JP2011072501A - 放射線撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線源および/または放射線検出手段を移動させながら撮影を行なう放射線撮影装置において、被験者に対する恐怖感や威圧感を抑制しつつ、高速に撮影を行なえるようにする。
【解決手段】放射線源10と放射線検出パネル11とを備えた撮影部2、駆動部15により回転させながら撮影を行なう放射線CT装置1において、被験者Pの知覚度合をカメラ40等により検出し、被験者Pが恐怖感や威圧感を感じ易い状態のときは撮影部2の回転速度を遅く、被験者Pが恐怖感や威圧感を感じにくい状態のときは撮影部2の回転速度を速くするように駆動部15をコンピューター30により制御する。
【選択図】図1
【解決手段】放射線源10と放射線検出パネル11とを備えた撮影部2、駆動部15により回転させながら撮影を行なう放射線CT装置1において、被験者Pの知覚度合をカメラ40等により検出し、被験者Pが恐怖感や威圧感を感じ易い状態のときは撮影部2の回転速度を遅く、被験者Pが恐怖感や威圧感を感じにくい状態のときは撮影部2の回転速度を速くするように駆動部15をコンピューター30により制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、放射線源および/または放射線検出手段を移動させながら撮影を行なう放射線撮影装置において、特に撮影品質の向上に関するものである。
従来より、放射線撮影を行うためのコーンビームCT(Computed Tomography)装置が知られている。このような放射線CT装置としては、円錐状に放射線を発する放射線源および2次元検出パネルが回転軸を間に挟んで対向配置された撮影部を回転させつつ、回転軸上に被験者を配して放射線像を連続撮影し、さらに連続撮影により得られた画像信号を基に画像再構成演算を行うことによって、3次元放射線CT像を得るものが知られている(例えば特許文献1等)。
このような放射線CT装置は、特許文献1に記載の装置のように、ベッドの上に被験者を寝かせ、撮影部を鉛直方向に回転させながら撮影を行なう装置の他にも、撮影部が可動式のアームで保持されており、撮影部の位置や角度を自由に調整可能で、被験者を寝かせた状態で撮影部を鉛直方向に回転させながら撮影を行なう態様のみならず、被験者を直立させた状態で撮影部を水平方向に回転させながら撮影を行なう態様等、種々の撮影を行なうことが可能な装置も提案されている。
撮影部が可動式のアームで保持され、種々の撮影を行なうことが可能な放射線CT装置の撮影部は、一般にCアームの両端に各々放射線源および検出パネルが互いに対向するように取り付けられた構造であり、被験者の周囲を放射線源および検出パネルが回転しながら撮影が行なわれる。このとき、撮影部の回転速度を遅くすると被験者の心臓の鼓動や呼吸によるモーションアーティファクトが発生するという問題を生じるため、撮影はできるだけ高速に行なうことが要求される。
しかしながら、撮影部をあまり高速で回転させると被験者に恐怖感や威圧感を与えることになるため好ましくない。また、場合によっては被験者が震えたり避ける等の動作をし、撮影された画像にブレが発生するという問題も生じる。
このような問題は、撮影部を回転させながら撮影を行なうコーンビームCT装置に限らず、トモセンシス撮影装置等、放射線源および/または検出パネルを移動させながら撮影を行なう放射線撮影装置では、共通の課題となる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放射線源および/または放射線検出手段を移動させながら撮影を行なう放射線撮影装置において、被験者に対する恐怖感や威圧感を抑制しつつ、高速に撮影を行なうことが可能な放射線撮影装置を提供することを目的とするものである。
本発明による放射線撮影装置は、放射線を発する放射線源と、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源および/または放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、放射線源および/または放射線検出手段を移動させながら撮影を行なう放射線撮影装置であって、被験者の知覚度合を検出する知覚度合検出手段と、知覚度合が低い場合、放射線源および/または放射線検出手段の移動速度を知覚度合が高い場合よりも上げるように移動手段を制御する制御手段とを備えたものであることを特徴とするものである。
被験者の知覚度合の判断指標を被験者の視野とし、この視野に関する情報を取得する視野情報取得手段を備え、制御手段を、放射線源および/または放射線検出手段が被験者の視線から上下方向において10°以上外れた状態で、放射線源および/または放射線検出手段の移動速度を上げるように移動手段を制御するものとしてもよい。
このとき、制御手段は、放射線源および/または放射線検出手段が被験者の視線から上下方向において70°以上外れた状態で、放射線源および/または放射線検出手段の移動速度をさらに上げるように移動手段を制御するものとしてもよい。
また、被験者の知覚度合の判断指標を被験者の意識状態とし、この意識状態に関する情報を取得する意識状態情報取得手段を備え、制御手段を、意識状態を示す指標がJCS(Japan Coma Scale)で10以上またはGCS(Glasgow Coma Scale)で10以下の状態で、放射線源および/または放射線検出手段の移動速度を上げるように移動手段を制御するものとしてもよい。
本発明の放射線撮影装置によれば、放射線を発する放射線源と、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源および/または放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、放射線源および/または放射線検出手段を移動させながら撮影を行なう放射線撮影装置において、被験者の知覚度合を検出する知覚度合検出手段と、知覚度合が低い場合、放射線源および/または放射線検出手段の移動速度を知覚度合が高い場合よりも上げるように移動手段を制御する制御手段とを備え、被験者が恐怖感や威圧感を感じる状態のときは放射線源および/または放射線検出手段の移動速度を遅く、被験者が恐怖感や威圧感を感じにくい状態のときは放射線源および/または放射線検出手段の移動速度を速くするようにしたので、被験者対する恐怖感や威圧感を抑制しつつ、高速に撮影を行なうことが可能となる。
被験者の知覚度合の判断指標を被験者の視野とし、この視野に関する情報を取得する視野情報取得手段を備え、制御手段を、放射線源および/または放射線検出手段が被験者の視線から上下方向において10°以上外れた状態で、放射線源および/または放射線検出手段の移動速度を上げるように移動手段を制御するものとした場合には、適切に被験者の知覚度合を判定して、効果的に速度を向上させることができる。
このとき、制御手段を、放射線源および/または放射線検出手段が被験者の視線から上下方向において70°以上外れた状態で、放射線源および/または放射線検出手段の移動速度をさらに上げるように移動手段を制御するものとすれば、より高速に撮影を行なうことが可能となる。
また、被験者の知覚度合の判断指標を被験者の意識状態とし、この意識状態に関する情報を取得する意識状態情報取得手段を備え、制御手段を、意識状態を示す指標がJCS(Japan Coma Scale)で10以上またはGCS(Glasgow Coma Scale)で10以下の状態で、放射線源および/または放射線検出手段の移動速度を上げるように移動手段を制御するものとした場合には、適切に被験者の知覚度合を判定して、効果的に速度を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明の放射線撮影装置の第1の実施の形態に係る放射線CT装置の概略構成図である。
図1に示すように、放射線CT装置1は、放射線画像の撮影を行なう撮影装置と、被験者Pを支持するための支持台であるベッド22と、被験者Pの状態を撮影するためのカメラ40と、撮影装置およびカメラ40と接続され、撮影装置の制御や撮影により得られた画像の処理を行うコンピューター30と、このコンピューター30に接続されたモニター31とから構成される。
撮影装置は、円錐状の放射線(以後、円錐状放射線ともいう)を発する放射線源10、放射線源10から発せられた放射線を検出する検出パネル11、放射線源10および検出パネル11を保持するCアーム12からなる撮影部2と、この撮影部2を回転させる駆動部15と、駆動部15を保持するアーム20とを有するものである。
撮影部2は回転軸Cの周りに360°回転可能である。また、可動部20aを備えたアーム20は、天井に対し移動可能に取り付けられた基部21に保持されており、撮影室内において、広範の位置に移動可能であるとともに、撮影部2の回転方向(回転軸角度)も変更可能に構成されている。
放射線源10と検出パネル11とは回転軸Cを間に挟んで対向配置されており、放射線CT装置1により放射線CT撮影を行うときには、回転軸C、放射線源10、検出パネル11の互いの位置関係は固定される。なお、検出パネル11を構成する検出画素が並べられた検出面は、平面であってもよいし湾曲をなすものであってもよい。
コンピューター30は、制御手段としての不図示の中央処理装置(CPU)、不図示のHDDやSSD等のストレージデバイス、不図示のマウスやキーボード等の操作入力手段を備える。
CPUは、放射線源10の動作制御、検出パネル11の検出動作および画像信号読出動作の制御、駆動部15による撮影部2の回転制御、アーム20および基部21の駆動制御等の各種動作制御手段としての機能の他、連続撮影により得られた複数の画像信号に対して画像再構成演算を行うことによって被写体の3次元放射線CT像を得る画像処理手段としての機能や、被験者Pの知覚度合が低い場合、撮影部2の回転速度を知覚度合が高い場合よりも上げるように駆動部15を制御する制御手段としての機能も備える。
本実施の形態では、被験者の知覚度合の判断指標を被験者の視野としており、この視野に関する情報を取得する視野情報取得手段を備えている。この視野情報取得手段は、被験者Pを撮影するためのカメラ40と、コンピューター30とから構成されており、カメラ40により撮影された被験者Pの顔の映像について、コンピューター30で既知の画像認識技術を用いて被験者Pの視線方向を特定し、放射線源10および検出パネル11が視線からどの程度外れた位置にあるかを計算する。
ここで、被験者の知覚度合(視野)による撮影部2の回転速度の制御について詳細に説明する。図2は放射線CT装置の被験者の上下方向視野の説明図、図3は放射線CT装置の被験者の左右方向視野の説明図である。
一般的な放射線CT装置の撮影部の1回転にかかる所要時間は、撮影部がガントリー内に収容された装置で0.35秒程度、本実施の形態のように撮影部が外部に露出した装置で5秒程度である。
本実施の形態では、撮影部2の回転速度を低速、中速、高速の3段階に変化させることができ、撮影部2の1回転にかかる所要時間が低速で7秒、中速で3秒、高速で1秒となるように設定される。なお、この速度は一例であり、装置毎に適宜好ましい速度を設定すればよい。
撮影部2の回転速度を決定する際は、図2に示すように、まず上下方向(被験者Pの目の並びと直交する方向)において撮影部2の被験者側端部が被験者Pの視線E0からどの程度ずれているか判定し、このずれ角θ1に基づいて撮影部2の基本速度を決定する。
ずれ角θ1の算出方法については、上述の通りカメラ40の映像を解析することにより被験者Pの顔の位置および視線方向E0が特定でき、撮影部2の位置についてはコンピューター30の制御により決定されるため既知であり、被験者Pの顔の位置から撮影部2の被験者側端部位置までの方向E1が特定できる。従って視線方向E0と方向E1に基づいてずれ角θ1を算出することが可能となる。
具体的には、被験者Pの目の位置から撮影部2の被験者側端部位置までの高さをz、視線軸E0から撮影部2の被験者側端部位置までの距離をyとすると、式(1)の通り求められる。
θ1=tan−1(y/z) (1)
人間の視野範囲は上下方向で70°程度であり、これを超えるとほとんど知覚できなくなる。これとは逆に正面付近は強く知覚できるようになる。この点を踏まえ、本実施の形態では、基本速度について、上記のように求めたずれ角θ1が10°未満で低速、10°以上70°未満で中速、70°以上で高速と設定する。
人間の視野範囲は上下方向で70°程度であり、これを超えるとほとんど知覚できなくなる。これとは逆に正面付近は強く知覚できるようになる。この点を踏まえ、本実施の形態では、基本速度について、上記のように求めたずれ角θ1が10°未満で低速、10°以上70°未満で中速、70°以上で高速と設定する。
次に、図3に示すように、左右方向(被験者Pの目の並び方向)において撮影部2の被験者側端部が被験者Pの視線E0からどの程度ずれているか判定し、このずれ角θ2に基づいて撮影部2の可変速度を決定する。
このずれ角θ2の算出方法については、上述の通りカメラ40の映像を解析することにより被験者Pの顔の位置および視線方向E0が特定でき、撮影部2の位置についてはコンピューター30の制御により決定されるため既知であり、被験者Pの顔の位置から撮影部2の被験者側端部位置までの方向E2が特定できる。従って視線方向E0と方向E2に基づいてずれ角θ2を算出することが可能となる。
具体的には、被験者Pの目の位置から撮影部2の被験者側端部位置までの高さをz、視線軸E0から撮影部2の被験者側端部位置までの距離をxとすると、式(2)の通り求められる。
θ2=tan−1(x/z) (2)
人間の視野範囲は左右方向で110°程度であり、これを超えるとほとんど知覚できなくなる。これとは逆に正面付近は強く知覚できるようになる。この点を踏まえ、本実施の形態では、上記のように求めたずれ角θ2が、15°未満で基本速度、15°以上110°未満で基本速度から高速までの加減速期間、110°以上で高速とする。
人間の視野範囲は左右方向で110°程度であり、これを超えるとほとんど知覚できなくなる。これとは逆に正面付近は強く知覚できるようになる。この点を踏まえ、本実施の形態では、上記のように求めたずれ角θ2が、15°未満で基本速度、15°以上110°未満で基本速度から高速までの加減速期間、110°以上で高速とする。
上記の手順に従って、撮影時には撮影部2の回転速度が制御される。
なお、上記では速度を3段階に変更するようにしたが、これに限らず、2段階、もしくは4段階以上としてもよい。また、段階的に変化させるのではなく、徐々に変化させるようにしてもよい。
また、撮影時に被験者Pの視線方向や顔の向きが移動してしまうのを防止するため、放射線CT装置1上方や天井等に視線を誘導するポイント(画像や映像の表示)を配置することで撮影時の緊張を和らげたり視線位置の固定を促すようにしてもよい。
視線を誘導するポイントとしては、視線のマークや注意事項の表記などの静止画の他に、例えば小児等ではマスコットキャラクターの表示やビデオ上映、大人向けでは説明や注意事項のビデオ上映やテレビ等のエンターテイメント性のある動画の表示などを行ってもよい。
また、カメラ40の映像に基づいて被験者Pの視線方向を特定する場合、眼球の映像のみならず、鼻や口等の他の部位の位置と角度まで考慮して視線方向を決定するようにしてもよい。また、患者に酸素マスクやチューブ、眼帯等の医療用具が取り付けられている場合には、パターン認識によって顔認識画像からの重み付けを低減し誤認識を抑制する等の処理を行っても良い。
また、被験者Pの意識等が不明瞭で視線を自動認識できない場合には大まかな目の位置からベッドの垂直上方を視線の方向と設定するようにしてもよいし、枕や頭部の固定治具等による固定位置から視線方向を設定するようにしてもよい。
以下、放射線CT装置1の作用について説明する。
まず、被験者Pをベッド22上に横たわらせ、被験者Pの体の略中心を回転軸Cとして、この回転軸Cを挟んで放射線源10と検出パネル11とが対称位置に配されるように撮影部2の位置決めを行なう。撮影部2の移動は、撮影者によるコンピューター30の操作に基づいて行なわれる。
撮影部2の位置が決められるとコンピューター30では、上下方向(被験者Pの目の並びと直交する方向)において撮影部2の被験者側端部が被験者Pの視線からどの程度ずれているか判定し、このずれ角に基づいて撮影部2の基本速度を決定する。
撮影が開始されると、撮影部2を回転させつつ所定角度毎に、放射線源10から発せられ被験者Pを通った円錐状放射線の検出パネル11への曝射および検出パネル11に記録された画像信号の読出しを複数回繰り返して被験者Pを表す放射線画像を連続的に取得する。すなわち、連続撮影における各撮影毎に、検出パネル11に記録された画像信号が読み出されてコンピューター30に入力され、ストレージデバイスに蓄積される。このとき、左右方向(被験者Pの目の並び方向)において撮影部2の被験者側端部が被験者Pの視線からどの程度ずれているか判定し、このずれ角に基づいて撮影部2の回転速度を基本速度から変化させる。
上記の処理が繰り返し実行されて、被験者Pを被写体とする連続撮影が終了する。
連続撮影の終了後、CPUはストレージデバイスに蓄積されている複数の画像信号に基づいて画像再構成演算を行なうことにより3次元放射線CT像を生成し、モニター31上に表示させる。
これら一連の処理は、いずれもコンピューター30内のCPUからの制御に基づいて行なわれる。
次に、本発明の放射線撮影装置の第2の実施の形態に係る放射線CT装置について説明する。本実施の形態の放射線CT装置の構成は、上記第1の実施の形態の放射線CT装置の構成と同じであるため図面は省略する。
本実施の形態では、被験者の知覚度合の判断指標を被験者の意識状態とした点が、上記第1の実施の形態と異なる。
本実施の形態の放射線CT装置は、意識状態に関する情報を取得する意識状態情報取得手段を備えている。この意識状態情報取得手段は、被験者Pを撮影するためのカメラ40と、コンピューター30とから構成されており、カメラ40により撮影された被験者Pの映像および音声に基づいて、所定の判断基準により意識状態を判定する。
被験者Pの行動から意識状態を判定する手法については、図4、5に示すJCS(Japan Coma Scale)や、図6に示すGCS(Glasgow Coma Scale)等、どのような判定基準を用いてもよい。本実施の形態ではJCSを用いて判定を行なう。
意識状態に応じた撮影部2の回転速度の導出は、撮影前の段階に、図7に示すフローチャートの手順に従って行なわれる。
なお、下記の手順において、呼びかけ等の動作はコンピューター30が自動で行い、被験者Pの応答はカメラ40により撮影された映像や音声をもとに既知の情報解析技術により自動的に認識される。
被験者Pの応答の認識について具体的な例を挙げると、被験者Pの動作についてはカメラ40により撮影された映像から、顔の表情の変化や手の動きの変化等を認識すればよい。なお、動き検知や表情検知は動きベクトル探索等の既知のものを使用することができる。また、被験者Pの音声についてはカメラ40に内蔵されたマイクにより音声を収音し、音声認識により発声の有無や会話の内容等を認識すればよい。
まず、被験者Pが目を開けているか判定する(ステップS1)。目を開けている場合、名前や誕生日等を尋ね(ステップS2)、回答できた場合には概ねJCSで10ポイント未満と判断して回転速度を低速に設定する。
ステップS1で目を開けていない場合、「大丈夫ですか?」等の音声を出して被験者Pが目を開けるか判定する(ステップS3)。ここで目を開けた場合にはステップS2に移行し、目を開けなかった場合にはベッド22を前後に振動させたり機械的に軽くたたく様な機構を用いて刺激したりする(ステップS4)、ここで目を開けた場合にはステップS2に移行し、目を開けなかった場合には概ねJCSで100ポイント以上と判断して回転速度を高速に設定する。
ステップS2で回答できなかった場合、「手を握って下さい。」等の音声を出し、被験者Pが正しく反応するか判定する(ステップS5)。ここで正しく反応した場合には概ねJCSで10ポイント未満と判断して回転速度を低速に設定し、正しく反応しなかった場合には概ねJCSで10ポイント以上100ポイント未満と判断して回転速度を中速に設定する。
上記のようにして撮影時の撮影部2の回転速度が決定された後、これに従って通常通りの撮影が行なわれる。
なお、本実施の形態において、意識状態に応じた撮影部の回転速度の導出は、上記のフローチャートの手順に限らず、どのような手順で行なってもよい。
また、自動的に判定を行なうものに限らず、撮影者等が手動で確認を行い、その結果をコンピューター30に入力して、撮影時の撮影部2の回転速度を変更するようにしてもよい。
以上、本発明の放射線撮影装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、被験者の知覚度合の判断指標として視野もしくは意識状態を利用したが、これに限らず、被験者の知覚度合が判断できる指標であればどのようなものでもよい。ただし、本発明の効果を適切に得るためには、特に視覚に関する指標を用いることが好ましい。
また、上記実施の形態の装置構成は、被験者の胸部や四肢を撮影可能な比較的大型な装置であったが、このような態様に限らず、例えば***の周りを撮影部が回転しながら撮影を行なう比較的小型な装置とする等、どのような装置構成としてもよい。
また、放射線CT装置に限らず、トモセンシス撮影装置等、放射線源および/または検出パネルを移動させながら撮影を行なう放射線撮影装置であれば、どのような装置に本発明を適用することができる。
また、撮影対象部位が異なる場合には被験者の視野に対する影響の度合も変わるため、撮影対象部位に基づいて放射線源および/または検出パネルの移動速度を変更するようにしてもよい。この場合、例えば、速度が低い順に被験者の頭部正面、頭部背面、胸部、腹部、下肢とすればよい。
さらに、上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
1 放射線CT装置
2 撮影部
10 放射線源
11 検出パネル
12 Cアーム
15 駆動部
20 アーム
21 基部
22 ベッド
23 バランサーウエイト
24 振動検出センサー
30 コンピューター
31 モニター
40 カメラ
C 回転軸
P 被験者
2 撮影部
10 放射線源
11 検出パネル
12 Cアーム
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20 アーム
21 基部
22 ベッド
23 バランサーウエイト
24 振動検出センサー
30 コンピューター
31 モニター
40 カメラ
C 回転軸
P 被験者
Claims (4)
- 放射線を発する放射線源と、前記放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線源および/または前記放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、前記放射線源および/または前記放射線検出手段を移動させながら撮影を行なう放射線撮影装置であって、
被験者の知覚度合を検出する知覚度合検出手段と、
前記知覚度合が低い場合、前記放射線源および/または前記放射線検出手段の移動速度を前記知覚度合が高い場合よりも上げるように移動手段を制御する制御手段とを備えたものであることを特徴とする放射線撮影装置。 - 前記知覚度合が、前記被験者の視野であり、
前記視野に関する情報を取得する視野情報取得手段を備え、
前記制御手段が、前記放射線源および/または前記放射線検出手段が前記被験者の視線から上下方向において10°以上外れた状態で、前記放射線源および/または前記放射線検出手段の移動速度を上げるように移動手段を制御することを特徴とする請求項1記載の放射線撮影装置。 - 前記制御手段が、前記放射線源および/または前記放射線検出手段が前記被験者の視線から上下方向において70°以上外れた状態で、前記放射線源および/または前記放射線検出手段の移動速度をさらに上げるように移動手段を制御することを特徴とする請求項2記載の放射線撮影装置。
- 前記知覚度合が、前記被験者の意識状態であり、
前記意識状態に関する情報を取得する意識状態情報取得手段を備え、
前記制御手段が、前記意識状態を示す指標がJCS(Japan Coma Scale)で10以上またはGCS(Glasgow Coma Scale)で10以下の状態で、前記放射線源および/または前記放射線検出手段の移動速度を上げるように移動手段を制御することを特徴とする請求項1記載の放射線撮影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009226359A JP2011072501A (ja) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 放射線撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
2009
- 2009-09-30 JP JP2009226359A patent/JP2011072501A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
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EP3357427A4 (en) * | 2015-09-29 | 2018-10-17 | FUJIFILM Corporation | Control device, radiographic imaging apparatus, radiographic imaging method, and radiographic imaging program |
US10575812B2 (en) | 2015-09-29 | 2020-03-03 | Fujifilm Corporation | Control device, radiation imaging apparatus, radiation imaging method, and radiation imaging program |
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