JP4674394B2

JP4674394B2 - Ｘ線診断装置

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Publication number: JP4674394B2
Application number: JP2000310767A
Authority: JP
Inventors: 好二阿久津
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: JP2002112987A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検体を挟んでＸ線照射手段と透過Ｘ線像検出手段とが対向配置されたアームを、互いに直交する３軸の各軸周り方向に自在に回動させるアーム回動機構を有するＸ線診断装置に関し、特に、アームを回動制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線診断装置としては、例えば、被検体の血管造影撮影を行うものがある。このＸ線診断装置は、互いに対向配置されたＸ線管とイメージインテンシファイア（適宜「Ｉ・Ｉ管」と略記）との間に、被検体が載置された天板を挿入させ、この被検体にＸ線管からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＩ・Ｉ管で検出して透過Ｘ線像を得るものである。このようなＸ線診断装置の一例として、図５に示すように、Ｃ字状をなすＣ形アーム１０１を有するものがある。Ｃ形アーム１０１の一端にはＸ線管１０２が取り付けられ、Ｃ形アーム１０１の他端にはＸ線管１０２と対向してＩ・Ｉ管１０３が取り付けられている。また、Ｃ形アーム１０１は保持部１０４にて保持され、この保持部１０４は支柱部１０５を介してスライド部材１０６に固定されている。スライド部材１０６は、天端１０７に対してスライドできるようになっている。また、このＸ線診断装置は、Ｃ形アーム１０１が保持部１０４に対してスライドする方向への回動（α方向）、保持部１０４の支柱部１０５に対しての回動（β方向）、支柱部１０５の軸周り方向への回動（γ方向）がそれぞれ可能であり、これらの各方向に回動させることによってＸ線管１０２の照射方向を任意に設定できる。なお、各方向（α，β，γ）の回動制御はそれぞれ単独に行われる。例えば、α，β方向への回動は、天板の側面側に取り付けられた操作レバー（図示省略）を操作者が操作することで行われ、γ方向への回動は、回動スイッチ（図示省略）を操作者が操作することで行われる。
【０００３】
ところで、このようなＣ形アーム１０１を有するＸ線診断装置では、通常、図５に示す矢印「Ａ」の方向（この矢印「Ａ」の方向をγ角度０度とする）から被検体Ｍの頭部を進入させ、γ方向の角度をこの０度の状態で固定し、Ｃ形アーム１０１をα，β方向にそれぞれ回動させることにより、図６に矢印で示すような被検体Ｍに対する軌道を得ていた。すなわち、Ｃ形アーム１０１をα方向に回動させることにより、被検体Ｍの頭部方向（ＣＲＡＮＩＡＬ方向）あるいは下肢方向（ＣＡＵＤＡＬ方向）に移動可能であり、Ｃ形アーム１０１をβ方向に回動させることにより、被検体Ｍの左方向（ＬＡＯ方向）あるいは右方向（ＲＡＯ方向）に移動可能である。
【０００４】
なお、上述した被検体Ｍの頭部方向（ＣＲＡＮＩＡＬ方向），下肢方向（ＣＡＵＤＡＬ方向），左方向（ＬＡＯ方向），右方向（ＲＡＯ方向）は、診断学上において、被検体Ｍを診断する方向（透視方向）として非常に重要な意味を持っており、図７に示すように、臨床角θ，ηとして定義されている。すなわち、臨床角θは、天板の被検体載置面の鉛直方向（この鉛直方向を０度とする）を基準に、頭部方向（ＣＲＡＮＩＡＬ方向）あるいは下肢方向（ＣＡＵＤＡＬ方向）にどの程度傾けた角度からこの被検体Ｍを診断しているのかを示す角度である。また、臨床角ηは、前述と同様の鉛直方向（この鉛直方向を０度とする）を基準に、左方向（ＬＡＯ方向）あるいは右方向（ＲＡＯ方向）にどの程度傾けた角度からこの被検体を診断しているのかを示す角度である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来装置では、次に示すような問題がある。すなわち、実際には、臨床時の周辺機器との干渉上の問題や、臨床上の必要性の問題などの理由から、図５に示した矢印「Ａ」の方向（γ角度が０度である方向）から被検体Ｍを挿入させた状態で常に撮影するとは限らず、斜めの方向（γ角度が０度でない方向）から被検体Ｍを挿入させた状態で撮影する場合がある。このような場合においては、被検体Ｍの撮影方向が図６の場合と異なるので、例えば図８に示すように、矢印で示す軌道とは別の軌道にＣ形アーム１０１が回動することになってしまう。つまり、γ方向の角度（Ｃ形アーム１０１の挿入角度）を変更すると、α方向，β方向への回動をそれぞれ単独に制御するだけでは、図６に矢印で示した被検体Ｍの頭部方向（ＣＲＡＮＩＡＬ方向），下肢方向（ＣＡＵＤＡＬ方向），左方向（ＬＡＯ方向），右方向（ＲＡＯ方向）の軌道を得ることができないという問題がある。
【０００６】
例えば、図５に示した矢印「Ａ」の方向（γ角度が０度である方向）から被検体Ｍを挿入させるとともに、Ｃ形アーム１０１をα，β方向にそれぞれ任意の角度に回動させた状態で、被検体Ｍの透過Ｘ線像を得ていたとする。その後、臨床上の必要性の理由などにより、Ｃ形アーム１０１のγ方向の角度（Ｃ形アーム１０１の挿入角度）を変更したとすると、被検体Ｍを別方向から透視することになるので、当然にγ角度変更後の透過Ｘ線像は元の透過Ｘ線像と一致しないものになる。そこで、操作者が上述の操作レバーを操作して、元の透視方向と一致させるようにＣ形アーム１０１を各回動方向（α，β方向）に回動させるが、この各回動方向（α，β方向）は上述した臨床角θ，ηの方向、すなわち、被検体Ｍの頭部方向（ＣＲＡＮＩＡＬ方向），下肢方向（ＣＡＵＤＡＬ方向），左方向（ＬＡＯ方向），右方向（ＲＡＯ方向）に不一致となっているので、Ｃ形アーム１０１の各回動方向（α，β方向）を交互に小刻みに回動させたりして目的の位置に移動させるように回動操作しなければならず、回動操作が煩雑で非常に困難となり、操作者の操作負担になるという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記の事情に鑑み、アームを所望の軌道に迅速に回動させることができるとともに、アームの操作性を向上させたＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明に係るＸ線診断装置は、
（Ａ）Ｘ線照射手段と透過Ｘ線像検出手段とが対向配置されたアームと、
（Ｂ）当該アームをα方向にスライド移動可能に支持するスライド機構と、
（Ｃ）当該スライド機構をα方向の回転軸と直交する回転軸周りのβ方向に回転可能に支持する回動機構と、
（Ｄ）当該回動機構を前記β方向の回転軸と直交する鉛直軸周りのγ方向に回転可能に支持する旋回機構と、
（Ｅ）第３軸を鉛直方向とする直交座標系において、その幅方向が前記直交座標系の第１軸方向に、その長手方向が前記直交座標系の第２軸方向に、その厚み方向が前記直交座標系の第３軸方向に合うようにして配設され、被検体を載置する天板とを有し、
（Ｆ）前記Ｘ線照射手段からのＸ線照射に伴って、前記透過Ｘ線像検出手段で検出される前記被検体の透過Ｘ線像を撮影するＸ線診断装置において、
（Ｇ）前記Ｘ線照射手段と前記透過Ｘ線像検出手段とを結ぶアイソセンターの前記直交座標系に対する回動方向及び速度が入力される入力手段と、
（Ｈ）前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行である状態において、前記アイソセンターの回動方向及び速度が、前記入力された回動方向及び速度と一致するように、前記スライド機構及び前記回動機構を制御するとともに、前記γ方向への回転により前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行でない状態となった場合において、前記アイソセンターの回動方向及び速度が、前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行である状態のときと一致するように、前記スライド機構及び前記回動機構を制御するアーム回動機構制御手段と
（Ｉ）を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２の発明のＸ線診断装置は、請求項１に記載のＸ線診断装置において、前記アーム回動機構制御手段は、前記アイソセンターを前記天板の被検体載置面の鉛直方向を基準として第１軸方向および第２軸方向に傾けた角度で表される現在の臨床角の値と、前記γ方向の回転角度と、前記入力手段によって入力された回動方向及び速度とに基づいて算出される前記アームの角速度指令に応じて前記アームを前記回動方向に回動させることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３の発明のＸ線診断装置は、請求項２に記載のＸ線診断装置において、以下の式に基づいて、前記アームの角速度指令を算出することを特徴とするものである。
【数１】

【００１２】
〔作用〕
次に、この発明に係るＸ線診断装置における作用を説明する。請求項１の発明に係るＸ線診断装置では、スライド機構は、Ｘ線照射手段と透過Ｘ線像検出手段とが対向配置されたアームをα方向にスライド移動可能に支持する。回動機構は、当該スライド機構をα方向の回転軸と直交する回転軸周りのβ方向に回転可能に支持する。旋回機構は、当該回動機構を前記β方向の回転軸と直交する鉛直軸周りのγ方向に回転可能に支持する。天板は、第３軸を鉛直方向とする直交座標系において、その幅方向が前記直交座標系の第１軸方向に、その長手方向が前記直交座標系の第２軸方向に、その厚み方向が前記直交座標系の第３軸方向に合うようにして配設され、被検体を載置する。入力手段は、前記Ｘ線照射手段と前記透過Ｘ線像検出手段とを結ぶアイソセンターの前記直交座標系に対する回動方向及び速度が入力される。アーム回動機構制御手段は、前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行である状態において、前記アイソセンターの回動方向及び速度が、前記入力された回動方向及び速度と一致するように、前記スライド機構及び前記回動機構を制御するとともに、前記γ方向への回転により前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行でない状態となった場合において、前記アイソセンターの回動方向及び速度が、前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行である状態のときと一致するように、前記スライド機構及び前記回動機構を制御する。したがって、γ方向への回転によりβ方向の回転軸が第１軸又は第２軸と平行でない状態となった場合において、入力手段によってアーム（アイソセンター）の回動方向を入力したときに、β方向の回転軸が第１軸又は第２軸と平行である状態と同じようにアームがスライド移動及び回転するので、アームが迅速に回動され、アームの操作性が向上され、操作者の作業負担が軽減される。
【００１３】
また、請求項２の発明に係るＸ線診断装置では、アーム回動機構制御手段は、アイソセンターを天板の被検体載置面の鉛直方向を基準として第１軸方向および第２軸方向に傾けた角度で表される現在の臨床角の値と、入力手段によって入力された回動方向及び速度とに基づいて算出されるアームの角速度指令に応じて、アームを入力された回動方向に回動させる。したがって、目的の臨床角のみを与えてアームを回動させる場合に比べて不要な演算処理をかけることがない。
【００１４】
また、請求項３の発明に係るＸ線診断装置では、前述の数１の式に基づいて、アームの角速度指令を算出する。したがって、請求項３に係る発明を好適に実現することができる。また、前述の数１のＡ〜Ｄの係数をＣＰＵ部のメモリに記憶すれば、演算速度が十分でないＣＰＵを採用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のＸ線診断装置の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は、実施例に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。図２（ａ）は、実施例装置のＣ形アームを側面から見た側面図であり、図２（ｂ）は、実施例装置のＣ形アームを正面から見た正面図である。
【００１７】
本実施例に係るＸ線診断装置は、図１に示すように、天板１上に載置された被検体Ｍを挟んでＸ線管２とＩ・Ｉ管３とが対向配置されたＣ形アーム４と、このＣ形アーム４を互いに直交する３軸の各軸周り方向に自在に回動させるＣ形アーム回動機構部５と、天板１を駆動する天板駆動部６と、Ｘ線管２を制御する照射制御部７と、Ｉ・Ｉ管３を制御するＩ・Ｉ管制御部８と、Ｉ・Ｉ管３により得られた光学像を撮影するＴＶ（テレビ）カメラ９と、このＴＶカメラ９で撮影されたデータ画像を処理するデータ画像処理部１０と、このデータ画像処理部１０からのデータ画像を画像表示するモニタ１１と、Ｃ形アーム回動機構部５と天板駆動部６と照射制御部７とＩ・Ｉ管制御部８とデータ画像処理部１０を制御する撮像制御部１２となどを備えている。上述したＸ線管２は本発明におけるＸ線照射手段に相当し、Ｉ・Ｉ管３は本発明における透過Ｘ線像検出手段に相当し、Ｃ形アーム４は本発明におけるアームに相当する。以下に各部の構成について詳細に説明する。
【００１８】
Ｃ形アーム回動機構部５は、図１，図２に示すように、Ｃ形アーム４を保持した状態でα方向にスライド移動できる保持部２１と、この保持部２１を支持する支柱部２２と、この支柱部２２の上端側に固定されたスライド部材２３と、このスライド部材２３が取り付けられた天端２４とを備えている。この支柱部２２の下側端部には、Ｃ形アーム４を保持部２１ごとβ方向に回動する回動機構部２５が備えられ、この支柱部２２の上側端部には、この支柱部２２をγ方向に回動する旋回機構部２６が備えられている。この天端２４には、例えば、天井面２７にｘ方向，ｙ方向に敷かれた天井レール（図示省略）が備えられている。なお、図１には、Ｘ方向を便宜上斜め方向に図示しているが、このＸ方向は図１紙面に垂直方向であることを示すものである。スライド部材２３は、このｘ方向，ｙ方向に敷かれた天井レール（図示省略）を走行することで、ｘ方向，ｙ方向にスライド移動できるようになっている。こうすることで、図２（ａ）に示した、Ｘ線管２とＩ・Ｉ管３との対向方向（アイソセンター）Ｉsoが、被検体Ｍの関心部位からずれないように位置合わせされる。上述したＣ形アーム回動機構部５は、本発明におけるアーム回動機構に相当する。
【００１９】
天板１は、被検体Ｍを載置したままで水平移動自在に構成されていて、天板１の上に載置された被検体Ｍと、Ｘ線管２及びＩ・Ｉ管３との位置関係が、被検体Ｍの体軸Ｊ方向に相対的に変位可能になっている。この天板１の移動は天板駆動部６により行われる。なお、この天板１は、その幅方向が第１軸方向としてのｘ方向に、その長手方向が第２軸方向としてのｙ方向に、その厚み方向が第３軸方向としてのｚ方向に一致するように配設されている。
【００２０】
また、図３に示すように、天板１の側面側１ａには、Ｃ形アーム４の回動方向とその回動速度とに関する操作指令が入力される操作レバー１３と、支柱部２２をγ方向に回動させるための回動スイッチ１４とが備えられている。この操作レバー１３は、上下方向に傾斜させることができ、左右に回転させることができる。具体的には、操作者が操作レバー１３を上方向に傾斜させると、Ｉ・Ｉ管３が遠ざかる方向、すなわち、被検体Ｍの左方向（ＬＡＯ方向）に移動する。操作者が操作レバー１３を下方向に傾斜させると、Ｉ・Ｉ管３が近づいてくる方向、すなわち、被検体Ｍの右方向（ＲＡＯ方向）に移動する。また、操作者が操作レバー１３を左回りに回転させると、Ｉ・Ｉ管３が被検体Ｍの頭部方向（ＣＲＡＮＩＡＬ方向）に移動する。操作者が操作レバー１３を右回りに回転させると、Ｉ・Ｉ管３が被検体Ｍの下肢方向（ＣＡＵＤＡＬ方向）に移動する。また、Ｘ線管２とＩ・Ｉ管３とは対向するようにＣ形アーム４に配設されているので、Ｉ・Ｉ管３がある方向に移動するということは、その移動分だけＸ線管２がＩ・Ｉ管３の移動方向とは反対方向に移動することは言うまでもない。なお、図１では操作レバー１３および回動スイッチ１４を天板１の側面側１ａに図示すると、却って見にくくなるので、便宜上、天板１の外部に図示している。
【００２１】
このように操作者から操作レバー１３に対して操作方向が与えられると、Ｃ形アーム４はその操作方向に回動する、すなわち、支柱部２２がγ方向に任意の角度に回動された状態であっても、図７に示した臨床角θ，ηの方向にＣ形アーム４が回動するように、後述するＣ形アーム回動機構制御部１５によって制御されている。
【００２２】
さらに、操作レバー１３の上下方向の傾きの大きさ、および、操作レバー１３の左右への回転角の大きさに応じた回動速度Ｖθ，Ｖηで、Ｃ形アーム４は回動することになる。なお、上述した操作レバー１３は本発明における入力手段に相当する。
【００２３】
また、回動スイッチ１４には、例えば、右回転ボタン１４ａと左回転ボタン１４ｂとが備えられている。操作者が右回転ボタン１４ａを押している間だけ、γ方向に右回りに支柱部２２が回動する。操作者が左回転ボタン１４ｂを押している間だけ、γ方向に左回りに支柱部２２が回動する。ここでは、この回動スイッチ１４は、支柱部２２をγ方向の任意の角度に回動できるものを採用しているが、予め設定されたγ方向における特定の角度（例えば、0 度，22.5度，45度，…のように22.5度刻みの角度）に支柱部２２を回動するものであっても良い。
【００２４】
Ｘ線管２は、天板１上の被検体Ｍに対して接離自在に構成されている。また、Ｘ線管２には、高電圧発生装置（図示省略）が接続されていて、所定の管電圧，管電流が供給されて、Ｘ線束を被検体Ｍに向けて照射する。また、Ｘ線管２には、Ｘ線コリメータ（図示省略）が取り付けられていて、Ｘ線管２から照射されるＸ線束がＩ・Ｉ管３の入射面に入射されるように絞られる。Ｘ線管２に関するこれらの動作は照射制御部７により行われる。
【００２５】
被検体Ｍを透過したＸ線は、Ｉ・Ｉ管３により可視光に変換される。Ｉ・Ｉ管３は、電極電圧を調節することで、入射面の視野サイズが大小に切り換えられるようになっている。
【００２６】
Ｘ線管２によるＸ線照射に伴ってＩ・Ｉ管３の出力面に被検体Ｍの撮影部位（関心部位）の透過Ｘ線像が光学像として結像する。Ｉ・Ｉ管３の出力面の光学像は、Ｉ・Ｉ管３の後部に取り付けられたＴＶカメラ９によって撮影されてアナログ映像信号がＸ線透視像としてデータ画像処理部１０に出力される。データ画像処理部１０では、ＴＶカメラ９からのＸ線透視像に所定の画像処理を施して画像メモリ１０ａに記憶する。この画像メモリ１０ａに記憶されたＸ線透視像が読み出されてモニタ１１に出力される。モニタ１１は、被検体Ｍの血管造影撮影されたＸ線透視画像を表示する。
【００２７】
撮像制御部１２は、Ｘ線照射や、Ｉ・Ｉ管３の視野サイズの切り換えや、天板１の水平方向（体軸Ｊ方向）への駆動や、操作指示に基づくＣ形アーム４の回動などを制御して、被検体Ｍの血管造影撮影する。撮像制御部１２には、操作者からの各種の操作指示が入力される操作部１６が接続されている。この操作部１６には、上述した操作レバー１３や回動スイッチ１４や、撮影開始を撮像制御部１２に指示するためのフットスイッチ１７などが備えられている。
【００２８】
撮像制御部１２は、図４に示すように、操作レバー１３からの操作指令に応じてＣ形アーム４を回動させるようにＣ形アーム回動機構部５を制御するＣ形アーム回動機構制御部１５を備えている。このＣ形アーム回動機構制御部１５は、操作レバー１３からの操作指令としての回動速度Ｖθ，Ｖηと、回動スイッチ１４からの支柱部２２の回動速度Ｖγとをアナログデジタル変換して出力するＡ／Ｄ変換器３１と、このＡ／Ｄ変換器３１でデジタル化された回動速度Ｖθ，ＶηをＣ形アーム４の角速度指令Ｖα，Ｖβに変換してＣ形アーム回動機構部５を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）３２とを備えている。
【００２９】
ＣＰＵ３２は、入力された回動速度Ｖθ，Ｖηを時間微分した値を、前回の臨床角θ，ηに加算して、現在の臨床角θ，ηの値を算出する。このＣＰＵ３２には、回動スイッチ１４の操作により変更された支柱部２２の回転角度γも入力される。さらに、このＣＰＵ３２は、前記の算出した現在の臨床角θ，ηの値と、回動スイッチ１４からの支柱部２２の回転角度γと、入力された回動速度Ｖθ，Ｖηとを、次に示す演算式（１）〜（７）に基づいて、Ｃ形アーム４の角速度指令Ｖα，Ｖβとを算出する。なお、この演算式（１）〜（７）は、ＣＰＵ３２内のメモリ３２ａに記憶されている。
【００３０】
【数２】

【００３１】
なお、上述したＣ形アーム回動機構制御部１５は本発明におけるアーム回動機構制御手段に相当する。
【００３２】
Ｃ形アーム回動機構部５は、ＣＰＵ３２からのＣ形アーム４の角速度指令Ｖα，Ｖβ，Ｖγを電力増幅してそれぞれのモータＭα，Ｍβ，Ｍγに出力する各速度サーボ回路Ｓα，Ｓβ，Ｓγと、Ｃ形アーム４をα，β，γ方向に駆動させる各モータＭα，Ｍβ，Ｍγと、各モータＭα，Ｍβ，Ｍγの回転角度を検出する各ポテンショメータＰα，Ｐβ，Ｐγと、各ポテンショメータＰα，Ｐβ，Ｐγで検出された回転角度をアナログデジタル変換して出力するＡ／Ｄ変換器３３とを備えている。ＣＰＵ３２は、上述したように、操作レバー１３からの回動速度Ｖθ，Ｖηと、回動スイッチ１４からの支柱部２２の回動速度Ｖγとに基づいて、現在の臨床角θ，ηを算出可能であるが、算出した現在の臨床角θ，ηにＣ形アーム４が実際に位置しているかどうかを確認するために、Ａ／Ｄ変換器３３を介して入力される、各ポテンショメータＰα，Ｐβ，Ｐγで検出された各モータＭα，Ｍβ，Ｍγの回転角度を用いている。
【００３３】
また、ＣＰＵ３２には、Ｘ線管２とＩ・Ｉ管３との対向方向（アイソセンター）Ｉsoにおける第１軸方向への回転角度成分（ｘ成分）としての臨床角ηと第２軸方向への回転角度成分（ｙ成分）としての臨床角θとを表示する角度表示器１８が接続されている。この角度表示器１８は、ＣＰＵ３２で算出されたＣ形アーム４の現在の臨床角θ，ηと、支柱部２２のγ方向への回転角度とを表示する。上述した角度表示器１８は本発明における角度表示手段に相当する。
【００３４】
続いて、以上の構成を有する実施例のＸ線診断装置の動作を説明する。
【００３５】
なおここでは、図５に示した矢印「Ａ」の方向（γ角度が０度である方向）から被検体Ｍを挿入させて、Ｃ形アーム４をα，β方向にそれぞれ任意の角度に回動させた状態で、被検体Ｍの透過Ｘ線像を得ていたとする。その後、臨床上の必要性の理由などにより、Ｃ形アーム４のγ方向の角度（Ｃ形アーム４の挿入角度）を変更したとすると、被検体Ｍを別方向から透視することになるので、当然にγ角度変更後の透過Ｘ線像は元の透過Ｘ線像と一致しないものになる。そこで、元の透視方向と一致させるように、操作者が操作レバー１３を操作してＣ形アーム４を回動させる場合について説明する。
【００３６】
操作者は、元の透視方向と一致させるように、操作レバー１３を上下あるいは左右回りに操作して、Ｃ形アーム４を回動させる。このとき、Ｃ形アーム回動機構制御部１５により、Ｃ形アーム４は、被検体Ｍの頭部方向（ＣＲＡＮＩＡＬ方向），下肢方向（ＣＡＵＤＡＬ方向），左方向（ＬＡＯ方向），右方向（ＲＡＯ方向）のうちで操作レバー１３の操作方向に応じた方向に回動することになる。さらに、このＣ形アーム４は、操作レバー１３の上下方向の傾きの大きさ、あるいは、操作レバー１３の左右への回転角の大きさに比例した回動速度で回動することになる。
【００３７】
具体的には、操作者によって操作レバー１３に入力された操作指令としてのＣ形アーム４の回動方向（臨床角θ，ηの方向）およびその回動速度Ｖθ，Ｖηは、ＣＰＵ３２に入力される。ＣＰＵ３２は、入力された回動速度Ｖθ，Ｖηを時間微分した値を、前回の臨床角θ，ηに加算して、現在の臨床角θ，ηの値を算出し、その各値を角度表示器１８に表示させる。なお、このＣＰＵ３２には、操作者による回動スイッチ１４の操作で変更された支柱部２２の回転角度γも入力されており、支柱部２２の回転角度γも合わせて角度表示器１８に表示させている。さらに、このＣＰＵ３２は、前記の算出した現在の臨床角θ，ηの値と、回動スイッチ１４からの支柱部２２の回転角度γと、入力された回動速度Ｖθ，Ｖηとを、前述の演算式（１）〜（７）に基づいて、臨床角θ，η方向のうちで操作方向に応じた方向にＣ形アーム４を回動させるためのＣ形アーム４の角速度指令Ｖα，Ｖβとを算出し、このＣ形アーム４の角速度指令Ｖα，Ｖβとを各速度サーボ回路Ｓα，Ｓβに出力する。各モータＭα，Ｍβは、Ｃ形アーム４の角速度指令Ｖα，Ｖβに基づいて駆動し、操作レバー１３の操作方向に応じた臨床角θ，η方向に、なおかつその操作の大きさに応じた回動速度でＣ形アーム４が回動する。
【００３８】
操作者は、操作レバー１３を上下あるいは左右に回転させて操作し、元の透視方向と一致するようになると、操作レバー１３の操作を終了してＣ形アーム４の回動を停止させる。具体的には、現在の角度検出器の臨床角θ，ηがＣ形アーム４のγ方向の角度変更前の臨床角θ，ηに一致した時点で、操作者は操作レバー１３に対する操作を終了する。
【００３９】
以上述べたように、この実施例においては、Ｘ線管２とＩ・Ｉ管３との対向方向（アイソセンター）Ｉsoがｘ方向またはｙ方向の軸周りに回転するようにＣ形アーム４を回動させる回動方向（臨床角θ，ηの方向）と、その回動速度Ｖθ，Ｖηとに関する操作指令が入力される操作レバー１３と、Ｃ形アーム４がｚ方向の軸回りの任意の角度に回動された状態であっても、操作レバー１３からの操作指令に応じてＣ形アーム４を臨床角θ，ηの方向に回動させるようにＣ形アーム回動機構部５を制御するＣ形アーム回動機構制御部１５とを備えているので、Ｃ形アーム４がｚ方向の軸周りに回動されて任意の角度に変更されている場合であっても、アイソセンターＩsoがｘ方向またはｙ方向の軸周りに回転するようにＣ形アーム４を回動させる回動方向（臨床角θ，ηの方向）のうちで、操作レバー１３に入力された方向に、Ｃ形アーム４を迅速に回動させることができ、Ｃ形アーム４の操作性を向上させることができ、操作者の作業負担を軽減でき、被検体Ｍへの被爆線量を低減できる。
【００４０】
また、アイソセンターＩsoにおける第１軸方向への回転角度成分（ｘ成分）としての臨床角ηと第２軸方向への回転角度成分（ｙ成分）としての臨床角θとを表示する角度表示器１８を備えているので、Ｃ形アーム４をγ方向に回動した後の臨床角θ，ηを、Ｃ形アーム４をγ方向に回動させる前に角度表示器１８に表示されていた臨床角θ，ηに合わせるようにＣ形アーム４を駆動制御することができ、透過Ｘ線像の再現性を高精度にしかも容易に確保でき、操作者の作業負担を軽減できる。
【００４１】
また、ＣＰＵ３２に目的の臨床角θ，η（位置データ）のみを与えてＣ形アーム４を位置制御する場合では、Ｃ形アーム４の軌跡がジグザグにふらつきながら、目的の臨床角θ，ηに向かい、ＣＰＵ３２における演算処理に関して不要な演算処理をすることになり、演算処理に負担がかかってしまうが、上述した実施例装置では、操作レバー１３からの回動速度Ｖθ，ＶηをＣＰＵ３２に与え、このＣＰＵ３２では、この回動速度Ｖθ，Ｖηに基づいて、Ｃ形アーム４を目的の臨床角θ，ηの方向に回動させるように、Ｃ形アーム４をα，β方向に回動させる各モータＭα，Ｍβに対する速度指令を算出して、Ｃ形アーム４を速度制御するようにしているので、Ｃ形アーム４を臨床角θ，ηの方向の軌道に迅速に回動させることができ、ＣＰＵ３２に不要な演算処理をかけることがない。
【００４２】
この発明は、上記実施の形態に限られることなく、下記のように変形実施することができる。
【００４３】
（１）上述した実施例では、天板１の側面側１ａに操作レバー１３と回動スイッチ１４とを設けているが、天板１以外の操作卓など適宜必要な場所にこの操作レバー１３と回動スイッチ１４とを配設するようにしても良い。
【００４４】
（２）上述した実施例では、ＣＰＵ３２は、操作レバー１３に入力された回動速度Ｖθ，Ｖηから現在の臨床角θ，ηの値を算出し、この現在の臨床角θ，ηと回動スイッチ１４からの支柱部２２の回転角度γと回動速度Ｖθ，Ｖηとを前述の演算式（１）〜（７）に代入し、臨床角θ，η方向のうちで操作方向に応じた方向にＣ形アーム４を迅速に回動させるＣ形アーム４の角速度指令Ｖα，Ｖβとを、リアルタイムに算出してＣ形アーム４を回動制御しているが、予め取り得る臨床角θ，ηと支柱部２２の回転角度γにおける前述の演算式（２）〜（５）のＡ〜Ｄの係数を、ＣＰＵ３２内部のメモリに記憶しておいても良い。この場合には、演算速度が十分でないＣＰＵを採用することができる。
【００４５】
（３）上述した実施例では、ＣＰＵ３２により、入力された回動速度Ｖθ，Ｖηを時間微分した値を、前回の臨床角θ，ηに加算して、現在の臨床角θ，ηの値を算出し、この算出された現在の臨床角θ，ηを角度表示器１８に表示するようにしているが、ポテンショメータＰα，Ｐβ，Ｐγなどの角度検出器で検出された回転角度α，β，γを、次に示す演算式（８），（９）に代入して、現在の臨床角θ，ηの値を算出するようにしても良い。
【００４６】
【数３】

【００４７】
（４）上述した実施例では、各モータＭα，Ｍβ，Ｍγの回転角度を検出する各ポテンショメータＰα，Ｐβ，Ｐγを用いているが、ポテンショメータに限定されるものではなく、ロータリーエンコーダなどのように各モータＭα，Ｍβ，Ｍγの回転角度を検出できるものであれば、適宜に変更可能である。
【００４８】
（５）上述した実施例では、アームをＣ形アーム４としているが、Ｃ形アームに限定されるものではなく、Ｕ形アームや環状アームなど、Ｘ線管２とＩ・Ｉ管３とが対向するように配置されたアームにも適用できる。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１のＸ線診断装置によれば、天板上に載置された被検体を挟んでＸ線照射手段と透過Ｘ線像検出手段とが対向配置されたアームと、互いに直交する３軸の各軸周り方向に自在に前記アームを回動させるアーム回動機構とを有し、被検体へのＸ線照射に伴って透過Ｘ線像検出手段で透過Ｘ線像を撮影するＸ線診断装置において、天板は、その幅方向が３軸のうちの第１軸方向に、その長手方向が３軸のうちの第２軸方向に、その厚み方向が３軸のうちの第３軸方向に合うようにして配設され、Ｘ線照射手段と透過Ｘ線像検出手段との対向方向が第１軸または第２軸の軸周りに回転するようにアームを回動させる回動方向と、その回動速度とに関する操作指令が入力される入力手段と、アームが第３軸周りの任意の角度に回動された状態であっても、入力手段からの操作指令に応じてアームを回動させるようにアーム回動機構を制御するアーム回動機構制御手段とを備えているので、アームが第３軸周りに回動されて任意の角度に変更されている場合であっても、Ｘ線照射手段と透過Ｘ線像検出手段との対向方向が天板の幅方向の軸（第１軸）または長手方向の軸（第２軸）の軸周りに回転するようにアームを回動させる回動方向のうちで、入力手段に入力された方向に、アームを迅速に回動させることができ、アームの操作性を向上させることができ、操作者の作業負担を軽減できる。
【００５０】
また、請求項２の発明に係るＸ線診断装置では、対向方向における第１軸方向への回転角度成分と第２軸方向への回転角度成分とを表示する角度表示手段を備えているので、対向方向における各第１，第２軸方向への回転角度成分を、アームを第３軸周りに回動させる前に角度表示手段に表示されていた各第１，第２軸方向への回転角度成分に合わせるようにアームを駆動制御することができ、透過Ｘ線像の再現性を高精度にしかも容易に確保でき、操作者の作業負担を軽減できる。
【００５１】
また、請求項３の発明に係るＸ線診断装置では、アーム回動機構制御手段は、アームを天板の被検体載置面の鉛直方向を基準として第１軸方向および第２軸方向に傾けた角度で表される現在の臨床角または回転角度の値と、第３軸周りの回転角度と、入力手段によって入力された回動速度とに基づいて算出されるアームの角速度指令に応じて、アームを入力された回動方向に回動させるので、目的の臨床角のみを与えてアームを回動させる場合に比べて不要な演算処理をかけることがない。
【００５２】
また、請求項４の発明に係るＸ線診断装置では、前述の数１の式に基づいて、アームの角速度指令を算出するので、請求項３に係る発明を好適に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は実施例装置のＣ形アームを側面から見た側面図であり、（ｂ）は実施例装置のＣ形アームを正面から見た正面図である。
【図３】実施例装置の操作レバーなどを説明するための概略斜視図である。
【図４】実施例装置のＣ形アーム回動機構制御部とＣ形アーム回動機構部の構成を示すブロック図である。
【図５】Ｃ形アームの一般的な構成を示す概略斜視図である。
【図６】 γ角度が０度のときの軌道を示す説明図である。
【図７】臨床角θ，ηの方向を示す説明図である。
【図８】 γ角度が０度でないときの軌道を示す説明図である。
【符号の説明】
１ …天板
２ …Ｘ線管
３ …Ｉ・Ｉ管
４ …Ｃ形アーム
５ …Ｃ形アーム回動機構部
１３ …操作レバー
１５ …Ｃ形アーム回動機構制御部
１８ …角度表示器
Ｍ …被検体
Ｉso …Ｘ線管とＩ・Ｉ管との対向方向

Claims

（Ａ）Ｘ線照射手段と透過Ｘ線像検出手段とが対向配置されたアームと、
（Ｂ）当該アームをα方向にスライド移動可能に支持するスライド機構と、
（Ｃ）当該スライド機構をα方向の回転軸と直交する回転軸周りのβ方向に回転可能に支持する回動機構と、
（Ｄ）当該回動機構を前記β方向の回転軸と直交する鉛直軸周りのγ方向に回転可能に支持する旋回機構と、
（Ｅ）第３軸を鉛直方向とする直交座標系において、その幅方向が前記直交座標系の第１軸方向に、その長手方向が前記直交座標系の第２軸方向に、その厚み方向が前記直交座標系の第３軸方向に合うようにして配設され、被検体を載置する天板とを有し、
（Ｆ）前記Ｘ線照射手段からのＸ線照射に伴って、前記透過Ｘ線像検出手段で検出される前記被検体の透過Ｘ線像を撮影するＸ線診断装置において、
（Ｇ）前記Ｘ線照射手段と前記透過Ｘ線像検出手段とを結ぶアイソセンターの前記直交座標系に対する回動方向及び速度が入力される入力手段と、
（Ｈ）前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行である状態において、前記アイソセンターの回動方向及び速度が、前記入力された回動方向及び速度と一致するように、前記スライド機構及び前記回動機構を制御するとともに、前記γ方向への回転により前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行でない状態となった場合において、前記アイソセンターの回動方向及び速度が、前記β方向の回転軸が前記第１軸又は第２軸と平行である状態のときと一致するように、前記スライド機構及び前記回動機構を制御するアーム回動機構制御手段と
（Ｉ）を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
請求項１に記載のＸ線診断装置において、前記アーム回動機構制御手段は、前記アイソセンターを前記天板の被検体載置面の鉛直方向を基準として第１軸方向および第２軸方向に傾けた角度で表される現在の臨床角の値と、前記γ方向の回転角度と、前記入力手段によって入力された回動方向及び速度とに基づいて算出される前記アームの角速度指令に応じて前記アームを前記回動方向に回動させることを特徴とするＸ線診断装置。
請求項２に記載のＸ線診断装置において、以下の式に基づいて、前記アームの角速度指令を算出することを特徴とするＸ線診断装置。