JP2005027806A - 放射線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体をＸ線で透視・撮影するときに、透視による診断及び撮影以外のときには、Ｘ線曝射量を極力減らすことに重点を置くようにＸ線量を制御し、被検体が透視・撮影の全体を通して受けるＸ線被爆量を確実に軽減させる。
【解決手段】透視・撮影を実行するＸ線診断装置（放射線診断装置）としてのＸ線テレビシステム（図１）が提供される。このＸ線テレビシステムにおいて、モニタ４４の画面上で観察画像が移動する所定の動作状態、すなわち透視下の位置決め動作になると、この位置決め動作が検出手段（４５，４６）により検出される。この位置決め動作が検出されたときに、Ｘ線管２４から曝射されるＸ線の線量が所定値まで低下するように線量制御手段（４６，１２）により制御される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体を放射線で透視・撮影する放射線診断装置に係り、とくに、放射線で透視しながら消化管などの所望部位を位置決めする操作が必須である、Ｘ線診断装置などの放射線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、Ｘ線により消化管などの所望部位を透視・撮影するＸ線診断装置は、病気治療時の検査のみならず、定期健診などにおいても広く使用されている。
【０００３】
このＸ線診断装置には種々の形態のものがある。一例として、特許文献１及び２に見られる如く、Ｃアームと呼ばれる支持装置の両端部にそれぞれ取り付けられたＸ線発生装置とＸ線テレビ装置との間に、寝台の天板に載せた被検体を位置させて透視及び撮影を行う装置がある。Ｘ線発生装置から曝射されたＸ線は被検体を透過してＸ線テレビ装置に入射する。この透過Ｘ線は、Ｘ線テレビ装置において、光信号に変換されてテレビカメラで光学像として撮影される。この撮影を、所定の透視条件（所定強度の透視によるＸ線曝射）の元で実施することにより、被検体の透視画像をモニタに殆どリアルタイムに表示させることができる。
【０００４】
このＸ線診断装置の場合、オペレータが行う透視・撮影に係る作業ステップとしては、大略、１）透視しながら行う位置決め、２）透視状態における診断（撮影部位の確認）、及び３）位置決めした部位の撮影、に分類される。
【０００５】
このうち、１）項の「透視しながら行う位置決め」のステップは、診断したい所望部位がモニタ画面上の適切な位置（例えば中央の位置）に所望サイズで表示されるように位置決めするものである。この位置決めは、Ｘ線発生装置及びＸ線テレビ装置の位置移動や天板の位置移動がオペレータにより指令される。つまり、この「透視しながら行う位置決め」の状態は、オペレータが位置決め操作を行っている最中であるので、モニタ画面上で観察している透視画像（観察画像）が動いていることになる。これに対して、２）項の「透視状態における診断（撮影部位の確認）」のステップは、透視状態ではあるが、オペレータによる位置決め操作はなされておらず（位置決め操作の完了又は一時中止）、モニタ画面上の観察画像も固定した状態にあり、目視で撮影したい部位の確認が行われる。この確認が済むと、通常、所定強度のＸ線により、３）項の「撮影」ステップが実行される。
【０００６】
このように、これら１）項〜３）項の作業ステップが適宜な順に繰り返されて１人の患者の検査がなされる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−５８６６５号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００１−２５８８７１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、Ｘ線を使用する医用モダリティにおいて、被検体のＸ線被爆量をいかに低減させるかということは重要な管理項目及び研究項目になっている。かかる観点から、上述した従来の透視・撮影用のＸ線診断装置をみた場合、以下のようにＸ線被爆量が依然として多く、無駄があることが判明した。
【００１０】
上述した従来のＸ線診断装置によれば、「透視しながら行う位置決め」における観察画像の画質は、「透視状態における診断（撮影部位の確認）」の場合のそれに比べて、それほど重要では無く、撮像したい所望部位の位置や形態が分かればよいのであるにも関わらず、従来では、「透視状態における診断（撮影部位の確認）」の場合と同じＸ線量で透視が行われていたので、診断及び撮影に直接に関係しない作業における患者のＸ線曝射量が多くなり、これを改善したいとする要請があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、被検体を放射線で透視・撮影するときに、透視による診断及び撮影のときの画質は少なくとも従来と同等のものを保持する一方で、透視による診断及び撮影以外のときには、Ｘ線曝射量を極力減らすことに重点を置くようにＸ線量を制御し、これにより、被検体が透視・撮影の全体を通して受けるＸ線被爆量を確実に軽減させることを、その目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るＸ線診断装置は、放射線を曝射する放射線源と、この放射線源から曝射されて被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、この放射線検出手段により検出された放射線に基づく透視時の観察画像をモニタに表示させる表示手段とを備えるとともに、前記モニタの画面上で前記観察画像が移動する所定の動作状態を検出する動作状態検出手段と、この動作状態検出手段により前記所定の動作状態が検出されたときに、前記放射線源から曝射される放射線の線量を所定値まで低下させるように制御する線量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、オペレータが、透視時に表示される観察画面（透視画面）を見ながら被検体の位置決め操作を行うと、かかる位置決め操作が所定の動作状態として検出される。すなわち、透視時に観察画面の表示内容が動いている状態が検出されるときには、観察画面の画質はそれほど問われない（画質を下げても、位置決めという目的は達成できる）ので、かかる透視に使用するＸ線などの放射線の量を所定値（位置決めが達成できる値）まで自動的に下げられる。このため、位置決め操作を継続させている時間の間、放射線量が低くなり、被検体の被爆量も低減される。このとき、オペレータは放射線量の低減制御を何等意識することなく、従来通りに、位置決め操作を行うだけで良く、操作上の負担が増大するということはない。
【００１４】
かかる位置決め操作が終了して透視状態の診断（撮影部位の目視・確認など）に移行するときには、放射線量は再び、元の画質を維持した所定値まで戻されることになる。
【００１５】
上述した構成において、好適には、前記動作状態検出手段は、当該放射線診断装置が透視状態で稼動しているときに、オペレータが前記モニタに表示された前記観察画像を見ながら位置決め操作を行っている状態を前記所定の動作状態として検出するように構成することである。
【００１６】
また、例えば、前記放射線源は前記放射線としてＸ線を曝射するＸ線管であり、前記放射線検出手段は前記Ｘ線を検出するＸ線検出装置であって、前記観察画像は前記Ｘ線の透視による透視画像である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る放射線診断装置の一つの実施の形態を、図１〜４を参照して説明する。
【００１８】
図１に、本発明に係る放射線診断装置を実施したＸ線診断装置の全体構成の概略を示す。このＸ線診断装置は、同図に示すように、Ｃアームと呼ばれる映像系の支持装置を架台（透視撮影台とも呼ばれる）に用いた遠隔操作式のＸ線テレビシステムとして構成されている。
【００１９】
このＸ線テレビシステムは、大きくは、架台１１、Ｘ線高電圧装置１２、及び制御システム１３を備える。このうち、架台１１及びＸ線高電圧装置１２は、実際に被検者が入室して透視・撮影を受けるＸ線テレビ室に設けられ、一方、制御システム１３は操作室に設けられる。なお、Ｘ線テレビ室にも、近接操作卓を設けてもよい。
【００２０】
架台１１は、支持部２１に移動可能に保持されたＣアーム２２を備える。このＣアーム２２は、Ｃアーム駆動部２３を制御することで、Ｃアーム２２に対して長手動、回転、及び円弧動が可能になっている。
【００２１】
このＣアームの一方の端部には、放射線源としてのＸ線管２４が設けられている。このＸ線管２４は、Ｘ線高電圧装置１２から高電圧電力の供給を受けて、この高電圧電力の条件に応じてＸ線を曝射するようになっている。なお、図示しないが、Ｘ線管の前面にはＸ線可動絞りが設けられる。
【００２２】
また、Ｃアーム２２のもう一方の端部には、放射線検出手段としてのＸ線テレビ装置２５が駆動部２９を介して設けられている。このＸ線テレビ装置２５は、被検体Ｐを透過してきたＸ線を入射させるイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）２６と、このＩ．Ｉ．２６の出力側に光学系２７を介して設けたＴＶカメラ２８とを備える。このため、Ｉ．Ｉ．２６の入射窓に入射したＸ線は光信号に変換されて、ＴＶカメラ２８により２次元像として撮影され、この２次元像の画像データは制御システム１３に送られる。このＸ線テレビ装置２５は、駆動部２９を制御することで、当該Ｘ線テレビ装置２５、すなわちＩ．Ｉ．２６を所定の範囲で前後動させることができる。
【００２３】
Ｃアーム２２の両端部の間のスペースには、支持部２１に支持された天板３０が介在できるようになっている。この天板３０は支持部２１に対して上下動及び左右動可能に支持されており、この移動は支持部２１に設けられた駆動部３１の駆動を制御することで可能になっている。
【００２４】
一方、制御システム１３は、図１に示すように、インターフェース４１を備え、このインターフェース４１がＸ線高電圧装置１２、駆動部２３，２９，３１、及びＴＶカメラ２８と内部バス４２とを接続するようになっている。内部バス４２には、画像処理装置４３、モニタ４４、コンソール４５、及びコントローラ４６が接続されている。
【００２５】
このため、ＴＶカメラ２８で撮影された画像データはインターフェース４１を介して画像処理装置４３に送られ、γ補正、諧調処理、空間フィルタ処理などの処理が適宜に施される。このように画像処理を受けた画像はモニタ４４に表示されるとともに、内部の記録媒体に記録可能になっている。これにより、透視像及び撮影像を収集可能になっている。
【００２６】
コンソール４５は、このＸ線テレビシステムにオペレータが必要な指令を与えるとき等に使用される。この指令には、「透視しながら行う位置決め」のための操作指令が含まれる。コンソール４５で行ったオペレータの指令の情報は、コントローラ４６に送られる。コントローラ４６は、かかる指令情報を解読して制御データに処理し、その制御データを、必要に応じて、画像処理装置４３のみならず、インターフェース４１を介してＸ線高電圧装置１２及び駆動部２３，２９，３１に出力可能になっている。
【００２７】
これにより、画像処理装置４３は、コントローラ４６から指令された条件の元で画像処理を実行できる。また、Ｘ線高電圧装置１２は、コントローラ４６から指令された曝射条件に応じた高電圧電力でＸ線管２４を駆動できる。さらに、駆動部２３，２９，３１は、コントローラ４６から指令された駆動信号に応じて駆動し、Ｃアーム２２、Ｘ線テレビ装置２５（すなわちＩ．Ｉ．２６）、及び天板３０を移動することで、位置決め動作が可能になっている。
【００２８】
本実施形態に係るＸ線テレビシステムの場合、コントローラ４６が実施する制御には、「透視しながら行う位置決め」のときのＸ線量の低減制御が含まれる。このＸ線量の低減制御の処理の概要を図２に示す。
【００２９】
次に、このＸ線テレビシステムで実行される透視及び撮影の動作を説明する。
【００３０】
まず、通常、被検体Ｐ（被検者）が天板３０に載った後、透視が開始される。この透視の開始を、コントローラ４６は一定タイミング毎（Δｔ毎）にオペレータの操作情報に基づいて判断するようになっている（図２、ステップＳ１）。このため、オペレータが透視開始の条件が整ったとして透視開始のスイッチを操作すると、この操作に応答して、コントローラ４６はステップＳ２以降の処理を実行する。
【００３１】
すなわち、コントローラ４６は、コンソール４５の各種の位置決め用スイッチからの信号を読み込み、それらの信号値から現在、透視しながら位置決めの状態にあるか否かを判断する（ステップＳ２，Ｓ３）。この位置決め用スイッチには、Ｃアーム２２、Ｘ線テレビ装置２５、及び天板３０の移動を指令するスイッチが含まれる。
【００３２】
これらのスイッチをオペレータが操作している場合（操作中の場合）、この操作に応答してＣアーム２２、Ｘ線テレビ装置２５、及び／又は天板３０が移動しているので、被検体に対する透視用Ｘ線照射位置や照射範囲が変わるので、モニタ４４の画面に表示される観察画像（透視画像）は、その表示内容がかかる操作に連動して移動している。この場合には、透視による診断（撮影部位の確認）を行うときよりも、透視される画像の画質が相当に低くても、その用は十分に足りることになる。
【００３３】
そこで、コントローラ４６は、図示しない別の移動制御の元で透視しながら位置決めを行う（又は行っている）と判断した場合（ステップＳ３、ＹＥＳ）、Ｘ線量の設定変更に移行する。すなわち、コントローラ４６は、Ｘ線量を位置決め用Ｘ線量Ａｐに既に設定済みであるか否かを判断し、設定済みでない場合には、位置決め用Ｘ線量Ａｐに自動的に設定（変更）する（ステップＳ４）。この位置決め用Ｘ線量Ａｐは、後述する透視用Ｘ線量Ａｆに比べて、相当に低いレベル（例えば半分程度のレベル）が指定されている（Ａｐ＜Ａｆ）。透視用Ｘ線量Ａｆは従来と同様に、所望の画質を得ることができる値である。
【００３４】
このように、Ｘ線量＝位置決め用Ｘ線量Ａｐに設定すると、別に実行されているＸ線量制御装置による制御を介して、この位置決め用Ｘ線量ＡｐがＸ線高電圧装置１２に伝えられる。これにより、Ｘ線高電圧装置１２はＸ線管２４に供給する管電流及び／又は管電圧を制御し、Ｘ線管２４から曝射される透視用Ｘ線の強度をＸ位置決め用Ｘ線量Ａｐに対応した「低い」値に自動的に変更する。
【００３５】
この結果、テレビモニタ４４の画面には、低いＸ線量（＝位置決め用Ｘ線量Ａｐ）で透視され且つ表示内容が移動する観察画像が表示される。この観察画像の画質（分解能）は、Ｘ線量が低くなっている分、通常の透視状態のものよりは劣るものの、位置決めには、十分用が足りるものになっている。
【００３６】
次いで、コントローラ４６は、上述したようにＸ線量を低減させたことに伴う輝度調整の指令が既に済んでいるか否かを判断し、済んでいない場合には、かかる輝度調整を実行する（ステップＳ５）。この輝度調整は、Ｘ線量を位置決め用Ｘ線量Ａｐに変更したことに伴い観察画像が暗くなってしまうことを防止するもので、Ｘ線テレビ装置２５の制御パラメータを切り替えることで行われる。この制御パラメータには、テレビカメラ２８への入射光量の制御、テレビカメラ２８のゲイン制御がある。これにより、Ｘ線量を低減させても、殆ど同時に、観察画面の輝度調整が行われるので、観察画面の明るさは常にほぼ一定に保持される。
【００３７】
一方、ステップＳ３の判断でＮＯ、すなわち、透視しながら位置決めを行っている状態ではないと判断した場合には、「透視しながら診断（撮影部位の確認）」を行う（又は、行っている）と認識して、Ｘ線量の設定変更に移行する。すなわち、コントローラ４６は、Ｘ線量を上述した透視用Ｘ線量Ａｆ（＞Ａｐ）に既に設定済みであるか否かを判断し、設定済みでない場合には、透視用Ｘ線量Ａｆに自動的に設定（変更）する（ステップＳ６）。
【００３８】
このように、Ｘ線量＝透視用Ｘ線量Ａｆに設定すると、並行して実行している別のＸ線量制御を介して、この透視用Ｘ線量ＡｆがＸ線高電圧装置１２に伝えられる。これにより、Ｘ線高電圧装置１２はＸ線管２４に供給する管電流及び／又は管電圧を制御して、Ｘ線管２４から曝射される透視用Ｘ線の強度を透視用Ｘ線量Ａｆに対応した「通常」値に自動的に変更する。
【００３９】
この結果、テレビモニタ４４の画面には、通常のＸ線量（画質を優先した透視用Ｘ線量Ａｆ）で透視され且つ表示内容が移動しない観察画像が表示される。この観察画像の画質（分解能）は、Ｘ線量が通常値になっている分、に優れている。
【００４０】
次いで、コントローラ４６は、上述したようにＸ線量を通常値（Ａｆ）に復帰させたことに伴う輝度調整の指令が既に済んでいるか否かを判断し、済んでいない場合には、かかる輝度調整を実行する（ステップＳ７）。これにより、Ｘ線量を変更しても、殆ど同時に、観察画面の輝度調整が行われるので、観察画面の明るさは常にほぼ一定に保持される。
【００４１】
次いで、コントローラ４６は、撮影を実行するか否かについて、オペレータからの操作信号に基づいて判断する（ステップＳ８）。この判断において、未だ撮影が指示されていないと認識されたときには、制御を終了する場合を除いて（ステップＳ９）、上述したステップＳ２に処理を戻す。これにより、一定間隔毎に、上述したステップＳ２〜Ｓ９の処理が繰り返される。
【００４２】
一方、撮影の指示が出された場合（ステップＳ８、ＹＥＳ）、コントローラ４６はＸ線量＝撮影用Ｘ線量Ａｉ（＞Ａｆ＞Ａｐ）に設定し、この設定値をＸ線高電圧装置１２に送る。これにより、所定Ｘ線量Ａｉの元で撮影が行われ、その撮影画像が画像処理装置４３で得られるとともに、モニタ４４に表示される。
【００４３】
したがって、本実施形態に係るＸ線診断装置としてのＸ線テレビシステムによれば、通常、オペレータが透視・撮影に係る作業ステップとして行う「透視しながら行う位置決め」の動作がシステム側で自動的に検知される。
【００４４】
つまり、オペレータは、かかるＸ線量の低減制御のことを何等意識することなく、通常の手順として、透視条件を設定し、位置決めを行えばよいのである。これに応答して、システム側で自動的に、例えば図３に示す如く撮影対象物ＴＧをモニタ画面ＭＳの中央部に移動させようとする透視下の位置決め動作が検知される。かかる検知がなされると、直ちに、透視下のＸ線量が予め定めた値Ａｐに下げられる（図４、タイミングｔ１参照）。
【００４５】
この「透視しながら行う位置決め」の状態が一定時間継続した後、位置決め動作を止める（又は中断する）と、この状態がシステム側で自動的に検知され、所定の透視用Ｘ線量Ａｆに復帰させられる（図４、タイミングｔ２参照）。そこで、今度は、「透視状態における診断（撮影部位の確認）」が行われる。これにより、良好な分解能の元で撮影部位が確認され、撮影を行うか否か等の判断がなされる（図４、タイミングｔ２〜ｔ３）。
【００４６】
この判断により、オペレータが、例えば再度、位置決めを行う必要があると認定した場合、再度、「透視しながら行う位置決め」が続く（図４、タイミングｔ３〜ｔ４）。この位置決めの後、「透視状態における診断（撮影部位の確認）」が行われ（図４、タイミングｔ４〜ｔ５）、確認ができ次第、撮影が行われる（図４、タイミングｔ５〜ｔ６）。
【００４７】
このように、「透視しながら行う位置決め」、「透視状態における診断（撮影部位の確認）」、及び「撮影」が適宜の組み合わせで適宜に繰り返される中で、本実施形態によれば、「透視しながら行う位置決め」においてＸ線量が自動的に下げられる分だけ（図４中の斜線部参照）、被検体Ｐに対するＸ線被爆量が少なくなる。したがって、同じ透視下にあっても、画質優先か否かに応じてＸ線量を制御することで、きめ細かなＸ線量制御が可能になり、無用なＸ線被爆を回避できるという、従来に無い自動Ｘ被爆低減機能を有したＸ線診断装置を提供することができる。
【００４８】
また、かかる自動Ｘ被爆低減機能により、Ｘ線管２４の発熱量も抑制できることから、Ｘ線管の長寿命化（Ｘ線照射可能時間の長期化）も図られる。
【００４９】
なお、本発明は、上述した実施形態のものに限定されることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変形して実施可能である。
【００５０】
例えば、上述した実施形態にあっては、「透視しながら行う位置決め」動作の状態を検出する構成として、オペレータが遠隔で操作する位置決め用の手動スイッチの操作状況から、かかる検出を行っていたが、必ずしもそのような構成に限定されない。例えば、この手動スイッチの代わりに、Ｃアーム、天板、Ｘ線テレビ装置などの移動部に設けた、当該移動部の移動検出器のセンサ信号を用いて、かかる検出を行ってもよいし、それら手動スイッチと移動検出器とを適宜に組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００５１】
また、放射線診断装置としてのＸ線診断装置も上述したＸ線テレビシステムに限定されること無く、「透視しながら行う位置決め」動作を伴う診断装置であれば、同様に実施することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る放射線診断装置によれば、画質がそれほど問題にはならないとされる、モニタ画面上で観察画像が移動する所定の動作状態（すなわち、透視下の位置決め動作）を検出し、この所定の動作状態が検出されたときに、放射線の線量を所定値まで自動的に低下させるように制御するので、透視による診断及び撮影のときの画質は少なくとも従来と同等のものを保持する一方で、透視しながら位置決め動作を行うときには、Ｘ線量を下げて、被検体へのＸ線被爆量を減らし、このきめ細かいＸ線量制御を通して、被検体が透視・撮影の全体を通して受けるＸ線被爆量を確実により一層、軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置を示す概略系統図。
【図２】Ｘ線診断装置のコントローラで実行されるＸ線量の制御の概要を説明するフローチャート。
【図３】「透視しながら行う位置決め」動作の一例を説明するモニタ画面の模式図。
【図４】Ｘ線量の制御のタイミングを説明するタイミング図。
【符号の説明】
１１ 架台
１２ Ｘ線高電圧装置（線量制御手段）
１３ 制御システム
２２ Ｃアーム
２３，２９，３１ 駆動部
２４ Ｘ線管
２５ Ｘ線テレビ装置
３０ 天板
４３ 画像処理装置（表示手段）
４４ モニタ
４５ コンソール（動作状態検出手段）
４６ コントローラ（動作状態検出手段、線量制御手段）

Claims (3)

1. 放射線を曝射する放射線源と、この放射線源から曝射されて被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、この放射線検出手段により検出された放射線に基づく透視時の観察画像をモニタに表示させる表示手段とを備えた放射線診断装置において、
   前記モニタの画面上で前記観察画像が移動する所定の動作状態を検出する動作状態検出手段と、
   この動作状態検出手段により前記所定の動作状態が検出されたときに、前記放射線源から曝射される放射線の線量を所定値まで低下させるように制御する線量制御手段と、を備えたことを特徴とする放射線診断装置。
2. 前記動作状態検出手段は、当該放射線診断装置が透視状態で稼動しているときに、オペレータが前記モニタに表示された前記観察画像を見ながら位置決め操作を行っている状態を前記所定の動作状態として検出するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の放射線診断装置。
3. 前記放射線源は前記放射線としてＸ線を曝射するＸ線管であり、前記放射線検出手段は前記Ｘ線を検出するＸ線検出装置であって、前記観察画像は前記Ｘ線の透視による透視画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線診断装置。

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