JP5689734B2

JP5689734B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP5689734B2
Application number: JP2011094149A
Authority: JP
Inventors: 祐司柳田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2031-04-20
Also published as: WO2012144427A1; EP2700362A4; CN103298408B; JP2012223397A; CN103298408A; US20130279644A1; EP2700362A1; EP2700362B1; US9687201B2

Description

本発明の実施形態は、被検体を透過したＸ線を基に被検体の断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線撮影において被ばくした組織におけるがん、遺伝性影響の発生リスクに応じて、許容される被ばく線量が撮影部位の種類により異なることがある。

許容される被ばく線量を示す実効線量（Ｓｖ）は吸収線量とも呼ばれ、次の式で表される。

実効線量＝すべての組織について総計Σ（組織荷重計数×等価線量）

ここで、組織荷重計数は、各組織が受ける吸収線量（Ｇｙ）を相対的に表した数値である。国際放射線防護委員会（ＩＣＲＰ）２００７勧告による組織荷重計数は、乳房、骨髄（赤色）、結腸、肺が０．１２、胃、生殖腺が０．０８、甲状腺、食道、肝臓、膀胱が０．０４、骨表面、皮膚、脳、唾液腺が０．０１、残りの組織・臓器が０．１２である。なお、これらの組織荷重計数を各等価線量に乗算し、その総和をとると、実効線量が１．００となる。組織荷重計数においては、それが大きい組織ほど、それが小さい組織に比較して、同じ等価線量であってもがん等の発生リスクが高いといえる。また、等価線量は、吸収線量に放射線荷重計数を乗算した値である。放射線荷重計数とは、放射線の種類により異なる。例えば、Ｘ線の放射線荷重計数は“１”である。

以上のように、撮影部位（その中に含まれる組織・臓器）に応じて許容される被ばく線量が設定される。

前述するＩＣＲＰ勧告を基にして、医療関連行政機関（厚生労働省など）や医療関連団体（各国の医師会など）は、撮影部位、大人・子供、性別、体格、検査手技等毎の線量基準を公式に定めている。

各医療機関の医療専門家（放射線科医師など）は、線量基準を事前にＸ線ＣＴ装置に登録する。図４は撮影部位を胸部とした線量基準の一例を示す表である。図４に例示す線量基準では、撮影部位（胸部）及び被検体属性（大人・小児・乳児）毎に、入射表面線量（ｍＧｙ）が定められている。

各医療機関において、検査技師（以下、単に技師という）などのＸ線ＣＴ装置の使用者は、Ｘ線撮影を実施する前に、管電圧、管電流、撮影時間、撮影部位、撮影範囲、撮影手技（同一位置を複数回撮影するかなど）の撮影条件を入力するとともに、年齢、性別、体重（体格）などの被検体（患者）属性を入力する。

しかし、技師が撮影条件を誤入力することがあり（ヒューマンエラー）、それを防止する手段が設けられている。

従来の技術としては、技師により入力された撮影条件に基づく被ばく線量が医療被ばくとして適切でないと判断したときは、撮影条件が適切でないとの注意を促すものがある。

この技術は、仮に、技師の知識不足や注意不足等の要因から管電圧、管電流等の撮影条件を誤って入力したとき、撮影条件が適切でないことの注意を促されることで、技師が撮影条件を訂正する機会を得ることにより、過剰被ばくを防止することが可能となる。

また、従来の技術としては、許容される被ばく線量が、体格、性別、年齢などの被検体の属性により異なるため、Ｘ線撮影に先立ち入力されるこれらの患者情報をもとに被ばく線量が適切であるかどうかの注意を促すものもある。

図５は撮影条件の入力から注意を促すまでの一連の処理を示すフローチャートである。図５に示すように、Ｘ線撮影に先立ち、技師により撮影条件が入力される（ステップＳ１０１）。続いて、技師により被検体の属性が入力される（ステップＳ１０２）。続いて、線量基準が読み出される（ステップＳ１０３）。次に、Ｘ線ＣＴ装置は、技師により入力された撮影条件及び被検体の属性を基に求められた被ばく線量と、線量基準とを比較して、被ばく線量が適切であるかどうかを判断する（ステップＳ１０４）。そして、たとえば被ばく線量が基準線量を超えるような過剰被ばくのとき（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、撮影条件が適切でないとの注意を促す（ステップＳ１０５）。

なお、撮影条件を基に被ばく線量を求める一般的な方法の一例として、撮影部位、Ｘ線管の管電圧、管電流、検出器モード、ヘリカルピッチ、及び撮影範囲を基に被ばく線量を求めるものがある。また、Ｘ線管の管電圧、コリメータのブレード位置、照射面積、管電流及びＸ線照射時間を基に被ばく線量を求めるものがある（例えば、特許文献１）。

特開２００５−１８５６４８号公報

しかしながら、これらの従来の技術では、技師の知識不足、注意不足等の要因から、適切な撮影条件が入力されないとき（ヒューマンエラー）、それによる過剰被ばくの発生を防止するための注意を促されない場合もあり、撮影条件を訂正する機会が失われ、過剰被ばくが発生する可能性があるという問題点があった。

この実施形態は、上記の問題を解決するものであり、装置自身により測定した患者の属性を基に、入力された撮影条件が適切であるかどうかを判断し、ヒューマンエラーによる過剰被ばくを防止することが可能となるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態のＸ線ＣＴ装置は、測定手段、部位特定手段、取得手段、比較手段、及び報知手段を有する。測定手段は寝台に載置された被検体の属性を測定する。部位特定手段は、測定された被検体の属性を基に被検体の撮影部位を特定する。取得手段は、特定された撮影部位を基に第１の被ばく線量を取得する。比較手段は、第１の被ばく線量と検査するために入力された撮影条件に基づく第２の被ばく線量とを比較して判断する。報知手段は、比較手段により判断された結果を報知する。

一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。被検体の体重及び体径と撮影部位との対応関係を示す図である。撮影条件の入力から注意を促すまでの一連の処理を示すフローチャートである。撮影部位及び被検体属性と線量基準との対応関係の一例を示すテーブルである。撮影条件の入力から注意を促すまでの一連の処理を示すフローチャートである。

Ｘ線ＣＴ装置の実施形態について各図を参照して説明する。

図１はＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置は、寝台１、Ｘ線管２、Ｘ線検出器３、データ収集手段４、及びコンソール５を有する。コンソール５は、データ処理手段６及び表示部７を有する。

寝台１は、被検体Ｐを載置する天板１ａと、天板１ａを被検体の体軸方向に移動させることにより撮影位置調整及びヘリカルスキャンを可能とする天板駆動手段（図示省略）と、体重計８とを有している。

Ｘ線管２とＸ線検出器３は、天板１ａに載置された被検体Ｐを挟んで対向配置されて一体となって回転するように回転体（図示省略）に設けられている。高電圧発生手段２ａはコンソール５からの制御情報（後述する）を受けて、高電圧をＸ線管２に印加する。Ｘ線管２は、管電圧及び管電流等に応じたエネルギーのＸ線ファンビームを被検体Ｐに向かって放射する。Ｘ線検出器３は、複数のＸ線検出素子（図示省略）が回転方向及び体軸方向の各方向に２次元配置されるＸ線検出素子アレイにより構成されている。

データ収集手段４は、被検体Ｐを透過したＸ線の検出信号を読み出し、ディジタルデータに変換してデータ処理手段６に送る。

データ処理手段６は、データ収集手段４から送られてくるディジタルデータに対し、各種の処理を施して投影データとする前処理部、投影データについて再構成処理を施して被検体Ｐの断層画像となる画像データを生成する再構成処理部、生成された画像データを記憶する記憶部、及び画像データに基づいて各種の画像データに変換する画像処理部を有する。

表示部７は、画像処理部にて生成された断層画像データを読み込むとともに、モニタの表示画面（図示省略）に断層画像を表示する。

以上のＸ線ＣＴ装置の構成により、Ｘ線管２から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を基に被検体Ｐの断層画像を取得することが可能となる（本スキャン）。

本スキャンの前に、被検体Ｐの位置合わせ及び撮影範囲の設定等を行うためにプレスキャンが行われる。プレスキャンの一例としては、被検体Ｐの正面及び側面をＸ線透視することにより正面透視画像及び側面透視画像を取得する。取得された正面透視画像及び側面透視画像は、データ処理手段６の記憶部に記憶される。正面透視画像及び側面透視画像をスキャノ像という場合がある。

天板１ａに載置された被検体Ｐの体重を測定する手段の一例としては、特開２０１０−１７４５７号公報に記載されている技術を用いればよい。すなわち、寝台１に設けられた体重計８により、天板１ａに被検体Ｐが載置されている状態の荷重と、天板１ａに被検体Ｐが載せられていない状態の荷重とを測定し、その荷重差から被検体Ｐの体重を求める。

コンソール５は、体径測定手段９、部位特定手段１０、撮影部位テーブル１１、算出手段１２、比較手段１３、入力手段１４、受付手段１５、撮影制御手段１６、及びスキャノ像撮影制御手段１７を有している。

体径測定手段９は、データ処理手段６の記憶部から読み出された正面透視画像を基に、被検体Ｐを正面から見たときの体径を測定する。

部位特定手段１０は、体重計８により測定された被検体Ｐの体重、及び、体径測定手段９により測定された被検体Ｐの体径を受けて、撮影部位テーブル１１を参照して、撮影部位を特定する。

図２は、被検体Ｐの体重を横座標、被検体Ｐの体径を縦座標として、被検体Ｐの体重及び体径と撮影部位との対応関係を示す図である。

部位特定手段１０がどのようにして撮影部位を特定するのかを図２を参照して説明する。例えば、被検体Ｐの体重が２０［ｋｇ］、体径が１１のとき、頭部相当を特定する。同様にして、被検体Ｐの体重が５０［ｋｇ］、体径が２６のとき、胸腹部相当を特定する。また、被検体Ｐの体重が６５［ｋｇ］、体径が２１のとき、頭部相当を特定する。さらに、被検体Ｐの体重が９０［ｋｇ］、体径が３６のとき、胸腹部相当を特定する。

以上のように、被検体Ｐの体重及び体径が頭部相当領域と胸腹部相当領域との境界近傍にないとき、部位特定手段１０は頭部相当または胸腹部相当のいずれかを特定することが可能である。しかし、例えば、被検体Ｐの体重が８５［ｋｇ］、体径が２９のときのように、被検体Ｐの体重及び体径が頭部相当領域と胸腹部相当領域との境界近傍にあるとき、部位特定手段１０は頭部相当または胸腹部相当のいずれも特定しない。表示部７はアラームを報知する。なお、境界近傍の範囲の広狭を調節するようにしてもよい。

算出手段１２は、部位特定手段１０により特定された撮影部位を基に被ばく線量を求める。このとき、例えば図４に示す撮影部位と被ばく線量とを対応させた表を参照にすればよい。

一方、入力手段１４を用いて技師により設定された撮影条件を基に前述した一般的な方法により被ばく線量が求められる。

比較手段１３は、特定された撮影部位を基に算出手段１２により求められた被ばく線量と、入力手段１４を用いて技師により設定された撮影条件に基づく被ばく線量とを比較し、撮影条件が適切であるかどうかの判断結果を出力する。

受付手段１５は、比較手段１３により撮影条件が適切であると判断されたとき、入力手段１４の操作により入力された撮影条件を撮影制御手段１６に出力する。これに対し、受付手段１５は、比較手段１３により撮影条件が適切でないと判断されたとき、判断結果を表示部７に出力する。それにより、表示部７は、撮影条件が適切でないとの判断結果を報知する。表示部７が「報知手段」の一例に相当する。なお、撮影条件の適否に関係なく、比較手段１３による判断結果を表示部７に表示するようにしてもよい。

撮影制御手段１６は、受付手段１５から出力された撮影条件（入力手段１４の操作により入力された撮影条件）を基に制御情報を生成し、それを高電圧発生手段２ａと、回転体を所定の回転速度（ｒ／ｓ）で回転させる回転体駆動手段（図示省略）と、天板駆動手段（図示省略）等とに出力する。それにより、これらの制御情報に基づく本スキャンが実施可能となる。

スキャノ像撮影制御手段１７は、入力手段１４の操作により入力された撮影条件を基に制御情報を生成し、それを高電圧発生手段２ａと、回転体駆動手段と、天板駆動手段等とに出力する。それにより、これらの制御情報に基づくプレスキャンが実施可能となる。

次に、被検体Ｐの属性を測定し、測定結果に基づく被ばく線量の適否を判断する処理について図３を参照して説明する。図３は撮影条件の入力から注意を促すまでの一連の処理を示すフローチャートである。

（ステップＳ２０１：被検体の体重の測定）
先ず、技師は検査室に導き入れた被検体（患者）Ｐを寝台１の天板１ａに寝かせ、Ｘ線撮影を行う適切な位置に天板１ａを移動させる。

その際に、寝台１内に組み込んだ体重計８は、天板１ａ上の被検体Ｐの体重を計測する。測定された被検体Ｐの体重は被検体Ｐの属性情報の一つして記憶部（図示省略）に記憶される。

（ステップＳ２０２：撮影条件の入力）
続いて、技師は、コンソール５が設けられている操作室に移動し、入力手段１４を操作することにより撮影条件を入力する。入力された撮影条件は記憶部（図示省略）に記憶される。

（ステップＳ２０３：被検体の体径の測定）
技師による撮影条件の入力に続き、Ｘ線ＣＴを実施する範囲を正確に特定するための準備として、スキャノ像が撮影される。このスキャノ像は天板上の一方向（前、横）から被検体Ｐの正面透視画像及び側面透視画像を撮影したものであるが、被検体Ｐの断層画像を得る範囲を精度よく特定するため、実際に断層画像を得るべき部位を含む範囲で撮影を行う。このとき得られるスキャノ像の画素値を基に患者と空間を識別することにより、体径測定手段９はスキャノ像内の被検体Ｐの体径を自動的に求める。

（ステップＳ２０４：撮影部位の特定）
部位特定手段１０は内部に有する撮影部位テーブル１１を参照して、先に体重計８により測定され記憶された被検体Ｐの体重と、体径測定手段９により測定された被検体Ｐの体径から、被検体Ｐの撮影部位が頭部相当か、胸腹部相当かを特定する。

（ステップＳ２０５：被ばく線量の算出）
算出手段１２は、特定された撮影部位を基に被ばく線量を求める。

被ばく線量の一例としては、前述するＩＣＲＰ勧告に示される実効線量を用いてもよく、また、撮影条件の各値を基に前述の一般的な方法により求めた数値であってもよく、さらに、図４に示すテーブルに基づく線量基準であってもよい。

（ステップＳ２０６：被ばく線量の比較）
比較手段１３は、ステップＳ２０２で技師により入力された撮影条件に基づく被ばく線量と、ステップＳ２０５で求められた特定された撮影部位を基に求められた被ばく線量とを比較する。

比較手段１３は被ばく線量を比較することにより、入力された撮影条件が適切であるかどうかを判断する。

被ばく線量の比較では、たとえば、比較手段１３は被ばく線量同士を比較することにより、入力された撮影条件に基づく被ばく線量が撮影部位に対し過剰であるかどうかを判断する。

ここで、入力された撮影条件に基づく被ばく線量が過剰であるかどうかの判断の一例について説明する。入力された撮影条件に基づく被ばく線量をＤｉ［ｍＧｙ］とし、比較の基準となる被ばく線量（許容値）をＤａ［ｍＧｙ］とした場合、Ｄｉ≦Ｄａのとき、比較手段１３は入力された撮影条件を”正”と判断し、Ｄｉ＞Ｄａのとき、比較手段１３は入力された撮影条件を”誤”と判断する。

（ステップＳ２０７：警告）
入力された撮影条件が適切ではないと比較手段１３が判断したとき（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、比較手段１３から比較結果が受付手段１５に出力され、受付手段１５から比較結果が表示部７に出力される。それにより、表示部７は、その表示画面に撮影条件の誤入力（ヒューマンエラー）への注意を促す警告表示を行う。また、受付手段１５から撮影制御手段１６に撮影条件が出力されない。それにより、不適切な撮影条件に基づくＸ線撮影が行われず、過剰被ばくを防止することができる。

技師は警告表示を見て、誤入力した撮影条件を確認し、撮影条件を再入力する（ステップＳ２０２）。再入力した撮影条件が適切でないと比較手段１３が判断する（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）限り、受付手段１５は、表示部７に比較結果を出力し、表示部７は警告表示を行う（ステップＳ２０７）。さらに、受付手段１５は、撮影条件を撮影制御手段１６に出力せず、不適切な撮影条件に基づくＸ線撮影が防止される。なお、技師がこの撮影条件に基づくＸ線撮影を行うと判断したとき、例えば、技師によるパスワードの入力等の条件を満すことによりＸ線撮影が許可され、受付手段１５が撮影条件を撮影制御手段１６に出力するようにする。

一方、入力された撮影条件が適切であると比較手段１３が判断したとき（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、判断結果を受けて、受付手段１５が撮影条件を撮影制御手段１６に出力する。

また、ステップＳ２０７の警告表示後に、再入力した撮影条件が適切であると比較手段１３が判断したとき（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、始めて、受付手段１５は、撮影条件を撮影制御手段１６に出力する。

それにより、撮影制御手段１６は撮影条件に基づき制御情報を生成し、その制御情報を高電圧発生手段２ａと回転体駆動手段（図示省略）と天板駆動手段（図示省略）等に出力する。高電圧発生手段２ａは、撮影条件に基づく高電圧をＸ線管２に印加し、回転体駆動手段はＸ線管２及びＸ線検出器３を被検体Ｐ回りに回転させる。天板駆動手段は、天板１ａを移動させる。Ｘ線検出器３はＸ線管２から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線の検出信号に基づく投影データに対し再構成処理を施して被検体Ｐの断層画像を取得する。それにより、適切な撮影条件に基づくＸ線撮影が行われる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるととともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１寝台１ａ天板２Ｘ線管２ａ高電圧発生手段
３Ｘ線検出器４データ収集手段５コンソール６データ処理手段
７表示部８体重計９体径測定手段
１０部位特定手段１１撮影部位テーブル１２算出手段
１３比較手段１４入力手段１５受付手段
１６撮影制御手段１７スキャノ像撮影制御手段

Claims

寝台に載置された被検体に対しＸ線管から照射され、被検体を透過したＸ線を基に被検体の断層画像を取得するＸ線ＣＴ装置において、
前記寝台に載置された被検体の属性を測定する測定手段と、
前記測定された被検体の属性を基に、被検体の撮影部位を特定する部位特定手段と、
前記特定された撮影部位を基に第１の被ばく線量を取得する取得手段と、
前記第１の被ばく線量と検査するために入力された撮影条件に基づく被ばく線量とを比較して判断する比較手段と、
前記比較手段により判断された結果を報知する報知手段と、
を有する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
寝台に載置された被検体に対しＸ線管から照射され、被検体を透過したＸ線を基に被検体の断層画像を取得するＸ線ＣＴ装置において、
被検体を撮影するための撮影条件を入力するための入力手段と、
前記入力された前記撮影条件に基づき制御情報を生成する撮影制御手段と、
前記寝台に載置された被検体の属性を測定する測定手段と、
前記測定された被検体の属性を基に、被検体の撮影部位を特定する部位特定手段と、
前記特定された撮影部位を基に第１の被ばく線量を取得する取得手段と、
前記第１の被ばく線量と前記入力された撮影条件に基づく第２の被ばく線量とを比較して、前記入力された撮影条件が適切であるかどうかを判断する比較手段と、
前記比較手段により判断された結果を報知する報知手段と、
前記入力された撮影条件が適切であるとの判断を受けて、前記入力された撮影条件を前記撮影制御手段に出力し、前記入力された撮影条件が適切でないとの判断を受けて、前記報知手段に前記判断された結果を出力する受付手段と、
を有する
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記測定手段は、
前記寝台に載置された被検体の体重を測定する体重計と、
前記被検体をＸ線透視することにより取得された前記被検体の透視画像を基に、前記寝台に載置された被検体の体径を測定する体径測定手段と、
をさらに有し、
前記部位特定手段は、前記測定された前記体重及び前記体径を基に前記被検体の前記撮影部位を特定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記部位特定手段は、被検体の体重及び体径と撮影部位とを対応付けて記憶した撮影部位テーブルをさらに有し、前記撮影部位テーブルを参照して前記被検体の前記撮影部位を特定する
ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記取得手段は、前記特定された撮影部位を基に第１の被ばく線量を求める算出手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。