JP5161418B2

JP5161418B2 - Ｘ線照射線量管理装置及びｘ線画像診断装置

Info

Publication number: JP5161418B2
Application number: JP2005169690A
Authority: JP
Inventors: 洋一高田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: JP2006340910A

Description

本発明は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置やＸ線診断装置等を使った放射線を利用する検査の照射線量を管理するＸ線照射線量管理装置及びそれを備えたＸ線画像診断装置に関する。

図８には、従来の検査の手順を示している。年齢、体重、性別、患者名、検査種別、検査管理番号など被検体及び検査に関連する基本情報を入力する。基本情報を入力した後に、検査対象となっている検査部位を選択肢、さらに検査目的別に管理されている検査プロトコルを選択する。検査プロトコルは、医用画像装置による撮影（ショット、スキャン、データ収集）から信号処理（画像再構成）に至る放射線検査の一連の作業進行のために必要とされる多くの条件のセットであり、典型的には、例えばＸ線ＣＴ装置であれば、管電圧、管電流、スキャン時間（１回転あたりに要する時間）、撮影スライス厚、撮影スライス枚数、スキャンピッチ、総スキャン時間等のパラメータが含まれ、検査目的等により分類されている。検査プロトコルを選択した後に、対象となる被検体にあわせて、パラメータを調整、変更する。そして、スキャン開始ボタンを押印することで、スキャンが開始される。

しかし、従来では、選択した検査プロトコル又はパラメータを変更した検査プロトコルのもとで撮影を行ったときに、実際の被検体に対する照射線量が適正範囲なのか否かを事前に確認することができない。また、どのようにパラメータを修正したらよいかという方向性も分からなかった。
特開平５−６８６８０号公報

本発明の目的は、被検体に対する照射線量を適正化できるＸ線照射線量管理装置及びそれを備えたＸ線画像診断装置を提供することにある。

本発明のある局面において、被検体情報と複数の検査目的にそれぞれ対応する複数の検査プロトコルを含む検査情報とを入力する入力部と、前記被検体情報に含まれる年齢と検査部位に基づいて基準ＣＴＤＩを決定する基準値決定部と、前記複数の検査プロトコルから選択された検査プロトコルのパラメータに基づいて、ＣＴＤＩを推定する手段と、前記決定された基準ＣＴＤＩと前記推定されたＣＴＤＩとを比較する比較部と、前記推定されたＣＴＤＩが前記決定された基準ＣＴＤＩを超過しているとき、警告表示のための信号を発生する警告表示信号発生部と、前記選択された検査プロトコルのパラメータ及び前記推定されたＣＴＤＩを、前記基準ＣＴＤＩと前記基準ＣＴＤＩに対応する基準検査プロトコルのパラメータとともに表示する表示部と、前記表示された検査プロトコルのパラメータの変更指示を操作者が入力操作するための操作部とを具備する。

本発明によれば、被検体に応じた照射線量の基準値を決定することができるので、照射線量を適正化することができる。

以下、図面を参照して本発明に係るＸ線照射線量管理装置の実施形態を説明する。なお、本発明に係るＸ線照射線量管理装置は、それ単独で、またはスキャン計画装置の他に、Ｘ線平面画像を発生するＸ線画像診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影装置等のＸ線を発生するＸ線発生部（Ｘ線管ユニット）と被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを少なくとも備えた放射線医療機器に組み込まれて構成される。ここでは、本発明に係るＸ線照射線量管理装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に組み込まれるものとして説明する。

図１は本実施形態に係るＸ線照射線量管理装置が組み込まれたＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示している。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、被検体に関する多方向の投影データを収集するために構成されたガントリ１００を有する。ガントリ１００は、Ｘ線管１０１と、複数のＸ線検出素子が一列又は多列に配列されたシングルスライスタイプ又はマルチスライスタイプのＸ線検出器１０３を有する。Ｘ線管１０１とＸ線検出器１０３は、円環状の回転フレーム１０２に搭載される。回転フレーム１０２は、ガントリ回転機構１０７によりＺ軸を中心として回転駆動される。回転フレーム１０２の中央部分は開口され、その開口部に、図示しない寝台の天版上に載置された被検体が挿入される。Ｘ線管１０１の陰極陽極間には高電圧発生装置１０９からスリップリング１０８を介して管電圧が印加され、またＸ線管１０１のフィラメントには高電圧発生装置１０９からスリップリング１０８を介してフィラメント電流が供給される。管電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、Ｘ線管１０１からＸ線が発生される。

一般的にＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集装置１０４は、検出器１０３からチャンネルごとに出力される信号を電圧信号に変換し、増幅し、さらにディジタル信号に変換する。このデータ（生データ）は、光又は磁気を利用した非接触のデータ電送装置１０５を介して計算機ユニットの前処理装置１０６に送られる。前処理装置１０６は、データ収集装置１０４からの生データに対して感度補正等の補正処理を施して投影データを出力する。この投影データはデータ記憶装置１１２に送られ記憶される。計算機システムは、前処理装置１０６及びデータ記憶装置１１２とともに、システムコントローラ１１０、キーボードやマウス等を備えた入力装置１１５、ディスプレイ１１３、再構成装置１１４、スキャン計画装置１１６、照射線量管理装置１１７から構成される。再構成装置１１４は、投影データから断層画像データを再構成する。

スキャン計画装置１１６は、技師がスキャン計画（他種の装置では検査計画、撮影計画ともいう）を決定する作業を支援するために設けられ、検査プロトコルの提供、その修正、変更の支援を主機能としている。図４には、スキャン計画装置１１６により構築されるスキャン計画画面の例を示している。スキャン計画画面には、患者情報及びスキャノグラムイメージとともに、操作者が指定又は選択した撮影部位や検査目的に応じて選択された検査プロトコル又は修正された検査プロトコルのパラメータ、照射線量管理装置１１７から提供された被検体の体格及び検査部位に対応する照射線量の基準値、照射線量管理装置１１７から提供された選択された検査プロトコル又は修正された検査プロトコルのパラメータから推定された照射線量が表示される。照射線量としては、典型的には、米国の食料医薬品局が定めた照射線量を表す“ＣＴＤＩ”（ＣＴＤｏｓｅＩｎｄｅｘ）を用いるが、それに限定されるものではない。ＤＬＰなども照射線量情報として扱われる。検査プロトコルのパラメータとしては、スキャン開始位置、スキャン終了位置、管電圧“ｋＶ”、管電流“ｍＡ”、スキャンスピード、スライス数（使用列数）、ヘリカルピッチ、スライス厚等が含まれる。

図２には、図１の照射線量管理装置１１７の構成を示している。照射線量管理装置１１７は、入出力部２００を有する。入出力部２００は、照射線量基準値モード変更入力部２０１、対象患者情報入力部２０２、プロトコルデータ入力部２０３、プロトコル利用アクセス停止信号発生部２０４、警告表示信号発生部２０５、詳細情報表示信号発生部２０６を有する。照射線量基準値モード変更入力部２０１は、操作者により入力装置１１５を介して入力された基準値モード変更信号を入力装置１１５から受信する。基準値モード（基準値の種類）として、ＡＣＲガイドライン、ＥＣガイドライン、先月分布値、６ヶ月分布値、個別設定、設定なしの選択肢が用意されている。ＡＣＲガイドラインは、American College of Radiologyから出されている照射線量の基準値である。ＥＣガイドラインは、ヨーロッパＥＣから出されている照射量の基準値である。先月分布値は、先月１ヶ月間の検査による照射線量データから所定規則に従って決定した照射線量の基準値である。６ヶ月分布値は、過去６ヶ月間の検査による照射線量データから所定規則に従って決定した照射線量の基準値である。個別設定は、ユーザーサイト独自に設定した基準値である。設定なしは、基準値を設定しない。

対象患者情報入力部２０２は、スキャン計画装置１１６から被検体に関する情報（以下、被検体情報という）を入力する。被検体に関する情報には、典型的には年齢、体重、検査部位、ＥＰ名、検査分類コード、検査種別などが含まれる。プロトコルパラメータ入力部２０３は、スキャン計画装置１１６で計画された検査に関する情報（以下、検査情報という）を、スキャン計画装置１１６から入力する。検査に関する情報には、典型的にはスキャン開始位置、スキャン終了位置、管電圧“ｋＶ”、管電流“ｍＡ”、スキャンスピード、スライス数（使用列数）、ヘリカルピッチ、スライス厚など主に検査プロトコルの項目が含まれる。

プロトコル利用アクセス停止信号発生部２０４は、後述の予測照射線量算出部２１５で検査情報から推定した照射線量が、後述の照射基準値抽出部２１３で被検体情報から決定した基準値を超過していることを表す信号を、当該超過に対応するアクション内容を表す信号とともに、比較結果判定部２１７から受信したとき、アクション内容に従ってプロトコル利用アクセス停止信号を発生する。また、プロトコル利用アクセス停止信号発生部２０４は、検査情報から推定した照射線量が、被検体情報から決定した基準値以下に収まっていることを表す信号を比較結果判定部２１７から受信したとき、プロトコル利用アクセス許可信号を発生する。プロトコル利用アクセス停止信号を受信したシステムコントローラ１１０は、入力装置１１５から検査開始の指示を受けたとしても、その指示を拒否して検査開始を停止する。プロトコル利用アクセス許可信号を受信したシステムコントローラ１１０は、入力装置１１５から検査開始の指示の入力を待機し、検査開始指示を受けて検査を開始する。

警告表示信号発生部２０５は、後述の予測照射線量算出部２１５で検査情報から推定した照射線量が、後述の照射基準値抽出部２１３で被検体情報から決定した基準値を超過していることを表す信号を、当該超過に対応するアクション内容を表す信号とともに、比較結果判定部２１７から受信したとき、アクション内容に従って、当該超過を警告するメッセージをディスプレイ１１３に表示するための信号を発生する。警告表示信号発生部２０５は、検査情報から推定した照射線量が、被検体情報から決定した基準値に接近しているとき、例えば当該基準値の９５％を超過し、基準値以下であることを表す信号を、当該接近に対応するアクション内容を表す信号とともに、比較結果判定部２１７から受信したとき、当該接近を報知するメッセージをディスプレイ１１３に表示するための信号を発生する。警告結果ログデータ記憶部２１９は、警告／報知表示のための信号の発生、およびプロトコル利用アクセス停止信号の発生をログ情報として保管するために設けられる。

比較部２１６は、予測照射線量算出部２１５で検査情報から推定した照射線量と、照射基準値抽出部２１３で被検体情報から決定した基準値とを比較する。比較結果判定部２１７は、比較部２１６の比較結果に従って、検査情報から推定した照射線量が、被検体情報から決定した基準値以下に収まっているとき、当該状態を表す信号をプロトコル利用アクセス停止信号発生部２０４に供給する。比較結果判定部２１７は、比較部２１６の比較結果に従って、予測照射線量算出部２１５で検査情報から推定した照射線量が、照射基準値抽出部２１３で被検体情報から決定した基準値を超過しているとき、当該超過を表す信号を、アクション内容ガイド記憶部２１８に記憶されている当該超過に対応するアクション内容を表す信号とともに、プロトコル利用アクセス停止信号発生部２０４と警告表示信号発生部２０５に供給する。予測照射線量算出部２１５で検査情報から推定した照射線量が、照射基準値抽出部２１３で被検体情報から決定した基準値を超過していることに対応するアクション内容とは、初期的には、例えば上述したように、当該超過を警告するためのメッセージを表示すること、及びスキャン開始を禁止することであるが、任意に変更可能である。

比較結果判定部２１７は、比較部２１６の比較結果に従って、予測照射線量算出部２１５で検査情報から推定した照射線量が、照射基準値抽出部２１３で被検体情報から決定した基準値に接近しているとき、例えば基準値の９５％を超過し、かつ基準値以下であるとき、当該接近を表す信号を、アクション内容ガイド記憶部２１８に記憶されている当該接近に対応するアクション内容を表す信号とともに、警告表示信号発生部２０５に供給する。予測照射線量算出部２１５で検査情報から推定した照射線量が、照射基準値抽出部２１３で被検体情報から決定した基準値に接近していることに対応するアクション内容とは、初期的には、例えば上述したように、当該接近を報知するためのメッセージを表示することであるが、任意に変更可能である。

予測照射線量算出部２１５は、プロトコルパラメータ入力部２０３から入力された検査プロトコル情報の中の管電圧、管電流、スライス数、スライス厚等の複数のパラメータから、当該パラメータで検査が行われた場合の照射線量、例えばＣＴＤＩwを推定する。推定された照射線量のデータは比較部に供給される。

検査別照射線量実績履歴データ記憶部２１２は、例えば据え付け時期後に実施された全ての検査を対象として、検査プロトコルとそれに対応する照射線量とに関するデータを記憶する。検査プロトコルとそれに対応する照射線量のデータは、典型的にはスキャン計画装置１１６から受信する。基準値作成部２１１は、データ記憶部２１２に記憶されている特定期間内の全検査を対象とした照射線量から体重別、年齢別、検査部位別に基準値を作成する。基準値としては、例えば、照射線量をその値に従って配列したときの中央値（メジアン）に設定される。特定期間としては、最近１ヶ月と、最近６ヶ月とに設定されている。従って、基準値としては、最近１ヶ月の検査実績から体重別、年齢別、検査部位別で基準値がそれぞれ作成され、また最近６ヶ月の検査実績から体重別、年齢別、検査部位別で基準値がそれぞれ作成される。基準値の作成は例えば１ヶ月ごとに定期的に繰り返される。作成された基準値のデータは、基準値データ記憶部２１４に記憶される。基準値データ記憶部２１４は、検査実績から作成された基準値のデータとともに、ＡＣＲガイドラインによる基準値、ＥＣガイドラインによる基準値、ユーザが個別に設定した基準値が体重別、年齢別、検査部位別に記憶されている。照射基準値抽出部２１３は、基準値モード変更入力部２０１を介して操作者から指定された基準値モード（基準値の種類）と、基準値モード変更入力部２０１を介して操作者から指定された体重／年齢／検査部位の区別と、当該区別による被検体情報の体重、年齢又は検査部位とに対応する基準値を検査別照射線量実績履歴データ記憶部２１２から抽出し、比較部２１６に供給する。

図３は本実施形態による検査手順を示している。スキャン計画装置１１６の支援のもとで、入力装置１１５を介して、年齢、体重、性別、患者名、検査種別、検査管理番号など被検体及び検査に関連する基本情報が入力される（Ｓ１）。また、入力装置１１５を介して、検査対象となっている検査部位が選択される（Ｓ２）。さらにスキャン計画装置１１６から検査部位、検査目的等に従って提供される複数の検査プロトコルの候補の中から、適当な検査プロトコルが選択される（Ｓ３）。検査プロトコルには、医用画像装置による撮影（ショット、スキャン、データ収集）から信号処理（画像再構成）に至る放射線検査の一連の作業進行のために必要とされる多くの条件のセットであり、例えばＸ線ＣＴ装置であれば、管電圧、管電流、スキャン時間（１回転あたりに要する時間）、撮影スライス厚、撮影スライス枚数、スキャンピッチ、総スキャン時間等のパラメータが含まれる。これらパラメータは、入力装置１１５を介して、任意に変更し設定される（Ｓ４）。

照射線量管理装置１１７の比較部２１６において、Ｓ４で設定されたパラメータにより予測照射線量算出部２１５で推定された照射線量と、照射基準値抽出部２１３で被検体情報から決定した基準値とを比較する（Ｓ５）。照射基準値抽出部２１３では、図７に例示する基準値モード選択ウインドウ上で基準値モード変更入力部２０１を介して選択的に指定された基準値モード（基準値の種類）に対応する基準値を検査別照射線量実績履歴データ記憶部２１２から抽出し、比較部２１６に供給する。

予測照射線量算出部２１５で推定された照射線量が、基準値を超過しているとき、比較結果判定部２１７からの当該超過を表す信号と当該超過に対応するアクション内容を表す信号とに従って、警告表示信号発生部２０５は、図５に例示する当該超過を警告するメッセージウインドウをディスプレイ１１３のスキャン計画画面上に重ねて表示するための信号を発生する（Ｓ６）。なお、検査情報から推定した照射線量が、被検体情報から決定した基準値の例えば９５％を超過し、基準値以下であるときには、警告表示信号発生部２０５は、図４に例示する当該接近を報知するメッセージウインドウをディスプレイ１１３のスキャン計画画面上に重ねて表示するための信号を発生する。

図４、図５のウインドウ上の「詳細情報表示」ボタンがクリックされたとき、詳細情報表示信号発生部２０６は、図６に例示するように、体重別の基準値に対応する検査プロトコルのパラメータと、年齢別の基準値に対応する検査プロトコルのパラメータとを、Ｓ４において設定されたパラメータとともに対比容易に表形式に纏めてディスプレイ１１３に表示するための信号を発生する（Ｓ７）。操作者は、多くの場合、基準値に対応する検査プロトコルのパラメータを参考に、詳細情報表示上で任意のパラメータが任意の値に変更する。パラメータが任意の値に変更されたとき、Ｓ５に戻り、照射線量管理装置１１７の比較部２１６において、Ｓ４で変更されたパラメータにより予測照射線量算出部２１５で再計算された照射線量と、基準値とを再度、比較する。

Ｓ５において、Ｓ４のパラメータから推定される照射線量が基準値を超過していないとき、またはＳ７を経由してＳ４のパラメータから推定される照射線量が基準値の９５％を超過しているにもかかわらず操作者からスキャン開始確認ボタンがクリックされたとき、プロトコル利用アクセス停止信号発生部２０４からプロトコル利用アクセス許可信号が発生される。プロトコル利用アクセス許可信号を受信したシステムコントローラ１１０は、入力装置１１５でスキャンボタンが押されてスキャン開始指示の入力を待機し、検査開始指示を受けて検査を開始する（Ｓ８、Ｓ９）。

このように本実施形態では、基準値を超過するような照射線量が予測される検査プロトコルを選択したり、そのような値にパラメータを設定したとき、警告が発生されるので、誤った操作による高照射線量検査を事前に停止できる。また、高照射照射をもたらすプロトコルについて、どのパラメータをどのような値に修正したらよいかも示唆してくれるので、修正操作時間に手間取らない。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に係るＸ線照射線量管理装置を備えるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成示す図。図１のＸ線照射線量管理装置の構成を示す図。本実施形態による検査手順を示す図。図３の警告表示画面例を示す図。図３の警告表示画面の他の例を示す図。図４の詳細情報表示画面例を示す図。本実施形態において、閾値モードの選択表示画面例を示す図。従来の検査手順を示す図。

符号の説明

１００…ガントリ、１０１…Ｘ線管、１０２…回転フレーム、１０３…Ｘ線検出器、１０４…データ収集装置（ＤＡＳ）、１０６…前処理装置、１０７…ガントリ回転機構、１０８…スリップリング、１０９…高電圧発生器、１１０…システムコントローラ、１１２…データ記憶装置、１１３…ディスプレイ、１１４…再構成装置、１１５…入力装置、１１６…スキャン計画装置、１１７…照射線量管理装置。

Claims

被検体情報と複数の検査目的にそれぞれ対応する複数の検査プロトコルを含む検査情報とを入力する入力部と、
前記被検体情報に含まれる年齢と検査部位に基づいて基準ＣＴＤＩを決定する基準値決定部と、
前記複数の検査プロトコルから選択された検査プロトコルのパラメータに基づいて、ＣＴＤＩを推定する手段と、
前記決定された基準ＣＴＤＩと前記推定されたＣＴＤＩとを比較する比較部と、
前記推定されたＣＴＤＩが前記決定された基準ＣＴＤＩを超過しているとき、警告表示のための信号を発生する警告表示信号発生部と、
前記選択された検査プロトコルのパラメータ及び前記推定されたＣＴＤＩを、前記基準ＣＴＤＩと前記基準ＣＴＤＩに対応する基準検査プロトコルのパラメータとともに表示する表示部と、
前記表示された検査プロトコルのパラメータの変更指示を操作者が入力操作するための操作部とを具備することを特徴とするＸ線照射線量管理装置。
前記基準値決定部は、前記基準ＣＴＤＩとともに基準ＤＬＰを決定する機能を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線照射線量管理装置。
前記基準値決定部は、前記被検体情報に含まれる前記年齢及び前記検査部位とともに体重に基づいて前記基準ＣＴＤＩを決定することを特徴とする請求項１記載のＸ線照射線量管理装置。
前記推定されたＣＴＤＩが前記決定された基準ＣＴＤＩを超過しているとき、検査開始を禁止するための信号を発生する禁止信号発生部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線照射線量管理装置。
前記警告表示のための信号の発生をログ情報として保管する保管部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線照射線量管理装置。
前記検査開始を禁止するための信号の発生をログ情報として保管する保管部をさらに備えることを特徴とする請求項４記載のＸ線照射線量管理装置。
Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、
被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線の照射線量を管理するためのＸ線照射線量管理装置とを具備し、
前記Ｘ線照射線量管理装置は、
被検体情報と複数の検査目的にそれぞれ対応する複数の検査プロトコルを含む検査情報とを入力する入力部と、
前記被検体情報に含まれる年齢と検査部位に基づいて基準ＣＴＤＩを決定する基準値決定部と、
前記複数の検査プロトコルから選択された検査プロトコルのパラメータに基づいて、ＣＴＤＩを推定する手段と、
前記決定された基準ＣＴＤＩと前記推定されたＣＴＤＩとを比較する比較部と、
前記推定されたＣＴＤＩが前記決定された基準ＣＴＤＩを超過しているとき、警告表示のための信号を発生する警告表示信号発生部と、
前記選択された検査プロトコルのパラメータ及び前記推定されたＣＴＤＩを、前記基準ＣＴＤＩと前記基準ＣＴＤＩに対応する基準検査プロトコルのパラメータとともに表示する表示部と、
前記表示された検査プロトコルのパラメータの変更指示を操作者が入力操作するための操作部とを具備することを特徴とするＸ線画像診断装置。