专利名称：X线诊断装置及x线诊断系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及X线诊断装置及X线诊断系统。
技术背景使用了导丝或探针的血管内治疗，以脑、颈动脉、心脏、下肢等 的血管作为对象而广泛实施着。该探针术对于患者的侵害度较小。但 是，要掌握探针术是很困难的。近年来的与X线计算机体层扫描术(CT)有关的技术发展，扩大 了将CT图像应用于血管诊断的机会。因此，医生减少了在血管内造 影检查中获得锻炼的机会。所以，某个学会担心着训练不足的医生的 增加。导丝或探针的训练用模拟系统是以解决训练不足为目的开发的。 模拟系统读入在CT中产生的血管的三维体数据。模拟系统在来自三 维体数据的投影图像上合成并显示与手术者操作了探针的距离和转动 量相对应的探针图像。还具有在导丝伸出到三维体数据的血管区域外 时在监视器上发出警告的功能。例如，可以参照"COMPUTATIONAL BIOMECHANICS", RIKEN SYMPOSIUM, 7 MARCH 2006,理化学研 究所(RIKEN) ,pp.l74-181。模拟系统由一台计算机提供，所以其自身具有良好的性能。但是， 操作计算机的状况同医生正式在患者眼前使用的状况相比，明显是不 同的。因此，可以说以往的模拟系统的训练性能较低
发明内容
本发明的目的在于提供一种X线诊断装置及X线诊断系统，能够在与实际治疗相同的状况下实施使用了探针等的手术训练。本发明涉及的一种X线诊断装置，其具备检査床，具有载置被 检查体的可移动的顶板；X线产生部；X线检测部；支承部，可移动 地支承上述X线产生部和上述X线检测部；X线照射开关，触发上述 X线产生部的X线的产生；操作部，用于对上述X线产生部和上述X 线检测部进行移动操作；图像产生部，根据上述X线检测部的输出产 生图像；显示部，配置在上述检查床的附近，显示上述图像；以及模 拟图像产生部，在模拟期间，按照上述X线照射开关的操作和上述操 作部的操作，利用被存储的数据产生模拟图像。本发明涉及的一种X线诊断系统，包括X线诊断装置，其具备 检查床，具有载置被检查体的可移动的顶板；X线产生部；X线检测 部；支承部，可移动地支承上述X线产生部和上述X线检测部；图像 产生部，根据上述X线检测部的输出产生图像；以及显示部，配置在 上述检査床的附近，显示上述图像；和模拟装置，产生用于使用了上 述X线诊断装置的手术的模拟的信息；构成上述模拟装置的一部分， 同上述X线诊断装置的一部分共用。本发明涉及的另一种X线诊断系统，包括X线诊断装置，其具 备检查床，具有载置被检查体的可移动的顶板；X线产生部；X线 检测部；支承部，可移动地支承上述X线产生部和上述X线检测部； 图像产生部，根据上述X线检测部的输出产生图像；以及显示部，配 置在上述检査床的附近，显示上述图像；和模拟部，产生用于使用了 上述X线诊断装置的手术的模拟的信息；上述模拟部同上述X线诊断 装置的一部分一起构成模拟装置。在接下来的说明书中将提到本发明的优点，其中一部分优点通过 说明会很明显，或者可以通过实践本发明而认识到。可以通过下文中 特别指出的手段和组合来实现并得到本发明的优点。
包含在说明书中并构成其一部分的附图，目前说明了本发明的优 选实施例，并且和上面给出的一般性说明以及下面给出的实施例的详 细说明一起用来解释本发明的原理。图1是表示本发明的第一实施方式涉及的x线诊断装的概略结构的框图。图2是表示图1的支承器、X线照射开关、支承器操作部、检查 床、显示部的配置例的图。图3是表示在本实施方式中全工模式(foil mode)时的可操作部 分的图。图4是表示在本实施方式中安静模式(silent mode)时的可操作 部分的图。图5是表示在本实施方式中两个X线诊断室相邻并列配置时的显示例子的图。图6是表示图1的训练盒的图。图7是表示由图1的模拟图像产生部发生的模拟图像的例子的图。 图8是表示在本实施方式中X线诊断模式和模拟模式间的切换的流程图。
具体实施方式
参照
本发明的实施方式。本实施方式作为X线诊断装置 或X线诊断系统而提供。本实施方式的X线诊断装置具有模拟装置的 一部分(模拟部)。模拟装置包括模拟部和X诊断装置的一部分。本 实施方式的X线诊断系统包括X线诊断装置和模拟装置。模拟装置的 一部分和X线诊断装置的一部分被共用。下面，具体进行说明。图1是表示本发明的一实施方式涉及的X 线诊断装置的概略结构的框图。图1所示的X线诊断装置具备用于进 行X线诊断的X线诊断部IO、进行用于训练的模拟的模拟部30、被 X线诊断部10和模拟部30共用的共用部20。X线诊断部10具有X线管球及检测器11、支承器12、检査床13 和图像产生部14。 X线管球产生X线。检测器检测透过了被检测体的X线。并且，检测器例如是I.I(图像增强器)或固体检测器。支承器12 支承X线管球和检测器。检测器与X线管球相对置。检査床13载置 患者，并且能够在上下及水平方向移动。图像产生部14根据检测器的 输出产生图像的数据。共用部20具备X线照射开关21、支承器操作部22、检查床操作 部23、显示部24、 X线条件设定部25、系统参数存储部26、患者信 息读入及存储部27。在此，本实施方式涉及的X线诊断装置例如是切 换开关或选择开关等，能够选择"模拟模式"和"X线诊断模式"中 的任一个工作模式。具体地说，当"模拟模式"时，来自共用部20 的信号被传送给模拟部30，当"X线诊断模式"时，来自共用部20 的信号被传送给X线诊断部IO。此外，共用部20的各部分的详细内 容在后面记述。模拟部30具备训练盒31、设备信息存储部32、模拟图像产生部 33和3D数据读入及存储部34。如图6所示，训练盒31是医生模拟地进行使用了微探针、导丝等 设备的手术的模型。训练盒31具有插入探针或导丝的插入口。训练盒 31具有检测从插入口插入的探针等的进入距离、进入方向、轴旋转角 度的功能。设备信息存储部32是存储向训练盒31插入的探针等设备 的种类、长度、粗细、硬度、制造商名称、库存等的部分。3D数据读 入及存储部34读入并存储预先取得的患者的3D数据(例如CT或 MRI的数据)。模拟图像产生部33根据由支承器12决定的摄影角度、由支承器 12决定的SID(管球检测器间距离)、由训练盒31检测出的探针等的进 入距离、由训练盒31检测出的探针等的进入方向、由训练盒31检测 出的探针等的轴旋转角度，产生探针等的投影图像(探针图像)。此外， 模拟图像产生部33通过与由支承器决定的摄影角度和由支承器12决 定的SID相对应的投影处理，利用3D数据读入及存储部34的3D数 据，产生与被检测体有关的投影图像。再者，模拟图像产生部33合成 探针图像和投影图像，产生模拟图像。图7示出模拟图像的例子。将CT图像作为原图像使用的情况下，最好是仅显示与造影剂的
动脉注入相当的范围的CT值的图像。由此，并不是产生从CT诊断 装置能够输出的图像，而是能够仅显示具有实际上可以在X线诊断部 IO观察的水平的对比度的血管。此外，最好是能自由地切换显示的水 平。即，例如在完全闭塞时，能够选择显示或不显示闭塞部。下面，具体地说明共用部20的各部分的详细内容。基本地，共用 部20的各部分被X线诊断部10和模拟部30共用，由此能够在与诊 断时同样的环境下进行模拟模式下的训练。X线照射开关21在诊断模 式和模拟模式下兼用。S卩，在X线诊断模式下，在X线照射开关21 被按下的期间产生X线，检测出透过了被检测体的X线，产生X线 图像，并且即时显示该图像。另一方面，在模拟模式下，在X线照射 开关21被按下的期间，根据由训练盒31检测出的探针的进入距离等 和由支承器12决定的摄影角度，通过图像处理产生探针图像，而且利 用被存储在存储部34的3D数据，根据由支承器12决定的摄影角度 产生投影图像，并且通过这些探针图像和投影图像的合成处理产生模 拟图像。支承器操作部22配置在检查床13附近，是为了操作C臂12的 移动及旋转而设置的。支承器操作部22在诊断模式和模拟模式下兼 用。检查床操作部23是为了操作顶板滑动而设置的。检査床操作部 23在诊断模式和模拟模式下兼用。显示部24是为了在诊断时显示图 像而设置，在模拟模式下显示模拟图像时也兼用。X线条件设定部25 是为了设定管电压等的X线条件而设置的，在模拟模式下设定X线条 件时也兼用。图2是表示X线诊断装置的主要部分的X线诊断室的配置例的 图。图2示出了共用部20中的X线照射开关21、支承器操作部22、 检查床操作部23和显示部24。不仅在诊断模式下，在模拟模式下， 支承器(C臂)12和检查床13也按照支承器操作部22和检查床操作 部23的操作移动旋转。该情况下，X线诊断部10的支承器12 (固定器、臂)同模拟部 30连动而旋转及移动，但如果在模拟部30变更视点方向，则支承器 12所对应的角度旋转。此外，如果在模拟部30变更SID (X线源和
检测器的距离)，则支承器12移动使SID变更。而且，利用在后面详 细描述的模拟模式，可以设置/关闭该连动的旋转及移动。并且，在模 拟部30将视点变更到实际的支承器12不能机械旋转的角度的情况下， 最好通知不能旋转。此外，X线诊断部10的检查床13的结构是同模拟部30连动地移 动的，若用模拟部30使其移动，则检查床13对应地移动。并且，可 以利用模拟模式设置或关闭该连动的移动。再者，在支承器操作部22或X线条件设定部25上装备了可以切 换"X线照射模式"和"模拟模式"的开关，以便在训练模拟时不会 误照射X线。如图8所示，通过模式切换开关的操作，能够简单地切 换"X线照射模式"和"模拟模式"。在模拟模式下，模拟部30输入 患者信息和CT的3D数据。此外，模拟部30输入摄影协议，设定计 算参数。作为训练模拟的"模拟模式"时，不进行X线诊断部10的控制。 具体地说，既不产生来自X线管球的X线，检测器也不工作。该"模 拟模式"中具有多种模式。作为"模拟模式"至少具备3个模式，具 有"全工模式"、"安全模式"和"安静模式"。在此，如图3所示，"全工模式"是进行与X线的产生及检测有 关的动作以外的其它所有动作的模式，X线诊断部10和模拟部30连 动，这是在通常的训练中利用的模式。该模式下，不进行X线管球及 检测器ll的X线的产生和检测的动作，但支承器(C臂)12旋转， 检查床13移动。此外，发出模拟X线照射声音。"安全模式"是，例如在X线诊断装置的诊断室内其他职员行走 时等不希望进行机械动作的情况下，即不希望支承器12或检査床13 的机械移动(动作)的情况下利用的模式。该情况下，取入X线诊断 部10的各参数，并且与X线照射模式时同样地进行声音和照明的连 动，但是只有支承器12和检查床13的机械移动是不进行的。"安静模式"是，在患者位于眼前的状态下、并且不让患者知道 地需要进行训练的情况下使用的模式，如图4所示，不发出声音，也 不进行照明的连动，既不进行X线管球及检测器11的X线的产生和
检测器的动作，支承器12和检查床12也不移动。此外，不发出X线 照射声音。X线照射开关21在"X线照射模式"时输出X线照射信号，在 "模拟模式"时输出显示模拟图像的信号。该情况下，最好是具备模 拟部30专用的模拟X线照射开关，模拟模式时真正的X线照射开关 无效，不产生X线。因此，通常如果在X线诊断室中照射X线，则 设在该室出入口的"X线照射中"的灯会点亮，但在模拟模式时不点 亮。并且，存在设定成若照射X线则X线诊断室内的照明变暗的设施， 最好是在模拟模式时也能够同样地变暗。通过支承器操作部22的操作，支承器12与"X线照射模式"、"模 拟模式"无关地移动。此外，通过检查床操作部23的操作，检查床 13与"X线照射模式"、"模拟模式"无关地移动。此外，在"模拟模 式"的安静模式下，与支承器操作部22和检査床操作部23的操作无 关，支承器12和检查床13不移动。显示部24具备透视监视器，在该透视监视器上显示模拟图像。附 带信息的显示方法同设置在该X线诊断室中的X线诊断部的显示方法 相类似。例如，具备在画面的左侧显示条件的X线诊断部的X线诊断 室中，在模拟时也将条件显示在左侧，图标也是同样的图标。如此地，画面显示最好是与设置在该X线诊断室中的X线诊断部 相同地进行显示。BP，如图5所示，例如在2个X线诊断室相邻并列 配置的医院里导入了相同的模拟的情况下，例如在X线诊断室1将X 线系统的附带信息(显示现在的X线条件等)显示于左侧时，模拟部 30的附带信息也显示于左侧，在X线诊断室2将X线系统的附带信 息显示于右侧时，模拟部30的附带信息也显示于右侧。X线条件设定部25进行X线条件的设定。X线条件设定包括管 电压(kv)、管电流(mA)、照射时间(毫秒)、脉冲重复频率、补偿 滤波器、准直镜。模式切换开关是专用于切换X线照射模式和模拟模式之间的切换 的开关，例如具有可在检查床13的导轨上安装拆卸的几何形状。
系统参数存储部26存储系统构成、协议、支承器21的旋转可动 范围、支承器12的移动速度、图像处理方法(像质)、检测器信息(像 点大小)、脉冲重复频率、检测器大小、FOV (视场大小)、像素大小、 帧速率、SID范围、管电流(mA)、照射时间(毫秒)、管电压(kv)、 补偿滤波器、准直镜、检查床13的可动范围等参数中的至少一个。该情况下，模拟部30从系统参数存储部26读入必要的信息，基 于读入的信息变更内部参数。然后，模拟部30基于读入的信息，向操 作者提示可选择的参数和可选择的候补(限度、范围)。此外，系统参 数存储部26存储对于各个X线诊断室(g卩，各个X线诊断装置)不 同的系统参数。例如，检测器存储与使用的X线诊断部相对应的参数， 以便根据检测器是I.I (图像增强器)还是FPD (平面检测器)，模拟 时的画面显示成圆或方形。患者信息读入及存储部27读取已读入到X线诊断装置中的检查 预约信息，并参照检查预约信息中的患者ID，从服务器读入相应的体 数据进行存储。由此，能够一边在模拟部30参照患者信息， 一边进行 训练。此外，当是X线诊断部10具有2个诊断系统的系统(多目的血 管摄影系统)的情况下，模拟部30最好显示2个方向的图像。再者，最好是具有未图示的登记机构，使模拟部30读入的过去的 图像和由X线诊断部10诊断的当前图像的位置一致。说明如上所述地构成的本实施方式涉及的X线诊断装置的工作的当接通X线诊断部10和模拟部30的电源时，X线诊断装置启动。 该情况下，共用部20也可以同X线诊断部10或模拟部30的某一个 电源连动。此外，X线诊断部10和模拟部30的电源可以是共同的电 源，但最好是不同的电源。如果X线诊断装置启动，接着使用未图示的医院信息系统将患者 信息读入到X线诊断部10。模拟部30检测到患者信息被读入到X线 诊断部10，将患者信息复制到3D数据读入及存储部34。模拟部30 基于预定第一个进行治疗的患者的患者ID，从图像数据库中检索该患
者的最新的CT图像，从医院信息系统下载体数据。在患者信息中记 载有治疗计划信息的情况下，模拟图像产生部33基于治疗计划信息得 到预定使用的探针的尺寸和预定使用的移入支架(stent)等的信息， 参照设备信息存储部33自动地设定内部参数。此外，根据X线诊断 室的号码来参照系统参数存储部26，设定X线诊断部10的参数信息。然后，医生在确认了治疗计划之后，用X线诊断室内的模式切换 开关将工作模式设置为"模拟模式"。然后，不照射X线，进行训练。 在训练中，按原样使用X线诊断部10的X线照射开关、X线系统操 作(臂的移动、视场的选择等)、X线图像显示画面、X线检查床13， 例如在"全工模式"下进行模拟。该情况下，该X线诊断室的X线诊 断部10的检测器大小、像素大小、帧速率、X线照射宽度、X线品质、 像质特性、支承器12的机械旋转限度范围等被反映在模拟部30。该 模拟模式下，通过医生的操作，若按下开关就显示图像，支承器12 旋转，检査床13移动，发出X线照射声音，照明也连动而变暗，但 X线照射中的警告等熄灭。如上所述，如果训练结束，在患者的准备工作结束并进入到诊断 室的时刻，医生将模式切换为"X线诊断模式"，进行患者的治疗。若 治疗开始，模拟部30的3D数据读入及存储部34自动地读入预定的 下一个患者信息，下载图像，完成能够进行下一个患者的训练的准备， 使得医生能够训练。如上所述，在本发明中，在X线诊断装置中设置X线诊断部10 和模拟部30的共用部20,能够在与实际治疗几乎相同的环境下进行， 在模拟时，也能够与实际治疗同样的环境下实现探针等的训练。本领域的技术人员会很容易地得到其它优点和变形。因此，本发 明在其更多方面并不局限于本文中所示出并描述的特定细节和有代表 性的实施例。因而，在不脱离由所附的权利要求和其等效内容所限定 的本发明原理的精神或范围的情况下可以作出各种变形。
权利要求
1、一种X线诊断装置，其特征在于，具备检查床，具有载置被检查体的可移动的顶板；X线产生部；X线检测部；支承部，可移动地支承上述X线产生部和上述X线检测部；X线照射开关，触发上述X线产生部的X线的产生；操作部，用于对上述X线产生部和上述X线检测部进行移动操作；图像产生部，根据上述X线检测部的输出产生图像；显示部，配置在上述检查床的附近，显示上述图像；以及模拟图像产生部，在模拟期间，按照上述X线照射开关的操作和上述操作部的操作，利用被存储的数据产生模拟图像。
2、 如权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，上述模拟 图像产生部在上述X线照射开关被按下的期间，产生上述模拟图像。
3、 如权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，上述模拟 图像产生部按照由上述X线产生部和上述X线检测部决定的摄影角 度，产生上述模拟图像。
4、 如权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于， 还具备设定上述X线产生部的X线条件的X线条件设定部， 上述模拟图像产生部按照上述X线照射开关的操作和上述操作部的操作和上述设定的X线条件，产生上述模拟图像。
5、 如权利要求4所述的X线诊断装置，其特征在于，上述X线 条件包括管电压、管电流、照射时间、脉冲重复速率、补偿滤波器、 准直镜中的至少一个。
6、 如权利要求4所述的X线诊断装置，其特征在于，上述模拟 图像产生部以对应于上述设定的X线条件的亮度及对比度，产生上述 模拟图像。
7、 如权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，上述模拟 图像产生部按照上述顶板的位置，产生上述模拟图像。
8、 如权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，还具备载 置在上述顶板上的训练盒，该训练盒具有插入探针或导丝的插入口和 检测从上述插入口插入的上述探针或导丝的进入距离、进入方向、轴 旋转角度的检测部；上述模拟图像产生部按照由上述训练盒检测出的进入距离、进入 方向、轴旋转角度，产生上述模拟图像。
9、 如权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，上述产生 的模拟图像显示在上述显示部上。
10、 如权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，还具备用 于切换进行X线诊断的X线照射模式和进行模拟的模拟模式这2个模 式的操作部。
11、 如权利要求10所述的X线诊断装置，其特征在于，上述操 作部可在上述检查床上安装和拆卸。
12、 如利权要求10所述的X线诊断装置，其特征在于，上述模 拟模式包括全工模式，可进行X线照射之外的所有操作；安全模式， 在全工模式基础上，禁止了支承器和检查床的移动；以及安静模式， 在安全模式的基础上，禁止了警告音的产生和照明的连动。
13、 一种X线诊断系统，其特征在于，包括X线诊断装置，其具备检査床，具有载置被检查体的可移动的 顶板；X线产生部；X线检测部；支承部，可移动地支承上述X线产 生部和上述X线检测部；图像产生部，根据上述X线检测部的输出产 生图像；以及显示部，配置在上述检查床的附近，显示上述图像；和模拟装置，产生用于使用了上述X线诊断装置的手术的模拟的 信息；构成上述模拟装置的一部分，同上述X线诊断装置的一部分共用。
14、 一种X线诊断系统，其特征在于，包括X线诊断装置，其具备检查床，具有载置被检查体的可移动的 顶板；X线产生部；X线检测部；支承部，可移动地支承上述X线产 生部和上述X线检测部；图像产生部，根据上述X线检测部的输出产 生图像；以及显示部，配置在上述检查床的附近，显示上述图像；和模拟部，产生用于使用了上述X线诊断装置的手术的模拟的信息；上述模拟部同上述X线诊断装置的一部分一起构成模拟装置。
全文摘要
提供一种X线诊断装置，其具备检查床；X线产生部；X线检测部；支承部，可移动地支承X线产生部和X线检测部；X线照射开关，触发来自X线产生部的X线的产生；操作部，用于对X线产生部和X线检测部进行移动操作；图像产生部，根据X线检测部的输出产生图像；显示部，配置在检查床的附近，显示图像；以及模拟图像产生部，在模拟期间，按照X线照射开关的操作和操作部的操作，利用被存储的数据产生模拟图像。
文档编号A61B6/00GK101156783SQ20071016309
公开日2008年4月9日 申请日期2007年9月30日 优先权日2006年10月2日
发明者利府俊裕, 坂口卓弥 申请人:株式会社东芝;东芝医疗系统株式会社