JP6325236B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置は、被検体についての多くの情報を画像等により提供するものであり、疾病の診断、治療、及び手術計画等の医療行為において、重要な役割を果たしている。現在、血管造影を行うときやカテーテルと呼ばれる中空の管を血管内に通して狭窄血管を治療する場合に、例えば、図１０のような、Ｃ形アームを備えるＸ線診断装置が用いられる。Ｃ形アームを備えるＸ線診断装置は、図１０のように、Ｃ形のアームの一端にＸ線管が搭載され、他端にＸ線検出器がＸ線管と対向するように搭載される。Ｃ形アームを備えるＸ線診断装置は、多種多様な要望に応えるために、Ｃ形アームは、複数のアームと複数の回転軸とを有する支持機構により支持される。そして、図１０中の矢印の方向に支持機構の回転及びＣ形アームのスライド回転が可能となり、患者のあらゆる部位を、あらゆる方向から撮影や透視ができる。一方で、図１０に示すように、支持機構は、複数のアームがそれぞれ回転されるため、支持機構は大きく設計され、その移動範囲は広い。支持機構の移動範囲には、他の物を設置することはできないため、Ｃ形アームを備えるＸ線診断装置の設置するための床面積は、大きくなる。また、装置が大きくなることにより、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を被検体に密着できないことによる画像の分解能の劣化、治療の種類毎に複雑な操作がある等の問題もある。

目的は、特定の部位を撮影することに特化した小型のＸ線診断装置を提供することにある。

本実施形態によるＸ線診断装置は、被検体を載置する天板と、前記被検体に対してＸ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管を前記天板の下方で円弧移動可能に支持する第１アームと、前記第１アームを、前記天板に直交する回転軸まわりに回転可能に支持する第２アームと、前記Ｘ線管から放射され、散乱されたＸ線を遮蔽し、前記天板の下方において前記天板の面の大きさ程度になる前記第１アームの移動範囲と前記Ｘ線管とを覆うＸ線遮蔽部と、を具備し、前記Ｘ線遮蔽部は、前記Ｘ線管の位置によらずに、前記Ｘ線管の放射窓から放射される前記Ｘ線の放射方向とは逆方向に位置する前記Ｘ線管の後方部分を覆うことを特徴とする。

図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線管支持機構の構成の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係るＸ線診断装置の外観の一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線遮蔽部の効果を説明するための説明図である。 図５は、本実施形態に係るＸ線診断装置の処理部による処理の一例を説明するための説明図である。 図６は、本実施形態に係るＸ線診断装置の処理部２１による散乱線補正処理を説明するためのフローチャート図である。 図７は、本実施形態に係るＸ線診断装置の表示部に表示されるＸ線画像の一例を示した図である。 図８は、本実施形態に係るＸ線診断装置の表示画面上のユーザ操作に従って、撮影角度が変更される様子を示した図である。 図９は、本実施形態に係るＸ線診断装置の表示画面上のユーザ操作に従って、撮影位置が変更される様子を示した図である。 図１０は、従来のＣ形アームを備えたＸ線診断装置の外観を示した図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本Ｘ線診断装置は、Ｘ線管１０、高電圧発生部１１、Ｘ線管支持機構１２、支持機構駆動部１３、寝台１４、寝台駆動部１５、天板１６、Ｘ線遮蔽部１７、Ｘ線検出部１８、検出部支持機構１９、画像発生部２０、処理部２１、表示部２２、入力部２３、システム制御部２４、撮影制御部２５、及び記憶部２６を有する。

Ｘ線管１０は、高電圧発生部１１からの高電圧（管電圧）の印加及び管電流の供給を受けて、焦点からＸ線を発生する。発生されたＸ線は、Ｘ線管１０の放射窓から放射され、Ｘ線フィルタ、Ｘ線絞り器を通過し、被検体に対して照射される。Ｘ線管１０は、Ｘ線管支持機構１２により移動及び回転可能に支持される。

図２は、本実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線管支持機構１２の構成の一例を示す図である。図２に示すように、Ｘ線管１０及びＸ線管支持機構１２は、天板１６面の下方に配置される。Ｘ線管支持機構１２は、第１アーム１２１と第２アーム１２２とを有する。第１アーム１２１は、Ｘ線管１０をスライド移動可能に支持する。第１アーム１２１は、半径ｒの円弧形状を有する。第１アーム１２１は円弧形状であれば、略半円形状（図２に示した形状）でも、四半円形状でもよい。Ｘ線管１０は、第１アーム１２１との接続部分にベアリングを有し、第１アーム１２１に噛み合わされる。撮影制御部２５からの制御信号に従って、支持機構駆動部１３が駆動されると、ベアリングが回転される。この動作により、Ｘ線管１０は、第１アーム１２１に沿って、半径ｒの円弧上をスライド移動することができる。第１アーム１２１は第２アーム１２２により回転可能に支持される。第１アーム１２１は第２アーム１２２に対して固定されている。第２アーム１２２は回転軸Ｒを有する。回転軸Ｒは、天板１６面に対して直交する方向と平行に設けられる。撮影制御部２５からの制御信号に従って、支持機構駆動部１３が駆動されると、第２アーム１２２が回転される。この動作により、Ｘ線管１０は、第１アーム１２１とともに、回転軸Ｒまわりに回転される。上述の、Ｘ線管支持機構１２による、半径ｒの円弧上のスライド移動及び回転軸Ｒまわりの回転動作により、Ｘ線管１０は、半径ｒの球面上を自在に移動することができる。そして、Ｘ線管１０により球面上の複数の位置から、それぞれ放射されたＸ線の中心線は、天板１６上の１点（図２中、点Ｃ）で交わる。すなわち、本Ｘ線診断装置のＸ線管支持機構１２の構成によれば、天板１６上の１点を、天板１６面の下方から天板１６面の上方に向かう、複数の撮影方向から撮影することができる。この時、Ｘ線管支持機構１２の移動範囲は、半径ｒと撮影角度幅θとで決定される。撮影角度幅θは、図２に示したように、例えば、特定の一軸方向に関する撮影可能な角度の幅である。撮影角度幅θを大きくすれば、撮影角度の範囲を広げられる。しかし、撮影角度幅θを大きくすると、Ｘ線管１０が天板１６にぶつかる。そのため、撮影角度幅θを大きくする場合、Ｘ線管１０が天板１６にぶつからないために、半径ｒを大きくする必要がある。半径ｒを大きくし、Ｘ線管支持機構１２の移動範囲が、天板１６面よりも大きくなりすぎると、ユーザが寝台１４の傍に立つことができなくなり、治療等を実施することが困難となる。そのため、本Ｘ線診断装置のＸ線管支持機構１２は、Ｘ線管支持機構１２の移動範囲が、天板１６面の大きさ程度になるように、半径ｒと撮影角度幅θとが決定される。

高電圧発生部１１は、後述の撮影制御部２５の制御に従って、Ｘ線管１０の電極間に管電圧を印加するための高電圧と、Ｘ線管１０に供給するための管電流とを発生する。

寝台１４は、被検体が載置される天板１６を移動可能に支持する。寝台１４は、寝台駆動部１５が、後述の撮影制御部２５の制御に従って駆動されることにより、天板１６を移動させる。

図３は、本実施形態に係るＸ線診断装置の外観の一例を示す図である。天板１６の長軸に沿った軸をＺ軸、天板１６の短軸に沿った軸をＹ軸、天板１６面に直交する軸をＸ軸とする。図３は、本Ｘ線診断装置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸から見た時の外観を示している。寝台１４は、寝台上部１４１と寝台下部１４２とに分けられる。寝台上部１４１は、Ｘ線遮蔽部１７を有し、その内部には、Ｘ線管１０とＸ線管支持機構１２とが備えられる。寝台下部１４２は地面に設置され、その内部には、高電圧発生部１１と支持機構駆動部１３とが備えられる。なお、高電圧発生部１１及び支持機構駆動部１３は、上部に備えられても良い。

寝台１４は、油圧シリンダー１４３を有する。油圧シリンダー１４３は、寝台１４における寝台上部１４１と寝台下部１４２との間に、Ｘ軸方向にシリンダーが伸縮するように配置される。寝台上部１４１は、天板１６を支持する。そのため、撮影制御部２５からの制御信号に従って寝台駆動部１５が駆動されると、寝台１４は、油圧シリンダー１４３の伸縮動作に従って、天板１６をＸ軸方向（図３中の矢印の方向）に移動させる。

したがって、本Ｘ線診断装置は、接地面から鉛直方向に、Ｘ線管１０、天板１６、Ｘ線検出部１８、表示部２２という順で構成される。表示部２２は、その位置から取り外し可能であってもよいが、他の構成要素の並び順序は、固定である。

図４は、本実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線遮蔽部１７の効果を説明するための説明図である。本Ｘ線診断装置は、接地面から鉛直方向に、Ｘ線管１０、天板１６、Ｘ線検出部１８、表示部２２という順で構成される。そのため、Ｘ線管１０からは、上方（接地面から上方向）に向かって、Ｘ線が放射される。上方に放射されたＸ線は、被検体を透過し、ＦＰＤに対して入射する。しかしながら、一部のＸ線は、被検体や他の散乱物により散乱され、接地面方向（下方に）放射される。Ｘ線遮蔽部１７は、Ｘ線管１０から放射され、散乱したＸ線（後方散乱線）を遮蔽するカバーである。Ｘ線遮蔽部１７は、Ｘ線を遮蔽するための材料、例えば、鉛等で構成されている。したがって、Ｘ線遮蔽部１７が設けることにより、ユーザが、寝台１４の傍に立って、本Ｘ線診断装置を用いて治療等を行う場合においても、後方散乱線によるユーザの被ばく量を低減することができる。また、図２に示したように、Ｘ線管支持機構１２の有する第１アーム１２１は、Ｘ線管１０とともに、Ｒ軸まわりに回転される。そのため、Ｘ線管１０及びＸ線管支持機構１２が、Ｘ線遮蔽部１７内に収められていない場合、Ｘ線管１０及びＸ線管支持機構１２が、寝台１４の傍に立ったユーザに衝突する危険性や、患者から伸びている点滴のチューブや治療器具等に使用されているケーブル類を巻き込む危険性がある。Ｘ線管１０及びＸ線管支持機構１２をＸ線遮蔽部１７で覆うことにより、これらの危険性を回避することが可能である。

Ｘ線検出部１８は、複数のＸ線検出素子を有する。複数のＸ線検出素子は、２次元のアレイ状に配列される。２次元のアレイ状の検出器はＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：平面検出器）と呼ばれる。ＦＰＤの各素子は、Ｘ線管１０から放射され被検体を透過したＸ線を検出する。ＦＰＤの各素子は、検出したＸ線強度に対応した電気信号を出力する。Ｘ線検出部１８は、後述の撮影制御部２５の制御に従って、電荷蓄積、電荷読出及びリセットからなる１サイクルの検出動作を一定周期で繰り返す。Ｘ線検出部１８は、天板１６に、Ｘ線検出面が対向するように配置される。Ｘ線検出部１８は、検出部支持機構１９により、鉛直方向に移動可能に支持される。Ｘ線検出部１８は、湾曲した形状を有し、例えば、被検体の胸部に対して密着させることができる。なお、Ｘ線検出部１８の形状は、被検体の一部分に対して密着できる形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、Ｘ線検出部１８は、直線形状であってもよい。以上のように、被検体と密着できるＸ線検出部１８及び検出部支持機構１９を用いることにより、被検体とＸ線検出面との間の距離を短くすることができる。これにより、Ｘ線焦点が所定の面積を有することにより、被検体を透過したＸ線が他の検出素子に入射する現象を抑制できる。そのため、上述の現象が要因となる画像の暈けを低下させることができる。また、検出部支持機構１９は、検出部支持機構１９がＸ線検出部１８を鉛直方向に移動させた距離に基づいて、被検体厚を測定することができる。

画像発生部２０は、Ｘ線検出部１８により検出された電気信号に対して前処理を実行する。前処理とは、例えば、各種補正処理、増幅処理、及びＡ／Ｄ変換処理等である。そして、画像発生部２０は、前処理を実行された電気信号に基づいて、Ｘ線画像のデータを発生する。Ｘ線画像を構成する各画素に割り付けられた画素値は、Ｘ線の透過経路上の物質に関するＸ線減弱係数に応じた値等である。

処理部２１は、Ｘ線検出部１８により検出された電気信号のデータ及び画像発生部２０により発生された画像のデータに対して種々の画像処理を実行する。

図５は、本実施形態に係るＸ線診断装置の処理部２１による処理の一例を説明するための説明図である。図５では、Ｘ線管１０から放射され、被検体を透過したＸ線を、Ｘ線検出部１８で検出する様子を示している。従来の装置の場合、Ｘ線管１０及びＦＰＤは互いに向かい合うように配置されている。一方、本Ｘ線診断装置の場合、ＦＰＤは被検体を覆う形で固定されている。そのため、ＦＰＤの検出面に対して、斜めの位置からＸ線が放射されると、ＦＰＤの検出面に対して、斜めにＸ線が入射する。また、湾曲したＦＰＤを用いた場合、ＦＰＤと対向する位置からＸ線が放射されても、ＦＰＤの一部分では、ＦＰＤの検出面に対して斜めにＸ線が入射する。そのため、本Ｘ線診断装置のＸ線検出部１８により検出された電気信号に対して、従来の処理が行われると、従来の装置に対応する画像に比べて歪んだ画像となる。そこで、処理部２１は、その歪みを補正する。そのために、処理部２１は、実際のＦＰＤで取得した電気信号の値に対して、補正処理を実行することにより、仮想的なＦＰＤで取得した場合の電気信号の推定値を算出する。図５では、実際のＦＰＤ及び仮想的なＦＰＤを示している。実際のＦＰＤのＸ線検出点Ｓ１乃至Ｓ５と、Ｓ１乃至Ｓ５に対応する仮想的なＦＰＤ上に変換点Ｔ１乃至Ｔ５を示している。仮想的なＦＰＤは、Ｘ線管１０と対向するように設けられる。これにより、仮想的なＦＰＤに対して、Ｘ線が直交して入射される。処理部２１は、Ｘ線焦点とＸ線検出点とを結んだ線の延長線と、仮想的なＦＰＤの検出面との交点（変換点）を特定することにより、Ｘ線焦点に対するＸ線検出点及び変換点の位置を特定することができる。そして、処理部２１は、実際のＦＰＤに入射したＸ線の電気信号の値を、仮想的なＦＰＤに入射した場合の電気信号の推定値に変換するための補正値をＦＰＤの各検出子について特定することができる。処理部２１は、実際のＦＰＤから得られた電気信号の値と、各検出子に対応する補正値とに基づいて、仮想的なＦＰＤで取得した場合の電気信号の推定値を取得できる。

また、本Ｘ線診断装置のＦＰＤには、あらゆる方向からＸ線が入射する可能性がある。そのため、ＦＰＤのＸ線検出面に、被検体により散乱された散乱線を除去するためのグリッドを配置することが困難である。したがって、ＦＰＤの検出子には、散乱線が入射される。すると、散乱線が要因のノイズが画像に表示されてしまう。そのため、処理部２１は、画像発生部２０により発生されるＸ線画像における散乱線成分を低減させる処理（以下、散乱線補正処理）を実行する。

図６は、本実施形態に係るＸ線診断装置の処理部２１による散乱線補正処理を説明するためのフローチャート図である。なお、後述の記憶部２６には、被検体厚と、Ｘ線撮影条件に含まれる複数のパラメータのうち、少なくとも１つのパラメータ、例えば、管電流値とに対して、散乱関数を対応させた散乱関数表のデータが記憶されているものとする。さらに、記憶部２６には、後述の処理部２１により画素値を変換するステップで用いられる、変換前の画素値に対して変換後の画素値を対応させた画素値変換表のデータを記憶しているものとする。

処理部２１は、検出部支持機構１９から出力に基づいて、被検体厚を決定する（ステップＳａ１）。なお、処理部２１は、被検体厚を、他の方法により決定してもよい。例えば、記憶部２６は、Ｘ線撮影条件に含まれる複数のパラメータのうち、少なくとも１つのパラメータ、例えば、管電圧に対して被検体厚を対応させた被検体厚表のデータを記憶している。そして、処理部２１は、記憶部２６から被検体厚表を読み出し、後述の入力部２３を介してユーザにより設定されたＸ線撮影条件に基づいて、被検体厚を決定してもよい。

次に、記憶部２６から散乱関数表を読み出し、ユーザにより設定されたＸ線撮影条件と、ステップＳａ１で決定した被検体厚とに基づいて、散乱関数を決定する（ステップＳａ２）。なお、散乱関数とは、Ｘ線画像において散乱線成分に対応する関数である。次に、Ｘ線画像を構成する複数の画素値の代表値に、所定の定数を乗算することにより、Ｘ線画像の基準画素値を決定する（ステップＳａ３）。代表値とは、例えば、Ｘ線画像を構成する複数の画素にそれぞれ対応する複数の画素値の最頻値である。なお、代表値は、Ｘ線画像の関心領域を構成する複数の画素にそれぞれ対応する複数の画素値の平均値または中央値等であってもよい。所定の定数とは、入力部２３を介したユーザ指示に従って設定された値であり、適宜変更が可能である。次に、処理部２１は、Ｘ線画像を構成する複数の画素値のうち、基準画素値より高い画素値を、記憶部２６から画素値変換表に基づいて、基準画素値より低い画素値に変換する（ステップＳａ４）。ステップＳａ４の処理により、例えば、直接線成分を有するＸ線画像の、直接線成分に対応する画素の画素値が、低い画素値に変換される。次に、処理部２１は、ステップＳａ４にて、変換された後の画素値をＸ線画像に適用した変換画像と散乱関数とに基づいて、散乱線画像を発生する（ステップＳａ５）。具体的には、処理部２１は、変換画像と散乱関数とに対してそれぞれフーリエ変換を実施する。そして、散乱関数のフーリエ変換を散乱関数のフーリエ変換に１を加算した値で除算する（以下、除算の結果を散乱関数項と呼ぶ）。処理部２１は、変換画像のフーリエ変換と散乱関数項とを乗算することで、散乱線画像のフーリエ変換を発生する。散乱線画像のフーリエ変換に逆フーリエ変換を実施することで、散乱線画像を発生する。変換画像のフーリエ変換と散乱関数項とを乗算することは、実空間において、医用画像の画素の位置に応じて近似的に散乱関数を変化させることに対応する。すなわち、散乱線画像は、散乱関数を医用画像の画素の位置に応じて近似的に変化させた画像である。次に、処理部２１は、Ｘ線画像から散乱線画像を差分することにより、散乱線低減画像を発生する（ステップＳａ６）。

以上の処理部２１の散乱線補正処理により、散乱線成分が要因となるノイズを除去したＸ線画像（散乱線低減画像）を発生させることができる。

なお、処理部２１は、他の画像処理も実行することができる。例えば、造影検査において、処理部２１は、造影剤注入前後のＸ線画像に基づいて、血管を強調したサブトラクション画像のデータを発生する。また、処理部２１は、同一被検体に関し、複数の撮影角度にそれぞれ対応する複数の画像のデータに対して、３次元再構成処理（例えば、フェルドカンプ再構成法等）を実行することにより、被検体に関する３Ｄ画像のデータを発生する。

入力部２３は、本Ｘ線診断装置に対して、ユーザによる指示情報を入力するための、インターフェースとして機能する。指示情報とは、例えば、撮影プロトコルに関する情報、天板１６の移動指示、及び撮影位置、撮影方向、撮影範囲の変更等である。入力部２３は、ユーザが撮影プロトコルを設定するための、例えば、マウス、キーボード、トラックボール等を有する。撮影プロトコルとは、例えば、撮影目的、検査種類、撮影方法、及びＸ線撮影条件等の撮影に関わる一連のプログラムのセットである。Ｘ線撮影条件には、例えば、管電圧、管電流、及び照射時間等が含まれる。また、入力部２３は、ユーザによる天板１６やＸ線管１０の移動指示を受け付けるための操作コンソールを有する。入力部２３は、表示部２２の表示画像上のユーザ操作に従って、撮影位置、撮影方向、撮影範囲の変更指示を受け付ける。

表示部２２は、Ｘ線検出部１８のＸ線検出面の逆面に、表示画面が、鉛直上向きを向くように配置される。なお、表示部２２は、取り外す機構や、チルト方向、スライド方向に移動可能な機構等を有し、その配置が変更されてもよい。表示部２２は、画像発生部２０により発生された被検体に関するＸ線画像を表示画面に表示する。この時、表示部２２は、実際の被検体の寸法に対して、例えば、１対１になるように、被検体に関するＸ線画像を表示する。

図７は、本実施形態に係るＸ線診断装置の表示部２２に表示されるＸ線画像の一例を示した図である。図７では、天板１６に載置された被検体に対してＸ線撮影を行った時における、表示部２２に表示されるＸ線画像を示している。図７（ａ）は、被検体を撮影し、Ｘ線画像を表示部２２に表示させた状態を、Ｘ軸方向から見た図である。つまり、ユーザが見る状態を示している。一方、図７（ｂ）は、被検体を撮影し、Ｘ線画像を表示部２２に表示させた状態を、Ｙ軸方向から見た図である。図６を見るとＺ軸方向に関するＸ線撮影範囲がＬ１の場合、表示部２２に表示されるＺ軸方向の表示範囲もＬ１となる。したがって、表示部２２は、実際の被検体の寸法に対して、１対１になるように、被検体に関するＸ線画像を表示している。ユーザは、表示部２２を見ると、あたかも被検体を透かしているように画像を認識することができるため、カテーテル治療中などでは、直感的なカテーテル操作が可能となる。

図８は、本実施形態に係るＸ線診断装置の表示画面上のユーザ操作に従って、撮影角度が変更される様子を示した図である。予め表示部２２には、図７に示したように、実際の被検体の寸法に対して、１対１になるように、被検体に関するＸ線画像が表示されているものとする。ユーザは、Ｐ１の位置を指でタッチすると、撮影制御部２５は、ユーザが指でタッチした位置Ｐ１と、被検体の撮影中心位置Ｃ１とを結んだ直線方向の撮影位置Ａ１からＸ線撮影ができるように、支持機構駆動部１３を制御する。そして、ユーザがＰ２の位置を指でタッチすると、撮影制御部２５は、ユーザが指でタッチした位置Ｐ２と、被検体の撮影中心位置Ｃ１とを結んだ直線方向の撮影位置Ａ２からＸ線撮影ができるように、支持機構駆動部１３を制御する。以上説明した撮影角度の変更方法において、ユーザは、被検体の見たい方向の位置を表示画面上でタッチするだけで、被検体の撮影方向を変更することができる。この操作は、ユーザが直感的に行うことができるため、本Ｘ線診断装置は、操作性と被検体の視認性を向上することができる。なお、表示部２２に、実際の被検体の寸法とは関係のないサイズのＸ線画像が表示されている場合においても、ユーザは、撮影方向の変更を、表示部２２に表示されたＸ線画像上で入力することができる。この時、撮影制御部２５は、現在表示されているＸ線画像の、実寸法に対する拡大率を用いることにより、上述と同様の処理が可能である。

図９は、本実施形態に係るＸ線診断装置の表示画面上のユーザ操作に従って、撮影位置が変更される様子を示した図である。予め表示部２２には、図７に示したように、実際の被検体の寸法に対して、１対１になるように、被検体に関するＸ線画像が表示されているものとする。ユーザは、Ｐ３の位置を指でタッチすると、撮影制御部２５は、ユーザが指でタッチした位置Ｐ３を鉛直下方向から撮影できるように、撮影位置Ａ３にＸ線管１０を移動させるために、支持機構駆動部１３を駆動する。そして、ユーザがＰ４の位置を指でタッチすると、撮影制御部２５は、ユーザが指でタッチした位置Ｐ４を鉛直下方向から撮影できるように、撮影位置Ａ４にＸ線管１０を移動させるために、支持機構駆動部１３を駆動する。以上説明した撮影位置の変更方法において、ユーザは、被検体の見たい位置を表示画面上でタッチするだけで、被検体の撮影位置を変更することができる。この操作は、ユーザが直感的に行うことができるため、本Ｘ線診断装置は、操作性と被検体の視認性を向上することができる。なお、表示部２２に、実際の被検体の寸法とは関係のないサイズのＸ線画像が表示されている場合においても、ユーザは、撮影方向の変更を、表示部２２に表示されたＸ線画像上で入力することができる。この時、撮影制御部２５は、現在表示されているＸ線画像の、実寸法に対する拡大率を用いることにより、上述と同様の処理が可能である。図８で示した撮影方向の変更のためのユーザ操作と図９で示した撮影位置の変更のためのユーザ操作は、同じような操作である。そのため、例えば、撮影制御部２５は、ユーザが画面をタッチする時間で、どちらの操作かを判断する。また、表示部２２は、ユーザがタッチした時に、撮影方向の変更か撮影位置の変更かをユーザに選択させるための画像等を表示し、ユーザが選択した指示に従って、撮影制御部２５が支持機構駆動部１３を制御してもよい。また、上述のユーザ操作が、撮影方向の変更か撮影位置の変更かを、予め設定していてもよい。

システム制御部２４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリ回路等を有する。システム制御部２４は、入力部２３から入力された情報を受け取り、一時的にメモリ回路に入力情報を記憶する。そして、システム制御部２４は、この入力情報に基づいて本Ｘ線診断装置の各部を制御する。

撮影制御部２５は、本Ｘ線診断装置の撮影動作に係る各部を制御する。具体的には、入力部２３を介してユーザにより設定された撮影プロトコルのデータ及び入力部２３を介して受け付けた撮影角度の変更指示に基づいて、高電圧発生部１１、Ｘ線検出部１８、及び各移動部を制御することにより、撮影動作を実行する。また、その撮影動作に同期して、記憶部２６、画像発生部２０、及び処理部２１等の各動作を制御する。

記憶部２６は、半導体記憶素子であるＦｌａｓｈ ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ）などの半導体記憶装置及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｅｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。記憶部２６は、画像発生部２０で発生された複数のＸ線画像のデータを記憶する。

以上に述べた本実施形態に係るＸ線診断装置によれば、以下の効果を得ることができる。

本Ｘ線診断装置は、設置される地面から鉛直方向に、寝台１４、天板１６、Ｘ線検出部１８、表示部２２という順で構成される。寝台１４は、寝台上部１４１と寝台下部１４２とに分けられ、Ｘ線管１０は、Ｘ線管１０を支持するＸ線管支持機構１２とともに寝台上部１４１のＸ線遮蔽部１７内に収納される。寝台下部１４２は、地面に対して固定される。そのため、本Ｘ線診断装置は、その設置のための床面積を狭くすることができる。また、本Ｘ線診断装置のＸ線管支持機構１２の構成によれば、本Ｘ線診断装置は、天板に載置された被検体の特定の部位を、天板１６面の下方から天板１６面の上方に向かう、複数の撮影方向から撮影することができる。この時、Ｘ線管支持機構１２は、Ｘ線管１０の移動範囲が、天板１６面の大きさ程度になるように構成されている。そのため、ユーザは、寝台１４の傍に立って、被検体に対する治療等を行うことができる。この時、Ｘ線管１０は、Ｘ線遮蔽部１７内に収納されているため、ユーザが、寝台１４の傍に立って、本Ｘ線診断装置を用いて治療等を行う場合においても、後方散乱線によるユーザの被ばく量を少なくすることができる。さらに、Ｘ線管１０及びＸ線管支持機構１２が、Ｘ線遮蔽部１７内に収納されているため、Ｘ線管１０及びＸ線管支持機構１２が、ユーザに対して衝突する危険性や、患者から伸びている点滴のチューブや治療器具等に使用されているケーブル類を巻き込む危険性を回避することができる。すなわち、ユーザ、患者、周辺の設置環境に対して安全な装置ともいえる。したがって、本実施形態に係るＸ線診断装置は、特定の部位を撮影することに特化した小型のＸ線診断装置と言える。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や趣旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものある。

１０…Ｘ線管、１１…高電圧発生部、１２…Ｘ線管支持機構、１３…支持機構駆動部、１４…寝台、１５…寝台駆動部、１６…天板、１７…Ｘ線遮蔽部、１８…Ｘ線検出部、１９…検出部支持機構、２０…画像発生部、２１…処理部、２２…表示部、２３…入力部、２４…システム制御部、２５…撮影制御部、２６…記憶部、１２１…第１アーム、１２２…第２アーム、１４１…寝台下部、１４２…寝台下部、１４３…油圧シリンダー

Claims (14)

1. 被検体を載置する天板と、
   前記被検体に対してＸ線を発生するＸ線管と、
   前記Ｘ線管を前記天板の下方で円弧移動可能に支持する第１アームと、
   前記第１アームを、前記天板に直交する回転軸まわりに回転可能に支持する第２アームと、
   前記Ｘ線管から放射され、散乱されたＸ線を遮蔽し、前記天板の下方において前記天板の面の大きさ程度になる前記第１アームの移動範囲と前記Ｘ線管とを覆うＸ線遮蔽部と、
   を具備し、
   前記Ｘ線遮蔽部は、前記Ｘ線管の位置によらずに、前記Ｘ線管の放射窓から放射される前記Ｘ線の放射方向とは逆方向に位置する前記Ｘ線管の後方部分を覆うこと、
   を特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記第１アームは、略半円形状を有すること、
   を特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記第１アームは、略四半円形状を有すること、
   を特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
4. 前記Ｘ線を検出するＸ線検出面が前記天板に対向するように配置されるＸ線検出部をさらに具備すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
5. 前記Ｘ線検出部は、前記Ｘ線を検出する円弧形状のＸ線検出面を有すること、
   を特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
6. 前記Ｘ線検出面の逆面に配置される表示部をさらに具備すること、
   を特徴とする請求項４または請求項５に記載のＸ線診断装置。
7. 前記表示部は、前記被検体に関するＸ線画像を前記被検体と同一スケールで表示すること、
   を特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
8. 前記第１アームと前記第２アームとを駆動する支持機構駆動部と、
   前記表示部に表示されたＸ線画像上のユーザ操作に従って、前記被検体の撮影方向または撮影位置を変更するために、前記支持機構駆動部を制御する制御部と、
   をさらに具備することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のＸ線診断装置。
9. 前記表示部は、前記表示部の表示画面が前記天板の直交上向きになるように配置され、 前記制御部は、前記表示部に表示されたＸ線画像上で、ユーザにより指定された位置と、前記被検体の撮影中心位置とを結んだ方向から前記被検体に対してＸ線が照射される位置に前記Ｘ線管を移動させるために、前記支持機構駆動部を制御すること、
   を特徴とする請求項８記載のＸ線診断装置。
10. 前記Ｘ線検出面に対して斜めに入射したＸ線のデータを、前記Ｘ線検出面に対して直交するデータに変換処理する処理部をさらに具備すること、
    を特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
11. 前記Ｘ線検出部からの出力に基づいて前記被検体に関するＸ線画像のデータを発生する画像発生部と、
    前記Ｘ線画像を構成する複数の画素のうち、基準画素値より高い画素値を有する画素の画素値を前記基準画素値より低い画素値に変換したＸ線画像と散乱関数とに基づいて散乱線画像を発生し、前記Ｘ線画像から前記散乱線画像を差分することにより、散乱線を低減した散乱線低減画像を発生する処理部と、
    をさらに具備することを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
12. 前記処理部は、前記Ｘ線検出部と前記天板との位置関係に基づいて決定した被検体厚と前記被検体に関するＸ線撮影条件とに基づいて、前記散乱関数を決定すること、
    を特徴とする請求項１１記載のＸ線診断装置。
13. 前記第１アームは、前記第１アーム上の複数の位置各々において前記Ｘ線管から放射されたＸ線の中心線が前記天板上の１点で交わるように、前記Ｘ線管を支持する、
    請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
14. 前記Ｘ線遮蔽部の形状は、前記第１アームを前記回転軸まわりに回転させた前記第１アームの移動範囲に対応する半球面である、
    請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載のＸ線診断装置。