JP4016636B2 - アーム搭載型x線撮影装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、X線管及びイメージインテンシファイアやパネル型X線センサなどのX線検出器等を有するX線撮影手段を備えたアームと、天板とを相対移動させて被検体の関心領域を撮影するアーム搭載型X線撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のアーム搭載型X線撮影装置として、被検体を載置する天板と、X線管とX線検出器とを対向支持するCアームと、このCアームを天板に対して相対移動させる移動機構を備えたものがある。移動機構は、複数個の回転軸や揺動軸などを備え、天板に載置された被検体の体軸周りや体軸方向にCアームを揺動させたり、被検体の体軸方向に回転させたりするとともに、天板を昇降させたり、体軸方向に進退あるいは体軸に直交する方向に進退させたりする。
【0003】
このような装置では、天板やCアームの位置関係によっては干渉を生じる恐れがあるので、それらの相対位置関係に基づいて各部の動作を制限するように予め設定されている。
【0004】
【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。
すなわち、操作卓に設けられたレバーによって各軸を動作させて、消化管造影検査などの検査項目に応じて撮影を行う場合、撮影視野に被検体の関心部位を位置させる際に、熟練者は干渉する位置関係が感覚としてつかめているので円滑に位置させることができる。その一方、操作者の手腕によっては各軸の干渉を防止する動作制限を受けて頻繁に動作が停止してしまう。そのため、各軸の干渉を防止するための機能がかえって操作性を悪化させてしまうという問題がある。
【0005】
なお、検査項目には多種多様なものがあることから、熟練者とはいえ動作制限を受けずに円滑に動作させることは困難を伴う。
【0006】
ところで、装置によってはメモリ機能を利用して各軸の位置登録がなされていることもあるが、これは単に各軸が干渉しない位置や、各操作者が頻繁に利用する独自の位置が登録されているに過ぎない。したがって、登録した操作者以外の者が操作する場合には、干渉させずに動作させるのにやはり困難を伴うことになる。その上、撮影目的に応じて、操作者が複数個のメモリの中から適切なものを選択する必要があって、熟練している操作者以外の者にとっては円滑に操作することが難しい。
【0007】
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、検査開始時に撮影が容易にできる最適化位置を検査項目ごとに予め対応付けておくことにより、操作の習熟度合いにかかわらず円滑に動作させることが可能なアーム搭載型X線撮影装置を提供することを目的とする。
【0008】
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、請求項1に記載の発明は、X線撮影手段を備えたアームと、被検体を載置する天板とを相対移動する移動手段を備えたアーム搭載型X線撮影装置において、検査開始時に検査項目に応じた撮影を行うための、X線撮影手段と天板との相対位置関係のうち、検査の開始時において検査項目に応じた撮影が容易にできる位置関係を最適化位置として予め検査前に登録する登録手段と、前記登録手段を介して登録された前記最適化位置とともに前記X線撮影手段と天板とが干渉する位置関係を検査項目ごとに記憶する記憶手段と、検査開始時には、前記記憶手段に記憶されている検査項目に対応する前記最適化位置に基づいて前記移動手段を制御するとともに前記干渉する位置関係に基づき前記X線撮影手段と天板とが干渉しないよう前記移動手段を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のアーム搭載型X線撮影装置において、各種情報を表示するための表示手段をさらに備え、前記表示手段には、前記移動手段を介して前記アームと前記天板とを予め最適化位置に相対移動させる際の現在の位置関係を表示することを特徴とするものである。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のアーム搭載型X線撮影装置において、前記表示手段には、全ての検査項目が、各々に登録されている最適化位置とともに表示されることを特徴とするものである。
【0011】
〔作用〕
請求項1に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、検査開始時に検査項目に応じた撮影を行うための、X線撮影手段と天板との相対位置を検査の前に予め最適化位置として登録手段によって登録し、これを検査項目ごとに対応付けて記憶手段に記憶しておく。制御手段は、記憶手段に記憶されている検査項目に対応する最適化位置に基づき移動手段を制御する。したがって、X線撮影手段と天板との干渉を防止する動作制限の機能を備えている場合であっても、検査項目を選ぶだけで撮影しやすい位置にX線撮影手段と天板が自動的に相対移動する。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、最適化位置に相対移動させる際の現在の位置関係により、所望する検査項目に適切な相対位置になっているか否かについて表示手段を見て容易に確認できる。
【0013】
請求項3に記載の発明によれば、登録してある全ての検査項目の各々に対応する最適化位置について表示手段を見て容易に確認することができる。
【0014】
【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ないし図3はこの発明の一実施例に係り、図1は実施例に係るCアーム搭載型X線撮影装置を示した斜視図であり、図2はCアーム搭載型X線撮影装置の概略構成を示したブロック図であり、図3はメモリの内容を示した模式図である。
【0015】
このCアーム搭載型X線撮影装置は、X線管1とイメージインテンシファイア3とを、被検体を載置するための天板4を挟んで対向配備したCアーム5を備えている。イメージインテンシファイア3によって可視化された透過X線は、イメージインテンシファイア3に付設されたテレビカメラ7によって撮影される。
【0016】
なお、上記のCアーム5がこの発明におけるアームに相当し、イメージインテンシファイア3がこの発明におけるX線撮影手段に相当する。
【0017】
Cアーム5はアーム支持ブロック9によって支持されており、このアーム支持ブロック9はスライドブロック11に配設されている。さらにスライドブロック11は、スライドレール13に摺動自在に取り付けられてアーム支持ブロック9及びCアーム5とともに一体的に移動可能になっている。スライドレール13は半円形を呈した起倒フレーム15に取り付けられ、さらに起倒フレーム15はベース17に対して取り付けられている。上述した天板4は、図中に点線で示すフレーム19を介して起倒フレーム15に対して取り付けられている。
【0018】
起倒フレーム15は、ベース17上において、半円形に沿って矢印08方向に揺動可能である。この起倒フレーム15が揺動すると、天板4が矢印08方向に一体的に回転する。さらに天板4は、起倒フレーム15によって保持されたまま、矢印01,02,03の各方向に移動可能となっている。つまり、天板4の左右方向である01方向と、天板4の長手方向である02方向と、天板4の面に対して直角方向である03方向との三方向に対して天板4が移動可能に構成されている。これらの01,02,03方向は、図1に示す状態では水平面内のX方向、Y方向及び鉛直方向であるZ方向に一致しているが、起倒フレーム15が回転するとそれに伴って回転するようになっている。
【0019】
上述したスライドブロック11は、起倒フレーム15に取り付けられたスライドレール13に沿って矢印07方向に直線的に移動可能である。07方向は、起倒フレーム15の揺動に伴って回転する。このスライドブロック11には、アーム支持ブロック9が矢印06方向に回転可能に配備されている。つまり、アーム支持ブロック9は、07方向に対して直角な軸(水平軸)周りに回転可能となっている。このアーム支持ブロック9によって、Cアーム5がそのCの字状に沿って矢印05方向に回転可能に支持されている。
【0020】
上記のように構成されている装置は、X線管1から照射されてイメージインテンシファイア3に入射するX線ビームの方向が、三つの軸周りに矢印05,06,08のように回転可能であるとともに、X線ビームの照射位置が天板4(その上の被検体)に対して矢印07方向に直線的に移動可能である。さらに、イメージインテンシファイア3に付設されたテレビカメラ7は、Cアーム5の先端部において矢印04方向に対して直線的に昇降してX線管1に近づいたり離れたりするようになっている。
【0021】
このように装置には移動軸が8軸あり、これらの8軸によって自由に移動してX線ビームの位置・方向を所望するように定めることができるようになっている。なお、05方向は天板4に載置された被検体の体軸周りの回転方向でLAO−RAO方向と呼ばれ、06方向は被検体の体軸を含む鉛直な平面内での回転方向でCRAN−CAUD方向と呼ばれている。
【0022】
次に、図2を参照しながら、上記のように構成されている装置の制御系について説明する。
【0023】
上述した矢印01方向への天板4の移動は、01方向駆動ユニット21によって行われる。この01方向駆動ユニット21は、図示省略しているが、天板14を左右方向に移動させるためのモータや、移動距離を検出するエンコーダなどを備えている。したがって、操作者によって動作される操作レバー23からの指示に応じた制御部25からの指示信号、あるいは制御部25からの直接的な指示信号に基づきモータを回転させたり、その移動に応じて出力される距離信号に基づいて制御部25が停止信号を出力したりする。
【0024】
上述した矢印02方向及び矢印03方向への天板4の移動は、上述した01方向駆動ユニット21と同様の構成・機能を備えた02方向駆動ユニット27及び03方向駆動ユニット28によって行われる。
【0025】
また、イメージインテンシファイア3の矢印04方向への昇降は04方向駆動ユニット29によって行われ、Cアーム5の矢印05方向への移動は05方向駆動ユニット30によって行われる。同様に、Cアーム5の矢印06方向への回転は06方向駆動ユニット31によって行われ、スライドブロッ11の矢印07方向への移動は07方向駆動ユニット32によって行われ、スライドレール13の矢印08方向への揺動は08方向駆動ユニット33によって行われる。上述した各駆動ユニットは、動作させる対象によっては距離信号に代えて角度信号を出力する。
【0026】
なお、上述した各駆動ユニット21,27〜33がこの発明における移動手段に相当する。
【0027】
表示制御回路41は、液晶表示器などのフラットディスプレイ装置を備えた表示器43への表示態様を制御する回路であり、制御部25からの指示に基づいて表示器43に表示信号を出力する。表示器43の前面には、タッチセンサ45が取り付けてある。このタッチセンサ45からの信号は、タッチセンサ入力回路47に与えられ、ここで表示器43の表示領域に対応する位置信号に変換されて制御部25に与えられる。制御部25は、その信号によってオペレータが表示器43のどの領域に触れたかを判断する。
【0028】
この装置で実施する検査としては、非血管系の検査である胆道系検査、血管系の検査である頭部や下肢などの血管造影検査、整形領域検査として肩や股関節などの整形検査・頭部や下肢などの血管造影検査、その他として脊椎腔造影検査の気管支鏡検査などが例示される。この発明における記憶手段に相当するメモリ49は、これらの各検査項目と、上述した各駆動ユニット21,27〜33による最適化位置を関連付けて記憶するものである。最適化位置とは、X線管1及びイメージインテンシファイア3と天板4(正確には天板4上の被検体)との相対的な位置関係のうち、検査の開始時において検査項目に応じた撮影が容易にできる位置関係のことである。
【0029】
詳細は後述するが、まず操作者が操作レバー23を操作し、所望する検査項目に応じた最適化位置となるように各駆動ユニット21,27〜33を制御する。そして、最適化位置となった時点でタッチセンサ45から登録を指示する。すると、検査項目と各駆動ユニット21,27〜33の距離信号あるいは角度信号などが対応付けられてメモリ49に記憶される。その記憶態様は、例えば、図3に示すようになる。つまり、検査項目に頭部などの項目が設定され、各駆動ユニット21,27〜33(図中では01〜08方向と示す)に対する設定値としてV1〜V8が設定される。設定値であるV1〜V8は、上述したように距離信号あるいは角度信号などである。そして、実際に検査を行う際には、まず操作者がタッチセンサ45から検査項目を選択するとともに実行を指示する。すると、選択された検査項目に対応する最適化位置がメモリ49から読み出され、制御部25がこれらに応じて各駆動ユニット21,27〜33を制御する。
【0030】
また、メモリ49には、設計値等に基づき各構成が干渉する位置関係が予め入力されている。制御部25は、これらの位置関係に基づき各部が干渉する位置には移動することを制限するように制御する。
【0031】
なお、上述した制御部25がこの発明における制御手段に相当し、表示器43が表示手段に相当し、タッチセンサ45が登録手段に相当する。
【0032】
●登録処理●
次に図4及び図5のフローチャートを参照して最適化位置の登録処理について説明する。なお、図4は表示器43の表示例を示した模式図であり、図5は検査項目ごとに最適化位置を登録する処理を示したフローチャートである。
【0033】
なお、予め登録作業を行って、よく利用する検査項目については既にメモリ49に記憶されているものとする。
【0034】
ステップS1
操作者は、操作レバー23を用いて各駆動ユニット21,27〜33を制御し、X線管1及びイメージインテンシファイア3と天板4との相対的な位置関係が所望する検査項目について、検査開始時に撮影を容易にできると思われるように設定する(最適化位置の登録)。これは検査を行う前の登録作業であるので、干渉防止の動作制限がかかって最適化位置に移動させるのに時間がかかっても何ら問題は生じない。
【0035】
なお、操作レバー23を用いて位置関係を調節している間、表示器43の位置状態表示領域51には、図4(a)に示すように、各駆動ユニット21,27〜33からの距離信号及び角度信号などに基づいて現在の各部の位置関係がグラフィカルにリアルタイムで表示される。したがって、所望する検査項目に適切な位置になっているか否かについて表示器43を見て容易に確認でき、最適化位置の登録作業が容易に行えるようになっている。
【0036】
また、位置状態表示領域51の左側にある数値表示領域53には、位置関係が数値でリアルタイムに表示されるようになっており、詳細な位置関係を容易に知ることができる。このときに表示される「SID」はSource Image Distance(焦点受像面距離)と言われる、X線管1の焦点からイメージインテンシファイア3の受像面までの距離であり、「MAG」は撮影倍率のことであるが、これらは位置関係に基づいて制御部25によって逐次演算されてリアルタイムに表示されている。なお、この例では、図4(b)の位置状態表示領域51に示すように、X線管1とイメージインテンシファイア3が天板4の被検体頭部側に移動されたものとする。
【0037】
ステップS2
操作者が検査選択スイッチ55に触れたか否かに応じて処理が分岐する。
つまり、検査選択スイッチ55が操作者によって触れられるまで操作レバー23による移動が許容され(ステップS1とS2が繰り返される)、検査選択スイッチ55が操作者によって触れられた場合には、次のステップであるステップS3に移行する。
【0038】
ステップS3
表示器43の画面が図4(b)に切り替わり、検査項目が選択可能な状態になる。操作者は、上記のように設定した最適化位置に対応する検査項目を設定する。なお、このとき位置状態表示領域51には、現在の位置状態が表示されるが、未登録であるので点滅表示して操作者にそのことを知らせる。
【0039】
具体的には、検査項目選択用DOWNスイッチ57及び検査項目選択用UPスイッチ59を操作して、検査項目表示領域61に表示されている検査項目を所望のものに変更する。例えば、検査項目として「頭部」を設定する。
【0040】
ステップS4
上記のステップS3で設定した検査項目を登録する指示がなされるまで、ステップS3、S4を繰り返し、登録する指示がなされた場合には、ステップS5に処理が移行する。具体的には、位置登録キースイッチ63と、位置登録スイッチ65とが同時に操作された場合には、ステップS5に移行する。このように二つのスイッチ63,65の同時操作で登録するようにしたのは、誤ってスイッチ65に触れてしまい、登録する意志がないのに登録してしまうようなミスを防止するためである。
【0041】
ステップS5
制御部25は、現在設定されている位置関係をメモリ49に記憶する。その際には、検査項目表示領域61に設定されている検査項目と、最適化位置としての位置関係を関連付けて、例えば、図3に示すようにメモリ49に格納する。
【0042】
必要であれば、ステップS1に戻ってその他の検査項目についても上述した操作・処理を行って登録する。図3は、X線管1とイメージインテンシファイア3が天板4の被検体足側に移動された位置関係を検査項目「下肢」とし、X線管1とイメージインテンシファイア3が天板4の被検体頭部よりやや下側に移動された位置関係を検査項目「肩」として追加登録した例を示している。
【0043】
●検査撮影●
次に、被検体を天板4に載置して実際に検査撮影を行う場合に、上記のようにして登録した検査項目ごとの最適化位置を用いる手順について図6のフローチャートを参照して説明する。
【0044】
ステップS10
まず、検査項目を選択する。
具体的には、表示器43の表示が図4(a)の状態において、検査選択スイッチ55を操作する。すると、画面が図4(b)に切り替わるので、検査項目選択用DOWNスイッチ57及び検査項目選択用UPスイッチ59を操作して、検査項目表示領域61に所望する検査項目が表示されるようにする。例えば、検査項目として「頭部」が選択されたものとして説明する。
【0045】
ステップS11
上記のステップS10で選択した検査項目が所望するものであるか否かを示す、位置決め実行スイッチ67が操作されるまでステップS10,S11を繰り返す。
【0046】
ステップS12
位置決め実行スイッチ67が操作された場合には、制御部25がメモリ49を参照し、選択された検査項目に対応する最適化位置を読み出す。具体的には、検査項目「頭部」に関連付けられた01〜08方向の各位置関係を読み出す。
【0047】
ステップS12
制御部25は、読み出した最適化位置に基づいて、各駆動ユニット21,27〜33を制御し、各部を最適化位置に移動する。このとき制御部25は、干渉する位置関係を考慮して、各部が干渉しないように最適化位置に効率的に移動させる。
【0048】
なお、このとき位置状態表示領域51にはリアルタイムに各部の位置関係が表示されるが、移動中には点滅表示し、移動が完了すると点灯表示する。これにより操作者は、最適化位置への移動が完了したか否かを表示器43の表示を見るだけで容易に知ることができる。
【0049】
上述したように、この装置では検査開始時に検査項目に応じた撮影を行うための最適化位置を予め登録して検査項目ごとに対応付けてメモリ49に記憶しておく。制御部25はメモリ49に記憶されている検査項目に対応する最適化位置に基づき各各駆動ユニット21,27〜33を制御するので、干渉を防止する動作制限の機能を備えている場合であっても、検査項目を選ぶだけで撮影しやすい位置に自動的に移動させることができる。したがって、操作の習熟度にかかわらず円滑動作が可能となる。
【0050】
なお、この発明は、上述した実際態様に限定されるものではなく、以下のように種々変形実施が可能である。
【0051】
(1)表示器43には、既に登録してある検査項目と、関連づけられている最適化位置を全てリスト状に表示するようにしてもよい。これによりどのような検査項目がどのような最適化位置で関連づけられて登録されているかを容易に知ることができる。また、複数の操作者が一台の装置を利用している場合に、重複して登録してしまい、メモリ49を無駄に使用するようなことを防止することができる。
【0052】
(2)上記の装置では、表示器43に付設してあるタッチセンサ45によって登録などの操作を行うようにしているが、これに代わる登録手段としてマウスなどのポインティングデバイスを用いるようにしてもよい。
【0053】
(3)X線撮影手段はイメージインテンシファイア3に限定されるものではなく、種々の撮影デバイスをこれに代えて用いてもよい。例えば、パネル型X線センサを用いてもよい。
【0054】
(4)移動手段として各駆動ユニット21,27〜33を備え、8方向に移動可能な装置に限定されるものではなく、これよりも多くの方向に移動が可能な装置や、これよりも少ない方向への移動しかできない装置であってもこの発明を適用できる。
【0055】
(5)メモリ49における検査項目と最適化位置の関連付けは種々の手法で行うことができ、上述した図3に示す手法だけに限定されるものではない。
【0056】
(6)上記の装置では、アームとしてCの字状を呈するCアーム5を採用しているが、これに代えてUの字状を呈するアームなど、その他の形状のアームを用いた装置であってもよい。
【0057】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明によれば、検査開始時に検査項目に応じた撮影を行うための最適化位置を、予め登録手段によって登録して検査項目ごとに対応付けて記憶手段に記憶しておく。制御手段は記憶手段に記憶されている検査項目に対応する最適化位置に基づき移動手段を制御するので、干渉を防止する動作制限の機能を備えている場合であっても、検査項目を選ぶだけで撮影しやすい位置にX線撮影手段と天板を自動的に相対移動させることができる。したがって、操作の習熟度にかかわらず円滑動作が可能となる。
【0058】
請求項2に記載の発明によれば、最適化位置に相対移動させる際の現在の位置関係により、所望する検査項目に適切な相対位置になっているか否かについて表示手段を見て容易に確認できる。したがって、最適化位置の登録作業が容易に行える。
【0059】
請求項3に記載の発明によれば、登録してある全ての検査項目の各々に対応する最適化位置について表示手段を見て容易に確認することができるので、所望する検査項目に対して最適化位置が既に登録されているか否かの確認や、所望する検査項目に対して目的の撮影が可能か否かなどを容易に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るCアーム搭載型X線撮影装置を示した斜視図である。
【図2】Cアーム搭載型X線撮影装置の制御系の概略構成を示したブロック図である。
【図3】メモリの内容を示した模式図である。
【図4】表示器の表示例を示す図である。
【図5】検査項目ごとに最適化位置を登録する処理を示したフローチャートである。
【図6】検査を行なう際の処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
1 … X線管
3 … イメージインテンシファイア(X線撮影手段)
4 … 天板
5 … Cアーム(アーム)
21 … 01方向駆動ユニット(移動手段)
25 … 制御部(制御手段)
27 … 02方向駆動ユニット(移動手段)
28 … 03方向駆動ユニット(移動手段)
29 … 04方向駆動ユニット(移動手段)
30 … 05方向駆動ユニット(移動手段)
31 … 06方向駆動ユニット(移動手段)
32 … 07方向駆動ユニット(移動手段)
33 … 08方向駆動ユニット(移動手段)
34 … タッチセンサ(登録手段)
Claims (3)
- X線撮影手段を備えたアームと、被検体を載置する天板とを相対移動する移動手段を備えたアーム搭載型X線撮影装置において、検査開始時に検査項目に応じた撮影を行うための、X線撮影手段と天板との相対位置関係のうち、検査の開始時において検査項目に応じた撮影が容易にできる位置関係を最適化位置として予め検査前に登録する登録手段と、前記登録手段を介して登録された前記最適化位置とともに前記X線撮影手段と天板とが干渉する位置関係を検査項目ごとに記憶する記憶手段と、検査開始時には、前記記憶手段に記憶されている検査項目に対応する前記最適化位置に基づいて前記移動手段を制御するとともに前記干渉する位置関係に基づき前記X線撮影手段と天板とが干渉しないよう前記移動手段を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするアーム搭載型X線撮影装置。
- 請求項1に記載のアーム搭載型X線撮影装置において、各種情報を表示するための表示手段をさらに備え、前記表示手段には、前記移動手段を介して前記アームと前記天板とを予め最適化位置に相対移動させる際の現在の位置関係を表示することを特徴とするアーム搭載型X線撮影装置。
- 請求項2に記載のアーム搭載型X線撮影装置において、前記表示手段には、全ての検査項目が、各々に登録されている最適化位置とともに表示されることを特徴とするアーム搭載型X線撮影装置。
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