JP2021145821A - Radiation amount visualization device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被験者や術者の被ばく放射線量を可視化する放射線量可視化装置に関するものである。 The present invention relates to a radiation dose visualization device that visualizes the radiation dose of a subject or an operator.
X線透視・撮影時の空間線量分布をモニタにリアルタイム表示するシステムとして、線量計によって複数の所要座標における空間線量分布データを取得し、これに基づいて、X線透視・撮影時の空間線量分布モニタに表示するシステムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As a system that displays the air dose distribution during X-ray fluoroscopy / imaging on a monitor in real time, the air dose distribution data at multiple required coordinates is acquired by a dosimeter, and based on this, the air dose distribution during X-ray fluoroscopy / imaging is acquired. A system for displaying on a monitor is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のように線量計によって空間線量分布データを取得する場合、保持装置の位置条件等に対応して計測を行う必要があり、様々な環境条件に対応した空間線量分布を把握することは容易でない。 However, when acquiring air dose distribution data with a dosimeter as described above, it is necessary to perform measurement according to the position conditions of the holding device, etc., and it is not possible to grasp the air dose distribution corresponding to various environmental conditions. Not easy.
本発明は、上記の点に鑑み、様々な環境条件に対応した被ばく等の把握を容易できるようにすることを目的としている。 In view of the above points, it is an object of the present invention to make it easy to grasp exposure and the like corresponding to various environmental conditions.
上記の目的を達成するため、本発明は、
シースルー画像またはそれに対応して表示される撮像画像である実画像と重畳させて、被ばく量を示す画像を表示する放射線量可視化装置であって、
上記実画像を視認可能なヘッドマウントディスプレイと、
あらかじめ、複数のX線照射の環境条件に対応して算出された空間線量分布データのうち、X線照射時の環境条件に対応する空間線量分布データを読み出し、術者の水晶体位置に応じた水晶体線量を求めて、上記水晶体線量に応じた画像を上記実画像と重畳させて上記ヘッドマウントディスプレイに表示させる処理部と、
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention
A radiation dose visualization device that displays an image showing the amount of exposure by superimposing it on a see-through image or a real image that is a captured image displayed correspondingly.
With a head-mounted display that allows you to see the actual image above,
Of the air dose distribution data calculated in advance corresponding to the environmental conditions of multiple X-ray irradiation, the air dose distribution data corresponding to the environmental conditions at the time of X-ray irradiation is read out, and the crystalline lens corresponding to the position of the crystalline lens of the operator. A processing unit that obtains a dose, superimposes an image corresponding to the crystalline lens dose on the actual image, and displays it on the head-mounted display.
It is characterized by being equipped with.
これにより、ヘッドマウントディスプレイによるシースルー画像や撮像実画像などと重畳させて放射線量の表示がなされることにより、実質的なリアルタイムで被ばく量を容易に把握可能にすることができる。 As a result, the radiation dose is displayed by superimposing it on the see-through image or the captured actual image by the head-mounted display, so that the exposure dose can be easily grasped in a substantially real time.
本発明によれば、様々な環境条件に対応した被ばく等の把握を容易にできるようになる。 According to the present invention, it becomes possible to easily grasp the exposure and the like corresponding to various environmental conditions.
本発明の実施形態として、X線診断装置やCT装置等のX線装置による放射線被ばくを容易に把握できるようにする放射線量可視化装置の例を説明する。 As an embodiment of the present invention, an example of a radiation dose visualization device that makes it possible to easily grasp radiation exposure by an X-ray device such as an X-ray diagnostic device or a CT device will be described.
放射線量可視化装置は、例えば図1に示すように、あらかじめ、種々のX線照射の環境条件における空間線量分布をモンテカルロ法によって計算し、蓄積するクラウドコンピュータ101と、X線装置103によるX線の照射条件等に基づいて、患者(被験者)の皮膚被ばく量(線量)をモンテカルロ法によって計算するとともに、上記照射条件等に応じてクラウドコンピュータ101から空間線量分布を読み出し、術者の水晶体被ばく量(線量)を推定するローカルホストサーバ102と、上記患者(被験者)の皮膚被ばく量や術者の水晶体被ばく量を示す表示を、例えば図2に示すような現実世界の像に重畳させて、いわゆるシースルー表示で行う例えばHoloLens(マイクロソフト社の登録商標)などの複合現実(Mixed Reality)のヘッドマウントディスプレイ104とを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, for example, the radiation amount visualization device calculates and stores the air dose distribution under various X-ray irradiation environmental conditions by the Monte Carlo method in advance, and the X-rays by the
以下、上記各部で行われる処理や動作について、図3に示すフローチャートを参照して、より詳しく説明する。 Hereinafter, the processes and operations performed in each of the above parts will be described in more detail with reference to the flowchart shown in FIG.
(クラウドコンピュータ101の処理)
(S101) クラウドコンピュータ101には、まず、検査室の種々のX線照射の環境条件が設定される。具体的には、例えば、検査室の大きさや、室内機器、遮蔽板などの設備、おこびこれらの材質(X線等価や吸収等に関する特性)、X線管の管電圧、管電流、パルスレート、X線照射時間、照射視野絞りや、X線装置の位置、姿勢(アームの角度)などが複数通り設定される。
(Processing of cloud computer 101)
(S101) First, various environmental conditions for X-ray irradiation in the examination room are set in the
(S102) 次に、各環境条件ごとに、モンテカルロ計算によって検査室内の空間線量が計算され、蓄積される。 (S102) Next, the air dose in the examination room is calculated and accumulated by Monte Carlo calculation for each environmental condition.
(ローカルホストサーバ102の処理)
(S201) ローカルホストサーバ102では、まず、現在の透視条件(X線照射の環境条件)が収集される。具体的には、例えば、X線装置103に設定されたX線管の管電圧、管電流、パルスレート、X線装置103の位置、姿勢等の情報が取得される。また、図示しない操作装置からの入力等に基づいて、検査室や設備等についての環境条件が収集される。なお、種々のセンサや画像処理などによって設備等の位置などが検出されるようにしてもよい。また、患者203の位置も、例えば超音波センサなどによって検出される。さらに、患者について、あらかじめCT装置によって得られた体の組成構造(例えば皮膚部分、骨の部分、主として水の部分、空気の部分などの配置等)などの情報も収集される。
(Processing of localhost server 102)
(S201) The
(S202) 上記(S201)で収集されたX線装置103によるX線の照射条件に関する情報、および患者の体の組成構造に関する情報にも応じて、モンテカルロ計算によって患者の皮膚被ばく量が計算される。すなわち、この被ばく量の算出は比較的計算量を少なく抑えることが容易なので、ローカルホストサーバ102で例えば数秒おきなどに計算される。ここで、患者の体の組成構造も考慮されることによって、より正確な被ばく量の算出を容易にできる。
(S202) The patient's skin exposure dose is calculated by Monte Carlo calculation according to the information on the X-ray irradiation conditions by the
(S203) 上記(S202)で算出された皮膚被ばく量が累積され、保持データが更新される。 (S203) The skin exposure amount calculated in (S202) above is accumulated, and the retained data is updated.
(S204) 一方、術者の被ばくに関しては、上記(S201)で収集された環境条件に基づいて、対応する検査室内の空間線量が、クラウドコンピュータ101から読み出される。すなわち、このような空間線量の計算は、例えば35cmグリッドで計算するとすればかなり大きな計算量になるので、あらかじめ比較的処理能力の大きなクラウドコンピュータ101等によって種々の環境条件の場合の空間線量分布を計算しておき、ローカルホストサーバ102により読み出すことによって、リアルタイム的な表示が容易になる。
(S204) On the other hand, regarding the exposure of the operator, the air dose in the corresponding examination room is read out from the
(S205) 上記(S204)で算出された空間線量と、後述するヘッドマウントディスプレイ104によって追跡される術者の水晶体の位置に基づいて、術者の水晶体被ばく推定値が求められる。
(S205) An estimated value of the operator's crystalline lens exposure is obtained based on the air dose calculated in (S204) above and the position of the operator's crystalline lens tracked by the head-mounted
(S206) 上記(S203)および(S205)で求められた患者の累積皮膚被ばく分布や、術者の水晶体被ばく量の算出結果がヘッドマウントディスプレイ104に送信されて、後述するように放射線量の可視化表示が行われる。以後、上記(S201)以降が繰り返される。
(S206) The cumulative skin exposure distribution of the patient obtained in (S203) and (S205) above and the calculation result of the crystalline lens exposure amount of the operator are transmitted to the head-mounted
(ヘッドマウントディスプレイ104の処理)
(S301) ヘッドマウントディスプレイ104では、まず、図示しない内蔵カメラによって患者の身体上や術者上、検査室内のマーカーが撮像、識別され、空間上の位置が求められる。
(Processing of head-mounted display 104)
(S301) In the head-mounted
(S302) 上記マーカーの位置に基づいて、術者の位置が求められ、位置情報がローカルホストサーバ102に送られる。この位置情報に基づいて、ローカルホストサーバ102では、上記のように術者の水晶体被ばく推定値が求められる。
(S302) The position of the operator is obtained based on the position of the marker, and the position information is sent to the
(S303) (S301)で求められたマーカー位置に応じて、ローカルホストサーバ102により上記(S206)で送信された患者の皮膚被ばく分布や術者の水晶体被ばく量のデータに基づいた被ばく量の可視化表示が行われる。具体的には、例えば、図2に示すように、ヘッドマウントディスプレイ104では、シースルー画像、または撮像画像表示よって、ベッド201、X線装置103の保持装置202、患者203、および術者204が視認されるとともに、上記患者203の像や術者の像に重畳させて、患者の皮膚被ばく分布や術者の水晶体被ばく量を示す例えば色分け表示や濃淡表示などがなされ、放射線量の3次元的な可視化表示がなされる。具体的には、例えば、患者203の体の表面位置に皮膚線量に応じた色の線量マーク203’が表示される。また、術者204の目の位置に水晶体線量に応じた色の線量マーク204’が表示されたり、表示画面の隅に水晶体線量の数値が表示されたりする。
(S303) Visualization of the exposure dose based on the patient's skin exposure distribution and the operator's crystalline lens exposure dose data transmitted in (S206) by the
上記のように、ヘッドマウントディスプレイ104によるシースルー画像や撮像実画像などと重畳させて放射線量の表示がなされることにより、実質的なリアルタイムで被ばく量を容易に把握可能にすることができる。
As described above, the radiation dose is displayed by superimposing it on the see-through image or the captured actual image by the head-mounted
しかも、比較的計算負荷の小さい患者皮膚被ばくをローカルホストサーバ102によって求めることにより、実質的にリアルタイムな表示を可能にできる一方、比較的計算負荷の大きい検査室の空間線量は、あらかじめクラウドコンピュータ101によって算出し、環境条件に応じて呼び出すことによって、やはり、実質的にリアルタイムな表示を可能にできる。なお、検査室の空間線量を求めるためには、クラウドコンピュータ101を用いるのに限らず、例えば所定の処理能力を有するワークステーションなどのコンピュータが用いられてもよく、配置場所も遠隔やローカルなどでもよい。
Moreover, by obtaining the patient skin exposure with a relatively small calculation load by the
また、上記のような空間線量のモンテカルロ計算によって空間線量が求められるので、環境条件ごとに空間線量分布の計測を行うことなく、多様な環境条件での表示を容易に行うことができる。 Further, since the air dose is obtained by the Monte Carlo calculation of the air dose as described above, it is possible to easily display under various environmental conditions without measuring the air dose distribution for each environmental condition.
101 クラウドコンピュータ
102 ローカルホストサーバ
103 X線装置
104 ヘッドマウントディスプレイ
201 ベッド
202 保持装置
203 患者
203’ 線量マーク
204 術者
204’ 線量マーク
101 Cloud
Claims (4)
上記実画像を視認可能なヘッドマウントディスプレイと、
あらかじめ、複数のX線照射の環境条件に対応して算出された空間線量分布データのうち、X線照射時の環境条件に対応する空間線量分布データを読み出し、術者の水晶体位置に応じた水晶体線量を求めて、上記水晶体線量に応じた画像を上記実画像と重畳させて上記ヘッドマウントディスプレイに表示させる処理部と、
を備えたことを特徴とする放射線量可視化装置。 A radiation dose visualization device that displays an image showing the amount of exposure by superimposing it on a see-through image or a real image that is a captured image displayed correspondingly.
With a head-mounted display that allows you to see the actual image above,
Of the air dose distribution data calculated in advance corresponding to the environmental conditions of multiple X-ray irradiation, the air dose distribution data corresponding to the environmental conditions at the time of X-ray irradiation is read out, and the crystalline lens corresponding to the position of the crystalline lens of the operator. A processing unit that obtains a dose, superimposes an image corresponding to the crystalline lens dose on the actual image, and displays it on the head-mounted display.
A radiation dose visualization device characterized by being equipped with.
上記ヘッドマウントディスプレイはカメラを備え、撮像された画像に基づいて、上記術者の水晶体位置を求め、
上記処理部は、上記求められた術者の水晶体位置に基づいて、術者の水晶体位置に応じた水晶体被線量を求めることを特徴とする放射線量可視化装置。 The radiation amount visualization device according to claim 1.
The head-mounted display is equipped with a camera, and the position of the crystalline lens of the operator is obtained based on the captured image.
The processing unit is a radiation amount visualization device characterized in that the lens dose according to the position of the operator's lens is obtained based on the position of the lens of the operator obtained.
上記処理部は、さらに、上記X線照射時の環境条件に基づいて、モンテカルロ計算により被験者の皮膚での累積皮膚線量を求め、上記被験者の皮膚での累積皮膚線量に応じた画像を上記実画像と重畳させて上記ヘッドマウントディスプレイに表示させることを特徴とする放射線量可視化装置。 The radiation amount visualization device according to any one of claims 1 to 2.
The processing unit further obtains the cumulative skin dose on the subject's skin by Monte Carlo calculation based on the environmental conditions at the time of the X-ray irradiation, and obtains an image corresponding to the cumulative skin dose on the subject's skin as the actual image. A radiation amount visualization device characterized by superimposing and displaying on the head-mounted display.
上記処理部は、さらに、あらかじめ上記被験者について求められたCTデータに基づいて、上記モンテカルロ計算による被験者の皮膚での累積皮膚線量を求めることを特徴とする放射線量可視化装置。
The radiation amount visualization device according to claim 3.
The processing unit is a radiation dose visualization device that further obtains the cumulative skin dose on the skin of the subject by the Monte Carlo calculation based on the CT data obtained in advance for the subject.
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