JP7000025B2 - X-ray diagnostic device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、X線診断装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an X-ray diagnostic apparatus.
一般に、X線診断装置は、患者(被検体)表面の被曝線量の累積値を示す皮膚被曝線量を推定する機能として、DTS(dose tracking system)などの線量分布機能がある。この種の線量分布機能は、IVR(interventional radiology)での手技中に、X線診断装置のX線照射条件及び幾何学的条件に基づいて患者の皮膚被曝線量の分布を計算し、得られた皮膚被曝線量の分布と、現在のX線の照射野とを患者モデル上にカラー表示可能としている。 Generally, an X-ray diagnostic apparatus has a dose distribution function such as DTS (dose tracking system) as a function of estimating a skin exposure dose indicating a cumulative value of an exposure dose on a patient (subject) surface. This type of dose distribution function was obtained by calculating the distribution of the patient's skin exposure dose based on the X-ray irradiation conditions and geometrical conditions of the X-ray diagnostic device during the procedure in IVR (interventional radiology). The distribution of skin exposure dose and the current X-ray irradiation field can be displayed in color on the patient model.
しかしながら、以上のようなX線診断装置は、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、以下の点で改良の余地があると考えられる。 However, the X-ray diagnostic apparatus as described above usually has no particular problem, but according to the study of the present inventor, it is considered that there is room for improvement in the following points.
例えば、X線の照射野が小さいときに、照射野の表示を視認しにくい場合がある。また例えば、照射するX線の線量が高いときに、線量が高いことを画面から視認しにくい場合がある。すなわち、X線の照射状況によっては、表示を視認しにくい場合がある点で改良の余地があると考えられる。 For example, when the X-ray irradiation field is small, it may be difficult to visually recognize the display of the irradiation field. Further, for example, when the dose of X-rays to be irradiated is high, it may be difficult to visually recognize that the dose is high from the screen. That is, it is considered that there is room for improvement in that the display may be difficult to visually recognize depending on the irradiation condition of X-rays.
目的は、X線の照射状況に応じて、表示を視認し易くすることが可能なX線診断装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus capable of making the display easy to see according to the irradiation state of X-rays.
実施形態に係るX線診断装置は、支持機構、寝台、線量計測部、線量決定部、線量分布発生部及び表示制御部を具備する。 The X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment includes a support mechanism, a sleeper, a dose measurement unit, a dose determination unit, a dose distribution generation unit, and a display control unit.
前記支持機構は、被検体に照射するX線を発生するX線管と、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出装置とを移動可能に支持する。 The support mechanism movably supports an X-ray tube that generates X-rays to irradiate the subject and an X-ray detection device that detects the X-rays that have passed through the subject.
前記寝台は、前記被検体が載置される天板を有する。 The sleeper has a top plate on which the subject is placed.
前記線量計測部は、所定期間内に複数回に亘って発生した前記X線の累積線量を計測する。 The dose measuring unit measures the cumulative dose of the X-rays generated multiple times within a predetermined period.
前記線量決定部は、前記累積線量とX線照射条件とに基づいて、前記所定期間における前記X線の発生にそれぞれ対応する複数の線量を決定する。 The dose determining unit determines a plurality of doses corresponding to the generation of the X-ray in the predetermined period based on the cumulative dose and the X-ray irradiation condition.
前記線量分布発生部は、前記支持機構の位置、前記寝台の位置、及び前記線量に基づいて、前記X線の照射野を含む線量分布を発生する。 The dose distribution generation unit generates a dose distribution including the X-ray irradiation field based on the position of the support mechanism, the position of the bed, and the dose.
前記表示制御部は、前記X線の照射状況に応じて、患者モデル上に前記X線の照射野及び前記線量分布を表示部に表示させるものであり、X線の軌跡又は照射するX線の線量に関する情報の少なくとも一方にかかる表示態様を変えて表示させる。 The display control unit displays the X-ray irradiation field and the dose distribution on the patient model according to the X-ray irradiation status, and displays the X-ray trajectory or the X-ray to be irradiated. The display mode of at least one of the dose information is changed and displayed.
以下、各実施形態について図面を用いて説明するが、その前に各実施形態の概要を述べる。各実施形態の概要は、X線の照射中に、X線の照射野を含む線量分布を表示する線量分布機能について、X線の照射状況に応じて表示を視認し易くするX線診断装置に関する。ここで、第1の実施形態は、照射野が小さいという照射状況に応じて、照射野及びその周辺を拡大表示することにより視認し易くする例である。第2の実施形態は、線量率が高いという照射状況に応じて、X線軌跡又は線量率を強調表示することにより視認し易くする例である。第1及び第2の実施形態は、この概要の説明に限定されず、また、互いに組み合わせてもよい。以上が各実施形態の概要である。続いて、各実施形態を具体的に説明する。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings, but before that, an outline of each embodiment will be described. The outline of each embodiment relates to an X-ray diagnostic apparatus that makes it easier to visually recognize the display according to the X-ray irradiation status for the dose distribution function that displays the dose distribution including the X-ray irradiation field during X-ray irradiation. .. Here, the first embodiment is an example of making it easier to see by enlarging the irradiation field and its surroundings according to the irradiation situation that the irradiation field is small. The second embodiment is an example of making it easier to see by highlighting the X-ray trajectory or the dose rate according to the irradiation situation that the dose rate is high. The first and second embodiments are not limited to the description of this outline, and may be combined with each other. The above is the outline of each embodiment. Subsequently, each embodiment will be specifically described.
<第1の実施形態>
図1は、本実施形態に係るX線診断装置1の構成を示している。X線診断装置1は、高電圧発生部3と、X線管5と、X線検出装置7と、支持機構9と、照射範囲限定器11と、線量計測器13と、天板151を有する寝台15と、駆動部17と、画像発生回路19と、通信インタフェース回路21と、記憶回路23と、面積線量決定回路25と、線量分布発生回路27と、入力インタフェース回路29と、表示回路31と、表示制御回路32と、制御回路33とを有する。図1中、「I/F」は「インタフェース」の略語である。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows the configuration of the X-ray
図2は、本実施形態に係るX線診断装置1の外観を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing the appearance of the X-ray
高電圧発生部3は、X線管5に供給する管電流と、X線管5に印加する管電圧とを発生する。高電圧発生部3は、後述する制御回路33による制御のもとで、後述するX線照射条件に従って、X線撮影およびX線透視にそれぞれ適した管電流をX線管5に供給し、X線撮影およびX線透視各々にそれぞれ適した管電圧をX線管5に印加する。
The high
例えば、高電圧発生部3は、被検体Pに対するX線透視において、後述する線量計測器13における線量計測期間において、複数回に亘って、管電圧をX線管5に印加し、管電流をX線管5に供給する。これにより、X線管5は、所定の期間(線量計測期間)内に複数回に亘ってX線を発生する。以下、線量計測期間において、被検体PにX線を照射している時間を、照射時間と呼ぶ。また、線量計測期間において、被検体PにX線を照射する間隔を、照射間隔と呼ぶ。「被検体」は「患者」と呼んでもよい。
For example, in the X-ray fluoroscopy to the subject P, the high
X線管5は、高電圧発生部3から供給された管電流と、高電圧発生部3により印加された管電圧とに基づいて、X線の焦点(以下、管球焦点と呼ぶ)から、被検体Pに照射するX線を発生する。管球焦点から発生されたX線は、X線管5の前面に設けられたX線放射窓を介して、被検体Pに照射される。
The
X線検出装置7は、被検体Pを透過したX線を電荷に変換して蓄積する平面状のX線検出器71と、X線検出器71に比べて高精細(高解像度)にX線を検出可能な高精細検出器72とを有する。このようなX線検出装置7は、例えば図2に示すように、アーム97の先端が高精細検出器72を有し、アーム97の基端がX線検出器71の近傍で回動可能に軸支された構成により、両検出器71,72を切換え可能としてもよい。この場合、例えば、アーム97の基端は、高精細検出器72を使用するモードでは高精細検出器72をX線検出器71前面に配置し、高精細検出器72を使用しないモードでは高精細検出器72を退避させるように、図示しない駆動機構に制御される。なお、高精細検出器72を使用するモードをMAF(Micro Angiographic Fluoroscope)モードと呼んでもよい。
The X-ray detector 7 is a
X線検出器71は、X線管5から発生され、被検体Pを透過したX線を検出する。例えば、X線検出器71は、フラットパネルディテクタ(Flat Panel Detector:以下、FPDと呼ぶ)を有する。FPDの大きさは一般的に8~12インチである。FPDは微小な半導体検出素子を列方向及びライン方向に2次元的に配列して構成される。半導体検出素子には、直接変換形と間接変換形とがある。直接変換形とは、入射X線を直接的に電気信号に変換する形式である。間接変換形とは、入射X線を蛍光体で光に変換し、その光を電気信号に変換する形式である。
The
X線の入射に伴って複数の半導体検出素子で発生された電気信号は、図示していないアナログディジタル変換器(Analog to Digital converter:以下、A/D変換器と呼ぶ)に出力される。A/D変換器は、電気信号をディジタルデータに変換する。A/D変換器は、ディジタルデータを、図示していない前処理部に出力する。なお、X線検出器71として、イメージインテンシファイア(Image intensifier)が用いられてもよい。
The electric signals generated by the plurality of semiconductor detection elements due to the incident of X-rays are output to an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as an A / D converter) (not shown). The A / D converter converts the electrical signal into digital data. The A / D converter outputs digital data to a preprocessing unit (not shown). An image intensifier may be used as the
高精細検出器72は、X線検出器71から切り換えて使用可能なX線検出器であって、X線検出器71よりも空間分解能が高いX線検出器である。例えば、高精細検出器72はX線検出器71よりも単位面積当たりの検出素子数が多く、通常4倍以上の検出素子を有する検出器のことを指す。また、高精細検出器72はX線検出器71より小さい4~6インチの検出領域を有する。高精細検出器72は、例えば単結晶Si基板上に形成されたCCD(Charge Coupled Device)上にシンチレータを形成した構成を有する。CCDは撮像素子の一形態であり、単結晶Si基板でX線が入射すると、入射X線量に合わせて電荷を生成する。また、CCDの代わりにCMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)イメージセンサを用いて高精細検出器72を構成しても良い。CMOSも撮像素子の一形態であり、CCDと同様に単結晶Si基板でX線が入射すると入射X線量に合わせて電荷を生成する。更にCMOSでは、発生した電荷を容量として蓄積し、電圧成分へ変換して出力する。
The high-
支持機構9は、X線管5とX線検出装置7とを移動可能に支持する。具体的には、支持機構9は、例えば、図2に示すように、Cアーム91、アーム支持部93及びアームホルダ95を有する。Cアーム91は、X線管5とX線検出装置7とを、互いに向き合うように搭載する。なお、Cアーム91の代わりにΩアームが用いられてもよい。アーム支持部93は、CアームのC形状に沿う方向(以下、第1方向と呼ぶ)に、Cアーム91をスライド可能に支持する。
The
また、アーム支持部93は、Cアーム91とアーム支持部93とを接続するアームホルダ95を略中心として、第1方向に直交する方向(以下、第2方向と呼ぶ)に回転可能にCアーム91を支持する。なお、アーム支持部93は、後述する天板151の短軸方向(図1、図2のX方向)と長軸方向(図1、図2のY方向)とに平行移動可能にCアーム91を支持することも可能である。また、Cアーム91は、X線管5における管球焦点とX線検出装置7との距離(線源受像面間距離(Source Image Distance:以下、SIDと呼ぶ))を変更可能に、X線管5とX線検出装置7とを支持する。また、SIDは、高精細検出器72を使用するMAFモードでは、X線管5における管球焦点と高精細検出器72との距離であり、他のモードでは、X線管5における管球焦点とX線検出器71との距離である。
Further, the
なお、本実施形態に係るX線診断装置1における支持機構9は、Cアーム91による構造に限定されない。支持機構9は、例えば、X線管5、X線検出装置7をそれぞれ支持する2つのアーム(例えばロボットアームなど)により、任意の方向に移動可能に支持されてもよい。また、支持機構9は、Cアーム91の代わりに天井からつり下げられたΩアームであってもよい。また、支持機構9は、バイプレーン構造を有していてもよい。また、本実施形態に係るX線診断装置1における支持機構9は、オーバーチューブ方式(over tube system)、およびアンダーチューブ方式(under tube system)などに限定されず任意の形態に適用可能である。
The
照射範囲限定器11は、X線管5におけるX線放射窓の前面に設けられる。すなわち、照射範囲限定器11は、X線管5と後述するX線検出装置7との間に設けられる。照射範囲限定器11は、X線可動絞りとも称される。具体的には、照射範囲限定器11は、管球焦点で発生されたX線を、操作者が所望する撮影部位以外に不要な被爆をさせないために、最大口径の照射範囲(以下、最大照射範囲と呼ぶ)を、被検体Pの体表面にX線を照射する照射面積に応じて限定する。例えば、照射範囲限定器11は、後述する入力インタフェース回路29により入力された照射範囲の限定指示に従って、絞り羽根を移動させることにより、照射範囲を限定する。
The irradiation
具体的には、照射範囲限定器11は、所定の方向に移動可能な複数の第1絞り羽根と、所定の方向とは異なる方向に移動可能な複数の第2絞り羽根とを有する。第1、第2絞り羽根各々は、管球焦点で発生されたX線を遮蔽する鉛により構成される。
Specifically, the irradiation
なお、照射範囲限定器11は、被検体Pへの被曝線量の低減および画質の向上を目的として、X線の照射野に挿入される複数の所定のフィルタ(以下、線質調整フィルタとも呼ぶ)を有していてもよい。また、照射範囲限定器11は、線質調整フィルタに限らず、X線によるハレーションを防止するための補償フィルタや、開口領域外のX線を減衰して透過させるROI(region of interest:関心領域)フィルタを有していてもよい。複数の線質調整フィルタは、それぞれ異なる厚みを有する。なお、線質調整フィルタは、それぞれ異なる材質により構成され、同じ厚みを有していてもよい。線質調整フィルタは、管球焦点で発生されたX線の線質を厚みに応じて変更する。線質調整フィルタは、例えば、アルミニウム、銅などにより構成される。線質調整フィルタは、被検体Pに対する撮影プランに応じて、入力インタフェース回路29を介して操作者により選択される。複数の線質調整フィルタから選択された線質調整フィルタは、後述する制御回路33による制御のもとで、照射範囲限定器11におけるX線の照射野に挿入される。
The irradiation
線質調整フィルタは、例えば、管球焦点で発生されたX線(以下、発生X線と呼ぶ)のうち、被検体Pに吸収されやすい低エネルギーのX線成分(軟線成分)を低減する。また、線質調整フィルタは、発生X線のうち、後述する画像発生回路19により発生された医用画像において、コントラストの低下の原因となる高エネルギーのX線成分を低減してもよい。
The radiation quality adjusting filter reduces, for example, low-energy X-ray components (soft-ray components) that are easily absorbed by the subject P among the X-rays generated at the focal point of the tube (hereinafter referred to as generated X-rays). Further, the radiation quality adjustment filter may reduce high-energy X-ray components that cause a decrease in contrast in the medical image generated by the
補償フィルタは、金属板等からなり、X線の照射野に挿入されてX線を減衰させて被曝を低減し、また、X線によるハレーションを防止する。 The compensation filter is made of a metal plate or the like and is inserted into an X-ray irradiation field to attenuate X-rays to reduce exposure and prevent halation due to X-rays.
ROIフィルタは、X線管5と、第1、第2絞り羽根との間に位置し、銅やアルミニウム等の金属板で構成される。ROIフィルタは少なくとも一部、例えば中央部に開口領域を有し、開口領域外のX線を減衰させる。このため、ROIフィルタは、開口領域のX線通過領域ではX線を全透過させ、それ以外の領域のX線を減衰して透過させる。
The ROI filter is located between the
線量計測器13は、所定期間内に複数回に亘って発生したX線の累積線量を計測する線量計測部の一例であり、照射範囲限定器の前面に設けられる。すなわち、線量計測器13は、線量計測部の一例であり、照射範囲限定器11とX線検出装置7との間に設けられる。線量計測器13は、例えば、面積線量計である。線量計測器13は、所定の期間に亘る面積線量の積算値(以下、累積面積線量(累積線量)と呼ぶ)を計測する。所定の期間とは、線量計測期間である。線量計測期間は、線量計測器13により計測された累積面積線量を、線量計測器から読み出す読み出し周期(以下、線量読み出し周期と呼ぶ)に対応する。線量計測器13は、線量読み出し周期ごとに読み出した累積面積線量を、後述する面積線量決定回路25および記憶回路23に出力する。
The
なお、線量計測部は、必ずしも線量を実測する線量計測器13を用いなくてもよい。例えば、線量計測部としては、線量を推定する処理回路を用いてもよく、例えば、線量を推定するプログラムを記憶回路23から読み出して実行するプロセッサを用いてもよい。この場合、線量計測部は、例えば、X線照射条件に基づいて皮膚線量を推定することにより、X線の累積線量を計測してもよい。このような皮膚線量の推定方法としては、例えば、NDD(Numerical Dose Determination)法や、EPD(Estimation of Patient Dose in diagnostic X-ray examination)が、適宜、使用可能となっている。なお、「NDD法」は「Non Dosimeter Dosimetry method」と呼ばれる場合もある。線量計測に関するX線照射条件としては、例えば、管電流、管電圧、照射時間、被検体Pとの距離、画像などの情報があり、NDD法やEPD法などの推定方法に応じて適宜、記憶回路23から線量計測部に読み出されて使用される。
The dose measuring unit does not necessarily have to use the
図3は、線量計測器13における線量読み出し周期を、線量計測器13から読み出される累積面積線量、照射時間、照射間隔とともに示す図である。以下、説明を簡単にするために、線量読み出し周期において、被検体PにX線を照射する回数(以下、照射回数と呼ぶ)は、5回とする。なお、照射回数は、5回に限定されず、2以上の任意の回数であってもよい。
FIG. 3 is a diagram showing the dose reading cycle in the
寝台15は、被検体Pが載置される天板151(臥位テーブルとも言う)を有する。天板151には、被検体Pが載置される。
The
駆動部17は、後述する制御回路33の制御のもとで、支持機構9と寝台15とを駆動する。具体的には、駆動部17は、制御回路33からの制御信号に応じた駆動信号をアーム支持部93に供給して、Cアーム91を第1方向にスライド、第2方向(CRAまたはCAU)に回転させる。X線透視時およびX線撮影時においては、X線管5とX線検出装置7との間に、天板151に載置された被検体Pが配置される。駆動部17は、天板151に対するX線管5の位置(または、支持機構9の位置)を、後述する線量分布発生回路27および記憶回路23などに出力する。
The
駆動部17は、後述する制御回路33の制御のもとで、天板151を駆動することにより、天板151を移動させる。具体的には、駆動部17は、制御回路33からの制御信号に基づいて、天板151の短軸方向(図1、図2のX方向)または天板151の長軸方向(図1、図2のY方向)に、天板151をスライドさせる。また、駆動部17は、鉛直方向(図1、図2のZ方向)に関して、天板151を昇降する。加えて、駆動部17は、長軸方向と短軸方向とのうち少なくとも一つの方向を回転軸(図1のX軸、Y軸)として、天板151を傾けるために天板151を回転してもよい。駆動部17は、天板151の位置を、後述する線量分布発生回路27に出力する。
The
駆動部17は、X線管5と天板151との相対的な位置関係を後述する線量分布発生回路27とに出力する。X線管5と天板151との相対的な位置関係とは、例えば、天板151に対するCアーム91の角度(傾き)、Cアーム91のスライドの角度など(アーム角度と呼ぶ)などである。傾きと、アーム角度とは、例えば、被検体に対するアイソセンタ(Isocenter)を基準としたオイラー角である。なお、駆動部17は、支持機構9の位置、Cアーム91の角度などに従って任意に回転させるために、X線検出器71を駆動してもよい。
The
図示していない前処理部は、X線検出器71から出力されたディジタルデータに対して、前処理を実行する。前処理とは、X線検出器71におけるチャンネル間の感度不均一の補正、および金属等のX線強吸収体による極端な信号の低下またはデータの脱落に関する補正等である。前処理されたディジタルデータは、後述する画像発生回路19に出力される。
The preprocessing unit (not shown) executes preprocessing on the digital data output from the
画像発生回路19は、撮影位置においてX線撮影された後に前処理されたディジタルデータに基づいて、撮影画像を発生する。画像発生回路19は、透視位置でX線透視された後に前処理されたディジタルデータに基づいて、透視画像を発生する。以下、撮影画像と透視画像とをまとめて投影画像と呼ぶ。画像発生回路19は、発生した投影画像を、後述する表示回路31および記憶回路23に出力する。
The
通信インタフェース回路21は、例えば、ネットワーク、図示していない外部記憶装置に関するインタフェースである。本X線診断装置1によって得られた投影画像等のデータおよび解析結果などは、通信インタフェース回路21およびネットワークを介して他の装置に転送可能である。
The
記憶回路23は、HDD(Hardware Disk Drive)など電気的情報を記録するメモリと、それらメモリに付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路とから構成されている。ここで、記憶回路23は、画像発生回路19で発生された種々の投影画像、本X線診断装置1の制御プログラム、診断プロトコル、後述する入力インタフェース回路29から送られてくる操作者の指示、撮影条件、透視条件などの各種データ群、通信インタフェース回路21とネットワークとを介して送られてくる種々のデータ、累積面積線量などを記憶する。また、記憶回路23は、X線管5と天板151との相対的な位置関係を記憶してもよい。
The
具体的には、記憶回路23は、被検体に対するX線の照射(発生)ごとのX線照射条件を記憶する。X線照射条件は、線質に関する条件(管電圧、管電流など)、照射時間、照射間隔、照射範囲限定器11における開口、管電流(mA)と照射時間(s)との積(以下、管電流時間積(mAs)と呼ぶ)、入力インタフェース回路29を介して選択された線質調整フィルタの厚み(または、線質調整フィルタの種類)、線量計測期間におけるX線の照射(発生)回数、撮像視野(Field of view:FOV)、照射レート(1秒当たりのX線照射回数)などである。X線照射条件は、例えば、撮影部位に関する被検体の厚みに応じて、適宜変更される。X線の照射条件のうち、線質調整フィルタの厚み(種類)、照射時間、照射レートなどは、後述する入力インタフェース回路29を介して適宜予め設定される。
Specifically, the
記憶回路23は、被検体に対するX線の照射(発生)ごとの幾何学的条件を記憶する。幾何学的条件とは、所定の基準位置、天板151の位置、Cアーム91の位置、Cアーム91の角度、SID、FPD回転角度などである。所定の基準位置とは、例えば、本X線診断装置1におけるアイソセンタから管球焦点に向かって15cm離れた位置である。なお、記憶回路23は、基準位置および開口に対する基準位置における照射面積の対応表を記憶してもよい。また、記憶回路23は、X線の照射ごとの照射面積を記憶する。
The
記憶回路23は、後述する線量分布発生回路27で用いられる患者モデルを記憶する。なお、記憶回路23は、所定の基準位置における線量分布を発生させる線量分布発生プログラムを記憶してもよい。また、記憶回路23は、線量分布発生回路27により発生された線量分布を記憶する。なお、記憶回路23は、線量計測期間に亘る複数回のX線の発生(照射)各々に対応して、X線照射条件、幾何学的条件、線量分布を記憶し、線量計測期間ごとにX線照射条件、幾何学的条件、線量分布を更新して記憶してもよい。
The
また、記憶回路23は、X線の照射ごとに、X線照射条件、幾何学的条件を照射履歴として記憶してもよい。記憶回路23は、複数の線質調整フィルタの厚み(または種類)にそれぞれ対応する管電圧(kV)に対する線量比K(kV)の関係を記憶する。
Further, the
面積線量決定回路25は、累積面積線量とX線照射条件とに基づいて、線量読み出し期間における複数回のX線の照射(発生)にそれぞれ対応する複数の面積線量(線量)を決定する。すなわち、面積線量決定回路25は、累積面積線量の出力ごと(線量計測期間ごと)に、面積線量を決定する。面積線量決定回路25は、決定した複数の面積線量を、対応する照射面積とともに線量分布発生回路27に出力する。
The area dose determination circuit 25 determines a plurality of area doses (dose) corresponding to each of a plurality of X-ray irradiations (generations) in the dose readout period based on the cumulative area dose and the X-ray irradiation conditions. That is, the area dose determination circuit 25 determines the area dose for each output of the cumulative area dose (for each dose measurement period). The area dose determination circuit 25 outputs the determined plurality of area doses to the dose
具体的には、面積線量決定回路25は、記憶回路23からX線照射条件を読み出す。面積線量決定回路25は、開口と基準位置とに基づいて、基準位置における照射面積を決定する。なお、面積線量決定回路25は、開口と対応表とに基づいて、照射面積を決定してもよい。
Specifically, the area dose determination circuit 25 reads out the X-ray irradiation condition from the
次いで、面積線量決定回路25は、X線照射条件のうち線質調整フィルタの厚み(または線質調整フィルタの種類)と管電圧とに基づいて、単位管電流時間積および単位面積当たりの線量(以下、線量比Kと呼ぶ)を決定する。一般的に管電圧は線量に比例しない。このため、管電圧を線量に比例させるためには、所定の変換が必要である。管電圧を所定の変換により変換した線量比Kは、線量に比例する。 Next, the area dose determination circuit 25 determines the unit tube current time product and the dose per unit area (or the dose per unit area) based on the thickness of the radiation quality adjustment filter (or the type of the quality adjustment filter) and the tube voltage among the X-ray irradiation conditions. Hereinafter referred to as dose ratio K) is determined. Generally, tube voltage is not proportional to dose. Therefore, in order to make the tube voltage proportional to the dose, a predetermined conversion is required. The dose ratio K obtained by converting the tube voltage by a predetermined conversion is proportional to the dose.
図4は、管電圧(kV)に対する線量比K(kV)の関係(以下、管電圧線量比関係と呼ぶ)の一例を、複数の所定のフィルタ(線質調整フィルタ)の厚み各々について示す図である。図4に示すように、管電圧と線量比Kとの関係は、照射範囲限定器11でX線の照射野に挿入される線質調整フィルタの厚みに依存する。すなわち、線質調整フィルタの厚みが薄いほど、図4に示すように、管電圧線量比関係における傾きは大きくなる。また、線質調整フィルタの厚みが厚いほど、図4に示すように、管電圧線量比関係における傾きは小さくなる。なお、補償フィルタ及びROIフィルタについても同様に、管電圧と線量比Kとの関係が、照射範囲限定器11でX線の照射野に挿入される各フィルタの厚みに依存する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship of the dose ratio K (kV) to the tube voltage (kV) (hereinafter referred to as the tube voltage dose ratio relationship) for each of the thicknesses of a plurality of predetermined filters (radio quality adjusting filters). Is. As shown in FIG. 4, the relationship between the tube voltage and the dose ratio K depends on the thickness of the quality adjusting filter inserted into the X-ray irradiation field by the irradiation
面積線量決定回路25は、線量比と管電流時間積と照射面積とに基づいて、累積面積線量に対する複数の面積線量の割合(以下、面積線量割合(線量割合)と呼ぶ)を、線量計測期間ごとに決定する。具体的には、面積線量決定回路25は、線量計測期間において、線量比Kと管電流時間積と照射面積とを乗算した乗算値を、線量計測期間における複数のX線の発生に亘って積算した積算値を計算する。次いで、面積線量決定回路25は、X線の照射(発生)に関する複数の乗算値各々を積算値で除算することにより、面積線量割合を計算する。 The area dose determination circuit 25 determines the ratio of a plurality of area doses to the cumulative area dose (hereinafter referred to as area dose ratio (dose ratio)) based on the dose ratio, tube current time product, and irradiation area, as the dose measurement period. Determined for each. Specifically, the area dose determination circuit 25 integrates the multiplication value obtained by multiplying the dose ratio K, the tube current time product, and the irradiation area in the dose measurement period over the generation of a plurality of X-rays in the dose measurement period. Calculate the integrated value. Next, the area dose determination circuit 25 calculates the area dose ratio by dividing each of the plurality of multiplication values relating to the irradiation (generation) of X-rays by the integrated value.
例えば、線量計測期間において、i番目のX線の発生における線量比KをKi、管電流時間積をmAsi、照射面積Siとすると、i番目のX線の発生における乗算値は、Ki×mAsi×Siとなる。また、線量計測期間におけるX線の発生(照射)回数をn回だとすると、積算値及び面積線量割合は、それぞれ次式に示すように計算される。 For example, in the dose measurement period, if the dose ratio K in the generation of the i -th X-ray is Ki, the tube current time product is mAs i , and the irradiation area S i , the multiplication value in the generation of the i-th X-ray is K. It becomes i × mAs i × S i . Further, assuming that the number of X-ray generations (irradiations) in the dose measurement period is n times, the integrated value and the area dose ratio are calculated as shown in the following equations, respectively.
以下、説明を簡単にするために、線量計測期間におけるX線の発生(照射)回数は5(n=5)回だとする。 Hereinafter, for the sake of simplicity, it is assumed that the number of X-rays generated (irradiated) during the dose measurement period is 5 (n = 5).
上記計算により、面積線量決定回路25は、複数回のX線の発生にそれぞれ対応する複数の面積線量割合各々に累積面積線量を乗じることにより、線量計測期間における複数の面積線量を決定する。すなわち、線量計測期間におけるi番目のX線の発生に対応する面積線量は、前述した数式の面積線量割合に累積面積線量を乗じることにより決定される。以上のことから、面積線量決定回路25は、線量計測期間における累積面積線量を、線量計測期間における複数回のX線の発生(照射)ごとの面積線量に、分割することができる。 By the above calculation, the area dose determination circuit 25 determines a plurality of area doses in the dose measurement period by multiplying each of the plurality of area dose ratios corresponding to the generations of the plurality of X-rays by the cumulative area dose. That is, the area dose corresponding to the generation of the i-th X-ray in the dose measurement period is determined by multiplying the area dose ratio of the above-mentioned formula by the cumulative area dose. From the above, the area dose determination circuit 25 can divide the cumulative area dose in the dose measurement period into the area dose for each generation (irradiation) of a plurality of X-rays in the dose measurement period.
図5は、累積面積線量を線量計測期間における複数回のX線の発生(照射)ごとの面積線量に分割した一例を示す図である。図5に示すように、線量計測期間における累積面積線量は、線量計測期間における複数回のX線の発生(照射)ごとの面積線量に分割される。 FIG. 5 is a diagram showing an example in which the cumulative area dose is divided into the area dose for each generation (irradiation) of a plurality of X-rays in the dose measurement period. As shown in FIG. 5, the cumulative area dose in the dose measurement period is divided into the area dose for each generation (irradiation) of a plurality of X-rays in the dose measurement period.
X線の照射毎に撮影部位が異なる場合、例えば、図5に示すように、面積線量はそれぞれ異なる。X線の照射毎の面積線量の相違は、例えば、撮影部位毎に被検体の厚みが異なることによるX線照射条件の相違に起因する。なお、X線の照射毎の撮影部位が同じ場合、図5とは異なり、例えば、X線の照射毎の面積線量はそれぞれほぼ等しい。面積線量の略同等性は、例えば、X線照射条件および幾何学条件がX線の照射ごとに略等しいことに起因する。 When the imaging site is different for each X-ray irradiation, for example, as shown in FIG. 5, the area dose is different. The difference in the area dose for each X-ray irradiation is caused by, for example, the difference in the X-ray irradiation conditions due to the difference in the thickness of the subject for each imaging site. When the imaging site for each X-ray irradiation is the same, unlike FIG. 5, for example, the area dose for each X-ray irradiation is almost the same. Approximate equivalence of area doses is due, for example, to the fact that the X-ray irradiation conditions and the geometric conditions are approximately equal for each X-ray irradiation.
面積線量決定回路25は、線量計測期間ごとに累積面積線量が出力されると、出力された累積面積線量をX線の照射ごとの面積線量に分割する。面積線量決定回路25は、線量計測期間ごとに分割された面積線量を、後述する線量分布発生回路27に出力する。なお、面積線量決定回路25は、照射履歴と累積面積線量とに基づいて、X線の照射ごとの面積線量を決定してもよい。
When the cumulative area dose is output for each dose measurement period, the area dose determination circuit 25 divides the output cumulative area dose into the area dose for each X-ray irradiation. The area dose determination circuit 25 outputs the area dose divided for each dose measurement period to the dose
線量分布発生回路27は、支持機構9の位置、寝台15の位置、及び線量に基づいて、X線の照射野を含む線量分布を発生する。例えば、線量分布発生回路27は、支持機構9の位置と寝台15の位置と複数の面積線量と照射面積とに基づいて、所定の基準位置における線量分布を発生する。具体的には、線量分布発生回路27は、複数の面積線量と照射面積と支持機構の位置と相対的な位置関係とに基づいて、線量分布を発生する。すなわち、線量分布発生回路27は、線量計測期間ごとに、線量分布を発生する。
The dose
記憶回路23により線量分布が記憶されていた場合、線量分布発生回路27は、記憶された線量分布に発生した線量分布を加算した線量分布を発生する。これにより、線量分布発生回路27は、累積面積線量の出力ごと(線量計測期間ごと)に線量分布を更新する。線量分布発生回路27は、線量分布を、後述する表示回路31と記憶回路23とに出力する。
When the dose distribution is stored by the
具体的には、線量分布発生回路27は、支持機構9の位置と相対的な位置関係(幾何学的条件)と複数の面積線量と照射面積とに基づいて、基準位置における空気カーマ(kerma)を計算する。線量分布発生回路27は、患者モデルを記憶回路23から読み出す。例えば、複数種類の体型に応じて、複数の患者モデルを記憶回路23に記憶しておき、被検体(患者)の体型に近い体型をもつ患者モデルを選択的に読み出せばよい。体型は、例えば、身長の範囲と、体重の範囲との組み合わせで定義してもよい。この場合、患者モデルは、操作者が選択してもよく、被検体の身長及び体重に基づいて線量分布発生回路27が選択してもよい。「患者モデル」は「被検体モデル」と呼んでもよい。線量分布発生回路27は、計算された空気カーマと、照射面積と、支持機構9の位置および相対的な位置関係(幾何学的条件)とに基づいて、患者モデル上における照射位置での線量(患者皮膚線量)を計算する。
Specifically, the dose
なお、線量分布発生回路27は、空気カーマから患者皮膚線量を計算するとき、後方散乱線の影響を加味して患者皮膚線量を計算することも可能である。線量分布発生回路27は、患者モデルにおける照射位置に、患者皮膚線量を写像させることにより、線量分布を発生する。
The dose
入力インタフェース回路29は、操作者の操作に応じて、操作者が所望するX線撮影の撮影条件およびX線透視の透視条件などのX線照射条件、透視・撮影位置、照射範囲などを入力する。具体的には、入力インタフェース回路29は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本X線診断装置1に取り込む。透視・撮影位置とは、例えば、アイソセンタに対する角度で規定される。例えば、第1斜位方向(RAO)、第2斜位方向(LAO)、尾頭方向(CRA)、頭尾方向(CAU)の起点を透視・撮影位置とし、図2の直交3軸の原点をアイソセンタとすると、起点における透視位置の角度は0°である。
The
入力インタフェース回路29は、関心領域(ROI)の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース回路29は、表示制御回路32及び制御回路33に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し表示制御回路32又は制御回路33へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース回路29は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を表示制御回路32又は制御回路33へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路29の例に含まれる。
The
表示回路31は、医用画像などを表示する複数のディスプレイと、各ディスプレイに表示用の信号を供給する内部回路と、各ディスプレイ及び内部回路をつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路とから構成されている。表示回路31は、画像発生回路19により発生された投影画像を一方のディスプレイに表示する。表示回路31は、表示制御回路32に制御され、X線の照射野を含む線量分布を、患者モデルとともに他方のディスプレイに表示する。具体的には、表示回路31は、患者モデルに線量分布を重畳した重畳画像を表示する。なお、表示回路31は、透視・撮影位置、X線照射条件などの入力に関する入力画面を表示してもよい。
The
表示制御回路32は、記憶回路23に記憶された線量分布表示プログラムを読み出し、メモリに展開する。表示制御回路32は、メモリに展開した線量分布表示プログラムに従って、面積線量決定回路25、線量分布発生回路27、表示回路31などを制御する。例えば、表示制御回路32は、面積線量決定回路25及び線量分布発生回路27を起動し、X線の照射野を含む線量分布を得る。また、表示制御回路32は、X線の照射状況に応じて、患者モデル上にX線の照射野及び線量分布を表示回路31に表示させるものであり、X線の軌跡又は照射するX線の線量に関する情報の少なくとも一方にかかる表示態様を変えて表示させる。
The
制御回路33は、図示していないCPU(Central Processing Unit)とメモリとを備える。制御回路33は、入力インタフェース回路29から送られてくる操作者の指示、撮影条件・透視条件などのX線照射条件などの情報を、図示していなメモリに一時的に記憶する。制御回路33は、メモリに記憶された操作者の指示、透視・撮影位置、X線照射条件などに従って、X線撮影を実行するために、高電圧発生部3、X線検出装置7、照射範囲限定器11、駆動部17などを制御する。制御回路33は、メモリに記憶された操作者の指示、透視条件などに従って、X線透視を実行するために、高電圧発生部3、X線検出装置7、照射範囲限定器11、駆動部17などを制御する。
The
次に、以上のように構成されたX線診断装置の動作について図6のフローチャート、図6及び図7の模式図を用いて説明する。なお、以下の説明では、X線透視下で被検体Pの線量分布を発生し、表示する際に、X線診断装置1の状態によって表示態様を変更する動作について述べる。
Next, the operation of the X-ray diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 and the schematic views of FIGS. 6 and 7. In the following description, an operation of generating a dose distribution of the subject P under fluoroscopy and changing the display mode depending on the state of the X-ray
X線診断装置1は、操作者の操作により、X線照射条件、及び使用するX線検出器、といった設定情報が、X線の照射前に入力インタフェース回路29から制御回路33に入力される。制御回路33は、設定情報に従ってX線診断装置1の動作を制御可能となる。この状態で、X線診断装置1は、操作者の操作に応じて、被検体Pの体型に近い体型をもつ患者モデルを記憶回路23から選択し、表示回路31に表示させる。また、X線診断装置1は、操作者の操作に応じて、支持機構9及び天板151を移動させ、天板151上に載置された被検体Pと、表示回路31に表示された患者モデルとの位置合わせを実行する。続いて、X線診断装置1は、被検体Pに対してX線を照射することにより、X線透視を開始する(ステップST10)。制御回路33は、被検体に対するX線の照射ごとに、X線照射条件と幾何学的条件と照射面積とを記憶回路23に記憶する。
The X-ray
線量計測器13は、線量計測期間内に複数回に亘って発生したX線の累積面積線量を計測し(ステップST20)、線量読み出し周期ごとに読み出した累積面積線量を面積線量決定回路25および記憶回路23に出力する。
The
面積線量決定回路25は、累積面積線量とX線照射条件とに基づいて、線量読み出し期間における複数回のX線の照射(発生)にそれぞれ対応する複数の面積線量(線量)を決定する。面積線量決定回路25は、決定した複数の面積線量を、対応する照射面積とともに線量分布発生回路27に出力する。
The area dose determination circuit 25 determines a plurality of area doses (dose) corresponding to each of a plurality of X-ray irradiations (generations) in the dose readout period based on the cumulative area dose and the X-ray irradiation conditions. The area dose determination circuit 25 outputs the determined plurality of area doses to the dose
線量分布発生回路27は、支持機構9の位置、天板151の位置、及び線量に基づいて、X線の照射野を含む線量分布を発生させる(ステップST30)。なお、X線の照射野は、線量分布のうち、増加中の線量分布を示す領域に相当する。
The dose
線量分布発生回路27は、発生させた線量分布を、記憶回路23に記憶された線量分布に加算する。すなわち、X線の照射ごとの線量分布が加算される。加算された線量分布は、記憶回路23に記憶される。
The dose
続いて、表示制御回路32は、X線の照射状況に応じて、患者モデルMd上にX線の照射野及び線量分布を表示回路31に表示させる(ステップST40~ST50)。このような表示制御回路32は、X線の軌跡又は照射するX線の線量に関する情報の少なくとも一方にかかる表示態様を変えて表示回路31に表示させる。具体的には例えば、表示制御回路32は、X線の照射野のサイズがしきい値より小さいか否かを判定する(ステップST40)。X線の照射野のサイズの大小判定は、例えば、照射面積の大小判定により実行してもよい。なお、照射面積が小さい場合、照射野のサイズも小さいことになる。あるいは、照射野のサイズの大小判定に代えて、(小さい照射野に対応する)高精細検出器72が使用されるか否かを判定してもよい。なお、高精細検出器72が使用されるMAFモードの場合、照射野が小さいことになる。いずれにしてもステップST40の判定の結果、X線の照射野が小さければ、表示制御回路32は、所定の大きな値に、表示の拡大率を変更する(ステップST41)。また、ステップST40の判定の結果、否の場合にはステップST50に移行する。
Subsequently, the
しかる後、表示制御回路32は、記憶回路内23の線量分布を、患者モデルとともに表示回路31に表示させる(ステップST50)。ステップST50において、表示制御回路32は、ステップST41で表示の拡大率を大きい値に変更した場合には、X線の照射野を含む画面を表示回路31に拡大表示させる。拡大表示された照射野を含む画面は、線量分布を患者モデルMdとともに表示する画面のうち、照射野及びその周辺を表示する画面である。
After that, the
図7及び図8は、表示回路31における表示画面の一例を示す模式図であって、図7は、拡大率を変更しない場合の画面を示しており、図8は、ステップST41にて拡大率を大きい値に変更した場合の画面を示している。図7及び図8中、線量分布は、うつぶせ姿勢をとる患者モデルMdの肩甲骨辺りに、患者皮膚線量の大きさに応じてドットで示されているが、実際には、患者皮膚線量の大きさに応じて異なる色相で表示される。このことは、患者モデルMdの右側に配置され、患者皮膚線量の大きさをドット及び濃淡で示すカラーバーも同様である。
7 and 8 are schematic views showing an example of a display screen in the
いずれにしても、ステップST50による線量分布の表示が完了すると、被検体に対するX線透視が終了していなければ(ステップST51)、ステップST20~ST50の処理が繰り返し実行される。 In any case, when the display of the dose distribution by step ST50 is completed, the processes of steps ST20 to ST50 are repeatedly executed unless the X-ray fluoroscopy for the subject is completed (step ST51).
ステップST51の後、手技の合間などでX線透視が一時的に終了した際に、患者皮膚線量が大きくなっている場合には、X線診断装置1は、操作者による入力インタフェース回路29の操作に応じて、支持機構9の位置又は天板151の位置を移動させる。これにより、X線の照射野を患者皮膚線量の小さい領域にずらすことができ、もって、局所的に高い線量となる局所被曝を避けることができる。これは、以下の各実施形態でも同様である。
If the patient's skin dose is large when fluoroscopy is temporarily terminated after step ST51, for example, during a procedure, the X-ray
上述したように第1の実施形態によれば、所定の期間内に複数回に亘って発生したX線の累積線量を計測し、累積線量とX線照射条件とに基づいて、当該期間におけるX線の発生にそれぞれ対応する複数の線量を決定する。また、X線照射条件、支持機構の位置、寝台の位置、及び線量に基づいて、X線の照射野を含む線量分布を発生し、X線の照射状況に応じて、患者モデル上にX線の照射野及び線量分布を表示部(表示回路31)に表示させる。このとき、X線の軌跡又は照射するX線の線量に関する情報の少なくとも一方にかかる表示態様を変えて表示させる。従って、X線の照射状況に応じて、表示を視認し易くすることができる。また、表示を視認し易くしたことにより、局所的な線量の増加を視認し易くなるため、局所被曝を避け易くすることができる。 As described above, according to the first embodiment, the cumulative dose of X-rays generated multiple times within a predetermined period is measured, and X-rays in the period are measured based on the cumulative dose and the X-ray irradiation conditions. Determine multiple doses corresponding to each line generation. In addition, a dose distribution including the X-ray irradiation field is generated based on the X-ray irradiation conditions, the position of the support mechanism, the position of the bed, and the dose, and X-rays are generated on the patient model according to the X-ray irradiation status. The irradiation field and the dose distribution of the above are displayed on the display unit (display circuit 31). At this time, the display mode of at least one of the information regarding the trajectory of the X-ray or the dose of the X-ray to be irradiated is changed and displayed. Therefore, the display can be easily visually recognized according to the X-ray irradiation status. In addition, by making the display easier to see, it becomes easier to visually recognize the increase in local dose, so that local exposure can be easily avoided.
また、X線の照射野のサイズがしきい値より小さいとき、X線の照射野を含む画面を表示部(表示回路31)に拡大表示させる場合、照射野が小さいという照射状況に応じて、表示を視認し易くすることができる。 Further, when the size of the X-ray irradiation field is smaller than the threshold value, when the screen including the X-ray irradiation field is enlarged and displayed on the display unit (display circuit 31), the irradiation field is small depending on the irradiation situation. The display can be made easy to see.
あるいは、第1のX線検出器(X線検出器71)と、第1のX線検出器よりも空間分解能が高い第2のX線検出器(高精細検出器72)とのうち、第2のX線検出器が使用される場合に、X線の照射野を含む画面を表示部(表示回路31)に拡大表示しても、同様の効果を得ることができる。 Alternatively, of the first X-ray detector (X-ray detector 71) and the second X-ray detector (high-definition detector 72) having a higher spatial resolution than the first X-ray detector, the first one. When the X-ray detector of No. 2 is used, the same effect can be obtained even if the screen including the X-ray irradiation field is enlarged and displayed on the display unit (display circuit 31).
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態に係るX線診断装置について図1を参照しながら説明するが、重複した部分の説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
<Second embodiment>
Next, the X-ray diagnostic apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 1, but the description of the overlapping portion will be omitted, and the different portions will be mainly described.
第2の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、X線の照射状況に応じて視認し易くするために、照射野及びその周辺領域の拡大表示に代えて、X線の軌跡又は線量率を強調表示する構成となっている。なお、X線の照射状況(本実施形態では線量が高い状況)は、X線照射条件、手技の種別に応じたしきい値、又はMAFモードなどに基づいて、判定可能となっている。また、強調表示としては、色を変更した表示、点滅表示又はその両方が適宜、使用可能となっている。 The second embodiment is a modification of the first embodiment, and in order to make it easier to see according to the irradiation state of X-rays, the locus of X-rays is replaced with the enlarged display of the irradiation field and the surrounding area. Alternatively, the dose rate is highlighted. The X-ray irradiation state (a situation in which the dose is high in this embodiment) can be determined based on the X-ray irradiation condition, the threshold value according to the type of procedure, the MAF mode, and the like. Further, as the highlighting, a display in which the color is changed, a blinking display, or both of them can be appropriately used.
これに伴い、例えば、表示制御回路32は、前述した拡大表示機能に代えて、単位時間当たりの累積線量を示す線量率がしきい値より高いとき、X線の軌跡又は線量率を表示回路31に強調表示させる。線量率は、例えば、線量計測器13により計測された累積面積線量(累積線量)を線量計測期間で除算し、適宜、単位時間を調整することにより、1分間当たりの累積線量(mGy/min)として算出可能である。線量率の算出は、例えば、線量計測器13又は面積線量決定回路25のいずれで実行してもよい。また、この線量率及びしきい値を用いる構成に代えて、表示制御回路32は、MAFモードの場合に、X線の軌跡を表示回路31に強調表示させるようにしてもよい。
Along with this, for example, the
または、線量率及びしきい値を用いる場合に、例えば図9に示すように、X線の照射中に実行される手技の種別と、しきい値とを関連付けて記憶回路23に予め記憶してもよい。この場合、表示制御回路32は、入力インタフェース回路29により入力された手技の種別に基づいて記憶回路23内のしきい値を読み出し、当該しきい値と線量率とを比較することにより、線量率がしきい値より高い旨の比較結果を得ることが可能である。また、入力インタフェース回路29は、X線の照射前に、手技の種別を入力するための入力部を構成している。
Alternatively, when the dose rate and the threshold value are used, for example, as shown in FIG. 9, the type of the procedure performed during the irradiation of X-rays and the threshold value are associated with each other and stored in the
ここで、手技の種別とは、例えば、IVR(interventional radiology)に用いられる種類に対応している。IVRには、例えば、動脈塞栓術(TAE)、経皮的血管拡張術(PTA)及びカテーテルアブレーション等といった血管IVRと、生検、膿瘍穿刺ドレナージ及び結石除去術等といった非血管IVRとがある。具体的な手技の種別としては、例えばJJ1017コードに示される手技のうち、必要な手技を予め設定してもよい。線量率のしきい値は、手技の種別に応じて、局所被曝を回避可能な値に設定される。例えば、通常の手技に比べて低線量でも長時間を要する手技(例、心臓の不整脈治療)に関連する場合、線量率のしきい値は、低い値に設定される。 Here, the type of procedure corresponds to, for example, the type used for IVR (interventional radiology). IVR includes, for example, vascular IVR such as arterial embolization (TAE), percutaneous vasodilation (PTA) and catheter ablation, and non-vascular IVR such as biopsy, absent puncture drainage and stone removal. As a specific type of procedure, for example, among the procedures shown in the JJ1017 code, a necessary procedure may be set in advance. The dose rate threshold is set to a value at which local exposure can be avoided, depending on the type of procedure. For example, when related to a procedure that requires a long time even at a low dose compared to a normal procedure (eg, treatment of cardiac arrhythmia), the dose rate threshold is set to a low value.
他の構成は、第1の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as in the first embodiment.
次に,以上のように構成されたX線診断装置の動作について図10のフローチャート、図11及び図12の模式図を用いて説明する。 Next, the operation of the X-ray diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 10 and the schematic views of FIGS. 11 and 12.
いま、前述同様にステップST10~ST30までの処理が実行され、加算された線量分布が記憶回路23に記憶されたとする。但し、本実施形態では、X線の照射前に入力される設定情報が手技の種別を含んでもよい。
Now, it is assumed that the processes from steps ST10 to ST30 are executed in the same manner as described above, and the added dose distribution is stored in the
続いて、表示制御回路32は、前述したステップST40~ST41に代えて、ステップST42~ST43を実行する。これにより、表示制御回路32は、X線の照射状況に応じて、患者モデルMd上にX線の照射野及び線量分布を表示回路31に表示させる(ステップST42~ST50)。このような表示制御回路32は、X線の軌跡又は照射するX線の線量に関する情報の少なくとも一方にかかる表示態様を変えて表示回路31に表示させる。具体的には例えば、表示制御回路32は、単位時間当たりの累積線量を示す線量率がしきい値より高いか否かを判定する(ステップST42)。線量率の高低の判定は、例えば、X線照射前に入力された手技の種別に基づき、予め手技の種別毎に設定されたしきい値を用いて判定してもよく、MAFモードであることを用いて判定してもよい。なお、MAFモードの場合、高精細検出器72を用いて得られる高画質のX線画像に対応して、線量率が高いことになる。いずれにしてもステップST42の判定の結果、線量率が高ければ、表示制御回路32は、X線軌跡の枠線又は線量率の背景の表示を変更する(ステップST43)。また、ステップST42の判定の結果、否の場合にはステップST50に移行する。
Subsequently, the
しかる後、表示制御回路32は、記憶回路内23の線量分布を、患者モデルとともに表示回路31に表示させる(ステップST50)。ステップST50において、表示制御回路32は、ステップST43でX線軌跡の枠線又は線量率の背景の表示を変更した場合には、当該X線軌跡の枠線又は線量率を強調表示する。強調表示としては、色を変更した表示、点滅表示又はその両方が適宜、使用される。
After that, the
図11及び図12は、表示回路31における表示画面の一例を示す模式図である。図11は、X線軌跡の枠線Lを太線で強調表示した場合の画面を示し、図12は、線量率の背景を変更して線量率を強調表示した場合の画面を示している。なお、線量率を強調表示する場合、線量率の背景、線量率の値のいずれを強調表示してもよく、あるいは線量率の背景及び値の両者を強調表示してもよい。図11及び図12中、線量分布は、いずれも拡大表示されているが、これに限らず、拡大表示しなくてもよい。
11 and 12 are schematic views showing an example of a display screen in the
いずれにしても、ステップST50による線量分布の表示が完了すると、被検体に対するX線透視が終了していなければ(ステップST51)、ステップST20~ST50の処理が繰り返し実行される。 In any case, when the display of the dose distribution by step ST50 is completed, the processes of steps ST20 to ST50 are repeatedly executed unless the X-ray fluoroscopy for the subject is completed (step ST51).
上述したように第2の実施形態によれば、単位時間当たりの累積線量を示す線量率がしきい値より高いとき、X線の軌跡又は線量率を表示部(表示回路31)に強調表示させる。これにより、線量率が高いことを視認し易いように表示することができる。ここで、入力された手技の種別に基づいて記憶部(記憶回路23)内のしきい値を読み出し、当該しきい値と線量率とを比較することにより、線量率がしきい値より高い旨の比較結果を得るようにしてもよい。この場合、手技の種別に応じて、適切なしきい値を線量率の判定に用いることができる。 As described above, according to the second embodiment, when the dose rate indicating the cumulative dose per unit time is higher than the threshold value, the X-ray trajectory or the dose rate is highlighted on the display unit (display circuit 31). .. As a result, it is possible to display that the dose rate is high so that it can be easily visually recognized. Here, the threshold value in the storage unit (storage circuit 23) is read out based on the type of the input procedure, and the threshold value is compared with the dose rate to indicate that the dose rate is higher than the threshold value. You may try to obtain the comparison result of. In this case, an appropriate threshold value can be used for determining the dose rate according to the type of procedure.
また、第2のX線検出器(高精細検出器72)が使用される場合に、X線の軌跡を表示部(表示回路31)に強調表示させるときには、線量率の算出やしきい値との比較などの処理を省略できる一方、同様に、線量率が高いことを視認し易く表示することができる。 Further, when the second X-ray detector (high-definition detector 72) is used and the X-ray locus is highlighted on the display unit (display circuit 31), the dose rate is calculated or the threshold value is used. While processing such as comparison can be omitted, it is also possible to easily visually indicate that the dose rate is high.
次に、第2の実施形態の2つの変形例について述べる。
第1の変形例は、図13に示すように、ROIフィルタを用いるROI透視、ハレーション防止用の補償フィルタ、絞り羽根を用いるスポット透視、といった照射範囲限定器11の状況に応じて、表示を視認し易くする構成となっている。概略的には、照射状況に応じて、X線軌跡の枠線を二重枠にする、患者モデルの表面の色を速く変化させる、といった処理により、線量率の高いことを強調表示することができる。以下、ROI透視、補償フィルタ及びスポット透視の各々の場合について述べる。但し、ROI透視、補償フィルタ及びスポット透視の各々に関する変形例は、別々に実施する場合に限らず、これらの任意の2つ又は3つを互いに組み合わせて実施してもよい。また、強調表示としては、色を変更した表示、点滅表示又はその両方が適宜、使用される。
Next, two modifications of the second embodiment will be described.
In the first modification, as shown in FIG. 13, the display is visually recognized according to the situation of the irradiation
始めに、ROI透視の場合について述べる。表示制御回路32は、開口を有するROIフィルタ(関心領域フィルタ)がX線の照射範囲に挿入されている場合、開口に対応するX線の軌跡の枠Liと照射野に対応するX線の軌跡の枠Loとの二重枠の少なくとも1部を表示回路31に強調表示させる。例えば、枠Li,Loのうち、開口に対応する枠Liのみを強調表示してもよい。開口に対応する枠Liは、患者モデルMdの表面と交差する部分riで開口に対応する略円形状を形成する。照射野に対応する枠Loは、患者モデルMdの表面と交差する部分roで、絞り羽根で絞られた照射野に対応する四角形状を形成する。これら枠Li,Loは、枠Lo内の略中央部に枠Liが位置する二重枠を構成している。また、枠Liに対応する部分riの内側は、枠Liの外側よりも線量が高いので、枠Liの外側に比べ、患者モデルMdの表面の色が速く変化する。
First, the case of ROI fluoroscopy will be described. When the ROI filter (region of interest filter) having an aperture is inserted in the X-ray irradiation range, the
続いて、補償フィルタの場合について述べる。表示制御回路32は、開口を形成する補償フィルタがX線の照射範囲に挿入されている場合、照射野に対応するX線の軌跡の枠Loの少なくとも1部を表示回路31に強調表示させる。開口に対応する軌跡の枠(図示せず)は、患者モデルMdの表面と交差する部分riで開口に対応する四角形状を形成する。照射野に対応する枠Loは、患者モデルMdの表面と交差する部分roで、絞り羽根で絞られた照射野に対応する四角形状を形成する。なお、補償フィルタの場合であっても、ROIフィルタと同様に、照射野に対応するX線の軌跡の枠Loと、開口に対応する軌跡の枠(図示せず)との二重枠を表示させてもよい。また、各部分ri,roは、部分ro内の略中央部に部分riが位置する二重部分を構成している。また、開口に対応する部分riの内側は、部分riの外側よりも線量が高いので、部分riの外側に比べ、患者モデルMdの表面の色が速く変化する。
Next, the case of a compensation filter will be described. The
次に、スポット透視の場合について述べる。表示制御回路32は、開口を形成する絞り羽根がX線の照射範囲に挿入されている場合、開口に対応するX線の軌跡の枠Liの少なくとも1部を表示回路31に強調表示させる。枠Liは、患者モデルMdの表面と交差する部分riで開口に対応する四角形状を形成する。開口を広げた場合には、枠Liと患者モデルMdの表面とが交差する部分がroとなる。また、開口に対応する部分riの内側は、線量に応じて患者モデルMdの表面の色が変化する。
Next, the case of spot fluoroscopy will be described. When the diaphragm blade forming the opening is inserted in the irradiation range of the X-ray, the
従って、第1の変形例によれば、開口を有する関心領域フィルタ(ROIフィルタ)がX線の照射範囲に挿入されている場合、開口に対応するX線の軌跡の枠と照射野に対応するX線の軌跡の枠との二重枠の少なくとも1部を表示部(表示回路31)に強調表示させる。また、開口を形成する補償フィルタがX線の照射範囲に挿入されている場合、照射野に対応するX線の軌跡の枠の少なくとも1部を表示部(表示回路31)に強調表示させる。また、開口を形成する絞り羽根がX線の照射範囲に挿入されている場合、開口に対応するX線の軌跡の枠の少なくとも1部を表示部(表示回路31)に強調表示させる。 Therefore, according to the first modification, when the region of interest filter (ROI filter) having an aperture is inserted in the irradiation range of X-rays, it corresponds to the frame of the X-ray trajectory corresponding to the aperture and the irradiation field. At least one part of the double frame with the frame of the X-ray locus is highlighted on the display unit (display circuit 31). Further, when the compensation filter forming the opening is inserted in the irradiation range of the X-ray, at least one part of the frame of the locus of the X-ray corresponding to the irradiation field is highlighted on the display unit (display circuit 31). Further, when the diaphragm blade forming the opening is inserted in the irradiation range of the X-ray, at least one part of the frame of the X-ray locus corresponding to the opening is highlighted on the display unit (display circuit 31).
従って、第1の変形例によれば、関心領域フィルタ又は補償フィルタを用いる場合、第2の実施形態の効果に加え、X線の照射状況に応じて、より一層、表示を視認し易くすることができる。また、第1の変形例によれば、絞り羽根を用いる場合、第2の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 Therefore, according to the first modification, when the region of interest filter or the compensation filter is used, in addition to the effect of the second embodiment, the display is made easier to be visually recognized depending on the X-ray irradiation condition. Can be done. Further, according to the first modification, when the diaphragm blade is used, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
一方、第2の変形例は、図14に示すように、第1及び第2の実施形態を組み合わせた構成となっている。図示するように、第1の実施形態におけるステップST40,ST41を実行した後、第2の実施形態におけるステップST42,ST43を実行する。なお、第2の変形例は、これに限らず、ステップST40,ST41の前に、ステップST42,ST43を実行してもよい。 On the other hand, as shown in FIG. 14, the second modification has a configuration in which the first and second embodiments are combined. As shown in the figure, steps ST40 and ST41 in the first embodiment are executed, and then steps ST42 and ST43 in the second embodiment are executed. The second modification is not limited to this, and steps ST42 and ST43 may be executed before steps ST40 and ST41.
いずれにしても、第2の変形例によれば、ステップST40~ST43を実行することにより、第1及び第2の実施形態の作用効果を得ることができる。 In any case, according to the second modification, the effects of the first and second embodiments can be obtained by executing steps ST40 to ST43.
以上説明した少なくとも一つの実施形態又は一つの変形例によれば、所定の期間内に複数回に亘って発生したX線の累積線量を計測し、累積線量とX線照射条件とに基づいて、当該期間におけるX線の発生にそれぞれ対応する複数の線量を決定する。また、X線照射条件、支持機構の位置、寝台の位置、及び線量に基づいて、X線の照射野を含む線量分布を発生し、X線の照射状況に応じて、患者モデル上にX線の照射野及び線量分布を表示部(表示回路31)に表示させる。このとき、X線の軌跡又は照射するX線の線量に関する情報の少なくとも一方にかかる表示態様を変えて表示させる。従って、X線の照射状況に応じて、表示を視認し易くすることができる。 According to at least one embodiment or one modification described above, the cumulative dose of X-rays generated multiple times within a predetermined period is measured, and based on the cumulative dose and the X-ray irradiation conditions, Multiple doses corresponding to each X-ray outbreak during the period are determined. In addition, a dose distribution including the X-ray irradiation field is generated based on the X-ray irradiation conditions, the position of the support mechanism, the position of the bed, and the dose, and X-rays are generated on the patient model according to the X-ray irradiation status. The irradiation field and the dose distribution of the above are displayed on the display unit (display circuit 31). At this time, the display mode of at least one of the information regarding the trajectory of the X-ray or the dose of the X-ray to be irradiated is changed and displayed. Therefore, the display can be easily visually recognized according to the X-ray irradiation status.
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(central processing unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC))、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 The word "processor" used in the above description is, for example, a CPU (central processing unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an integrated circuit for a specific application (Application Specific Integrated Circuit (ASIC)), or a programmable logic device (for example). , Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (FPGA)). The processor realizes the function by reading and executing the program stored in the storage circuit. Instead of storing the program in the storage circuit, the program may be directly embedded in the circuit of the processor. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program embedded in the circuit. It should be noted that each processor of the present embodiment is not limited to the case where each processor is configured as a single circuit, and a plurality of independent circuits may be combined to form one processor to realize its function. good. Further, a plurality of components in FIG. 1 may be integrated into one processor to realize the function.
各実施形態における面積線量決定回路25は、特許請求の範囲における線量決定部の一例である。各実施形態における線量分布発生回路27は、特許請求の範囲における線量分布発生部の一例である。各実施形態における表示回路31は、特許請求の範囲における表示部の一例である。各実施形態における表示制御回路32は、特許請求の範囲における表示制御部の一例である。各実施形態におけるX線検出器71は、特許請求の範囲における第1のX線検出器の一例である。各実施形態における高精細検出器72は、特許請求の範囲における第2のX線検出器の一例である。各実施形態における記憶回路23は、特許請求の範囲における記憶部の一例である。各実施形態における入力インタフェース回路29は、特許請求の範囲における入力部の一例である。
The area dose determination circuit 25 in each embodiment is an example of a dose determination unit within the scope of claims. The dose
なお、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、置き換え、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同様に、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。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
1…X線診断装置、3…高電圧発生部、5…X線管、7…X線検出装置、71…X線検出器、72…高精細検出器、9…支持機構、11…照射範囲限定器、13…線量計測器、15…寝台、17…駆動部、19…画像発生回路、21…通信インタフェース回路、23…記憶回路、25…面積線量決定回路、27…線量分布発生回路、29…入力インタフェース回路、31…表示回路、32…表示制御回路、33…制御回路、91…Cアーム、93…アーム支持部、95…アームホルダ、151…天板。 1 ... X-ray diagnostic device, 3 ... High voltage generator, 5 ... X-ray tube, 7 ... X-ray detector, 71 ... X-ray detector, 72 ... High-definition detector, 9 ... Support mechanism, 11 ... Irradiation range Limiter, 13 ... Dose measuring instrument, 15 ... Sleeper, 17 ... Drive unit, 19 ... Image generation circuit, 21 ... Communication interface circuit, 23 ... Storage circuit, 25 ... Area dose determination circuit, 27 ... Dose distribution generation circuit, 29 ... Input interface circuit, 31 ... Display circuit, 32 ... Display control circuit, 33 ... Control circuit, 91 ... C arm, 93 ... Arm support, 95 ... Arm holder, 151 ... Top plate.
Claims (2)
前記被検体が載置される天板を有する寝台と、
所定期間内に複数回に亘って発生した前記X線の累積線量を計測する線量計測部と、
前記累積線量とX線照射条件とに基づいて、前記所定期間における前記X線の発生にそれぞれ対応する複数の線量を決定する線量決定部と、
前記支持機構の位置、前記寝台の位置、及び前記線量に基づいて、前記X線の照射野を含む線量分布を発生する線量分布発生部と、
前記X線の照射状況に応じて、患者モデル上に前記X線の照射野及び前記線量分布を表示部に表示させるものであり、X線の軌跡の枠線又は照射するX線の線量に関する情報の少なくとも一方にかかる表示態様を変えて表示させる表示制御部と、
前記X線の照射中に実行される手技の種別と、単位時間当たりの累積線量を示す線量率のしきい値とを関連付けて記憶する記憶部と、
前記X線の照射前に、前記手技の種別を入力するための入力部と、
を具備し、
前記照射状況は、前記線量率を含んでおり、
前記X線の軌跡の枠線は、前記X線管から前記被検体までのX線の軌跡の外縁を表しており、
前記表示制御部は、前記入力された手技の種別に基づいて前記記憶部内のしきい値を読み出し、当該しきい値と前記線量率とを比較することにより、前記線量率がしきい値より高い旨の比較結果を得たとき、前記X線の軌跡の枠線又は前記線量率を前記表示部に強調表示させる、X線診断装置。 A support mechanism that movably supports an X-ray tube that generates X-rays to irradiate the subject and an X-ray detector that detects the X-rays that have passed through the subject.
A bed with a top plate on which the subject is placed, and
A dose measuring unit that measures the cumulative dose of X-rays generated multiple times within a predetermined period, and
A dose determination unit that determines a plurality of doses corresponding to the generation of X-rays in the predetermined period based on the cumulative dose and the X-ray irradiation condition.
A dose distribution generator that generates a dose distribution including the X-ray irradiation field based on the position of the support mechanism, the position of the bed, and the dose.
The X-ray irradiation field and the dose distribution are displayed on the display unit on the patient model according to the X-ray irradiation status, and information on the frame line of the X-ray trajectory or the dose of the X-ray to be irradiated. A display control unit that changes the display mode of at least one of the above, and
A storage unit that stores the type of procedure performed during X-ray irradiation in association with the threshold value of the dose rate indicating the cumulative dose per unit time.
Before the X-ray irradiation, an input unit for inputting the type of the procedure and an input unit.
Equipped with
The irradiation situation includes the dose rate.
The frame line of the X-ray locus represents the outer edge of the X-ray locus from the X-ray tube to the subject.
The display control unit reads out the threshold value in the storage unit based on the type of the input procedure, and compares the threshold value with the dose rate so that the dose rate is higher than the threshold value. An X-ray diagnostic apparatus that highlights the frame line of the X-ray locus or the dose rate on the display unit when a comparison result to that effect is obtained.
前記表示制御部は、前記X線の照射野のサイズがしきい値より小さいとき、前記X線の照射野を含む画面を前記表示部に拡大表示させる、請求項1に記載のX線診断装置。 The irradiation situation includes the size of the irradiation field and
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1 , wherein the display control unit enlarges and displays a screen including the X-ray irradiation field on the display unit when the size of the X-ray irradiation field is smaller than the threshold value. ..
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