JP2010187812A - 医用寝台装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 簡易な操作で安全に位置合わせを行なう医用寝台装置を提供する。
【解決手段】 寝台3を備えたX線CT装置1のシステム制御装置401は、撮影された透視画像(スキャノグラム画像(サジタル画像、コロナル画像))または断層像(アキシャル画像)から、被検体6の体厚及び体幅を算出し、寝台3が移動可能な安全領域を算出して、安全領域ガイド81、82を表示する。また、表示画面に表示されている透視画像11に対して、マウス等の操作による診断中心位置の指定を受け付け、指定された診断中心位置が撮影中心に到達するように天板5を移動させる。更に、システム制御装置401は、体軸(z)方向、左右(x)方向、または上下(y)方向の少なくとも2方向の撮影範囲の指定を受け付け(撮影範囲ライン85)、撮影範囲に応じた照射幅でX線を照射するよう、コリメータ203の開口幅を制御する。
【選択図】図8

Description

本発明は、医用寝台装置の位置合わせ制御に関する。
近年、医用画像を撮影する装置として、X線CT装置、MRI装置、X線診断装置、透視撮影装置、SPECT装置、PET装置等の様々な医用画像撮影装置が開発されている。
例えば、X線を用いて被検体断層像を撮影するX線CT装置では、被検体を医用寝台装置(以下、寝台という)に載置した状態で、寝台を高さ方向に上下動、体軸方向に前後動、体軸垂直方向に左右動させて、スキャナ内のX線照射空間に搬入・搬出する。
このようなX線CT装置において、撮影位置を設定する際、操作者は、まず、被検体を寝台に載置し、撮影中心位置を示すレーザポインタ等を用いて、寝台の位置合わせを行なう。この状態で被検体を一方向から透視する透視撮影を行い、撮影された透視画像を表示画面に表示する。そして表示された透視画像を参照しながら、断層像を得るための本撮影の開始位置や終了位置を撮影範囲として設定していた。
特に、寝台の位置を撮影中心位置に合わせる際、例えば、特許文献1では、寝台に載置された被検体の撮影中心の位置座標を透視画像から求め、これに基づいて寝台の位置合わせを行う医用寝台装置が開示されている。
また、特許文献2では、被検体を撮像した画像を表示し、表示された画像上で位置を指定すると、指定された位置が診断中心となるように寝台位置を移動させる医療用寝台装置が開示されている。
特開平7−171148号公報 特開平8−308821号公報
しかしながら、寝台を安全に移動できる範囲は、被検体の体格によって異なるものである。そのため、表示画面上での操作にて移動先の位置を指定する場合には、スキャナ内における実際の被検体(寝台)位置が分かりにくく、被検体がスキャナに接触してしまう恐れがあった。また、例えば心臓のように、撮影患部が体軸から離れて位置している場合には、X線照射範囲を広くとる必要があったが、周囲器官への無駄な被曝を避けるために、撮影患部(心臓)を撮影中心位置に合わせたり、X線照射幅を調整したりすることが望まれている。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な操作で安全に撮影位置を調整可能な医用寝台装置を提供することを目的としている。
前述した目的を達成するために本発明は、医用画像撮影装置に備えられ、被検体を載置する寝台天板を、被検体の体軸方向、体軸と垂直な左右方向、及び上下方向に移動可能な医用寝台装置であって、被検体の透視画像を表示する表示手段と、前記透視画像に基づいて、前記寝台天板が安全に移動可能な領域である安全領域を算出し、前記表示手段に表示される透視画像にガイド表示する安全領域表示手段と、前記表示手段に表示される透視画像の任意の位置を、診断中心位置として指定する指定手段と、前記指定手段により指定された診断中心位置が、撮影中心位置に到達するように前記寝台天板を移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする医用寝台装置である。
本発明によれば、簡易な操作で安全に撮影位置を調整可能な医用寝台装置を提供できる。
X線CT装置1の全体構成を示す外観図 X線CT装置1のハードウエアブロック図 システム制御装置401の実行する撮影処理の流れを示すフローチャート スキャナ2内の安全領域を示す図 診断原点位置を説明する図((a)はコロナル画像、(b)はアキシャル画像) 安全領域ガイドの表示例((a)はコロナル画像、(b)はアキシャル画像) 移動ガイド線、診断中心位置の表示例((a)はコロナル画像、(b)はアキシャル画像) 診断中心位置、及び撮影範囲の指定画面例 X線CT装置1を体軸方向から見た模式図であり、(a)は体軸を撮影中心として撮影する場合、(b)は指定された診断中心位置を撮影中心として撮影する場合
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る医用寝台装置を用いた好適な実施形態として、X線CT装置1について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、X線CT装置について説明するが、本発明の医用寝台装置(以下、寝台という)は、MRI装置、X線診断装置、透視撮影装置、SPECT装置、PET装置等の様々な医用画像撮影装置に備えられるものとしてもよい。
まず、図1〜図2を参照して、本実施の形態のX線CT装置1の構成について説明する。
図1に示すように、X線CT装置1は、スキャナ2、寝台3、操作卓4、寝台3に設けられる天板5、表示装置7、及び操作装置8から構成される。X線CT装置1は、寝台3上の天板5に固定される被検体6をスキャナ2の開口部に搬入してスキャンすることにより、被検体6の透過X線データを取得する。
スキャナ2は、図2に示すようにX線管201、X線制御装置202、コリメータ203、コリメータ制御装置204、X線検出器205、データ収集装置206、回転板207、回転板駆動装置208、回転制御装置209、及び駆動伝達系210から構成される。
X線管201はX線源であり、X線制御装置202により制御されて被検体6に対してX線を連続的または断続的に照射する。X線制御装置202は、操作卓4のシステム制御装置401により決定されたX線管電圧及びX線管電流に従って、X線管201に印加または供給するX線管電圧及びX線管電流を制御する。
コリメータ203は、X線管201から放射されたX線を、例えばコーンビーム(円錐形または角錐形ビーム)等のX線として被検体6に照射させるものであり、開口幅はコリメータ制御装置204により制御される。被検体6を透過したX線はX線検出器205に入射する。
また、本実施の形態において、コリメータ203の開口幅は、システム制御装置401によって設定された撮影範囲に応じて制御される。詳細は後述する。
X線検出器205は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるX線検出素子群をチャネル方向(周回方向)に例えば1000個程度、列方向(体軸方向)に例えば1〜320個程度配列したものであり、被検体6を介してX線管201に対向するように配置される。X線検出器205はX線管201から放射されて被検体6を透過したX線を検出し、検出した透過X線データをデータ収集装置206に出力する。
データ収集装置206は、X線検出器205に接続され、X線検出器205の個々のX線検出素子により検出される透過X線データを収集し、画像再構成装置402に出力する。
回転板207には、X線管201、コリメータ203、X線検出器205、データ収集装置206が搭載される。回転板207は、回転制御装置209によって制御される回転板駆動装置208から、駆動伝達系210を通じて伝達される駆動力によって回転される。
図2に示す寝台3は、被検体6が載置される天板5、寝台制御装置301、上下動装置302、及び天板駆動装置303から構成される。
寝台制御装置301は、上下動装置302を制御して寝台3の高さを適切なものにする。また、天板駆動装置303を制御して天板5を体軸方向に前後動したり、体軸と垂直方向であって、かつ天板5に平行な方向(左右方向)に移動したりする。これにより、被検体6がスキャナ2のX線照射空間に搬入及び搬出され、撮影中心位置に位置合わせされる。
撮影中心位置とは、X線の照射中心を意味する。以下の説明において、寝台3の天板5の実空間での位置を表す座標は、体軸方向をz方向、体軸に垂直で、かつ天板5に平行な方向(左右方向)をx方向、体軸に垂直で、かつ天板5に鉛直な方向(上下方向)をy方向とする。また、表示画面の座標は、横方向をX方向、縦方向をY方向とする。
また、以下の説明において、透視撮影開始時における寝台3の天板5の位置を「撮影原点」と呼び、その座標を(x,y,z)とする。また、「診断原点位置」とは、表示画面に表示される透視画像の中心位置であり、その表示画面上の座標を(X,Y)とする。「診断中心位置」とは、本撮影時に撮影中心位置に到達するように指定される表示画面での指定位置であり、その座標を(X,Y)とする。診断中心位置(X,Y)に対応する実空間での座標は、(x,y,z)とする。
操作卓4は、表示装置7、操作装置8、システム制御装置401、画像再構成装置402、及び記憶装置404から構成される。操作卓4はスキャナ2及び寝台3に接続される。
表示装置7は、液晶パネル、CRTモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、システム制御装置401に接続される。表示装置7は画像再構成装置402から出力される再構成画像やスキャノグラム画像(透視画像)、並びにシステム制御装置401が取り扱う種々の情報を表示するものである。
操作装置8は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御装置401に出力する。操作者は、表示装置7及び操作装置8を使用して対話的にX線CT装置1を操作する。例えば、操作装置8は画像再構成装置402によって得られる透視画像を基に、寝台位置を所望の位置へ移動するための指定操作等を受け付ける。
システム制御装置401は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。システム制御装置401は、スキャナ2内のX線制御装置202、コリメータ制御装置204、データ収集装置206、X線検出器205、及び回転制御装置209を制御し、また、寝台3内の寝台制御装置301を制御するものである。
また、システム制御装置401は、後述する撮影処理(図3参照)を実行する。撮影処理において、システム制御装置401は、撮影したサジタル面(z−x面)またはコロナル面(y−z面)のスキャノグラム画像(以下、透視画像という)、または断層像(アキシャル面(x−y面))に基づいて、被検体6の体厚及び体幅を取得する。また、システム制御装置401は、体厚に基づき上下方向(y方向)の安全領域を算出し、また、体幅に基づき左右方向(x方向)の安全領域を算出して、表示画面上に安全領域ガイドを表示する(図6参照)。
また、システム制御装置401は、表示画面に表示されている被検体6の透視画像に対する、診断中心位置の指定を受け付ける。マウス等のポインティングデバイスの操作により、透視画像の任意の診断中心位置(X,Y)が指定されると、システム制御装置401は指定された診断中心位置が撮影中心位置に到達するように寝台3の移動量を算出し、寝台3を移動させる。
また、システム制御装置401は、指定された診断中心位置を中心とする撮影範囲の指定を受け付ける。ここで、撮影範囲は、体軸(z)方向、上下(y)方向、及び左右(x)方向のうち、少なくとも2方向の指定が可能である。システム制御装置401は、指定された撮影範囲に応じた照射幅でX線を照射する指示信号をコリメータ制御装置204に送出する。
画像再構成装置402は、システム制御装置401の制御によってスキャナ2内のデータ収集装置206が収集した透過X線データを取得する。スキャノグラム(透視画像)撮影時には、データ収集装置206が収集した透視投影データを用いて透視画像を作成する。また、本撮影時には、データ収集装置206が収集した複数ビューの透過X線データを用いて断層像を再構成する。
記憶装置404は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置401に接続される。記憶装置404には、データ収集装置206が収集した透視投影データや透視画像、透過X線データや断層像等が記憶される。また、これらの各種画像データの他、画像再構成装置402が生成する断層像やX線CT装置1の機能を実現するためのプログラム等を記憶する。
次に、図3のフローチャート、及び図4〜図9を参照して、X線CT装置1の動作について説明する。
本実施の形態のX線CT装置1のシステム制御装置401は、図3に示す撮影処理を実行する。すなわち、システム制御装置401は、記憶装置404から撮影処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて撮影処理を実行する。
まず、被検体6が寝台3の天板5に載置された状態で、天板5がスキャナ2内に搬入される。このとき、操作者は被検体6の体軸上の所定位置が撮影中心位置にくるように位置合わせし、この段階での寝台3の位置を撮影原点(x,y,z)としてRAMに保持する。
システム制御装置401は、被検体6の所定範囲の透視撮影(スキャノグラム撮影)を行い、透視投影データを取得する(ステップS1)。システム制御装置401は、取得した透視投影データを画像再構成装置402に送出する。画像再構成装置402は、透視投影データに基づいて透視画像11を作成し、記憶装置404に記憶する。
次にシステム制御装置401は、寝台3が移動可能な安全領域を計算する(ステップS2)。ここで、被検体正面から撮影したコロナル画像(z−x面)や断層像(アキシャル画像;x−y面)からは、被検体6の体幅が取得可能であり、体側方向から撮影したサジタル画像(y−z面)や断層像(アキシャル画像;x−y面)からは、被検体6の体厚が取得可能である。なお、アキシャル画像を利用する場合は、ステップS1の透視撮影に代えて、回転板207を回転させながら被検体6を撮影する必要がある。
システム制御装置401は、取得した体幅または体厚、天板5の位置(撮影原点)、及びスキャナ2の内周位置から、被検体6(または天板5)とスキャナ2内周とが、所定の安全な距離を保って移動可能な安全領域を算出する。図4に示すように、左右(x)方向の安全領域は、体幅が天板5の幅よりも小さい場合は、天板5の幅によって決定され、体幅が天板5の幅以上の場合は、被検体6の体幅によって決定される。また、上下(y)方向の安全領域は、天板5の上下方向位置と、取得した体厚と、によって決定される。
次にシステム制御装置401は、ステップS1で撮影した透視画像を表示装置7に表示する(ステップS3)。
このとき、表示画面には、図5に示すように、表示画面のX方向中心位置及びY方向中心位置にそれぞれ中心ガイド線61、62を表示するようにしてもよい。中心ガイド線61、62の交点が診断原点位置(X,Y)となる。
なお、ここで表示される透視画像は、図5(a)に示すような被検体6の体軸と平行で正面から撮影したコロナル画像(z−x平面)11としてもよいし、被検体6の体軸と平行で被検体6の側面の方向から撮影されたサジタル画像(z−y平面)(不図示)としてもよい。また透視画像に代えて、図5(b)に示すような被検体6の体軸垂直断面の断面像(アキシャル画像)13としてもよい。
また、ステップS3において透視画像を表示する際、図6に示すように、ステップS2で計算した寝台移動安全領域を示す安全領域ガイド81、82、83を透視画像に重畳表示する。
図6(a)は、コロナル画像11に左右方向(x方向)の安全領域ガイド81、82を重畳した表示例であり、図6(b)は、アキシャル画像13に左右(x)方向及び高さ(y)方向の安全領域ガイド83を重畳した表示例である。
次に、システム制御装置401は、診断中心位置の指示入力を受け付ける(ステップS4)。システム制御装置401は、マウスポインタ等によって表示画面内の任意の位置が指定されると、図7に示すように、指定点(診断中心位置)のX位置及びY位置を示す移動ガイド線71、72や、診断中心位置マーク73を表示する。また、指定点に対応する実空間での座標(x,y,z)を取得する。
図7(a)及び(b)に示す移動ガイド線71は、指定された診断中心位置のX座標を示す直線であり、移動ガイド線72は、指定された診断中心位置のY座標を示す直線である。移動ガイド線71、72の交点が、診断中心位置である。
更に、システム制御装置401は、操作者からの撮影範囲の入力を受け付ける(ステップS5)。撮影範囲とは、本撮影における撮影範囲であり、図8に示すように、z方向、x方向、y方向のうち、少なくとも2方向の範囲の入力が可能である。すなわち、コロナル画像(x−z面)の透視画像では、x方向及びz方向の撮影範囲が指定可能であり、サジタル画像(y−z面)の透視画像では、y方向及びz方向の撮影範囲が指定可能であり、アキシャル画像(x−y面)の透視画像では、x方向及びy方向の撮影範囲が指定可能である。
撮影範囲を指定する際、システム制御装置401は、例えば図8に示すように、指定点73を囲む撮影範囲ライン85を表示画面上に表示し、この撮影範囲ライン85の大きさをマウスホイール等の操作によって適宜変更させるようにして、撮影範囲を指定させる。
次に、システム制御装置401は、ステップS4において指定された診断中心位置及びステップ5において指定された撮影範囲が、安全領域内にあるか否かを判定する(ステップS6)。安全領域内にない場合は(ステップS6;No)、ステップS4へ戻り、再度診断中心位置、撮影範囲の入力を受け付ける。
指定された診断中心位置及び撮影範囲が安全領域内にある場合(ステップS6;YES)、システム制御装置401は、診断中心位置が撮影中心位置へ到達するように寝台3を移動する。
すなわち、システム制御装置401は、表示画面上の診断原点位置(X,Y)の、実空間座標(x,y,z)と、指定された診断中心位置(X,Y)の実空間座標(x,y,z)と、から天板5のx方向移動量、y方向移動量、z方向移動量をそれぞれ算出し、算出した各移動量を寝台制御装置301へ送出する。寝台制御装置301は、入力された移動量に従い、天板5の位置を移動する(ステップS7)。
次に、システム制御装置401は、ステップS5によって指定された撮影範囲に応じて、コリメータ203の開口幅を制御する(ステップS8)。すなわち、表示画面上の撮影範囲(X範囲,Y範囲)から、実空間での対応範囲(z範囲、x範囲、またはy範囲)を算出し、算出した範囲にX線が照射されるよう、コリメータ203の開口幅を算出する。
図8に示すように、被検体6の心臓部が診断中心位置及び撮影範囲に指定された場合は、図9(b)に示すような位置に寝台3が移動され、更にコリメータ203の開口幅が制御される。
指定された診断中心位置が撮影中心位置に到達するように移動され、かつ、コリメータ203の開口幅が調整されると、システム制御装置401は本撮影動作を開始する(ステップS9)。その後、本撮影によって得られた断層像等の画像を表示画面に表示し(ステップS10)、一連の撮影処理を終了する。
例えば、心臓部を撮影したい場合、図9(a)に示すように、体軸を撮影中心としたまま心臓部を撮影する従来の手法では、より広い範囲にX線を照射する必要があったが、図9(b)に示すように、心臓部が撮影中心位置にくるように寝台3の位置が移動された場合には、コリメータ203の開口幅を小さく設定して本撮影を行えるため、X線照射量を低減できる。
以上説明したように、本実施の形態のX線CT装置1において、システム制御装置401は、撮影された透視画像(サジタル画像、コロナル画像)または断層像(アキシャル画像)から、被検体6の体厚及び体幅を取得し、算出した体厚から上下方向の安全領域を算出し、また、体幅から左右方向の安全領域を算出して、安全領域ガイド線81、82、83を透視画像に重ねて表示する。そのため、操作者は、ガイド表示される安全領域を参照しながら、診断中心位置の指定や撮影範囲の指定を行えるので、被検体6を安全に所望の位置に移動させることが可能である。
また、システム制御装置401は、表示画面に表示されている被検体6の透視画像(サジタル画像、コロナル画像、アキシャル画像)への位置指定操作に従って、指定された位置が撮影中心位置に到達するように天板5を移動させる。更に、システム制御装置401は、透視画像への撮影範囲指定操作に従って、指定された撮影範囲に応じた照射幅でX線を照射するよう、コリメータ203の開口幅を制御する。
そのため、操作者は、簡易な操作で天板5を所望の位置に安全に移動させることが可能となり、また、コリメータ203の開口幅が撮影部位に応じて適切に制御されるので、撮影部位周辺への無駄なX線照射を防ぐことができる。
以上、本発明に係る医用寝台装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施の形態では、ガントリータイプのX線CT装置について説明したがCアーム型のX線CT装置でもよい。また、上述の実施の形態におけるガイド表示等の表示形式は一例であり、他の表示形式(色、線種等)としてもよい。
また、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1・・・・・X線CT装置
2・・・・・スキャナ
3・・・・・寝台
4・・・・・操作卓
5・・・・・天板
6・・・・・被検体
7・・・・・表示装置
8・・・・・操作装置
201・・・X線管(X線源)
203・・・コリメータ
204・・・コリメータ制御装置
205・・・X線検出器
401・・・システム制御装置
402・・・画像再構成装置
404・・・記憶装置
11・・・・透視画像(コロナル画像)
13・・・・被検体断面像(アキシャル画像)
61、62・・・・・・中心ガイド線
71、72・・・・・・移動ガイド線
72・・・・・・・・・診断中心位置マーク
81、82、83・・・安全領域ガイド線
85・・・・・・・・・撮影範囲ライン

Claims (3)

  1. 医用画像撮影装置に備えられ、被検体を載置する寝台天板を、被検体の体軸方向、体軸と垂直な左右方向、及び上下方向に移動可能な医用寝台装置であって、
    被検体の透視画像を表示する表示手段と、
    前記透視画像に基づいて、前記寝台天板が安全に移動可能な領域である安全領域を算出し、前記表示手段に表示される透視画像にガイド表示する安全領域表示手段と、
    前記表示手段に表示される透視画像の任意の位置を、診断中心位置として指定する指定手段と、
    前記指定手段により指定された診断中心位置が、撮影中心位置に到達するように前記寝台天板を移動させる移動手段と、
    を備えることを特徴とする医用寝台装置。
  2. 前記指定手段によって指定された診断中心位置が、前記安全領域内にあるか否かを判定する判定手段を更に備え、
    前記判定手段によって、前記診断中心位置が前記安全領域内にあると判定された場合に、前記移動手段は、前記診断中心位置が前記撮影中心位置に到達するように前記寝台天板を移動させることを特徴とする請求項1に記載の医用寝台装置。
  3. 当該医用寝台装置は、X線照射幅を調整するコリメータを備えたX線撮影装置に備えられ、
    前記指定手段によって指定された診断中心位置を中心とし、体軸方向、体軸と垂直な左右方向、及び上下方向のうち、少なくとも2方向の撮影範囲を指定する範囲指定手段と、
    前記範囲指定手段により指定された撮影範囲に応じて、前記コリメータの開口幅を制御するコリメータ制御手段と、
    を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の医用寝台装置。
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