WO2014123219A1

WO2014123219A1 - Ｘ線診断装置

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Publication number: WO2014123219A1
Application number: PCT/JP2014/052899
Authority: WO
Inventors: 優介奈良部
Original assignee: 株式会社東芝; 東芝メディカルシステムズ株式会社
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2014-08-14
Also published as: US20150313564A1; CN104994789A; JP2014151008A

Abstract

　本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置は、被検体に対して照射するＸ線を発生するＸ線発生部と、Ｘ線を検出するＸ線検出部と、Ｘ線発生部及びＸ線検出部を保持する保持部と、保持部に設けられ、回転子を有し、回転子の１方向の回転運動によって保持部を所定方向に沿って所定範囲内で往復運動させる保持部移動部と、を備えたものである。

Description

Ｘ線診断装置

　本発明の実施形態は、被検体に対するＸ線透視により両眼立体視に対応した画像データを収集することが可能なＸ線診断装置に関する。

　Ｘ線診断装置は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に、カテーテル手技の発展に伴って進歩を遂げている循環器領域のＸ線診断装置は、心血管系をはじめ全身の動静脈を対象としており、通常、造影剤が投与された被検体の血管領域に対する透視撮影によって画像データの生成と表示が行なわれている。

　腹部領域や循環器領域の診断を目的としたＸ線診断装置は、Ｘ線発生部のＸ線管及びＸ線検出部の平面検出器等によって構成される撮像系と、撮像系を保持するＣアーム等の保持部と、被検体を載置する天板等を備え、上述の天板や保持部を所望の方向へ移動させることにより被検体に対して最適な方向からの透視撮影を可能にしている。

　一方、近年では、異なる２つの撮影位置あるいは撮影方向にて収集された画像データを用いて３次元的な観測を行なう各種の両眼立体視法が実用化され、このような技術を適用することにより被検体内の３次元観測を可能とする医用画像診断装置の検討も行なわれている。このような医用画像診断装置では、両眼立体視を行なうための裸眼立体ディスプレイと呼ばれるものがある。裸眼立体ディスプレイは、医用画像診断装置の操作者（即ち、画像データの観察者）に特別なメガネをかけさせることなく両眼視差を与えることができる。

　又、両眼立体視法として、たとえばアクティブ方式やパッシブ方式の方法が知られている。例えば、アクティブ方式の両眼立体視法では、左眼用に生成された第１の画像データと右眼用に生成された第２の画像データを所定の周期で切り替えながら表示部のモニタに表示する。そして、操作者は、上述の表示周期と同期したシャッター機能を有するアクティブシャッターメガネ等を介して表示部に表示された画像データを観察する。一方、パッシブ方式の両眼立体視法では、第１の画像データの偏向と第２の画像データの偏光が互いに直交するように制御し、操作者は、偏光メガネを介して上述の画像データを観察する。

特開２０１２－２２１２９０号公報

　上述した従来の両眼立体視法を医用画像診断装置に適用することにより被検体内の病巣部や血管走行等を３次元的に捉えることが可能となるため、精度の高い診断や治療が期待される。

　この場合、撮像系を保持するＣアーム等の保持部を所定の範囲内で往復移動させることにより保持部に取り付けられた撮像系を第１の画像データに対応する第１の撮影位置及び第２の画像データに対応する第２の撮影位置に対して交互に配置し、各々の撮影位置にて時系列的に収集される第１の画像データ及び第２の画像データを表示部のモニタに所定間隔で並列表示することにより３次元的な生体情報の観測が可能となる。

　両眼立体視法を用いてリアルタイム性に優れた３次元の生体情報を得るためには、撮像系を第１の撮影位置と第２の撮影位置との間で高速往復移動させながらＸ線透視を行なうことにより、各々の撮影位置において時系列的に収集される第１の画像データ及び第２の画像データのフレーム数（単位時間内に収集される画像データの枚数）を増大させなくてはならない。

　しかしながら、撮像系が装着された保持部を撮影位置や撮影方向の設定を目的として所望の方向へ移動させる従来の移動機構を用いて両眼立体視法に対応した撮像系の高速往復移動を行なう場合、移動機構に設けられたモータ等の回転部を撮像系の高速往復移動に対応させて高速往復回転させなくてはならない。このため、回転部等において大きな負荷が発生するのみならず正確な回転制御が極めて困難になるという問題点を有していた。

　本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｘ線透視に用いる撮像系を所定範囲内で高速往復移動させることにより、時間分解能に優れた立体視用の画像データを収集することが可能なＸ線診断装置を提供することにある。

本実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。本実施形態のＸ線診断装置が備えるＸ線透視撮影部の具体的な構成を示すブロック図。本実施形態のＸ線検出部が備える平面検出器の具体的な構成を示す図。本実施形態のＸ線診断装置が備える保持装置及び寝台の具体的な構成を示す図。本実施形態の保持装置及び寝台に設けられた各種の移動機構部及び回動機構部とこれらの機構部に対して駆動信号を供給する機構駆動部を示すブロック図。本実施形態の立体視撮影モードにおける第１の撮影位置及び第２の撮影位置を説明するための図。本実施形態の保持装置が備えるスライド移動機構部の構成を示す図。本実施形態の保持装置が備えるスライド移動機構部の具体的な動作を説明するための図。本実施形態の立体視撮影モードにおいて収集される第１の画像データ及び第２の画像データを用いた裸眼方式の両眼立体視法を説明するための図。本実施形態の立体視撮影モードにおける画像データの生成／表示手順を示すフローチャート。本実施形態の変形例におけるスライド移動機構部の構成を示す図。本実施形態の変形例におけるスライド移動機構部の具体的な動作を説明するための図。

実施形態

　以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。

（実施形態）
　本実施形態におけるＸ線診断装置は、Ｘ線撮像系を往復運動させることにより所定の複数箇所でのＸ線撮像を繰り返し行う往復運動モードのＸ線透視と、上述の所定の複数箇所に好適な撮影位置の特定等を目的とした通常モード（標準撮影モード）のＸ線透視とを行う。Ｘ線診断装置が備える保持装置は、Ｃアームの端部近傍に取り付けられたＸ線発生部及びＸ線検出部（撮像系）を通常の速度で所望の方向へ移動させる通常モード用のスライド移動機構（保持部移動部）と、所定の一方向への高速回転移動を高速往復移動へ変換する機能を有し上述の撮像系を所定の範囲内で高速往復移動させることにより所定の複数箇所でのＸ線撮像を繰り返し行う往復運動モード用のスライド移動機構（保持部移動部）を備える。

（装置の構成及び機能）
　本実施形態におけるＸ線診断装置の構成と機能につき図１乃至図９を用いて説明する。尚、図１は、Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２及び図５は、上述のＸ線診断装置が備えるＸ線透視撮影部と保持装置及び機構駆動部の具体的な構成を示すブロック図である。

　本実施形態のＸ線診断装置１００は、図１に示すように、被検体１５０に対するＸ線透視によって投影データを生成するＸ線透視撮影部１と、Ｘ線透視撮影部１が備える後述のＸ線発生部２及びＸ線検出部３（撮像系）を保持し、被検体１５０の周囲で移動あるいは回動させる保持装置６と、寝台７に設けられその上面に載置した被検体１５０をＸ線透視に好適な位置へ移動させる天板７１を有する。

　また、Ｘ線診断装置１００は、機構駆動部８を有する。機構駆動部８は、保持装置６及び寝台７に設けられた各種の移動機構部や回動機構部に対して駆動信号を供給し、保持装置６の保持部に取り付けられた撮像系や天板７１に載置された被検体１５０を移動させることにより通常モード（標準撮影モード）及び往復運動モードのＸ線透視に好適な撮影位置を設定する。

　通常モード（以下、標準撮影モードという）は、保持装置６を所定方向に沿って移動させるためのモードである。標準撮影モードでは、ユーザは任意の場所に保持装置６を移動させて位置決めし、この位置決めした箇所でＸ線撮像を行うことができる。

　一方、往復運動モードは、保持装置６を、回転子の一方向の回転運動を用いて所定方向に沿って所定範囲内で往復運動させるためのモードである。往復運動モードでは、保持装置６を往復運動させるとともに、１往復ごとに所定の複数箇所（撮影位置）での撮影を行うことができる。このため、往復運動モードでは、所定の複数箇所でのＸ線撮像を繰り返し行うことができる。

　したがって、たとえば両眼立体視画像の生成に適した左目用画像の撮影位置および右目用画像の撮影位置の２地点を所定の複数箇所とする場合、容易に両眼立体視用の左目用画像および右目用画像を取得することができる。本実施形態では、往復運動モードにおいて、両眼立体視画像の生成に適した左目用画像の撮影位置および右目用画像の撮影位置の２地点での撮影を繰り返す場合の例について説明する。また、以下の説明では、往復運動モードを立体視撮影モードと称する。

　また、Ｘ線診断装置１００はさらに、Ｘ線透視撮影部１において生成された標準撮影モードの投影データに基づいて基準画像データを生成し、立体視撮影モードの投影データに基づいて両眼立体視に対応した第１の画像データ及び第２の画像データの生成と保存を行なう画像データ生成／記憶部９と、標準撮影モードにて得られた基準画像データや立体視撮影モードにて得られた第１の画像データ及び第２の画像データを表示することにより立体視表示を行う表示部１０と、撮影モードの選択、標準撮影モードにおける基準撮影位置の設定、立体視撮影モードにおける撮影間隔の設定、透視撮影条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう操作部１１と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１２とを備えている。

　以下、Ｘ線診断装置１００が備える上述のユニットについて更に詳しく説明する。

　図２に示したＸ線診断装置１００のＸ線透視撮影部１は、被検体１５０に対してＸ線を照射するＸ線発生部２と、被検体１５０を透過したＸ線を２次元的に検出すると共にその検出結果に基づいて投影データを生成するＸ線検出部３と、上述のＸ線照射に必要な高電圧を発生してＸ線発生部２へ供給する高電圧発生部４を備えている。

　Ｘ線発生部２は、被検体１５０に対してＸ線を放射するＸ線管２１と、Ｘ線管２１から放射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器２２を備えている。Ｘ線管２１は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧により加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。一方、Ｘ線絞り器２２は、被検体１５０に対する被曝線量の低減と画像データの画質改善を目的として用いられ、Ｘ線管２１から放射されたＸ線の被検体１５０における透視領域を設定する絞り羽根と、吸収量が少ない生体組織を透過したＸ線を選択的に低減させてハレーションを防止する補償フィルタ（何れも図示せず）を備えている。

　一方、Ｘ線検出部３は、Ｘ線絞り器２２の絞り羽根によって形成される透視領域を透過したＸ線を信号電荷に変換して蓄積する平面検出器３１と、この平面検出器３１に蓄積された信号電荷を読み出すためのゲートドライバ３２と、読み出された信号電荷に基づいて投影データを生成する投影データ生成部３３を備えている。尚、Ｘ線検出方式には、Ｘ線を直接信号電荷に変換する方式と光に変換した後信号電荷に変換する方式があり、本実施形態では前者を例に説明するが後者であってもよい。又、平面検出器３１の代わりにＸ線Ｉ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）を用いた方式であっても構わない。

　Ｘ線検出部３の平面検出器３１は、図３に示すように微小な検出素子５１を列方向及びライン方向に２次元配列して構成されており、各々の検出素子５１（５１－１１、５１－１２、５１－２１、５１－２２）は、Ｘ線を感知し入射Ｘ線量に応じて信号電荷を生成する光電膜５２（５２－１１、５２－１２、５２－２１、５２－２２）と、この光電膜５２に発生した信号電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ５３（５３－１１、５３－１２、５３－２１、５３－２２）と、電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された信号電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５４（５４－１１、５４－１２、５４－２１、５４－２２を備えている。尚、図３では説明を簡単にするために、検出素子５１が列方向（図３の上下方向）及びライン方向（図３の左右方向）に２素子ずつ配列された平面検出器３１について説明しているが、実際のＸ線透視に用いられる平面検出器３１は、多くの検出素子５１を列方向及びライン方向に対して配列することにより構成されている。

　一方、ゲートドライバ３２は、Ｘ線照射によって検出素子５１の光電膜５２で発生し電荷蓄積コンデンサ５３にて蓄積された信号電荷を読み出すために、ＴＦＴ５４に対して信号線５８（５８－１、５８－２）を介して読み出し用の駆動パルスを供給する。

　図２へ戻って、投影データ生成部３３は、平面検出器３１から読み出された信号電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器３３１と、電荷・電圧変換器３３１の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３３２と、平面検出器３１からライン単位でパラレルに読み出されデジタル変換された投影データのデータ要素を時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器３３３を備えている。この場合、電荷・電圧変換器３３１及びＡ／Ｄ変換器３３２は、図３に示した平面検出器３１の信号出力線５９（５９－１、５９－２）と等しいチャンネル数を有している。

　Ｘ線透視撮影部１の高電圧発生部４は、Ｘ線発生部２が備えるＸ線管２１の陰極から発生した熱電子を加速するために陽極と陰極との間に高電圧を印加する高電圧発生器４２と、システム制御部１２から供給される透視撮影条件のＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２の印加電圧、印加時間、印加タイミング等を制御することにより、Ｘ線管２１の管電流、管電圧、Ｘ線照射時間、Ｘ線照射タイミング、照射繰り返し周期等を設定するＸ線制御部４１を備えている。

　次に、図１に示した保持装置６及び天板７１を有する寝台７の具体的な構成と機能につき図４および図５を用いて説明する。

　図４は、Ｘ線発生部２及びＸ線検出部３（撮像系）がその端部近傍に取り付けられたＣアーム（保持具）６１等を有する保持装置６と被検体１５０が載置された天板７１を有する寝台７を示している。なお、以下の説明では、図４に示すように被検体１５０の体軸方向（天板７１の長手方向）をｙ方向、保持装置６及び寝台７が設置された床面１６０に垂直な方向をｚ方向、ｙ方向及びｚ方向と直交する方向（天板７１の横手方向）をｘ方向とする。

　また、図５は、保持装置６及び寝台７に設けられた各種の移動機構部及び回動機構部とこれらの機構部に対して駆動信号を供給する機構駆動部８の一構成例を示すブロック図である。

　保持装置６は、Ｃアーム６１、アームホルダ６２、アーム支柱６３及び床旋回アーム６４を有する。床旋回アーム６４の一方の端部は、床面１６０に垂直な床回転軸ｚ１を中心として矢印ｄの方向に対し回動自在に取り付けられている。一方、床旋回アーム６４の他の端部には、ｚ方向に平行なアーム支柱回転軸ｚ２を有するアーム支柱６３が矢印ｃの方向に対し回動自在に取り付けられている。

　更に、アーム支柱６３の側面にはアームホルダ６２が、ｙ方向に平行なアーム主回転軸ｚ３を中心として矢印ｂの方向に対し回動自在に取り付けられる。このアームホルダ６２の側面にはその端部近傍にＸ線発生部２とＸ線検出部３が対向して装着されたＣアーム６１がアームスライド中心軸ｚ４を中心として矢印ａの方向に対しスライド移動自在に取り付けられている。

　又、Ｃアーム６１の端部近傍に装着された撮像系のＸ線検出部３は、矢印ｅの方向に対して移動させることが可能である。また、このＸ線検出部３は、Ｘ線発生部２に設けられた可動絞り器２２と連動し撮像系回転軸ｚ５を中心として矢印ｆの方向に対し回動自在に取り付けられている。

　そして、保持装置６を構成する上述の各ユニットは、図５に示すように、アームスライド中心軸ｚ４を中心としてＣアーム６１をａ方向へスライド移動させるスライド移動機構部（保持部移動部）６０１、アーム主回転軸ｚ３を中心としてアームホルダ６２をｂ方向へ回動させるホルダ回動機構部６０２、アーム支柱回転軸ｚ２を中心としてアーム支柱６３をｃ方向へ回動させる支柱回動機構部６０３及び床回転軸ｚ１を中心として床旋回アーム６４をｄ方向へ回動させる床旋回アーム回動機構部６０４を備え、更に、Ｘ線検出部３をｅ方向へ移動させる撮像系移動機構部６０５及び撮像系回転軸ｚ５を中心としてＸ線検出部３をｆ方向へ回動させる撮像系回動機構部６０６を備えている。

　一方、寝台７は、被検体１５０を載置した天板７１をｈ方向（ｚ方向）へ上下動させる垂直方向移動機構部７０１及び天板７１を長手方向ｇａ（ｙ方向）あるいは横手方向ｇｂ（ｘ方向）へスライド移動させる水平方向移動機構部７０２を有している。

　そして、上述の移動機構部及び回動機構部を駆動することにより保持装置６及び寝台７に設けられた各ユニットを所望の方向へ移動させることにより、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系を天板７１に載置された被検体１５０のＸ線透視に好適な位置に設定することが可能となる。

　特に、撮影モードとして立体視撮影モードが選択された場合、上述のスライド移動機構部（保持部移動部）６０１を駆動して撮像系が装着されたＣアーム６１を所定の角度範囲内で往復スライド移動させることにより両眼立体視に好適な２つの撮影位置（第１の撮影位置及び第２の撮影位置）を設定することができる。具体的な移動方法については後述する。

　図１へ戻って、機構駆動部８は、撮像系を被検体１５０の周囲で移動させるために保持装置６に設けられた移動機構部及び回動機構部に対して駆動信号を供給する保持装置機構駆動部８１と、被検体１５０を載置した天板７１を所望の位置へ移動させるために寝台７に設けられた移動機構部に対して駆動信号を供給する寝台機構駆動部８２と、保持装置機構駆動部８１及び寝台機構駆動部８２を制御する駆動制御部８３を備えている。

　そして、標準撮影モードにおける機構駆動部８は、保持装置６及び寝台７に設けられた各種の移動機構部や回動機構部に対し駆動信号を供給してＣアーム６１や天板７１を移動させることにより、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系を基準画像データの収集に好適な基準撮影位置に配置する。

　一方、立体視撮影モードにおける機構駆動部８の保持装置機構駆動部８１は、保持装置６のスライド移動機構部６０１を駆動して所定の角度範囲内におけるＣアーム６１の往復スライド移動を高速で行なうことにより、このＣアーム６１の端部近傍に装着された撮像系を両眼立体視に好適な第１の撮影位置及び第２の撮影位置に配置する。

　尚、第１の画像データが収集される第１の撮影位置及び第２の画像データが収集される第２の撮影位置は、通常、標準撮影モードにおいて設定された基準撮影位置を中心として設定される。

　図５は、保持装置６及び寝台７に設けられた各種の移動機構部及び回動機構部とこれらの機構部に対して駆動信号を供給する機構駆動部８の構成を示したものである。図４に示した保持装置６のＣアーム６１とアームホルダ６２との接合部にはＣアーム６１を走行方向に沿ってスライド移動させるスライド移動機構部６０１が、又、アームホルダ６２とアーム支柱６３との接合部にはアームホルダ６２をｂ方向へ回動させるホルダ回動機構部６０２が設けられる。更に、アーム支柱６３と床旋回アーム６４との接合部にはアーム支柱６３をｃ方向へ回動させる支柱回動機構部６０３が、又、床旋回アーム６４と床面１６０との接合部には床旋回アーム６４をｄ方向へ回動させる床旋回アーム回動機構部６０４が夫々設けられている。又、Ｃアーム６１の端部と撮像系との接合部には撮像系をｅ方向へ移動させる撮像系移動機構部６０５とこの撮像系をｆ方向へ回動させる撮像系回動機構部６０６が設けられている。

　一方、寝台７には、被検体１５０を載置した天板７１をｈ方向へ上下動させる垂直方向移動機構部７０１と天板７１を長手方向（ｇａ方向）あるいは横手方向（ｇｂ方向）へスライド移動させる水平方向移動機構部７０２が設けられている。

　そして、保持装置６のスライド移動機構部６０１、ホルダ回動機構部６０２、支柱回動機構部６０３、床旋回アーム回動機構部６０４、撮像系移動機構部６０５及び撮像系回動機構部６０６の各々には、機構駆動部８の駆動制御部８３から供給される駆動制御信号に基づいて保持装置機構駆動部８１が生成した駆動信号が供給される。また、寝台７の垂直方向移動機構部７０１及び水平方向移動機構部７０２には、駆動制御部８３から供給される駆動制御信号に基づいて寝台機構駆動部８２が生成した駆動信号が供給される。

　即ち、機構駆動部８は、保持装置６及び寝台７に設けられた各種の移動機構部や回動機構部に対し上述の駆動信号を供給してＣアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系や天板７１に載置された被検体１５０を移動させることにより、標準撮影モードにおける基準撮影位置や立体視撮影モードにおける第１の撮影位置及び第２の撮影位置が設定される。

　次に、保持装置６のスライド移動機構部６０１によるＣアーム６１の往復スライド移動と、この往復スライド移動によって設定される立体視撮影モードの第１の撮影位置及び第２の撮影位置につき図６を用いて説明する。

　図６（６Ａ）は、その上端部近傍にＸ線検出部３が取り付けられ下端部近傍にＸ線発生部２が取り付けられたＣアーム６１の立体視撮影モードにおける往復スライド移動の方向（矢印）を示したものであり、図６（６Ｂ）は、このとき設定される両眼立体視に好適な第１の撮影位置Ｒａ及び第２の撮影位置Ｒｂを示している。

　即ち、保持装置６のスライド移動機構部６０１によりΔθの角度範囲内におけるＣアーム６１の往復スライド移動が高速で行われると、Ｘ線発生部２及びＸ線検出部３（撮像系）は被検体１５０の周囲でＣアーム６１と共に高速往復移動することになる。このとき、例えば、所定の撮影間隔Δｄだけ離れた高速往復移動の折り返し点において第１の撮影位置Ｒａ及び第２の撮影位置Ｒｂが設定される。尚、ここでは、被検体１５０に対して透視／撮影用のＸ線を照射するＸ線発生部２の位置を第１の撮影位置Ｒａ及び第２の撮影位置Ｒｂとするが、これに限定されない。

　次に、図７を用いて標準撮影モード及び立体視撮影モードにおけるスライド移動機構部６０１の構成と機能を説明し、図８を用いて立体視撮影モードにおけるスライド移動機構部６０１の具体的な動作について説明する。

　図７に示すように本実施形態のスライド移動機構部６０１は、Ｃアーム６１の側面に沿って取り付けられたベルト６１１と、ベルト６１１を移動させることによりＣアーム６１を所定方向へスライド移動させる回転部６１２と、ベルト６１１の走行方向をＣアーム６１の側面から回転部６１２の側面へ変更するプーリ６１３ａ及び上述の走行方向を回転部６１２の側面からＣアーム６１の側面へ変更するプーリ６１３ｂを備える。更に、スライド移動機構部６０１は、所定の速度で高速回転する回転子としてのローラ６１４と、電磁石等のロック手段によりＣアーム６１の側面に対して着脱可能な装着部６１５と、一方の端部がローラ６１４の周辺部近傍において回転自在に取り付けられ、他の端部が装着部６１５に対して回転自在に取り付けられたアーム６１６とを有したリンク機構６１０を備えている。

　そして、操作部１１によって標準撮影モードが選択された場合、機構駆動部８の保持装置機構駆動部８１は、駆動制御部８３から供給される駆動制御信号に基づいて生成した駆動信号を保持装置６のスライド移動機構部６０１へ供給し、図７（７Ａ）に示すようにリンク機構６１０の装着部６１５とＣアーム６１の側面とのロック状態を解除する。

　次いで、保持装置機構駆動部８１は、回転部６１２を右方向へ移動させることによりＣアーム６１の側面に取り付けられたベルト６１１を緊張状態にした状態で、回転部６１２を所定方向へ回転させる。そして、回転部６１２の回転にともないベルト６１１を介して連結しているＣアーム６１が走行方向に沿ってスライド移動することにより、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系（図４参照）が移動する。このように、標準撮影モードでは、ユーザは操作部１１を介して、または手動により、任意の場所に保持装置６を移動させて位置決めすることができる。

　一方、立体視撮影モードが選択された場合、機構駆動部８の保持装置機構駆動部８１は、標準撮影モードの場合と同様にして生成した駆動信号をスライド移動機構部６０１へ供給し、図７（７Ｂ）に示すように回転部６１２を左方向へ移動させてＣアーム６１の側面に取り付けられたベルト６１１を弛緩状態にすることによりＣアーム６１との連結状態を解除する。

　次いで、保持装置機構駆動部８１は、リンク機構６１０の装着部６１５をＣアーム６１の側面に装着した後ローラ６１４を高速回転させることによって所定の角度範囲ΔθにおけるＣアーム６１の往復スライド移動を高速で行ない、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系を立体視撮影モードに好適な第１の撮影位置と第２の撮影位置との間で高速往復移動させる。

　尚、回転部６１２やローラ６１４を回転させるモータ等の回転機構は、通常、回転部６１２あるいはローラ６１４の内部に設けられているが、別途設けられていても構わない。

　図８（８Ａ）乃至図８（８Ｃ）は、立体視撮影モードにおいてＣアーム６１の側面に装着された装着部６１５がローラ６１４の一方向の高速回転に伴って高速往復移動する状態を示したものである。例えば、反時計方向へ高速回転するローラ６１４とアーム６１６との連結部が図８（８Ａ）のＰａへ移動した場合、装着部６１５はＣアーム６１の走行方向に沿って第１の撮影位置に対応した位置Ｓａへ移動し、上述の連結部が図８（８Ｃ）のＰｃへ移動した場合、第２の撮影位置に対応した位置Ｓｃへ移動する。

　即ち、Ｃアーム６１の側面に装着されたリンク機構６１０の装着部６１５は、ローラ６１４の一方向の高速回転に伴って位置Ｓａと位置Ｓｃとの間で高速往復移動を繰り返し、Ｃアーム６１は、装着部６１５の高速往復移動によりその走行方向に沿った往復スライド移動を高速度で行なう。そして、Ｃアーム６１に装着された装着部６１５が位置Ｓａに到達したとき、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系は立体視撮影モードに好適な第１の撮影位置に配置され、装着部６１５が位置Ｓｃに到達したとき、上述の撮像系は第２の撮影位置に配置される。

　なお、上記説明では往復運動における運動方向の切替地点（折り返し地点）ＳａおよびＳｃをそれぞれ第１の撮影位置および第２の撮影位置とする場合の例について示した。しかし、第１の撮影位置および第２の撮影位置は、往復運動が行われる所定範囲内に位置すればよく、往復運動における運動方向の切替地点に限られない。

　再び図１へ戻って、画像データ生成／記憶部９は、画像データ生成部９１と画像データ記憶部９２ａ及び９２ｂを備えている。画像データ生成部９１は、図示しない投影データ記憶部を備え、Ｘ線透視撮影部１のＸ線検出部３が備える投影データ生成部３３から時系列的に供給される投影データのデータ要素を上述の投影データ記憶部に順次保存することにより２次元の画像データを生成する。特に、立体視撮影モードにおいては、画像データ生成部９１は、第１の撮影位置におけるＸ線透視時に投影データ生成部３３から供給される投影データに基づいて第１の画像データを生成し、第２の撮影位置におけるＸ線透視時に投影データ生成部３３から供給される投影データに基づいて第２の画像データを生成する。そして、画像データ生成部９１は、第１の画像データを画像データ記憶部９２ａに保存し、第２の画像データを画像データ記憶部９２ｂに保存する。

　表示部１０は、Ｘ線診断装置１００を操作する医療従事者（以下では、操作者と呼ぶ。）に特別なメガネをかけさせることなく、並列表示を行うことなく両眼視差を与える機能（裸眼立体視表示機能）を有しているか、又は、画像データ生成／記憶部９の画像データ記憶部９２ａから読み出した第１の画像データ及び画像データ記憶部９２ｂから読み出した第２の画像データを自己のモニタに並列表示する機能を有している。

　以下では、「表示部１０としての裸眼立体ディスプレイ」と表現する場合は並列表示を行うことを必要とせずに操作者に両眼視差を与えるモニタを示す。又、単に「表示部１０」と表現する場合は図９に示すような右眼用／左眼用の画像を並列表示することが可能なモニタを示す。

　尚、操作者に特殊なメガネをかけさせることなく両眼視差を与える機能を有する裸眼立体ディスプレイは、パララックスバリア方式やレンチキュラーレンズ方式等の各種方式により、左右眼に別々の光線を入射させるメカニズムが用いられるが、これら技術は既知のため詳細な説明は省略する。

　表示部１０は、画像データ記憶部９２ａから読み出した第１の画像データ及び画像データ記憶部９２ｂから読み出した第２の画像データを、例えば、裸眼方式の両眼立体視に好適なデータ間隔で並列配置することにより表示データを生成する表示データ生成部と、この表示データに対してＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なう変換処理部と、変換処理された表示データを表示するモニタ（何れも図示せず）を備えている。

　尚、表示部１０に表示される第１の画像データと第２の画像データとのデータ間隔は、後述の操作部１１によって予め設定される撮影間隔Δｄに基づいて設定される。

　操作部１１は、表示パネルやキーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの操作／入力デバイスを備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、撮影モード（標準撮影モード／立体視撮影モード）の選択、Ｘ線照射条件（管電流、管電圧、Ｘ線照射時間、Ｘ線照射周期、Ｘ線照射タイミング等）を含む透視撮影条件の設定、画像データ生成条件の設定、標準撮影モードにおける基準撮影位置の設定、立体視撮影モードにおける撮影間隔Δｄの設定、各種指示信号の入力等を行なう。

　システム制御部１２は、図示しないＣＰＵと入力情報記憶部を備える。操作部１１において入力／設定／選択された各種の情報は、入力情報記憶部に保存される。一方、ＣＰＵは、入力情報記憶部から読み出した上述の情報に基づいてＸ線診断装置１００が有する上述の各ユニットを統括的に制御することにより、被検体１５０の透視領域に対する標準撮影モードのＸ線透視を実行させて基準画像データの収集と当該基準画像データが得られる基準撮影位置の設定を行ない、更に、この基準撮影位置を中心として設定された立体視撮影モードに好適な第１の撮影位置と第２の撮影位置との間で撮像系を高速往復移動させることにより両眼立体視に対応した第１の画像データ及び第２の画像データの生成と表示を実行させる。

　次に、立体視撮影モードにおける第１の画像データ及び第２の画像データを用いた裸眼方式の両眼立体視法につき図９を用いて説明する。裸眼方式の両眼立体視法では、例えば、左眼用に生成された第１の画像データと右眼用に生成された第２の画像データを所定のデータ間隔で表示部１０のモニタに並列表示し、操作者は、モニタ上に表示されたこれらの画像データを特殊な偏向メガネ等を用いずに直接観察する方法が行なわれる。

　この両眼立体視法には、通常、図９（９Ａ）に示すように、表示部１０のモニタにおいて所定のデータ間隔Δβで並列表示された第１の画像データＩｍａ及び第２の画像データＩｍｂを左眼Ａａ及び右眼Ａｂの焦点Ｆｏ（図示せず）より手前に配置する並行法と、図９（９Ｂ）に示すように、第１の画像データＩｍａ及び第２の画像データＩｍｂを左眼Ａａ及び右眼Ａｂの焦点Ｆｏより遠方に配置する交差法とがあるが、本実施形態が適用される裸眼方式の両眼立体視は、並行法あるいは交差法の何れであっても構わない。

（画像データの生成／表示手順）
　次に、両眼立体視を目的とした本実施形態における画像データの生成／表示手順につき図１０のフローチャートに沿って説明する。

　両眼立体視法に対応した第１の画像データ及び第２の画像データの収集に先立ち、Ｘ線診断装置１００のＸ線透視撮影部１は、操作部１１からシステム制御部１２を介して供給される保持部移動指示信号に従ってＣアーム６１と共に移動する撮像系を用いて被検体１５０に対する標準撮影モードのＸ線透視を行なう。そして、操作者は、このとき得られる画像データの観察下で撮像系の位置を調整することにより基準画像データの収集とこの基準画像データが得られる基準撮影位置の設定を行なう（図１０のステップＳ１）。

　次に、操作者は、操作部１１が備える操作／入力デバイスを用いて立体視撮影モードを選択する（図１０のステップＳ２）。そして、システム制御部１２を介して上述の選択情報を受信した機構駆動部８の駆動制御部８３は、Ｃアーム６１の往復スライド移動を高速で行なうための駆動制御信号を生成して保持装置機構駆動部８１へ供給し、保持装置機構駆動部８１は、上述の駆動制御信号に基づいて生成した各種の駆動信号を保持装置６のスライド移動機構部６０１へ供給する。そして、スライド移動機構部６０１の回転部６１２を移動させてＣアーム６１の側面に取り付けられていたベルト６１１を弛緩状態にすることによりＣアーム６１と回転部６１２との連結状態を解除した後、リンク機構６１０の装着部６１５をＣアーム６１の側面に装着する（図１０のステップＳ３）。

　次いで、リンク機構６１０のローラ６１４を所定方向へ高速回転させることによりＣアーム６１をその走行方向に沿って高速移動させ、このＣアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系を標準撮影モードの基準撮影位置から立体視撮影モードに好適な第１の撮影位置へ移動させる（図１０のステップＳ４）。

　そして、第１の撮影位置に対する撮像系の配置が終了したならば、システム制御部１２は、透視指示信号と自己の入力情報記憶部から読み出したＸ線照射条件を高電圧発生部４のＸ線制御部４１へ供給し、この指示信号を受信したＸ線制御部４１は、上述のＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２を制御することによりＸ線発生部２のＸ線管２１に対して所定の高電圧を印加する。そして、高電圧が印加されたＸ線管２１は、Ｘ線絞り器２２を介して被検体１５０の透視領域にＸ線を照射し、透視領域を透過したＸ線はその後方に設けられたＸ線検出部３の平面検出器３１によって検出される。

　このとき、平面検出器３１において２次元配列された検出素子５１の光電膜５２は、被検体１５０を透過したＸ線を検出し、その透過量に比例した信号電荷を電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積する。そして、所定期間のＸ線照射が終了したならばゲートドライバ３２は、平面検出器３１のＴＦＴ５４に対し駆動パルスを供給することによって電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された信号電荷を順次読み出す。そして、読み出された信号電荷は、投影データ生成部３３の電荷・電圧変換器３３１において電圧変換され、Ａ／Ｄ変換器３３２においてデジタル信号に変換された後パラレル・シリアル変換器３３３のバッファメモリに１ライン分の投影データとして保存される（図１０のステップＳ５）。

　次に、パラレル・シリアル変換器３３３は、自己のバッファメモリに保存された投影データのデータ要素をライン単位でシリアルに読み出して画像データ生成／記憶部９が備える画像データ生成部９１の投影データ記憶部に順次保存することにより、投影データ記憶部には第１の画像データが生成される。そして、得られた第１の画像データは、画像データ生成／記憶部９の画像データ記憶部９２ａに保存される（図１０のステップＳ６）。

　第１の撮影位置におけるＸ線透視と第１の画像データの生成／保存が終了したならば、ローラ６１４の高速回転を継続して行なうことによりＣアーム６１を反対方向へ高速移動させ、このＣアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系を立体視撮影モードに好適な第２の撮影位置に配置する（図１０のステップＳ７）。

　そして、第２の撮影位置に対する撮像系の配置が終了したならば、上述のステップＳ５と同様の手順によって第２の撮影位置におけるＸ線透視が行なわれ、画像データ生成／記憶部９は、このＸ線透視によって得られた投影データに基づいて第２の画像データを生成する。そして、得られた第２の画像データは、画像データ生成／記憶部９の画像データ記憶部９２ｂに保存される（図１０のステップＳ８及びステップＳ９）。

　上述の手順により、第１の画像データ及び第２の画像データの生成と保存が終了したならば、表示手段として裸眼立体ディスプレイを用いる場合、表示部１０は、第１の画像データ及び第２の画像データに基づいて操作者に両眼視差を与える表示を行なう。一方、裸眼立体ディスプレイを用いない場合、表示部１０は、画像データ記憶部９２ａから読み出した第１の画像データ及び画像データ記憶部９２ｂから読み出した第２の画像データを、例えば、撮影間隔Δｄに基づいて設定された両眼立体視に好適なデータ間隔Δβで並列表示する（図１０のステップＳ１０）。

　撮像系の最初の高速往復移動によって収集された第１の画像データ及び第２の画像データの表示が終了したならば、上述のステップＳ４乃至ステップＳ１０を繰り返すことにより、表示部１０には、高い時間分解能を有した時系列的な第１の画像データ及び第２の画像データが並列表示される。

（変形例）
　次に、本実施形態の変形例につき図１１及び図１２を用いて説明する。上述の実施形態では、リンク機構６１０を用いて立体視撮影モードにおけるＣアーム６１の往復スライド移動を高速で行なう場合について述べたが、本変形例では、カム機構を用いてＣアーム６１の往復スライド移動を高速で行なう場合について述べる。

　図１１に示すように本変形例のスライド移動機構部６０１は、Ｃアーム６１の側面に沿って取り付けられたベルト６１１と、ベルト６１１を移動させることによりＣアーム６１を所定方向へスライド移動させる回転部６１２と、ベルト６１１の走行方向をＣアーム６１の側面から回転部６１２の側面へ変更するプーリ６１３ａ及び上述の走行方向を回転部６１２の側面からＣアーム６１の側面へ変更するプーリ６１３ｂを備える。更に、スライド移動機構部６０１は、その断面が楕円形状を有し所定の速度で高速回転する回転子としてのカム６１７と、電磁石等のロック手段によりＣアーム６１の側面に対して着脱可能である装着部６１５ａと、を有したカム機構６１９を備えている。カム６１７と装着部６１５ａとは、たとえば重力や磁力などにより互いに接している。カム６１７の回転中心は、所定位置に固定される。装着部６１５ａは、カム６１７の回転に応じてカム６１７の外周に沿って摺動する。

　そして、操作部１１において標準撮影モードが選択された場合、機構駆動部８の保持装置機構駆動部８１は、駆動制御部８３から供給される駆動制御信号に基づいて生成した駆動信号を保持装置６のスライド移動機構部６０１へ供給し、図１１（１１Ａ）に示すようにカム機構６１９の装着部６１５ａとＣアーム６１の側面とのロック状態を解除する。

　次いで、保持装置機構駆動部８１は、回転部６１２を右方向へ移動させることによりＣアーム６１の側面に取り付けられたベルト６１１を緊張状態にした状態で所定方向へ回動させる。そして、ベルト６１１を介して連結しているＣアーム６１を走行方向に沿ってスライド移動させることにより、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系を標準撮影モードに好適な基準撮影位置へ移動させる。

　一方、立体視撮影モードが選択された場合、機構駆動部８の保持装置機構駆動部８１は、標準撮影モードの場合と同様にして生成した駆動信号をスライド移動機構部６０１へ供給し、図１１（１１Ｂ）に示すように、回転部６１２を左方向へ移動させてＣアーム６１の側面に取り付けられたベルト６１１を弛緩状態にすることによりＣアーム６１との連結状態を解除する。

　次いで、保持装置機構駆動部８１は、カム機構６１９の装着部６１５ａをＣアーム６１の側面に装着した後カム６１７を高速回転させることによって所定の角度範囲ΔθにおけるＣアーム６１の往復スライド移動を高速で行ない、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系を立体視撮影モードに好適な第１の撮影位置と第２の撮影位置との間で高速往復移動させる。

　図１２（１２Ａ）及び図１２（１２Ｂ）は、立体視撮影モードにおいてＣアーム６１の側面に装着された装着部６１５ａがカム６１７の高速回転に伴って高速往復移動する状態を示したものであり、例えば、反時計方向へ高速回転するカム６１７の長軸が垂直方向近傍に位置した場合、装着部６１５ａの中心部はＣアーム６１の走行方向に沿って第１の撮影位置に対応した位置Ｓｏａへ移動し、カム６１７の長軸が水平方向近傍に位置した場合、第２の撮影位置に対応した位置Ｓｏｂへ移動する。

　即ち、Ｃアーム６１の側面に装着されたカム機構６１９の装着部６１５ａは、カム６１７の高速回転に伴って位置Ｓｏａと位置Ｓｏｂとの間で高速往復移動を繰り返し、Ｃアーム６１は、装着部６１５ａの高速往復移動によりその走行方向に沿った往復スライド移動を高速度で行なう。そして、Ｃアーム６１に装着された装着部６１５ａがＳｏａに到達したとき、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系は立体視撮影モードに好適な第１の撮影位置に配置され、装着部６１５ａがＳｏｂに到達したとき、上述の撮像系は第２の撮影位置に配置される。

　以上述べた本開示の実施形態及びその変形例によれば、立体視撮影モードのＸ線透視を行なう際、このＸ線透視に用いる撮像系を所定範囲内で高速往復移動させることにより、時間分解能に優れた両眼立体視用の画像データを収集することができる。

　特に、高速回転移動を高速往復移動へ変換する機能を有した移動機構部を用いてＣアーム等の保持部に取り付けられた上述の撮像系を高速往復移動させることにより、立体視撮影モードのＸ線透視に必要な撮影位置の切り替えを短時間で繰り返すことが可能となる。

　又、高速回転移動を高速往復移動へ変換する上述の移動機構部を用いることにより移動機構部が撮像系に与える振動や位置ズレは大幅に軽減されため正確な撮影位置の設定が可能となり、良質な両眼立体視用の画像データを継続して得ることができる。更に、振動が少ない移動機構部を用いることにより安定した高速往復移動を長期間に渡って得ることができる。

　又、標準撮影モードに対応する移動機構部と立体視撮影モードに対応する移動機構部を撮影モードの選択情報に基づいて選択使用することにより、夫々の撮影モードにおいて良好な画像データを得ることができ、特に、標準撮影モードの画像データに基づいて立体視撮影モードの撮影位置を設定する場合には、正確な撮影位置を容易かつ短時間で設定することが可能となる。このため検査効率や診断精度が改善されるのみならず操作者の負担が軽減される。

　以上、本開示の実施形態とその変形例について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、更に、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態及びその変形例では、保持装置６のスライド移動機構部６０１を駆動することによってＣアーム６１を高速スライド移動させる場合について述べたが、例えば、ホルダ回動機構部６０２を駆動してアームホルダ６２に固定されたＣアーム６１をアーム主回転軸ｚ３の周囲でｂ方向へ回動させることにより両眼立体視に好適な撮影位置を設定してもよい。

　又、上述の実施形態では、第１の撮影位置における立体視撮影モードのＸ線透視と第２の撮影位置における立体視撮影モードのＸ線透視を交互に繰り返す際、第２の撮影位置における第２の画像データの生成と保存が終了した時点で、画像データ記憶部９２ｂに保存された第２の画像データと既に収集され画像データ記憶部９２ａに保存されている第１の画像データを用いて両眼立体視用の表示データを生成する場合について述べたが、第１の画像データが新たに収集されたならば、この第１の画像データと既に収集され画像データ記憶部９２ｂに保存されている第２の画像データを用いて新たな表示データを生成し、上述の第１の画像データに後続して第２の画像データが新たに収集されたならば、この第２の画像データと既に収集され画像データ記憶部９２ａに保存されている第１の画像データを用いて新たな表示データを生成してもよい。

　一方、上述の実施形態及びその変形例では、Ｃアーム６１の端部近傍に取り付けられた撮像系を所定範囲内で高速往復移動させることにより立体視撮影モードの撮影位置を交互に切り替える場合について述べたが、例えば、Ωアーム等の他の保持部に取り付けられた撮像系を高速往復移動させることにより両眼立体視に好適な撮影位置を設定しても構わない。

　尚、本実施形態及びその変形例のＸ線診断装置１００に含まれる各ユニットは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、Ｘ線診断装置１００のシステム制御部１２は、上記のコンピュータに搭載されたＣＰＵ等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。

　以上、本発明のいくつかの実施形態及びその変形例を説明したが、これらの実施形態や変形例は、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

Claims

　被検体に対して照射するＸ線を発生するＸ線発生部と、
　前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
　前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部を保持する保持部と、
　前記保持部に設けられ、回転子を有し、前記回転子の１方向の回転運動によって前記保持部を往復運動させる保持部移動部と、
を有するＸ線診断装置。
　前記保持部移動部はカム機構又はリンク機構である請求項１記載のＸ線診断装置。
　前記Ｘ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成部と、
　前記往復運動中に得られた前記Ｘ線画像を表示する表示部と、
　を更に有する請求項１記載のＸ線診断装置。
　前記画像生成部は、前記往復運動中に複数のＸ線画像を生成し、
　前記表示部は、前記複数のＸ線画像に基づいて立体視表示する請求項３記載のＸ線診断装置。
　前記保持部が所定方向に沿って所定範囲内で前記往復運動を行なう往復運動モードと、前記保持部を前記所定方向に沿って移動させて所定位置で位置決めするための通常モードとを切り換える操作を行なう操作部を更に有する請求項１記載のＸ線診断装置。
　前記Ｘ線発生部は、前記往復運動モードにおいて、前記保持部が往復運動している間に少なくとも所定の２地点にて繰り返しＸ線照射を行なう請求項５記載のＸ線診断装置。
　前記２地点のうち一方の地点で得られたＸ線に基づいて左目用画像を生成し、前記２地点のうち他方の地点で得られたＸ線に基づいて右目用画像を生成する画像生成部と、
　前記左目用画像及び前記右目用画像に基づいて立体視表示する表示部と、
　を更に有する請求項６記載のＸ線診断装置。
　前記２地点は、前記往復運動における運動方向の切替地点である請求項６記載のＸ線診断装置。
　前記保持部移動部は、さらに前記保持部と連結されたベルトを有し、前記往復運動モードでは前記回転子の１方向の回転運動によって前記保持部を前記所定方向に沿って前記所定範囲内で前記往復運動させる一方、前記通常モードでは前記ベルトを介して前記保持部を前記所定方向に沿って移動させる、
　請求項５記載のＸ線診断装置。