JP4178332B2 - X線診断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はX線診断装置に係り、特にX線曝射中に被写体に対して何らかの処置を施す操作者や医師等が被写体の近くにいる場合に好適なX線診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線診断装置では、X線管球からの漏れX線の他にX線計測に関する周辺装置や被写体から発生する散乱X線等の多くのX線の発生があるため、基本的にはX線曝射中は被写体以外の人はX線計測室に入らないことが前提となっている。
しかしながら、従来から積極的に診断能を高める目的でX線計測とともに高濃度の血管造影剤を被写体の血管に挿入するダイナミック計測や、動きが激しく何らかの介添が必要な乳児などのX線計測時には、医師や介添者がX線計測中も被写体の近くにいる必要があった。
【0003】
また、最近では定脳位手段や各種外科的治療において、Interventional Radiology (以後、IVRという)と呼ばれる計測画像診断と同時に治療処置を施す各種外科的手術手技がおこなわれる機会が多くなってきており、このIVRに適したX線診断装置の必要性が高くなってきた。
実際のIVRの計測状況を見ると、X線計測中もずっと被写体の近くで医師等(以後、術者と呼ぶ)が各種治療処置を行うことになるが、従来のX線CT装置でのIVR処置例を図6に示す。
【0004】
図6に示すように術者20は、穿刺針21を手20’に持ってスキャナー1の外側近傍からスキャナーガントリカバー2内の寝台に寝ている被写体3に穿刺針21を刺し、穿刺針21の先端を被写体の目的部位に到達させ目的部位の細胞を抽出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記IVRにおいては、穿刺針の先端と被写体の目的部位との位置関係を絶えず確認する必要から、穿刺針21がX線ビーム6内に収まるように手20’で押さえながら刺し込んでいるため、術者20の手20’は、図7に示すようにX線管球4及びX線検出器7の回転位置にかかわらず常にX線ビームに曝され、X線被曝増加が極端に多くなり、IVR処置上大きな問題になっている。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、X線曝射中に被写体に対して何らかの処置を施す術者のX線被曝を少なくすることができるX線診断装置を提供することを目的としている。
【0008】
また、本発明は、被写体を挟んで互いに対向する位置関係にあるX線源と検出器とを被写体を中心にして回転させるとともに前記X線源からX線を照射し、前記検出器で取り込んだ被写体の透過X線を示す信号に基づいて画像を表示するX線診断装置において、前記画像から被写体の周囲の処置空間に存在する異物の位置を検知する検知手段と、前記X線源及び検出器の1回転中のある角度範囲を被写体の処置空間として設定する処置空間設定手段であって、前記検知手段が検知した異物の位置に基づいて該異物を含む空間を前記処置空間として設定する処置空間設定手段と、前記X線源が前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、該X線源のX線照射量を停止又は低減する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
これにより、処置空間の設定は自動的に設定することもできる。即ち、被写体と異なる手などの異物の存在は、画像から検知できる。従って、異物を検知した場合には、その位置を基準にして処置空間を設定できる。そして、X線源がこの処置空間に対応する所定の角度範囲にあるときは、X線照射量を低減又は停止することにより、術者のX線被曝は被写体を透過した減弱X線のみになり、術者の大幅な被曝量低下を達成することができる。
【0009】
また、前記X線源は、該X線源が照射するX線ビームファン開き角度に180°を加えた角度以上の回転角度においてX線を照射し、前記制御手段は前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、前記X線源のX線照射を停止してもよい。
また、前記X線源は、0°から360°までの回転角度においてX線を照射し、前記制御手段は前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、前記X線源のX線照射量を低減してもよい。
【0010】
尚、X線源及び検出器の1回転中にX線量を可変にする技術は、スマートスキャンとして知られているが、このスマートスキャンは、被写体の断面形状に応じてX線量を可変にし、被写体の断面形状にかかわらず透過X線量を一定にし、これにより良好な画像を再構成できるようにしたものであり、本発明のように処置空間での術者の被曝量を低減させるものではない。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るX線診断装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は本発明に係るX線診断装置の全体構成を示すブロック図であり、特にX線CT装置に関して示している。
【0012】
同図に示すように、このX線CT装置は、主としてスキャナー1、制御装置10、X線高圧発生装置11、及び画像処置装置30等から構成されている。スキャナー1のガントリカバー2内には、X線管球4とX線検出器7とが180度対向した位置関係で配置されている。このX線管球4から発生したX線は、X線ビーム補償装置5に内蔵されたX線補償物を通過して、被写体計測時の検出器入射X線量がほぼ一定値になるX線ビーム強度分布に校正される。このX線ビームは、さらに上記X線ビーム補償装置5の下部に配置されたX線を遮る金属体から構成されたX線側コリメータによりスライス方向にビーム幅が制限されたX線ビーム6となって照射される。
【0013】
X線ビーム6は、図示されていない寝台上に寝ている被写体3を通過し、X線管球4と対向した位置関係にある複数の検出チャンネルを有したX線検出器7に入射される。尚、X線CT装置の一部には、X線検出器7の前面に更に入射X線ビーム幅を規制する検出器側コリメータが配置されるものもある。
X線検出器7に入射したX線は電流信号に変換され、この電流信号は検出器増幅器8によって電気信号に変換され、これら計測電気信号はA/D変換器13を介して画像処置装置30に送出される。
【0014】
画像処理装置30は、X線CT装置全体を制御する中央処理装置(CPU)31、画像の再構成演算を実行する画像再構成処理回路32、磁気ディスク33、インターフェース34、表示メモリ35等を有し、これらはデータバス36に接続されている。前記画像再構成処理回路32は、スキャン計測によって入力したデータから公知の画像再構成手法によってCT画像を再構成する。再構成されたCT画像は、データバス36を介して表示メモリ35に送られ、CRTモニタ37に表示され、また再表示等のために磁気ディスク33に格納される。
【0015】
ここで、上記X線CT装置の計測動作全体は制御装置10の指令により制御されており、コリメータ開口幅の制御により複数のX線ビーム幅の設定、スキャナー1の回転やスキャナー角度(チルト動作と呼ばれる)設定、さらにはX線高圧発生装置11の制御によるX線の出力制御等、スキャナー計測全体の制御が行われている。
【0016】
次に、本発明による低被曝IVR用計測手順について説明する。
図1に示す被写体でIVR処置を行う際に、通常処置がしやすい被写体3の上方部をIVR領域として設定する場合に関して説明する。この場合、術者は計測前に操作卓38においてX線計測条件とIVR領域の設定を行う。
この時のIVR領域の設定は、通常の計測プロトコル選択の操作画面に表示されたメニュー画面を用いて設定する。即ち、図2に示すように画面上に被写体とその周囲の処置空間をグラフィック表示し、被写体から見た角度方向や予め規定されたIVR領域を画面上で選択する。例えば、図2では、被写体3の上方部(0°の方向)を示すマークをマウス等の指示入力手段によって選択されており、このようにして角度位置が選択指定されると、その角度位置を中心に所定の角度範囲(例えば、±45°)がIVR処置領域として設定される。
【0017】
これらの計測条件の設定が完了すると、CPU31は設定された計測条件とIVR領域を読み取り、予め計測条件に対応した制御手順をスキャナー1、制御装置10及び寝台等に伝送し、術者の計測開始指示により実際のX線計測を開始する。
この計測が開示されたスキャナー回転角度とX線の制御方法を、スキャナー回転角度とX線照射との関係を示す図3を用いて説明する。
【0018】
スキャナーのX線管球が被写体の真上にきたときを0°とすると、通常のCT計測では、360°の1回転にわたってX線強度を変えないが、本発明では、予めIVR計測モードにおいてIVR領域が設定されることにより、図3(a)に示すようにX線管球が被写体の上方を通過回転する所定の角度範囲(即ち、予め設定されたIVR領域)では、X線がOFFに制御される。
【0019】
ここで、X線をONにするスキャナー回転角度は、CT計測で良く知られているハーフスキャン計測が可能な領域を確保する必要があり、図3(a)に示すA°〜B°までのスキャナー計測回転角度は、最低限X線ビームファン開き角度(α)+180°以上に設定する必要がある。また、被写体の左側面方向をIVR領域に設定した場合には、図3(b)に示すようにスキャナー計測回転角度は、A’°〜B’°までの範囲とし、この範囲だけX線をONにする。
【0020】
次に、本発明でのX線制御シーケンスと従来のX線制御シーケンスの違いを、図4のタイミングチャートを用いて説明する。
図4は縦軸がX線のON/OFF状態を示し、横軸がスキャナー回転角度を示す。図4(a)は従来のCT計測モードを示しており、このCT計測モードでは、スキャナー回転角度360°(360°以上も含む)全てX線を照射し、1断面の計測が完了すると、X線をOFF状態にするとともに寝台を次の断面位置に移動させ、これを繰り返して一連の計測を完了する。また、図4(c)は他のCT計測モードを示しており、このCT計測モードでは、スキャナー回転と同時に寝台を移動又は寝台は移動させずに連続してX線を照射し、複数計測する。
【0021】
上記図4(a)及び(c)に示したモードに対応する本発明のIVR計測モードを、図4(b)及び(d)に示す。
図4(b)及び(d)に示すようにスキャナー計測回転角度は、A°〜B°までの範囲とし、この範囲だけX線をONにしている。尚、本発明では図4(d)の寝台移動なしの計測モードを想定しているが、被写体の近くに介助者がいて計測する他の計測モードでも被曝線量の低減を図ることができることは言うまでもない。
【0022】
図5はIVR領域でX線を完全にOFFにしない他の実施の形態を示すタイミングチャートである。
即ち、図3及び図4に示した実施の形態は、0°〜360°のうちの所定の角度範囲の間、X線を完全にOFFにすることができるハーフスキャン計測に適用されるが、0°〜360°の全角度のデータを利用するフルスキャン計測では、X線を完全にOFFにすることができない。
【0023】
そこで、フルスキャン計測の場合には、図5に示すようにIVR領域(0°〜A°とB°〜360°)でX線線量を完全にOFFにせずに低減させるようにする。
図5(a)及び(b)は図4(a)のモードに対応してX線線量を可変する実施の形態を示し、図5(c)及び(d)は図4(c)のモードに対応してX線線量を可変する実施の形態を示している。このようにIVR領域でX線線量を低減させる場合でも術者の被曝線量を大幅に低減することができる。
【0024】
尚、X線線量の可変の仕方はこの実施の形態に限らない。また、X線線量を可変する場合について説明したが、X線管電圧を下げてX線照射量を低減してもよく、さらにIVR領域に対応する角度範囲を通過する期間のみX線ビーム補償装置5のX線ビーム通過箇所でX線低減用のフィルター(アルミ板や銅板等)を挿入して被写体に照射されるX線ビーム強度を低下させてもよい。
【0025】
また、IVR領域の設定は、この実施の形態に限らず、例えばダイヤル等で任意の角度範囲を設定してもよい。更に、IVR領域を自動的設定することもできる。この場合には、再構成された画像から被写体以外の異物(手や処置具など)が被写体の周囲の処置空間に存在するか否かを判別し、異物の存在が判別されると、その異物の位置を検知する。そして、この検知した異物の位置に基づいてその異物を含む所定の空間をIVR領域として設定する。
【0026】
さらに、この実施の形態では、本発明をX線CT装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、検出器としてイメージ・インテンシファイア等を用い、被検者の回りを同心円的に連続回転しながら所定の回転角毎に被検者の透過X線像を撮影し、この透過X線像を示す画像信号をモニタに出力して再生するX線装置にも本発明は適用できる。尚、この装置によって再生された透過X線像は、撮影角度が刻一刻変化するため、人間の目の残像効果により立体画像として認識される。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るX線診断装置によれば、X線源がIVR処置空間に対応する所定の角度範囲を通過する期間は、X線照射量を低減又は停止するようにしたため、X線曝射中にIVR手技を行う術者のX線被曝を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係るX線診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図2はIVR領域を画面上で設定する場合の表示画面の一例を示す図である。
【図3】図3はIVR領域設定に基づくスキャナー回転角度とX線照射ON/OFFとの関係を示す図である。
【図4】図4はスキャナー回転角度とX線のON/OFF制御シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図5】図5はスキャナー回転角度とX線の可変制御シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図6】図6は従来のX線CT装置でのIVR処置例を示す説明図である。
【図7】図7はIVR領域とX線ビームとの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1…スキャナー
2…スキャナーガントリカバー
3…被写体
4…X線管球
5…X線ビーム補償装置
6…X線ビーム
7…X線検出器
8…検出器増幅器
10…制御装置
11…X線高圧発生装置
20…術者
20’…術者の手
21…穿刺針
30…画像処理装置
38…操作卓
Claims (3)
- 被写体を挟んで互いに対向する位置関係にあるX線源と検出器とを被写体を中心にして回転させるとともに前記X線源からX線を照射し、前記検出器で取り込んだ被写体の透過X線を示す信号に基づいて画像を表示するX線診断装置において、
前記画像から被写体の周囲の処置空間に存在する異物の位置を検知する検知手段と、
前記X線源及び検出器の1回転中のある角度範囲を被写体の処置空間として設定する処置空間設定手段であって、前記検知手段が検知した異物の位置に基づいて該異物を含む空間を前記処置空間として設定する処置空間設定手段と、
前記X線源が前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、該X線源のX線照射量を停止又は低減する制御手段と、
を備えたことを特徴とするX線診断装置。 - 前記X線源は、該X線源が照射するX線ビームファン開き角度に180°を加えた角度以上の回転角度においてX線を照射し、
前記制御手段は前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、前記X線源のX線照射を停止する、
ことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。 - 前記X線源は、0°から360°までの回転角度においてX線を照射し、
前記制御手段は前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、前記X線源のX線照射量を低減する、
ことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
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