JP4911958B2

JP4911958B2 - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP4911958B2
Application number: JP2005349323A
Authority: JP
Inventors: 忍竹之内; 重之池田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2025-12-02
Also published as: JP2007151733A

Description

本発明は、X線撮影装置に係り、特に照射野ランプの照射光を被検者の撮影領域に照準して前記被検者に照射するX線の照射野を調整する機能を備えたX線撮影装置に関する。

X線撮影装置において、被曝X線量の低減と画質向上の点から、被検者の撮影領域にX線を照射し、その他の領域にはX線を照射しないようにするために、X線管の放射口に取り付けられたX線可動絞り装置により、X線管から照射されたX線の照射範囲を絞る手法がとられている。

このX線可動絞り装置によるX線照射野の設定は、特許文献1に開示されているように、撮影に先立ってX線可動絞り装置の内部に設けられた照射野ランプの照射光を被検者の撮影部位に照準してX線の照射視野を確認し、この照射視野になるようにX線の絞り範囲、すなわちX線照射野を調整する。
この調整が終われば、前記照射野ランプを消灯して、X線管のフィラメントの加熱や回転陽極の回転等の所定の準備が完了した後に被検者にX線を照射して撮影を行う。

上記特許文献1によるX線照射野の調整は、前記照射野ランプを点灯、消灯するための照射野ランプスイッチを設け、オペレータはこの照射野ランプスイッチにより前記照射野ランプを点灯してX線照射野を調整し、この調整完了後に消灯して撮影を開始する。
このようにしてX線照射野を調整するX線撮影装置において、前記調整は被検者の撮影部位にX線が照射されるように位置決めしながら又は位置決めした後に行うものであるが、前記照射野ランプの点灯と消灯の操作時にオペレータの視線は前記照射野ランプスイッチに注がれているので、この操作の間に被検者が動いた場合は、再度位置決めをしなければならなくなる。
また、上記照射野ランプスイッチの操作も煩わしいものである。

そこで、被検者から視線を外すことなく撮影部位に位置決めしながら照射野を調整し、かつ照射野ランプスイッチの操作作業を軽減するために、撮影部位や撮影***に拘わらず照射野ランプの点灯時間を一定にして照射野調整を行っていた。
特開2003-175030号公報

しかし、上記のように照射野ランプの点灯時間を一定にすると、被検者の撮影部位の位置決めに多くの時間を要する、例えばコールドウェルの撮影時のような場合は、照射野調整の途中で前記一定の点灯時間が経過して照射野ランプが消灯する。このため、照射野ランプスイッチを再びオンして点灯しなければならないので、撮影準備の作業効率が低下する。

そこで、これを解決するためには、照射野ランプの点灯時間を照射野の調整に最も多くの時間を要する撮影部位、撮影***に合わせて設定すれば良いが、このようにすると、胸部単純撮影のような照射野の調整が短い場合には、撮影が終了しても消灯していない状態となり得る。
また、照射野ランプの点灯時間が長いと、ランプが消耗してランプ切れを生じ、このためランプを取り替えて再度照射野を調整しなければならなくなるので、この作業にも手間を要する。
さらに、照射野ランプには、高価なハロゲンランプを用いているので、照射野ランプの寿命が短くなると、このランプのメンテナンス費用も増えることになる。このようなことから、照射野ランブの点灯時間を必要最小限にすることが望ましい。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、照射野調整の間のみ照射野ランプを点灯して、撮影スループットの向上及び照射野ランプの寿命を長くすることが可能なX線撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的は、以下の手段によって達成される。
(1)被検者に照射するX線を発生するX線発生手段と、前記被検者の撮影領域に照射されるX線の照射野を制限するX線可動絞り手段と、このX線可動絞り手段で前記X線の照射野を調整する際に前記被検者の撮影領域に照射光を照準する照射野ランプと、前記X線発生手段に対向配置され前記被検者の透過X線を検出するX線検出手段と、前記X線発生手段とX線可動絞り手段と照射ランプ及びX線検出手段を支持する支持手段とによる撮影機構と、この撮影機構を操作する操作手段とを備えて構成されるX線撮影装置であって、前記X線照射野の調整が終了した信号を検出するX線照射野調整終了信号検出手段と、このX線照射野調整終了信号検出手段で検出したX線照射野調整終了信号に対応して前記照射野ランプの点灯時間を制御する照射野ランプ点灯時間制御手段とを備えた。

(2)前記X線照射野調整終了信号検出手段は、前記撮影機構の機械的動作を検出する動作検出手段を備え、この動作検出手段は、前記照射野ランプを点灯して前記照射野の調整開始から終了までの前記撮影機構の機械的動作を検出して該機械的動作の終了信号を出力する手段であって、前記照射野ランプ点灯時間制御手段は、前記機械的動作の終了信号で前記照射野ランプを消灯する手段を備えた。

(3)前記動作検出手段は、前記X線発生手段からのX線の照射位置の調整動作を検出する手段と、前記X線可動絞り手段によるX線絞り範囲の調整動作を検出する手段と、前記X線検出手段の位置の調整動作を検出する手段と、前記支持手段の位置の調整動作を検出する手段と、前記調整動作検出手段の全ての非動作を検出する非動作検出手段とを備えた。

(4)さらに前記被検者を載置する被検者テーブルと、この被検者テーブルの位置の調整動作を検出する手段とを備え、この手段の非動作検出も前記非動作検出手段に含むように構成した。

このように構成されたX線撮影装置は、X線照射野調整終了信号検出手段でX線照射野の調整の終了を検出して照射野ランプ点灯時間制御手段により照射野ランプの点灯時間を制御するようにしたので、照射野の調整時間の長さに拘わらず、前記照射野ランプの点灯時間を最適なものとすることができる。
これによって、従来のように、照射野ランプスイッチを再びオンして点灯しなければならないという問題はなくなり、撮影のスループットが向上する。
また、照射野ランプは、常に撮影条件に対応した点灯時間とすることができるので、無駄な点灯がなくなり、照射野ランプの寿命も長いものとなる。

(5)さらに前記照射野ランプ点灯時間制御手段は、前記機械的動作の終了信号から所定の時間後に前記照射野ランプを消灯する消灯遅延手段を備えた。

このように、照射野ランプ消灯遅延時間を設けたので、この時間により余裕を持って照射野を確認することができる。

本発明によれば、X線照射野調整作業確認、終了検出信号検出手段でX線照射野調整中は、照射野ランプを消灯しないようにしたので、従来のように、照射野ランプスイッチを再びオンして点灯しなければならないという問題はなくなり、撮影のスループットが向上する。
また、照射野ランプは、常に撮影条件に対応した点灯時間とすることができるので、無駄な点灯がなくなり、照射野ランプの寿命も長いものとなる。

以下、本発明によるX線撮影装置の好ましい実施の形態について添付図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態によるX線撮影装置の構成を示す模式図である。
この図1のX線撮影装置は、被検者1が立位の姿勢あるいは椅子を用いた座位の姿勢で撮影するような、前記被検者1を載置する被検者テーブルが邪魔になる、あるいはテーブルを必要としない***による撮影の場合を示し、前記被検者1に照射するX線を発生するX線管を備えたX線発生装置2と、前記X線の照射野を調整する照射野ランプ3を内蔵した前記X線照射範囲を制限するX線可動絞り装置4と、前記X線発生装置2及び前記X線可動絞り装置4と対向配置され前記被検者1の透過X線を検出するX線検出装置5と、前記X線発生装置2及び前記X線可動絞り装置4と前記X線検出装置5とを支持するCアーム支持器6と、このCアーム支持器6を被検者1の撮影部位に位置決めするための支持器駆動装置7と、前記X線発生装置2と前記X線可動絞り装置4と前記X線検出装置5と前記Cアーム支持器6の動作状態を検出する動作検出装置8と、この動作検出装置8の検出信号により前記照射野ランプ3の点灯及び消灯時間を制御する照射野ランプ制御装置9と、前記X線検出装置5で検出したデータに画像処理を施し、この処理された画像データから表示する撮影画像を生成する画像処理装置10と、この画像処理装置10で生成された撮影画像を表示する表示装置11と、患者名、撮影部位、撮影方向、撮影X線条件、前記画像処理に必要な各種のパラメータ等の設定及び前記各要素の操作指令を出力してX線撮影装置全体を制御する機能を備えた操作装置12とを備えて構成される。

前記X線発生装置2は、前記操作装置12で設定した撮影条件であるX線管の陽極と陰極間に印加する電圧と前記陽極と陰極間に流れる電流及び撮影時間に対応したX線量を発生するように図示省略のX線高電圧装置により制御される。
また、前記X線発生装置2には、この装置のX線管を回転させる機構(X線の照射方向の調整時に使用され、以下、X線管の回転機構と呼ぶ)及び上下にスライド移動可能な機構(X線検出装置5のX線検出中心に対して上下方向にX線管のオフセット位置を調整するためのもので、以下、これをX線管の上下スライド機構と呼ぶ)を備えている。

前記X線可動絞り装置4は、X線照射野を調整する際に前記被検者1の検査部位に照射光を照準する照射野ランプ3を備え、4辺の移動可能な羽根(鉛板)を用いてX線照射野を適切な範囲に制限できる機構を備えている(以下、これをX線絞り機構と呼ぶ)。

前記X線検出装置5は、被検者1を透過したX線を検出するX線検出器とこのX線検出器を上下に移動させる機構(以下、これをX線検出器の上下移動機構と呼ぶ)を備え、前記X線検出器は被検者の透過X線を検出できるものであればどのような検出器でも良いが、図1に示すX線撮影装置は、被検者1を透過したX線データをディジタル値に変換可能な、例えばイメージインテンシファイアとCCD(Charge Coupled Device;電荷結合素子)カメラとを組み合わせたもの、あるいは半導体式ディジタルX線検出器であるX線平面検出器(Flat Panel Detector)と呼ばれる検出器などを用い、これらの検出器で検出したディジタルX線データを画像処理装置10で画像処理して表示装置11にX線画像を表示する例である。

前記Cアーム支持器6は、図示省略の支持体(透視撮影台や天井等の支持体)に支持されており、回転及び上下、左右への移動が可能に構成され、支持器駆動装置7により駆動制御される。

前記X線照射野は、前記被検者1の撮影部位にのみにX線を照射するようにするために、前記照射野ランプ3を点灯して前記Cアーム支持器6の回転及び上下、左右位置と、前記X線発生装置2のX線管の上下スライド位置及びX線放射方向と、前記X線検出装置5のX線検出器の上下位置とを調整しながら前記X線可動絞り装置4によりX線絞り範囲を調整し、この調整後に前記照射野ランプ3を消灯してX線発生装置2からX線を被検者1に照射して撮影する。

前記X線発生装置2のX線管の回転機構及びX線管の上下スライド機構、X線可動絞り装置4のX線絞り機構、X線検出装置5のX線検出器の上下移動機構及びCアーム支持器6の支持器駆動装置7には、それぞれ前記各機構を駆動するモータを備えているので、これらのモータの回転数をエンコーダで検出し、このエンコーダの出力パルスより前記各駆動機構の動作を検出することができる。

このようにして、X線絞り範囲の調整後に前記照射野ランプ3を自動的に消灯させるために、本発明は、前記動作検出装置8と前記照射野ランプ制御装置9とを備えたものである。
すなわち、X線照射野の調整中は、前記Cアーム支持器6と、X線発生装置2と、X線検出器5と、X線可動絞り装置4のうちの少なくとも一つが動作しているので、これらの動作信号を前記動作検出装置8で検出して照射野ランプ3の点灯時間を照射野ランプ制御装置9で制御するもので、前記X線絞り範囲の調整が終了したX線照射野調整終了信号を動作検出装置8で検出し、この検出信号により照射野ランプ制御装置9で照射野ランプ3を消灯する信号を生成して前記X線可動絞り装置4に内蔵の照射野ランプ3を消灯する。
前記動作検出装置8は、特許請求の範囲のX線照射野調整終了信号検出手段に対応し、前記照射ランプ制御装置9は、特許請求の範囲の照射野ランプ点灯時間制御手段に対応する。

図2は、本発明の第1の実施形態による照射野ランプの点灯から消灯までの処理のフローチャートである。
(1)X線照射野を調整するために、X線可動絞り装置4の近傍に設けられた照射野ランプ3のスイッチをオンする(S21)。
(2)この照射野ランプ3のスイッチのオン信号が照射野ランプ制御装置9に入力されると、該照射野ランプ制御装置9は照射野ランプ3の点灯時間の初期値を設定して該照射野ランプ3の点灯を開始させる(S22)。
(3)動作検出装置8は、照射野調整動作検出処理により(S23)、X線発生装置2のX線管の回転機構及びX線管の上下スライド機構の動作と(S24)、X線可動絞り装置4のX線絞り機構の動作と(S25)と、X線検出装置5のX線検出器の上下移動機構の動作と(S26)、Cアーム支持器6の支持器駆動装置7の動作(S27)のそれぞれの機械的動作を検出する。
(4)前記X線発生装置2、X線可動絞り装置4、X線検出装置5及びCアーム支持器6のうちの一つでも機械的動作を検出した場合は、照射野の調整中であると判断して照射野ランプの点灯時間を所定時間だけ延長して(S28)、ステップS23に戻り、前記機械的動作の検出を継続する。
(5)前記X線発生装置2、X線可動絞り装置4、X線検出器5及びCアーム支持器6の全てが非動作であることを検出した場合は(S30)、照射野の調整を終了したものであるが、直ちに照射野ランプ3を消灯しないで、この消灯時間を所定の時間だけ遅らせて(S29)、照射野ランプ3を消灯させる(S31)。

なお、前記X線発生装置2、X線可動絞り装置4、X線検出装置5及びCアーム支持器6の全ての非動作検出で直ちに照射野ランプ3を消灯しないで所定時間経過後に消灯するのは、照射野を確認するための時間が必要であるために数秒程度のディレイ時間を設けたほうが良いからである。
尚、このときに前記動作検出手段8で動作が検出されると(4)に戻り、前記機械的動作の検出を継続する。

また、前記照射野の調整時間は、撮影部位や撮影***(撮影姿勢)、撮影術式により異なるので、前記照射野ランプ制御装置9の照射野ランプ点灯時間の初期値や照射野ランプ点灯時間の延長時間等のパラメータは、前記撮影部位や撮影***(撮影姿勢)、撮影術式と前記パラメータとの関係をテーブル化し、この関係から撮影に適したパラメータを選択して照射野ランプ3の点灯及び消灯時間を制御することにより、効率良く照射野の調整を行うことができる。

例えば、胸部正面の撮影の場合、撮影部位の位置決め及び照射野の調整は短時間で済むので、照射野ランプ3の点灯時間を短くし、これに対してコールドウェル撮影のように、Cアーム支持器5を動かして照射野の中心をある角度に設定するような、撮影部位の位置決め及び照射野の調整に費やす時間が長い場合は、自動的に照射野ランプの点灯時間を長くして、照射野調整時間の長短に拘わらず、どのような照射野調整にも容易に対応できるものとなる。

このように、動作検出装置8で照射野調整の終了を検出し、この検出信号で照射野ランプの点灯時間を撮影用途に応じた値に照射野ランプ制御装置9により制御するようにしたので、照射野調整の途中で照射野ランプの消灯及びランプ切れの問題が解消され、撮影スループットの向上及び照射野ランプの寿命を長くすることができる。

図3は、本発明の第2の実施形態によるX線撮影装置の構成を示す模式図である。
この図3のX線撮影装置は、被検者1を被検者テーブル13に載置して撮影する場合で、被検者1の撮影部位への位置決め及びX線照射野の調整時には、前記被検者テーブル13の移動も伴うので、前記照射野ランプの点灯制御には該被検者テーブル13の動作検出も必要である。
そのために、前記被検者テーブル13を前後、左右及び上下に移動させる被検者テーブル移動駆動装置14を備え、この装置の動作信号を動作検出装置8’に入力して、照射野ランプ制御装置9’により前記第1の実施形態と同様にして照射野調整の終了を検出するものである。
なお、その他の構成及び動作は図1の第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

図4は、本発明の第2の実施形態による照射野ランプの点灯から消灯までの処理のフローチャートである。
このフローチャートは、図2に示したフローチャートの照射野調整動作検出に前記被検者テーブルの動作検出を追加したもので、以下のように動作する。
(1)X線照射野を調整するために、前記X線可動絞り装置4の近傍に設けられた照射野ランプ3のスイッチをオンする(S41)。
(2)この照射野ランプ3のスイッチのオン信号が照射野ランプ制御装置9’に入力されると、該照射野ランプ制御装置9’は照射野ランプ3の点灯時間の初期値を設定して該照射野ランプ3の点灯を開始させる(S42)。
(3)動作検出装置8’は、照射野調整動作検出処理(S43)により、前記X線発生装置2のX線管の回転機構及びX線管の上下スライド機構の動作と(S44)、前記X線可動絞り装置4のX線絞り機構の動作(S45)と、前記X線検出装置5のX線検出器の上下移動機構の動作(S46)と、前記Cアーム支持器6の支持器駆動装置7の動作(S47)及び前記被検者テーブルの動作(S48)のそれぞれの機械的動作を検出する。
(4)前記X線発生装置2、X線可動絞り装置4、X線検出装置5、Cアーム支持器6及び被検者テーブル13のうちの一つでも機械的動作を検出した場合は、照射野の調整中であると判断して照射野ランプの点灯時間を所定時間だけ延長して(S49)、ステップS43に戻り、前記機械的動作の検出を継続する。
(5)前記X線発生装置2、X線可動絞り装置4、X線検出器5、Cアーム支持器6及び被検者テーブル13の全てが非動作であることを検出した場合は(S51)、照射野の調整が終了したものとし、直ちに照射野ランプ3を消灯しないで、この消灯時間を所定の時間だけ遅らせて(S50)、照射野ランプ3を消灯させる(S52)。

このように、被検者テーブル13が必要な場合は、X線照射野の調整開始から前記X線発生装置2の動作、X線可動絞り装置4の動作、X線検出装置5の動作及びCアーム支持器6の動作に加えて前記被検者テーブル13の動作も検出し、これらの非動作の検出によりX線照射野の調整終了を検出して、この検出から所定時間後に前記照射野ランプ制御装置9’から照射野ランプ消灯信号を出力し、該照射野ランプ3を自動的に消灯するものである。

また、第1の実施形態と同様、前記照射野の調整時間は、撮影部位や撮影***(撮影姿勢)、撮影術式により異なるので、前記照射野ランプ制御装置9’の照射野ランプ点灯時間の初期値や照射野ランプ点灯時間の延長時間等のパラメータは、前記撮影部位や撮影***(撮影姿勢)、撮影術式と前記パラメータとの関係をテーブル化し、この関係から撮影に適したパラメータを選択して照射野ランプ3の点灯及び消灯時間を制御することにより、効率良く照射野の調整を行うことができる。

このように、被検者テーブルを備えたX線撮影装置においても、動作検出装置8’で照射野調整の終了を検出し、この検出信号で照射野ランプの点灯時間を撮影用途に応じた値に照射野ランプ制御装置9’により制御するようにしたので、第1の実施形態と同様に、照射野調整の途中で照射野ランプの消灯及びランプ切れの問題が解消され、撮影スループットの向上及び照射野ランプの寿命を長くすることができる。

なお、第1の実施形態及び第2の実施形態は、操作装置12がX線撮影機構に近接して設けられた例であるが、本発明はこれに限定するものではなく、操作装置12が撮影室とは離れた操作室に設置された遠隔操作装置による遠隔操作のX線撮影装置にも用いることができる。
この場合は、当然、前記遠隔操作装置からの操作指令に基づいて前記X線発生装置2、X線可動絞り装置4、X線検出装置5、Cアーム支持器6及び被検者テーブル13は作動する。

また、前記図1の第1の実施形態、第2の実施形態及び前記遠隔操作装置を備えたX線撮影装置において、照射野調整の終了信号である動作検出装置8、8’の非検出信号を操作装置12にフィードバックし、この信号を照射野ランプ制御装置9、9’に入力して照射野ランプ3を自動的に消灯する構成でも、あるいは前記X線発生装置2、X線可動絞り装置4、X線検出装置5、Cアーム支持器6及び被検者テーブル13の各駆動機構に動作の開始及び終了を検出する手段を備えて、これらの検出信号を検出し、これを照射野ランプ制御装置9、9’に入力して照射野ランプ3を自動的に消灯する構成でも良い。

本発明の第1の実施形態によるX線撮影装置の構成を示す模式図。本発明の第1の実施形態による照射野ランプの点灯から消灯までの処理のフローチャート。本発明の第2の実施形態によるX線撮影装置の構成を示す模式図。本発明の第2の実施形態による照射野ランプの点灯から消灯までの処理のフローチャート。

符号の説明

2 X線発生装置、3 照射野ランプ、4 X線可動絞り装置、5 X線検出装置、6 Cアーム支持器、7 支持器駆動装置、8、8’ 動作検出装置、9、9’ 照射野ランプ制御装置、12 操作装置、13 被検者テーブル、14 被検者テーブル移動駆動装置

Claims

被検者に照射するＸ線を発生するＸ線発生手段と、前記被検者の撮影領域に照射されるＸ線の照射野を制限するＸ線可動絞り手段と、前記Ｘ線可動絞り手段を用いて前記Ｘ線の照射野を調整する際、前記被検者の撮影領域に照射光を照準する照射野ランプと、前記Ｘ線発生手段に対向配置され前記被検者の透過Ｘ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線発生手段、Ｘ線可動絞り手段、照射野ランプ、Ｘ線検出手段を支持する支持手段と、を有する撮影機構と、前記撮影機構を操作する操作手段と、を備えて構成されるＸ線撮影装置であって、
前記照射野ランプの点灯時間は、前記照射野ランプの点灯時間の初期値と、延長時間と、を設定する照射野ランプ制御装置によって制御され、前記初期値、又は前記延長時間の少なくとも何れか一方は、前記被検者の撮影部位毎、撮影***毎、撮影術式毎の少なくとも何れか一つに応じてそれぞれ異なる所定の値に設定され、前記制御は、前記照射野ランプを点灯させるスイッチの動作信号により前記初期値による点灯を開始し、前記撮影機構の機械的動作を検出する動作検出装置により動作信号を検出した時から前記延長時間による点灯を開始することを特徴とするＸ線撮影装置。
前記被検者を載置する被検者テーブルを有し、前記動作検出装置は、前記被検者テーブルの機械的動作を検出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。