JP2002238884A - Ｘ線装置の自動条件設定機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチの切り替えを行うことなく部位や手
技に応じた最適なＸ線条件や画像表示パラメータを自動
的に設定することができるＸ線装置の自動条件設定機構
を提供する。 【解決手段】 予め患者情報とユーザ情報11を記憶して
おく。また、部位および手技に応じた最適なＸ線条件お
よび画像表示用パラメータを記述した表15も記憶してお
く。ユーザ情報から手技を特定する。患者情報とＣアー
ム位置情報12と天板位置情報13とを得て、これらの情報
の組合わせからＸ線装置の関心領域を推定手段14により
特定する。この特定された手技と関心領域とから、表15
を参照することで部位および手技に最適なＸ線条件およ
び画像表示用パラメータを抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は医療用Ｘ線装置の自
動条件設定機構に関し、特に、全身を関心領域とした循
環器系疾患の検査や、Ｘ線透視像観察下での治療に用い
る際のＸ線透視・撮影条件を自動的に設定するに好適な
Ｘ線装置の自動条件設定機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、主に循環器系疾患のＸ線検査で
は、単純な検査を目的とすることはもとより、下記のよ
うなＸ線透視下での治療、いわゆるIVR（Interventiona
l Radiology）手技が盛んに行われるようになってい
る。

【０００３】Ｘ線透視により患部を確認しながら被検
者に挿入したカテーテルを介して癌細胞に侵された部位
に対し抗癌剤を注入し、癌細胞を死滅せしめる治療法
（TAI：Transcatheter Arterial Infusionと称する）。

【０００４】癌細胞が栄養補給する血管に血管塞栓物
質を注入して塞栓し、腫瘍を縮小・転移防止せしめる治
療法（TAE：Transcatheter Arterial Embolizationと称
する）。

【０００５】血栓により閉塞した血管部位に血栓溶解
物質を注入し血管を再開通せしめる治療法（PTR：Percu
taneous Transluminal Recanalizationと称する）。

【０００６】先端にバルーンの付いたカテーテルを用
いて血管の狭窄部位にその先端部を進めてバルーンを膨
らませ、狭窄部位の拡張を行う治療法（PTA：Percutane
ousTransluminal Angioplastyと称する）。

【０００７】この様な治療分野では、カテーテルは通常
の検査・診断時に比べ、動静脈本管より分岐したより末
梢に近い血管まで挿入される。これは、例えば前記抗癌
剤を注入する場合には、副作用を避けるようにできる限
り注入範囲を腫瘍部のみに限定したいためであり、塞栓
物質の場合にも、塞栓する血管は腫瘍部が栄養補給して
いるもののみに限定したいがためである。さらに、血栓
溶解剤やバルーンカテーテルの場合には、カテーテル先
端部を患部まで到達させなければならないのでカテーテ
ルが末梢の血管まで挿入されることは言うまでもない。

【０００８】以上のような治療分野では、より細い血管
までカテーテルを挿入する必要性があるため、近年治療
用に使用されるカテーテルやカテーテルを血管内に導入
するときの案内に用いられるガイドワイヤー等は従来に
比べより細くかつしなやかな物が開発され使用されるに
至った。

【０００９】ここで問題となるのが、これら細くしなや
かなカテーテルおよびガイドワイヤーの透視・撮影下で
の視認性である。これらのカテーテルおよびガイドワイ
ヤーは細くなおかつＸ線透視・撮影下におけるコントラ
ストが従来のものと比較して小さいため、Ｘ線画像上で
人体の組織のなかでは見え難い。これらを見易くするた
めにはより精密なＸ線条件の設定と、画像表示にかかる
パラメータの最適化が必要不可欠である。

【００１０】Ｘ線条件の自動設定機構は、被検者を透過
したＸ線量を検出するフォトピックアップもしくはＸ線
テレビのビデオ信号から画像にかかる明るさ（露光量）
を求め、これが所望する一定量となるようにＸ線条件を
増減する。

【００１１】ここで、従来方式では、上記Ｘ線条件の自
動設定機構において、人体の部位または手技別に関心領
域の部分、形状、明るさ（露光量）の基準値を複数組設
け、この組み合わせの中からオペレータがスイッチの切
り替えにより臨床を行う部位または手技に応じた最適な
Ｘ線条件を選択していた。さらに、前記画像表示にかか
るパラメータも人体の部位または手技別に複数組用意し
ておき、スイッチの切り替えにより部位または手技に応
じた所望のパラメータを選択していた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来装置で
は、部位や手技に応じて最適な透視・撮影画像を得るた
めには、部位または手技に応じてスイッチの切り替えを
行わなければならず非常に煩わしい。そればかりか、オ
ペレータによってはスイッチそのものの切り替えを行わ
ず、最適な透視・撮影画像が得難かった。

【００１３】さらに、例えば関心領域が頭部の場合で
も、通常カテーテルおよびガイドワイヤー類は大腿部よ
り被検者に挿入されるので、頭部へ到達するまでに腹部
から胸部を経て頚部を通過して目的部位に至る。この間
もカテーテルおよびガイドワイヤー類を血管内に進める
ために透視は継続されるが、この目的部位に至るまでの
透視画像の最適化について従来は考慮されていなかっ
た。

【００１４】従って、本発明の目的は、スイッチの切り
替えを行うことなく部位や手技に応じた最適なＸ線条件
や画像表示パラメータを自動的に設定することができる
Ｘ線装置の自動条件設定機構を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め患者情報
やユーザ情報を設定し、患者情報とＸ線発生部やＸ線受
像部の位置から関心領域（Ｘ線発生部とＸ線受像部とが
対向している被検者の部位）を検出すると共に、ユーザ
情報から手技を読み出して、この関心領域と手技に応じ
た最適なＸ線条件や画像表示パラメータを自動的に選択
することで上記の目的を達成する。

【００１６】すなわち、本発明の自動条件設定機構は、
患者情報およびユーザ情報を入力する手段と、これら入
力された情報、ならびに人体の部位と手技ごとに応じた
最適なＸ線条件と画像表示パラメータとを記憶する手段
と、Ｘ線発生部およびＸ線受像部とを対向して保持する
支持部材と、被検者の様々な部位を多様な角度から透視
撮影できるように前記支持部材を移動する移動機構と、
前記支持部材の現在位置を検出する第１検出手段と、被
検者を載せる天板と、この天板を移動する移動機構と、
前記天板の現在位置を検出する第２検出手段と、前記第
１・第２検出手段の検出結果および患者情報から被検者
に対する現在の関心領域を推定する手段と、推定した関
心領域およびユーザ情報から求めた手技に対応したＸ線
条件と画像表示パラメータとを前記記憶手段から抽出す
る手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】検査・治療を開始するに際し、１人の被検
者における一連の検査・治療行為から得られる画像をフ
ァイリングする目的で、オペレータは患者情報とユーザ
情報を入力して記憶しておく。ここで、患者情報には少
なくとも患者の身長を含む。身長の他には、体重・性別
・年齢などが挙げられる。ユーザ情報には少なくとも手
技名（部位情報）を含む。手技名の他には、担当科・担
当医師名・担当技師名などが考えられる。従って、これ
らの患者情報とユーザ情報を参照すれば、被検者の身長
および手技を求めることができる。

【００１８】また、Ｘ線発生部およびＸ線受像部の現在
位置と、被検者を寝かせた天板の現在位置と、被検者の
身長とからＸ線発生部とＸ線受像部とが対向している被
検者の部位（関心領域）を推定することができる。

【００１９】この推定する手段は、モデル被検者の標準
身長T、身長Tの人の頭頂部から頭蓋底までの距離A、身
長Tの人の頭頂部から鎖骨までの距離B、身長Tの人の頭
頂部から胸骨下端までの距離C、身長Tの人の頭頂部から
仙骨下端までの距離Dおよび身長Tの人の頭頂部から膝蓋
骨までの距離Eを記憶する手段と、患者情報から読み出
した患者の身長tと上記モデル被検者の体格寸法Tおよび
A〜Eを用いて患者の頭頂部から頭蓋底までの距離a、頭
頂部から鎖骨までの距離b、頭頂部から胸骨下端までの
距離c、頭頂部から仙骨下端までの距離dおよび頭頂部か
ら膝蓋骨までの距離eを求める演算手段と、第１・第２
検知手段の検出結果に基づいて求めたＸ線発生部および
Ｘ線受像部に対する天板の位置データと、前記演算結果
a〜eとを比較する手段とを備えるものが好適である。

【００２０】推定する手段の詳細に関しては後に説明す
る。

【００２１】一方、各部位および手技に最適なＸ線条件
と画像表示にかかるパラメータを記述した表を記憶して
おく。Ｘ線条件には、管電圧、管電流、撮影タイマなど
が含まれる。画像表示にかかるパラメータには、表示の
輪郭強調や表示明るさ・コントラスト、リカーシブフィ
ルタ、ガンマカーブなどが含まれる。

【００２２】そして、この表を参照することで、前述の
推定により求めた関心領域（部位）とユーザ情報から読
み出した手技とに対応する最適なＸ線条件と画像表示に
かかるパラメータを求め、切替スイッチを操作すること
なく、自動的に選択設定することができる。

【００２３】身長以外の患者情報の利用方法あるいは手
技以外のユーザ情報の利用方法については、次の例が挙
げられる。

【００２４】患者情報の中から被検者の体重を求め、体
重（グループ）別に最適値の表を用意して引用すること
により、より最適な条件を求める。

【００２５】性別・年齢（層）別に最適値の表を用意
し、Ｘ線量を制限して被曝Ｘ線量低減を図る。

【００２６】担当医師名から最適値の表を用意してこれ
を引用することにより、医師の画像に関する好みを反映
させる。担当医師の好みを反映した最適値の表は、例え
ば、ある担当医師が過去に行った診断における手技と部
位に対応したＸ線条件と画像表示にかかるパラメータと
を記憶しておき、その担当医師の最適値の表として記憶
させておけば良い。

【００２７】さらに、上記のように体重・性別・年齢・
担当医師名ごとに最適値の表を複数用意するのではな
く、基準となる最適値を規定した単一の表を用意し、こ
の表中の値を体重・性別・年齢・担当医師名等により関
数もしくは一定値で修飾演算することにより、同様の機
能を実現しても良いことは言うまでもない。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明による自動条件設定機構を用いた
Ｘ線装置と被検者との位置関係を示す概略説明図ある。

【００２９】（Ｘ線装置の概要）このＸ線装置は、Ｘ線
を発生し照射するＸ線発生部1と、被検者を透過したＸ
線を検出し画像化するための電気信号に変換するＸ線受
像部2と、Ｘ線発生部1およびＸ線受像部2を対向して保
持するＣアーム3（支持部材）とを備える。

【００３０】Ｘ線発生部1には、Ｘ線管球と、Ｘ線の照
射範囲を制限する絞りと、Ｘ線管球に高電圧を印加して
Ｘ線を発生させる高電圧装置とが含まれる。Ｘ線受像部
2には、被検者を透過したＸ線を光学画像に変換するイ
メージインテンシファイヤと、この光学画像を映像信号
に変換するＸ線ＴＶカメラが含まれる。

【００３１】Ｃアーム3は、被検者の様々な部位を多様
な角度から透視撮影できるように移動機構で移動され
る。すなわち、Ｃアーム3を被検者の体軸方向ならびに
被検者の左右方向に動作させる走行台車3aと、走行台車
3aが天井面を走行するのを案内しかつ保持する天井レー
ル3bとを備える。走行台車3aの被検者の体軸方向位置
（X1）は位置検出器3cにより検出され、走行台車3aの被
検者の左右方向位置（Y1）は位置検出器3dにより検出さ
れる。これら位置検出器3c、3d（第１検知手段）には、
例えばポテンショメータが利用できる。さらに、従来の
Ｃアームを用いたＸ線装置と同様に、被検者の体軸を回
転軸としたＣアーム3の回転、Ｃアーム3の円弧に沿った
スライドおよびＣアーム3に対するＸ線発生部2の照射方
向への進退などの移動も行える。

【００３２】また、被検者を寝かせてＸ線発生部1とＸ
線受像部2との間に位置させる天板4も備えている。この
天板4も移動機構により、Ｘ線発生部1およびＸ線受像部
2との位置関係を調整するように移動される。すなわ
ち、天板4を被検者の体軸方向ならびに被検者の左右方
向に移動させる移動機構を持つ。天板4の位置は、被検
者の体軸方向位置(X2）を検出する位置検出器4aと、天
板4の被検者の左右方向位置（Y2）を検出する位置検出
器4bにより把握される。これら位置検出器4a、4b（第２
検知手段）にも、例えばポテンショメータが利用でき
る。

【００３３】さらに、Ｘ線の照射、Ｃアームの移動およ
び天板の移動は、図示しない操作卓から遠隔にて行う。
操作卓には、Ｘ線照射スイッチ、Ｃアーム操作器、天板
操作器、および患者情報やユーザ情報の入力手段が備え
られている。図示していないが、Ｘ線透視画像はモニタ
で表示できることは言うまでもない。

【００３４】（自動条件設定機構のシステム構成）図２
は自動条件設定を実現するシステムの概略ブロック図で
ある。このシステムは、オペレータがＣアーム操作器よ
り入力した移動指令に基づきＣアームの位置や回転姿勢
制御を行うＣアーム制御装置5と、天板操作器より入力
した移動指令に基づき天板の位置制御等を行う天板制御
装置6とを備える。また、透視・撮影画像において表
示、記憶および様々な画像処理を行う画像処理装置7
と、システム全体の制御統制を行うシステムコントロー
ラ8と、Ｘ線管球にＸ線を照射するための高電圧を与え
るＸ線高電圧装置9とを備えている。そして、これら装
置5〜9をLAN（ローカルエリアネットワーク）10により
機能的に接続している。

【００３５】ここで動作を説明すると、図示しない操作
卓よりオペレータは画像処理装置7に対し、前述の患者
情報およびユーザ情報を入力する。入力された患者情報
とユーザ情報は、LANlOを介してシステムコントローラ8
に伝えられる。Ｃアーム3の走行台車3aの被検者体軸方
向位置を検出する位置検出器3cと、走行台車3aの被検者
左右方向位置を検出する位置検出器3dとにより、Ｃアー
ム3の位置情報（X1とY1）を得る。

【００３６】被検者は必ず頭部を基準として仰向けに天
板に載せられるため、例えば本実施例では走行台車3aの
頭部側限界位置を0mmとし、足部側限界位置を＋2200mm
として、この範囲で体軸方向位置X1を求めている。ま
た、患者の左手側限界位置を0mmとし、右手側限界位置
を＋500mmとして、この範囲で体軸と直交する横方向位
置Y1を求めている。

【００３７】同様にして天板4の被検者体軸方向位置（X
2）を検出する位置検出器4aと、被検者左右方向位置（Y
2）を検出する位置検出器4bとにより、天板の位置情報
（X2とY2）を得る。本実施例では、例えば天板の頭部側
限界位置を0mmとし、足部側限界位置を1700mmとして、
この範囲で体軸方向位置X2を求めている。また、患者の
左手側限界位置を0mmとし、右手側限界位置を300mmとし
て、この範囲で体軸と直交する横方向位置Y2を求めてい
る。

【００３８】そして、Ｃアーム3の位置情報（X1とY1）
はＣアーム制御装置5からLANlOを介してシステムコント
ローラ8に伝えられ、天板の位置情報（X2とY2）は天板
制御装置6からLANlOを介してシステムコントローラ8に
伝えられる。

【００３９】ここで、さらにシステムコントローラ8の
内部において、最適なＸ線条件と画像表示に係るパラメ
ータを選択する手順について図3を用いて説明する。

【００４０】本実施例では、画像処理装置7から得た患
者情報およびユーザ情報11のうち、患者情報から被検者
の身長を、ユーザ情報から手技を選択して用いる。この
患者情報の身長ならびにユーザ情報の手技と、Ｃアーム
位置情報12（X1/Y1）と、天板位置情報13（X2/Y2）とに
基づいて、前記Ｘ線発生部1とＸ線受像部2が対向する被
検者の部位(関心領域）を関心領域推定手段14により推
定する。そして、表15を参照して、推定された関心領域
別およびユーザ情報から読み出した手技別に、最適Ｘ線
条件と最適画像表示に係るパラメータとを抽出する。こ
の表15は、手技と部位ごとに最適なＸ線条件と最適画像
表示にかかるパラメータ（図中の表ではＸ線条件係数・
画像表示係数と表示）を規定したもので、予め画像処理
装置7に記憶されている。

【００４１】以上のように自動的に部位または手技を検
出して表引きした結果により、最適Ｘ線条件をLAN10を
介してＸ線高電圧装置9に送り、最適画像表示にかかる
パラメータをLAN10を介して画像処理装置7に送って、所
望する最適Ｘ線条件と最適画像表示にかかるパラメータ
の切替選択を行う。

【００４２】（関心領域推定手段の論理手順）関心領域
推定手段14における論理手順を図4のフローチャートに
基づいて説明する。この推定には、予め記憶しておいた
モデル被検者の体格寸法を用いる。モデル被検者の標準
身長をTとし、身長以外の体格寸法を次の通りとして、
予めTおよびA〜Eの値を画像処理装置に記憶しておく。 身長Tの人の頭頂部から頭蓋底までの距離 ：A 身長Tの人の頭頂部から鎖骨までの距離 ：B 身長Tの人の頭頂部から胸骨下端までの距離：C 身長Tの人の頭頂部から仙骨下端までの距離：D 身長Tの人の頭頂部から膝蓋骨までの距離 ：E

【００４３】そのとき、身長tの患者の上記からの
距離はそれぞれ次式によりa〜eと推定することができ、
画像処理装置から読み出したTおよびA〜Eと患者情報か
ら得た患者の身長ｔとから演算して求めることができ
る。 身長tの人の頭頂部から頭蓋底までの距離 ：a＝(t/T)×A 身長tの人の頭頂部から鎖骨までの距離 ：b＝(t/T)×B 身長tの人の頭頂部から胸骨下端までの距離：c＝(t/T)×C 身長tの人の頭頂部から仙骨下端までの距離：d＝(t/T)×D 身長tの人の頭頂部から膝蓋骨までの距離 ：e＝(t/T)×E

【００４４】さらに、Ｃアーム駆動機構の体軸方向位置
X1と天板の体軸方向位置X2より、次のように関心領域を
推定することができる。このとき、X1＋X2やY1−Y2など
の位置データは予め演算して求めておけば良い。 X1＋X2＜a ならば頭部 a≦X1＋X2＜b ならば頚部 b≦X1＋X2＜c ならば胸部 c≦X1＋X2＜d ならば腹部 d≦X1＋X2＜e ならば大腿部 e≦X1＋X2 ならば下肢部

【００４５】図４のフローチャートでは、推定した関心
領域について、単に「頭部」とか「頚部」等としか示し
ていないが、これらの表示は、推定された関心領域に対
応する最適Ｘ線条件と最適画像表示にかかるパラメータ
とを図３の表15から抽出する処理を表している。

【００４６】加えて、Ｃアーム駆動機構の横方向位置Y1
と天板の横方向位置Y2を本実施例では被検者胸部の肺野
部と縦隔部(中心部)の判断に使用する。すなわち、b≦X
1＋X2＜cでかつ｜Y1−Y2｜≦Lならば縦隔部で、b≦X1＋
X2＜cでかつL＜｜Y1−Y2｜ならば肺野部と判断できる。
ここでLは縦隔部の幅を示す定数である。

【００４７】最適なＸ線条件と画像表示にかかるパラメ
ータが抽出されると、その条件でＸ線の照射や画像の表
示が行われる。Ｃアームまたは天板が駆動されない限り
位置データは変わらず、関心領域にも変化はないため、
そのまま画像表示を行う。Ｃアームまたは天板を駆動し
た場合は、その際の駆動指令に基づいて再度位置データ
の演算を行って、関心領域の推定をやり直す。そして、
関心領域に変更があれば、その関心領域とユーザ情報か
ら求めた手技に対応したＸ線条件と画像表示にかかるパ
ラメータを切り替えて抽出することで、自動的に最適条
件の切り替えを行うことができる。そして、終了信号が
発せられれば、処理を終了する。

【００４８】なお、以上の具体例では、モデル被検者を
単一とした場合について説明したが、性別、年齢層別に
複数のモデル被検者の体格寸法を用意し、患者情報から
得た性別や年齢に合わせて最適モデル被検者の体格寸法
を選択することで、より正確な関心領域の推定を行うこ
ともできる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、画像処理装置から被検
者のＸ線照射条件に関する情報とユーザのＸ線照射条件
に係る情報を得て、Ｃアーム駆動機構と天板から被検者
に対するＸ線受像部の位置関係を得て、関心領域や手技
に応じた最適なＸ線条件と画像表示にかかるパラメータ
とを自動的に設定することができる。従って、オペレー
タの判断・操作を行うことなく、常に最適な画像を提供
することができる。これにより、検査の効率化、画像不
良にかかる誤診の防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動設定機構を用いたＸ線装置の
概略構成図である。

【図２】本発明による自動設定機構の概略システムブロ
ック図である。

【図３】システムコントローラ内部において最適なＸ線
条件と画像表示にかかるパラメータを決定する機能ブロ
ック図である。

【図４】関心領域推定手段の論理手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

1 Ｘ線発生部 2 Ｘ線受像部 3 Ｃアーム駆動機構 3a 走行台車 3b 天井レール 3c Ｃアーム駆動機構の体軸方向位置を検出する位置検
出器 3d Ｃアーム駆動機構の左右方向位置を検出する位置検
出器 4 天板 4a 天板の体軸方向位置を検出する位置検出器 4b 天板の左右方向位置を検出する位置検出器 5 Ｃアーム制御装置 6 天板制御装置 7 画像処理装置 8 システムコントローラ 9 Ｘ線高電圧装置 10 LAN 11 患者情報ならびにユーザ情報 12 Ｃアーム位置情報 13 天板位置情報 14 関心領域推定部 15 パラメータを記述した表

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 患者情報およびユーザ情報を入力する手
   段と、 これら入力された情報、ならびに人体の部位と手技ごと
   に応じた最適なＸ線条件と画像表示パラメータとを記憶
   する手段と、 Ｘ線発生部およびＸ線受像部とを対向して保持する支持
   部材と、 この支持部材を移動させる支持部材移動機構と、 前記支持部材の現在位置を検出する第１検出手段と、 被検者を載せる天板と、 この天板を移動させる天板移動機構と、 前記天板の現在位置を検出する第２検出手段と、 前記第１・第２検出手段の検出結果および患者情報から
   被検者に対する現在の関心領域を推定する手段と、 推定した関心領域およびユーザ情報から求めた手技に対
   応したＸ線条件と画像表示パラメータとを前記記憶する
   手段から抽出する手段とを備えることを特徴とするＸ線
   装置の自動条件設定機構。
2. 【請求項２】 前記推定する手段は、モデル被検者の標
   準身長T、身長Tの人の頭頂部から頭蓋底までの距離A、
   身長Tの人の頭頂部から鎖骨までの距離B、身長Tの人の
   頭頂部から胸骨下端までの距離C、身長Tの人の頭頂部か
   ら仙骨下端までの距離Dおよび身長Tの人の頭頂部から膝
   蓋骨までの距離Eを記憶する手段と、 患者情報から読み出した患者の身長tと上記モデル被験
   者の体格寸法TおよびA〜Eを用いて患者の頭頂部から頭
   蓋底までの距離a、頭頂部から鎖骨までの距離b、頭頂部
   から胸骨下端までの距離c、頭頂部から仙骨下端までの
   距離dおよび頭頂部から膝蓋骨までの距離eを求める演算
   手段と、 前記第１・第２検知手段の検出結果に基づいて求めたＸ
   線発生部およびＸ線受像部に対する天板の位置データ
   と、前記演算結果a〜eとを比較する手段とを備えること
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線装置の自動条件設定
   機構。