JP5361443B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、予め被検体に設定したスキャン範囲に限定してＸ線を照射し、そのスキャン範囲において被検体の像を得るＸ線診断装置に関する。

例えばＸ線ＣＴ装置を用いた健診のように放射線を用いて患者である被検体をスキャンする場合、スキャンが不要な被検体部位の被ばく線量を極力低減させることが重要である。従来、本スキャンに先立つスキャノグラムにより設定されたスキャン範囲に限定してＸ線を照射し、Ｘ線吸収度を反映した投影データを処理してそのスキャン範囲における被検体の像を得るＸ線診断装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００９−０２２４１２号公報

従来のＸ線診断装置では、本スキャンと比較して線量は低いもののスキャン範囲の設定のためだけにＸ線が照射されている。健診における被検体の被ばく線量を低減させるには、Ｘ線を用いるスキャノグラムを採用することなく、スキャン範囲を決定できることが望ましい。

また、Ｘ線を用いない方法によれば、被検体の傍らでスキャン範囲を定めることも可能となる。例えば、オペレータは被検体を寝台装置に載置する機会を利用して、患者の傍らでスキャン範囲の設定を完了させることもできる。したがって、オペレータがコンソールに戻ってスキャノグラムを行う従来のＸ線診断装置と比較して、Ｘ線診断装置のスループット向上も期待できる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、Ｘ線を用いたスキャノグラムを行うことなく、被検体のスキャン範囲を精度よく設定できるＸ線診断装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係るＸ線診断装置では、予め被検体に設定したスキャン範囲に限定してＸ線を照射し、得られる投影データに基づいてそのスキャン範囲で被検体の像を得るＸ線診断装置において、寝台に載置された状態の被検体を撮影可能に構成されたカメラを有するスキャン計画支援装置と、前記スキャン計画支援装置のカメラから画像データを取得し、この画像データに被検体と共に記録された特定物の位置情報を基準としてスキャン範囲を特定するように構成された制御ユニットとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、Ｘ線を用いたスキャノグラムを行うことなく、被検体のスキャン範囲を精度よく設定できる。

本発明に係るＸ線診断装置の実施形態を示す機能ブロック図。 図１のＸ線診断装置の要部構成図。 図１のＸ線診断装置における制御ユニットにて実行されるスキャン範囲設定処理の流れを示すフローチャート。 図１のＸ線診断装置の作用説明図。

本発明に係るＸ線診断装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係るＸ線診断装置の実施形態を示す機能ブロック図である。図２は図１のＸ線診断装置の要部構成図である。

本実施形態のＸ線診断装置は、予め患者である被検体Ｐに設定したスキャン範囲に限定してＸ線を照射し、Ｘ線吸収度を反映した投影データに基づいて、そのスキャン範囲にて被検体Ｐの像を得るＸ線ＣＴ装置Ｕである。このＸ線ＣＴ装置Ｕは、図１に示すように、架台装置１、寝台装置２、スキャン計画支援装置３およびコンソール４を備える。

架台装置１は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを通過した透過Ｘ線を検出する装置である。この架台装置１は、被検体Ｐを挿通可能な開口を有する回転架台（ガントリ）５が収容されている。回転架台５には、Ｘ線管６とＸ線検出器７が開口を挟んで向かい合って設置される。また、架台装置１には、Ｘ線管６に所要の電圧を与える高電圧発生装置８および回転架台５を駆動させる架台駆動装置９が設けられる。

寝台装置２は、図２に示すように、被検体Ｐを載置する寝台天板１０と、この寝台天板１０を駆動する寝台駆動装置１１とを有する。寝台天板１０に載置された被検体Ｐは、回転架台５の開口軸上で搬送される。

スキャン計画支援装置３は、図２に示すように、寝台天板１０の上方に設けられ、寝台天板１０に載置された状態の被検体Ｐを撮影可能に配置されたカメラ１２と、この被検体Ｐに画像を投影可能に配置されたプロジェクタ１３とを有する。

コンソール４は、高電圧発生装置８の発生電圧を制御してＸ線管６から放射されるＸ線エネルギーその他のＸ線条件を設定し、また、Ｘ線管６から放射されるＸ線が被検体Ｐに設定されたスキャン範囲に照射されるように架台駆動装置９や寝台駆動装置１１を制御する制御ユニット１４を有する。

また、制御ユニット１４は、図１に示すように、入力部１５、出力部１６および演算部１７を有する。

入力部１５は、スキャン計画支援装置３のカメラ１２から画像データを受信可能に構成され、出力部１６はプロジェクタ１３に画像データを送信可能に構成される。入力部１５および出力部１６は、例えばビデオカードを用いて構成され、それぞれＵＳＢ接続或いはイーサーネット接続によりカメラ１２およびプロジェクタ１３と接続される。

演算部１７は、スキャン計画支援装置３のカメラ１２から取得した画像データを用い、この画像データに被検体Ｐと共に記録された「特定物」の位置情報を基準としてスキャン範囲を算出し特定する。「特定物」とは、スキャン範囲を特定する際の基準となるベンチマークである。演算部１７で特定されたスキャン範囲は、被検体Ｐの健診に用いられる実際のスキャン範囲として設定される。

図３はＸ線ＣＴ装置Ｕの制御ユニット１４にて実行されるスキャン範囲設定処理の流れを示すフローチャートである。図４はＸ線ＣＴ装置Ｕの作用説明図である。

ステップＳ１０１は、スキャン範囲の設定値（初期値）の情報を取得するステップである。スキャン範囲の設定値は、コンソール４の記憶部に記録され、例えば、前回のスキャンに用いられたスキャン範囲である。

ステップＳ１０２は、「投影枠」の情報を生成するステップである。「投影枠」は、その位置、形状および面積がスキャン範囲に一致し或いはスキャン範囲に所要のマージンを付加して生成される。

ステップＳ１０３は、プロジェクタ１３に投影枠およびこの投影枠を仮想的に操作する「仮想操作ノブ」の情報をプロジェクタ１３に送信するステップである。プロジェクタ１３は、投影枠および仮想操作ノブの情報を受信し、この投影枠および仮想操作ノブを実体系の被検体Ｐに投影する。図４において、符号１８は投影された投影枠の一例を示したものであり、符号１９は投影された仮想操作ノブの一例を示したものである。

ステップＳ１０４は、カメラ１２から画像データを取得するステップである。

ステップＳ１０５は、ステップＳ１０４で取得した画像データを処理して仮想操作ノブ１９に何らかの物が重なっているか否か（Ｙｅｓ／Ｎｏ）を判定するステップである。すなわち、ステップＳ１０５は、カメラ１２から取得した画像データ上、仮想操作ノブ１９と重なる物をスキャン範囲の特定に使用する特定物とするステップである。なお、このステップＳ１０５で＜Ｎｏ＞と判定した場合はステップＳ１０４に移行し、言わば仮想操作ノブ１９に何らかの物が重なることの判定待ちとなる。

ステップＳ１０６は、ステップＳ１０５で＜Ｙｅｓ＞と判定した場合に実行し、例えば仮想操作ノブ１９にオペレータの手が重なったとき、オペレータの手（図示省略）の位置を基にスキャン範囲を特定するステップである。このステップＳ１０６では、カメラ１２から取得した画像データを通じてオペレータの手の動きを捉えると共にその動きの時々のオペレータの手の位置情報を基準としてスキャン範囲を特定する。

ステップＳ１０７は、ステップＳ１０６に続いて或いはステップＳ１０６と同時に行い、オペレータの手の動きに同調させて投影枠１８および仮想操作ノブ１９を移動させるステップである。

ステップＳ１０８は、オペレータの手の動きの静止時間が設定値に到達したか否か（Ｙｅｓ／Ｎｏ）を判定するステップである。この静止判定では、例えば特定物としてのオペレータの手の動きが所定の設定幅を超えずに動いている場合を停止とする。なお、このステップＳ１０８で＜Ｎｏ＞と判定した場合はステップＳ１０６に移行し、言わば特定物の静止時間が設定値に到達することの判定待ちとなる。

ステップＳ１０９は、ステップＳ１０８で＜Ｙｅｓ＞と判定した場合に実行し、ステップＳ１０６で特定したオペレータの手の位置毎のスキャン範囲のうちステップＳ１０８で＜Ｙｅｓ＞と判定した時点において特定したスキャン範囲へと更新するステップである。このステップＳ１０９で更新されたスキャン範囲が健診に用いられる実用のスキャン範囲として設定される。なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０９は、制御ユニット１４の演算部１７にて実行される。かかるスキャン範囲設定処理が実行されスキャン範囲が設定されたら、オペレータはコンソール室に移動してスキャン実行ボタンを押す。これにより、所望のスキャン範囲を対象としたスキャンが行われる。

次に、Ｘ線ＣＴ装置Ｕの効果を説明する。

Ｘ線ＣＴ装置Ｕにあっては、
（１）寝台装置２に載置された状態の被検体Ｐを撮影可能なカメラ１２を有するスキャン計画支援装置３と、スキャン計画支援装置３のカメラ１２から画像データを取得し、この画像データに被検体Ｐと共に記録された特定物（例えば、オペレータの手）の位置情報を基準としてスキャン範囲を特定する制御ユニット１４とを備える。

すなわち、寝台装置２に載置された実体系の被検体Ｐおよび被検体Ｐ周辺の特定物がカメラ１２により撮影される。また、このカメラ１２により得られた画像データを用いて、被検体Ｐと共に映り込んだ特定物の位置を基準としたスキャン範囲が特定される。

したがって、Ｘ線を用いたスキャノグラムを行うことなく、被検体Ｐのスキャン範囲を精度よく設定できる。その結果、Ｘ線ＣＴ装置Ｕを用いた健診では、健診における被検体Ｐの被ばく線量が従来よりも低減する。また、被検体Ｐを寝台天板１０に載置する機会を利用し、被検体Ｐの傍らでスキャン範囲の設定を完了させることができ、もってＸ線診断装置のスループット向上も期待できる。かかるスループット向上の効果は、特にスクリーニング検査において一層高いものとなる。

（２）制御ユニット１４は、カメラ１２から取得した画像データを通じて特定物（例えば、オペレータの手）の動きを捉え、その動きの時々の特定物の位置情報を基準としてスキャン範囲を特定し、特定物の動きが所定時間変化しないことを判定したとき、その時点で特定したスキャン範囲を実用のスキャン範囲として設定する。このため、オペレータは、特定物を所定時間静止状態とすることのみで、すなわち、スイッチ等の操作を要することなく、所望のスキャン範囲を得ることができる。

（３）スキャン計画支援装置３は、制御ユニット１４により特定されたスキャン範囲の情報を受け取り、特定されたスキャン範囲を実体系の被検体Ｐに投影するプロジェクタ１３を有する。このため、現在どのようなスキャン範囲が特定されているのかが目視にて確認でき、所望のスキャン範囲を得やすいものとなる。

（４）制御ユニット１４は、プロジェクタ１３を通じて実体系の被検体Ｐに仮想的な仮想操作ノブ１９を投影し、カメラ１２から取得した画像データにおいて仮想操作ノブ１９と重なる特定物をスキャン範囲の特定に用いると共にその特定物の動きと同調するように仮想操作ノブ１９を移動させる。

すなわち、第一に、制御ユニット１４により、オペレータがスキャン範囲の変更を意図しているか否かが識別される。このため、特定物としてオペレータの手が用いられる場合、オペレータが被検体Ｐの補助等を行うためにその手を動かしても、オペレータの手が仮想操作ノブ１９に触れていない（重なっていない）限り、制御ユニット１４はスキャン範囲を変更しない。第二に、特定物としてのオペレータの手が仮想操作ノブ１９に触れているときは、制御ユニット１４は、その手の動きに同調して投影枠１８と共に仮想操作ノブ１９を移動させる。その結果、スキャン範囲の不要な変更が防止され且つ実際の「物」を操作している感覚でスキャン範囲を変更できる。

以上、本発明に係るＸ線診断装置を１つの実施形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、本実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の発明の要旨を逸脱しない限り設計の変更や追加等は許容される。

例えば、本実施形態では、制御ユニット１４は、カメラ１２から取得した画像データに基づき被検体Ｐの輪郭を判定し、判定した被検体Ｐの輪郭から被検体Ｐの手足や内臓その他の部位を特定し、そして、スキャン範囲設定処理におけるステップＳ１０２の処理で、特定した部位を基準とした投影枠１８の初期投影範囲の情報を生成するようにしてもよい。これにより、例えばＸ線ＣＴ装置Ｕを用いて肺集検を行うに際し、投影枠１８の初期投影範囲を被検体Ｐの肺或いは肩を内包するように設定することが可能となり、スキャン範囲の設定操作がより迅速に行えるようになる。

また、スキャン範囲に応じた投影枠１８を、プロジェクタを通じて実体系の被検体Ｐに投影する例を示したが、例えばコンソール室やスキャン室に設けられるモニタの画面上にて被検体Ｐに重ねて表示させるようにしてもよい。

また、スキャン範囲設定処理におけるステップＳ１０８の処理では、特定物としてのオペレータの手が設定時間静止した状態を判定することでスキャン範囲を決定する例を示したが、寝台装置２を載置した床にペダル等を配置してオペレータがそのペダル等を踏んだことを判定することでスキャン範囲を決定するようにしてもよい。

また、スキャン範囲を特定するための特定物としてオペレータの手を用いる例を示したが、この特定物は例えばオペレータに保持されるペンや指示棒であってもよい。或いは、寝台天板１０にマーカを配置しておき、カメラ１２でそのマーカを認識させることによりスキャン範囲を特定し設定するようにしてもよい。

なお、制御ユニット１４は、Ｘ線ＣＴ装置Ｕのコンソール４に設けられる例を示したが、この制御ユニット１４はコンソール４とは別の装置ないし部屋に設けてもよい。

Ｐ……被検体， Ｕ……Ｘ線ＣＴ装置， １……架台装置， ２……寝台装置， ３……スキャン計画支援装置， ４……コンソール， ５……回転架台， ６……Ｘ線管， ７……Ｘ線検出器， ８……高電圧発生装置， ９……架台駆動装置， １０……寝台天板， １１……寝台駆動装置， １２……カメラ， １３……プロジェクタ， １４……制御ユニット， １５……入力部， １６……出力部， １７……演算部， １８……投影枠， １９……仮想操作ノブ．

Claims (6)

1. 予め被検体に設定したスキャン範囲に限定してＸ線を照射し、得られる投影データに基づいてそのスキャン範囲で被検体の像を得るＸ線診断装置において、
   寝台に載置された状態の被検体を撮影可能に構成されたカメラを有するスキャン計画支援装置と、
   前記スキャン計画支援装置のカメラから画像データを取得し、この画像データに被検体と共に記録された特定物の動きを捉え、その動きの時々の特定物の位置情報を基準としてスキャン範囲を特定し、その特定物の動きが所定時間変化しないことを判定したとき、その時点で特定したスキャン範囲を実用のスキャン範囲として設定するように構成された制御ユニットと、
   を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記スキャン計画支援装置は、前記制御ユニットにより特定されたスキャン範囲の情報を受け取り、特定されたスキャン範囲を実体系の被検体に投影可能に構成されたプロジェクタを有することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 予め被検体に設定したスキャン範囲に限定してＸ線を照射し、得られる投影データに基づいてそのスキャン範囲で被検体の像を得るＸ線診断装置において、
   寝台に載置された状態の被検体を撮影可能に構成されたカメラと、前記予め被検体に設定したスキャン範囲を実体系の被検体に投影可能に構成されたプロジェクタと、を有するスキャン計画支援装置と、
   前記プロジェクタを通じて実体系の被検体に仮想操作ノブを投影するとともに前記カメラから画像データを取得し、この画像データ上で前記仮想操作ノブと重なる特定物をスキャン範囲の特定に用いると共にその特定物の動きと同調するように前記仮想操作ノブを移動させるように構成された制御ユニットと、
   を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
4. 前記制御ユニットは、前記カメラから取得した画像データに基づき被検体の輪郭を判定し、判定した被検体の輪郭から被検体の手足や内臓その他の部位を特定し、この特定した部位にもとづいて前記予め被検体に設定したスキャン範囲の情報を生成して前記プロジェクタに与える、
   請求項２または３記載のＸ線診断装置。
5. 前記制御ユニットは、前記特定物としてオペレータの手を用いるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のＸ線診断装置。
6. 前記Ｘ線診断装置は、Ｘ線ＣＴ装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のＸ線診断装置。

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