专利名称：X射线摄影装置的制作方法图12所示那样的X射线摄影装置进行IVR。在图12中，符号601为基台构件，符号603为能以回转支轴602为回转中心进行回转地安装于基台构件601的基部臂，符号604为安装于基部臂603前端的弧状的支架，符号605为保持于支架604并可沿支架604回转滑动规定量的C形臂，符号606为安装于C形臂605一方的端部的X射线管，符号607为安装于C形臂605另一方的端部的2维X射线检测器，符号608为床，符号609为床608的面板，符号610为躺在面板609上的被检查者。在图12所示X射线摄影装置中，使被检查者610的被检查部位处于X射线管606与2维X射线检测器607之间，在该状态下根据需要使基部臂603朝箭头M方向回转，另外，根据需要使C形臂605朝箭头N方向回转，从而获得被检查者610的被检查部位的任意角度的2维X射线图像。因此，当进行IVR时，施术者可一边由手术室内的监视器画面观察确认患者的治疗对象部位的2维X射线图像，一边进行治疗(施术)，另外，还可较容易地确保施术者和助手顺利进行治疗所需空间和需要安装于患者的器具的安装空间，另外，还可观察手术中的患者的表情等。然而，图12所示X射线摄影装置不是以获得X射线CT为目的的装置，只是获得2维X射线图像，所以，在IVR中，存在不能直观地把握治疗对象部位的立体形状和治疗对象部位与安装于导管前端的治疗器具的位置关系等的问题。在上述图12的X射线摄影装置中，使C形臂605(X射线管606和2维X射线检测器607)回转360°，获得被检查体的被检查部位全周方向的X射线图像数据，根据该数据当然也可生成被检查部位的3维图像数据。可是，这样一来，在图12的构成中，回转360°的构件轨迹所占空间大，损害了手术室内的空间系数。另外，由于从基台构件601到C形臂605前端的跨度L2大，所以，在X射线管606与2维X射线检测器607的中心位置产生由构造部件的挠曲形成的错位，出现重建的3维图像的画质即空间分辨率下降的问题。(例如实际上“SPIE-The International Society for OpticalEngineering Vol.2708，PP361-370，1996”中所记载的那样，必须在对各X射线图像修正中心位置的偏移后重建3维图像数据，计算量增大，存在不能迅速获得3维图像数据的问题)。因此，本申请人将可生成3维图像数据并适用于IVR的X射线摄影装置在日本特愿平10-306238号中提出。图13为示出记载于该在先申请的X摄影装置的图。在图13中，符号701为设置了圆形的贯通孔的基台构件，符号702为可沿着基台构件701的贯通孔的内周面回转地受到保持的圆环状的回转体，符号703为通过第1臂704安装于回转体701的X射线管，符号705为通过第2臂706安装于回转体701的2维X射线检测器(X射线图像增强器或平板型2维X射线检测器)，符号707为床，符号708为床707的面板。在图13所示X射线摄影装置中，使躺在面板708上的图中未示出的被检查者的被检查部位处于X射线管703与2维X射线检测器705之间，在该状态下使回转体702(即X射线管703和2维X射线检测器705)绕回转中心轴P10回转360°，获得被检体的被检查部位的全周方向的X射线图像数据，根据该数据可生成被检查部位的3维图像数据。另外，进行IVR时，施术者可观察患者的身体的大部分，还可容易地观察手术中的患者的表情等，而且，容易确保施术者和助手顺利进行治疗所需空间和需要安装到患者的器具的安装空间。另外，从基台构件701到摄影系端部的跨度L1与图12的构成相比也短得多，所以，基本上不会在X射线管703与2维X射线检测器705的中心位置产生由构造部件的挠曲形成的偏移，重建的3维图像的画质即空间分辨率良好。
如上述那样，在本申请人以日本特愿平10-306238号(以下称在先申请)在此前提出的技术中，可提供能够生成3维图像数据而且适合IVR的X摄影装置。
然而，在按照上述在先申请的X射线摄影装置中，由于安装于臂的X射线管703和2维X射线检测器705从回转体702凸出，所以，存在该移动轨迹难以得知的问题。另外，在上述在先申请的X射线摄影装置中，在基台构件701内安装有进行各种控制和运算处理的控制板等，所以，为了减少基台构件701的厚度(贯通孔的轴心方向的尺寸)，自身存在极限，另外，由于X射线管703和2维X射线检测器705从第1臂704凸出，所以，为了使相对被检查者设置的构成部件进一步小型化，存在一定极限。另外，在上述在先申请的X射线摄影装置中，没有考虑到使得可在所期望的任意角度获得IVR时的被检查者的被检查部位(患者的治疗对象部位)的2维X射线图像。
在本发明的X射线摄影装置的代表例中，具有使其径向相对地面垂直地配置的保持体、可沿该保持体的周面回转地受到保持的圆环状的回转体、及分别配置在该回转体的内周的径向相向位置的X射线源和2维X射线检测器，使上述回转体回转，可获得位于该回转体内的空间内的被检查体全周方向的X射线图像数据。另外，最好保持体为圆环状，回转体可沿保持体的内周面回转地受到保持，由平板型的2维X射线检测器构成2维X射线检测器。
另外，在保持体的内周面侧和回转体的外周面侧的一方配置多个环状的导电体，并在另一方配置与环状导电体相对滑动接触的导电刷，通过环状导电体和导电刷在X射线源和X射线检测器与配置于保持体和回转体外部的用于各种控制和运算处理的控制板之间进行信号收发。
另外，保持体的一方的侧部中央保持在相对地面垂直地立设的支承柱体，从而可按单侧支承方式保持，同时，保持体能以设于支承柱体的水平方向的回转轴支部为回转中心回转地受到支承，通过以回转轴支部为回转中心使保持体和回转体一体回转，可相对与地面垂直的面使回转体的假想圆平面倾转。
另外，支承柱体的下部连接于基部臂体，基部臂体在与保持体的下部中央相向的位置可朝水平方向回转地保持于地面，通过使基部臂体回转，可使支承柱体、保持体、及回转体以通过回转体中心点的垂直回转轴为回转中心一体回转。
图2为本发明第1实施形式的X射线摄影装置处于基准位置状态时的说明图。
图3为本发明第1实施形式的X射线摄影装置处于基准位置状态时的透视图。
图4为本发明第1实施形式的X射线摄影装置的正断面图。
图5为本发明第1实施形式的X射线摄影装置的侧断面图。
图6为示出使用本发明第2实施形式的X射线摄影装置的X射线摄影系统的构成的透视图。
图7为本发明第2实施形式的X射线摄影装置处于基准位置状态时的说明图。
图8为本发明第2实施形式的X射线摄影装置处于基准位置状态时的说明图。
图9为本发明第2实施形式的X射线摄影装置的断面图。
图10为本发明第3实施形式的X射线摄影装置的透视图。
图11为现有技术的X射线CT装置的透视图。
图12为现有技术的X射线摄影装置的透视图。
图13为现有技术的X射线摄影装置的透视图。
图1为示出使用本发明第1实施形式的X射线摄影装置的X射线摄影系统的构成的透视图。
在图1中，符号1为X射线摄影装置，符号2为床，符号3为带显示装置4的操作台，符号5为控制板(控制柜)。在本例的X射线摄影系统中，带显示装置4的操作台3和控制板5配置在具有可观察配置于X射线摄影装置1和床2的窗口的另一室内。其中，虽然未在图中示出，实际上在手术室内的易于由施术者和助手观察的位置配置有适当台数的显示装置，该显示装置可显示对由X射线摄影装置1摄影的X射线图像数据进行适当处理后的图像数据。另外，带显示装置4的操作台3和控制板5可设置在手术室内，也可设置在可由电视摄像机监视手术室内的状态的与手术室完全隔离的控制室内。
在控制板5内，要装有用于对内装于X射线摄影装置1和床2中的后述的各驱动源进行驱动控制的机械驱动控制部、设置于X射线摄影装置1的后述的X射线源和2维X射线检测器的X射线摄影系控制部、进行图像处理的图像处理部、对系统全体进行总控制的主控制部、及根据需要设置的电源部等。另外，由操作台3的操作对X射线摄影装置1的各驱动源进行驱动控制，使X射线摄影装置1成为所期望的姿势，或使后述的X射线摄影装置1的回转体进行回转，由X射线摄影系对被检查者的被检查部位进行X射线摄影，或对床2的未在图中示出的驱动源进行驱动控制，使面板6沿图1的箭头A方向进退。另外，由操作台3的操作，根据由X射线摄影系获得的X射线图像数据使3维图像数据等生成到图像处理部，将从图像处理部输出的3维图像数据或2维图像数据等显示到手术室内的显示装置和操作台3的显示装置。
在图1所示本实施形式的X射线摄影装置1中，符号7为从正面观看是大体呈L字形的保持构件，通过将水平的(与地面平行的)基部臂体8和从基部臂体8的一端部垂直立设的支承柱体9一体化而构成，在基部臂体8的另一端部设置可回转地保持于地面的回转基部10。符号11为可回转地保持于支承柱体9侧面的保持架，在该保持架11固定圆环状的保持体12。符号13为可沿保持体12内周面回转地保持于保持体12的圆环状的回转体，在该回转体13的内周面的径向相向位置分别配置由X射线管构成的X射线源14和平板型2维X射线检测器构成的2维X射线检测器15。
在本实施形式的X射线摄影装置1中，由上述构成使回转体13可相对保持体12朝箭头B方向回转，使保持架11(和保持体12、回转体13)可相对保持构件7沿箭头C方向回转，使保持构件7可相对地面沿箭头D方向回转，图1所示状态示出保持架11和保持构件7从基准位置回转规定量的状态。
在图1中，Y轴示出躺在面板6的图中未示出的被检查者的水平体轴方向，X轴示出相对Y轴垂直而且水平的方向，Z轴示出与地面垂直的方向。当X射线摄影装置1处于基准位置(基准状态)时，保持构件7处于从上方观看时与X轴方向一致的状态，保持架11(及保持体12和回转体13)处在位于XZ平面内的状态。
图2和图3为示出X射线摄影装置1处于基准位置时的X射线摄影装置1的状态，图2(a)为正面图，图2(b)为平面图，图2(c)为右侧面图，图2(d)为左侧面图，图2(e)为底面图，图2(f)为背面图，图3为透视图。
图4为X射线摄影装置1处于基准位置(基准状态)时的X射线摄影装置1的正断面图，图5为X射线摄影装置1处于基准位置(基准状态)时的X射线摄影装置1的侧断面图。
如图4和图5所示，保持构件7的基部臂体8的回转基部10的一部分通过轴承18可回转地保持在设于地面17的孔(或埋入地面17的锚固构件的孔)，保持构件7能以回转中心轴P1为回转中心回转。回转中心轴P1通过回转体13的中心点19。另外，如图5所示，在地面17的适当的孔内配置保持构件用驱动马达20，该保持构件用驱动马达20的输出小齿轮21与固定于回转基部10的齿轮22啮合。因此，由保持构件用驱动马达20的回转使保持构件7绕回转中心轴P1朝图1的箭头方向D回转，与此相随，保持架11、保持体12、回转体13成一体地朝图1的箭头D方向移动。此时，由于回转中心轴P1通过回转体13的中心点19，所以，即使保持构件7回转，回转体13的中心点19(换言之，由X射线源14和平板型2维X射线检测器15构成的摄影系的基准中心点)不会产生位置偏移。
另外，如图4所示，在保持构件7的支承柱体9内安装保持架用驱动马达23，该保持架用驱动马达23的输出构件(例如具有减速齿轮列的齿轮箱的输出轴)24固定于保持架11。输出构件24的回转中心轴P2通过回转体13的中心点19。因此，由保持架用驱动马达23的回转使保持架11绕回转中心轴P2朝图1的箭头C方向回转，与此相随，保持体12和回转体13也朝箭头C方向一体地移动(即回转体13的假想圆平面相对与地面垂直的面倾转)。此时，由于回转中心轴P2通过回转体13的中心点19，所以，即使保持架11回转，回转体13的中心点19(换言之，由X射线源14和平板型2维X射线检测器15构成的摄影系的基准中心点)不会产生位置偏移。
另外，如图4所示，在保持架11内装回转体用驱动马达25，该回转体用驱动马达25的皮带轮26通过皮带28与形成于回转体13外周一部分的皮带轮部27连接。
因此，由回转体用驱动马达25的回转使回转体13沿圆环状的保持体12的内周面回转，这样，回转体13以保持体12的中心轴为回转中心轴P3朝图1的箭头B方向回转。
另外，如图5所示，在通过轴承29可回转地保持于保持体12的回转体13的外周面侧除上述皮带轮部27外还设置有由多个环状导电体构成的滑环部30，与该滑环部30的各环状导电体滑动接触地时常进行电连接的导电刷31设置于保持体12的内周面侧(导电刷31的设置部位可在保持体12内周面的任意位置)。滑环部30的环状导电体电连接到安装于回转体13的X射线源14和2维X射线检测器15，另外，导电刷31的独立的各触头通过适当的连接软线手段连接到上述控制板5。
即，在本发明的X射线摄影装置1中，为了尽可能地实现保持体12和回转体13的紧凑化，在回转体13仅搭载X射线源14和2维X射线检测器15这样的X射线摄影所必需的X射线摄影系，从X射线摄影装置将X射线摄影系的控制系和电源系或图像处理系这样的回路系都拆去，通过滑环部30和导电刷31接受X射线摄影系和控制板5之间的信号的发放收，及从外部电源回路供给电源。
在这样构成的本实施形式的X射线摄影装置1中，当获得被检查者的被检查部位的3维图像数据时，例如使X射线摄影装置1为上述基准位置状态，通过驱动面板6前进，使躺在床2的面板6上的被检查者的被检查部位处于回转体13内的空间。此时，被检查者的体轴(Y轴)与包含回转体13的假想圆平面的平面(XZ平面)直交，另外，被检查者的被检查部位的中心位置与回转体13的中心点19大体一致。
另外，通过在该状态下驱动回转体用驱动马达25，使回转体13回转360°，同时驱动控制X射线源14和平板型2维X射线检测器15，上述控制板5的图像处理部从平板型2维X射线检测器15取入被检查者的被检查部位全周的2维X射线图像数据，图像处理部将2维图像数据变换处理成数字图像数据，之后，依次存放到存储器。然后，根据操作台3的操作者的操作指示，图像处理部根据需要对数字图像数据进行公知的修正处理，之后，进行公知的反投影处理，由此生成3维图像数据，存放到帧存储器。另外，根据操作台3的操作者的操作指示，图像处理部利用被检查部位的全周的2维X射线图像数据，由与上述相同的公知方法，根据需要生成被检查部位的所期望断面的CT图像数据(断层图像数据)，将其存在到帧存储器。这些断层图像数据和3维图像数据的生成方法是公知的，例如，作为断层图像数据的生成方法，使用被称为卷积法的图像重建运算方法，另外，作为3维图像数据的生成方法，使用“L.A.Feldkampet al.Practical conebeam algorithm，J.Opt.Soc.Am.A，Vol.1，No.6，pp612-619，1984”记载的Feldkempet所提出的锥束(コ-ンビ-ム)图像重建运算方法等。
存放于上述帧存储器的3维图像数据或规定断面的断面图像数据根据上述操作台3的操作者的操作指示，显示到操作台3的显示装置4和手术室内的未在图中示出的显示装置上。这样，根据被检查者的被检查部位的3维图像数据，医生等可由视觉容易而且确实地把握治疗对象部位的位置和形状，另外，由3维图像数据的回转处理和放大处理等，可更可靠地确认治疗对象部位的位置和形状。而且，由于可一并参照所期望断面的断层图像数据，所以，可更为确实地进行诊断。
在根据上述那样的3维图像数据等进行诊断后，当进行IVR的治疗时，根据需要，对保持构件用驱动马达20和保持架用驱动马达23适当地进行驱动控制，由此使保持构件7朝图1的箭头D方向回转，使保持架11朝图1的箭头C方向回转，相对被检查者的体轴使保持体12的假想圆平面呈任意的左右倾斜角和上下倾斜角。另外，通过驱动回转体用驱动马达25，使回转体13位于所期望的回转位置。在该状态下，通过对X射线源14和平板型2维X射线检测器15进行驱动控制，从患者的治疗对象部位的所期望的角度获得2维图像数据，实时地将其显示到手术室内的显示装置，进行IVR的治疗。
因此，施术者和助手可一边确认治疗对象部位的在所期望角度的2维图像数据，一边准确地进行手术。而且，由于可使保持构件7和保持架11回转到任意的位置，所以，施术者可相对患者站到最易于进行治疗的位置，而且，还可使圆环状的保持体12和回转体13处于不妨碍治疗的位置。另外，由于不论回转体13处于什么样的位置，其中心点19的位置不变，所以，即使在相对被检查者的体轴使保持体12的假想圆平面呈任意的左右倾斜角或上下倾斜角的状态的IVR中，也可获得3维图像数据和断层图像数据，在IVR中，也可实时地准确观察确认治疗对象部位的立体形状及治疗对象部位与安装于导管前端的治疗器具的关系等。
另外，在本实施形式中，由于被检查者(患者)的身体的一部分进入到径向厚度小而且轴向长度极短的圆环状的保持体12和回转体13，所以，可提供对被检查者(患者)形成的压迫感极少、使被检查者(患者)具有开放感和安心感的X射线摄影装置，而且，还可容易和可靠地确认手术中的患者的表情等。使保持体12和回转体13的径向厚度小而且轴向长度极短的原因如上述那样，在保持体12仅设置X射线源14和平板型2维X射线检测器15，在保持体12和回转体13内不设置控制回路系等增大体积的回路要素，通过上述滑环部30和导电刷31进行X射线源14和平板型2维X射线检测器15与外部的信号发收和电源供给。
另外，在本实施形式中，由于在回转体13的内周面配置X射线源14和平板型2维X射线检测器15，所以，摄影系不象图13的现有技术那样从回转体朝径向凸出，因此，可生成高图像质量的3维图像数据，可使X射线源14和2维X射线检测器15回转时的空间系数优良。
另外，在本实施形式中，由上述保持体12和回转体13的紧凑化，还可容易确保施术者和助手顺利进行治疗所需空间和在患者安装器具的空间，另外，可使保持体12和回转体13轻量化，所以，可实现各驱动源的小型化。
图6为示出使用本发明第2实施形式的X射线摄影装置的X射线摄影系统的构成的透视图，在该图中，对与前面第1实施形式相同的部分部分采用相同符号，省略其说明，以避免重复。
本实施形式的X射线摄影装置1A与上述第1实施形式的不同点在于，将圆环状的保持体12的下部固定在可相对地面朝水平方向(即图6中的箭头D方向)回转地设置的基台构件51。
图6为X射线摄影装置1A处于基准位置时的透视图，此时，保持体12和基台构件51处于从上方观看时与X轴方向一致的状态，可沿保持体12内周面回转地保持的回转体13的假想圆平面为处于XZ平面内的状态。图7和图8为示出X射线摄影装置1A处于基准位置时的X射线摄影系统的状态的图，图7(a)为正面图，图7(b)为平面图，图7(c)为右侧面图，图8(a)为左侧面图，图8(b)为背面图，图8(c)为底面图。图7、图8的正面与上述图2的左侧面相当。
图9为X射线摄影装置1A处于基准位置(基准状态)时的X射线摄影装置1A的断面图。如图9所示，基台构件51的一部分通过轴承52可回转地保持在设于地面17的孔(或埋入到地面17的锚固构件的孔)，基台构件51以回转中心轴P4为回转中心可回转，回转中心轴P4通过回转体13的中心点19。另外，在基台构件51内的适当位置搭载基台构件用驱动马达53，该基台构件用驱动马达53的输出齿轮54和与基台构件51全体一体回转的齿轮55通过适当的齿轮列接合。因此，随着基台构件用驱动马达53的回转，使基台构件51绕回转中心轴P4朝图6中的箭头D方向回转，与此相随，保持体12和回转体13朝图6的箭头D方向移动。此时，回转中心轴P4通过回转体13的中心点19，所以，即使基台构件51回转，回转体13的中心点19(换言之由X射线源14和平板型2维X射线检测器15构成的摄影系的基准中心点)不会产生位置偏移。
另外，在基台构件51内装回转体用驱动马达25，该回转体用驱动马达25的输出皮带轮26通过皮带28与形成于回转体13外周一部分的皮带轮部27连接。因此，由回转体用驱动马达25的回转，使回转体13沿圆环状的保持体12的内周面回转，这样，回转体13以保持体12的中心轴为回转中心轴P3朝图6的箭头B方向回转。
在这样构成的本实施形式的X射线摄影装置1A中，回转体13的假想圆平面除了不能相对与地面垂直的面倾转以外，可与上述第1实施形式的X射线摄影装置1同样地动作，获得与上述第1实施形式的X射线摄影装置1大体相同的效果。
图10为示出本发明第3实施形式的X射线摄影装置的构成的透视图，在该图中，对与前面第1实施形式相同的部分部分采用相同符号，省略其说明，以避免重复。
本实施形式的X射线摄影装置1B与上述第1实施形式不同之处在于，可绕回转中心轴P5回转地将圆环状的保持体12的一方侧部固定保持在立垂于地面的支承柱体61。保持架62由图中未示出的保持架用驱动马达的回转驱动着朝图10中箭头E方向回转，由此使保持体12和回转体13与保持架62成一体地朝箭头E方向移动。因此，可沿圆环状的保持体12的内周面回转的回转体13的假想圆平面处于一边保持垂直状态一边以任意角度与Y轴斜交的位置。在本实施形式中，保持架62的回转使回转体13的中心点19(换言之由X射线源14和平板型2维X射线检测器15构成的摄影系基准中心点)移动，所以，最好朝可消除该移动的方向使床2移动地构成。
在这样构成的本实施形式的X射线摄影装置1B中，除了回转体13的假想圆平面不能相对与地面垂直的面朝上下(竖摆方向)倾转以外，可获得与上述第1实施形式的X射线摄影装置1大体相同的效果。
如上述那样，按照本发明，可提供X射线管和2维X射线检测器回转时的空间系数优良的X射线摄影装置。另外，可提供使相对被检查者设置的构成部件更为紧凑的空间系数优良的X射线摄影装置。另外，可按所期望的任意角度获得被检查者的被检查部位(患者的治疗对象部位)的2维X射线图像的X射线摄影装置。


一种X射线摄影装置,具有使其径向相对地面垂直地配置的圆环状的保持体、可沿保持体的周面回转地受到保持的圆环状的回转体、及分别配置在回转体的内周面的径向相向位置的X射线源和平板型2维X射线检测器,使上述回转体回转,可获得位于该回转体内的空间内的被检查体全周方向的X射线图像数据。这样,可获得X射线管和2维X射线检测器回转时的空间系数优良的X射线摄影装置。