(57)【要約】【課題】平面形Ｘ線検出器の動作を妨害し得る磁界を発生する磁気システムと両立して使用可能である平面形Ｘ線検出器を用いるＸ線装置を構成する。【解決手段】Ｘ線源１と、このＸ線源から放出されたＸ線を検出するように配置され１サイクル内で動作可能である平面形Ｘ線検出器２と、平面形Ｘ線検出器２を含む磁界を放出し、この磁界がサイクルの一部内で平面形Ｘ線検出器２の動作を妨害するに十分な磁界強度を有する磁気システム１１と、平面形Ｘ線検出器２および磁気システム１１と交信状態にあり、磁気システム１１を起動してサイクルの一部の期間以外のサイクル内の或る時間だけ磁界を放出させる制御ユニット１０とが設けられていることをる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、
このＸ線源から放出されたＸ線を検出するように配置され１サイクル内で動作可能である平面形Ｘ線検出器と、
前記サイクルの一部内で前記平面形Ｘ線検出器の動作を妨害するに十分な磁界強度を有する磁界を放出し、この磁界内に前記平面形Ｘ線検出器が位置している磁気システムと、
前記平面形Ｘ線検出器および前記磁気システムと交信状態にあり、前記磁気システムを起動して前記サイクルの一部の期間以外の前記サイクル内の或る時間だけ前記磁界を放出させる制御ユニットとが設けられていることを特徴とするＸ線装置。
【請求項２】
前記制御ユニットが前記平面形Ｘ線検出器へ信号を供給して前記サイクルを開始させることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項３】
前記Ｘ線源に接続されこのＸ線源へ動作電圧を供給する電圧発生器と、前記サイクル内で前記平面形Ｘ線検出器を電子的に動作させ、かつ前記電圧発生器との交信状態において該電圧発生器をイネーブル状態にして前記サイクルの一部の外でのみ前記Ｘ線源へ前記動作電圧を供給する平面形Ｘ線検出器用電子回路とが設けられていることを特徴とする請求項２記載のＸ線装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは前記電圧発生器のイネーブル状態とほぼ同時間内で前記磁気システムを起動することを特徴とする請求項３記載のＸ線装置。
【請求項５】
前記サイクルの一部は読出し位相であり、前記制御ユニットは前記サイクルの開始に続きかつ前記読出し位相に先立つ時間内にだけ前記磁気システムを起動することを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項６】
前記磁気システムは磁気追跡システムであることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項７】
前記磁気システムはアブレーションシステムであることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項８】
前記Ｘ線源と前記平面形Ｘ線検出器とが取付けられているＣアームが設けられていることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項９】
Ｘ線源と、このＸ線源から放出されたＸ線を検出するように配置され１サイクル内で動作可能である平面形Ｘ線検出器と、前記サイクルの一部内で前記平面形Ｘ線検出器の動作を妨害するに十分な磁界強度を有する磁界を放出し、この磁界内に前記平面形Ｘ線検出器が位置している磁気システムとを備えたＸ線装置の作動方法において、
制御ユニットを前記平面形Ｘ線検出器および前記磁気システムと交信状態に置くステップと、
前記制御ユニットを介して前記サイクルを開始し、前記磁気システムを起動して前記サイクルの一部の期間以外の或る時間だけ前記磁界を放出させるステップとが実行されることを特徴とするＸ線装置の作動方法。
【請求項１０】
前記Ｘ線装置は、前記Ｘ線源に接続されて該Ｘ線源へ動作電圧を供給する電圧発生器と、前記平面形Ｘ線検出器を電子的に動作させる平面形Ｘ線検出器用電子回路とを備え、前記方法は、前記平面形Ｘ線検出器用電子回路を前記電圧発生器と交信状態に置くステップと、前記平面形Ｘ線検出器用電子回路を介して前記電圧発生器をイネーブル状態にし、前記動作電圧を前記サイクルの一部の外でのみ前記Ｘ線源へ供給するステップとを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記制御ユニットを介して前記電圧発生器のイネーブル状態とほぼ同じ時間内に前記磁気システムを起動するステップが実行されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記サイクルの一部は読出し位相を含み、前記方法は、前記制御ユニットを介して前記磁気システムを起動し、前記サイクルの前記開始に続きかつ前記読出し位相に先立つ前記時間内でのみ前記磁界を放出するステップを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１３】
Ｘ線源と、
このＸ線源から放出されたＸ線を検出するように配置された平面形Ｘ線検出器と、
１サイクル内で前記平面形Ｘ線検出器を電子的に動作させる平面形Ｘ線検出器用電子回路と、
この平面形Ｘ線検出器用電子回路に接続され、該平面形Ｘ線検出器用電子回路へ１つの周波数を有する信号を供給して前記サイクルを開始させる制御ユニットと、
前記信号の周波数に近似する周波数で前記サイクルの一部の期間中に前記平面形Ｘ線検出器の動作を妨害するに十分な磁界強度を有する磁界を放出し、この磁界内に前記平面形Ｘ線検出器が位置している磁気システムと、
前記Ｘ線検出電子回路と前記制御ユニットとの間に接続され、前記制御ユニットからの前記信号を前記サイクルの一部の外にある時間だけ前記平面形Ｘ線検出器用電子回路へ供給させるようにする位相同期ループとが設けられていることを特徴とするＸ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線システムと磁気システムとの動作を同期させる方法および装置に係り、特にＸ線システムが平面形Ｘ線検出器を有するＸ線装置およびＸ線装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気追跡システムを用いた各種の医療処置が行われている。この磁気追跡システムにおいては、患者の外部で磁界が発生され、目標物によって担持された１つ又は複数のコイルに誘起された電圧を検出し分析することにより患者内の目標物が追跡されたり又はその位置が識別される。電圧は目標物とその動きにより生ずる磁界の変化に起因して生ずる。この種の磁気追跡は、例えばＰＣＩ（経皮的冠動脈インターベンション）や心臓ＥＰ（電気生理学）インターベンションならびに検査に用いられる。この種の磁気追跡システムはこの種の処置や検査中にカテーテルやステントを追跡することができる。
【０００３】
Ｘ線システムもまたこのような処置に用いられている。最近まで、多くのＸ線システムは患者により減弱されたＸ線を検出するためにＸ線イメージインテンシファイアを用いている。このＸ線イメージインテンシファイアは検出されたＸ線からビデオ画像を作成するためにＣＣＤカメラに結合されている。この種の検出−撮像システムは磁気追跡システムによって発生された磁界により影響を受けず、それ故この種のＸ線システムは磁気追跡システムの使用と両立している。別の形式の放射検出器は平面形Ｘ線検出器である。この種の平面形Ｘ線検出器は主にカテーテル検査室のＣアームシステムに用いられていたが、近年はＥＰ検査室での実質的な汎用用途を含む医用インターベンションに使用するあらゆる種類のＸ線システム用に普及してきた。平面形Ｘ線検出器の使用は、あらゆる医用Ｘ線システムに用いられる標準タイプのＸ線検出器になるのに近づくまで普及してきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の平面形Ｘ線検出器は磁気追跡システムやアブレーションシステム等の磁界を生じる他の装置によって発生された磁界に影響されやすい。この種の磁界は、平面形Ｘ線検出器によって発生された画像内に画像アーチファクトを生じることがある。
【０００５】
本発明の課題は、平面形Ｘ線検出器の動作を妨害し得る磁界を発生する磁気システムと両立して使用可能である平面形Ｘ線検出器を用いるＸ線装置およびその作動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明に従って、平面形Ｘ線検出器と平面形Ｘ線検出器の動作を妨害し得る磁界を発生する磁気システムとを備え、平面形Ｘ線検出器の動作が妨害されないときにだけ磁気システムを起動するＸ線システムの同期作動方法および装置により解決される。例えば、磁気システムの起動は平面形Ｘ線検出器からの画像データの読出しが行われていないときにだけ行うことができる。
【０００７】
すなわち、Ｘ線装置に関する課題は、本発明によれば、Ｘ線源と、このＸ線源から放出されたＸ線を検出するように配置され１サイクル内で動作可能である平面形Ｘ線検出器と、サイクルの一部内で平面形Ｘ線検出器の動作を妨害するに十分な磁界強度を有する磁界を放出し、この磁界内に平面形Ｘ線検出器が位置している磁気システムと、平面形Ｘ線検出器および磁気システムと交信状態にあり、磁気システムを起動してサイクルの一部の期間以外のサイクル内の或る時間だけ磁界を放出させる制御ユニットとが設けられていることによって解決される。
【０００８】
このＸ線装置の実施態様は次の通りである。
制御ユニットが平面形Ｘ線検出器へ信号を供給してサイクルを開始させる（請求項２）。
Ｘ線源に接続されこのＸ線源へ動作電圧を供給する電圧発生器と、サイクル内で平面形Ｘ線検出器を電子的に動作させ、かつ電圧発生器との交信状態において電圧発生器をイネーブル状態にしてサイクルの一部の外でのみＸ線源へ動作電圧を供給する平面形Ｘ線検出器用電子回路とが設けられている（請求項３）。
制御ユニットは電圧発生器のイネーブル状態とほぼ同時間内で磁気システムを起動する（請求項４）。
サイクルの一部は読出し位相であり、制御ユニットはサイクルの開始に続きかつ読出し位相に先立つ時間内にだけ磁気システムを起動する（請求項５）。
磁気システムは磁気追跡システムである（請求項６）。磁気システムはアブレーションシステムである（請求項７）。
Ｘ線源と平面形Ｘ線検出器とが取付けられているＣアームが設けられている（請求項８）。
【０００９】
Ｘ線装置の作動方法に関する課題は、本発明によれば、Ｘ線源と、このＸ線源から放出されたＸ線を検出するように配置され１サイクル内で動作可能である平面形Ｘ線検出器と、サイクルの一部内で平面形Ｘ線検出器の動作を妨害するに十分な磁界強度を有する磁界を放出し、この磁界内に平面形Ｘ線検出器が位置している磁気システムとを備えたＸ線装置の作動方法において、制御ユニットを平面形Ｘ線検出器および磁気システムと交信状態に置くステップと、制御ユニットを介してサイクルを開始し、磁気システムを起動してサイクルの一部の期間以外の或る時間だけ磁界を放出させるステップとが実行されることによって解決される。
【００１０】
このＸ線装置の作動方法に関する実施態様は次の通りである。
Ｘ線装置は、Ｘ線源に接続されて該Ｘ線源へ動作電圧を供給する電圧発生器と、平面形Ｘ線検出器を電子的に動作させる平面形Ｘ線検出器用電子回路とを備え、方法は、平面形Ｘ線検出器用電子回路を電圧発生器と交信状態に置くステップと、平面形Ｘ線検出器用電子回路を介して電圧発生器をイネーブル状態にし、動作電圧をサイクルの一部の外でのみＸ線源へ供給するステップとを含む（請求項１０）。
制御ユニットを介して電圧発生器のイネーブル状態とほぼ同じ時間内に磁気システムを起動するステップが実行される（請求項１１）。
サイクルの一部は読出し位相を含み、方法は、制御ユニットを介して磁気システムを起動し、サイクルの開始に続きかつ読出し位相に先立つ時間内でのみ磁界を放出するステップを含む（請求項１２）。
【００１１】
Ｘ線装置に関する課題は、本発明によれば、Ｘ線源と、このＸ線源から放出されたＸ線を検出するように配置された平面形Ｘ線検出器と、１サイクル内で平面形Ｘ線検出器を電子的に動作させる平面形Ｘ線検出器用電子回路と、この平面形Ｘ線検出器用電子回路に接続され、平面形Ｘ線検出器用電子回路へ１つの周波数を有する信号を供給してサイクルを開始させる制御ユニットと、その信号の周波数に近似する周波数でサイクルの一部の期間中に平面形Ｘ線検出器の動作を妨害するに十分な磁界強度を有する磁界を放出し、この磁界内に平面形Ｘ線検出器が位置している磁気システムと、Ｘ線検出電子回路と制御ユニットとの間に接続され、制御ユニットからの信号をサイクルの一部の外にある時間だけ平面形Ｘ線検出器用電子回路へ供給させるようにする位相同期ループとが設けられていることによっても解決される。
【００１２】
多くの医用分野、特に心臓病分野に使用するＸ線システムは一連の画像をもたらす。各画像データは平面形Ｘ線検出器から読出されなかればならない。通常、３０Ｈｚのフレームレート（又はフレーム率）を持つ画像列が得られ表示される。平面形Ｘ線検出器からの画像の作成が望まれるときには必ず、いわゆる「フレーム要求」信号が平面形Ｘ線検出器の制御電子回路に供給される。３０Ｈｚのフレームレートの画像列にとって、このことはフレーム要求が３３ｍｓの間隔で平面形Ｘ線検出器へ供給されることを意味する。このフレーム要求には一定の時間期間が続き、その間にＸ線源はイネーブル状態にされてＸ線を放出し、平面形Ｘ線検出器はこの時間期間中に感応してＸ線放射を検出する。このＸ線放射は平面形Ｘ線検出器によって積分される。Ｘ線の能動的な発生が停止し、すなわちＸ線がもはやイネーブル状態とされないときに、平面形Ｘ線検出器の読出しが行われる。本発明による方法および装置は、この読出し期間中にだけ、平面形Ｘ線検出器が磁気システムにより発生された磁界に影響されるという認識に基づいている。それ故、本発明によれば、磁気システムはＸ線システムに同期して作動させられ、それにより磁気システムは読出し期間以外の時間期間中にだけ起動される。例えば、磁気システムはＸ線源がイネーブル状態にされるのと同じ期間中にだけ起動される。平面形Ｘ線検出器の読取り前には磁気システムをほぼ同時に非活性化することによってＸ線源を非イネーブル状態にするために、磁気システムは平面形Ｘ線検出器からのデータの読出し期間中に起動されず、それ故磁気システムの動作に関連する磁界がこの読出しに悪影響を及ぼすことはない。
【００１３】
本発明に使用する磁気システムの例は磁気追跡システムや位置測定システムやアブレーションシステムである。しかしながら、上記した如く、本発明は平面形Ｘ線検出器の動作を妨害し得る磁界を発生する任意の形式の装置或いはシステムとの使用に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示す本発明による装置の例示された実施形態は、一般にカテーテル検査室での処理に用いられる形式のＸ線撮像システムを含む。カテーテルは本発明の原理の説明にとって重要ではないので図１には示されていない。しかしながら、本発明による方法および装置は特定の形式のＸ線システムおよびＸ線システムを用いて行われる処置や検査の形式にも限定されず、しかも平面形Ｘ線検出器を有するＸ線システムが平面形Ｘ線検出器の動作を妨害し得る磁界を発生するシステムと組み合わせて用いられる如何なる状況にも適用可能である。
【００１５】
図１に示す実施形態では、Ｘ線源１と平面形Ｘ線検出器２とがＣアーム３に取付けられており、Ｘ線源１と平面形Ｘ線検出器２との間に位置する患者支持台５上の患者４はＸ線源１から放出されたＸ線を照射される。患者４により減弱されたＸ線は平面形Ｘ線検出器２により検出される。
【００１６】
Ｃアーム３上でのＸ線源１および平面形Ｘ線検出器２の支持は図１に例示された実施形態に示されているが、Ｘ線源１および平面形Ｘ線検出器２は床取付け、天井取付け、ガントリ等の任意の形式の支持或いは据付け方式を用いることもできる。
【００１７】
平面形Ｘ線検出器２は公知の平面形Ｘ線検出器用電子回路６を有しており、これが画像データの読出しの実行を含め平面形Ｘ線検出器２を動作させる。平面形Ｘ線検出器用電子回路６を介して平面形Ｘ線検出器から読出された画像データは線１６を経由して画像コンピュータ７へ供給され、これがモニタ８での表示のために検査対象４の被照射領域の画像を公知のようにして作成する。幾つかの事例では画像コンピュータ７の使用が必ずしも必要でないことがあり、ビデオ信号を平面形Ｘ線検出器用電子回路６から直接発生することができる。
【００１８】
Ｘ線源１は公知のように電圧発生器９から適当な電圧と電流を供給される。電圧発生器９は制御ユニット１０により動作させられる。
【００１９】
図１に示した装置は、平面形Ｘ線検出器２の動作を妨害し得る磁界を発生する磁気システムの一例として磁気追跡システム１１もまた含む。磁気追跡システム１１は公知のように動作して前述の磁界を放出する。磁気追跡システム１１が追跡するカテーテル１５等の目標物はコイルを担持している。カテーテル１５が磁気追跡システム１１によって発生された磁界中を移動すると、磁界の変化によりコイル両端に電圧が誘起され、それによって電流が生成され、測定される。このために、カテーテル１５と磁気追跡システム１１との間にはリード線或いは無線の通信手段が設けられねばならないが、この種の技術は知られており、それ故明瞭さに配慮し図示を省略されている。公知のように電流を分析することによって、カテーテル１５の位置と経路が追跡される。磁気追跡システム１１は固有の表示媒体を有したり、出力信号を個別ディスプレイまたは追跡情報或いは位置測定情報を使用する一部の他の構成要素へ供給することができる。
【００２０】
制御ユニット１０は制御線１２を介して電圧発生器９を制御するが、これが標準である。制御ユニット１０はまた公知のように線１４を介して平面形Ｘ線検出器用電子回路６にフレーム要求信号を供給する。本発明によれば、制御ユニット１０が磁気追跡システム１１を追加的に制御するように制御ユニット１０への追加の制御線１３が配設されている。電圧発生器９と磁気追跡システム１１と平面形Ｘ線検出器用電子回路６との制御は本発明に従い同期して行なわれ、このことは例として図２に示した信号を用いて説明される。
【００２１】
図２は、上から下へフレーム要求信号、Ｘ線イネーブル信号、読出し信号および磁気システム起動信号を示す。これらの信号は増加する時間ｔを示す個々の水平軸に示してある。
【００２２】
画像列内の画像の作成が意図されると、制御ユニット１０は制御線１４を介して平面形Ｘ線検出器用電子回路６へフレーム要求信号を発する。これが平面形Ｘ線検出器２を準備あるいは起動させ、平面形Ｘ線検出器２へ入射するＸ線の検出のために感応させる。ほぼその直後に、平面形Ｘ線検出器用電子回路６が線１９を介して電圧発生器９にＸ線イネーブル信号を供給する。一方、電圧発生器９は、ほぼＸ線イネーブル信号の持続期間中にＸ線源１へ適当な動作電圧を供給し、Ｘ線源１にＸ線を放出させる。Ｘ線は患者支持台５上の患者４により減弱され、平面形Ｘ線検出器２により検出される。
【００２３】
Ｘ線イネーブル信号の終了のほぼ直後に、平面形Ｘ線検出器用電子回路６はＸ線イネーブル信号が存在する時間中に平面形Ｘ線検出器２によって積分されたデータを自動的に読出す。平面形Ｘ線検出器２の読出しの終了のほぼ直後に、制御ユニット１０が別のフレーム要求信号又はパルスを発生し、このサイクルが繰り返される。
【００２４】
前記した如く、一般にフレーム要求信号内のパルスは３０Ｈｚのフレームレートで生起し、このことは連続するフレーム要求パルス間の時間間隔が３３ｍｓであることを意味する。
【００２５】
本発明によれば、平面形Ｘ線検出器２の動作が磁気追跡システム１１によって発生された磁界により妨害されないときにだけ磁気追跡システム１１を起動することによって、制御ユニットは前述の平面形Ｘ線検出器２の動作を磁気追跡システム１１の動作に同期させる。例えば、これは平面形Ｘ線検出器２の読出しが行われていない時間だけとすることが出来る。これは、読出し信号内のパルスにより占有された期間以外の時間のように平面形Ｘ線検出器２が妨害されていないときに、制御ユニット１０から制御線１３を介して磁気追跡システム１１へ磁気システム起動信号を発することによって達成される。図２に例示された実施形態では、磁気追跡システム１１の起動はＸ線源１によるＸ線の放出とほぼ同時間に示してあり、すなわちＸ線イネーブル信号のパルス持続期間は磁気システム起動信号のパルス持続期間にほぼ等しい。しかしながら、これらの二つの信号のパルスを同時発生或いはほぼ同時発生させたりする必要はなく、それらを重複させることも必要ではない。磁気システム起動信号内の起動パルスを読出し信号内のパルスに重複させないことだけが必要である。
【００２６】
図３に示した別の実施形態は、平面形Ｘ線検出器２の動作における障害或いは妨害がフレーム要求信号の周波数に近い周波数で周期的に発生する場合に適用可能である。このような環境下では、妨害は任意の適当な方法（平面形Ｘ線検出器２の出力の任意の公知の方式による適当な分析）により検出され、信号は平面形Ｘ線検出器用電子回路６から線１８を介して位相同期ループ（ＰＬＬ）１７へ供給することができる。位相同期ループ１７は内部フレーム要求信号をシフトさせ、平面形Ｘ線検出器２が妨害されない時間（位相）中にだけ障害が発生するようにする。本実施形態では、制御ユニット１０から磁気システムへの制御線１３は不要である。
【００２７】
本発明による方法および装置は、このようにして平面形Ｘ線検出器２の動作と干渉することなく、さらに画像アーチファクトを導入することなく、磁気追跡システム１１を、平面形Ｘ線検出器２を有するＸ線検出器と同時に動作させる。それ故、平面形Ｘ線検出器を用いる最新のＸ線システムを、カテーテル検査室やＥＰ検査室等の他の構成要素が磁界を発生する環境内で信頼して使用することができる。この種の検査室に使用するＸ線撮像システムは、放射検出器としてＸ線イメージインテンシファイアを用いるシステムだけに限定する必要はない。
【００２８】
当業者によって変更例および変形例が示唆されるが、当該分野へのそれらの寄与範囲内に合理的かつ適切に含まれる全ての変形例および変更例を本願明細書が保証する特許内で実現することは発明者の意図するところである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の原理に従って構成され動作するＸ線システムと磁気システムとを同期作動させる装置の概略ブロック線図
【図２】本発明になる図１の装置の動作に用いる異なる信号の時間関係を示す図
【図３】別の実施形態を示す図１の装置の一部のブロック線図
【符号の説明】
【００３０】
１  Ｘ線源
２  平面形Ｘ線検出器
３  Ｃアーム
４  検査対象
５  患者支持台
６  平面形Ｘ線検出器用電子回路
７  画像コンピュータ
８  モニタ
９  電圧発生器
１０  制御ユニット
１１  磁気追跡システム
１２，１３  制御線
１４，１６，１８，１９  線
１５  カテーテル
１７  位相同期ループ
【図１】
2006263473.tif 000003
【図２】
2006263473.tif 000004
【図３】
2006263473.tif 000005