JP2008148866A - Ｘ線画像診断装置及び移動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影ユニットを迅速に且つ安全に移動することが可能なＸ線画像診断装置及び移動制御方法を提供する。
【解決手段】天板３１ａ上に載置された被検体ＰにＸ線を照射するＸ線発生部１と、Ｘ線発生部１からのＸ線を検出してＸ線投影データを生成するＸ線検出部２と、Ｃアーム３２ａを移動するＣアーム回動・移動機構３２と、Ｘ線検出部２で生成されたＸ線投影データから画像データを生成する画像データ生成部５と、画像データ生成部５で生成された画像データを用いて被検体Ｐの外形寸法を算出する画像データ演算部７１と、画像データ演算部７１で算出された外形寸法に干渉回避距離を加算した値から干渉回避領域データを生成する干渉回避領域データ生成部７２とを備え、干渉回避領域データに基づいて、撮影ユニットが干渉回避領域内に入ったときに、その撮影ユニットの移動速度を減速する。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線画像診断装置及び移動方法に係り、特にＸ線撮影を行う撮影ユニットの移動動作を制御するＸ線画像診断装置及び移動制御方法に関する。

Ｘ線画像診断装置は、近年ではカテーテルを用いた血管造影検査やＩＶＲ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。循環器領域におけるＸ線画像診断は心血管系をはじめ、全身の動静脈の診断及び治療を対象としており、血管内に造影剤を注入した状態で撮影することが多い。

循環器用のＸ線画像診断装置は、通常、Ｘ線発生部、Ｘ線検出部、及びＸ線発生部及びＸ線検出部を支持するＣアーム等の撮影ユニットを移動し、天板上に載置された被検体に対して最適な角度からの撮影を可能にしている。また、Ｘ線検出部を被検体の撮影部位の近傍に移動して最適な位置からの撮影を可能にしている。

このように、撮影ユニットを被検体の近くで移動させるため、撮影ユニットが被検体に衝突する恐れがある。このような問題を避けるために、移動する部分の速度、駆動手段への電流及び／又は電力、移動する部分の位置等の検出により、撮影ユニットが天板や患者等と衝突したときに、移動部の動作を阻止して、衝突による損害又は損傷を避ける方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、衝突を未然に防ぐために、天板の幅方向及び垂直方向における領域で、天板の幅方向の両端部間を所定の曲線枠で結び、この曲線枠と天板の両端部間を結ぶ直線枠とにより干渉回避領域を形成し、撮影ユニットのいずれかが干渉回避領域内に入ると、移動動作を減速させて、患者との干渉を防いでいる。
特開平６−２７８０８２号公報

しかしながら、干渉回避領域を形成して患者との干渉を防ぐ場合、患者の体形が例えば肥満型で干渉回避領域からはみ出てしまうと、所定の速度で移動する撮影ユニットと干渉する問題がある。また、痩せ型であると、撮影ユニットが干渉回避領域内での撮影部位までの距離が長いにも拘らず減速した速度で移動させるので、検査に時間がかかる問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、撮影ユニットを迅速に且つ安全に移動することが可能なＸ線画像診断装置及び移動制御方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の本発明のＸ線画像診断装置は、天板上に載置された被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生手段に対向して配置され、前記Ｘ線発生手段からのＸ線を検出してＸ線投影データを生成するＸ線検出手段と、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を移動する移動手段と、前記Ｘ線検出手段により生成されたＸ線投影データから画像データを生成する画像データ生成手段と、前記天板上に載置された被検体の画像データを用いて前記被検体の外形の寸法を算出する画像データ演算手段と、前記画像データ演算手段により算出された外形寸法に干渉回避距離を加算した値に基づいて、干渉回避領域データを生成する干渉回避領域データ生成手段とを備え、前記移動手段は、前記干渉回避領域データ生成手段により生成された干渉回避領域データに基づいて、前記Ｘ線発生手段又は前記Ｘ線検出手段の一方の手段が前記干渉回避領域内に入ったときに、少なくとも前記一方の手段の移動速度を減速することを特徴とする。

また、請求項７に記載の本発明のＸ線画像診断装置の移動制御方法は、天板上に載置された被検体にＸ線をＸ線発生手段により照射し、前記Ｘ線発生手段に対向して配置され、前記Ｘ線発生手段からのＸ線を検出してＸ線投影データをＸ線検出手段により生成し、前記Ｘ線検出手段により生成されたＸ線投影データから画像データを画像データ生成手段により生成し、前記天板上に載置された被検体の画像データを用いて前記被検体の外形の寸法を画像データ演算手段により算出し、前記画像データ演算手段により算出された外形寸法に干渉回避距離を加算した値に基づいて、干渉回避領域データを干渉回避領域データ生成手段により生成し、前記干渉回避領域データ生成手段により生成された干渉回避領域データに基づいて、前記Ｘ線発生手段又は前記Ｘ線検出手段の一方の手段が前記干渉回避領域内に入ったときに、少なくとも前記一方の手段の移動速度を移動手段により減速することを特徴とする。

本発明によれば、天板上に載置された被検体の複数の角度からのＸ線透視又は撮影、又は複数の角度からのカメラ撮影、又は天板上に載置された被検体の３次元画像データを用いて被検体の外形の寸法を算出し、算出した寸法に基づいてその被検体の外形に応じた干渉回避領域を設定することにより、設定した干渉回避領域内に撮影ユニットが入ったとき、その撮影ユニットの移動速度を減速することができる。これにより、撮影ユニットを被検体の撮影部位の近傍まで被検体と干渉することなく短時間で移動することが可能となり、迅速に且つ安全に検査を行うことができる。

本発明の実施例を説明する。

以下、本発明によるＸ線画像診断装置の実施例を、図１乃至図９を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例に係るＸ線画像診断装置の構成を示したブロック図である。このＸ線画像診断装置１００は、長方形の天板３１ａ上に載置された被検体ＰにＸ線を照射するＸ線発生部１と、被検体Ｐを透過したＸ線を二次元的に検出してＸ線投影データを生成するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を支持するＣアーム３２ａと、Ｃアーム３２ａの角度や天板３１ａの位置等を設定する機構部３と、Ｘ線発生部１におけるＸ線照射に必要な高電圧を発生する高電圧発生部４とを備えている。

また、Ｘ線検出部２で生成されたＸ線投影データから透視画像データ、撮影画像データ等の画像データの生成及び生成した画像データの保存を行なう画像データ生成部５と、画像データ生成部５で生成及び保存された画像データを表示する表示部６と、画像データ生成部５で生成された画像データ等を用いて被検体Ｐの外形寸法の算出や算出した外形寸法を用いてＸ線発生部１、Ｘ線検出部２、及びＣアーム３２ａの撮影ユニットの移動速度を減速させる２種類の干渉回避領域（第１の干渉回避領域，第２の干渉回避領域）を設定する干渉回避領域設定部７とを備えている。

更に、被検体ＰのＩＤや氏名等の被検体情報、天板３１ａ上に載置された被検体Ｐの体位、撮影部位、検査時刻、画像の拡大率、Ｃアーム３２ａの角度、天板３１ａの上下方向／長手方向／幅方向における天板位置、Ｘ線照射条件等を含む撮影条件の設定、表示に関する諸条件の設定や選択、種々のコマンドの入力等を行う操作部８と、ネットワーク１１０を介して画像データ記憶装置１２０と送受信を行うインターフェース９と、上述したこれらのユニットを統括して制御するシステム制御部１０とを備えている。

Ｘ線発生部１は、陰極（フィラメント）から放出された電子を高電圧により加速し、陽極に衝突させてＸ線を発生するＸ線管１１と、Ｘ線管１１と被検体Ｐの間に位置し、Ｘ線管１１から発して被検体Ｐに照射するＸ線の照射範囲を制限するＸ線絞り器１２とを備えている。

Ｘ線検出部２は、Ｘ線発生部１に対向して配置され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して光に変換するイメージインテンシファイアからなるＸ線検出器２１と、Ｘ線検出器２１からの光を撮影して電気信号に変換するテレビカメラ２２と、テレビカメラ２２からの電気信号をデジタル信号に変換する図示しないＡ／Ｄ変換器とを備え、デジタル信号に変換されたＸ線投影データを画像データ生成部５へ出力する。なお、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電荷に変換する平面検出器を用いるようにしてもよい。

そして、Ｘ線検出器２１は、Ｘ線発生部１のＸ線管１１に対して前後に移動可能になっている。また、Ｘ線検出器２１は、被検体Ｐを透過したＸ線を入射する図示しないＸ線受像面を有し、電極電圧を制御して、Ｘ線受像面におけるＸ線の入力視野サイズ（ＦＯＶ）を調整できるようになっている。

機構部３は、被検体Ｐが載置された天板３１ａを長手方向、幅方向、及び上下方向への移動を行う天板移動機構３１と、Ｃアーム３２ａの回動やＸ線検出部２のＸ線検出器２１の前後移動を行うＣアーム回動・移動機構３２と、システム制御部１０から供給される制御信号に基づいて天板移動機構３１及びＣアーム回動・移動機構３２を制御するＣアーム・天板機構制御部３３とを備えている。

Ｃアーム・天板機構制御部３３は、システム制御部１０から供給される天板位置の情報に基づいて、天板移動機構３１を制御する。この制御により、天板移動機構３１は、天板３１ａを移動して所望の位置に設定する。

また、システム制御部１０から供給される天板位置の情報及び干渉回避領域データに基づいて、Ｃアーム回動・移動機構３２を制御する。この制御により、Ｃアーム回動・移動機構３２は、Ｃアーム３２ａ及びＸ線検出器２１を、干渉回避領域外では夫々第１の速度で移動し、干渉回避領域内では夫々第１の速度よりも遅い第２の速度で移動する。

図２は、Ｃアーム回動・移動機構３２によって駆動されるＣアーム３２ａ及びＸ線検出部２のＸ線検出器２１の移動方向を示した図である。Ｃアーム回動・移動機構３２は、Ｒ１方向へ回動可能に床或いは天井に設置した支柱３５に保持されている。また、Ｃアーム３２ａは、Ｒ２方向へ回動可能にＣアーム回動・移動機構３２に保持されており、両端部近傍でＸ線発生部１及びＸ線検出部２を支持している。

そして、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２は、Ｃアーム３２ａのＲ２方向への回動により、Ｃアーム回動・移動機構３２の回動の中心の位置に体軸が配置された被検体Ｐの撮影部位を中心（アイソセンタ）Ｃ０として、頭部方向（ＣＲＡ）及び足部方向（ＣＡＵ）に回動する。また、Ｃアーム３２ａのＲ１方向の回動により、被検体Ｐの撮影部位をアイソセンタＣ０として、右斜位方向（ＲＡＯ）及び左斜位方向（ＬＡＯ）に回動する。

即ち、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２は、Ｃアーム３２ａのＲ２及びＲ１方向への回動に伴ってＣＲＡ、ＣＡＵ、ＲＡＯ、ＬＡＯの方向へ回動を行い、この回動により任意の角度からの被検体ＰのＸ線透視やＸ線撮影を可能としている。

また、Ｘ線検出器２１は、Ｃアーム回動・移動機構３２により、Ｘ線発生部１のＸ線管１１に対して前後方向である矢印Ｌ１方向に移動可能にＣアーム３２ａに支持されている。

図１に示した高電圧発生部４は、Ｘ線発生部１のＸ線管１１の陰極から発生する熱電子を加速するために陽極と陰極の間に印加する高電圧を供給する高電圧発生器４１と、システム制御部１０から供給される制御信号に基づいて高電圧発生器４１を制御するＸ線制御器４２とを備えている。

高電圧発生器４１は、Ｘ線制御器４２からのＸ線照射条件の制御信号に基づいて、透視用のＸ線及びこの透視用よりも高エネルギーの撮影用のＸ線を発生させるための高電圧や加熱電圧をＸ線管１１に供給する。

Ｘ線制御器４２は、システム制御部１０から供給される撮影条件に含まれる管電圧や管電流等のＸ線照射条件の情報に基づいて、高電圧発生器４１を制御する。そして、高電圧発生器４１の供給電圧及び加熱電圧を制御することにより、Ｘ線管１１を透視用及び撮影用の管電圧及び管電流に設定する。

画像データ生成部５は、Ｘ線検出部２よりライン単位で出力されるＸ線投影データから透視画像データや撮影画像データ等の画像データを生成し、生成した画像データにシステム制御部１０から供給される撮影条件の情報を付帯する。そして、生成した画像データを表示部６及び干渉回避領域設定部７に出力する。また、生成した画像データ及び干渉回避領域設定部７で生成された干渉回避領域データを保存する。

表示部６は、画像データ生成部５から出力された画像データを、この画像データの付帯情報と合成して表示用データを生成する図示しない表示用データ生成回路と、表示用データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成する図示しない変換回路と、この映像信号を表示する液晶パネル或いはＣＲＴのモニターとを備えている。

干渉回避領域設定部７は、天板３１ａ上に載置された被検体Ｐの３次元計測を行うための撮影を行う第１及び第２のカメラ７３ａ，７３ｂと、第１及び第２のカメラ７３ａ，７３ｂからのカメラ画像データ、画像データ生成部５で生成された画像データ、ネットワーク１１０を介して画像データ記憶装置１２０から受信した被検体Ｐの３次元画像データ等の外形寸法算出用画像データを用いて被検体Ｐの外形寸法を算出する画像データ演算部７１とを備えている。

また、画像データ演算部７１で算出した外形寸法から被検体Ｐの干渉回避領域を設定するための干渉回避領域データを生成する干渉回避領域データ生成部７２を備えている。そして、生成した干渉回避領域データをシステム制御部１０に出力する。

操作部８は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には、各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェースであり、撮影条件の設定、干渉回避領域データを生成するための生成モード（第１の生成モード，第２の生成モード，第３の生成モード，体長モード）の指定、各種コマンドの入力等を行う。

インターフェース９は、ネットワーク１１０を介して画像データ記憶装置１２０に被検体Ｐの撮影条件に含まれる被検体情報、体位、撮影部位、及び検査時刻の情報を送信する。その撮影条件の情報を受信した画像データ記憶装置１２０から送信される被検体Ｐと同じ被検体情報、体位、及び撮影部位の情報と、前記検査時刻から所定期間内の検査時刻の情報とを付帯した３次元画像データを受信する。

なお、画像データ記憶装置１２０には、ネットワーク１１０を介してＸ線画像診断装置１００や、図示しないＸ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置など様々な画像診断装置から送信された２次元や３次元の画像データが保存されている。そして、画像診断装置から受信した撮影条件の情報に応じて画像データを送信できるようになっている。

システム制御部１０は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作部８から供給されるコマンド信号、撮影条件などの入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいてシステム全体の制御を行なう。

また、干渉回避領域設定部７の干渉回避領域データ生成部７２から出力された干渉回避領域データを画像データ生成部５に保存する。また干渉回避領域データ生成部７２から出力された干渉回避領域データ又は画像データ生成部５に保存した所定期間内の干渉回避領域データを機構部３のＣアーム・天板機構制御部３３に供給する。

次に、図２乃至図８を参照して、干渉回避領域設定部７の詳細を説明する。図３は、天板３１ａ上に仰臥位で載置された被検体Ｐを第１及び第２のカメラ７３ａ，７３ｂを用いて撮影する例を示す図である。図４は、図３の変形例を示す図である。図５は、天板３１ａ上に仰臥位で載置された被検体Ｐの第１の干渉回避領域を示す図である。図６は、天板３１ａ上に横臥位で載置された被検体Ｐの第１の干渉回避領域を示す図である。図７は、天板３１ａ上に仰臥位で載置された被検体Ｐを第１のカメラ７３ａを用いて撮影する例及び被検体Ｐの第２の干渉回避領域を示す図である。図８は、天板３１ａ上に載置された被検体Ｐの第２の干渉回避領域データに基づいてＣアーム３２ａ及びＸ線検出器２１を移動する例を示す図である。

図３において、操作部８から第１の生成モードが指定されると、第１及び第２のカメラ７３ａ，７３ｂは、天板３１ａの上方及び側方の位置から天板３１ａ上に例えば仰臥位で載置された被検体Ｐの外形を３次元計測するための撮影をして画像データ演算部７１に出力する。

画像データ演算部７１は、システム制御部１０から供給される被検体Ｐの撮影条件の情報、及び第１及び第２のカメラ７３ａ，７３ｂから出力された各カメラ画像データに基づいて、その撮影条件に含まれる撮影部位が例えば胸部である場合、天板３１ａの上面に対して垂直方向における被検体Ｐの胸部の外形寸法である体高ＤＴ、及び天板３１ａの幅方向における被検体Ｐの胸部の外形寸法である体幅ＤＷを算出する。そして算出した体高ＤＴ及び体幅ＤＷを干渉回避領域データ生成部７２に出力する。なお、第１及び第２のカメラ７３ａ，７３ｂを、図４に示すように天板３１ａの上方の斜め方向に配置して撮影を行うようにしてもよい。

また、操作部８から第２の生成モードが指定されると、被検体Ｐの撮影条件の送信により画像データ記憶装置１２０から受信する被検体Ｐの３次元画像データに基づいて、例えば胸部の体高ＤＴ及び体幅ＤＷを算出して干渉回避領域データ生成部７２に出力する。

更に、操作部８から第３の生成モードが指定されると、複数の角度からの例えば被検体Ｐの胸部へのＸ線透視により、画像データ生成部５から出力される複数の透視画像データから体高ＤＴ及び体幅ＤＷを算出して干渉回避領域データ生成部７２に出力する。

ここで、複数の角度からのＸ線透視により、被検体Ｐの撮影部位の外形寸法を算出する方法を説明する。まず、Ｘ線発生部１からのＸ線の照射角度が天板３１ａに対して垂直になるようにＣアーム３２ａを回動して例えば図２に示した垂直角度に設定し、ＡＢＣ（Ａｕｔｏ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御により画像データ生成部５で生成された透視画像データの中央エリアの輝度の平均値が所定のレベルになるようにＸ線管１１に供給する管電圧及び管電流を設定する。

そして、被検体Ｐが載置されていない天板３１ａのＸ線透視により、画像データ生成部５で生成された透視画像データの中央エリアにおける輝度の第１の平均値を求める。この第１の平均値は、天板３１ａの厚さ（天板厚）及び天板３１ａのＸ線吸収係数（天板係数）に対応する値である。

次いで、天板３１ａ上に仰臥位で載置された被検体Ｐの撮影部位へのＸ線透視により画像データ生成部５で生成された透視画像データの中央エリアにおける輝度の第２の平均値を求める。この第２の平均値は、天板厚、天板係数、被検体Ｐの体高、及びこの被検体ＰのＸ線吸収係数（例えば水のＸ線吸収係数で表される被検体係数）に対応する値である。従って、予め天板厚、天板係数、及び被検体係数を設定しておくことにより、第１及び第２の平均値から被検体Ｐの撮影部位である例えば胸部の体高ＤＴを算出することができる。

また、Ｘ線発生部１からの照射角度が天板３１ａに対して水平になるように、垂直角度のＣアーム３２ａをＲ１方向に９０°回動して水平角度に設定し、天板３１ａ上に仰臥位で載置された被検体ＰのＸ線透視により、画像データ生成部５で生成された透視画像データの中央エリアにおける輝度の第３の平均値を求める。この第３の平均値は、被検体Ｐの撮影部位における体幅及び被検体係数に対応している。従って、被検体係数を設定しておくことにより、第３の平均値から被検体Ｐの撮影部位である例えば胸部の体幅ＤＷを算出することができる。

干渉回避領域データ生成部７２は、画像データ演算部７１から出力された被検体Ｐの体高ＤＴ及び体幅ＤＷに基づいて、天板３１ａに仰臥位で載置された被検体Ｐの第１の干渉回避領域データを生成してシステム制御部１０に出力する。ここで、第１の干渉回避領域データの生成の手順を説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、天板３１ａの垂直方向における干渉回避距離αを体高ＤＴに加算した第１の値（ＤＴ＋α）と、天板３１ａの幅方向における両側の干渉回避離２βを体幅ＤＴに加算した値の半分である第２の値（ＤＷ／２＋β）を求める。求めた第１の値（ＤＴ＋α）及び第２の値（ＤＷ／２＋β）の小さい方を短径の半径とし、また大きい方を長径の半径とし、更に天板３１ａの幅方向の中央を中心とする天板３１ａに対して垂直に形成される楕円を求める。

そして、被検体Ｐが天板３１ａ上に仰臥位で載置されている場合、第１の値（ＤＴ＋α）よりも第２の値（ＤＷ／２＋β）が大きいので、第１の値（ＤＴ＋α）を短径の半径とし、第２の値（ＤＷ／２＋β）を長径の半径とする楕円を描く。

また、被検体Ｐが天板３１ａ上に例えば横臥位で載置されている場合、図６（ａ）に示すように画像データ演算部７１から出力される被検体Ｐの例えば胸部の体高ＤＴ１及び体幅ＤＷ１に基づいて、図６（ｂ）に示すように体高ＤＴ１に干渉回避距離αを加算した第１の値（ＤＴ１＋α）を長径の半径とし、また体幅ＤＷ１に干渉回避距離２βを加算した値の半分である第２の値（ＤＷ１／２＋β）を短径の半径とする楕円を描く。

次いで、求めた楕円の上半分の内側の半楕円領域を天板３１ａの長手方向の全長に亘る領域に拡張して形成される３次元領域を、図５（ａ）及び（ｂ）に斜線で示した被検体Ｐの第１の干渉回避領域とし、この領域に対応する例えば座標データを第１の干渉回避領域データとして生成する。このように、被検体Ｐの撮影部位の情報に基づいて被検体Ｐの体高及び体幅を算出し、算出した外形寸法から被検体Ｐの第１の干渉回避領域データを生成することができる。

ここで、図５（ｂ）に示すように、被検体Ｐに例えば垂直方向からＸ線を照射させる場合、Ｃアーム３２ａを第１の速度で回動して第１の干渉回避領域の近傍にＸ線検出器２１を移動する。次いで、Ｘ線検出器２１を矢印Ｌ２方向に第１の速度で移動し、第１の干渉回避領域内に入った時に減速する。そして、第１の干渉回避領域内では第２の速度で移動して被検体Ｐの撮影部位の近傍で停止させる。

このように、被検体ＰにＸ線を照射させる場合、被検体Ｐの外形に応じて生成された第１の干渉回避領域データを用いることにより、Ｃアーム３２ａを第１の速度で回動してＸ線検出器２１を第１の干渉回避領域の近傍まで移動することができる。これにより、Ｃアーム３２ａ、Ｘ線発生部１、及びＸ線検出部２の撮影ユニットを短時間で被検体Ｐの撮影位置に設定することができる。また、撮影ユニットを被検体Ｐに接触させることなく安全に撮影位置に設定することができる。

次に、操作部８から第１乃至第３の生成モードのいずれかのモードに加えて体長モードを指定する操作が行われると、第１のカメラ７３ａは、天板３１ａ上に例えば仰臥位で載置された被検体Ｐを撮影して画像データ演算部７１に出力する。画像データ演算部７１は、被検体Ｐの体高ＤＴ及び体幅ＤＷの算出に加えて、図７（ａ）に示すように被検体Ｐの体長ＤＬを算出する。そして算出した体高ＤＴ、体幅ＤＷ、及び体長ＤＬを干渉回避領域データ生成部７２に出力する。

干渉回避領域データ生成部７２は、画像データ演算部７１から出力された被検体Ｐの体高ＤＴ及び体幅ＤＷに基づいて楕円を求める。そして、図７（ｂ）に示すように、天板３１ａの長手方向における被検体Ｐの頭部及び足部側の干渉回避距離２γを加算した第３の値（ＤＬ＋２γ）を求める。次いで、求めた楕円の上半分の内側の図６（ｂ）に斜線で示した半楕円領域を天板３１ａの長手方向の第３の値（ＤＬ＋２γ）に対応する領域に拡張して形成される３次元領域を、図７（ｂ）に斜線で示した被検体Ｐの第２の干渉回避領域とし、この領域に対応する例えば座標データを第２の干渉回避領域データとして生成する。

このように、被検体Ｐの撮影部位の情報に基づいて被検体Ｐの体高、体幅、及び体長を算出し、算出した外形寸法から被検体Ｐの第２の干渉回避領域データを生成することができる。

ここで、図８に示すように、天板３１ａ上の例えば中央付近に載置された被検体Ｐが体高ＤＴ及び体長ＤＬよりも小さい小児などの体高ＤＴ２及び体長ＤＬ２で表される胸部に対して、斜め方向からＸ線を照射させる場合、Ｃアーム３２ａを第１の速度で回動してＸ線検出器２１を被検体Ｐの頭部側の第２の干渉回避領域の近傍まで移動する。次いで、Ｘ線検出器２１を矢印Ｌ３方向に第１の速度で移動し、第１の干渉回避領域内に入った時に減速する。そして、第１の干渉回避領域内では第２の速度で移動して被検体Ｐの胸部の近傍で停止させる。

このように、体長が短い被検体Ｐに斜め方向からＸ線を照射させる場合、第２の干渉回避領域データに基づいて撮影ユニットを移動させることにより、第１の干渉回避領域データの場合よりもＸ線検出器２１を被検体Ｐの近くまで第１の速度で移動させることができる。これにより、撮影ユニットを短時間で被検体Ｐの撮影位置に設定することができる。また、撮影ユニットを被検体Ｐに接触させることなく安全に撮影位置に設定することができる。

以下、図１乃至図９を参照して、Ｘ線画像診断装置１００の動作の一例を説明する。
図９は、Ｘ線画像診断装置１００の動作を示すフローチャートである。被検体Ｐの例えば胸部を検査するための撮影条件の設定操作が行われると、Ｘ線画像診断装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。

システム制御部１０は、撮影条件の入力情報を内部の記憶回路に保存する。そして、被検体Ｐが天板３１ａ上に仰臥位で載置された後、操作部８から例えば第３の生成モードを指定する操作が行われると、システム制御部１０は、機構部３のＣアーム・天板機構制御部３３、高電圧発生部４のＸ線制御器４２、及び干渉回避領域設定部７に干渉回避領域データの生成を指示する。Ｃアーム回動・移動機構３２は、Ｃアーム・天板制御部３３の制御信号により、Ｃアーム３２ａをホームポジションから垂直角度に設定する。

高電圧発生部４の高電圧発生器４１は、Ｘ線制御器４２からの制御信号により、透視用の高電圧をＸ線発生部１のＸ線管１１に供給する。Ｘ線管１１は、高電圧発生器４１から供給される高電圧に応じたＸ線を天板３１ａ及び被検体Ｐに照射する。Ｘ線検出部２は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出してＸ線投影データを生成し、生成したＸ線投影データを画像データ生成部５へ出力する。

画像データ生成部５は、Ｘ線検出部２から出力されたＸ線投影データから透視画像データを生成し、生成したシステム制御部１０から供給される撮影条件の情報を付帯して、表示部６及び干渉回避領域設定部７の画像データ演算部７１に出力する。画像データ演算部７１は、画像データ生成部５から出力された透視画像データ及び予め天板３１ａのＸ線透視により生成された透視画像データから被検体Ｐの例えば体高ＤＴを算出して干渉回避領域データ生成部７２に出力する（ステップＳ２）。

Ｃアーム回動・移動機構３２は、Ｃアーム３２ａをＲ２方向に９０°回動して水平角度に設定する。高電圧発生器４１は、透視用の高電圧をＸ線管１１に供給する。Ｘ線管１１は、透視用のＸ線を被検体Ｐに照射する。Ｘ線検出部２は、Ｘ線投影データを生成して画像データ生成部５へ出力する。画像データ生成部５は、Ｘ線検出部２からのＸ線投影データから透視画像データを生成して画像データ演算部７１に出力する。画像データ演算部７１は、画像データ生成部５から出力された透視画像データから被検体Ｐの例えば体幅ＤＷを算出して干渉回避領域データ生成部７２に出力する（ステップＳ３）。

干渉回避領域データ生成部７２は、画像データ演算部７１から出力された体高ＤＴ及び体幅ＤＷに基づいて、天板３１ａに仰臥位で載置された被検体Ｐの第１の干渉回避領域データを生成し、生成した第１の干渉回避領域データに撮影条件の情報を付帯してシステム制御部１０に出力する（ステップＳ４）。

システム制御部１０は、干渉回避領域データ生成部７２から出力された被検体Ｐの第１の干渉回避領域データを内部の記憶回路に保存すると共に画像データ生成部５に保存する。

次に、操作部８からＣアーム３２ａを撮影条件の角度に設定する操作が行われると、Ｃアーム回動・移動機構３２は、Ｃアーム・天板機構制御部３３の制御信号により、Ｘ線発生部１、Ｘ線検出部２、及びＣアーム３２ａが天板３１ａ及び第１の干渉回避領域へ接触を避けて移動するようにＣアーム３２ａを回動して撮影条件の角度に設定する。

次いで、Ｘ線検出器２１の移動操作により、Ｘ線検出器２１を被検体Ｐの第１の干渉回避領域外から撮影部位の方向に第１の速度で移動し、第１の干渉回避領域に達したときに減速する。そして、第１の干渉回避領域内では第１の速度よりも遅い第２の速度で移動し、Ｘ線検出器２１が撮影部位の近傍に達したときに停止する。

操作部８からＸ線透視の操作が行われると、高電圧発生器４１は、システム制御部１０から供給される撮影条件に基づいて透視用の高電圧をＸ線管１１に供給する。Ｘ線管１１は、Ｘ線を被検体Ｐに照射する。Ｘ線検出部２は、Ｘ線投影データを生成して画像データ生成部５へ出力する。画像データ生成部５は、Ｘ線検出部２からのＸ線投影データから透視画像データを生成し、表示部６に出力する（ステップＳ５）。

Ｘ線画像診断装置１００の操作者は、表示部６に表示された被検体Ｐの透視画像データを見ながら必要に応じて天板３１ａ又はＣアーム３２ａを移動し、表示部６に所望の撮影部位が表示されたときに、操作部８から撮影操作を行う。

高電圧発生器４１は、システム制御部１０から供給される撮影条件の情報に基づいて、撮影用の高電圧をＸ線発生部１のＸ線管１１に供給する。Ｘ線管１１は、撮影用のＸ線を被検体Ｐに照射する。Ｘ線検出部２は、Ｘ線投影データを生成して画像データ生成部５へ出力する。画像データ生成部５は、Ｘ線検出部２からのＸ線投影データから撮影画像データを生成して内部に保存すると共に表示部６に出力する（ステップＳ６）。

次に、天板３１ａ上の被検体Ｐの体位を仰臥位から例えば横臥位する。そして、操作部８から第３の生成モードを指定する操作が行われると、Ｃアーム回動・移動機構３２、高電圧発生器４１、Ｘ線発生部１、Ｘ線検出部２、及び画像データ生成部５は、ステップＳ２と同様に動作して透視画像データを画像データ演算部７１に出力する。画像データ演算部７１は、透視画像データから被検体Ｐの例えば体高ＤＴ１を算出して干渉回避領域データ生成部７２に出力する（ステップＳ７）。

Ｃアーム回動・移動機構３２、高電圧発生器４１、Ｘ線管１１、Ｘ線検出部２、及び画像データ生成部５は、ステップＳ３と同様に動作して透視画像データを画像データ演算部７１に出力する。画像データ演算部７１は、画像データ生成部５からの透視画像データから被検体Ｐの例えば体幅ＤＷ１を算出して干渉回避領域データ生成部７２に出力する（ステップＳ８）。

干渉回避領域データ生成部７２は、画像データ演算部７１から出力された体高ＤＴ１及び体幅ＤＷ１に基づいて、天板３１ａに横臥位で載置された被検体Ｐの第１の干渉回避領域データを生成し、生成した第１の干渉回避領域データに撮影条件の情報を付帯してシステム制御部１０に出力する（ステップＳ９）。

システム制御部１０は、内部の記憶回路に保存している被検体Ｐの仰臥位における第１の干渉回避領域データを、干渉回避領域データ生成部７２から出力された被検体Ｐの横臥位における第１の干渉回避領域データに置き換えて保存すると共に、横臥位の第１の干渉回避領域データを画像データ生成部５に保存する。

次に、操作部８からＣアーム３２ａを撮影条件の角度に設定する操作及びＸ線検出器２１の移動操作が行われると、Ｃアーム回動・移動機構３２は、ステップＳ５と同様にして、Ｃアーム３２ａを回動して撮影条件の角度に設定し、Ｘ線検出器２１を撮影部位の近傍に設定する。

操作部８からＸ線透視の操作が行われると、高電圧発生器４１は、透視用の高電圧をＸ線管１１に供給する。Ｘ線管１１は、Ｘ線を被検体Ｐに照射する。Ｘ線検出部２は、Ｘ線投影データを生成して画像データ生成部５へ出力する。画像データ生成部５は、Ｘ線検出部２からのＸ線投影データから透視画像データを生成し、表示部６に出力する（ステップＳ１０）。

Ｘ線画像診断装置１００の操作者は、表示部６に表示された被検体Ｐの透視画像データを見ながら必要に応じて天板３１ａ又はＣアーム３２ａを移動し、表示部６に所望の撮影部位が表示されたときに、操作部８から撮影操作を行う。高電圧発生器４１は、撮影用の高電圧をＸ線発生部１のＸ線管１１に供給する。Ｘ線管１１は、撮影用のＸ線を被検体Ｐに照射する。Ｘ線検出部２は、Ｘ線投影データを生成して画像データ生成部５へ出力する。画像データ生成部５は、Ｘ線検出部２からのＸ線投影データから撮影画像データを生成して内部に保存すると共に表示部６に出力する（ステップＳ１１）。

そして、被検体Ｐの診断又は治療に用いる撮影画像データが得られたとき、操作部８から検査終了の操作が行われると、システム制御部１０は、Ｘ線発生部１、Ｘ線検出部２、機構部３、高電圧発生部４、画像データ生成部５、及び干渉回避領域設定部７の各ユニットに動作の停止を指示する。各ユニットの動作が停止した時点で、Ｘ線画像診断装置１００は、動作を終了する（ステップＳ１２）。

検査終了後、被検体Ｐの撮影画像データを表示部６に表示させて医師による診断又は治療が行われる。

以上述べた本発明の実施例によれば、複数方向からのＸ線透視又はＸ線撮影により生成された画像データ、又は第１及び第２のカメラ７３ａ，７３ｂにより複数方向から撮影されたカメラ画像データ、又は画像データ記憶装置１２０から受信した３次元画像データから天板３１ａ上に載置された被検体Ｐの体高及び体幅を算出し、算出した体高及び体幅にから被検体Ｐの天板３１ａの垂直方向及び幅方向における外形に応じた第１の干渉回避領域データを生成することができる。

また、被検体Ｐの体高及び体幅の算出に加えて、第１のカメラ７３ａにより撮影されたカメラ画像データを用いて被検体Ｐの体長を算出することにより、算出した体高、体幅、及び体長から被検体Ｐの天板３１ａの垂直方向、幅方向、及び長手方向における外形に応じた第２の干渉回避領域データを生成することができる。

そして、生成された第１又は第２の干渉回避領域データに基づいて、Ｃアーム３２ａを第１の速度で回動してＸ線検出器２１を第１又は第２の干渉回避領域の近傍に移動し、Ｘ線検出器２１を第１又は第２の干渉回避領域外では第１の速度で移動する。そして、第１又は第２の干渉回避領域内に入った時に減速した後に第２の速度で移動することにより、Ｃアーム３２ａ、Ｘ線発生部１、及びＸ線検出部２を、天板３１ａ及び被検体Ｐに接触させることなく短時間で撮影位置に設定することができる。これにより、検査の時間を短縮し、検査を安全に行うことができる。

本発明の実施例に係るＸ線画像診断装置の構成を示すブロック図。 本発明の実施例に係るＣアームの動作を示す図。 本発明の実施例に係る天板上に仰臥位で載置された被検体を第１及び第２のカメラを用いて撮影する例を示す図。 本発明の実施例に係る図３の変形例を示す図。 本発明の実施例に係る天板上に仰臥位で載置された被検体の第１の干渉回避領域を示す図。 本発明の実施例に係る天板上に横臥位で載置された被検体の第１の干渉回避領域を示す図。 本発明の実施例に係る天板上に仰臥位で載置された被検体を第１のカメラを用いて撮影する例及び被検体の第２の干渉回避領域を示す図。 本発明の実施例に係る第２の干渉回避領域データに基づいて天板上に載置された被検体に対してＣアーム及びＸ線検出器を移動する例を示す図 本発明の実施例に係るＸ線画像診断装置の動作を示すフローチャート。

符号の説明

Ｐ 被検体
１ Ｘ線発生部
２ Ｘ線検出部
３ 機構部
４ 高電圧発生部
５ 画像データ生成部
６ 表示部
７ 干渉回避領域設定部
８ 操作部
９ インターフェース
１０ システム制御部
１１ Ｘ線管
１２ Ｘ線絞り器
２１ Ｘ線検出器
２２ テレビカメラ
３１ 天板移動機構
３１ａ 天板
３２ Ｃアーム回動・移動機構
３２ａ Ｃアーム
３３ Ｃアーム・天板機構制御部
４１ 高電圧発生器
４２ Ｘ線制御器
７１ 画像データ演算部
７２ 干渉回避領域データ生成部
７３ａ 第１のカメラ
７３ｂ 第２のカメラ
１００ Ｘ線画像診断装置
１１０ ネットワーク
１２０ 画像データ記憶装置

Claims (7)

1. 天板上に載置された被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、
   前記Ｘ線発生手段に対向して配置され、前記Ｘ線発生手段からのＸ線を検出してＸ線投影データを生成するＸ線検出手段と、
   前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を移動する移動手段と、
   前記Ｘ線検出手段により生成されたＸ線投影データから画像データを生成する画像データ生成手段と、
   前記天板上に載置された被検体の画像データを用いて前記被検体の外形の寸法を算出する画像データ演算手段と、
   前記画像データ演算手段により算出された外形寸法に干渉回避距離を加算した値に基づいて、干渉回避領域データを生成する干渉回避領域データ生成手段とを備え、
   前記移動手段は、前記干渉回避領域データ生成手段により生成された干渉回避領域データに基づいて、前記Ｘ線発生手段又は前記Ｘ線検出手段の一方の手段が前記干渉回避領域内に入ったときに、少なくとも前記一方の手段の移動速度を減速することを特徴とするＸ線画像診断装置。
2. 前記画像データ演算手段は、
   前記天板に対して垂直方向からのＸ線照射により、前記画像データ生成手段で生成された前記天板上に載置された被検体の画像データ及び予め生成された前記天板の画像データを用いて前記被検体の前記天板の垂直方向における体高を算出し、
   前記天板に対して水平方向からのＸ線照射により、前記画像データ生成手段で生成された前記天板上に載置された被検体の画像データを用いて前記被検体の体幅を算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
3. 前記天板上に載置された被検体を複数の角度からの撮影が可能な少なくとも第１及び第２のカメラを有し、
   前記画像データ演算手段は、前記第１及び第２のカメラからの画像データを用いて前前記被検体の前記天板の垂直方向における体高及び前記天板の水平方向における体幅を算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
4. 前記被検体の被検体情報、体位、撮影部位、及び検査時刻を含む撮影条件を入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力された撮影条件の情報を外部の画像データ記憶装置に送信する送信手段と、
   前記送信手段による送信に応じて、前記入力手段により入力された撮影条件と同じ被検体情報、体位、及び撮影部位の情報と、前記入力手段により入力された撮影条件の検査時刻から所定期間内の検査時刻の情報とを有する３次元の画像データを前記記憶装置から受信する受信手段とを有し、
   前記画像データ演算手段は、前記受信手段により受信した３次元の画像データを用いて前記被検体の前記天板の垂直方向における体高及び前記天板の水平方向における体幅を算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
5. 前記干渉回避領域データ生成手段は、前記画像データ演算手段により算出された体高に前記天板の垂直方向における干渉回避距離を加算した第１の値、及び体幅に前記天板の幅方向における干渉回避距離を加算した値の半分である第２の値の小さい方の値を短径の半径とし、また大きい方の値を長径の半径とし、更に前記天板の幅方向の中央を中心とする前記天板に対して垂直に形成される楕円を求め、求めた楕円の上半分の内側の半楕円領域を前記天板の長手方向の全長に亘る領域に拡張して形成される３次元領域に対応する第１の干渉回避領域データを生成するようにしたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のＸ線画像診断装置。
6. 前記画像データ演算手段は、前記第１又は第２のカメラの一方のカメラから出力されたカメラ画像データに基づいて、前記被検体の前記天板の長手方向における体長を算出し、
   前記干渉回避領域データ生成手段は、前記画像データ演算手段により算出された体高に前記天板の垂直方向における干渉回避距離を加算した第１の値、及び体幅に前記天板の幅方向における干渉回避距離を加算した値の半分である第２の値の小さい方の値を短径の半径とし、また大きい方の値を長径の半径とし、更に前記天板の幅方向の中央を中心とする前記天板に対して垂直に形成される楕円を求め、求めた楕円の上半分の内側の半楕円領域を前記画像データ演算手段により算出された全長に対応する領域に拡張して形成される３次元領域に対応する第２の干渉回避領域のデータを生成するようにしたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のＸ線画像診断装置。
7. 天板上に載置された被検体にＸ線をＸ線発生手段により照射し、
   前記Ｘ線発生手段に対向して配置され、前記Ｘ線発生手段からのＸ線を検出してＸ線投影データをＸ線検出手段により生成し、
   前記Ｘ線検出手段により生成されたＸ線投影データから画像データを画像データ生成手段により生成し、
   前記天板上に載置された被検体の画像データを用いて前記被検体の外形の寸法を画像データ演算手段により算出し、
   前記画像データ演算手段により算出された外形寸法に干渉回避距離を加算した値に基づいて、干渉回避領域データを干渉回避領域データ生成手段により生成し、
   前記干渉回避領域データ生成手段により生成された干渉回避領域データに基づいて、前記Ｘ線発生手段又は前記Ｘ線検出手段の一方の手段が前記干渉回避領域内に入ったときに、少なくとも前記一方の手段の移動速度を移動手段により減速することを特徴とするＸ線画像診断装置の移動制御方法。

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