JP2012070890A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負担を増大させることなく、作業を安全に行うことができるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】架台２０が配置された検査室１１０内に動体があるか否かを検出する動体検出部３２と第１の音声を出力する第１の音声出力部３５及び第２の音声を出力する第２の音声出力部３６とを配置し、造影剤が投与された被検体Ｐに対して第１の照射条件に基づくモニタリング撮影を行い、その撮影により生成される画像データ上における関心領域の経時的に変化するＣＴ値を求める。そして、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がある場合に第１の音声を出力させ、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がない場合に音声の出力を避ける。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、造影剤が投与された被検体の画像データを生成するＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置を用いた造影検査では、Ｘ線の外部への漏洩を防ぐシールド材で覆われた検査室内に配置された架台でプリスキャンを行い、被検体に造影剤が投与された後、プリスキャンにより得られる画像データ上の関心領域におけるＣＴ値が閾値に達したとき、プリスキャンを止めて本スキャンを開始するリアルプレップスキャンと呼ばれるスキャン方法が知られている。

この造影検査では、被検体に造影剤の投与が行われると、造影検査を担当する看護師や技師等の担当者により、検査室内の被検体の傍で造影剤が漏れることなく正しく投与されていることや、造影剤による副作用の症状がでていないことなどの確認が行われる。この担当者による確認作業は、造影剤の投与が開始されてから本スキャンが開始される前までの短い時間で行う必要があるため、本スキャン開始の直前まで行われ、本スキャンに備えて被検体に息止めを指示する音声が出力されたとき、検査室から退室することが多い。

特開２００５−２４５７９７号公報

しかしながら、関心領域のＣＴ値が閾値に達したときに自動的に本スキャンが開始され、本スキャンの開始に合わせて直前に音声が出力されるため、検査室からの退室が少しでも遅れると、担当者は本スキャンにより不要な被曝を受ける問題がある。この問題に対して、検査室に隣接する操作室に配置される表示部に表示された画像データの観察を行う担当者が検査室内の操作者に対して退室を指示する方法が考えられるが、被検体への音声出力のタイミングよりも前にしかもタイミングよく指示しようとすると、細心の注意を払う必要がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、負担を増大させることなく、作業を安全に行うことができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、造影剤が投与された被検体に対してＸ線を照射し、前記被検体を透過したＸ線を検出して投影データを生成する架台を備えたＸ線ＣＴ装置において、前記架台が配置された検査室内に動体があるか否かを検出する動体検出手段と、前記投影データに基づいて生成された画像データ上における関心領域の経時的に変化するＣＴ値を求めるＣＴ値算出手段と、前記検査室内に配置され、前記検査室内に動体があるか否かの情報及び前記ＣＴ値の情報に基づいて音声を出力する音声出力手段とを備えたことを特徴とする。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。 実施形態に係る検査室及び操作室に配置されたＸ線ＣＴ装置の各ユニットの一例を示す図。 実施形態に係る関心領域におけるＣＴ値の経時的な変化を示す図。 実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示したブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、被検体Ｐが載置される寝台１０と、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の検出により投影データを生成する撮影（スキャン）を行う架台２０と、架台２０の撮影により生成された投影データから画像データを生成する画像データ生成部３０とを備えている。

また、Ｘ線ＣＴ装置１００は、画像データ生成部３０で生成された画像データを表示する表示部３１と、Ｘ線の外部への漏洩を防ぐシールド材で覆われた検査室１１０内に動体があるか否かを検出する動体検出部３２と、画像データ生成部３０で生成された画像データ上における関心領域の経時的に変化するＣＴ値を求めるＣＴ値算出部３３とを備えている。

更に、Ｘ線ＣＴ装置１００は、検査室１１０内に配置され、動体検出部３２により検出される検査室１１０内に動体があるか否かの情報及びＣＴ値算出部３３により求められる関心領域のＣＴ値の情報に基づいて音声を出力する音声出力部３４と、種々のコマンドの入力等を行なう操作部５０と、寝台１０、架台２０、画像データ生成部３０、動体検出部３２、ＣＴ値算出部３３、及び音声出力部３４を統括して制御するシステム制御部６０とを備えている。

そして、図２に示すように、検査室１１０内に寝台１０、架台２０、動体検出部３２、及び音声出力部３４が配置され、検査室１１０に隣接する操作室１１１内に表示部３１及び操作部５０が配置されている。また、検査室１１０及び操作室１１１の外側から検査室１１０への入室並びに検査室１１０から検査室１１０及び操作室１１１の外側への退室用の出入口１１２にＸ線の漏洩を防ぐドア１１２が開閉可能に設けられ、検査室１１０と操作室１１１間の出入口にＸ線の漏洩を防ぐドア１１３が開閉可能に設けられている。

寝台１０は、被検体Ｐが載置される天板１１と、被検体Ｐが載置された天板１１を長手方向及び上下方向へ駆動する天板駆動部１２とを備えている。そして、天板駆動部１２は、撮影が行われるとき、天板１１上の被検体Ｐを架台２０の撮影が可能な撮影位置へ移動する。

架台２０は、寝台１０の近傍に配置され、寝台１０の天板１１移動により被検体Ｐが送り込まれる円筒状の開口部２１と、Ｘ線を発生するＸ線管２２と、システム制御部６０から供給される管電圧及び管電流を含むＸ線照射条件に基づいてＸ線管２２を照射駆動する高電圧発生器２３と、Ｘ線を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４で検出された検出信号を収集して投影データを生成するデータ収集部２５とを備えている。

また、架台２０は、データ収集部２５で生成された投影データを画像データ生成部３０へ出力するための送受信部を有するデータ伝送部２６と、Ｘ線管２２、高電圧発生器２３、Ｘ線検出器２４、データ収集部２５、及びデータ伝送部２６の送信部を支持する回転フレーム２７と、回転フレーム２７を回転駆動する回転駆動部２８と、回転フレーム２７を回転可能に支持する支持台２９とを備えている。

Ｘ線管２２は、高電圧発生器２３の照射駆動によりＸ線を発生する。そして、撮影では、回転しながら被検体ＰにＸ線を照射する。また、Ｘ線検出器２４は、多数のＸ線検出素子を有し、Ｘ線管２２に対向して配置される。そして、撮影では、Ｘ線管２２からの照射により被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号に変換し、変換した信号を増幅してデータ収集部２５に出力する。

データ収集部２５は、アナログ／デジタル変換回路等を有する電子回路基板を備え、Ｘ線検出器２４の外周に配置される。そして、Ｘ線検出器２４から出力される信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を回転フレーム２７の所定の角度回転毎に収集してビュー単位の投影データを生成する。

データ伝送部２６は、例えば光通信手段により送受信するための送信部及び受信部を有し、送信部が回転フレーム２７に配置され、受信部が支持台２９に配置されている。そして、送信部がデータ収集部２５からのＸ線投影データを受信部に伝送し、受信部が送信部から伝送された投影データを画像データ生成部３０に出力する。

画像データ生成部３０は、架台２０のデータ伝送部２６から出力される投影データを保存する記憶部及びこの記憶部に保存された複数ビューの投影データに基づいて画像データを生成する再構成部を備えている。そして、生成した画像データを表示部３１やＣＴ値算出部３３に出力する。

表示部３１はＣＲＴや液晶パネル等を備え、画像データ生成部３０から出力された画像データを表示する。また、操作部５０からの入力により画像データ上に設定された関心領域を表示する。

動体検出部３２は、検査室１１０内の天井（又は側壁）に配置され、例えばマイクロ波ドップラ方式の動体センサを備えている。そして、検査室１１０内に動体があるか否かを検出し、検出した動体の有無の情報をシステム制御部６０へ出力する。

このように、検査室１１０内に動体検出部３２を配置することにより、寝台１０上に載置された被検体Ｐとこの被検体Ｐの検査を担当する看護師、技師、医師等の担当者とが検査室１１０内に存在する場合、被検体Ｐは寝台１０上に静置されているため作業中の担当者のみを動体として検出することができる。

ＣＴ値算出部３３は、寝台１０上に載置され、造影剤が投与された被検体Ｐの撮影により、画像データ生成部３０で生成される画像データ上の関心領域における各画素が有するＣＴ値から、例えば平均のＣＴ値を求める。ここでは、画像データ上の、血液が流通する被検体Ｐの関心部位に当たる領域に関心領域を設定することにより、関心領域のＣＴ値は関心部位を流通する血液に含まれる造影剤の濃度に応じて経時的に変化する。

図３は、関心領域におけるＣＴ値の経時的な変化を示した図である。このＣＴ値は、被検体Ｐの関心部位に造影剤が流入する前の一定の値から、投与された造影剤が関心部位に流入して上昇する。次いで、関心部位の造影剤濃度が最大になりピークを迎え、最大を過ぎた後の造影剤濃度の低下に伴い減少する。

造影検査には、関心領域のＣＴ値に基づいて、撮影を被検体Ｐの関心部位を監視するためのモニタリング撮影から、Ｘ線強度を上げて所定部位の輪郭が造影剤によって強調される診断に有用な画像データを得るための本撮影に切換える撮影方法がある。ここでは、その方法により撮影を行うために、経時的に変化するＣＴ値の例えばピーク近傍を閾値として設定する。そして、Ｘ線照射条件として、設定した閾値に達するまでモニタリング撮影を行うための第１の照射条件及び閾値に達した後に本撮影を行うための第２の照射条件を設定する。

また、本撮影が開始される前に、作業中の担当者を検査室１１０から退室させる例えば「まもなく本撮影が始まりますので、担当者は検査室から退室してください」等の第１の音声を出力させるタイミングを、関心領域のＣＴ値に基づいて決定する。ここでは、ＣＴ値のピークに達するまでの上昇速度が被検体Ｐの性別、体重、年齢などの基礎データにより異なることを考慮して、第１の音声を出力させるタイミングとして、閾値に対して例えば８０％等の第１の比率と成る第１のＣＴ値を設定する。

また、第１の音声出力タイミングの後の本撮影が開始される前に、本撮影中の呼吸による体動を防ぐために被検体Ｐに呼吸を停止させる例えば「息を吸って、止めてください」等の第２の音声を出力させるタイミングを、関心領域のＣＴ値に基づいて決定する。ここでは、第１のＣＴ値を越えて閾値に達する前の閾値に対して第１の比率よりも大きい第２の比率と成る第２のＣＴ値を設定する。

そして、造影検査前に操作部５０からの入力により設定された第１のＣＴ値、第２のＣＴ値、及び閾値がシステム制御部６０に保存される。ＣＴ値算出部３３は、設定された第１のＣＴ値の情報に基づいて、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値に達したとき、その第１のＣＴ値の情報をシステム制御部６０へ出力する。また、設定された第２のＣＴ値の情報に基づいて、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値を越えて第２のＣＴ値に達したとき、その第２のＣＴ値の情報をシステム制御部６０へ出力する。更に、設定された閾値の情報に基づいて、関心領域のＣＴ値が第２のＣＴ値を越えて閾値に達したとき、その閾値の情報をシステム制御部６０へ出力する。

図１に示した音声出力部３４は、例えば音声合成器及びスピーカにより構成され、検査室１１０内の例えば側壁に配置される第１の音声出力部３５と、架台２０又はこの架台２０の近傍に配置される第２の音声出力部３６を備えている。そして、第１の音声出力部３５は、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がある場合、システム制御部６０からの指示により、その動体である担当者に対して第１の音声を出力する。また、第２の音声出力部３６は、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値を越えて第２のＣＴ値である場合、システム制御部６０からの指示により、寝台１０上の被検体Ｐに対して第２の音声を出力する。

このように、検査室１１０内に第１の音声出力部３５を配置することにより、検査室１１０内で作業中の担当者に対して、第１の音声を伝えることができる。また、架台２０又は架台２０近傍に第２の音声出力部３６を配置することにより、架台２０の例えば開口部２１内に送り込まれ、第１の音声出力部３５からでは音声を伝えることが困難な被検体Ｐに対して、第２の音声を伝えることができる。

操作部５０は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には各種スイッチなどを備えたインターラクティブなインターフェースであり、被検体Ｐを識別するＩＤや氏名等の被検体情報の入力を行う。また、被検体Ｐの造影検査を行うときの第１及び第２の照射条件等のＸ線照射条件設定のための入力、関心領域の設定のための入力、第１及び第２のＣＴ値並びに閾値設定のための入力、各種コマンドの入力等を行なう。

システム制御部６０は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部５０からの入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいて投影データの生成、画像データの生成と表示等に関する制御などシステム全体の制御を行う。また、造影検査における撮影では、動体検出部３２及びＣＴ値算出部３３から出力される情報に基づいて架台２０の高電圧発生器２３及び音声出力部３４を制御する。

以下、図１乃至図４を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の一例を説明する。
図４は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作を示したフローチャートである。システム制御部６０の記憶回路には、操作部５０から入力された被検体Ｐの被検体情報、第１及び第２の照射条件、第１及び第２のＣＴ値並びに閾値等の検査情報が保存されている。検査室１１０内では、寝台１０上に載置された被検体Ｐが架台２０の開口部２１内に送り込まれた状態で静置されている。そして、撮影開始の入力が操作部５０から行われると、Ｘ線ＣＴ装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。

システム制御部６０は、寝台１０、架台２０、画像データ生成部３０、動体検出部３２、ＣＴ値算出部３３、及び音声出力部３４に撮影を指示する。動体検出部３２は、検査室１１０内に動体があるか否かを検出し、検出した動体の有無の情報をシステム制御部６０へ出力する。

架台２０の回転フレーム２７は、回転駆動部２８の回転駆動により回転する。高電圧発生器２３は、システム制御部６０の指示により第１の照射条件に基づきＸ線管２２を照射駆動する。Ｘ線管２２は、回転しながら被検体ＰにＸ線を照射する。Ｘ線検出器２４は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、その検出した信号をデータ収集部２５に出力する。データ収集部２５は、Ｘ線検出器２４からの信号を収集して投影データを生成し、生成した投影データを、データ伝送部２６を介して画像データ生成部３０に出力する。

画像データ生成部３０は、架台２０のデータ伝送部２６から出力される投影データに基づき画像データを生成し、生成した画像データを表示部３１及びＣＴ値算出部３３に出力する。表示部３１は、画像データ生成部３０から出力された画像データを表示する。次いで、操作部５０からの入力により画像データ上に設定された関心領域を表示する。

ここで、被検体Ｐに造影剤が投与されると、検査室１１０内では、本撮影が開始される前に、被検体Ｐの傍で担当者により造影剤が漏れることなく正しく投与されていること、及び造影剤による副作用の症状がでていないことの確認作業が一方の担当者より行われる。また、操作室１１１内では、表示部３１に表示された画像データの観察が他方の担当者により行われる。

ＣＴ値算出部３３は、被検体Ｐに造影剤が投与されてから画像データ生成部３０で生成される画像データ上における関心領域の平均のＣＴ値を求め、求めた関心領域のＣＴ値が第１の値に達したとき、第１のＣＴ値情報をシステム制御部６０へ出力する。システム制御部６０は、ＣＴ値算出部３３から出力される第１のＣＴ値情報及び動体検出部３２から出力される動体の有無の情報に基づいて音声出力部３４の第１の音声出力部３５を制御する。

そして、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がある場合（ステップＳ２のはい）、音声出力部３４の第１の音声出力部３５に第１の音声出力を指示し、ステップＳ３へ移行する。また、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がない場合（ステップＳ２のいいえ）、音声の出力を避けて、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ２の「はい」の後に、第１の音声出力部３５は、検査室１１０内の動体である担当者に対して第１の音声を出力する（ステップＳ３）。

このように、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がある場合、第１の音声出力部３５から第１の音声を出力させることにより、操作室１１１内の担当者の負担を増大させることなく、被検体Ｐの傍で作業中の担当者を本撮影が開始される前に検査室１１０からタイミングよく退室させることができる。これにより、本撮影による担当者の不要な被曝を防ぐことができる。

また、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がない場合、音声の出力を避けることにより、検査室１１０内に担当者が不在であるときの不要な音声出力で被検体Ｐが抱く不安感を防ぐことができる。

ステップＳ２の「いいえ」又はステップＳ３の後に、ＣＴ値算出部３３は、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値を越えて第２のＣＴ値に達したとき、第２のＣＴ値の情報をシステム制御部６０へ出力する。システム制御部６０は、ＣＴ値算出部３３から出力される第２のＣＴ値情報に基づいて音声出力部３４の第２の音声出力部３６に第２の音声の出力を指示する。第２の音声出力部３６は、検査室１１０内の寝台１０上に載置された被検体Ｐに対して第２の音声を出力する（ステップＳ４）。

このように、関心領域のＣＴ値が第２のＣＴ値である場合、第２の音声出力部３６から第２の音声を出力させることにより、被検体Ｐに注意を促して本撮影中の呼吸を停止させ、本撮影で生成される画像データの体動によるぶれを防ぐことができる。

ＣＴ値算出部３３は、関心領域のＣＴ値が第２のＣＴ値を越えて閾値に達したとき、閾値の情報をシステム制御部６０へ出力する。システム制御部６０は、ＣＴ値算出部３３から出力された閾値の情報に基づいて高電圧発生器２３を制御する。高電圧発生器２３は、第１の照射条件に基づく照射駆動から、第２の照射条件に基づく照射駆動に切換える（ステップＳ５）。

第２の照射条件に基づく高電圧発生器２３からの照射駆動により、被検体ＰにＸ線が照射され本撮影が行われる。そして、所定の時間、本撮影が行われた後、システム制御部６０が寝台１０、架台２０、画像データ生成部３０、動体検出部３２、ＣＴ値算出部３３、及び音声出力部３４に撮影の停止を指示することにより、Ｘ線ＣＴ装置１００は、造影検査の動作を終了する（ステップＳ６）。

このように、関心領域のＣＴ値が閾値である場合、高電圧発生器２３における照射駆動を第１の照射条件から第２の照射条件に切換えて本撮影を行うことができる。

以上述べた実施形態によれば、検査室１１０内に、動体があるか否かを検出する動体検出部３２と第１の音声を出力する第１の音声出力部３５及び第２の音声を出力する第２の音声出力部３６とを配置し、造影剤が投与された被検体Ｐに対して第１の照射条件に基づくモニタリング撮影を行い、その撮影により生成される画像データ上における関心領域の経時的に変化するＣＴ値を求める。

そして、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がある場合、第１の音声出力部３５から第１の音声を出力させることにより、操作室１１１内の担当者の負担を増大させることなく、被検体Ｐの傍で作業中の担当者を本撮影が開始される前に検査室１１０からタイミングよく退室させることができる。これにより、本撮影による担当者の不要な被曝を防ぐことができる。また、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値であり、且つ検査室１１０内に動体がない場合、音声の出力を避けることにより、検査室１１０内に担当者が不在であるときの不要な音声出力で被検体Ｐが抱く不安感を防ぐことができる。

また、関心領域のＣＴ値が第１のＣＴ値を越えて第２のＣＴ値である場合、第２の音声出力部３６から第２の音声を出力させることにより、本撮影の開始前に注意を促して本撮影中に被検体Ｐに呼吸を停止させ、本撮影で生成される画像データの体動によるぶれを防ぐことができる。

更に、関心領域のＣＴ値が第２のＣＴ値を越えて閾値である場合、高電圧発生器２３における照射駆動を第１の照射条件から第２の照射条件に切換えて本撮影を行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 寝台
２０ 架台
２２ Ｘ線管
２３ 高電圧発生器
３０ 画像データ生成部
３１ 表示部
３２ 動体検出部
３３ ＣＴ値算出部
３４ 音声出力部
３５ 第１の音声出力部
３６ 第２の音声出力部
５０ 操作部
１１０ 検査室
１１１ 操作室

Claims (6)

1. 造影剤が投与された被検体に対してＸ線を照射し、前記被検体を透過したＸ線を検出して投影データを生成する架台を備えたＸ線ＣＴ装置において、
   前記架台が配置された検査室内に動体があるか否かを検出する動体検出手段と、
   前記投影データに基づいて生成された画像データ上における関心領域の経時的に変化するＣＴ値を求めるＣＴ値算出手段と、
   前記検査室内に配置され、前記検査室内に動体があるか否かの情報及び前記ＣＴ値の情報に基づいて音声を出力する音声出力手段とを
   備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記音声出力手段は、前記ＣＴ値が予め設定された第１のＣＴ値であり、且つ前記検査室内に動体がある場合に第１の音声を出力し、前記ＣＴ値が前記第１のＣＴ値であり、且つ前記検査室内に動体がない場合に音声の出力を避ける第１の音声出力手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記第１の音声は、前記動体に前記検査室からの退室を促す音声であることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記音声出力手段は、前記ＣＴ値が前記第１のＣＴ値を越えて予め設定された第２のＣＴ値である場合、前記被検体に対して第２の音声を出力する前記架台又は前記架台近傍に配置された第２の音声出力手段を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記第２の音声は、前記被検体に呼吸の停止を促す音声であることを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記架台は、前記被検体に照射するＸ線を発生するＸ線管、及びこのＸ線管を予め設定された管電流及び管電圧を含む第１及び第２の照射条件に基づき照射駆動する高電圧発生手段を有し、
   前記高電圧発生手段は、前記ＣＴ値が前記第２のＣＴ値を越えて予め設定された閾値である場合、前記第１の照射条件に基づく照射駆動から前記第２の照射条件に基づく照射駆動に切換えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。

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