| 【発明の名称】 |
Ｘ線診断装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】渡▲辺▼ 直人
【氏名】大石 悟
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| 【要約】 |
【課題】装置の角度付けに関わらず、常に検出器を被検者に適切に密着させることができること。
【解決手段】Ｘ線平面検出器１はＸ線発生部と対向配置されＸ線ビーム軸２によってアーム５２に保持され回転手段３により回転可能である。回転手段３内部のアクチエータ５は回転部３ａをＸ線軸を中心として軸回転させる。これにより、複合角度付けをした際でもＸ線平面検出器１を被検者に密着できる。また、Ｘ線平面検出器１を被検者の頭頂方向が常に撮影画像の上部となるよう回転できる。画像処理手段は、Ｘ線軸を中心とする軸回転方向に撮影画像を回転変換し、Ｘ線平面検出器が軸回転できない場合であっても、電気的に撮影画像を軸回転させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被検者に対してＸ線を曝射するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部と対向して配置され該Ｘ線発生部から曝射されたＸ線が被検体に吸収されることにより得られたＸ線分布を画像に変換するＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部及びＸ線検出器を所望の角度付けを可能として支持する支持部と、前記支持部と前記Ｘ線検出部の間に設けられ、前記Ｘ線検出部を前記Ｘ線発生部の焦点と該Ｘ線検出部を結ぶＸ線軸を中心として軸回転方向に回転可能に保持する回転手段とを備えることを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】 前記Ｘ線検出部は、複数の固体検出素子を有し前記Ｘ線発生部から曝射されたＸ線が被検者に吸収されることにより得られたＸ線分布を画像に変換するＸ線平面検出器であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】 前記回転手段により前記Ｘ線検出部の回転方法を選択するための切替手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のＸ線診断装置。
【請求項４】 前記回転手段は、前記Ｘ線検出部を手動操作により任意の角度に回転自在なことを特徴とする請求項１又は請求項２のＸ線診断装置。
【請求項５】 前記回転手段には、回転駆動源としてのアクチエータが設けられ、該アクチエータを電動制御して前記Ｘ線検出部を任意の角度に回転自在なことを特徴とする請求項１又は請求項２のＸ線診断装置。
【請求項６】 検診に必要な角度付けと前記Ｘ線検出部の回転角度を対応付けしたプリセットデータを予め記憶する記憶手段を備え、該プリセットデータに基づき所望する角度付けに対応して前記回転手段の回転角度を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２のＸ線診断装置。
【請求項７】 被検者に対してＸ線を曝射するＸ線発生部と、複数の固体検出素子を有し前記Ｘ線発生部から曝射されたＸ線が被検者に吸収されることにより得られたＸ線分布を画像に変換するＸ線平面検出器と、前記Ｘ線発生部及びＸ線検出器を所望の角度付けを可能として支持する支持部と、前記支持部と前記Ｘ線検出器の間に設けられ、前記Ｘ線検出器を回転可能に保持する回転手段とを備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項８】 前記回転手段は、前記Ｘ線平面検出器と支持部の交点を中心として、前記Ｘ線平面検出器を前記Ｘ線発生部の焦点とＸ線平面検出器を結ぶＸ線軸を中心とする軸回転、及び前記支持部と前記Ｘ線平面検出器同士間のなす角度を変える面回転を合成した方向に前記Ｘ線平面検出器を回転自在なことを特徴とする請求項７記載のＸ線診断装置。
【請求項９】 前記回転手段は、Ｘ線軸を中心とする軸回転方向に前記Ｘ線平面検出器を回転自在であり、前記Ｘ線平面検出器を被検者の特定の部位が常に撮影画像上で一定の方向となるよう回転自在なことを特徴とする請求項７記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】 前記Ｘ線平面検出器から出力された撮影画像を所定の画像処理により前記Ｘ線軸を中心とする軸回転方向に回転変換する画像処理手段を備えたことを特徴とする請求項７記載のＸ線診断装置。
【請求項１１】 前記画像処理手段は、前記回転変換時に併せて撮影画像に対するアフィン変換を実行処理することを特徴とする請求項１０記載のＸ線診断装置。
【請求項１２】 前記回転手段により前記支持部と前記Ｘ線平面検出器同士間のなす角度を変えるよう面回転した際に前記Ｘ線平面検出器から出力される撮影画像の画像の歪みを非線形変換で補正する画像処理手段を備えたことを特徴とする請求項８、請求項１０又は請求項１１のいずれかに記載のＸ線診断装置。
【請求項１３】 前記画像処理手段は、前記回転変換した撮影画像の領域と該撮影画像を表示する表示手段に設定された所定の表示領域との相対的な領域の大小に基づき、前記表示領域の拡大処理、若しくは前記撮影画像の縮小処理のいずれか一方若しくは双方を組み合わせて実行することを特徴とする請求項１０、請求項１１又は請求項１２のいずれかに記載のＸ線診断装置。
【請求項１４】 前記画像処理手段は、前記回転変換した撮影画像を縮小処理する際には縮小の度合いの指標を前記撮影画像とともに表示手段に表示することを特徴とする請求項１３記載のＸ線診断装置。
【請求項１５】 前記画像処理手段は、前記回転変換した撮影画像の領域と該撮影画像を表示する表示手段に設定された所定の表示領域との相対的な領域の大小に基づき、前記表示領域内で前記撮影画像を移動可能に表示処理することを特徴とする請求項１０、請求項１１又は請求項１２のいずれかに記載のＸ線診断装置。
【請求項１６】 前記回転手段により前記Ｘ線平面検出器を回転させた際に、前記表示手段の所定の表示領域内に表示される撮影画像のうち前記表示領域からはみ出した範囲に前記Ｘ線発生部のＸ線が前記被検者に曝射されないよう絞りを制御する絞り制御部を備えたことを特徴とする請求項１０、請求項１１又は請求項１２のいずれかに記載のＸ線診断装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、色々な角度から被検体内部の例えば血管構造等を観察するためのカテーテル検査やカテーテルを用いた治療を支援するためのＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４は、従来のＸ線診断装置である循環器用保持装置を示す斜視図である。図示の装置は、寝台５６を挟んでＸ線発生部５０とＸ線検出部５１がアーム５２の両端部に対向配置され固定保持されている。アーム５２の形状は大きく分けて、Ｃ型とＵ型が知られているが、三次元的ポジショニングの効率化（複合角度付け）の観点から、現在では図示のようなＣ型が主流になってきている。アーム５２はホルダ５３によって図中Ａ方向にスライド可能に保持されている。このホルダ５３は、ホルダ支柱部５４に主軸回転方向に回転可能（図中Ｂ方向）に保持されている。この支柱部５４は支柱回転方向に回転可能（図中Ｃ方向）に天井または床に取り付けられる。そして、図示のような天井吊りタイプのものは、天井にレールを設けて水平軸方向（図中Ｄ方向）の１方向または２方向に水平移動が可能となっている。
【０００３】Ｘ線検出部５１としては、イメージ・インテンシファイヤ（以下Ｉ．Ｉ．と称す）が用いられており、被検者を透過したＸ線情報を光学情報に変換し、この光学情報を光学レンズで集光してＴＶカメラ５５に取り込み、画像表示を行うようになっている。ＴＶカメラ５５には回転機構が組み込まれており、アーム５２の角度付けに応じてＴＶカメラ５５を機械的に回転し、被検者の表示像が常に一定の方向になるように制御している。このＸ線検出部５１は移動機構（不図示）により、上下動方向（図中Ｅ方向、Ｘ線発生部５０側及び反Ｘ線発生部側）に移動可能となっている。
【０００４】このようなＸ線診断装置を用いることにより、色々な角度から被検体内部の例えば血管のような構造を観察することができる。この際、医師が観察する画像上で患者がどちら向きであるかを常に把握できるように、被検体の任意の方向が常に画像上の上を向くようになっている。例えば循環器用のＸ線診断装置では患者の頭頂方向が常に画像の上部に位置するよう画像表示されている。このため、従来の上記のようなＸ線診断装置ではＩ．Ｉ．−ＴＶ系のＴＶカメラ５５を回転させることにより、例えば頭頂方向の画像が常に上を向くように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｉ．Ｉ．−ＴＶ系は、自重が重く大型であり循環器用保持装置が重くかつ大型化するため、これに代わる新たなＸ線検出部としてＩ．Ｉ．−ＴＶ系に比べて検出器が軽量でコンパクトなＸ線平面検出器が開発された。このＸ線平面検出器は、例えば主に電荷を形成する画素と、画素により形成された電荷を蓄積する電荷蓄積用ダイオードと、電荷読み出し用の電界効果トランジスタ（ＴＦＴ）とからなる複数のＸ線検出素子を２次元的に配列すると共に、各Ｘ線検出素子の前面に蛍光膜を設けることで構成されている。このようなＸ線平面検出器は、入射されたＸ線を蛍光膜で光に変換し、画素によりこの光の光量に対応する電荷を形成して電荷蓄積用ダイオードに蓄積する。そして、ＴＦＴを順次駆動して各電荷蓄積用ダイオードに蓄積された電荷を撮像信号として読み出す。これにより、Ｘ線像の取り込みが可能となる。
【０００６】ここで、透視撮影時、高画質像を得るためにＸ線検出部は被検者にできるだけ密着させるのが好ましい。Ｘ線検出部としてＩ．Ｉ．が用いられている場合、Ｉ．Ｉ．は略円筒形状をしており、被検者に密着させる面は円形であることから、保持装置の角度付けに応じて、どの円形部分を被検者へ当てがってもその密着性は変わらない。
【０００７】しかし、Ｘ線平面検出器は一般に矩形形状をしており、スライド／主軸回転等の複合角度付けをした場合、検出器の角部が被検者に突き刺さる方向に位置することがある。この場合、検出器を被検者に密着することができず、所望部位の像を効率よく得ることができない。また、安全性の観点からも望ましいことではない。
【０００８】上記のＸ線平面検出器は、Ｉ．Ｉ．−ＴＶ系のように構成要素の１つだけ、いわゆるＴＶカメラだけを回転させることができない。このため特願平１０−０３４９９９号公報に開示された装置は、Ｘ線平面検出器本体を回転させることにより、この問題を解決している。しかし実際には、特に患者と密接した撮影をしなければならない場合や、頭頂若しくは足元方向に深い角度付けを必要とする場合、患者の体が回転の邪魔となってしまい、このような動作だけでは上記の問題を解決できない。これに対し、特願平１０−１０２９７８号公報に開示された装置では、このような患者の体が邪魔になる問題を解決するために、Ｘ線平面検出器をＸ線と対向しないような動きをさせる機能をＸ線平面検出器と支持器の間に設け、患者の体が邪魔になる撮影を可能としている。しかし特願平１０−１０２９７８号の構成では、あくまで患者の体が邪魔して深い角度付けが出来ない問題を解決する機能を提供しているだけである。
【０００９】本発明は、上述の課題に鑑みてなされるものであり、装置の角度付けに関わらず、常に検出器を被検者に適切に密着させることができるようなＸ線診断装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＸ線診断装置は、上述の課題を解決するために、被検者に対してＸ線を曝射するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部と対向して配置され該Ｘ線発生部から曝射されたＸ線が被検体に吸収されることにより得られたＸ線分布を画像に変換するＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部及びＸ線検出器を所望の角度付けを可能として支持する支持部と、前記支持部と前記Ｘ線検出部の間に設けられ、前記Ｘ線検出部を前記Ｘ線発生部の焦点と該Ｘ線検出部を結ぶＸ線軸を中心として軸回転方向に回転可能に保持する回転手段を備えることを特徴とする。この構成によれば、回転手段はＸ線検出部を回転自在に保持するため、支持部で複合角度付けなどを行った際においてもＸ線検出部を被検者に適切に密着できる。
【００１１】請求項２記載のＸ線検出部は、複数の固体検出素子を有し前記Ｘ線発生部から曝射されたＸ線が被検者に吸収されることにより得られたＸ線分布を画像に変換するＸ線平面検出器で構成したことを特徴とする。この構成によれば、平面状のＸ線平面検出器を複合角度付けした際においても、このＸ線平面検出器を被検者に適切に密着できるようになる。
【００１２】請求項９記載の発明は、回転手段がＸ線軸を中心とする軸回転方向に前記Ｘ線平面検出器を回転自在であり、前記Ｘ線平面検出器を被検者の特定の部位が常に撮影画像上で一定の方向となるよう回転させることを特徴とする。この構成によれば、表示領域上での撮影画像が示す被検者の特定の部位を常に一方向に向けることができる。
【００１３】請求項１０記載の発明は、Ｘ線平面検出器から出力された撮影画像を所定の画像処理により前記Ｘ線軸を中心とする軸回転方向に回転変換する画像処理手段を備えたことを特徴とする。この構成によれば、複合角度付けによってＸ線平面検出器が軸回転できない場合であっても、電気的に撮影画像を軸回転させることができ、表示領域上での撮影画像が示す被検者の特定の部位を常に一方向に向けることができるようになる。また、Ｘ線検出器が支持部に固定されているＸ線診断装置であって表示領域上で撮影画像を回転させることができるようになる。
【００１４】請求項１３記載の発明による画像処理手段は、前記回転変換した撮影画像の領域と該撮影画像を表示する表示手段に設定された所定の表示領域との相対的な領域の大小に基づき、前記表示領域の拡大処理、若しくは前記撮影画像の縮小処理のいずれか一方若しくは双方を組み合わせて実行することを特徴とする。この構成によれば、撮影画像を電気的に回転変換しても表示領域から撮影画像がはみ出ることがなく撮影画像の全体を表示領域内に表示可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＸ線診断装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】「第１の実施の形態」まず、図１は、本発明の第１実施形態の要部である回転手段の部分を示す図である。Ｘ線診断装置の全体構成は、前述した図１３の構成と同様にＸ線発生部５０と、相対向するＸ線検出部５１とを有しており、その詳細な説明は省略する。図１（ａ）の外観図に示すように、この発明で用いるＸ線平面検出器１は前記Ｘ線検出部５１として配置されるものであり、Ｘ線ビーム軸２によりＸ線平面検出器１をＸ線軸（Ｘ線平面検出器とＸ線発生部５０の焦点を結ぶ軸線）を中心として回転（軸回転）可能である。すなわち、このＸ線ビーム軸２には回転手段３が設けられ、回転部３ａがＸ線平面検出器１側に固定され図中Ｆ方向に回転可能に保持している。
【００１７】図１（ｂ）は、回転手段３の内部構造を示す断面図である。この回転手段３は、大径ベアリング４で回転部３ａを保持している。また、動力系にはモータ等のアクチュエータ５が用いられ、回転角度固定保持用のクラッチ６を介して図示のスプロケット７、あるいはベルト等で回転部３ａの内周面に形成されたギヤ８に回転動力を伝達する構成となっている。また、回転部３ａの回転角度は、ギヤ８にスプロケット９を介して連結されたポテンショメータ１０により検出されるようになっている。
【００１８】また、回転手段３の他の構成例を図２の断面図に示す。図示のように、回転保持ベアリングおよび回転位置検出器を内蔵する中空型ダイレクトドライブモータ（以下Ｄ．Ｄ．モータと称す）１２を用いてもよい。なお、これらの構成において回転部３ａが回転することによりＸ線平面検出器１のケーブル１１の捻れ（及び断線）はスリップリング１３を用いて防ぐことができる。これにより、回転手段３部分でＸ線平面検出器１を軸回転させた場合に回転角度に制約が生じず自在な回転が可能となる。
【００１９】次に、図３は、Ｘ線平面検出器１の回転制御の手順を示すフローチャートである。Ｘ線平面検出器１の回転は次の３つのモード（モード１，２，３）でそれぞれ回転制御可能となっている。以下、各モード別に回転制御内容を説明する。
【００２０】「第１のモード」図１に示すように、Ｘ線平面検出器１の把手部１４には手動切替スイッチ１５が設けられている。手動切替スイッチ１５のＯＦＦ時はＸ線平面検出器１が回転しないようクラッチ６が回転部３ａを固定保持している。一方、手動切替スイッチ１５を操作しＯＮに切り替えることにより（ＳＰ１）、モータ５に接続されているクラッチ６を解除して手動でＸ線平面検出器１を軸回転できるようにする（ＳＴ１）。なお、Ｄ．Ｄ．モータ１２で構成した場合には、このＤ．Ｄ．モータ１２を無励磁状態とすれば回転可能となる。
【００２１】「第２のモード」近設スイッチまたは遠隔の電動スイッチ（不図示）が操作されることにより（ＳＰ２）、Ｘ線平面検出器１を軸回転できるようにする（ＳＴ１）。
【００２２】「第３のモード」装置の角度付け（ＳＰ３）に応じた必要回転量をプリセットデータとして予めシステムの記憶手段に記憶しておき（ＳＰ４）、この記憶手段のプリセットデータに基づき角度付けに応じた回転量を得てＸ線平面検出器１を自動的に軸回転させる（ＳＴ１）。
【００２３】このような第１〜第３のモードによりＸ線平面検出器１を回転制御することにより、表示像が回転しないように電子的に表示像を回転できるようになる。この表示像の回転は、Ｘ線平面検出器１の回転方向（Ｆ方向）の回転量を前記ポテンショメータ１０で検出し（ＳＴ２）、また、前述した循環器用保持装置のスライド（Ａ方向）／主軸回転（Ｂ方向）／支柱回転（Ｃ方向）の各軸の回転量を不図示のポテンショメータ等で検出し（ＳＴ３）、これらによりシステムが表示像の回転量を算出し（ＳＴ４）、被検者の表示方向が常に一定になるように表示像を軸回転させる（ＳＴ５）。
【００２４】尚、この例の場合３つのモードを設けたが、これは、いずれか１つのモードのみ設けるようにしてもよい。或いは、いずれか２つのモードを設け、これらを切り替えて使用するようにしてもよい。
【００２５】「第２の実施の形態」次に、図４は第２実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。この実施形態ではＸ線平面検出器１から出力された撮影画像を電気的に画像処理する画像処理手段２０を備えている。
【００２６】画像処理手段２０は、Ｘ線平面検出器１からアナログ情報として供給される撮影画像をディジタル化するＡ／Ｄ変換器２１と、撮影部２０の撮影条件を記憶する撮影条件用メモリ２２と、収集画像を記憶する画像用メモリ２３と、撮影画像をアナログ化して画像表示部２５に表示出力するＤ／Ａ変換器２４、画像を拡大、縮小、回転等アフィン変換を施すアフィン変換部２６、撮影画像を観察しやすいように濃度変換する濃度変換部２７、目的の形状を見易くするエッジ強調部２８、画像の歪みを補正する非線形変換部２９、Ｘ線平面検出器１を回転自在に保持する前記回転手段３、Ｘ線平面検出器１の回転を制御する回転制御部３０とを有している。
【００２７】撮影条件検出部３１は、撮影条件用メモリ２２に、患者名、患者ＩＤ、撮影日時、撮影角度、検出器の回転角度、撮影モード（検出器の視野の大きさ）、管電圧、管電流、パルス幅等の撮影条件を記憶する。
【００２８】アーム５２は、前述したようにスライド回転（Ａ方向）と主軸回転（Ｂ方向）のどちらか、若しくはその両方を合成した複合角度付けが可能で、被検者の血管などを見易い任意の方向から撮影を行う。
【００２９】このアーム５２には前述したＸ線ビーム軸２が設けられ、回転手段３を介してＸ線平面検出器１を回転自在に保持している。ここで回転手段３は、前述したように、Ｘ線平面検出器１をＸ線発生部５０の焦点とＸ線平面検出器１を結ぶＸ線軸を中心として軸回転させる。また、不図示であるが、Ｘ線ビーム軸２は、Ｘ線Ｘ線平面検出器１とアーム５２の交点を中心として、アーム５２とＸ線平面検出器１同士間のなす角度を変える方向に回転（面回転と称す）させる機能を有している。
【００３０】ここで、Ｘ線平面検出器１の軸回転の角度が仮に固定の場合、常に撮影画像上の上方向が被検者の一方向を向くことにはならない。例えば図５の斜視図に示す如く、寝台５６に対しアーム５２が横入れで設置され、被検者の頭が常に画像上で上方向を向いている状態を考察する。
【００３１】被検者の真正面から撮影している場合（Ｘ線平面検出器１が被検者の真上ある場合）、図６に示すように主軸回転の回転軸から見て左側が被検者の頭方向を向いている。しかし、もし被検者の右方向４５度、頭頂方向４５度の合成角度から観察できるように角度付けをしてアーム５２を軸回転させると、被検者の頭頂方向を向いているのは、図７に示すように主軸回転の回転軸から見て左向こう側となる。この場合、被検者の頭頂方向が常に撮影画像の上方向を向いているためには、アーム５２が主軸回転の回転軸から見て左向こう側に軸回転しなければならない。しかし被検者とＸ線平面検出器１との距離によっては、アーム５２が同方向に軸回転できない場合が生じる。
【００３２】このような場合には、Ｘ線平面検出器１を面回転させることにより被検者への接触を避け、且つ目的の方向に回転できる（被検者の頭頂方向が撮影画像の上方向を向く）ようになる。但し、このような面回転を行うと、場所によって拡大率が変わってくるので、画像に歪みが発生する。例えば、Ｘ線平面検出器１が回転する箇所に多数の正方格子からなるファントムを設置した場合には、正方格子ファントム３５は図８（ａ）に示すように歪んでしまう。これは本来図８（ｂ）に示すように正方格子が観察されなければならない。このような場合には、撮影画像は、前記非線形変換部２９にてアイソセンターを通り、Ｘ線発生部５０と対向する面の拡大率が一定になるように補正する。
【００３３】次に、上記第２実施形態の構成における検査処理の流れを説明する。まず検査者がアーム５２を操作して、被検者の目的の部位を観察しやすい任意の方向を決定する。決定された角度は撮影条件検出部３１に出力される。回転制御部３０は、撮影条件検出部３１から読み込んだ撮影角度を設定することによって、撮影画像上部と被検者の任意の方向（例えば場合頭頂方向）が相違することとなる場合にはその変化角度（差分の角度）を検出し、その変化分だけ回転手段３を回転制御させる。回転制御部３０は、Ｘ線平面検出器１を上記変化分だけ軸回転させるが、被検者とＸ線平面検出器１の距離の関係で軸回転できない場合など、回転手段３に対して所定の力が検出されると（例えば被検者と接触した際の負荷検知を受けて）回転制御を中止処理する。そして回転制御部３０は、所望する角度に回軸転ができなかった旨を図示しない状態表示部（あるいは画像表示部２５）などに表示出力し検査者に伝える。
【００３４】この後、検査者によりＸ線平面検出器１を手動操作で適切に面回転させることにより、再び回転制御部３０は回転手段３に対し前記変化分に達するまで同様に回転制御を実行し、回転手段３が目的の角度に達すれば回転が終了したことを状態表示部に表示出力する。この回転終了後、なるべくＸ線平面検出器１とＸ線発生部５０が正対するように、再度Ｘ線平面検出器１を面回転させても良い。
【００３５】このように観察角度とＸ線平面検出器１の角度付けが設定された後、予め設定しておいたＸ線条件で撮影を実行する。撮影画像はアナログ信号としてＸ線平面検出器１から取り出され、Ａ／Ｄ変換器２１にてディジタル信号に変換される。変換されたディジタル信号は、非線形変換部２９にて歪みを補正された後、いったんハードディスクやＲＡＩＤからなる画像用メモリ２３に記憶される。歪みは、撮影条件用メモリ２２から得られるＸ線平面検出器１の回転角度を元に決定され、補正される。補正像は必要によってアフィン変換部２６によるアフィン変換や、エッジ強調部２８によるエッジ強調変換、濃度変換部２７による濃度（濃淡階調）変換等が実行された上でＤ／Ａ変換器２４にてアナログ信号化された後、画像表示部２５に表示される。
【００３６】なお、上述の第２の実施形態で説明した回転制御部３０は、Ｘ線平面検出器１が軸方向に回転できない場合、手動操作で面回転させる構成であった。しかしながら、面回転を電気的に行える機構を付加することにより、撮影角度等の情報に基づいて、撮影画像上部と被検者の任意の方向（例えば頭頂方向）の変化角度を検出して前記軸回転及び面回転をいずれも電気的に制御することもできる。
【００３７】「第３の実施の形態」次に、図９は、第３実施形態のＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。同図において前述してある構成は同一の符号を附して説明を省略している。この実施形態では絞り制御部３３が新たに設けられている（詳細は後述する）。
【００３８】このような構成による検査処理の流れを説明する。まず、検査者がアーム５２を操作して、目的の部位を観察しやすい任意の方向を決定する。決定された角度は撮影条件検出部３１に出力され、回転制御部３０は、撮影条件検出部３１から読み込んだ撮影角度に基づき回転手段３を回転制御するが、この回転によって撮影画像上部と被検者の任意の方向（この場合頭頂方向）が変わる場合には、その変化角度を検出し、その変化分だけ回転手段３を回転制御する。回転制御部３０は、Ｘ線平面検出器１を変化分、軸回転させるが、もし被検者とＸ線平面検出器１の距離の関係で回転できない場合など、回転手段３に所定の負荷が加わると（例えば被検者と接触すると）回転制御を中止する。この際、回転制御部３０は適切な回転ができなかったことを状態表示部（不図示）に表示し操作者に適切な回転ができなかったことを伝える。
【００３９】このように直接、Ｘ線平面検出器１を回転できない場合における画像の回転は、画像処理により電気的に回転させる。この際、操作者の操作によって回転制御部３０は撮影条件用メモリ２２に画像処理によって回転させる際の角度θを記憶させる。この際、回転角によって表示領域に表示できる範囲が狭まることとなる。したがって、表示領域からはみ出る領域の部位が診断に必要な情報でないと判断した場合、その表示領域からはみ出した範囲にＸ線が曝射されないように、絞り制御部３３による絞り制御を実行させる。一方、表示領域からはみ出した部位に必要な情報がある場合は、その部位への曝射を絞らない。このように、絞り制御部３３による絞り制御を実行するか否かは、検査者が図示しないスイッチにて選択設定するようになっている。
【００４０】そして、予め設定しておいたＸ線条件で撮影を行う。撮影画像はアナログ信号としてＸ線平面検出器１から取り出され、Ａ／Ｄ変換器２１にてディジタル信号に変換される。変換されたディジタル信号は、いったんハードディスクやＲＡＩＤなどで構成される画像用メモリ２３に記憶される。撮影画像にはアフィン変換２６が施された後、必要によってエッジ強調部２８によるエッジ強調変換や、濃度変換部２７による濃度変換等を行った上で、Ｄ／Ａ変換器２４でアナログ信号に変換された後、画像表示部２５に表示出力される。上記アフィン変換は一般的には下記式（１）のように変換される。
【００４１】
【数１】
ここで（ｘ，ｙ）、（Ｘ，Ｙ）がそれぞれ変換前後の座標系、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが拡大、縮小、回転を行う変換係数、Ｅ，Ｆが平行移動を行う変換係数である。しかし本実施形態では、常に角度θの回転が必要であるので、下記式（２）のようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの代わりにＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を用いて変換される。
【００４２】
【数２】
また画像表示部２５では、規定の表示領域４０に規定の大きさで画像を表示しようとした場合において、撮影画像を上記のように画像処理して角度θだけ回転させると、図１０に示すように撮影画像４１の一部に表示領域４０からはみ出す部位４１ａが発生する（図中斜線部）。この際、前述した絞り制御部３３により、この部位４１ａにＸ線が曝射されないよう絞りを動作させ、Ｘ線が曝射されいる部位のみ、規定の大きさで規定の表示領域４０内に撮影画像４１を表示させる。
【００４３】一方この部位４１ａに必要な情報がある場合は、その部位への曝射を行う。そして、アフィン変換部２６にて画像を縮小して規定の表示領域４０内に表示するか、規定の表示領域４０を広げて撮影画像４１全体を表示制御する。
【００４４】図１１は、上記絞り制御部３３によって被検者に対するＸ線の曝射領域を可変するコリメータを示す図である。図１１（ａ）に示すコリメータ３７は、複数のコリメータ片３７ａがそれぞれＸ線軸を中心として放射方向に移動可能な構成である。図示の例では計８個のコリメータ片３７ａが設けられている。そして、Ｘ線平面検出器１が図１０記載のような軸回転（θ＝４５度）を行った場合に、絞り制御部３３は、各コリメータ片３７ａを移動制御して表示領域４０と撮影画像４１が重なった領域のみ（図示の如く８角形の）Ｘ線の曝射領域となるように絞る。これにより、前記はみ出した部位４１ａ部分のＸ線が被検者に曝射されることを防止できる。また、Ｘ線軸の中心に対する各コリメータ片３７ａの角度が可変自在とすることにより、Ｘ線平面検出器１の軸回転の角度θに対応して各コリメータ片３７ａの角度を可変させることができる。
【００４５】また、図１１（ｂ）に示すコリメータ３８は、それぞれ四角形状のコリメータ片３８ａ，３８ｂからなる。このコリメータ片３８ａ，３８ｂは、互いが重なった領域のみＸ線の曝射領域となっている。そして、絞り制御部３３は、一方のコリメータ片３８ａは表示領域４０の角度（通常は固定）に連動して回転し、他方のコリメータ片３８ｂは撮影画像４１の角度、即ちＸ線平面検出器１の軸回転角度θに連動して回転制御する。従って図示の如く、各コリメータ片３８ａ，３８ｂを回転制御することにより、表示領域４０と撮影画像４１が重なった領域のみ（図示の如く８角形の）Ｘ線の曝射領域を形成することができ、前記はみ出した部位４１ａ部分のＸ線が被検者に曝射されることを防止できる。
【００４６】ところで、撮影画像４１を上記のように縮小処理した場合、縮小の度合いが容易に判るように図１２（ａ）の如く表示領域４０上に縮小率の指標として文字、数値表記４３などで同時に表示する。若しくは、図１２（ｂ）に示すように縮小率の指標を基準となる長さを示すスケールバー４４などで同時に表示する。このスケールバー４４は縮小率に対応して同時に長さが変更されることになる。また、これらのような画像縮小や表示領域の拡大を施さずとも、表示領域４０上にスクロールバー（不図示）を表示することにより表示領域４０上からはみ出した部位が見えるよう画像そのものを移動できるよう構成することもできる。
【００４７】上記第３実施形態で説明した構成は、Ｘ線平面検出器１が回転可能な限度位置まで回転手段３により機械的に軸回転させ、回転できない範囲は画像処理にて回転させる構成である。しかしながら、このような電気的な画像処理で撮影画像を回転させる構成は、上記回転手段３（及び回転制御部３０）を有しない構成の装置（図１３に記載）に適用することもできる。これにより、Ｘ線平面検出器１がアーム５２に直接固定されたような構成であっても画像処理だけで回転させることができるようになる。
【００４８】最後に、上述の各実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、各実施の形態に限定されることはなく、各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば種々の変更が可能であることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、回転手段によってＸ線検出部が回転可能に構成されているため、角度付けを行った場合であっても平面状のＸ線検出部を被検者に密着させることが可能となる。また、表示領域上での撮影画像の角度を可変出来るため、所望する部位の撮影画像を効率的に収集および表示できるようになる。さらに、表示領域上での撮影画像が示す被検者の特定の部位を常に一方向に向けることもできるようになる。
【００５０】また、画像処理手段は、Ｘ線平面検出器から出力された撮影画像を所定の画像処理によりＸ線軸を中心とする軸回転方向に回転変換する構成であり、複合角度付けによってＸ線平面検出器が軸回転できない場合であっても、電気的に撮影画像を軸回転させることができ、表示領域上での撮影画像が示す被検者の特定の部位を常に一方向に向けることができるようになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成１１年１月１１日（１９９９．１．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外７名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２０１９０９（Ｐ２０００−２０１９０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月２５日（２０００．７．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４４２３ |
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