移动型X射线装置

1.一种移动型X射线装置，其特征在于，
具备：
X射线源，其对被检体照射X射线；
X射线平面检测器，其具有检测所述被检体的透射X射线的X射线入射面；
支持部，其将所述X射线源和所述X射线平面检测器相对配置并连接支持；
角度输入部，其输入使所述X射线平面检测器在包含所述X射线入射面的面内旋转的旋转角度；
检测器旋转部，其按照输入的所述旋转角度旋转移动所述X射线平面检测器；
图像生成部，其基于检测出的所述透射X射线，生成所述被检体的图像；
显示部，其显示所述图像；
图像旋转部，其根据所述X射线平面检测器的实际旋转角度量，对显示的所述图像进行旋转处理；以及
还具备外框显示部，其在所述旋转处理后的所述图像上重叠显示所述显示的所述旋转处理前的所述图像的外框。
2.根据权利要求1所述的移动型X射线装置，其特征在于，
还具备指导显示部，其在显示的所述图像上重叠显示表示旋转角度的指导图像。
3.根据权利要求1所述的移动型X射线装置，其特征在于，
所述图像生成部生成基于对所述被检体进行透视摄影而得的运动图像的静止图像，作为所述图像。

移动型X射线装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及移动型X射线装置，尤其涉及以FPD为代表的具有矩形的X射线入射面的X射线检测器的对位技术。\n背景技术\n[0002] 近年，X射线图像诊断装置从在X射线检测器中使用图像增强器（image intensifier：以下简称“I.I.”）的类型逐渐向使用平面检测器（flat panel detector：以下简称为“FPD”）的类型转移。其理由是FPD与I.I.相比可以减轻外观的压迫感，并且由于动态范围宽、没有失真，所以能够取得良好的画质。\n[0003] 移动型X射线装置中，I.I.类型目前为主流，但是FPD类型正在不断被投入市场。\n预想到今后还会逐渐向FPD类型的转移，必须致力于解决移动型X射线装置中的FPD类型引起的技术问题。\n[0004] 在移动型X射线装置中，在对被检体的关心部位插入相对支持X射线装置和X射线检测器的C臂（以不与被检体以及载置被检体的寝台干扰的方式，相对于关心部位对C臂进行定位）的情况下，关心部位或操作方式是多种多样的，因此，操作员的站立位置、周边设备的配置等的变化是多种多样的。要求与这样各种变化对应的移动型X射线装置的安装位置或C臂的插入方向。即，很多情况下产生C臂必须从不干扰操作员或周边设备的位置/方向插入这样的制约。作为由于插入方向引起的问题，有在显示装置上显示的图像、即关心部位的方向变得不固定。\n[0005] 操作员观看在显示装置上显示的图像来诊断，因此，为了避免误诊，容易识别关心部位，在显示装置上显示的X射线图像内需要始终以相同方向（例如使被检体的体轴方向与显示的纵方向一致，并且将头侧设为显示的上方的朝向）来显示关心部位，或者需要以希望的方向来显示。\n[0006] 但是，C臂的插入方向每次不同，由C臂支持的X射线检测器（X射线入射面）的关心部位或以体轴方向为基准的朝向每次也不同，因此，为了使关系部位始终为相同方向那样来显示，需要对关心部位的倾斜进行修正。\n[0007] 作为与此对应的提案，例如在专利文献1中公开了在I.I.类型的X射线诊断装置中，TV摄像机或TV偏转线圈这样的影像系统的机械旋转修正技术。另外，在专利文献2中公开了使FPD旋转来确保适当的有效视野，同时使显示被检体图像的显示器本身旋转，使被检体的方向与希望的方向一致的技术。\n[0008] 现有技术文献\n[0009] 专利文献\n[0010] 专利文献1：日本特开平9-298687号公报\n[0011] 专利文献2：日本特许第4508326号公报\n发明内容\n[0012] 发明要解决的课题\n[0013] 在FPD类型的X射线图像诊断装置中，由于没有影像变换系统的可机械旋转的部分，因此无法将专利文献1公开的技术应用于移动型X射线装置。另外，当想要代替影像变换系统，通过图像处理来产生同样的效果时，I.I.那样的圆形图像中，无论向哪个方向旋转，若在圆的中心旋转，则显示装置的显示区域固定而不改变，但是矩形图像的简单旋转会产生超出显示区域的部分。为此，也存在对矩形的FPD的X射线入射面的一部分进行圆形显示的方法，但是产生无法有效利用FPD的X射线入射面的全体的问题。另一方面，为了不使图像全体从显示区域超出，也可以用相似形来缩小，但是存在关心部位显示得小而成为操作员难以看到的图像的问题。\n[0014] 另外，一般在被检体的周围配置有点滴管或各种监视器等周边装置。在专利文献2中，当进行试拍摄后进行定位的再调整时，伴随FPD旋转而使显示器旋转，因此存在操作者需要确认FPD以及显示器的双方是否与周边装置干扰的问题。\n[0015] 本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于提供一种移动型X射线装置，其能够在X射线平面检测器的旋转过程中，在注视X射线平面检测器的同时进行旋转位置的定位。\n[0016] 用于解决课题的手段\n[0017] 为了解决上述课题，本发明的移动型X射线装置的特征在于，具备：X射线源，其对被检体照射X射线；X射线平面检测器，其具有检测所述被检体的透射X射线的X射线入射面；支持部，其将所述X射线源和所述X射线平面检测器相对配置并连接支持；角度输入部，其输入使所述X射线平面检测器在包含所述X射线入射面的面内旋转的旋转角度；检测器旋转部，其按照输入的所述旋转角度旋转移动所述X射线平面检测器；图像生成部，其基于检测出的所述透射X射线，生成所述被检体的图像；显示部，其显示所述图像；以及图像旋转部，其根据所述X射线平面检测器的旋转移动量，对显示的所述图像进行旋转处理。\n[0018] 发明的效果\n[0019] 根据本发明，在输入旋转角度后X射线平面检测器旋转，但是此时仅以与X射线平面检测器的旋转移动量相同角度显示的图像旋转，显示器本身不旋转。因此，可以提供一种移动型X射线装置，其可以在X射线平面检测器的旋转过程中在注视X射线平面检测器的同时确认是否与周边装置干扰，并且进行旋转位置的定位。\n附图说明\n[0020] 图1是表示本实施方式的移动型X射线装置1的概要结构的框图。\n[0021] 图2是表示本实施方式的移动型X射线装置1具备的图像处理部的结构的框图。\n[0022] 图3是表示本实施方式的移动型X射线装置1的装置配置例的说明图。\n[0023] 图4是表示本实施方式的移动型X射线装置1的装置配置处理的流程的流程图。\n[0024] 图5是表示LIH图像的旋转处理的说明图，（a）表示LIH图像的初始显示状态，（b）表示LIH图像的旋转处理时的状态，（c）表示正式摄影时的X射线图像的状态。\n[0025] 图6是表示重叠显示了LIH图像的初始显示时的外框的状态的说明图。\n[0026] 图7是表示在初始显示时的LIH图像上重叠显示了表示旋转角度的指导图像的状态的说明图。\n具体实施方式\n[0027] 以下，使用附图说明本发明的实施方式。此外，对于全部附图中相同的结构要素赋予相同的符号，省略重复的说明。\n[0028] 首先，根据图1说明本发明的移动型X射线装置的概要结构。图1是表示本实施方式的移动型X射线装置1的概要结构的框图。\n[0029] 如图1所示，移动型X射线装置1大体具备：具有X射线源50以及X射线平面检测器60的移动型X射线支持装置2；具有图像处理部80以及显示部91、92的移动型图像处理装置3。移动型X射线支持装置2和移动型图像处理装置3以分体方式构成，通过有线或无线方式电连接。在本实施方式中，以包含移动型X射线支持装置2、与其分体构成的移动型图像处理装置3的移动型X射线装置1为例进行说明，但是也可以是在移动型X射线支持装置2中一体地具备图像显示装置的移动型X射线装置。\n[0030] 移动型X射线支持装置2具备：具有车轮的行驶部10；设置在该行驶部10上，具备控制移动型X射线装置1的X射线照射和X射线平面检测器60的图像信号的输出处理的控制部21以及接受操作者的输入操作的操作部30的主体部20；能够相对于主体部20旋转地被支持，将包含X射线管的X射线源50和X射线平面检测器60相对配置并进行连接支持的C臂40。\n[0031] 行驶部10搭载主体部20、C臂40、X射线源50以及X射线检测部60来行驶。\n[0032] X射线平面检测器60在本实施方式中由具有矩形的X射线入射面的FPD构成，但是只要起到本发明的作用效果则不限定于FPD。另外，X射线入射面的形状除了矩形以外也可以是正方形。\n[0033] X射线平面检测器60经由能够相对于C臂40旋转地进行支持的旋转机构部61与C臂40连接。旋转机构部61中具备检测旋转机构部61在旋转面内的旋转角度的角度传感器62。\n[0034] 主体部20的操作部30中具备：未图示的X射线照射开关、输入X射线平面检测器\n60的旋转角度的装置，例如拨盘式的角度输入按钮31。\n[0035] 主体部20还具备旋转控制部63，其接收表示从角度输入按钮31输入的旋转角度的输入信号，对旋转机构部61输出用于使其以与该输入信号一致的旋转角度旋转移动的指示信号。角度输入按钮31例如是在拨盘式的开关或触摸面板上由操作员的手指勾勒输入旋转角度的装置等、由操作员直接输入X射线平面检测器的旋转角度的装置。在此所说的“直接”，例如表示将后述的经由末帧影像冻结（last image hold：以下简称为“LIH”）图像的旋转移动来输入X射线平面检测器60的旋转角度那样，经由与X射线平面检测器60不同的结构要素的旋转角度输入X射线平面检测器的旋转角度这样的“间接的”输入装置除外。\n[0036] 移动型图像处理装置3具备：基于与X射线平面检测器60检测出的被检体的透射X射线的强度对应的电信号，生成由静止图像、运动图像构成的被检体的X射线图像或者进行图像的旋转处理的图像处理部80；显示由图像处理部80生成的被检体的X射线图像的两个显示部91、92。\n[0037] 显示部91、92具备横长的矩形的图像显示区域，被固定在移动型图像处理装置3上。\n[0038] 接着，基于图2说明图像处理部80的结构。图2是表示本实施方式的移动型X射线装置1具备的图像处理部的结构的框图。\n[0039] 图像处理部80具备根据基于由X射线平面检测器60检测出的透射X射线的图像信号，生成X射线图像的图像生成部81。图像处理部80具备：基于被检体的透射X射线生成由静止图像、运动图像构成的被检体的图像的图像生成部81；记录由图像生成部81生成的图像的图像存储部82；根据X射线平面检测器60的旋转移动量（与旋转角度相当），对显示部91、92上显示的图像进行旋转处理的图像旋转部83；存储旋转处理前的图像的外框的像素位置的坐标，在旋转处理后的图像上重叠显示的外框显示部84；在显示的图像上重叠显示表示旋转角度的指导图像的指导显示部85。在以下的说明中，以图像生成部81使用对被检体进行透视摄影而得到的运动图像的最终图像（末帧影像冻结图像，以下简称为“LIH图像”）生成静止图像，在显示部91或92上显示该LIH图像，以与X射线平面检测器60的旋转移动量同等的角度旋转LIH图像的情况为例来说明，但是，与X射线平面检测器60的旋转联动地旋转的不限于LIH图像，可以是通过透视而得到的运动图像，也可以是通过摄影而得到的静止图像。\n[0040] 旋转控制部63当检测出在显示部91或92上正在显示LIH图像时，向图像旋转部\n83输出以角度传感器62检测出的X射线平面检测器60的实际旋转角度量对显示中的LIH图像进行旋转处理的指示信号。另外，旋转控制部63在LIH图像未显示在显示部91或92上（未检测出被显示）的情况下，即使角度传感器62检测出X射线平面检测器60的实际旋转角度，也不对图像旋转部83输出上述指示信号。\n[0041] 在以下的说明中，举例说明了相对于关心部位的体轴方向，使X射线平面检测器\n60的X射线入射面为横长地进行定位，在显示部91的横长的矩形的图像显示区域中使矩形的X射线图像横长地显示的情况。在这种情况下，对X射线平面检测器60进行定位，以便能够拍摄到以下X射线图像（以下称为“正像”），即X射线图像中拍摄到的关心部位的体轴方向沿着图像显示区域的纵方向，关心部位的头侧成为图像显示区域的上方。\n[0042] 接着，使用图3至图7说明本实施方式的移动型X射线装置1的装置配置。图3是表示本实施方式的移动型X射线装置1的装置配置例的说明图。图4是表示本实施方式的移动型X射线装置1的装置配置处理的流程的流程图。图5是表示LIH图像的旋转处理的说明图，（a）表示LIH图像的初始显示状态，（b）表示LIH图像的旋转处理时的状态，（c）表示正式摄影时的X射线图像的状态。图6是表示将LIH图像的初始显示时的外框进行重叠显示的状态的说明图。图7是表示在初始显示时的LIH图像上重叠显示表示旋转角度的指导图像的状态的说明图。以下，按照图4的各步骤进行说明。\n[0043] （步骤S1）\n[0044] 首先，将移动型X射线装置1从装置保管室移动到手术室，向适合于操作的位置进行配置。本实施方式的移动型X射线装置1以分体方式构成了移动型X射线支持装置2以及移动型图像处理装置3，因此，将它们分别配置在适当的场所（S1）。在图3中，将在寝台\n101上载置的被检体100的关心部位设为右脚，使移动型X射线支持装置2位于被检体100的脚部附近，使移动型图像处理装置3位于被检体100的左侧附近。然后，操作员200位于寝台101周围。一般移动型X射线支持装置2配置成X射线源50位于被检体100的下侧，X射线平面检测器60位于被检体100的上侧。\n[0045] （步骤S2）\n[0046] 操作员操作角度输入按钮31，输入包含X射线平面检测器60的X射线入射面的面内的旋转移动的旋转角度（S2）。旋转控制部63将指示与由角度输入按钮31输入的旋转角度对应的旋转移动的指示信号输出到旋转机构部61。旋转机构部61根据该指示信号进行旋转，旋转机构部61使X射线平面检测器60旋转。在旋转过程中，操作员注视X射线平面检测器60是否与周边装置干扰。角度传感器62检测X射线平面检测器60的旋转角度，将检测信号发送到旋转控制部63。但是，在本步骤中旋转控制部63检测出在显示部91中未显示LIH图像，不特别进行使用该检测信号的处理。\n[0047] （步骤S3）\n[0048] 接着，为了确认X射线平面检测器60是否处于适当的位置，进行一次X射线透视（进行试拍摄）来确认当前位置（S3）。在进行X射线透视期间，图像生成部81从X射线平面检测器60接收图像信号，生成X射线图像（透视像）。该X射线图像在显示部91上实时显示。当停止X射线透视时，图像生成部81基于透视像，特别是最后帧的图像，生成由静止图像构成的LIH图像，显示在显示部91上，并且存储在图像存储部82中。\n[0049] （步骤S4）\n[0050] 操作员确认LIH图像，判断X射线平面检测器60是否位于得到希望的X射线图像的位置（S4）。在步骤S2中的X射线平面检测器60的定位的精度高，在LIH图像中作为正像而拍摄到关心部位的情况下，前进到步骤S7。在LIH图像中关心部位未作为正像被拍摄到的情况下，例如关心部位的体轴方向相对于横长的X射线图像的纵轴倾斜的情况下，或者关心部位的头侧朝向图像显示区域的下方的情况下，前进到步骤S5。例如，图5的（a）的LIH图像93相对于图像显示区域的纵轴倾斜角度-θ，未作为正像被拍摄到。图5的（a）的外框fr1以横长的状态收纳在显示部91的横长的画面中。\n[0051] （步骤S5）\n[0052] 操作员再次操作角度输入按钮31，输入X射线平面检测器60的旋转角度（S5）。\n[0053] （步骤S6）\n[0054] 旋转控制部63将指示与由角度输入按钮31输入的旋转角度对应的旋转移动的指示信号输出到旋转机构部61。旋转机构部61根据该指示信号使X射线平面检测器60旋转。在旋转过程中，操作员注视X射线平面检测器60是否与周边装置干扰。\n[0055] 当X射线平面检测器60旋转时，角度传感器62检测X射线平面检测器60的旋转角度，将表示该旋转角度的信号发送到旋转控制部63。旋转控制部63判断出在显示部91中显示了LIH图像，将以与该检测信号表示的旋转角度相同的角度对显示中的LIH图像进行旋转处理的指示信号发送到图像旋转部83。图像旋转部83从图像存储部82读出LIH图像93，基于接收到的表示旋转角度的信号，以与X射线平面检测器60的旋转角度相同的旋转角度实时地旋转LIH图像93并进行更新显示（S6）。使用图5的（b）来说明该旋转操作。\n图5的（b）是使关心部位的体轴方向沿着显示部91的纵方向（图5的箭头A），并且关心部位的头方向成为显示部91的上方向（箭头A所朝的方向）那样旋转图5的（a）的LIH图像\n93后的图像。图5的（b）将图5的（a）的LIH图像93旋转了角度θ，因此，LIH图像93的外框fr2相对于显示部91的横长的矩形的画面倾斜显示。操作员返回步骤S4，再确认旋转移动后的LIH图像93，判断关心部位是否位于希望的位置。若需要进一步旋转，则重复角度输入按钮31的再操作（S5）和LIH图像的再确认（S6）。\n[0056] 此外，在本实施方式中，基于表示角度传感器62检测出的旋转角度的信号，图像旋转部83对LIH图像进行旋转处理，由此，更高精度地反映以实际的X射线平面检测器60的初始位置为基准的旋转角度来使LIH图像旋转，但是不具备角度传感器62的结构也可以作为本发明的实施方式。例如使用步进电机及其控制驱动器那样能够检测旋转角度的驱动装置构成旋转机构部61，旋转控制部63将从角度输入按钮31得到的表示旋转角度的信号输出到旋转机构部61。然后，旋转机构部61使X射线平面检测器60旋转。进而，旋转机构部61将表示实际旋转角度的信号输出到图像旋转部83，可以由图像旋转部83对LIH图像进行旋转处理。在这种情况下，LIH图像以与X射线平面检测器60的旋转角度量同等的角度旋转。\n[0057] （步骤S7）\n[0058] 当进行X射线透视（正式摄影）时，显示在关心部位的希望的位置和方向（在本发明中，在横长的矩形的X射线图像中，关心部位的体轴方向沿着纵方向，并且关心部位的头方向为上方向）拍摄的X射线图像（S7）。在图5的（c）的例子中，在矩形的横长的X射线图像中显示了关心部位的体轴方向沿着显示部91的矩形的横长画面的纵方向，关心部位的头方向被配置为X射线图像的上方向的透视图像94。\n[0059] 根据本实施方式，在进行移动型X射线支持装置2的定位后，经由角度输入按钮31在目视X射线平面检测器60的同时进行旋转操作，由此，可以进行注视使得与配置在被检体100的周围的医疗设备不干扰地进行X射线平面检测器60的定位。而且，可以确认LIH图像，验证是否恰当地进行了X射线平面检测器60的定位。万一未充分进行定位时，可以通过再操作角度输入按钮31进行X射线平面检测器60的位置的微调，并且可以通过使LIH图像旋转来确认在旋转移动中是否得到了希望的图像。\n[0060] 作为其它实施方式，图像处理部80内的外框显示部84存储了LIH图像的初始显示时（相当于图5的（a））的外框fr1的坐标，如图6所示，可以将与初始显示时（相当于图5的（a））的外框fr1相同位置的外框95与旋转移动后的LIH图像（相当于图5的（b））重叠显示。由此，即使不进行再次的X射线透视，也可以简易地掌握旋转修正后的关心部位显示范围，可以有助于判断是否需要进行关心部位的再定位。\n[0061] 而且，图像处理部80内的指导显示部85如图7所示，可以进行LIH图像93的初始显示（相当于图5的（a））、或者在旋转处理后的图像（相当于图5的（b））上重叠显示成为旋转角度的目标的指导图像96。由此，在LIH图像的确认时容易掌握随后旋转多大程度即可。\n[0062] 另外，在本实施方式中，在操作部30的附近配置了角度输入按钮31，但是也可以配备在C臂40上，也可以将角度输入按钮31作为与主体部20分离的遥控器来构成。由此，操作员可以位于被检体100的旁边来进行X射线平面检测器60的旋转操作，可以消除被检体100的不安感，在避免与其它医疗设备的干扰的同时，容易进行X射线平面检测器60的定位。\n[0063] 而且，在上述实施方式中，进行了一次X射线平面检测器60的定位后（图4的步骤S2），确认了LIH图像（图4的步骤S3），但是也可以省略X射线平面检测器60的定位，在确认LIH图像（图4的步骤S3）后操作角度输入按钮31。由此，省去X射线平面检测器60的初始的定位作业，可以简化作业步骤。另一方面，当操作员判断X射线平面检测器60的定位精度足够高时，可以省略LIH图像的确认（图4的步骤S3），进行正式摄影。由此，可以抑制无效照射，也可以简化作业步骤。\n[0064] 在上述实施方式中应用的本发明的移动型X射线装置1具备：对被检体照射X射线的X射线源（例如50）；具有检测所述被检体的透射X射线的矩形的X射线入射面的X射线平面检测器（例如60）；将所述X射线源（例如50）和所述X射线平面检测器（例如X射线平面检测器60）相对配置并连接支持的支持部（例如C臂40）；输入使所述X射线平面检测器（例如60）在包含所述X射线入射面的面内旋转的旋转角度的角度输入部（例如角度输入按钮31）；按照输入的所述旋转角度，旋转移动所述X射线平面检测器的检测器旋转部（例如旋转机构部61以及旋转控制部63）；基于检测出的所述透射X射线生成所述被检体的图像的图像生成部（例如81）；显示所述图像的显示部（例如91、92）；根据所述X射线平面检测器的旋转移动量对显示的所述图像进行旋转处理的图像旋转部（例如83）。由此，预先输入旋转角度后使X射线平面检测器60旋转，根据X射线平面检测器60的旋转移动量，仅显示的图像旋转，因此，在X射线平面检测器60的旋转过程中，可以注视X射线平面检测器60来避免与周边装置的干扰。\n[0065] 产业上的可利用性\n[0066] 本发明不仅可以应用于医用，也可以应用于工业用的使用X射线的非破坏检查装置。\n[0067] 符号的说明\n[0068] 1 移动型X射线装置\n[0069] 2 移动型X射线支持装置\n[0070] 3 移动型图像处理装置\n[0071] 20 主体部\n[0072] 30 操作部\n[0073] 40 C臂\n[0074] 50 X射线源\n[0075] 60 X射线平面检测器