JP5546850B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明はＸ線診断装置に関し、より詳細には、血管内治療、特に完全閉塞の通過のためのワイヤルート計画線の描写、及び血管内治療時の観察方向の決定方法の改良に関するものである。

医師はカテーテル手技中に、カテーテルの進行に合わせて撮影位置を変更し、血管分岐がある場合は見やすい撮影位置に変更して観察することがある。撮影位置を変更する一般的な方法は天板位置、アーム位置など個々に操作することであるが、個々に操作することは煩雑である。

そこで、頻繁に使用する撮影位置をプリセットしておくオートポジショニングという従来技術がある（例えば、下記特許文献１参照）。尚、撮影位置とは、撮影位置座標をビーム中心が通るときの保持アーム、寝台の位置である。
特開２０００−１９７６２１号公報

しかしながら、前述した特許文献１に記載の技術は、複数の撮影位置を独立して離散的にプリセットするため、例えば撮影位置（１）から撮影位置（２）に撮影位置が移動する中間は、撮影したい位置を必ずしも通るものではない。また、中間位置における撮影時間を指定することはできない。つまり、カテーテルを進めていく際に必要とされる、カテーテルが通過するであろう経路を連続的に撮影視野として捉える動きは困難である。また、全ての撮影位置において撮影時間を自由に変えることができないため、不連続な点としての撮影位置のオートポジショニング機能にとどまるものである。

したがって本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な操作で所望の撮影位置に沿って撮影位置を連続的に変更することができ、手技時間を短縮することのできるＸ線診断装置を提供することである。

すなわち本発明は、被検体に対しＸ線を照射するＸ線照射部と、該Ｘ線照射部より照射されたＸ線を検出して医用画像を撮影するＸ線検出部とを備える撮影手段と、マップ画像に基づいて前記被検体に対する撮影位置の経路を求める経路演算手段と、前記経路を記憶する記憶部と、前記撮影位置を撮影視野に捉えるように前記撮影手段を移動可能に支持する撮影系移動手段と、前記撮影位置を前記経路に沿って連続的に移動させるべく前記撮影系移動手段を移動させる移動制御手段と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な操作で所望の撮影位置に沿って撮影位置を連続的に変更することができ、手技時間を短縮することのできるＸ線診断装置を提供することである。

以下、図面を参照して本発明に係るＸ線診断装置を好ましい実施形態により説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、撮影位置の移動量制御スイッチを使用することで、予め設定したルート上を撮影位置がトレースするように、保持アームが前進、停止、後退、及びそれらの移動の速さを制御することができる機能について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。

図１において、本実施形態のＸ線診断装置１００は、該Ｘ線診断装置全体の制御を司るシステム制御部１１０と、Ｘ線発生部１１１と、被検体２００を載置する寝台（天板）１１２と、被検体２００を介してＸ線を検出するための平面検出器１１３と、保持アーム１１４と、撮影経路演算部１１６と、画像演算・記憶部１１７と、寝台１１２及び保持アーム１１４を移動させるための機構部１１８と、医用画像ワークステーション１２０と、操作部１２１と、移動量制御スイッチ１２２と、モニタ１２３とから構成される。

Ｘ線発生部１１１は、Ｘ線管１２５及びＸ線絞り器１２６を有して構成される。保持アーム１１４は、Ｘ線発生部１１１及び平面検出器１１３を対向関係に配置したＣ字形状のもので、被検体２００の体軸方向に移動可能な１つのアームにより構成される。

また、撮影経路演算部１１６は、血管内を通過する撮影経路（通過経路）を検出するためのポジションセンサ１２８と、分岐部特定部１２９と、撮影角度特定部１３０と、経路演算部１３１と、機構制御部１３２と、メモリ１３３とを有して構成される。

画像演算・記憶部１１７は、画像演算回路１３５及び画像データ記憶回路１３６を有して構成される。画像データ記憶回路１３６に記憶された画像データは、モニタ１２３に画像として表示される。操作者は、このモニタ１２３に表示された画像等を確認しながら操作部１２１を操作することにより、Ｘ線診断治療を行うことができる。

機構部１１８は、寝台移動機構１３８と保持アーム移動機構１３９とを有して成る。寝台移動機構１３８は寝台１１２の位置を移動させるためのものであり、保持アーム移動機構１３９はＸ線発生部１１１及び平面検出器１１３を対向関係に配置した状態の保持アーム１１４を移動させるためのものである。

操作部１２１は、ユーザが実際にカテーテル等の操作を行うための各種操作スイッチからなるもので、移動量制御スイッチ１２２は各種の移動機構を制御するためのもので、例えばフットスイッチにより構成される。

このような構成のＸ線診断装置１００において、システム制御部１１０の制御により実行される処理について、図２Ａのフローチャートを参照して説明する。

本シーケンスが開始されると、先ず、ステップＳ１にて、ユーザの指令に従って、操作部１２１内の図示されない経路設定スイッチが操作されて撮影経路設定プログラムが起動される。次に、ステップＳ２にて、指定経路をシステムの持つ座標系で表現した撮影経路を指定するために、医用画像ワークステーション１２０に記憶された画像がモニタ１２３に表示されて、その中からユーザが操作部１２１の入力デバイス（図示せず）によりマップ画像の選択が行われる。このとき、例えば、過去に撮影されたＣＴ(Computed Tomography)画像のように、血管が描出された画像が、マップ画像として選択されたものとする。

次いで、ユーザの指令に従って、医用画像ワークステーション１２０により、選択されたマップ画像から血管マップ画像が作成されてモニタ１２３に表示される。

図３Ａは本実施形態による撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示す図である。図３Ｂは血管マップ画像上での始点と目的地点を説明するための図である。

そして、ステップＳ３にて、ユーザによって、操作部１２１の入力デバイスが操作されることにより、血管マップ画像上で血管１４１内の始点１４２と目的地点１４３の３次元座標が指定される。すると、続くステップＳ４にて、指定された３次元座標とマップ画像が経路演算部１３１に転送されて、保持アーム１１４のビーム中心線が通過すべき指定経路の３次元座標が探索される。ここで、ビーム中心線とは、Ｘ線発生部１１１と平面検出器１１３の中心を結ぶ線のことである。また、指定経路とは、マップ画像上で指定されたビーム中心が通る座標の集合である。探索された指定経路は、モニタ１２３に表示される。ここで、複数の指定経路が存在する場合は、ユーザによって操作部１２１の入力デバイスにより探索された指定経路の中から採用する指定経路の指定が行われる。

次に、ステップＳ５にて、被検体２００が寝台１１２に乗せられて検査が開始される。

ステップＳ６にて、先ず、ユーザ指令に従って座標変換係数算出プログラムが起動されると、被検体２００の撮影が行われる。ここで、撮影された画像は、画像データ記憶回路１３６に記録される。その後、被検体の撮影画像及びマップ画像が画像演算回路１３５に読み込まれて、画像演算回路１３５により下記（１）式で表される撮影位置座標と、下記（２）式で表されるマップ画像座標が対応付けられ、下記（３）式の座標変換係数（下記（４）式及び下記（５）式参照）が計算される。

更に、ステップＳ７において、経路演算部１３１で（４）式及び（５）式で表される座標変換係数が受け取られて、指定経路の３次元座標が撮影経路の３次元座標に変換される。この変換された３次元の撮影経路ｌが、ステップＳ８にてメモリ１３３に登録される。その後、ステップＳ９にて、操作部１２１内の図示されない経路設定スイッチがオフにされると、設定が完了して本シーケンスが終了する。

次に、図２Ｂのフローチャートを参照して、撮影位置の移動量制御スイッチ１２２を使用した撮影位置の移動について説明する。

本シーケンスが開始されると、先ずステップＳ１１にて、ユーザ指令に従い、システム制御部１１０において撮影経路追従プログラムが起動される。すると、ステップＳ１２にて、メモリ１３３から撮影経路の始点に対応する撮影経路の３次元座標とポジションセンサ１２８から現在の保持アーム１１４の位置情報が機構制御部１３２に読み出される。そして、ビーム中心線と撮影経路が交わる保持アーム位置が機構制御部１３２で計算された後、機構部１１８に制御信号が供給される。これにより、保持アーム１１４は始点１４２まで移動される。

ここでは、例えば開始撮影位置を正面撮影とし、以降の操作においては、常に正面撮影を維持するものとする。つまり、図３Ａにおいて、平面検出器１１３の法線ベクトルｎと正面撮影平面のべクトル（ｅ_x ，ｅ_z ）が常に垂直とする。したがって、検出器の移動経路ｄは２次元となる。

次に、ステップＳ１３にて、ユーザによる手技が開始される。ここでは、ユーザが撮影位置の移動量制御スイッチ１２２の一例として、速度制御を行うアクセル型フットスイッチを使用するものとする。このアクセル型フットスイッチは、前進用と後退用の２種類を有するものとする。

ユーザによって前進用または後退用アクセル型フットスイッチ１２２ａの踏込みが開始されると、その踏込み量がシステム制御部１１０によって検知され、機構制御部１３２に踏込み量に応じた信号が供給される。機構制御部１３２では踏込み量信号が受け取られると、ポジションセンサ１２８から現在の保持アーム１１４の位置情報と、メモリ１３３から現在の撮影経路座標に対して次の撮影経路座標が、機構制御部１３２に読み出され、ビーム中心線と次の撮影経路座標が交わる保持アーム位置が、機構制御部１３２で計算される。

更に、図４Ａに示されるように、機構制御部１１８では、踏込み信号量に対して平面検出器１１３の移動速度が線形（図示ａ）関係となるような保持アーム１１４の移動速度が計算される。この後、機構部１１８に制御信号が供給され、ステップＳ１４にて、現在の保持アーム位置に対して次の保持アーム位置へ、計算された移動速度で撮影位置が移動される。そして、ステップＳ１５において、撮影位置が目的地点１４３に到達していないならば、ステップＳ１３に移行して、前述した処理が繰り返される。これに対し、ステップＳ１５にて撮影位置が目的地点１４３に到達したならば、本シーケンスが終了する。

このような一連の処理は、アクセル型フットスイッチ１２２ａが踏込まれている間中継続され、その結果、撮影位置は予め設定された撮影経路上を、踏込み量に応じた速度で移動する。つまり、ユーザが現在の撮影位置での撮影時間が短くてよいと考える場合は、踏込み量を多くすることで撮影位置は速やかに次の撮影位置へと移動し、逆に撮影時間を長く取りたいと考える場合は、踏込み量を少なくすることで撮影位置の移動が遅くなる。

また、ユーザが手技を行う中で、特に撮影位置を止めて撮影を行いたい場合は、ユーザはアクセル型フットスイッチ１２２ａから足を離す。すると、システム制御部１１０から機構制御部１３２への踏込み量信号の供給が止まり、撮影位置はその場で停止する。

なお、撮影はアクセル型フットスイッチ１２２ａを使用した撮影位置の変更とは独立して、いかなるタイミングで操作してもよい。

このように、手技中にアクセル型フットスイッチ１２２ａを操作するという簡単な操作だけで、予め設定された撮影したい経路を常に撮影視野に捕らえながら、撮影位置を連続的に変化させることができ、更に、撮影位置の移動速度を変化させることで各撮影位置における撮影時間も自由に調整することが可能となる。

また、前述した説明ではマップ画像から撮影経路を決定したが、例えば過去に使用した撮影経路等、外部から撮影経路のみを読み込んで使用するようにしても良い。

更に、前述した説明では撮影経路を３次元的な曲線を例にとって説明したが、図５Ａに示されるように、撮影経路は点であっても良い。この場合は、撮影経路の３次元座標をメモリ１３３に登録するのではなく、所望の投影方向となる一連の撮影角度をメモリ１３３に登録する。したがって、このときの撮影位置は、図５Ａに示されるように、撮影経路（撮影対象）を中心に３次元的に回転するような変化をする。

加えて、前述した説明では、アクセル型フットスイッチ１２２ａを前進用と後退用の２種類を有するとしたが、アクセル型フットスイッチ１２２ａを１つとして、以下のように前進と後退を切り替えても良い。つまり、前進させたい場合は前述と同様の操作を行う。そして、後退させたい場合、ユーザはフットスイッチ１２２ａを最後まで、しかも急速に踏込むと、システム制御部１１０では単位時間当たりの踏込み量が検知され、設定された闘値を超えた場合、機構制御部１３２に後退信号と踏込み量信号が供給される。機構制御部１３２が後退信号と踏込み量信号を受け取ると、現在位置の撮影経路座標より１つ前の撮影経路座標における撮影位置が前述と同様に計算される。

更に、後退信号を受け取った場合は、図４Ｂに示されるように、踏込み信号量に対する平面検出器１１３の移動速度の関係を前進の場合と反転させて保持アーム移動速度を計算しても良い。また、前進と後退で異なる踏込み信号量に対する平面検出器１１３の移動速度の関係を使用しても良い。

また、前述した説明では、踏込み信号量に対する平面検出器１１３の移動速度の関係は線形（図示ａ、ｅ）としたが、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、両者の関係を一定（図示ｂ、ｆ）、階段状（同ｃ、ｇ）、または曲線（同ｄ、ｈ）としても良い。更には、踏込み量ではなく踏込み回数等の操作量に応じて移動速度を変化させるようにしても良い。

更に、前述した説明では、フットスイッチ１２２ａの踏込み量と平面検出器１１３の移動速度を対応付けて保持アーム移動速度を計算したが、フットスイッチ１２２ａの踏込み量と平面検出器１１３の加速度を対応付けて保持アーム移動速度を計算しても良い。

なお、前述した説明では、移動量制御スイッチをアクセル型フットスイッチ１２２ａとしたが、以下のようなスイッチでも良い。例えば、手に収まるリモコン形状でトリガタイプのスイッチ、レバー形状のスイッチ、ジョグダイアルのような回転形状のスイッチ、圧力や静電容量を利用する平板タイプのスイッチ等である。更には、物理的なスイッチに限らず画面上に表示されたコントロールバーのようなソフトウェア的なスイッチでも良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

この第２の実施形態では、撮影経路に対する撮影位置の直交回転を行う例について説明する。

前述した第１の実施形態では、常に正面撮影のポジションのまま撮影位置が平行移動することとしたが、場合によっては撮影経路に対して直交方向で、且つ任意の角度から観察したい場合が考えられる。これを解決するために、第２の実施形態では、前述した第１の実施形態のシステムに加えて、撮影位置を撮影経路に対して直交方向へ回転させる動作を制御する手段を付加している。

なお、以下に述べる実施形態において、Ｘ線診断装置の基本的な構成及び動作については、前述した第１の実施形態と同じであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び詳細な説明を省略し、異なる部分及び動作についてのみ説明する。

図６は、本発明の第２の実施形態のＸ線診断装置においてシステム制御部１１０の制御により実行される処理について説明するためのフローチャートである。図７Ａは、第２の実施形態による撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示す図である。図７Ｂは、第２の実施形態において血管マップ画像上での始点と目的地点を説明するための図である。

本シーケンスが開始されると、先ず、ステップＳ２１にて、ユーザによって操作部１２１における直交回転スイッチ（図示せず）がオンされると、撮影角度変更プログラムが起動される。すると、ステップＳ２２にて、このプログラムの起動と同時にポジションセンサ１２８から現在の保持アーム１１４の位置情報と寝台１１２の上下位置情報が元の撮影位置Ｐ_b として、メモリ１３３に記憶される。

次に、ステップＳ２３にて、メモリ１３３から現在の保持アーム位置情報、寝台上下位置情報及び撮影経路が、機構制御部１３２に入力される。このデータを基に、ビーム中心線（平面検出器１１３の法線ベクトルｎ）と撮影経路の接線ｌ′が直交する撮影位置、及びビーム中心線と撮影経路の交点がアイソセンタになる寝台上下位置が、機構制御部１３２により計算される。このとき、ビーム中心線と撮影経路が直交する撮影位置は、図７Ｂに示すように、ビーム中心線と撮影経路との交点における接線が作る平面内において計算される。

こうして、機構制御部１３２において撮影位置及び寝台上下位置の計算がされると、続くステップＳ２４にて、機構部１１８に制御信号が供給されて保持アーム位置及び寝台位置が変更される。

この後、ステップＳ２５にて、ユーザによって操作部１２１における撮影角度変更スイッチ（図示せず）が操作されると、システム制御部１１０を通じて機構制御部１３２に操作信号が入力され、それに応じて変更する撮影角度θが計算される。更に、機構制御部１３２では、撮影経路の接線ｌ′と検出器の法線ベクトルｎが直交する条件を満たし、撮影角度をθだけ変更する撮影位置が計算される。その後、ステップＳ２６にて、機構部１１８に制御信号が供給されて保持アーム１１４位置が変更され、撮影位置が撮影経路に対して直交する方向に角度θだけ変更される。

この結果、簡単なスイッチ操作のみで撮影経路に対して直交する撮影位置にすることができ、また、直交撮影位置を保ちながら自由に撮影角度を変更することができる。

その後、ステップＳ２７にて撮影が行われると、ステップＳ２８にて撮影終了か否かが判定される。ここで、まだ撮影を続ける場合は、図示されない直交回転スイッチが再び操作され、ステップＳ２５へ移行して前述した処理が繰り返される。一方、変更された撮影角度での撮影を終了する場合は、図示されない直交回転スイッチがオフにされる。すると、ステップＳ２９にて、メモリ１３３から元の撮影位置Ｐ_b が機構制御部１３２に読み出され、機構部１１８に制御信号が供給されて、撮影位置は再び撮影角度変更プログラム起動前と同じ撮影位置Ｐ_b に戻る。こうして、本シーケンスが終了する。

このように、簡単なスイッチ操作一つで、ユーザは撮影経路に対して直交する撮影位置を自動で決めることができるので、手技時間を短縮することが可能になる。

また、前述した説明では直交回転スイッチとしたが、これは物理的なスイッチに限らず、表示画面上のボタンでも良いし、音声認識によるスイッチでも良い。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

前述した第１の実施形態では、始点と終点（目的地点）を指定し、決定した撮影経路を撮影しながら移動するとしたが、ユーザの関心が撮影経路の分岐部分にある場合が考えられる。これを解決するために、第３の実施形態では、第１の実施形態のシステムに、撮影経路の分岐部分を特定する分岐部特定部１２９と、分岐部分の撮影位置を始点方向から目的地点方向に向かって順番に記憶していく機能と、記憶した撮影位置を再現するスイッチを付加している。

図８Ａ及び図８Ｂは、第３の実施形態のＸ線診断装置においてシステム制御部１１０の制御の下で実行される処理を説明するためのフローチャートである。図９Ａは、第３の実施形態において撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示す図である。図９Ｂは、第３の実施形態において血管マップ画像上での始点と目的地点を説明するための図である。

第３の実施形態においては、撮影位置が正面撮影のまま分岐部分へスキップするので、平面検出器１１３の移動経路ｄは、２次元で離散的な値となる。

以下、分岐部分の撮影位置座標の登録の動作について説明する。

なお、図８Ａのフローチャートにおいて、ステップＳ３１〜Ｓ３４、Ｓ３６〜Ｓ３７及びＳ４０における処理は、第１の実施形態における図２ＡのフローチャートのステップＳ１〜Ｓ４、Ｓ５〜Ｓ６及びＳ９の処理と同じであるので、対応するステップ番号の処理を参照するものとして、ここでは説明を省略する。

ステップＳ３４にて、経路演算部１３１により指定経路の指定が終了した後、ステップＳ３５にて、分岐部特定部１２９により経路演算部１３１からの指定経路の３次元座標及びマップ画像を基に分岐部分の３次元座標が抽出される。その後、ステップＳ３６にて分岐部分の３次元座標は経路演算部１３１に入力される。次いで、ステップＳ３７及びＳ３８にて、経路演算部１３１では、前述した第１の実施形態と同様に、システムの有する座標系である分岐部撮影位置座標へと座標変換処理が行われる。分岐部撮影位置座標は、分岐部分の始点からの順番と共に、ステップＳ３９にてメモリ１３３に登録される。その後、ステップＳ４０にて設定が完了すると、本シーケンスが終了する。

次に、図８Ｂのフローチャートを参照して、分岐部撮影スイッチを使用した撮影位置の変更について説明する。

なお、以降の操作においては、常に正面撮影を維持するものとする。

前述した第１の実施形態の操作の途中で、操作部１２１内の図示されない分岐部撮影スイッチが操作された場合について説明する。

本シーケンスに入り、ステップＳ４１にて、操作部１２１内の図示されない分岐部撮影スイッチが操作されると、続くステップＳ４２にて、メモリ１３３からの分岐部撮影位置座標とポジションセンサ１２８からの現在の撮影位置座標により、終点（目的地点）方向に向かって最も近い分岐部撮影位置座標が、機構制御部１３２により算出される。更に、機構制御部１３２では、ビーム中心線が分岐部撮影位置座標と交わる撮影位置が計算される。

その後、ステップＳ４３にて、機構部１１８に制御信号が供給されて、撮影位置が分岐部分へスキップされる。

このように、簡単なスイッチ操作一つで、ユーザは撮影したい分岐部分に撮影位置を先回りさせることができるので、手技時間を短縮することが可能になる。

また、前述した説明では分岐部撮影スイッチとしたが、これは物理的なスイッチに限らず、表示画面上のボタンでも良いし、音声認識によるスイッチでも良い。

（第４の実施形態）
この第４の実施形態では、分岐部の最適な撮影角度からの撮影を行う動作について説明する。

分岐部分においては、その分岐部分が最も見やすい方向から撮影したい場合がある。前述した第３の実施形態においては、分岐部分に撮影位置を移動することは可能であるが、撮影角度は正面撮影のままである。これを解決するために、第４の実施形態では、第３の実施形態のシステムに、最適な分岐部撮影角度を特定する撮影角度特定部１３０とその最適な撮影角度を記憶する機能と、記憶した最適撮影角度を再現するスイッチを付加している。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、第４の実施形態のＸ線診断装置においてシステム制御部１１０の制御の下で実行される処理を説明するためのフローチャートである。図１１Ａは、第４の実施形態において撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示す図である。図１１Ｂは、第４の実施形態において血管マップ画像上での始点と目的地点を説明するための図である。

なお、図１０Ａのフローチャートにおいて、ステップＳ５１〜Ｓ５５、Ｓ５７〜Ｓ５９及びＳ６１の処理は、第３の実施形態における図８ＡのフローチャートのステップＳ３１〜Ｓ３５、Ｓ３６〜Ｓ３８及びＳ４０の処理と同じであるので、対応するステップ番号の処理を参照するものとして、ここでは説明を省略する。

第４の実施形態においては、前述した第３の実施形態と同様に、ステップＳ５１〜Ｓ５５にて、分岐部分の３次元座標の抽出が終了した後、ステップＳ５６にて、撮影角度特定部１３０で分岐部特定部１２９からの指定経路の３次元座標とマップ画像、及び分岐部分の３次元座標の情報を基に分岐部分の最適撮影角度が計算される。

ここで、最適撮影角度とは、分岐部分ｌ_n における接線ｌ_n ′と分岐経路方向ｂ_n の接線b_n ′が作る分岐平面に対して、平面検出器１１３の法線べクトルｎが直交する角度である。このとき、角度は１８０度反転する２通りの角度が求められる。その後、ステップＳ５７〜Ｓ５９を経て、この最適撮影角度は、ステップＳ６０にて、分岐部撮影位置座標と関連付けられてメモリ１３３に登録される。その後、ステップＳ６１にて設定が完了すると、本シーケンスが終了する。

次に、図１０Ｂのフローチャートを参照して、分岐部最適撮影角度スイッチを使用した撮影について説明する。

前述した第１の実施形態の操作の途中で、操作部１２１内の分岐部最適撮影角度スイッチ（図示せず）が操作された場合について説明する。

本シーケンスに入り、ステップＳ７１にて、操作部１２１内の図示されない分岐部最適撮影角度スイッチが操作されると、ステップＳ７２にて、前述した第３の実施形態と同様に、現在の撮影位置から終点（目的地点）方向に向かって最も近い分岐部撮影位置が機構制御部１３２により算出される。そして、ステップＳ７３にて、メモリ１３３から読み出された２通りの当該撮影分岐部の最適撮影角度とポジションセンサ１２８からの現在の撮影角度情報により、現在の撮影角度から最も撮影角度の変更量が少ない最適撮影角度が判定される。

最も近い分岐部撮影位置と最適撮影角度が決定されると、ステップＳ７４にて、機構部１１８に制御信号が供給されて、保持アーム１１４が移動され、撮影位置と角度が変更される。

この結果、簡単なスイッチ操作１つで、ユーザは撮影したい分岐部分に撮影位置を先回りさせることができると同時に、最も分岐部分の観察がしやすい撮影角度にすることができ、手技時間を短縮することが可能となる。

また、前述した説明では分岐部最適撮影角度スイッチとしたが、これは物理的なスイッチに限らず、表示画面上のボタンでも良いし、音声認識によるスイッチでも良い。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

前述した第１の実施形態では、常に正面撮影位置のまま保持アーム１１４が平行移動することとしたが、撮影経路に対して直交方向から撮影しながら撮影位置を変更したい場合が考えられる。これを解決するために、第５の実施形態では、第１の実施形態のシステムに、直交移動撮影スイッチを付加している。

図１２Ａは、第５の実施形態において撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示す図である。図１２Ｂは、第５の実施形態において血管マップ画像上での始点と目的地点を説明するための図である。

ユーザにより操作部１２１内の図示されない直交移動撮影スイッチが操作されると、直交移動撮影プログラムが起動する。次に、ポジションセンサ１２８から現在の撮影位置における保持アーム位置情報と、メモリ１３３から撮影経路の３次元座標が、機構制御部１３２に入力される。これらのデータを基に、ビーム中心線（平面検出器１１３の法線ベクトルｎと撮影経路の接線ｌ′が直交する撮影位置）が、機構制御部１３２により計算される。このとき、ビーム中心線と撮影経路が直交する撮影位置は、ビーム中心線と撮影経路との交点における接線が作る平面内において計算される。

機構制御部１３２において撮影位置の計算がなされると、機構部１１８に制御信号が供給されて保持アーム１１４の位置が変更される。続いて、前述した第１の実施形態のように、ユーザによって移動量制御スイッチ１２２が操作されて撮影位置が変更されると、第１の実施形態の移動量計算に加えて、現在の撮影経路座標に対して次の撮影経路座標がメモリ１３３から機構制御部１３２に読み出される。すると、次の撮影経路座標におけるビーム中心線（平面検出器１１３の法線べクトルｎ）と撮影経路の接線ｌ′が直交する撮影位置が、機構制御部１３２で計算された後、機構部１１８に制御信号が供給される。

このように、移動量制御スイッチ１２２を使用して撮影位置の変更を行いながら、スイッチを押すという簡単な操作のみで、常に撮影経路に対して直交する方向から撮影することが可能となる。

また、前述した説明では直交移動撮影スイッチとしたが、これは物理的なスイッチに限らず、表示画面上のボタンでも良いし、音声認識によるスイッチでも良い。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。

前述した第１乃至第５の実施形態では、撮影位置の始点と目的地点を指定して撮影経路に対する撮影位置を算出しているが、第６の実施形態では、予め設定された順序に従って撮影（投影）方向を決定するようにしている。

一般に、心筋を灌流する血管は心筋の外側にあるので、心筋に垂直にＸ線を照射させるということは、その心筋の表面の血管と心臓中心を結ぶ線がＸ線投影線と略一致するようにする、ということとほぼ同等である。

ここで、米国心臓学会（American Heart Association : AHA）が推奨する、解剖学的に割り当てられた血管番号を用いる。図１３に示されるように、ＡＨＡ分類では、心臓血管であれば血管に応じて１〜１５等の番号が振られている。これらのＡＨＡ血管分類番号は、撮影経路演算部１１６内のメモリ１３３に予め登録されている。また、操作部１２１には、図１４に示されるように、ＡＨＡ血管分類番号に対応した操作ボタン１２１ａ〜１２１ｊ等が配設されている。

例えば、図１５Ａに示されるように、操作ボタン１２１ｃが押されると、ＡＨＡ血管分類の番号“２”の血管箇所に垂直になるように、Ｘ線発生部１１１の投影方向がセットされる。すなわち、ポジションセンサ１２８から現在の撮影位置における保持アーム位置情報と、メモリ１３３からのＡＨＡ血管分類番号の情報が、機構制御部１３２に入力される。これらのデータを基に、当該ＡＨＡ血管分類番号（この場合“２”）の血管箇所に垂直になるような位置が、機構制御部１３２により計算される。機構制御部１３２において撮影位置の計算がなされると、機構部１１８に制御信号が供給されて保持アーム１１４の位置が変更され、図１５Ｂに示されるように、ＡＨＡ血管分類番号“２”の血管箇所に垂直になるような位置での撮影が可能になる。

なお、当該血管箇所に垂直になる方向が２方向存在する場合は、ユーザによって予め入力しておくことが好ましい。或いは、そのときに選択できるようにしてもよい。

また、撮影方向は必ずしも垂直であることに限定されるものではない。例えば、ＡＨＡ血管分類番号“３”の血管近傍が見たい場合、予めユーザが好みの角度をプリセットしておく方法であっても良い。

このように、解剖学的に割り当てられた血管番号に対応するボタンを操作するという簡単な操作のみで、常に所望の血管箇所に対して直交する方向から撮影することが可能となる。

（第７の実施形態）
前述した第６の実施形態では、ユーザが見たい心筋または血管番号の箇所に限定して撮影方向が決められている。しかしながら、本発明は血管番号の箇所にのみ限定されるものではない。第７の実施形態では、複数の血管番号の間にて撮影可能にしたものである。

例えば、右冠状動脈の支配領域のうち、ＡＨＡ血管分類番号“２”と“３”の中間あたりの心筋を見たい場合がある。この場合、従来の方法では所望の位置に撮影系を移動させることができなかったので、手動で動かす必要があった。

そこで、第７の実施形態では、前述した第６の実施形態と同様に、操作部１２１の操作ボタンの番号とＡＨＡ血管分類番号を一致させるように構成し、更に、所望の複数の操作ボタンを順番に押すことにより、複数のＡＨＡ血管分類番号の間にて撮影方向がセットされるようにしている。

例えば、図１６Ａに示されるように、操作部１２１の操作ボタン１２１ｃ、１２１ｄが押された後に開始ボタン１２１ｉが押される。すると、図１６Ｂに示されるように、ＡＨＡ血管分類番号の“２”と“３”の中間の箇所に垂直になるようにＸ線の撮影位置がセットされる。

これにより、解剖学的に割り当てられた血管番号に対応するボタンのうち、複数個のボタンを押すと、それぞれの組織用の撮影方向の重心方向にＸ線撮影方向を定めることができる。

（第８の実施形態）
第６及び第７の実施形態では、ユーザの見たい箇所はＡＨＡ血管分類番号に対応する箇所或いはそれらの番号の間に限定されていた。しかしながら、実際の臨床場面においては、見たい心筋はある血管番号の箇所に限定されるものではない。例えば、ある血管に狭窄がある場合、その狭窄の遠方の心筋を全て観察したいことは多い。この場合、単一方向では不足であり、対象心筋をなめるように全て観察することができるようにしたのが第８の実施形態である。

従来の方法では、手動で撮像系を回転させることは可能であったが、慣れない者が操作すると視野から外れてしまったり、垂直にならなかったりしていた。そこで、第８の実施形態では、操作部１２１の操作ボタンの番号とＡＨＡ血管分類番号を一致させるように構成して、操作ボタンを押した順に見やすい角度にセットされるようにする。

例えば、図１７Ａに示されるように、操作部１２１の操作ボタン１２１ｂ→マップボタン１２１ｊ→操作ボタン１２１ｃ→マップボタン１２１ｊ→操作ボタン１２１ｄ→開始ボタン１２１ｉの順で操作ボタンが押されたとする。すると、図１７Ｂに示されるように、先ず、ＡＨＡ血管分類番号“１”近傍が見やすい角度にセットされ、次に同“２”近傍が見やすい角度に移動され、更に、同“３”近傍が見やすい角度に移動されるようなルートがセットされる。例えば、具体的には、ＡＨＡ血管番号“１”→“２”→“３”とは右冠状動脈であり、例えば“ＬＡＯ４０，ＣＲＡ０→ＬＡＯ０，ＣＲＡ３０”のように保持アーム１１４が回転される。

図１８Ａは、第８の実施形態における右冠状動脈における撮影方向の移動の例を示す図である。図１８Ｂは、第８の実施形態における左冠状動脈における撮影方向の移動の例を示す図である。

このように、解剖学的に割り当てられた血管番号に対応する複数個のボタンを連続的に押すことで、それぞれの組織ごとに最適な撮影方向が得られるように撮影方向のルートを定めることが可能となる。

以上のように、第８の実施形態に従ったＸ線診断装置によれば、ユーザは移動量制御スイッチまたは操作部を操作するという簡単な操作で所望の撮影位置に沿って撮影位置を連続的に変更することができる。また、スイッチを使用するだけで、撮影位置を分岐部分に先回りさせ、且つ、最適な撮影角度に設定することができるので、従来個別に必要であった、天板の操作、アーム角度操作といった煩雑な作業を簡素化することができる。

その結果、手技状態間が短縮されるだけでなく、医師への負担が軽くなり、手技が正確になる等の効果が期待できる。

本発明の第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は第１の実施形態のＸ線診断装置１００において、システム制御部１１０の制御により実行される全体の動作について説明するためのフローチャート、（ｂ）は撮影位置の移動量制御スイッチ１２２を使用した撮影位置の移動について説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態において撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示した図である。 移動量制御スイッチ１２２における移動速度と操作量の関係を示した図である。 第１の実施形態において撮影経路が点の場合の撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示した図である。 本発明の第２の実施形態のＸ線診断装置においてシステム制御部１１０の制御により実行される全体の動作について説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態による撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示した図である。 第３の実施形態のＸ線診断装置においてシステム制御部１１０の制御の下で実行される全体の動作を説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態による撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示した図である。 第４の実施形態のＸ線診断装置においてシステム制御部１１０の制御の下で実行される全体の動作を説明するためのフローチャートである。 第４の実施形態による撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示した図である。 本発明の第５の実施形態のＸ線診断装置による撮影経路ｌと平面検出器１１３の中心の移動経路ｄの関係を示した図である。 ＡＨＡ血管による分類番号の例を説明するための図である。 本発明の第６の実施形態におけるＸ線診断装置の操作部１２１に配設された操作ボタンの例を示した図である。 （ａ）は第６の実施形態における操作ボタンの操作例を示した図、（ｂ）は（ａ）の操作ボタンが操作された場合の撮影方向を示した図である。 （ａ）は本発明の第７の実施形態における操作ボタンの操作例を示した図、（ｂ）は（ａ）の操作ボタンが操作された場合の撮影方向を示した図である。 （ａ）は本発明の第８の実施形態における操作ボタンの操作例を示した図、（ｂ）は（ａ）の操作ボタンが操作された場合の撮影方向を示した図である。 第８の実施形態における撮影方向の例を示したもので、（ａ）は右冠状動脈における撮影方向の移動の例を示した図、（ｂ）は左冠状動脈における撮影方向の移動の例を示した図である。

１００…Ｘ線診断装置、１１０…システム制御部、１１１…Ｘ線発生部、１１２…寝台、１１３…平面検出器、１１４…保持アーム、１１６…撮影経路演算部、１１７…画像演算・記憶部、１１８…機構部、１２０…医用画像ワークステーション、１２１…操作部、１２２…移動量制御スイッチ、１２２ａ…アクセル型フットスイッチ、１２３…モニタ、１２５…Ｘ線管、１２６…Ｘ線絞り器、１２８…ポジションセンサ、１２９…分岐部特定部、１３０…撮影角度特定部、１３１…経路演算部、１３２…機構制御部、１３３…メモリ、１３５…画像演算回路、１３６…画像データ記憶回路、１３８…寝台移動機構、１３９…保持アーム移動機構。

Claims (6)

1. 被検体に対しＸ線を照射するＸ線照射部と、該Ｘ線照射部より照射されたＸ線を検出して医用画像を撮影するＸ線検出部とを備える撮影手段と、
   マップ画像上で指定された始点および目的地点の３次元座標に基づいて前記被検体に対する撮影位置の経路が通過すべき指定経路の３次元座標を探索し、当該指定経路の３次元座標を既定の座標変換係数により撮影経路の３次元座標に変換して、前記被検体に対する撮影位置の経路を求める経路演算手段と、
   前記経路を記憶する記憶部と、
   前記撮影手段を移動可能に支持する撮影系移動手段と、
   前記撮影位置を前記撮影位置の経路に沿って連続的に移動させるべく前記撮影系移動手段を移動させる移動制御手段と、
   を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記被検体を載置する天板を備える寝台をさらに具備し、
   前記撮影系移動手段は、
   前記経路の軸方向に対して垂直方向の回転動作を制御する回転動作制御部と、
   前記回転動作に対して予め決定された経路を常に撮影視野に捉えるべく前記天板を移動させる移動機構と、を有することを特微とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記撮影系移動手段は、
   前記Ｘ線照射部と前記Ｘ線検出部とを支持する略Ｃ形アームと、
   前記略Ｃ形アームを回転自在に支持する支持機構と、
   前記略Ｃ形アームの回転を駆動する回転駆動部とを備え、
   前記移動制御手段は、
   前記マップ画像中の画像に基づいて前記経路上の複数の位置における前記略Ｃ形アームの回転角度を求め、その結果に基づいて各位置における前記略Ｃ形アームの回転角度を制御することを特微とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
4. さらに、前記マップ画像における分岐部分を特定して当該分岐部分の座標を前記記憶部に記憶させる分岐部特定手段をさらに具備し、
   前記移動制御手段は、
   前記記憶部に記憶された座標に従って前記撮影系移動手段を移動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
5. さらに、前記マップ画像における分岐部分における分岐平面に対して平行となる撮影角度を特定する撮影角度特定手段をさらに具備し、
   前記移動制御手段は、
   前記撮影角度特定手段により特定された撮影角度に従って前記撮影系移動手段を移動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
6. 前記移動制御手段は、前記撮影系移動手段の移動量を、その踏み込み量に応じて制御可能なアクセル型フットスイッチを有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。

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