JP2019111190A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの操作を省力化しつつ被曝量を低減できるＸ線診断装置を提供する。【解決手段】一実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線の照射野を調整することで視野サイズを変更する絞りとを収容するＸ線照射部と、被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、前記Ｘ線照射部と前記検出器とを対向させて保持するアームと、前記被検体を載置可能な寝台と、前記アーム又は前記寝台のロック解除信号に応じて前記視野サイズを変更するコントローラと、を備える。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

被検体にＸ線を照射し、取得した画像を時系列順に順次表示することで、被検体内をリアルタイムに観察可能なＸ線透視装置やＸ線アンギオ装置などのＸ線診断装置が提供されている。Ｘ線診断装置は、Ｘ線源とＸ線検出器とを対向させた状態で被検体の周りを回転させるＣアームやΩアームを備え、２次元画像だけではなく３次元画像を取得することも可能である。

このようなＸ線診断装置は、血管の造影検査や、被検体内をリアルタイムに観察しつつ、カテーテルなどの治療器具を被検体内に挿入するインターベンションに利用される。インターベンションでは、器具が目的の箇所に到達したかや、器具を挿入した箇所の止血を確認するために視野を移動させる場合がある。例えば、大腿部の血管からカテーテルを挿入し心臓を手術する場合、心臓から大腿部まで視野を移動させる。その場合、医師等のユーザは、アームや被検体を載置した寝台を移動させることで、Ｘ線検出器のＸ線の受光領域に観察対象を移動させる。

視野移動の実施は、観察対象となる物体を視野内に移動させる場合には限定されない。例えば、アームの回転や、被検体を複数方向から撮像することにより３次元画像データを収集する場合、観察対象の中心が３次元画像データの中心に一致するようにアーム又は寝台の位置を調整する。この場合も、アームや被検体を載置した寝台を移動させて観察対象の中心が撮像中心に一致するよう移動させる。

Ｘ線診断装置は、視野サイズが多段階に変更可能であり、ユーザは、観察したい視野の大きさに合わせて視野サイズを変更する。視野サイズを狭くして観察対象を拡大して表示するとき、Ｘ線量が不足して鮮明な画像が得られない場合がある。この場合、狭い視野サイズでの被曝量は、広い視野サイズでの被曝量と比較して高くなる場合がある。そのため、狭い視野サイズのまま視野を移動させると被曝量が増大する。

更に、狭い視野サイズで視野を移動させる場合、狭い視野サイズで取得された画像に描出された観察対象の物体は、実際の大きさよりも拡大されてディスプレイに表示される。そのため、ユーザがディスプレイ上で認識される移動距離は、寝台やアームを実際に移動させる距離とは異なる。したがって、狭い視野サイズで視野を移動させる場合、寝台やアームを移動させすぎてしまうことにより所望の視野が得られない場合がある。

そこで、従来、視野移動に際し、狭い視野サイズで撮像している場合、ユーザは、視野サイズを広い視野サイズに予め変更したうえで寝台やアームを移動させていた。更に、ユーザは、所望の視野に観察対象を移動させた後、元の狭い視野サイズに戻す操作を手動で行っていた。このように、従来技術では視野移動において様々な操作が要求された。

特開２０１５−１５０２０６号公報

本発明が解決しようとする課題は、ユーザの操作を省力化しつつ被曝量を低減できるＸ線診断装置を提供することである。

一実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線の照射野を調整することで視野サイズを変更する絞りとを収容するＸ線照射部と、被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、前記Ｘ線照射部と前記検出器とを対向させて保持するアームと、前記被検体を載置可能な寝台と、前記アーム又は前記寝台のロック解除信号に応じて前記視野サイズを変更するコントローラと、を備える。

実施形態に係るＸ線診断装置の一例を示す概念的な構成図。 第１の実施形態に係るＸ線診断装置の機能構成例を示す機能ブロック図。 第１の実施形態に係るＸ線診断装置の動作の一例を示すフローチャート。 視野サイズを説明する模式図。 視野移動の際の視野サイズの自動切り替えを説明する模式図。 広い視野サイズの領域にフィルタを適用した場合の表示例を説明する模式図。 広い視野サイズに狭い視野サイズを示す画像を重畳した表示例を説明する模式図。 第２の実施形態に係るＸ線診断装置の機能構成例を示す機能ブロック図。 第２の実施形態に係るＸ線診断装置の動作の一例を示すフローチャート。 同時表示モードの表示例を示す模式図。

以下、実施形態のＸ線診断装置を図面を参照して説明する。

［全体構成］
図１は、実施形態に係るＸ線診断装置の一例を示す概念的な構成図である。なお、本実施形態では、本発明に係るＸ線診断装置１としてＣアームを有するＸ線アンギオ装置を用いる場合の一例を示した。しかしながら、本発明に係るＸ線診断装置１は、Ｃアームを有するシングルプレーンのＸ線アンギオ装置には限定されない。Ｘ線診断装置１は、例えば、ＣアームとΩアームとを備えるバイプレーンタイプであってもよい。

なお、ここでは一例として、Ｘ線診断装置１の装置座標系を以下のように定義する。即ち、鉛直方向をｙ軸方向、天板２６ｂの長軸方向と平行な方向をｚ軸方向、これらｚ軸方向及びｙ軸方向に垂直な方向をｘ軸方向とする。

Ｘ線診断装置１は、図１に示すように、撮像装置２０及びコンソール４０を有する。撮像装置２０は、コントローラ３０、高電圧電源３１、絞り制御回路３２、アーム制御回路３３、寝台制御回路３４、アーム２４、寝台２５、基台２６ａ、天板２６ｂ、Ｘ線検出器２７及びＸ線照射部２８を有する。寝台２５は、基台２６ａ及び天板２６ｂを有し、基台２６ａの上部に天板２６ｂが設けられ、被検体Ｐは天板２６ｂに載置される。

コントローラ３０は、図示しない処理回路及び記憶回路を備える。コントローラ３０は、高電圧電源３１、絞り制御回路３２、アーム制御回路３３、寝台制御回路３４を制御し、撮像動作を統括に制御する。

高電圧電源３１は、Ｘ線管２１に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置と、Ｘ線管２１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。

絞り制御回路３２は、コントローラ３０の制御の下、後述のＸ線可動絞り２２及びフィルタ２３を制御し、Ｘ線検出器２７に照射されるＸ線の照射野やＸ線量を調整する。

アーム制御回路３３は、コントローラ３０の制御の下、後述のＸ線照射部２８及びＸ線検出器２７を保持するアーム２４を移動させる。また、アーム制御回路３３は、アーム２４の移動速度やアーム２４の位置を検出し、コントローラ３０に送信する。

寝台制御回路３４は、コントローラ３０の制御の下、モータあるいはアクチュエータを有する不図示の寝台駆動装置を制御し、被検体Ｐが載置された寝台２５を移動させる。具体的には、寝台制御回路３４は、寝台駆動装置により基台２６ａをｙ軸方向に上下に移動させ、また、天板２６ｂをｘｙ平面上に平行移動させる。また、寝台制御回路３４は、天板２６ｂの移動速度や位置を検出し、コントローラ３０に送信する。

寝台２５には、アーム２４及び寝台２５を制御するための操作パネルＳＷが設けられている。操作パネルＳＷには、アーム２４の移動を許可するロック解除スイッチＳＷ１、寝台２５の移動を許可するロック解除スイッチＳＷ２が設けられている。また、アーム２４及び寝台２５の移動方向を指示するジョイスティックやボタンスイッチなどの移動制御スイッチが設けられている。操作パネルＳＷからの入力信号は、コントローラ３０に送信される。操作パネルＳＷは、上述したように寝台２５に取り付けられていても良いし、寝台２５とは別体として設けられても良い。

ロック解除スイッチは、操作者Ｑがスイッチを押下している間のみ稼働するデッドマンスイッチで構成される。また、移動制御スイッチは、ロック解除スイッチが押下されている間のみ稼働するよう構成されている。したがって、アーム２４又は寝台２５を移動させる場合、操作者Ｑは、ロック解除スイッチを押下した状態で移動制御スイッチを操作する。また、操作者Ｑがロック解除スイッチを解放すると、アーム２４又は寝台２５はロックされる。

Ｘ線検出器２７は、例えば平面検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）により構成され、Ｘ線検出器２７に照射されたＸ線を検出し、この検出したＸ線の検出データに基づいてＸ線透視画像やＸ線撮影画像の画像データを出力する。この検出データはコンソール４０に与えられ、コンソール４０において画像データが生成される。なお、Ｘ線検出器２７は、イメージインテンシファイア、ＴＶカメラなどを用いて構成されてもよい。

Ｘ線照射部２８は、Ｘ線管２１、Ｘ線可動絞り２２及びフィルタ２３を収容する。Ｘ線管２１は、高電圧電源３１により電圧を印加されてＸ線を発生する。

Ｘ線可動絞り２２は、Ｘ線管２１から発生したＸ線の照射野を調整する機構を有する。具体的には、Ｘ線可動絞り２２は、２対の可動羽根を有し、各対の可動羽根が開閉することでＸ線の照射野を調整し、視野サイズを決定する。可動羽根は、鉛などのＸ線を遮断する金属で構成され、Ｘ線検出器２７に照射されるＸ線を遮断する。それにより、Ｘ線検出器２７の検出面におけるＸ線の受光領域を調整する。

ここで、Ｘ線の照射野とは、Ｘ線管２１とＸ線検出器２７との間のＸ線が照射される空間のことである。図１のｘｙ平面上において、Ｘ線の照射野は、Ｘ線管２１を頂点とした三角形で示される領域のことである。また、受光領域とは、Ｘ線検出器２７の検出面上におけるＸ線の照射領域のことである。

Ｘ線可動絞り２２は、Ｘ線の照射野を調整することで、Ｘ線検出器２７の検出面における受光領域の大きさを制御する。以下、Ｘ線検出器２７の検出面上におけるＸ線の受光領域の大きさのことを「視野サイズ」と定義する。操作者Ｑは、Ｘ線可動絞り２２の位置を変更することで、視野サイズを様々に設定できる。

フィルタ２３は、アルミニウムや銅などの金属で構成され、Ｘ線検出器２７に照射されるＸ線を減弱させる。フィルタ２３は、Ｘ線検出器２７に照射されるＸ線量を減らすが、完全に遮断しないため、フィルタ２３が適用された受光領域においてもＸ線が検出され、画像データが得られる。

コンソール４０は、コンピュータをベースとして構成されており、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して外部装置と相互通信可能である。コンソール４０は、処理回路４１、記憶回路４２、入力回路４３及びディスプレイ４４などのハードウェアから構成される。

処理回路４１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、コンソール４０の各構成要素に相互接続される。なお、コンソール４０は、記憶媒体ドライブを具備する場合もある。

処理回路４１は、専用のハードウェアで構成してもよいし、内蔵のプロセッサによるソフトウェア処理で後述する各種機能を実現するように構成してもよい。ここでは一例として、処理回路４１がプロセッサによるソフトウェア処理によって各種機能を実現する場合について説明する。

なお、上記説明におけるプロセッサとは、専用又は汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブル論理デバイス及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）などの回路を意味する。上記プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）などが挙げられる。処理回路４１は、記憶回路４２に記憶されたプログラム又は処理回路４１のプロセッサ内に直接組み込まれたプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することで各機能を実現する。

また、処理回路４１は、単一のプロセッサによって構成されてもよいし、複数の独立したプロセッサの組合せによって構成されてもよい。後者の場合、複数のプロセッサにそれぞれ対応する複数の記憶回路が設けられると共に、各プロセッサにより実行されるプログラムが当該プロセッサに対応する記憶回路に記憶される構成でもよい。別の例としては、１個の記憶回路が複数のプロセッサの各機能に対応するプログラムを一括的に記憶する構成でもよい。

記憶回路４２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の他、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光ディスク装置等の外部記憶装置を含む記憶媒体である。記憶回路４２は、処理回路４１において実行される各種プログラム（アプリケーションプログラムの他、オペレーティングシステム等も含まれる）、プログラムの実行に必要なデータ及び画像データを記憶する。また、記憶回路４２は、オペレーティングシステムを制御するための各種コマンドを記憶してもよい。入力回路４３からの入力を支援するＧＵＩ（Graphical User Interface）のプログラムを記憶してもよい。

入力回路４３は、例えば、キーボード、マウス、ジョイスティック、又はトラックボール等の入力デバイスから構成される。入力回路４３は、入力デバイスを介して操作者Ｑの入力を受け付ける。操作者Ｑにより入力デバイスが操作されると、入力回路４３は、その操作に応じた入力信号を生成し、この入力信号を処理回路４１に出力する。

ディスプレイ４４は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等の表示デバイスである。ディスプレイ４４は、処理回路４１の制御に従って、Ｘ線画像を表示する。

［第１の実施形態］
（１）構成
図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１Ａの機能構成例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、コントローラ３０ａは、処理回路３５ａ及び記憶回路３６を有する。処理回路３５ａ及び記憶回路３６のハードウェア構成は、図１に示したコンソール４０の処理回路４１及び記憶回路４２と同様である。

コントローラ３０ａの処理回路３５ａは、判定機能３５１ａ、Ｘ線調整機能３５２及びデータ送受信機能３５３を有する。判定機能３５１ａ、Ｘ線調整機能３５２及びデータ送受信機能３５３の各機能は、処理回路３５ａが各機能に対応する所定のプログラムを呼出し、これらのプログラムを実行することにより実現される。

判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５のロック解除信号に応じて視野サイズを変更する機能を有する。アーム２４のロック解除信号は、アームロック解除スイッチＳＷ１が押下されることでオンになる。また、アーム２４のロック解除信号は、アームロック解除スイッチＳＷ１が解放されることで、オフになる。

同様に、寝台２５のロック解除信号は、寝台ロック解除スイッチＳＷ２が押下されることでオンになる。また、寝台２５のロック解除信号は、寝台ロック解除スイッチＳＷ２が解放されることで、オフになる。

判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５のロック解除信号がオンのとき、ロック解除信号がオンになる直前の視野サイズよりも視野サイズを大きくする。一方、アーム２４又は寝台２５のロック解除信号がオフのとき、視野サイズをロック解除信号がオンになる直前の視野サイズに戻す。なお、判定機能３５１ａにおける視野サイズの変更方法については、後述の図４及び図５で詳細に説明する。

また、アーム２４又は寝台２５のロック解除信号スイッチが押下されると、判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５のロックを解除する前の視野サイズを絞り制御回路３２から取得する。判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５を移動させる前の視野サイズに基づいて、アーム２４又は寝台２５を移動させる際の変更視野サイズを決定してもよい。なお、アーム２４又は寝台２５を移動させる際の視野サイズは予め設定されていてもよい。判定機能３５１ａで決定された変更視野サイズは、絞り制御回路３２、Ｘ線調整機能３５２及び表示制御機能４１１ａに送信される。

更に、判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５を移動させる前の視野サイズを記憶回路３６に記憶しておく。判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５の移動が終了しアーム２４又は寝台２５がロックされると、記憶回路３６に記憶された移動前の視野サイズを読み出す。判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５の移動中の視野サイズから記憶回路３６から読み出された移動前の視野サイズに視野サイズを変更する。

Ｘ線調整機能３５２は、視野サイズに応じてＸ線管２１に印加する管電圧と管電流を決定する。Ｘ線調整機能３５２は、例えば、狭い視野サイズで取得した画像を拡大して表示する場合、ノイズが目立つ画像になるため視野サイズに応じて出力するＸ線量を変化させてノイズによる画像の劣化を防止する。また、Ｘ線調整機能３５２は、ＡＢＣ（auto brightness control：自動輝度制御）機能を有する。ＡＢＣ機能により、Ｘ線調整機能３５２は、Ｘ線量を変更してＸ線画像の画質を自動調整する。

データ送受信機能３５３は、Ｘ線検出器２７で検出された検出データをコンソール４０に送信する。

コンソール４０の処理回路４１ａは、表示制御機能４１１ａを有する。表示制御機能４１１ａは、処理回路４１ａが表示制御機能４１１ａに対応する所定のプログラムを呼出し、これらのプログラムを実行することにより実現される。

表示制御機能４１１ａは、Ｘ線検出器２７で検出された検出データに基づいてＸ線画像を生成する。更に、表示制御機能４１１ａは、ディスプレイ４４におけるＸ線画像の表示サイズに応じて生成されたＸ線画像を拡大縮小する。

また、表示制御機能４１１ａは、広い視野サイズで取得された画像に狭い視野サイズ示す画像を重畳した表示画像を生成する。表示制御機能４１１ａで生成される表示画像については図６で詳細に説明する。

（２）動作
図３は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１Ａの動作の一例を示すフローチャートである。以下、図４を参照しつつ、図３のフローチャートのステップ番号に従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１Ａの動作を説明する。

ステップＳ１０１において、操作者Ｑは、狭い視野サイズで撮像を開始する。視野サイズの変更は、例えば、寝台２５に設置された操作パネルＳＷやフットスイッチからの入力信号に基づいて実行される。コントローラ３０は、視野サイズの変更指示を受信すると、絞り制御回路３２を介してＸ線可動絞り２２の可動羽根を制御し、Ｘ線の照射野を調整することで視野サイズを変更する。

図４は、視野サイズを説明する模式図である。図４の上部は、Ｘ線管２１及びＸ線検出器２７のｘｙ断面をｚ軸方向から観察した平面模式図を示している。図４の下部は、Ｘ線検出器２７の検出面（ｘｚ平面）をｙ軸下方向に観察した平面模式図を示している。

図４では、説明を簡略化するため、視野サイズＡ、視野サイズＢ及び視野サイズＣの３つの視野サイズを例示している。図４において各視野サイズは正方形で示され、Ｘ線検出器２７の検出面の中心に向かって所定の間隔で縮小している。なお、実際のＸ線診断装置１Ａは、３つ以上の視野サイズを有し、各視野の形状は、正方形には限定されない。

視野サイズＡは、Ｘ線検出器２７の検出面との同じサイズであり、図４の例では、Ｘ線検出器２７における最大の視野サイズである。一方、視野サイズＣは、Ｘ線検出器２７における最小の視野サイズである。視野サイズＢは、視野サイズＡと視野サイズＣの中間の視野サイズである。

以下、広い視野サイズにおける撮像には視野サイズＡが、狭い視野サイズにおける撮像には視野サイズＣが利用されるものとして説明する。図３のフローチャートのステップＳ１０１では、操作者Ｑは、視野サイズを視野サイズＣに設定して撮像する場合を例として説明している。

視野サイズは、Ｘ線検出器２７の検出面上のＸ線の受光領域の大きさによって決定する。Ｘ線検出器２７の受光領域は、Ｘ線管２１から照射されるＸ線の照射野により決定し、Ｘ線の照射野はＸ線可動絞り２２により調整される。

Ｘ線可動絞り２２が位置２２Ａの場合、Ｘ線検出器２７の検出面におけるＸ線の受光領域の大きさは、視野サイズＡに対応する大きさになる。同様に、Ｘ線可動絞り２２が位置２２Ｂの場合、Ｘ線検出器２７の検出面におけるＸ線の受光領域の大きさは、視野サイズＢに対応する大きさになり、Ｘ線可動絞り２２が位置２２Ｃの場合、Ｘ線検出器２７の検出面におけるＸ線の受光領域の大きさは、視野サイズＣに対応する大きさになる。

以上が、視野サイズの説明である。図３に戻ってのフローチャートの説明を続ける。

ステップＳ１０２において、操作者Ｑは、寝台２５又はアーム２４のロックを解除し、寝台２５又はアーム２４を移動させて視野移動を開始する。操作者Ｑにより寝台２５又はアーム２４のロック解除スイッチが押下されると、ロック解除信号はオンになる。

ステップＳ１０３において、判定機能３５１ａは、寝台２５又はアーム２４のロック解除信号を受信すると、狭い視野サイズ（視野サイズＣ）から広い視野サイズ（視野サイズＡ）に視野サイズを自動変更する。このように、判定機能３５１ａは、寝台２５又はアーム２４を移動させる際、視野サイズの自動切り替えを実行する。

また、判定機能３５１ａは、視野サイズを変更する場合、元の狭い視野サイズを絞り制御回路３２から取得し記憶回路３６に記憶する。また、視野サイズが変更されると、ディスプレイ４４には変更された視野サイズで取得された画像が表示される。また、視野サイズが狭い視野サイズから広い視野サイズに変更された場合、Ｘ線調整機能３５２は、広い視野サイズの撮像に適した条件でＸ線を照射する。

なお、視野サイズの変更は、ロック解除信号を受信したタイミングには限定されない。例えば、判定機能３５１ａは、ロック解除信号と寝台２５又はアーム２４の移動信号とを両方受信した場合に視野サイズを変更してもよい。

具体的には、判定機能３５１ａは、アーム制御回路３３からアーム移動信号を受信する。判定機能３５１ａは、アーム２４のロック解除信号がオンの状態であって、アーム移動信号を受信したタイミングで視野サイズを変更してもよい。同様に、判定機能３５１ａは、寝台制御回路３４から寝台移動信号を受信する。判定機能３５１ａは、寝台２５のロック解除信号がオンの状態であって、寝台移動信号を受信したタイミングで視野サイズを変更してもよい。

ステップＳ１０４において、操作者Ｑは視野移動を終了し、寝台２５又はアーム２４のロック解除スイッチを解放し、寝台２５又はアーム２４をロックする。寝台２５又はアーム２４のロック解除スイッチが解放されると、ロック解除信号はオフになる。

ステップＳ１０５において、判定機能３５１ａは、ロック解除信号がオフになると、広い視野サイズ（視野サイズＡ）から狭い視野サイズ（視野サイズＣ）に視野サイズを自動変更する。判定機能３５１ａは、記憶回路３６から視野移動開始前の視野サイズＣを取得し、視野サイズを視野サイズＡから視野サイズＣに変更する。このように、判定機能３５１ａは、寝台２５又はアーム２４がロックされ視野移動が完了した際も視野サイズを自動で切り替える。

視野サイズが広い視野サイズから狭い視野サイズに変更されると、ディスプレイ４４には変更後の狭い視野サイズで取得された画像が表示される。また、視野サイズが広い視野サイズから狭い視野サイズに変更された場合、Ｘ線調整機能３５２は、狭い視野サイズの撮像に適した条件でＸ線を照射する。

以上がフローチャートの説明である。以下、視野移動の際の視野サイズの自動切り替えについて図５を用いて更に説明する。

図５は、視野移動の際の視野サイズの自動切り替えを説明する模式図である。図５には左から順に画像Ｄ１から画像Ｄ４の４つの画像が示されている。左から１番目は、狭い視野サイズである視野サイズＣにおいて関心点を含む領域Ｅを撮像した画像Ｄ１である。左から２番目は、視野移動のために視野サイズを広い視野サイズである視野サイズＡに変更して撮像した画像Ｄ２である。左から３番目は、視野サイズＡにおいてアーム２４又は寝台２５を移動させて関心点を含む領域Ｅを視野の中央付近に移動させて撮像した画像Ｄ３である。左から４番目は、視野サイズＡから元の狭い視野サイズである視野サイズＣに変更して撮像した画像Ｄ４である。

ここで、関心点とは、例えば、病変部や治療デバイスの先端など操作者Ｑが観察したい点のことである。関心点は、ある視野において１点の場合もあれば、複数の関心点が散在している場合もある。また、操作者Ｑは、関心点を中心として所定の広がりを持った領域を観察する場合がある。以下、このような関心点を含む領域のことを関心領域と呼ぶこととする。

画像Ｄ１に示された２つの黒丸は関心点であり、２つの関心点を含む領域Ｅが操作者Ｑの関心領域Ｅである。画像Ｄ１において、関心点が画像の上部に位置しているため、関心領域Ｅの一部が視野外に存在する。図５では、操作者Ｑがアーム２４又は寝台２５を移動さて関心領域Ｅが視野内に収まるよう視野を移動させる場合を例として説明する。

操作者Ｑは、視野を移動させる際、まず第１にアーム２４又は寝台２５のロック解除スイッチを押下する。ロック解除スイッチが押下されると、コントローラ３０の判定機能３５１ａはロック解除信号を受信する。また、ロック解除スイッチが押下されることでアーム２４又は寝台２５の移動が開始できる。

従来のＸ線診断装置では、アーム２４又は寝台２５のロック解除スイッチを押下し、アーム２４又は寝台２５の移動を開始する前後において、操作者Ｑは、視野サイズの変更操作を手動で行っていた。即ち、操作者Ｑは、狭い視野サイズである視野サイズＣから広い視野サイズである視野サイズＡに視野サイズの設定を変更する操作を視野移動の開始前後に手動で実行していた。

一方、本実施形態に係るＸ線診断装置１Ａでは、操作者Ｑがアーム２４又は寝台２５のロック解除スイッチを押下するだけで、視野サイズが広い視野サイズに自動で変更される。即ち、コントローラ３０の判定機能３５１ａにロック解除信号が入力されると、判定機能３５１ａは、狭い視野サイズである視野サイズＣから広い視野サイズである視野サイズＡに視野サイズを自動的に変更する。

また、次に、操作者Ｑは、広い視野サイズである視野サイズＡにおいて関心領域Ｅが視野内に収まるように視野移動を行う。画像Ｄ３は、視野サイズＡにおける視野移動後の画像を示している。操作者Ｑは、視野移動が完了すると、アーム２４又は寝台２５のロック解除スイッチを解放し、アーム２４又は寝台２５をロックする。

従来のＸ線診断装置では、視野移動が完了し、アーム２４又は寝台２５をロックした後、操作者Ｑは、視野移動時の広い視野サイズである視野サイズＡから狭い視野サイズである視野サイズＣに視野サイズを手動で変更していた。

一方、本実施形態に係るＸ線診断装置１Ａでは、操作者Ｑがアーム２４又は寝台２５のロック解除スイッチを解放し、アーム２４又は寝台２５をロックするだけで、視野サイズが元の狭い視野サイズに自動で変更される。即ち、ロック解除信号がオフになると、判定機能３５１ａは、広い視野サイズである視野サイズＡから視野移動開始前の狭い視野サイズである視野サイズＣに視野サイズを自動的に変更する。

このように、本実施形態に係るＸ線診断装置１Ａは、アーム２４又は寝台２５の移動にかかわるロック解除スイッチがオンになったことを検出し、視野サイズを視野移動に適した広い視野サイズに自動的に変更する。これにより、視野移動における操作者Ｑの操作負担を軽減することができる。また、視野移動において、操作者Ｑは、アーム２４又は寝台２５の移動に注力することができる。

更に、Ｘ線診断装置１Ａは、ロック解除スイッチがオフになったことを検出することで、視野移動前の狭い視野サイズに自動で変更できる。これにより、操作者Ｑは、アーム２４又は寝台２５の移動が完了するとすぐに関心点の観察や治療デバイスの操作を開始でき、撮像時間や治療時間が短縮されると共に、撮像全体における被曝量を低減できる。

なお、上述では、アーム２４又は寝台２５の移動時に狭い視野サイズから広い視野サイズに切り替える場合を説明したが、視野サイズの切り替えは、多段階であってもよい。例えば、視野サイズは、アーム２４又は寝台２５の移動速度に応じて段階的に切り替えられてもよい。

具体的には、コントローラ３０は、アーム制御回路３３からアーム２４の移動速度を含むアーム移動信号を受信する。判定機能３５１ａは、移動速度に応じて視野サイズを適応的に変化させてもよい。例えば、判定機能３５１ａは、所定の移動速度よりもアーム２４の移動速度が遅い場合、変更後の視野サイズを視野サイズＡよりも狭い視野サイズＢに決定してもよい。また、所定の移動速度よりもアーム２４の移動速度が速い場合、判定機能３５１ａは、変更後の視野サイズを視野サイズＡよりも広い視野サイズＸに決定してもよい。

ここで、所定の移動速度は、例えば、据付調整時など被検体Ｐの撮像前に予め設定された移動速度のことである。なお、記憶回路３６は、移動速度と視野サイズとを関連付けした設定情報を記憶し、判定機能３５１ａは、移動速度に基づいて視野サイズを決定してもよい。即ち、移動速度が第１の範囲内にある場合は視野サイズＢ、第２の範囲内にある場合は視野サイズＡのように、移動速度に応じて視野サイズが段階的に調整できるよう、記憶回路３６は、移動速度と視野サイズとを関連付けした設定情報を記憶する。

更に、判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５の移動速度にかかわらず、一定時間同じ視野サイズを維持することで、視野サイズが頻繁に切り替わらないように制御してもよい。即ち、判定機能３５１ａは、移動速度が変化した場合、移動速度が変更された直後から一定時間、移動速度が変化する直前の視野サイズを維持する。

なお、寝台２５を移動させる場合も同様である。この場合、コントローラ３０は、寝台制御回路３４から寝台２５の移動速度を含む寝台移動信号を受信する。

また、上述では、視野サイズの切り替えはアーム２４又は寝台２５の移動開始直後又はロック直後に実行される場合を説明した。しかしながら、視野サイズの切り替えタイミングは、アーム２４又は寝台２５の移動開始直後又はロック直後には限定されない。

例えば、アーム２４又は寝台２５のロック解除スイッチが押下されてから一定時間経過後に視野サイズＡに変更されてもよい。また、アーム２４又は寝台２５の移動開始直後において、判定機能３５１ａは、変更後の視野サイズを視野サイズＡよりも狭い視野サイズＢに決定してもよい。即ち、判定機能３５１ａは、アーム２４又は寝台２５の移動開始直後は視野サイズを視野サイズＢとし、一定時間経過後に視野サイズを視野サイズＢから視野サイズＡに変更してもよい。

以上がアーム２４又は寝台２５の移動に伴う視野サイズの自動切り替えに関する説明である。以下、図６を用いて広い視野サイズにおいてフィルタ２３を適用することで被曝線量を更に低減する方法について説明する。

図６は、広い視野サイズの領域にフィルタ２３を適用した場合の表示例を説明する模式図である。図６の左側は、図５の画像Ｄ１と同じ画像であり、狭い視野サイズである視野サイズＣにおいて取得された画像を示している。図６の右側は、広い視野サイズである視野サイズＡにおいてフィルタ２３を適用して取得された画像Ｄ５を示している。画像Ｄ５では、フィルタ２３が適用された領域Ｆをハッチングで示している。

画像Ｄ５は、Ｘ線検出器２７において視野サイズＡに対応する受光領域のうち、狭い視野サイズＣに対応する受光領域を除く領域Ｆにフィルタ２３が適用された場合を示している。フィルタ２３が適用された領域と適用されていない領域とではＸ線検出器２７におけるＸ線の受光量が異なるため、フィルタ２３が適用された領域と適用されていない領域とでは取得される画像の画質が異なる。操作者Ｑは、画質の違いにより視野サイズＡにおける視野サイズＣの範囲を認識することができる。

フィルタ２３は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を減弱させる効果を有する。そもそも、Ｘ線調整機能３５２において、狭い視野サイズの場合よりも広い視野サイズの方が被曝線量は低い。本実施形態に係るＸ線診断装置１Ａは、Ｘ線調整機能３５２による被曝線量の低減効果に加えて、フィルタ２３を適用することにより、更に被曝線量を低減した撮像が可能となる。

なお、Ｘ線管２１とＸ線検出器２７との距離であるＳＩＤ（Source Image receptor Distance）が変更された場合、絞り制御回路３２は、ＳＩＤに応じてフィルタ２３の位置を自動で調整する。絞り制御回路３２は、フィルタ２３の開口から照射されるＸ線の受光領域と視野サイズＣにおける受光領域とが一致するようにフィルタ２３の位置を調整する。

図６では、画質の違いにより視野サイズＡと視野サイズＣとを区別する方法を説明したが、視野サイズＡと視野サイズＣとを区別する方法は、画質を異ならせることには限定されない。

図７は、広い視野サイズに狭い視野サイズを示す画像を重畳した表示例を説明する模式図である。図７は、広い視野サイズである視野サイズＡにおいて撮像された画像Ｄ６に、狭い視野サイズである視野サイズＣの範囲を示す矩形状の破線枠で示す画像Ｄ７を重畳した画像を示している。

視野サイズＣの範囲を示す画像Ｄ７は、コンソール４０ａの表示制御機能４１１ａで生成される。表示制御機能４１１ａは、コントローラ３０の判定機能３５１ａから移動開始前の視野サイズ（視野サイズＣ）及び変更後の視野サイズ（視野サイズＡ）を取得し、変更後の視野サイズＡで取得された画像上における移動開始前の視野サイズＣの範囲を示す画像Ｄ７を生成する。即ち、表示制御機能４１１ａは、視野サイズＡにおいて生成される表示画像上の視野サイズＣにおける画像領域に一致する位置に視野サイズＣの範囲を示す画像Ｄ７を重畳して表示する。

なお、図７では、移動開始前の視野サイズを示す画像Ｄ７を矩形状の破線枠で示したが、移動開始前の視野サイズを示す画像は、矩形状の破線枠には限定されない。例えば、移動開始前の視野サイズに対応する領域に他の領域とは異なる有彩色を割り当てて他の領域と識別可能に表示してもよい。

図６及び図７に示すように、視野移動において広い視野サイズで取得された画像に移動開始前の視野サイズが識別的に表示されることで、操作者Ｑは、関心領域Ｅを移動させる目標位置を容易に把握できる。

このように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１Ａによれば、視野移動における操作者Ｑの操作を省力化し、撮像時間を短縮することで被曝量を低減できる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態は、視野移動において、狭い視野サイズで取得された画像と広い視野サイズで取得された画像とを切り替えて表示する方法を説明した。第２の実施形態では、視野移動に関係なく操作者Ｑが選択した表示モードに応じて、表示態様を切り替える方法を説明する。

（１）構成
図８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１Ｂの機能構成例を示す機能ブロック図である。図８では、図２に示した第１の実施形態に係るＸ線診断装置１Ａとの違いのみを説明し、重複する部分の説明を省略する。

第２の実施形態におけるコンソール４０ｂの表示制御機能４１１ｂは、第１の実施形態におけるコンソール４０ａの表示制御機能４１１ａに加えて、入力回路４３を介して操作者Ｑが入力した表示モードの入力を受け付ける。

表示モードは、単一表示モード及び同時表示モードを含む。単一表示モードでは、現在設定中の視野サイズに対応した画像のみがディスプレイ４４に表示される。即ち、視野サイズの設定が視野サイズＣの場合、視野サイズＣにおいて撮像された画像がディスプレイ４４に表示され、視野サイズの設定が視野サイズＡの場合、視野サイズＡにおいて撮像された画像がディスプレイ４４に表示される。

一方、同時表示モードの場合、設定中の視野サイズにかかわらず狭い視野サイズ及び広い視野サイズの両方の視野サイズに対応する画像がディスプレイ４４に表示される。即ち、設定中の視野サイズが狭い視野サイズ（視野サイズＣ）であっても、視野サイズＡや視野サイズＢのように視野サイズＣよりも広い視野サイズにおける画像が同時に表示される。

なお、同時表示モードにおいて、表示される視野サイズの組合せは、予め設定されていてもよい。ここでの予めとは前述同様である。また、視野サイズの組合せは、現在設定中の視野サイズに応じて決定されてもよい。視野サイズの組合せに関する設定情報は、記憶回路４２に記憶される。

第２の実施形態におけるコントローラ３０ｂの判定機能３５１ｂは、表示制御機能４１１ｂから表示モードを受信する。同時表示モードの場合、判定機能３５１ｂは、絞り制御回路３２を介してＸ線可動絞り２２の位置を変更し、視野サイズを設定中の視野サイズよりも広い視野サイズに変更する。同時に、判定機能３５１ｂは、絞り制御回路３２を介してフィルタ２３を制御し、設定中の視野サイズよりも外側の視野にフィルタ２３を適用する。

このとき、Ｘ線調整機能３５２は、設定中の視野サイズに対応する撮像条件のままであってもよいし、同時表示モードに適応するように撮像条件を変更してもよい。具体的には、Ｘ線調整機能３５２は、設定中の視野サイズにおいて照射されるＸ線量がフィルタ２３により減弱された場合であっても、Ｘ線検出器２７でＸ線が十分に検出されるよう撮像条件を変更してもよい。

（２）動作
図９は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１Ｂの動作の一例を示すフローチャートである。以下、図９のフローチャートのステップ番号に従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１Ｂの動作を説明する。

ステップＳ２０１において、表示制御機能４１１ｂは、操作者Ｑによる表示モードの入力に基づいて、表示モードを決定する。表示モードが単一表示モードの場合、ステップＳ２０２に進み、表示制御機能４１１ｂは、設定された視野サイズで取得された画像をディスプレイ４４に表示する。

一方、表示モードが同時表示モードの場合、ステップＳ２０３に進み、表示制御機能４１１ｂは、広い視野サイズにおける画像と狭い視野サイズにおける画像とをディスプレイ４４に同時表示する。

以上が第２の実施形態に係るＸ線診断装置１Ｂの動作の説明である。以下、図１０を参照して同時表示モードにおける表示例を説明する。

図１０は、同時表示モードの表示例を示す模式図である。図５の左側は、狭い視野サイズで取得された画像Ｄ８、右側は、広い視野サイズで取得された画像Ｄ９を示している。画像Ｄ９においてハッチングが示された領域Ｆは、フィルタ２３が適用された範囲を示している。

狭い視野サイズにおける撮像中に同時表示モードが選択された場合、判定機能３５１ｂは、絞り制御回路３２を介してＸ線可動絞り２２を制御し、視野サイズを広い視野サイズ（例えば、視野サイズＡ）に変更する。同時に、判定機能３５１ｂは、絞り制御回路３２を介してフィルタ２３を制御し、フィルタ２３の開口によるＸ線の受光領域と狭い視野サイズ（例えば、視野サイズＣ）に対応する受光領域とを一致させる。これにより、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１Ｂは、狭い視野サイズにおける画像と広い視野サイズにおける画像との２つの画像を同時に収集できる。

広い視野サイズに対応する受光領域に狭い視野サイズに対応する撮像条件でＸ線が照射されても、狭い視野サイズの外側の領域にフィルタ２３が適用されることにより、狭い視野サイズの外側の領域における被曝量は低減される。

このように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１Ｂによれば、広い視野サイズと狭い視野サイズとを同時に収集することにより、操作者Ｑは、視野サイズを切り替えることなく、関心領域Ｅ周辺の広域的な情報と関心領域Ｅの詳細な情報とを同時に確認できる。

なお、上述では、狭い視野サイズにおける撮像中に同時表示モードが選択された場合のＸ線可動絞り２２及びフィルタ２３の設定について説明したが、広い視野サイズにおける撮像中に同時表示モードが選択された場合も同様である。即ち、Ｘ線可動絞り２２により設定される視野サイズは、広い視野サイズであり、当該広い視野サイズに対応する受光領域の一部にフィルタ２３が適用されることにより、狭い視野サイズが設定される。

なお、広い視野サイズにおける撮像中に同時表示モードが選択された場合、Ｘ線調整機能３５２は、広い視野サイズにおける撮像条件を維持してもよいし、狭い視野サイズにおける撮像条件に変更してもよい。

以上述べた少なくともひとつの実施形態のＸ線診断装置によれば、ユーザの操作を省力化しつつ被曝量を低減することが可能となる。

請求項の用語と実施形態との対応関係は、例えば以下の通りである。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。

Ｘ線可動絞り２２は、請求項記載の絞りの一例である。また、Ｘ線検出器２７は、請求項記載の検出器の一例である。

入力回路４３は、請求項記載の入力部の一例である。ディスプレイ４４は、請求項記載の表示部の一例である。また、表示制御機能４１１ａ及び表示制御機能４１１ｂは、請求項記載の表示制御部の一例である。

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は意図していない。これら実施形態は、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同様に、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ものである。

１…Ｘ線診断装置
２５…寝台
２７…Ｘ線検出器
３０…コントローラ
３２…絞り制御回路
３５１ａ、３５１ｂ…判定機能
４０…コンソール
４１１ａ、４１１ｂ…表示制御機能

Claims (11)

1. Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線の照射野を調整することで視野サイズを変更する絞りとを収容するＸ線照射部と、
   被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、
   前記Ｘ線照射部と前記検出器とを対向させて保持するアームと、
   前記被検体を載置可能な寝台と、
   前記アーム又は前記寝台のロック解除信号に応じて前記視野サイズを変更するコントローラと、
   を備えるＸ線診断装置。
2. 前記視野サイズは、第１の視野サイズと第２の視野サイズとを含み、前記第２の視野サイズは、前記第１の視野サイズよりも大きく、
   前記コントローラは、前記ロック解除信号がオンの場合、前記視野サイズを前記第２の視野サイズに変更し、前記ロック解除信号がオフの場合、前記視野サイズを前記第１の視野サイズに変更する、
   請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記コントローラは、前記アーム又は前記寝台のロック解除信号がオンになった直後に、前記第１の視野サイズよりも大きく、前記第２の視野サイズよりも小さい第３の視野サイズに前記視野サイズを変更し、前記ロック解除信号がオンになった直後から一定時間経過後に前記第２の視野サイズに変更する、
   請求項２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記Ｘ線を減弱させるフィルタを更に備え、
   前記コントローラは、前記第２の視野サイズにおける前記検出器の受光領域のうち前記第１の視野サイズにおける前記検出器の受光領域を除いた領域に前記フィルタを適用し、
   前記検出器は、前記第２の視野サイズに対応する受光領域で前記Ｘ線を検出する、
   請求項２または３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記コントローラは、前記Ｘ線管と前記検出器との距離が変更された場合、前記フィルタの開口により形成される前記検出器の受光領域と前記第１の視野サイズにおける前記検出器の受光領域とが一致するように、前記フィルタの移動を制御する、
   請求項４に記載のＸ線診断装置。
6. 前記検出器で検出された検出データに基づいて生成された画像を表示する表示部と、
   前記第２の視野サイズで検出された検出データに基づいて生成された画像に前記第１の視野サイズを示す画像を重畳した画像を生成する表示制御部と、を更に備える、
   請求項２ないし５のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
7. 前記検出器で検出された検出データに基づいて生成された画像を表示する表示部と、
   前記第２の視野サイズで検出された検出データに基づいて生成された画像に前記第１の視野サイズを示す画像を重畳した画像を生成する表示制御部と、
   前記第１の視野サイズで取得された画像又は前記第２の視野サイズで取得された画像のいずれか一方を表示する単一表示モード、前記第１の視野サイズで取得された画像及び前記第２の視野サイズで取得された画像を並べて表示する同時表示モードのうち、選択されたいずれか一方の表示モードの入力を受け付ける入力部を更に備え、
   前記コントローラは、前記同時表示モードが入力された場合、前記第２の視野サイズにおける前記検出器の受光領域のうち前記第１の視野サイズにおける前記検出器の受光領域を除いた領域に前記フィルタを適用し、
   前記検出器は、前記第２の視野サイズに対応する受光領域で前記Ｘ線を検出し、
   前記表示部は、前記第１の視野サイズで取得された画像及び前記第２の視野サイズで取得された画像を並べて表示する、
   請求項４または５に記載のＸ線診断装置。
8. 前記コントローラは、前記アーム又は前記寝台の移動速度を取得し、前記移動速度に応じて前記視野サイズを変更する、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
9. 前記移動速度は、第１の移動速度及び第２の移動速度を含み、
   前記コントローラは、前記アーム又は前記寝台の移動速度が前記第１の移動速度より遅い前記第２の移動速度である場合、前記視野サイズを前記第１の移動速度における視野よりも狭い視野サイズに変更する、
   請求項８に記載のＸ線診断装置。
10. 前記コントローラは、前記アーム又は前記寝台の移動速度が変化した場合であっても、前記移動速度が変化した直後から一定時間前記移動速度が変化する直前の視野サイズを維持する、
    請求項２ないし９のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
11. Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線の照射野を調整することで視野サイズを変更する絞りとを収容するＸ線照射部と、
    前記Ｘ線を減弱させるフィルタと、
    被検体を透過したＸ線を検出する検出器と、
    前記検出器で検出された検出データに基づいて生成された画像を表示する表示部と、
    第１の視野サイズで取得された画像又は第２の視野サイズで取得された画像のいずれか一方を表示する単一表示モード、前記第１の視野サイズで取得された画像及び前記第２の視野サイズで取得された画像を並べて表示する同時表示モードのうち、選択されたいずれか一方の表示モードの入力を受け付ける入力部と、
    前記同時表示モードが入力された場合、前記第２の視野サイズにおける前記検出器の受光領域のうち前記第１の視野サイズにおける前記検出器の受光領域を除いた領域に前記フィルタを適用するコントローラと、を備え、
    前記検出器は、前記第２の視野サイズに対応する受光領域で前記Ｘ線を検出し、
    前記表示部は、前記第１の視野サイズで取得された画像及び前記第２の視野サイズで取得された画像を並べて表示する、
    Ｘ線診断装置。

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