JP5392111B2 - Ｘ線透視撮影装置 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線管から出射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器で検出することによりＸ線透視を行うＸ線透視撮影装置に関する。

このようなＸ線透視撮像装置においては、静止画の撮影時より小さなエネルギーのＸ線を被検者に照射し、被検者の映像を液晶パネル等の画像表示部に表示して、被検者を連続して観察している。この透視時においては、被検者の体厚が厚いとＸ線が被検者でより多く吸収されることから、画像表示部の画像が暗くなる。このため、この透視時においては、画像表示部の明るさを一定とするため、被検者の体厚に応じてＸ線管に印加する管電圧および管電流を変更してＸ線量を調整する自動輝度調整機構が付加されている（特許文献１参照）。

一方、Ｘ線透視とは異なる静止画の撮影時においては、被検者の撮影部位や体格等に対応したマークを表示し、このマークを選択することにより、被検者の撮影部位や体格等に応じて予めプリセットされた管電流や管電圧等の撮影条件を選択するＸ線撮影装置も提案されている（特許文献２参照）。このような静止画を撮影するＸ線撮影装置においては、予めプリセットされた管電流や管電圧等の撮影条件でＸ線撮影を開始した後も、その管電流や管電圧等は維持される。そして、フォトタイマーにより測定したＸ線量が設定値に達した段階でＸ線の照射を停止して、撮影を終了している。

特開２０００−２６１７２４号公報 特開２０００−１０７１５９号公報

特許文献２に記載されたように、静止画の撮影時には、予めプリセットされた管電流や管電圧等の撮影条件が選択された場合には、撮影の開始から撮影の終了まで、その撮影条件を維持したまま撮影が行われる。これに対して、特許文献１に記載されたようなＸ線透視時には、自動輝度調整機構により、画像表示部の明るさを一定とするためにＸ線管に印加される管電圧や管電流が順次変更される。

Ｘ線透視時にこのような自動輝度調整機構を使用した場合においては、輝度が安定するまでの間は、Ｘ線透視には直接は寄与しないＸ線が被検者に照射されることになる。ここで、自動輝度調整動作を開始するときのＸ線照射条件は、一般的に、被検者の体厚等にかかわらず、一定となっている。このため、被検者の体厚等によっては、一定の輝度が得られるまでに時間がかかる場合があり、被検者が余分なＸ線の被曝を受けるばかりではなく、Ｘ線透視を行うまでに時間がかかるという問題がある。

このため、被検者の体厚に応じてオペレータが、透視開始時の管電流や管電圧等の透視条件を個別に設定することも考えられるが、この操作は極めて煩雑であり、実際には一定の透視条件でＸ線の照射が開始されているのが実情である。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、Ｘ線の照射開始から輝度が安定するまでの時間を短くしてＸ線の被曝量を低減するとともに、Ｘ線透視撮影全体に要する時間を短縮化することが可能なＸ線透視撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、Ｘ線を照射するＸ線管と、Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づいてＸ線透視像を表示する表示部とを備え、前記Ｘ線管から出射され被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器で検出することによりＸ線透視を行うＸ線透視撮影装置において、被検者の体厚条件を選択可能な選択手段と、被検者の体厚条件に対応して、Ｘ線照射開始時のＸ線照射条件を複数記憶する記憶部と、前記選択手段により選択された被検者の体厚に対応し、前記記憶部に記憶したＸ線照射条件を選択して前記Ｘ線管によるＸ線照射を開始する制御部と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づいて自動輝度調整信号を作成するＩＢＳゲート回路と、前記ＩＢＳゲート回路からの自動輝度調整信号に基づいて、前記表示部におけるＸ線透視像の輝度が目標値となるように、前記Ｘ線管に対する管電流および管電圧を制御するＸ線制御部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記選択手段は、被検者の体厚に対応する表示がなされた複数の操作ボタンである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記複数の操作ボタンは、前記制御部に接続されたコンソール部に表示される。

請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記記憶部に記憶する複数のＸ線照射開始時のＸ線照射条件は、Ｘ線照射開始時の標準的なＸ線照射条件に対して、Ｘ線透視開始時の透視態様、または、前記操作ボタンの選択態様に基づいて補正を行うことにより決定される。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記記憶部に記憶する複数のＸ線照射開始時のＸ線照射条件は、Ｘ線照射開始時の前記Ｘ線管の管電圧、Ｘ線照射開始時の前記Ｘ線管の管電流、または、Ｘ線照射開始時の前記Ｘ線管によるＸ線照射のパルス幅の少なくとも一つが互いに異なる複数の条件である。

請求項１に記載の発明によれば、被検者の体厚に応じてＸ線照射開始時のＸ線照射条件を容易に選択することができる。このため、輝度が安定するまでの時間を短くしてＸ線の被曝量を低減することが可能となるとともに、Ｘ線透視全体に要する時間を短縮化することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、複数の操作ボタンのうちの一つを選択することにより、被検者の体厚に応じたＸ線照射条件を容易に選択することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、コンソール部に表示された操作ボタンを選択することにより、被検者の体厚に応じたＸ線照射条件を容易に選択することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、Ｘ線照射開始時のＸ線照射条件を適切に設定することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、Ｘ線照射開始時のＸ線管の管電圧、管電流またはＸ線照射のパルス幅を被検者の体厚に応じて変更することで、輝度が安定するまでの時間を短縮することが可能となる。

この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。 コンソール部６に表示される操作ボタンの概要図である。 Ｘ線管１に供給される管電流と管電圧との関係を示すグラフである。 画像表示部５の輝度の変化を示すグラフである。 Ｘ線管１に供給される管電流と管電圧との関係を、三種類のモードＭ１、Ｍ２、Ｍ３について示すグラフである。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。

このＸ線透視撮影装置は、Ｘ線管１からテーブル３上の被検者４に向けてＸ線を照射し、被検者４を通過したＸ線をＸ線検出器としてのフラットパネルディテクタ２により検出し、検出されたＸ線に基づいてＸ線透視像を得るものである。このＸ線透視撮影装置においては、被検者４の透視像を液晶表示パネル等の画像表示部５に表示することにより、被検者４を連続して観察する透視が行われる。

このような透視を実行する場合、被検者４を通過してフラットパネルディテクタ２にＸ線が入射すると、Ｘ線の情報が電気信号となって画像処理部１２に送信される。画像処理部１２においては、この電気信号から映像信号が作成され、画像表示部５に送られる。そして、画像表示部５においては、この映像信号に基づいて、Ｘ線透視像が表示される。

一方、画像処理部１２から送信された電気信号は、ＩＢＳ信号（自動輝度調整信号）を作成するためのＩＢＳゲート回路１３にも送られる。ＩＢＳゲート回路１３では、画像処理部１２から送信された電気信号に基づいて、画像表示部５の明るさを一定とするためのＩＢＳ信号が作成される。

このＩＢＳ信号は、Ｘ線制御部１５に送信される。Ｘ線制御部１５は、ＩＢＳ信号に基づいて、高電圧発生部１４の制御信号を作成する。そして、この制御信号により、高電圧発生部１４が制御され、Ｘ線管１の管電流や管電圧が決定される。

すなわち、被検者４の厚みが厚い場合等には、Ｘ線が被検者４でより多く吸収され、画像表示部５に表示される画像の輝度が低くなる。このため、この透視時においては、画像表示部５の明るさを一定とするため、映像信号から得られたＩＢＳゲート信号を利用してＸ線管１の管電流を制御することで、画像表示部５の画像が一定の明るさとなるように調整している。より具体的には、ＩＢＳゲート回路１２を利用して、ＩＢＳ信号が一定の値となるように、フィードバック制御が行われる。すなわち、ＩＢＳ信号が大きければ、Ｘ線管１の管電流を下げてＩＢＳ信号が小さくなるようにし、ＩＢＳ信号が小さければ、Ｘ線管１の管電流を上げてＩＢＳ信号が大きくなるようにしている。そして、この管電流の変更に伴い、必要に応じ、管電圧も変更される。

Ｘ線制御部１５は、このＸ線透視撮影装置全体を制御する制御部１０と接続されている。この制御部１０は、後述するように、被検者４の体厚に対応して記憶部１１に記憶した複数のＸ線照射条件から最適のものを選択し、そのＸ線照射条件でＸ線管１によるＸ線照射を開始する制御を実行する。この制御部１０は、ボタン表示手段１６を介して、タッチパネル方式の入出力部等を有するコンソール部６と接続されている。

このＸ線透視撮影装置によりＸ線透視を行う場合には、最初に、被検者４の体厚に対応したＸ線照射開始時のＸ線照射条件を選択する。このＸ線照射条件の選択は、コンソール部６に表示された複数の操作ボタンを選択することにより行われる。

図２は、コンソール部６に表示される操作ボタンの概要図である。

コンソール部６には、ボタン表示部１６の作用により、図２に示す３種類の操作ボタンが表示されている。これらの操作ボタンのうち、図２（ａ）は、被検者４が体厚の小さい細めの人であるときに選択されるものであり、図２（ｂ）は、被検者４が体厚の一般的な通常の人であるときに選択されるものであり、図２（ｃ）は、被検者４が体厚の大きい太めの人であるときに選択されるものである。

Ｘ線透視の開始時に、これらの操作ボタンのいずれかが選択された場合には、制御部１０は、操作ボタンにより選択された被検者の体厚に対応して、記憶部１１に記憶した複数のＸ線照射条件のうちから、選択された被検者の体厚に対応するＸ線照射条件を読み込む。

図３は、Ｘ線管１に供給される管電流と管電圧との関係を示すグラフである。なお、この図においては、縦軸は管電流を示し、横軸は管電圧を示している。

Ｘ線管に供給される管電圧と管電流については、図３に示すように、常に一定の関係となるように設定がなされている。図３に示す管電流と管電圧との関係は、Ｘ線透視における透視モードＭとして、記憶部１１に記憶されている。また、Ｘ線照射開始時の管電流値と管電圧値は、撮影部位毎に予め設定され、記憶部１１に記憶されている。

このＸ線透視撮影装置においては、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ｂ）に示す通常の人を示す操作ボタンが選択された場合には、予め設定された管電圧値が読み込まれる。一方、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ａ）に示す細めの人を示す操作ボタンが選択された場合には、予め設定された管電圧値よりも１０キロボルトだけ低い管電圧値が読み込まれる。このときには、図３に示すグラフに従って、管電圧値に応じた管電流値が選択される。また、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ｃ）に示す太めの人を示す操作ボタンが選択された場合には、予め設定された管電圧値よりも２０キロボルトだけ高い管電圧値が読み込まれる。このときにも、図３に示すグラフに従って、管電圧値に応じた管電流値が選択される。

これらの、選択された操作ボタン毎の、互いに異なる管電圧値についてのＸ線照射条件は、予め、記憶部１１に記憶されている。そして、このときにも、図３に示すグラフに従って、管電圧値に応じた管電流値が選択される。

そして、以上のようにして管電圧値が読み込まれ、それに対応する管電流値が選択されれば、オペレータがフットスイッチ等の透視開始スイッチを操作することにより、設定された条件での透視が開始される。

ここで、上述したＸ線照射開始時のＸ線照射条件は、例えば、以下のようにして設定する。すなわち、最初に、被検者４の平均的な体格を想定した模擬ファントムを透視し、このときのＩＢＳゲート回路１３により作成されたＩＢＳ信号に基づいて、標準的な管電圧が決定される。そして、このＸ線透視撮影装置が使用される病院等において、例えば、透視を行うときに最初に透視を行う場所（例えば、手首、あるいは、足の付け根など）等の透視態様に基づいて、上述した標準的な管電圧を補正する。次に、被検者４の体厚に基づいた管電圧の補正値を決定する。この補正値の決定は、オペレータがどの程度の体厚の被検者４に対してどの操作ボタンを選択するか等の選択態様を想定して行われる。例えば、やや太めの被検者４に対しても図２（ｃ）に示す操作ボタンを選択するのであれば、標準的な管電圧より１０キロボルトだけ高い管電圧値で補正を行い、かなり太めの被検者に対してのみ図２（ｃ）に示す操作ボタンを選択するのであれば、標準的な管電圧より３０キロボルトだけ高い管電圧値で補正を行うようにすればよい。この管電圧の補正値は、実際の透視態様や操作ボタンの選択態様に応じて、適宜変更することができる。

Ｘ線照射時の管電圧値と管電流値が決定され、Ｘ線管１よりＸ線の照射が開始されて、被検者４を通過してフラットパネルディテクタ２にＸ線が入射すると、Ｘ線に対応した電気信号が画像処理部１２を介してＩＢＳゲート回路１３に送られ、画像表示部５の明るさを一定とするためのＩＢＳ信号が作成される。このＩＢＳ信号は、例えば、画像表示部５の中央部の輝度の平均値を設定値とするための信号である。そして、このＩＢＳ信号は、Ｘ線制御部１５に送信され、そこで作成された制御信号により高電圧発生部１４が制御され、Ｘ線管１の管電流や管電圧が決定される。

図４は、画像表示部５の輝度の変化を示すグラフである。この図においては、縦軸は輝度を示し、横軸は時間を示している。

この図において、ＢＴは輝度の目標値を示している。またＢ１は、例えば、図２（ｃ）に示す太めの人を示す操作ボタンが選択された場合に、予め設定された管電圧値よりも２０キロボルトだけ高い管電圧値によりＸ線管１によるＸ線照射を開始した場合を示し、Ｂ２は予め設定された管電圧値のままでＸ線管１によるＸ線照射を開始した場合を示している。

この図に示すように、選択された操作ボタンに対応してＸ線照射開始時のＸ線条件を変更した場合には、画像表示部５の輝度が設定値となるまでの時間を、時間Ｔだけ短縮することが可能となる。このため、被検者４に対するＸ線の被曝量を低減することが可能となるとともに、Ｘ線透視全体に要する時間を短縮化することが可能となる。

次に、この発明の第２実施形態について説明する。

上述した実施形態においては、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ｂ）に示す操作ボタンが選択された場合には予め設定された管電圧値によりＸ線照射を開始し、図２（ａ）に示す操作ボタンが選択された場合には予め設定された管電圧値よりも低い管電圧値によりＸ線照射を開始し、図２（ｃ）に示す操作ボタンが選択された場合には予め設定された管電圧値よりも高い管電圧値によりＸ線照射を開始している。

これに対して、この第２実施形態においては、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ｂ）に示す通常の人を示す操作ボタンが選択された場合に、Ｘ線照射のパルス幅を１０ｍｓとしてＸ線管１によるＸ線照射を開始する。一方、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ａ）に示す細めの人を示す操作ボタンが選択された場合には、Ｘ線照射のパルス幅を５ｍｓとして線管１によるＸ線照射を開始する。また、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ｃ）に示す太めの人を示す操作ボタンが選択された場合には、Ｘ線照射のパルス幅を１２ｍｓとしてＸ線管１によるＸ線照射を開始する。これらの場合には、いずれも、Ｘ線照射を開始するときの管電流値と管電圧値は、予め設定した値とする。これらの、選択された操作ボタン毎の、互いに異なるＸ線照射のパルス幅についてのＸ線照射条件は、予め、記憶部１１に記憶されている。

この第２実施形態においても、上述した第１実施形態の場合と同様、画像表示部５の輝度が設定値となるまでの時間を短縮することが可能となる。

次に、この発明の第３実施形態について説明する。図５は、Ｘ線管１に供給される管電流と管電圧との関係を、三種類のモードＭ１、Ｍ２、Ｍ３について示すグラフである。なお、この図においては、縦軸は管電流を示し、横軸は管電圧を示している。

この第３実施形態においては、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ｂ）に示す通常の人を示す操作ボタンが選択された場合に、通常の透視モードＭ２を選択した上で、Ｘ線管１によるＸ線照射を開始する。一方、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ａ）に示す細めの人を示す操作ボタンが選択された場合には、低線量の透視モードＭ３を選択した上で、線管１によるＸ線照射を開始する。また、図２に示す操作ボタンのうち、図２（ｃ）に示す太めの人を示す操作ボタンが選択された場合には、高線量の透視モードＭ１を選択した上で、Ｘ線管１によるＸ線照射を開始する。

すなわち、この第３実施形態については、各々のモード毎に、図５に示すグラフに従って、選択された操作ボタンに対応した管電圧値と管電流値とが選択される。すなわち、これらの場合には、いずれも、Ｘ線照射を開始するときの管電流値と管電圧値は、各モード毎に予め設定した値となっている。これらの、選択された操作ボタン毎の、互いに異なる透視モードについてのＸ線照射条件は、予め、記憶部１１に記憶されている。

この第３実施形態においても、上述した第１、第２実施形態の場合と同様、画像表示部５の輝度が設定値となるまでの時間を短縮することが可能となる。

上述した第１、第２、第３実施形態におけるＸ線照射開始時のＸ線管の管電圧、管電流またはＸ線照射のパルス幅の値は、被検者の年齢や対象部位、あるいは診察科等の違いにより、その変化量を変更すればよい。この変化量の変更は、装置のメンテナンスを行う者が設定値を変更してもよく、また、オペレータが設定値を変更してもよい。

なお、上述した第１、第２、第３実施形態においては、複数の操作ボタンとして、制御部１０に接続されたコンソール部６に表示された、被検者の体厚に対応する表示がなされた操作ボタンを採用している。しかしながら、操作ボタンとして物理的に独立したボタンを使用してもよい。また、複数の操作ボタンを使用する代わりに、被検者の体厚に対応して条件を選択することが可能な、その他の選択手段を使用してもよい。

１ Ｘ線管
２ フラットパネルディテクタ
３ テーブル
４ 被検者
５ 画像表示部
６ コンソール部
１０ 制御部
１１ 記憶部
１２ 画像処理部
１３ ＩＢＳゲート回路
１４ 高電圧発生部
１５ Ｘ線制御部
１６ ボタン表示部

Claims (5)

1. Ｘ線を照射するＸ線管と、Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づいてＸ線透視像を表示する表示部とを備え、前記Ｘ線管から出射され被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器で検出することによりＸ線透視を行うＸ線透視撮影装置において、
   被検者の体厚条件を選択可能な選択手段と、
   被検者の体厚条件に対応して、Ｘ線照射開始時のＸ線照射条件を複数記憶する記憶部と、
   前記選択手段により選択された被検者の体厚に対応し、前記記憶部に記憶したＸ線照射条件を選択して前記Ｘ線管によるＸ線照射を開始する制御部と、
   前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づいて自動輝度調整信号を作成するＩＢＳゲート回路と、
   前記ＩＢＳゲート回路からの自動輝度調整信号に基づいて、前記表示部におけるＸ線透視像の輝度が目標値となるように、前記Ｘ線管に対する管電流および管電圧を制御するＸ線制御部と、
   を備えたことを特徴とするＸ線透視撮影装置。
2. 請求項１に記載のＸ線撮影透視装置において、
   前記選択手段は、被検者の体厚に対応する表示がなされた複数の操作ボタンであるＸ線透視撮影装置。
3. 請求項２に記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記複数の操作ボタンは、前記制御部に接続されたコンソール部に表示されるＸ線透視撮影装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記記憶部に記憶する複数のＸ線照射開始時のＸ線照射条件は、Ｘ線照射開始時の標準的なＸ線照射条件に対して、Ｘ線透視開始時の透視態様、または、前記操作ボタンの選択態様に基づいて補正を行うことにより決定されるＸ線透視撮影装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記記憶部に記憶する複数のＸ線照射開始時のＸ線照射条件は、Ｘ線照射開始時の前記Ｘ線管の管電圧、Ｘ線照射開始時の前記Ｘ線管の管電流、または、Ｘ線照射開始時の前記Ｘ線管によるＸ線照射のパルス幅の少なくとも一つが互いに異なる複数の条件であるＸ線透視撮影装置。

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