致するとX線管4の位置も一
致する。従って、以下では、I.I5の位置に着目して
説明する。
【0035】〔1−1〕例えば、従来装置において、図
7の状態からI.I5(及びX線管4)がX軸を中心と
してRAO方向に図8(a)のθX だけ回転されたとす
る。この回転後のI.I5の位置をQ1とする。このと
き、この実施例では、図7の状態からI.I5(及びX
線管4)をX軸を中心としてRAO方向に図8(a)の
αだけ回転させるとともに、Y軸を中心として図8
(a)のRY方向にβだけ回転させれば、I.I5(及
びX線管4)の位置を一致させることができる。参考の
ために、図8(a)をX軸方向から見た図を図8(b)
に示し、図8(a)をY軸方向から見た図を図8(c)
に示す。
【0036】図8において、上記Q1点を通るXZ平面
と、上記交点Oを中心とした球Sとの交面をCP1とす
ると、上記αは、この実施例装置において、図7の状態
から、上記交面CP1と回動面RIとの交点(Q11)
の位置までX軸周りにI.I5を回転させる角度であ
る。ここで、図のYSに着目すると、交点OとI.I5
との間の距離はrであるから交点OとQ1との間の距離
はrであり、また、OIとQ11との間の距離をrtと
すると、図8(a)、(b)より明らかなように、以下
の関係式が成立する。
【0037】 YS=r・sin(θX )=rt・sin(α) なお、図8(a)において、O、OI、PI2を頂点と
する直角三角形に着目すると、OとOIとの間の距離は
bであり、OとPI2(I.I5の位置)との間の距離
はrであるから、OIとPI2との間の距離は√(r2
−b2 )である。そして、OIとPI2との間の距離
と、OIとQ11との間の距離とは同じであるから、r
t=√(r2 −b2 )となる。 従って、α=sin-1{(r/rt)・sin(θX )} =sin-1{(r/√(r2 −b2 ))・sin(θX )} ……… (1) より上記αが求められる。
【0038】また、上記βは、この実施例において図7
の状態からI.I5をX軸周りにα回転させ、Q11に
位置させた状態からY軸周りにQ1(従来装置において
図7の状態からX軸周りにθX 回転された後の位置)ま
で回転させる角度である。
【0039】図8において、点QC2とQ1との間の距
離と、点QC2とQ11との間の距離とは同じ(ZS)
である。従って、QC1、QC2、Q11を頂点とする
直角三角形に着目すると、上記のように点QC2とQ1
1との間の距離はZSであり、点QC1とQ11との間
の距離はbであるから、以下の関係式が成立する。
【0040】ZS・sin(β)=b なお、図8(b)より明らかなように、ZS=r・co
s(θX )である。 従って、β=sin-1{b/(r・cos(θX ))} ……… (2) により上記βが求められる。
【0041】〔1−2〕上記〔1−1〕では、X軸周り
の回転とY軸周りの回転でX線管4及びI.I5の位置
合わせを実現したが、X軸周りの回転とZ軸周りの回転
でX線管4及びI.I5の位置合わせを実現する場合に
ついて以下に説明する。
【0042】例えば、従来装置において、図7の状態か
らI.I5(及びX線管4)がX軸を中心としてRAO
方向に図9(a)のθX だけ回転されたとする。この回
転後のI.I5の位置をQ2とする。このとき、この実
施例では、図7の状態からI.I5(及びX線管4)を
X軸を中心としてRAO方向に図9(a)のγだけ回転
させるとともに、Z軸を中心として図9(a)のRZ方
向にωだけ回転させれば、I.I5(及びX線管4)の
位置を一致させることができる。参考のために、図9
(a)をX軸方向から見た図を図9(b)に示し、図9
(a)をZ軸方向から見た図を図9(c)に示す。
【0043】図9において、上記Q2点を通るXY平面
と、上記交点Oを中心とした球Sとの交面をCP2とす
ると、上記γは、この実施例装置において、図7の状態
から、上記交面CP2と回動面RIとの交点(Q21)
の位置までX軸周りにI.I5を回転させる角度であ
る。ここで、上記交点O、OI、PI2を頂点とする直
角三角形に着目すると、先にも説明したように、OIと
PI2との間の距離rtは、rt=√(r2 −b2 )で
ある。また、図のZS2に着目すると、交点OとQ2
(I.I5の位置)との間の距離はrであり、また、O
IとQ21との間の距離は、上記OIとPI2との間の
距離に等しいので、rt(=√(r2 −b2))であ
り、図9(a)、(b)より明らかなように、以下の関
係式が成立する。
【0044】 ZS2=r・cos(θX )=rt・cos(γ) 従って、γ=cos-1{(r/rt)・cos(θX )} =cos-1{(r/√(r2 −b2 ))・cos(θX )} ……… (3) により上記γが求められる。
【0045】また、上記ωは、この実施例において図7
の状態からI.I5をX軸周りにγ回転させ、Q21に
位置させた状態からZ軸周りにQ2(従来装置において
図7の状態からX軸周りにθX 回転された後の位置)ま
で回転させる角度である。
【0046】図9において、点QC3とQ2との間の距
離と、点QC3とQ21との間の距離とは同じ(YS
2)である。従って、QC3、QC4、Q21を頂点と
する直角三角形に着目すると、上記のように点QC3と
Q21との間の距離はYS2であり、点QC4とQ21
との間の距離はbであるから、以下の関係式が成立す
る。
【0047】YS2・sin(ω)=b なお、図9(b)より明らかなように、YS2=r・s
in(θX )である。 従って、ω=sin-1{b/(r・sin(θX ))} ……… (4) により上記ωが求められる。
【0048】なお、上記〔1−1〕、〔1−2〕ではR
AO方向の回転について説明したがLAO方向の回転の
場合も同様の方式で対処できる。
【0049】また、上記〔1−1〕においては、{b/
(r・cos(θX ))}≦1(すなわち、(b/r)
≦cos(θX ))が満たされる必要がある。しかしな
がら、θX が90°付近に近づくと上記条件が満たされ
なくなる。一方で、上記〔1−2〕においては、{(r
/rt)・cos(θX )}≦1(すなわち、cos
(θX )≦(rt/r))が満たされる必要がある。し
かしながら、θX が0°付近に近づくと上記条件が満た
されなくなる。
【0050】従って、従来装置でX線管4及びI.I5
が図7の状態からX軸を中心としてRAO方向及びLA
O方向に0°〜90°の範囲で回転された場合、0°〜
90°の間の中間付近に所定のしきい角度(例えば、4
5°)を決めておき、従来装置でX線管4及びI.I5
が図7の状態からX軸を中心としてRAO方向及びLA
O方向に0°〜前記しきい角度の範囲で回転されたとき
には、上記〔1−1〕、すなわち、X軸及びY軸周りの
回転制御で対処し、従来装置でX線管4及びI.I5が
図7の状態からX軸を中心としてRAO方向及びLAO
方向に前記しきい角度以上、90°以下の範囲で回転さ
れたときには、上記〔1−2〕、すなわち、X軸及びZ
軸周りの回転制御で対処するようにしている。
【0051】〔2〕次に、従来装置において、図7の状
態からX線管4及びI.I5がY軸周りにθY だけ回転
されたときに、そのX線管4、I.I5の位置にこの実
施例装置のX線管4、I.I5とを位置させるためのこ
の実施例装置におけるX軸、Y軸、Z軸周りの回転制御
を説明する。
【0052】この場合、原理的には、上記〔1−1〕に
よってY軸周りの回転前のX線管4、I.I5の位置に
この実施例装置のX線管4、I.I5を位置させ、次
に、その状態からY軸周りにθY だけ回転させればよ
い。
【0053】すなわち、上記〔1−1〕の(1)、
(2)式に、θX =0°を代入すれば、α=0°、β=
sin-1(b/r)が得られるから、図7の状態からX
軸周りの回転を行なわずに、Y軸周りにβ(=sin-1
(b/r))だけ回転させれば、図10の想像線に示す
ように、従来装置のY軸周りの回転前のX線管4、I.
I5の位置にこの実施例装置のX線管4、I.I5を位
置させることができる。そして、図10に示すように、
その状態からY軸周りにθY だけ回転させればよい。
【0054】なお、図10より明らかなように、上記θ
Y 、β(=sin-1(b/r))の符号を考慮して、
(β+θY )(ただし、β=sin-1(b/r))を求
め、図7の状態からY軸周りに前記(β+θY )だけ回
転させれば、結果的に従来装置と同じ位置にX線管4、
I.I5を位置させることができる。
【0055】〔3〕次に、従来装置において、図7の状
態からX線管4及びI.I5がZ軸周りにθZ だけ回転
されたときに、そのX線管4、I.I5の位置にこの実
施例装置のX線管4、I.I5を位置させるためのこの
実施例装置におけるX軸、Y軸、Z軸周りの回転制御を
説明する。
【0056】この場合も上記〔2〕と同様に、原理的に
は、上記〔1−1〕によってY軸周りの回転前のX線管
4、I.I5の位置にこの実施例装置のX線管4、I.
I5を位置させ、次に、その状態からZ軸周りにθZ
け回転させればよい。すなわち、図7の状態からY軸周
りにβ(=sin-1(b/r))だけ回転させ、次に、
その状態からZ軸周りにθZ だけ回転させればよい。
【0057】〔4〕次に、従来装置において、図7の状
態からX線管4及びI.I5がX軸、Y軸、Z軸周りの
2軸以上の回転が適宜に組み合わされて回転されたとき
に、そのX線管4、I.I5の位置にこの実施例装置の
X線管4、I.I5を位置させるためのこの実施例装置
におけるX軸、Y軸、Z軸周りの回転制御を説明する。
【0058】この場合も、原理的には、上記〔1〕によ
ってY軸または/およびZ軸周りの回転前のX線管4、
I.I5の位置にこの実施例装置のX線管4、I.I5
を位置させ、次に、その状態からY軸または/およびZ
軸周りに従来装置に応じた回転角度だけ回転させればよ
い。
【0059】〔4−1〕従来装置において、図7の状態
からX軸周りの回転が行なわれず(θX =0°)、Y軸
周りにθY 回転されるとともに、Z軸周りにθZ 回転さ
れた場合、上記〔2〕、〔3〕と同様に、この実施例で
は、Y軸周りにβ(=sin-1(b/r))回転させ、
次に、その状態からY軸周りにθY 回転させるととも
に、Z軸周りにθZ 回転させればよい。
【0060】〔4−2〕従来装置において、図7の状態
からX軸周りにθX (ただし、0°<θX ≦上記しきい
角度(45°))回転されるとともに、Y軸周りにθY
回転、または/および、Z軸周りにθZ 回転された場
合、この実施例では、上記〔1−1〕でα、βを求めて
X軸周りにα、Y軸周りにβ回転させ、次に、その状態
からY軸周りのθY の回転、または/および、Z軸周り
のθZ の回転を行なえばよい。
【0061】なお、上記〔4−1〕、〔4−2〕におい
て、Y軸周りの回転を伴う場合には、〔1−1〕で求ま
るβと、θY の符号を考慮して、(β+θY )を求め、
図7の状態から〔1−1〕で求まるα(ただし、〔4−
1〕の場合はα=0°)だけX軸周りに回転させ、Y軸
周りに前記(β+θY )回転させ、さらにZ軸周りにさ
せるのであれば、Z軸周りにθZ 回転させれば、結果的
に従来装置と同じ位置にX線管4、I.I5を位置させ
ることができる。
【0062】〔4−3〕従来装置において、図7の状態
からX軸周りにθX (ただし、上記しきい角度(45
°)≦θX ≦90°)回転されるとともに、Z軸周りに
θZ 回転された場合、この実施例では、上記〔1−2〕
でγ、ωを求めてX軸周りにγ、Z軸周りにω回転さ
せ、次に、その状態からZ軸周りのθZ の回転を行なえ
ばよい。
【0063】なお、上記〔4−3〕においては、〔1−
2〕で求まるωと、θZ の符号を考慮して、(ω+
θZ )を求め、図7の状態から〔1−2〕で求まるγだ
けX軸周りに回転させ、Z軸周りに前記(ω+θZ )回
転させれば、結果的に従来装置と同じ位置にX線管4、
I.I5を位置させることができる。
【0064】〔4−4〕従来装置において、図7の状態
からX軸周りにθX (ただし、上記しきい角度(45
°)≦θX ≦90°)回転されるとともに、Y軸周りに
θY 回転された場合、この実施例でX軸周りおよびZ軸
周りの回動制御によって対処するとき、上記〔1−2〕
で求まるγ、ωに基づく回動制御では、X線管4、I.
I5の位置を従来装置に倣わせることができなくなるの
で、この場合には以下に説明する回転制御によって対処
すればよい。これを図11、図12を参照して説明す
る。なお、図11(a)は、従来装置でX線管、I.I
がX軸周りおよびY軸周りに回動された場合に倣わせる
ために、この実施例装置でX線管、I.IをX軸周りお
よびZ軸周りの回動制御で対処する方法を説明するため
の斜視図であり、図11(b)は、図11(a)をX軸
方向から見た図、図12(a)は、図11(a)をZ軸
方向から見た図、図12(b)は、図11(a)をY軸
方向から見た図である。
【0065】図11(a)において、従来装置のI.I
5の位置(PI1)をX軸回りにθX 回転させた位置を
Q3、それをさらにY軸回りにθY 回転させた位置をQ
4とする。
【0066】このとき、この実施例では、図7の状態か
らX軸を中心としてRAO方向に図11(a)のγだけ
回転させるとともに、Z軸を中心として図11(a)の
RZ方向に(ω+τ)だけ回転させれば良い。
【0067】ここで、Q4を通るXY平面と平行な面
と、球Sとの交面をCP2とし、Q4を通るZX面と平
行な面と、球Sとの交面をCP3とする。そして、CP
2とR2、RIの交点をそれぞれQ2、Q21とする。
【0068】また、Q3からY軸におろした垂線とY軸
との交点をO3とし、CP3の半径すなわちQ3とO3
の間の距離をr3とすると、図11(b)より明らかな
ように、r3=r・cosθx となる。
【0069】また、平面CP2とY軸との距離をZS3
とすると、図12(b)より ZS3=r3・cosθY =r・cosθX ・cosθY となり、また、図11(b)より ZS3=rt・cosγ =(√(r2 −b2 ))・cosγ である。よって、 γ=cos-1((r/√(r2 −b2 ))・cosθX ・cosθY ) ……… (5) により、γが求められる。
【0070】次にZ軸回りの補正回転角度について考え
る。Q4とZY平面との距離をc、Q4とXZ平面との
距離をYS3とする。また、角Q4・QC3・Q2を
τ、角Q2・QC3・Q21をωとする。
【0071】このとき、図12(b)より c=r3・sinθY =r・cosθX ・sinθY となり、また、図11(b)より YS3=r・sinθX である。従って、図12(a)よりQC3・QC5・Q
4を頂点とする三角形に着目すると、 tanτ=c/YS3 =(r・cosθX ・sinθY )/(r・sinθX ) =(cosθX ・sinθY )/sinθX 従って、 τ=tan-1((cosθX ・sinθY )/sinθX ) ……… (6) によりτが求められる。
【0072】また、図12(a)において、CP2の半
径r2は、 r2=√((YS3)2 +c2 ) =r・√(sin2 θx +cos2 θx ・sin2 θY ) により求められる。また、Q21・QC4・QC3を頂
点とする三角形に着目すると、 r2・sinω=b sinω=b/r2 =b/r・1/√(sin2 θx +cos2 θx ・sin2 θY ) となる。従って、 ω= sin-1(b/r・1/√(sin2 θx +cos2 θx ・sin2 θY )) ……… (7) によりωが求められる。
【0073】従って、PI2をQ4に移動するには、X
軸回りにγ、Z軸回りに(ω+τ)回転させれば良い。
【0074】ただし、 r/(√(r2 −b2 ))・cosθX ・cosθY ≦1 b/r・1/√(sin2 θx +cos2 θx ・sin2 θY )≦1 である。
【0075】なお、上記方法において、τ=0°の場合
は、上記〔1−2〕の方法と同様の結果が得られる。従
って、例えば、上記〔2−1〕の場合に、上記(5)
式、(7)式にθY =0°を代入してγ、ωを求めて
も、図9で説明した方法で求めたγ、ωと同じになる
し、また、上記〔4−3〕において、上記(5)式、
(7)式にθY =0°を代入して得られるγ、ωを求め
るとともに、そのωにθZ を加算した値(ω+θZ )を
求めておき、図7の状態から上記γだけX軸周りに回転
させ、Z軸周りに前記(ω+θZ )回転させても同じ結
果が得られる。
【0076】また、従来装置において、図7の状態から
X軸周りにθX (ただし、上記しきい角度(45°)≦
θX ≦90°)回転されるとともに、Y軸周りにθY
転され、さらにZ軸周りにθZ 回転された場合には、上
記〔4−4〕による回転制御に加えて、さらにZ軸周り
にθZ 回転させればよい。
【0077】このように、X軸周りのC型アーム3の回
動に伴うX線管4、I.I5の回動の軌跡がこの実施例
と従来装置とで相違するものの、上記〔1〕〜〔4〕の
回転制御によって従来装置で実施されている撮像をこの
実施例でも支障なく実施することができる。
【0078】ところで、従来装置においてX軸周りのC
型アーム3の回動による照射X線束の中心軸XJは、図
6(a)に示すように、X軸、Y軸、Z軸の交点Oを中
心とした放射状の軌跡を採ることになる。従って、例え
ば、被検体M内のYZ平面に平行に走行する血管のZ軸
方向の奥行き情報は、X軸周りのC型アーム3の回動に
よる撮像だけでは知ることができず、上記情報を得るた
めには、X軸周りの回転に加えてY軸周り、または/お
よび、Z軸周りの回転を行なわなければならなかった。
【0079】これに対して、この実施例におけるX軸周
りのC型アーム3の回動による照射X線束の中心軸XJ
は、図6(b)、(c)に示すように、X軸、Y軸、Z
軸の交点Oを頂点とした2個の円錐を描くような軌跡を
採ることになるので、この実施例では、X軸周りのC型
アーム3の回動のみによって被検体M内のYZ平面に平
行に走行する血管のZ軸方向の奥行き情報を知ることが
できる。このように、この実施例によれば、所定の情報
を得るのにX軸、Y軸、Z軸周りの回転制御を従来装置
よりも簡略化させることもできる。
【0080】なお、この種のX線撮像装置は、X線透視
のみ行なえるもの、X線撮影のみ行なえるもの、X線透
視とX線撮影の双方が行なえるものなど、その撮像系の
構成は種々に組み合わされるが、撮像系の構成がいかな
るものであっても、この発明は同様に適用することがで
きる。
【0081】その他、C型アーム支持部に支持されたC
型アームにX線管とイメージインテンシファイアとが対
向して支持され、C型アーム支持部に対してC型アーム
がその湾曲に沿って水平1軸(X軸)を中心に回動可能
に構成されるとともに、C型アームは前記X軸に直交す
る水平1軸(Y軸)周りにも回動可能に構成されたX線
撮像装置であれば、上記実施例以外の構成のX線撮像装
置に対してもこの発明は同様に適用することができる。
【0082】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、X線管とイメージインテンシファイアはそ
れぞれ支持部材を介してC型アームに支持されるので、
X軸周りのC型アームの回動の際に、C型アーム支持部
とX線管やイメージインテンシファイアが干渉しないよ
うにX線管及びイメージインテンシファイアをC型アー
ムに支持させることが可能となり、C型アームの小型化
を図りつつ、X軸周りのC型アームの回転角度を第1従
来装置よりも大きくすることができるようになった。
【0083】また、X線管とイメージインテンシファイ
アはC型アームを挟んで互いに反対側に配置されるの
で、Y軸周りで回動するC型アームやX線管、イメージ
インテンシファイアなどの部材の重心をY軸付近に設定
することが可能となり、C型アーム支持部の支持強度や
Y軸周りの回動を駆動する駆動源の駆動力を特別に高め
なくてもよくなり、第2従来装置に比べて装置全体の小
型化やコストの低減などを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る床面設置型のX線撮
像装置の構成を示す正面図である。
【図2】図1の右側面図である。
【図3】天井懸垂型のX線撮像装置の構成を示す正面図
である。
【図4】実施例装置の効果を説明するための図である。
【図5】第2従来装置と実施例装置の概略平面図であ
る。
【図6】従来装置と実施例装置におけるX軸周りのX線
管とイメージインテンシファイアの回動軌跡を比較した
図である。
【図7】従来装置と実施例装置におけるX軸周りのX線
管とイメージインテンシファイアの回動軌跡を重ねて描
いた図である。
【図8】従来装置のX線管、イメージインテンシファイ
アの回動制御に倣わせるための実施例装置のX線管、イ
メージインテンシファイアの回動制御方式を説明するた
めの図である。
【図9】同じく、従来装置のX線管、イメージインテン
シファイアの回動制御に倣わせるための実施例装置のX
線管、イメージインテンシファイアの回動制御方式を説
明するための図である。
【図10】従来装置のX線管、イメージインテンシファ
イアがY軸周りにのみ回転されたときに、その回転制御
に倣わせるための実施例装置のX線管、イメージインテ
ンシファイアの回動制御方式を説明するための図であ
る。
【図11】従来装置のX線管、イメージインテンシファ
イアがX軸およびY軸周りに回転されたときの、実施例
装置のX線管、イメージインテンシファイアの回動制御
方式を説明するための図である。
【図12】同じく、従来装置のX線管、イメージインテ
ンシファイアがX軸およびY軸周りに回転されたとき
の、実施例装置のX線管、イメージインテンシファイア
の回動制御方式を説明するための図である。
【図13】第1従来装置の構成を示す正面図と側面図で
ある。
【図14】第2従来装置の構成を示す正面図と側面図で
ある。
【符号の説明】
1 … 基台部 2 … C型アーム支持部 3 … C型アーム 4 … X線管 5 … I.I(イメージインテンシファイア) 10、11 … 支持部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C型アーム支持部に支持されたC型アー
    ムにX線管とイメージインテンシファイアとが対向して
    支持され、前記C型アーム支持部に対して前記C型アー
    ムがその湾曲に沿って水平1軸(X軸とする)を中心に
    回動可能に構成されるとともに、前記C型アームは前記
    X軸に直交する水平1軸(Y軸とする)周りにも回動可
    能に構成されたX線撮像装置において、前記X線管を支
    持部材を介して前記C型アームの側方に配置されて前記
    C型アームに支持させるとともに、前記イメージインテ
    ンシファイアを支持部材を介して、前記C型アームを挟
    んで前記X線管が支持された側方と反対側の側方に配置
    されて前記C型アームに支持させたことを特徴とするX
    線撮像装置。
JP8050994A 1996-02-13 1996-02-13 X線撮像装置 Pending JPH09215682A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012200607A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 General Electric Co <Ge> 円弧形医用イメージング装置
JP2015516825A (ja) * 2012-03-12 2015-06-18 ジェノレイ カンパニー、リミテッド X線撮影装置

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