JP5500766B2

JP5500766B2 - Ｘ線画像撮影装置

Info

Publication number: JP5500766B2
Application number: JP2007127539A
Authority: JP
Inventors: 正明小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2027-05-14
Also published as: CN101305919A; CN101305919B; ATE524110T1; EP1992286A2; EP1992286B1; EP1992286A3; US7729469B2; JP2008279150A; US20090092223A1

Description

本発明は、被検者側を回転移動させながら、被検者の透過Ｘ線からＸ線画像を得るＸ線画像撮影装置に関するものである。

従来、被検者の外周から放射線を照射し、被検者を透過した放射線を検出して画像信号に変換し、この画像信号を再構成処理することにより、被検者の三次元断面画像を構築するＣＴ装置（Computed Tomography）が、医療分野で利用されている。

このＣＴ装置においては、被検者を挟んで放射線源と放射線検出器が対をなして構成され、被検者の仮想体軸を中心として被検者の周りを螺旋状に回転移動させながら、多数の回転位置で透過放射線の強度を検出するヘリカルスキャンＣＴ方法が一般的である。

一方、近年では固定した放射線源と放射線検出器間で、被検者側を回転させることにより断層画像を得る方法も提案されている。この種のＣＴ装置では、放射線検出器として二次元形状をした平面センサを用い、コーン状の放射線を照射することにより、三次元画像の再構成に必要な透視画像を１回の走査で取得することができる。また、通常のＣＴ装置では不可欠である体軸方向の連続移動を不要としている。

被検者を回転して撮影を行う特許文献１による撮影方法では、被検者の安全を確保した上で、被検者の姿勢を安定させながら回転させる必要がある。そして、これに対する対応策を有する装置が提案されている。

特許文献２では、被検者の体動を抑えるため、被検者を支持する支持部材を回転台上に設け、被検者を中腰姿勢で支持して撮影する装置が提案されている。また、特許文献１において、被検者の前方に下肢ガードを設けて、回転中の被検者の下肢が周囲の非回転部に接触することを防止する手段が開示されている。このようにして被検者を配置することにより、高スループットでＣＴ撮影を行うことが可能となり、一般静止画撮影に代り胸部スクリーニングに応用されつつある。

また、特許文献２において安全性を確保するため、被検者支持部材の状態情報を検出し、検知結果に応じて回転テーブルの回転を制御する装置が提案されている。

一方、放射線検出器として大型の二次元平面センサを用いるため、これらの撮影装置は一般的に高価なものとなっている。また、病院内における限られた設置スペースを有効に活用する上でも、１台の撮影装置を用いてＣＴ撮影と一般静止画撮影との異なる撮影形態の双方を行うことが要望されている。これに対して特許文献１には被検者支持部材を移動して、Ｘ線照射範囲から退避することにより、回転台上にスペースを作って静止画撮影を行い、１台の装置でＣＴ撮影と一般静止画撮影との兼用を可能にした撮影装置が記載されている。

特開２００５−２０５０８２号公報特開２００６−４３１９３号公報

このような撮影装置でＣＴ撮影を行う場合に、被検者とＸ線撮影部との距離は、再構成領域を広く確保するために、また画像のぼけを少なくするために、回転中に接触が生じない範囲で近付けることが望まれる。このため、実際の撮影において、Ｘ線撮影部の位置は特許文献１で示された配置よりも、被検者に近接した位置に配置する必要がある。

これにより、従来例の図５で示すようにＸ線管球１からのＸ線照射中に、回転テーブル２上の被検者Ｐの下肢Ｐａが、回転中にＸ線撮影部３の下方を通過するような配置となる。また、被検者Ｐの前方に下肢ガード４を備えた場合には、下肢ガード４もＸ線撮影部３の下方を通過することになる。従って、ＣＴ撮影に際し、Ｘ線撮影部３の位置は上下の移動範囲Ｌ１内に設定する必要がある。

一方、静止画撮影時には、特許文献１で示すように各被検者支持部材の下方に設けられた移動手段を用いて、被検者支持部材を撮影領域から退避させ、被検者はＸ線撮影部に接近し、Ｘ線撮影部の外装に密着して撮影を行う。

一般静止画撮影では、全ゆる病気に対して最初に行われる検査においては、頭部から下肢まで全身の撮影が可能なことが望まれる。このため、Ｘ線撮影部３の上下位置はＣＴ撮影に比較して、広範囲に移動できるように構成しておく必要がある。

しかし、Ｘ線撮影部３の可動範囲を静止画撮影のために、広範囲に移動できるように構成しておくと、ＣＴ撮影においては必要以上にＸ線撮影部３が移動することになる。このため、不適切な低い位置に設定し、回転中にＸ線撮影部３と被検者支持部材や被検者Ｐの下肢Ｐａとの接触が生じ安全性を損う虞れがある。安全性を確保するためには、Ｘ線撮影部３の位置設定に注意を必要とし、結果として操作性の低下を招く虞れがある。

撮影形態を変更した場合にも同様の問題が生じ、一般静止画撮影を低い位置で撮影した後に、被検者支持部材を移動してＸ線撮影部３をＣＴ撮影形態に変更した場合に、その位置関係のまま回転テーブル２を回転してしまうと、前述のように安全性を損うことがある。

また、被検者を回転して撮影を行う撮影装置において、平面センサを用いたＣＴ装置では、通常のヘリカルスキャン方式のＣＴ装置では必要とされる体軸方向の移動が不要である。逆に、ＣＴ撮影中は常に同じ高さで多角度から撮影が行われなければならず、Ｘ線撮影部の高さ調整が可能な撮影装置において、ＣＴ撮影中にＸ線撮影部の昇降が行われると、正しい画像取得ができず再構成ができない。従来装置では、回転中の昇降を強制的に禁止する手段を有していないため、撮影中に昇降が行われてしまう危険性がある。

本発明の目的は、ＣＴ撮影と一般撮影とを兼用し、Ｘ線撮影部の高さ設定の操作性、安全性を損うことなく、診断に有効な画像が得られるＸ線画像撮影装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＣＴ撮影中にＸ線撮影部の昇降動作が行われることを未然に防止し、信頼性の高いＸ線画像撮影装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、Ｘ線管球とＸ線撮影部とを被検者を挟んで対向して配置し、回転テーブルを回転させながら該回転テーブルの上の被検者にＸ線を照射するＣＴ撮影により被検者の断層像を撮影するＸ線画像撮影装置において、
被検者の撮影対象部位を固定する被検者支持部材と、
該被検者支持部材を前記ＣＴ撮影位置と撮影範囲外の位置との間で移動させる第１の移動手段と、
前記Ｘ線撮影部を鉛直方向に移動する第２の移動手段と、を有し、
前記被検者支持部材が前記ＣＴ撮影位置にある場合は、前記被検者支持部材が前記撮影範囲外の位置にある場合に対して、前記第２の移動手段が前記Ｘ線撮影部を鉛直方向に移動する範囲が短くなるように制限されることを特徴とする。

本発明に係るＸ線画像撮影装置によれば、ＣＴ撮影時はＸ線撮影部の移動範囲が接触が生じない範囲に限定されるので、安全性が高く操作性に優れている。

また、静止画撮影とＣＴ撮影との切換作業を行った場合に生ずる接触の危険を未然に防止し、更には回転中に誤って昇降操作を行ってしまっても、Ｘ線撮影部の位置が変更されることを防ぐことができる。

本発明を図１〜図４に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は被検者を回転させながら撮影を行うＣＴ撮影状態時の側面から見た状態の構成図である。Ｘ線管球１１の前方には、３６０゜回転可能な回転テーブル１２上の被検者Ｐを介して例えば平面センサであるＸ線撮影部１３が対向して配置されている。Ｘ線撮影部１３はスライド部１４を介して支柱１５に取り付けられ、スライド部１４は昇降駆動部１６により昇降駆動され、Ｘ線撮影部１３の下限位置は撮影部位置検知器１７により検知されるようになっている。

回転テーブル１２は回転駆動部１８に支持され、回転テーブル１２上に、被検者Ｐが腰をかける椅子１９、被検者Ｐが背中を密着させる背当て２０、被検者Ｐの下肢ＰａをＸ線から保護する下肢ガード２１が設けられている。

椅子１９は回転テーブル１２の回転軸Ｃの近傍に位置し、被検者Ｐは椅子１９に座った状態で、背当て２０に背中を密接させる。背当て２０は鉛直方向に長く、その断面は被検者Ｐの背中が密着し易い円弧状とされ、背当て２０には被検者Ｐを固定するためのベルト２２やハンドル２３が取り付けられている。また、背当て２０の水平方向の位置は、被検者Ｐの撮影対象部位Ｐｘが背当て２０に密着した状態で、被検者Ｐの仮想体軸が回転テーブル１２の回転軸Ｃとほぼ同軸となるように配置されている。

下肢ガード２１は円形の回転テーブル１２の外形に沿った円弧形状とされ、回転中に被検者Ｐの下肢Ｐａが回転テーブル１２の周囲の非回転部に接触することを防止している。

被検者支持部材である椅子１９と背当て２０は、第１の移動手段である椅子スライド部材２４、背当てスライド部材２５により、ＣＴ撮影位置から静止画撮影の妨げにならない撮影範囲外の位置に移動可能とされている。そして、椅子１９、背当て２０の位置は、椅子位置検知器２６、背当て位置検知器２７により検知されるようになっている。

このＸ線画像撮影装置の制御を行う制御部３１の出力は、Ｘ線管球１１に出力するＸ線発生装置３２、昇降駆動部１６、回転駆動部１８、Ｘ線撮影部１３の出力を取り込む画像取込部３３に接続されている。また制御部３１には、撮影部位置検知器１７、椅子位置検知器２６、背当て位置検知器２７、フットスイッチ３４の出力が接続されている。更に、画像取込部３３の出力は画像処理部３５に接続されている。

スライド部１４は第２の移動手段である昇降駆動部１６により、Ｘ線撮影部１３を支柱１５に沿って鉛直方向に可変に昇降制御を行う。この昇降駆動部１６による移動、停止は、技師によるフットスイッチ３４からの操作を受け制御部３１の指示により行われる。また、Ｘ線撮影部１３の鉛直位置が、ＣＴ撮影の上下範囲Ｌ１にあるか否かは、撮影部位置検知器１７により検出され、検知結果は制御部３１に送信される。なお、上下範囲Ｌ１の下限位置は被検者支持部材の下肢ガード２１が撮影領域に入り込まない位置に制限され、被検者Ｐの下肢Ｐａとの接触を生じない高さに設定されている。

ＣＴ撮影を行うか静止画撮影を行うかの選択は、支持部材位置検知手段である椅子位置検知器２６、背当て位置検知器２７により検知され、その検知結果は制御部３１に送信される。

ＣＴ撮影に際しては、制御部３１は撮影要求信号により回転駆動部１８を駆動して、回転テーブル１２を回転制御する。所定の回転状態に達した時点で、Ｘ線管球１１からのＸ線の曝射が始まりＣＴ撮影が開始される。この状態では、制御部３１はたとえフットスイッチ３４が操作されても、Ｘ線撮影部１３の昇降は行わず、Ｘ線撮影部１３の位置を一定に保ち、これにより常に同じ位置の多方向からの画像が得られる。

この曝射に同期して、制御部３１は画像取込部３３を制御して、被検者Ｐを透過したＸ線をＸ線撮影部１３により画像データとして取り込み、画像処理部３５では被検者の３６０°の方向からの画像データを用いて三次元画像の断層像を得る。

なお制御方法として、Ｘ線の照射に拘らず、回転テーブル１２が回転中はＸ線撮影部１３の昇降を行えないような制御としてもよい。

図２は椅子１９、背当て２０をＣＴ撮影位置から静止画撮影状態の位置に変更し、図１の状態から回転テーブル１２を右回りに９０度回転した状態を上方から見た構成図、図３はこの状態を側面から見た構成図である。椅子１９は椅子スライド部材２４により、背当て２０は背当てスライド部材２５により回転テーブル１２上で両側に移動し、被検者Ｐは身体をＸ線撮影部１３に密接して撮影することが可能となる。

Ｘ線管球１１からのＸ線は、両側に退避した椅子１９と背当て２０の間を通過して、被検者Ｐに照射される。この場合に、上下方向に遮蔽物が存在しないため、被検者Ｐの頭部から下肢Ｐａまで全身の任意の部位の撮影が、Ｘ線撮影部１３の範囲Ｌ２において可能となる。

静止画撮影では被検者Ｐの下肢Ｐａ等の撮影を行うため、Ｘ線撮影部１３を下方の位置に設定することがある。静止画撮影の後にＣＴ撮影に切換える場合に、椅子１９、背当て２０をＣＴ撮影形態に切換えても、Ｘ線撮影部１３は静止画撮影位置にあることになる。この状態のまま、回転テーブル１２を回転させると、衝突の可能性があり、本実施例ではこれを未然に防ぐ機構を有している。

椅子１９、背当て２０がＣＴ撮影の位置に変更されたことは、椅子位置検知器２６、背当て位置検知器２７により検知され、検知信号が制御部３１に送られる。しかし、撮影部位置検知器１７からの信号は、Ｘ線撮影部１３がＣＴ撮影位置にないと検知されている。この場合に、制御部３１はたとえ技師により回転操作が行われても、回転テーブル１２は停止状態を維持するように制御され、また図示しない表示部にＸ線撮影部１３の上昇操作を促す警報が表示される。

この状態では、制御部３１はＸ線撮影部１３の昇降移動の内、上昇側の操作のみ有効とする。技師がＸ線撮影部１３をフットスイッチ３４により上昇させると、Ｘ線撮影部１３がＣＴ撮影時の可動範囲Ｌ１に入った時点で、表示部のアラームが消える。また、アラーム表示と共に、ＣＴ撮影時の可動範囲Ｌ１の下端まで、Ｘ線撮影部１３を自動的に上昇するように制御してもよい。これにより、静止画撮影とＣＴ撮影との切換作業を行った場合に生ずる不具合を未然に防ぐことが可能となる。

図４はＸ線撮影部１３の上下位置を調整する工程のフローチャート図である。技師はＸ線撮影部１３の位置を調整する場合に、先ずフットスイッチ３４の操作を行う（ステップＳ１）。制御部３１は椅子位置検知器２６、背当て位置検知器２７からの信号により、椅子１９、背当て２０の被検者支持部材がＣＴ撮影位置にあるか否かを判断する（ステップＳ２）。

図１に示すようなＣＴ撮影の状態の場合に、撮影部位置検知器１７からの信号が範囲Ｌ１にある間は、制御部３１はフットスイッチ３４からの操作に従い昇降動作を許可する（ステップＳ３〜Ｓ６）。そして、所望の位置でフットスイッチ３４から足を離し、昇降を停止させる。

ただし、移動によりＣＴ範囲の限界位置に達するとその位置で停止し、それ以上の昇降は行わないように制御される（ステップＳ４〜Ｓ８）。これにより、ＣＴ撮影時は常にＸ線撮影部１３がＣＴ撮影範囲Ｌ１内に位置することになる。

また、図２、図３に示すように、被検者支持部材が一般静止画撮影の状態にある場合に、制御部３１は撮影部位置検知器１７からの信号に拘わらず、フットスイッチ３４からの入力に従ってＸ線撮影部１３の昇降が行えるように制御する（ステップＳ９〜Ｓ１０）。これにより、一般静止画撮影時には図３に示す上下範囲Ｌ２までの広い範囲を移動することができ、被検者Ｐの頭部から下肢Ｐａまで全身の撮影を可能とする。

実施例のＣＴ撮影状態の構成図である。静止画撮影状態を上方から見た構成図である。静止画撮影状態を側面から見た構成図である。Ｘ線撮影部の昇降動作のフローチャート図である。従来例の構成図である。

符号の説明

１１Ｘ線管球
１２回転テーブル
１３Ｘ線撮影部
１４スライド部
１５支柱
１６昇降駆動部
１７撮影部位置検知器
１８回転駆動部
１９椅子
２０背当て
２１下肢ガード
２４椅子スライド部材
２５背当てスライド部材
２６椅子位置検知器
２７背当て位置検知器
３１制御部
３２Ｘ線発生装置
３３画像取込部
３４フットスイッチ
３５画像処理部
Ｐ被検者

Claims

Ｘ線管球とＸ線撮影部とを被検者を挟んで対向して配置し、回転テーブルを回転させながら該回転テーブルの上の被検者にＸ線を照射するＣＴ撮影により被検者の断層像を撮影するＸ線画像撮影装置において、
被検者の撮影対象部位を固定する被検者支持部材と、
該被検者支持部材を前記ＣＴ撮影位置と撮影範囲外の位置との間で移動させる第１の移動手段と、
前記Ｘ線撮影部を鉛直方向に移動する第２の移動手段と、を有し、
前記被検者支持部材が前記ＣＴ撮影位置にある場合は、前記被検者支持部材が前記撮影範囲外の位置にある場合に対して、前記第２の移動手段が前記Ｘ線撮影部を鉛直方向に移動する範囲が短くなるように制限されることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
前記回転テーブルの回転制御を行う回転駆動手段を有し、前記Ｘ線撮影部の鉛直方向の位置が制限された可動範囲にある場合にのみ、前記回転駆動手段は前記回転テーブルを回転可能にすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
前記第２の移動手段の動作を制御する昇降制御手段とを有し、前記回転テーブルが回転している場合に、前記昇降制御手段は前記Ｘ線撮影部の移動を不可とすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。