JP2008272381A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線の過剰照射を抑止すると同時に、術者が設定した時間が経過するまでの間、Ｘ線照射を継続することを可能にすること。
【解決手段】 Ｘ線撮影装置は、対象物に照射したＸ線の累積被曝量を推定する推定部と、許容される最大被曝量と、累積被曝量と、の差分により許容残被曝量を算出する許容残被曝量算出部と、予め定められたＸ線照射予定時間と、対象物に照射したＸ線の実照射時間との差分によりＸ線照射許容時間を算出するＸ線照射許容時間算出部と、許容残被曝量と、Ｘ線照射許容時間と、に基づきＸ線照射の基準となるＸ線照射基準量を算出するＸ線照射基準量算出部と、Ｘ線照射基準量に基づき、Ｘ線照射許容時間内のＸ線照射量を設定し、対象物に対するＸ線照射を制御する制御部とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、患者の被曝量を過剰に増大させないためのＸ線撮影技術に関する。

Ｘ線を利用したＸ線画像診断は静止画による読影用途が一般的であったが、近年、Ｘ線透視による検査や手術支援にまでその用途を拡大している。しかしながら、Ｘ線透視による検査や手術支援は、非常に有益である一方、患者の被曝は避けられず、Ｘ線による診断や手術支援を行う場合には、常に被曝のリスクを考慮しなければならない。このようなリスクを抱えているにも関わらず、従来、Ｘ線量は診療を行う術者による手動調整が一般的であった。術者は、手術目的や検査用途、検査対象部位、患者の体型や年齢、性別、装置の特性などを鑑み、適切なＸ線量を選択していた。また、透視撮影を用いた手技の場合には、術者が手計算で線量を算出し、手術計画を立案していた。

特許文献１では、累積被曝量を推定し、推定累積被曝量が所定の量に達すると警告を発し、照射を停止するＸ線診断装置が提案されている。さらに、特許文献１では、累積被曝量を推定し、推定累積被曝量から、現在のＸ線照射量で照射可能な時間を割り出し、表示するＸ線診断装置が提案されている。
特開２００５−２５３８０１号公報

従来技術では、累積被曝量を推定し、推定累積被曝量が所定の量に達すると警告を発し、照射を停止するＸ線診断装置は、過剰被曝を回避出来る。しかしながら、その一方で、予定していた手技を完了していない場合でも、手技を中断せざるを得ない。
また、累積被曝量を推定し、推定累積被曝量から、現在のＸ線照射量で照射可能な時間を割り出し、表示したとしても、表示された残り時間内に手技が終了しない場合、手技を中断するか、あるいは、残り時間を超過して手技を続ける必要がある。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、Ｘ線の過剰照射を抑止すると同時に、術者が設定した時間が経過するまでの間、Ｘ線照射を継続することを可能にするＸ線撮影技術の提供を目的とする。

本発明に係るＸ線撮影装置は、
対象物に照射したＸ線の累積被曝量を推定する推定手段と、
許容される最大被曝量と、前記累積被曝量と、の差分により許容残被曝量を算出する許容残被曝量算出手段と、
予め定められたＸ線照射予定時間と、前記対象物に照射したＸ線の実照射時間との差分によりＸ線照射許容時間を算出するＸ線照射許容時間算出手段と、
前記許容残被曝量と、前記Ｘ線照射許容時間と、に基づきＸ線照射の基準となるＸ線照射基準量を算出するＸ線照射基準量算出手段と、
前記Ｘ線照射基準量に基づき、前記Ｘ線照射許容時間内のＸ線照射量を設定し、前記対象物に対するＸ線照射を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、被検体に対するＸ線の過剰照射を抑止すると同時に、術者が設定した時間が経過するまでの間、Ｘ線照射を継続することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

＜第１実施形態＞
（Ｘ線撮影装置の構成）
図１は、本発明の実施形態にかかるＸ線撮影装置の構成を示す図である。Ｘ線発生部（Ｘ線管）１０２は、被検体（対象物）１０５に照射するＸ線発生源であり、Ｘ線発生部（Ｘ線管）１０２は、保持部１０１の一端に保持される。Ｘ線検出部１０３は、Ｘ線発生部（Ｘ線管）１０２から照射されたＸ線を検出するセンサである。Ｘ線検出部１０３は、保持部１０１の他端に保持される。Ｘ線検出部１０３と、Ｘ線発生部（Ｘ線管）１０２とは、対向する状態で保持部１０１に保持される。尚、Ｘ線検出部１０３と、Ｘ線発生部（Ｘ線管）１０２とは、対向する状態が実現できれば、固定された状態の他、それぞれが相対的に移動可能な状態で保持された状態でもよい。

寝台１０４は、Ｘ線発生部（Ｘ線管）１０２と、Ｘ線検出部１０３と、の間に設けられている。寝台１０４は、天板（不図示）と天板を支える脚部（不図示）とを備え、天板には患者である被検体（対象物）１０５が搭載される。天板は所要の方向、例えば、垂直方向（図１のｙ方向）及び水平方向（図１のｘ方向）に移動可能である。

寝台１０４の天板（不図示）及び保持部１０１には、それぞれ駆動用モータ（不図示）と、位置検出用の位置センサ（不図示）が設けられ、各モータ及び位置センサは、機械制御部１０６により制御される。

機械制御部１０６は、位置センサのセンサ情報に基づいて、モータを駆動して、寝台１０４の天板、保持部１０１の位置を制御することが可能である。機械制御部１０６の制御により、寝台１０４の天板及び保持部１０１は、所定の位置関係になるように位置決めされる。

Ｘ線発生部１０２は、高電圧発生部１０７と接続され、高電圧発生部１０７が発生した所定の電圧を受けて、被検体（対象物）１０５に向けてＸ線を照射する。Ｘ線照射制御部１０８は、高電圧発生部１０７を制御して、撮影の際にＸ線発生部１０２から照射されるＸ線量を制御することが可能である。

システム制御部１０９は、機械制御部１０６およびＸ線照射制御部１０８を統括制御する。画像処理部１１２は、Ｘ線検出部１０３から読み出された画像データに対して画像処理を施す。システム制御部１０９は、Ｘ線検出部１０３から読み出された画像データに対して、ガンマ補正やノイズ除去等の画像処理を行うように画像処理部１１２を制御する。

表示部１１３は、画像処理部１１２で画像処理を施された画像データ及び被検体（対象物）の情報（氏名、年齢、性別、身長、体重、撮影対象部位など）、及びＸ線条件を含む撮影条件を表示する。

入力部１１０は、システム制御部１０９、機械制御部１０６、Ｘ線照射制御部１０８に対する制御入力として、Ｘ線条件及び被検体（対象物）の情報等の入力を受け付けることが可能である。入力部１１０は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、メンブレンボタン、ジョイスティックや、照射開始及び停止のトリガーを与える照射スイッチ及びフットペダルにより構成される。入力部１１０から、Ｘ線照射量や手技を行うにあたり最低限必要となる単位時間あたりの最低Ｘ線照射量、許容される最大被曝量、Ｘ線照射予定時間が入力される。更に、入力部１１０から、撮影条件、被検体（対象物）の情報（氏名、年齢、性別、身長、体重、撮影対象部位、など）や、術者の情報等が入力される。

（システム制御部１０９の機能構成）
図２は、システム制御部１０９の機能構成を示すブロック図である。

システム制御部１０９は後述するフローチャートの各工程を実現するＣＰＵ２０１、ＣＰＵのメインメモリ、ワークエリア等として機能するＲＡＭ２０２、プログラムを記憶するＲＯＭ２０３から構成される。ＲＡＭ２０２およびＲＯＭ２０３はコンピュータ可読メモリである。タイマー２５０は、Ｘ線照射時間を計測することが可能である。タイマー２５０の計測結果に基づいて、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射の連続時間や、後に説明する、ＲＯＭ２０３に格納されているプログラムの実行タイミングを制御することができる。

ＲＯＭ２０３は、Ｘ線照射量管理部２０４、Ｘ線照射予定時間管理部２０５、Ｘ線照射許容時間計算部２０６、最低Ｘ線照射量管理部２０７の機能をＣＰＵ２０１が実行するプログラムを格納する。

ＲＯＭ２０３は、さらに、累積被曝量推定部２０８、許容最大被曝量管理部２０９、Ｘ線制御部２１１、Ｘ線照射基準量計算部２１２、許容残被曝量計算部２１３の機能をＣＰＵ２０１が実行するプログラムを格納する。

Ｘ線照射量管理部２０４は、被検体（対象物）１０５に照射する単位時間あたりのＸ線照射量を管理することが可能であり、単位時間あたりのＸ線照射量に関する情報をメモリやハードディスク等の記憶部に格納する。Ｘ線照射予定時間管理部２０５は、手技にかかるＸ線照射予定時間を記憶部に格納する等の方法によって管理することが可能である。

最低Ｘ線照射量管理部２０７は、手技を行うにあたって最低限必要な単位時間あたりのＸ線照射量を記憶部に格納する等の方法によって管理することが可能である。Ｘ線制御部２１１は、Ｘ線照射量管理部２０４によって管理される単位時間あたりのＸ線照射量及び、入力部１１０から入力される撮影条件、被検体（対象物）の情報等に基づいてＸ線照射制御部１０８を制御することが可能である。

累積被曝量推定部２０８は、Ｘ線照射量を左右する諸因子（管電圧,ｍＡｓ,濾過,ＦＳＤ,装置等）について一定の値で正規化し、係数化して累積被曝量を推定する。許容最大被曝量管理部２０９は、許容される最大のＸ線被曝量を記憶手部に格納する等の方法によって管理することが可能である。

Ｘ線照射許容時間計算部２０６は、Ｘ線照射予定時間管理部２０５によって保持されるＸ線照射予定時間から実際に照射された照射時間を減じたＸ線照射許容時間を算出する機能を有する。

Ｔ４をＸ線照射予定時間管理部２０５によって保持されるＸ線照射予定時間とし、Ｔ０を実際に照射された照射時間とすると、Ｘ線照射許容時間Ｔ１は、次式（１）により与えられる。

Ｔ１＝Ｔ４−Ｔ０・・・（１）
許容残被曝量計算部２１３は、許容残被曝量算出手段として機能し、許容最大被曝量管理部２０９によって許容される最大被曝量から、累積被曝量推定部２０８によって算出される累積被曝量を減じた許容残被曝量を算出する。

許容最大被曝量管理部２０９により保持される許容最大被曝量をＥ３とし、累積被曝量推定部２０８によって推定される累積被曝量をＥ１とすると、許容残被曝量Ｅ２は（２）式により与えられる。

Ｅ２＝Ｅ３−Ｅ１・・・（２）
Ｘ線照射基準量計算部２１２はＸ線照射許容時間と許容残被曝量からＸ線照射許容時間の間、一定の単位時間あたりのＸ線照射量で照射を継続した場合に、累積被曝量が許容残被曝量となる該一定の単位時間あたりのＸ線照射量をＸ線照射基準量として算出する。

Ｘ線照射許容時間をＴ１、許容される残被曝量をＥ２、単位時間あたりのＸ線照射基準量をｘ１とし、所定の時間（ｔ）の間、Ｘ線を照射した場合の累積被曝量（Ｅ）は、（３）式で表される。

Ｘ線照射基準量計算部２１２は、（３）式を満たす単位時間あたりのＸ線照射基準量（ｘ１）を算出する。

Ｅ２＝ｆ（Ｔ１、ｘ１）・・・（３）
Ｘ線制御部２１１はＸ線照射基準量計算部２１２による単位時間あたりのＸ線照射基準量（Ｘ１）と、最低Ｘ線照射量管理部２０７による単位時間あたりの最低Ｘ線照射量との関係に基づき、Ｘ線照射量を制御することが可能である。更に、Ｘ線制御部２１１は、Ｘ線照射基準量計算部２１２による単位時間あたりのＸ線照射基準量（Ｘ１）と、Ｘ線照射量管理部２０４によって管理される単位時間あたりのＸ線照射量との関係に基づき、単位時間あたりのＸ線照射量を制御する。

ここで、単位時間あたりのＸ線照射量及びＸ線照射予定時間及び許容最大被曝量及び単位時間あたりの最低Ｘ線照射量は、入力部１１０から設定することが可能である。また、単位時間あたりのＸ線照射量及びＸ線照射予定時間及び許容最大被曝量及び単位時間あたりの最低Ｘ線照射量は、入力部１１０から入力されるその他の情報（撮影条件、被検体の情報等）により算出することも可能である。

図３は、第１実施形態にかかるＸ線撮影装置の動作の流れを説明するフローチャートであり、ＣＰＵ２０１の全体的な制御の下に各工程の動作が実行される。

ステップ３０１で、ＣＰＵ２０１は本アルゴリズムを開始する。

ステップ３０２で、ＣＰＵ２０１は、照射開始のトリガーが入力されたか否かを判断する。照射開始のトリガーは、例えば、入力部１１０を構成するフットペダルまたは照射スイッチの押下の検出である。ＣＰＵ２０１は、照射開始のトリガーが入力されたと判断する場合に（Ｓ３０２−Ｙｅｓ）、ステップ３０３へ処理を進める。

一方、照射開始のトリガーが入力されていないと判断する場合（Ｓ３０２−Ｎｏ）、ステップ３０２に戻し、照射開始のトリガーが与えられるまで、ポーリング等によって待機状態とする。

ステップ３０３で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射制御部１０８に対してＸ線発生部１０２の制御を行うように命令する。そして、Ｘ線発生部１０２は、Ｘ線照射量管理部２０４によって保持されている単位時間あたりのＸ線照射量でＸ線の照射を行う。

ステップ３０４で、ＣＰＵ２０１は、累積被曝量推定部２０８の機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、単位時間あたりのＸ線照射量を左右する諸因子（管電圧、ｍＡｓ、濾過、ＦＳＤ、装置等）に基づき、累積被曝量を推定（算出）する。例えば、ＮＤＤ法（Non Desimeter Dosimetry method）を利用することができる。

Ｓ３０５で、ＣＰＵ２０１は、許容残被曝量算出手段である許容残被曝量計算部２１３の機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、許容最大被曝量管理部２０９により保持されている許容最大被曝量Ｅ３から、Ｓ３０４において算出された累積被曝量Ｅ１を減じて、許容残被曝量Ｅ２を算出する。

ステップ３０６で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間計算部２０６としての機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射予定時間管理部２０５により保持されているＸ線照射予定時間Ｔ４から、所定の時刻ｔ１における実照射時間Ｔ０を減じる。そして、Ｘ線照射許容時間計算部２０６は、Ｘ線照射許容時間（Ｔ４−Ｔ０）を算出する。

ステップ３０７で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射基準量計算部２１２としての機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、許容残被曝量と、Ｘ線照射許容時間とから、Ｘ線照射許容時間の間、一定の照射線量でＸ線を照射した場合、累積被曝量が許容残被曝量となる単位時間あたりのＸ線照射基準量を算出する。ここで算出される単位時間あたりのＸ線照射基準量は、例えば、図４におけるＸ１となる。

ステップ３０８で、ＣＰＵ２０１は、ステップ３０７で算出された単位時間あたりのＸ線照射基準量と、最低Ｘ線照射量管理部２０７によって保持される単位時間あたりの最低Ｘ線照射量との差分を求める。ＣＰＵ２０１は、差分値が予め定められた基準を下まわった場合に（Ｓ３０８−Ｙｅｓ）、ステップ３０９へ処理を進める。

ステップ３０９で、ＣＰＵ２０１は、制御手段として機能し、Ｘ線照射許容時間内の単位時間あたりのＸ線照射量として最低Ｘ線照射量を設定する。

ステップ３１０で、Ｘ線制御部２１１は、ステップ３０９で設定された最低Ｘ線照射量に単位時間あたりのＸ線照射量を制御する。これにより術者は、単位時間あたりのＸ線照射量を増加させたり、減少させたりする手動操作ができなくなる。しかしながら、手技に必要とされる単位時間あたりの最低Ｘ線照射量により、Ｘ線照射を継続させることで、術者は予定していた手技を完了させることが可能になる。

ステップ３１１で、Ｘ線照射予定時間管理部２０５は、保持するＸ線照射予定時間Ｔ４が経過したか否かを判断する。Ｘ線照射予定時間を経過した場合は（Ｓ３１１−Ｙｅｓ）、ステップ３１４へ処理を進め処理を終了する。また、Ｘ線照射予定時間管理部２０５は、Ｘ線照射予定時間を経過していないと判断する場合は（Ｓ３１１−Ｎｏ）、処理をＳ３１０に戻し、単位時間あたりの最低Ｘ線照射量によるの制御を継続する。

一方、Ｓ３０８の判断で、ＣＰＵ２０１は、単位時間あたりのＸ線照射基準量と最低Ｘ線照射量との差分が大きい場合（Ｓ３０８−Ｎｏ）、ステップ３１２に処理を進める。ステップ３１２で、Ｘ線制御部２１１は、術者によって手動で設定された単位時間あたりのＸ線照射量に応じてＸ線制御を行う。

ステップ３１３で、ＣＰＵ２０１は、照射スイッチ及びフットペダルの押下等の照射のトリガーが与えられているか否かを判断する。ＣＰＵ２０１は、照射のトリガーの入力を検知した場合、照射を継続すると判断し（Ｓ３１３−Ｙｅｓ）、処理をステップ３０３に戻し、同様の処理を繰り返す。一方、ステップ３１３の判断で、照射のトリガーの入力をＣＰＵ２０１が検知しない場合、ＣＰＵ２０１は、照射終了と判断し（Ｓ３１３−Ｎｏ）、ステップ３１４に処理を進め、処理を終了する。

図４は、第１実施形態におけるＸ線照射の制御を例示的に説明する図である。時刻ｔ０においてＸ線照射が開始する。ｘ３は、実際に被検体（対象物）１０５に照射された単位時間あたりのＸ線照射量を示す。この単位時間あたりのＸ線照射量は、Ｘ線照射量管理部２０４によって管理される。累積被曝量Ｅ１は、照射開始時刻ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１までの間のＸ線照射量の累積値を示す。累積被曝量推定部２０８は、累積被曝量Ｅ１を単位時間あたりのＸ線照射量ｘ３の履歴に基づき推定（算出）することが可能である。

Ｔ０は、Ｘ線の照射開始時刻ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１までの時間（ｔ１−ｔ０）を示す。Ｔ４は、手技に必要とされる時間であり、Ｘ線照射予定時間管理部２０５によって保持されるＸ線照射予定時間を示す。

Ｘ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１において、Ｘ線照射基準量計算部２１２は単位時間あたりのＸ線照射基準量Ｘ１を算出する。時刻ｔ１において、Ｘ線照射許容時間計算部２０６は、残りのＸ線照射許容時間Ｔ１を算出する。時刻ｔ１において、許容残被曝量計算部２１３は、時刻ｔ１以降の照射で許容される残被曝量（許容残被曝量Ｅ２）を算出する。許容残被曝量Ｅ２は（２）式に基づき算出することが可能である。

ＣＰＵ２０１は、算出された単位時間あたりのＸ線照射基準量と、最低Ｘ線照射量管理部２０７によって保持される単位時間あたりの最低Ｘ線照射量との差分を求める。差分値が、予め定められた基準を超えている場合に、術者によって手動で設定されたＸ線照射量により手技を継続することが可能である。この処理は、図３のＳ３０８−Ｎｏ、Ｓ３１２、Ｓ３１３−Ｙｅｓ、Ｓ３０３に対応する。時刻ｔ１においては、差分値が、予め定められた基準のＸ線照射量を超えているので、術者は、手動により設定したＸ線照射量に基づいて、手技を継続することが可能である。

一方、差分値が、予め定められた基準を下まわった場合に、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間内の単位時間あたりのＸ線照射量を最低Ｘ線照射量に設定する。

Ｔ２は、照射開始時刻ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ２までの時間（ｔ２−ｔ０）を示す。Ｘ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ２において、Ｘ線照射基準量計算部２１２は単位時間あたりのＸ線照射基準量ｘ２を算出する。

時刻ｔ２において、Ｘ線照射許容時間計算部２０６は、残りのＸ線照射許容時間Ｔ３を算出する。時刻ｔ２において、許容残被曝量計算部２１３は、時刻ｔ２以降の照射で許容される残被曝量（許容残被曝量Ｅ４）を算出する。

時刻ｔ２において算出した単位時間あたりのＸ線照射基準量ｘ２と、最低Ｘ線照射量管理部２０７によって保持される単位時間あたりの最低Ｘ線照射量との差分値が、予め定められた基準を下まわったとする。この場合、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間Ｔ３内の単位時間あたりのＸ線照射量を最低Ｘ線照射量に設定する。術者は、設定した単位時間あたりのＸ線照射量（最低Ｘ線照射量）で、手技を時刻ｔ３まで継続することが可能である。

ＣＰＵ２０１は、照射開始時刻ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１までの時間Ｔ０、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの時間Ｔ２を制御することが可能である。

本実施形態によれば、被検体に対するＸ線の過剰照射を抑止すると同時に、術者が設定した時間が経過するまでの間、Ｘ線照射を継続することが可能となる。

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態にかかるＸ線撮影装置の動作の流れを説明するフローチャートであり、ＣＰＵ２０１の全体的な制御の下に各工程の動作が実行される。Ｘ線撮影装置は、第１実施形態で説明した図１、図２と同様の構成を備えるものとする。

ステップ５０１で、ＣＰＵ２０１は本アルゴリズムを開始する。

ステップ５０２で、ＣＰＵ２０１は、照射開始のトリガーが入力されたか否かを判断する。ステップ５０３で、Ｘ線発生部１０２は、Ｘ線照射量管理部２０４によって保持されているＸ線照射量に基づいてＸ線の照射を行う。

ステップ５０４で、ＣＰＵ２０１は、単位時間あたりのＸ線照射量を手動で設定するか、自動設定（Ｘ線自動制御）するか否かを、術者の選択操作に基づき判断する。Ｘ線自動制御が術者の操作によって指示された場合（Ｓ５０４−Ｙｅｓ）、処理はステップ５０５へ進められる。

ステップ５０５で、累積被曝量推定部２０８は、単位時間あたりのＸ線照射量を左右する諸因子（管電圧、ｍＡｓ、濾過、ＦＳＤ、装置等）に基づき、累積被曝量を推定（算出）する。

Ｓ５０７で、ＣＰＵ２０１は、許容残被曝量算出手段である許容残被曝量計算部２１３の機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、許容最大被曝量管理部２０９により保持されている許容最大被曝量Ｅ３から、Ｓ５０５において算出された累積被曝量Ｅ１を減じて、許容残被曝量Ｅ２を算出する。

ステップ５０８で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間計算部２０６の機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射予定時間管理部２０５の機能により保持されているＸ線照射予定時間（Ｔ４）から、所定の時刻ｔ１における実際に照射された照射時間Ｔ０を減じる。そして、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間計算部２０６の機能として、Ｘ線照射許容時間（Ｔ４−Ｔ０＝Ｔ１）を算出する。

ステップ５０９で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射基準量計算部２１２の機能として、許容残被曝量と、Ｘ線照射許容時間とから、単位時間あたりのＸ線照射基準量を算出する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、一定の単位時間あたりのＸ線照射量で照射を継続した場合に、累積被曝量が許容残被曝量となる該一定の単位時間あたりのＸ線照射量をＸ線照射基準量として算出する。ここで算出される単位時間あたりのＸ線照射基準量は、例えば、図６におけるＸ１となる。

ステップ５１０で、ＣＰＵ２０１は、単位時間あたりのＸ線照射量としてステップ５０９で算出されたＸ線照射基準量を設定する。

ステップ５１１で、Ｘ線制御部２１１は、ステップ５１０で設定された単位時間あたりのＸ線照射基準量でＸ線照射を制御する。

ステップ５１２で、Ｘ線照射予定時間管理部２０５は、Ｘ線照射予定時間（Ｔ４）が経過したか否かを判断する。Ｘ線照射予定時間管理部２０５が、Ｘ線照射予定時間を経過したと判断する場合（Ｓ５１２−Ｙｅｓ）、ステップ５１５へ処理を進め、処理を終了する。Ｘ線照射予定時間管理部２０５は、Ｘ線照射予定時間を経過していないと判断する場合は（Ｓ５１２−Ｎｏ）、処理をＳ５１３に進める。制御を継続する場合（Ｓ５１３−Ｙｅｓ）、処理をＳ５１１に戻し、設定した単位時間あたりのＸ線照射量に基づき制御を継続する。

一方、ステップ５１３において、術者によってＸ線制御が指示されていない場合は（Ｓ５１３−Ｎｏ）、ステップ５０６に処理を進める。

ステップ５０６で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線制御部２１１の機能を実行し、術者によって手動で設定された単位時間あたりのＸ線照射量に応じてＸ線制御を行う。

ステップ５１４で、ＣＰＵ２０１は、照射スイッチ及びフットペダルの押下等、照射のトリガーが与えられているか否かを判断する。ＣＰＵ２０１は、照射のトリガーの入力を検知した場合、照射を継続すると判断し（Ｓ５１４−Ｙｅｓ）、処理をステップ５０３に戻し、同様の処理を繰り返す。一方、ステップ３１３の判断で、照射のトリガーの入力をＣＰＵ２０１が検知しない場合、ＣＰＵ２０１は、照射終了と判断し（Ｓ３１３−Ｎｏ）、ステップ３１４に処理を進め、処理を終了する。

図６は、第２実施形態におけるＸ線照射の制御を例示的に説明する図である。時刻ｔ０においてＸ線照射が開始する。時刻ｔ１は、術者によってＸ線制御が指示（選択）された時刻であり、かつ、Ｘ線照射基準量計算部２１２の実行時刻である。ｘ３は、実際に被検体（対象物）１０５に照射された単位時間あたりのＸ線照射量を示す。累積被曝量Ｅ１は、照射開始時刻ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１までの間のＸ線を被曝量の累積値を示す。累積被曝量推定部２０８の機能を実行によって、累積被曝量Ｅ１をＸ線照射量ｘ３の履歴に基づき推定（算出）することが可能である。

Ｔ０は、Ｘ線の照射開始時刻ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１までの時間（ｔ１−ｔ０）を示す。Ｔ４は、手技に必要とされる時間であり、Ｘ線照射予定時間管理部２０５によって保持されるＸ線照射予定時間を示す。ｔ３は、Ｘ線照射予定時間管理部２０５によって保持されるＸ線照射予定時間終了時刻を示す。

Ｘ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１において、ＣＰＵ２０１は、単位時間あたりのＸ線照射基準量Ｘ１を算出する。時刻ｔ１において、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間計算部２０６の機能を実行によって残りのＸ線照射許容時間Ｔ１を算出する。時刻ｔ１において、ＣＰＵ２０１は、許容残被曝量計算部２１３の機能を実行により、時刻ｔ１以降の照射で許容される残被曝量（許容残被曝量Ｅ２）を算出する。許容残被曝量は（２）式に基づき算出することが可能である。

自動制御が選択されている場合（図５のＳ５０４−Ｙｅｓに対応する）、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間Ｔ１内の単位時間あたりのＸ線照射量をＸ線照射基準量Ｘ１に設定する。術者は、設定したＸ線照射量（Ｘ線照射基準量Ｘ１）に基づいて、手技を時刻ｔ３まで継続することが可能である。

本実施形態によれば、被検体に対するＸ線の過剰照射を抑止すると同時に、術者が設定した時間が経過するまでの間、Ｘ線照射を継続することが可能となる。

＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態にかかるＸ線撮影装置の動作の流れを説明するフローチャートであり、ＣＰＵ２０１の全体的な制御の下に各工程の動作が実行される。Ｘ線撮影装置は、第１実施形態で説明した図１、図２と同様の構成を備えるものとする。

ステップ７０１で、ＣＰＵ２０１は本アルゴリズムを開始する。

ステップ７０２では、ＣＰＵ２０１は、照射開始のトリガーが入力されたか否かを判断する。ステップ７０３で、Ｘ線発生部１０２は、Ｘ線照射量管理部２０４によって保持されている単位時間あたりのＸ線照射量に基づいてＸ線の照射を行う。

ステップ７０４で、ＣＰＵ２０１は、単位時間あたりのＸ線照射基準量の計算が指示されたか否かを判断する。単位時間あたりのＸ線照射基準量の計算が指示された場合（Ｓ７０４−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７０５に進められる。

一方、Ｓ７０５の判断で、単位時間あたりのＸ線照射基準量の計算が指示されていない場合（Ｓ７０５−Ｎｏ）、処理はステップ７０９に進められる。

単位時間あたりのＸ線照射基準量の計算指示は、術者が入力部１１０からの入力によって与えても良いし、タイマー２５０を利用して、周期的に入力することも可能である。

ステップ７０５で、ＣＰＵ２０１は、累積被曝量推定部２０８の機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、単位時間あたりの単位時間あたりのＸ線照射量を左右する諸因子（管電圧、ｍＡｓ、濾過、ＦＳＤ、装置等）に基づき、累積被曝量を推定（算出）する。

ステップ７０６で、ＣＰＵ２０１は、許容残被曝量算出手段である許容残被曝量計算部２１３の機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、許容最大被曝量管理部２０９により保持されている許容最大被曝量Ｅ３から、Ｓ５０５において算出された累積被曝量Ｅ１を減じて、許容残被曝量Ｅ２を算出する。

ステップ７０７で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間計算部２０６としての機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射予定時間管理部２０５により保持されているＸ線照射予定時間（Ｔ４）から、所定の時刻ｔ１における実照射時間（Ｔ０）を減じる。そして、Ｘ線照射許容時間計算部２０６は、Ｘ線照射許容時間（Ｔ４−Ｔ０＝Ｔ１）を算出する。

ステップ７０８で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射基準量計算部２１２としての機能を実行する。具体的には、許容残被曝量と、Ｘ線照射許容時間とから、Ｘ線照射許容時間の間、一定の単位時間あたりのＸ線照射量で照射を継続した場合に、累積被曝量が許容残被曝量となる該一定の単位時間あたりのＸ線照射量をＸ線照射基準量として算出する。

ステップ７０９で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射量管理部２０４によって保持される現在の単位時間あたりのＸ線照射量が、Ｓ７０８で算出された単位時間あたりのＸ線照射基準量を継続して超過した時間（過剰照射継続時間）を計測する。ＣＰＵ２０１は、タイマー２５０を利用することで、時間の計測を行うことが可能である。

ステップ７１０で、ＣＰＵ２０１は、ステップ７０９において計測された過剰照射継続時間が所定の時間（例えば、１０分間）を超過したか否かを判断する。所定の時間を超過した場合（Ｓ７１０−Ｙｅｓ）、ステップ７１１に処理を進め、所定の時間を超過していない場合（Ｓ７１０−Ｎｏ）、ステップ７１４に処理を進める。

ステップ７１１で、ＣＰＵ２０１は、累積被曝量推定部２０８としての機能を実行する。具体的には、推定手段として、被検体（対象物）１０５に照射したＸ線の累積被曝量を再度推定（算出）する。

ＣＰＵ２０１は、許容残被曝量計算部２１３としての機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、許容残被曝量算出手段として機能し、許容最大被曝量Ｅ３と、再度推定された累積被曝量との差分により許容残被曝量を再度算出する。

ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間計算部（Ｘ線照射許容時間算出手段）２０６としての機能を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射予定時間と、Ｘ線の実際に照射された照射時間との差分に基づきＸ線照射許容時間を再度算出する。

ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射基準量計算部（Ｘ線照射基準量算出手段）２１２としての機能を実行する。具体的には、再度算出された許容残被曝量と、再度算出されたＸ線照射許容時間と、に基づきＸ線照射の基準となる単位時間あたりのＸ線照射基準量を再度算出する。

そして、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射量管理部２０４としての機能を実行する。具体的には、再計算された単位時間あたりのＸ線照射基準量を設定し、保持する。これらの処理は、図７のＳ７０５からＳ７０８に対応する。

ステップ７１２で、ＣＰＵ２０１は、具体的には、ステップ７１１で設定されたＸ線照射基準量に単位時間あたりのＸ線照射量を設定する。

ステップ７１３で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射予定時間管理部２０５としての機能を実行する。具体的には、Ｘ線照射予定時間（Ｔ４）が経過したか否かを判断する。Ｘ線照射予定時間管理部２０５が、Ｘ線照射予定時間を経過したと判断する場合（Ｓ７１３−Ｙｅｓ）、ステップ７１６に進み、処理を終了する。

一方、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射予定時間を経過していないと判断する場合（Ｓ７１３−Ｎｏ）、処理をＳ７１２に戻し、単位時間あたりのＸ線照射基準量をＸ線照射予定時間の満了まで継続する。

Ｓ７１０において、過剰照射継続時間が所定の時間を超過していないと判断される場合、ステップ７１４で、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線制御部２１１の機能を実行し、術者によって手動で設定された単位時間あたりのＸ線照射量でＸ線制御を行う。

ステップ７１５で、ＣＰＵ２０１は、照射スイッチ及びフットペダルの押下等、照射のトリガーが与えられているか否かを判断する。ＣＰＵ２０１は、照射のトリガーの入力を検知した場合、照射を継続すると判断し（Ｓ７１５−Ｙｅｓ）、処理をステップ７０３に戻し、同様の処理を繰り返す。一方、ステップ７１５の判断で、照射のトリガーの入力をＣＰＵ２０１が検知しない場合、ＣＰＵ２０１は、照射終了と判断し（Ｓ７１５−Ｎｏ）、ステップ７１６に処理を進め、処理を終了する。

図８は、第３実施形態におけるＸ線照射の制御を例示的に説明する図である。時刻ｔ０において、Ｘ線照射が開始する。ｘ３は、実際に被検体（対象物）１０５に照射された単位時間あたりのＸ線照射量を示す。このＸ線照射量は、Ｘ線照射量管理部２０４によって管理される。累積被曝量Ｅ１は、照射開始時刻ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１までの間の被曝量の累積値を示す。ＣＰＵ２０１は、累積被曝量推定部２０８の機能を実行することにより、累積被曝量Ｅ１を単位時間あたりのＸ線照射量ｘ３の履歴に基づき推定（算出）することが可能である。

Ｔ０は、Ｘ線の照射開始時刻ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ１までの時間（ｔ１−ｔ０）を示す。Ｔ４は、手技に必要とされる時間であり、Ｘ線照射予定時間管理部２０５によって保持されるＸ線照射予定時間を示す。ｔ３は、Ｘ線照射予定時間終了時刻を示す。

ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射基準量計算部２１２の機能を実行することにより、時刻ｔ１において起動され、時刻ｔ１以降の単位時間あたりのＸ線照射量を制御するためのＸ線照射基準量Ｘ１を算出する。

時刻ｔ１において、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間計算部２０６の機能を実行することにより、残りのＸ線照射許容時間Ｔ１を算出する。時刻ｔ１において、許容残被曝量計算部２１３は、時刻ｔ１以降の照射で許容される許容残被曝量Ｅ２を算出する。許容残被曝量は（２）式に基づき算出することが可能である。

図８において、領域８０１、８０２は、単位時間あたりのＸ線照射量がＸ線照射基準量ｘ１を超過した領域を示す。ＣＰＵ２０１は、単位時間あたりのＸ線照射基準量を超過した状態で、継続した所定の基準時間（Ｔ５：過剰照射時間）が経過したことをタイマー２５０の時間計測に基づき検知することが可能である。Ｔ２は、照射開始ｔ０からＸ線照射基準量計算部２１２の実行時刻ｔ２までの時間を示す。

過剰照射時間Ｔ５の経過時刻である時刻ｔ２において、ＣＰＵ２０１は、累積被曝量推定部２０８、Ｘ線照射許容時間計算部２０６、Ｘ線照射基準量計算部２１２等を起動する。そして、図７で説明したＳ７０５からＳ７０８の処理に従って、再度、許容残被曝量、Ｘ線照射許容時間、単位時間あたりのＸ線照射基準量を算出する。

また、単位時間あたりのＸ線照射基準量を超えて、所定の基準時間（Ｔ５：過剰照射時間）が経過したことを検知した場合、ＣＰＵ２０１は、術者に過剰照射の警告を発することが可能である。

図８において、過剰照射時間Ｔ５の経過時刻である時刻ｔ２において、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射基準量計算部２１２の機能として単位時間あたりのＸ線照射基準量ｘ２を算出する。時刻ｔ２において、ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間計算部２０６の機能として残りのＸ線照射許容時間Ｔ３を算出する。また、時刻ｔ２において、ＣＰＵ２０１は、許容残被曝量計算部２１３の機能として時刻ｔ２以降の照射で許容される許容残被曝量Ｅ４を算出する。ＣＰＵ２０１は、Ｘ線照射許容時間Ｔ３内の単位時間あたりのＸ線照射量をＸ線照射基準量ｘ２に設定する。術者は、設定したＸ線照射量（最低Ｘ線照射量）に基づいて、手技を時刻ｔ３まで継続することができる。

本実施形態によれば、被検体に対するＸ線の過剰照射を抑止すると同時に、術者が設定した時間が経過するまでの間、Ｘ線照射を継続することが可能となる。

あるいは、単位時間あたりのＸ線照射基準量を超えるＸ線照射量で、所定時間以上、Ｘ線照射が行われた場合、過剰照射の警報を発することで術者に報知することで、過剰照射を抑止することが可能になる。

本発明の実施形態にかかるＸ線撮影装置の構成を示す図である。 システム制御部１０９の機能構成を示すブロック図である。 第１実施形態にかかるＸ線撮影装置の動作の流れを説明するフローチャートである。 第１実施形態におけるＸ線照射の制御を例示的に説明する図である。 第２実施形態にかかるＸ線撮影装置の動作の流れを説明するフローチャートである。 第２実施形態におけるＸ線照射の制御を例示的に説明する図である。 第３実施形態にかかるＸ線撮影装置の動作の流れを説明するフローチャートである。 第３実施形態におけるＸ線照射の制御を例示的に説明する図である。

Claims (5)

1. 対象物に照射したＸ線の累積被曝量を推定する推定手段と、
   許容される最大被曝量と、前記累積被曝量と、の差分により許容残被曝量を算出する許容残被曝量算出手段と、
   予め定められたＸ線照射予定時間と、前記対象物に照射したＸ線の実照射時間との差分によりＸ線照射許容時間を算出するＸ線照射許容時間算出手段と、
   前記許容残被曝量と、前記Ｘ線照射許容時間と、に基づきＸ線照射の基準となる単位時間あたりのＸ線照射基準量を算出するＸ線照射基準量算出手段と、
   前記Ｘ線照射基準量に基づき、前記Ｘ線照射許容時間内の単位時間あたりのＸ線照射量を設定し、前記対象物に対するＸ線照射を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記制御手段は、前記Ｘ線照射基準量と、必要とされる最低Ｘ線照射量と、の差分が予め定められた基準を下まわった場合に、
   前記Ｘ線照射許容時間内の単位時間あたりのＸ線照射量を前記最低Ｘ線照射量に設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 単位時間あたりのＸ線照射量を手動で設定するか自動設定するかを選択する選択手段を更に備え、
   前記自動設定が選択された場合に、前記制御手段は、前記Ｘ線照射許容時間内のＸ線照射量を前記Ｘ線照射基準量に設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記Ｘ線照射基準量を継続して超過した過剰照射時間を計測する計測手段と、
   前記過剰照射時間が予め定めた基準時間を超えた場合に、過剰照射の警告を発する報知手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記過剰照射時間が予め定めた基準時間を超えた場合に、
   前記推定手段は、前記対象物に照射したＸ線の累積被曝量を再度推定し、
   前記許容残被曝量算出手段は、前記最大被曝量と、再度推定された前記累積被曝量と、の差分により許容残被曝量を再度算出し、
   前記Ｘ線照射許容時間算出手段は、前記Ｘ線照射予定時間と、Ｘ線の実照射時間と、の差分に基づきＸ線照射許容時間を再度算出し、
   前記Ｘ線照射基準量算出手段は、再度算出された前記許容残被曝量と、再度算出された前記Ｘ線照射許容時間と、に基づきＸ線照射の基準となるＸ線照射基準量を再度算出し、
   前記制御手段は、再度算出された前記Ｘ線照射許容時間内のＸ線照射量を、再度算出された前記Ｘ線照射基準量に設定することを特徴とする請求項４に記載のＸ線撮影装置。

Images