JP2011234928A - X線透視撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】X線透視撮影装置を用いる検査において、術者に負担を与えずに、患者の被爆量を部位毎に精密に管理し、過剰被爆を適確に防ぐ。
【解決手段】患者の部位毎の計測可能量をリアルタイムに算出して表示する。計測可能量は透視計測の場合、透視可能時間とし、撮影計測の場合、撮影可能枚数とする。さらに、積算被爆線量も同時に表示するよう構成してもよい。このとき、積算被爆線量の表示は、予め保持する人体モデル画像上に予め割り当てたカラースケールに従って行うよう構成してもよい。
【選択図】図2
【解決手段】患者の部位毎の計測可能量をリアルタイムに算出して表示する。計測可能量は透視計測の場合、透視可能時間とし、撮影計測の場合、撮影可能枚数とする。さらに、積算被爆線量も同時に表示するよう構成してもよい。このとき、積算被爆線量の表示は、予め保持する人体モデル画像上に予め割り当てたカラースケールに従って行うよう構成してもよい。
【選択図】図2
Description
本発明は、X線により被検体の透視または撮影といった計測を行うX線透視撮影技術に関し、特に、被検体のX線被爆量管理技術に関する。
近年、手術室への搬入が可能な移動型X線撮影装置が開発され、被検体である患者のX線計測を、場所を問わず簡便に行うことができるようになっている。手術は、X線を連続的に照射しながら画像も連続的に取得するX線透視下で行われることが多く、過剰被爆を防止するために、その間の被検体のX線被爆量の管理は重要である。特に、IVR(Interventional Radiology)などでは、長時間に渡ってX線透視が行われるため、正確に被爆線量管理を管理することが求められている。被爆線量の管理には、例えば、X線の照射条件から積算被爆線量を算出し、表示するといった手法がとられている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、単に積算被爆線量だけを表示しても、過剰被爆を防止することはできない。これを改善するため、部位毎の被爆線量をモニタし、被検体全体に対する最大照射限度量と同時に表示するものもある(例えば、特許文献2参照。)。手術など、X線透視下での治療中は、術者は治療をしながら多数の情報を把握する必要がある。従って、提示される情報はわかりやすいほどよいため、特許文献2の手法によれば、許容被爆線量を直感的に把握することができる。
特許文献2の手法は、対象装置がX線CT装置であるため、部位毎といっても、被検体の体軸方向一方向の位置による照射状況しか表示されず、寝台上に載置され2次元的に部位毎の照射量が変わるX線透視撮影装置の被爆量管理としては、情報が十分でない。また、許容被爆線量は部位毎に異なる。特許文献2の手法では、この違いは考慮されていないため、計測部位によっては、実際には被爆線量に余裕がある場合であっても、術者がそれを把握できずに計測が中止されることとなる。従って、無駄な時間、手間が発生している。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、X線透視撮影装置を用いる検査において、術者に負担を与えずに、患者の被爆量を部位毎に精密に管理でき、過剰被爆を適確に防ぐ技術を提供することを目的とする。
本発明は、患者の部位毎の被爆線量をモニタし、計測可能量をリアルタイムに算出して表示する。計測可能量は透視計測の場合、透視可能時間とし、撮影計測の場合、撮影可能枚数とする。さらに、積算被爆線量も同時に表示するよう構成してもよい。このとき、積算被爆線量の表示は、予め保持する人体モデル画像上に予め割り当てたカラースケールに従って行うよう構成してもよい。
具体的には、X線を照射するX線発生手段と、前記X線発生手段に被検体を挟んで対向配置されたX線検出手段と、を備えるX線透視撮影装置であって、部位毎の許容被爆線量を記憶する許容被爆線量記憶手段と、前記被検体の部位毎の計測可能量を記憶する計測可能量記憶手段と、前記X線発生手段から照射される照射X線量を取得する照射X線量取得手段と、所定の時間間隔で、前記照射X線量と計測対象部位に対応づけて前記許容被爆線量記憶手段に記憶される許容被爆線量とを用い、当該計測対象部位の最新の計測可能量を算出し、前記計測可能量記憶手段に記憶される計測可能量を更新する計測可能量算出手段と、前記計測可能量記憶手段に記憶される計測可能量を部位毎に表示する表示手段と、を備えることを特徴とするX線透視撮影装置を提供する。
本発明によれば、X線透視撮影装置を用いる検査において、術者に負担を与えずに、患者の被爆量を部位毎に精密に管理でき、過剰被爆を適確に防ぐことができる。
<<第一の実施形態>>
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。本実施形態では、X線を連続的に照射しながら連続的に画像を取得する透視計測において、リアルタイムに透視可能時間を操作者に提示する。以下、本発明について図面を用いて説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは基本的に同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。本実施形態では、X線を連続的に照射しながら連続的に画像を取得する透視計測において、リアルタイムに透視可能時間を操作者に提示する。以下、本発明について図面を用いて説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは基本的に同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
図1は、本実施形態のX線透視撮影装置100の概略構成を説明するためのブロック図である。X線透視撮影装置100は、被検体にX線を照射するX線源110と、被検体を挟んでX線源に対向する位置に配置され、被検体を透過したX線を検出しX線信号として出力するX線検出器120と、X線源110が照射したX線量をリアルタイムで計測し出力する線量計130と、X線透視撮影装置100全体の動作を制御するとともに、受信する各種信号の処理を行う制御装置140と、制御装置140の処理結果を表示等出力する出力装置150と、制御装置140に対する各種の指示の入力を受け付ける入力装置160とを備える。入力装置160を介して受け付ける情報には、計測条件として、例えば、X線管電圧(kV)、管電流(mA)、曝射量(mAs)、および曝射時間(msec)、といった照射条件、患者(被検体)の性別および年齢といった患者情報、撮影部位などがある。
線量計130は、例えば、透明な並行平板式電離箱で構成される面積線量計を用いる。面積線量計は、X線源110近傍に配置され、照射野内の総線量を面積線量として出力するもので、この面積線量を算出するにあたり、X線源110からの照射X線量RD(Gy)を計測する。本実施形態では、照射X線量RD(Gy)を線量計130からの出力として用いる。なお、照射X線量RD(Gy)は、連続的に出力される。
例えば、X線透視撮影装置100が移動型X線撮影装置の場合、制御装置140、表示装置150、入力装置160は、X線透視撮影装置100を自在に移動させるための車輪を備える台車上の本体部に配置され、X線源110とX線検出器120と線量計130とは、被検体に対して任意の角度でX線を照射可能とする支持部を介して制御装置140に接続される。本体部には、各部に電力供給を行う電源も備えられる。
制御装置140は、図2に示すように、X線透視撮影装置100全体の動作を制御する動作制御部410と、X線検出器120の出力であるX線信号からX線画像を生成する画像処理部420と、生成した画像を記憶する画像記憶部640と、を備える。
また、本実施形態では、制御装置140は、さらに、線量計130の出力である照射X線量RDから、透視対象部位の被爆線量ERを算出する被爆線量算出部430と、透視対象部位の積算被爆線量SumERを算出する積算被爆線量算出部440と、部位毎の透視可能時間を算出する透視可能時間算出部450と、算出した透視可能時間等を表示装置150に表示する表示処理部460と、部位毎の許容被爆線量を予め記憶する部位別許容被爆線量記憶部610と、各被検体の積算被爆線量SumERを部位毎に記憶する部位別積算被爆線量記憶部620と、各被検体の透視可能時間を部位毎に記憶する部位別透視可能時間記憶部630と、をさらに備える。
制御装置140は、CPUとメモリと記憶装置とを備え、上記各機能は、記憶装置に予め保持されるプログラムを、CPUがメモリにロードして実行することにより実現する。また、各記憶部は、制御装置140の記憶装置上に構成される。また、記憶装置には、操作者から入力される各種の処理に必要なデータ、処理中に発生する一時データなどが記憶される。
動作制御部410は、前述のように、X線透視撮影装置100全体の動作を制御する。例えば、X線透視撮影装置100が起動されると、操作画面を表示装置150に表示し、入力装置160を用い、操作画面を介して入力された照射条件に従って、X線源110からX線を照射する。
操作画面は、患者情報、X線照射部位等の計測条件を入力する領域、X線の照射開始の指示を受け付ける領域、X線照射終了の指示を受け付ける領域、検査の開始および終了の指示を受け付ける領域、X線透視撮影装置100全体の起動/停止の指示を受け付ける領域、を備える。患者情報は、被検体を特定する情報であり、患者名、患者に予め付与されるIDなどである。
被爆線量算出部430は、所定の時間間隔Δt毎に線量計130が出力する照射X線量RDから透視対象部位の被爆線量ER(mGy)を算出する。例えば、時刻tにおける被爆線量値ER(t)は、時刻tにおける照射X線量をRD(t)とすると、放射線荷重係数WRおよび組織荷重係数WTを用い、以下の式(1)で算出される。
ER(t)=WR×WT×RD(t) (1)
なお、放射線荷重係数WRは、放射線の線質に応じた、被検体に与える障害の大きさを示す係数であり、予め制御装置140の記憶装置に保持される。また、組織荷重係数WTは、身体を構成する器官または組織の放射性感受性を示す係数であり、患者情報で特定される部位毎に、予め制御部140の記憶装置に保持される。また、算出した被爆線量ERは、計測条件で入力された計測対象部位に対応づけて記憶装置に保持される。
ER(t)=WR×WT×RD(t) (1)
なお、放射線荷重係数WRは、放射線の線質に応じた、被検体に与える障害の大きさを示す係数であり、予め制御装置140の記憶装置に保持される。また、組織荷重係数WTは、身体を構成する器官または組織の放射性感受性を示す係数であり、患者情報で特定される部位毎に、予め制御部140の記憶装置に保持される。また、算出した被爆線量ERは、計測条件で入力された計測対象部位に対応づけて記憶装置に保持される。
積算被爆線量算出部440は、各患者について、検査部位毎に、積算被爆線量SumER(mGy)を算出する。積算被爆線量SumERは、被爆線量算出部430が被爆線量ERを算出する毎に算出する。なお、Δtには、例えば、1フレーム分のX線透視像を取得する時間間隔を用いる。
時刻tにおける積算被爆線量SumER(t)は、時刻(t−Δt)における積算被爆線量SumER(t−Δt)に時刻tにおける被爆線量ER(t)を加算することにより得る。ここで、計測開始時刻をt0とし、その後、Δt毎の各時刻をt1、t2、t3、・・・tnとすると、時刻tnにおける積算被爆線量SumER(tn)は、以下の式(2)で計算される。
SumER(tn)=SumER(tn−1)+ER(tn)×Δt (2)
算出した部位別積算被爆線量SumER(tn)は、計測部位に対応づけて、被検体(患者)毎に部位別積算被爆線量記憶部620に管理する。このとき、同一被検体の同計測部位の積算被爆線量SumERが記憶されている場合、更新し、最新の積算被爆線量SumERのみ記憶するよう構成してもよいし、それぞれを算出時刻tnに対応付けて記憶するよう構成してもよい。
SumER(tn)=SumER(tn−1)+ER(tn)×Δt (2)
算出した部位別積算被爆線量SumER(tn)は、計測部位に対応づけて、被検体(患者)毎に部位別積算被爆線量記憶部620に管理する。このとき、同一被検体の同計測部位の積算被爆線量SumERが記憶されている場合、更新し、最新の積算被爆線量SumERのみ記憶するよう構成してもよいし、それぞれを算出時刻tnに対応付けて記憶するよう構成してもよい。
なお、このとき、積算被爆線量の初期値SumRD(t0)には0を用いる。ただし、部位別積算被爆線量記憶部620に、同一被検体の同一計測部位の過去の被爆線量が格納されている場合、その中の最新のSumRD(t)を用いる。また、同一被検体の、被爆線量を管理すべき期間を超えた積算被爆線量SumERは、部位別積算被爆線量記憶部620から削除される。被爆線量を管理すべき期間は、例えば、1日、1検査期間などである。
図3は、本実施形態の部位別積算被爆線量記憶部620に記憶されるデータ620aを説明するための図である。本図に示すように、本実施形態の部位別積算被爆線量記憶部620には、部位621毎に、最新の積算被爆線量SumRD622が記憶される。なお、管理のため、算出時刻tn623も合わせて記憶される。このデータ620aは、被検体毎に作成される。
透視可能時間算出部450は、積算被爆線量算出部440が積算被爆線量SumER(tn)を計算する毎に、透視可能時間RT(tn)を算出する。時刻tnにおける透視可能時間RT(tn)は、被爆線量SumER(tn)および積算被爆線量SumER(tn)と、部位別許容被爆線量記憶部610に記憶される当該部位の許容被爆線量MPOを用い、以下の式(3)で算出される。
RT(tn)=(MPO−SumER(tn))×Δt/ER(tn) (3)
RT(tn)=(MPO−SumER(tn))×Δt/ER(tn) (3)
算出された透視可能時間RT(tn)は、計測部位に対応づけて部位別透視可能時間記憶部630に記憶する。このとき、同一被検体の同計測部位の透視可能時間RTが記憶されている場合、更新し、最新の透視可能時間RTのみ記憶するよう構成してもよいし、それぞれを算出時刻tnに対応付けて記憶するよう構成してもよい。
図4は、本実施形態の部位別透視可能時間記憶部630に記憶されるデータ630aを説明するための図である。本図に示すように、本実施形態の部位別透視可能時間記憶部630には、部位631毎に、最新の透視可能時間RT632が記憶される。このデータ630aは、被検体毎に作成される。
表示処理部460は、透視可能時間算出部450が部位別透視可能時間記憶部630を更新する毎に、当該部位別透視可能時間記憶部630に記憶される、計測対象被検体のデータ630aの全項目を表示装置150に表示する。すなわち、計測対象被検体の全部位の部位別透視可能時間RT(tn)を表示装置150に表示する。表示は、部位名に対応づけて透視可能時間を数値表示する、部位名に対応付けて透視可能時間を棒グラフで表示する、など特に限定されない。なお、このとき、積算被爆線量SumER(tn)も同時に表示してもよい。さらに、被爆線量ER(tn)も表示するよう構成してもよい。
次に、本実施形態のX線透視撮影装置100を用いた検査時における、透視可能時間算出処理の手順を以下に説明する。ここでは、1回の検査で1以上の計測部位の透視画像を取得する場合を例にあげて説明する。すなわち、計測部位が変更される毎に、当該計測部位の透視可能時間を所定の時間間隔で更新し、その間、計測部位以外の部位の透視可能時間は、部位別透視可能時間記憶部630にそのまま保持する。
図5は、本実施形態の透視可能時間算出処理のフローチャートである。以下の処理は、操作者が入力装置160を介してX線透視撮影装置100を起動させたことを契機に開始する。
動作制御部410は、表示装置150に操作画面を表示し、操作画面を介して、被検体を特定する情報(患者情報)および計測部位の入力を受け付ける(ステップS1101)。そして、動作制御部410は、受け付けた患者情報、計測部位に従って、透視可能時間算出に必要な各種の情報を読み出す(ステップS1102)。ここでは、予め保持する放射線荷重係数WRと、計測部位に対応する組織荷重係数WTと、計測部位の許容被爆線量MPOである。許容被爆線量MPOは、部位別許容被爆線量記憶部610から読み出す。さらに、部位別積算被爆線量記憶部620から、当該患者の当該計測部位に対応づけて保持される積算被爆線量があれば、読み出し、積算被爆線量の初期値SumER(t0)とする。
X線照射開始の指示を受け付けると(ステップS1103)、動作制御部410は、指示開始、または、先の照射X線量算出から所定のタイミングΔt経過を待つ(ステップS1104)。所定のタイミングΔt経過後、当該時刻tにおける線量計130の出力である照射X線量RD(t)を取得する(ステップS1105)。
次に、動作制御部410は、被爆線量算出部430に、照射線量RD(t)と、放射線荷重係数WRと組織荷重係数WTとを用い、Δt経過後の時刻tにおける被爆線量ER(t)を算出させる(ステップS1106)。
次に、動作制御部410は、積算被爆線量算出部440に積算被爆線量SumER(t)を算出させ、部位別積算被爆線量記憶部620を更新させる(ステップS1107)。ここでは、積算被爆線量算出部440は、当該計測対象部位621に対応づけて当該被検体の部位別積算被爆線量記憶部620に記憶される最新の積算被爆線量SumER622と、ステップS1106で算出した被爆線量ER(t)とを用い、積算被爆線量SumER(t)を算出する。そして、得られた積算被爆線量SumER(t)で積算被爆線量622を置き換える。
そして、動作制御部410は、透視可能時間算出部450に、時刻tにおける透視可能時間RT(t)を算出させ、部位別透視可能時間記憶部630を更新させる(ステップS1108)。ここでは、透視可能時間算出部450は、ステップS1107で算出した被爆線量ER(t)と、ステップS1107で算出した積算被爆線量SumER(t)と、ステップS1103で読み出した、計測対象部位の許容被爆線量MPOを用い、透視可能時間RT(t)を算出する。
そして、動作制御部410は、部位別透視可能時間記憶部630から計測対象患者の各計測部位631の最新の透視可能時間RT632を読み出し、時刻tにおける部位毎の透視可能時間として表示処理部460に部位に対応付けて表示装置に表示させる(ステップS1109)。
動作制御部410は、操作画面を介して、X線照射終了(OFF)の入力があるか否かを判別し(ステップS1110)、X線照射終了の入力がない場合は、ステップS1104へ移行する。一方、X線照射終了の入力がある場合は、X線の照射を停止するとともに、操作画面を介して、計測部位の変更、すなわち、新たな計測部位の入力の有無を判別する(ステップS1111)。新たな照射部位が入力された場合、ステップS1102へ移行する。
一方、ステップS1111において、所定の期間、照射部位の変更の入力がない場合、または、操作画面を介して検査終了の指示を受け付けた場合(ステップS1112)、X線透視撮影装置100を停止させる。
なお、動作制御部410は、上記透視可能時間算出処理とは独立に、上記ステップS1103において、X線照射開始の指示を受け付けた後、X線検出器120が1フレーム分のX線を検出する毎に、画像処理部420に透視画像を生成させ、表示装置150に表示させる。
また、動作制御部410は、例えば、最終被爆から1日以上経過するなど、被爆線量を積算すべき期間が経過した場合、または、操作者から指示を受けた場合、当該被検体の積算被爆線量記憶部620の各部位の積算被爆線量を0とする。
以上説明したように、本実施形態によれば、被検体の部位毎の透視可能時間をリアルタイムに算出して表示する。従って、操作者は、直感的に、その時点の透視可能時間を部位毎に正確に把握できる。従って、患者の過剰被爆を適確に防止できる。
なお、表示する部位毎の透視可能時間は、透視画像とともに表示装置150に表示するよう構成してもよい。また、ステップS1109において、透視可能時間とともに被爆線量、積算被爆線量を表示するよう構成してもよい。さらに、透視可能時間を表示するか否かを操作者が選択可能なように構成してもよい。
<<第二の実施形態>>
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。本実施形態も第一の実施形態同様、透視計測において、リアルタイムに透視可能時間を操作者に提示する。ただし、第一の実施形態では、線量計を用い、照射X線量を実測するが、本実施形態では、線量計を用いず、X線の照射条件から照射X線量を算出する。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。本実施形態も第一の実施形態同様、透視計測において、リアルタイムに透視可能時間を操作者に提示する。ただし、第一の実施形態では、線量計を用い、照射X線量を実測するが、本実施形態では、線量計を用いず、X線の照射条件から照射X線量を算出する。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
本実施形態のX線透視撮影装置100は、基本的に第一の実施形態のX線透視撮影装置100と同様の構成を有する。ただし、本実施形態では、線量計130の出力を用いないため、線量計130は、備えなくてもよい。
図6は、本実施形態の制御装置140−2の機能ブロック図である。本図に示すように、本実施形態の制御装置140−2は、第一の実施形態の各機能に加え、照射条件から照射X線量RDを算出する照射X線量算出部470を備える。照射X線量算出部470も、他の機能同様、CPUがプログラムを実行することにより実現される。
照射X線量算出部470は、操作画面を介して入力された照射条件を用いて単位時間当たりの照射X線量RDUを算出する。算出は、例えば、周知の表面線量簡易換算法(Non Dosimeter Dosimetry:NDD法)等の、表面線量換算式を用いて行う。例えば、NDD法の表面線量換算式は、(管電圧×管電流×照射時間)/FSD2で表される。ここで、FSDは、管球焦点から患者皮膚表面までの距離である、いわゆる焦点−皮膚間距離である。FSDは、管球焦点からX線検出器120までの距離から推定したり、超音波またはレーザ等による計測などで得る。また、単位時間当たりの照射X線量RDUは、照射時間を1として算出する。
また、本実施形態の被爆線量算出部430は、照射X線量算出部470が算出した単位時間当たりの照射X線量RDUを用い、単位時間当たりの被爆線量ERUを算出する。単位時間当たりの被爆線量ERUは、上記式(1)において、RD(t)の代わりにRDUを用いることにより算出する。
また、本実施形態の積算被爆線量算出部440は、時刻tnにおける積算被爆線量SumER(tn)を、上記式(2)において、ER(tn)の代わりにERUを用いることにより算出する。
本実施形態のX線透視撮影装置100を用いた検査時における、透視可能時間算出処理の手順を以下に説明する。ここでは、第一の実施形態同様、1回の検査で1以上の部位の透視画像を取得する場合を例にあげて説明する。図7は、本実施形態の透視可能時間算出処理のフローチャートである。以下の処理は、操作者が入力装置160を介してX線撮影装置100を起動させたことを契機に開始する。
動作制御部410は、表示装置150に操作画面を表示し、操作画面を介して、必要な情報の入力を受け付ける(ステップS1201)。ここでは、第一の実施形態で受け付ける患者情報および計測部位に加え、照射条件の入力を受け付ける。そして、動作制御部410は、第一の実施形態と同様に、許容被爆線量算出処理に必要な各種の情報を読み出す(ステップS1202)。
次に、動作制御部410は、照射X線量算出部470に、単位時間当たりの照射X線量RDUを算出させる(ステップS1203)、そして、動作制御部410は、被爆線量算出部430に、単位時間当たりの被爆線量ERUを算出させ、保持する(ステップS1204)。
X線照射開始の指示を受け付けると(ステップS1205)、動作制御部410は、所定のタイミングΔt経過を待つ(ステップS1206)。所定のタイミングΔtが経過すると、動作制御部410は、積算被爆線量算出部440に、Δt経過後の時刻tにおける積算被爆線量SumER(t)を算出させる(ステップS1207)。
そして、動作制御部410は、第一の実施形態同様、透視可能時間算出部450に時刻tにおける視可能時間RT(t)を算出させ、部位別透視可能時間記憶部630を更新させ(ステップS1208)、表示処理部460に、時刻tにおける部位毎の透視可能時間RTを表示させる(ステップS1209)。そして、第一の実施形態のステップS1110〜S1112同様の処理を行う(ステップS1210〜1212)。
以上説明したように、本実施形態によれば、線量計130無しに、線量計130を有するX線撮影装置同様、部位毎の被爆線量情報をモニタリングすることができる。従って、簡易な構成で、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態においても、第一の実施形態同様、Δt経過毎に単位時間当たりの照射X線量、被爆線量を算出するよう構成してもよい。
また、本実施形態においても、第一の実施形態同様、透視可能時間を、透視画像とともに表示装置150に表示するよう構成してもよい。また、上述のように、被爆線量、積算被爆線量といった情報とともに表示するよう構成してもよい。さらに、透視可能時間を表示するか否かを操作者が選択可能なように構成してもよい。
<<第三の実施形態>>
次に、本発明を適用する第三の実施形態について説明する。本実施形態では、部位毎の透視可能時間に加え、算出した部位毎の積算被爆線量を人体モデル画像上に色付けすることにより表示する。以下、本実施形態について、上記各実施形態、一例として第一の実施形態と異なる点に主眼をおいて説明する。
次に、本発明を適用する第三の実施形態について説明する。本実施形態では、部位毎の透視可能時間に加え、算出した部位毎の積算被爆線量を人体モデル画像上に色付けすることにより表示する。以下、本実施形態について、上記各実施形態、一例として第一の実施形態と異なる点に主眼をおいて説明する。
本実施形態のX線撮影装置100の構成は、基本的に上記第一の実施形態の構成と同様である。ただし、本実施形態の制御装置140−3は、図8に示すように、マッピング画像生成部480をさらに備える。
本実施形態のマッピング画像生成部480は、患者(被検体)を模した平面人体モデル画像データから、検査部位に応じた平面人体モデル画像を生成し、生成した平面人体モデル画像上に部位毎の積算被爆線量SumERをマッピングしたマッピング画像を生成する(カラースケール表示画像)を生成する。部位毎の積算被爆線量SumERには、その時点で部位別積算被爆線量記憶部620に記憶される最新の各部位の積算被爆線量SumERを用いる。各積算被爆線量SumERは、積算被爆線量の値に応じて予め割り当てられた色で表示されるよう設定する。カラースケール表示画像に用いる色は、ユーザが任意に設定可能とする。また、平面人体モデル画像データとして、正面、背面、左側面、右側面などの画像データが予め保持され、計測部位に応じ、これらの中から最適なものが選択される。カラースケール表示として、平面人体モデル画像710上に、各積算被爆線量をマッピングした例を図9(a)および(b)に示す。(a)は、正面図を用いた例であり、(b)は右側面図を用いた例である。
図9(c)に、本実施形態のマッピング画像生成部480が生成したカラースケール表示を表示する表示画面500の一例を示す。表示装置150に表示されるこの表示画面500は、カラースケール表示画像を表示するカラースケール表示領域530と部位毎の透視可能時間を表示する透視可能時間表示領域540と、を備える。カラースケール表示領域530には、操作者が選択した平面人体モデル画像710が、部位毎に、積算被爆線量に応じた色に色分けされて表示される。
なお、表示画面500は、本図に示すように、例えば、リアルタイムに取得した透視画像を表示するX線透視画像表示領域510と、患者情報、検査情報等の設定した情報である設定情報を表示する設定情報表示領域520と、をさらに備えていてもよい。
また、マッピング画像生成部480は、制御装置140の他の機能同様、記憶装置に予め保持されるプログラムをCPUがメモリにロードして実行することにより実現する。また、平面人体モデル画像データは、記憶装置に保持される。
次に、本実施形態のX線透視撮影装置100を用いた検査時における、透視可能時間算出処理の手順を以下に説明する。第一の実施形態同様、線量計130により照射X線を取得する場合を例にあげて説明する。図10は、本実施形態の透視可能時間算出処理の処理フローである。以下の処理は、上記各実施形態同様、操作者が入力装置160を介してX線透視撮影装置100を起動させたことを契機に開始する。
動作制御部410は、表示装置150に操作画面を表示し、第一の実施形態同様、操作画面を介して、被検体を特定する情報(患者情報)および計測部位の入力を受け付ける(ステップS1301)。そして、動作制御部410は、受け付けた患者情報、計測部位に従って、透視可能時間算出に必要な各種の情報を読み出す(ステップS1302)。なお、ここで、計測部位に応じて、使用する平面人体モデル画像データの選択を受け付けるよう構成してもよいし、計測部位に応じて、予め使用するデータを決定しておいてもよい。
X線照射開始の指示を受け付けると(ステップS1303)、動作制御部410は、第一の実施形態同様、所定のタイミングΔt経過を待つ(ステップS1304)。所定のタイミングΔt経過後、当該時刻tにおける線量計130の出力である照射線量RD(t)を取得する(ステップS1305)。
次に、動作制御部410は、被爆線量算出部430に、照射線量RD(t)と、放射線荷重係数WRと組織荷重係数WTとを用い、Δt経過後の時刻tにおける被爆線量ER(t)を算出させる(ステップS1306)。
次に、動作制御部410は、第一の実施形態同様、積算被爆線量算出部440に積算被爆線量SumER(t)を算出させ、部位別積算被爆線量記憶部620を更新させる(ステップS1307)。
動作制御部410は、第一の実施形態同様、透視可能時間算出部450に、時刻tにおける透視可能時間RT(t)を算出させ、部位別透視可能時間記憶部630を更新させる(ステップS1308)。
そして、動作制御部410は、マッピング画像生成部480にカラースケール表示画像を生成させ(ステップS1309)、部位別透視可能時間記憶部630から読み出した時刻tにおける部位毎の透視可能時間とともに、表示処理部460に表示装置150に表示させる(ステップS1310)。なお、カラースケール表示画像の生成は、積算被爆線量算出後、表示までの間であれば、どのタイミングであってもよい。
以後、動作制御部410は、第一の実施形態同様、上記ステップS1110からS1112の処理を行い、透視可能時間算出処理を終了する(ステップS1311〜1313)。
ここでは、第一の実施形態同様、線量計130により照射X線量を算出する場合を例にあげて説明したが、第二の実施形態のように、計測条件から照射X線量を算出する場合も同様である。
以上、説明したように、本実施形態によれば、被検体の各部位の透視可能時間をリアルタイムに表示するとともに、積算被爆線量を、リアルタイムに平面人体モデル画像上にカラースケール表示を行う。従って、操作者は直感的に透視可能時間を部位毎に正確に把握できるだけでなく、積算被爆線量も、直感的に部位毎に把握できる。
また、上記実施形態では、平面人体モデル画像上には、積算被爆線量をカラースケール表示するよう構成しているが、これに限られない。平面人体モデル画像上の各部位に、透視可能時間を数字で表示するよう構成してもよい。また、積算被爆線量の代わりに、透視可能時間をカラースケール表示するよう構成してもよい。このように構成することにより、2次元的に部位毎の透視可能時間が表示されるため、より直感的な把握が可能となる。また、いずれの情報をカラースケール表示するかを操作者が選択可能なよう構成してもよい。
また、各部位について、許容被爆線量以下の所定の値を予め設定し、積算被爆線量が当該設定値を超えた部位について点滅表示を行うよう構成してもよい。また、カラースケール表示を行う情報を、積算被爆線量そのものではなく、積算被爆線量の、許容被爆線量に対する割合としてもよい。さらに、マッピング画像生成部480は、部位毎の積算被爆線量SumER(tn)が、該当部位の許容被爆線量MPOに対し、所定の割合(例えば95%)を越えた場合、該当部位に関し、点滅表示を行うよう構成してもよい。
また、本実施形態においても、被爆線量を同時に表示してもよい。さらに、被爆線量、積算被爆線量、透視可能時間の表示、非表示を選択可能なように構成してもよい。
さらに、カラースケール表示は、人体モデル画像上に必ずしも行わなくても良い。部位名とともに、当該部位の積算被爆線量に割り当てられた色を表示するよう構成してもよい。
<<第四の実施形態>>
次に、本発明を適用する第四の実施形態を説明する。本実施形態では、X線透視像1フレーム分の透視画像を取得する毎に、被爆線量および積算被爆線量を算出し、1フレームの画像に対応づけて保持する。
次に、本発明を適用する第四の実施形態を説明する。本実施形態では、X線透視像1フレーム分の透視画像を取得する毎に、被爆線量および積算被爆線量を算出し、1フレームの画像に対応づけて保持する。
以下、本実施形態のX線透視撮影装置100は、基本的に上記第一の実施形態と同様である。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
本実施形態では、照射X線量RDを取得する時間間隔Δtを、1フレーム分の透視画像を取得する時間間隔とする。そして、1フレーム分の透視画像を取得する毎に、同タイミングで照射X線量RDを取得し、第一の実施形態または第二の実施形態の手法で部位毎の被爆線量ER、積算被爆線量SumERおよび透視可能時間RTをそれぞれ算出し、取得した透視画像に対応づけて、部位毎に画像記憶部640に記憶する。
図11は、本実施形態の画像記憶部640に記憶されるデータを説明するための図である。本図に示すように、本実施形態の画像記憶部640には、各フレームの透視画像を取得した時刻641と、取得した透視画像642と、透視画像毎に部位643毎の積算被爆線量644および透視可能時間645が記憶される。
本実施形態では、部位別積算被爆線量記憶部620および部位別透視可能時間記憶部630は備えなくてもよい。この場合、積算被爆線量SumERの算出時は、画像記憶部640の前回取得した画像に対応づけて記憶される当該部位の積算被爆線量644をSumER(tn−1)として用いる。また、部位別透視可能時間RTを表示する場合は、画像記憶部640に記憶される透視可能時間645を用いる。
また、本実施形態においても、上記第一の実施形態および第二の実施形態同様、表示装置150に部位毎の透視可能時間RTを表示する際、透視画像、積算被爆線量SumER、被爆線量ERの少なくとも1つを共に表示するよう構成してもよい。また、第三の実施形態同様、マッピング画像生成部480を備え、カラースケール表示を行ってもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、患者の部位毎の透視可能時間をリアルタイムで算出して表示する。従って、上記各実施形態同様、操作者が直感的に患者の部位毎の透視可能時間を把握することができる。また、本実施形態によれば、透視画像とともに透視可能時間および積算被爆線量が記録されるため、記録されたデータから透視計測実行時の被爆線量の推移を確認できる。従って、例えば、手術中などに記録しておけば、同様の手技に対して、治療計画の段階で患者の被爆線量を推定する情報を提供できる。
なお、ここでは、第一の実施形態の構成を基礎に本実施形態を説明しているが、これに限られない。本実施形態のX線透視撮影装置100は、第二の実施形態のように、計測条件から照射X線量を算出するよう構成してもよい。
<<第五の実施形態>>
次に、本発明を適用する第五の実施形態を説明する。上記各実施形態は、連続したX線画像を取得する透視計測を対象としているが、本実施形態は、X線照射スイッチがONされたタイミングで1枚画像を取得する撮影計測を対象とする。本実施形態では、撮影計測を行う毎に、部位毎の撮影可能枚数を算出し、表示する。
次に、本発明を適用する第五の実施形態を説明する。上記各実施形態は、連続したX線画像を取得する透視計測を対象としているが、本実施形態は、X線照射スイッチがONされたタイミングで1枚画像を取得する撮影計測を対象とする。本実施形態では、撮影計測を行う毎に、部位毎の撮影可能枚数を算出し、表示する。
以下、本実施形態について説明する。ここでは、第一の実施形態をベースに、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
本実施形態のX線透視撮影装置100は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を備える。また、本実施形態の制御装置140−5は、図12に示すように、基本的に第一の実施形態と同様の構成を備える。ただし、本実施形態では、透視可能時間算出部460の代わりに、部位毎の許容被爆線量から撮影可能枚数を算出する撮影可能枚数算出部490を備える。また、部位別透視可能時間記憶部630の代わりに、部位別撮影可能枚数記憶部650を備える。
また、本実施形態の被爆線量算出部430は、撮影実行時に線量計130が出力する照射X線量RDから、撮影対象部位の被爆線量ERを算出する。算出は、上記式(1)に従って、RD(t)の代わりにRDを用いて行う。
また、本実施形態の積算被爆線量算出部440は、撮影毎の積算被爆線量SumERを算出し、部位別積算被爆線量記憶部620に記憶する。n回目の撮影の積算被爆線量SumER(n)は、1回前((n−1)回目)の撮影時の積算被爆線量SumER(n−1)にn回目の撮影時の被爆線量ER(n)を加算することにより行う。本実施形態においても、算出した積算被爆線量SumERは、撮影回数に対応づけて部位別積算被爆線量記憶部620に記憶してもよいし、最新のもののみ記憶するよう構成してもよい。
なお、1回目の撮影時に、同一被検体の同一計測部位の積算被爆線量が部位別積算被爆線量記憶部620に記憶されている場合、それをn−1回目の積算被爆線量として用いる。記憶されていない場合は、n−1回目の積算被爆線量は0とする。
本実施形態の撮影可能枚数算出部490は、部位別許容被爆線量記憶部610に記憶される撮影対象部位の許容被爆線量MPOと、被爆線量算出部430が算出した被爆線量ERと、積算被爆線量算出部440が算出した積算被爆線量SumERとから、撮影可能な枚数NMを算出する。n回目の撮影後の撮影可能枚数NM(n)は、n回目の撮影時の被爆線量ER(n)および積算被爆線量SumER(n)を用いて、以下の式(4)に従って算出される。
NM(n)=[(MPO−SumER(n))/ER(n)] (4)
なお、[AA]は、AAを超えない最大の整数を返す演算子とする。また、この撮影可能枚数は、n回目の撮影条件と同じ撮影条件で撮影を行うことを前提としたものである。
NM(n)=[(MPO−SumER(n))/ER(n)] (4)
なお、[AA]は、AAを超えない最大の整数を返す演算子とする。また、この撮影可能枚数は、n回目の撮影条件と同じ撮影条件で撮影を行うことを前提としたものである。
算出した撮影可能枚数NM(n)は、撮影部位に対応づけて、部位別撮影可能枚数記憶部650に記憶される。このとき、撮影回数nに対応づけて記憶してもよいし、最新の撮影可能枚数NMのみ記憶するよう構成してもよい。
撮影可能枚数算出部490は、他の機能同様、制御装置140−5において、記憶装置に保持されるプログラムをCPUが実行することにより実現される。また、部位別撮影可能枚数記憶部650は、制御装置140−5が備える記憶装置に構成される。
次に、本実施形態のX線透視撮影装置100を用いた検査時における、撮影可能枚数算出処理の手順を以下に説明する。ここでは、1回の検査で1以上の部位の撮影画像を取得する場合を例にあげて説明する。図13は、本実施形態の撮影可能枚数算出処理の処理フローである。以下の処理は、操作者が入力装置160を介してX線透視撮影装置100を起動させたことを契機に開始する。
動作制御部410は、表示装置150に操作画面を表示し、この操作画面を介して、被検体を特定する情報(患者情報)および計測部位の入力を受け付ける(ステップS1401)。そして、動作制御部410は、受け付けた患者情報、計測部位に従って、撮影可能枚数算出に必要な各種の情報を読み出す(ステップS1402)。ここでは、予め保持する放射線荷重係数WRと、計測部位に対応する組織荷重係数WTと、計測部位の許容被爆線量MPOである。許容被爆線量MPOは、部位別許容被爆線量記憶部610から読み出す。さらに、部位別積算被爆線量記憶部620から、当該患者の当該計測部位に対応づけて保持される積算被爆線量があれば、読み出し、積算被爆線量の初期値とする。
X線照射の指示を受け付けると(ステップS1403)、動作制御部410は、撮影時の線量計130の出力である照射線量RDを取得する(ステップS1404)。
次に、動作制御部410は、被爆線量算出部430に、照射線量RDと、放射線荷重係数WRと組織荷重係数WTとを用い、撮影時の被爆線量ERを算出させる(ステップS1405)。
次に、動作制御部410は、積算被爆線量算出部440に積算被爆線量SumERを算出させ、部位別積算被爆線量記憶部620を更新させる(ステップS1406)。ここでは、積算被爆線量算出部440は、当該計測対象部位に対応づけて当該被検体の部位別積算被爆線量記憶部620に記憶される最新の積算被爆線量SumERと、ステップS1405で算出した被爆線量ERとを用い、当該撮影時の積算被爆線量SumERを算出する。
そして、動作制御部410は、撮影可能枚数算出部490に、当該撮影時の撮影可能枚数MNを算出させ、部位別撮影可能枚数記憶部650を更新させる(ステップS1407)。
そして、動作制御部410は、部位別撮影可能枚数記憶部650から計測対象患者の各部位の最新の撮影可能枚数NMを読み出し、当該撮影終了時における部位毎の撮影可能枚数NMとして表示処理部460に部位に対応付けて表示装置に表示させる(ステップS1408)。なお、ここでは、設定に応じて、各部位の、被爆線量ER、積算被爆線量SumERをあわせて表示するよう構成してもよい。
動作制御部410は、操作画面を介して、計測部位の変更の指示の有無を判別し(ステップS1409)、変更の入力がある場合は、ステップS1402へ移行する。一方、変更の指示がない場合は、検査終了の指示があるか否かを判別し(ステップS1410)、指示があれば、処理を終了する。一方、指示がない場合は、ステップS1403へ移行する。
なお、動作制御部410は、上記撮影可能枚数算出処理とは独立に、上記ステップS1403において、X線照射の指示を受け付けると、X線検出器120が検出したX線信号から画像処理部420に撮影画像を生成させ、表示装置150に表示させる。
以上説明したように、本実施形態によれば、撮影計測を行う場合、撮影が行われる毎に、撮影対象被検体の最新の撮影可能枚数を部位毎に表示する。従って、操作者は、直感的に部位毎の最新の撮影可能枚数を知ることができる。従って、被検体の過剰被爆を適確に防止することができる。
なお、本実施形態においても、マッピング画像生成部480を備え、積算被爆線量と撮影可能枚数の少なくとも一方を人体モデル画像上にカラースケール表示するよう構成してもよい。また、部位毎の撮影可能枚数を、撮影により取得したX線画像とともに表示するよう構成してもよい。
また、第二の実施形態同様、照射X線量算出部470を備え、照射X線量を計算により求めるよう構成してもよい。この場合、第二の実施形態同様、線量計130は備えなくてもよい。
また、撮影を行う毎に、算出した被爆線量、積算被爆線量および撮影可能枚数を、撮影により得られたX線画像に対応づけて記憶するよう構成してもよい。
100:X線透視撮影装置、110:X線源、120:X線検出器、130:線量計、140:制御部、150:表示装置、160:入力装置、410:動作制御部、420:画像処理部、430:被爆線量算出部、440:積算被爆線量算出部、450:透視可能時間算出部、460:表示処理部、470:照射X線量算出部、480:マッピング画像生成部、490:撮影可能枚数算出部、500:表示画面、510:X線透視画像表示領域、520:設定情報表示領域、530:カラースケール表示領域、540:透視可能時間表示領域、610:部位別許容被爆線量記憶部、620:部位別積算被爆線量記憶部、630:部位別透視可能時間記憶部、640:画像記憶部、650:部位別撮影可能枚数記憶部、710:人体モデル画像
Claims (9)
- X線を照射するX線発生手段と、前記X線発生手段に被検体を挟んで対向配置されたX線検出手段と、を備えるX線透視撮影装置であって、
部位毎の許容被爆線量を記憶する許容被爆線量記憶手段と、
前記被検体の部位毎の計測可能量を記憶する計測可能量記憶手段と、
前記X線発生手段から照射される照射X線量を取得する照射X線量取得手段と、
所定の時間間隔で、前記照射X線量と計測対象部位に対応づけて前記許容被爆線量記憶手段に記憶される許容被爆線量とを用い、当該計測対象部位の最新の計測可能量を算出し、前記計測可能量記憶手段に記憶される計測可能量を更新する計測可能量算出手段と、
前記計測可能量記憶手段に記憶される計測可能量を部位毎に表示する表示手段と、を備えること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1記載のX線透視撮影装置であって、
前記被検体の部位毎の積算被爆線量を記憶する積算被爆線量記憶手段をさらに備え、
前記計測可能量算出手段は、
前記照射X線量から得られる被爆線量を積算することにより、前記計測対象部位の積算被爆線量を算出し、当該計測対象部位に対応づけて前記積算被爆線量記憶手段に記憶される積算被爆線量を更新する積算被爆線量算出手段を備え、
前記最新の積算被爆線量を用い、前記計測対象部位の最新の計測可能量を算出すること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項2記載のX線透視撮影装置であって、
前記表示手段は、部位毎に、前記積算被爆線量をさらに表示し、
前記積算被爆線量は、値に応じて予め割り当てたカラースケールデータを用いて表示されること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項3記載のX線透視撮影装置であって、
前記表示手段は、予め保持する人体モデル画像上に前記部位毎の積算被爆線量を表示すること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1から4いずれか1項記載のX線透視撮影装置であって、
前記X線検出手段から読み出された電気信号に画像処理を行い透視画像または撮影画像のいずれかのX線画像を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段が前記X線画像を生成したタイミングの前記計測可能量を当該X線画像に対応づけて記憶する画像情報記憶手段と、をさらに備え、
前記計測可能量算出手段は、前記X線画像を生成する毎に前記計測可能量を更新すること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1から5いずれか1項記載のX線透視撮影装置であって、
前記照射X線量取得手段は、線量計であること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1から5いずれか1項記載のX線透視撮影装置であって、
前記照射X線量取得手段は、予め定めた換算式により設定されたX線照射条件から前記照射X線量を算出すること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1から7いずれか1項記載のX線透視撮影装置であって、
前記X線画像は透視画像であって、
前記計測可能量は透視可能時間であること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1から7いずれか1項記載のX線透視撮影装置であって、
前記X線画像は撮影画像であって、
前記計測可能量算出手段は、前記撮影画像を取得する毎に、当該撮影画像を取得する撮影条件下での撮影可能枚数を前記計測可能量として算出すること
を特徴とするX線透視撮影装置。
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