JP6540827B2

JP6540827B2 - 放射線撮影装置

Info

Publication number: JP6540827B2
Application number: JP2017554732A
Authority: JP
Inventors: 健代田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: WO2017098626A1; US20180271462A1; CN108366766A; EP3335634A1; EP3335634A4; JPWO2017098626A1; US10987074B2; CN108366766B

Description

この発明は、放射線撮影装置に関し、特に、複数の画像を合成することにより被検者の体軸方向を向く長尺撮影を実行する放射線撮影装置に関する。

従来、脊椎の全体画像や下肢の全体画像など、被検者における体軸方向を向く長尺撮影領域のＸ線画像を作成するための方法として、被検者の長尺方向に沿ってＸ線検出部を移動させながら、Ｘ線管を揺動させて移動中のＸ線検出部に向けてＸ線を照射することにより、被検者の長尺方向に沿って複数の矩形状の画像を撮影し、これらの画像を合成することにより、長尺のＸ線画像を作成するＸ線撮影装置が知られている。

特許文献１には、このような長尺撮影を実行する場合において、被検者の体動が検出された場合に、放射線撮影画像の再撮影を補助するための再撮影補助情報を表示することにより、操作者が再撮影補助情報に従って撮影を行うことにより、体動が発生しないように再撮影を行うことが可能な放射線画像撮影装置が開示されている。

特開２０１２−５５４７５号公報

このような長尺撮影を実行する場合には、その撮影メニューに応じて撮影条件が予め設定されている。図６は、撮影メニューに応じて設定された撮影条件を示す表である。なお、実際には、さらに多数の撮影条件が設定されているが、図６においては、説明の便宜上、５種類の撮影条件が設定されている場合を示している。

この表に示すように、例えば、番号１の全脊椎正面撮影の場合と、番号２の全脊椎側面撮影の場合では、撮影枚数は同じであるが体厚が異なるために管電圧が互いに異なっている。また、番号１および番号２の全脊椎撮影の場合と、番号４および番号５の全下肢撮影の場合では、撮影枚数が異なるほかに、全下肢撮影においては下肢の可能な限り下端部の領域から撮影することが好ましいことから、撮影の基準位置を下にして設定する下基準を採用するとともに、この下基準に対して撮影の上端の位置を設定している。一方、全脊椎撮影の場合においては、被検者の身長に応じて、撮影の上端の位置と下端の位置とを設定する。

また、同じ部位を正面および側面から撮影する場合においても、その撮影枚数を変更する場合がある。図７は、このように正面と側面とで撮影枚数が異なる状態を示す説明図である。

図７は、被検者Ｍの脊椎の歪みを診断するために被検者Ｍの全脊椎を撮影する場合を示している。このような撮影を行う場合、被検者Ｍを正面から撮影するときには、脊椎全体を２枚の画像により撮影すればよい。一方、被検者Ｍを側面から撮影する場合には、脊椎の歪みを診断するために重心の位置を知る必要があることから、被検者Ｍの脊椎から踵までを５枚の画像により撮影する必要がある。このとき、撮影枚数を減少させて被検者Ｍに対する被曝量を小さくするために、踵の延長線上の位置に鉛板９０を配置し、被検者Ｍの脊椎からこの鉛板９０までを３枚の画像により撮影することもある。これらいずれの場合においても、正面と側面とで撮影枚数が異なることになる。なお、被検者Ｍの正面から２枚の撮影を行い、側面から３枚の撮影を行う場合を、図６においては、番号１と番号３とで示している。

上述したように、全脊椎撮影を行う場合には、被検者Ｍの身長に応じて、撮影領域の上端の位置と下端の位置とを設定する必要がある。また、全下肢撮影を行う場合には、基準位置を下として、撮影領域の上端の位置を設定する必要がある。このため、長尺撮影を行う場合には、撮影位置の設定に時間を要することになる。例えば、装置の設定で撮影毎に撮影条件を初期設定に戻す毎回プリセットが適用されている場合には、同じ範囲の正側を続けて撮影する場合や再撮影をする場合であっても、撮影範囲を設定しなおす手間が発生する。また、前回撮影条件を引き継がせるよう、装置が設定されている場合には、例えば、図６に示す番号１で示す撮影に引き続いて番号４で示す撮影を実行する場合においては、基準位置を下に設定し、撮影枚数を３に設定し、撮影領域の上端の位置を設定するという作業が必要となり、オペレータの熟練度によっては設定に長い時間を要することになる。

ここで、このような立位による長尺撮影は、脊椎や下肢が湾曲している被検者Ｍを対象とすることが多い撮影であることから、被検者Ｍへの負担を考慮すると、できるだけ短時間で撮影を完了することが好ましい。一方、長尺撮影は、複数回連続して撮影を行う必要があることから、通常の撮影と比較して、撮影に要する時間が数倍必要となる。このようなことを考慮すると、長尺撮影時における撮影位置の設定に要する時間を可能な限り短時間とすることが好ましい。

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、長尺撮影時に、不要な撮影位置の設定を省略して、長尺撮影を効率的に実行することが可能な放射線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、被検者の体軸方向に沿って移動する放射線検出部と、前記放射線検出部に向けて放射線を照射する放射線照射部とを備え、前記被検者を複数回連続して撮影することによりその端部が互いに重複する複数の画像を撮影し、これらの画像を合成することにより前記被検者の体軸方向を向く長尺撮影領域に対応する放射線画像を作成する長尺撮影を実行する放射線撮影装置において、第１の長尺撮影の実行後、第２の長尺撮影の実行前に、前記長尺撮影領域の基準となる位置の設定が変更されず、かつ、前記画像の撮影枚数が変更されない場合には、前記第１の長尺撮影の撮影領域の上端位置または下端位置を示す撮影位置のデータを保持し、前記第１の長尺撮影の実行後、前記第２の長尺撮影の実行前に、前記長尺撮影領域の基準となる位置の設定が変更された場合、または、前記画像の撮影枚数が変更された場合には、前記第１の長尺撮影の撮影領域の上端位置または下端位置を示す撮影位置のデータをクリアするとともに、前記第２の長尺撮影の撮影領域の上端位置または下端位置を示す撮影位置のデータが入力されるまで前記第２の長尺撮影を禁止する制御部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、前記制御部は、前記第１の長尺撮影の実行後、前記第２の長尺撮影の実行前に、前記長尺撮影領域の基準となる位置の設定が変更された場合、または、前記画像の撮影枚数が変更された場合に、前記第２の長尺撮影の撮影位置のデータの入力を促す表示を表示部に表示する。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記長尺撮影領域の基準となる位置の設定の変更は、前記長尺撮影領域の基準となる位置を前記被検者の下端部にする設定と、前記長尺撮影領域の基準となる位置を前記被検者の下端部にしない設定との間の変更である。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記放射線検出部は上下方向に移動し、立位状態の被検者に対して前記第１の長尺撮影および前記第２の長尺撮影を実行する。

請求項１に記載の発明によれば、撮影位置の再設定が必要となる場合にのみ、撮影位置の設定を実行すればよいことから、長尺撮影時に、不要な撮影位置の設定を省略して、長尺撮影を効率的に実行することが可能となる。これにより、長尺撮影に要する時間を短縮することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、撮影位置の設定が必要なことを表示して、その入力を速やかに実行させることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、全下肢の撮影と全脊椎の撮影等、下基準となる撮影位置とその他の撮影位置との変更を効率的に実行することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、被検者に対して特に負担の大きい立位撮影を効率的に実行することが可能となる。

この発明に係る放射線撮影装置としてのＸ線撮影装置の概要図である。この発明に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。長尺撮影動作を模式的に示す説明図である。長尺撮影動作により得られたＸ線画像を示す模式図である。この発明に係るＸ線撮影装置により連続して長尺撮影を実行する動作を示すフローチャートである。撮影メニューに応じて設定された撮影条件を示す表である。正面と側面とで撮影枚数が異なる状態を示す説明図である。

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、この発明に係る放射線撮影装置としてのＸ線撮影装置の概要図である。また、図２は、この発明に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。

この発明に係るＸ線撮影装置は、オペレータがＸ線撮影操作を実行するための操作室１０１に設置されたコンソール部１および高電圧装置２と、被検者Ｍに対して撮影を行うための撮影室１００に設置された立位撮影スタンド３および撮影部４とを備える。撮影室１００と操作室１０１とは、隔壁１０２により遮断されている。

コンソール部１は、液晶表示器等から構成される表示部１１と、各種の操作を実行するためのキーボードやマウス等からなる操作部１２とを備える。表示部１１には、Ｘ線撮影画像が表示される。また、このコンソール部１は、図２に示すように、装置全体を制御する制御部１３を備える。また、この制御部１３は、後述する画像の合成を含む各種の画像処理を実行する画像処理部１４と、長尺撮影時における撮影位置のデータを一時的に記憶する撮影位置データ記憶部１５と、撮影位置のデータの入力を促す表示を表示部１１に表示するための警告表示部１６とを備える。このコンソール部１は、図２に示すように、病院内の被検者管理システムの院内通信である放射線科情報システム（ＲＩＳ）１０３と接続されている。

高電圧装置２は、操作室１０１内において隔壁１０２に配設される。この高電圧装置２は、図２に示すように、タッチパネル式の液晶表示器等から構成される表示部や入力ボタン等を有する操作パネル２２と、Ｘ線管４２からのＸ線の照射を開始するためのスイッチ２３とを備える。この高電圧装置２は、Ｘ線管４２の管電圧や管電流、あるいは、Ｘ線照射時間等のＸ線の照射条件を設定し、あるいは、Ｘ線撮影条件に基づいて放射線科情報システム１０３からの情報により設定されたＸ線の照射条件を必要に応じて変更するためのものである。

立位撮影スタンド３は、図１に示すように、Ｘ線検出部３３を昇降可能に支持する昇降部３４を備える。Ｘ線検出部３３は、ブッキー部とも呼称されるものであり、その内部にフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）等のＸ線検出器を備える。また、この立位撮影スタンド３は、図２に示すように、Ｘ線検出部３３を昇降駆動することによりその高さ位置を変更する昇降駆動部３２を備える。なお、Ｘ線管４２は、この発明に係る放射線照射部を構成し、Ｘ線検出部３３は、この発明に係る放射線検出部を構成する。

撮影部４は、図１に示すように、撮影室１００の天井に対して互いに直交する方向に移動可能な基部４６と、この基部４６から下方に延びる支持部４５と、この支持部４５に対して昇降および回動する移動部４４とを備える。移動部４４には、Ｘ線管４２およびコリメータ４３が支持されている。このため、Ｘ線管４２およびコリメータ４３は、一体として移動可能となっている。また、Ｘ線管４２およびコリメータ４３は、移動部４４に対して、一体として揺動可能となっている。この撮影部４は、図２に示すように、図示を省略したモータを駆動制御してＸ線検出部３３及びコリメータ４３を一体として移動させるための移動駆動部４７と、図示を省略したモータを駆動制御してＸ線管４２およびコリメータ４３を揺動させるための揺動駆動部４８とを備える。

次に、上述したＸ線撮影装置により長尺撮影を実行するときの基本的な動作について説明する。図３は、長尺撮影動作を模式的に示す説明図であり、図４は、長尺撮影動作により得られたＸ線画像を示す模式図である。なお、図３および図４においては、図６において番号１で示す全脊椎正面撮影において、２枚のＸ線画像２０１、２０２を合成して長尺Ｘ線画像２０３を作成する場合を示している。

長尺撮影を行うときには、長尺撮影領域の上端の位置を設定する。このときには、例えば、コリメータ４３に付設したレーザ光源から被検者Ｍに向けてレーザビームを照射して被検者Ｍの体表面にレーザビームによる線を表示し、このレーザビームによる線を利用して長尺撮影領域の上端の位置を示すようにＸ線管４２およびコリメータ４３の揺動角度位置を変更するとともに、そのときの揺動角度位置を記憶する。そして、Ｘ線撮影時にはこの揺動角度位置のデータに基づいて、撮影範囲の上端が長尺撮影領域の上端と一致するように、Ｘ線管４２およびコリメータ４３を揺動させるようにすればよい。また、このようにレーザビームを利用するかわりに、コリメータランプによる光照射野を利用して、撮影範囲の上端が長尺撮影領域の上端と一致するように、Ｘ線管４２およびコリメータ４３の揺動角度位置を設定するようにしてもよい。

次に、図２に示す撮影部４の揺動駆動部４８によりＸ線管４２およびコリメータ４３を、下方向に揺動させる。そして、長尺撮影領域の上端の位置を設定したときと同様の工程により、長尺撮影領域の下端の位置を設定する。

長尺撮影領域の上端の位置と下端の位置の設定が完了すれば、撮影を開始する。このときには、最初に、図３の上側に示す位置にＸ線検出部３３とＸ線管４２およびコリメータ４３とが配置され、１枚目のＸ線撮影が行われる。これにより、図４に示すＸ線画像２０１が撮影される。次に、図３の下側に示す位置にＸ線検出部３３とＸ線管４２およびコリメータ４３とが配置され、２枚目のＸ線撮影が行われる。これにより、図４に示すＸ線画像２０２が撮影される。

これらのＸ線画像２０１、２０２は、図２に示すコンソール部１の制御部１３に送信される。そして、制御部１３における画像処理部１４が、２枚のＸ線画像２０１、２０２を合成することにより、図４に示す長尺Ｘ線画像２０３を作成する。

なお、図３および図４に示すような図６において番号１で示す全脊椎撮影ではなく、図６において番号４または番号５で示す全下肢撮影を行う場合には、下肢の可能な限り下端部の領域から撮影することが好ましいことから、撮影の基準位置を下にして設定し、これに対して撮影の上端の位置を設定する。従って、この場合には、基準位置を下として、撮影領域の上端の位置のみを、上述した工程と同様の工程により設定すればよいことになる。

次に、上述した構成を有するＸ線撮影装置により連続して長尺撮影を実行する場合の撮影動作について説明する。図５は、この発明に係るＸ線撮影装置により連続して長尺撮影を実行する動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、既に１枚目の長尺撮影が終了している状態の動作について説明する。

最初に、長尺撮影を実行する場合の撮影データを取得する（ステップＳ１）。この撮影データは、被検者Ｍの各種の情報の他に、図６において番号１〜番号５に示す長尺撮影を行うための各種のデータである。なお、このときには、制御部１３における撮影位置データ記憶部１５には、前回長尺撮影を実行したときの撮影位置のデータが記憶されている。

次に、長尺撮影を行うために、長尺撮影領域の基準となる位置の設定の変更が必要か否かを判断する（ステップＳ２）。この場合には、前回の長尺撮影と今回の長尺撮影とにおいて、図６において番号１から番号３で示す下基準を採用しない全脊椎撮影と、図６において番号４および番号５で示す下基準を採用する全下肢撮影との切替があるか否かを判断する。切替がある場合にはステップＳ５に進み、切替がない場合には、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３においては、撮影枚数の変更があるか否かを判断する（ステップＳ３）。例えば、前回の長尺撮影と今回の長尺撮影とにおいて、図６において番号１で示す撮影枚数が２枚の全脊椎正面撮影と、図６において番号３で示す全脊椎側面撮影との切替があるか否かを判断する。切替がある場合にはステップＳ５に進み、切替がない場合には、ステップＳ４に進む。

長尺撮影領域の基準となる位置の設定の変更と、画像の撮影枚数の変更とがない場合には、制御部１３における撮影位置データ記憶部１５に記憶された前回の撮影位置データを保持する（ステップＳ４）。すなわち、次の長尺撮影は、前回の長尺撮影と同様の撮影位置において実行される。このため、長尺撮影時に、不要な撮影位置の設定を省略して、長尺撮影を効率的に実行することが可能となる。これにより、長尺撮影に要する時間を短縮することが可能となる。

一方、長尺撮影領域の基準となる位置の設定の変更、または、画像の撮影枚数の変更のいずれか一方が実行された場合においては、制御部１３における撮影位置データ記憶部１５に記憶された前回の撮影位置データをクリアする（ステップＳ５）。そして、制御部１３が、一旦、Ｘ線撮影を禁止するとともに（ステップＳ６）、警告表示部１６が、次の長尺撮影の撮影位置のデータの入力を促す表示を表示部１１に表示する（ステップＳ７）。この表示は、オペレータが次の長尺撮影に対する撮影位置のデータを入力するまで行われる（ステップＳ８）。なお、この次の長尺撮影の撮影位置のデータの入力を促す表示は、後述するスイッチ２３が押圧された時点で行ってもよい。

オペレータが次の長尺撮影の撮影位置のデータを入力し、これが制御部１３における撮影位置データ記憶部１５に記憶されれば、制御部１３は、撮影の禁止を解除する（ステップＳ９）。すなわち、図６において番号１から番号３のいずれかに示す全脊椎撮影を行う場合には、オペレータが被検者Ｍの身長に応じて撮影領域の上端の位置と下端の位置とを設定し、また、番号４または番号５に示す全下肢撮影を行う場合には、基準位置を下として、撮影領域の上端の位置を設定し、これらのデータが撮影位置データ記憶部１５に記憶された時点で、撮影の禁止を解除する。

しかる後、高電圧装置２のスイッチ２３が押圧されるのを待つ（ステップＳ１０）。オペレータにより高電圧装置２のスイッチ２３が押圧されれば、必要な枚数のＸ線撮影を連続して実行する（ステップＳ１１）。そして、制御部１３における画像処理部１４が、撮影された複数の画像を合成する。

以上のように、この発明に係る放射線撮影装置としてのＸ線撮影装置によれば、不要な撮影位置の設定を省略し、必要な場合にのみ撮影位置の設定を実行するようにすることから、長尺撮影を効率的に実行することが可能となる。これにより、長尺撮影に要する時間を短縮することができる可能性が高まり、オペレータと被検者Ｍとの両者の負担を軽減することが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、撮影部４の揺動駆動部４８により、Ｘ線管４２およびコリメータ４３を、Ｘ線検出部３３を向く方向に揺動させる構成を採用している。しかしながら、Ｘ線管４２とコリメータ４３とを、Ｘ線検出部３３の移動に同期させて水平方向に移動させる構成を採用してもよい。

また、上述した実施形態においては、立位撮影スタンド３におけるＸ線検出部３３を上下方向に移動させて、立位状態の被検者Ｍに対して長尺撮影を行うＸ線撮影装置にこの発明を適用しているが、臥位状態の被検者Ｍに対して長尺撮影を行うＸ線撮影装置にこの発明を適用してもよい。

１コンソール部
２高電圧装置
３立位撮影スタンド
４撮影部
１１表示部
１２操作部
１３制御部
１４画像処理部
１５撮影位置データ記憶部
１６警告表示部
２２操作パネル
２３スイッチ
３２昇降駆動部
３３Ｘ線検出部
４２Ｘ線管
４３コリメータ
４７移動駆動部
４８揺動駆動部
１００撮影室
１０１操作室
１０３放射線科情報システム
Ｍ被検者

Claims

被検者の体軸方向に沿って移動する放射線検出部と、前記放射線検出部に向けて放射線を照射する放射線照射部とを備え、前記被検者を複数回連続して撮影することによりその端部が互いに重複する複数の画像を撮影し、これらの画像を合成することにより前記被検者の体軸方向を向く長尺撮影領域に対応する放射線画像を作成する長尺撮影を実行する放射線撮影装置において、
第１の長尺撮影の実行後、第２の長尺撮影の実行前に、前記長尺撮影領域の基準となる位置の設定が変更されず、かつ、前記画像の撮影枚数が変更されない場合には、前記第１の長尺撮影の撮影領域の上端位置または下端位置を示す撮影位置のデータを保持し、
前記第１の長尺撮影の実行後、前記第２の長尺撮影の実行前に、前記長尺撮影領域の基準となる位置の設定が変更された場合、または、前記画像の撮影枚数が変更された場合には、前記第１の長尺撮影の撮影領域の上端位置または下端位置を示す撮影位置のデータをクリアするとともに、前記第２の長尺撮影の撮影領域の上端位置または下端位置を示す撮影位置のデータが入力されるまで前記第２の長尺撮影を禁止する制御部を備えたことを特徴とする放射線撮影装置。
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記制御部は、前記第１の長尺撮影の実行後、前記第２の長尺撮影の実行前に、前記長尺撮影領域の基準となる位置の設定が変更された場合、または、前記画像の撮影枚数が変更された場合に、前記第２の長尺撮影の撮影位置のデータの入力を促す表示を表示部に表示する放射線撮影装置。
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記長尺撮影領域の基準となる位置の設定の変更は、前記長尺撮影領域の基準となる位置を前記被検者の下端部にする設定と、前記長尺撮影領域の基準となる位置を前記被検者の下端部にしない設定との間の変更である放射線撮影装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線検出部は上下方向に移動し、立位状態の被検者に対して前記第１の長尺撮影および前記第２の長尺撮影を実行する放射線撮影装置。