CN103202701B - X射线摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种当执行ROI摄像时，操作者能够确认与执行了（要执行）通常的X射线摄像时相比较，实现了何种程度的被辐射剂量降低的X射线摄像装置以及程序。由X射线摄像取得被检体的X射线透视像的X射线摄像装置如以下那样构成。具备：X射线源，其对被检体照射X射线；X射线光阑，其限制X射线源的X射线照射范围；面积剂量计，其检测通过了X射线光阑的X射线的剂量；被辐射降低率计算部，其根据在由上述X射线光阑限制X射线照射范围之前的时刻由面积剂量计检测到的值、和在由上述X射线光阑限制了X射线照射范围之后的时刻由上述面积剂量计检测到的值，来计算被检体的被辐射剂量的降低率。

Description

X射线摄像装置
本申请主张2012年1月12日申请的日本专利申请号2012-004390的优先权,并在本申请中引用上述日本专利申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及X射线摄像装置以及程序。
背景技术
作为缺血性心脏病的治疗方法，近年来，大量地采用了作为微创治疗的血管内治疗。血管内治疗通常使用X射线摄像装置在X射线透视下进行。有时血管内治疗是治疗时间长达2至3个小时的治疗，对患者以及治疗人员的辐射正在成为问题。从而，为了降低被辐射，进行由防护板对被检体进行保护，或者降低摄像速率这样的操作。然而，可以说基于其的被辐射降低效果（x-ray dose reduction）不够。
此外，已知有ROI摄像（ROI fluoroscopy）这样的技术。ROI摄像是限定于操作者指定的部分区域（region of interest）来进行X射线摄像的技术。通过采用ROI摄像，与通常的X射线摄像相比较，实际上能够可靠地减少被检体的被辐射剂量。
现有技术文献 
专利文献
专利文献1：日本特开2003-265449号公报
发明内容
然而，与执行通常的X射线摄像时相比较，X射线摄像装置的操作者实际上并不能具体地知道被辐射剂量降低了何种程度。
本发明的课题在于提供一种当执行ROI摄像时，操作者能够识别与执行了（要执行）通常的X射线摄像时相比较，实现了何种程度的被辐射剂量降低的X射线摄像装置以及程序。
本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置是对被检体进行 X射线摄像取得X射线透视像的X射线摄像装置，其特征在于，具备：
X射线产生部，其对上述被检体照射X射线；
X射线光阑部，其限制上述X射线产生部的X射线照射范围；
剂量检测部，其检测通过了上述X射线光阑部的X射线的剂量；以及
被辐射降低率计算部，其根据在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值、和在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率。
本发明的一个实施方式所涉及的程序是使计算机作为由X射线摄像取得被检体的X射线透视像的X射线摄像装置而发挥作用的程序，其特征在于，使计算机实现以下的功能：
对上述被检体照射X射线的功能； 
限制上述X射线的照射范围的功能；
当限制了上述照射范围时，检测上述限制之后上述被检体被照射的X射线的剂量，当未限制上述照射范围时检测上述被照射的X射线的剂量的功能；以及
根据在限制上述照射范围之前的X射线摄像中检测到的剂量的值、和在限制了上述照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率的功能。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置的系统结构例的框图。
图2是表示包含图1的X射线照射部的摄像机构的一个结构例的外观立体图。
图3是表示计算本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置的“表示被辐射降低效果的指标”时的处理流程的概略的图。
图4是表示作为每帧（每秒）的被辐射剂量的被辐射剂量率的概念的图。
图5A是表示采集被辐射剂量作为从照射X射线的操作的开始时刻，到该操作的结束时刻为止的一个周期（run）的X射线照射操作期间中的累计量时的被辐射剂量的概念的图。
图5B是表示采集被辐射剂量作为由一个以上的周期构成的一系列的手术期间中的累计量时的被辐射剂量的概念的图。
图6是表示本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置的降低率计算部所进行的计算的一个例子的图。
图7是表示根据由被辐射降低率计算部计算出的数值制成的降低效果曲线图的显示区域的一个例子的图。
图8是表示曲线图显示区域所显示的降低效果曲线图的一个例子的图。
图9是表示曲线图显示区域所显示的降低效果曲线图的一个例子的图。
图10是表示曲线图显示区域所显示的降低效果曲线图的一个例子的图。
附图标记说明 
P…被检体、1-1…X射线源、1-2…面积剂量计、1-3…X射线光阑、1…X射线照射部、2…高电压发生部、5…X射线检测部、6…心电波形检测器、7…自动曝光控制部、8…图像存储部、9…摄像控制部、10…光阑控制部、11…图像处理部、12…ROI设定操作部、13…显示器、20…被辐射降低率计算部、31…C形臂、32…顶板悬垂臂、33…滑块、51，51-1，51-2…全面图像数据、53…部分图像数据、55…曲线图显示区域。
具体实施方式
一般而言，根据本发明的一个实施方式，对被检体进行X射线摄 像取得X射线透视像的X射线摄像装置包括：X射线产生部、X射线光阑部（collemeter）、剂量检测部以及被辐射降低率计算部。
上述X射线产生部被配置成对上述被检体照射X射线。
上述X射线光阑部被配置成限制上述X射线产生部的X射线照射范围。
上述剂量检测部被配置成检测通过了上述X射线光阑部的X射线。
上述被辐射降低率计算部被配置成根据在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值、和在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率。
以下，参照附图对本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置的系统结构例的框图。图2是表示包含图1的X射线照射部1的摄像机构的一个结构例的外观立体图。
如图1所示，作为系统结构，X射线摄像装置具备：包含X射线源1-1、面积剂量计1-2以及X射线光阑1-3的X射线照射部1；高电压发生部2；X射线检测部5；心电波形检测器（ECG）6；自动曝光控制部7；图像存储部8；摄像控制部9；光阑控制部10；图像处理部11；ROI设定操作部12；显示器13；以及被辐射降低率计算部20。
如图2所示，作为摄像机构所涉及的结构，X射线摄像装置具备：Z轴方向轨道211、X轴方向轨道212、台车213、竖直轴旋转机构23、悬垂臂24、C形臂旋转机构25、C形臂26、X射线照射部1以及X射线检测部5。
另外，图2所示的X射线装置是所谓的下管式的X射线摄像装置，但也能够将其他类型（例如上管式）的X射线摄像装置应用于本发明的一个实施方式。
Z轴方向轨道211、X轴方向轨道212、以及台车213构成了滑动 机构。由这些Z轴方向轨道211、X轴方向轨道212、以及台车213构成的滑动机构在驱动控制部（未图示）的控制下，使竖直轴旋转机构23、悬垂臂24、C形臂旋转机构25、C形臂26、X射线照射部1、以及X射线检测部5一体地沿水平方向滑动。
Z轴方向轨道211在图2所示的Z轴的方向延伸设置，被支承于顶板。X轴方向轨道212在图2所示的X轴的方向延伸设置，借助其两端的滚轮（未图示）被支承于Z轴方向轨道211。X轴方向轨道212在驱动控制部（未图示）的控制下，在Z轴方向轨道211上沿Z轴方向移动。
台车213借助滚轮（未图示）被X轴方向轨道212支承。台车213在驱动控制部（未图示）的控制下，在X轴方向轨道212上沿X轴方向移动。 
支承台车213的X轴方向轨道212能够在Z轴方向轨道211上沿Z轴方向移动，且台车213能够在X轴方向轨道212上沿X轴方向移动。从而，可以说台车213能够在设置有该X射线摄像装置的检查室内沿水平方向（X轴方向以及Z轴方向）移动。
竖直轴旋转机构23由台车213可旋转地支承。竖直轴旋转机构23在驱动控制部（未图示）的控制下，使悬垂臂24、C形臂旋转机构25、C形臂26、X射线照射部1、以及X射线检测部5一体地在竖直轴旋转方向T1旋转。
悬垂臂24由竖直轴旋转机构23来支承。
C形臂旋转机构25由悬垂臂24可旋转地支承。C形臂旋转机构25在驱动控制部（未图示）的控制下，使C形臂26、X射线照射部1、以及X射线检测部5为一体地沿相对于悬垂臂24的旋转方向T2旋转。
C形臂26由C形臂旋转机构25来支承。在该C形臂26上，X射线照射部1和X射线检测部5以被检体P为中心对置配置。在C形臂26的背面或者侧面设置有轨道（未图示），借助被C形臂旋转机构25和C形臂26夹持的该轨道（未图示），C形臂26使X射线照射部1以及X射线检测部5一体地移动，以便在C形臂26的圆弧方向T3描 绘圆弧状的轨道。该移动也是基于驱动控制部（未图示）的控制的移动。
在C形臂26的一端设置有X射线照射部1。该X射线照射部1被设置成在驱动控制部（未图示）的控制下能够前后移动。
X射线源1-1与高电压发生部2连接，从高电压发生部2接受高电压电力的供给，根据高电压电力的条件朝向被检体P的规定部位照射X射线。
高电压发生部2对X射线源1-1的灯丝供给电流（灯丝电流）。由此，从X射线源1-1产生X射线，对被检体P进行照射。高电压发生部2的管电压和灯丝电流能够独立地改变。
在C形臂26的另一端（X射线照射部1的射出侧）设置有X射线检测部5。X射线检测部5被设置成在驱动控制部（未图示）的控制下，能够前后移动。X射线检测部5例如是将入射X射线直接或者间接地转换成电荷的多个检测元件（像素）被二维状地排列而成的平面检测器（FPD：flat panel detector），由各检测元件对X射线进行检测并转换成电信号。进行摄像时，在X射线源1-1与X射线检测部5之间，以载置在床顶板上的状态配置被检体P。
摄像控制部9集中控制本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置整体。摄像控制部9在进行X射线摄像时对高电压发生部2供给第1、第2控制信号。根据第1控制信号，高电压发生部2对X射线源1-1施加的管电压发生变化。根据第2控制信号，高电压发生部2对X射线源1供给的灯丝电流发生变化。管电压以及灯丝电流的变化使对被检体P照射的X射线的照射剂量发生变化。
X射线光阑1-3被装配在X射线源1-1的X射线放射窗处。X射线光阑1-3限定（限制）从X射线源1-1对被检体P照射的X射线的照射范围（X射线照射范围）。虽然没有图示，但X射线光阑1-3例如具备有单独可动式的多个屏蔽板。根据这些多个屏蔽板的个数以及移动方式的变化，X射线照射范围限制为矩形、相对于X轴倾斜的矩形或者圆形。这些屏蔽板例如是4个，X射线照射范围是矩形。这些屏 蔽板典型的情况是由具有X射线屏蔽性的铅板构成，但本来也可以是用于变更X射线的线质的对X射线具有半透明性的楔形物，例如含钼板。
光阑控制部10控制X射线光阑1-3所装备的屏蔽板的移动。由此，能够任意地变更屏蔽板所包围的开口的中心位置以及开口的大小，例如，能够任意地变更开口的对角线长度、直径。
面积剂量计（Area dose meter）1-2是在任意的检测周期检查从X射线源1-1放射，通过了X射线光阑1-3的X射线的剂量（被辐射剂量）的剂量计。该面积剂量计1-2由将入射的X射线的剂量转换成电荷的转换元件构成，生成并输出表示与该面积剂量计1-2中的X射线的照射强度、照射面积、以及照射时间大致成比例的区域剂量（Area dose）（例如由[Gy·cm2]来表示；以下称为“被辐射剂量”）以及区域剂量率（Area dose ratio）（例如由[Gy﹒cm2/s]来表示；以下称为“被辐射剂量率”）的信号。
另外，限制于X射线检测部5的受光面的一部分来照射X射线的摄像被称为“部分摄像”或者“ROI摄像”。ROI是Region OfInterest的简称，是能够定义为十分关心地注视的摄像域内的一部分区域的关心区域。将此时的照射范围称为第2照射范围。在此，所谓照射范围，典型的情况是被定义为X射线束与通过等中心和X射线中心轴正交的摄像基准面相交的区域的大小。第2照射范围中的摄像是上述的ROI摄像，将与第2照射范围对应的X射线光阑1-3的开口称为“部分开口”。
将比该第2照射范围大的照射范围（在本例中，没有X射线光阑1-3的照射范围的限制的状态的照射范围）称为“第1照射范围”。即，第1照射范围与X射线检测部5的受光面全面对应。将在第1照射范围中的摄像称为“全面摄像”，将与第1照射范围对应的开口称为“全面开口”。
另外，在本一个实施方式中，说明了第1照射范围是与X射线检测部5的受光面整个区域对应的区域的例子，但如果是至少比第2照 射范围大的区域，则也可以是比与X射线检测部5的受光面整个区域对应的区域窄的区域。
另外，第1照射范围内的第2照射范围的中心位置以及大小在光阑控制部10的控制下能够任意地变动。
ROI设定操作部12是用于在显示器13中的全面显示像上设定关心区域（以下，称为“ROI”）的操作部。通过操作者对ROI设定操作部12的操作而设定的ROI的范围信息与用于变更X射线光阑1-3的开口状态的控制信号一起，供给至摄像控制部9。
当进行由ROI设定操作部12设定的ROI所涉及的ROI摄像时，摄像控制部9将与ROI的位置以及大小相关的信息供给至自动曝光控制部（ABC；Automatic Brightness Control）7。
自动曝光控制部7从X射线检测器5的输出取得与ROI对应的数据，将表示该曝光量的平均值等与规定的阈值进行比较，将其比较结果供给至摄像控制部9。然而，在ROI摄像中，入射至被检体P的X射线中的散射线（scatter）减少。因此，由X射线摄像取得的图像数据的亮度与全面摄像相比较，基于ROI摄像的亮度稍微变暗。从而，从自动曝光控制部7供给了上述比较结果的摄像控制部9进行控制，以使得在ROI摄像中，通过使管电流（tube current）、管电压（tube voltage）、以及X射线的脉冲宽度（pulse width）中的至少一方提高，来增加X射线摄像中的放射剂量，图像数据的亮度与全面摄像时的亮度相比较变为相同的程度。
图像存储部8存储在正在持续X射线照射的期间中由X射线检测部5以一定周期进行反复取得的图像数据。这些图像数据借助图像处理部11实时显示在显示器13上。
图像存储部8存储由X射线检测部5进行摄像得到的图像数据。心电波形检测器（ECG）6检测被检体P的心电波形，对心电波形进行解析输出表示心跳时相的数据。所谓该心跳时相，例如是指将从R波到下一R波（R-wave）的期间（一次心跳期间）的各位置以百分率进行归一化后的指标。对图像存储部8所存储图像数据，将分别与摄像 时刻对应的心跳时相数据建立关联。图像存储部8所存储的图像数据借助图像处理部11显示在显示器13上。显示器13与图2所示的摄像机构一起，例如设置在导管处置室内（Cath-Lab）。
被辐射降低率计算部20计算基于由X射线光阑1-3限制X射线源1-1的X射线照射范围的“表示被辐射降低效果的指标”（细节之后进行叙述）。
另外，作为“被辐射剂量”，能够使用入射面积剂量计1-2的入射剂量、由面积剂量计102计算出的剂量（吸收剂量（absorbed dose）、剂量对等量（dose equivalent））、或者照射被检体P的照射剂量（exposure）等，但在此，为了便于说明，设由面积剂量计1-2计算出的剂量（面积剂量计1-2的输出值）为“被辐射剂量”进行说明。作为该被辐射剂量的具体的测定方法，主要能够列举出基于使用了面积剂量计1-2的检测值的实际测量的方法、和使用X射线照射所涉及的各种条件来计算的方法（细节之后进行叙述）。
另外，在本发明的一个实施方式中，作为X射线摄像装置，假定了如图2所示的那样，具备顶板移动式C形臂的装置，但并不限定于此。即，例如具备床移动式C形臂的装置等，也能够在本发明的一个实施方式中适用。
图3是表示计算基于本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置的“表示被辐射降低效果的指标”时的处理流程的概略的图。
首先，执行全面摄像。具体而言，X射线光阑1-3的开口设定为全面开口的状态，摄像控制部9控制高电压发生部2，以使得在手术开始以后，适时地根据由操作者输入的触发而使X射线源1-1开始产生X射线，对被检体P照射X射线。
此时，在第1照射范围内对被检体P照射X射线。直到通过操作者恢复到空闲状态，持续X射线照射。在正在持续X射线照射的期间中，由X射线检测部5以一定的周期反复取得图像数据。所取得的图像数据被存储在图像存储部8中，并且经由图像处理部11实时显示在显示器13上。由上述的全面摄像取得的图像数据例如是图3所示的全 面图像数据51-1，将该全面摄像中的X射线照射范围的面积设定为“基准面积”，将被辐射剂量设定为“基准被辐射剂量（baseline）”。
之后，如果通过操作者的操作停止X射线产生，则摄像控制部9为了使X射线的产生停止，使X射线照射停止而控制高电压发生部2，停止全面摄像。
在此，操作者进行被辐射降低处理。即，操作者使用ROI设定操作部12在显示器13所显示出的全面显示像上设定ROI。摄像控制部9控制光阑控制部10，以使得根据由ROI设定操作部12提供的ROI的范围信息以及控制信号来变更X射线光阑1-3的开口状态。
通过该控制，光阑控制部10使X射线光阑1-3的开口状态从全面开口状态变更为与设定的ROI对应的部分开口状态。换而言之，在光阑控制部10的控制下，X射线照射范围从第1照射范围变更为第2照射范围。
如果结束上述的开口状态的变更，为了开始产生X射线，开始对被检体照射X射线，摄像控制部9控制高电压发生部2开始X射线照射。并且，摄像控制部9与X射线照射开始同步，开始取得基于X射线检测部5的图像数据（基于ROI摄像的部分图像数据）。所取得的部分图像数据存储在图像存储部8中，并且经由图像处理部11在显示器13中实时显示为动态图像。
以下，参照图4、图5A以及图5B，说明本实施方式中的“被辐射剂量”的各种采集方法。图4是表示作为每帧（每帧）的被辐射剂量的被辐射剂量率的概念的图。图5A是表示采集被辐射剂量作为从照射X射线的操作的开始时刻，到该操作的结束时刻为止的一个周期（run）的X射线照射操作期间中的累计量时的被辐射剂量的概念的图。图5B是表示采集被辐射剂量作为由一个以上的周期构成的一系列的手术期间中的累计量时的被辐射剂量的概念的图。
本发明的一个实施方式中被辐射剂量的采集方法大致能够分为以下两种。
在一种采集方法中，以每帧（每秒）来采集被辐射剂量（被辐射 剂量率）。即，如图4所示，在1帧（例如每1[sec]）中采集被辐射剂量。此时，被辐射剂量率的单位例如变为“Gy/s”或者“Gy·cm2/s”。
在另一种采集方法中，如图5A以及图5B所示的那样，采集被辐射剂量作为规定期间中的累计量。
在图5A所示的例子中，采集被辐射剂量作为从照射X射线的操作的开始时刻，到该操作的结束时刻的一系列的X射线照射操作期间（被称为“1个中断（cut）”或者“1个周期的期间”：在图5A中附图标记c所表示的期间）中的累计量。在此，所谓照射X射线的操作，例如是指按压X射线照射开关（未图示），所谓该操作的结束例如是指将手从X射线照射开关（未图示）上移开。另外，1个周期通常是3秒～30秒左右。
在图5B所示的例子中，采集被辐射剂量作为由一个以上的周期构成的一系列的手术期间C中的累计量。换而言之，在本例中，鉴于手术整体采集被辐射剂量，作为在手术时间（短则15分钟，长则3个小时以上）的过程中的任意区间（通常从最初到当前时刻）进行摄像的所有周期中的合计累计量，采集被辐射剂量。
当是上述的图5A所示的例子以及图5B所示的例子时，被辐射剂量的单位例如变为“Gy”或者“Gy·cm2”。
另外，在各周期中所取得的图像在各个周期中以一块为单位作为动态图像保存在1个文件中。医师能够在周期与周期之间进行休息，或者设定ROI等操作。
具体而言，如图3所示，该实时显示的部分图像数据53由图像处理部11，与紧接之前的全面摄像期间取得并存储于图像存储部8的全面图像数据51-2进行位置匹配来合成（例如superimpose）。
也就是说，与ROI对应的范围的图像（部分图像数据53）由图像处理部11进行整理，与紧接之前的全面摄像期间所取得并存储的全面图像数据51-2重叠显示。
另外，与部分图像合成的全面图像可以是再生动态图像，也可以是构成动态图像的多个静态图像中的特定的1帧的静态图像，例如， 可以是紧接之前的全面摄像期间中的最终帧的静态图像。
以下，说明基于本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置的被辐射降低率计算部20的计算例。上述被辐射降低率计算部20根据从摄像控制部9供给的信息，计算下述的“表示被辐射降低效果的指标”。
另外，下述的“表示被辐射降低效果的指标”的所有指标或者根据用户的目的而预先设定的规定的指标由图像处理部11与全面图像数据进行合成，显示在显示器13上。
《指标1》
作为“限制之后的X射线照射范围（第2照射范围）的面积”与“由X射线光阑1-3限制之前的X射线照射范围（第1照射范围）的面积S1”之比的S2/S1（以后，简称为“面积比”）。
《指标2》
作为由ROI摄像时的自动曝光控制而增加的X射线照射量的增加率的照射量增加率R（根据基于ABC7的上述比较结果进行计算）
《指标3》
“面积比S2/S1”与“照射量增加率R”的积
《指标4》
作为“限制之后的被辐射剂量率（ROI摄像时的被辐射剂量率）G2”与“由X射线光阑1-3限制前的被辐射剂量率（全面摄像时的被辐射剂量率）G1”之比的剂量率比G2/G1（G1、G2、G2/G1的值根据基于面积剂量计1-2的检测值来计算）
《指标5》
作为“假设只在规定时间（实际上进行X射线摄像的所有周期的合计时间）进行了全面摄像时的该规定时间中的被辐射剂量的累计值（估计值）Σ1”和“实际上进行涵盖上述规定时间进行ROI摄像、交替利用ROI摄像和全面摄像的摄像、或者一边使X射线光阑1-3的开口状态发生变化的ROI摄像时的被辐射剂量的累计值（实际测量值）Σ2”之比的累计值比Σ2/Σ1（Σ1、Σ2、Σ2/Σ1的值根据基于面 积剂量计1-2的检测值、以及实际的摄像时间来计算；Σ1的值例如是作为基于全面摄像的被辐射剂量的剂量率和规定时间的积来计算的估计值，Σ2的值是基于面积剂量计1-2的实际测量值。）
在此，以假设直到时刻T1～时刻T2进行全面摄像，且直到时刻T2～时刻T3进行ROI摄像时为例详细地进行说明。
首先，假设在实际上进行了ROI摄像的时间进行了全面摄像时的该时间中的被辐射剂量的累计值（推定值）表示为，
【数学公式1】
∫ T 2 T 3 G 1 - - - ( 1 ) .
并且，假定只使用了全面摄像来推定的被辐射剂量的累计值表示为，
【数学公式2】
∫ T 1 T 2 G 1 + ∫ T 2 T 3 G 1 - - - ( 2 ) .
另外，作为面积剂量计1-2的检测值的被辐射剂量的累计值（实际测量值）表示为，
【数学公式3】
∫ T 1 T 2 G 1 + ∫ T 2 T 3 G 2 - - - ( 3 ) .
在此，被辐射剂量的累计值的降低率（累计值比Σ2/Σ1）根据面积剂量计1-2的检测值计算为累计值/（假定没有使用ROI摄像（在所有周期中进行了全面摄像）时的被辐射剂量的累计值），表示为
【数学公式4】
Σ 2 Σ 1 = ∫ T 1 T 2 G 1 + ∫ T 2 T 3 G 2 ∫ T 1 T 2 G 1 + ∫ T 2 T 3 G 1 - - - ( 4 ) .
由上述的计算式得知，将在时间序列中过去的X射线摄像、即全面摄像时的被辐射剂量率G1作为计算表示被辐射降低效果的指标而 得到的基准值。另外，作为时间序列上过去的全面摄像中的剂量率与规定时间的积来计算的被辐射剂量的累计值Σ1也是计算表示被辐射降低效果的指标而得到的基准值。
针对基准值的更新，优选每当操作者执行全面摄像时便对值进行更新。另外，优选每当变更观察角度也变更基准值。这样，越是频繁地进行基准值的更新，表示被辐射降低的指标的可靠性变得越高。
另外，《1》至《5》所示的各值是根据实际测量值来计算的值，也可以只使用估计值来进行预测。针对那样的预测的一个例子之后进行叙述。
以下，参照图6对基于被辐射降低率计算部20的计算的一个例子进行说明。图6是表示基于本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置的降低率计算部20的计算的一个例子的图。在图6所示的例子中，各值如下述那样。
面积比S2/S1=25/100=1/4
照射量增加率R=180/100=9/5
降低率X=1/4×9/5=0.45
其中，在图6所示的例子中，将降低率X计算为上述的《指标3》，即“面积比S2/S1”与“照射量增加率R”的积。
在此，如果将降低率X=0.45以百分率来显示则变为45％。也就是说，表示ROI摄像时的被辐射剂量下降到全面摄像时的被辐射剂量的45％。
针对G1、G2、Σ1、Σ2的各值，由基于面积剂量计1-2的检测值（面积剂量计1-2的输出信号）来求得。另外，针对降低率X的值，通常，使用被辐射降低率计算部20根据面积剂量计1-2的输出信号（检测值），计算出G2/G1或者Σ2/Σ1的值。
如上述那样，即使没有使用面积剂量计1-2的检测值，也能够根据X射线摄像所涉及的各种条件来求降低率X，但通过使用面积剂量计1-2的检测值存在以下那样的优点。即，存在即使在伴随着ROI摄像执行自动曝光控制时或被检体所涉及的条件发生了变化的情况下 等，通过使用面积剂量计1-2的检测值，从而能够求得准确的值的优点。
如上述的例子那样计算出的5种数值在显示器13中与图像数据重叠或者显示在该图像数据的附近等。作为这5种数值的显示方式，例如，能够列举出重叠于图像数据上的边缘部位附近来显示的方式、或将显示器13以外的显示部件分体设置，显示在该显示部件上的方式等。通过这样进行显示，从而，操作者能够一边确认基于被辐射降低处理的被辐射降低的效果一边进行作业。
另外，作为上述5种数值的显示方式，也可以代替显示数值本身，而将数值转换成规定的图标或曲线图等来进行显示。即，例如，也可以使用在手机等中利用的“为了显示电池的余量而使用的图标”、“为了显示电波灵敏度而使用的图标”、以及“模拟规定的仪器的图标”等，将上述数值进行图形表现，对用户进行提示。
然而，为了更有效地对操作者提示被辐射降低的效果，被辐射降低率计算部20也可以制成表示被辐射降低效果的降低效果曲线图，将该降低效果曲线图重叠于图像数据来显示。
以下，参照图7至图10，针对降低效果曲线图以及其显示方式进行说明。图7是表示将根据由上述的被辐射降低率计算部20计算出的数值制成的降低效果曲线图重叠于图像数据并显示在显示器13上的区域（以下称为“曲线图显示区域”）的一个例子的图。图8至图10是分别表示曲线图显示区域所显示的降低效果曲线图的一个例子的图。另外，各降低效果曲线图根据面积剂量计1-2的输出值以及X射线光阑1-3的开口状态等，由被辐射降低率计算部20生成。
当在显示器13中重叠于图像数据来显示降低效果曲线图时，作为曲线图显示区域55，最优的部位之一是如图7所示，整体图像数据51中周边部位（在该图所示的例子中，右上端部）。
《实时显示》 
曲线图显示区域55所显示的降低效果曲线图的第1例是图8所示的“降低比的实时显示曲线图”。在本显示例中，实时显示（以规定 周期进行更新显示）表示由百分率来表示降低率X的值的时间变化的曲线图。例如，每当由面积剂量计1-2重新生成信号并输出，则降低率X的显示更新为最新的显示。在图8中，粗实线所示的是全面摄像时的被辐射剂量（一定值），细实线所示的是ROI摄像时的被辐射剂量与全面摄像时的被辐射剂量的比率（由百分率来表示降低率X的值）。在本例中，降低率X也可以求出为G2/G1。
另外，上述的实时显示的更新周期可以与基于面积剂量计1-2的检测周期同步，也可以不同步。
《累计值显示（Cumulative area dose）》
曲线图显示区域55所显示的降低效果曲线图的第2例是图9所示的“被辐射剂量的累计值曲线图”。在本显示例中，显示表示作为基于规定期间的X射线摄像（全面摄像以及ROI摄像）的被检体P的被辐射剂量，对从面积剂量计1-2输出的值进行累计的累计值的时间变化的曲线图（第2曲线图73）、和表示假定只在与其相同的时间进行了全面摄像时的被辐射剂量的累计值的曲线图（第1曲线图71）。
在图9中，粗实线所示的是全面摄像时被辐射剂量的累计值，细实线所示的是ROI摄像时被辐射剂量的累计值，虚线所示的是假定在进行了ROI摄像的时间段中进行全面摄像时的被辐射剂量的累计值（基于被辐射降低率计算部20的估计值）。
也就是说，第1曲线图71是表示假定在到当前时刻的所有时间段进行了全面摄像时的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图，第2曲线图73是表示基于到当前时刻进行的全面摄像以及ROI摄像的实际的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图。
在本显示例中，假定了一边切换全面摄像和ROI摄像一边进行手术的情况，当各摄像期间结束（X射线照射结束）时，将显示到该摄像期间的终点的曲线图。
《累计值预计显示（预测显示）》
曲线图显示区域55所显示的降低效果曲线图的第3例是图10所示的“累计值预计的曲线图”。在本显示例中，显示到所假定的手术 结束的时间中的被辐射预计量，按照各条件（X射线光阑1-3的开口状态）计算直到被检体P到达被辐射剂量的上限值的时间，按照每个条件生成显示表示可X射线摄像的时间的曲线图。
在此，在图10中，粗实线所示的是进行全面摄像的时间的被辐射剂量的累计值。细实线所示的是ROI摄像时的被辐射剂量的累计值。粗虚线所示的是假设在实际上进行了ROI摄像的时间段进行了全面摄像时的被辐射剂量的累计值（基于被辐射降低率计算部20的估计值）。细虚线所示的是假定在当前时刻以后进行ROI摄像时的被辐射剂量的累计值（基于被辐射降低率计算部20的估计值）。
也就是说，第2曲线图73（粗实线+细实线）是表示基于到当前时刻进行的全面摄像和ROI摄像的实际的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图。第3曲线图77（粗虚线）是表示假定当前时刻以后进行全面摄像时的、被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图。第4曲线图79（细虚线）是表示假定当前时刻以后进行ROI摄像时的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图。
本累计值预计的降低效果曲线图例如如下述那样求得。即，如果设被检体P的被辐射剂量的上限值为Dmax[Gy·cm2]，到当前时刻的被检体P的被辐射剂量累计值为Dnow[Gy·cm2]，基于ROI摄像的被辐射的剂量率为D2[Gy·cm2/sec]，基于全面摄像的被辐射的剂量率为D1[Gy·cm2/sec]，则求得
基于ROI摄像的可X射线摄像时间t2=（Dmax-Dnow）/D2
基于全面摄像的可X射线摄像时间t1=（Dmax-Dnow）/D1。
另外，设基于ROI摄像的被辐射的剂量率D2[Gycm2/sec]是根据X射线光阑1-3的开口状态的设定而确定的值。
另外，针对预测显示的曲线图，能够根据基于X射线光阑1-3的X射线照射范围的限制面积（光阑量）的设定描绘多条第3曲线图79。从而，也可以设定多个基于X射线光阑1-3的光阑量（例如，到当前时刻的光阑量、以及将X射线照射范围缩小为全面摄像时的1/4的光阑量等），描绘与这些设定对应的多条第3曲线图79。
如上述那样，通过制成并显示预测当前时刻以后的累计值的时间变化的曲线图，从而，操作者将能够容易地识别各条件下的可X射线摄像时间。
如以上说明的那样，根据本发明的一个实施方式，提供一种当执行ROI摄像时，操作者能够确认与执行了通常的X射线摄像（执行）时相比较，实现了何种程度的被辐射剂量降低的X射线摄像装置以及程序。
另外，例如，也可以以在降低率X等各种值的计算中，作为剂量也可以代替使用面积剂量计1-2的输出值（实际测量值），而使用所希望的估计值事前进行模拟的方式，在本发明的一个实施方式中实施。
另外，作为被辐射剂量降低方法，除了使用了上述的X射线光阑1-3的X射线照射范围的限制（ROI摄像）之外，也可以并用其他的被辐射剂量降低方法。例如，也可以将基于管电流、管电压、脉冲宽度、SID（X射线源与检测器的距离）、PID（patient imager distance）（患者与检测器的距离），光束质量滤波器（beam quality filter）、准直仪、FOV（field of view）等各种条件的变更的被辐射剂量降低措施与上述的ROI摄像并用。
然而，基于上述的本发明的一个实施方式所涉及的X射线摄像装置的一系列的处理通过程序化，或者通过在程序化后将该程序读入存储介质，从而，作为与该X射线摄像装置独立的软件制品单体的贩卖、发布也变得容易，另外，也能够将本发明的一个实施方式所涉及的技术在其他的硬件上利用。
虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定本发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式进行实施，在不脱离发明要旨的范围内，能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围或要旨中一样，包含于权利要求书记载的发明及其等同的范围中。

Claims (16)

1.一种X射线摄像装置，对被检体进行X射线摄像来取得X射线透视像，其特征在于，具备：
X射线产生部，其对上述被检体照射X射线；
X射线光阑部，其限制上述X射线产生部的X射线照射范围；
剂量检测部，其检测通过了上述X射线光阑部的X射线；以及
被辐射降低率计算部，其根据在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值、和在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率，
上述X射线摄像装置包含显示部，上述显示部显示基于上述降低率的曲线图，
上述曲线图是：
表示在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像时，由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量率的基准值曲线图；和
表示在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的当前时刻的X射线摄像中，由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量率的时间变化的曲线图。
2.根据权利要求1所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述被辐射降低率计算部计算G2/G1的值作为上述降低率，其中，将在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量率作为基准值G1，将在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量率作为当前值G2。
3.根据权利要求2所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述被辐射降低率计算部计算Σ2/Σ1的值作为上述降低率，其中，将在规定时间的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量的累计值作为实际测量累计值Σ2，将在执行上述规定时间的X射线摄像之前没有由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围的状态下进行X射线摄像时由上述剂量检测部检测到的剂量率与上述规定时间的积作为基准累计值Σ1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述显示部将上述降低率与上述X射线透视像一起显示。
5.一种X射线摄像装置，对被检体进行X射线摄像来取得X射线透视像，其特征在于，具备：
X射线产生部，其对上述被检体照射X射线；
X射线光阑部，其限制上述X射线产生部的X射线照射范围；
剂量检测部，其检测通过了上述X射线光阑部的X射线；以及
被辐射降低率计算部，其根据在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值、和在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率，
上述X射线摄像装置包含显示部，上述显示部显示基于上述降低率的曲线图，
上述曲线图是：
表示假设上述X射线光阑部未限制上述X射线照射范围，直到当前时刻继续执行该X射线摄像时的、作为上述被检体的被辐射剂量的累计值的基准累计值的时间变化的曲线图；和
表示在一边连续地或者断续地执行上述X射线光阑部对上述X射线照射范围的限制一边继续进行X射线摄像直到当前时刻的期间，由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图。
6.根据权利要求5所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述被辐射降低率计算部计算G2/G1的值作为上述降低率，其中，将在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量率作为基准值G1，将在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量率作为当前值G2。
7.根据权利要求6所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述被辐射降低率计算部计算Σ2/Σ1的值作为上述降低率，其中，将在规定时间的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量的累计值作为实际测量累计值Σ2，将在执行上述规定时间的X射线摄像之前没有由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围的状态下进行X射线摄像时由上述剂量检测部检测到的剂量率与上述规定时间的积作为基准累计值Σ1。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述显示部将上述降低率与上述X射线透视像一起显示。
9.一种X射线摄像装置，对被检体进行X射线摄像来取得X射线透视像，其特征在于，具备：
X射线产生部，其对上述被检体照射X射线；
X射线光阑部，其限制上述X射线产生部的X射线照射范围；
剂量检测部，其检测通过了上述X射线光阑部的X射线；以及
被辐射降低率计算部，其根据在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值、和在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率，
上述X射线摄像装置包含显示部，上述显示部显示基于上述降低率的曲线图，
上述曲线图是:
表示到当前时刻的上述被检体的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图；和
表示假定当前时刻以后以与由上述X射线光阑部限制为规定的面积的上述X射线照射范围对应的被辐射剂量率进行X射线摄像而计算出的、上述被检体的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图。
10.根据权利要求9所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述X射线摄像装置包含：
存储部，其存储针对上述被检体所容许的被辐射剂量的累计值的上限值；和
可摄像时间计算部，其计算假设当前时刻以后以与由上述X射线光阑部限制为规定的面积的上述X射线照射范围对应的被辐射剂量率进行X射线摄像时，上述被检体的被辐射剂量的累计值从当前时刻的值到达上述上限值所需的时间，
上述显示部显示表示上述上限值的曲线图和直到达到上述上限值所需的时间。
11.根据权利要求9所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述被辐射降低率计算部计算G2/G1的值作为上述降低率，其中，将在由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量率作为基准值G1，将在由上述X射线光阑部限制了上述X射线照射范围之后的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量率作为当前值G2。
12.根据权利要求11所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述被辐射降低率计算部计算Σ2/Σ1的值作为上述降低率，其中，将在规定时间的X射线摄像中由上述剂量检测部检测到的被辐射剂量的累计值作为实际测量累计值Σ2，将在执行上述规定时间的X射线摄像之前没有由上述X射线光阑部限制上述X射线照射范围的状态下进行X射线摄像时由上述剂量检测部检测到的剂量率与上述规定时间的积作为基准累计值Σ1。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的X射线摄像装置，其特征在于，
上述显示部将上述降低率与上述X射线透视像一起显示。
14.一种X射线摄像方法，使计算机作为由X射线摄像取得被检体的X射线透视像的X射线摄像装置而发挥作用，其特征在于，使计算机实现以下的功能：
对上述被检体照射X射线的功能；
限制上述X射线的照射范围的功能；
当限制了上述照射范围时，检测上述限制后上述被检体被照射的X射线，当未限制上述照射范围时检测上述被照射的X射线的功能；
根据在限制上述照射范围之前的X射线摄像中检测到的值、和在限制了上述照射范围之后的X射线摄像中检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率的功能；
显示基于上述降低率的曲线图的功能，
上述曲线图是：
表示在限制上述X射线照射范围之前的X射线摄像时，检测到的被辐射剂量率的基准值曲线图；和
表示在限制了上述X射线照射范围之后的当前时刻的X射线摄像中，检测到的被辐射剂量率的时间变化的曲线图。
15.一种X射线摄像方法，使计算机作为由X射线摄像取得被检体的X射线透视像的X射线摄像装置而发挥作用，其特征在于，使计算机实现以下的功能：
对上述被检体照射X射线的功能；
限制上述X射线的照射范围的功能；
当限制了上述照射范围时，检测上述限制后上述被检体被照射的X射线，当未限制上述照射范围时检测上述被照射的X射线的功能；
根据在限制上述照射范围之前的X射线摄像中检测到的值、和在限制了上述照射范围之后的X射线摄像中检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率的功能；
显示基于上述降低率的曲线图的功能，
上述曲线图是：
表示假设未限制上述X射线照射范围，直到当前时刻继续执行该X射线摄像时的、作为上述被检体的被辐射剂量的累计值的基准累计值的时间变化的曲线图；和
表示在一边连续地或者断续地执行对上述X射线照射范围的限制一边继续进行X射线摄像直到当前时刻的期间，检测到的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图。
16.一种X射线摄像方法，使计算机作为由X射线摄像取得被检体的X射线透视像的X射线摄像装置而发挥作用，其特征在于，使计算机实现以下的功能：
对上述被检体照射X射线的功能；
限制上述X射线的照射范围的功能；
当限制了上述照射范围时，检测上述限制后上述被检体被照射的X射线，当未限制上述照射范围时检测上述被照射的X射线的功能；
根据在限制上述照射范围之前的X射线摄像中检测到的值、和在限制了上述照射范围之后的X射线摄像中检测到的值，来计算上述被检体的被辐射剂量的降低率的功能；
显示基于上述降低率的曲线图的功能，
上述曲线图是:
表示到当前时刻的上述被检体的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图；和
表示假定当前时刻以后以与限制为规定的面积的上述X射线照射范围对应的被辐射剂量率进行X射线摄像而计算出的、上述被检体的被辐射剂量的累计值的时间变化的曲线图。
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