(57)【要約】【課題】  Ｘ線絞りの駆動によりＸ線の照射範囲を決定する操作を容易に行うことができる医療用Ｘ線装置を提供する。【解決手段】  被検体300にＸ線を照射するＸ線源（Ｘ線管10）と、Ｘ線源からのＸ線の照射範囲を絞り羽根の動作により制御するＸ線絞り20と、このＸ線源に対向配置されて前記被検体の透過Ｘ線を画像データとして出力するＸ線受像部と、画像データを画像として表示する表示手段（モニタ90）とを有する。この表示手段は、画像表示面における操作者の接触位置を検出して位置データを出力する接触位置検出手段を有する。そして、この位置データに基づいて、Ｘ線の照射範囲を接触位置に合わせるように絞り羽根を駆動するＸ線絞りの制御手段を備える。【選択図】図１
2005052366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
Ｘ線源から発生されるＸ線の照射野を絞り羽根の動作により制御するＸ線絞りと、
このＸ線源に対向配置されて前記被検体の透過Ｘ線を画像データとして出力するＸ線受像部と、
画像データを画像として表示する表示手段とを有する医療用Ｘ線装置において、
前記表示手段の画像表示面における操作者の接触位置を検出して位置データを出力する接触位置検出手段と、
この位置データに基づいて、絞り羽根を駆動するＸ線絞りの制御手段とを有することを特徴とする医療用Ｘ線装置。
【請求項２】
前記Ｘ線絞りの制御手段は、
接触位置検出手段の位置データに基づいて駆動する絞り羽根を特定する絞り羽根特定手段と、
画像上の基準点から接触位置までの距離をもとに特定された絞り羽根の駆動目標位置を求める演算手段と、
特定された絞り羽根の現在の位置データを出力する羽根位置検出手段と、
前記駆動目標位置と絞り羽根の位置データとを比較して、両者が一致するまで特定された絞り羽根の駆動信号を出力する駆動信号発生手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の医療用Ｘ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用Ｘ線装置に関するものである。特に、モニタ画面を触れることで自動的にＸ線絞りを駆動し、希望する範囲にＸ線の照射範囲を制御できる医療用Ｘ線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像をデジタル画像として計測する装置として、例えば、Ｘ線管と、このＸ線管に対向配置されたイメージインテンシファイヤ（以下I.I.という）とを具える医療用Ｘ線装置が知られている。
【０００３】
被検体はＸ線管とI.I.との間に位置され、Ｘ線管からＸ線が照射される。Ｘ線の照射範囲は、複数の可動するＸ線絞り羽根を持ったＸ線絞りにより制御される。被検体を透過したＸ線はI.I.で可視光線の光学像に変換され、さらに光学像はTVカメラおよびA/D変換器を介してデジタル画像データに変換される。
【０００４】
得られたデジタル画像データは、撮影ごとの撮影画像として一時的に画像メモリに記録される。画像メモリから読み出された画像データは、必要な画像処理が施され、CRTモニタに表示される。
【０００５】
従来この種の装置としては、Ｘ線絞り羽根の位置決めを制御するために専用操作器を用いていた（例えば特許文献1参照）。つまり、撮影画像をモニタで観察しながら専用操作器を使用してＸ線絞り羽根の位置調整を行い、被検体の関心領域への位置決め操作を行っていた。
【０００６】
【特許文献１】特開2003-116845号公報  図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この操作器においてＸ線絞り羽根の操作中はＸ線絞り羽根が動作し、操作を停止するとＸ線絞り羽根の動作が停止するものであるため、希望する位置にＸ線絞り羽根が動作したかどうかをモニタ上で観察し続けながら操作しなければならない。その結果、要求通りの位置決め操作、特に微妙な位置決め操作を行うことは非常に煩わしいという欠点があった。
【０００８】
また、透視中でのＸ線絞り羽根の位置決め操作では、位置が決まるまでに無効な被曝をしてしまうという欠点があった。特に、Ｘ線絞り羽根の微妙な位置決め操作に手間取ると、無効な被曝時間が一層長くなると言う問題がある。
【０００９】
従って、本発明の主目的は、Ｘ線絞りの駆動によりＸ線の照射範囲を決定する操作を容易に行うことができる医療用Ｘ線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、観察画像を表示する表示手段に、操作者が触れた位置を検出する検出手段を設けて、この検出手段の位置情報によりＸ線絞り羽根の動作を行なうことで上記の目的を達成する。
【００１１】
すなわち、本発明医療用Ｘ線装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源から発生されるＸ線の照射野を絞り羽根の動作により制御するＸ線絞りと、このＸ線源に対向配置されて前記被検体の透過Ｘ線を画像データとして出力するＸ線受像部と、画像データを画像として表示する表示手段と、表示手段の画像表示面における操作者の接触位置を検出して位置データを出力する接触位置検出手段と、この位置データに基づいて、絞り羽根を駆動するＸ線絞りの制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
このような構成により、モニタなどの画像表示手段に観察画像を表示し、表示画面上においてＸ線絞り羽根を移動させたい位置に接触することでＸ線絞り羽根の位置決めが可能となる。そのため、操作者は単に表示手段上においてＸ線絞り羽根を移動させたい位置を触れるだけで直感的にＸ線絞りの位置決め操作が可能となり、迅速なＸ線絞りの位置決め操作を行なうことができる。それに伴い、術者がＸ線絞りの位置調整を行なう際のストレスの軽減が可能となる。
【００１３】
また、Ｘ線絞り羽根の関心領域への迅速な位置決め操作が行えることに伴い、微妙な位置合わせも可能となる。素早いＸ線絞り羽根の位置決め操作により、被検者へのＸ線被曝量の低減が可能となる。
【００１４】
この表示手段に設ける接触位置検出手段は、タッチパネルなどの座標位置検出器を利用することができる。タッチパネルには、種々の座標位置検出方式がある。例えば、抵抗膜方式、赤外線走査方式、超音波表面弾性波方式など種々の方式が利用できる。
【００１５】
この接触位置検出手段から出力された位置データは、例えば次のような制御手段により絞り羽根の動作に利用することができる。
【００１６】
接触位置検出手段の位置データに基づいて駆動する絞り羽根を特定する絞り羽根特定手段と、画像上の基準点から接触位置までの距離をもとに特定された絞り羽根の駆動目標位置を求める演算手段と、特定された絞り羽根の位置データを出力する羽根位置検出手段と、前記駆動目標位置と絞り羽根の位置データとを比較して、両者が一致するまで特定された絞り羽根の駆動信号を出力する駆動信号発生手段とを有する制御手段。
【００１７】
この制御手段では、まず接触位置検出手段の位置データに基づいて、駆動羽根判定手段により駆動するＸ線絞り羽根を特定する。このＸ線絞り羽根の特定は、例えば表示手段の画面を互いに直交する水平線と垂直線で４分割する基準線を設けておき、基準線よりも接触位置が上なら上羽根、基準線より接触位置が下なら下羽根、基準線よりも接触位置が右なら右羽根、基準線よりも接触位置が左なら左羽根を駆動羽根とする。その際、接触位置が、例えば水平線よりも上で、かつ垂直線よりも右であれば上羽根と右羽根の両方を駆動羽根とする。
【００１８】
駆動する羽根が特定できたら、画像上の基準点、例えばＸ線照射野の外縁から接触位置までの距離を演算し、特定された絞り羽根の駆動目標位置を求める。Ｘ線はＸ線源から拡散して拡がるため、画面上におけるＸ線の照射野外縁と接触位置との駆動方向距離から実際に絞り羽根を駆動する目標位置を求めておく。
【００１９】
次に、羽根位置検出手段により、特定された絞り羽根の現在の位置データを求める。続いて、特定された絞り羽根の現在の位置データと絞り羽根の目標位置とを比較し、両者にずれがあれば一致するまで特定された絞り羽根の駆動信号を出力する。そして、両位置が一致すれば、特定された絞り羽根の駆動信号の出力を停止し、絞り羽根の駆動を停止させる。
【００２０】
本発明装置において、Ｘ線受像部は被検体を透過したＸ線を可視光線に変換し、画像データとして出力できるものであれば良い。通常、I.I.とTVカメラとを組み合わせたものが利用される。I.I.とTVカメラとの組み合わせに限らず、FPD（Flat  Panel  Detector）を用いたものでも良い。
【００２１】
通常、本発明Ｘ線装置は、表示手段からの位置情報に基づくＸ線絞り羽根の動作に加えて、従来装置と同様に専用操作器を用いてＸ線絞り羽根の操作ができる構成とすればよい。もちろん、専用操作器を用いず、専ら表示手段からの位置情報に基づいてＸ線絞り羽根の動作を制御する構成でも良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（Ｘ線装置の全体構成）
図１は本発明Ｘ線装置の概略構成図である。この装置は、Ｘ線源であるＸ線管球10と、Ｘ線管球10から照射されるＸ線の照射範囲を制御するＸ線絞り20と、Ｘ線絞り20を経て被検体300を通ったＸ線を検出して画像にするI.I.50（Ｘ線検出器）とを有する。通常、Ｘ線管球10とＸ線絞り20とはＸ線発生部を構成してC型アームなどの支持機構60の一端に取り付けられ、I.I.50はC型アームの他端に取り付けられている。Ｘ線管球10とI.I.50との間には、被検体300が載せられる可動式のテーブル70が設けられ、C型アームの旋回やテーブル70のスライドを行って被検体300の関心領域に対するＸ線源の位置決めを行う。
【００２３】
このI.I.50の2次蛍光面側にはＸ線テレビカメラ80が取り付けられている。Ｘ線テレビカメラ80の信号はA/D変換器でデジタル画像データに変換され、所定の階調処理が施されてモニタ90へと送られる。Ｘ線照射時、モニタ90はＸ線テレビカメラ80からの画像信号をＸ線画像として表示する。
【００２４】
このようなＸ線装置の操作は、全て遠隔の操作機構100で行うことができる。操作機構100は、Ｘ線絞り20の動作を行う絞り操作器110、支持機構60の旋回・スライドを行う支持機構操作器120、テーブル70のスライドを行うテーブル操作器130およびＸ線の照射を行うＸ線照射スイッチ140を具えている。
【００２５】
（Ｘ線絞りの構造）
図２は上記Ｘ線装置におけるＸ線絞りの内部構成図である。このＸ線絞り20は、被検体側から線錐制限羽根21、22（上羽根）、下羽根23、24、焦点外Ｘ線低減羽根25、26（奥羽根）を具える。鉛板を主材料とした上羽根21、22は、利用線錐を診断上必要最小限のＸ線照射範囲に設定する最も重要な羽根である。この上羽根21、22に連動して下羽根23、24および奥羽根25、26が動作する。下羽根23、24は散乱線の減少および可動絞りの漏れ線量低減に大きく寄与する。奥羽根25、26は焦点外Ｘ線（公称焦点サイズの部分から発生するＸ線以外にその近傍から多く発生するＸ線をいい、回転陽極Ｘ線管では多い）を効果的に低減させる。
【００２６】
Ｘ線照射野は、投光照準器により得られる光照射範囲の目視と開度表示機構によってＸ線を照射せずに確認される。つまりランプ27、ミラー28、29および上羽根21、22からなる投光照準器を通過してくる光束によって得られる光照射範囲を目視することで確認できる。ランプ27の点灯は点灯用スイッチ30により行われる。併せて上羽根21、22と連動する指針31とＸ線照射範囲を表す目盛板32とからなる開度表示機構によってＸ線照射範囲を確認する。
【００２７】
上述したＸ線絞りの各絞り羽根21〜26は、各々図示しないモータにより駆動される。各絞り羽根21〜26の現在の位置は、羽位置検出手段により検出されて位置データとして出力される。羽根位置検出手段としては、例えばモータの回転位置を検知することにより行なう。この回転位置の検知は、例えばステッピングモータを用いたり、ホール素子によりモータの回転位置を検知したりすることで行える。もちろん、直接各絞り羽根21〜26の位置を検出するセンサを設けてもよい。
【００２８】
その他、Ｘ線絞り20には、Ｘ線の線質を規定する総ろ過を守るための脱着可能な付加フィルタ33、撮影部位および特殊診断目的によって使用される鉛マスクまたは補償フィルタ等を挿入できる溝34を具えている。さらに、焦点皮膚間距離（SSD）を制限するガード35、Ｘ線管装置の焦点中心と利用線錐中心を合致させる調整および可動Ｘ線絞りの回転を行うリング36、Ｘ線管装置に可動Ｘ線絞りを装着する取付リング37および上羽根動作用ツマミ38ならびに十字板39が具備されている。上羽根21、22は、操作者がＸ線発生部に近接している場合は、上羽根動作用ツマミ38によって直接操作でき、遠隔では操作機構の絞り操作器110で操作できる。
【００２９】
（モニタ）
一方、モニタ90には座標位置検知器が設けられている。ここでは、座標位置検知器としてタッチパネルを用い、操作者が接触した画面上の位置を接触位置データとして出力できるよう構成している。検知された接触位置データはCPUへと出力され、絞り羽根の動作制御に利用される。つまり、本発明装置では、上述した絞り羽根操作器110からだけでなく、モニタ90の画面上に触れることによりその接触位置情報を位置座標検出器が読み取り、観察画像を見ながら特定の絞り羽根を所定の位置に自動的に駆動することができる。
【００３０】
（モニタへの接触によるＸ線絞りの駆動制御）
上記のＸ線絞りを座標位置検知器の位置データに基づいて制御する機構のブロック図を図３に示す。
【００３１】
図３に示すように、本発明装置においては、絞り羽根操作器110で絞り羽根を駆動する場合は同操作器110からの指令が、モニタ90（図１）の画面接触により絞り羽根を駆動する場合はタッチパネル（接触位置検出手段210）による接触位置データがCPU200に出力される。接触位置データがCPU200に送られた場合、CPU200では後述する手順により駆動する絞り羽根の特定と駆動する目標位置の演算を行い、Ｘ線絞り羽根駆動制御回路220に対し、特定された絞り羽根を駆動するように指令を出力する。絞り羽根駆動モータ230はＸ線絞り羽根駆動制御回路220からの駆動信号により駆動される。駆動された絞り羽根の現在位置は、羽根位置検出手段240により検出され、その羽根位置データがCPU200に出力される。そして、駆動する絞り羽根が目標位置に到達したかどうかをCPU200にて判断して絞り羽根の駆動・停止を行なう。
【００３２】
ここでは、上羽根21のうち、一方の上羽根21Ａと他方の上羽根21Ｂのうち、他方の上羽根21Ｂを駆動する場合を例として制御手順を説明する。図４（A）は他方の上羽根駆動前におけるモニタに表示されたＸ線照射野の模式図、図４（B）は同羽根駆動後におけるモニタに表示されたＸ線照射野の模式図、図５は同羽根を駆動する処理手順のフローチャートである。
【００３３】
他方の上羽根が駆動される前は、図４（A）に示すように、上羽根21Ａと上羽根21Ｂで挟まれる間にＸ線絞りにより制限されたＸ線照射野が形成されている。この画面上において、水平の破線と垂直の破線は駆動する絞り羽根を特定するための基準線を示している。
【００３４】
ここで、同図における「×」の位置を操作者が触れたとする。その場合、タッチパネルにより接触位置が検知され、接触位置データとして出力される（図５のステップ101）。
【００３５】
その場合、上羽根21Ａと上羽根21Ｂのいずれの絞り羽根を駆動するか不明なため、上記基準線と接触位置データから駆動する絞り羽根を特定する（図５のステップ102）。本例では、接触位置データと基準線の座標とを比較して、水平基準線よりも上側に接触位置が位置すれば上羽根21Ａを駆動し、水平基準線よりも下側に接触位置が位置すれば上羽根21Ｂを駆動することとする。その他、基準線でなく位置座標領域を分割し、どの分割領域に接触位置があるかどうかで上羽根21Ａ、21Ｂの選択を判断することも可能である。図４（A）においては、接触位置が水平基準線よりも下側であるため、上羽根21Ｂを駆動する絞り羽根として特定する。
【００３６】
駆動する絞り羽根が特定できたら、この絞り羽根の駆動目標位置を演算で求める（図５のステップ103）。この駆動目標位置は、画像上における基準点、例えばX線照射野における駆動絞り羽根側の外縁から接触位置までの距離、つまり図４（A）における点Ｓから「×」の位置までの距離をもとに実際の上羽根21Ｂが駆動する距離を演算することで求める。
【００３７】
駆動目標位置が決定されたら、上羽根21Ｂの現在の位置データをCPU200に取り込み、駆動目標位置と現在の上羽根21Ｂの位置が一致しているかどうかを比較する（図５のステップ104）。その際、両者の位置にずれがあれば上羽根21Ｂの駆動モータに対して上羽根21Ｂの駆動信号を出力する（図５のステップ105）。そして、駆動された上羽根21Ｂの位置を順次CPU200に取り込み、駆動目標位置と現在の上羽根21Ｂの位置が一致しているかどうかの判断と上羽根21Ｂの駆動信号の出力を繰り返す。
【００３８】
そして、ステップ104において、駆動目標位置と現在の上羽根21Ｂの位置が一致すれば上羽根21Ｂへの駆動信号の出力を停止し、上羽根21Ｂの駆動を停止する。
【００３９】
このように、モニタの画面上における希望する位置に触れるだけという簡単な操作で迅速かつ正確にＸ線絞りを動作することができ、術者がＸ線絞りの位置調整を行なう際のストレスの軽減が可能となる。特に、素早いＸ線絞り羽根の位置決め操作により、被検者へのＸ線被曝量の低減も可能となる。また、Ｘ線絞り羽根の関心領域への迅速な位置決め操作が行えることに伴い、微妙な位置合わせも可能となる。
【００４０】
以上の例では、画像上の上下の視野を制限する上羽根の動作について説明を行なったが、画像上の左右の視野を制限する上羽根、あるいは下羽根など、他の絞り羽根の駆動も同様に行なえば良い。
【００４１】
また、上記の説明は一例に関するもので、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、絞り操作器をなくし、専らモニタへの接触によりＸ線絞りの動作を行なうようにすることができる。その他、本例ではソフトウェア制御による絞り羽根の位置制御を行っているが、これをハードウェアによる制御に置き換えることも可能である。さらに、Ｘ線受像部はI.I.とTVカメラとの組み合わせに代えて、FPD（Flat  Panel  Detector）を用いたものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明医療用Ｘ線装置は、モニタの画面上における希望する位置に触れるだけという簡単な操作で迅速かつ正確にＸ線絞りを動作することができ、術者がＸ線絞りの位置調整を行なう際のストレスの軽減や被検体の被曝の軽減が可能となる。従って、より迅速なＸ線撮影やより高画質のＸ線画像が求められる医療分野において有効な利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明装置の概略構成図である。
【図２】本発明装置におけるＸ線絞りの内部構成図である。
【図３】本発明装置の機能ブロック図である。
【図４】（Ａ）は下羽根駆動前におけるモニタに表示されたＸ線照射野の模式図、（B）は下羽根駆動後におけるモニタに表示されたＸ線照射野の模式図である。
【図５】本発明装置における処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
10  Ｘ線管球
20  Ｘ線絞り
21、22    線錐制限羽根（上羽根）
23、24  下羽根
25、26  Ｘ線低減羽根（奥羽根）
27  ランプ
28、29  ミラー
30  点灯用スイッチ
31  指針
32  目盛板
33  付加フィルタ
34  溝
35  ガード
36  リング
37  取付リング
38  上羽根動作用ツマミ
39  十字板
50  イメージインテンシファイヤ（I.I.）
60  支持機構
70  テーブル
80  Ｘ線テレビカメラ
90  モニタ
100  操作機構
110  絞り羽根操作器
120  支持機構操作器
130  テーブル操作器
140  Ｘ線照射スイッチ
200  CPU
210  接触位置検出手段
220  絞り羽根駆動制御回路
230  絞り羽根駆動モータ
240  絞り羽根位置検出手段
300  被検体
【図１】
2005052366.tif 000003
【図２】
2005052366.tif 000004
【図３】
2005052366.tif 000005
【図４】
2005052366.tif 000006
【図５】
2005052366.tif 000007