JP2014138837A - X線診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一実施形態のX線診断装置において、X線源10は、X線を発生する。絞り部11は、X線源10から発生されたX線の照射範囲を絞る開口を有する。注目位置特定部16は、観察者の視線に基づいて注目位置を特定する。絞り制御部14は、特定された注目位置に基づいて前記絞り部の移動制御を行う。
【選択図】図1
Description
以下、図面を参照して第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態におけるX線診断装置の一例を示す概略図である。
(2)X線源制御部13に、例えば管電流値を低下させ、X線の照射線量を減少させる制御を行わせる。即ち表示部15には、低線量におけるノイジーなX線透視動画が表示される。(図5(b))
(3)X線源制御部13に、例えばパルスレートを低下させ、X線の照射線量を減少させる制御を行わせる。即ち表示部15には、更新頻度が鈍いあまり滑らかでない動画が表示される。(図5(c))
(2)及び(3)はそれぞれ独立に行ってもよいし、同時に行っても良い。そしてこれら例えば3つの制御方法をいかに使用するかは、予め任意のタイミングにて術者Oが設定しておいてもよいし、段階的に行ってもよい。段階的に行う場合、システム制御部20は、例えばある時刻tに術者Oの視線が表示部15内に無い場合に上記(1)の制御を行う。そして時刻tより後の時刻であるt’になるまでずっと術者Oの視線が表示部15に無い場合は、上記(2)や(3)の制御を行う。
注目位置特定部16は、顔検出技術を用い、予め記憶部(図示なし)が記憶している術者Oの顔を検出する(図6点線四角)。そして注目位置特定部16は、その術者Oの視線を認識する。
注目位置特定部16は、例えばピースサインを検出する。そして注目位置特定部16は、そのピースサインを行った人物(術者)の視線を認識する。
以下、第2実施形態に係るX線診断装置について説明する。
図8は、第2実施形態におけるX線診断装置2の一例を示す概略図である。
自動絞り機能は、モニタ115に表示されたX線画像上の術者Oの画像注目位置に従って、自動的に絞り部11の開口を狭め、開口の中心位置を移動させる機能である。以下、自動絞り機能に係る処理(自動絞り処理)について、図9を参照して説明する。
図9は、第2実施形態に係るX線診断装置2が備える自動絞り処理を説明するためのフローチャートである。
(ステップS11)
絞り制御部14により、モニタ注目位置が画像注目位置に変換される。この処理により、術者Oの画像注目位置が特定される。
計算部25により、連続する所定数の画像注目位置の総移動量が計算される。連続する所定数の画像注目位置について、図10を参照して説明する。
図10は、計算部25が総移動量を計算する所定数の画像注目位置を説明するための説明図である。図10は、注目位置入力部24に対して、外部の注目位置特定部16から、モニタ注目位置が入力されるタイミングを示している。例えば、図10において、注目位置入力部24は、時刻t1から周期L毎に、モニタ注目位置のデータを受信している。この時、注目位置特定部16では、周期Lでモニタ注目位置が特定されてもよいし、周期Lよりも短い周期でモニタ注目位置が特定されてもよい。図10では、所定数Mは4つとしている。したがって、計算部25は、時刻t1から時刻t4までの画像注目位置の総移動量、時刻t2から時刻t5までの画像注目位置の総移動量といったように、所定数M毎に、総移動量を計算する。なお、所定数Mは操作部23を介した術者Oの指示に従って、適宜変更が可能である。また、所定数Mを、術者Oは時間で指定してもよい。
比較部26により術者Oが注視したかが判定される。注視していると判定された場合は、処理がステップS14に移行される。一方、注視していないと判定された場合は、処理がステップS11に戻される。計算部25及び比較部26の処理について、図11を参照して説明する。
絞り制御部14により、所定数の画像注目位置に基づいて、画像座標系の注視中心位置が特定される。注視中心位置について、図12A,図12B、及び図12Cを参照して説明する。
図12A、図12B,及び図12Cは、それぞれ絞り制御部14により設定される注視中心位置の第1、第2、及び第3の例を示した図である。所定数の画像注目位置は4つであり、それぞれp1,p2,p3、及びp4である。p1,p2,p3、及びp4は、時系列の順である。
図12Aに示すように、絞り制御部14は、所定数の画像注目位置で定まる重心位置g1を注視中心位置c1とする。また、図12Bに示すように、絞り制御部14は、所定数の画像注目位置のうち、最初に特定された画像注目位置p1を注視中心位置c1とする。また、図12Cに示すように、絞り制御部14は、所定数の画像注目位置のうち、最新の画像注目位置p4を注視中心位置c1とする。なお、所定数の画像注目位置の一注目位置を注視中心位置とする場合、図12B及び図12Cで説明したp1やp4だけではなく、絞り制御部14は、他の画像注目位置を注視中心位置としてもよい。注視中心位置を、所定数の画像注目位置のうち、どの画像注目位置にするかは、操作部23を介した術者Oの指示に従って、適宜変更が可能である。
絞り制御部14により、画像座標系の注視範囲が設定される。注視範囲の設定方法には、(1)注視中心位置を用いる方法と(2)所定数の画像注目位置を用いる方法とがある。以下、図13A及び図13Bを用いて(1)の方法を説明する。
図14A及び図14Bは、それぞれ絞り制御部14により設定される注視範囲の第3及び第4の例を示した図である。図14Aに示すように、絞り制御部14は、画像注目位置p1、p2、p3及びp4を含む最小の矩形範囲a3を注視範囲に設定する。したがって、注視範囲a3の縦t3は、p1とp3とに基づいて設定される。一方、注視範囲a3の横w3は、p2とp4とに基づいて設定される。なお、矩形範囲a3は、最小の矩形形状ではなく、正方形でもよい。この時、正方形の形状を有する注視範囲の1辺は、縦の辺と横の辺とのうち、例えば、長い方となる。また、図14Bに示すように、絞り制御部14は、図14Aで設定した注視範囲a3から、四方に所定のマージンLを加えた範囲a4を注視範囲として設定してもよい。所定のマージンLは予めX線診断装置2に登録されている。なお、所定のマージンLは、画像上の縦方向と横方向とで、異なってもよい。
ステップS15とで設定された注視範囲に対応する開口の範囲になるように、絞り羽根が移動される。絞り制御部14による絞り羽根の移動方法について、図15A及び図15Bを参照して説明する。
ステップS11からステップS16までの処理により、自動絞り処理が終了される。なお、開口が狭められた後、モニタ115には、LIH画像上に絞り部11の開口に対応する範囲の透視画像が重ねて表示される。LIH画像は、開口が狭められる直前の被検体Pに関するX線画像である。
自動追跡機能は、既に述べた自動絞り機能により、絞り部11の開口が狭められた後に、モニタ115に表示されたX線画像上の術者Oの画像注目位置に従って、自動的に絞り部11の開口の位置を移動させる機能である。以下、自動追跡機能に係る処理(自動追跡処理)について、図16A及び図16Bを参照して説明する。
自動拡大機能は、既に述べた自動絞り機能により、絞り部11の開口が狭められた後に、モニタ115に表示されたX線画像上の術者Oの画像注目位置に従って、自動的に絞り部11の開口を広げる機能である。以下、自動拡大機能に係る処理(自動拡大処理)について、図17A、図17B、及び図17Cを参照して説明する。
例えば、X線源制御部13は、X線源10に供給する管電圧値、管電流値、及びX線源10で発生されるパルスレートのうち、少なくとも1つを下げるために、X線源10を制御してもよい。また、絞り制御部14は、絞り部11の開口を閉じるように、絞り部11を制御しても良い。したがって、術者Oは、注視中心位置をX線画像上からはずしたり、モニタ115上のマークを注視したり、注視中心位置を大きく移動させたりするだけで、被検体Pへの余計な被ばくを低減することができる。
第2実施形態の自動絞り機能によると、術者OがX線画像上で注目している画像注目位置に従って、自動的に絞り部11の開口の位置及び開口の大きさが変更される。具体的には、絞り部11の開口の位置及び開口の大きさは、術者Oが注目しているX線画像の部分に対応するように変更される。この時、X線は開口に対応する範囲にしか照射されない。モニタ115に、絞り部11の開口に対応する範囲のX線画像しか表示されないと画像注目位置以外の部分を確認することができない。そのため、モニタ115には、自動絞り処理直前のLIH画像上に、絞り部11の開口に対応する透視画像が表示制御部27により表示される。これにより、術者Oは、注目している部分に対応する透視画像を見ながら、注目している部分以外は、LIH画像にて確認することができる。また、自動追跡機能により、自動絞り処理後、術者Oの注目している部分が移動されるとともに、自動的に絞り部11の開口の位置を移動させることができる。即ち、術者Oは術中において被曝低減を積極的に意識することなく、手技に集中した状態のまま被曝低減を行うことが可能になる。
以下、第3実施形態に係るX線診断装置について、第2実施形態との差異を中心に説明する。
図18は、第3実施形態におけるX線診断装置3の一例を示す概略図である。第2実施形態のX線診断装置2は、複数の画像注目位置に従って、絞り部11の開口の大きさ及び絞り部11の開口の位置のうち、少なくとも一方が変更されるために、絞り制御部14により絞り部11が制御されていた。一方、第3実施形態のX線診断装置3は、複数の画像注目位置に従って、X線フィルタ17の開口の位置を移動させるために、X線フィルタ制御部18によりX線フィルタ17が制御される。
図19A、図19B、及び図19Cは、それぞれ第3実施形態のX線診断装置3が有するX線フィルタ17の第1、第2、及び第3の例を示した図である。
また、X線フィルタ17は、その開口の大きさ及び開口の位置が可変な構造を有してもよい。
図20A及び図20Bは、それぞれ開口の大きさ及び開口の位置が可変可能な構造を有するX線フィルタ17の第1及び第2の例を示した図である。
表示制御部27は、モニタ115に透視画像を表示する。モニタ115に表示される画像について、図22A及び図22Bを参照して説明する。
第3実施形態の自動絞り機能によると、術者OがX線画像上で注目している画像注目位置に従って、自動的にX線フィルタ17の開口の位置及び開口の大きさが変更される。具体的には、X線フィルタ17の開口の位置及び開口の大きさは、術者Oが注目しているX線画像の部分に対応するように変更される。この時、X線照射範囲は、X線フィルタ17の開口を通過した線量の多い範囲とX線フィルタ17の開口以外を通過した線量の少ない範囲とを有する。モニタ115には、透視画像が表示される。透視画像は、画像レベルの異なる2つの範囲を有する。X線フィルタ17の開口の以外に対応する範囲の画像レベルは、X線フィルタ17の開口に対応する範囲の画像レベルよりも低い。しかしながら、術者Oが注目している部分は、X線フィルタ17の開口に対応する。そのため、モニタ115には、術者Oが注目している部分の透視画像と、注目していない部分の透視画像が表示されている。術者Oは、注目していない部分に画像の変化があった時も、すぐに対処することができる。また、自動追跡機能により、自動絞り処理後、術者Oの注目している部分が移動されるとともに、自動的にX線フィルタ17の開口の位置を移動させることができる。即ち、術者Oは術中において被曝低減を積極的に意識することなく、手技に集中した状態のまま被曝低減を行うことが可能になる。
第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態では、X線源10及びX線検出部12のX線撮影系のセットを1つ備えるシングルプレーン方式のX線診断装置に関して説明した。第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態は、これに限定されない。例えば、X線撮影系を複数セット備えるX線診断装置であっても、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態を適用することができる。
図24は、第1撮影系5及び第2撮影系6の一例を示すブロック図である。
第1撮影系5は、第1X線源51、第1絞り部52、及び第1X線検出部53を有する。第2撮影系6は、第2X線源61、第2絞り部62、及び第2X線検出部63を有する。第1X線源51から発生されたX線は、第1X線検出部53により検出される。第1X線検出部53のX線検出面上の照射範囲は、第1絞り部52により、その大きさ及び中心位置が限定される。同様に、第2X線源61から発生されたX線は、第2X線検出部63により検出される。第2X線検出部63のX線検出面上の照射範囲は、第2絞り部62により、その大きさ及び中心位置が限定される。第1X線源51及び第2X線源61は、X線源制御部13により制御される。X線源制御部13による第1X線源51及び第2X線源61の制御とは、例えば管電圧値や管電流値の制御、パルスレートの制御等である。第1絞り部52及び第2絞り部62は、絞り制御部14により制御される。絞り制御部14は、時系列を構成する複数の画像注目位置に基づいて、第1絞り部52の開口の大きさ及び開口の中心位置を決定する。また、絞り制御部14は、時系列を構成する複数の画像注目位置に基づいて、第2絞り部62の開口の大きさ及び開口の中心位置を決定する。そして、それぞれ決定した開口の大きさ及び開口の中心位置に従って、第1絞り部52及び第2絞り部62を制御する。
図25Aは、第4実施形態に係るバイプレーンX線診断装置4の絞り制御部14の処理を説明するための第1説明図である。
図25Aでは、第2X線画像S2上の注視中心位置c20に従って、絞り制御部14により、第2X線画像S2上の注視範囲a20が決定されていた。図25Bでは、第2X線画像S2上の注視中心位置c20に従って、絞り制御部14により、第2X線画像S2上の注視範囲a20が決定された後、絞り制御部14により、第2X線画像S2上の注視範囲a20に基づいて、第1X線画像S1上の注視範囲a21が決定される。
図25Cでは、図25Bと同様に、絞り制御部14により、第2X線画像S2上の注視範囲a20に基づいて、第1X線画像S1上の注視範囲a22が決定される。注視範囲a22は、図25Bの注視範囲a21と異なる、その範囲が矩形の形状ではない。一方のX線画像上の注視範囲に従って、他のX線画像上の注視範囲の決定方法について、図26を参照して説明する。
Claims (20)
- X線を発生するX線源と、
前記X線源から被検体に対して照射されたX線の照射範囲を絞る開口を有する絞り部と、
観察者の視線に基づいて注目位置を特定する注目位置特定部と、
前記特定された注目位置に基づいて前記絞り部の移動制御を行う制御部と、
を有するX線診断装置。 - 前記被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部からの出力に基づいて、前記被検体のX線画像を発生する画像発生部をさらに具備し、
前記絞り制御部は、前記開口の位置の移動、または前記開口の大きさの変更をするために、モニタに表示された前記X線画像上の観察者の注目位置に従って前記絞り部を制御すること、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。 - 前記注目位置特定部を有する表示部をさらに具備し、
前記注目位置特定部は、前記表示部に対する前記観察者の視線を特定することにより、前記モニタ上に表示されたX線画像上の前記観察者の注目位置を特定すること、
を特徴とする請求項2記載のX線診断装置。 - 前記注目位置特定部は、前記観察者の注目位置をくり返し特定し、
前記絞り制御部は、時系列を構成する複数の注目位置のうち、連続する所定数の注目位置に従って、前記開口の位置及び前記開口の大きさを決定すること、
を特徴とする請求項2記載のX線診断装置。 - 前記所定数の注目位置の総移動量を計算する計算部と、
前記総移動量を閾値と比較する比較部と、
をさらに具備し、
前記絞り制御部は、前記総移動量が前記閾値未満のとき、前記開口の位置を移動させるために、前記所定数の注目位置に従って、前記絞り部を制御すること、
を特徴とする請求項2記載のX線診断装置。 - 前記絞り制御部は、前記総移動量が前記閾値未満のとき、前記開口の位置を移動させ前記開口を狭めるために、前記所定数の注目位置に従って、前記絞り部を制御すること、
を特徴とする請求項5記載のX線診断装置。 - 前記所定数の注目位置の総移動量を計算する計算部と、
前記総移動量を閾値と比較する比較部と、
をさらに具備し、
前記絞り制御部は、前記総移動量が前記閾値以上のとき、前記開口を広げるために、前記所定数の注目位置に従って、前記絞り部を制御すること、
を特徴とする請求項4記載のX線診断装置。 - 前記所定数の注目位置各々が前記モニタに表示されたX線画像上にないとき、前記X線源に供給する管電圧値、管電流値、及びパルスレートのうち、少なくとも1つを下げるために、前記X線源を制御するX線源制御部をさらに具備すること、
を特徴とする請求項4記載のX線診断装置。 - 前記絞り制御部は、前記開口に対応する照射範囲が、前記所定数の注目位置を少なくとも含むように、前記絞り部を制御すること、
を特徴とする請求項5記載のX線診断装置。 - 前記絞り制御部は、前記所定数の注目位置の一注目位置に前記開口の中心位置を一致させるように、前記絞り部を制御すること、
を特徴とする請求項5記載のX線診断装置。 - X線を発生するX線源と、
被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部からの出力に基づいて、前記被検体のX線画像を発生する画像発生部と、
前記X線源と前記被検体との間に配置され、開口を有するX線フィルタと、前記開口は移動可変な構造を有し、
観察者の視線に基づいて注目位置を特定する注目位置特定部と、
前記開口の位置を移動させるために、モニタの表示されたX線画像上の前記観察者の注目位置に従って前記X線フィルタを制御するフィルタ制御部と、
を具備することを特徴とするX線診断装置。 - 前記注目位置特定部は、前記観察者の注目位置をくり返し特定し、
前記フィルタ制御部は、時系列を構成する複数の注目位置のうち、連続する所定数の注目位置に従って、前記開口の位置を決定すること、
を特徴とする請求項11記載のX線診断装置。 - 前記所定数の注目位置の総移動量を計算する計算部と、
前記総移動量を閾値と比較する比較部と、
をさらに具備し、
前記フィルタ制御部は、前記総移動量が前記閾値未満のとき、前記開口の位置を移動させるために、前記所定数の注目位置に従って、前記X線フィルタを制御すること、
を特徴とする請求項12記載のX線診断装置。 - 前記所定数の注目位置の総移動量を計算する計算部と、
前記総移動量を閾値と比較する比較部と、
をさらに具備し、
前記フィルタ制御部は、前記総移動量が前記閾値以上のとき、前記X線フィルタの使用をOFFにすること、
を特徴とする請求項12記載のX線診断装置。 - 前記X線の前記開口に対応する照射範囲において前記X線検出部に検出された信号と、前記X線の他の照射範囲において前記X線検出部に検出された信号とに基づいて、前記画像発生部により発生されたX線画像の、前記開口に対応する範囲のデータと他の範囲のデータとに対して、それぞれ異なる画像処理を実行する画像処理部をさらに具備すること、
を特徴とする請求項11記載のX線診断装置。 - 前記画像処理部は、前記画像発生部により発生されたX線画像の、前記開口に対応する範囲の画像レベルと他の範囲の画像レベルとが一致するように、前記画像発生部により発生されたX線画像の、前記開口に対応する範囲のデータと他の範囲のデータとに対して、それぞれ異なる画像処理を実行すること、
を特徴とする請求項15記載のX線診断装置。 - X線を発生するX線源と、
被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部からの出力に基づいて、前記被検体のX線画像を発生する画像発生部と、
前記X線源から発生されたX線の照射範囲を絞る第1開口の大きさ及び位置が可変な絞り部と、
前記X線源と前記被検体との間に配置され、第2開口を有するX線フィルタと、前記第2開口は移動可変な構造を有し、
前記第1開口の位置の移動、または前記第1開口の大きさの変更をするために、モニタの表示されたX線画像上の観察者の注目位置に従って前記絞り部を制御する絞り制御部と、
前記第2開口の位置を移動させるために、前記モニタの表示されたX線画像上の観察者の注目位置に従って前記X線フィルタを制御するフィルタ制御部と、
前記観察者の指示に従って、前記絞り制御部及び前記フィルタ制御部の動作の切り替える操作部と、
を具備することを特徴とするX線診断装置。 - X線を発生する第1X線源と、
前記第1X線源から発生されたX線を検出する第1X線検出部と、
前記第1X線源から発生されたX線の照射範囲を絞る第1開口の大きさ及び位置が可変な第1絞り部と、
X線を発生する第2X線源と、
前記第2X線源から発生されたX線を検出する第2X線検出部と、
前記第2X線源から発生されたX線の照射範囲を絞る第2開口の大きさ及び位置が可変な第2絞り部と、
前記第1開口及び前記第2開口のうち、少なくとも一方の開口の位置の移動、または開口の大きさの変更をするために、モニタ上の観察者の注目位置に従って、前記第1絞り部及び前記第2絞り部のうち、少なくとも一方を制御する絞り制御部と、
を具備することを特徴とするX線診断装置。 - 前記第1X線検出部からの出力に基づいて、第1X線画像を発生し、前記第2X線検出部からの出力に基づいて、第2X線画像を発生する画像発生部をさらに具備し、
前記絞り制御部は、前記モニタに表示された前記第1X線画像と前記第2X線画像とのうち、一方のX線画像上の観察者の注目位置に基づいて、前記第1開口の大きさ及び位置と前記第2開口の大きさ及び位置とを決定すること、
を特徴とする請求項18記載のX線診断装置。 - 前記第1絞り部は、前記第1開口の大きさ、位置、及び形を変更するための複数の第1絞り羽根を有し、
前記第2絞り部は、前記第2開口の大きさ、位置、及び形を変更するための複数の第2絞り羽根を有し、
前記第1X線検出部からの出力に基づいて、第1X線画像を発生し、前記第2X線検出部からの出力に基づいて、第2X線画像を発生する画像発生部をさらに具備し、
前記絞り制御部は、前記モニタに表示された前記第1X線画像と前記第2X線画像とのうち、一方のX線画像上の観察者の注目位置に基づいて、前記第1開口と前記第2開口とのうち、前記一方に対応する開口の大きさ及び位置、他方に対応する開口の大きさ、位置、及び形を決定すること、
を特徴とする請求項18記載のX線診断装置。
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