JP4537506B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線で人体を透視して得られた透視画像をフィルムで撮像したり、ＣＲＴに表示するＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線診断装置では、人体の外部からＸ線を照射し、人体を透過したＸ線をＸ線検出器若しくは、Ｘ線感光フィルムにより捕えて、その透過線量に比例した陰影像を観察している。又、Ｘ線検出器を用いる場合、検出信号をデジタル化してＣＲＴ等で陰影像を表示する。
【０００３】
その際、Ｘ線はある限度以上の線量ではＸ線を透過しようとする対象（以下、被検体）に対して有害な影響を与えることが知られており、Ｘ線診断装置では人体等の被検体を常に被曝の危険に曝していることになる。
【０００４】
また、近年、脳の診断が増加する中で、大量のＸ線被曝は頭髪の抜落を招き、被検体にとって深刻な問題となっている。また、他の体組織においても被曝限度を超えるＸ線照射下では、あざ、しみ等の発生、最悪の場合は癌を誘発するなど、多くの悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００５】
以上のような理由により、低侵襲な診断、治療が注目される中で、Ｘ線診断装置における被検体被曝線量の管理が不可欠となっている。現在、被検体の被曝線量の管理は、Ｘ線発生器若しくはＸ線検出部にＸ線を検出できるＸ線線量計を具備し、そこで得られたＸ線線量を被曝線量として管理したり、術者が論理的に計算し、大まかな値で被曝線量を管理している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のＸ線診断装置では、前述のＸ線線量計等を用いた計測でも、実際の被検体表面でのＸ線被曝量と被曝領域を知ることが出来ない。更に、論理的にＸ線被曝量と被曝領域を求めても、それを視覚的に表示し、更に各被検体別、被曝部位別に被曝線量を管理することによる被曝限度を考慮した診断を行なえないのが現実である。
【０００７】
また、Ｘ線診断装置を構成するＸ線発生部、Ｘ線検出部、テーブル、ポジショナの位置データは、現在各単体で数値データとして表示できるものが多いが、数値データだけでは、実際の各構成部同士の位置関係、装置位置と被検体の位置を確認しづらいという問題がある。更に装置を被検体の任意の位置へ移動させる場合にも、テーブルとボジシヨナの干渉、Ｘ線発生器またはＸ線検出部とテーブルの干渉、被検体とポジショナの干渉等を実際の装置を観察しながら行わなければならず、スムーズな装置制御を行えないという問題点があり、それ故、診断時間を短縮できず、操作者にストレスを与えたり、少ないが被検体には危険を与える原因となっている。
【０００８】
また、例え被曝線量が分かったとしても、それを術者に知らせる手段がなく、被曝線量は術者の認識内での判断に止どまるため、被曝管理に関する関心を低下させる一因となっていた。
【０００９】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その第１の目的は被検体の被曝領域と被曝線量を表示することができるＸ線診断装置を提供することで、第２の目的は、被検体の２次元若しくは３次元の人体モデルを作成し、そのモデル上に被曝領域と被曝線量を表示することができるＸ線診断装置を提供することで、第３の目的は、Ｘ線発生部、Ｘ線検出部、ポジショナ、テーブル、被検体を各々２次元若しくは３次元の実際と同じ形の画像として同一画面上に実際の配置及び位置関係で表示できるだけでなく、各部の位置、角度を示す数値データと共に表示することができると共に、各部の位置や角度が変化したならば、画像も同時に変化して表示することができるＸ線診断装置を提供することで、第４の目的は、Ｘ線診断に関わる各種画像や選択及び数値情報を一括して表示することができるＸ線診断装置を提供することで、第５の目的は、被曝線量が限界被曝線量を超えた場合やポジショナやテーブル等が干渉した場合に警告を発生することができるＸ線診断装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１にかかる本発明は、Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、前記被検体の主要寸法を実測した実測値と前記被検体の既知の表示モデルデータとに基づいて、前記被検体のサイズや体格に適合するように２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を表す画像を表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とする。
上記目的を達成するために請求項２にかかる本発明は、Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、予め作成されて保存されている各種体形の表示モデルの中から前記被検体の基礎データ又は前記被検体の主要寸法を実測した実測値に適合する表示モデルを選択して、前記被検体の２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を表す画像を表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とする。
上記目的を達成するために請求項３にかかる本発明は、Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、前記被検体の２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を、被曝線量別にカラー表示、又は等高線表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のＸ線診断装置の一実施の形態を示した概略構成図である。Ｘ線診断装置は、Ｘ線を曝射するＸ線発生部１、被検体などを透過したＸ線を検出するＸ線検出部２、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２の位置を制御するポジショナ３、被検体１００が横たわるテーブル４、Ｘ線検出部２により得られたＸ線像を表示する表示モニタ部５、Ｘ線の発生条件を制御したり、Ｘ線透視画像を処理したり、装置全体を制御するＸ線制御装置６及び外部から各装置を制御するシステム制御操作部（図２に図示）等から構成される。
【００３１】
図２は図１に示したＸ線制御装置６の内部に搭載されている画像処理部を示したブロック図である。画像処理部３０は、Ｘ線制御部３１、データ収集部３２、データ収集部３３、線量データ収集部３４、動作制御部３５、動作制御部３６、患者データ管理部３７、被曝線量／領域計算部３８、位置情報収集部３９、干渉制御部４０、警告発生部４１、人体モデルデータベース部４２、患者モデル作成部４３、被曝線量データ管理部４４、装置モデル作成部４５、表示画像構成部４６、画像上計測機能処理部４７、外部システム通信部４８及び比較計算部４９を有している。
【００３２】
Ｘ線制御部３１及びデータ収集部３２にはＸ線発生部１が、データ収集部３３にはＸ線検出部２が、線量データ収集部３４には総量計測部８が、動作制御部３５にはポジショナ３が、動作制御部３６にはテーブル４が、位置情報収集部３９には患者画像収集部９が、比較計算部４９にはデフォルト据付データ部１０及びデータ入力部１１が接続されている。また、表示モニタ部５は被曝線量／領域計算部３８、表示画像構成部４６及び画像上計測機能処理部４７を接続している。
【００３３】
更に、上記した画像処理部３０にシステム制御部５０が接続され、このシステム制御部５０には検査／患者データ入力システム制御操作部７が接続されている。
【００３４】
次に本実施の形態の動作について説明する。まず、被検体１００の体表面の被曝領域及び被曝線量を表示モニタ部５に表示する場合について説明する。なお、ここで用いられている表示手段である表示モニタ部５としては、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等が使用されている。
【００３５】
被曝線量／領域計算部３８は、Ｘ線発生部１、データ収集部３２を介してＸ線発生条件（ｋＶ．ｍＡ、曝射時間、絞りの開口など）を入力し、更にポジショナ３、動作制御部３５を介して、被検体１００とＸ線発生部１との距離、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２を結ぶ軸に対する被検体長軸や任意の曝射部位の長軸との角度を入力し、これらデータから被検体１００の被曝線量と被曝領域を計算し、これらの計算結果を表示画像構成部４６に送ることにより、表示モニタ部５に表示する。
【００３６】
この際、表示画像構成部４６は後述する方法により患者モデル作成部４３で作成された人体モデル（被検体１００のモデル）に前記計算結果に基づく情報を付けて表示する。これら表示では被曝領域において、被曝線量別にカラー表示（２色濃淡像を含む）したり、或いは被曝線量を等高線で表してもよい。
【００３７】
ここで、上記カラー表示例を図３に、等高線による表示例を図４に示した。図３のカラー表示の場合は、被曝領域表示像２１内で、被曝中心から被曝周辺に向かうに連れて、段階的に色を変えて行く。用いられる色の数はいくつでもよい。
また、被曝領域表示像２１内で、任意の位置の被曝線量を数値で画像上に示してもよい。更に、被曝線量とカラー表示の関係を示したバー（ｂａｒ）状のスケール２２を画像の一部に表示する方法でもよい。
【００３８】
図４に示した等高線表示２３では、被曝領域内で同被曝線量位置を任意点だけ結んだ線で等高線を表しているが、その線の一部に数値を表示する。更に、等高線の間隔は被曝線量の計算の有効数値内で、任意に区切ることが出来るものとする。
【００３９】
更に、図５の領域２４に示すようにカラー表示と等高線表示を同時に示してもよい。ここでは、頭部の例を示してあるが、被検体１００の任意の箇所において同等の手段でカラー表示と等高線表示を行うことができる。なお、ここで図示した曝射部位は、図６に示すように、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２とが結ぶ線に対し垂直な面２５であってもよいし、垂直面以外から眺めたような表示でも構わない。
【００４０】
更に、図示しないが被曝領域と被曝線量を表示させる際の人体モデルは、モデルではなく患者画像収集部９の光学系撮影手段等により得られた被検体１００の実像そのものを表示モニタ部５の画面に表示させ、それに図３から図５までに示したような被曝領域と被曝線量を同時に表示してもよい。また、図７に示すように、表示は２次元で表してもよい。
【００４１】
また、３次元での表示方法は基本的には図３から図５までに示したように表示するが、人体モデル１０１を画面上で任意の方向に回転させ、任意の角度から被曝状況を確認することが出来るものとする。
【００４２】
また、図８に示したように、２次元画像２６と３次元画像２７を合わせて表示しても構わない。更に、同一部位に対し、複数の角度、異なる表示形態を同時に表示してもよい。また、図示しないが、部位に拘らず、任意の箇所の被曝状況も同時に表示して確認することができる。なお、上記では表示する被曝線量はＸ線発生条件等により計算された値を用いる例について述べたが、Ｘ線線量計などで計測された値を表示しても差し支えない。また、図示しないがＸ線発生条件、照射距離、角度データを逐次検出し、その変化に応じて変化する曝射領域、線量を逐次表示画面にフィードバックしてもよい。
【００４３】
更に、図９に示したように、一人の被検体に対し曝射が複数回に亙る時、表示画像構成部４６は各曝射に対する被曝状況を表示モニタ部５に別々に表示することもできる。又、図１０に示したように同時に表示しても構わない。この場合、被曝領域２８ａ、２８ｂ、２８ｃのみを表示しているが、これに前述のような被曝線量表示を併せて表示してもよい。尚、上記した表示モニタ部５での表示に関わる各種処理は表示画像構成部４６で行なわれる。
【００４４】
以上の、被曝線量表示では、表示している部位で、部位毎に決められた眼界被曝線量以上の被曝線量の計算結果を被曝線量データ管理部４４で監視し、前記眼界被曝線量以上の被曝線量が算出された場合、被曝線量データ管理部４４は被検体１００への危険な被曝を防止する意味で、警告発生部４１によりブザー４１１の音声やランプ４１２の光、またはバイブレータ４１３の振動等により、曝射を禁止する警告を発生する。
【００４５】
次に、ポジショナ３、テーブル４、人体モデル１０１の３次元配置を表示した例を図１１に示す。ポジショナ３とテーブル４の表示画像上の位置関係は、比較計算部４９がデフォルト据付データ部１０から入力した装置据えつけ時のデータと、位置情報収集部３９が収集した実際のポジショナ３とテーブル４の配置関係を比較し、得られた比較結果を位置情報収集部３９を介して装置モデル作成部４５に送る。
【００４６】
装置モデル作成部４５はポジショナ３とテーブル４の実際の配置関係と同じ条件で装置モデルを作成し、これを表示画像構成部４６に送ることにより、前記装置モデルを表示モニタ部５に表示する。表示画像構成部４６は前記装置モデルに、患者モデル作成部４３で作成された後述する人体モデル１０１を配置することで、ポジショナ３、テーブル４、人体モデル１０１を２次元若しくは３次元的に表示モニタ部５の画面に表示する。
【００４７】
ポジショナ３とテーブル４の動作によって変化する位置や角度データは位置情報収集部３９を通して表示画像構成部４６にフィードバックされるため、表示モニタ部５の画像も実際の動きに追従して変化するようになっている。また、この表示に合わせて、ポジショナ３とテーブル４の実際の位置や角度の数値データも図１０、図１１の２９で示すように同時に表示できるようになっている。
【００４８】
更に、実際にポジショナ３とテーブル４を移動させる前に、データ入力部１１からポジショナ３とテーブル４の移動量を入力して、画像表示上でのポジショナ３とテーブル４の位置関係データを比較計算部４９を通して位置情報収集部３９が収集し、そのデータに基づいて装置モデル作成部４５が仮に移動した場合の装置モデルを作成し、これを表示画像構成部４６を介して表示モニタ部５に表示するため、移動したと仮定した場合の装置の配置関係などを目視で確認できる。
【００４９】
また、この際、比較計算部４９は移動後の各部の位置関係を計算する。干渉制御部４０はその算出情報に基づいて設定した装置の配置が計算上干渉し合うかどうかを監視し、干渉することが分かると、この情報を装置モデル作成部４５及び警告発生部４１に与える。
【００５０】
これにより、装置モデル作成部４５は干渉を注意する範囲などを指定して、これを表示画像構成部４６に与えるため、表示画像構成部４６は表示モニタ部５に干渉範囲などを表示する。また、警告発生部４１は干渉を警告するランプ４１２やブザー４１１、バイブレータ４１３を用いて、光や音声、若しくは振動等により警告を発生する。ここでも、設定した装置の配置が計算上干渉し合う場合、被検体１００の安全を確保する目的で、干渉を知らせる警告を発生するシステムとなっている。
【００５１】
更に、図１１、図１２に示すように被曝領域と被曝線量を表示した人体モデル１０１を、ポジショナ３、テーブル４と同時に表示させてもよい。なお、これらの表示を２次元で表示しても差し支えない。また、各部の位置関係を示す画像を多方向から同時に表示しており、図１１と図１２では、３方向、即ち、頭頂方向、右体側方向、右脚部斜め上方向からの例を示してある。なお、ポジショナ３にテーブル４や被検体１００が隠れてしまう場合は、図１１の頭頂方向の例に示すように、ポジショナ３の画像データを通して、テーブル３、被検体１００が確認できるようにしてもよい。
【００５２】
次に上記した人体モデル１０１を作成する方法に関して以下に述べる。図１３は患者モデル作成部４３が被検体１００の人体モデルを作成するまでの処理の流れを示したフローチャートである。患者モデル作成部４３はステップ１３１で患者データ管理部３７から被検体１００の性別、年齢、身長、体重、大まかな体形分類などの基礎データを入力する。その後、患者モデル作成部４３はステップ１３２で、測定器１２、テーブル４及び位置情報収集部３９を介して被検体１００の主要実測寸法を入力した後、ステップ１３４にて、人体モデルデータベース４２の既知データ（又はモデル作成プログラム）を入力し、その体格、サイズに最も適合した人体または各対象部位のモデルを作成する。その間、患者モデル作成部４３はステップ１３５で、人体モデルの作成が完了するまで、ステップ１３２〜１３４を繰り返し、人体モデルの作成が完了すると、表示画像構成部４６は作成された人体モデルを表示モニタ部５に表示する。
【００５３】
図１４に示すようにモデルは楕円や球などを近似してもよいし、また代表的な人体モデルをいくつか作成し、そのデータを人体モデルデータベース４２に記憶させておいて、その体格、サイズに最も近いものを図１の被検体１００のモデル１０１としてもよい。図１４（Ａ）は人体モデル１０１を体側よりみたもので、図１４（Ｂ）は人体モデル１０１を体正面から見たものである。これらより、表示画像構成部４６が図１６に示すような３次元モデルを近似して構成してもよい。但し、図１６の８１は体長軸方向である。
【００５４】
図１５は被検体１００の主要寸法を測定する部分を示した例である。頭部に関しては両方の耳を結んだライン（Ｌ１）、頭頂部から顎にかけたライン（Ｌ２）、後頭部から鼻を結んだライン（Ｌ３）を主要寸法とする。同様にして、胴体部は図中Ｌ４、Ｌ５とし、肥満体型の近い人においては胸部の厚さより腹部の厚さが大きい場合が多いのでＬ４、Ｌ５を測定する。また脚部に関しては、Ｌ６〜Ｌ１０を測定し、これらのデータを基に、球若しくは楕円体で、頭部、胸（腹）部、脚部を近似してモデルをたてる。
【００５５】
もし、より正確な人体モデル１０１を作成するのであれば、測定する主要寸法を増やして３次元座標上で図１６に示すようにモデル化する。これを実現するには、測定個所の体幅と体厚から測定面を楕円で、又は球面で近似し、体長軸方向に頭頂部側から足側へ順序よく並べればよい。
【００５６】
また、被検体の各部寸法を測定する方法として、実際に定規などを用いて測定してもよいが、光学カメラ等で被検体の正面と側面の全体像を捕え、その実像データより、表示画面上で各部の寸法を測定できるようにしておいてもよい。その場合、被検体１００の実像データを捕えた患者画像収集部９の光学カメラの倍率と、その倍率で像を捕らえた時に表示モニタ部５上の規準スケール（表示モニタ部５の画面上の一定の長さが、捕らえられた像ではどのくらいの長さになるのかを示す）を用いて、術者及び被検体１００以外の人が表示モニタ５上の実像を用いて寸法を計測してもよい。
【００５７】
更に、以上の関係を用いて、画像上計測機能処理部４７による画像上の任意の２点間の直線での長さを求める機能を持たせておくことで、得られた画像から即座に被検体１００の寸法が求められるようにしておいてもよい。この機能を持たせておくことで、被検体１００とポジショナ３やテーブル４との距離関係も即座に把握することができる。
【００５８】
例えば、得られた画像上でポインタを用いて測定したい間隔の始点を指定した後、終点を指定すると、その２点を直線で結んだ時の２点間の距離が画像上計測機能処理部４７によって計算され、その結果を表示画像構成部４６が表示モニタ部５に表示する。
【００５９】
更に、テーブル３に対する人体モデル１０１の位置関係はテーブル４の任意の位置に被検体１００を載せ、テーブルトップから頭頂部までの距離を手動で測定してもよいし、図１７に示すようにしてもよい。
【００６０】
図１７（Ａ）は、テーブル４の両サイドに、ある幅を持つた平行光６２を発光する発光部６３と、その平行光を受光する受光部６４が備わっており、テーブルトップ６５から発光部６３と受光部６４が平行且つ同時に動くようになっている。
【００６１】
もし、発光部６３と受光部６４の間に平行光を遮る部分が存在すると、受光部６４の一部の素子に信号が入らないところが出てくる。この時の発光部６３または受光部６４がテーブルトップから動いた距離を計測しておくことで、テーブルトッブと被検体の頭頂部との関係を知ることができる。これらデータは図２の測定器（発光部６３と受光部６４等）１２からテーブル４、位置情報収集部３９を介して患者モデル作成部４３に入力され、患者モデル作成部４３はこれらデータをもとに、上記手法で人体モデル１０１を作成する。
【００６２】
表示画像構成部４６はこの人体モデル１０１を表示モニタ部５に表示されたテーブル３の画像に合わせ込んで表示する。また、図１７（Ｂ）に示すように、テーブルに任意の間隔でスケール６６を設け、テーブルトップと被検体１００の任意の部位との位置を大まかに知るようにしておいてもよい。
【００６３】
図１８と図１９は更に具体的な被曝状況及びポジショナ３、テーブル４及び被検体１００の位置関係を表示した例である。表示画像構成部４６は装置モデル作成部４５から装置モデルデータを、患者モデル作成部４３から人体モデルデータを、データ収集部３３からＸ線曝射関係のデータを得て、主にポジショナ３、テーブル４、被検体１００の位置関係等をＸ線の制御を行う制御専用モニタ（図示せず）に図１８に示すように表示すると共に、Ｘ線発生条件、患者情報、撮影手技を選定する部分などを表示する。
【００６４】
従って、図１８には被検体１００に関する情報（患者記録）を表示する領域６７と、Ｘ線発生条件を表示する領域６８、更には撮影手技を選定する領域６９、３次元でポジショナ３とテーブル４と被検体１００との初期的な位置関係を示す領域７０に分けられて表示されている。
【００６５】
更には、選択された撮影手技、撮影ｒａｔｅ（ｆｐｓ）、取り込み画像サイズ、Ｘ線検出器サイズ、記録モード等も同時に領域７２に表示されている。この時、ポジショナ３等を示す３次元画像データは装置始動時の位置を示している。
【００６６】
更に、上記画面にはポジショナ３等の位置に関して、数値データも表示されている。更に、データ入力部（図示せず）から入力されたＸ線条件と、ポジショナ３と被検体１００との位置関係より計算された被曝線量が領域７３に表示されている。
【００６７】
ここで、ポジショナ３の位置を実際診断を行うポジションに移動すると、図１９のような画面構成となる。この画面で、本例の方法で作成された人体モデル１０１が表面被曝表示領域７４に現れ、ここに被曝領域と被曝線量を表示する（この場合はカラー表示）。また、ポジショナ３等の位置も、設定した位置、角度に移動した状態を領域７５で示す。この時、数値表示も実際の設定値に合わせて変動するようになっている。この表示は、ポジショナ３の位置をデータ入力部１１から入力した直後にも、実際にポジショナ３等が移動する前に表示され、各部同士の干渉がないことを確認することにも利用される。
【００６８】
図２０は被曝線量が表示している部位の被曝限度を超えた場合、警告発生部４１が警告を発するまでの処理の流れを示したフローチャートである。被曝線量／領域計算部３８はステップ２１１で被検体１００の各部位の被曝線量を計算するため、表示画像構成部４６はステップ２１２で表示モニタ部５の表示モデルに被曝線量を示すデータを表示する。その間、被曝線量データ管理部４４はステップ２１３で前記算出された被曝線量と予め設定されている人体の各部位毎の被曝限度線量の基礎データとを比較して、表示している人体モデル１０１の各部位の被曝線量が被曝限度以上の値を示すと、ステップ２１４に進んで、警告発生部４１に警告を発生させる指示を行うと共に、表示画像構成部４６に前記被曝線量が前記被曝線量限度以上となったことを知らせる。
【００６９】
これにより、警告発生部４１はステップ２１５にて音声若しくは光、振動等により警告を発生し、表示画像構成部４６は、ステップ２１６にて現在被曝状態を表示している表示部分に警告の印を表示する。また、装置の変化に追従して被曝線量が変化する場合も、その装置条件の変化に対応して被曝線量を前記被曝線量データ管理部４４で監視しておき、被曝限度以上の被曝線量になった時点で警告を発生するようにしてもよい。
【００７０】
図２１はポジショナ３、テーブル４、被検体１００に干渉が発生した場合、警告発生部４１が警告を発するまでの処理の流れを示したフローチャートである。比較計算部４９は、ステップ２２１でデータ入力部１１からポジショナ３、テーブル４、被検体１００の各部の位置や角度を入力し、ステップ２２２で各部の移動軌跡計算を行い、その計算結果に基づいて、干渉制御部４０はステップ２２３で画像表示上の３次元座標にて各部位の移動の軌跡が交差（干渉）するか否かを、画像表示を行う際に予め、若しくは同時に計算し、ステップ２２４でどこかの部位同土が１箇所以上交差するかどうか、即ち干渉があるかどうかを判定し、ある場合は、ステップ２２５に進んで、警告発生部４１に干渉が発生したことを示す警告を指示すると共に、前記干渉データを表示画像構成部４６に与える。
【００７１】
これにより、警告発生部４１はステップ２２６で音声若しくは光、振動等により干渉が生じたことを示す警告を発生し、表示画像構成部４６は、ステップ２２７で表示モニタ部５の表示画面上で前記各部分が干渉するまでの移動の様子を再現するが、その際、ステップ２２８で干渉を知らせる印を表示してもよい。
【００７２】
また、データ入力部１１からのデータの入力が無い場合でも、ステップ２２９にて、干渉制御部４０は各部位の動作による移動の軌跡を常に監視しておき、現時点より先の移動の軌跡を現時点までの移動の軌跡から予想し、干渉が発生する可能性がある場合はステップ２２５に進んで、上記と同様に干渉を知らせる警告を発生するようにしてもよい。
【００７３】
最後に図示しないが、本発明により、表示される画像データは、磁気や、光などで読み書き可能な記憶媒体に保存できると共に、紙、フィルム等に表示結果をプリントできるシステム構成としてもよい。更に、被曝領域及び被曝線量等の数値データのみも各被検体別、診断別、部位別、各々の曝射毎に前述同様の記憶媒体に記憶できると共に、紙や、フィルムにプリントできるようなシステム構成としてもよい。また、画像データは各種通信手段により遠隔地へデータ転送可能なデータフォーマットにしてもよい。
【００７４】
本実施の形態によれば、被検体１００の被曝領域と被曝線量を表示して視覚的に確認することができ、ポジショナ３、テーブル４、被検体１００の位置関係を表示して視覚的に把握でき、装置各部の干渉防止を実現することができるため、被曝の管理を容易且つ確実に行うことができると共に、よりスムーズで短時間の診断が可能となり、被検体１００に対する負担を軽減することができ、より低侵襲なＸ線診断を行うことができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、被検体の被曝領域と被曝線量を視覚的に確認できることにより、被検体の被曝状況を容易に把握することが可能となると共に、被検体の被曝管理を容易且つ確実とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線診断装置の一実施の形態を示した概略構成図である。
【図２】図１に示したＸ線制御装置の内部に搭載されている画像処理部を示したブロック図である。
【図３】図２に示した表示モニタ部に表示された被曝領域と被曝線量のカラー表示例を示した図である。
【図４】図２に示した表示モニタ部に表示された被曝領域と被曝線量の等高線表示例を示した図である。
【図５】図２に示した表示モニタ部に表示された被曝領域と被曝線量のカラー表示と等高線表示を同時に行った例を示した図である。
【図６】図２に示した表示モニタ部に表示されたＸ線発生部と表示方法との関係を示した図である。
【図７】図２に示した表示モニタ部に表示された被曝領域／被曝線量の２次元表示の一例を示した図である。
【図８】図２に示した表示モニタ部に被曝領域／被曝線量の２次元表示と３次元表示を同時に表示した例を示した図である。
【図９】図２に示した表示モニタ部に被曝領域／被曝線量を曝射別に表示した例を示した図である。
【図１０】図２に示した表示モニタ部に被曝領域／被曝線量を曝射別にーつのモデル上に表示した例を示した図である。
【図１１】図２に示した表示モニタ部に表示された初期状態のポジショナ、テーブル、人体モデルの位置関係を表示した例を示した図である。
【図１２】図２に示した表示モニタ部に表示された位置設定後のポジショナ、テーブル、人体モデルの位置関係を表示した例を示した図である。
【図１３】図２に示した患者モデル作成部が被検体の人体モデルを作成するまでの処理の流れを示したフローチャートである。
【図１４】図２に示した患者モデル作成部の球／楕円体近似による人体モデルの作成例を示した図である。
【図１５】図２に示した患者モデル作成部による人体モデル作成のための被検体測定部分を示した図である。
【図１６】図２に示した患者モデル作成部により円／楕円近似を用いて作成された詳細人体モデルのイメージ例を示した図である。
【図１７】図２に示した測定器による被検体の測定のために、平行光線によってテーブルトップと被検体との位置関係を測定する例及びテーブルにスケールを設けて測定する例を示した図である。
【図１８】図１に示したＸ線診断装置のＸ線制御用モニタに表示した初期状態の画像例を示した図である。
【図１９】図１に示したＸ線診断装置のＸ線制御用モニタに表示した設定後の画像例を示した図である。
【図２０】被曝線量が表示している部位で被曝限度を超えた場合、警告発生部が警告を発生するまでの処理の流れを示したフローチャートである。
【図２１】ポジショナ、テーブル、被検体に干渉が発生した場合、警告発生部が警告を発生するまでの処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ Ｘ線発生部
２ Ｘ線検出部
３ ポジショナ
４ テーブル
５ 表示モニタ部
６ Ｘ線制御装置
７ 検査／患者データ入力システム制御操作部
８ 総量計測部
９ 患者画像収集部
１０ デフォルト据付データ部
１１ データ入力部
１２ 測定器
３０ 画像処理部
３１ Ｘ線制御部
３２、３３ データ収集部
３４ 線量データ収集部
３５、３６ 動作制御部
３７ 患者データ管理部
３８ 被曝線量／領域計算部
３９ 位置情報収集部
４０ 干渉制御部
４１ 警告発生部
４２ 人体モデルデータベース
４３ 患者モデル作成部
４４ 被曝線量データ管理部
４５ 装置モデル作成部
４６ 表示画像構成部
４７ 画像上計測機能処理部
４８ 外部システム通信部
５０ システム制御部
１００ 被検体
４１１ ブザー
４１２ ランプ
４１３ バイブレータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線で人体を透視して得られた透視画像をフィルムで撮像したり、ＣＲＴに表示するＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線診断装置では、人体の外部からＸ線を照射し、人体を透過したＸ線をＸ線検出器若しくは、Ｘ線感光フィルムにより捕えて、その透過線量に比例した陰影像を観察している。又、Ｘ線検出器を用いる場合、検出信号をデジタル化してＣＲＴ等で陰影像を表示する。
【０００３】
その際、Ｘ線はある限度以上の線量ではＸ線を透過しようとする対象（以下、被検体）に対して有害な影響を与えることが知られており、Ｘ線診断装置では人体等の被検体を常に被曝の危険に曝していることになる。
【０００４】
また、近年、脳の診断が増加する中で、大量のＸ線被曝は頭髪の抜落を招き、被検体にとって深刻な問題となっている。また、他の体組織においても被曝限度を超えるＸ線照射下では、あざ、しみ等の発生、最悪の場合は癌を誘発するなど、多くの悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００５】
以上のような理由により、低侵襲な診断、治療が注目される中で、Ｘ線診断装置における被検体被曝線量の管理が不可欠となっている。現在、被検体の被曝線量の管理は、Ｘ線発生器若しくはＸ線検出部にＸ線を検出できるＸ線線量計を具備し、そこで得られたＸ線線量を被曝線量として管理したり、術者が論理的に計算し、大まかな値で被曝線量を管理している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のＸ線診断装置では、前述のＸ線線量計等を用いた計測でも、実際の被検体表面でのＸ線被曝量と被曝領域を知ることが出来ない。更に、論理的にＸ線被曝量と被曝領域を求めても、それを視覚的に表示し、更に各被検体別、被曝部位別に被曝線量を管理することによる被曝限度を考慮した診断を行なえないのが現実である。
【０００７】
また、Ｘ線診断装置を構成するＸ線発生部、Ｘ線検出部、テーブル、ポジショナの位置データは、現在各単体で数値データとして表示できるものが多いが、数値データだけでは、実際の各構成部同士の位置関係、装置位置と被検体の位置を確認しづらいという問題がある。更に装置を被検体の任意の位置へ移動させる場合にも、テーブルとボジシヨナの干渉、Ｘ線発生器またはＸ線検出部とテーブルの干渉、被検体とポジショナの干渉等を実際の装置を観察しながら行わなければならず、スムーズな装置制御を行えないという問題点があり、それ故、診断時間を短縮できず、操作者にストレスを与えたり、少ないが被検体には危険を与える原因となっている。
【０００８】
また、例え被曝線量が分かったとしても、それを術者に知らせる手段がなく、被曝線量は術者の認識内での判断に止どまるため、被曝管理に関する関心を低下させる一因となっていた。
【０００９】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その第１の目的は被検体の被曝領域と被曝線量を表示することができるＸ線診断装置を提供することで、第２の目的は、被検体の２次元若しくは３次元の人体モデルを作成し、そのモデル上に被曝領域と被曝線量を表示することができるＸ線診断装置を提供することで、第３の目的は、Ｘ線発生部、Ｘ線検出部、ポジショナ、テーブル、被検体を各々２次元若しくは３次元の実際と同じ形の画像として同一画面上に実際の配置及び位置関係で表示できるだけでなく、各部の位置、角度を示す数値データと共に表示することができると共に、各部の位置や角度が変化したならば、画像も同時に変化して表示することができるＸ線診断装置を提供することで、第４の目的は、Ｘ線診断に関わる各種画像や選択及び数値情報を一括して表示することができるＸ線診断装置を提供することで、第５の目的は、被曝線量が限界被曝線量を超えた場合やポジショナやテーブル等が干渉した場合に警告を発生することができるＸ線診断装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１にかかる本発明は、Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、前記被検体の主要寸法を実測した実測値と前記被検体の既知の表示モデルデータとに基づいて、前記被検体のサイズや体格に適合するように２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を表す画像を表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とする。
上記目的を達成するために請求項２にかかる本発明は、Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、予め作成されて保存されている各種体形の表示モデルの中から前記被検体の基礎データ又は前記被検体の主要寸法を実測した実測値に適合する表示モデルを選択して、前記被検体の２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を表す画像を表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とする。
上記目的を達成するために請求項３にかかる本発明は、Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、前記被検体の２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を、被曝線量別にカラー表示、又は等高線表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のＸ線診断装置の一実施の形態を示した概略構成図である。Ｘ線診断装置は、Ｘ線を曝射するＸ線発生部１、被検体などを透過したＸ線を検出するＸ線検出部２、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２の位置を制御するポジショナ３、被検体１００が横たわるテーブル４、Ｘ線検出部２により得られたＸ線像を表示する表示モニタ部５、Ｘ線の発生条件を制御したり、Ｘ線透視画像を処理したり、装置全体を制御するＸ線制御装置６及び外部から各装置を制御するシステム制御操作部（図２に図示）等から構成される。
【００３１】
図２は図１に示したＸ線制御装置６の内部に搭載されている画像処理部を示したブロック図である。画像処理部３０は、Ｘ線制御部３１、データ収集部３２、データ収集部３３、線量データ収集部３４、動作制御部３５、動作制御部３６、患者データ管理部３７、被曝線量／領域計算部３８、位置情報収集部３９、干渉制御部４０、警告発生部４１、人体モデルデータベース部４２、患者モデル作成部４３、被曝線量データ管理部４４、装置モデル作成部４５、表示画像構成部４６、画像上計測機能処理部４７、外部システム通信部４８及び比較計算部４９を有している。
【００３２】
Ｘ線制御部３１及びデータ収集部３２にはＸ線発生部１が、データ収集部３３にはＸ線検出部２が、線量データ収集部３４には総量計測部８が、動作制御部３５にはポジショナ３が、動作制御部３６にはテーブル４が、位置情報収集部３９には患者画像収集部９が、比較計算部４９にはデフォルト据付データ部１０及びデータ入力部１１が接続されている。また、表示モニタ部５は被曝線量／領域計算部３８、表示画像構成部４６及び画像上計測機能処理部４７を接続している。
【００３３】
更に、上記した画像処理部３０にシステム制御部５０が接続され、このシステム制御部５０には検査／患者データ入力システム制御操作部７が接続されている。
【００３４】
次に本実施の形態の動作について説明する。まず、被検体１００の体表面の被曝領域及び被曝線量を表示モニタ部５に表示する場合について説明する。なお、ここで用いられている表示手段である表示モニタ部５としては、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等が使用されている。
【００３５】
被曝線量／領域計算部３８は、Ｘ線発生部１、データ収集部３２を介してＸ線発生条件（ｋＶ．ｍＡ、曝射時間、絞りの開口など）を入力し、更にポジショナ３、動作制御部３５を介して、被検体１００とＸ線発生部１との距離、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２を結ぶ軸に対する被検体長軸や任意の曝射部位の長軸との角度を入力し、これらデータから被検体１００の被曝線量と被曝領域を計算し、これらの計算結果を表示画像構成部４６に送ることにより、表示モニタ部５に表示する。
【００３６】
この際、表示画像構成部４６は後述する方法により患者モデル作成部４３で作成された人体モデル（被検体１００のモデル）に前記計算結果に基づく情報を付けて表示する。これら表示では被曝領域において、被曝線量別にカラー表示（２色濃淡像を含む）したり、或いは被曝線量を等高線で表してもよい。
【００３７】
ここで、上記カラー表示例を図３に、等高線による表示例を図４に示した。図３のカラー表示の場合は、被曝領域表示像２１内で、被曝中心から被曝周辺に向かうに連れて、段階的に色を変えて行く。用いられる色の数はいくつでもよい。
また、被曝領域表示像２１内で、任意の位置の被曝線量を数値で画像上に示してもよい。更に、被曝線量とカラー表示の関係を示したバー（ｂａｒ）状のスケール２２を画像の一部に表示する方法でもよい。
【００３８】
図４に示した等高線表示２３では、被曝領域内で同被曝線量位置を任意点だけ結んだ線で等高線を表しているが、その線の一部に数値を表示する。更に、等高線の間隔は被曝線量の計算の有効数値内で、任意に区切ることが出来るものとする。
【００３９】
更に、図５の領域２４に示すようにカラー表示と等高線表示を同時に示してもよい。ここでは、頭部の例を示してあるが、被検体１００の任意の箇所において同等の手段でカラー表示と等高線表示を行うことができる。なお、ここで図示した曝射部位は、図６に示すように、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２とが結ぶ線に対し垂直な面２５であってもよいし、垂直面以外から眺めたような表示でも構わない。
【００４０】
更に、図示しないが被曝領域と被曝線量を表示させる際の人体モデルは、モデルではなく患者画像収集部９の光学系撮影手段等により得られた被検体１００の実像そのものを表示モニタ部５の画面に表示させ、それに図３から図５までに示したような被曝領域と被曝線量を同時に表示してもよい。また、図７に示すように、表示は２次元で表してもよい。
【００４１】
また、３次元での表示方法は基本的には図３から図５までに示したように表示するが、人体モデル１０１を画面上で任意の方向に回転させ、任意の角度から被曝状況を確認することが出来るものとする。
【００４２】
また、図８に示したように、２次元画像２６と３次元画像２７を合わせて表示しても構わない。更に、同一部位に対し、複数の角度、異なる表示形態を同時に表示してもよい。また、図示しないが、部位に拘らず、任意の箇所の被曝状況も同時に表示して確認することができる。なお、上記では表示する被曝線量はＸ線発生条件等により計算された値を用いる例について述べたが、Ｘ線線量計などで計測された値を表示しても差し支えない。また、図示しないがＸ線発生条件、照射距離、角度データを逐次検出し、その変化に応じて変化する曝射領域、線量を逐次表示画面にフィードバックしてもよい。
【００４３】
更に、図９に示したように、一人の被検体に対し曝射が複数回に亙る時、表示画像構成部４６は各曝射に対する被曝状況を表示モニタ部５に別々に表示することもできる。又、図１０に示したように同時に表示しても構わない。この場合、被曝領域２８ａ、２８ｂ、２８ｃのみを表示しているが、これに前述のような被曝線量表示を併せて表示してもよい。尚、上記した表示モニタ部５での表示に関わる各種処理は表示画像構成部４６で行なわれる。
【００４４】
以上の、被曝線量表示では、表示している部位で、部位毎に決められた眼界被曝線量以上の被曝線量の計算結果を被曝線量データ管理部４４で監視し、前記眼界被曝線量以上の被曝線量が算出された場合、被曝線量データ管理部４４は被検体１００への危険な被曝を防止する意味で、警告発生部４１によりブザー４１１の音声やランプ４１２の光、またはバイブレータ４１３の振動等により、曝射を禁止する警告を発生する。
【００４５】
次に、ポジショナ３、テーブル４、人体モデル１０１の３次元配置を表示した例を図１１に示す。ポジショナ３とテーブル４の表示画像上の位置関係は、比較計算部４９がデフォルト据付データ部１０から入力した装置据えつけ時のデータと、位置情報収集部３９が収集した実際のポジショナ３とテーブル４の配置関係を比較し、得られた比較結果を位置情報収集部３９を介して装置モデル作成部４５に送る。
【００４６】
装置モデル作成部４５はポジショナ３とテーブル４の実際の配置関係と同じ条件で装置モデルを作成し、これを表示画像構成部４６に送ることにより、前記装置モデルを表示モニタ部５に表示する。表示画像構成部４６は前記装置モデルに、患者モデル作成部４３で作成された後述する人体モデル１０１を配置することで、ポジショナ３、テーブル４、人体モデル１０１を２次元若しくは３次元的に表示モニタ部５の画面に表示する。
【００４７】
ポジショナ３とテーブル４の動作によって変化する位置や角度データは位置情報収集部３９を通して表示画像構成部４６にフィードバックされるため、表示モニタ部５の画像も実際の動きに追従して変化するようになっている。また、この表示に合わせて、ポジショナ３とテーブル４の実際の位置や角度の数値データも図１０、図１１の２９で示すように同時に表示できるようになっている。
【００４８】
更に、実際にポジショナ３とテーブル４を移動させる前に、データ入力部１１からポジショナ３とテーブル４の移動量を入力して、画像表示上でのポジショナ３とテーブル４の位置関係データを比較計算部４９を通して位置情報収集部３９が収集し、そのデータに基づいて装置モデル作成部４５が仮に移動した場合の装置モデルを作成し、これを表示画像構成部４６を介して表示モニタ部５に表示するため、移動したと仮定した場合の装置の配置関係などを目視で確認できる。
【００４９】
また、この際、比較計算部４９は移動後の各部の位置関係を計算する。干渉制御部４０はその算出情報に基づいて設定した装置の配置が計算上干渉し合うかどうかを監視し、干渉することが分かると、この情報を装置モデル作成部４５及び警告発生部４１に与える。
【００５０】
これにより、装置モデル作成部４５は干渉を注意する範囲などを指定して、これを表示画像構成部４６に与えるため、表示画像構成部４６は表示モニタ部５に干渉範囲などを表示する。また、警告発生部４１は干渉を警告するランプ４１２やブザー４１１、バイブレータ４１３を用いて、光や音声、若しくは振動等により警告を発生する。ここでも、設定した装置の配置が計算上干渉し合う場合、被検体１００の安全を確保する目的で、干渉を知らせる警告を発生するシステムとなっている。
【００５１】
更に、図１１、図１２に示すように被曝領域と被曝線量を表示した人体モデル１０１を、ポジショナ３、テーブル４と同時に表示させてもよい。なお、これらの表示を２次元で表示しても差し支えない。また、各部の位置関係を示す画像を多方向から同時に表示しており、図１１と図１２では、３方向、即ち、頭頂方向、右体側方向、右脚部斜め上方向からの例を示してある。なお、ポジショナ３にテーブル４や被検体１００が隠れてしまう場合は、図１１の頭頂方向の例に示すように、ポジショナ３の画像データを通して、テーブル３、被検体１００が確認できるようにしてもよい。
【００５２】
次に上記した人体モデル１０１を作成する方法に関して以下に述べる。図１３は患者モデル作成部４３が被検体１００の人体モデルを作成するまでの処理の流れを示したフローチャートである。患者モデル作成部４３はステップ１３１で患者データ管理部３７から被検体１００の性別、年齢、身長、体重、大まかな体形分類などの基礎データを入力する。その後、患者モデル作成部４３はステップ１３２で、測定器１２、テーブル４及び位置情報収集部３９を介して被検体１００の主要実測寸法を入力した後、ステップ１３４にて、人体モデルデータベース４２の既知データ（又はモデル作成プログラム）を入力し、その体格、サイズに最も適合した人体または各対象部位のモデルを作成する。その間、患者モデル作成部４３はステップ１３５で、人体モデルの作成が完了するまで、ステップ１３２〜１３４を繰り返し、人体モデルの作成が完了すると、表示画像構成部４６は作成された人体モデルを表示モニタ部５に表示する。
【００５３】
図１４に示すようにモデルは楕円や球などを近似してもよいし、また代表的な人体モデルをいくつか作成し、そのデータを人体モデルデータベース４２に記憶させておいて、その体格、サイズに最も近いものを図１の被検体１００のモデル１０１としてもよい。図１４（Ａ）は人体モデル１０１を体側よりみたもので、図１４（Ｂ）は人体モデル１０１を体正面から見たものである。これらより、表示画像構成部４６が図１６に示すような３次元モデルを近似して構成してもよい。但し、図１６の８１は体長軸方向である。
【００５４】
図１５は被検体１００の主要寸法を測定する部分を示した例である。頭部に関しては両方の耳を結んだライン（Ｌ１）、頭頂部から顎にかけたライン（Ｌ２）、後頭部から鼻を結んだライン（Ｌ３）を主要寸法とする。同様にして、胴体部は図中Ｌ４、Ｌ５とし、肥満体型の近い人においては胸部の厚さより腹部の厚さが大きい場合が多いのでＬ４、Ｌ５を測定する。また脚部に関しては、Ｌ６〜Ｌ１０を測定し、これらのデータを基に、球若しくは楕円体で、頭部、胸（腹）部、脚部を近似してモデルをたてる。
【００５５】
もし、より正確な人体モデル１０１を作成するのであれば、測定する主要寸法を増やして３次元座標上で図１６に示すようにモデル化する。これを実現するには、測定個所の体幅と体厚から測定面を楕円で、又は球面で近似し、体長軸方向に頭頂部側から足側へ順序よく並べればよい。
【００５６】
また、被検体の各部寸法を測定する方法として、実際に定規などを用いて測定してもよいが、光学カメラ等で被検体の正面と側面の全体像を捕え、その実像データより、表示画面上で各部の寸法を測定できるようにしておいてもよい。その場合、被検体１００の実像データを捕えた患者画像収集部９の光学カメラの倍率と、その倍率で像を捕らえた時に表示モニタ部５上の規準スケール（表示モニタ部５の画面上の一定の長さが、捕らえられた像ではどのくらいの長さになるのかを示す）を用いて、術者及び被検体１００以外の人が表示モニタ５上の実像を用いて寸法を計測してもよい。
【００５７】
更に、以上の関係を用いて、画像上計測機能処理部４７による画像上の任意の２点間の直線での長さを求める機能を持たせておくことで、得られた画像から即座に被検体１００の寸法が求められるようにしておいてもよい。この機能を持たせておくことで、被検体１００とポジショナ３やテーブル４との距離関係も即座に把握することができる。
【００５８】
例えば、得られた画像上でポインタを用いて測定したい間隔の始点を指定した後、終点を指定すると、その２点を直線で結んだ時の２点間の距離が画像上計測機能処理部４７によって計算され、その結果を表示画像構成部４６が表示モニタ部５に表示する。
【００５９】
更に、テーブル３に対する人体モデル１０１の位置関係はテーブル４の任意の位置に被検体１００を載せ、テーブルトップから頭頂部までの距離を手動で測定してもよいし、図１７に示すようにしてもよい。
【００６０】
図１７（Ａ）は、テーブル４の両サイドに、ある幅を持つた平行光６２を発光する発光部６３と、その平行光を受光する受光部６４が備わっており、テーブルトップ６５から発光部６３と受光部６４が平行且つ同時に動くようになっている。
【００６１】
もし、発光部６３と受光部６４の間に平行光を遮る部分が存在すると、受光部６４の一部の素子に信号が入らないところが出てくる。この時の発光部６３または受光部６４がテーブルトップから動いた距離を計測しておくことで、テーブルトッブと被検体の頭頂部との関係を知ることができる。これらデータは図２の測定器（発光部６３と受光部６４等）１２からテーブル４、位置情報収集部３９を介して患者モデル作成部４３に入力され、患者モデル作成部４３はこれらデータをもとに、上記手法で人体モデル１０１を作成する。
【００６２】
表示画像構成部４６はこの人体モデル１０１を表示モニタ部５に表示されたテーブル３の画像に合わせ込んで表示する。また、図１７（Ｂ）に示すように、テーブルに任意の間隔でスケール６６を設け、テーブルトップと被検体１００の任意の部位との位置を大まかに知るようにしておいてもよい。
【００６３】
図１８と図１９は更に具体的な被曝状況及びポジショナ３、テーブル４及び被検体１００の位置関係を表示した例である。表示画像構成部４６は装置モデル作成部４５から装置モデルデータを、患者モデル作成部４３から人体モデルデータを、データ収集部３３からＸ線曝射関係のデータを得て、主にポジショナ３、テーブル４、被検体１００の位置関係等をＸ線の制御を行う制御専用モニタ（図示せず）に図１８に示すように表示すると共に、Ｘ線発生条件、患者情報、撮影手技を選定する部分などを表示する。
【００６４】
従って、図１８には被検体１００に関する情報（患者記録）を表示する領域６７と、Ｘ線発生条件を表示する領域６８、更には撮影手技を選定する領域６９、３次元でポジショナ３とテーブル４と被検体１００との初期的な位置関係を示す領域７０に分けられて表示されている。
【００６５】
更には、選択された撮影手技、撮影ｒａｔｅ（ｆｐｓ）、取り込み画像サイズ、Ｘ線検出器サイズ、記録モード等も同時に領域７２に表示されている。この時、ポジショナ３等を示す３次元画像データは装置始動時の位置を示している。
【００６６】
更に、上記画面にはポジショナ３等の位置に関して、数値データも表示されている。更に、データ入力部（図示せず）から入力されたＸ線条件と、ポジショナ３と被検体１００との位置関係より計算された被曝線量が領域７３に表示されている。
【００６７】
ここで、ポジショナ３の位置を実際診断を行うポジションに移動すると、図１９のような画面構成となる。この画面で、本例の方法で作成された人体モデル１０１が表面被曝表示領域７４に現れ、ここに被曝領域と被曝線量を表示する（この場合はカラー表示）。また、ポジショナ３等の位置も、設定した位置、角度に移動した状態を領域７５で示す。この時、数値表示も実際の設定値に合わせて変動するようになっている。この表示は、ポジショナ３の位置をデータ入力部１１から入力した直後にも、実際にポジショナ３等が移動する前に表示され、各部同士の干渉がないことを確認することにも利用される。
【００６８】
図２０は被曝線量が表示している部位の被曝限度を超えた場合、警告発生部４１が警告を発するまでの処理の流れを示したフローチャートである。被曝線量／領域計算部３８はステップ２１１で被検体１００の各部位の被曝線量を計算するため、表示画像構成部４６はステップ２１２で表示モニタ部５の表示モデルに被曝線量を示すデータを表示する。その間、被曝線量データ管理部４４はステップ２１３で前記算出された被曝線量と予め設定されている人体の各部位毎の被曝限度線量の基礎データとを比較して、表示している人体モデル１０１の各部位の被曝線量が被曝限度以上の値を示すと、ステップ２１４に進んで、警告発生部４１に警告を発生させる指示を行うと共に、表示画像構成部４６に前記被曝線量が前記被曝線量限度以上となったことを知らせる。
【００６９】
これにより、警告発生部４１はステップ２１５にて音声若しくは光、振動等により警告を発生し、表示画像構成部４６は、ステップ２１６にて現在被曝状態を表示している表示部分に警告の印を表示する。また、装置の変化に追従して被曝線量が変化する場合も、その装置条件の変化に対応して被曝線量を前記被曝線量データ管理部４４で監視しておき、被曝限度以上の被曝線量になった時点で警告を発生するようにしてもよい。
【００７０】
図２１はポジショナ３、テーブル４、被検体１００に干渉が発生した場合、警告発生部４１が警告を発するまでの処理の流れを示したフローチャートである。比較計算部４９は、ステップ２２１でデータ入力部１１からポジショナ３、テーブル４、被検体１００の各部の位置や角度を入力し、ステップ２２２で各部の移動軌跡計算を行い、その計算結果に基づいて、干渉制御部４０はステップ２２３で画像表示上の３次元座標にて各部位の移動の軌跡が交差（干渉）するか否かを、画像表示を行う際に予め、若しくは同時に計算し、ステップ２２４でどこかの部位同土が１箇所以上交差するかどうか、即ち干渉があるかどうかを判定し、ある場合は、ステップ２２５に進んで、警告発生部４１に干渉が発生したことを示す警告を指示すると共に、前記干渉データを表示画像構成部４６に与える。
【００７１】
これにより、警告発生部４１はステップ２２６で音声若しくは光、振動等により干渉が生じたことを示す警告を発生し、表示画像構成部４６は、ステップ２２７で表示モニタ部５の表示画面上で前記各部分が干渉するまでの移動の様子を再現するが、その際、ステップ２２８で干渉を知らせる印を表示してもよい。
【００７２】
また、データ入力部１１からのデータの入力が無い場合でも、ステップ２２９にて、干渉制御部４０は各部位の動作による移動の軌跡を常に監視しておき、現時点より先の移動の軌跡を現時点までの移動の軌跡から予想し、干渉が発生する可能性がある場合はステップ２２５に進んで、上記と同様に干渉を知らせる警告を発生するようにしてもよい。
【００７３】
最後に図示しないが、本発明により、表示される画像データは、磁気や、光などで読み書き可能な記憶媒体に保存できると共に、紙、フィルム等に表示結果をプリントできるシステム構成としてもよい。更に、被曝領域及び被曝線量等の数値データのみも各被検体別、診断別、部位別、各々の曝射毎に前述同様の記憶媒体に記憶できると共に、紙や、フィルムにプリントできるようなシステム構成としてもよい。また、画像データは各種通信手段により遠隔地へデータ転送可能なデータフォーマットにしてもよい。
【００７４】
本実施の形態によれば、被検体１００の被曝領域と被曝線量を表示して視覚的に確認することができ、ポジショナ３、テーブル４、被検体１００の位置関係を表示して視覚的に把握でき、装置各部の干渉防止を実現することができるため、被曝の管理を容易且つ確実に行うことができると共に、よりスムーズで短時間の診断が可能となり、被検体１００に対する負担を軽減することができ、より低侵襲なＸ線診断を行うことができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、被検体の被曝領域と被曝線量を視覚的に確認できることにより、被検体の被曝状況を容易に把握することが可能となると共に、被検体の被曝管理を容易且つ確実とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線診断装置の一実施の形態を示した概略構成図である。
【図２】図１に示したＸ線制御装置の内部に搭載されている画像処理部を示したブロック図である。
【図３】図２に示した表示モニタ部に表示された被曝領域と被曝線量のカラー表示例を示した図である。
【図４】図２に示した表示モニタ部に表示された被曝領域と被曝線量の等高線表示例を示した図である。
【図５】図２に示した表示モニタ部に表示された被曝領域と被曝線量のカラー表示と等高線表示を同時に行った例を示した図である。
【図６】図２に示した表示モニタ部に表示されたＸ線発生部と表示方法との関係を示した図である。
【図７】図２に示した表示モニタ部に表示された被曝領域／被曝線量の２次元表示の一例を示した図である。
【図８】図２に示した表示モニタ部に被曝領域／被曝線量の２次元表示と３次元表示を同時に表示した例を示した図である。
【図９】図２に示した表示モニタ部に被曝領域／被曝線量を曝射別に表示した例を示した図である。
【図１０】図２に示した表示モニタ部に被曝領域／被曝線量を曝射別にーつのモデル上に表示した例を示した図である。
【図１１】図２に示した表示モニタ部に表示された初期状態のポジショナ、テーブル、人体モデルの位置関係を表示した例を示した図である。
【図１２】図２に示した表示モニタ部に表示された位置設定後のポジショナ、テーブル、人体モデルの位置関係を表示した例を示した図である。
【図１３】図２に示した患者モデル作成部が被検体の人体モデルを作成するまでの処理の流れを示したフローチャートである。
【図１４】図２に示した患者モデル作成部の球／楕円体近似による人体モデルの作成例を示した図である。
【図１５】図２に示した患者モデル作成部による人体モデル作成のための被検体測定部分を示した図である。
【図１６】図２に示した患者モデル作成部により円／楕円近似を用いて作成された詳細人体モデルのイメージ例を示した図である。
【図１７】図２に示した測定器による被検体の測定のために、平行光線によってテーブルトップと被検体との位置関係を測定する例及びテーブルにスケールを設けて測定する例を示した図である。
【図１８】図１に示したＸ線診断装置のＸ線制御用モニタに表示した初期状態の画像例を示した図である。
【図１９】図１に示したＸ線診断装置のＸ線制御用モニタに表示した設定後の画像例を示した図である。
【図２０】被曝線量が表示している部位で被曝限度を超えた場合、警告発生部が警告を発生するまでの処理の流れを示したフローチャートである。
【図２１】ポジショナ、テーブル、被検体に干渉が発生した場合、警告発生部が警告を発生するまでの処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ Ｘ線発生部
２ Ｘ線検出部
３ ポジショナ
４ テーブル
５ 表示モニタ部
６ Ｘ線制御装置
７ 検査／患者データ入力システム制御操作部
８ 総量計測部
９ 患者画像収集部
１０ デフォルト据付データ部
１１ データ入力部
１２ 測定器
３０ 画像処理部
３１ Ｘ線制御部
３２、３３ データ収集部
３４ 線量データ収集部
３５、３６ 動作制御部
３７ 患者データ管理部
３８ 被曝線量／領域計算部
３９ 位置情報収集部
４０ 干渉制御部
４１ 警告発生部
４２ 人体モデルデータベース
４３ 患者モデル作成部
４４ 被曝線量データ管理部
４５ 装置モデル作成部
４６ 表示画像構成部
４７ 画像上計測機能処理部
４８ 外部システム通信部
５０ システム制御部
１００ 被検体
４１１ ブザー
４１２ ランプ
４１３ バイブレータ
Claims (7)
- Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、
被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、
前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、
前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、
前記被検体の主要寸法を実測した実測値と前記被検体の既知の表示モデルデータとに基づいて、前記被検体のサイズや体格に適合するように２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、
前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を表す画像を表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とするＸ線診断装置。 - Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、
被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、
前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、
前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、
予め作成されて保存されている各種体形の表示モデルの中から前記被検体の基礎データ又は前記被検体の主要寸法を実測した実測値に適合する表示モデルを選択して、前記被検体の２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、
前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を表す画像を表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とするＸ線診断装置。 - Ｘ線を曝射するＸ線発生部と、
被検体を透過してきた前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記被検体が横たわるテーブルと、を有し、
前記Ｘ線検出器の検出情報を画像処理することにより前記被検体の透過画像を表示する機能を備えたＸ線診断装置において、
前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部の方向及び位置を制御するポジショナと前記テーブルとの位置関係に基づいて前記被検体の被曝領域と被曝線量を求める手段と、
前記被検体の２次元若しくは３次元の人体モデルを作成する手段と、
前記人体モデルと共に前記被曝領域の各部の前記被曝線量を、被曝線量別にカラー表示、又は等高線表示するものであり、前記ポジショナと前記テーブルとの位置関係の変化に応じて、前記人体モデルにおける前記被曝領域と被曝線量との変化を表す画像を表示する手段とを具備することを特徴とするＸ線診断装置。 - 前記被検体に対して、前記Ｘ線の曝射が複数回に亙る時、各曝射毎の被曝線量又は被曝領域のいずれか一方又は両方を順次又は同時に表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のＸ線診断装置。
- 前記求められた被曝線量が限界被曝線量を超えたかどうかを判定する手段と、
前記被曝線量が限界被曝線量を超えたことを報知する手段とを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のＸ線診断装置。 - 前記表示する手段は、前記人体モデルの画像と共に、前記被曝線量の数値を同一画面に表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のＸ線診断装置。
- 前記人体モデルを多方向から見た複数の画像を表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のＸ線診断装置。
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