JP5920355B2 - 放射線動態画像撮影システム - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態における放射線動態画像撮影システムについて以下説明する。
第1実施形態に係る放射線動態画像撮影システムは、人体または動物の身体を被写体として、被写体の放射線画像の撮影を行う。
撮影装置1は、例えば、X線撮影装置等によって構成され、呼吸に伴う被写体Mの胸部の動態を撮影する装置である。動態撮影は、被写体Mの胸部に対し、X線等の放射線を繰り返して照射しつつ、時間順次に複数の画像を取得することにより行う。この連続撮影により得られた一連の画像を動態画像と呼ぶ。また、動態画像を構成する複数の画像のそれぞれをフレーム画像と呼ぶ。
撮影用コンソール2は、放射線照射条件や画像読取条件を撮影装置1に出力して撮影装置1による放射線撮影及び放射線画像の読み取り動作を制御するとともに、撮影装置1により取得された動態画像を撮影技師によるポジショニングの確認や診断に適した画像であるか否かの確認用に表示する。
診断用コンソール3は、撮影用コンソール2から送信された動態画像を表示して医師が読影診断するための装置である。
図1では心電計4は被検者Mとは離れて示されているが、実際には心電計4の各電極端子は被検者Mに装着されており、被検者Mの心電波形をデジタル信号として出力する。
本発明の第1実施形態における放射線動態画像撮影システム100においては、被検者Mの心臓(第1部位)の周期的な変化の検出結果に基づいて、推奨撮影タイミングを特定し、推奨撮影タイミングに近づくに従って多段階で撮影者にそれを報知するとともに、撮影者からの指示入力に応答して撮影を開始させる。
図2は、放射線動態画像撮影システム100における撮影用コンソール2において、CPU等が各種プログラムに従って動作することにより制御部21で実現される機能構成、及び、表示部24で実現される機能構成を他の構成とともに示す図である。この実施形態の放射線動態画像撮影システム100は、主として心臓および両肺を含む胸部の動態画像を撮影するために使用される。
検出部110では、被検者Mの心臓および肺の周期的な変化、すなわち、心拍および呼吸の位相情報や周波数(周期)情報を検出する。ここにおける時間変化の検出とは、臓器の外形などの幾何学的状態についての時間的変化の検出を意味する。
心拍情報検出方法としては、心電計4の位相検出部41から取得された結果を用いる方法である。図3は、被検者Mの心電図波形を例示する図である。なお、図3では、横軸が時刻、縦軸が電気信号の大きさ(電圧)を示しており、いわゆるP波、Q波、R波、S波、T波及びU波の形状をそれぞれ示す曲線Pp,Qp,Rp,Sp,Tp及びUpを含む電気信号の変化を示す曲線が示されている。
呼吸情報検出方法としては、別機器による計測で実施する。別機器により計測する方法としては、例えば、特許第3793102号に記載されているような装置を用いることができる。また、レーザー光とCCDカメラで構成されたセンサによるモニタリングにより実施する手法(例えば、"FG視覚センサを用いた就寝者の呼吸モニタリングに関する検討",青木 広宙,中島 真人,電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2001年.情報・システムソサイエティ大会講演論文集, 320-321, 2001-08-29.等参照)等を採用することもできる。
図2の推奨撮影タイミング特定部120では、検出部110における検出結果に基づいて、推奨撮影タイミングを特定する。推奨撮影タイミングは、将来の特定の時点を特定する情報であり、少なくとも推奨撮影開始タイミングを含む。
第1の推奨撮影開始タイミング特定方法は、単体位相制御に相当し、検出部110により上記の心拍情報検出方法で検出した心拍情報を用いる。すなわち、心電計4でとらえることが出来る信号発生時刻をベースに推奨撮影開始タイミングを特定する。例えば、図3の心電図波形の中で、点Ppの位置を特定位相として、それに対応する時刻によって発生推奨撮影開始タイミングを特定してもよいし、点Rpの位置を特定位相として、それに対応する時刻によって推奨撮影開始タイミングを特定しても良い。
第2の推奨撮影開始タイミング特定方法は、単体位相制御に相当し、検出部110により上記の呼吸情報検出方法で検出した呼吸情報を用いる。すなわち、サイクル検出センサ15または別機器により取得した呼吸サイクルBにおける最大吸気時B1を特定位相として推奨撮影開始タイミングを特定してもよいし、または、最大呼気時B2を特定位相として推奨撮影開始タイミングを特定してもよい(図4参照)。
第3の推奨撮影開始タイミング特定方法は、双方位相制御に相当し、検出部110により、上記の心拍情報検出方法で検出した心拍情報、及び、上記の呼吸情報検出方法で検出した呼吸情報を用いる。すなわち、心拍と呼吸のそれぞれの位相から特定した第1と第2の推奨撮影開始タイミングが一致した時点を、最終的な推奨撮影開始タイミングとして特定する。
第1の推奨撮影終了タイミング特定方法は、単体位相制御および双方位相制御のいずれにも適用可能であり、検出部110によって得られた心拍位相および/または呼吸位相に基づいて特定した推奨撮影開始タイミングを起点として、所定の時間が経過した時点を推奨撮影終了タイミングとする方法である。この時間(撮影継続時間)は、絶対時間(秒単位の時間)で定めても良いし、心拍(あるいは呼吸)の1周期の秒数を実測によって決定し、その周期の所定回数分の時間を計算して、その時間で設定してもよい。一例として、心電計4による実測によって当該被検者Mの心拍周期が平均で0.75秒と実測された場合には、その3周期分に相当する0.75×3=2.25秒を撮影継続時間とすることができる。また、後述するように撮影継続時間の期間中では繰返しパルス状のX線照射によって、複数フレーム枚のX線画像を取得するが、そのX線照射の繰返し周期の所定数倍を撮影継続時間とすることもできる。
推奨撮影終了タイミング特定方法の変形例としては、単体位相制御に相当し、検出部110により、心拍情報検出方法で検出した心拍情報を用いる。
また、推奨撮影終了タイミング特定方法の他の変形例としては、単体位相制御に相当し、検出部110により、呼吸情報検出方法で検出した心拍情報を用いる。
図2の報知情報生成部130では、検出部110により検出された被検者Mの心臓(肺)の周期的な変化、および、推奨撮影タイミング特定部120により特定された推奨撮影タイミングの情報に基づいて、撮影者に推奨撮影タイミングを報知するための報知情報を生成する。また、生成された報知情報は、報知部240に出力される。
1) 推奨撮影開始タイミング(または実際の撮影開始タイミング)から、既述した予測あるいは実測に基づいて設定した撮影継続時間が経過した時刻に自動的に撮影を終了させる、
2) 専ら撮影者の判断に委ねて、撮影者の終了操作に応答して撮影を終了させる、
という2つの態様がある。
3) 推奨撮影開始タイミングから、既述した予測あるいは実測に基づいて設定した撮影継続時間が到来したときに、推奨撮影終了タイミングの報知をシステムが撮影者に対して行い、撮影者がその報知に応答して撮影を終了させる、
という態様となる。
報知情報生成部130では、報知情報として、以下のような視覚的報知情報を生成し、それを、表示部34(図1、図2)を構成するディスプレイ(たとえばカラー液晶ディスプレイ)の画面上に可視的に表示させる。
・呼吸サイクルを表現した呼吸図G1,
・心電波形を示す心電図G2,
・呼吸位相に応じたレベルメータC1,
・心拍位相に応じたレベルメータC2,
・心拍位相および呼吸位相の双方を統合したレベルメータ(カラーバー)C3,
・現時点までの被検者Mの総被爆量を表現したプログレスバーCE,
が並列的に表示されている。
報知情報生成部130では、検出部110により検出された周期的な変化、および、推奨撮影タイミング特定部120により特定された推奨撮影タイミングの情報を報知するために、聴覚的報知情報をも生成する。聴覚的報知情報としては、ブザーやタイミング音、音声などが挙げられる。例えば、推奨撮影開始タイミングまで後何秒かを合成音でアナウンスする方法や、推奨撮影開始タイミングに近づくに従って多段階で音量や音程を変化させてブザーやタイミング音を鳴らす方法等が挙げられる。
図2の表示部24に備わる報知部240では、報知情報生成部130により生成された視覚的報知情報によって、推奨撮影タイミングに近づくに従って多段階で表示部34のディスプレイの画面上に表示させることにより撮影者にそのタイミングを報知する。
図2の撮像制御部140では、報知部240により報知情報(推奨撮影開始タイミングなどの報知)を受けた撮影者からの指示入力に応答して撮影を開始させる。すなわち、報知情報を受けた撮影者が操作部23をマニュアル操作して指示入力をすることで、撮像制御部140が、放射線照射制御装置12に対して制御して撮影の開始などの指令を与える。
図10は、本実施形態に係る放射線動態画像撮影システム100において実現される基本動作を説明するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため(図2参照)、ここでは全体の流れのみ説明する。
図11は、本発明の第2実施形態として構成された放射線動態画像撮影システム100A(図1)で用いられる制御部21A及び表示部24Aの機能構成を示す図である。この制御部21A及び表示部24Aは、第1実施形態のシステム100における制御部21及び表示部24(図2)の代替としてそれぞれ使用される。第1実施形態と異なる点は、推奨撮影タイミング特定部120Aが総被曝量算出部125を備え、表示部24Aの報知部240Aが警告部241を備える点である。なお、残余の構成は第1実施形態のシステムと同様である。
続いて、図12は、第2実施形態に係る放射線動態画像撮影システム100Aの動作フローを例示した図である。なお、図12のうち、ステップST1,ST4,ST5,ST6は図10のステップS1,S4,S5,S6と同様であるため、その説明は省略する。
図13は、本発明の第3実施形態として構成された放射線動態画像撮影システム100B(図1)で用いられる制御部21Bの機能構成を示す図である。この制御部21Bは、第1実施形態のシステム100における制御部21(図2)の代替として使用される。第1実施形態と異なる点は、推奨撮影タイミング特定部120Bにおいて、総被曝量算出部125Bおよび強制終了部126を備える点である。なお、残余の構成は第1実施形態のシステム100と同様である。
続いて、図14は、第3実施形態に係る放射線動態画像撮影システム100Bの動作フローを例示した図である。このうち、ステップSP1,SP2,SP5,SP6,SP7は、図12のステップST1,ST2,ST4,ST5,ST6と同様であるため、その説明は省略する。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
2 撮影用コンソール
3 診断用コンソール
4 心電計
11 照射部
12 放射線照射制御装置
13 撮像部
14 読取制御装置
21,21A,21B 制御部
24,24A 表示部
41 位相検出部
100,100A,100B 放射線動態画像撮影システム
110 検出部
120,120A,120B 推奨撮影タイミング特定部
125A,125B 総被曝量算出部
126 強制終了部
130 報知情報生成部
140 撮像制御部
240 報知部
241 警告部
M 被写体(被検者)
Claims (13)
- 人体または動物の身体を被写体として、前記被写体の放射線画像の撮影を行う放射線動態画像撮影システムにおいて、
前記被写体の所定部位の周期的な変化を検出する検出部と、
前記検出部における検出結果に基づいて、推奨撮影開始タイミングを特定する推奨撮影開始タイミング特定部と、
前記推奨撮影開始タイミングに近づくに従って多段階で撮影者に報知を行う報知部と、
前記被写体の放射線撮影を開始するための前記撮影者からの指示入力を受け付ける操作部と、
前記操作部による指示入力に応答して、前記被写体の放射線撮影の開始を行う撮影制御部と、
を備え、
前記推奨撮影開始タイミング特定部は、前記検出部により検出された前記被写体の前記所定部位の周期的な変化から前記推奨撮影開始タイミングとすべき位相を特定し、
特定された前記推奨撮影開始タイミングとすべき位相をピークとするピーク表示が作成され、前記報知部は、作成された前記ピーク表示を用いて多段階で撮影者に報知を行うことを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 人体または動物の身体を被写体として、前記被写体の放射線画像の撮影を行う放射線動態画像撮影システムにおいて、
前記被写体の所定部位の周期的な変化を検出する検出部と、
前記検出部における検出結果に基づいて、推奨撮影開始タイミングを特定する推奨撮影開始タイミング特定部と、
前記推奨撮影開始タイミングに近づくに従って多段階で撮影者に報知を行う報知部と、
前記被写体の放射線撮影を開始するための前記撮影者からの指示入力を受け付ける操作部と、
前記操作部による指示入力に応答して、前記被写体の放射線撮影の開始を行う撮影制御部と、
を備え、
前記被写体の前記所定部位とは異なる別の部位の周期的な変化を検出する第2の検出部を更に備え、
前記推奨撮影開始タイミング特定部は、
前記所定部位の周期的な変化における第1特定位相と、
前記別の部位の周期的な変化における第2特定位相と、
が重なるタイミングを前記推奨撮影開始タイミングとして特定することを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項2に記載の放射線動態画像撮影システムであって、
前記所定部位は、前記被写体の心臓または肺のうちの一方であり、
前記別の部位は、前記被写体の心臓または肺のうちの他方である、
ことを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 人体または動物の身体を被写体として、前記被写体の放射線画像の撮影を行う放射線動態画像撮影システムにおいて、
前記被写体の所定部位の周期的な変化を検出する検出部と、
前記検出部における検出結果に基づいて、推奨撮影開始タイミングを特定する推奨撮影開始タイミング特定部と、
前記推奨撮影開始タイミングに近づくに従って多段階で撮影者に報知を行う報知部と、
前記被写体の放射線撮影を開始するための前記撮影者からの指示入力を受け付ける操作部と、
前記操作部による指示入力に応答して、前記被写体の放射線撮影の開始を行う撮影制御部と、
を備え、
前記検出部における検出結果に基づいて、推奨撮影終了タイミングを特定する推奨撮影終了タイミング特定部と、
前記推奨撮影終了タイミングに近づくに従って多段階で撮影者に報知を行う第2の報知部と、
前記被写体の放射線撮影を終了するための前記撮影者からの指示入力を受け付ける第2の操作部と、
前記第2の操作部による指示入力に応答して、前記被写体の放射線撮影の終了を行う第2の撮影制御部と、をさらに備えたことを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項1ないし請求項4の何れかに記載の放射線動態画像撮影システムであって、
前記報知部は、視覚的報知情報により報知を行うことを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項5に記載の放射線動態画像撮影システムであって、
前記報知部は、検出された前記周期的変位のうち前記推奨撮影開始タイミングをピークとする多段階の報知を行うことを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項5または請求項6に記載の放射線動態画像撮影システムであって、
前記報知部は、前記推奨撮影開始タイミングへの近接度合いを段階的に表示するインジケータを含むことを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項5ないし請求項7の何れかに記載の放射線動態画像撮影システムであって、
前記報知部は、前記推奨撮影開始タイミングへの近接度合いに応じて前記視覚的報知情報の色または濃淡を変化させることを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項5ないし請求項8の何れかに記載の放射線動態画像撮影システムであって、
前記報知部は、前記推奨撮影開始タイミングへの近接度合いに応じた数値情報を表示することを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項1ないし請求項9の何れかに記載の放射線動態画像撮影システムであって、
前記報知部は、聴覚的報知情報により報知を行うことを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項1ないし請求項10の何れかに記載の放射線動態画像撮影システムであって、
撮影時の総被曝量を算出する総被曝量算出部、
を更に備え、
前記報知部は、
前記総被曝量の情報も報知することを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項1ないし請求項11の何れかに記載の放射線動態画像撮影システムであって、
撮影開始後の放射線照射の総量を反映するパラメータが所定の条件を満たしたときに、撮影者に撮影の終了を警告する警告部、
をさらに備えることを特徴とする放射線動態画像撮影システム。 - 請求項1ないし請求項12の何れかに記載の放射線動態画像撮影システムであって、
撮影開始後の放射線照射の総量を反映するパラメータが所定の条件を満たしたときに、撮影を強制終了する強制終了部、
をさらに備えることを特徴とする放射線動態画像撮影システム。
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