WO2014115735A1 - 推定装置、ｘ線診断装置及び推定プログラム - Google Patents

推定装置、ｘ線診断装置及び推定プログラム Download PDF

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WO2014115735A1
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ray
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body model
rays
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PCT/JP2014/051145
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忠晴 小林
田中　学
輝臣 郡司
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株式会社東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an estimation apparatus, an X-ray diagnosis apparatus, and an estimation program.
  • the dose management system that manages the X-ray dose exposed to the surface of the subject as the skin exposure dose when an X-ray image is taken by the X-ray diagnostic apparatus. For example, the dose management system calculates the exposure dose of the subject from the irradiation conditions by the X-ray diagnostic apparatus. The dose management system generates a pseudo human body model based on the physical information of the subject, and displays the exposure amount in association with the human body model on the monitor.
  • CT examination using an X-ray CT apparatus and treatment using an X-ray diagnostic apparatus may be used in combination.
  • an operator such as a doctor (hereinafter referred to as an “operator”) performs diagnosis in the blood vessel with support from the X-ray diagnostic apparatus after performing diagnosis with the X-ray CT apparatus.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an estimation apparatus, an X-ray diagnosis apparatus, and an estimation program capable of centrally managing the exposure dose by the X-ray diagnostic apparatus and the exposure dose by the X-ray CT apparatus.
  • the estimation device of the embodiment includes a specifying unit, a derivation unit, and a display control unit.
  • the specifying unit specifies a part of the subject irradiated with X-rays from the X-ray tube of the X-ray CT apparatus on a human body model schematically representing the subject.
  • the deriving unit assumes the human body model at the position where the subject is arranged at the time of imaging by the X-ray CT apparatus, and the part specified by the specific unit in the human body model based on the irradiation condition at the time of imaging
  • the amount of X-ray exposure on the surface is derived.
  • the display control unit causes the display unit to display information in which the exposure amount derived by the deriving unit and the part on the human body model specified by the specifying unit are associated with each other.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an X-ray cardiovascular diagnosis system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of information managed by the dose management apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram showing the internal exposure dose.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data structure stored in the actual measurement value storage unit.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for measuring actual measurement values.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of information associated with the actual measurement value ID.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of processing for calculating the exposure dose by the calculation unit.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a process for calculating the exposure dose by the calculation unit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an X-ray cardiovascular diagnosis system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of information managed by the dose management apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram showing
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a process for calculating an exposure dose by a calculation unit when a top plate exists on the X-ray irradiation path.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of processing performed by the estimation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a modification of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining another example of the modification of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an X-ray cardiovascular diagnosis system 10 according to the first embodiment.
  • the X-ray cardiovascular diagnosis system 10 according to the first embodiment includes a monitor 20, a bed 30, a C-arm holding device 40, an X-ray diagnosis system control device 50, a CT device gantry 60, and a CT system control device. 70 and a dose management device 80.
  • the subject P is not included in the X-ray cardiovascular diagnosis system 10.
  • the C-arm holding device 40 and the X-ray diagnostic system control device 50 are integrated and referred to as an X-ray diagnostic device 200, and the CT device gantry 60 and the CT system control device 70 are integrated to obtain an X-ray. It may be called CT apparatus 300.
  • CT examination by the X-ray CT apparatus 300 and treatment by the X-ray diagnosis apparatus 200 are used in combination.
  • an operator such as a doctor (hereinafter, referred to as “operator”) refers to an X-ray CT image (tomographic image) taken by the X-ray CT apparatus 300 and specifies a stenotic site of the heart. Then, for example, the operator performs an intravascular interventional treatment with a catheter while referring to an X-ray image (fluoroscopic image) of a stenosis site imaged by the X-ray diagnostic apparatus 200.
  • the monitor 20 displays an X-ray image such as a fluoroscopic image taken by the X-ray diagnostic apparatus 200 or a tomographic image based on tomographic image data taken by the X-ray CT apparatus 300, for example.
  • the bed 30 has a top plate 31 on which the subject P is placed, and is movable in the vertical direction and the horizontal direction. Moreover, the bed 30 can move the top plate 31 in the longitudinal direction, or in the longitudinal direction and the lateral direction.
  • the bed 30 moves the subject P to the imaging region of the X-ray diagnostic apparatus 200 or the imaging region of the X-ray CT apparatus 300 by moving the own apparatus or the top plate 31.
  • the bed 30 is shared by the X-ray diagnosis apparatus 200 and the X-ray CT apparatus 300.
  • the C arm holding device 40 supports the C arm 41.
  • the C arm 41 supports the X-ray tube 42 and the X-ray detector 43 so as to face each other.
  • the X-ray tube 42 emits X-rays.
  • the X-ray detector 43 detects X-rays irradiated from the X-ray tube 42 and transmitted through the subject P.
  • the pair of the X-ray tube 42 and the X-ray detector 43 is configured to rotate around a geometric rotation center.
  • the X-ray diagnostic system control device 50 controls the C-arm holding device 40 and collects X-ray image data of the subject P.
  • the X-ray diagnostic system control device 50 includes an operation unit 51, an X-ray image data storage unit 52, a control unit 53, a C arm control unit 54, an X-ray image data collection unit 55, and a display control unit 56. Prepare.
  • the operation unit 51 is a control panel, a foot switch, a joystick or the like, and receives input of various operations on the X-ray diagnostic apparatus 200 from the operator.
  • the operation unit 51 receives an operation on the bed 30 for moving the observation target in the subject P to the center of the screen from the operator.
  • the control part 53 moves the bed 30 according to an operator's operation.
  • the operation unit 51 receives an operation for rotating the C-arm 41 from the operator.
  • the C arm control part 54 rotates the C arm 41 according to operation of an operator.
  • the operation unit 51 accepts setting of shooting conditions from the operator.
  • the operation unit 51 receives an operation for setting the coronary artery as an observation target from the operator.
  • the operation unit 51 receives information such as SID (Source-Isocenter Distance) and FOV (Field Of View) from the operator. Note that values such as SID and FOV may be held in advance by the X-ray diagnostic apparatus 200.
  • the operation unit 51 receives an instruction to collect X-ray image data from the operator.
  • the X-ray image data storage unit 52 stores X-ray image data and the like.
  • the control unit 53 performs overall control of the X-ray diagnostic system control device 50 based on an instruction from the operation unit 51.
  • the C arm control unit 54 controls the rotation of the C arm 41 under the control of the X-ray image data collection unit 55.
  • the X-ray image data collection unit 55 When receiving an X-ray image data collection instruction from the operator via the operation unit 51, the X-ray image data collection unit 55 controls the X-ray tube 42, the X-ray detector 43, and the C-arm control unit 54, Collect X-ray image data.
  • the X-ray image data collection unit 55 collects an image in which the X-rays irradiated on the subject P are projected by the X-ray detector 43.
  • the X-ray image data collection unit 55 sends the collected X-ray image data to the display control unit 56.
  • the CT apparatus gantry 60 includes an X-ray tube 61, an X-ray detector 62, and a data collection unit 63.
  • the X-ray tube 61 generates X-rays based on a predetermined tube voltage and tube current applied by a high voltage generator (not shown), and is placed on the bed 30 while rotating around the subject P. This X-ray is irradiated toward the subject P.
  • the X-ray detector 62 is supported at a position facing the X-ray tube 61 by a rotatable support, and detects the X-ray dose of the X-ray beam transmitted through the subject P.
  • the X-ray detector 62 is configured as a multi-channel detector having a plurality of channels and a plurality of columns in which a plurality of X-ray detection channels are arranged in a two-dimensional matrix.
  • the detected transmitted X-ray dose data is output to the data collection unit 63.
  • the data collection unit 63 collects transmission X-ray dose data detected by the X-ray detector 62.
  • the data collection unit 63 performs amplification processing, A / D (Analog to Digital) conversion processing, and the like on the collected transmitted X-ray dose data, and then outputs the data to the CT system control device 70.
  • the CT system control device 70 includes a tomographic image data storage unit 71, an operation unit 72, a control unit 73, an imaging control unit 74, an image reconstruction unit 75, and a display control unit 76.
  • the tomographic image data storage unit 71 stores tomographic image data and the like.
  • the operation unit 72 receives an input from the operator.
  • the operation unit 72 is a keyboard, a mouse, or the like, and outputs a signal in response to an operator input to the imaging control unit 74.
  • the control unit 73 performs overall control of the CT system control device 70 based on an instruction from the operation unit 72.
  • the imaging control unit 74 controls the operation of each unit of the CT apparatus gantry 60. For example, the imaging control unit 74 controls the rotation operation of the support, the operation control of the X-ray tube 61, the operation control of the X-ray detector 62, and the data collection unit 63 based on the input signal from the operation unit 72. Perform motion control.
  • the image reconstruction unit 75 performs image data generation processing and various image processing based on data collected by the CT apparatus gantry 60. For example, the image reconstruction unit 75 transmits the projection data transmitted from the data collection unit 63 based on predetermined reconstruction parameters such as a reconstruction region size, a reconstruction matrix size, and a threshold value for extracting a region of interest. Tomographic image data for a predetermined slice is generated. The image reconstruction unit 75 outputs a tomographic image based on the generated tomographic image data to the display control unit 76. The image reconstruction unit 75 stores the projection data transmitted from the data collection unit 63 and the generated tomographic image data in the tomographic image data storage unit 71.
  • predetermined reconstruction parameters such as a reconstruction region size, a reconstruction matrix size, and a threshold value for extracting a region of interest.
  • Tomographic image data for a predetermined slice is generated.
  • the image reconstruction unit 75 outputs a tomographic image based on the generated tomographic image data to the display control unit 76.
  • the display control unit 76 causes the monitor 20 to display a tomographic image based on the tomographic image data generated by the image reconstruction unit 75.
  • the dose management device 80 manages the dose exposed to the subject P in the X-ray cardiovascular diagnosis system 10 as the skin exposure dose (exposure dose).
  • the dose management apparatus 80 includes an operation unit 81, an output unit 82, a human body model generation unit 83, a data generation unit 84, and an estimation unit 100.
  • the operation unit 81 receives various instructions from an operator who manages the dose to which the subject P has been exposed. For example, the operation unit 81 receives a display instruction of the dose to which the subject has been exposed from the operator. Specifically, the operation unit 81 receives an instruction to display the dose per minute that the subject has been exposed from the operator. In addition, the operation unit 81 receives an instruction to display the total amount of the dose exposed to the subject P from the operator at the time of imaging.
  • the output unit 82 is, for example, a monitor, and displays the exposure dose distribution generated by the data generation unit 84.
  • the human body model generation unit 83 receives personal information (gender, age, height, weight, rough system classification, etc.) of the subject P input from the operation unit 81 and an X-ray image stored in the X-ray image data storage unit 52. A human body model of the subject P or the diagnosis target part is generated based on the supplementary information attached to the subject P.
  • the human body model generation unit 83 may generate a human body model that approximately represents the subject P by an ellipse, a sphere, or the like, or may generate a human body model that faithfully represents the human body or the like. Further, the human body model generation unit 83 automatically selects a profile closest to the subject P from a plurality of human body tomographic profiles based on the body information of the subject P, and uses the selected profile for the whole body. Create a human body model.
  • the data generation unit 84 calculates the exposure dose based on the human body model generated by the human body model generation unit 83 and the imaging conditions obtained from the X-ray diagnostic apparatus 200, and generates the exposure dose distribution for the subject P. To do.
  • the data generation unit 84 obtains from the imaging conditions obtained from the X-ray image data collection unit 55, the position of the C arm 41 obtained from the C arm control unit 54, the position of the bed 30, and the position of the X-ray detector 43.
  • FIG. 2 is an example of a screen displayed for managing the exposure dose of the subject P imaged by the X-ray diagnostic apparatus 200.
  • FIG. 2 is an example of a screen displayed for managing the exposure dose of the subject P imaged by the X-ray diagnostic apparatus 200.
  • imaging conditions when X-ray image data is captured by the X-ray diagnostic apparatus 200 are displayed.
  • the value of the exposure amount per minute of the subject P at the time of imaging by the X-ray diagnostic apparatus 200 is displayed.
  • the screen area 2c shown in FIG. 2 the value of the total exposure amount (time integral value) of the subject P at the time of imaging by the X-ray diagnostic apparatus 200 is displayed.
  • the dose management device 80 generates information in which the exposure dose is associated with the part on the human body model and displays it on the monitor 20. Specifically, the dose management apparatus 80 displays image data in which a color tone corresponding to the exposure dose is assigned to each pixel on the human body model in the screen area 2d shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing the internal exposure dose.
  • the exposure dose measured by the X-ray CT apparatus 300 is calculated by the dose to which the inside of the subject P is exposed.
  • the X-ray diagnostic apparatus 200 manages the exposure dose with “skin exposure dose” which is the exposure dose on the surface of the subject P.
  • the conventional dose management apparatus 80 could not manage the exposure dose by CT examination. Therefore, in the X-ray cardiovascular diagnosis system 10 according to the first embodiment, the skin exposure dose by CT examination is estimated.
  • the estimation unit 100 shown in FIG. 1 executes a process for estimating the skin exposure dose in this CT examination.
  • the estimation unit 100 executes a process for estimating the skin exposure dose in the CT examination.
  • the estimation unit 100 includes an actual measurement value storage unit 101, a specification unit 102, a calculation unit 103, and an output control unit 104.
  • the actual measurement value storage unit 101 includes an actual measurement value of the X-ray exposure amount on the surface of the water phantom irradiated with X-rays from the X-ray tube 61 of the X-ray CT apparatus 300, and the X-ray tube 61 of the X-ray CT apparatus 300. Are stored in association with the irradiation conditions irradiated with X-rays.
  • the water phantom is a phantom used for calibration of the X-ray CT apparatus 200. Usually, a plurality of water phantoms having different sizes are used during calibration.
  • the size of the water phantom is designed to be a size of FOV (Field Of View) that can be set when the X-ray CT apparatus 200 performs imaging.
  • the FOV is set according to the size of the object to be imaged when the X-ray CT image is imaged.
  • actual measurement values of a plurality of water phantoms having different sizes corresponding to a plurality of FOVs having different sizes used in the X-ray CT apparatus 200 are stored in the actual measurement value storage unit 101.
  • the shape of the water phantom used in this embodiment is a regular cylinder, for example. When measuring the actual measurement value, the water phantom is arranged so that the center axis of the regular cylinder coincides with the center axis of the FOV.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data structure stored in the actual measurement value storage unit 101.
  • the actual value storage unit 101 stores information in which “FOV”, “kV”, “mA”, and “actual value ID” are associated with each other.
  • “FOV” shown in FIG. 4 indicates the size of the water phantom used for the measurement.
  • “FOV” is, for example, the diameter (unit: mm) of a perfect circle of a regular cylinder.
  • 4 is a tube voltage (unit: kV) supplied to the X-ray tube 61
  • “mA” shown in FIG. 4 is a tube current (unit) supplied to the X-ray tube 61. : MA).
  • the tube voltage and tube current are X-ray irradiation conditions at the time of measurement.
  • each water phantom is measured for each of a plurality of irradiation conditions.
  • the number of irradiation conditions is desirably the number of combinations of tube voltage and tube current that can be adjusted by the X-ray CT apparatus 200.
  • the tube voltage usually, for example, three types of values are used for the tube voltage, but the value of the tube current can be adjusted continuously, for example. For this reason, it is difficult to estimate actual measurement values for all combinations. This will be described in detail later.
  • the tube current is changed depending on the rotation angle, the measurement is performed in consideration of the combination.
  • the “actual measurement ID” shown in FIG. 4 is an identifier of information indicating the actual measurement value of the X-ray exposure dose on the surface of the water phantom irradiated with X-rays from the X-ray tube 61 of the X-ray CT apparatus 300. Show. For example, data values such as “0001-1” and “0002-1” are stored in the “actual value ID”.
  • the measured value storage unit 101 shown in FIG. 4 has a water phantom of “FOV” of “500”, “kV” of “220”, and “mA” of “I1”. It shows that the actual measurement value of the X-ray exposure dose on the surface is associated with the information identified by “0001-1”.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for measuring actual measurement values.
  • FIG. 5 shows a case where the bed 30 is moved to the CT apparatus gantry 60 in the X-ray CT apparatus 300.
  • a water phantom 5 b is fixed to a folder 5 a in a bed 30.
  • the water phantom 5b is provided with an X-ray detection sensor 5c.
  • the X-ray detection sensor 5c records the dose of X-rays irradiated under predetermined irradiation conditions, for example, during calibration by the X-ray CT apparatus 300. That is, the dose recorded in the X-ray detection sensor 5c is an actual measurement value under a predetermined irradiation condition.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of information associated with the actual measurement value ID.
  • FIG. 6 shows information corresponding to the actual measurement value ID “0001-1”.
  • FIG. 6 shows measured values when the irradiation conditions are “FOV” of “500”, “kV” of “220”, and “mA” of “I1”.
  • the X-ray detection sensor 5c provided in the water phantom 5b is divided into a plurality of regions in a predetermined unit and arranged two-dimensionally. That is, information associated with the actual measurement value ID is managed two-dimensionally. Note that the position of each region is uniquely identified.
  • a part of the X-ray detection sensor 5c provided on the water phantom 5b is shown in an enlarged manner.
  • the actual measurement value is measured for each of a plurality of regions obtained by dividing the surface of the water phantom 5b by a predetermined unit.
  • the actual measured value of the dose at coordinates (Yi, Zi) is 380 and the actual measured value of the dose at coordinates (Yi + 1, Zi + 2) is 450.
  • the actual measurement value is subjected to a CT scan around the water phantom.
  • the information associated with the actual measurement value ID stores the actual measurement values for all the tube phases subjected to the CT scan.
  • the information associated with the actual measurement value ID “0001-1” stores the actual measurement values of each of the plurality of regions at each tube phase. That is, the actual measurement value is measured at each of a plurality of tube phases by performing X-ray irradiation around the entire circumference of the water phantom.
  • the specifying unit 102 on an irradiation condition at the time of imaging by the X-ray CT apparatus 300, represents a region of the subject P irradiated with X-rays on a human body model that schematically represents the subject P. Identify. In other words, the specifying unit 102 matches the position of the range imaged by the CT examination by the X-ray CT apparatus 300 on the human body model.
  • the specifying unit 102 compares the arrangement position of the center position of the detection surface of the C arm 41 or the X-ray detector 43 with the reference position, thereby creating the created human body model and the bed 30 (or the actual subject P). Associate. Further, the specifying unit 102 associates the created human body model with the bed (or actual subject P) by comparing the movement information of the couchtop 31 included in the incidental information of the tomographic image data with the reference position.
  • the movement information of the top 31 is positional information of the subject P at the time of imaging by the X-ray CT apparatus 300.
  • the calculation unit 103 virtually arranges the human body model at the position where the subject P is arranged at the time of imaging by the X-ray CT apparatus 300, and the actual measurement value corresponding to the irradiation condition at the time of the imaging is obtained from the actual measurement value storage unit 101. get. And the calculation part 103 of the site
  • the calculation unit 103 is a tube that is irradiated with X-rays at the time of imaging among the actual values of each of a plurality of tube phases acquired from the actual value storage unit 101 as actual values corresponding to the irradiation conditions at the time of imaging.
  • the process of calculating the projection value by distributedly projecting the actual measurement value corresponding to the phase onto the surface of the part specified by the specifying unit 102 with the human body model is performed on the whole tube phase irradiated with X-rays at the time of imaging.
  • the exposure value is calculated by integrating the projection values for the spherical phase.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a process for calculating the exposure dose by the calculation unit 103.
  • the calculation unit 103 projects the surface of the water phantom onto the surface of the human body model so that the human body model is arranged at the center of the FOV of the X-ray CT apparatus 300.
  • the water phantom is indicated by the same broken line as the FOV.
  • the calculation unit 103 projects the projection area 7a indicated by the solid line on the surface of the water phantom onto the area 7b on the surface of the human body model. Further, the calculation unit 103 projects the projection area 7c indicated by the solid line on the surface of the water phantom onto the area 7d on the surface of the human body model.
  • the wedge shown in FIG. 7 is a filter used to adjust the irradiation range of X-rays irradiated from the X-ray tube 61 and the energy irradiated from the X-ray tube 61, and is made of, for example, aluminum.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a process for calculating the exposure dose by the calculation unit 103.
  • the calculation unit 103 equally adds the exposure amount on the water phantom to the corresponding region on the human body model with one tube phase.
  • the calculation unit 103 uses the actual measurement value similar to the irradiation condition to correspond to the irradiation condition.
  • the actual measurement value is estimated, and the estimated actual measurement value is used. In other words, the calculation unit 103 substitutes interpolation processing when the value of the tube current is not actually measured when data is used.
  • the tube voltage is “150” and the tube current is “I (m)”, and there is no actual measurement value corresponding to the irradiation condition at the time of imaging, the tube voltage is “150”.
  • the measured value with the tube current“ I (m ⁇ 1) and the measured value with the tube voltage“ 150 ”and the tube current“ I (m + 1) ”.
  • I (m ⁇ 1) ⁇ I (m) ⁇ I (m + 1).
  • the calculation unit 103 calculates the measured value of the projection region 8b indicated by the solid line on the side where the X-ray tube 61 is located on the surface of the water phantom 8a from the X-ray tube 61 to the human body model. Is assigned to the human body model.
  • the projection region 8b includes the regions 8b1 to 8b5 will be described.
  • the calculation unit 103 calculates the projection value by projecting the region 8b1 onto the region 8c1 on the human body model.
  • the exposure dose in the region 8b1 is ⁇ 1
  • the distance from 8c1 on the human body model on which the region 8b1 is projected to the X-ray tube 61 is from the region 8b1 on the water phantom to the X-ray tube 61.
  • the projection value is calculated by assigning a dose of ⁇ 1 / 4 per pixel of the region 8c1 on the human body model. More specifically, in the example shown in FIG. 8, the region 8b1 is expressed as a line, but it is actually a surface. Similarly, the region 8c1 is actually a surface.
  • the total dose incident on the region 8b1 is equal to the total dose incident on the region 8c1.
  • the dose per unit area is inversely proportional to the square of the distance to the X-ray tube 61. That is, the dose per unit area in the region 8c1 is 1 ⁇ 4 when the distance from the X-ray tube 61 is doubled.
  • the calculation unit 103 calculates the projection value of the region 8c1 in consideration of the actually measured sampling area of the region 8b1 and the size of the pixel area of the region 8c1 on the human body model.
  • the calculation unit 103 calculates an actual measurement value of the projection region 8d indicated by a solid line on the side where the X-ray detector 62 is located on the surface of the water phantom 8a based on the distance from the X-ray tube 61 to the human body model. Assign to the human body model.
  • the projection area 8d includes the areas 8d1 to 8d5 will be described.
  • the calculation unit 103 calculates the projection value by projecting the region 8d1 onto the region 8e1 on the human body model.
  • the calculation unit 103 has an exposure dose of ⁇ 2 in the region 8d1, and the distance from 8e1 on the human body model onto which the region 8d1 is projected to the X-ray tube 61 is from the region 8d1 on the water phantom to the X-ray tube 61.
  • the projection value is calculated by assigning a dose of 4 ⁇ ⁇ 2 per pixel of the region 8e1 on the human body model. More specifically, in the example shown in FIG. 8, the region 8d1 is expressed as a line, but it is actually a surface. Similarly, the region 8e1 is actually a surface. Further, the total dose incident on the region 8d1 is equal to the total dose incident on the region 8e1.
  • the dose per unit area is inversely proportional to the square of the distance to the X-ray tube 61. That is, the dose per unit area becomes four times as long as the distance is halved.
  • the calculation unit 103 calculates the projection value of the region 8e1 in consideration of the actually measured sampling area of the region 8d1 and the size of the pixel area of the region 8e1 on the human body model. Note that, when the X-ray passes through the region 8d1 from the region 8e1, it is attenuated by water between the region 8d1 and the region 8e1.
  • the region 8d1 when the region 8d1 is made to correspond to the region 8e1, it is necessary to strictly consider the attenuation of X-rays caused by water between the region 8d1 and the region 8e1.
  • the region 8b1 when the region 8b1 is made to correspond to the region 8c1, it is not necessary to consider the attenuation of X-rays by water.
  • the calculation unit 103 assigns an exposure dose to each pixel in a region on the human body model onto which the regions 8b2 to 8b5 are projected. In addition, the calculation unit 103 assigns an exposure dose to each pixel in a region on the human body model onto which the regions 8d2 to 8d5 are projected. Subsequently, the calculation unit 103 integrates the exposure dose over all tube phases. In other words, the calculation unit 103 calculates the projection value of the exposure amount per pixel on the surface of the human body model for each phase. Then, the calculation unit 103 calculates the exposure dose by integrating the projection values calculated for each tube phase.
  • the calculation unit 103 can detect the exposure of the projection area 8d on the side where the X-ray detector 62 is located. Instead of assigning the actual measurement value to the human body model, the actual measurement value of the projection region 8b on the side where the X-ray tube 61 is located may be assigned to the human body model.
  • the calculation unit 103 is attenuated by the thickness of the top plate 31 in the tube phase in which X-rays transmitted through the top plate 31 irradiate the subject P in the irradiation path irradiated with X-rays at the time of imaging.
  • the X-ray exposure dose applied to the surface of the part on the human body model is calculated using the actually measured value obtained by correcting the dose.
  • the calculation unit 103 corrects the actually measured values to be distributed and projected according to the thickness of the top plate 31.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a process for calculating an exposure dose by the calculation unit 103 when the top plate 31 exists on the X-ray irradiation path.
  • the calculation unit 103 calculates the volume of the top plate 31 existing on the irradiation path when the region on the water phantom is projected onto the human body model. Then, the calculation unit 103 corrects the actual measurement value to be distributed and projected according to the attenuation amount determined according to the calculated volume of the top plate 31.
  • the calculation unit 103 has an exposure dose in the region A on the water phantom of ⁇ 1, and the distance from the X-ray tube 61 to the human body model on which the region A is projected is from the X-ray tube 61 to the phantom.
  • a dose of ( ⁇ 1 ⁇ x) / 4 is assigned per pixel on the surface of the human body model onto which the region A is projected. That is, the calculation unit 103 considers the sampling area of the region A on the actually measured water phantom, the size of the pixel area of the region on the human body model, and the amount of attenuation ⁇ x by the top plate 31. The projection value of the area is calculated.
  • the calculation unit 103 calculates the projection value without correcting the exposure dose attenuated by the thickness of the top plate 31, and then calculates the projection value to the volume of the top plate 31.
  • the projection value calculated according to the attenuation amount determined accordingly may be corrected.
  • the data at one tube phase may be actually measured, and this data may be rotated according to the tube phase.
  • the irradiated X-ray dose may not be constant depending on the tube phase.
  • the change in the irradiation amount can be ignored, it is effective to use data at one tube phase.
  • the output control unit 104 causes the output unit 82 to output information in which the exposure dose calculated by the calculation unit 103 is associated with the part on the human body model specified by the specifying unit 102.
  • the output control unit 104 outputs information in which the calculated exposure dose is associated with a part on the human body model to the output unit 82.
  • This exposure dose is the skin exposure dose.
  • the dose management apparatus 80 outputs, to the output unit 82, information that associates the exposure amount of the X-rays irradiated to the subject P with the part on the human body model at the time of imaging by the X-ray CT apparatus 300. To do.
  • the dose management device 80 corresponds the exposure dose of the subject P to the part on the human body model at the time of imaging by the X-ray CT apparatus 300, as in the case of imaging by the X-ray diagnostic apparatus 200 shown in FIG.
  • the attached information can be output to the output unit 82.
  • the output control unit 104 can output information in which the calculated exposure dose is associated with the part on the human body model to an external device via an interface (not shown).
  • the external device may be a monitor 20, a printer, a storage medium, or the like, for example.
  • the output control unit 104 can deliver the information in which the calculated exposure dose is associated with the part on the human body model to the external device in a reproducible state.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the estimation unit 100 according to the first embodiment.
  • the estimation unit 100 according to the first embodiment acquires imaging conditions by the X-ray CT apparatus 300 (step S101). For example, the estimation unit 100 acquires kV, mA, and FOV from the X-ray CT apparatus 300 as imaging conditions.
  • the estimation unit 100 matches the position of the imaging range by the X-ray CT apparatus 300 on the human body model (step S102). For example, the estimating unit 100 associates the created human body model with the bed 30 (or the actual subject) by comparing the position information of the subject P at the time of imaging by the X-ray CT apparatus 300 and the reference position.
  • the estimation part 100 projects the surface of a water phantom on the surface of a human body model (step S103).
  • the estimation unit 100 projects the surface of the water phantom onto the surface of the human body model so that the human body model is disposed at the center of the FOV of the X-ray CT apparatus 300.
  • the estimation unit 100 uniformly and projects the exposure dose on the water phantom on the corresponding region on the human body model with one tube phase (step S104).
  • the estimation unit 100 determines whether or not the influence of the top plate 31 can be ignored (step S105).
  • the estimation part 100 correct
  • the estimation part 100 transfers to step S107, after determining that the influence of the top plate 31 can be disregarded (step S105, Yes), or after performing the process of step S106.
  • the estimation unit 100 determines whether or not integration has been performed for all tube phases (step S107).
  • the estimation part 100 does not determine with integrating
  • a process of equally adding to the corresponding area on the human body model is executed.
  • the estimation unit 100 displays the exposure dose in association with the human body model (Step S108).
  • the estimation unit 100 ends the process after performing the process of step S108.
  • the exposure dose by the X-ray diagnostic apparatus and the exposure dose by the X-ray CT apparatus can be centrally managed. That is, according to the first embodiment, it is possible to estimate and manage the skin exposure dose in the CT examination that could not be managed conventionally. For this reason, it becomes possible to manage the exposure dose in the CT examination and the X-ray apparatus in an integrated manner, which is useful for reducing the exposure of the examinee.
  • the calculation unit 103 has been described as calculating the exposure dose using the actual measurement value of the exposure dose on the phantom surface, but the embodiment is not limited to this.
  • the calculation unit 103 may calculate the exposure dose based on the X-ray attenuation rate instead of using the actual measurement value of the exposure dose on the phantom surface.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a modification of the first embodiment.
  • FIG. 11 illustrates a case where the exposure dose at the body surface A point and the body surface B point is calculated based on the X-ray attenuation rate.
  • the X-rays irradiated from the X-ray tube 61 are attenuated by the wedge until reaching the point A on the body surface shown in FIG. Therefore, for example, when the calculation unit 103 holds the X-ray attenuation rate by the wedge in advance, the calculation unit 103 can calculate the X-ray intensity at the point A on the body surface using the X-ray attenuation rate of the wedge.
  • the estimation unit 100 further includes a storage unit that stores the X-ray intensity and the skin exposure amount in association with each other.
  • the calculation unit 103 calculates the X-ray intensity attenuated by passing through the wedge based on the X-ray attenuation rate per unit length by the wedge and the path length in the wedge through which the X-ray passes. Further, the calculation unit 103 calculates the intensity of the X-ray that reaches the point A on the body surface based on the intensity of the X-ray determined from the irradiation conditions at the time of imaging and the intensity of the X-ray attenuated by passing through the wedge. Is calculated. And the calculation part 103 calculates the skin exposure amount in the body surface A point from the intensity
  • the X-rays irradiated from the X-ray tube 61 are attenuated by the wedge and attenuated inside the subject before reaching the body surface point B shown in FIG. Therefore, for example, when the calculation unit 103 holds the X-ray attenuation rate by the wedge and the X-ray attenuation rate of the human body model in advance, the X-ray attenuation rate of the wedge and the X-ray attenuation rate of the human body model are used. Thus, the X-ray intensity at the body surface point B can be calculated.
  • the calculation unit 103 determines the X-ray intensity attenuated by passing through the wedge based on the X-ray attenuation rate per unit length by the wedge and the path length in the wedge through which the X-ray passes. Is calculated.
  • the calculation unit 103 transmits the human body model based on the X-ray attenuation rate per unit length of the human body model and the path length of the human body model (the length between the body surface A point and the body surface B point). Thus, the intensity of the X-ray attenuated is calculated.
  • the calculation unit 103 also determines the intensity of X-rays determined from the irradiation conditions at the time of imaging, the intensity of X-rays attenuated by passing through the wedge, and the intensity of X-rays attenuated by passing through the human body model. Based on the above, the intensity of the X-ray reaching the body surface point B is calculated. And the calculation part 103 calculates the skin exposure amount in the body surface B point with reference to the memory
  • the calculation unit 103 considers that the X-ray intensity per unit area is inversely proportional to the square of the distance from the X-ray tube (X-ray source), and calculates the skin exposure dose at the body surface B point. calculate.
  • the skin exposure dose on each body surface can be estimated by calculation if the above calculation is performed for each energy band.
  • the calculation unit 103 may calculate only the exposure dose at the body surface point A.
  • the estimation unit 100 determines the intensity of X-rays emitted from the X-ray tube of the X-ray CT apparatus 300 and the body surface A for each type of human body model based on the shape of the wedge of the X-ray CT apparatus 300.
  • the skin exposure amount at the point and the skin exposure amount at the point B on the body surface may be associated with each other and stored in the storage unit.
  • the calculation unit 103 derives the X-ray exposure dose at the body surface point A specified by the human body model based on the irradiation conditions at the time of imaging by the X-ray CT apparatus 300.
  • the calculation unit 103 specifies the X-ray intensity determined from the irradiation conditions during imaging.
  • the calculation unit 103 refers to the storage unit included in the estimation unit 100 and derives the skin exposure dose at the point A on the body surface associated with the identified X-ray intensity.
  • the calculation unit 103 refers to the storage unit included in the estimation unit 100 and derives the skin exposure dose at the body surface point B associated with the identified X-ray intensity.
  • the calculation unit 103 is also referred to as a “derivation unit”.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining another example of the modification of the first embodiment.
  • the transmission path length in the top plate of each X-ray beam at each tube angle can be obtained by calculation.
  • the calculation part 103 assumes that the material of the top plate is uniform, and if the X-ray attenuation rate per unit length is set, the X-ray attenuation by the top plate is taken into consideration at the point A on the body surface.
  • the skin exposure dose and the skin exposure dose at the body surface point B are calculated.
  • the dose management device 80 associates the X-ray skin exposure dose irradiated to the subject P with the site on the human body model when the X-ray CT apparatus 300 performs imaging ( "First skin exposure information") is described as being output to the output unit 82.
  • the dose management device 80 associates the X-ray skin exposure dose irradiated to the subject P with the part on the human body model at the time of imaging by the X-ray diagnostic apparatus 200 ( The description has been made assuming that “second skin exposure information” is output to the output unit 82.
  • the embodiment is not limited to this.
  • the display control unit 56 may display the first skin exposure information and the second skin exposure information on a predetermined display unit such as the monitor 20.
  • the X-ray diagnostic system control device 50 acquires the first skin exposure information and the second skin exposure information from the dose management device 80. Then, the display control unit 56 displays the acquired first skin exposure information and second skin exposure information on the monitor 20.
  • the display control unit 56 divides the display area of the monitor 20, displays the first skin exposure information in one display area, and displays the second skin exposure information in the other display area.
  • the display control unit 56 may display the first skin exposure information and the second skin exposure information without dividing the display area of the monitor 20.
  • the display control unit 56 integrates the skin exposure dose indicated by the first skin exposure information and the skin exposure dose indicated by the second skin exposure information for each part on the human body model, and integrates for each part.
  • the integrated value of the skin exposure dose thus obtained is displayed in association with a part on one human body model.
  • the X-ray image data collection unit 55 controls the C arm control unit 54 to rotate the C arm 41 based on at least one of the first skin exposure information and the second skin exposure information. May be.
  • the X-ray diagnostic apparatus 200 may further include a setting unit that sets a predetermined threshold for the exposure dose on the surface of the subject. Then, the X-ray image data collection unit 55 determines that when the exposure dose on the surface of the subject based on at least one of the first skin exposure information and the second skin exposure information exceeds a threshold, The arm 41 is rotated.
  • the X-ray image data collection unit 55 rotates and moves the C-arm 41 when the integrated value of the skin exposure dose at a certain part on the human body model exceeds a predetermined threshold value.
  • the X-ray image data collection unit 55 rotates and moves the C-arm 41 when the skin exposure dose indicated by the second skin exposure information exceeds a predetermined threshold at a certain part on the human body model.
  • the X-ray image data collection unit 55 receives the exposure when the exposure dose on the surface of the subject based on at least one of the first skin exposure information and the second skin exposure information exceeds a threshold value. X-ray irradiation to the specimen may be stopped.
  • each illustrated component is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated.
  • the X-ray diagnostic apparatus 200 and the dose management apparatus 80 may be integrated as an X-ray diagnostic apparatus.
  • the X-ray diagnostic apparatus can receive imaging conditions and captured image data from an external X-ray CT apparatus connected via a network such as a LAN (Local Area Network).
  • a network such as a LAN (Local Area Network).
  • the X-ray diagnostic apparatus manages not only the exposure dose acquired from the X-ray CT apparatus 300 but also the exposure dose even when the same subject P is examined by different X-ray CT apparatuses. be able to.
  • the function of the estimation unit 100 may be made independent as an estimation device.
  • the estimation apparatus includes imaging conditions and captured image data from an external apparatus (such as an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray CT apparatus, and an image server apparatus) connected via a network such as a LAN (Local Area Network). Can be received.
  • an external apparatus such as an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray CT apparatus, and an image server apparatus
  • a network such as a LAN (Local Area Network).
  • the estimation apparatus is not only managing the exposure dose acquired from the X-ray diagnostic apparatus 200 or the X-ray CT apparatus 300, but when the same subject P is examined by a different X-ray diagnostic apparatus or X-ray CT apparatus. Even if it exists, the exposure dose can be managed.
  • the X-ray diagnostic apparatus 200 includes a human body model generation unit 83 and a data generation unit 84 that the dose management apparatus 80 has, and the X-ray CT apparatus 300 includes the estimation unit 100 that the dose management apparatus 80 has. Also good.
  • each processing function performed in each device can be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or can be realized as hardware by wired logic.
  • the exposure dose by the X-ray diagnostic apparatus and the exposure dose by the X-ray CT apparatus can be managed in a unified manner.

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Abstract

　実施形態の推定装置（１００）は、特定部（１０２）と、導出部（１０３）と、表示制御部（１０４）とを備える。特定部（１０２）は、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管からＸ線が照射された被検体の部位を、当該被検体を模式的に表現した人体モデル上で特定する。導出部（１０３）は、前記Ｘ線ＣＴ装置による撮影時にて前記被検体が配置された位置に前記人体モデルを想定し、前記撮影時の照射条件に基づいて、当該人体モデルで前記特定部が特定した部位の表面でのＸ線の被曝量を導出する。表示制御部（１０４）は、前記導出部により導出された被曝量と、前記特定部により特定された人体モデル上の部位とを対応付けた情報を表示部に表示させる。

Description

推定装置、Ｘ線診断装置及び推定プログラム
　本発明の実施形態は、推定装置、Ｘ線診断装置及び推定プログラムに関する。
　Ｘ線診断装置によるＸ線画像撮影時に、被検体の表面が被曝するＸ線量を皮膚被曝線量として管理する線量管理システムがある。例えば、線量管理システムは、Ｘ線診断装置による照射条件から被検体の被曝量を算出する。また、線量管理システムは、擬似的な人体モデルを被検体の身体情報に基づいて生成し、人体モデルに被曝量を関連付けてモニタに表示する。
　また近年、Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ検査とＸ線診断装置による治療とが併用される場合がある。例えば、医師等の術者（以下、「操作者」と称す）は、Ｘ線ＣＴ装置による診断を行った後、Ｘ線診断装置による支援を得て血管内の治療を行う。
特開２０００－１５２９２４号公報
　本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線診断装置による被曝量とＸ線ＣＴ装置による被曝量とを一元管理することができる推定装置、Ｘ線診断装置及び推定プログラムを提供することである。
　実施形態の推定装置は、特定部と、導出部と、表示制御部とを備える。特定部は、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管からＸ線が照射された被検体の部位を、当該被検体を模式的に表現した人体モデル上で特定する。導出部は、前記Ｘ線ＣＴ装置による撮影時にて前記被検体が配置された位置に前記人体モデルを想定し、前記撮影時の照射条件に基づいて、当該人体モデルで前記特定部が特定した部位の表面でのＸ線の被曝量を導出する。表示制御部は、前記導出部により導出された被曝量と、前記特定部により特定された人体モデル上の部位とを対応付けた情報を表示部に表示させる。
図１は、第１の実施形態に係るＸ線循環器診断システムの構成例を示す図である。 図２は、線量管理装置が管理する情報の一例を示す図である。 図３は、体内被曝線量を示す図である。 図４は、実測値記憶部が記憶するデータ構造の一例を示す図である。 図５は、実測値の測定方法の一例を示す図である。 図６は、実測値ＩＤに対応付けられる情報の一例を示す図である。 図７は、算出部による被曝量を算出する処理の一例を示す図である。 図８は、算出部による被曝量を算出する処理の一例を示す図である。 図９は、Ｘ線の照射経路上に天板が存在する場合の算出部による被曝量を算出する処理の一例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態に係る推定装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１１は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。 図１２は、第１の実施形態の変形例の別例を説明するための図である。
　以下、図面を参照して、実施形態に係る推定装置、Ｘ線診断装置及び推定プログラムを説明する。
（第１の実施形態）
　第１の実施形態では、Ｘ線循環器診断システム１０を例に説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線循環器診断システム１０の構成例を示す図である。第１の実施形態に係るＸ線循環器診断システム１０は、モニタ２０と、寝台３０と、Ｃアーム保持装置４０と、Ｘ線診断システム制御装置５０と、ＣＴ装置ガントリ６０と、ＣＴシステム制御装置７０と、線量管理装置８０とを有する。なお、被検体Ｐは、Ｘ線循環器診断システム１０には含めない。また、以下の説明では、Ｃアーム保持装置４０とＸ線診断システム制御装置５０とを統合してＸ線診断装置２００と称し、ＣＴ装置ガントリ６０とＣＴシステム制御装置７０とを統合してＸ線ＣＴ装置３００と称する場合がある。
　このようなＸ線循環器診断システム１０では、Ｘ線ＣＴ装置３００によるＣＴ検査とＸ線診断装置２００による治療とが併用される。例えば、医師等の術者（以下、「操作者」と称す）は、Ｘ線ＣＴ装置３００により撮影されたＸ線ＣＴ画像（断層像）を参照して、心臓の狭窄部位の特定を行う。そして、操作者は、例えば、Ｘ線診断装置２００により撮影される狭窄部位のＸ線画像（透視画像）を参照しながら、カテーテルによる血管内インターベンション治療を行う。
　次に、Ｘ線循環器診断システム１０が有する各部について説明する。モニタ２０は、例えばＸ線診断装置２００により撮影された透視画像などのＸ線画像や、Ｘ線ＣＴ装置３００により撮影された断層像データに基づく断層像を表示する。寝台３０は、被検体Ｐが載置される天板３１を有し、垂直方向及び水平方向に移動可能である。また、寝台３０は、天板３１を長手方向、又は、長手方向及び短手方向に移動可能である。寝台３０は、自装置や天板３１を移動して、Ｘ線診断装置２００の撮影領域や、Ｘ線ＣＴ装置３００の撮影領域に、被検体Ｐを移動させる。なお、Ｘ線循環器診断システム１０において、寝台３０は、Ｘ線診断装置２００とＸ線ＣＴ装置３００とで共有される。
　Ｃアーム保持装置４０は、Ｃアーム４１を支持する。Ｃアーム４１は、Ｘ線管４２及びＸ線検出器４３を対向して支持する。Ｘ線管４２は、Ｘ線を照射する。Ｘ線検出器４３は、Ｘ線管４２から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線管４２及びＸ線検出器４３の対は、幾何学的な回転中心の周りに回転するように構成されている。
　Ｘ線診断システム制御装置５０は、Ｃアーム保持装置４０を制御し、被検体ＰのＸ線画像データを収集する。例えば、Ｘ線診断システム制御装置５０は、操作部５１と、Ｘ線画像データ記憶部５２と、制御部５３と、Ｃアーム制御部５４と、Ｘ線画像データ収集部５５と、表示制御部５６と備える。
　操作部５１は、コントロールパネル、フットスイッチ、ジョイスティック等であり、Ｘ線診断装置２００に対する各種操作の入力を操作者から受付ける。例えば、操作部５１は、被検体Ｐ内の観察対象を画面中央に移動させるための寝台３０に対する操作を操作者から受付ける。これにより、制御部５３は、寝台３０を操作者の操作に応じて移動させる。また、操作部５１は、Ｃアーム４１を回転させる操作を操作者から受付ける。これにより、Ｃアーム制御部５４は、Ｃアーム４１を操作者の操作に応じて回転させる。また、操作部５１は、撮影条件の設定を操作者から受付ける。例えば、操作部５１は、心臓冠状動脈を観察対象に設定する操作を操作者から受付ける。また、例えば、操作部５１は、ＳＩＤ（Source-Isocenter　Distance）、ＦＯＶ（Field  Of  View）等の情報を操作者から受付ける。なお、ＳＩＤやＦＯＶ等の値は、Ｘ線診断装置２００が事前に保持してもよい。また、操作部５１は、Ｘ線画像データの収集指示を操作者から受付ける。
　Ｘ線画像データ記憶部５２は、Ｘ線画像データなどを記憶する。制御部５３は、操作部５１の指示に基づいて、Ｘ線診断システム制御装置５０の全体制御を行う。Ｃアーム制御部５４は、Ｘ線画像データ収集部５５による制御の下、Ｃアーム４１の回転などを制御する。
　Ｘ線画像データ収集部５５は、操作者から操作部５１を介してＸ線画像データの収集指示を受け付けると、Ｘ線管４２、Ｘ線検出器４３、及びＣアーム制御部５４を制御し、Ｘ線画像データを収集する。ここで、Ｘ線画像データ収集部５５は、被検体Ｐに照射したＸ線がＸ線検出器４３において投影される画像を収集する。Ｘ線画像データ収集部５５は、収集したＸ線画像データを、表示制御部５６に送る。
　ＣＴ装置ガントリ６０は、Ｘ線管６１と、Ｘ線検出器６２と、データ収集部６３とを内蔵する。Ｘ線管６１は、図示しない高電圧発生部によって印加される所定の管電圧と管電流に基づいてＸ線を発生し、被検体Ｐの周囲を回転移動しながら、寝台３０に載置される被検体Ｐに向けてこのＸ線を照射する。Ｘ線検出器６２は、回動可能な支持体によってＸ線管６１に対向する位置に支持されており、被検体Ｐを透過したＸ線ビームのＸ線量を検出する。このＸ線検出器６２は、複数のＸ線検出チャネルを２次元マトリクス状に配置した複数チャネルおよび複数列の多列化した検出器の構成とされている。検出された透過Ｘ線量のデータは、データ収集部６３に出力される。
　データ収集部６３は、Ｘ線検出器６２で検出された透過Ｘ線量のデータを収集する。データ収集部６３は、収集した透過Ｘ線量のデータに対して増幅処理やＡ／Ｄ（Analog　to　Digital）変換処理等を施した後、ＣＴシステム制御装置７０に出力する。
　ＣＴシステム制御装置７０は、断層像データ記憶部７１と、操作部７２と、制御部７３と、撮影制御部７４と、画像再構成部７５と、表示制御部７６とを備える。断層像データ記憶部７１は、断層像データ等を記憶する。操作部７２は、操作者の入力を受付ける。例えば、操作部７２は、キーボードやマウス等であり、操作者の入力に対する信号を撮影制御部７４に出力する。制御部７３は、操作部７２の指示に基づいて、ＣＴシステム制御装置７０の全体制御を行う。
　撮影制御部７４は、ＣＴ装置ガントリ６０の各部の動作制御を行う。例えば、撮影制御部７４は、操作部７２からの入力信号に基づいて、支持体の回転動作の制御、Ｘ線管６１の動作制御、Ｘ線検出器６２の動作制御、およびデータ収集部６３の動作制御などを実行する。
　画像再構成部７５は、ＣＴ装置ガントリ６０により収集されたデータに基づく画像データの生成処理や各種の画像処理を行う。例えば、画像再構成部７５は、再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ、および関心部位を抽出するための閾値等の所定の再構成パラメータに基づいて、データ収集部６３から送信されてきた投影データを再構成処理し、所定のスライス分の断層像データを生成する。画像再構成部７５は、生成した断層像データに基づく断層像を、表示制御部７６に出力する。また画像再構成部７５は、データ収集部６３から送信されてきた投影データおよび生成した断層像データを断層像データ記憶部７１に記憶させる。
　表示制御部７６は、画像再構成部７５で生成された断層像データに基づく断層像をモニタ２０に表示させる。
　線量管理装置８０は、Ｘ線循環器診断システム１０において被検体Ｐが被曝した線量を皮膚被曝線量（被曝量）で管理する。例えば、線量管理装置８０は、操作部８１と、出力部８２と、人体モデル生成部８３と、データ生成部８４と、推定部１００とを有する。
　操作部８１は、被検体Ｐが被曝した線量の管理を行う操作者から、各種指示を受付ける。例えば、操作部８１は、被検体が被曝した線量の表示指示を操作者から受付ける。具体的には、操作部８１は、被検体が被曝した１分間当たりの線量の表示指示を操作者から受付ける。また、操作部８１は、撮影時において、被検体Ｐが被曝した線量の総量の表示指示を操作者から受付ける。
　出力部８２は、例えばモニタであり、データ生成部８４により生成された被曝量の分布を表示する。
　人体モデル生成部８３は、操作部８１から入力された被検体Ｐの個人情報（性別、年齢、身長、体重、大まかな体系分類等）やＸ線画像データ記憶部５２に格納されたＸ線画像に付帯する付帯情報に基づいて、被検体Ｐ又は診断対象部位の人体モデルを生成する。なお、人体モデル生成部８３は、楕円や球等によって被検体Ｐ等を近似的に表す人体モデルを生成してもよいし、人体等を忠実に表現する人体モデルを生成してもよい。また、人体モデル生成部８３は、被検体Ｐの身体情報に基づいて、複数の人間身体断層プロファイルから当該被検体Ｐに最も近いプロファイルを自動的に選択し、当該選択されたプロファイルを使って全身の人体モデルを作成する。
　データ生成部８４は、人体モデル生成部８３によって生成された人体モデルと、Ｘ線診断装置２００から得られる撮影条件とに基づいて被曝量を算出し、被検体Ｐについての被曝量の分布を生成する。例えば、データ生成部８４は、Ｘ線画像データ収集部５５から得られる撮影条件と、Ｃアーム制御部５４から得られるＣアーム４１の位置、寝台３０の位置、Ｘ線検出器４３の位置から得られる各種情報（ＳＩＤ、Ｘ線管４２とＸ線検出器４３とを結ぶ軸と被検体体軸又は任意の基準軸とのなす角度等）と、生成された人体モデルから得られる各位置の被検体Ｐの厚みとに基づいて、人体モデルの画素ごとの被曝量を求め、被曝量の分布を生成する。
　図２を用いてＸ線診断装置２００により撮影された被検体Ｐの被曝量の管理用に表示される画面を説明する。図２は、Ｘ線診断装置２００により撮影された被検体Ｐの被曝量の管理用に表示される画面の一例である。例えば、図２に示す画面領域２ａには、Ｘ線診断装置２００によるＸ線画像データ撮影時における撮影条件が表示される。また、例えば、図２に示す画面領域２ｂには、Ｘ線診断装置２００による撮影時における被検体Ｐの１分間当たりの被曝量の値が表示される。また、例えば、図２に示す画面領域２ｃには、Ｘ線診断装置２００による撮影時における被検体Ｐの被曝量の総量（時間積分値）の値が表示される。
　また、線量管理装置８０は、被曝量と、人体モデル上の部位とを対応付けた情報を生成し、モニタ２０に表示させる。具体的には、線量管理装置８０は、図２に示す画面領域２ｄに、人体モデル上の画素ごとに、被曝量に応じた色調を割当てた画像データを表示させる。
　ここで、Ｘ線ＣＴ装置３００によるＣＴ検査では、被検体Ｐの被曝量は、「体内被曝線量」で算出される。図３を用いて、体内被曝線量について説明する。図３は、体内被曝線量を示す図である。図３に示すように、Ｘ線ＣＴ装置３００により測定される被曝量は、被検体Ｐの内部が被曝する線量で算出される。一方、Ｘ線診断装置２００は、被曝量を被検体Ｐの表面における被曝量である「皮膚被曝線量」で管理する。このため、従来の線量管理装置８０は、ＣＴ検査による被曝量を管理することができなかった。そこで、第１の実施形態に係るＸ線循環器診断システム１０では、ＣＴ検査による皮膚被曝線量を推定する。具体的には、図１に示す推定部１００が、このＣＴ検査での皮膚被曝線量を推定する処理を実行する。
　推定部１００は、ＣＴ検査での皮膚被曝線量を推定する処理を実行する。例えば、推定部１００は、実測値記憶部１０１と、特定部１０２と、算出部１０３と、出力制御部１０４とを備える。
　実測値記憶部１０１は、Ｘ線ＣＴ装置３００のＸ線管６１からＸ線が照射された水ファントムの表面上のＸ線の被曝量の実測値と、Ｘ線ＣＴ装置３００のＸ線管６１からＸ線が照射された照射条件とを関連付けて記憶する。水ファントムは、Ｘ線ＣＴ装置２００のキャリブレーション用に用いられるファントムである。通常、キャリブレーション時には、大きさの異なる複数の水ファントムが用いられる。水ファントムの大きさは、Ｘ線ＣＴ装置２００の撮影時に設定可能なＦＯＶ（Field  Of  View）の大きさに設計されている。ＦＯＶは、Ｘ線ＣＴ画像の撮影時に、撮影対象の大きさに応じて、設定される。本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置２００で用いられる大きさの異なる複数のＦＯＶそれぞれに対応する大きさの異なる複数の水ファントムそれぞれの実測値が、実測値記憶部１０１に格納される。なお、本実施形態で用いられる水ファントムの形状は、例えば、正円柱である。実測値の測定時には、水ファントムは、正円柱の中心軸とＦＯＶの中心軸とが一致するように配置される。
　図４を用いて実測値記憶部１０１が記憶するデータ構造の一例を説明する。図４は、実測値記憶部１０１が記憶するデータ構造の一例を示す図である。図４に示すように、実測値記憶部１０１は、「ＦＯＶ」と、「ｋＶ」と、「ｍＡ」と、「実測値ＩＤ」とを対応付けた情報を記憶する。ここで、図４に示す「ＦＯＶ」は、測定に用いられた水ファントムの大きさを示す。「ＦＯＶ」は、例えば、正円柱の正円の直径（単位：ｍｍ）である。また、図４に示す「ｋＶ」は、Ｘ線管６１に供給される管電圧（単位：ｋＶ）であり、図４に示す「ｍＡ」は、Ｘ線管６１に供給される管電流（単位：ｍＡ）である。管電圧及び管電流は、測定時におけるＸ線の照射条件となる。
　本実施形態では、各水ファントムで複数の照射条件それぞれの実測値が計測される。照射条件の数は、Ｘ線ＣＴ装置２００で調整可能な管電圧及び管電流の組み合わせの数であることが望ましい。通常、管電圧は、例えば、３種類の値が用いられるが、管電流の値は、例えば、連続的に調整可能である。このため、全ての組合せで、実測値を推測する事は困難である。この点については、後に詳述する。なお、回転角度によって管電流を変化させる場合は、その組み合わせも考慮して実測する。
　また、図４に示す「実測値ＩＤ」は、Ｘ線ＣＴ装置３００のＸ線管６１からＸ線が照射された水ファントムの表面上のＸ線の被曝量の実測値を示す情報の識別子を示す。例えば、「実測値ＩＤ」には、「０００１－１」や「０００２－１」等のデータ値が格納される。
　一例をあげると、図４に示す実測値記憶部１０１は、「ＦＯＶ」が「５００」であり、「ｋＶ」が「２２０」であり、「ｍＡ」が「Ｉ１」である場合、水ファントムの表面上のＸ線の被曝量の実測値が「０００１－１」で識別される情報に対応付けられることを示す。
　続いて、実測値ＩＤに対応付けられる情報について説明する。ここでは、まず図５を用いて、実測値の測定方法の一例について説明する。図５は、実測値の測定方法の一例を示す図である。図５は、Ｘ線ＣＴ装置３００において、寝台３０がＣＴ装置ガントリ６０に移動した場合を示す。また、図５において、寝台３０にはフォルダ５ａに水ファントム５ｂが固定されている。この水ファントム５ｂには、Ｘ線検出センサー５ｃが備え付けられている。そして、Ｘ線検出センサー５ｃは、例えばＸ線ＣＴ装置３００によるキャリブレーション時に、所定の照射条件で照射されたＸ線の線量を記録する。すなわち、Ｘ線検出センサー５ｃに記録された線量が所定の照射条件における実測値である。
　続いて、図６を用いて実測値ＩＤに対応付けられる情報の一例について説明する。図６は、実測値ＩＤに対応付けられる情報の一例を示す図である。なお、図６は、実測値ＩＤが「０００１－１」に対応する情報を示す。言い換えると、図６は、照射条件が「ＦＯＶ」が「５００」であり、「ｋＶ」が「２２０」であり、「ｍＡ」が「Ｉ１」である場合の実測値を示す。
　図６に示すように、水ファントム５ｂに備え付けられたＸ線検出センサー５ｃは、所定の単位で複数の領域に分割されて２次元に配置されている。すなわち、実測値ＩＤに対応付けられる情報は、２次元で管理される。なお、各領域の位置は一意に特定される。なお、図６では、水ファントム５ｂ上に備えられたＸ線検出センサー５ｃの一部を拡大して示す。図６に示すように、実測値は、水ファントム５ｂの表面上を所定の単位で分割した複数の領域ごとに測定される。一例をあげると、図６に示す２次元領域は、座標（Ｙｉ，Ｚｉ）の線量の実測値が３８０であり、座標（Ｙｉ＋１，Ｚｉ＋２）の線量の実測値が４５０であることを示す。なお、計測時には、実測値は水ファントムの全周囲でのＣＴスキャンが実行される。実測値ＩＤに対応付けられる情報は、ＣＴスキャンが行なわれた全管球位相での実測値を記憶する。例えば、実測値ＩＤ「０００１－１」に対応付けられる情報は、各管球位相での複数領域それぞれの実測値を記憶する。すなわち、実測値は、水ファントムの全周囲でＸ線照射が行われることで、複数の管球位相それぞれで測定される。
　図１に戻り、特定部１０２は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影時における照射条件において、Ｘ線が照射された被検体Ｐの部位を、当該被検体Ｐを模式的に表現した人体モデル上で特定する。言い換えると、特定部１０２は、Ｘ線ＣＴ装置３００によるＣＴ検査で撮影した範囲を人体モデル上で位置のマッチングをする。
　ここで、Ｘ線循環器診断システム１０では、Ｘ線ＣＴ装置３００やＸ線診断装置２００の各診断に基準位置を設けることで、作成した人体モデルが寝台上のどの位置に相当するかを対応付けている。したがって、特定部１０２は、Ｃアーム４１又はＸ線検出器４３の検出面中心位置の配置位置と基準位置とを比較することで、作成した人体モデルと寝台３０（又は実際の被検体Ｐ）とを対応付ける。また、特定部１０２は、断層像データの付帯情報に含まれる天板３１の移動情報と基準位置とを比較することで、作成した人体モデルと寝台（又は実際の被検体Ｐ）とを対応付ける。天板３１の移動情報は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影時の被検体Ｐの位置情報となる。
　算出部１０３は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影時にて被検体Ｐが配置された位置に人体モデルを仮想的に配置し、当該撮影時の照射条件に対応する実測値を実測値記憶部１０１から取得する。そして、算出部１０３は、取得した実測値と、撮影時の照射条件と、撮影時におけるＸ線管６１から人体モデルまでの距離とに基づいて、当該人体モデルで特定部１０２が特定した部位の表面でのＸ線の被曝量を算出する。
　例えば、算出部１０３は、撮影時の照射条件に対応する実測値として実測値記憶部１０１から取得した複数の管球位相それぞれの実測値の中で、撮影時でＸ線が照射された管球位相に対応する実測値を人体モデルで特定部１０２が特定した部位の表面に分散投影して投影値を算出する処理を、撮影時でＸ線が照射された全管球位相で行い、全管球位相分の投影値を積算して被曝量を算出する。
　図７から図８を用いて、算出部１０３による被曝量を算出する処理について説明する。なお、図７及び図８では水ファントムを楕円で示すが、実際の水ファントムは、正円である。図７は、算出部１０３による被曝量を算出する処理の一例を示す図である。図７に示すように、算出部１０３は、人体モデルがＸ線ＣＴ装置３００のＦＯＶ中心部に配置されるようにし、水ファントムの表面を人体モデルの表面に投影する。図７に示す例では、水ファントムをＦＯＶと同じ破線で示す。算出部１０３は、水ファントムの表面のうち実線で示した投影領域７ａを人体モデルの表面の領域７ｂに投影する。また、算出部１０３は、水ファントムの表面のうち実線で示した投影領域７ｃを人体モデルの表面の領域７ｄに投影する。なお、図７に示すウェッジは、Ｘ線管６１から照射されるＸ線の照射範囲やＸ線管６１から照射されるエネルギーを調整するために用いられるフィルターであり例えばアルミ等で構成される。
　図８は、算出部１０３による被曝量を算出する処理の一例を示す図である。算出部１０３は、１つの管球位相で、水ファントム上での被曝量を人体モデル上の該当領域に均等に加算する。なお、算出部１０３は、撮影時の照射条件に対応する実測値が実測値記憶部１０１に記憶されていない場合には、当該照射条件に類似する実測値を用いて、当該照射条件に対応する実測値を推定し、推定した実測値を用いる。言い換えると、算出部１０３は、データ使用時、管電流の値が未実測である場合、補間処理で代用する。例えば、管電圧が「１５０」、管電流が「Ｉ（ｍ）」に撮影条件が設定されている場合に、撮影時の照射条件に対応する実測値がない場合には、管電圧が「１５０」であり管電流が「Ｉ（ｍ－１）」である実測値と、管電圧が「１５０」であり管電流が「Ｉ（ｍ＋１）」である実測値とを用いた補間処理を行うことで撮影時の照射条件に対応する実測値を推定する。なお、Ｉ（ｍ－１）＜Ｉ（ｍ）＜Ｉ（ｍ＋１）である。
　図８に示す例では、算出部１０３は、水ファントム８ａの表面において、Ｘ線管６１が位置する側の実線で示した投影領域８ｂの実測値を、Ｘ線管６１から人体モデルまでの距離に基づいて当該人体モデルに割当てる。ここで投影領域８ｂに、領域８ｂ１～領域８ｂ５が含まれる場合を説明する。算出部１０３は、領域８ｂ１を人体モデル上の領域８ｃ１に投影して投影値を算出する。ここで、算出部１０３は、領域８ｂ１における被曝量がα１であり、領域８ｂ１が投影される人体モデル上の８ｃ１からＸ線管６１までの距離が水ファントム上の領域８ｂ１からＸ線管６１までの距離の２倍である場合、人体モデル上の領域８ｃ１の画素あたりにα１／４の線量を割当てることで投影値を算出する。より具体的には、図８に示す例では、領域８ｂ１は線として表現されているが、実際は面である。同様に、領域８ｃ１も実際は面である。また、領域８ｂ１に入射する総線量と領域８ｃ１に入射する総線量とは等しい。このため、単位面積あたりの線量は、Ｘ線管６１との距離の２乗に反比例する。すなわち、領域８ｃ１における単位面積あたりの線量は、Ｘ線管６１からの距離が２倍になれば、線量は１／４となる。このように、算出部１０３は、実測した領域８ｂ１のサンプリング面積と、人体モデル上の領域８ｃ１の画素面積の大きさとを考慮して、領域８ｃ１の投影値を算出する。
　また、算出部１０３は、水ファントム８ａの表面において、Ｘ線検出器６２が位置する側の実線で示した投影領域８ｄの実測値を、Ｘ線管６１から人体モデルまでの距離に基づいて当該人体モデルに割当てる。ここで投影領域８ｄに、領域８ｄ１～領域８ｄ５が含まれる場合を説明する。算出部１０３は、領域８ｄ１を人体モデル上の領域８ｅ１に投影して投影値を算出する。ここで、算出部１０３は、領域８ｄ１における被曝量がα２であり、領域８ｄ１が投影される人体モデル上の８ｅ１からＸ線管６１までの距離が水ファントム上の領域８ｄ１からＸ線管６１までの距離の１／２倍である場合、人体モデル上の領域８ｅ１の画素あたりに４×α２の線量を割当てることで投影値を算出する。より具体的には、図８に示す例では、領域８ｄ１は線として表現されているが、実際は面である。同様に、領域８ｅ１も実際は面である。また、領域８ｄ１に入射する総線量と領域８ｅ１に入射する総線量とは等しい。このため、単位面積あたりの線量は、Ｘ線管６１との距離の２乗に反比例する。すなわち、単位面積あたりの線量は、距離が１／２になれば、線量は４倍となる。このように、算出部１０３は、実測した領域８ｄ１のサンプリング面積と、人体モデル上の領域８ｅ１の画素面積の大きさとを考慮して、領域８ｅ１の投影値を算出する。なお、Ｘ線は、領域８ｅ１から領域８ｄ１を透過する場合、領域８ｄ１と領域８ｅ１との間の水によって減衰する。このため、領域８ｄ１を領域８ｅ１に対応させる場合、厳密には領域８ｄ１と領域８ｅ１との間の水によるＸ線の減衰分を考慮する必要がある。しかし、ここでは説明の便宜上、領域８ｄ１と領域８ｅ１との間の水によるＸ線の減衰分を無視可能であるものとする。また、これに対して領域８ｂ１を領域８ｃ１に対応させる場合は、水によるＸ線の減衰を考慮する必要は無い。
　同様にして、算出部１０３は、領域８ｂ２～領域８ｂ５の各領域が投影される人体モデル上の領域の画素あたりに被曝量を割り当てる。また、算出部１０３は、領域８ｄ２～領域８ｄ５の各領域が投影される人体モデル上の領域の画素あたりに被曝量を割り当てる。続いて、算出部１０３は、被曝量を全ての管球位相で積算する。言い換えると、算出部１０３は、位相ごとに人体モデルの表面の画素あたりの被曝量の投影値を算出する。そして、算出部１０３は、各管球位相で算出した投影値を積算して、被曝量を算出する。なお、算出部１０３は、Ｘ線の照射条件によってＸ線検出器６２が位置する側の投影領域８ｄの被曝量を無視できる場合には、Ｘ線検出器６２が位置する側の投影領域８ｄの実測値を人体モデルに割当てず、Ｘ線管６１が位置する側の投影領域８ｂの実測値を人体モデルに割当てるようにしてもよい。
　ここで、算出部１０３は、撮影時でＸ線が照射された照射経路において天板３１を透過したＸ線が被検体Ｐに照射する管球位相においては、天板３１の厚みによって減衰する被曝量を補正した実測値を用いて、人体モデル上の部位の表面に照射されたＸ線の被曝量を算出する。言い換えると、算出部１０３は、Ｘ線の照射経路上に天板３１が存在する場合、天板３１の厚みに応じて、分散投影する実測値を補正する。
　図９を用いて、Ｘ線の照射経路上に天板３１が存在する場合の算出部１０３による被曝量を算出する処理について説明する。図９は、Ｘ線の照射経路上に天板３１が存在する場合の算出部１０３による被曝量を算出する処理の一例を示す図である。図９に示すように、算出部１０３は、水ファンム上の領域を人体モデルに投影する場合、照射経路上に存在する天板３１の体積を算出する。そして、算出部１０３は、算出した天板３１の体積に応じて決定される減衰量に応じて分散投影する実測値を補正する。一例をあげると、算出部１０３は、水ファントム上での領域Ａにおける被曝量がα１であり、Ｘ線管６１から領域Ａが投影される人体モデルまでの距離がＸ線管６１からファントムまでの距離の２倍であり、減衰量がαｘである場合、領域Ａが投影される人体モデルの表面の画素あたりに（α１－αｘ）／４の線量を割当てる。すなわち、算出部１０３は、実測した水ファントム上での領域Ａのサンプリング面積と、人体モデル上の領域の画素面積の大きさと、天板３１による減衰量αｘとを考慮して、人体モデル上の領域の投影値を算出する。なお、算出部１０３は、Ｘ線の照射経路上に天板３１が存在する場合、天板３１の厚みによって減衰する被曝量を補正せずに投影値を算出した後に、天板３１の体積に応じて決定される減衰量に応じて算出した投影値を補正してもよい。
　なお上記では、位相ごとにデータを実測し、実際の撮影時の管球位相ごとにデータを用いる場合を説明した。ただし、本実施形態は、１つの管球位相でのデータを実測し、このデータを管球位相に応じて回転させて用いてもよい。ただし、管球位相によっては、照射されるＸ線量が一定でない場合がある。この照射量の変化を無視できる場合には、１つの管球位相でのデータを用いることが有効であるが、管球位相に応じて照射量の変化を無視できない場合には、３６０°全ての管球位相からのデータを実測することが望ましい。
　図１に戻り、出力制御部１０４は、算出部１０３により算出された被曝量と、特定部１０２により特定された人体モデル上の部位とを対応付けた情報を出力部８２に出力させる。例えば、出力制御部１０４は、算出された被曝量と、人体モデル上の部位とを対応付けた情報を、出力部８２に出力する。この被曝量は、皮膚被曝線量である。これにより、線量管理装置８０は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影時において、被検体Ｐに照射されたＸ線の被曝量と人体モデル上の部位とを対応付けた情報を、出力部８２に出力する。すなわち、線量管理装置８０は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影時において、図２に示したＸ線診断装置２００による撮影時と同様に、被検体Ｐの被曝量と人体モデル上の部位とを対応付けた情報を、出力部８２に出力することができる。
　また、出力制御部１０４は、算出された被曝量と、人体モデル上の部位とを対応付けた情報を、図示しない、インターフェースを介して、外部装置に出力することも可能である。ここで、外部装置は、例えば、モニタ２０やプリンタ、記憶媒体等であってもよい。これにより、出力制御部１０４は、算出された被曝量と、人体モデル上の部位とを対応付けた情報を再現可能な状態で外部装置に受渡しすることができる。
　次に、図１０を用いて第１の実施形態に係る推定部１００による処理の手順を説明する。図１０は、第１の実施形態に係る推定部１００による処理の手順を示すフローチャートである。図１０に示すように、第１の実施形態に係る推定部１００は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影条件を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、推定部１００は、撮影条件としてｋＶとｍＡとＦＯＶとをＸ線ＣＴ装置３００から取得する。
　続いて、推定部１００は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影範囲を人体モデル上で位置のマッチングを行う（ステップＳ１０２）。例えば、推定部１００は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影時の被検体Ｐの位置情報と基準位置とを比較することで、作成した人体モデルと寝台３０（又は実際の被検体）とを対応付ける。
　そして、推定部１００は、水ファントムの表面を人体モデルの表面に投影する（ステップＳ１０３）。例えば、推定部１００は、人体モデルがＸ線ＣＴ装置３００のＦＯＶ中心部に配置されるようにし、水ファントムの表面を人体モデルの表面に投影する。また、推定部１００は、１つの管球位相で水ファントム上での被曝量を人体モデル上の該当領域に均等に分散投影する（ステップＳ１０４）。
　また、推定部１００は、天板３１の影響を無視できるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、推定部１００は、天板３１の影響を無視できると判定しなかった場合（ステップＳ１０５、Ｎｏ）、天板３１の厚みによって減衰する線量を補正する（ステップＳ１０６）。なお、推定部１００は、天板３１の影響を無視できると判定した場合（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）、あるいはステップＳ１０６の処理を実行後、ステップＳ１０７に移行する。
　推定部１００は、全ての管球位相で積算したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、推定部１００は、全ての管球位相で積算したと判定しなかった場合（ステップＳ１０７、Ｎｏ）、ステップＳ１０４に移行して、１つの管球位相で水ファントム上での被曝量を人体モデル上の該当領域に均等に加算する処理を実行する。一方、推定部１００は、全ての管球位相で積算したと判定した場合（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）、人体モデル上に被曝量を対応付けて表示する（ステップＳ１０８）。推定部１００は、ステップＳ１０８の処理を実行後、処理を終了する。
　上述したように、第１の実施形態によれば、Ｘ線診断装置による被曝量とＸ線ＣＴ装置による被曝量とを一元管理することができる。すなわち、第１の実施形態によれば、従来は管理することが出来なかったＣＴ検査での皮膚被曝線量を推定し、管理することを可能とする。このため、ＣＴ検査およびＸ線装置における被曝量を一元的に管理することが可能となり、被検査者の被曝低減を図るうえで役立つ。
（被曝量の算出の変形例）
　なお、上述した実施形態では、算出部１０３は、ファントム表面上の被曝量の実測値を用いて被曝量を算出するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、算出部１０３は、ファントム表面上の被曝量の実測値を用いるのではなく、Ｘ線の減衰率に基づいて被曝量を算出するようにしてもよい。図１１は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
　図１１では、体表面Ａ点及び体表面Ｂ点における被曝量をＸ線の減衰率に基づいて算出する場合について説明する。Ｘ線管６１から照射されたＸ線は、図１１に示す体表面Ａ点に到達するまでに、ウェッジによる減衰を受ける。このため、例えば、算出部１０３は、ウェッジによるＸ線減衰率を予め保持する場合、このウェッジのＸ線減衰率を用いて、体表面Ａ点でのＸ線強度を計算可能である。なお、説明の便宜上、図１１に示す例では、空気中でのＸ線の減衰を無視できるものとし、Ｘ線は単一エネルギー成分のみを持つと仮定する。また、図１１に示す例では、ウェッジの材料が例えばアルミであり、算出部１０３がアルミの単位長さあたりのＸ線減衰率を保持している場合を説明する。また、Ｘ線が透過するウェッジ内のパス長は、ウェッジの形状から予め分かる。また、推定部１００が、Ｘ線の強度と、皮膚被曝量とを関連付けて記憶する記憶部を更に備えるものとする。
　算出部１０３は、ウェッジによる単位長さあたりのＸ線減衰率と、Ｘ線が透過するウェッジ内のパス長とに基づいて、ウェッジを透過することで減衰するＸ線強度を算出する。また、算出部１０３は、撮影時の照射条件から決定されるＸ線の強度と、ウェッジを透過することで減衰するＸ線の強度とに基づいて、体表面Ａ点に到達するＸ線の強度を算出する。そして、算出部１０３は、推定部１００が備える記憶部を参照し、体表面Ａ点に到達するＸ線の強度から体表面Ａ点における皮膚被曝量を算出する。ここで、算出部１０３は、単位面積あたりのＸ線の強度は、Ｘ線管（Ｘ線源）からの距離の２乗に反比例することを考慮して体表面Ａ点での皮膚被曝量を計算する。
　また、Ｘ線管６１から照射されたＸ線は、図１１に示す体表点Ｂ点に到達するまでに、ウェッジによる減衰と、被検者体内での減衰とを受ける。このため、例えば、算出部１０３は、ウェッジによるＸ線減衰率と、人体モデルのＸ線減衰率とを予め保持する場合、このウェッジのＸ線減衰率と人体モデルのＸ線減衰率とを用いて、体表面Ｂ点でのＸ線強度を計算可能である。
　より具体的には、算出部１０３は、ウェッジによる単位長さあたりのＸ線減衰率と、Ｘ線が透過するウェッジ内のパス長とに基づいて、ウェッジを透過することで減衰するＸ線強度を算出する。また、算出部１０３は、人体モデルの単位長さあたりのＸ線減衰率と人体モデルのパス長（体表面Ａ点と体表面Ｂ点との長さ）とに基づいて、人体モデルを透過することで減衰するＸ線の強度を算出する。また、算出部１０３は、撮影時の照射条件から決定されるＸ線の強度と、ウェッジを透過することで減衰するＸ線の強度と、人体モデルを透過することで減衰するＸ線の強度とに基づいて、体表面Ｂ点に到達するＸ線の強度を算出する。そして、算出部１０３は、推定部１００が備える記憶部を参照し、体表面Ｂ点に到達するＸ線の強度から体表面Ｂ点における皮膚被曝量を算出する。ここで、算出部１０３は、単位面積あたりのＸ線の強度は、Ｘ線管（Ｘ線源）からの距離の２乗に反比例することを考慮して体表面Ｂ点での皮膚被曝量を計算する。
　なお、Ｘ線が複数のエネルギー帯の成分を含んでいる場合には、エネルギー帯毎に上記の計算を行えば、各体表面での皮膚被曝線量を計算により推定できる。また、体表面Ｂ点での被曝量を無視できる場合には、算出部１０３は、体表面Ａ点での被曝量のみを算出するようにしてもよい。
　なお、ウェッジによるＸ線減衰率と、Ｘ線が透過するウェッジ内のパス長とは、Ｘ線ＣＴ装置３００のウェッジの形状から事前に決定可能である。このため、推定部１００は、Ｘ線ＣＴ装置３００のウェッジの形状に基づいて、人体モデルの種類ごとに、Ｘ線ＣＴ装置３００のＸ線管から照射されたＸ線の強度と、体表面Ａ点での皮膚被曝量と、体表面Ｂ点での皮膚被曝量とを関連付けて記憶部に記憶してもよい。かかる場合、算出部１０３は、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影時の照射条件に基づいて、人体モデルで特定した体表面Ａ点でのＸ線の被曝量を導出する。例えば、算出部１０３は、撮影時の照射条件から決定されるＸ線の強度を特定する。そして、算出部１０３は、推定部１００が備える記憶部を参照し、特定したＸ線の強度に関連づけられた体表面Ａ点における皮膚被曝量を導出する。また、算出部１０３は、推定部１００が備える記憶部を参照し、特定したＸ線の強度に関連づけられた体表面Ｂ点における皮膚被曝量を導出する。なお、算出部１０３のことを「導出部」とも言う。
　また、図１１に示す例では、天板の影響を無視している。実用に耐えれば、算出部１０３は、天板の影響を無視して皮膚被曝量を計算してもよい。一方で、算出部１０３は、天板による減衰が無視できない場合には、天板によるＸ線減衰を考慮し、図１１で説明した体表面Ａ点や体表面Ｂ点における皮膚被曝量の算出と同様の計算を行う。図１２は、第１の実施形態の変形例の別例を説明するための図である。
　例えば、各管球角度における各Ｘ線ビームの天板内の透過パス長は計算により求めることが可能である。このため、算出部１０３は、天板の材質を均一と仮定し、単位長さあたりのＸ線減衰率が設定されていれば、天板によるＸ線減衰を考慮しつつ体表面Ａ点での皮膚被曝量及び体表面Ｂ点での皮膚被曝量を算出する。
（Ｘ線診断装置の変形例）
　なお、上述した実施形態では、線量管理装置８０が、Ｘ線ＣＴ装置３００による撮影時において、被検体Ｐに照射されたＸ線の皮膚被曝線量と人体モデル上の部位とを対応付けた情報（「第１の皮膚被曝情報」と称する）を出力部８２に出力するものとして説明した。また、上述した実施形態では、線量管理装置８０が、Ｘ線診断装置２００による撮影時において、被検体Ｐに照射されたＸ線の皮膚被曝線量と人体モデル上の部位とを対応付けた情報（「第２の皮膚被曝情報」と称する）を出力部８２に出力するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置３００による診断を行った後、Ｘ線診断装置２００による支援を得て血管内の治療を行う場合がある。このようなことから、Ｘ線診断装置２００において、表示制御部５６が、第１の皮膚被曝情報と第２の皮膚被曝情報とを、モニタ２０などの所定の表示部に表示させてもよい。
　かかる場合、Ｘ線診断システム制御装置５０は、第１の皮膚被曝情報と、第２の皮膚被曝情報とを線量管理装置８０から取得する。そして、表示制御部５６は、取得した第１の皮膚被曝情報及び第２の皮膚被曝情報をモニタ２０に表示する。ここで、表示制御部５６は、モニタ２０の表示領域を分割し、一方の表示領域に第１の皮膚被曝情報を表示させ、他方の表示領域に第２の皮膚被曝情報を表示させる。
　或いは、表示制御部５６は、モニタ２０の表示領域を分割せずに第１の皮膚被曝情報と第２の皮膚被曝情報とを表示させてもよい。かかる場合、表示制御部５６は、例えば、第１の皮膚被曝情報が示す皮膚被曝線量と第２の皮膚被曝情報が示す皮膚被曝線量とを人体モデル上の部位ごとに積算し、部位ごとに積算した皮膚被曝線量の積算値を一つの人体モデル上の部位に対応付けて表示させる。
　また、Ｘ線画像データ収集部５５は、第１の皮膚被曝情報及び第２の皮膚被曝情報のうち少なくともいずれか一方に基づいて、Ｃアーム４１を回転移動させるようにＣアーム制御部５４を制御してもよい。かかる場合には、Ｘ線診断装置２００は、被検体の表面での被曝量における所定の閾値を設定する設定部を更に備えるようにしてもよい。そして、Ｘ線画像データ収集部５５は、第１の皮膚被曝情報及び第２の皮膚被曝情報のうち少なくともいずれか一方に基づいた被検体の表面での被曝量が閾値を超過したときに、Ｃアーム４１を回転移動させる。
　より具体的には、Ｘ線画像データ収集部５５は、人体モデル上のある部位における皮膚被曝線量の積算値が所定の閾値を超過した場合に、Ｃアーム４１を回転移動させる。或いは、Ｘ線画像データ収集部５５は、人体モデル上のある部位において第２の皮膚被曝情報が示す皮膚被曝線量が所定の閾値を超過した場合に、Ｃアーム４１を回転移動させる。これにより、Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ検査とＸ線診断装置による治療とが併用される場合に、被検体のある部位において被曝量が高くなることを防止することが可能となる。なお、Ｘ線診断装置２００は、所定の閾値の設定を操作者から受付けるようにしてもよい。また、Ｘ線画像データ収集部５５は、第１の皮膚被曝情報及び第２の皮膚被曝情報のうち少なくともいずれか一方に基づいた被検体の表面での被曝量が閾値を超過したときに、被検体へのＸ線の照射を停止させてもよい。
　また、図示した各構成部は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のごとく構成されていることを要しない。例えば、Ｘ線診断装置２００と線量管理装置８０とがＸ線診断装置として統合されてもよい。この場合、Ｘ線診断装置は、ＬＡＮ（Local  Area  Network）等のネットワークを介して接続する外部のＸ線ＣＴ装置から撮影条件と撮影された画像データとを受信することが可能である。これによって、Ｘ線診断装置は、Ｘ線ＣＴ装置３００から取得した被曝量だけの管理ではなく、同じ被検体Ｐが異なるＸ線ＣＴ装置によって検査された場合であっても、被曝量を管理することができる。
　また、推定部１００が有する機能を推定装置として独立させてもよい。この場合、推定装置は、ＬＡＮ（Local  Area  Network）等のネットワークを介して接続する外部の装置（Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置及び画像サーバ装置等）から撮影条件と撮影された画像データとを受信することが可能である。これによって、推定装置は、Ｘ線診断装置２００やＸ線ＣＴ装置３００から取得した被曝量だけの管理ではなく、同じ被検体Ｐが異なるＸ線診断装置やＸ線ＣＴ装置によって検査された場合であっても、被曝量を管理することができる。
　また、Ｘ線診断装置２００が、線量管理装置８０が有する人体モデル生成部８３とデータ生成部８４とを備え、Ｘ線ＣＴ装置３００が、線量管理装置８０が有する推定部１００を備えるようにしてもよい。
　さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
　以上、説明したとおり、第１の実施形態によれば、Ｘ線診断装置による被曝量とＸ線ＣＴ装置による被曝量とを一元管理することができる。
　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、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ものである。

Claims (14)

  1. 　Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管からＸ線が照射された被検体の部位を、当該被検体を模式的に表現した人体モデル上で特定する特定部と、
    　前記Ｘ線ＣＴ装置による撮影時にて前記被検体が配置された位置に前記人体モデルを想定し、前記撮影時の照射条件に基づいて、当該人体モデルで前記特定部が特定した部位の表面でのＸ線の被曝量を導出する導出部と、
    　前記導出部により導出された被曝量と、前記特定部により特定された人体モデル上の部位とを対応付けた情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    　を備える推定装置。
  2. 　前記導出部は、前記撮影時の照射条件と、前記撮影時における前記Ｘ線管から前記人体モデルまでの距離とに基づいて、当該人体モデルで前記特定部が特定した部位の表面でのＸ線の被曝量を算出する
    　請求項１に記載の推定装置。
  3. 　前記Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管から照射されたＸ線によるファントム表面上の被曝量の実測値と、当該Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管からＸ線が照射されたときの照射条件とを関連付けて記憶する記憶部を更に備え、
    　前記導出部は、前記記憶部から取得した前記撮影時の照射条件に対応する実測値と、前記撮影時の照射条件と、前記撮影時における前記Ｘ線管から前記人体モデルまでの距離とに基づいて、当該人体モデルで前記特定部が特定した部位の表面でのＸ線の被曝量を算出する
    　請求項２に記載の推定装置。
  4. 　前記実測値は、ファントムの全周囲でＸ線照射が行われることで、複数の管球位相それぞれで測定され、
    　前記導出部は、前記撮影時の照射条件に対応する実測値として前記記憶部から取得した前記複数の管球位相それぞれの実測値の中で、前記撮影時でＸ線が照射された管球位相に対応する実測値を前記人体モデルで前記特定部が特定した部位の表面に分散投影して投影値を算出する処理を、前記撮影時でＸ線が照射された全管球位相で行い、全管球位相分の投影値を積算して被曝量を算出する
    　請求項３に記載の推定装置。
  5. 　前記導出部は、前記撮影時の照射条件に対応する実測値が前記記憶部に記憶されていない場合には、当該照射条件に類似する実測値を用いて、当該照射条件に対応する実測値を推定し、推定した実測値を用いる
    　請求項３に記載の推定装置。
  6. 　前記導出部は、前記撮影時でＸ線が照射された照射経路において天板を透過したＸ線が前記被検体に照射する管球位相においては、当該天板の厚みによって減衰する被曝量を補正した実測値を用いて、前記人体モデル上の部位の表面に照射されたＸ線の被曝量を算出する
    　請求項３に記載の推定装置。
  7. 　Ｘ線の強度と、被曝量とを関連付けて記憶する記憶部を更に備え、
    　前記導出部は、前記撮影時の照射条件から決定されるＸ線の強度と、当該Ｘ線が前記特定した部位の表面に到達するまでに減衰するＸ線の強度とに基づいて、前記特定部が特定した部位の表面に到達するＸ線の強度を算出し、算出したＸ線の強度と関連付く被曝量を、前記特定した部位の表面の被曝量として導出する
    　請求項１に記載の推定装置。
  8. 　前記導出部は、前記撮影時でＸ線が照射された照射経路において天板を透過したＸ線が前記被検体に照射する管球位相においては、当該天板の厚みによって減衰するＸ線の強度を補正したＸ線の強度を用いて、前記人体モデル上の部位の表面に照射されたＸ線の被曝量を算出する
    　請求項７に記載の推定装置。
  9. 　前記導出部は、Ｘ線を減衰させる物体の減衰率と、前記Ｘ線が前記特定した部位の表面に到達するまでに透過する前記物体の距離とに基づいて、前記減衰するＸ線の強度を算出する
    　請求項７に記載の推定装置。
  10. 　Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線検出部とを保持するアーム部を回転させて、所定の照射条件で前記Ｘ線源からＸ線を被検体に照射させて前記Ｘ線検出部が検出したＸ線のデータを収集するデータ収集部と、
    　Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管から照射されたＸ線による前記被検体の表面での被曝量と、前記被検体を模式的に表現した人体モデル上の部位とを対応付けた第１の皮膚被曝情報と、前記データを収集する際に前記Ｘ線源から照射されたＸ線に基づく前記被検体の表面での被曝量と、前記人体モデル上の部位とを対応付けた第２の皮膚被曝情報とを表示部に表示させる表示制御部と、
    　を備えるＸ線診断装置。
  11. 　前記第１の皮膚被曝情報は、前記Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管から照射されたＸ線によるファントム表面上の被曝量と、当該Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管からＸ線が照射されたときの照射条件と、前記Ｘ線管から前記人体モデルまでの距離とに基づいて得られる
    　請求項１０に記載のＸ線診断装置。
  12. 　前記データ収集部は、前記第１の皮膚被曝情報及び前記第２の皮膚被曝情報のうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記アーム部を移動させる
    　請求項１０に記載のＸ線診断装置。
  13. 　前記被検体の表面での被曝量における所定の閾値を設定する設定部を更に有し、
    　前記データ収集部は、前記第１の皮膚被曝情報及び前記第２の皮膚被曝情報のうち少なくともいずれか一方に基づいた前記被検体の表面での被曝量が前記閾値を超過したときに、前記アーム部を移動させる
    　請求項１２に記載のＸ線診断装置。
  14. 　Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管からＸ線が照射された被検体の部位を、当該被検体を模式的に表現した人体モデル上で特定する特定手順と、
    　前記Ｘ線ＣＴ装置による撮影時にて前記被検体が配置された位置に前記人体モデルを想定し、前記撮影時の照射条件に基づいて、当該人体モデルで前記特定手順が特定した部位の表面でのＸ線の被曝量を導出する導出手順と、
    　前記導出手順により導出された被曝量と、前記特定部により特定された人体モデル上の部位とを対応付けた情報を表示部に表示させる表示制御手順と、
    　をコンピュータに実行させる推定プログラム。
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