TWI504381B

TWI504381B - 放射線診斷裝置

Info

Publication number: TWI504381B
Application number: TW100142767A
Authority: TW
Inventors: Takahiro Miyamoto
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2015-10-21
Also published as: TW201320968A

Description

放射線診斷裝置

本發明係關於一種藉由具有扇形狀之形狀的放射線束(扇形射束)進行受檢體之檢查的放射線診斷裝置。

將X射線等放射線照射於受檢體進行測定或攝影之放射線診斷裝置，為了適當的測定受檢體之測定範圍，減少測定範圍以外遭受輻射，需要使受檢體對放射線之照射範圍正確定位。

因而，例如第12圖揭示之習知的X射線骨礦物質含量(骨質密度)測定裝置，係在本體部100之頂板110上描繪測定範圍之外周線112及中心線114。

該裝置係將本體部100***稱為攝影台的(bucky stand)檢查用床之下(例如參照第3圖)，對躺在攝影台上之受檢者，例如從本體部100內之X射線產生器向垂直上方照射在檢測部120之長度方向延伸的矩形狹縫狀之X射線射束，再以位於本體部100(及受檢者)上方之檢測部120檢測透過之射束。藉由使X射線產生器與檢測部120在與狹縫面垂直之方向移動，可進行測定範圍內整個區域之測定。操作者例如通過活動式病床之透明頂板辨識測定範圍之外周線112及中心線114，而將受檢者對測定範圍實施定位。

專利文獻1中揭示由操作者識別位於頂板下之平板型X射線檢測器的位置之方式，在X射線檢測器之上面設置發光構件，並使用透過光之頂板的放射線攝影裝置。

揭示於專利文獻2之MRI(核磁共振影像)裝置，在裝置之內腔具有發出扇形平面光之LED，藉由其LED光之扇形與患者的交叉線來顯示MRI之攝影面位置。

此外，例如在使用X射線之骨質密度測定裝置中，有使從X射線產生器扇形狀擴大之X射線透過受檢體者(例如專利文獻1)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

(專利文獻1)日本特開2005-296499號公報

(專利文獻2)日本特表2005-517487號公報

(專利文獻3)日本特開2000-116636號公報

從放射線產生器照射扇形狀之放射線束時，因為射束寬度會依與放射線產生器之距離而變化，所以比使用射束寬度無變化之矩形狹縫狀等射束時，將受檢體對射束照射範圍正確定位是難以達成的。例如攝影台之高度不一，在橫躺於攝影台上之受檢者的高度之射束寬度會依其攝影台的高度而改變。因而，即使在放射線產生器之頂板上顯示射束的範圍，仍無法從其範圍顯示瞭解在受檢者之高度的射束寬度，以致配合射束寬度實施受檢者之測定部位的定位是難以達成的。

本發明之目的為可對放射線之扇形射束的照射範圍輕易地實施受檢體的定位。

本發明之放射線診斷裝置具有：放射線產生器，其係照射放射線之扇形射束；及放射線檢測器，其係對該放射線產生器以間隔設置，來檢測該扇形射束；關於對該扇形射束之扇形面垂直的第一方向，在該放射線產生器之扇形射束的照射範圍之一側設置連結該放射線產生器與該放射線檢測器之連結構件，另一側為了將受檢體***配置於該放射線產生器與該放射線檢測器之間，所以該放射線產生器與該放射線檢測器之間係維持開放，其特徵在於：從該放射線產生器之扇形射束的照射範圍之另一側以第一方向觀看該連結構件時，該連結構件具有顯示該扇形射束之扇形面的形狀之態樣、顯示器或立體形狀。

一種態樣係該連結構件具有發光顯示器，其係作為顯示該扇形面之形狀的顯示器。

另一態樣係進一步具有發光控制單元，其係依該放射線診斷裝置之狀態來控制該發光顯示器之發光狀態。

另一態樣係該發光顯示器具有複數個發光元件，其係從該放射線產生器朝向該放射線檢測器排列，該放射線診斷裝置進一步具有第二發光控制單元，其係依該扇形射束開始照射起所經過的時間，使該複數個發光元件中發光者之位置從該放射線產生器朝向該放射線檢測器，或是朝向其相反方向移動。

採用本發明時，係可很容易地對扇形射束之照射範圍實施受檢體之定位。

第1圖至第4圖係例示本發明的放射線診斷裝置之一範例的X射線骨礦物質含量測定裝置10。此處係以測定人體腰椎之骨礦物質含量的裝置為範例作說明，不過X射線骨礦物質含量測定裝置10及本發明之放射線診斷裝置並不限於此種裝置。

第1圖及第2圖係揭示分別從斜上方及斜下方觀看X射線骨礦物質含量測定裝置10之示意圖。第3圖係從正面側(即***攝影台之開放端側)朝向支撐臂16觀看對攝影台30***本體部12的X射線骨礦物質含量測定裝置10之前視圖。第4圖係在第3圖之狀態下，受檢體40(被檢查者)仰臥於攝影台30上時，受檢體40之腰椎42的位置與從X射線產生器20發出之扇形射束的位置關係說明圖。以下之說明係適當的參照第1圖至第4圖。

如此等圖所示，X射線骨礦物質含量測定裝置10大體上由本體部12、檢測部14及連結此等兩者之支撐臂部16而構成。

本體部12內藏X射線產生器20。X射線產生器20(參照第4圖)設置於本體部12的頂板13之下。在本體部12之下部設有移動用的車輪11，藉由該等車輪11，操作者推動X射線骨礦物質含量測定裝置10，可在攝影台30之下***本體部12(例如參照第3圖及第4圖)。本範例之本體部12從正上方觀看之形狀係矩形，且將與其矩形之一側邊平行的圖中箭頭A顯示之方向稱為該裝置之「前後方向」。該前後方向A亦為垂直於從X射線產生器20朝向檢測部14放射之扇形射束22(圖中以虛線顯示其扇形形狀的輪廓)的扇形面(扇形之平面)垂直之方向。此外，將該前後方向A中，從扇形射束22觀看朝向支撐臂部16之方向為了方便而稱為「後方向」，並將其相反方向稱為「前方向」。另外，將從上觀看本體部12之矩形的側邊，平行於與該前後方向A垂直之側邊的方向稱為「左右方向」，在圖中以箭頭B表示。左右方向B係垂直於前後方向A及上下方向兩方之方向。

在本體部12內設有高度調整機構，不過省略其圖式，藉由該機構可調整整個X射線骨礦物質含量測定裝置10的高度。亦即，藉由該機構可使本體部12與檢測部14在維持彼此之間隔的狀態下上下移動。

X射線產生器20係具有X射線管及規定從該X射線管放射之X射線的照射範圍之準直器(collimator)的一般構造。該X射線產生器20以前後方向A為薄的狹縫狀放射，以左右方向B為從X射線管朝向正上方扇形狀擴散的扇形射束22放射。本範例之X射線產生器20以左右方向B位於本體部12之中央，以前後方向A為移動式。亦即，本範例係在本體部12中內藏使X射線產生器20沿著前後方向A而移動之掃描機構，藉由掃描機構使X射線產生器20沿著前後方向A移動，可將扇形射束22沿著垂直於其扇形面之前後方向A掃描。第1圖係以矩形19顯示扇形射束22與頂板13之上面的交叉線藉由其掃描而移動之範圍的輪廓。亦可將該矩形19實際描繪於頂板13上。此時操作者可參照其描繪之矩形19，將攝影台30上之受檢體40對扇形射束22之照射範圍定位。

支撐臂部16從本體部12之前後方向A的一端部延伸至正上方。本範例中，支撐臂部16之頂板13側的表面17成為對前後方向A垂直之表面。支撐臂部16懸臂支撐檢測部14。

檢測部14與本體部12之頂板13以間隔配置於本體部12之正上方。檢測部14被支撐臂部16懸臂支撐，並從支撐臂部16之上端往前方向伸出於頂板13上，而局部或整個覆蓋頂板13之上方。檢測部14之底板15的表面平行於本體部12之頂板13的表面。檢測部14內藏X射線檢測器(省略其圖式)。實施骨礦物質含量測定時，X射線檢測器具有複數個X射線檢測元件沿著左右方向B一直線排列之線性陣列。以X射線檢測器之左右方向B的寬度，例如係大於在該X射線檢測器之高度的扇形射束22之左右方向B的寬度。本範例中，將使X射線檢測器沿著前後方向A而移動之掃描機構內藏於檢測部14。該掃描機構以X射線檢測器來到對應於本體部12內之X射線產生器20的前後方向A之位置的位置之方式，與本體部12內之掃描機構同步使X射線檢測器移動。藉此，即使在任何掃描位置，仍可藉由檢測部14內之X射線檢測器檢測從X射線產生器20照射之扇形射束22。

第1圖之X射線骨礦物質含量測定裝置10中，本體部12與檢測部14係彼此平行地上下配置，此等兩者在前後方向A之後方向側的端部藉由支撐臂部16而連結。此外，在本體部12與檢測部14之前方向側的端部未設有支撐臂，而成為開放端。X射線骨礦物質含量測定裝置10從該開放端側***攝影台30。

如第3圖所示，X射線骨礦物質含量測定裝置10對攝影台30之長度方向(受檢體橫躺時之連接頭部與腳趾的體軸方向)直角地***攝影台30。該狀態下，X射線骨礦物質含量測定裝置10之左右方向B與攝影台30之長度方向平行。此外，該狀態下，攝影台30之頂板夾在本體部12與檢測部14之間。攝影台30之頂板亦可採用透明或半透明之材質，可看到表示在本體部12之頂板13上描繪之扇形射束22的掃描範圍之顯示(矩形19等)。

如第4圖所示，受檢體40係在攝影台30之頂板上沿著攝影台30之長度方向，亦即沿著X射線骨礦物質含量測定裝置10之左右方向橫躺。第4圖之範例中，受檢體40以將頭部朝向圖之右方向的狀態仰臥。在該狀態下，需要調整受檢體40與X射線骨礦物質含量測定裝置10之位置關係，使測定對象之受檢體40的腰椎42恰好進入扇形射束22之範圍內。

因此，該X射線骨礦物質含量測定裝置10係在支撐臂部16之頂板13側，亦即在前方向側之表面17上設有一對指示線18(參照第1圖至第3圖)。一對指示線18顯示從X射線產生器20放射之扇形射束22左右兩側的輪廓線。亦即，從X射線骨礦物質含量測定裝置10之正面側(開放端)朝向後方向觀看支撐臂部16之表面17時，扇形射束22通過一對指示線18之間。

指示線18之形式不拘，只要係表示扇形射束22之扇形面的輪廓線即可。亦即，舉例來說，亦可對表面17以塗料描繪，亦可對表面17貼合貼紙。

操作者例如在受檢體40仰臥於攝影台30上的狀態下，將X射線骨礦物質含量測定裝置10對攝影台30如第4圖所示地***。然後，藉由從X射線骨礦物質含量測定裝置10之正面側觀看支撐臂部16之表面17，來判斷測定對象之受檢體40的腰椎42部分是否恰好納入一對指示線18之間。腰椎42之部分從一對指示線18間之範圍向圖中之左或右方向偏移時，操作者將X射線骨礦物質含量測定裝置10向左或右移位，或是移動受檢體40，可將腰椎42之位置準確納入一對指示線18之間。此外，受檢體40之腰椎42有時因攝影台30之高度而從一對指示線18向左右兩方突出，或是反之腰椎42整個納入一對指示線18之間而在兩側留下空隙。以上任何一種情況均無法正確測定腰椎42之骨礦物質含量，為後者之情況，還會使受檢體40之測定對象外的部位遭受輻射增加。此種情況下，操作者藉由本體部12之高度調整機構使整個X射線骨礦物質含量測定裝置10上下移動，可將腰椎42準確納入一對指示線18之間。另外，除了高度調整機構以外，亦可調整攝影台30之高度來取代調節X射線骨礦物質含量測定裝置10之高度。

如此，第1圖至第4圖所示之範例，係在支撐臂部16之正面側的表面17揭示一對指示線18，其係表示將扇形射束22沿著前後方向A投影於後方向時之輪廓線。藉由該指示線18，操作者可調整受檢體40與X射線骨礦物質含量測定裝置10相互之位置關係，使受檢體40之測定對象部位(腰椎42)準確納入扇形射束22中。

另外，以一對指示線18表示扇形射束22之範圍只不過是一範例。舉例來說，亦可以下述之方式取代之，除了扇形射束22範圍之輪廓線之外，還將其整個範圍(梯形)著上與其範圍外不同之顏色來表示。

此外，如第5圖所示，亦可在從X射線骨礦物質含量測定裝置10之正面方向朝後方向觀看支撐臂部16A之形狀本身時，顯示扇形射束22之扇形面的形狀。

此外，如第6圖所示，亦可藉由LED等發光元件52之列50來表示顯示扇形射束22之範圍的指示線。亦即，第6圖之範例係在支撐臂部16之表面17上，沿著扇形射束22之扇形面的左右輪廓線排列多數個發光元件52。此等發光元件52從X射線骨礦物質含量測定裝置10內之電源接受電力供應而發光。因為表面17會形成檢查部14的影子而通常較暗，所以如此藉由發光元件52之列50來表示指示線時，便於操作者觀看。

此外，發光元件52亦可使用可切換發光色的發光元件(例如元件內具有複數個不同色之LED，使此等LED中之一個以上為選擇性發光體)，以列50的發光色來表現X射線骨礦物質含量測定裝置10的狀態。例如，一範例為藉由發光元件52之發光色來表現準備測定狀態(在其之間進行X射線骨礦物質含量測定裝置10與受檢體40之對準)與測定狀態(X射線照射中)等。此時X射線骨礦物質含量測定裝置10之操作順序係可例如第7圖所示。

亦即，第7圖之順序係將X射線骨礦物質含量測定裝置10***攝影台30後，操作者使受檢體40承載於攝影台30上(S10)。其次，操作者按下在X射線骨礦物質含量測定裝置10之操作面板(省略其圖式)上的準備測定開關時，X射線骨礦物質含量測定裝置10內之控制裝置(省略其圖式)使列50的各發光元件52發出第一顏色(例如綠色)光(S12)。操作者從X射線骨礦物質含量測定裝置10的正面方向觀看該等發光元件52所表示之第一顏色的指示線，並以使受檢體40之體軸方向的測定部位(第4圖之範例為腰椎42)準確納入扇形射束22之內側的方式，來調節受檢體40與X射線骨礦物質含量測定裝置10之上下方向及左右方向的相對位置關係(S14)。位置關係調節完成時，操作者藉由開啟操作面板上之開始測定開關等，對X射線骨礦物質含量測定裝置10指示開始測定。X射線骨礦物質含量測定裝置10內之控制裝置依其指示，使X射線產生器20照射扇形射束22，並使檢測部14內之X射線檢測器檢測透過受檢體40之扇形射束22(S16)。將扇形射束22沿著前後方向A掃描情況下，控制裝置控制本體部12及檢查部14內之掃描機構，使X射線產生器20與X射線檢測器同步沿著前後方向A移動。X射線照射中係使列50的各發光元件52發出第二顏色(例如黃色)光(S18)。

以上係藉由發光元件52發光之顏色的發光狀態來表現「準備測定」與「測定中」的兩個裝置狀態，不過亦可藉由該等發光元件52的其他發光狀態來表現其他的裝置狀態。例如，在測定中(X射線照射中)，X射線骨礦物質含量測定裝置10發生錯誤時，亦可藉由該等發光元件52之發光狀態來表現其錯誤的種類。第8圖之範例係藉由發光元件52之時間性閃爍型式來表現錯誤之種類。例如，X射線管進入不能照射期間時，X射線骨礦物質含量測定裝置10內之控制裝置以黃色之每一秒反覆亮燈與滅燈的閃爍型式使發光元件52閃爍，X射線管之管電壓上發生異常時，係以反覆一秒亮燈兩秒滅燈的閃爍型式使其閃爍。

此外，藉由個別地控制左右側之列50的發光，可表現更多之發光狀態，不過省略其圖式。例如可以僅使左側之列50發光的情況、僅使右側之列50發光的情況及使兩方之列50發光的情況來表現三種狀態。藉由組合各列50之發光色及各列50之閃爍型式，可表現複數個狀態。藉由此等多樣之發光狀態可表現X射線骨礦物質含量測定裝置10之動作狀態(動作模式等)及錯誤狀態。

此外，亦可藉由在該等發光元件52中發光體之位置來表示開始測定起所經過的時間。第9圖之範例係在測定前(準備測定狀態)，X射線骨礦物質含量測定裝置10內之控制裝置使列50之全部發光元件以綠色發光。開始測定(照射X射線)時，依時間之經過，從列50下側之發光元件52起依序以黃色發光。例如，在開始測定之後，僅使左右側之列50最下方的發光元件52以黃色發光。其後，控制裝置按照時間之經過從下起依序使發光元件52亮燈。例如，在測定期間經過一半之階段，從列50之下端至中央的發光元件52以黃色亮燈，在測定期間大致結束時，從下端至上端的全部發光元件52亮燈。藉由此種經過時間之表示，操作者可獲得測定期間經過哪個程度之基準。

第6圖等之範例係在支撐臂部16上設置顯示扇形射束22之左右輪廓的列50，不過亦可以將顯示扇形射束22之梯形範圍的面狀發光部設於支撐臂部16上來取代。

此外，第10圖之範例，係在檢查部14之側面沿著前後方向A設置發光元件的列60，藉此顯示扇形射束22之掃描位置。亦即該範例係將X射線骨礦物質含量測定裝置10內之控制裝置藉由僅使列60上之發光元件中對應於扇形射束22之扇形面存在的位置(掃描位置)之發光元件發光，來顯示掃描位置。操作者藉由該顯示可瞭解測定中之掃描位置。

第11圖之範例係在支撐臂部16之表面17上，除了顯示扇形射束22之範圍的發光元件52之列50之外，還設置水平方向之發光元件列70與垂直方向之發光元件列75的範例。

水平方向之發光元件列70顯示攝影台30上平面之基準高度。基準高度規定為：於攝影台30之上平面與該基準高度相符時，從解剖學角度而言，通常受檢體40之測定對象部位(腰椎42)的左右方向之寬度與扇形射束22之寬度相符。操作者從X射線骨礦物質含量測定裝置10之正面側觀看該發光元件列70與攝影台30之上平面的位置關係，來確認攝影台30上平面之高度是否與基準高度相符，及攝影台30與X射線骨礦物質含量測定裝置10是否相對傾斜(攝影台30之上平面是否為水平)。然後，當高度不相符或是有傾斜情況下，操作者藉由調節X射線骨礦物質含量測定裝置10或攝影台30之高度或斜度，可使攝影台30之上平面沿著發光元件列70。

垂直方向之發光元件列75係沿著支撐臂部16之表面17的左右方向B之中心線，從發光元件列70顯示之基準高度向上方，以一定的高度範圍延伸。該發光元件列75係用於判定受檢體40之身體厚度。亦即，受檢體40的身體厚度愈厚，透過受檢體40之X射線量則愈衰減，因此，在測定比標準身體厚度更厚的受檢體40之骨礦物質含量情況下，需要增強X射線的強度等，用於身體厚度較厚者的測定模式。因此，第11圖之範例，係藉由發光元件列75來表現屬於標準測定模式或是用於身體厚度較厚者之臨限值的身體厚度。操作者從X射線骨礦物質含量測定裝置10之正面側觀看表面17，若是發光元件列75之發光元件被受檢體40遮蓋連一個都看不到時，則將X射線骨礦物質含量測定裝置10之測定模式切換成用於身體厚度較厚者。

以上，係說明幾個實施態樣，不過本發明並非限定於以上說明之各種實施態樣，在申請專利範圍中記載之發明的範圍內可實施各種變形或改良等。

例如，以上之各範例中，支撐臂部16的正面側之表面17係對前後方向A垂直之面，不過並非為必須。即使表面17對前後方向A不垂直時，指示線18及列50在將扇形射束22從X射線骨礦物質含量測定裝置10之正面側朝向後方，將扇形射束22左右側之輪廓線平行投影於其表面17時，只要將各輪廓線之投影穿過表面17的線作為指示線18或列50即可。

此外，以上之測定對象係例示腰椎，不過即使就測定大腿骨等其他部位的情形或裝置，上述各範例之方式仍可適用。此外，進一步而言，除了骨礦物質含量測定裝置之外，凡是需要將放射線之扇形射束對受檢體之對象部位正確定位的裝置均可適用上述各範例之方式。

此外，以上之範例係X射線產生器20在下而X射線檢測器在上地構成，不過此等兩者之配置關係亦可顛倒。此外，即使兩者之配置關係並非上下而係左右時，仍可適用上述例之方式。

10．．．X射線骨礦物質含量測定裝置

11．．．車輪

12．．．本體部

13．．．頂板

14．．．檢測部

15．．．底板

16、16A．．．支撐臂部

17．．．表面

18．．．指示線

19．．．矩形

20．．．X射線產生器

22．．．扇形射束

30．．．攝影台

40．．．受檢體

42．．．腰椎

50．．．列

52．．．發光元件

60．．．列

70．．．發光元件列

75．．．發光元件列

100．．．本體部

110．．．頂板

112．．．外周線

114．．．中心線

120．．．檢測部

A．．．前後方向

B．．．左右方向

S10-S18．．．步驟

第1圖係揭示從斜上方觀看本發明實施態樣的一範例，在支撐臂部描繪扇形狀顯示線之X射線骨礦物質含量測定裝置的示意圖。

第2圖係揭示從斜下方觀看第1圖之X射線骨礦物質含量測定裝置的示意圖。

第3圖係揭示從正面側觀看第1圖之X射線骨礦物質含量測定裝置的本體部***攝影台之下部的示意圖。

第4圖係X射線扇形射束與受檢體(腰椎)之位置關係的說明圖。

第5圖係揭示從正面側觀看支撐臂部成為扇形狀的X射線骨礦物質含量測定裝置的示意圖。

第6圖係揭示從正面側觀看在支撐臂部設置顯示扇形狀之發光元件列的X射線骨礦物質含量測定裝置的示意圖。

第7圖係使用第6圖之裝置的測定作業流程圖。

第8圖係揭示依錯誤種類之發光元件列的發光狀態圖。

第9圖係揭示依測定時間之經過而切換發光元件列的發光狀態圖。

第10圖　係揭示具有顯示扇形射束之掃描位置的發光元件列之X射線骨礦物質含量測定裝置的示意圖。

第11圖　係揭示從正面側觀看具有顯示攝影台之基準面的發光元件列，及用於判定受檢體厚度之發光元件列的X射線骨礦物質含量測定裝置的示意圖。

第12圖　係習知的X射線骨礦物質含量測定裝置之示意圖。