JP2012205681A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線管を保持して室内を移動する保持装置が、室内の障害物に衝突することを防止することができるＸ線撮影装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線撮影装置において、Ｘ線検出部１２ａ、１２ｂを有し、このＸ線検出部１２ａ、１２ｂに対向する位置に被検体を位置させる撮影台１、２と、Ｘ線管１４を保持してＸ線検出部１２ａ、１２ｂに対向する撮影位置に移動可能な保持装置３と、撮影台１、２が設置された室内を撮影するカメラ４、５と、カメラ４、５で撮影した情報から室内の障害物の位置を算出する障害物位置算出部と、障害物に衝突しないように保持装置を撮影位置に移動させる手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線撮影装置に関する。

臥位姿勢の被検体を載せる臥位撮影台と立位姿勢の被検体を対向させる立位撮影台とを室内に設置し、Ｘ線管を保持した保持装置を室内の天井部分に移動可能に設け、臥位撮影台に乗せられ又は立位撮影台に対向している被検体を撮影する撮影位置に保持装置を自動で移動させ、被検体をＸ線撮影するＸ線撮影装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

このようなＸ線撮影装置では、保持装置が室内を自動で移動する場合に、室内の障害物（例えば、室内に居る術者や室内に置かれている周辺機器）に衝突することがありうる。

そこで、保持装置に接触センサを設け、保持装置が障害物に接触した場合に保持装置の移動を停止させるようにしたＸ線撮影装置が知られている（下記特許文献２参照）。

特開２００７−２４４５６９号公報 特開平８−２６６５３６号公報

しかしながら、特許文献２に記載されているＸ線撮影装置では、保持装置が障害物に接触した場合に保持装置の移動を停止させることはできるものの、保持装置との接触に驚いた術者が転倒することや、保持装置と接触した周辺機器が傷付くことがある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、Ｘ線管を保持して室内を移動する保持装置が、室内の障害物に衝突したり接触したりすることを防止することができるＸ線撮影装置を提供することである。

実施形態のＸ線撮影装置は、Ｘ線管を保持し、撮影台に設けられたＸ線検出部に対向する撮影位置に移動可能な保持装置と、保持装置が設置された室内を撮影するカメラと、カメラで撮影した情報から室内の障害物の位置を算出する障害物位置算出部と、障害物に衝突しないように保持装置を撮影位置に移動させる手段と、を備える。

本発明の一実施形態のＸ線撮影装置の外観を示す模式図である。 Ｘ線撮影装置の電気的接続構造を示すブロック図である。 保持装置の移動ルートを説明する説明図である。 保持装置の移動動作を説明するフローチャートである。 床に設けられている床側発光体を発光させることによる保持装置の移動方向を示す説明図である。

被検体をＸ線撮影する検査室の室内には、臥位撮影台１と立位撮影台２とが位置固定に
設置されている。本発明の一実施形態のＸ線撮影装置は、図１に示すように、室内の天井部分に移動可能に設置されたＸ線管１４等の保持装置３と、室内を撮影するカメラ４、５と、Ｘ線条件入力部６、７と、メイン制御部８と、画像処理部９と、Ｘ線制御部１０と、機械制御部１１とを備えている。

臥位撮影台１にはＸ線検出部１２ａが設けられ、被検体のＸ線撮影時には被検体がＸ線検出部１２ａに対向する位置に臥位姿勢で載せられる。立位撮影台２にはＸ線検出部１２ｂが設けられ、被検体のＸ線撮影時には被検体がＸ線検出部１２ｂに対向する位置に立位姿勢で立たされる。

室内の天井部分には固定ガイドレール１３ａが固定され、この固定ガイドレール１３ａには移動可能に可動ガイドレール１３ｂが取付けられ、可動ガイドレール１３ｂに移動可能に保持装置３が支持されている。なお、固定ガイドレール１３ａに対する可動ガイドレール１３ｂの移動方向と、可動ガイドレール１３ｂに対する保持装置３の移動方向とは互いに直交する方向とされている。

保持装置３には、カメラ４と、Ｘ線条件入力部７と、Ｘ線を出射するＸ線管１４と、出射されたＸ線の照射範囲を絞るＸ線絞り装置１５と、スピーカ１６と、ＬＥＤなどの発光体１７とが保持されている。保持装置３は、固定ガイドレール１３ａ及び可動ガイドレール１３ｂに沿って移動することにより、臥位撮影台１に設けられたＸ線検出部１２ａに対向する撮影位置、又は、立位撮影台２に設けられたＸ線検出部１２ｂに対向する撮影位置に移動する。

カメラ４、５は室内を撮影するために用いられるもので、一方のカメラ４は保持装置３に保持され、他方のカメラ５は室内の天井部分に取付けられている。カメラ４、５の設置場所、設置数について特に制約はなく、保持装置３が移動する範囲内における室内の障害物（例えば、室内に居る術者や室内に置かれている周辺機器）を撮影できる場所、数であればよい。また、カメラ４、５の形態としては、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、赤外線カメラ等のいずれでもよい。

Ｘ線条件入力部６、７では、撮影術式、撮影部位、被検体の体厚などに応じた撮影プロトコルの選択・設定などのＸ線による撮影条件の設定が行われる。一方のＸ線条件入力部６はメイン制御部８や画像処理部９と共に室内に設置され、他方のＸ線条件入力部７は保持装置３に保持されている。Ｘ線条件入力部６には、設定した条件やＸ線撮影された画像を表示する表示部１８が設けられ、Ｘ線条件入力部７にも同様の表示部が設けられている。

メイン制御部８では、Ｘ線条件入力部６、７からの情報に基づき、Ｘ線撮影装置の各部、例えば、画像処理部９やＸ線制御部１０や機械制御部１１等の制御が行われる。

画像処理部９では、Ｘ線検出部１２ａ、１２ｂで検出したＸ線に基づいて可視化可能なＸ線画像が生成されるとともに、カメラ４、５で撮影した情報の処理が行われる。

Ｘ線制御部１０では、メイン制御部８からの情報に基づき、Ｘ線管１４から出射するＸ線の量、タイミング等の制御が行われる。

機械制御部１１では、メイン制御部８からの情報に基づき、保持装置３の移動制御が行われる。なお、保持装置３の移動制御は、後述するモータ２６を駆動することにより行われる。

スピーカ１６からは、保持装置３の移動中に保持装置３が障害物に対して設定距離以内に近付いた場合に警報音が発報され、障害物が設定距離以内に近付いたことが報知される。

発光体１７は、保持装置３の周囲の４面に設けられており、保持装置３の移動方向の前方側に位置する発光体１７が発光する。発光体１７の発光方式は、連続した発光でもよく、又は、点滅でもよい。また、発光体１７としてはＬＥＤ以外に、ＥＬパネルを使用してもよい。

図２は、Ｘ線撮影装置を構成する各構成部の電気的な接続状態を示している。

Ｘ線条件入力部６、７がメイン制御部８に接続され、メイン制御部８には、画像処理部９と、Ｘ線制御部１０と、機械制御部１１と、スピーカ制御部１９と、発光体制御部２０とが接続されている。

画像処理部９には、カメラ４、５と、Ｘ線条件入力部６、７から入力されたＸ線による撮影条件や画像処理部９で生成したＸ線画像等を表示する表示部１８と、画像処理部９で生成したＸ線画像やカメラ４、５で撮影した情報を記憶する画像記憶部２１と、Ｘ線検出部１２ａ、１２ｂで検出したＸ線の信号を処理する画像信号処理部２２と、カメラ４、５で撮影した情報に基づいて障害物の位置を算出する障害物位置算出部２３とが接続されている。障害物位置算出部２３には、この障害物位置算出部２３での算出結果に基づいて臥位撮影台１又は立位撮影台２までの保持装置３の移動ルートを算出する移動ルート算出部２４が接続されている。なお、障害物位置算出部２３と移動ルート算出部２４とは、メイン制御部８にも接続されている。

Ｘ線制御部１０は、高電圧発生部２５を介してＸ線管１４に接続されている。

機械制御部１１にはモータ２６が接続され、モータ２６には保持装置３が連結されている。モータ２６が駆動されることにより、保持装置３が固定ガイドレール１３ａ、可動ガイドレール１３ｂ沿って移動する。

障害物位置算出部２３では、カメラ４、５で撮影した情報に基づいて室内の障害物の位置を常に算出しており、メイン制御部８では移動中の保持装置３と室内の障害物との位置を把握することができる。そして、保持装置３と障害物との距離が設定距離以内に近付いた場合、機械制御部１１を制御することにより保持装置３の移動を抑制（減速、停止）する手段がメイン制御部８に設けられている。

さらに、メイン制御部８には、保持装置３と障害物との距離が設定距離以内に近付いた場合、スピーカ制御部１９を制御することによりスピーカ１６から警報音を発報することにより報知を行わせる手段が設けられている。

図３は、初期スタート位置（Ａ位置）に位置する保持装置３を目的とする撮影位置（Ｂ位置）に移動させる場合に算出される移動ルートを示している。なお、移動ルートの算出は、目的とする撮影位置を中心とする座標軸に基づいて行われる。

図３の（ａ）は、移動ルートとしてａ、ｂの２つが算出された場合を示している。この移動ルートａ、ｂの算出は、目的とする撮影位置までの移動距離が最短になるように、及び、目的とする撮影位置までの間での移動方向の切替数が最少となるように行われる。保持装置３が移動する場合には、いずれか一方の移動ルートが選択される。

図３の（ｂ）は、移動ルートａ、ｂを算出して移動を開始した後に、算出した移動ルート上に障害物Ｘ、Ｙが入り込んだ場合を示している。その場合には、途中から新たな移動ルートａ´、ｂ´が算出され、保持装置３は新たに算出された移動ルートａ´、ｂ´上に沿って移動する。移動ルートａ´、ｂ´の算出においては、目的とする撮影位置までの移動距離が最短になるように、及び、目的とする撮影位置までの間の移動方向の切替数が最少となるように行われる。

図４は、保持装置３の移動動作を説明するフローチャートである。保持装置３の目的とする撮影位置が指定されて保持装置３の移動を開始させるスタートボタンが押されると（ステップＳ１）、カメラ４、５で撮影した情報に基づいて障害物の位置が算出され（ステップＳ２）、障害物に衝突しない移動ルートが算出され（ステップＳ３）、その移動ルート上に沿って保持装置３の移動が開始される（ステップＳ４）。

保持装置３の移動が開始された後も、カメラ４、５で撮影した情報に基づいて障害物の位置が算出されており、移動ルート上に障害物が入ったか否かがメイン制御部８で判断される（ステップＳ５）。

移動ルート上に障害物が入った場合には（ステップＳ５のＹＥＳ）、障害物との距離が設定距離以内であるか否かがメイン制御部８で判断される（ステップＳ６）。

障害物との距離が設定距離以内である場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、保持装置３の移動が抑制（減速、停止）され（ステップＳ７）、スピーカ１６から警報音が発報される（ステップＳ８）。その後、移動ルート算出部２４において移動ルートが再算出され（ステップＳ９）、再算出された移動ルート上に沿った移動が開始される（ステップＳ１０）。ここで、移動ルート算出部２４は、一度設定した移動ルート上に障害物が入った場合、その障害物を避ける移動ルートを再度算出する手段として機能する。

その後、目的とする撮影位置に到達したか否かが判断され（ステップＳ１１）、目的とする撮影位置に到達していれば保持装置３の移動が終了する（ステップＳ１２）。到達していない場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ５に戻る。

ステップＳ５において、移動ルート上に障害物が入っていないと判断された場合には（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ１１の判断が行われる。

ステップＳ６において、障害物までの距離が設定距離以内でないと判断された場合には（ステップＳ６のＮＯ）、ステップＳ９で移動ルートが再算出される。

図５は、臥位撮影台１や立位撮影台２が設置された室内の床に設けられた複数の床側発光体２７を示している。これらの床側発光体２７としては、ＬＥＤやＥＬパネル等が用いられている。これらの床側発光体２７は、保持装置３が移動する場合、その移動に伴って保持装置３が移動する方向の前方側に位置する床側発光体２７が順次発光する。例えば、保持装置３が立位姿勢の被検体を撮影する目的位置まで矢印で示す移動ルート上を移動する場合、その移動ルート上に位置する斜線で示した床側発光体２７が、移動する保持装置３を先導するように保持装置３の移動に伴って順次発光する。

このような構成において、保持装置３の目的とする撮影位置が指定されてスタートボタンが押されると、図４のフローチャートで説明したように、カメラ４、５で撮影した室内の障害物の位置が算出され、障害物に衝突しない移動ルートが算出され、その移動ルート上に沿って保持装置３が移動する。したがって、目的とする撮影位置に向けて室内を移動する保持装置３が室内の障害物に衝突することを防止することができ、Ｘ線撮影装置の安
全性を向上させることができ、及び、Ｘ線撮影の効率化を図ることができる。

保持装置３が移動を開始した後に、移動ルート上に障害物が入り込んだ場合には、その障害物に衝突しない移動ルートが再度算出され、再度算出された移動ルート上に沿って保持装置３が移動する。したがって、保持装置３が移動を開始した後にその移動ルート上に障害物が入り込んだ場合でも、保持装置３がその障害物に衝突することを防止することができる。

また、移動ルート上に障害物が入り込んだ場合には、保持装置３がその障害物に対して設定距離以内に近付いているか否かが判断され、設定距離以内に近付いている場合には、保持装置３の移動が抑制されて減速又は停止され、さらに、スピーカ１６から警報音が発報される。このため、移動している保持装置３の移動ルート上に障害物が急に入り込んだ場合でも、保持装置３との衝突を防止することができる。

保持装置３が目的とする撮影位置に移動する場合、保持装置３に設けられている発光体１７のうち、保持装置３の移動方向の前方側に位置する発光体１７が発光する。このため、室内の術者が発光体１７の発光状態を見ることにより保持装置３の移動方向を予測することができ、保持装置３との衝突を未然に防止することができる。

また、保持装置３が目的とする撮影位置に移動する場合、室内の床に設けられている床側発光体２７のうち、保持装置３の移動する方向の前方側に位置する床側発光体２７が順次発光する。このため、室内の術者が床側発光体２７の発光状態を見ることにより保持装置３の移動方向を予測することができ、保持装置３との衝突を未然に防止することができる。

なお、本実施形態では、カメラ４を室内の障害物を撮影するために用いる場合について説明したが、カメラ４を回動可能とし、被検体におけるＸ線照射部位をカメラ４で撮影可能としてもよい。被検体におけるＸ線照射部位をカメラ４で撮影し、その撮影画像を表示部１８に表示することにより、Ｘ線が正しい位置に照射されるか否かを判定することができる。

また、本実施形態では、障害物が保持装置３に対して設定距離以内に近付いた場合の報知を、保持装置３に設けたスピーカ１６から警報音を発報させて行う場合を例に挙げて説明したが、このようなスピーカを室内に位置固定に設置してもよい。また、障害物が保持装置３に対して設定距離以内に近付いた場合の報知を、表示部１８において文字表示で行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、床に設けた床側発光体２７を、保持装置３が移動する方向の前方側に位置するものを順次発光させる場合を例に挙げて説明したが、さらに、保持装置３が移動する撮影位置に位置する床側発光体２７を発光させるようにしてもよい。この場合には、保持装置３の移動ルートを示すための床側発光体２７の発光と区別できるようにすることが望ましく、例えば、発光する色を変えたり、点滅状態で発光させるようにする。このように、保持装置３が移動する撮影位置をも示すことにより、室内に居る術者は保持装置３の移動方向をより確実に予測することができ、保持装置３との衝突をより一層防止することができる。

以上説明した本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変更は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求
の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 臥位撮影台（撮影台）
２ 立位撮影台（撮影台）
３ 保持装置
４、５ カメラ
１２ａ、１２ｂ Ｘ線検出部
１４ Ｘ線管
１７ 発光体
２３ 障害物位置算出部
２４ 移動ルート算出部
２７ 床側発光体

Claims (7)

1. Ｘ線管を保持し、撮影台に設けられたＸ線検出部に対向する撮影位置に移動可能な保持装置と、
   前記保持装置が設置された室内を撮影するカメラと、
   前記カメラで撮影した情報から前記室内の障害物の位置を算出する障害物位置算出部と、
   前記障害物に衝突しないように前記保持装置を前記撮影位置に移動させる手段と、
   を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記カメラは、前記保持装置と前記室内との少なくとも一方に取付けられていることを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。
3. 前記障害物位置算出部の算出結果に基づき、撮影位置に移動する前記保持装置が前記障害物に衝突しない移動ルートを算出する移動ルート算出部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線撮影装置。
4. 前記保持装置が前記障害物に対して設定距離以内に近付いた場合に、前記保持装置の移動を抑制する手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記保持装置が前記障害物に対して設定距離以内に近付いた場合に、前記保持装置が前記障害物に対して設定距離以内に近付いたことを報知する手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置。
6. 前記保持装置の周囲に発光体が設けられ、前記保持装置が移動する方向の前方側に位置する前記発光体が発光することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置。
7. 前記室内の床に床側発光体が設けられ、前記保持装置が移動する方向の前方側に位置する前記床側発光体が発光することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置。
   

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