JP2007268060A - X-ray equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、X線照射用のX線管と透過X線検出用のX線検出器が支持用のアームの両端に対向配備されているX線撮像機構を複数組備えるとともに、これらX線撮像機構を移動させるX線撮像系移動機構とを備えているX線撮影装置に係り、特に、X線撮像機構の接触事故を回避させながらも、異なる所望の複数角度から同時撮影を可能にする技術に関する。 The present invention includes a plurality of X-ray imaging mechanisms in which an X-ray tube for X-ray irradiation and an X-ray detector for transmission X-ray detection are arranged opposite to both ends of a support arm. The present invention relates to an X-ray imaging apparatus including an X-ray imaging system moving mechanism that moves a mechanism, and in particular, a technique that enables simultaneous imaging from a plurality of different desired angles while avoiding a contact accident of the X-ray imaging mechanism. About.
従来、病院等の医療機関で用いられているダブル撮像機構方式のX線撮影装置は、図9に示すように、2組のX線撮像機構81,82を備えている。一方のX線撮像機構81では、X線照射用のX線管83と透過X線検出用のX線検出器84が支持用のC型アーム85の両端に対向配備されている。他方のX線撮像機構82では、X線管86とX線検出器87が、支持用のC型アーム88の両端に対向配備されている。C型アーム85,88を回転または平行移動させてX線撮像機構81,82を移動させることにより、各X線撮像機構81,82のそれぞれによるX線撮影の方向や位置が撮影目的に合わせてセットされる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a double imaging mechanism type X-ray imaging apparatus used in a medical institution such as a hospital includes two sets of
また、両X線撮像機構81,82は、装置の機械的中心点(アイソセンタ)を基準点とする共通の位置座標系にしたがってそれぞれが移動制御されている。さらに、両X線撮像機構が作動している最中に、互いのX線撮像機構同士が接触しないように相対的位置関係の情報を利用し、互いの接近をリアルタイムにモニタリングするとともに、接近状態になると、少なくとも一方のX線撮像機構の移動を停止させて接触を回避している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来装置では、次のような問題がある。 However, the conventional apparatus has the following problems.
すなわち、従来装置は、各X線撮像機構を所望の撮影方向に設定した場合、X線撮像機構同士および/またはアーム保持部分の外形より大きくてはみ出たX線検出器の部位同士が接触する位置にあるため、オペレータの望む方向(角度)から撮影ができないといった問題がある。つまり、X線撮像機構同士が接近した場合に、ブレーキ制動距離などを考慮して両X線撮像機構同士および/またはX線検出器が全く接触しないように十分な距離が確保されているので、両X線撮像機構同士を目標とする距離まで近接させることができないといった問題がある。つまり、両X線撮像機構を利用して同時撮影できないデッドスペースが発生している。 That is, in the conventional apparatus, when each X-ray imaging mechanism is set to a desired imaging direction, the X-ray imaging mechanisms and / or positions of the X-ray detectors that protrude beyond the outer shape of the arm holding portion contact each other. Therefore, there is a problem that photographing cannot be performed from the direction (angle) desired by the operator. That is, when the X-ray imaging mechanisms approach each other, a sufficient distance is secured so that the X-ray imaging mechanisms and / or the X-ray detector do not come into contact at all in consideration of the brake braking distance and the like. There is a problem that both X-ray imaging mechanisms cannot be brought close to a target distance. That is, a dead space that cannot be captured simultaneously using both X-ray imaging mechanisms is generated.
また、X線検出器は、その検出面の中心にコーンビーム状のビーム径中心がくるようにして透過X線を検出している。この場合、コーンビーム状の透過X線は、図9に示すように、X線検出器の検出面の端部領域を含む全面に広がらない場合が頻繁にある。したがって、X線照射対象の関心部位を通過する2つの透過X線がなす開き角αは大きくなり、撮像不可能なデッドスペースを一層に拡大している。 Further, the X-ray detector detects transmitted X-rays so that the center of the detection surface has a cone beam-like beam diameter center. In this case, as shown in FIG. 9, the cone beam-shaped transmitted X-rays often do not spread over the entire surface including the end region of the detection surface of the X-ray detector. Therefore, the opening angle α formed by the two transmitted X-rays passing through the region of interest to be irradiated with X-rays is increased, and the dead space that cannot be imaged is further expanded.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、X線撮像機構の接触事故を回避させながらも異なる所望の複数角度から効率よく同時撮影をすることができるX線撮影装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an X-ray imaging apparatus capable of efficiently performing simultaneous imaging from a plurality of different desired angles while avoiding a contact accident of the X-ray imaging mechanism. The main purpose is to provide.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。 In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
すなわち、第1の発明は、X線照射用のX線管と透過X線検出用のX線検出器が支持用のアームの両端に対向配備されたX線撮像機構を備えているとともに、このX線撮像機構を移動させるX線撮像系移動機構を備えたX線撮影装置において、前記X線撮像機構のアームに配備されたX線検出器を保持平面上で平行移動させるX線検出器移動機構と、前記X線撮像機構が移動しているとき、対象物に接近していることを検知して検知信号を出力する検知手段と、前記検知手段から信号が出力された場合、前記X線撮像機構を近接させつつ、少なくともX線検出器が、接近する対象物に対して離反するように前記アームの保持平面上で平行移動させるように、前記X線検出器移動機構を作動制御する移動機構制御手段とを特徴とするものである。 That is, the first invention includes an X-ray imaging mechanism in which an X-ray tube for X-ray irradiation and an X-ray detector for transmission X-ray detection are disposed opposite to both ends of a support arm. In an X-ray imaging apparatus having an X-ray imaging system moving mechanism for moving an X-ray imaging mechanism, X-ray detector movement for translating an X-ray detector arranged on an arm of the X-ray imaging mechanism on a holding plane A mechanism that detects when the X-ray imaging mechanism is moving and detects that it is approaching an object and outputs a detection signal; and when a signal is output from the detection means, the X-ray Movement for controlling the operation of the X-ray detector moving mechanism so that at least the X-ray detector moves in parallel on the holding plane of the arm so as to move away from the approaching object while bringing the imaging mechanism close. Characterized by mechanism control means
[作用・効果]この構成によれば、X線撮像機構を作動させているとき、対象物(例えば、他のX線撮像機構、他の装置、機構部、および構造物など)にX線撮像機構が接近していることが検知手段によって検知される。このときの検知信号が移動機構制御手段に出力される。検知信号を受信した移動機構制御手段は、X線撮像系機構を対象物に接触しない程度に近接させる。同時に、少なくもそのX線撮像機構に備わったX線検出器が、対象物との接触を回避する方向に離反するようにX線検出器移動機構を作動制御する。 [Operation / Effect] According to this configuration, when the X-ray imaging mechanism is operated, X-ray imaging is performed on an object (for example, another X-ray imaging mechanism, another device, a mechanism unit, and a structure). The approaching mechanism detects that the mechanism is approaching. The detection signal at this time is output to the moving mechanism control means. The movement mechanism control means that has received the detection signal brings the X-ray imaging system mechanism close to the object so as not to contact the object. At the same time, the X-ray detector moving mechanism is operated and controlled so that at least the X-ray detector provided in the X-ray imaging mechanism is separated in a direction to avoid contact with the object.
したがって、例えば、対象物が他の組のX線撮像機構であれば、X線撮像系機構同士を従来装置に比べて限りになく近接させることがきる(請求項2)。換言すれば、アームの保持部分からはみ出るX線検出器をアーム保持部分の内側に納めるように接触対象物に対して離反させることにより、X線撮像機構同士を近接させることができる。その結果、X線検出器の検出面の端部まで有効に利用し、各X線検出器に投影されるX線同士を近接させることができ、両X線撮像機構同士の接近によって同時撮影できないデッドスペースを最小限に抑えることができる。 Therefore, for example, if the object is another set of X-ray imaging mechanisms, the X-ray imaging system mechanisms can be brought closer to each other as compared with the conventional apparatus (claim 2). In other words, the X-ray imaging mechanisms can be brought close to each other by moving the X-ray detector protruding from the holding portion of the arm away from the contact target so as to be housed inside the arm holding portion. As a result, the X-ray detector can be effectively used up to the end of the detection surface, the X-rays projected on the X-ray detectors can be brought close to each other, and simultaneous imaging cannot be performed due to the proximity of both X-ray imaging mechanisms. Dead space can be minimized.
なお、この構成において、本発明は、例えば次にように構成してもよい。 In this configuration, the present invention may be configured as follows, for example.
検知手段は、各X線撮像機構の3次元外形形状に対応する3次元モデル外形データを登録する形状データ登録手段と、各X線撮像機構の現在位置および3次元モデル外形データに基づいて、各X線撮像機構同士とX線検出器同士の距離情報、および各X線撮像機構同士とX線検出器同士の相対的位置関係の情報をリアルタイムに算出する位置関係算出手段とから構成され、移動機構制御手段は、各X線撮像機構を装置の機械的中心点を基準点とする共通の位置座標系にしたがってそれぞれを移動させるとともに、位置関係算出手段により算出された前記各情報を参酌しながらX線撮像機構同士を近接させつつ、X線検出器が接触を回避する方向に移動するようにX線検出器移動手段を作動制御するように構成することが好ましい(請求項3)。 Based on the shape data registration means for registering 3D model outline data corresponding to the 3D outline shape of each X-ray imaging mechanism, the current position of each X-ray imaging mechanism and the 3D model outline data, It is composed of distance information between the X-ray imaging mechanisms and the X-ray detectors, and positional relationship calculation means for calculating information on the relative positional relationship between the X-ray imaging mechanisms and the X-ray detectors in real time. The mechanism control means moves each X-ray imaging mechanism according to a common position coordinate system with the mechanical center point of the apparatus as a reference point, while taking into account the information calculated by the positional relationship calculation means. It is preferable that the X-ray detector moving means is operated and controlled so that the X-ray detector moves in a direction avoiding contact while bringing the X-ray imaging mechanisms close to each other.
また、検知手段は、静電容量式の近接センサであり、位置関係算出手段は、各近接センサの容量変化に基づいてX線検出器同士の相対的位置関係の情報をリアルタイムに算出し、移動機構制御手段は、位置関係算出手段により算出された各X線検出器の相対的位置関係の情報を参酌しながらX線撮像機構同士を近接させつつ、接近し合うX線検出器同士が接触を回避する方向に移動するように、X線撮像系移動およびX線検出器移動手段を作動制御するように構成することが好ましい(請求項4)。 The detecting means is a capacitance type proximity sensor, and the positional relationship calculating means calculates information on the relative positional relationship between the X-ray detectors in real time based on the capacitance change of each proximity sensor, and moves The mechanism control means brings the X-ray imaging mechanisms close to each other while bringing the X-ray imaging mechanisms into contact with each other while referring to the information on the relative positional relationship of each X-ray detector calculated by the positional relationship calculation means. It is preferable that the X-ray imaging system movement and the X-ray detector moving means are controlled so as to move in an avoiding direction.
上述のように構成することによって、上記発明を好適に実施することができる。 By configuring as described above, the above-described invention can be suitably implemented.
なお、位置関係算出手段は、近接するX線撮像機構同士およびX線線検出器同士の最小距離を算出するアルゴリズムを利用してX線検出器同士の相対的位置関係の情報を算出するように構成することが好ましい(請求項5)。 The positional relationship calculation means calculates information on the relative positional relationship between the X-ray detectors using an algorithm that calculates the minimum distance between the adjacent X-ray imaging mechanisms and the X-ray detectors. It is preferable to constitute (claim 5).
また、本発明のX線撮影装置において、各X線管は、X線照射対象へのX線照射領域を調節する絞りと、各X線検出器同士が接近したとき、X線照射対象の関心部位の最小領域のみにX線を照射するように絞りを調節する絞り調節手段とを備え、位置関係算出手段は、絞り調節手段により照射領域の調節されX線が前記X線検出器の検出面内で検出されつつも、X線検出同士が接触しない最小間隔となる相対的位置関係の情報を算出するように構成されていることが好ましい(請求項6)。 In the X-ray imaging apparatus of the present invention, each X-ray tube has an aperture for adjusting the X-ray irradiation area to the X-ray irradiation target, and when the X-ray detectors approach each other, the X-ray irradiation target is interested. A diaphragm adjusting unit that adjusts the diaphragm so that only the minimum region of the region is irradiated with X-rays, and the positional relationship calculating unit adjusts the irradiation region by the diaphragm adjusting unit so that the X-rays are detected by the detection surface of the X-ray detector. It is preferable that the information of the relative positional relationship which becomes the minimum space | interval which X-ray detection does not contact is calculated while being detected within (Claim 6).
この構成によれば、X線の照射領域を絞ることにより、複数の照射X線が関心部位を透過し、この関心部位を起点に各X線検出器に向う近接し合う透過X線がなす開き角度を、より一層に小さくすることができる。すなわち、複数のX線撮像機構を利用して同時撮像するときのデッドスペースをより小さいく抑えることができる。 According to this configuration, by narrowing down the X-ray irradiation area, a plurality of irradiated X-rays pass through the region of interest, and an opening formed by the adjacent transmitted X-rays starting from this region of interest and facing each X-ray detector. The angle can be further reduced. That is, it is possible to reduce the dead space when performing simultaneous imaging using a plurality of X-ray imaging mechanisms.
この発明のX線撮影装置によれば、X線撮像機構と接近する対象物とを近接させて互いの距離が接触しない程度に維持したたまま、X線検出器によって透過X線を検出することができる。すなわち、従来装置に比べてX線撮像機構を対象物により近接させることができるので、透過X線の検出できないデッドスペースを最小限に抑えることができる。 According to the X-ray imaging apparatus of the present invention, the transmitted X-ray is detected by the X-ray detector while keeping the X-ray imaging mechanism and the approaching object close to each other and keeping the distance from contacting each other. Can do. That is, since the X-ray imaging mechanism can be brought closer to the object as compared with the conventional apparatus, a dead space where transmitted X-rays cannot be detected can be minimized.
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。なお、本実施例では医療用のX線撮影装置として、X線透視撮影装置を例に採って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, an X-ray fluoroscopic imaging apparatus will be described as an example of a medical X-ray imaging apparatus.
図1は実施例に係るX線透視撮影装置の全体構成を示す斜視図、図2は全体構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of an X-ray fluoroscopic apparatus according to an embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration.
本実施例のX線透視撮影装置は、図1に示すように、X線照射用のX線管1と透過X線検出用のX線検出器であるフラットパネル型X線検出器(以下、単に「FPD」という)2が、支持用のC型アーム3の両端に対向配備されている床設置タイプの第1X線撮像機構4と、X線照射用のX線管5と透過X線検出用のX線検出器であるFPD6が支持用のC型アーム7の両端に対向配備されている天井走行タイプの第2X線撮像機構8の2組のX線撮像機構を備えている。なお、FPD2,6は、その形状が四角形であり、保持される各C型アーム3,7の保持部分の外形いより大きく、C型アーム3,7からはみ出ている。
As shown in FIG. 1, the X-ray fluoroscopic apparatus of the present embodiment includes an X-ray tube 1 for X-ray irradiation and a flat panel X-ray detector (hereinafter referred to as an X-ray detector for transmission X-ray detection). (Hereinafter simply referred to as “FPD”) 2 is a floor-installed first
また、各X線撮像機構4,8を装置の機械的中心点(アイソセンタ)を基準点とする共通の位置座標系にしたがって、それぞれ移動させるX線撮像系移動機構9(17,18)を備えており、X線撮像系移動機構9によりX線撮像機構4,8をそれぞれ移動させて各X線撮像機構4,8の現在位置を変化させることによって、天板10上の被検体Mを撮影する際の方向(撮影方向)ないし位置(撮影位置)を撮影目的に合わせてX線撮像機構4,8ごとにそれぞれセットできるように構成されたダブル撮像機構方式の装置である。
Further, X-ray imaging system moving mechanisms 9 (17, 18) for moving the
第1および第2X線撮像機構4,8の現在位置を定める装置のアイソセンタQを原点(基準点)とする位置座標系は、天板10の長手(縦)方向をX、天板3の短手(横)方向をY、垂直方向をZとするXYZ直交座標である。そして、天板10も両X線撮像機構4,8と共通のXYZ直交座標にしたがって現在位置が定められるようにし、天板移動機構11によりX、Y、Zの各方向にそれぞれ移動させられる構成となっている。
The position coordinate system having the origin (reference point) of the isocenter Q of the apparatus that determines the current positions of the first and second
また、実施例装置は、図2に示すように、第1X線撮像機構4により撮影された被検体MのX線透視画像ないしX線撮影画像を表示する第1画像モニタ12と、第2X線撮像機構8により撮影された被検体MのX線透視画像ないしX線撮影画像を表示する第2画像モニタ13とを備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the embodiment apparatus includes a first image monitor 12 that displays an X-ray fluoroscopic image or an X-ray image of the subject M imaged by the first
さらに、実施例装置は、X線撮影の実行の際、被検体Mを載置した天板10を天板移動機構11により移動させて被検体MをX線管1,5とFPD2,6の間に配置した後、X線撮像系移動機構9により第1および第2X線撮像機構4,8をそれぞれ移動させて撮影方向ないし撮影位置を撮影目的に合わせてセットしたりしながら、照射制御部15の制御にしたがってX線管1,5から天板10上の被検体MにX線が照射される。同時に、FPD2,6から出力されるX線検出信号が後段の信号処理部16で処理されてX線透視画像あるいはX線撮影画像が作成され、第1および第2画像モニタ12,13の画面に表示されるように構成されている。
Further, when performing the X-ray imaging, the embodiment apparatus moves the
以下、本実施例のX線透視撮影装置の各部構成を詳しく説明する。 Hereinafter, the configuration of each part of the X-ray fluoroscopic apparatus according to the present embodiment will be described in detail.
X線撮像系移動機構9は、さらに第1X線撮像機構4の移動を行う第1撮像系移動機構17と第2X線撮像機構8の移動を行う第2撮像系移動機構18からなり、各撮像系移動機構17,18は、撮像系移動制御部19の制御にしたがって各X線撮像機構4,8を移動させる。なお、撮像系移動制御部19は、本発明の移動機構制御手段の一機能を担う。つまり、後述する検出器移動制御部28と協働して本発明の移動機構制御手段を構成する。
The X-ray imaging
第1撮像系移動機構17はC型アーム3を回転したり平行移動したりすることにより第1X線撮像機構4を移動させる。第1X線撮像機構4の移動にともなって第1X線撮像機構4の現在位置は変化する。
The first imaging
第1撮像系移動機構17によるC型アーム3の回転移動としては、例えば、C型アーム3がアーム長手方向にアイソセンタQの周りを巡りながらアームの曲がりに沿って矢印RAで示す向きに回転するスライド回転と、軸線17bがアイソセンタQを常に通るようにしてC型アーム3の真ん中を背後から支える支軸17aの軸線17bを回転軸として矢印RBで示す向きにC型アーム3が回転するサジタル回転とがある。
As the rotational movement of the C-type arm 3 by the first imaging
スライド回転の場合も、サジタル回転の場合も、C型アーム3の回転に伴ってX線管1の中心とFPD2の中心とを結ぶX線軸20の角度が変化し撮影方向が変わるのに加えて、スライド回転とサジタル回転とでは、X線軸20の角度が変化する向きが90°異なるので、撮影方向を調整することが可能となる。
In both the case of slide rotation and sagittal rotation, the angle of the
また、第1撮像系移動機構17によるC型アーム3の平行移動としては、矢印で示す向き(X方向ないしY方向)にアーム全体が平行に移動する水平移動がある。第1撮像系移動機構17の場合、3個の保持ブロック17A〜17Cが積み重ね方式でリンク結合されていて、X,Y方向の水平移動は、3個の保持ブロック17A〜17Cがそれぞれ行う矢印RD〜RFで示す回転を適当に組み合わせることで行われる。C型アーム3の水平移動にともなってX線軸20の位置が同じ方向に平行移動することで撮影位置を調整することができる。
Further, the parallel movement of the C-arm 3 by the first imaging
さらに、第1撮像系移動機構17による矢印RA,RB方向の回転量や矢印RD〜RF方向の回転量(矢印RC方向の平行移動量に相当)は適当なセンサ(図示省略)で検出されるととも、検出結果が第1X線撮像機構4の現在位置を示す情報として撮像系移動制御部19や制御系側におけるその他の情報必要箇所へフィードバックされて知らされるように構成されている。
Further, the rotation amount in the directions of arrows RA and RB and the rotation amount in the directions of arrows RD to RF (corresponding to the parallel movement amount in the direction of arrow RC) by the first imaging
図2に戻り、第1撮像系移動機構17は、C型アーム3の先端に備わったFPD2を保持平面上で平行移動させる第1検出器移動機構26を備えている。なお、具体的な動作については、詳述する。なお、第1検出器移動機構26は、本発明のX線検出器移動機構に相当する。
Returning to FIG. 2, the first imaging
第2撮像系移動機構18はC型アーム7を回転したり平行移動したりすることにより第2X線撮像機構8を移動させる。第2X線撮像機構8の移動にともなって第2X線撮像機構8の現在位置は変化する。
The second imaging
第2撮像系移動機構18によるC型アーム3の回転移動としては、例えば、図1に示すように、C型アーム7がアーム長手方向にアイソセンタQの周りを巡りながらアームの曲がりに沿って矢印Raで示す向きに回転するスライド回転と、軸線18bがアイソセンタQを常に通るようにしてC型アーム7の真ん中を背後から支える支軸18aの軸線18bを回転軸として矢印Rbで示す向きにC型アーム7が回転するサジタル回転とがある。
As the rotational movement of the C-type arm 3 by the second imaging
スライド回転の場合も、サジタル回転の場合も、C型アーム7の回転にともなってX線管5の中心とFPD6の中心とを結ぶX線軸21の角度が変化し撮影方向が変わるのに加えて、スライド回転とサジタル回転とでは、X線軸21の角度が変化する向きが90°異なるので、撮影方向を調整することが可能となる。
In both the case of slide rotation and sagittal rotation, the angle of the
また、第2撮像系移動機構18によるC型アーム7の平行移動としては、矢印Rcで示す向き、即ちX方向に平行に移動する水平移動がある。具体的には、C型アーム7を支軸18aを介して天井から吊り下げたキャリッジ18Aが、天井にX方向に延びるように敷設されたレール18B,18Bに走行可能に配設されており、キャリッジ18Aがレール18B,18B沿いに走行するのにともなって、C型アーム7がX方向に水平移動するように構成されている。C型アーム7の水平移動にともなってX線軸21の位置がX方向に平行移動することで撮影位置を調整することができる。
Further, the parallel movement of the C-
さらに、第2撮像系移動機構18による矢印Ra,Rb方向の回転量や矢印Rc方向の平行移動量は適当なセンサ(図示省略)で検出されるとともに、検出結果が第2X線撮像機構8の現在位置を示す情報として撮像系移動制御部19や制御系側におけるその他の情報必要箇所へフィードバックされて知らされるように構成されている。
Further, the amount of rotation in the directions of arrows Ra and Rb and the amount of parallel movement in the direction of arrow Rc by the second imaging
また、第2X線撮像機構8の場合、C型アーム7はアーム両端のハンド7A、7Bだけが矢印Rd,Reで示す向き、即ちZ方向に若干の等距離ずつ平行に伸縮することによりC型アーム7上におけるX線管5およびFPD6の配備状況を変化させ、Z方向の撮影位置(撮影態様)の微調整が行えるように構成されている。X線管5およびFPD6の配備状況の変化もXYZ直交座標にしたがって行われ、ハンド7A、7Bの平行移動量も適当なセンサ(図示省略)で検出されるとともに、検出結果がX線管5およびFPD6の配備状況の変化量として撮像系移動制御部19や制御系側におけるその他の情報必要箇所へフィードバックされて知らされるように構成されている。
Further, in the case of the second
また、第2撮像系移動機構18は、C型アーム7の先端に備わったFPD6を保持平面上で平行移動させる第2検出器移動機構27を備えている。なお、具体的な動作については、詳述する。なお、第2検出器移動機構27は、本発明のX線検出器移動機構に相当する。
The second imaging
さらに、第1および第2X線撮像機構4,8の場合、X線管1,5は、C型アーム3,7に固定状態で配設されている。FPD2,6は、X線軸20,21に沿って往復移動可能にC型アーム3,7に配設されている。つまり、FPD2,6をX線軸20,21の方向に沿って移動させることにより、FPD2,6のX線検出面に投影される透過X線像の拡大率を変化させて撮影倍率の調整がおこなえる構成となっている。このFPD2,6の移動量も適当なセンサ(図示省略)で検出されるとともに、検出結果がFPD2,6の現在位置を示す情報として撮像系移動制御部19などの制御系側における情報必要箇所へフィードバックされて知らされるように構成されている。
Further, in the case of the first and second
なお、実施例装置の主制御部22は、操作部23による入力操作やX線撮影の進行状況に応じて、X線管1,5によるX線照射を制御する照射制御部15や、第1,第2撮像系移動機構17,18を制御する撮像系移動制御部19や、FPD2,6を平行移動させる第1および第2検出器移動機構26、27を制御する検出器移動制御部28、あるいは天板移動機構11を制御する天板移動制御部14などに必要な指令やデータを送出するように構成されている。なお、検出器移動制御部28は、本発明の移動機構制御手段の一機能を担う。
The
そして、さらに本実施例のX線透視撮影装置は、第1および第2X線撮像機構4,8同士および/またはFPD2,6が接触するのを回避させるために、FPD2,6を含む各X線撮像機構4,8の3次元外形形状に対応する3次元モデル外形データを登録する形状データ登録部24と、各X線撮像機構4,8の現在位置および3次元モデル外形データに基づいて各X線撮像機構4,8の相対的位置関係情報をリアルタイムで算出する位置関係算出部25とを備えるとともに、撮像系移動制御部19および検出器移動制御部28が位置関係算出部25により算出されたX線撮像機構4,8同士およびFPD2,6同士の相対的位置関係情報を参酌しながら第1,第2撮像系移動機構17,18および第1検出器移動機構26,27を作動制御するように構成されている。なお、形状データ登録手段24は、本発明の形状データ登録手段に、位置関係算出部25は、位置関係算出手段に相当する。
Further, the X-ray fluoroscopic apparatus according to the present embodiment further includes the X-rays including the
形状データ登録部24には、各X線撮像機構4,8の3次元外形形状に対応する3次元モデル外形データが次のようなプロセスで予め登録されている。
In the shape
第1および第2撮像系移動機構17,18の3次元外形形状に実質的に相似の形状を表すSTL(Standard Triangle Language)形式の3次元モデル外形データを先ず準備する。STL形式のデータの場合、三角形の集合体で所望の3次元形状を表すフォーマットであるので、3次元モデル外形データは各三角形の3つの頂点全てを3次元座標上の位置座標として保持される。その結果、比較的少ないデータ量で両X線撮像機構4,8の3次元外形形状に対応する3次元モデル外形を表すことができる。このSTL形式の3次元モデル外形データは、例えば各FPD2,6を含む第1,第2撮像系移動機構17,18の設計の際に作成される第1,第2撮像系移動機構17,18の外形に相似の形状を正確に表す3次元CADデータをSTLデータ変換技術を適用して容易に作成することができる。
First, three-dimensional model outline data in STL (Standard Triangle Language) format representing a shape substantially similar to the three-dimensional outline shape of the first and second imaging
次に、STL形式の3次元モデル外形データをVOXEL( Volume Pixel )形式のデータに変換する。VOXEL形式のデータ変換は、図3に示すように、STL形式の3次元モデル外形データを3次元仮想空間に表した場合にデータの存在領域を完全に抱合するように設定した立方体ないし直方体の親ボックスVaを立方体ないし直方体の子ボックスVb1,Vb2、孫ボックスVc1〜Vc4、曾孫ボックスVd1〜Vd8、・・・・と次々に何段階かにわたって最終段階まで分割した最小ボックスと、各最小ボックスが3次元モデル外形データを含有するか否かを示すデータ含有情報とにすることに相当する。最小ボックスの寸法を第1,第2撮像系移動機構17,18の実寸に直すと、例えば1cm角程度の立方体となる。
Next, the 3D model outline data in STL format is converted into data in VOXEL (Volume Pixel) format. As shown in FIG. 3, the VOXEL format data conversion is performed by a cube or a rectangular parallelepiped parent that is set so that the existing area of the data is completely combined when the 3D model outline data in the STL format is represented in the 3D virtual space. A minimum box obtained by dividing the box Va into cubes or rectangular parallelepiped child boxes Vb1 and Vb2, grandchild boxes Vc1 to Vc4, great-grandchild boxes Vd1 to Vd8,... This corresponds to data inclusion information indicating whether or not dimension model outline data is contained. When the size of the minimum box is changed to the actual size of the first and second imaging
各最小ボックスが3次元モデル外形データを含有するか否かは、各段階毎にボックスが3次元モデル外形データを含有するか否かを繰り返しおこなうことで決定される。その際、ある段階で3次元モデル外形データを含有しない(否)と判定されたボックスについては、データを含まないボックスは幾ら分割してもデータを含まないから、以後の分割段階からチェックはせずに全て否として迅速に決定することができる。 Whether or not each minimum box contains 3D model outline data is determined by repeatedly determining whether or not the box contains 3D model outline data at each stage. At that time, for a box that is determined not to contain 3D model outline data at a certain stage (no), a box that does not contain data will not contain data no matter how many pieces it is divided. It is possible to quickly decide as “no” all.
続いて、VOXEL形式のデータをBSP(Binary separated partition)ツリーデータに変換する。BSPツリーデータへのデータ変換は、図3の場合とは逆に、図4に示すように、最終の分割段階のデータ含有情報を随伴した最小ボックスを元の親ボックスのかたちに纏めることに相当する。つまり、BSPツリーデータの場合、第1,第2X線撮像機構4,8の3次元外形形状がデータ含有情報を随伴するボックスの集合体で表すものである。このBSPツリー形式の3次元モデル外形データを形状データ登録部24に予め登録する。
Subsequently, the data in the VOXEL format is converted into BSP (Binary separated partition) tree data. Contrary to the case of FIG. 3, the data conversion to BSP tree data is equivalent to collecting the minimum box accompanied by the data content information of the final division stage into the original parent box as shown in FIG. To do. That is, in the case of BSP tree data, the three-dimensional outer shape of the first and second
なお、3次元モデル外形データは各X線撮像機構4,8の3次元外形の全てを表すものである必要はなく、全く接触する可能性のない箇所についてはデータが省かれていてもよい。実施例装置の場合には、全く接触する可能性のない箇所はデータが省かれていた方が、相対的位置関係の情報を算出するための演算処理負荷を減らすことができるので有効である。
Note that the 3D model outline data need not represent all of the 3D outlines of the
位置関係算出部25は、FPD2,6を含む各X線撮像機構4,8の各現在位置および形状データ登録部24に登録された3次元モデル外形データに基づいて、各X線撮像機構4,8同士の相対的位置関係の情報を、これら物体同士が接触する位置関係にあるか否かを判定するアルゴリズムを利用してリアルタイムに算出する。具体的には、各X線撮像機構4,8の外形形状に相応するBSPツリー形式の3次元モデル外形データの2つの親ボックスを仮想3次元空間で各X線撮像機構4,8の動きに合わせ、その現在位置に基づき回転・平行移動させる。そうすると、3次元モデル外形データの2つの親ボックスが、常に仮想3次元空間において各X線撮像機構4,8と同じ配置になり、接触が起こる各X線撮像機構4,8同士の外面同士の対置状況を示す。
The positional relationship calculation unit 25 is based on the current positions of the
次に、2つの親ボックス同士が接触する場合、3次元モデル外形データの親ボックスを分割してゆき最小ボックス同士の接触の有無を判定する。本実施例の場合、接触の有無をチェックする際、各撮像系移動機構17,18の制動距離などを考慮して接触を防止できる一定の仮想接触距離を予め設定しておく。第1撮像系移動機構17の3次元モデル外形データの最小ボックスと、第2撮像系移動機構18の3次元モデル外形データの最小ボックス同士の距離を算出する。そして、その結果が仮想接触距離未満であれば、接触有りと判定し、仮想接触距離以上であれば接触無しと判定する。この距離算出・判定処理をデータ含有情報をともなう(データを含有する)最小ボックスの全ての間で繰り返し行う。
Next, when two parent boxes are in contact with each other, the parent box of the three-dimensional model outline data is divided to determine whether or not the smallest boxes are in contact with each other. In this embodiment, when checking the presence or absence of contact, a predetermined virtual contact distance that can prevent contact is set in advance in consideration of the braking distance of each of the imaging
こうして求めた接触の有無の判定結果は、各X線撮像機構4,8同士の相対的位置関係の情報として撮像系移動制御部19に出力される。相対的位置関係の情報としての接触有無の判定結果は、装置のアイソセンタQを基準点とする共通の位置座標系にしたがって移動させられる各2X線撮像機構4,8の現在位置に基づくものであるので、極めて正確となる。
The determination result of the presence or absence of contact thus obtained is output to the imaging system
この接触の有無をチェックする過程で、位置関係算出部25は、接触する外面に少なくともFPD2,6の一方を含む場合、さらに、接触を回避させるためのFPDの移動方向、移動軌道、および移動距離を算出する。
In the process of checking the presence / absence of the contact, the positional relationship calculation unit 25 further includes a moving direction, a moving trajectory, and a moving distance of the FPD for avoiding the contact when the contact outer surface includes at least one of the
例えば、本実施例装置の場合、位置関係算出部25は、FPDとその接触対象物の3次元モデル外形データの親ボックスから最小ボックスの順番に分割利用し、仮想3次元空間において両物体の接触を回避可能とするFPDの移動距離を算出する。つまり、接触しそうなFPDとその対象物のそれぞれの移動方向と移動軌道を演算により算出する。そして、仮想3次元空間において、FPDと接触対象物の3次元モデル外形データの最小ボックスを、先に算出した対象物同士の移動軌跡上に沿って移動させながら、形状データ登録部24に予め登録しておいた保持平面上で平行移動可能な距離の範囲でFPDの最小ボックスを接触回避方向に移動させるシミュレーションを演算により実行する。このシミュレーションにより、接触回避の有無および接触回避可能なFPDの移動距離を求める。
For example, in the case of the apparatus according to the present embodiment, the positional relationship calculation unit 25 divides and uses the FPD and the contact target object in the order of the parent box to the minimum box of the 3D model outline data of the contact object, and makes contact between both objects in the virtual 3D space The movement distance of the FPD that can avoid the above is calculated. That is, the movement direction and movement trajectory of the FPD that is likely to come into contact with the object are calculated. Then, in the virtual three-dimensional space, the minimum box of the three-dimensional model outline data of the FPD and the contact object is registered in advance in the shape
以上のように、位置関係算出部25により、第1X線撮像機構4と第2X線撮像機構8が接触しない場合、撮像系移動制御部19は、特に退避措置はとらない。また、両X線撮像機構4,8同士が接触しそうな場合であっても、FPD2,6を接触回避方向に移動させれば接触を回避可能な場合、第1または第2撮像系移動検機構17,18を作動させて近接させながら、検出器移動機構26,27によって接触しそうなFPD2,6の少なくとも一方を接触回避方向に移動させる。さらに、位置関係算出部25によって、両X線撮像機構4,8同士の接触が回避できず、かつ、FPD2,6の移動によっても接触を回避できないと判定された場合は、位置関係算出部25は、作動中の両X線撮像機構4,8のうち少なくとも一方を直ちに移動停止させる制御信号を撮像系移動制御部19に出力するように構成されている。
As described above, when the first
なお、本実施例装置の場合、位置関係算出部25によって、両X線撮像機構4,8の接触有りと判定された場合に、移動中のX線撮像機構を停止させてしまうのではなく、移動中のX線撮像機構と接触しそうな他方のX線撮像機構を退避させて、移動中のX線撮像機構をそのまま移動させるように構成してもよい。
In the case of the apparatus according to the present embodiment, when the positional relationship calculation unit 25 determines that both the
また、位置関係算出部25は、撮影倍率を調整する為にC型アーム7のアーム両端のハンド7A、7Bだけを伸縮する微調整によるX線管5およびFPD6の配備状況の変化にともなうX線撮像機構8の外形変化を斟酌して、両X線撮像機構4,8同士の相対的位置関係の情報を算出するように構成されている。C型アーム7上でのX線管5およびFPD6の配備状況の変化によって第2X線撮像機構8の外形変化があると、両X線撮像機構の外面同士の対置状況が変わるので、そのまま相対的位置関係の情報を算出すると誤差が生じる。そこで、X線管5およびFPD6の配備状況の変化にともなうX線撮像機構8の外形変化を斟酌して両X線撮像機構4,8同士の相対的位置関係の情報を算出するようにする。
Further, the positional relationship calculation unit 25 adjusts the X-ray accompanying the change in the deployment state of the
実施例装置の場合、X線撮像機構8のBSPツリー形式の3次元モデル外形データをX線管5およびFPD6とC型アーム7のそれぞれに分割して登録し、X線管5およびFPD6の配備状況の変化に応じて、X線管5およびFPD6の各3次元モデル外形データを構成するボックスをそれぞれ移動させてから、接触の有無を判定するように構成されている。
In the case of the embodiment apparatus, the BSP tree format three-dimensional model outline data of the
さらに、実施例装置の場合、第1,第2X線撮像機構4,8と天板10が接触することを確実に回避するための構成を備えている。すなわち、形状データ登録部24が天板10の3次元外形形状に対応する3次元モデル外形データもX線撮像機構の時と同様のプロセスで登録する構成となっている。つまり、位置関係算出部25が各X線撮像機構4,8と天板10の間の接触の有無を相対的位置関係の情報としてそれぞれの現在位置および3次元モデル外形データに基づきX線撮像機構の時と同様のプロセスで算出するように構成されている。撮像系移動制御部19が各X線撮像機構4,8と天板10の相対的位置関係の情報も参酌しながら第1,第2撮像系移動機構17,18を制御するように構成されている。
Further, in the case of the embodiment apparatus, a configuration for reliably avoiding contact between the first and second
また、実施例装置では、各X線撮像機構4,8と天板10の間の相対的位置関係の情報が、天板移動制御部14へも出力されており、天板移動制御部14が各X線撮像機構4,8と天板10の間の相対的位置関係の情報を参酌しながら天板移動機構11を制御するように構成されてもいる。ただし、天板10は通常、基準的な位置にいったんセットした後は動かさないのが普通であるので、天板移動制御部14へは各X線撮像機構4,8と天板10の間の相対的位置関係の情報が出力されない構成であってもよい。
In the embodiment apparatus, the information on the relative positional relationship between the
そして、撮像系移動制御部19や、天板移動制御部14は、位置関係算出部25から出力された信号の内容が各X線撮像機構4,8と天板10が接触有と判定された場合は、X線撮像機構4,8や天板10の移動停止を指示する制御信号を直ちに出力するように構成されている。
The imaging system
なお、この発明の装置の場合、接触有りという情報内容のときは、移動中の第1および第2撮像系移動機構17,18ないし天板10の移動を妨害する対象物を退避させて、移動中のX線撮像系機構17,18ないし天板10をそのまま移動させる構成であってもよい。
In the case of the apparatus according to the present invention, when the information content indicates that there is a contact, the object that obstructs the movement of the moving first and second imaging
次に、上記実施例装置において、第1および第2X線撮像機構4,8の移動中の接触回避処理を、図5に示すフローチャートおよび図6〜8に基づいて説明する。
Next, contact avoidance processing during movement of the first and second
なお、図6に示すように、各X線撮像機構4,8の各X線軸20,21がともにアイソセンタQを通ると同時に、両X線撮像機構4,8が同一平面上にある状態において、一方の第1X線撮像機構4を停止したままの状態(A地点)にする。他方の第2X線撮像機構8を現在位置(B地点)からC型アーム7をスライド回転させてC地点に移動させる場合を例にとって説明する。
In addition, as shown in FIG. 6, in a state where both the
〔ステップS1〕C型アーム7のスライド回転開始にともなって第2X線撮像機構8が矢印rbで示す方向へ移動し始める。
[Step S1] As the slide rotation of the C-
〔ステップS2〕この第2X線撮像機構8の移動開始に連動し、第1および第2撮像系移動機構17,18の作動情況に応じて両X線撮像機構4,8の現在位置が検知されて位置関係算出部25に出力される。
[Step S2] In conjunction with the start of movement of the second
〔ステップS3〕位置関係算出部25は、両X線撮像機構4,8の現在位置と、それぞれの3次元モデル外形データの親ボックスとに基づいて、両X線撮像機構4,8同士の接触の有無を予測する判定処理をする。
[Step S3] The positional relationship calculation unit 25 makes contact between the
〔ステップS4〕 位置関係算出部25による判定結果が、接触無しという情報内容ならば、再びステップS1へ戻り、X線管1から照射されるX線の投影中心位置がC地点に達するまでC型アーム7のスライド回転を続行させながらステップS2からの処理を繰り返し行う。算出結果が、接触有りという情報内容ならば、ステップS5に進む。
[Step S4] If the determination result by the positional relationship calculation unit 25 is the information content that there is no contact, the process returns to Step S1 again until the projection center position of the X-rays emitted from the X-ray tube 1 reaches point C. The processing from step S2 is repeated while continuing the slide rotation of the
〔ステップS5〕位置関係算出部25は、3次元モデル外形データの親ボックスに基づいて接触対象物を特定する。このとき、接触対象物に各X線撮像機構4,8に備わったFPD2,6が含まれていない場合、ステップS6に進み、接触対象物に少なくともFPD2,6のいずれか一方が含まれていればステップS7に進む。
[Step S5] The positional relationship calculation unit 25 identifies the contact object based on the parent box of the three-dimensional model outline data. At this time, when the
〔ステップS6〕接触対象物がFPD2,6以外の部分であることを示す信号が位置関係算出部25から撮像系移動制御部19に向けて出力される。この信号を受信した撮像系移動制御部19は、両X線撮像機構4,8同士の接近距離が予め設定した接触回避可能な最小距離となる位置で停止するように第2撮像系移動機構18を作動制御する。そして、第2X線撮像機構8の移動が停止した時点で接触回避処理が終了する。
[Step S6] A signal indicating that the contact object is a part other than the
〔ステップS7〕位置関係算出部25は、接触対象物であるFPDを移動制御した場合の接触回避の可能性について判定する。この判定としては、FPDおよび接触対象物の移動方向と移動目的地に到達するまでのFPDと対象物の移動軌道を演算により算出する。そして、仮想3次元空間において、算出して求めた両接触対象物の移動軌跡上に沿って接触対象物の3次元モデル外形データの親ボックスを移動させるシミュレーションを行う。このシミュレーションの過程で、親ボックス同士が接触するとき、さらに最小ボックスに分割してゆき接触部位を特定する。このシミュレーションによりFPDの接触部位が特定されると、この特定結果および移動方向から、C型アームの保持平面上に相当する仮想3次元空間におけるFPD2,6の接触回避方向を求める。
[Step S7] The positional relationship calculation unit 25 determines the possibility of contact avoidance when the movement control of the FPD that is the contact object is performed. For this determination, the movement direction of the FPD and the contact object and the movement trajectory of the FPD and the object until reaching the movement destination are calculated by calculation. Then, in the virtual three-dimensional space, a simulation is performed in which the parent box of the three-dimensional model outline data of the contact object is moved along the movement trajectories of both the contact objects calculated and obtained. In the process of this simulation, when the parent boxes come into contact with each other, it is further divided into the minimum boxes and the contact part is specified. When the contact portion of the FPD is specified by this simulation, the contact avoidance direction of the
FPD2,6の回避方向が求まると、位置関係算出部25は、接触回避シミュレーションを実行し、接触の有無の判定を行う。本実施例の場合、図7に示すように、C型アーム7をC地点方向にスライド回転させつつ、FPD6をC型アーム7のスライド回転方向と反対方向にスライドさせるとともに、FPD2をFPD6と反対方向にスライドさせる。つまり、C型アーム7については、他方の第1X線撮像機構4に近接させつつ、FPD2,6については、それそれをC型アーム3,7の保持平面上で移動可能な範囲内で相対離反移動させる。
When the avoidance direction of the
さらに、このシミュレーションの過程で、FPD2,6の検出面に透過X線の全てが投影されつつもFPD2,6同士の接触回避可能な移動距離を求める。
Further, in the process of this simulation, the movement distance that can avoid contact between the FPDs 2 and 6 is obtained while all the transmitted X-rays are projected on the detection surfaces of the
ずなわち、このシミュレーションでは両FPD2,6の接触を回避可能であると判定した場合、位置関係算出部25は、FPD2,6同士が接触しない最小距離となる位置、およびそのときの第2X線撮像機構8の停止位置を算出する。そして、この算出結果を撮像系移動制御部19および検出器移動制御部28に送信し、ステップS9進む。
That is, in this simulation, when it is determined that the contact between the two
逆に、シミュレーションの結果、両FPD2,6の接触を回避できないと判定した場合、位置関係算出部25は、FPD2,6同士が接触しない距離で、第2X線撮像機構8が停止可能な位置情報を含む停止信号を撮像系移動制御部19に送信し、ステップS8に進む。
On the contrary, if it is determined as a result of the simulation that the contact between the two
〔ステップS8〕撮像系移動制御部19は、位置関係算出部25からの受信信号の情報の応じて第2撮像系移動機構18を作動制御し、第2X線撮像機構8を所定の位置で強制的に停止させる。この処理により、FPD2,6同士の接触回避処理が終了する。なお、この場合は、C型アーム7が目的地のC地点に到達していないので、X線管5から照射され、被検体Mを透過した透過X線をFPD6は検出できない。
[Step S8] The imaging system
〔ステップS9〕撮像系移動制御部19は、位置関係算出部25からの受信信号の情報の応じて第2X線撮像機構8のC型アーム7を回転するモータ(図示省略)を減速させて所定の位置で停止させる。このC型アーム7を停止させるまでに検出器移動制御部28は、両検出器移動機構26,27を作動制御してFPD2,6のそれぞれを、図8に示すように、相対離反移動させて所定の位置に停止させる。したがって、FPD2,6同士の接触が回避される。同時に、FPD6は、X線管5から照射され、被検体Mを透過した透過X線を検出する。以上で、本実施例装置の回避動作が終了する。
[Step S9] The imaging system
以上に詳述したように、実施例装置によれば、各X線撮像機構4,8が移動することにより両X線撮像機構4,8同士が接触するような場合であっても、その接触する対象物がC型アーム3,7の保持部位の外形からはみ出るFPD2,6であれば、FPD2,6を保持平面上で接触を回避する方向に移動させることにより、FPD2,6で透過X線を検出しつつも接触を回避させることができる。
As described above in detail, according to the embodiment apparatus, even when the
このとき、FPD2,6同士を相対離反移動させることにより、FPD2,6同士が、互いに近接する側寄りの検出面を利用して透過X線を検出することができるので、被検体Mの関心部位を起点に分岐する2つのコーンビーム状の透過X線がなす開き角度α’を、図9に示す従来装置の開き角度αに比べて小さくすることができる。すなわち、従来装置に比べて、両X線撮影機構4,8をより近接させることができるので、撮像透過X線の検出できないデッドスペースを抑えることができる。
At this time, by moving the
この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
(1)実施例装置では、物体同士が接触する位置関係にあるか否かを判定するアルゴリズムを利用して相対的位置関係の情報を算出する構成であったが、次にように構成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1) In the apparatus of the embodiment, the relative positional relationship information is calculated using an algorithm for determining whether or not the objects are in a positional relationship where the objects are in contact with each other. Also good.
例えば、X線管1,5やFPD2,6やC型アーム3,7など各X線撮像機構4,8を構成する可動部分の各側面に複数個の静電容量式の近接センサを配備し、その近接センサが接近する対象物を検出したときに、その静電容量の変化をもとに、接近する対象物が存在する方向、距離などを位置関係算出部25により算出させる。そして、その算出結果に基づいて位置関係算出部25が、接触対象物である両X線撮像機構4,8同士や、FPD2,6同士の接触を回避可能とする移動方向および移動距離を算出するように構成すればよい。
For example, a plurality of capacitive proximity sensors are provided on each side of the movable parts constituting the
(2)実施例装置において、さらにX線管にビーム径を絞る絞りを備え、関心部位にのみX線が照射されるようにビーム径を縮小した状態で、かつ、両FPD2,6を保持平面上で相対離反移動させた状態で、FPD2,6が互いに近接する検出面よりで透過X線を検出するように構成してもよい。この構成によれば、2つの透過X線がなす開き角度αをより一層に小さくすることができ、透過X線を検出できないデッドスペースを最小限に縮小することができる。
(2) In the embodiment apparatus, the X-ray tube further includes a diaphragm for reducing the beam diameter, the beam diameter is reduced so that only the region of interest is irradiated with X-rays, and both the
(3)実施例装置は、床設置タイプと天井走行タイプのX線撮像機構を装備する構成であったが、X線撮像機構は、全て床設置タイプでもよいし、全て天井走行タイプであってもよく、さらに床走行タイプのものを用いることもできる。 (3) Although the apparatus according to the embodiment is configured to be equipped with a floor installation type and an overhead traveling type X-ray imaging mechanism, the X-ray imaging mechanism may be all floor installation type, or may be all overhead traveling type. It is also possible to use a floor traveling type.
(4)実施例装置は、X線検出器がFPDであったが、X線検出器としてイメージインテンシファイア(I.I管)を用いてもよい。 (4) In the embodiment apparatus, the X-ray detector is an FPD, but an image intensifier (II tube) may be used as the X-ray detector.
(5)実施例装置では、X線撮像機構が2組であったが、2組に限らず3組以上であってもよい。また、FPD2,6の移動制御は、FPD同士が接近した場合に限らず、他の対処物、例えば天板や他の構造物に接近した場合についても、その対象物に対して離反するように移動制御される。
(5) In the embodiment apparatus, the number of X-ray imaging mechanisms is two, but the number is not limited to two and may be three or more. In addition, the movement control of the
(6)実施例装置は、医療用の装置であったが、この発明の装置は、工業用の装置にも適用することができる。 (6) Although the example device was a medical device, the device of the present invention can also be applied to an industrial device.
(7)実施例装置では、天板10が移動可能な構成であったが、この発明の装置は、天板10が移動しない構成にも適用することができる。
(7) In the embodiment device, the
1,5 … X線管
2,6 … FPD(X線検出器)
3,7 … C型アーム(支持用のアーム)
4 … 第1X線撮像機構
8 … 第2X線撮像機構
9 … X線撮像系移動機構
10 … 天板
17 … 第1撮像系移動機構
18 … 第2撮像系移動機構
19 … 撮像系移動制御部
24 … 形状データ登録部
25 … 位置関係算出部
26 … 第1検出器移動機構
27 … 第2検出器移動機構
28 … 検出器移動制御部
M … 被検体
Q … アイソセンタ
1, 5 ...
3, 7 ... C-arm (support arm)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記X線撮像機構のアームに配備されたX線検出器を保持平面上で平行移動させるX線検出器移動機構と、
前記X線撮像機構が移動しているとき、対象物に接近していることを検知して検知信号を出力する検知手段と、
前記検知手段から信号が出力された場合、前記X線撮像機構を近接させつつ、少なくともX線検出器が、接近する対象物に対して離反するように前記アームの保持平面上で平行移動させるように、前記X線検出器移動機構を作動制御する移動機構制御手段と、
を備えたことを特徴とするX線撮影装置。 An X-ray tube for X-ray irradiation and an X-ray detector for detecting transmitted X-rays are provided with an X-ray imaging mechanism disposed opposite to both ends of a support arm, and X for moving the X-ray imaging mechanism In an X-ray imaging apparatus equipped with a line imaging system moving mechanism,
An X-ray detector moving mechanism for translating an X-ray detector arranged on an arm of the X-ray imaging mechanism on a holding plane;
Detecting means for detecting that the X-ray imaging mechanism is moving and detecting that the object is approaching and outputting a detection signal;
When a signal is output from the detection means, at least the X-ray detector is moved in parallel on the holding plane of the arm so as to move away from the approaching object while bringing the X-ray imaging mechanism close. A moving mechanism control means for controlling the operation of the X-ray detector moving mechanism;
An X-ray imaging apparatus comprising:
前記対象物は、前記X線管とX線検出器を備えたX線撮像機構であり、
少なくとも1つの前記X線撮像機構が移動しているとき、他のX線検撮像機構に接近していることを前記検知手段が検知した場合、前記移動機構制御手段が、その検知信号に基づいて、前記X線撮像機構同士を近接させつつ、少なくとも一方のX線検出器が、接近する他のX線撮像機構に対して離反するように前記アームの保持平面上でX線検出器を平行移動させるように前記X線検出器移動機構を作動制御するように構成した
ことを特徴とするX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 1,
The object is an X-ray imaging mechanism including the X-ray tube and an X-ray detector,
When at least one of the X-ray imaging mechanisms is moving and the detection means detects that the X-ray imaging mechanism is approaching another X-ray imaging mechanism, the movement mechanism control means is based on the detection signal. While moving the X-ray imaging mechanisms close to each other, the X-ray detector is translated on the holding plane of the arm so that at least one X-ray detector is separated from other approaching X-ray imaging mechanisms. The X-ray imaging apparatus is configured to control the operation of the X-ray detector moving mechanism.
前記検知手段は、各X線撮像機構の3次元外形形状に対応する3次元モデル外形データを登録する形状データ登録手段と、
各X線撮像機構の現在位置および3次元モデル外形データに基づいて、各X線撮像機構同士とX線検出器同士の距離情報、および各X線撮像機構同士とX線検出器同士の相対的位置関係の情報をリアルタイムに算出する位置関係算出手段とから構成され、
前記移動機構制御手段は、前記各X線撮像機構を装置の機械的中心点を基準点とする共通の位置座標系にしたがってそれぞれを移動させるとともに、前記位置関係算出手段により算出された前記各情報を参酌しながら前記X線撮像機構同士を近接させつつ、前記X線検出器が接触を回避する方向に移動するように前記X線検出器移動手段を作動制御する
ことを特徴とするX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 2,
The detection means includes shape data registration means for registering 3D model outline data corresponding to the 3D outline of each X-ray imaging mechanism;
Based on the current position of each X-ray imaging mechanism and the three-dimensional model outline data, distance information between the X-ray imaging mechanisms and the X-ray detectors, and the relative relationship between the X-ray imaging mechanisms and the X-ray detectors It is composed of positional relationship calculation means for calculating positional relationship information in real time,
The movement mechanism control means moves each X-ray imaging mechanism according to a common position coordinate system with a mechanical center point of the apparatus as a reference point, and the information calculated by the positional relationship calculation means. X-ray imaging characterized in that the X-ray detector moving means is operated and controlled so that the X-ray detector moves in a direction avoiding contact while bringing the X-ray imaging mechanisms close to each other in consideration of apparatus.
前記検知手段は、静電容量式の近接センサであり、
前記位置関係算出手段は、各近接センサの容量変化に基づいてX線検出器同士の相対的位置関係の情報をリアルタイムに算出し、
前記移動機構制御手段は、前記位置関係算出手段により算出された各X線検出器の相対的位置関係の情報を参酌しながら前記X線撮像機構同士を近接させつつ、接近し合う前記X線検出器同士が接触を回避する方向に移動するように、前記X線検出器移動手段を作動制御する
ことを特徴とするX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 3,
The detection means is a capacitive proximity sensor,
The positional relationship calculating means calculates information on the relative positional relationship between the X-ray detectors in real time based on the capacitance change of each proximity sensor,
The moving mechanism control means makes the X-ray detection approaching while bringing the X-ray imaging mechanisms close to each other while taking into account information on the relative positional relationship of each X-ray detector calculated by the positional relation calculating means. The X-ray imaging apparatus characterized in that the operation of the X-ray detector moving means is controlled so that the instruments move in a direction to avoid contact.
前記位置関係算出手段は、近接するX線撮像機構同士およびX線線検出器同士の最小距離を算出するアルゴリズムを利用してX線検出器同士の相対的位置関係の情報を算出するように構成されている
ことを特徴とするX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 3 or 4,
The positional relationship calculation means is configured to calculate information on the relative positional relationship between X-ray detectors using an algorithm that calculates a minimum distance between adjacent X-ray imaging mechanisms and X-ray detectors. X-ray imaging apparatus characterized by the above.
前記各X線管は、X線照射対象へのX線照射領域を調節する絞りと、
前記各X線検出器同士が接近したとき、X線照射対象の関心部位の最小領域のみにX線を照射するように前記絞りを調節する絞り調節手段とを備え、
前記位置関係算出手段は、前記絞り調節手段により照射領域の調節されX線が前記X線検出器の検出面内で検出されつつも、X線検出同士が接触しない最小間隔となる相対的位置関係の情報を算出するように構成されている
ことを特徴とするX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus according to any one of claims 3 to 5,
Each of the X-ray tubes includes a diaphragm for adjusting an X-ray irradiation area to an X-ray irradiation target,
A diaphragm adjusting means for adjusting the diaphragm so as to irradiate X-rays only to the minimum region of the region of interest of X-ray irradiation when the X-ray detectors approach each other;
The positional relationship calculating means adjusts the irradiation area by the diaphragm adjusting means, and detects the X-rays within the detection surface of the X-ray detector, but the relative positional relationship is the minimum interval at which the X-ray detections do not contact each other. An X-ray imaging apparatus characterized in that the information is calculated.
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