JP2019181188A - X線画像診断装置 - Google Patents
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Abstract
Description
従来のアンダーチューブ型の近接透視台は、検出器を天板に対して接近および離間する方向に移動させ得るが、X線管を天板に対して接近および離間する方向に移動させることができない。
このため、SIDがグリッドの収束距離と整合しなくなると、X線管から照射されるX線の一部がグリッドの吸収部で吸収され、均一な画像を得ることができない。すなわち、SIDに応じた適切な収束距離を有するグリッドを選択することが重要である。
しかしながら、前述のように、従来のアンダーチューブ型の近接透視台は、X線管を天板に対して接近および離間する方向に移動させることができない。このため、検出器を天板に対して接近および離間する方向に移動させると、SIDが動的に変化して、グリッドの収束距離と整合しなくなることがある。
この場合、SIDが変化する度に、SIDに適した収束距離を有するグリッドに交換すればよいが、かかる作業は、使用者にとって大きな負担である。
図1は、本発明の一実施形態によるX線画像診断装置の全体構成を示した模式図、図2は、図1に示すX線画像診断装置のブロック図、図3は、X線管と検出器との位置関係を示す図、図4は、グリッドとSIDとの関係を説明するための図、図5は、X線管と天板との位置関係を示す図(第1動作を示す図)、図6は、X線管と天板との位置関係を示す図(第2動作を示す図)、図7は、図6に示す第2動作後のX線画像診断装置の操作状態を示す模式図、図8は、被検体に対するX線管と検出器との位置関係を示す図である。
このX線画像診断装置1は、支持部(脚部)2と、支持部2に対して変位(昇降および回転)可能に設けられ、天板4を保持する主枠部(図示せず)と、主枠部に対して移動(スライド)可能に設けられたタワー部3と、タワー部3に対して移動可能に設けられたX線管(X線源)5および検出器6と、検出器6に固定された操作部7とを有している。
支持部2は、X線画像診断装置1を設置する撮影室の設置面Sに設置される。支持部2は、X線画像診断装置1の各部を支持する機能を有している。
主枠部には、タワー部3が取り付けられている。また、タワー部3の下端部および上端部には、それぞれX線管5および検出器6が取り付けられている。
X線管5は、図示しない高電圧発生部に接続されており、高電圧が印加されることによりX線を発生させ、被検体に対して照射する。一方、検出器6は、その内部にX線変換部(マトリクス状に配置された複数の半導体X線検出素子)を備えており、X線管5から照射され、天板4上に載置された被検体を透過したX線を検出する。
また、検出器6の下部には、図3に示すように、検出器6に対して散乱線除去用のグリッドGを装着可能な装着部8と、グリッドGの装着部8への装着の有無および種類を検出可能なグリッド検出部9とが設けられている。
装着部8は、例えば、グリッドGの対向する2つの縁部(辺)を挿入し、グリッドGを案内する一対のレールを備えている。
グリッドGの種類(すなわち収束距離)は、グリッド検出部9によって検出される。グリッド検出部9は、例えば、グリッドGの種類を示す光学パターンを読み取るフォトセンサや、グリッドGの種類を示す磁気データを読み取る磁気センサ等で構成することができる。なお、光学パターンおよび磁気データは、グリッドGの端部に設けられる。
変位機構10は、水平時(水平状態)の天板4(主枠部)を、X線管5および検出器6ごと鉛直方向に移動(昇降)させるとともに、これらを支持部2に対して回転(回動)させる。
X線管移動機構12は、X線管5が固定されたアーム121と、アーム121をタワー部3の長手方向に沿って移動させるモータ(図示せず)とを備えている。X線管移動機構12は、モータを回転させ、アーム121を移動させることにより、X線管5を天板4に接近および離間する方向(天板4に対して垂直な方向)に移動させるよう構成された移動機構となっている。
また、検出器6は、アーム131の長手方向に沿って移動(スライド)可能に構成されている。これにより、検出器6を支持部2側のバック位置に退避させれば、検出器6が被検体の天板4上への載り降りの動作の際に邪魔にならない。
X線画像診断装置1は、X線管5、検出器6、操作部7、グリッド検出部9、変位機構10、タワー部移動機構11、X線管移動機構12および検出器移動機構13に接続された制御部14を有している。
これにより、操作部7を操作するだけで、制御部14の制御により、検出器6の移動と、これに連動したX線管5の移動とを行うことができる。このため、X線画像診断装置1の操作性が高く、X線管5と検出器6との位置関係を予め設定しておけば、目的に応じた被検体のX線による撮影が可能である。
画像処理部15は、例えば、CPUあるいはGPU(Graphics Processing Unit)等を含むコンピュータである。画像処理部15は、所定の画像処理プログラムを実行する。なお、画像処理部15は、制御部14と同一のハードウェア(CPU)に画像処理プログラムを実行させることにより、制御部14と一体的に構成されてもよい。
入力部17は、例えば、キーボードおよびマウス、タッチパネルまたは他のコントローラー等で構成することができる。使用者(医師等)は、入力部17に対して各種の入力操作を行い、この入力操作を制御部14が受け付ける。
設定値には、例えば、グリッドGの種類(収束距離)に対応したSIDの値、被検体の厚さ方向の中心線とX線管5および検出器6との距離の比等が挙げられる。
なお、グリッドGの収束距離とSIDとは完全に一致している必要はなく、例えば、グリッドGの収束距離が100cmの場合、SIDは80〜120cmの範囲で設定される。
まず、使用者(操作者である医師等)は、グリッドGを装着部8に装着する。グリッド検出部9は、グリッドGが装着部8に装着されたことを検出するとともに、グリッドGの種類を識別する。この識別(検出)信号は、制御部14に送信され、制御部14は、記憶部18に記憶された設定値に基づいてグリッドGの種類に応じたSIDを決定する。
次に、使用者は、天板4と検出器6とが所望の相対位置となるように操作部7の操作ハンドル72を上下左右に操作する。この操作により、制御部14は、検出器6を天板4に接近および離間する方向に移動させるように検出器移動機構13の作動を制御するとともに、タワー部3を天板4(主枠部)の長手方向にスライドさせるようにタワー部移動機構11の作動を制御する。その後、使用者は、操作部7の所定のスイッチ73を押圧し、X線管5から被検体の関心領域(診断のために撮影の対象となる領域)へのX線の照射を開始する。
その後、使用者は、被検体の異なる関心領域の画像を取得すべく、再び操作部7の操作ハンドル72を上下左右に操作して、天板4と検出器6との相対位置を制御(調整)する。このとき、制御部14は、使用者による操作部7の操作(すなわち操作者の入力)に応じて、検出器移動機構13の作動を制御するとともに、それによる検出器6の移動に連動して、X線管5を移動させるようにX線管移動機構12の作動を制御する。具体的には、制御部14は、X線管5と検出器6とのSIDを、X線管5の移動可能範囲で一定に保持するようにX線管移動機構12の作動を制御する。
このような構成において、SIDの変化により、グリッドGの収束距離とSIDとが整合しなくなると、X線管5から照射されたX線の一部は、図4(b)に示すように、吸収部G2(特に、外側の吸収部G2)で吸収され、被検体の均一なX線による画像を得ることができなくなる。
また、SIDが一定に保持されるため、収束距離の異なるグリッドGに交換する必要がなく、使用者の負担の増大がない。
また、制御部14は、X線管移動機構12を作動させ、X線管5をタワー部3の最下部に移動(下降)させる。この時点で、天板4とX線管5とは、図5(a)に示すように、距離U1だけ離間している。
かかる構成(第1動作)により、X線管5が設置面(床面)Sに衝突して破損することを防止することができる。
なお、かかる操作を被検体が天板4に載る際に行ってもよいことは言うまでもない。
被検体に対するX線撮影終了後、使用者は、X線照射を停止させる操作を行う。このとき、制御部14は、天板4が水平状態になっていない場合には、変位機構10を作動させて、天板4を水平状態とする。
また、X線管5が上昇するタイミングは、離間距離Tが所定の値になったタイミングに限定されず、任意のタイミングに設定することもできる。
以上のように、第2動作によっても、X線管5が設置面Sに衝突して破損することを防止することができる。また、第2動作完了後、すなわち、図6(e)に示す状態では、天板4は、被検体が安心して容易に降りることができる程度に十分な高さになっている。
ここで、天板4の下降に伴って、X線管5を上昇させることができない場合について考えてみる。この場合、天板4の下降限界は、X線管5が設置面Sに当接するまでとなる。そして、この下降限界で、一括スライド操作を行うと、X線管5が設置面S上を摺動することとなり、X線管5の破損や故障等の原因となる。そのため、一括スライド操作は、天板4とX線管5とを下降させるのに先行して、行われる必要がある。
これ対し、X線画像診断装置1では、前述したように第2動作と一括スライド操作との順番を問わずに行うことができ、操作性優れる。
例えば、造影剤(バリウム)を用いた撮影を行う場合に、使用者は、操作部7を操作して検出器6を上下左右に移動させつつ、表示部16に表示される画像中の造影剤を確認する。そして、使用者は、画像中に造影剤が鮮明に確認できた時点で、操作部7の所定のスイッチ73を押圧することにより、SIDを一定に設定することができる。かかる構成によれば、造影剤の被検体内での動きをより正確に把握することができるようになる。
また、比較的大きいSIDで一定に保持するようにすれば、より平行光に近いX線により被検体の画像を撮影することができる。この場合、歪みの少ない画像を得ることができるようになる。
かかる構成によれば、制御部14は、SIDを考慮することなく、被検体の中心線OとX線管5および検出器6との距離の比を一定に保持する。具体的には、制御部14は、図8に示すように、検出器6と中心線Oとの距離aとX線管5と中心線Oとの距離bとの比が、検出器6と中心線Oとの距離AとX線管5と中心線Oとの距離Bとの比と等しくなるように制御する。
天板4の上面(表面)と被検体の中心線Oとの離間距離Dは、例えば、10〜20cm程度に設定される。この値は、X線画像診断装置1の使用開始前に、使用者が入力部17に入力してもよく、予め記憶部18に記憶させておいてもよい。
また、この値は、被検体毎に変更してもよく、全ての被検体において一定(固定)であってもよい。
また、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さら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(変形例)が含まれる。
例えば、X線源と検出器との離間距離(SID)または被検体のX線による画像の拡大率を一定に保持する構成(技術)は、天板に対するX線源と検出器との位置関係を反転させたオーバーチューブ型の近接透視台を含む他のX線画像診断装置にも応用可能である。
2 支持部
3 タワー部
4 天板
5 X線管(X線源)
6 検出器
7 操作部
71 モニタ
72 操作ハンドル
73 スイッチ
8 装着部
9 グリッド検出部
10 変位機構
11 タワー部移動機構
12 X線管移動機構(第1移動機構)
121 アーム
13 検出器移動機構(第2移動機構)
131 アーム
14 制御部
15 画像処理部
16 表示部
17 入力部
18 記憶部
19 スピーカ
G グリッド
G1 透過部
G2 吸収部
S 設置面
T 離間距離
U1 離間距離
U2 離間距離
O 中心線
a、A 検出器6と中心線Oとの距離
b、B X線管5と中心線Oとの距離
Claims (10)
- 表面と裏面とを有し、前記表面に被検体を載置する天板と、
前記天板の裏面側に配置され、前記被検体に対してX線を照射するX線源と、
前記天板の表面側に前記X線源と対向して配置され、前記X線源から照射され、前記天板上に載置された前記被検体を透過した前記X線を検出する検出器と、
前記X線源を前記天板に接近および離間する方向に移動させる第1移動機構と、
前記検出器を前記天板に接近および離間する方向に移動させる第2移動機構と、
前記第1移動機構および前記第2移動機構の作動を制御することにより、前記X線源と前記検出器との距離を制御する制御部とを有することを特徴とするX線画像診断装置。 - 前記制御部は、操作者の入力に応じて前記第2移動機構の作動を制御するとともに、それによる前記検出器の移動に連動して、前記X線源を移動させるように前記第1移動機構の作動を制御する請求項1に記載のX線画像診断装置。
- 前記制御部は、前記X線源と前記検出器との離間距離(SID)を、前記X線源の移動可能範囲で一定に保持するように前記第1移動機構の作動を制御する請求項2に記載のX線画像診断装置。
- 当該X線画像診断装置は、さらに、前記検出器に対して散乱線除去用のグリッドを装着可能な装着部と、前記グリッドの前記装着部への装着の有無および種類を検出可能なグリッド検出部とを有し、
前記制御部は、前記グリッド検出部により検出された前記グリッドの種類に応じて前記離間距離を決定する請求項3に記載のX線画像診断装置。 - 前記制御部は、前記被検体の前記X線による画像の拡大率を一定に保持するように前記第1移動機構の作動を制御する請求項2に記載のX線画像診断装置。
- 当該X線画像診断装置は、さらに、前記第1移動機構および前記第2移動機構ごと、前記天板を水平時に昇降させる昇降機構を有し、
前記制御部は、前記昇降機構による前記天板の水平時の昇降に連動して、前記X線源を移動させるように前記第1移動機構の作動を制御する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のX線画像診断装置。 - 前記制御部は、当該X線画像診断装置を設置する設置面と前記X線源との離間距離が所定の値となったとき、前記X線源を前記天板に接近する方向に移動させるように前記第1移動機構の作動を制御する請求項6に記載のX線画像診断装置。
- 表面と裏面とを有し、前記表面に被検体を載置する天板と、
前記天板の裏面側に配置され、前記被検体に対してX線を照射するX線源と、
前記天板の表面側に前記X線源と対向して配置され、前記X線源から照射され、前記天板上に載置された前記被検体を透過した前記X線を検出する検出器と、
前記X線源を前記天板に接近および離間する方向に移動させる移動機構と、
前記移動機構ごと、前記天板を水平時に昇降させる昇降機構と、
前記天板が水平状態のときに前記移動機構および前記昇降機構の作動を制御することにより、前記天板の下降に伴って、前記X線源を上昇させる制御部とを有することを特徴とするX線画像診断装置。 - 前記制御部は、当該X線画像診断装置を設置する設置面と前記X線源との離間距離が所定の値となったとき、前記X線源を上昇させるように前記移動機構の作動を制御する請求項8に記載のX線画像診断装置。
- 前記制御部は、前記昇降機構の作動を制御することにより、前記離間距離が前記所定の値となるまで前記天板および前記X線源を下降させ、前記離間距離が前記所定の値となったときに前記天板および前記X線源の下降を一旦停止させてから、前記移動機構の作動を制御することにより、前記X線源を上昇させる請求項9に記載のX線画像診断装置。
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