JP6235080B2 - Ｘ線ｃｔシステム、薬液注入装置およびｃｔスキャナ - Google Patents

Description

本発明は、被験者の透視画像を撮像するＸ線ＣＴシステムに関し、特に、透視画像を撮像する被験者に造影剤等の薬液を注入する薬液注入装置を備えたＸ線ＣＴシステム、その薬液注入装置およびＣＴスキャナに関する。

医療用の画像診断装置として代表的なものに、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置がある。Ｘ線ＣＴ装置を使用するとき、良好な透視画像を得るため、被験者に造影剤や生理食塩水といった薬液を注入することがしばしば行われており、これらの薬液を自動的に注入するための薬液注入装置も実用化されている。

Ｘ線ＣＴ装置によって良好な画像を撮像するためには、薬液注入装置によって薬液を注入して所定の時間が経過してから撮像を開始することが重要である。したがって、薬液注入のための操作と透視画像の撮像のための操作を１人の操作者が行う場合は、これらの操作が煩雑になってしまう。

そこで、特許文献１には、Ｘ線ＣＴ装置と薬液注入装置とが互いにデータ通信して、薬液注入装置による薬液注入動作とＸ線ＣＴ装置による撮像動作とを連動させ、例えば、薬液の注入開始後、所定の時間が経過してから透視画像の撮像を開始することが開示されている。

特開２００４−２９８６１０号公報

特許文献１に開示されている発明は、例えば薬液注入装置の動作を開始させるだけでＸ線ＣＴ装置による透視画像の撮像も自動的に行えるので、操作者の作業負担を軽減することができる。

しかし、実際の操作においては、薬液の注入に先だって、被験者のＩＤ、体重、性別、身長、撮像部位、注入時間等の注入条件を薬液注入装置に設定する必要がある。同様に、透視画像の撮像に先立って、被験者のＩＤ、撮像部位、撮像時間、Ｘ線の曝射条件等の撮像条件をＸ線ＣＴ装置に設定する必要がある。

これら注入条件の設定および撮像条件の設定は、薬液注入装置とＸ線ＣＴ装置とで別個に行われている。また、設定する注入条件と撮像条件との間には共通する事項も一部に含まれており、操作者は、共通する事項であっても薬液注入装置およびＸ線ＣＴ装置の双方に入力しなければならない。そのため、例えば注入条件の一部が変更され、その変更された注入条件が撮像条件と共通する事項であった場合、Ｘ線ＣＴ装置においても撮像条件を変更する必要があるが、撮像条件を変更し忘れてしまうこともある。

また、注入条件および撮像条件を入力するための入力手段、および入力した内容や各装置の動作状況を表示する表示手段は、薬液注入装置およびＸ線ＣＴ装置それぞれが有している。薬液注入装置およびＸ線ＣＴ装置のこれら入力手段および表示手段は、ともに操作室に設置されることが多い。したがって、薬液注入装置用の入力手段および表示装置と、Ｘ線ＣＴ装置用の入力手段および表示手段が操作室に設置されることになり、操作室が煩雑になってしまう。

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置および薬液注入装置を含めたＸ線ＣＴシステム全体の構成を簡略化し、それによって操作の効率化および省スペース化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明のＸ線ＣＴシステムは、被験者の透視画像を撮像するＣＴ撮像部と、撮像される被験者に薬液を注入する薬液注入動作部と、薬液注入動作部による薬液の注入条件およびＣＴ撮像部による撮像条件を設定するためのデータの入力用の入力部と、制御部と、注入動作部についての情報を表す画面である注入条件の設定画面および注入動作部の動作画面、ＣＴ撮像部についての情報を表す画面である撮像条件の設定画面およびＣＴ撮像部の動作画面、並びに撮像された前記透視画像を表示する表示部と、を有する。制御部は、入力部から入力されたデータに基づいて注入条件および撮像条件を決定する統括制御部と、決定した注入条件に従って薬液注入動作部の動作を制御する注入動作部制御部と、決定した撮像条件に従ってＣＴ撮像部の動作を制御するＣＴ撮像部制御部と、を含み、注入条件を設定する際に入力されるデータは被験者の撮像部位を含み、注入条件の設定画面は、人体を模した、前記被験者の撮像部位を表す画像を含み、注入条件および撮像条件の決定のためのデータの入力の際、並びに薬液注入動作部およびＣＴ撮像部の動作中の少なくとも一方において、薬液注入動作部およびＣＴ撮像部のどちらについての情報を表す画面を表示部に表示させるかが統括制御部に予め設定されている。

また本発明の薬液注入装置は、上記本発明のＸ線ＣＴシステムの薬液注入動作部として用いられる薬液注入装置であって、Ｘ線ＣＴシステムの操作部との間でデータを送受信するためのインターフェイス部を有する。

本発明のＣＴスキャナは、上記本発明のＸ線ＣＴシステムのＣＴ撮像部として用いられるＣＴスキャナであって、Ｘ線ＣＴシステムの操作部との間でデータを送受信するためのインターフェイス部を有する。

上記のとおり構成された本発明では、薬液の注入条件および画像の撮像条件を設定した
り、操作者に提供される画面を表示したりするための、共通の入力部、制御部および表示
部を有するので、薬液注入動作部とＣＴ撮像部とでデータの共有が可能となる。

本発明によれば、ＣＴ撮像部と薬液注入動作部とで、入力部、制御部および表示部が共
通であるので、Ｘ線ＣＴシステム全体の構成を簡易化することができ、省スペースでの設
置が可能となる。また、入力部、制御部および表示部を共通とすることで、データも共有
化できるので、薬液の注入条件を設定する際および画像の撮像条件を設定する際のデータ
の入力を簡略化することができ、操作の効率化が達成される。

本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴシステムの外観を表す斜視図である。 図１に示す注入ヘッドを、それに装着されるシリンジとともに示す斜視図である。 図１に示すＸ線ＣＴシステムのブロック図である。 注入条件設定時の、表示部への表示画面の一例を示す図である。

図１を参照すると、薬液注入動作部である薬液注入装置１００と、ＣＴ撮像部であるＣＴスキャナ３００と、これらの操作機４００とを有する、本発明の一実施形態によるＣＴシステム１０００が示されている。薬液注入装置１００およびＣＴスキャナ３００は、操作機４００にデータ通信可能に無線接続または有線接続されている。なお、図１では薬液注入装置１００、ＣＴスキャナ３００および操作機４００が同じ室内に配置されているように示しているが、実際にＣＴシステム１０００で被験者の透視画像を撮像する際は、操作機４００は薬液注入装置１００およびＣＴスキャナ３００とは別室に配される。

ＣＴスキャナ３００は、被験者にＸ線を曝射し、被験者を透過したＸ線に基づいて被験者の体内を逆投影することで、被験者の体内の透視画像を撮像する装置である。ＣＴスキャナ３００は、その主要な構成として、寝台と、寝台に仰臥している被験者にＸ線を照射するＸ線源と、被験者を透過したＸ線を検出するようにＸ線源に対向配置されたＸ線検出器と、を有している。

薬液注入装置１００は、例えばスタンド１１１に連結されたアーム１１２の上部に装着された注入ヘッド１１０を有する。この注入ヘッド１１０が、操作機４００と接続されている。

注入ヘッド１１０は、図２に示すように、ヘッド本体１１３を有する。ヘッド本体１１３の上面には、シリンジ保持部として２つの凹部１１４が形成されている。これら凹部１１４に、２つのシリンジ２００Ｃ，２００Ｐがそれぞれ装着される。例えば、一方のシリンジ２００Ｃには薬液としてＣＴ用の造影剤が充填され、他方のシリンジ２００Ｐには薬液として生理食塩水が充填されている。各シリンジ２００Ｃ，２００Ｐは、シリンダ２１０とピストン２２０とを有している。ヘッド本体１１３に装着された２つのシリンジ２００Ｃ，２００Ｐの先端は、連結チューブ２３０によって接続される。連結チューブ２３０の先端には、被験者の血管内に刺入されるカテーテル（不図示）が接続される。

また、注入ヘッド１１０は、互いに独立して駆動される２つのピストン駆動機構１３０を有する。これらピストン駆動機構１３０によって、凹部１１４に装着されたシリンジ２００Ｃ，２００Ｐのピストン２２０をシリンダ２１０内に押し込むことで、シリンジ２００Ｃ，２００Ｐ内に充填されている造影剤および生理食塩水を、別々または同時に被験者に注入することができる。

注入ヘッド１１０はさらに、副操作部である操作ボタン１４０、および副表示部である液晶ディスプレイ１５０を有する。

操作機４００は、薬液注入装置１００による薬液の注入条件、およびＣＴスキャナ３００による透視画像の撮像条件が、操作者による入力操作によって設定され、これらの設定に従って薬液注入装置１００の動作およびＣＴスキャナ３００の動作を制御する。また、操作機４００は、注入条件設定時の設定情報画面、撮像条件設定時の設定情報画面、薬液注入時の薬液注入装置１００の動作情報を表す画面、および透視画像撮像時のＣＴスキャナ３００の動作情報を表す画面、およびＣＴスキャナ３００によって撮像された画像を必要に応じて表示することもできる。

図３に、本実施形態のＸ線ＣＴシステム１０００のブロック図を示す。

本実施形態のＸ線ＣＴシステム１０００を機能的に見れば、操作機４００は、このＸ線ＣＴシステム１０００の全体の動作を制御する制御部、入力部４４０、表示部４５０および記憶部４３０を有する。

入力部４４０は、薬液の注入条件や透視画像の撮像条件を得るためのデータを操作者が入力するのに用いられるデバイスであり、例えばキーボードといったデータ入力用デバイスを用いることができる。表示部４５０は、前述した、操作機４００における表示機能を実現するデバイスである。表示部４５０としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどを用いることができる。入力部４４０と表示部４５０とは別々のユニットで構成することができるが、例えばタッチパネルを用い、入力部４４０の機能の少なくとも一部と表示部４５０の少なくとも一部の機能とを１つのユニットで実現することもできる。

制御部は、薬液注入装置１００の動作を制御する注入装置制御部４１１と、ＣＴスキャナ３００の動作を制御するスキャナ制御部４１２と、これらも含めてこのＸ線ＣＴシステム１０００全体の動作を統括して制御する統括制御部４１０とを有する。特に、統括制御部４１０は、入力部４４０から入力されたデータに基づいて薬液の注入条件および透視画像の撮像条件を決定し、注入条件および撮像条件を注入装置制御部４１１およびスキャナ制御部４１２へそれぞれ送る。また、統括制御部４１０は、薬液注入装置１００およびＣＴスキャナ３００の相互の動作タイミング、例えば、薬液注入装置１００による注入動作を開始してから所定の時間が経過した後にＣＴスキャナ３００を動作させるといったことも制御する。

注入装置制御部４１１、スキャナ制御部４１２および統括制御部４１０は、それぞれ別のユニットとして構成されていてもよいし、１つのユニットとして構成されていてもよい。

記憶部４３０は、入力部４４０から入力された種々のデータ、入力されたデータに基づいて決定された注入条件および撮像条件等を記憶する（格納する）。

操作機４００は、薬液注入装置１００との間でデータの送受信を行うためのインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）４２０、およびＣＴスキャナ３００との間でデータの送受信を行うためのインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）４２１をさらに有する。薬液注入装置１００およびＣＴスキャナ３００も、操作機との間でデータの送受信を行うためのインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）１２０，３２０をそれぞれ有している。

注入装置制御部４１１からの指令は、Ｉ／Ｆ４２０およびＩ／Ｆ１２０を介して薬液注入装置１００へ送られ、薬液注入装置１００のピストン駆動機構１３０および液晶ディスプレイ１５０を動作させる。逆に、薬液注入装置１００のピストン駆動機構１３０の動作情報および操作ボタン１４０からの入力操作情報は、Ｉ／Ｆ１２０およびＩ／Ｆ４２０を介して操作機４００へ送られる。

ＣＴスキャナ３００は、前述した寝台３２０、Ｘ線源３３０、Ｘ線検出器３４０の他に、これらを駆動させるための駆動機構３１０を有している。スキャナ制御部４１２からの指令は、Ｉ／Ｆ４２１およびＩ／Ｆ３２０を介してＣＴスキャナ３００の駆動機構３１０へ送られ、寝台３２０やＸ線源３３０等の各ユニットを動作させる。逆に、ＣＴスキャナ３００の各ユニットの動作情報は、Ｉ／Ｆ３２０およびＩ／Ｆ４２１を介して操作機４００へ送られる。

次に、上述したＸ線ＣＴシステム１０００の動作の一例を説明する。

まず、Ｘ線ＣＴシステム１０００は、被験者への薬液の注入を行う。薬液の注入に先立って、操作者は、操作機４００の入力部から、被験者のＩＤ番号、薬液注入装置１００による薬液の注入条件を決定するのに必要なデータ、およびＣＴスキャナ３００による画像の撮像条件を決定するのに必要なデータを入力する。

この際、統括制御部４１０は、注入条件設定用の画面と撮像条件設定用の画面とを表示部４５０に切換え可能に表示させる。画面の切換えは、統括制御部４１０が自動的に行うようにすることもできるし、操作者の操作によって任意に行えるようにすることもできる。また、画面の切換えは、表示部４５０には注入条件設定用の画面または撮像条件設定用の画面のいずれが一方の画面のみが表示されるように行ってもよいし、両方の画面が同時に表示されるように行ってもよい。両方の画面を同時に表示させる場合は、注入条件設定用の画面と撮像条件設定用の画面の大小関係を、注入条件を入力するか撮像条件を入力するかに応じて入れ換えるようにして行ってもよいし、いずれか一方の画面を他方の画面上の一部にオーバーラップさせるように行ってもよい。

図４に、注入条件設定時に表示部４５０に表示される画面の一例を示す。図４に示す例では、撮像条件設定用画面４５２が全体に表示され、その上に、注入条件設定用画面４５３が撮像条件設定用画面４５２のサイズよりも小さいサイズでオーバーラップして表示されている。注入条件設定用画面４５３には、シリンジの容量、被験者の撮像部位、薬液の注入速度と注入時間との関係を表すグラフ、薬液の注入量等が表示されている。

注入条件設定用画面４５３は、例えば「注入装置 設定」と表示されたタブを有している。注入条件の設定後、このタブを操作することで、撮像条件設定用画面４５２のみを表示させることもできる。撮像条件設定用画面４５２には、注入条件設定用画面４５３を表示させるためのタブまたはアイコンを有し、それを操作することで、再び注入条件設定用画面を表示させることができる。画面の切換えは、入力部４４０に設けられたキーを押下することで行うこともできる。

注入条件を決定する際に入力されるデータとしては、例えば、被験者のＩＤ、被験者の身体的事項（体重、身長、性別、年齢等）、薬液的事項（薬液の種類、含有成分の濃度等）、撮像部位などが挙げられる。統括制御部４１０は、入力されたこれらのデータに基づいて、薬液の注入量、注入速度、注入時間および注入圧力等の注入条件を決定する。注入条件は、入力されたデータを予め決められた計算式に当てはめた演算処理を行ったり、例えば記憶部４３０に格納したデータベースを参照したり、これらを組み合わせたりすることによって決定することができる。

撮像条件を決定する際に入力されるデータとしては、例えば、被験者のＩＤ、被験者の身体的事項、薬液の種類、撮像部位、スキャンモード、スキャン時間、スキャン速度などが挙げられる。統括制御部４１０は、入力されたこれらのデータに基づいて、寝台の移動量、Ｘ線源の移動量および速度、Ｘ線の曝射条件等の撮像条件を決定する。撮像条件の決定も、注入条件の決定と同様、演算処理、データベースの参照、あるいはこれらの組み合わせによって行うことができる。

なお、注入条件および撮像条件の決定に際しては、演算により、あるいはデータベースを参照することにより決定される条件のうち少なくとも一部を、操作者が入力部４４０から直接入力して設定することもできる。

注入条件を決定する際に入力されるデータと、撮像条件を決定する際に入力されるデータとは、それらの事項のうち一部が重複している。そこで本実施形態では、入力されたデータは記憶部４３０に記憶される。そして、注入条件および撮像条件のうち後からデータを入力するほうの条件について、先に入力した項目と重複する項目の入力を省略できるように、それらの項目は先に入力したデータを反映する。表示部４６０では、先に入力した条件における入力項目と重複している入力項目については既に入力されたデータが表示され、既に入力されている項目であることが操作者に示される。

また、被験者のＩＤとそれに対応する被験者の身体的事項がデータベースとして記憶部４３０に格納されていれば、注入条件および撮像条件の決定のためのデータ入力を行う際に、被験者のＩＤを入力することによって、そのＩＤに対応する被験者の身体的事項を表示部４５０のデータ入力画面に表示にさせ、身体的事項についての入力操作を省略することもできる。さらには、各被験者についての過去の撮像履歴が記憶部４３０にデータベースとして格納されていれば、注入条件および撮像条件の決定のためのデータ入力を行う際に、被験者のＩＤを入力することによって、前回の撮像時に入力した事項をデータ入力画面に表示させることもできる。操作者は、データ入力画面に表示された被験者の身体的事項および前回の撮像時に入力した事項を、必要に応じて変更することもできる。

以上のようにして入力部４４０からデータを入力する一方で、データを入力する操作者または他の操作者は、シリンジ２００Ｃ，２００Ｐを注入ヘッド１１０に装着するとともに各シリンジ２００Ｃ，２００Ｐを連結チューブ２３０で連結し、連結チューブ２３０の先端に設けられたカテーテルを被験者の血管内に刺入する。

薬液注入装置１００の液晶ディスプレイ１５０には、操作機４００で決定された注入条件および入力部４４０から入力されたデータのうち少なくとも一部が表示される。液晶ディスプレイ１５０に表示された注入条件およびデータの変更を操作ボタン１４０から行うこともできる。すなわち、薬液注入装置１００側からも注入条件やデータの変更を行うことができる。

以上の準備が完了したら、操作者は、操作機４００の操作によってＸ線ＣＴシステム１０００の動作を開始させる。Ｘ線ＣＴシステム１０００の動作の開始のために、操作機４００の入力部４４０にスタートボタンを設け、このスタートボタンを機械的に操作するようにしてもよいし、表示部４５０にスタート用のアイコンを表示させ、このアイコンをソフトウェア的に操作するようにしてもよい。

いずれの場合でも、動作開始の操作が行われると、統括制御部４１０は、注入装置制御部４１１に対して薬液注入装置１００の動作開始指令を発する。注入装置制御部４１１は、動作開始指令が発せられると、決定した注入条件に従って薬液注入装置１００の動作を制御し、被験者に薬液を注入する。

薬液の注入が開始されてから所定時間経過後、統括制御部４１０は、スキャナ制御部４００に対してＣＴスキャナ３００の動作開始指令を発する。ＣＴスキャナ３００は、動作開始指令が発せられると、決定した撮像条件に従ってＣＴスキャナ３００の動作を制御し、被験者の透視画像を撮像する。

薬液の注入動作中および透視画像の撮像動作中、統括制御部４１０は、それぞれ薬液注入装置１００およびＣＴスキャナ４００の動作状況をアニメーション等で表す画面を表示部４５０に表示させる。薬液注入装置１００およびＣＴスキャナ３００の双方が同時に動作している場合、どちらの動作画面を表示部４５０に表示させるかは、予め統括制御部４１０に設定されていてもよいし、操作者が任意に設定あるいは切換えられるようにしてもよい。

ＣＴスキャナ４００による撮像動作が終了した後、統括制御部４１０は、撮像動作によって得られたデータに基づいて画像を再構成し、表示部４５０に被験者の透視画像として表示させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、薬液注入装置１００による薬液の注入条件の設定のためのデータ入力およびＣＴスキャナ３００による画像の撮像条件の設定のためのデータ入力を、共通の操作機４００によって行えるように構成されている。

そのことによって、データ等の入力操作用の入力部４４０および情報の出力用の表示部４５０も薬液注入装置１００とＣＴスキャナ３００とで共通にすることができるので、薬液注入装置１００およびＣＴスキャナ３００を含めたＸ線ＣＴシステム１０００全体の構成を簡略化することができる。その結果、入力部４４０および表示部４５０はそれぞれ１つずつでよいので、省スペース化が図られ、従来よりも狭いスペースに操作機４００を設置することができるようになる。

また、操作機４００を薬液注入装置１００とＣＴスキャナ３００とで共通とすることで、薬液の注入条件の設定のためのデータ入力、および画像の撮像条件の設定のためのデータ入力の際に、重複する項目についてはデータの入力を省略させることができる。その結果、入力する項目数を減らすことができる。さらに、例えば、データの修正や変更等があった場合でも、従来のように薬液注入装置１００およびＣＴスキャナ３００の双方に対してデータの修正を行う必要はなく、注入条件または撮像条件いずれか一方の条件設定用の入力画面でデータを修正するだけで、修正されたデータは、もう一方の条件の決定にも反映させることができる。したがって、注入条件および撮像条件の設定のためのデータを効率良く入力することができるとともに、データ入力の誤りを少なくすることができる。

１００ 薬液注入装置
１３０ ピストン駆動機構
１２０，３２０，４２０，４２１ インターフェイス部
３００ ＣＴスキャナ
４００ 操作機
４１０ 統括制御部
４１１ 注入装置制御部
４１２ スキャナ制御部
４３０ 記憶部
４４０ 入力部
４５０ 表示部

Claims (8)

1. 被験者の透視画像を撮像するＣＴ撮像部と、
   撮像される被験者に薬液を注入する薬液注入動作部と、
   前記薬液注入動作部による薬液の注入条件および前記ＣＴ撮像部による撮像条件を設定するためのデータが入力され、入力された前記データに基づいて前記薬液注入動作部および前記ＣＴ撮像部の動作を制御する操作部と、
   前記薬液注入動作部についての情報を表す画面である前記注入条件の設定画面、および前記ＣＴ撮像部についての情報を表す画面である前記撮像条件の設定画面を表示する表示部と、
   を有し、
   前記操作部は、入力された前記データに基づいて前記注入条件および前記撮像条件を決定する統括制御部を含み、
   前記データの入力の際、並びに前記薬液注入動作部および前記ＣＴ撮像部の動作中の少なくとも一方において、前記薬液注入動作部および前記ＣＴ撮像部のどちらについての情報を表す画面を前記表示部に表示させるかが前記統括制御部に予め設定されているＸ線ＣＴシステム。
2. 前記操作部は、決定した前記注入条件に従って前記薬液注入動作部の動作を制御する注入動作部制御部と、決定した前記撮像条件に従って前記ＣＴ撮像部の動作を制御するＣＴ撮像部制御部と、をさらに含む、請求項１に記載のＸ線ＣＴシステム。
3. 前記操作部が前記表示部を有する、請求項１または２に記載のＸ線ＣＴシステム。
4. 前記統括制御部で決定された注入条件および撮像条件、および入力された前記データを格納する記憶部をさらに有し、
   前記統括制御部は、前記注入条件および前記撮像条件のうち後から入力される条件の設定時に、両方の条件に共通する項目のデータを前記記憶部から読み出し、これらのデータを前記注入条件の設定および前記撮像条件の設定に用いる、請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴシステム。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴシステムの薬液注入動作部として用いられる薬液注入装置であって、
   前記Ｘ線ＣＴシステムの前記操作部との間でデータを送受信するためのインターフェイス部を有する薬液注入装置。
6. 前記操作部で設定された注入条件を表示する副表示部をさらに有する、請求項５に記載の薬液注入装置。
7. 前記操作部で設定された注入条件を変更するための副操作部をさらに有する、請求項６に記載の薬液注入装置。
8. 請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴシステムのＣＴ撮像部として用いられるＣＴスキャナであって、
   前記Ｘ線ＣＴシステムの前記操作部との間でデータを送受信するためのインターフェイス部を有するＣＴスキャナ。

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