JP2004008370A - 放射線照射同期信号生成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】設定作業が極めて容易であり、放射線を照射するための同期信号を高精度に生成することができる。
【解決手段】同期信号出力制御装置３６で設定した出力条件に従い、レーザセンサ２４等から取得した呼吸信号のレベルを呼吸モニタ３８に表示させた状態において、同期信号出力装置３４から前記出力条件および呼吸信号に従った同期信号をＸ線制御装置１１に出力し、高電圧発生装置１３を介してＸ線源１４からＸ線を被検体Ｍに照射する。
【選択図】図１
【解決手段】同期信号出力制御装置３６で設定した出力条件に従い、レーザセンサ２４等から取得した呼吸信号のレベルを呼吸モニタ３８に表示させた状態において、同期信号出力装置３４から前記出力条件および呼吸信号に従った同期信号をＸ線制御装置１１に出力し、高電圧発生装置１３を介してＸ線源１４からＸ線を被検体Ｍに照射する。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼吸性移動体に対して放射線を照射するための同期信号を生成する放射線照射同期信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置等のコンピュータ支援診断装置が医療分野において広汎に利用されている。
【０００３】
これらの装置を用いて被検体の胸部や腹部の撮影を行う場合、撮影された画像の精度向上を図るためには、被検体の呼吸に伴う臓器等の移動を考慮する必要がある。この場合、撮影に際して、被検体に自発的な呼吸の一時停止を強制することは、被検体に負担を強いることになる。また、自発的な呼吸の一時停止が不可能な被検体である場合もある。
【０００４】
このような問題は、被検体の画像を撮影する場合に限られるものではなく、例えば、放射線を患部に照射することで治療を行う放射線治療装置においても、患部の移動があると、放射線を当該患部に正確に照射することが困難となる不都合がある。
【０００５】
そこで、被検体等の呼吸性移動体の移動状態を検知し、その移動状態から呼吸性移動体の位置を予測して所定のタイミングで放射線を呼吸性移動体に照射するようにした装置が種々提案されている。例えば、特開２０００−２６２５１３号公報に開示された従来技術では、被検体に装着した呼吸センサの出力に基づき、容積変動の安定する呼期内にＸ線を発生させてデータ収集を行うようにしている。また、特開平７−２４６２４５号公報に開示された従来技術では、患者の体表面に接触させた圧力検出器または患者の口に連結された空気流量検出器により検出された信号に基づいて放射線を照射する同期信号を生成するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの従来技術では、患者の呼吸を考慮して放射線を照射することが可能であるが、呼吸の状態が患者の年齢やそのときの状態によって大きく異なり、また、呼吸を検出するセンサの取付状態によっても検出される信号が大きく変動するため、必ずしも最適な同期信号を得られるものではない。最適な同期信号を得るためには、被検体あるいは患者に対して、安定した状態での呼吸を強制し、且つ、熟練した作業者によるセンサの取付作業、センサの出力の調整作業等が必要である。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を解消するためになされたものであって、設定作業が極めて容易であり、放射線を照射するための同期信号を高精度に生成することのできる放射線照射同期信号生成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、呼吸性移動体に対して放射線を照射するための同期信号を生成する装置であって、
前記呼吸性移動体の呼吸による移動状態を検知し、移動状態信号を出力する移動状態検知部と、
前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号に対する前記同期信号の出力条件を設定する出力条件設定部と、
前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号が前記出力条件に対して所定の関係にあるか否かを判定する移動状態信号判定部と、
前記移動状態信号判定部の判定結果に基づいて前記同期信号を生成する同期信号生成部と、
を備え、前記同期信号に従って前記呼吸性移動体に前記放射線を照射することを特徴とする。
【０００９】
この場合、呼吸性移動体の移動状態に応じた最適なタイミングで同期信号を生成し、放射線の照射を遂行することができる。
【００１０】
なお、移動状態検知部が複数接続されている場合、検知部選択部を用いて、予め設定した優先順位に従って所望の移動状態検知部を選択し、移動状態信号を取得することができる。
【００１１】
また、呼吸性移動体の移動状態と目標移動状態とを移動状態表示部に併設して表示することにより、呼吸性移動体が自ら移動状態を調整することが可能となり、一層適切な同期信号を生成することができる。
【００１２】
さらに、移動状態信号調整部を用いて、呼吸性移動体から得られた移動状態信号の振幅及びオフセット量を規格化して調整することにより、移動状態検知部や呼吸性移動体の状態等によらず、適切な移動状態信号を得ることができ、この移動状態信号に基づいて所望の同期信号を得ることができる。
【００１３】
また、照射状態検知部を用いて同期信号に基づく放射線の照射状態を検知し、照射状態判定部により同期信号と比較判定することにより、装置が正常に動作しているか否かを検証することができる。
【００１４】
さらにまた、呼吸性移動体の移動状態を判定し、移動状態制御部により呼吸性移動体の移動状態を制御することで、一層安定した同期信号を得ることができる。
【００１５】
さらに、設定状態判定部を用いて移動状態検知部から得られた移動状態信号の良否判定を行うことにより、移動状態検知部の呼吸性移動体に対する設定状態を判定し、最適な設定状態とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の放射線照射同期信号生成装置を適用した放射線画像撮影システム１０の構成を示す。
【００１７】
放射線画像撮影システム１０は、Ｘ線制御装置１１と、Ｘ線制御装置１１から供給されるショット信号に従って高電圧を発生する高電圧発生装置１３と、被検体Ｍ（呼吸性移動体）を載置した状態で矢印Ａ方向に変位可能なベッド１２と、高電圧発生装置１３から供給される高電圧に従い被検体Ｍに対してＸ線を照射するＸ線源１４と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１６と、Ｘ線検出器１６により検出されたＸ線に基づく被検体透過データを収集するデータ収集装置１８と、収集された被検体透過データから被検体Ｍの断層画像を再構成する画像再構成装置２０と、再構成された断層画像をＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等に表示する画像表示装置２２とを備える。なお、Ｘ線源１４およびＸ線検出器１６は、矢印Ｂ方向に旋回可能であり、これらの機構は、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置を構成する。
【００１８】
また、放射線画像撮影システム１０は、被検体Ｍの呼吸状態を示す呼吸信号（移動状態信号）を得るセンサ信号制御装置３２と、呼吸信号に基づいて生成される同期信号をＸ線制御装置１１に出力する同期信号出力装置３４と、同期信号の出力タイミングを制御する同期信号出力制御装置３６とを含む本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を備える。
【００１９】
センサ信号制御装置３２には、被検体Ｍの上方に固定配置され、被検体Ｍの呼吸状態を距離信号として検出するレーザセンサ２４、被検体Ｍの横隔膜近傍や腹部に装着され、被検体Ｍの呼吸状態を圧力信号として検出するロードセル２６、被検体Ｍの口に装着されるマスク２８に連結され、被検体Ｍの呼吸状態を制御するとともに、呼吸状態をエアー流量信号として検出する流量センサを有する呼吸制御装置３０が接続可能である。なお、レーザセンサ２４、ロードセル２６、呼吸制御装置３０は、移動状態検知部を構成する。
【００２０】
また、センサ信号制御装置３２には、被検体Ｍによる視認可能な位置に配置される呼吸モニタ３８（移動状態表示部）が接続される。呼吸モニタ３８は、図２に示すように、撮影時の目標とする被検体Ｍの呼吸レベルを１０個のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の点灯状態で示す目標呼吸レベル表示部４０と、目標呼吸レベル表示部４０に併設され、検出された被検体Ｍの現在の呼吸レベルを１０個のＬＥＤ等の点灯状態で示す呼吸レベル表示部４２とを有する。なお、目標呼吸レベル表示部４０における点灯状態をオレンジ色とし、呼吸レベル表示部４２における点灯状態を緑色とする等、確認が容易な点灯色を選択すると好適である。
【００２１】
図３は、センサ信号制御装置３２の構成を示す。センサ信号制御装置３２は、Ｘ線源１４に対して高電圧が供給され、被検体ＭにＸ線が照射されたことを示すＸ線照射信号（照射状態信号）が高電圧発生装置１３（照射状態検知部）から入力されるＸ線照射信号入力部４４と、入力されたＸ線照射信号を同期信号出力装置３４に出力するＸ線照射信号出力部４６とを有する。
【００２２】
また、センサ信号制御装置３２は、レーザセンサ２４から供給される距離信号、ロードセル２６から供給される圧力信号、呼吸制御装置３０から供給されるエアー流量信号をそれぞれ増幅する増幅器４８、５０、５２と、レーザセンサ２４、ロードセル２６、呼吸制御装置３０のセンサ信号制御装置３２に対する接続状態を検出するセンサ接続状態検出部５４とを有する。
【００２３】
センサ接続状態検出部５４には、予め設定された優先順位に従ってセンサを自動選択するセンサ選択部５６（検知部選択部）が接続される。この優先順位は、例えば、呼吸制御装置３０、ロードセル２６、レーザセンサ２４の順にセンサを選択するように設定することができる。センサ選択部５６は、選択したセンサからの信号を取り込むようにセンサ切換部５８を制御するとともに、センサの選択状態をＬＥＤ等からなる選択センサ表示部６０に表示する。
【００２４】
センサ切換部５８には、センサ選択部５６によって選択されたセンサから供給される呼吸信号を所定レベルに変換する呼吸信号変換部６２が接続される。呼吸信号変換部６２には、調整信号入力部６４を介して供給される調整信号に従って呼吸信号を調整する呼吸信号調整部６６（移動状態信号調整部）が接続される。この場合、呼吸信号調整部６６は、センサ切換部５８を介して呼吸信号変換部６２に供給される呼吸信号の振幅およびオフセット量を調整し、センサの種類や被検体Ｍの個体差、撮影時の状態等に依存しないように規格化を行う。
【００２５】
また、呼吸信号変換部６２には、被検体Ｍに対するセンサの取付状態を判定するセンサ取付状態判定部６８（設定状態判定部）が接続される。センサ取付状態判定部６８は、呼吸信号調整部６６によって調整される以前の呼吸信号のレベルを各センサの所定の判定レベルと比較することにより、センサの取付状態の判定を行い、その判定結果をセンサ取付状態表示部７０に表示する。例えば、レーザセンサ２４から得られる呼吸信号において、レーザセンサ２４の被検体Ｍに対する取付距離が遠いか、許容範囲内であるか、近いかのいずれかの判定結果をＬＥＤ等の表示ランプの点灯状態で示すことができる。また、ロードセル２６から得られる呼吸信号において、ロードセル２６の被検体Ｍに対する取付状態が強すぎるか、最適範囲内であるか、弱すぎるかのいずれかの判定結果をＬＥＤ等の表示ランプの点灯状態で示すことができる。作業者は、これらの判定結果に従ってセンサの取付状態を調整することができる。
【００２６】
呼吸信号変換部６２によって適正範囲に調整された呼吸信号は、呼吸信号出力部７２を介して同期信号出力装置３４に供給されるとともに、被検体Ｍの近傍に配設された呼吸モニタ３８に供給される。なお、呼吸モニタ３８に供給された呼吸信号は、図２に示す呼吸レベル表示部４２の点灯制御を行う。
【００２７】
センサ信号制御装置３２は、さらに、同期信号出力装置３４から供給される呼吸制御信号が入力される呼吸制御信号入力部７４と、呼吸制御信号を呼吸モニタ３８および呼吸制御装置３０に出力する呼吸制御信号出力部７６とを有する。呼吸モニタ３８に出力された呼吸制御信号（目標移動状態信号）は、撮影時の目標とする被検体Ｍの呼吸レベルを表示すべく、図２に示す目標呼吸レベル表示部４０の点灯制御を行う。また、呼吸制御装置３０に出力された呼吸制御信号は、撮影時における被検体Ｍの呼吸の一時強制停止、呼吸強制停止解除、必要な酸素の供給等の制御を行う。
【００２８】
図４は、同期信号出力装置３４の構成を示す。同期信号出力装置３４は、信号処理部７８を有し、この信号処理部７８には、同期信号をＸ線制御装置１１に対して出力する同期信号出力部８０と、センサ信号制御装置３２からＸ線照射信号が入力されるＸ線照射信号入力部８２と、センサ信号制御装置３２に対して調整信号を出力する調整信号出力部８４と、センサ信号制御装置３２から呼吸信号が入力される呼吸信号入力部８６と、センサ信号制御装置３２に対して呼吸制御信号を出力する呼吸制御信号出力部８８とが接続される。
【００２９】
また、信号処理部７８には、同期信号出力制御装置３６から同期信号が入力される同期信号入力部９０と、同期信号出力制御装置３６に対してＸ線照射信号を出力するＸ線照射信号出力部９２と、同期信号出力制御装置３６から調整信号が入力される調整信号入力部９４と、同期信号出力制御装置３６に対して呼吸信号を出力する呼吸信号出力部９６と、同期信号出力制御装置３６から呼吸制御信号が入力される呼吸制御信号入力部９８とが接続される。
【００３０】
信号処理部７８（照射状態判定部）は、同期信号出力制御装置３６から供給された同期信号を同期信号出力部８０を介してＸ線制御装置１１に出力するとともに、同期信号を高電圧発生装置１３で生成されたＸ線照射信号と比較し、Ｘ線が適正に照射されているか否かを判定し、その判定結果をＸ線制御装置１１に出力する。また、信号処理部７８は、センサ信号制御装置３２から供給された呼吸信号が吸気時であるか、呼気時であるかを示す呼吸位相データや呼吸信号の最大値等を算出し、呼吸信号とともに同期信号出力制御装置３６に供給する。
【００３１】
図５は、同期信号出力制御装置３６の構成を示す。同期信号出力制御装置３６は、信号処理部１００を有し、この信号処理部１００には、同期信号を同期信号出力装置３４に対して出力する同期信号出力部１０２と、同期信号出力装置３４からＸ線照射信号が入力されるＸ線照射信号入力部１０４と、調整信号を同期信号出力装置３４を介しセンサ信号制御装置３２に対して出力する調整信号出力部１０６と、同期信号出力装置３４から呼吸信号が入力される呼吸信号入力部１０８と、呼吸制御信号を同期信号出力装置３４を介しセンサ信号制御装置３２に対して出力する呼吸制御信号出力部１１０とが接続される。
【００３２】
また、信号処理部１００には、ＣＲＴ、マウス、キーボード等を備えた入出力装置１１２に対する表示データの出力制御を行う出力制御部１１４と、入出力装置１１２から入力される指示データの入力制御を行う入力制御部１１６と、取得した各種データを保存するデータ保存装置１１８が接続される。入出力装置１１２には、呼吸信号、同期信号、Ｘ線照射信号の波形がリアルタイムで表示されるとともに、センサ信号制御装置３２、同期信号出力装置３４の動作状態、センサの接続状態が表示される。
【００３３】
信号処理部１００（出力条件設定部、移動状態信号判定部、同期信号生成部、移動状態制御部）は、被検体Ｍから得た呼吸信号を所定レベルとするための調整信号を生成し、同期信号出力装置３４を介してセンサ信号制御装置３２に供給する。また、被検体Ｍの呼吸信号を追跡し、被検体Ｍの呼吸を制御する呼吸制御信号を同期信号出力装置３４を介してセンサ信号制御装置３２に供給する。さらに、信号処理部１００は、作業者によって設定された同期信号出力条件に従い、呼吸信号入力部１０８から供給される呼吸信号の所望のタイミングでの同期信号を生成する。さらにまた、信号処理部１００は、センサ信号制御装置３２および同期信号出力装置３４の動作制御を行うとともに、動作状態、センサの接続状態等を監視する。
【００３４】
本実施形態の放射線画像撮影システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作につき図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３５】
先ず、被検体Ｍをベッド１２に載置した状態において、被検体Ｍの呼吸信号を取得するセンサを自動選択する（ステップＳ１）。すなわち、センサ信号制御装置３２を構成するセンサ接続状態検出部５４は、センサ信号制御装置３２に接続されているセンサを検出し、検出信号をセンサ選択部５６に出力する。センサ選択部５６は、複数のセンサがセンサ信号制御装置３２に接続されていることを検出したとき、予め設定してある優先順位に基づいて１つのセンサを選択する。例えば、ロードセル２６の優先順位が最も低く設定されているものとすると、センサ信号制御装置３２に対してロードセル２６が常時接続されており、その状態においてレーザセンサ２４が接続され、あるいは、呼吸制御装置３０が接続された場合、センサ選択部５６は、レーザセンサ２４あるいは呼吸制御装置３０を選択する。この場合、ロードセル２６を取り外すことなく、レーザセンサ２４あるいは呼吸制御装置３０を自動選択することができる。
【００３６】
センサ選択部５６は、選択したセンサからの呼吸信号を呼吸信号変換部６２に供給すべく、センサ切換部５８を制御するとともに、選択センサ表示部６０にどのセンサが選択されたのかを表示する。なお、どのセンサが選択されているのかを示す情報は、センサ信号制御装置３２から同期信号出力装置３４、同期信号出力制御装置３６を介して入出力装置１１２のＣＲＴ等にも表示される。
【００３７】
センサが選択された後、同期信号出力制御装置３６において、被検体Ｍに係る患者情報が設定される（ステップＳ２）。この場合、患者情報は、入出力装置１１２から直接入力し、あるいは、データ保存装置１１８に保存されている情報を読み出して設定することができる。
【００３８】
次に、選択されたセンサの被検体Ｍに対する固定作業を行う（ステップＳ３）。例えば、レーザセンサ２４が選択された場合、レーザセンサ２４をセンサ信号制御装置３２に接続するとともに、レーザセンサ２４と被検体Ｍとの距離を調整して固定する。また、呼吸制御装置３０が選択された場合、呼吸制御装置３０をセンサ信号制御装置３２に接続するとともに、マスク２８を被検体Ｍに装着する。さらに、ロードセル２６が選択された場合、ロードセル２６をセンサ信号制御装置３２に接続するとともに、ロードセル２６を被検体Ｍの横隔膜近傍や腹部に粘着テープあるいはベルトを用いて固定する。
【００３９】
以上のようにして所望のセンサを被検体Ｍに対して固定した後、被検体Ｍからの呼吸信号を取得する（ステップＳ４）。センサとしてレーザセンサ２４が選択されている場合、レーザセンサ２４によって検出した被検体Ｍに対する距離信号は、増幅器４８によって増幅された後、センサ切換部５８を介して呼吸信号変換部６２に供給される。呼吸信号変換部６２に供給された距離信号は、センサ取付状態判定部６８に供給されて基準値と比較され、取付状態の良否が判定される（ステップＳ５）。その判定結果は、センサ取付状態表示部７０にＬＥＤ等の表示ランプの点灯状態として表示される。この場合、レーザセンサ２４と被検体Ｍとの間の距離が許容範囲内にないとの判定結果が表示された場合、作業者は、レーザセンサ２４の取付位置を修正する。また、センサとしてロードセル２６が選択されている場合、ロードセル２６によって検出した圧力信号が基準値と比較され、取付状態の強弱が判定され、その判定結果がセンサ取付状態表示部７０に表示される。作業者は、判定結果に基づき、同様にしてロードセル２６の取付状態を調整することができる。
【００４０】
センサが適切に固定位置決めされた後、選択されたセンサからの距離信号、圧力信号、あるいは、エアー流量信号としての呼吸信号の振幅およびオフセット量の自動調整を行う（ステップＳ６）。
【００４１】
この場合、センサ選択部５６によって選択されたレーザセンサ２４、ロードセル２６、あるいは、呼吸制御装置３０からの呼吸信号は、センサ信号制御装置３２および同期信号出力装置３４を介して同期信号出力制御装置３６に供給され、信号処理部１００において、被検体Ｍの状態によらず呼吸信号の振幅およびオフセット量を最適な値に規格化することのできる調整信号が算出される。算出された振幅調整信号およびオフセット量調整信号からなる調整信号は、同期信号出力制御装置３６から同期信号出力装置３４を介してセンサ信号制御装置３２の呼吸信号調整部６６に設定される。
【００４２】
一方、同期信号出力制御装置３６は、信号処理部１００において前記調整信号を用いて呼吸信号を規格化した後、出力制御部１１４を介して入出力装置１１２に出力し、ＣＲＴ等に呼吸信号の波形を表示する（ステップＳ７）。そこで、作業者は、表示された呼吸信号の波形に基づき、同期信号の出力条件を設定する（ステップＳ８）。
【００４３】
例えば、本実施形態の放射線画像撮影システム１０では、図７〜図１１に示す各出力条件を選択的に設定することができる。
【００４４】
図７に示す出力条件は、ピーク振幅値ｍａｘからｔｃ秒後にｔｓ秒間同期信号を出力させる場合、図８に示す出力条件は、１回の呼吸の任意振幅値ａからｔｃ秒後にｔｓ秒間同期信号を出力させる場合、図９に示す出力条件は、１回の呼吸の任意の２点の振幅値ａ１、ｂ１間に同期信号を出力させる場合、図１０に示す出力条件は、振幅値ａ２において呼吸を強制停止させたときからｔｓ秒間同期信号を出力させる場合、図１１に示す出力条件は、１回の呼吸において任意の振幅値ａ３、ａ４、ａ５を設定し、各振幅値ａ３、ａ４、ａ５からｔｓ秒間同期信号を出力させる場合を示す。各出力条件は、画像の撮影部位や被検体Ｍの状態、例えば、年齢や呼吸レベル等に応じて選択することができる。
【００４５】
ここで、同期信号の出力条件が設定されると、同期信号出力制御装置３６は、設定したピーク振幅値ｍａｘ、あるいは、振幅値ａ、ａ１〜ａ５、ｂ１等の設定データを同期信号出力装置３４およびセンサ信号制御装置３２を介して呼吸モニタ３８に供給する。呼吸モニタ３８は、目標呼吸レベル表示部４０を制御し、供給された設定データを示す表示を行う。また、呼吸モニタ３８は、レーザセンサ２４等によって検出された呼吸信号をセンサ信号制御装置３２から受信し、呼吸レベル表示部４２を制御して被検体Ｍの現在の呼吸レベルを表示する。
【００４６】
従って、被検体Ｍは、自分の呼吸状態と、同期信号を生成するタイミングとの関係を把握することが可能となり、より適切な撮影が実現される。また、図１０に示す出力条件が設定されている場合には、呼吸モニタ３８の目標呼吸レベル表示部４０に表示された呼吸強制停止レベルに対する呼吸状態を把握し、呼吸強制停止に至る時期を予め予測することが可能となる。なお、呼吸を強制的に停止させる場合、音声等を用いて被検体Ｍに報知するようにしてもよい。
【００４７】
同期信号の出力条件が設定された後、放射線画像撮影システム１０による放射線画像の撮影が開始される。
【００４８】
そこで、レーザセンサ２４等によって検出された呼吸信号は、増幅器４８、５０、５２によって増幅された後、センサ切換部５８を介して呼吸信号変換部６２に供給される（ステップＳ９）。呼吸信号変換部６２では、呼吸信号調整部６６に設定されている調整信号により、呼吸信号の振幅およびオフセット量が調整される。調整された呼吸信号は、同期信号出力装置３４を介して同期信号出力制御装置３６の信号処理部１００に供給され、設定されている同期信号の出力条件と比較される（ステップＳ１０）。
【００４９】
例えば、図７に示す同期信号の出力条件が設定されている場合、信号処理部１００は、呼吸信号のピーク振幅値ｍａｘを検出してからｔｃ秒後にｔｓ秒間同期信号を出力する（ステップＳ１１）。
【００５０】
信号処理部１００で生成された同期信号は、同期信号出力制御装置３６から同期信号出力装置３４に供給された後、同期信号出力部８０からＸ線制御装置１１に供給される。Ｘ線制御装置１１は、同期信号が供給されると、高電圧発生装置１３にショット信号を出力する。高電圧発生装置１３は、供給されたショット信号に従ってＸ線源１４を駆動し、これにより、Ｘ線が被検体Ｍに照射される（ステップＳ１２）。
【００５１】
一方、高電圧発生装置１３は、Ｘ線源１４に高電圧を印加するとともに、Ｘ線照射信号を生成し、センサ信号制御装置３２を介して同期信号出力装置３４の信号処理部７８に供給する。信号処理部７８は、供給されたＸ線照射信号と同期信号とを比較することにより、同期信号に基づいて適切にＸ線が被検体Ｍに照射されているか否かのチェックを行う（ステップＳ１３）。このチェックの結果、適切にＸ線が照射されていないと判定された場合、信号処理部７８は、Ｘ線制御装置１１にその判定結果を出力することで所定のエラー処理を行うとともに（ステップＳ１４）、同期信号出力制御装置３６を介して入出力装置１１２にその状態を表示する。
【００５２】
一方、図７に示す同期信号の出力条件が設定されており、同期信号に基づいて適切にＸ線が照射されていると判定された場合、高電圧発生装置１３は、同期信号がｔｓ秒間継続的に供給されている間、被検体Ｍに対するＸ線の照射を継続する（ステップＳ１５）。
【００５３】
この場合、Ｘ線源１４に対して対向して配置されているＸ線検出器１６は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出して被検体透過データを得る。この被検体透過データは、データ収集装置１８によって収集された後、画像再構成装置２０に転送され、被検体Ｍの断層画像の再構成が行われる。再構成された画像は、画像表示装置２２において診断のために表示されることになる。
【００５４】
断層画像の再構成が完了すると、同期信号出力制御装置３６は、撮影状態を含む患者情報をデータ保存装置１１８に保存し（ステップＳ１６）、次の患者の有無を確認し（ステップＳ１７）、なければ作業を終了する。
【００５５】
以上のようにして、被検体Ｍの状態等に応じて設定された最適な同期信号に基づき、被検体Ｍの呼吸状態によらない適切な放射線画像を得ることができる。
【００５６】
なお、上述した実施形態では、Ｘ線が被検体Ｍに対して照射される時間を同期信号の出力条件に従って設定するようにしているが、Ｘ線の照射開始タイミングのみを同期信号で制御し、Ｘ線照射時間をＸ線制御装置１１側で制御するようにしてもよい。
【００５７】
また、被検体Ｍから得た呼吸信号のパターンを予想呼吸パターンとして記憶しておき、検出した呼吸信号と予想呼吸パターンとを比較し、呼吸信号が予想呼吸パターンの所定範囲内にないと判定された場合、被検体Ｍの状態が撮影に適さないと判断して撮影を中断するように構成することもできる。なお、予想呼吸パターンを検出した呼吸信号に基づいて更新するようにしてもよい。
【００５８】
さらに、上述した実施形態では、被検体ＭにＸ線を照射することで放射線画像を撮影する場合について説明したが、被検体Ｍに放射線を照射して治療を行う場合にも適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、呼吸性移動体の移動状態に応じた最適なタイミングで同期信号を生成し、放射線の照射を遂行することができる。
【００６０】
この場合、移動状態検知部が複数接続されている場合、予め設定した優先順位に従って所望の移動状態検知部を自動的に選択し、移動状態信号を取得することができる。
【００６１】
また、呼吸性移動体の移動状態と目標移動状態とを移動状態表示部に併設して表示することにより、呼吸性移動体が自ら移動状態を調整することが可能となり、一層適切な同期信号を生成することができる。
【００６２】
さらに、呼吸性移動体から得られた移動状態信号の振幅及びオフセット量を規格化して調整することにより、移動状態検知部や呼吸性移動体の状態等によらず、適切な移動状態信号を得ることができ、この移動状態信号に基づいて所望の同期信号を得ることができる。
【００６３】
また、同期信号に基づく放射線の照射状態を検知し、照射状態判定部により同期信号と比較判定することにより、装置が正常に動作しているか否かを検証することができる。
【００６４】
さらにまた、呼吸性移動体の移動状態を制御することにより、一層安定した同期信号を得ることができる。
【００６５】
さらに、移動状態信号の良否判定を行うことにより、移動状態検知部の呼吸性移動体に対する設定状態を判定し、最適な設定状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置が適用される放射線画像撮影システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を構成するセンサ信号制御装置に接続される呼吸モニタと呼吸信号との関係説明図である。
【図３】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を構成するセンサ信号制御装置の構成図である。
【図４】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を構成する同期信号出力装置の構成図である。
【図５】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を構成する同期信号出力制御装置の構成図である。
【図６】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置が適用される放射線画像撮影システムの動作フローチャートである。
【図７】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【図８】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【図９】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【図１０】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【図１１】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【符号の説明】
１０…放射線画像撮影システム １１…Ｘ線制御装置
１２…ベッド １３…高電圧発生装置
１４…Ｘ線源 １６…Ｘ線検出器
１８…データ収集装置 ２０…画像再構成装置
２２…画像表示装置 ２４…レーザセンサ
２６…ロードセル ３０…呼吸制御装置
３２…センサ信号制御装置 ３４…同期信号出力装置
３６…同期信号出力制御装置 ３８…呼吸モニタ
４０…目標呼吸レベル表示部 ４２…呼吸レベル表示部
１１２…入出力装置 １１８…データ保存装置
Ｍ…被検体
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼吸性移動体に対して放射線を照射するための同期信号を生成する放射線照射同期信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置等のコンピュータ支援診断装置が医療分野において広汎に利用されている。
【０００３】
これらの装置を用いて被検体の胸部や腹部の撮影を行う場合、撮影された画像の精度向上を図るためには、被検体の呼吸に伴う臓器等の移動を考慮する必要がある。この場合、撮影に際して、被検体に自発的な呼吸の一時停止を強制することは、被検体に負担を強いることになる。また、自発的な呼吸の一時停止が不可能な被検体である場合もある。
【０００４】
このような問題は、被検体の画像を撮影する場合に限られるものではなく、例えば、放射線を患部に照射することで治療を行う放射線治療装置においても、患部の移動があると、放射線を当該患部に正確に照射することが困難となる不都合がある。
【０００５】
そこで、被検体等の呼吸性移動体の移動状態を検知し、その移動状態から呼吸性移動体の位置を予測して所定のタイミングで放射線を呼吸性移動体に照射するようにした装置が種々提案されている。例えば、特開２０００−２６２５１３号公報に開示された従来技術では、被検体に装着した呼吸センサの出力に基づき、容積変動の安定する呼期内にＸ線を発生させてデータ収集を行うようにしている。また、特開平７−２４６２４５号公報に開示された従来技術では、患者の体表面に接触させた圧力検出器または患者の口に連結された空気流量検出器により検出された信号に基づいて放射線を照射する同期信号を生成するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの従来技術では、患者の呼吸を考慮して放射線を照射することが可能であるが、呼吸の状態が患者の年齢やそのときの状態によって大きく異なり、また、呼吸を検出するセンサの取付状態によっても検出される信号が大きく変動するため、必ずしも最適な同期信号を得られるものではない。最適な同期信号を得るためには、被検体あるいは患者に対して、安定した状態での呼吸を強制し、且つ、熟練した作業者によるセンサの取付作業、センサの出力の調整作業等が必要である。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を解消するためになされたものであって、設定作業が極めて容易であり、放射線を照射するための同期信号を高精度に生成することのできる放射線照射同期信号生成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、呼吸性移動体に対して放射線を照射するための同期信号を生成する装置であって、
前記呼吸性移動体の呼吸による移動状態を検知し、移動状態信号を出力する移動状態検知部と、
前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号に対する前記同期信号の出力条件を設定する出力条件設定部と、
前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号が前記出力条件に対して所定の関係にあるか否かを判定する移動状態信号判定部と、
前記移動状態信号判定部の判定結果に基づいて前記同期信号を生成する同期信号生成部と、
を備え、前記同期信号に従って前記呼吸性移動体に前記放射線を照射することを特徴とする。
【０００９】
この場合、呼吸性移動体の移動状態に応じた最適なタイミングで同期信号を生成し、放射線の照射を遂行することができる。
【００１０】
なお、移動状態検知部が複数接続されている場合、検知部選択部を用いて、予め設定した優先順位に従って所望の移動状態検知部を選択し、移動状態信号を取得することができる。
【００１１】
また、呼吸性移動体の移動状態と目標移動状態とを移動状態表示部に併設して表示することにより、呼吸性移動体が自ら移動状態を調整することが可能となり、一層適切な同期信号を生成することができる。
【００１２】
さらに、移動状態信号調整部を用いて、呼吸性移動体から得られた移動状態信号の振幅及びオフセット量を規格化して調整することにより、移動状態検知部や呼吸性移動体の状態等によらず、適切な移動状態信号を得ることができ、この移動状態信号に基づいて所望の同期信号を得ることができる。
【００１３】
また、照射状態検知部を用いて同期信号に基づく放射線の照射状態を検知し、照射状態判定部により同期信号と比較判定することにより、装置が正常に動作しているか否かを検証することができる。
【００１４】
さらにまた、呼吸性移動体の移動状態を判定し、移動状態制御部により呼吸性移動体の移動状態を制御することで、一層安定した同期信号を得ることができる。
【００１５】
さらに、設定状態判定部を用いて移動状態検知部から得られた移動状態信号の良否判定を行うことにより、移動状態検知部の呼吸性移動体に対する設定状態を判定し、最適な設定状態とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の放射線照射同期信号生成装置を適用した放射線画像撮影システム１０の構成を示す。
【００１７】
放射線画像撮影システム１０は、Ｘ線制御装置１１と、Ｘ線制御装置１１から供給されるショット信号に従って高電圧を発生する高電圧発生装置１３と、被検体Ｍ（呼吸性移動体）を載置した状態で矢印Ａ方向に変位可能なベッド１２と、高電圧発生装置１３から供給される高電圧に従い被検体Ｍに対してＸ線を照射するＸ線源１４と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１６と、Ｘ線検出器１６により検出されたＸ線に基づく被検体透過データを収集するデータ収集装置１８と、収集された被検体透過データから被検体Ｍの断層画像を再構成する画像再構成装置２０と、再構成された断層画像をＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等に表示する画像表示装置２２とを備える。なお、Ｘ線源１４およびＸ線検出器１６は、矢印Ｂ方向に旋回可能であり、これらの機構は、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置を構成する。
【００１８】
また、放射線画像撮影システム１０は、被検体Ｍの呼吸状態を示す呼吸信号（移動状態信号）を得るセンサ信号制御装置３２と、呼吸信号に基づいて生成される同期信号をＸ線制御装置１１に出力する同期信号出力装置３４と、同期信号の出力タイミングを制御する同期信号出力制御装置３６とを含む本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を備える。
【００１９】
センサ信号制御装置３２には、被検体Ｍの上方に固定配置され、被検体Ｍの呼吸状態を距離信号として検出するレーザセンサ２４、被検体Ｍの横隔膜近傍や腹部に装着され、被検体Ｍの呼吸状態を圧力信号として検出するロードセル２６、被検体Ｍの口に装着されるマスク２８に連結され、被検体Ｍの呼吸状態を制御するとともに、呼吸状態をエアー流量信号として検出する流量センサを有する呼吸制御装置３０が接続可能である。なお、レーザセンサ２４、ロードセル２６、呼吸制御装置３０は、移動状態検知部を構成する。
【００２０】
また、センサ信号制御装置３２には、被検体Ｍによる視認可能な位置に配置される呼吸モニタ３８（移動状態表示部）が接続される。呼吸モニタ３８は、図２に示すように、撮影時の目標とする被検体Ｍの呼吸レベルを１０個のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の点灯状態で示す目標呼吸レベル表示部４０と、目標呼吸レベル表示部４０に併設され、検出された被検体Ｍの現在の呼吸レベルを１０個のＬＥＤ等の点灯状態で示す呼吸レベル表示部４２とを有する。なお、目標呼吸レベル表示部４０における点灯状態をオレンジ色とし、呼吸レベル表示部４２における点灯状態を緑色とする等、確認が容易な点灯色を選択すると好適である。
【００２１】
図３は、センサ信号制御装置３２の構成を示す。センサ信号制御装置３２は、Ｘ線源１４に対して高電圧が供給され、被検体ＭにＸ線が照射されたことを示すＸ線照射信号（照射状態信号）が高電圧発生装置１３（照射状態検知部）から入力されるＸ線照射信号入力部４４と、入力されたＸ線照射信号を同期信号出力装置３４に出力するＸ線照射信号出力部４６とを有する。
【００２２】
また、センサ信号制御装置３２は、レーザセンサ２４から供給される距離信号、ロードセル２６から供給される圧力信号、呼吸制御装置３０から供給されるエアー流量信号をそれぞれ増幅する増幅器４８、５０、５２と、レーザセンサ２４、ロードセル２６、呼吸制御装置３０のセンサ信号制御装置３２に対する接続状態を検出するセンサ接続状態検出部５４とを有する。
【００２３】
センサ接続状態検出部５４には、予め設定された優先順位に従ってセンサを自動選択するセンサ選択部５６（検知部選択部）が接続される。この優先順位は、例えば、呼吸制御装置３０、ロードセル２６、レーザセンサ２４の順にセンサを選択するように設定することができる。センサ選択部５６は、選択したセンサからの信号を取り込むようにセンサ切換部５８を制御するとともに、センサの選択状態をＬＥＤ等からなる選択センサ表示部６０に表示する。
【００２４】
センサ切換部５８には、センサ選択部５６によって選択されたセンサから供給される呼吸信号を所定レベルに変換する呼吸信号変換部６２が接続される。呼吸信号変換部６２には、調整信号入力部６４を介して供給される調整信号に従って呼吸信号を調整する呼吸信号調整部６６（移動状態信号調整部）が接続される。この場合、呼吸信号調整部６６は、センサ切換部５８を介して呼吸信号変換部６２に供給される呼吸信号の振幅およびオフセット量を調整し、センサの種類や被検体Ｍの個体差、撮影時の状態等に依存しないように規格化を行う。
【００２５】
また、呼吸信号変換部６２には、被検体Ｍに対するセンサの取付状態を判定するセンサ取付状態判定部６８（設定状態判定部）が接続される。センサ取付状態判定部６８は、呼吸信号調整部６６によって調整される以前の呼吸信号のレベルを各センサの所定の判定レベルと比較することにより、センサの取付状態の判定を行い、その判定結果をセンサ取付状態表示部７０に表示する。例えば、レーザセンサ２４から得られる呼吸信号において、レーザセンサ２４の被検体Ｍに対する取付距離が遠いか、許容範囲内であるか、近いかのいずれかの判定結果をＬＥＤ等の表示ランプの点灯状態で示すことができる。また、ロードセル２６から得られる呼吸信号において、ロードセル２６の被検体Ｍに対する取付状態が強すぎるか、最適範囲内であるか、弱すぎるかのいずれかの判定結果をＬＥＤ等の表示ランプの点灯状態で示すことができる。作業者は、これらの判定結果に従ってセンサの取付状態を調整することができる。
【００２６】
呼吸信号変換部６２によって適正範囲に調整された呼吸信号は、呼吸信号出力部７２を介して同期信号出力装置３４に供給されるとともに、被検体Ｍの近傍に配設された呼吸モニタ３８に供給される。なお、呼吸モニタ３８に供給された呼吸信号は、図２に示す呼吸レベル表示部４２の点灯制御を行う。
【００２７】
センサ信号制御装置３２は、さらに、同期信号出力装置３４から供給される呼吸制御信号が入力される呼吸制御信号入力部７４と、呼吸制御信号を呼吸モニタ３８および呼吸制御装置３０に出力する呼吸制御信号出力部７６とを有する。呼吸モニタ３８に出力された呼吸制御信号（目標移動状態信号）は、撮影時の目標とする被検体Ｍの呼吸レベルを表示すべく、図２に示す目標呼吸レベル表示部４０の点灯制御を行う。また、呼吸制御装置３０に出力された呼吸制御信号は、撮影時における被検体Ｍの呼吸の一時強制停止、呼吸強制停止解除、必要な酸素の供給等の制御を行う。
【００２８】
図４は、同期信号出力装置３４の構成を示す。同期信号出力装置３４は、信号処理部７８を有し、この信号処理部７８には、同期信号をＸ線制御装置１１に対して出力する同期信号出力部８０と、センサ信号制御装置３２からＸ線照射信号が入力されるＸ線照射信号入力部８２と、センサ信号制御装置３２に対して調整信号を出力する調整信号出力部８４と、センサ信号制御装置３２から呼吸信号が入力される呼吸信号入力部８６と、センサ信号制御装置３２に対して呼吸制御信号を出力する呼吸制御信号出力部８８とが接続される。
【００２９】
また、信号処理部７８には、同期信号出力制御装置３６から同期信号が入力される同期信号入力部９０と、同期信号出力制御装置３６に対してＸ線照射信号を出力するＸ線照射信号出力部９２と、同期信号出力制御装置３６から調整信号が入力される調整信号入力部９４と、同期信号出力制御装置３６に対して呼吸信号を出力する呼吸信号出力部９６と、同期信号出力制御装置３６から呼吸制御信号が入力される呼吸制御信号入力部９８とが接続される。
【００３０】
信号処理部７８（照射状態判定部）は、同期信号出力制御装置３６から供給された同期信号を同期信号出力部８０を介してＸ線制御装置１１に出力するとともに、同期信号を高電圧発生装置１３で生成されたＸ線照射信号と比較し、Ｘ線が適正に照射されているか否かを判定し、その判定結果をＸ線制御装置１１に出力する。また、信号処理部７８は、センサ信号制御装置３２から供給された呼吸信号が吸気時であるか、呼気時であるかを示す呼吸位相データや呼吸信号の最大値等を算出し、呼吸信号とともに同期信号出力制御装置３６に供給する。
【００３１】
図５は、同期信号出力制御装置３６の構成を示す。同期信号出力制御装置３６は、信号処理部１００を有し、この信号処理部１００には、同期信号を同期信号出力装置３４に対して出力する同期信号出力部１０２と、同期信号出力装置３４からＸ線照射信号が入力されるＸ線照射信号入力部１０４と、調整信号を同期信号出力装置３４を介しセンサ信号制御装置３２に対して出力する調整信号出力部１０６と、同期信号出力装置３４から呼吸信号が入力される呼吸信号入力部１０８と、呼吸制御信号を同期信号出力装置３４を介しセンサ信号制御装置３２に対して出力する呼吸制御信号出力部１１０とが接続される。
【００３２】
また、信号処理部１００には、ＣＲＴ、マウス、キーボード等を備えた入出力装置１１２に対する表示データの出力制御を行う出力制御部１１４と、入出力装置１１２から入力される指示データの入力制御を行う入力制御部１１６と、取得した各種データを保存するデータ保存装置１１８が接続される。入出力装置１１２には、呼吸信号、同期信号、Ｘ線照射信号の波形がリアルタイムで表示されるとともに、センサ信号制御装置３２、同期信号出力装置３４の動作状態、センサの接続状態が表示される。
【００３３】
信号処理部１００（出力条件設定部、移動状態信号判定部、同期信号生成部、移動状態制御部）は、被検体Ｍから得た呼吸信号を所定レベルとするための調整信号を生成し、同期信号出力装置３４を介してセンサ信号制御装置３２に供給する。また、被検体Ｍの呼吸信号を追跡し、被検体Ｍの呼吸を制御する呼吸制御信号を同期信号出力装置３４を介してセンサ信号制御装置３２に供給する。さらに、信号処理部１００は、作業者によって設定された同期信号出力条件に従い、呼吸信号入力部１０８から供給される呼吸信号の所望のタイミングでの同期信号を生成する。さらにまた、信号処理部１００は、センサ信号制御装置３２および同期信号出力装置３４の動作制御を行うとともに、動作状態、センサの接続状態等を監視する。
【００３４】
本実施形態の放射線画像撮影システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作につき図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３５】
先ず、被検体Ｍをベッド１２に載置した状態において、被検体Ｍの呼吸信号を取得するセンサを自動選択する（ステップＳ１）。すなわち、センサ信号制御装置３２を構成するセンサ接続状態検出部５４は、センサ信号制御装置３２に接続されているセンサを検出し、検出信号をセンサ選択部５６に出力する。センサ選択部５６は、複数のセンサがセンサ信号制御装置３２に接続されていることを検出したとき、予め設定してある優先順位に基づいて１つのセンサを選択する。例えば、ロードセル２６の優先順位が最も低く設定されているものとすると、センサ信号制御装置３２に対してロードセル２６が常時接続されており、その状態においてレーザセンサ２４が接続され、あるいは、呼吸制御装置３０が接続された場合、センサ選択部５６は、レーザセンサ２４あるいは呼吸制御装置３０を選択する。この場合、ロードセル２６を取り外すことなく、レーザセンサ２４あるいは呼吸制御装置３０を自動選択することができる。
【００３６】
センサ選択部５６は、選択したセンサからの呼吸信号を呼吸信号変換部６２に供給すべく、センサ切換部５８を制御するとともに、選択センサ表示部６０にどのセンサが選択されたのかを表示する。なお、どのセンサが選択されているのかを示す情報は、センサ信号制御装置３２から同期信号出力装置３４、同期信号出力制御装置３６を介して入出力装置１１２のＣＲＴ等にも表示される。
【００３７】
センサが選択された後、同期信号出力制御装置３６において、被検体Ｍに係る患者情報が設定される（ステップＳ２）。この場合、患者情報は、入出力装置１１２から直接入力し、あるいは、データ保存装置１１８に保存されている情報を読み出して設定することができる。
【００３８】
次に、選択されたセンサの被検体Ｍに対する固定作業を行う（ステップＳ３）。例えば、レーザセンサ２４が選択された場合、レーザセンサ２４をセンサ信号制御装置３２に接続するとともに、レーザセンサ２４と被検体Ｍとの距離を調整して固定する。また、呼吸制御装置３０が選択された場合、呼吸制御装置３０をセンサ信号制御装置３２に接続するとともに、マスク２８を被検体Ｍに装着する。さらに、ロードセル２６が選択された場合、ロードセル２６をセンサ信号制御装置３２に接続するとともに、ロードセル２６を被検体Ｍの横隔膜近傍や腹部に粘着テープあるいはベルトを用いて固定する。
【００３９】
以上のようにして所望のセンサを被検体Ｍに対して固定した後、被検体Ｍからの呼吸信号を取得する（ステップＳ４）。センサとしてレーザセンサ２４が選択されている場合、レーザセンサ２４によって検出した被検体Ｍに対する距離信号は、増幅器４８によって増幅された後、センサ切換部５８を介して呼吸信号変換部６２に供給される。呼吸信号変換部６２に供給された距離信号は、センサ取付状態判定部６８に供給されて基準値と比較され、取付状態の良否が判定される（ステップＳ５）。その判定結果は、センサ取付状態表示部７０にＬＥＤ等の表示ランプの点灯状態として表示される。この場合、レーザセンサ２４と被検体Ｍとの間の距離が許容範囲内にないとの判定結果が表示された場合、作業者は、レーザセンサ２４の取付位置を修正する。また、センサとしてロードセル２６が選択されている場合、ロードセル２６によって検出した圧力信号が基準値と比較され、取付状態の強弱が判定され、その判定結果がセンサ取付状態表示部７０に表示される。作業者は、判定結果に基づき、同様にしてロードセル２６の取付状態を調整することができる。
【００４０】
センサが適切に固定位置決めされた後、選択されたセンサからの距離信号、圧力信号、あるいは、エアー流量信号としての呼吸信号の振幅およびオフセット量の自動調整を行う（ステップＳ６）。
【００４１】
この場合、センサ選択部５６によって選択されたレーザセンサ２４、ロードセル２６、あるいは、呼吸制御装置３０からの呼吸信号は、センサ信号制御装置３２および同期信号出力装置３４を介して同期信号出力制御装置３６に供給され、信号処理部１００において、被検体Ｍの状態によらず呼吸信号の振幅およびオフセット量を最適な値に規格化することのできる調整信号が算出される。算出された振幅調整信号およびオフセット量調整信号からなる調整信号は、同期信号出力制御装置３６から同期信号出力装置３４を介してセンサ信号制御装置３２の呼吸信号調整部６６に設定される。
【００４２】
一方、同期信号出力制御装置３６は、信号処理部１００において前記調整信号を用いて呼吸信号を規格化した後、出力制御部１１４を介して入出力装置１１２に出力し、ＣＲＴ等に呼吸信号の波形を表示する（ステップＳ７）。そこで、作業者は、表示された呼吸信号の波形に基づき、同期信号の出力条件を設定する（ステップＳ８）。
【００４３】
例えば、本実施形態の放射線画像撮影システム１０では、図７〜図１１に示す各出力条件を選択的に設定することができる。
【００４４】
図７に示す出力条件は、ピーク振幅値ｍａｘからｔｃ秒後にｔｓ秒間同期信号を出力させる場合、図８に示す出力条件は、１回の呼吸の任意振幅値ａからｔｃ秒後にｔｓ秒間同期信号を出力させる場合、図９に示す出力条件は、１回の呼吸の任意の２点の振幅値ａ１、ｂ１間に同期信号を出力させる場合、図１０に示す出力条件は、振幅値ａ２において呼吸を強制停止させたときからｔｓ秒間同期信号を出力させる場合、図１１に示す出力条件は、１回の呼吸において任意の振幅値ａ３、ａ４、ａ５を設定し、各振幅値ａ３、ａ４、ａ５からｔｓ秒間同期信号を出力させる場合を示す。各出力条件は、画像の撮影部位や被検体Ｍの状態、例えば、年齢や呼吸レベル等に応じて選択することができる。
【００４５】
ここで、同期信号の出力条件が設定されると、同期信号出力制御装置３６は、設定したピーク振幅値ｍａｘ、あるいは、振幅値ａ、ａ１〜ａ５、ｂ１等の設定データを同期信号出力装置３４およびセンサ信号制御装置３２を介して呼吸モニタ３８に供給する。呼吸モニタ３８は、目標呼吸レベル表示部４０を制御し、供給された設定データを示す表示を行う。また、呼吸モニタ３８は、レーザセンサ２４等によって検出された呼吸信号をセンサ信号制御装置３２から受信し、呼吸レベル表示部４２を制御して被検体Ｍの現在の呼吸レベルを表示する。
【００４６】
従って、被検体Ｍは、自分の呼吸状態と、同期信号を生成するタイミングとの関係を把握することが可能となり、より適切な撮影が実現される。また、図１０に示す出力条件が設定されている場合には、呼吸モニタ３８の目標呼吸レベル表示部４０に表示された呼吸強制停止レベルに対する呼吸状態を把握し、呼吸強制停止に至る時期を予め予測することが可能となる。なお、呼吸を強制的に停止させる場合、音声等を用いて被検体Ｍに報知するようにしてもよい。
【００４７】
同期信号の出力条件が設定された後、放射線画像撮影システム１０による放射線画像の撮影が開始される。
【００４８】
そこで、レーザセンサ２４等によって検出された呼吸信号は、増幅器４８、５０、５２によって増幅された後、センサ切換部５８を介して呼吸信号変換部６２に供給される（ステップＳ９）。呼吸信号変換部６２では、呼吸信号調整部６６に設定されている調整信号により、呼吸信号の振幅およびオフセット量が調整される。調整された呼吸信号は、同期信号出力装置３４を介して同期信号出力制御装置３６の信号処理部１００に供給され、設定されている同期信号の出力条件と比較される（ステップＳ１０）。
【００４９】
例えば、図７に示す同期信号の出力条件が設定されている場合、信号処理部１００は、呼吸信号のピーク振幅値ｍａｘを検出してからｔｃ秒後にｔｓ秒間同期信号を出力する（ステップＳ１１）。
【００５０】
信号処理部１００で生成された同期信号は、同期信号出力制御装置３６から同期信号出力装置３４に供給された後、同期信号出力部８０からＸ線制御装置１１に供給される。Ｘ線制御装置１１は、同期信号が供給されると、高電圧発生装置１３にショット信号を出力する。高電圧発生装置１３は、供給されたショット信号に従ってＸ線源１４を駆動し、これにより、Ｘ線が被検体Ｍに照射される（ステップＳ１２）。
【００５１】
一方、高電圧発生装置１３は、Ｘ線源１４に高電圧を印加するとともに、Ｘ線照射信号を生成し、センサ信号制御装置３２を介して同期信号出力装置３４の信号処理部７８に供給する。信号処理部７８は、供給されたＸ線照射信号と同期信号とを比較することにより、同期信号に基づいて適切にＸ線が被検体Ｍに照射されているか否かのチェックを行う（ステップＳ１３）。このチェックの結果、適切にＸ線が照射されていないと判定された場合、信号処理部７８は、Ｘ線制御装置１１にその判定結果を出力することで所定のエラー処理を行うとともに（ステップＳ１４）、同期信号出力制御装置３６を介して入出力装置１１２にその状態を表示する。
【００５２】
一方、図７に示す同期信号の出力条件が設定されており、同期信号に基づいて適切にＸ線が照射されていると判定された場合、高電圧発生装置１３は、同期信号がｔｓ秒間継続的に供給されている間、被検体Ｍに対するＸ線の照射を継続する（ステップＳ１５）。
【００５３】
この場合、Ｘ線源１４に対して対向して配置されているＸ線検出器１６は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出して被検体透過データを得る。この被検体透過データは、データ収集装置１８によって収集された後、画像再構成装置２０に転送され、被検体Ｍの断層画像の再構成が行われる。再構成された画像は、画像表示装置２２において診断のために表示されることになる。
【００５４】
断層画像の再構成が完了すると、同期信号出力制御装置３６は、撮影状態を含む患者情報をデータ保存装置１１８に保存し（ステップＳ１６）、次の患者の有無を確認し（ステップＳ１７）、なければ作業を終了する。
【００５５】
以上のようにして、被検体Ｍの状態等に応じて設定された最適な同期信号に基づき、被検体Ｍの呼吸状態によらない適切な放射線画像を得ることができる。
【００５６】
なお、上述した実施形態では、Ｘ線が被検体Ｍに対して照射される時間を同期信号の出力条件に従って設定するようにしているが、Ｘ線の照射開始タイミングのみを同期信号で制御し、Ｘ線照射時間をＸ線制御装置１１側で制御するようにしてもよい。
【００５７】
また、被検体Ｍから得た呼吸信号のパターンを予想呼吸パターンとして記憶しておき、検出した呼吸信号と予想呼吸パターンとを比較し、呼吸信号が予想呼吸パターンの所定範囲内にないと判定された場合、被検体Ｍの状態が撮影に適さないと判断して撮影を中断するように構成することもできる。なお、予想呼吸パターンを検出した呼吸信号に基づいて更新するようにしてもよい。
【００５８】
さらに、上述した実施形態では、被検体ＭにＸ線を照射することで放射線画像を撮影する場合について説明したが、被検体Ｍに放射線を照射して治療を行う場合にも適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、呼吸性移動体の移動状態に応じた最適なタイミングで同期信号を生成し、放射線の照射を遂行することができる。
【００６０】
この場合、移動状態検知部が複数接続されている場合、予め設定した優先順位に従って所望の移動状態検知部を自動的に選択し、移動状態信号を取得することができる。
【００６１】
また、呼吸性移動体の移動状態と目標移動状態とを移動状態表示部に併設して表示することにより、呼吸性移動体が自ら移動状態を調整することが可能となり、一層適切な同期信号を生成することができる。
【００６２】
さらに、呼吸性移動体から得られた移動状態信号の振幅及びオフセット量を規格化して調整することにより、移動状態検知部や呼吸性移動体の状態等によらず、適切な移動状態信号を得ることができ、この移動状態信号に基づいて所望の同期信号を得ることができる。
【００６３】
また、同期信号に基づく放射線の照射状態を検知し、照射状態判定部により同期信号と比較判定することにより、装置が正常に動作しているか否かを検証することができる。
【００６４】
さらにまた、呼吸性移動体の移動状態を制御することにより、一層安定した同期信号を得ることができる。
【００６５】
さらに、移動状態信号の良否判定を行うことにより、移動状態検知部の呼吸性移動体に対する設定状態を判定し、最適な設定状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置が適用される放射線画像撮影システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を構成するセンサ信号制御装置に接続される呼吸モニタと呼吸信号との関係説明図である。
【図３】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を構成するセンサ信号制御装置の構成図である。
【図４】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を構成する同期信号出力装置の構成図である。
【図５】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置を構成する同期信号出力制御装置の構成図である。
【図６】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置が適用される放射線画像撮影システムの動作フローチャートである。
【図７】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【図８】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【図９】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【図１０】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【図１１】本実施形態の放射線照射同期信号生成装置に対して設定される同期信号の出力条件の説明図である。
【符号の説明】
１０…放射線画像撮影システム １１…Ｘ線制御装置
１２…ベッド １３…高電圧発生装置
１４…Ｘ線源 １６…Ｘ線検出器
１８…データ収集装置 ２０…画像再構成装置
２２…画像表示装置 ２４…レーザセンサ
２６…ロードセル ３０…呼吸制御装置
３２…センサ信号制御装置 ３４…同期信号出力装置
３６…同期信号出力制御装置 ３８…呼吸モニタ
４０…目標呼吸レベル表示部 ４２…呼吸レベル表示部
１１２…入出力装置 １１８…データ保存装置
Ｍ…被検体
Claims (7)
- 呼吸性移動体に対して放射線を照射するための同期信号を生成する装置であって、
前記呼吸性移動体の呼吸による移動状態を検知し、移動状態信号を出力する移動状態検知部と、
前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号に対する前記同期信号の出力条件を設定する出力条件設定部と、
前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号が前記出力条件に対して所定の関係にあるか否かを判定する移動状態信号判定部と、
前記移動状態信号判定部の判定結果に基づいて前記同期信号を生成する同期信号生成部と、
を備え、前記同期信号に従って前記呼吸性移動体に前記放射線を照射することを特徴とする放射線照射同期信号生成装置。 - 請求項１記載の装置において、
複数の前記移動状態検知部が接続可能に構成され、予め設定した優先順位に従って１つの前記移動状態検知部を選択する検知部選択部を備えることを特徴とする放射線照射同期信号生成装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記出力条件設定部により設定した目標移動状態信号のレベルと、前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号のレベルとを併設して表示する移動状態表示部を備えることを特徴とする放射線照射同期信号生成装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号の振幅およびオフセット量を規格化すべく調整する移動状態信号調整部を備えることを特徴とする放射線照射同期信号生成装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記同期信号に基づく前記放射線の照射状態を検知する照射状態検知部と、
前記照射状態検知部により得られた照射状態信号と前記同期信号とを比較し、前記同期信号に対応して前記放射線が照射されているか否かを判定する照射状態判定部と、
を備えることを特徴とする放射線照射同期信号生成装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記移動状態判定部の判定結果に基づき、前記同期信号の生成に先立ち、前記呼吸性移動体の移動状態を制御する移動状態制御部を備えることを特徴とする放射線照射同期信号生成装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記移動状態検知部により得られた前記移動状態信号に基づき、前記移動状態検知部の前記呼吸性移動体に対する設定状態を判定する設定状態判定部を備えることを特徴とする放射線照射同期信号生成装置。
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