JPWO2017013755A1

JPWO2017013755A1 - Ｘ線撮影装置

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Publication number: JPWO2017013755A1
Application number: JP2017529221A
Authority: JP
Inventors: 健代田; 智晴奥野
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2018-03-29
Anticipated expiration: 2035-07-22
Also published as: WO2017013755A1; US20180214101A1; US10441232B2; JP6460241B2

Abstract

コンソール部１における撮影部位情報認識部１４で認識されている撮影部位に応じて、高さ位置補正部１５から撮影部４の上下駆動部４４に指令を送信し、上下駆動部４４の駆動によりＸ線管４２の高さ位置を補正した後、高さ位置補正部１５によりＸ線管４２の高さ位置を上方に補正したときには、Ｘ線管４２からのＸ線の照射角度が下方を向くようにＸ線管４２の角度を補正し、高さ位置補正部１５によりＸ線管４２の高さ位置を下方に補正したときには、Ｘ線管４２からのＸ線の照射角度が上方を向くようにＸ線管４２の角度を補正する。

Description

この発明は、被検者を立位で撮影するＸ線撮影装置に関する。

このようなＸ線撮影装置は、Ｘ線管と、Ｘ線管から照射され、起立状態の被検者を通過したＸ線を検出するフラットパネルディテクタ等のＸ線検出器を備えたＸ線検出部と、このＸ線検出部を昇降可能に支持する昇降機構を有する立位撮影スタンドと、を備える。そして、Ｘ線検出部の高さ位置に対応させてＸ線管を昇降させ、Ｘ線管の高さ位置を自動的に変更する構成となっている。

特許文献１には、撮影部位に応じてＸ線管を手動で移動させるようにしたＸ線撮影装置が開示されている。また、特許文献２には、撮影サイズが変更されたときに、撮影領域に対してＸ線管が中心位置となるようにオフセット量を調整するＸ線撮影システムが開示されている。

国際公開ＷＯ２００５／０６５５４６号公報特開２００６−３４５９７６号公報

Ｘ線撮影を行う場合には、撮影部位における関心領域の中心とＸ線管の焦点とが対向する位置にＸ線管を配置した場合に、Ｘ線画像に歪みを生ずることなく、最も精度の高いＸ線撮影を実行することができる。例えば、胸部撮影においては、第６〜第７胸椎の高さ（肩甲骨下角の高さがこの高さに相当する）にＸ線管の焦点を配置し、気管支分岐部および肺門付近を中心として、Ｘ線検出器に対してＸ線を垂直方向から入射させることが理想となる。

しかし、実際のＸ線撮影時には、Ｘ線照射野の上縁を第６〜第７頸椎（隆椎）棘突起の高さに合わせ、撮影サイズを大角（１４インチ×１４インチ：３５６ｍｍ×３５６ｍｍ）や半切サイズ（１４インチ×１７インチ：３５６ｍｍ×４３２ｍｍ）に相当するサイズとすることで、必要な領域の撮影を行っている。このときには、Ｘ線管は、このような撮影領域の中央部と対向する位置に自動的に移動することになる。

なお、撮影サイズをＸ線検出器の有効領域より小さいサイズに設定した場合に、Ｘ線検出部の上端に一致するようにＸ線の照射領域を設定する場合(一般に上基準という)や、Ｘ線検出部の中央に一致するようにＸ線の照射領域を設定する場合(一般にセンター基準という)や、Ｘ線検出部の下端に一致するようにＸ線の照射領域を設定する場合(一般に下基準という)があるが、その場合においても、Ｘ線管は、各Ｘ線の照射領域の中心に一致する位置に自動的に移動することになる。

一般的には、このようにしてＸ線撮影を実行しても問題はないが、特に歪みの少ない正確なＸ線撮影を行いたい場合においては、オペレータが、自動的に移動したＸ線管を、撮影部位における関心領域の中心と対向する位置に手動で移動させた後に、Ｘ線撮影を行うようにしている。しかしながら、一日のＸ線撮影回数が多い場合には、Ｘ線撮影のたびに、オペレータがＸ線管を手動で移動させることは極めて煩雑である。また、オペレータの熟練度によっては、Ｘ線管の移動量に誤差が生ずるという問題がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、撮影部位に応じてＸ線管を適切な高さ位置に自動的に移動させることが可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され、起立状態の被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線検出部を昇降可能に支持する昇降部を有する立位撮影スタンドと、前記Ｘ線検出部の高さ位置に対応させて前記Ｘ線管の高さ位置を変更するＸ線管移動機構と、を備えたＸ線撮影装置において、前記被検者における撮影部位情報を取得する撮影部位情報認識部と、前記撮影部位情報認識部において認識した撮影部位に応じて、前記Ｘ線管の高さ位置を補正する高さ位置補正部と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記Ｘ線検出部の高さ位置に基づいて、前記高さ位置補正部による高さ位置の補正量を調整する。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記被検者の身長情報に基づいて、前記高さ位置補正部による高さ位置の補正量を調整する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記高さ位置補正部により前記Ｘ線管の高さ位置を上方に補正したときには、前記Ｘ線管からのＸ線の照射角度が下方を向くように前記Ｘ線管の角度を補正し、前記高さ位置補正部により前記Ｘ線管の高さ位置を下方に補正したときには、前記Ｘ線管からのＸ線の照射角度が上方を向くように前記Ｘ線管の角度を補正する角度補正部をさらに備える。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記高さ位置補正部により前記Ｘ線管の高さ位置を上方に補正したときには、前記Ｘ線管からのＸ線の照射領域のうち上方の領域を遮蔽部材により制限し、前記高さ位置補正部により前記Ｘ線管の高さ位置を下方に補正したときには、前記Ｘ線管からのＸ線の照射領域のうち下方の領域を遮蔽部材により制限するコリメータをさらに備える。

請求項１に記載の発明によれば、撮影部位に応じて、Ｘ線検出部の高さ位置に対応する位置に移動後のＸ線管の高さ位置を補正することから、Ｘ線管の高さ位置を撮影部位に応じた適切な高さ位置に自動的に移動させることが可能となる。

請求項２および請求項３に記載の発明によれば、高さ位置補正部による高さ位置の補正量を調整することにより、被検者の身長に対応したより適正な高さ位置にＸ線管を配置することが可能となる。

請求項４および請求項５に記載の発明によれば、Ｘ線管の高さ位置を変更したことにより生ずる不要なＸ線照射領域において、被検者がＸ線を被曝することを防止することが可能となる。

この発明に係るＸ線撮影装置の概要図である。この発明に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。Ｘ線撮影を実行するときの被検者ＭとＸ線検出部３３の配置を示す被検者Ｍ側から見た正面図である。Ｘ線管４２の高さ位置補正動作を示す概要図である。Ｘ線管４２の角度補正動作を示す概要図である。この発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。照射野の補正動作を示す概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線撮影装置の概要図である。また、図２は、この発明に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。

この発明に係るＸ線撮影装置は、オペレータがＸ線撮影操作を実行するための操作室１０１に設置されたコンソール部１および高電圧装置２と、被検者Ｍに対して撮影を行うための撮影室１００に設置された立位撮影スタンド３および撮影部４とを備える。撮影室１００と操作室１０１とは、隔壁１０２により遮断されている。

コンソール部１は、液晶表示器等から構成される表示部１１と、各種の操作を実行するためのキーボードやマウス等からなる操作部１２とを備える。表示部１１には、Ｘ線撮影画像が表示される。また、このコンソール部１は、図２に示すように、撮影部位情報認識部１４と、高さ位置補正部１５と、角度補正部１６とを備える。このコンソール部１は、図２に示す制御部１３により制御される。このコンソール部１は、図２に示すように、病院内の被検者管理システムの院内通信である院内ネットワーク１０３と接続されている。

高電圧装置２は、操作室１０１内において隔壁１０２に配設される。この高電圧装置２は、図２に示すように、タッチパネル式の液晶表示器から構成される表示部や入力ボタン等を有する操作パネル２２と、Ｘ線管４２からのＸ線の照射を開始するためのスイッチ２３とを備える。この高電圧装置２は、Ｘ線管４２の管電圧や管電流、あるいは、Ｘ線照射時間等のＸ線の照射条件を設定するためのものである。この高電圧装置２は、図２に示す制御部２１により制御される。

立位撮影スタンド３は、図１に示すように、Ｘ線検出部３３を昇降可能に支持する昇降部３４を備える。Ｘ線検出部３３は、ブッキー部とも呼称されるものであり、その内部にフラットパネルディテクタ等のＸ線検出器を備える。なお、フラットパネルディテクタ等のＸ線検出器に代えて、増感紙を収納したカセッテ等を使用してもよい。また、この立位撮影スタンド３は、図２に示すように、Ｘ線検出部３３の高さ位置を検出する高さ位置検出部３２を備える。この立位撮影スタンド３は、図２に示す制御部３１により制御される。

撮影部４は、図１に示すように、撮影室１００の天井に対して互いに直交する方向に移動可能な基部５３と、この基部５３から下方に延びる支持部５２と、この支持部５２に対して昇降および回動する移動部５１とを備える。移動部５１には、Ｘ線管４２およびコリメータ４３が支持されている。このため、Ｘ線管４２およびコリメータ４３は、一体として移動可能となっている。この撮影部４は、図２に示す制御部４８により制御される。また、この撮影部４は、図２に示すように、図示を省略したモータを駆動制御してＸ線検出部３３を昇降させるための上下駆動部４４と、図示を省略したモータを駆動制御してＸ線管４２およびコリメータ４３の角度を変更するための角度駆動部４５とを備える。

次に、以上のような構成を有するＸ線撮影装置によりＸ線撮影を実行するときの動作について説明する。なお、この実施形態においては、被検者Ｍの胸部撮影を実行する場合を示している。図３は、Ｘ線撮影を実行するときの被検者ＭとＸ線検出部３３の配置を示す被検者Ｍ側から見た正面図である。また、図４は、Ｘ線管４２の高さ位置補正動作を示す概要図である。さらに、図５は、Ｘ線管４２の角度補正動作を示す概要図である。なお、図４および図５においては、撮影部位における関心領域の中心を符合Ｐで示している。また、図４および図５においては、コリメータ４３等の図示を省略している。

Ｘ線撮影を開始するときには、院内ネットワーク１０３から被検者Ｍの検査オーダー（患者情報と撮影部位）が転送され、アナトミカルプログラム等を利用して撮影条件が読み込まれる。なお、選択された撮影部位は、コンソール部１における撮影部位情報認識部１４に送信され、記憶される。

また、これと並行して、被検者Ｍを、立位撮影スタンド３におけるＸ線検出部３３の前で起立させる。そして、オペレータが手動でＸ線検出部３３の高さ位置を調整する。このときには、図３に示すように、被検者Ｍの顎がＸ線検出部３３の上端に当接する位置までＸ線検出部３３を昇降させる。この状態においては、Ｘ線照射野の上縁は被検者Ｍの第６〜第７頸椎（隆椎）棘突起の高さ位置となる。そして、このときのＸ線検出部３３の高さ位置は、図２に示す高さ位置検出部３２により検出され、その高さ位置情報は、コンソール部１に送信される。

このＸ線検出部３３の高さ位置が決定されれば、撮影部４における基部５３、支持部５２および移動部５１によりＸ線管４２およびコリメータ４３がＸ線検出部３３と対向配置される。そして、上下駆動部４４の駆動によりＸ線管４２およびコリメータ４３が昇降し、Ｘ線検出部３３の高さ位置と、そのときのＸ線照射野のサイズとに基づいて、Ｘ線管４２およびコリメータ４３が位置決めされる。

図４においては、このようにして位置決めされたＸ線管４２から被検者Ｍに照射されるＸ線を破線で示している。この状態においても、被検者Ｍの撮影部位における関心領域の中心Ｐを撮影することは可能である。しかしながら、この状態においては、撮影部位における関心領域の中心ＰとＸ線管４２との高さ位置が異なることから、関心領域の中心Ｐに対して斜め方向からＸ線が照射されることになり、Ｘ線撮影画像に歪みが生ずることになる。

このため、この発明に係るＸ線撮影装置においては、コンソール部１における撮影部位情報認識部１４で認識されている撮影部位に応じて、高さ位置補正部１５から撮影部４の上下駆動部４４に指令を送信し、上下駆動部４４の駆動によりＸ線管４２の高さ位置を補正する。この場合においては、例えば、胸部撮影の場合においては、Ｘ線管４２の高さ位置を９ｃｍ高くし、腹部撮影の場合においては、Ｘ線管４２の高さ位置を３ｃｍ低くする。

図４においては、矢印Ａで示すように、胸部撮影のために高さ位置を９ｃｍ高く補正したＸ線管４２から被検者Ｍに照射されるＸ線を実線で示している。この状態においては、撮影部位における関心領域の中心ＰとＸ線管４２との高さ位置がおおよそ同一となっていることから、関心領域の中心Ｐに対して垂直方向からＸ線が照射されることになり、Ｘ線撮影画像に歪みが生ずることはない。

なお、このようにＸ線管４２の高さ位置を補正する場合においては、被検者Ｍの身長に応じて高さ位置の補正量（９ｃｍ）を調整することが好ましい。被検者Ｍの身長が高い場合には、Ｘ線検出部３３の高さ位置で予想される撮影部位の関心領域の中心Ｐよりもより高い位置に関心領域の中心Ｐが配置されるため、高さ位置の補正量をより大きくすることにより、関心領域の中心ＰとＸ線管４２とをより正確に対向配置することができると考えられるためである。

このように高さ位置の補正量を調整する場合には、一つの実施形態として、立位撮影スタンド３における高さ位置検出部３２により検出されたＸ線検出部３３の高さ位置に基づいて、コンソール部１における高さ位置補正部１５が、高さ位置の補正量を調整する。これは、Ｘ線撮影時におけるＸ線検出部３３の高さ位置は、被検者Ｍの身長に比例すると考えられるためである。

また、このように高さ位置の補正量を調整する場合の他の実施形態として、院内ネットワーク１０３から転送された被検者Ｍの患者情報中の被検者Ｍの身長情報に基づいて、コンソール部１における高さ位置補正部１５が、高さ位置の補正量を調整することができる。

以上のようにＸ線管４２の高さ位置を補正した場合においては、撮影部位における関心領域の中心ＰとＸ線管４２との高さ位置同一となっていることから、関心領域の中心Ｐに対して垂直方向からＸ線が照射されることになり、正確なＸ線撮影画像を得ることができる。しかしながら、図４に示すように、Ｘ線管４２からＸ線検出部３３に入射しないＸ線が被検者Ｍに照射されることになり、被検者Ｍが不要なＸ線を被曝することになる。

このため、この発明に係るＸ線撮影装置においては、コンソール部１における角度補正部１６から撮影部４における角度駆動部４５に指令を送信し、角度駆動部４５の駆動により、高さ位置補正部１５によりＸ線管４２の高さ位置を上方に補正したときには、Ｘ線管４２からのＸ線の照射角度が下方を向くようにＸ線管４２の角度を補正し、高さ位置補正部１５によりＸ線管４２の高さ位置を下方に補正したときには、Ｘ線管４２からのＸ線の照射角度が上方を向くようにＸ線管４２の角度を補正するようにしている。

図５は、このようなＸ線管４２の角度補正動作を示している。図５に示すように、この発明に係るＸ線撮影装置においては、高さ位置補正部１５の指令によりＸ線管４２の高さを矢印Ａで示すように上昇させた場合には、矢印Ｂで示すように、Ｘ線管４２からのＸ線の照射角度が下方を向くようにＸ線管４２の角度を変更する。これにより、被検者Ｍが不要なＸ線を被曝することを防止することが可能となる。この場合においても、撮影部位における関心領域の中心ＰとＸ線管４２との高さ位置が同一となっていることから、関心領域の中心Ｐに対して垂直方向からＸ線が照射されることになり、Ｘ線撮影画像に歪みが生ずることはない。

なお、高さ位置補正部１５の指令によりＸ線管４２の高さを下降させた場合には、Ｘ線管４２からのＸ線の照射角度が上方を向くようにＸ線管４２の角度を変更する。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図６は、この発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。また、図７は、照射野の補正動作を示す概要図である。なお、上述した実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

上述した第１実施形態に係るＸ線撮影装置においては、Ｘ線管４２の角度を補正することにより、被検者Ｍに対するＸ線の不要な被曝を防止している。これに対して、この第２実施形態に係るＸ線撮影装置においては、遮蔽部材としての単動リーフ４７を利用することにより、被検者Ｍに対するＸ線の不要な被曝を防止している。

この第２実施形態に係るＸ線撮影装置においては、図６に示すように、第１実施形態に係るＸ線撮影装置におけるコンソール部１の角度補正部１６のかわりに照射野補正部１７を採用し、第１実施形態に係る撮影部４のコリメータ４３のかわりに単動リーフ付コリメータ４６を使用している。なお、単動リーフ付コリメータ４６とは、例えば、特開２０１４−８３１４３号公報に記載されたように、通常の４枚のコリメータリーフの他に、Ｘ線照射野における一辺のみを絞ることが可能な単動リーフを備えたコリメータを指す。

この第２実施形態に係るＸ線撮影装置においては、図４に示すように、Ｘ線管４２からＸ線検出部３３に入射しないＸ線が被検者Ｍに照射されることになり、被検者Ｍが不要なＸ線を被曝することを防止するために、図７に示す単動リーフ４７を利用する。すなわち、この発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置においては、コンソール部１における照射野補正部１７から撮影部４における単動リーフ付コリメータ４６に指令を送信し、角度駆動部４５の駆動により、高さ位置補正部１５によりＸ線管４２の高さ位置を上方に補正したときには、Ｘ線管４２からのＸ線の照射領域のうち上方の領域を単動リーフ４７により制限し、高さ位置補正部１５によりＸ線管４２の高さ位置を下方に補正したときには、Ｘ線管４２からのＸ線の照射領域のうち下方の領域を単動リーフ４７により制限するようにしている。

すなわち、図７に示すように、この発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置においては、高さ位置補正部１５の指令によりＸ線管４２の高さを矢印Ａで示すように上昇させた場合には、Ｘ線管４２からのＸ線の照射領域のうち上方の領域を単動リーフ４７により制限する。これにより、被検者Ｍが不要なＸ線を被曝することを防止することが可能となる。この場合においても、撮影部位における関心領域の中心ＰとＸ線管４２との高さ位置が同一となっていることから、関心領域の中心Ｐに対して垂直方向からＸ線が照射されることになり、Ｘ線撮影画像に歪みが生ずることはない。

なお、高さ位置補正部１５の指令によりＸ線管４２の高さを下降させた場合には、Ｘ線管４２からのＸ線の照射領域のうち下方の領域を単動リーフ４７により制限する。

実施例では胸部撮影について説明したが、この撮影に限らない。例えば、足先の撮影では、通常の位置関係とすると、Ｘ線の照射領域の下方に関心部位が写り込み、関心領域である足先には、斜めからＸ線が入射することとなる。従って、Ｘ線管球の位置をオフセットさせて足先に対抗するように補正したうえで、Ｘ線管４２の角度又は単動リーフ４７により照射領域の大きさを調整することにより、関心領域についてＸ線画像に歪みを生ずることなく撮影を行うことができる。その他、通常の撮影範囲の中心とその撮影対象部位における標準的な関心領域の中心とがずれている場合において、標準的な関心領域の中心にＸ線焦点の高さを合わせるように制御する限りにおいて、種々の実施形態をとりうる。

１コンソール部
２高電圧装置
３立位撮影スタンド
４撮影部
１４撮影部位情報認識部
１５高さ位置補正部
１６角度補正部
１７照射野補正部
３２高さ位置検出部
３３Ｘ線検出部
４２Ｘ線管
４３コリメータ
４４上下駆動部
４５角度駆動部
４６単動リーフ付コリメータ
１０３院内ネットワーク
Ｍ被検者
Ｐ関心領域の中心

請求項１に記載の発明は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され、起立状態の被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線検出部を昇降可能に支持する昇降部を有する立位撮影スタンドと、前記Ｘ線検出部の高さ位置に対応させて前記Ｘ線管の高さ位置を前記Ｘ線検出部による撮影領域の中央部と対向する位置に変更するＸ線管移動機構と、を備えたＸ線撮影装置において、前記被検者における撮影部位情報を取得する撮影部位情報認識部と、前記撮影部位情報認識部において認識した撮影部位に応じて、前記Ｘ線管の高さ位置を前記Ｘ線検出部による撮影領域の中央部と対向する位置から上下方向に補正する高さ位置補正部と、を備えたことを特徴とする。

Claims

Ｘ線管と、
前記Ｘ線管から照射され、起立状態の被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部を昇降可能に支持する昇降部を有する立位撮影スタンドと、
前記Ｘ線検出部の高さ位置に対応させて前記Ｘ線管の高さ位置を変更するＸ線管移動機構と、
を備えたＸ線撮影装置において、
前記被検者における撮影部位情報を取得する撮影部位情報認識部と、
前記撮影部位情報認識部において認識した撮影部位に応じて、前記Ｘ線管の高さ位置を補正する高さ位置補正部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記Ｘ線検出部の高さ位置に基づいて、前記高さ位置補正部による高さ位置の補正量を調整するＸ線撮影装置。
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記被検者の身長情報に基づいて、前記高さ位置補正部による高さ位置の補正量を調整するＸ線撮影装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
前記高さ位置補正部により前記Ｘ線管の高さ位置を上方に補正したときには、前記Ｘ線管からのＸ線の照射角度が下方を向くように前記Ｘ線管の角度を補正し、前記高さ位置補正部により前記Ｘ線管の高さ位置を下方に補正したときには、前記Ｘ線管からのＸ線の照射角度が上方を向くように前記Ｘ線管の角度を補正する角度補正部をさらに備えるＸ線撮影装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
前記高さ位置補正部により前記Ｘ線管の高さ位置を上方に補正したときには、前記Ｘ線管からのＸ線の照射領域のうち上方の領域を遮蔽部材により制限し、前記高さ位置補正部により前記Ｘ線管の高さ位置を下方に補正したときには、前記Ｘ線管からのＸ線の照射領域のうち下方の領域を遮蔽部材により制限するコリメータをさらに備えるＸ線撮影装置。