JPH06169907A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はＸ線診断装置に関し、操作者が、患者
の検査部位の実際の位置および角度と、表示モニタの透
視像との関連を、楽にかつ速やかに把握することができ
るようにすることを目的とする。 【構成】表示モニタの画面に、透視像と一緒に、重力方
向を３次元で表示する重力方向マークを表示するように
構成される。 【効果】特に、重力を利用して検査部位に造影剤を適切
に付着させるための操作が、表示モニタだけを見ながら
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線診断装置に関するも
のであり、特に、Ｘ線診断装置の操作性の向上に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、Ｘ線像を光学像に変換するイメー
ジインテンシファイア（以下Ｉ．Ｉ．という）、この
Ｉ．Ｉ．から出力される光学像をビデオ信号に変換する
テレビカメラ、このビデオ信号のディジタル処理、なら
びに、ディジタル画像表示のそれぞれの技術の発達によ
って、Ｘ線診断装置の性能は、目覚ましい向上を示して
おり、従来のＸ線診断装置の一例を図１２を参照しなが
ら説明する。図１２において、透明で放射線遮蔽効果の
ある例えば鉛ガラス壁の窓１の左側はＸ線撮影室、右側
はＸ線操作室である。

【０００３】Ｘ線撮影室には、患者２を横たわらせるた
めの寝台３が設置されている。寝台３は、患者２を載せ
たまま、立位（＋９０度）から逆傾斜（−９０度）まで
起倒することができ、任意の起倒角度で停止することが
できるようになっている。起倒によって、患者２が飲ん
だバリウム等の造影剤が重力によって胃壁等に満遍なく
付着する。

【０００４】Ｘ線撮影室にはまた、患者２を載せた寝台
３を挟むように、上方にはＸ線を曝射するＸ線発生部４
が、下方には患者２を透過したＸ線を受けこれを処理す
るＸ線受像部５が、常に相互に正対するように配置され
ている。なお、Ｘ線受像部５は、Ｉ．Ｉ．、テレビカメ
ラ等から構成される。

【０００５】Ｘ線発射部４とＸ線受像部５は、それぞ
れ、寝台３の長手方向に対して直角なＣアーム６の両端
に固定され、Ｘ線発生部４から曝射されたＸ線ビームの
中心線がＸ線受像部５のＩ．Ｉ．の中心に常に一致する
ようになっている。

【０００６】このＣアームは、Ｃレール７に沿って患者
２の左右方向に回動自在であり、このＣレール７もま
た、搬送機８によって、寝台３と平行なレール９に沿っ
て患者２の頭から足まで移動自在である。

【０００７】上述のように、寝台３を起倒すると共にＸ
線ビームを３次元で回転、移動することのできるメカニ
ズムによつて、患者２の任意の検査部位に対して任意の
角度からＸ線を曝射することができるようになってい
る。

【０００８】検査部位に曝射されたＸ線によって得られ
るＸ線像は、常に、Ｘ線ビームを視線とした像であり、
その部位の、Ｘ線ビームに対して直角な平面への投影像
である。この像は、取りも直さず、後述の表示モニタに
表示される画像である。

【０００９】一方、Ｘ線操作室には、Ｘ線受像部５から
送られてくる画像信号を表示するモニタ１０と、上記起
倒、回転、移動メカニズムの動作、Ｘ線の強度や絞りの
設定、透視および撮影の実行等を制御するための操作卓
１１とが設置されている。

【００１０】操作者１２（医師またはＸ線技師）は、表
示モニタ１０に表示される透視像を観察すると同時に、
窓１越しに患者２の状態を見ながら操作卓１１を操作す
ることにより、寝台３を起倒させたり、Ｘ線発生部４及
びＸ線受像５を様々な角度に回転させたり、必要に応じ
てインターホンを通じて患者にバリウム等の造影剤の飲
用やローリングを指示したりしながら、患者２を多方向
から透視、撮影する。上述のように、従来、Ｘ線診断装
置においては、寝台３の起倒と患者２のローリングによ
り、患者２の必要な部位への造影剤の付着を良くし、か
つ、多方向から透視、撮影を行うことにより、透視像ま
たは撮影像を得ているが、下記のような問題点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】

（１）医師またはＸ線技師にとって、表示モニタ１０に
表示された透視像と患者２との位置関係を正確に把握す
るのに多くの労力と時間を要する。 （２）寝台３をどのように動かせば造影剤がどのように
流れるかを予測するためには、長年の経験と優れた勘が
必要である。

【００１２】（３）医師またはＸ線技師は、検査中に、
透視像が表示されている表示モニタ１０と患者２との２
つの方向に頻繁に視線を変えながら、各種の判断と操作
を行わなければならないので精神的、肉体的な労力は多
大である。

【００１３】（４）医師またはＸ線技師は、重力を利用
して患者２の必要な部位に造影剤を付着させるために患
者２にローリングを指示するが、上記（１）〜（３）に
関連して、患者に無駄なローリングの負担を掛けている
ことが少なくない。 （５）従って、検査時間が長くなったり、再撮影が必要
になったりして、診断効率の低下を招くことになる。

【００１４】本発明は、従来のＸ線診断装置の上記欠点
に鑑み、表示モニタの画像と患者との位置関係を把握す
るための、医師またはＸ線技師の労力を低減し、経験や
勘への依存度を軽減し、検査時間を短縮し、かつ、患者
の負担も軽減することのできるＸ線診断装置を実現する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、被検体を寝載し立位から逆傾斜まで起倒可
能な寝台と、前記被検体の任意の検査部位に対して任意
の角度からＸ線を曝射するＸ線発生部と、このＸ線発生
部と正対して設けられ被検体を透過したＸ線を検出して
映像信号に変換するＸ線受像部と、前記Ｘ線受像部によ
り検出されたＸ線透視像を表示する表示モニタと、前記
寝台の起倒角度及び前記Ｘ線発生部より曝射されたＸ線
の照射方向を検出する検出手段と、この検出結果により
透視像における重力方向を演算する重力方向演算手段と
を備え、この重力方向を前記表示モニタに透視像と一緒
に必要に応じて表示させることを特徴としている。

【００１６】

【作用】本発明によれば、検出手段により寝台の起倒角
度及び前記Ｘ線発生部より曝射されたＸ線の照射方向を
検出し、重力方向演算手段によりこの検出結果から透視
像における重力方向を演算する。そして、この重力方向
を標示モニタに透視像と一緒に必要に応じて表示させる
ことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図１は、本発明に係るＸ線診断装置
の基本構成を示す。

【００１８】図１において、Ｘ線管２０は、高圧を発生
するＸ線制御器２８の制御の下でＸ線を発生する。Ｘ線
管２０から発生したＸ線は、Ｘ線の照射野範囲を限定す
るＸ線絞り２１によって所要の絞りを受けた後、Ｘ線ビ
ームとなって下方に向かって曝射され、寝台２３上の患
者２２に照射される。Ｘ線管２０とＸ線絞り２１とはＸ
線発生部５０を形成する。

【００１９】寝台２３の下の、Ｘ線ビームの直下にはス
ポット２４が設置されており、ここには、撮影時にフィ
ルムが自動挿入され、患者２２を透過したＸ線像を撮影
するようになっている。

【００２０】Ｉ．Ｉ．２５は、患者２２を透過したＸ線
像を光学像に変換する機能を有する。Ｉ．Ｉ．２５から
出力された光学像は光学系２６を介してテレビカメラ２
７によって撮像され、ビデオ信号に変換される。テレビ
カメラ２７から出力されるビデオ信号は、処理装置３０
へ転送される。スポット２４、Ｉ．Ｉ．２５、光学系２
６、テレビカメラ２７はＸ線受像部５１を形成する。処
理装置３０は、テレビカメラ２７からのビデオ信号に対
して各種のディジタル画像処理を施した後、内蔵のビデ
オメモリに表示用データとして格納する。表示モニタ３
４は、処理装置３０のビデオメモリに格納されている画
像データを読み出し、その画面上に表示する。

【００２１】操作卓３２は、操作者によって操作され、
制御器２９を介して、Ｘ線の強度や絞りの調整、寝台２
３の起倒、Ｘ線発生部５０およびＸ線受像部５１の位置
決め、処理装置３０における各種のディジタル処理の実
行、ならびに、表示モニタ３４における表示を制御す
る。上述の構成によって、患者２２の必要な部位を、任
意の方向から任意の角度で透視、撮影することができ
る。

【００２２】本発明によるＸ線診断装置の特徴は、上記
構成に加えて、表示モニタ３４の画面に透視像と一緒に
重力の方向を表示するために、新たに、寝台２３に取り
付けられた寝台位置センサ４１と、テレビカメラ２７に
取り付けられたカメラ位置センサ４２と、処理装置３０
内に設けられた重力方向計算部４３と、操作卓３２に取
り付けられた重力表示ボタン４４と、表示モニタ３４と
で構成される重力方向表示システムを備えていることで
ある。この重力方向表示システムの構成を図２に示す

【００２３】図２において、寝台位置センサ４１は、寝
台２３と共に動き、寝台２３の起倒角度ａを検出し、起
倒角度ａを表す移動信号１００を重力方向計算部４３の
Ｘ−Ｙ平面演算部６５へ出力する。

【００２４】一方、カメラ位置センサ４２はテレビカメ
ラ２７と共に動き、Ｘ線ビームの中心線６０の回転角度
ｂを検出し、回転角度ｂを表す移動信号２００を重力方
向計算部４３のＸ−Ｚ平面演算部６６へ出力する。Ｘ−
Ｙ平面演算部６５およびＸ−Ｚ平面演算部６６は、それ
ぞれ、移動信号１００および移動信号２００に基づき、
次に説明するような演算を行う。

【００２５】図３は、患者２２を載せたまま寝台２３を
角度ａだけ起こし、患者２２の部位６１とＸ線ビームの
中心線６０とが一致するようにＸ線発生部５０およびＸ
線受像部５１の位置決めをした状態を示す。

【００２６】また、図４は、部位６１を少し右方向から
見たいため、図４の起倒の状態のまま、Ｘ線発生部５０
およびＸ線受像部５１を角度ｂだけ時計方向に回転した
状態を示す。なお、ｇは重力の方向を示す。

【００２７】ここで、検査部位６１を原点とし、Ｘ線ビ
ームの中心線６０をＸ軸とし、Ｘ軸と原点６１で直交す
る寝台２３の長手方向の線をＹ軸とし、原点６１でＸ
軸、Ｙ軸と直交する線をＺ軸とする３次元空間を想定す
ると、この３次元空間は、重力方向一定の重力空間内に
おいて、寝台２３の起倒と、Ｘ線ビーム６０の回転とに
よって、自在に移動、回転する。

【００２８】一方、Ｉ．Ｉ．２５の出力として得られる
検査部位６１の光学像は、常にＸ線ビームの中心線６０
を視線とした像であり、この像が表示モニタ３４の画面
にも透視像として表示される。つまり、表示モニタ３４
の透視像はこの３次元空間における部位６１のＹ−Ｚ平
面への投影像である。

【００２９】従って、この３次元空間においては、重力
方向は寝台の起倒とＸ線ビームの中心線６０の回転に従
って変わり、起倒角ａと回転角ｂのベクトル関数として
表される。さて、原点６１を中心とし半径が重力単位１
の球を想定する。図５、６、７はこの球を表す。

【００３０】重力方向計算部４３のＸ−Ｙ平面演算部６
５は、図５に示すように、寝台位置センサ４１からの起
倒角度ａを表す移動信号１００基づき、Ｘ−Ｙ平面６２
における重力方向単位ベクトルＡを計算しＣＰＵ６７へ
出力する。Ｘ−Ｙ平面６２における重力方向単位ベクト
ルＡは、 Ａ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ） ＝（ｓｉｎａ，ｃｏｓａ，０） である。

【００３１】一方、Ｘ−Ｚ平面演算部６６は、図６に示
すように、カメラ位置センサ４２からのＸ線ビームの中
心線６０の回転角ｂを表す移動信号２００に基づき、Ｘ
−Ｚ平面６３における重力方向単位ベクトルＢを計算し
ＣＰＵ６７へ出力する。Ｘ−Ｚ平面６３における重力方
向単位ベクトルＢは、 Ｂ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ） ＝（ｃｏｓｂ，０，ｓｉｎｂ） である。

【００３２】ＣＰＵ６７は、図８のフローチャートに示
すように動作する。すなわち、まず、重力方向単位ベク
トルＡ，Ｂを入力し（Ｓ１）、図７に示すように、重力
方向単位ベクトルＡ，Ｂの合成重力方向ベクトルＣを求
める（Ｓ２）。合成重力方向ベクトルＣは、 Ｃ＝Ａ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＋Ｂ（Ｘ，Ｙ，Ｚ） ＝（ｓｉｎａ＋ｃｏｓｂ，ｃｏｓａ，ｓｉｎｂ） 次に、合成重力方向ベクトルＣを正規化したベクトルＧ
を求める。すなわち、

【００３３】

【数１】 このようにして得られたＧを、重力方向ベクトルの３次
元データとする。

【００３４】次に、ＣＰＵ６７は、３次元変換テーブル
６９を参照して重力方向ベクトルの３次元データＧを、
２次元のグラフィック座標データに変換する（Ｓ３）。
この２次元のグラフィック座標データは、表示モニタ３
４の画面上での重力方向を示す矢印の座標を表す。

【００３５】次に、ＣＰＵ６７は、グラフィックメモリ
６８に内蔵されているグラフィックデータを参照するこ
とにより、重力方向マークの表示画像データを作成する
（Ｓ４）。

【００３６】この表示画像データは、グラフィックイン
タフェース７０およびＯＲ回路７１を介して、透視像と
共に表示モニタ３４へ転送される。その結果、表示モニ
タ３４の画面には、部位６１の透視像と一緒に重力方向
マークが表示される（Ｓ５）。

【００３７】図９、１０は、表示モニタ３４に表示され
る重力方向マークの一例を示す。重力方向マーク７５は
球を表現する緯度線７６および経度線７７と、球の中心
７９から発する重力方向を示す矢印７８とからなる。

【００３８】重力方向マーク７５は、上方向の重力を表
す場合には、図９に示すように球の下半分の緯度線、経
度線を省略し、下方向の重力を表す場合には、図１０に
示すように球の上半分のそれ等を省略する。

【００３９】このような重力方向マーク７５は、図１１
に示すように、表示モニタ３４の画面に患者の検査部位
６１の透視像と共に表示されるから、操作者１２は、表
示モニタ３４の画面だけで、部位６１内のバリウムの流
れを予測することができ、従って、バリウムの付着に関
して、何ら特別の経験や優れた勘を要しない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＸ線
診断装置は、表示モニタに患者の部位の透視像と一緒に
重力方向を表すマークを表示するようにしたので、表示
モニタの画面のみによって患者の検査部位の中のバリウ
ムの流れる方向を予測することができる。その結果、Ｘ
線診断装置を操作する医師やＸ線技師がバリウムを検査
部位に適切に付着させるために使う労力と、そのための
経験、能力の必要性が大幅に低減し、従って、検査時間
が短縮すると共に患者に対して無用の負担を掛けること
もなくなり、Ｘ線診断の能率ならびに質の向上に寄与す
ること極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線診断装置の基本構成を示す図
である。

【図２】本発明による重力方向表示システムの構成を示
す図である。

【図３】重力方向表示システムの原理を説明するための
図である。

【図４】重力方向表示システムの原理を説明するための
図である。

【図５】重力方向表示システムの原理を説明するための
図である。

【図６】重力方向表示システムの原理を説明するための
図である。

【図７】重力方向表示システムの原理を説明するための
図である。

【図８】ＣＰＵの動作を示すフローチャートである。

【図９】重力方向表示マークを示す図である。

【図１０】重力方向表示マークを示す図である。

【図１１】表示モニタの画面を示す図である。

【図１２】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 鉛ガラス ２ 患者 ３ 寝台 ４ Ｘ線発生部 ５ Ｘ線受像部 ６ Ｃアーム ７ Ｃレール ８ 搬送機 ９ レール １０ 表示モニタ １１ 操作台 １２ 操作者 ２０ Ｘ線管 ２１ Ｘ線絞り ２２ 患者 ２３ 寝台 ２４ スポット ２５ イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．） ２６ 光学系 ２７ テレビカメラ ２８ Ｘ線制御器 ２９ 制御器 ３０ 処理装置 ３２ 操作卓 ３４ 表示モニタ ４１ 寝台位置センサ ４２ カメラ位置センサ ４３ 重力方向計算部 ４４ 重力表示ボタン ５０ Ｘ線発射部 ５１ Ｘ線受像部 ６０ Ｘ線ビームの中心線 ６１ 患者の検査部位 ６２ Ｘ−Ｙ平面 ６３ Ｘ−Ｚ平面 ６５ Ｘ−Ｙ平面演算部 ６６ Ｘ−Ｚ平面演算部 ６７ ＣＰＵ ６８ グラフィックメモリ ６９ ３次元変換テーブル ７０ グラフィックインターフェース ７１ ＯＲ回路 ７５ 重力方向マーク ７６ 緯度線 ７７ 経度線 ７８ 矢印 Ａ Ｘ−Ｙ平面重力方向ベクトル Ｂ Ｘ−Ｚ平面重力方向ベクトル Ｃ 合成ベクトル Ｇ 重力方向ベクトルの３次元データ Ｓ１〜Ｓ５ フローチャートのステップ Ｘ，Ｙ，Ｚ ３次元空間の軸 ａ 起倒角度 ｂ 回転角 ｇ 重力の方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を寝載し立位から逆傾斜まで起倒
   可能な寝台と、前記被検体の任意の検査部位に対して任
   意の角度からＸ線を曝射するＸ線発生部と、このＸ線発
   生部と正対して設けられ被検体を透過したＸ線を検出し
   て映像信号に変換するＸ線受像部と、前記Ｘ線受像部に
   より検出されたＸ線透視像を表示する表示モニタと、前
   記寝台の起倒角度及び前記Ｘ線発生部より曝射されたＸ
   線の照射方向を検出する検出手段と、この検出結果によ
   り透視像における重力方向を演算する重力方向演算手段
   とを備え、この重力方向を前記表示モニタに透視像と一
   緒に必要に応じて表示させることを特徴とするＸ線診断
   装置。