JP2019051012A - 放射線撮影支援装置及び放射線撮影支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な撮影時間に個体差がある肺血流等を含む胸部動態診断において、放射線の照射終了タイミングを適切に判断でき、利用者の技量にかかわらす被曝量を抑制することができる放射線撮影支援装置及び放射線撮影支援方法を提供する。【解決手段】放射線撮影支援装置は、放射線の照射条件を設定する照射条件設定部と、照射条件に含まれる所定の照射終了条件に基づいて放射線の照射終了タイミングを判定する照射終了判定部と、撮影中の被検体の心拍数を示す心拍情報を取得する心拍情報取得部と、を備える。照射終了条件は、被検体の心拍数で規定される心拍条件を含む。照射終了判定部は、心拍情報が心拍条件を満足した場合に、放射線の照射終了タイミングであると判定する。【選択図】図５

Description

本発明は、放射線撮影システムによる動態撮影を支援する放射線撮影支援装置及び放射線撮影支援方法に関し、特に、肺血流等を含む胸部動態診断に有用な技術に関する。

従来、医療分野では、Ｘ線撮影システムを利用した画像診断が行われている。近年では、入射Ｘ線に基づいてＸ線画像を生成するフラットパネルディテクター（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）の開発に伴い、Ｘ線動態撮影による診断手法も確立されつつある。Ｘ線動態撮影では、呼吸器や循環器の形態情報だけでなく、Ｘ線画像の画素値（濃度）の変化から動態情報も得ることができ、例えば、肺換気機能や肺血流等の胸部動態診断を行うことができる。

一般に、Ｘ線撮影システムは、Ｘ線を発生し被検体に向けて照射するＸ線発生装置と、被検体を透過したＸ線の入線量に基づいてＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置とを備える。
Ｘ線発生装置は、Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線管装置、Ｘ線管装置に電圧を印加する高電圧発生装置、Ｘ線管装置及び高電圧発生装置の動作を制御するＸ線発生用制御装置、照射条件等の入力及び確認を行うためのＸ線発生用コンソール、並びにＸ線の照射を指示するための照射スイッチ等を備える。
Ｘ線撮影装置は、被検体を透過したＸ線を検出し画像データに変換して出力するＦＰＤ、ＦＰＤの動作を制御するとともに得られたＸ線画像データに対して所定の処理（例えば、画像処理及び表示制御処理）を行う撮影用制御装置、並びに撮影条件等の入力及び確認を行うための撮影用コンソールを備える。撮影されたＸ線画像は、撮影用コンソールに表示される。

Ｘ線動態撮影においては、利用者（放射線技師）によって照射スイッチが押されている期間、Ｘ線が被検体に向けて照射され、動態解析に必要な複数のＸ線画像が連続的に撮影される。単純Ｘ線撮影では撮影時間が予め決まっているのに対して、Ｘ線動態撮影では必要な撮影時間（Ｘ線の照射時間）が患者の呼吸状態や心拍状態に応じて異なる。通常、照射終了のタイミングは、利用者の判断に委ねられている。そのため、利用者の技量によっては、１回のＸ線撮影で動態解析に必要なＸ線画像が取得できず、改めてＸ線撮影が行われることにより被曝量が増大する場合がある。逆に、比較的長くＸ線撮影を行うことで確実に動態解析に必要なＸ線画像を取得することはできるが、照射終了タイミングが適切である場合に比較すると被曝量が増大すると考えられる。被曝量が増大することによる被検体の不快感や不信感を払拭するために、利用者には、極力短時間でＸ線撮影を終わらせるように照射終了タイミングを適切に判断することが求められる。

特許文献１には、Ｘ線動態撮影において、利用者が照射終了タイミングを適切に判断できるようにした胸部動態撮影支援システムが開示されている。この胸部動態撮影支援システムによれば、利用者は、Ｘ線画像からリアルタイムで取得された呼吸状態（肺野や横隔膜の動き）を示す情報に基づいて、患者の呼吸状態及び呼吸回数を把握し、照射終了タイミングを的確に判断することができる。

特開２０１６−８７３２５号公報

ところで、胸部動態診断により肺換気機能を診断する場合は、動態解析に必要な呼吸サイクル数分の時間、Ｘ線撮影を行えばよいので、特許文献１に開示のように、Ｘ線画像に含まれる患者の呼吸状態を示す情報を利用して照射終了タイミングを判断することができる。しかしながら、肺血流を診断する場合は、Ｘ線画像に肺の動きが現れないように、呼吸を止めた状態でＸ線撮影を行うことが好ましい。この場合、Ｘ線画像に含まれる呼吸状態を示す情報に基づいて撮影終了タイミングを判断することはできないため、特許文献１に開示の技術では対応できない。

本発明の目的は、必要な撮影時間に個体差がある肺血流等を含む胸部動態診断において、放射線の照射終了タイミングを適切に判断でき、利用者の技量にかかわらす被曝量を抑制することができる放射線撮影支援装置及び放射線撮影支援方法を提供することである。

本発明の一態様に係る放射線撮影支援装置は、
放射線発生装置及び放射線撮影装置を含む放射線撮影システムによる胸部動態撮影を支援する放射線撮影支援装置であって、
放射線の照射条件を設定する照射条件設定部と、
前記照射条件に含まれる所定の照射終了条件に基づいて放射線の照射終了タイミングを判定する照射終了判定部と、
撮影中の被検体の心拍数を示す心拍情報を取得する心拍情報取得部と、を備え、
前記照射終了条件は、前記被検体の心拍数で規定される心拍条件を含み、
前記照射終了判定部は、前記心拍情報が前記心拍条件を満足した場合に、放射線の照射終了タイミングであると判定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る放射線撮影支援方法は、
放射線発生装置及び放射線撮影装置を含む放射線撮影システムによる胸部動態撮影を支援する放射線撮影支援方法であって、
放射線の照射条件を設定する第１工程と、
前記照射条件に含まれる所定の照射終了条件に基づいて放射線の照射終了タイミングを判定する第２工程と、
撮影中の被検体の心拍数を示す心拍情報を取得する第３工程と、を備え、
前記照射終了条件は、前記被検体の心拍数で規定される心拍条件を含み、
前記第２工程では、前記心拍情報が前記心拍条件を満足した場合に、放射線の照射終了タイミングであると判定することを特徴とする。

本発明によれば、必要な撮影時間に個体差がある肺血流等を含む胸部動態診断において、放射線の照射終了タイミングを適切に判断でき、利用者の技量にかかわらず被曝量を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係る放射線撮影支援装置を適用したＸ線撮影システムを示す図である。 撮影用制御装置の構成を示す図である。 撮影モードの一例を示す図である。 照射終了タイミングの一例を示す図である。 撮影用制御装置における撮影処理の一例を示すフローチャートである。 撮影モードを設定するための表示画面の一例を示す図である。 撮影モードを設定するための表示画面の一例を示す図である。 Ｘ線の照射終了を促す警告表示の一例を示す図である。 被検体の患者情報に対応付けて登録された撮影モード及び照射終了条件の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る放射線撮影支援装置を適用したＸ線撮影システム１を示す図である。Ｘ線撮影システム１では、撮影用制御装置１１に、本発明に係る放射線撮影支援装置が適用されている。Ｘ線撮影システム１は、Ｘ線発生装置２０とＸ線撮影装置１０との間で互いに信号等をやりとりして、両者が連携しながらＸ線撮影が行われる一体型の撮影システムである。

図１に示すように、Ｘ線撮影システム１は、Ｘ線撮影装置１０及びＸ線発生装置２０を備える。Ｘ線撮影システム１は、通信ネットワークを介して、画像保存通信システム(ＰＡＣＳ：Picture Archiving and Communication Systems)３１、病院情報システム(ＨＩＳ：Hospital Information Systems)３２、及び放射線科情報システム(ＲＩＳ：Radiology Information Systems)３３に接続される。また、Ｘ線撮影システム１は、通信ネットワークを介して、外部の動態解析装置３４に接続される。Ｘ線撮影システム１、ＰＡＣＳ３１、ＨＩＳ３２、ＲＩＳ３３、及び動態解析装置３４を含む通信ネットワークにおいては、例えば、ＤＩＣＯＭ（Digital Image and Communications in Medicine）規格に従って情報の送受信が行われる。

Ｘ線撮影装置１０は、撮影用制御装置１１、ＦＰＤ１２、撮影台１３、中継器１４、及び心拍計１５等を備える。Ｘ線撮影装置１０は、例えば、胸部、腹部等の撮影対象部位を透過したＸ線を可視化して、体内の状態を示すＸ線画像を撮影する。特に、Ｘ線撮影装置１０は、呼吸運動に伴う肺の膨張及び収縮の形態変化や心臓の拍動等の周期性を有する胸部の動態を撮影する場合に好適である。

ＦＰＤ１２は、Ｘ線管装置２５から照射され被検体を透過したＸ線を検出し、Ｘ線画像データを出力する撮像装置である。ＦＰＤ１２は、例えば、撮影台１３に装着され、有線通信によって撮影台１３及び中継器１４を介して撮影用制御装置１１と通信可能に接続される。ＦＰＤ１２は、無線通信によって撮影用制御装置１１と接続されてもよい。ＦＰＤ１２が無線通信機能を有する場合、専用の撮影台１３に装着するのではなく、ＦＰＤ１２を、被検体が仰臥するベッド上に置いたり、被検体自身に持たせたりして使用することもできる。

ＦＰＤ１２は、例えば、入射したＸ線を光に変換するシンチレーター、画素に対応してマトリックス状に配置されたＰＤ（Photo Diode）、及び各ＰＤに対応して配置されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）スイッチを有する（いずれも図示略）。入射したＸ線はシンチレーターで光に変換され、ＰＤに入射して画素ごとに電荷として蓄積される。ＰＤに蓄積された電荷は、ＴＦＴスイッチ及び信号線を介して流れ出し、増幅、Ａ／Ｄ変換されてＸ線画像データとして撮影用制御装置１１に出力される。なお、ＦＰＤ１２は、上述した間接変換型であってもよいし、Ｘ線を直接電気信号に変換する直接変換型であってもよい。

撮影台１３は、ＦＰＤ１２のＸ線入射面がＸ線管装置２５と対向する姿勢となるように、ＦＰＤ１２を着脱自在に保持する。図１では、撮影台１３として、被検体を立位姿勢で撮影する立位用撮影台を例示している。撮影台１３は、被検体を臥位姿勢で撮影する臥位用撮影台でもよい。撮影台１３は、例えば、有線通信によって中継器１４を介して撮影用制御装置１１と通信可能に接続される。

撮影用制御装置１１は、Ｘ線発生用制御装置２１と連携して放射線撮影システム１を制御する。撮影用制御装置１１は、ＦＰＤ１２に対して検出条件を送信し、設定する。検出条件は、撮影する画像サイズ、フレームレート（動態撮影の場合）、及びＦＰＤ１２で実行される信号処理に関する情報（例えば、増幅器のゲイン等）を含む。撮影用制御装置１１は、ＦＰＤ１２の各動作を制御するとともに、ＦＰＤ１２からＸ線画像データを取得し、所定の画像処理を施して表示部１１３（図２参照）に表示させる。撮影用制御装置１１の詳細については後述する。

なお、撮影用制御装置１１は、Ｘ線発生装置２０の一部を構成してもよい。例えば、撮影用制御装置１１は、Ｘ線発生装置２０の照射用コンソール２２としての機能を有することができる（いわゆる一体型Ｘ線撮影システム）。

心拍計１５は、被検体に装着され、心臓が全身に血液を送り出す拍動数（心拍数）を検出する。心拍計１５の検出結果は、撮影用制御装置１１に出力される。心拍計１５で検出された心拍数は、撮影用制御装置１１においてＸ線の照射終了タイミングを判定する際に心拍情報として用いられる。心拍計１５には、周知の心電計を用いることができる。なお、心拍数と脈拍数は一般的には同義として扱われるので、心拍計１５に代えて、全身の動脈に生じる拍動数（脈拍数）を検出する脈拍計を適用してもよい。ただし、不整脈のように心拍数と脈拍数が異なることもあるため、心拍計１５を用いて心拍情報を取得するのが好ましい。

Ｘ線発生装置２０は、Ｘ線発生用制御装置２１、Ｘ線発生用コンソール２２、照射スイッチ２３、高電圧発生装置２４、及びＸ線管装置２５を備える。

Ｘ線管装置２５は、被検体を挟んでＦＰＤ１２と対向する位置に配置される。Ｘ線管装置２５は、高電圧発生装置２４によって高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生し、被検体に向けて照射する。Ｘ線管装置２５は、Ｘ線の照射野を調整するＸ線可動絞りを含む。

Ｘ線発生用コンソール２２及び照射スイッチ２３は、Ｘ線発生用制御装置２１に信号ケーブルを介して接続される。Ｘ線発生用コンソール２２は、照射条件の入力等を行うための操作卓である。照射スイッチ２３は、Ｘ線の照射を指示するためのスイッチであり、例えば、二段階の自動復帰型押しボタンスイッチで構成される。照射スイッチ２３において、一段階目の押下操作が行われると、Ｘ線管装置２５のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号がＸ線発生用制御装置２１に送信され、二段階目の押下操作が行われると、Ｘ線管装置２５にＸ線の照射を開始させるための照射開始信号がＸ線発生用制御装置２１に送信される。

Ｘ線発生用制御装置２１は、Ｘ線発生用コンソール２２からの照射条件及び照射スイッチ２３からの制御信号（ウォームアップ開始信号及び照射開始信号）に基づいて、高電圧発生装置２４及びＸ線管装置２５の動作を制御する。照射条件は、例えば、管電圧、管電流、曝射時間、曝射量、セッティングモード、焦点サイズ、フォトタイマー、コリメーターサイズ、フィルター種別、撮影姿勢（立位／臥位）等の複数のパラメーターを含む。

照射条件は、Ｘ線発生用コンソール２２を通じて設定することもできるし、撮影用制御装置１１を利用して設定することもできる。Ｘ線撮影装置１０とＸ線発生装置２０が連携している場合、撮影用制御装置１１において検査オーダーが選択されると、検査オーダーに対応して予め設定されている照射条件がＸ線発生用制御装置２１に自動的に送信され、設定される。この場合、利用者は、Ｘ線発生用コンソール２２を通じて照射条件を微調整することができる。

図２は、撮影用制御装置１１の構成を示す図である。図２に示すように、撮影用制御装置１１は、処理部１１１、記憶部１１２、表示部１１３、操作部１１４、及び通信部１１５等を備える。

処理部１１１は、演算／制御装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、主記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える（いずれも図示略）。ＲＯＭには、基本プログラムや基本的な設定データが記憶される。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は記憶部１１２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムを実行することにより、ＦＰＤ１２等の動作を集中制御する。本実施の形態では、処理部１１１は、Ｘ線動態撮影における撮影処理を実行し、Ｘ線の照射適切タイミングを適切に判定する。

記憶部１１２は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の補助記憶装置である。記憶部１１２は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク、ＭＯ（（Magneto-Optical disk）等の光磁気ディスクを駆動して情報を読み書きするディスクドライブであってもよい。また例えば、記憶部１１２は、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード等のメモリカードであってもよい。

記憶部１１２は、処理部１１１で実行される各種プログラムや、プログラムの実行に必要なパラメーター、及び処理結果等のデータを記憶する。記憶部１１２は、例えば、撮影条件データ１１２Ａ及びＸ線画像データ１１２Ｂを記憶する。撮影条件データ１１２Ａは、Ｘ線発生装置２０における照射条件のデータ及びＦＰＤ１２における検出条件のデータを含む。

撮影条件は、例えば、検査オーダーに含まれる撮影内容（撮影部位、撮影方向、被検体の体型など）に関連付けられている。検査オーダーが選択され、その検査オーダーに撮影条件が設定されていない場合（初回検査時）に、撮影内容に関連付けられた撮影条件が読み出されるようになっている。

表示部１１３は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイで構成される。表示部１１３は、処理部１１１からの表示制御信号に基づいて、検査オーダーの内容や、撮影されたＸ線画像を表示する（図６〜図８参照）。検査オーダーは、被検体である患者の患者情報（例えば、患者ＩＤ、患者名、生年月日、性別）、撮影時の姿勢情報（例えば、姿勢（立位／臥位）、照射方向（背面／前面／側面）、撮影部位情報（例えば、胸部）、検査項目（肺換気機能、肺血流など）、被検体の検査履歴（前回検査時の撮影条件など）を含む。

操作部１１４は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を有するキーボードと、マウス等のポインティングデバイスで構成される。操作部１１４は、キー操作やマウス操作により入力された操作信号を受け付け、処理部１１１に出力する。利用者は、操作部１１４を通じて、例えば、撮影条件を入力することができる。

なお、表示部１１３及び操作部１１４は、例えば、タッチパネル付きのフラットパネルディスプレイのように一体的に構成されてもよい。

通信部１１５は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）、ＭＯＤＥＭ（MOdulator-DEModulator）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信インターフェースである。処理部１１１は、通信部１１５を介して、有線／無線ＬＡＮ等のネットワークに接続された装置との間で、ＤＩＣＯＭ規格に従って各種情報の送受信を行う。通信部１１５には、ＮＦＣ（Near Field Communication）やBluetooth（登録商標）等の近距離無線通信用の通信インターフェースを適用することもできる。

処理部１１１は、撮影プログラムを実行することにより、表示制御部１１１Ａ、撮影条件設定部１１１Ｂ、Ｘ線画像取得部１１１Ｃ、呼吸情報取得部１１１Ｄ、心拍情報取得部１１１Ｅ、照射終了判定部１１１Ｆとして機能する。これらの機能については、図５のフローチャートに従って詳述する。撮影プログラムは、例えば、処理部１１１のＲＯＭに記憶される。

Ｘ線撮影システム１によりＸ線撮影を行う場合、撮影用制御装置１１において検査オーダーの登録が行われる。登録された検査オーダーは、撮影用制御装置１１の表示部１１３に表示される。検査オーダーは、ＨＩＳ３２やＲＩＳ３３等の外部システムから入力されてもよいし、利用者により操作部１１４を通じて手動入力されてもよい。ここでは、ＨＩＳ３２やＲＩＳ３３等の外部システムから検査オーダーが入力されるものとする。

登録された検査オーダーの実行が指示されると、検査オーダーに含まれる撮影条件がＸ線発生用制御装置２１及びＦＰＤ１２に送信され、設定される。なお、初回検査時は、検査オーダーに含まれる撮影内容に対応する撮影条件が記憶部１１２から読み出され、設定される。利用者は、操作部１１４を通じて、撮影モードや照射条件の設定を変更することができる。この場合、設定変更された照射条件は、改めてＸ線発生用制御装置２１に送信される。

利用者によって照射スイッチ２３の一段階目の押下操作が行われると、Ｘ線管装置２５のウォームアップ（フィラメントの加熱等）が開始される。これに伴い、Ｘ線発生用制御装置２１から撮影用制御装置１１に、ウォームアップが開始されたことを示すレディ信号（照射準備開始信号）が送信される。撮影用制御装置１１は、レディ信号を受信すると、ＦＰＤ１２に撮影準備（初期化）を指示する。

Ｘ線管装置２５のウォームアップが完了すると、Ｘ線発生用制御装置２１から撮影用制御装置１１に、ウォームアップが完了したことを示すスタート信号（照射準備完了信号）が送信される。また、ＦＰＤ１２から撮影用制御装置１１及びＸ線発生用制御装置２１に、撮影準備が完了したことを示すＯＫ信号（撮影準備完了信号）が送信される。

利用者によって照射スイッチ２３の二段階目の押下操作が行われると、Ｘ線発生用制御装置２１は、Ｘ線の照射を指示するＸ線照射信号を高電圧発生装置２４及び撮影用制御装置１１に送信する。高電圧発生装置２４によってＸ線管装置２５に高電圧が印加され、Ｘ線の照射が開始される。なお、照射スイッチ２３の二段階目の押下操作は、Ｘ線発生用制御装置２１からのスタート信号及びＦＰＤ１２からのＯＫ信号を受け付ける前に行われてもよい。この場合、スタート信号及びＯＫ信号を受信することに伴い、Ｘ線発生用制御装置２１からＸ線照射信号が送信される。

単純Ｘ線撮影のように照射時間が設定されている場合は、所定の照射時間が経過すると、Ｘ線の照射が終了する。動態撮影の場合は、照射スイッチ２３の二段階目の押下操作が行われている期間、Ｘ線の照射が連続して行われ、照射スイッチ２３の押下操作が解放されると、Ｘ線の照射が終了する。Ｘ線照射の終了に伴いＸ線照射信号がオフとなり、ＯＫ信号、スタート信号及びレディ信号も順次オフとなる。

Ｘ線画像データは、撮影中に順次、ＦＰＤ１２から撮影用制御装置１１に送信され、記憶部１１２に格納される。撮影用制御装置１１において、Ｘ線画像データに対してオフセット補正やゲイン補正等の各種画像処理が施され、表示部１１３に表示される。

Ｘ線撮影システム１では、呼吸器や循環器の形態情報だけでなく、Ｘ線画像の画素値（濃度）の変化から動態情報も得ることができ、例えば、肺換気機能や肺血流等の胸部動態診断を行うことができる。本実施の形態では、Ｘ線撮影システム１によって撮影されたＸ線画像を利用して、動態解析装置３４において動態解析が行われる。動態解析に必要なＸ線画像のフレーム数、すなわちＸ線の照射時間は、検査オーダーによって異なる。Ｘ線撮影システム１では、撮影終了条件の異なる複数の撮影モードが用意されている。

本実施の形態では、撮影中の心拍数で表される心拍条件及び撮影中の呼吸数で表される呼吸条件を、照射終了条件として利用する。心拍条件が満たされているか否かは、心拍計１５からの検出結果に基づいて判断することができる。呼吸条件が満たされているか否かは、取得されたＸ線画像を画像解析して、呼吸情報を抽出することにより判断することができる（特許文献１参照）。

撮影モードは、例えば、心拍条件が満足したか否かだけの判定が行われる第１の撮影モードと、心拍条件及び呼吸条件が満足したか否かの判定が並行して行われる第２の撮影モードと、呼吸条件及び心拍条件が満足したか否かの判定が順に行われる第３の撮影モードと、を含む。

ここで、撮影モードは、検査オーダーに撮影条件としてデフォルトで設定されていることが好ましい。すなわち、検査オーダーに含まれる診断に用いることができるＸ線画像を撮影可能な撮影モードが、デフォルトで設定される。この場合、複数の撮影モードが設定されてもよい。例えば、肺血流の診断を行う場合には、心拍条件が照射終了条件として設定されている撮影モードが、検査オーダーに撮影条件として含まれる。また例えば、肺換気機能の診断を行う場合には、呼吸条件が照射終了条件として設定されている撮影モードが、デフォルトで設定される。これにより、利用者が撮影モードを設定する際の誤操作、すなわち診断に用いることができないＸ線画像を撮影可能な撮影モードが利用者によって選択されることを防止できるとともに、利用者の操作負担を軽減することができる。なお、利用者は、検査オーダーに応じて、複数の撮影モードの中から適宜、選択することもできる。

図３は、撮影モードの一例を示す図である。図３では、撮影モードとして、「心拍モード」、「息止め心拍モード」、「呼吸心拍モード」、「呼吸心拍順序モード」が例示されている。

心拍モードは、照射終了条件として心拍条件だけが設定されている撮影モードであり、第１の撮影モードに相当する。心拍モードは、肺血流を診断する場合に用いられる。図３では、心拍条件として心拍数Ｍ＝８が設定されているので、心拍数が８回計測されると、照射終了となる。なお、心拍条件として設定される心拍数Ｍは変更可能である。また、心拍モードでは、呼吸の有無は関係ない。

息止め心拍モードは、照射終了条件として呼吸条件及び心拍条件が設定されている撮影モードであり、第２の撮影モードに相当する。息止め心拍モードは、肺血流を診断する場合に用いられる。息止め心拍モードでは、撮影の間、呼吸が観測されないこと（呼吸数Ｎ＝０）が、呼吸条件として設定されている。息止め心拍モードでは、呼吸が制限されておりＸ線画像に肺の動きが現れないので、心拍モードに比較して、正確に肺血流を診断することができる。図３では、呼吸条件として呼吸数Ｎ＝０、心拍条件として心拍数Ｍ＝８が設定されているので、呼吸が観測されることなく心拍数が８回計測されると、照射終了となる。なお、心拍条件として設定される心拍数Ｍは変更可能であるが、呼吸条件として設定されるＮ＝０は固定である。息止め心拍モードにおいて呼吸が観測された場合は、その時点で写損として処理してもよい。

呼吸心拍モードは、照射終了条件として呼吸条件及び心拍条件が設定されている撮影モードであり、第２の撮影モードに相当する。呼吸心拍モードは、同じＸ線画像で肺換気機能と肺血流を診断する場合に用いられる。図３では、呼吸条件として呼吸数Ｎ＝３、心拍条件として心拍数Ｍ＝１５が設定されているので、呼吸数が３回かつ心拍数が１５回計測されると、照射終了となる（図４参照）。図４では、Ｎ＝１、Ｍ＝８の場合について示している。

呼吸心拍順序モードは、照射終了条件として呼吸条件及び心拍条件が順に設定されている撮影モードであり、第３の撮影モードに相当する。呼吸心拍順序モードは、肺換気機能と肺血流をそれぞれに適したＸ線画像を用いて診断する場合に用いられる。呼吸心拍順序モードでは、最初に呼吸をしながら肺換気機能診断用のＸ線画像が取得された後に、呼吸を止めて肺血流診断用のＸ線画像が取得される。図３では、呼吸条件として呼吸数Ｎ＝３、心拍条件として心拍数Ｍ＝１０が設定されているので、呼吸数が３回計測された後、呼吸の停止が指示され、呼吸停止後の心拍数が１０回計測されると、照射終了となる。呼吸心拍順序モードでは、肺換気機能診断と肺血流診断のそれぞれに適したＸ線画像が取得されるので、呼吸心拍モードに比較して、正確に肺血流を診断することができる。

図５は、撮影用制御装置１１における撮影処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えばＨＩＳ３２又はＲＩＳ３３からの検査オーダーを受け付けることに伴い、ＣＰＵが記憶部１１２に格納されている撮影プログラムを実行することにより実現される。

ステップＳ１０１において、処理部１１１は、撮影モードの設定を行う（撮影条件設定部１１１Ｂとしての処理）。処理部１１１は、例えば、検査オーダーを受け付けると、検査オーダーに撮影条件としてデフォルトで設定されている撮影モードが選択された状態を表示部１１３に表示する。また例えば、処理部１１１は、利用者による操作部１１４の操作に応じて、表示部１１３における表示を制御しつつ、撮影モード及び照射終了条件を設定する。

図６、図７は、撮影モードを設定するための表示画面Ｄの一例を示す図である。図６、図７において、表示画面Ｄの上側には患者情報ＰＩが表示され、左側には撮影モードを設定するための設定キーＢ１１〜Ｂ１３が表示されている。また、設定画面中央のメイン画面ＭＤには、選択された撮影モード及び照射終了条件の詳細、撮影モードを確定する際に選択される確定キーＢ３１、並びに照射終了条件の設定値を変更する際に選択される条件変更キーＢ３２が表示されている。

設定キーＢ１１は、胸部立位ＡＰ（立位状態で正面からＸ線を照射するＸ線撮影）を、呼吸心拍モードによって行う場合に選択される。設定キーＢ１２は、胸部立位ＡＰを、心拍モードによって行う場合に選択される。設定キーＢ１３は、胸部立位ＡＰにおける撮影モードを利用者が設定する場合に選択される。

図６は、利用者によって設定キーＢ１３が選択され、表示画面Ｄの右側に、利用者が撮影モードを設定するための設定キーＢ２１〜Ｂ２４が表示された状態を示している。図６では、撮影モードとして「心拍モード」が選択されている。

図７は、利用者によって設定キーＢ１１が選択されるとともに、条件変更キーＢ３２が選択され、照射終了条件の設定値を変更するためのサブ画面ＳＤが表示された状態を示している。図７では、呼吸心拍モードの照射終了条件として、呼吸条件３回、心拍条件８回が設定されている。

利用者は、図６、図７に示すような表示画面Ｄにおいて、操作部１１４を適宜操作することにより、撮影モード及び照射終了条件の設定値を変更することができる。撮影モードが設定されると、処理部１１１は、Ｘ線発生用制御装置２１及びＦＰＤ１２に対して撮影条件を送信する（図５のステップＳ１０２、撮影条件設定部１１１Ｂとしての処理）。Ｘ線発生用制御装置２１ではＸ線撮影の照射条件が設定され、ＦＰＤ１２ではＸ線撮影の検出条件が設定される。

この状態で、利用者によって照射スイッチ２３が押下されると、Ｘ線撮影が開始される。具体的には、前述の通りである。Ｘ線撮影が開始されると、処理部１１１は、ＦＰＤ１２からＸ線画像データを取得する（図５のステップＳ１０３、Ｘ線画像取得部１１１Ｃとしての処理）。

ステップＳ１０４において、処理部１１１は、Ｘ線画像を解析して、被検体の呼吸情報を取得する（呼吸情報取得部１１１Ｄとしての処理）。なお、心拍モードでＸ線撮影が行われる場合は、ステップＳ１０４の処理を省略してもよい。

ステップＳ１０５において、処理部１１１は、心拍計１５から心拍情報を取得する（心拍情報取得部１１１Ｅとしての処理）。心拍計１５からの検出結果において、心拍のＲ波とＲ波の間隔（ＲＲ間隔）が心拍数１回として計数される。

ステップＳ１０６において、処理部１１１は、取得された呼吸情報及び心拍情報が、設定された照射終了条件を満たすか否かを判定する（照射終了判定部１１１Ｆとしての処理）。呼吸情報及び心拍情報が照射終了条件を満たす場合（ステップＳ１０６で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１０７の処理に移行する。呼吸情報及び心拍情報が照射終了条件を満たしていない場合（ステップＳ１０６で“ＮＯ”）、ステップＳ１０３に移行し、Ｘ線撮影が継続される。

ステップＳ１０７において、処理部１１１は、利用者に対してＸ線の照射終了を促す警告を提示する（照射終了判定部１１１Ｆ、表示制御部１１１Ａとしての処理、図８参照）。図８は、メイン画面ＭＤに警告メッセージＡが表示された状態を示している。利用者は、表示画面Ｄに表示された警告メッセージＡによって照射終了タイミングであることを知得する。利用者によって照射スイッチ２３の押下操作が解放されると、Ｘ線の照射が停止され、撮影終了となる。利用者の技量にかかわらず照射終了タイミングは同じとなり、Ｘ線照射による被曝量の増減はないので、被検体に対して信頼性の高い胸部動態診断を提供することができる。

ステップＳ１０８において、処理部１１１は、取得したＸ線画像データに所定の画像処理を施し、表示部１１３に撮影結果を表示する（表示制御部１１１Ａとしての処理）。なお、ステップＳ１０８の処理は、ステップＳ１０７の処理と並行して実行されてもよい（図８参照）。

ステップＳ１０９において、処理部１１１は、被検体の患者情報に、撮影モード及び照射終了条件（心拍条件及び／又は呼吸条件の設定値）を検査履歴として登録する（図９参照）。図９では、患者ＩＤに対応付けて、撮影モード及び照射終了条件が登録されている。この場合、検査履歴として登録された撮影モード及び照射終了条件が、次回の検査時のデフォルトとなる。これにより、利用者は、検査のたびに撮影モード及び照射終了条件を設定しなくても、毎回同様の撮影条件でＸ線撮影を行うことができるので、利用者の操作負担が格段に軽減される。

Ｘ線撮影システム１によって撮影されたＸ線画像は、例えば、Ｘ線撮影の終了に伴いＰＡＣＳ３１及び動態撮影装置３４に出力される。利用者は、動態解析装置３４を利用して、胸部動態診断を行うことができる。このとき、Ｘ線撮影に用いた心拍条件及び撮影時に取得された心拍情報も、Ｘ線画像と関連付けて出力されるのが好ましい。これにより、利用者は、Ｘ線画像で確認しなくても、どのような条件で撮影されたＸ線画像であるのかを容易に知得することができ、効率よく胸部動態診断を行うことができる。

このように、本実施の形態に係る撮影用制御装置１１（放射線撮影支援装置）は、Ｘ線発生装置２０（放射線発生装置）及びＸ線撮影装置１０（放射線撮影装置）を含むＸ線撮影システム１（放射線撮影システム）による胸部動態撮影を支援する。撮影用制御装置１１は、Ｘ線の照射条件を設定する撮影条件設定部１１１Ｂ（照射条件設定部）、照射条件に含まれる所定の照射終了条件に基づいてＸ線の照射終了タイミングを判定する照射終了判定部１１１Ｆと、撮影中の被検体の心拍数を示す心拍情報を取得する心拍情報取得部１１１Ｅと、を備える。照射終了条件は、被検体の心拍数で規定される心拍条件を含む。照射終了判定部１１１Ｆは、心拍情報が心拍条件を満足した場合に、放射線の照射終了タイミングであると判定する（図５のステップＳ１０６）。

また、本実施の形態に係る放射線撮影支援方法は、Ｘ線発生装置２０（放射線発生装置）及びＸ線撮影装置１０（放射線撮影装置）を含む放射線撮影システム１による胸部動態撮影を支援する放射線撮影支援方法であって、Ｘ線の照射条件を設定する第１工程（図５のステップＳ１０１、Ｓ１０２）と、照射条件に含まれる所定の照射終了条件に基づいてＸ線の照射終了タイミングを判定する第２工程（図５のステップＳ１０６）と、撮影中の被検体の心拍数を示す心拍情報を取得する第３工程（図５のステップＳ１０５）と、を備える。照射終了条件は、被検体の心拍数で規定される心拍条件を含む。第２工程では、心拍情報が心拍条件を満足した場合に、放射線の照射終了タイミングであると判定する。

実施の形態に係る撮影用制御装置１１（放射線撮影支援装置）及び放射線撮影支援方法によれば、必要な撮影時間に個体差がある肺血流等を含む胸部動態診断において、利用者はＸ線の照射終了タイミングを適切に判断できるので、利用者の技量にかかわらず被曝量を抑制することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、実施の形態では、照射終了タイミングとなった場合に、利用者に対して警告を提示するが、Ｘ線発生用制御装置２１に対して照射終了を指示する制御信号を送信し、Ｘ線管装置２５からのＸ線の照射を自動的に停止させてもよい。また、警告表示とともに、又は警告表示に代えて、ブザーの鳴動及び／又は発光装置（ランプ）の点灯により、照射終了タイミングであることを報知してもよい。

また例えば、実施の形態では、心拍計１５から心拍情報を取得しているが、呼吸情報と同様に、Ｘ線画像をもとに心拍情報を取得してもよい。例えば、Ｘ線画像から心臓部の面積を算出し、最大面積から最小面積に変化する期間を１心拍として計数することにより、被検体の心拍情報を取得することができる。

実施の形態では、本発明を、病院の撮影室に据え置かれる据置型のＸ線撮影システム１に適用した場合について説明したが、回診車に搭載される移動型のＸ線撮影システムに適用することもできる。

実施の形態では、処理部１１１（コンピュータ）が、表示制御部１１１Ａ、撮影条件設定部１１１Ｂ、Ｘ線画像取得部１１１Ｃ、呼吸情報取得部１１１Ｄ、心拍情報取得部１１１Ｅ、照射終了判定部１１１Ｆとして機能することにより、本発明を実現しているが、これらの機能の一部又は全部は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等の電子回路によって構成することもできる。

また、本発明は、Ｘ線撮影システムに限らず、γ線等の他の放射線を使用した撮影システムに適用することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ Ｘ線撮影システム（放射線撮影システム）
１０ Ｘ線撮影装置（放射線撮影装置）
１１ 撮影用制御装置（放射線撮影支援装置）
１２ ＦＰＤ
１３ 撮影台
１４ 中継器
２０ Ｘ線発生装置（放射線発生装置）
２１ Ｘ線発生用制御装置
２２ 照射用コンソール
２３ 照射スイッチ
２４ 高電圧発生装置
２５ Ｘ線管装置
１１１Ａ 表示制御部
１１１Ｂ 撮影条件設定部（照射条件設定部）
１１１Ｃ Ｘ線画像取得部
１１１Ｄ 呼吸情報取得部
１１１Ｅ 心拍情報取得部
１１１Ｆ 照射終了判定部

Claims (11)

1. 放射線発生装置及び放射線撮影装置を含む放射線撮影システムによる胸部動態撮影を支援する放射線撮影支援装置であって、
   放射線の照射条件を設定する照射条件設定部と、
   前記照射条件に含まれる所定の照射終了条件に基づいて放射線の照射終了タイミングを判定する照射終了判定部と、
   撮影中の被検体の心拍数を示す心拍情報を取得する心拍情報取得部と、を備え、
   前記照射終了条件は、前記被検体の心拍数で規定される心拍条件を含み、
   前記照射終了判定部は、前記心拍情報が前記心拍条件を満足した場合に、放射線の照射終了タイミングであると判定することを特徴とする放射線撮影支援装置。
2. 撮影中の被検体の呼吸数を示す呼吸情報を取得する呼吸情報取得部を備え、
   前記照射終了条件は、前記被検体の呼吸数で規定される呼吸条件を含み、
   前記照射終了判定部は、前記心拍条件及び前記呼吸条件に基づいて、前記照射終了タイミングを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮影支援装置。
3. 前記照射終了条件として異なる条件が設定された複数の撮影モードを有し、
   前記照射終了判定部は、前記撮影モードごとに設定された前記照射終了条件に基づいて、前記照射終了タイミングを判定することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影支援装置。
4. 前記撮影モードは、
   前記照射終了判定部により前記心拍条件が満足したか否かだけの判定が行われる第１の撮影モードと、
   前記照射終了判定部により前記心拍条件及び前記呼吸条件が満足したか否かの判定が並行して行われる第２の撮影モードと、
   前記照射終了判定部により前記呼吸条件及び前記心拍条件が満足したか否かの判定が順に行われる第３の撮影モードと、を含むことを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影支援装置。
5. 前記撮影モードは、検査オーダーに撮影条件としてデフォルトで設定されていることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影支援装置。
6. 前記撮影モードは、撮影前にユーザー操作によって選択可能であることを特徴とする請求項４又は５に記載の放射線撮影支援装置。
7. 前記心拍条件及び／又は前記呼吸条件の設定値は、検査オーダーごとに変更可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の放射線撮影支援装置。
8. 前記照射条件設定部は、前記被検体の検査履歴として、前記撮影モード及び前記心拍条件及び／又は前記呼吸条件の設定値を登録することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影支援装置。
9. 前記心拍情報取得部は、心拍計又は脈拍計によって検出される撮影中の被検体の心拍数又は脈拍数を、前記心拍情報として取得することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の放射線撮影支援装置。
10. 前記照射終了判定部は、前記照射終了タイミングであると判定した場合に、放射線の照射終了を促す警告を出力する、又は放射線発生装置の照射を終了させることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の放射線撮影支援装置。
11. 放射線発生装置及び放射線撮影装置を含む放射線撮影システムによる胸部動態撮影を支援する放射線撮影支援方法であって、
    放射線の照射条件を設定する第１工程と、
    前記照射条件に含まれる所定の照射終了条件に基づいて放射線の照射終了タイミングを判定する第２工程と、
    撮影中の被検体の心拍数を示す心拍情報を取得する第３工程と、を備え、
    前記照射終了条件は、前記被検体の心拍数で規定される心拍条件を含み、
    前記第２工程では、前記心拍情報が前記心拍条件を満足した場合に、放射線の照射終了タイミングであると判定することを特徴とする放射線撮影支援方法。