(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弧状のアームにＸ線発生部とＸ線検出部とを対向配置するＸ線診断装置において、
Ｘ線発生部から曝射されるＸ線束の照射野と、このＸ線束の照射野に対するＸ船検出部の受像面とが一致するように、前記Ｘ線検出部におけるＸ線の検出位置を制御する検出位置制御手段を備え、
この検出位置制御手段は、各ポジショニングに応じた前記照射野に対する受像面のずれ量に基づいて、前記Ｘ線発生部からのＸ線束のＸ線焦点とアイソセンタとを結ぶ線の延長上に前記Ｘ線検出部の受像面のセンタが位置するように、前記Ｘ線検出部の位置及び前記Ｘ線発生部のＸ線絞り羽の位置を移動制御することで、前記Ｘ線検出部におけるＸ線の検出位置を制御することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線検出部は、複数の固体撮像素子で形成された固体検出器であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＣアーム或いはΩアーム等の弧状のアームの両端部に相対向するように設けられたＸ線発生部及びＸ線検出部を有するＸ線診断装置において、各ポジショニングに応じてアームに生ずる「撓み（たわみ）」や「捩じれ（ねじれ）」によりＸ線の照射野とＸ線検出部の受像面との間に生ずる「ずれ」を是正することで、被検者に対する無駄な被爆の低減等を図ったＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、主に循環器用として使用されるＸ線診断装置である循環器保持装置には、Ｃ型アームの両端部にＸ線発生部とＸ線検出部とが対向配置され固定保持されている。このＸ線発生部及びＸ線検出部は重長大であるため、ポジショニングに応じて十数ｍｍオーダの撓みやねじれがＣアームに生ずる。このずれ量はＣアームのポジショニングによって異なるのであるが、この撓みやねじれが生ずるとＸ線ビームがＸ線検出器の受像面のセンタからずれるため、最大ずれ量が許容範囲内に収まるようにＣアームの剛性設計を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、このような循環器用保持装置による診断治療時において、アイソセンタに関心領域を配置し、Ｃアームを回転制御する場合を考えると、本来、関心領域はＣアームの回転位置に拘らずモニタ表示される画像上の中心部に位置するように表示されるはずである。
【０００４】
しかし、従来の循環器用保持装置は、Ｃアームの回転に伴い、関心領域がモニタ表示される画像の中心部からずれる不都合を生じていた。
【０００５】
これは、Ｃアームのポジショニングにより、それぞれＣアームのたわみ量が異なることに起因するものである。
【０００６】
すなわち、Ｘ線ビームは常にアイソセンタ上に位置せず、Ｃアームのポジショニングによってずれを生ずる。そして、Ｘ線の照射野とＸ線検出部の受像面との相対関係もＣアームのポジショニングによってずれを生じ、被検者は画像に寄与しない（診断治療には関係のない箇所に）不要なＸ線を被爆することとなる。
【０００７】
このような無駄なＸ線の被爆を最小に抑えるために、また最低限、規格で定められた許容値内に収めるためにＣアームの剛性設計を行うのであるが、Ｃアームの破壊強度設計に対しこの剛性設計は困難なものであり、Ｃアームが大型化及び重量化する問題があった。そして、この大型化及び重量化したＣアームのスライド回転バランスを取るためにハイパワーのモータ及び伝達系を設けざるを得ず、結果的に装置全体が大型化及び重量化していた。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ポジショニングによってＣアームに捩じれや撓みを生じてもＸ線の照射野とＸ線検出部の受像面との相対関係を是正して被検者の不要な被爆を低減することができるうえ、Ｃアーム及び装置の小型軽量化を図ることができるようなＸ線診断装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線診断装置は、Ｘ線発生部とＸ線検出部とが対向配置された、例えばＣアーム或いはΩアーム等の弧状のアームを有する。
【００１０】
そして、上述の課題を解決するために、Ｘ線発生部から曝射されるＸ線束の照射野と、このＸ線束の照射野に対するＸ線検出部の受像面とが一致するように、前記Ｘ線検出部におけるＸ線の検出位置を制御する検出位置制御手段を有する。
【００１１】
具体的には、この検出位置制御手段は、各ポジショニングに応じた前記照射野に対する受像面のずれ量に基づいて、前記Ｘ線発生部からのＸ線束のＸ線焦点とアイソセンタとを結ぶ線の延長上に前記Ｘ線検出部の受像面のセンタが位置するように、前記Ｘ線検出部の位置及び前記Ｘ線発生部のＸ線絞り羽の位置を移動制御することで、前記Ｘ線検出部におけるＸ線の検出位置を制御する。
【００１２】
このような構成とすることにより、Ｘ線の照射野とＸ線検出部の受像面と相対位置関係をＣアームのポジショニングに拘らず最適に保つことができ、被検者の無駄なＸ線の被爆を低減することができる。
【００１３】
また、Ｃアームのポジショニングに拘らず前記照射野と受像面との相対位置関係を最適に保つことができることから、低剛性のＣアームを設けることを可能とすることができ、Ｃアームの小型軽量化を可能とすることができる。そして、Ｃアームの小型軽量化を可能とすることができることから、Ｃアームのスライド回転バランスを取るために必要としていたハイパワーのモータ及び伝達系を小型軽量なものとすることができ、これを通じて当該装置の小型軽量化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線診断装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
まず、本発明の第１の実施の形態のＸ線診断装置は、図１に示すようにＣアーム１の両端部に相対向するように設けられたＸ線発生部２及び固体検出器３（Ｘ線平面検出器）と、Ｃアーム１の現在のポジショニングによる角度を検出する角度検出部４と、Ｃアーム１の各ポジショニングにより生ずるＸ線発生部２とＸ線平面検出器３との相対的な位置関係のずれ量を予め検出した撓み補償データが記憶された撓み補償データテーブル５とを有している。
【００１６】
また、このＸ線診断装置は、角度検出部４の角度検出出力に対応する撓み補償データを撓み補償データテーブル５から読み出し、これに応じた検出器位置制御データ及び絞り制御データを形成して出力する制御部６と、制御部６からの各データに基づいてＸ線平面検出器３の位置及びＸ線発生部２のＸ線絞り羽の位置を移動制御するドライバ７とを有している。
【００１７】
ここで、Ｃアーム１の撓みは三次元的軸方向の移動のみでは補正することはできない。すなわち、Ｃアーム１をＲＡＯ方向／ＬＡＯ方向に振った場合には、捩じれが発生するため、これも考慮する必要がある。捩じれ量は、Ｃアーム１を横に配置（ＲＡＯ／ＬＡＯ：９０°のポジショニング）としたときに、特に顕著となる。そして、これらを厳密に補正するためには、本来的には、３方向の移動と、３軸回りの回転の６つの自由度が必要となるはずである。
【００１８】
しかし、Ｃアーム１の捩じれによって生じるＸ線平面検出器３の受像面のあおり角度は、直接的に撮像画像（透視画像，撮影画像）に影響するような大きさのものではない。また、Ｘ線ビーム方向の移動量（ＳＩＤ変化）も同様である。
【００１９】
このようなことから、当該Ｘ線診断装置では、前記「あおり」も含め、Ｘ線平面検出器３の位置及びＸ線発生部２のＸ線絞り羽を２方向に移動させて、前記照射野と受像面との相対位置を補正するようになっており、全てのＣアームポジションにおけるＸ線ビームのアイソセンタからのずれを是正する前記２方向の移動量を示す撓み補償データを計算又は実測により予め求め、これを撓み補償テーブル５に記憶している。
【００２０】
Ｘ線平面検出器３は、Ｘ線像を可視光学像に変換するシート状のＸ線−可視光変換部材（例えば蛍光膜）と、この可視光に応じた電荷を発生するように２次元的に配置された複数の電荷発生素子と、この電荷を蓄積するように電荷発生素子にそれぞれ接続された電荷蓄積素子と、前記電荷蓄積素子に蓄積された電荷情報を読み出す読み出し手段を備えている。また、読み出し手段は、電荷蓄積手段に蓄積された電荷情報を読み出すことができるように電荷蓄積手段にそれぞれ接続されたスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ：ＴＦＴ）と、このスイッチング素子を行単位でオンオフ制御するスイッチング素子制御手段と、同一列のスイッチング素子の出力を電気的に接続する信号線と、各信号線の出力を選択して出力する選択手段（例えばマルチプレクサ）とを備えている。
【００２１】
なお、Ｘ線平面検出器３の電荷発生素子としては、Ｘ線を直接的に電荷に変換するものを使用してもよい。この場合、前記Ｘ線−可視光変換部材を不要とすることができる。
【００２２】
次に、このような構成を有する当該実施の形態のＸ線診断装置の動作説明をする。
【００２３】
まず、被検者の撮像時において、Ｃアーム１を所望のポジショニングに設定すると、図２（ａ）中実線で示すように、Ｃアーム１に全く撓みが生じていない理想的な状態に対し、図２（ａ）中２点鎖線で示すようにＣアーム１にそのポジショニングに応じた撓み（及び捩じれ）が生ずる。Ｃアーム１に撓みが生じていないときには、図２（ａ）に中心線Ｐとして示すようにＸ線発生部２から曝射されるＸ線のＸ線束センタと、関心領域が設定されるアイソセンタ、及びＸ線平面検出器３の受像面のセンタとが一致しているのであるが、Ｃアーム１に撓みが生ずると、同図（ａ）に中心線Ｑとして示すようにＸ線束センタと、中心線Ｒとして示すＸ線平面検出器３の受像面のセンタとの相対的な位置関係にずれを生じ、Ｘ線ビームがアイソセンタから外れ、関心領域がＸ線束のセンタから外れることとなる。
【００２４】
ここで、このＣアーム１の撓みによる前記中心線Ｑ，Ｒの補正を行う場合、Ｘ線平面検出器３は移動制御せずに、Ｘ線発生部２のＸ線絞り羽根（プリコリメータ）のみを移動制御してＸ線の照射野とＸ線平面検出器３の受像面とを一致させることも可能であるが、このような移動制御ではＸ線ビームがアイソセンタから外れたままとなり、関心領域が観察視野から外れてしまうことが懸念される。
【００２５】
このため、当該実施の形態に係るＸ線診断装置は、Ｃアーム１がポジショニング制御されると、図１に示す角度検出部４が、現在のポジショニングにおけるＣアーム１の例えばスライド角及び主軸回転角の角度を検出し、この角度検出出力を制御部６に供給する。制御部６は、この角度検出出力に基づいて、現在のＣアーム１がポジショニングに対応する撓み補償データを撓み補償テーブル５から読み出す。そして、この読み出した撓み補償データに基づいて、Ｘ線束のセンタとアイソセンタとを結ぶ線の延長上にＸ線平面検出器３の受像面のセンタが位置するように、Ｘ線発生部２を移動制御するための発生部位置制御データ、及びＸ線平面検出器３を移動制御するための検出器位置制御データを形成し、これをドライバ７に供給する。
【００２６】
ドライバ７は、この発生部位置制御データ及び検出器位置制御データに基づいて、Ｘ線発生部２及びＸ線平面検出器３を移動制御する。
【００２７】
具体的には、Ｘ線平面検出器３の移動機構は、Ｘ線の曝射方向に略々垂直な２方向の移動を可能とするＸ−Ｙテーブルで構成されている。このＸ−ＹテーブルのＸ方向の移動を可能とするＸ方向移動機構は、例えば図３に示すようにモータ１７の動力をベルト，プーリ等でリードスクリュー１５に伝達し（モータ直結でもよい。）、このリードスクリュー１５の回転に応じて移動するリードスクリューブロック１６にＸ線平面検出器３を固定して、該Ｘ線平面検出器３をＸ方向に移動制御する構成となっている。
【００２８】
なお、Ｙ方向移動機構も、Ｘ線平面検出器３を移動制御する方向がＸ方向と直交する方向となっているだけで、構成的には同様の構成となっている。
【００２９】
また、図２（ｂ）に示すＸ線発生部２のＸ線絞り羽１０の移動機構は、元々Ｘ線絞り羽１０には、ＳＩＤに対応してＸ線絞り羽１０を電動移動可能とする照射野制御機構が設けられている。このため、当該実施の形態のＸ線診断装置では、この照射野制御機構をそのまま用いている。
【００３０】
このようなＸ線発生部２の照射野制御機構及びＸ線平面検出器３の移動機構を、前記発生部位置制御データ及び検出器位置制御データに基づいて駆動することにより、Ｃアーム１の各ポジショニングにより撓みや捩じれが生じても、図２（ｂ）に示すようにＸ線束のセンタとアイソセンタとを結ぶ線の延長上にＸ線平面検出器３の受像面のセンタが常に位置するように、Ｘ線絞り羽１０及びＸ線平面検出器３を移動制御することができる。
【００３１】
このため、関心領域が観察視野から外れる不都合を防止することができると共に、被検者の無駄なＸ線の被爆を低減することができる。
【００３２】
また、Ｃアーム１のポジショニングに拘らず前記照射野と受像面との相対位置関係を最適に保つことができることから、低剛性のＣアームを設けることを可能とすることができ、Ｃアームの小型軽量化を図ることができる。そして、Ｃアームの小型軽量化を図ることができることから、Ｃアームのスライド回転バランスを取るために必要としていたハイパワーのモータ及び伝達系を小型軽量なものとすることができ、これを通じて当該Ｘ線診断装置の小型軽量化を図ることができる。
【００３３】
なお、この第１の実施の形態の説明では、制御部６は、Ｃアーム１の現在の角度検出出力に応じた撓み補償データに基づいて、発生部位置制御データ及び検出器位置制御データを算出することとしたが、これは、Ｃアーム１のたわみ量が大きい場合等、必要であれば、前記角度検出部４からの角度検出出力，Ｘ線平面検出器３の移動量，Ｘ線絞り羽の移動量及びＳＩＤから総合的に算出するようにしてもよい。
【００３４】
また、Ｃアーム１の断面形状（剛性設計）によっては、ＣＲＡ／ＣＡＵ方向のＸ線ビームのずれ量が小さくなり無視してよい場合もある。このような場合は、前記２方向の移動機構の代わりにＲＡＯ／ＬＡＯ方向の移動機構のみ設けるようにしてもよい。
【００３５】
次に、本発明に係るＸ線診断装置の第２の実施の形態の説明をする。
【００３６】
上述の第１の実施の形態のＸ線診断装置は、Ｃアーム１の撓み等に応じてＸ線平面検出器３及びＸ線発生部２のＸ線絞り羽１０を移動制御するものであったが、この第２の実施の形態のＸ線診断装置は、Ｃアーム１の撓み等に応じてＸ線平面検出器３の読み出しアドレスを制御してＸ線の照射野に対応するＸ線像のみをＸ線平面検出器３の受像面から読み出すようにしたものである。
【００３７】
なお、この第２の実施の形態のＸ線診断装置は、この点のみが第１の実施の形態のＸ線診断装置と異なるため、以下の説明ではこの異なる点にのみ言及し重複した説明を省略するものとする。
【００３８】
すなわち、この第２の実施の形態のＸ線診断装置は、前記Ｘ線平面検出器３として、Ｃアーム１の各ポジショニングにより生ずる撓みや捩じれにより前記照射野と受像面との間にずれが生じても、前記Ｘ線発生部２のＸ線の曝射によるＸ線像を受像可能なサイズのものが設けられている。すなわち、Ｘ線平面検出器３のサイズは、Ｃアーム１の各ポジショニングにより生ずる撓みや捩じれを予め考慮したサイズとなっている。
【００３９】
制御部６は、前記角度検出部４からの角度検出出力が供給されると、対応する撓み補償データを撓み補償データテーブル５から読み出し、この撓み補償データに基づいて、Ｘ線発生部２のＸ線絞り羽１０を移動制御するための発生部位置制御データを形成すると共に、Ｘ線平面検出器３の読み出しアドレスを形成する。そして、この発生部位置制御データに基づいて、Ｘ線束センタがアイソセンタと一致するようにＸ線絞り羽１０を移動制御すると共に、この読み出しアドレスに基づいてＸ線平面検出器３を読み出し制御する。
【００４０】
具体的には、図４に示すようにＣアーム１に撓みや捩じれが生じていない場合においてＸ線平面検出器３で受像されるＸ線像の受像領域が、Ｘ線平面検出器３の中央の領域である図４中一点鎖線で示すＡ領域であり、これが、Ｃアーム１に撓みや捩じれが生じ、Ｘ線束センタがアイソセンタと一致するようにＸ線絞り羽１０を移動制御した結果、図４中実線で示すＢ領域に移動したとすると、制御部６は、このＢ領域の読み出しアドレスを形成し、これをＸ線平面検出器３に供給する。
【００４１】
これにより、Ｃアーム１に生じた撓みや捩じれに拘らず、照射野と受像面との相対位置関係を最適に保つことができる、被検者の無駄な被爆を低減することができる等、上述の第１の実施の形態のＸ線診断装置と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、これに加え、Ｘ線平面検出器３側の前記相対位置関係の制御は、読み出しアドレスの制御により行うようになっているため、Ｘ線平面検出器３側の移動機構を省略することができ（機械的な移動機構をＸ線絞り羽１０の移動機構のみとすることができ、ハードウエアの削減及び構成の簡略化を図ることができる。
【００４３】
最後に、上述の各実施の形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は、各実施の形態に限定されることはなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係るＸ線診断装置は、Ｘ線の照射野とＸ線検出部の受像面と相対位置関係をＣアームのポジショニングに拘らず最適に保つことができる。このため、被検者の無駄なＸ線の被爆を低減することができる。
【００４５】
また、Ｃアームのポジショニングに拘らず前記照射野と受像面との相対位置関係を最適に保つことができることから、低剛性のＣアームを設けることを可能とすることができ、Ｃアームの小型軽量化を可能とすることができる。そして、Ｃアームの小型軽量化を可能とすることができることから、Ｃアームのスライド回転バランスを取るために必要としていたハイパワーのモータ及び伝達系を小型軽量なものとすることができ、これを通じて当該装置の小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のＸ線診断装置のブロック図である。
【図２】前記実施の形態のＸ線診断装置におけるＣアームの撓み等に対する固体検出器の移動制御を説明図するための図である。
【図３】前記固体検出器の移動制御機構を説明するための図である。
【図４】本発明に係る第２の実施の形態のＸ線診断装置において、Ｃアームの撓み等に応じて固体検出器の読み出しアドレスが制御される様子を示す図である。
【符号の説明】
１…Ｃアーム，２…Ｘ線発生部，３…Ｘ線平面検出器，４…角度検出部
５…撓み補償データテーブル，６…制御部，７…ドライバ，１０…Ｘ線絞り羽
【図１】
0003746136.tif 000002
【図２】
0003746136.tif 000003
【図３】
0003746136.tif 000004
【図４】
0003746136.tif 000005