JP4590051B2 - 放射線画像を撮影する方法およびデバイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には人体の、また具体的には乳房や心臓、循環器系など特定器官の研究用に設計された放射線医学の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、Ｘ線機械は、所与の軸に沿ってＸ線ビームを放射することができるＸ線管と、Ｘ線ビームの経路上に配置されたＸ線受信器と、Ｘ線管とその受信器の間に置かれる研究しようとする器官と、研究しようとする器官に対する望ましい位置決めを得るために少なくとも１つの軸に沿ってそれらを変位させることができるＸ線管および受信器の支持体とを含む。
【０００３】
Ｘ線機械は、おそらくは様々なモータまたは電気的アクチュエータを備えた、Ｘ線管用に設計された電気エネルギーの供給装置、および適切に調節することができるＸ線管制御装置をさらに含む。
【０００４】
Ｘ線受信器はＸ線の作用を受け、画像撮影後に現像されるフィルムを備える。
別法として、デジタル・タイプのＸ線検出器を使用し、得られた画像をビデオ・スクリーン上で視覚化する、かつ／またはそれをプリントすることもできる。
【０００５】
こうして得られた放射線写真を分析するには、画像撮影時の、患者または器官とＸ線管／受信器アセンブリの相対的な位置を知ることが不可欠である。このために、鉛製の文字のついたマーカを使用し、これをＸ線の経路上、例えば受信器上に配置して、これらの鉛の文字のマークが放射線写真に写るようにする。この文字によるマーキングは、放射線撮影されているのが患者の体の左側であるか右側であるかを示す標準的な略語、放射線写真の解釈を容易にする拡大率や投射の角度またはその他任意のデータを使用する。
【０００６】
これらの鉛製の文字の位置決めは、放射線画像を撮影する前にオペレータが行う。オペレータは、重大な不利を与える過ちを犯すことがある。例えば乳房撮影の場合であれば、左右を誤ると、小さな石灰化またはその他の症状のある乳房ではなく、こうした症状を何も示していない乳房について生検を行うことになることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、放射線写真撮影時にエラーが発生する可能性を低下させようとするものである。本発明は、放射線写真の撮影を自動化しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
放射線画像を撮影するデバイスは、Ｘ線ビームを放射する手段と、研究しようとする器官をＸ線ビームが通過した後でそれを受ける手段とを含む。放射手段および受け手段は、フレームによって支持された少なくとも１本のシャフトの周りで回転するアームによって支持される。
【０００９】
この放射線画像を撮影するデバイスは、アームの回転角度を検出する手段と、研究しようとする器官に関するデータを入力する手段と、回転角度および器官に関する前記データに関連して、撮影する画像のタイプを決定することができる処理手段と、その画像について、処理手段によって決定されたタイプの画像を表示する手段とを含む。こうして、オペレータは、エラーの発生しやすい一定数の反復作業から解放される。
【００１０】
アームの回転角度を検出する手段が、アーム上に回転可能に取り付けられ、かつ回転ポテンシオメータに結合された振り子を含み、アームに対する振り子の回転が、ポテンシオメータの回転、およびそれに比例した前記ポテンシオメータの出力電圧の変動を生じさせること望ましい。こうして、回転を検出する手段をわずかに修正するだけで既存ユニット上に取り付けることができる。振り子の振動を減衰させるために、電磁ブレーキを設けることもできる。こうして、角度の読取りを、アームの運動が終了した後、極めて迅速に行うことができる。ポテンシオメータの出力電圧を、処理手段に与えられるデジタル変数に変換する手段も同様に設けることができる。
【００１１】
本発明の一実施態様は、Ｘ線ビームを放射する手段と、研究しようとする器官をＸ線ビームが通過した後でそれを受ける手段とを含むタイプの放射線画像を撮影する装置から画像を生成する方法であって、この方法は、
Ｘ線ビームの軸と基準軸、例えば人体の主軸または垂線との間の角度を測定し、
研究しようとする器官に関するデータを入力し、
前記角度および前記データに関連して、撮影する画像のタイプを決定し、
その画像について、決定されたタイプの画像を表示する。
【００１２】
こうして、オペレータが画像のタイプおよび向きを識別する必要はなくなり、これにより時間がかなり節約され、人件費が削減され、Ｘ線機械を最適に使用することができるようになる。
【００１３】
本発明の一実施態様では、
画像のタイプに関連して、画像を回転および傾斜させる基準が入力され、
回転および／または傾斜させた後で、前記基準に従って画像が表示される。
【００１４】
別法として、ユーザによって指定された規則に従って表示を行うことも、予め入力されメモリに記憶されていた基準に従って表示を行うこともできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
限定するのではなく例示を目的として採用した、添付の図面によって図示する一実施形態の詳細な説明を読めば、本発明はよりよく理解されるであろう。
【００１６】
図１では、Ｘ線機械は、軸２上で集中したＸ線ビームを放射することができるＸ線管１を含む。軸２上でＸ線が伝播し、集中する際に沿う経路上には、入射Ｘ線を電子信号に変換することができる受信器３が配置される。受信器３は、固体タイプのＸ線検出器とすることができる。Ｘ線管１および受信器３はそれぞれ、フレーム（図示せず）によって支持されたアーム４の両端に支持され、軸２と６と記された軸の交差点を通る、この図の平面に対して垂直な軸５の周りでフレームに対して回転するように取り付けられる。これら３本の軸は互いに直交する。アーム４、Ｘ線管１、および受信器３は、フレームに対して完全に一回転させることができる。
【００１７】
軸が１本のＸ線機械を図１に示す。
【００１８】
もちろん、本発明は、複数軸の放射線装置、例えば３本または４本の軸を有するＣ字型アームを備えた装置にも適用される。
【００１９】
受信器３のＸ線検出器は、その検出器を構成する基本検出セルのマトリックスを読み取るための掃引システムを備える。
【００２０】
図２ａから分かるように、検出セルの読取りは、画像の最上部左側に位置する７と記載された点から開始して、点７が属する線８のセルを右に向かって進むように連続的に行われる。線８の右端に到達すると、読取りは次の線９の左端のセルに続き、これを繰り返して、その画像下部の最後の線の右端の点１０まで続く。このようにして、この種の掃引により、乳房撮影の場合であれば、患者の乳房１１および大胸筋１２の一部を見、円形で表す乳房１１の腺ゾーン１３を見分けることが可能になる。
【００２１】
図１では、点７は点１０より上方に配置されている。その結果として、受信器３の検出器のセルのマトリックスの読取りによって直接得られる画像は、右方向に配置される。これは、点７が点１０より下方に位置する図３に示す位置で画像を撮影したときには当てはまらず、掃引読取りは常に点７から開始して線から線に進み、点１０で終了するかたちで行われるので、逆の画像（図４ａおよび図４ｂ）が行われる。このようにして、乳房の最下部が画像の最上部に位置し、乳房の最上部が画像の最下部に位置する逆の画像が得られる。したがって、有用な画像を得るために、画像平面に対して垂直な軸の周りで回転させることによって画像の変換を行う必要がある。
【００２２】
ユーザは、画像平面内にその長い側部と平行に配置された軸の周りに回転させることによって画像を変換することを望むこともある。実際に、乳房撮影におけるフィルム画像の視覚化には標準が存在する。例えば、ＬＭＬＯビューは、大胸筋が左側に、乳頭が右側に位置するようにして見るように合意されている。同様に、ＲＭＬＯビューは、大胸筋が右側に、乳頭が左側に位置するようにして見るように合意されている。ただし、この変換が最も一般的に使用される変換ではあるが、ユーザに特有のその他の変換も存在する。特に、ある数のユーザは、最も一般的に使用される方法とは対照的な方法で画像を見ることを好む。その場合には、画像平面内にその長い側部と平行に配置された軸の周りの回転を適用するのが賢明である。このように、この変換をどのビューにも適用しないか、あらゆるビューに適用しなければならないかによって、２つの標準を区別することができる。特定のビューに対してのみこの変換を適用するか否かをユーザが選ぶ可能性も、別法として考えることができる。
【００２３】
図５は、アームの傾斜角に関連してつけた、ビューの様々な名称を示す図である。角度が−１０から＋１０°の間である場合には、ビューは、クラニオポーダル（craniopodal）またはクラニオコーダル（craniocaudal ）と呼ばれ、略語形ではＣＣとなる。このビューでは、受信器は乳房の下側に配置される。角度が＋１０°から＋８０°の間、または−１０°から−８０°の間であるときには、ビューは外側または中間側方オブリーク（medio-lateral oblique ）プロフィルと呼ばれ、略語形ではＭＬＯとなり、受信器はやはり乳房の下側外側面に接して配置される。このビューはまた、上側側方−下側中間（superolateral-inferomedial）と呼ばれることもあり、略語形ではＳＩＯとなり、乳房の内側下側面が受信器に接して配置される。角度が＋８０°から＋１００°の間または−８０°から−１００°の間であるときには、ビューは、乳房の外側面が受信器に接して配置されるか、または内側面が受信器に接して配置されるかに従って、厳密な外側プロフィルまたは厳密な内側プロフィル、あるいは中間側方（medio-lateral ）または側方中間（lateromedial）と呼ばれる。
【００２４】
角度が＋１００°から＋１７０°の間、および−１００°から−１７０°の間であるときには、ビューは、内側プロフィルまたは側方中間オブリーク（lateralmedial oblique ）と呼ばれ、乳房の内側上側面が受信器に接して配置される。角度が＋１７０°から−１７０°の間で１８０°に近いときには、ビューはポドクラニアル（podocranial）またはコードクラニアル（caudocranial ）と呼ばれ、略語するとＦＢとなり、乳房の上側面が受信器に接して配置される。
【００２５】
最後に、特定のビューについてその他の略語を使用する。例えば、クラニオコーダル・ビューについて、患者が乳房の内側面を検出器に近づけて４５°回転しているときには、そのビューは拡大（exaggerated）クラニオコーダルと呼ばれ、略語ではＸＣＣＭとなる。患者が乳房の外側面を検出器に近づけて４５°回転しているときには、この同じビューがＸＣＣＬと呼ばれる。２つの乳房の下側面を受信器に接触させてビューを得ることも可能であり、このビューは略語ＣＶで示される。最後に、乳房の腋窩部分を写すようになされたビューは、ＡＴと呼ばれる。
【００２６】
これらの略語は、研究する器官のラテラリティに関する略語と、引伸しに関する情報と、適切であれば引伸し倍率および補足情報とによって補足することができる。特に、胸郭に向かって視界の外に移動させる必要のある乳房インプラントがある場合（略語ＩＤ）、接線タイプの皮膚に非常に近い部分を含むビューとする場合（略語ＴＡＮ）、圧迫パッドと受信器の間で外側方向（略語ＲＬ）または内側方向（略語ＲＭ）に乳房を回転させる場合、および最後に圧迫スポットが特定の局所領域を視覚化するようになされた特殊な圧迫パッドを必要とする場合（略語Ｓ）には、そのように補足することができる。
【００２７】
実際には、ビューＣＣおよびＦＢはそれぞれ０°および１８０°の付近で撮影される。ＸＣＣＬおよびＸＣＣＭのタイプのビューを除けば、０°に近い角度はほとんど使用されない。
【００２８】
当然、図５に示すものとは異なる方法で様々なビューのタイプの間の角度限界を調節する可能性がオペレータに残されることになる。
【００２９】
図６から分かるように、放射線装置のアームは、おもり１５とそのおもり１５を懸架できるようにするアーム１６とで形成された振り子１４を備え、アーム１６は、図１の軸５と平行な軸１７の周りに回転できる。
【００３０】
振り子１４は、この装置のアームに固定されたベース・プレート１８で支持され、こうして、例えばベース・プレート１８の穴１９を通るねじ（図示せず）によってそれを固定するために必要な修正以外の修正を加えることなくアーム４（図１）中またはその上に取り付けることができるキットのかたちで、利用できるようにすることができる。振り子１４は、プレート１８に対して３６０°回転することができ、一点鎖線で表す円２０を描く。
【００３１】
ポテンシオメータ（図示せず）はプレート１８に固定される。ポテンシオメータは、固定部材と、それを制御する働きをする可動部分とを含む。可動部分は振り子１４とともに回転するように固定され、振り子１４の回転がポテンシオメータの制御部分の回転を駆動し、それにより振り子１４と放射線デバイスのアームとの間の角度に対応するかたちでポテンシオメータの抵抗の値を修正するようになっている。
【００３２】
図７は、ポテンシオメータの出力に配列することができる電子回路の一例を示す図である。ポテンシオメータ２１は、基準電圧から給電され、その反対側の端子は接地される。ポテンシオメータ２１の第３の端子２２は、直列抵抗２３と、並列コンデンサ２４と、正の給電電圧および地面にそれぞれ接続されているダイオード２５および２６とを含むフィルタリング手段に接続される。
【００３３】
フィルタリング手段の出力２７は、入力電圧に比例した周波数の出力信号、例えばノッチ信号を発信することができるアナログ／デジタル変換器２８に接続される。したがって、アナログ／デジタル変換器２８の出力に配列されたカウンタ（図示せず）は、変換器２８から受信した信号とクロック信号とを比較し、そこからアームと常に垂直なままである振り子との間の角度、したがってアームと垂線の間の角度の値を導出することができる。
【００３４】
振り子１４は、アームの回転運動の終了時に急速に安定することを可能にする電磁ブレーキ（図示せず）を備え、アームが変位したすぐ後、好ましくは変位終了後４秒未満で角度の読取りを精密に行うことができるようにすることが好ましい。
【００３５】
アームの角度を読み取った後、電子計算機などの処理手段を用いて、これを図５に示すものなど事前に記録されたしきい値データと比較し、それらからビューのタイプに関する情報を導出する。別法として、アームの角度をスクリーン上に表示することもできる。
【００３６】
特定の種類のビューに対しては、特殊なタイプの圧迫パッドを使用する。圧迫パッドとは、Ｘ線に対して透明な、Ｘ線管と受信器の間のＸ線の経路上に配列された、そのパッド自体と受信器の間で乳房を圧迫する働きをするデバイスのことである。標準的な圧迫パッドは、ＣＣ、ＦＢ、ＭＬＯ、ＬＭＯ、ＭＬ、ＬＭ、およびＳＩＯのタイプのビューを得るために使用される。対照的に、腋窩に最も近い乳房の部分を視覚化するようになされたタイプＡＴのビューは、標準的なパッドに取って代わる特殊な圧迫パッドを必要とする。乳房の極めて局所的な領域を撮影するようになされたタイプＳのビューも、同様に特殊な圧迫パッドを必要とする。
【００３７】
圧迫パッドは、それらを固定するために、対応するアームの穴と協働するようになされたピンを備える。各圧迫パッドの少なくとも１本のピンは、例えば３ビットの情報を有し、したがって最大で８つの異なるタイプの圧迫パッドに対応する８つの異なる信号をコーディングすることができる３つの磁石の形態をした、コーディング手段を備えることができると有利である。アームの対応する穴は、例えば磁石を検出することができる磁気リード型継電器の形態をし、圧迫パッドに関する情報を処理システムに伝送するようになされたセンサを備える。このようにして、使用する圧迫パッドのタイプまたは撮影されるビューのタイプをキーボードまたはその他何らかの入力手段で示す際にオペレータが過ちを犯す危険はなくなる。
【００３８】
このようにして、本発明は、従来通り鉛製の文字を用いてオペレータが示さなければならない情報を大幅に減少させることを可能にする。振り子、およびフレームに対するアームの回転の角度を感知する光学的角度検出器が存在することにより、ほとんどのビューのタイプ、およびその画像を回転させなければならないか否かを決定することが可能になる。圧迫パッドおよびそれらの支持穴と連動した検出手段により、特に特殊なＡＴまたはＳタイプのビューの場合に、ビューのタイプに関するデータを提供することが可能になる。
【００３９】
別法として、そのために放射線デバイス上に設けられた引伸しプラットフォームによって自動的に、処理手段で引伸しを使用することができるようにし、それに引伸し倍率を与えることもできる。オペレータは、自分の制御キーボードまたはその他任意の入力手段を用いて、左右どちらの乳房のビューを得るのかを示しさえすればよい。さらなる安全確保のために、乳房の側性に関する情報が放射線デバイスの処理手段に対して示されない限り、Ｘ線ビームの放射が起きないようにすることもできる。
【００４０】
例えば、以下の表は、角度に関連して様々なタイプのビューを、また角度および乳房の側性に関連して様々なタイプの画像の回転を示すものである。「ビュー名」列では、最初の文字は乳房の側性に関し、左の乳房であればＬ、右の乳房であればＲとなる。列３および４について、回転は、ビュー平面に対して垂直な軸の周りの回転であり、傾斜は、ビュー平面内に配置された、その長い側縁と平行な軸の周りの回転である。
【００４１】
この場合、乳房撮影で最も一般的に使用される標準に従う画像の表示が得られる。変形形態では、一部のユーザに現在利用されている別の乳房撮影画像表示方法に対応する全てのビューについて傾斜を許すこともできる。ユーザが、表示前に画像の傾斜を適用したいと望むビューの独自のリストを規定することも可能である。

【００４２】
本発明により、放射線写真に名称を付ける際に誤りを犯す危険、およびそれによりもたらされる可能性のある結果を大幅に低下させながら、それと同時に放射線装置の修正を最低限に抑えることによりオペレータの作業負荷を減少させることが可能となる。乳房撮影の場合には、大部分のビューは，放射線撮影しようとする側の乳房のみを示すようにとればよい。数枚の特殊なビューのみが、オペレータによる補足情報の入力を必要とする。
【００４３】
本発明の別の実施形態では、アームの回転角度を検出する手段は、フレームに対するアームの回転角度を感知する角度検出器を含む。この角度検出器は光学タイプにすることができる。
【００４４】
本発明の一実施形態では、放射線画像を撮影するデバイスは、アームと一体の１部片となる圧迫パッド用の支持体と、処理手段に接続された、使用する圧迫パッドのタイプを検出する手段とを含む。
【００４５】
放射線画像を撮影するデバイスは、画像平面に対して垂直な軸の周りで回転させる、かつ／または画像平面内に含まれる軸の周りで回転させることによって、画像を戻すことができる手段を含むと有利である。
【００４６】
もちろん、本発明は、心臓や脳、人体のそうした部位の循環器系などその他の器官に名称を付ける働きもする。ビューの名称が決定された後で、それをスクリーン上に表示することも、放射線写真とともにスクリーン上に表示することも、放射線写真とともにプリントすることも、または従来の放射線フィルムを露光させるようになされたフラッシュ・デバイスに送ることもできる。
【００４７】
本発明の範囲を逸脱することなく、当業者なら開示の実施形態の構造および／または機能および／またはステップに様々な修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の位置にあるＸ線機械の概略前面図である。
【図２】図１の装置で得られるビューを表す概略図である。
【図３】第２の位置にあるＸ線機械の概略前面図である。
【図４】図３の装置で得られるビューを表す概略図である。
【図５】アームの角度に関連してビューに名称を付けるために使用される略語を示す図である。
【図６】Ｘ線機械のアーム中に取り付けられた振り子を示す正面図である。
【図７】振り子からの情報の処理を示す電子図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線管
３ 受信器
４ アーム
１４ 振り子
１５ おもり
１６ アーム
１８ ベース・プレート
１９ 穴

Claims (10)

1. Ｘ線ビームを放射する手段（１）と、研究しようとする器官（１１）をＸ線ビームが通過した後でそれを受ける手段（３）とを含み、放射手段および受け手段が、フレームによって支持された少なくとも１本のシャフトの周りで回転するアーム（４）によって支持された、放射線画像を撮影するデバイスであって、
   アームの回転角度を検出する手段と、
   研究しようとする器官を回転および／または傾斜させる基準に関するデータを入力する手段と、
   回転角度および器官に関する前記データに関連して、撮影する画像のビューの名称を決定することができる処理手段と、
   処理手段によって決定された撮影する画像のビューの名称を画像上に表示する手段とを含むデバイス。
2. アームの回転角度を検出する手段が、アーム上に回転可能に取り付けられ、かつ回転ポテンシオメータ（２１）に結合された振り子（１４）を含み、それによりアームに対する振り子の回転が、ポテンシオメータの回転、およびそれに比例したポテンシオメータの出力電圧の変動を生じさせる請求項１に記載のデバイス。
3. 振り子の振動を減衰させる電磁ブレーキを含む請求項２に記載のデバイス。
4. ポテンシオメータの出力電圧を、処理手段に与えられるデジタル変数に変換する手段（２８）を含む請求項２または３に記載のデバイス。
5. アームの回転角度を検出する手段が、フレームに対するアームの回転角度を感知する角度検出器を含む請求項１に記載のデバイス。
6. 角度検出器が光学タイプである請求項５に記載のデバイス。
7. 前記研究しようとする器官（１１）が患者の右又は左の乳房であり、
   前記患者の左右の乳房のいずれかを特定するデータを入力する手段と、
   前記左右の乳房のいずれかを特定するデータが入力されていない場合、前記Ｘ線ビームの放射を禁止する手段と、
   アームと一体の１部片となる圧迫パッド用の支持体と、処理手段に接続された、使用される圧迫パッドのタイプを検出する手段とを含み、
   前記表示する手段が前記左右の乳房のいずれかを特定する表示を表示する、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 画像平面に対して垂直な軸の周りで回転させる、かつ／または画像平面内に含まれる軸の周りで回転させることによって、画像を戻すことができる手段を含み、
   前記撮影する画像のビューの名称が前記回転の有無に基づいて決定される、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. Ｘ線ビームを放射する手段と、研究しようとする器官をＸ線ビームが通過した後でそれを受ける手段とを含むタイプの放射線画像を撮影する装置から画像を生成する方法であって、Ｘ線ビームの軸と基準軸の間の角度を測定するステップと、研究しようとする器官を回転および／または傾斜させる基準に関するデータを入力するステップと、角度および前記データに関連して、撮影する画像のビューの名称を決定するステップと、決定されたビューの名称を画像上に表示するステップとを含む方法。
10. 前記研究しようとする器官（１１）が患者の右又は左の乳房であり、
    前記患者の左右の乳房のいずれかを特定するデータを入力するステップと、
    前記左右の乳房のいずれかを特定するデータが入力されていない場合、前記Ｘ線ビームの放射を禁止するステップと、
    前記左右の乳房のいずれかを特定するデータが入力された場合、前記左右の乳房のいずれかを特定する表示を前記画像上に表示するステップと、
    を含む請求項９に記載の方法。

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