JP2014239837A - X線診断装置、医用システム、医用システム用サーバおよびx線照射制御プログラム - Google Patents
X線診断装置、医用システム、医用システム用サーバおよびx線照射制御プログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】総電力制限値のもとで複数のX線医用機器を同時に動作させることができるX線診断装置を提供する。【解決手段】X線診断装置は、互いにネットワーク接続された複数のX線診断装置のうち現在X線撮像を実行中の他の装置から少なくとも現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を取得する照射情報取得部と、前記現在X線撮像を実行中の他の装置の照射情報にもとづいて、前記複数のX線診断装置の使用電力の合計が前記総電力制限値以下となるよう自装置の許容電力値を設定する許容電力値設定部と、前記許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部を駆動してX線撮像を行う撮像実行部と、少なくとも前記撮像実行部による現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を前記他の装置に提供する照射情報提供部と、を備えたものである。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、X線診断装置、医用システム、医用システム用サーバおよびX線照射制御プログラムに関する。
最近、病院や診療所などの1つの施設に、X線診断装置やX線CT(Computed Tomography)装置などのX線を用いた医用診断装置(X線医用機器)が複数設置される場合がある。
一般に、1つの施設で全てのX線医用機器が使用可能な電力値の合計(総電力制限値)は、電力設備の要請等によりあらかじめ決まっている。一方、総電力制限値を超えてしまうからといって、駆動中のX線医用機器への電力供給を突然減らしてしまうと、目的の線量が得られず所望の画質の画像を生成することが難しくなる。
そこで、複数のX線医用機器が設置された施設には、たとえば複数台のX線医用機器の駆動を禁止し1台のX線医用機器の動作のみを許容するための同時曝射禁止装置が設けられるとよい。また、同時曝射禁止装置には、1台のX線医用機器の動作中に他のX線医用機器の動作開始要求があると、動作中機器の動作終了を待ってから動作開始要求のあった他のX線医用機器への電力供給を開始できるものもある。この種の同時曝射禁止装置によれば、ユーザは一度の動作開始要求を行うだけでよく、実際の動作開始はこの禁止装置により適切なタイミングに調整されるため、大変便利である。
しかし、ユーザが所望の動作開始タイミングとは異なるタイミングで実際の動作が開始されると、様々な不都合が生じてしまう。たとえば、連続曝射を行う必要がある撮影において、曝射間に他のX線医用機器に割り込まれてしまうと、この割り込んだ機器の動作終了までユーザを待機させなければならない。また、動作開始要求から実際の動作開始までの待ち時間が長いと、X線医用機器によっては待機時間がタイムアウトして動作開始要求からやり直さなければならない場合がある。また、造影剤を用いた検査の場合、また、動作開始要求から実際の動作開始までの待ち時間が長いと、撮影が中断している間に造影剤が所望の部位から流出してしまい、予定していた画像が得られない場合がある。
本発明の一実施形態に係るX線診断装置は、上述した課題を解決するために、総電力制限値以下に使用電力の合計が規制されるとともに互いにネットワーク接続された複数のX線診断装置のうちの任意のX線診断装置であって、前記複数のX線診断装置のうち現在X線撮像を実行中の他の装置から少なくとも現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を取得する照射情報取得部と、前記現在X線撮像を実行中の他の装置の照射情報にもとづいて、前記複数のX線診断装置の使用電力の合計が前記総電力制限値以下となるよう自装置の許容電力値を設定する許容電力値設定部と、前記許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部を駆動してX線撮像を行う撮像実行部と、少なくとも前記撮像実行部による現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を前記他の装置に提供する照射情報提供部と、を備えたものである。
本発明に係るX線診断装置、医用システム、医用システム用サーバおよびX線照射制御プログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
なお、以下の説明ではX線医用機器としてX線診断装置を用いる場合の例について説明するが、本発明はX線CT装置などのX線を用いた種々の医用診断装置に適用することができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るX線診断装置11−13を含む医用システム10の一例を示す全体構成図である。
図1は、本発明の第1実施形態に係るX線診断装置11−13を含む医用システム10の一例を示す全体構成図である。
医用システム10は、複数のX線診断装置が互いにネットワーク100を介してデータ送受信可能に接続されて構成される。以下の説明では、複数のX線診断装置として、第1X線診断装置11、第2X線診断装置12、第3X線診断装置13の3つのX線診断装置を有する場合の例について示す。
第1X線診断装置11は、少なくともX線撮像部21および画像処理装置31を有する。また、図1に示すように、第2X線診断装置12と第3X線診断装置13はそれぞれ、X線撮像部21および画像処理装置31と同等の構成を有するX線撮像部22および画像処理装置32とX線撮像部23および画像処理装置33を有する。
複数のX線診断装置11−13は、たとえば一つの施設内に設置されることにより、使用電力の合計が所定の電力値(総電力制限値という)以下に制限される。
図2は、第1X線診断装置11の一構成例を示すブロック図である。なお、第2X線診断装置12および第3X線診断装置13は、第1X線診断装置11と同等の構成を有するため説明を省略する。
第1X線診断装置11のX線撮像部21は、図2に示すように、X線検出部211、X線管球212およびX線管球212用の絞り213を有するX線照射部214、Cアーム215、寝台216、天板217、絞り駆動部218および高電圧装置219およびコントローラ220を有する。
なお、以下の説明ではX線検出部211およびX線照射部214がCアーム215に支持される場合の例について示すが、Cアーム215は必須の構成ではなく、X線検出部211とX線照射部214のX線管球212とが被検体Pを挟んで対向配置されればよい。第2X線診断装置12および第3X線診断装置13についても同様である。たとえば、Cアーム215にかえて、X線検出部211およびX線照射部214がそれぞれ独立な支持部材に支持されてもよい。
X線検出部211は、寝台216の天板217に支持された被検体Pを挟んでX線管球212と対向配置されるようCアーム215の一端に設けられる。X線検出部211は、イメージインテンシファイア、TVカメラなどを備え、X線検出部211に照射されたX線を検出し、この検出したX線にもとづき、X線透視画像やX線撮影画像(以下、X線透視画像およびX線撮影画像をX線診断画像と総称する)の画像データを出力する。この画像データはコントローラ220を介して画像処理装置31に与えられる。なお、X線検出部211は、平面検出器(FPD:flat panel detector)を含むものであってもよい。
X線照射部214は、Cアーム215の他端に設けられ、X線管球212および絞り213を有する。
X線管球212は、高電圧装置219により電圧を印加されてX線を発生する。X線管球212が発生するX線は、被検体Pに向かって照射される。
絞り213は、たとえば複数枚の鉛羽で構成されるX線照射野絞りである。絞り213は、絞り駆動部218を介してコントローラ220により制御されて、X線管球212から照射されるX線のスライス方向の照射範囲を調整する。
Cアーム215は、X線照射部214とX線検出部211とを一体として保持する。Cアーム215がコントローラ220に制御されて駆動されることにより、X線照射部214およびX線検出部211は一体として被検体Pの周りを移動する。なお、図2にはCアーム215がX線照射部214を天板217の下方に位置するよう支持するアンダーチューブタイプの場合の一例について示したが、X線照射部214を天板217の上方に位置するよう支持するオーバーチューブタイプであってもよい。
寝台216は、床面に設置され、天板217を支持する。寝台216は、コントローラ220により制御されて、天板217を水平方向、上下方向に移動させたり回転(ローリング)させたりする。
絞り駆動部218は、コントローラ220に制御されて、絞り213の開口を調整することにより、撮影プロトコルに応じてX線管球212から放射されるX線の照射範囲を調整する。
高電圧装置219は、コントローラ220に制御されて、X線の照射に必要な電力をX線管球212に供給する。
コントローラ220は、画像処理装置31により制御されて、X線検出部211、絞り駆動部218および高電圧装置219を制御することにより、被検体PのX線診断画像の撮像を実行して画像データを生成し、画像処理装置31に与える。
一方、第1X線診断装置11の画像処理装置31は、図2に示すように、入力部311、表示部312、ネットワーク接続部313、記憶部314および主制御部315を有する。
入力部311は、たとえばキーボード、トラックボール、タッチパネル、テンキー、などの一般的な入力装置や、X線曝射タイミングを指示するためのハンドスイッチなどにより構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を主制御部315に出力する。たとえば、ユーザにより入力部311を介して撮像プロトコルが設定されると、主制御部315はこのプロトコルにもとづいて、たとえばX線撮像のX線照射条件をコントローラ220に指示する。
X線照射条件には、少なくともX線管球212に印加すべき管電流mA、管電圧kVおよびパルス幅(管電流、管電圧の印加期間)が含まれる。そして、コントローラ220は、主制御部315に指示されたX線照射条件に、指示された管電流、管電圧およびパルス幅でX線管球212に電力を供給するよう高電圧装置219に指示する。
表示部312は、たとえば液晶ディスプレイやOLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、主制御部315の制御に従ってX線撮像画像などの各種画像を表示する。
ネットワーク接続部313は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続部313は、この各種プロトコルに従って画像処理装置31と他のX線診断装置12、13とを接続する。この接続には、ネットワーク100を介した電気的な接続などを適用することができる。
なお、ネットワーク100は、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹LANなどの無線/有線LANやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
記憶部314は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、主制御部315のCPUにより読み書き可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶部314は、医用システム10の複数のX線診断装置11−13の総電力制限値を記憶する。また、記憶部314は、複数のX線診断装置11−13のそれぞれのX線照射系の電力消費係数αの情報を記憶する。なお、この電力消費係数αは、X線診断装置が実際に消費する電力PとX線管球に印加された管電流mAおよび管電圧kVとの間にP=mA×kV×αの関係を有する。これら総電力制限値および電力消費係数情報は、各X線診断装置11、12、13の施設内への設置時にそれぞれの記憶部へ記録されるとよい。
また、記憶部314は、複数のX線診断装置11−13の2以上が同時にX線撮像を実行する際にいずれの装置に対して優先的に電力を供給するかを決めるための優先度情報を記憶する。また、記憶部314は、現在X線撮像を実行中の他のX線診断装置12−13から提供された照射情報を記憶する。また、記憶部314は、各種X線撮像プロトコルの設定を記憶する。
なお、記憶部314に記憶されるデータの一部または全部はネットワーク100を介してダウンロードされるように構成してもよい。
主制御部315は、CPU、RAMおよびROMをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたX線照射制御プログラムに従ってX線撮像部21のコントローラ220を制御する。
図3は、第1実施形態に係る主制御部315のCPUによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。なお、この機能実現部は、CPUを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。
図3に示すように、主制御部315のCPUは、ROMをはじめとする記憶媒体に記憶されたX線照射制御プログラムによって、少なくとも開始要求受付部411、照射情報取得部412、許容電力値設定部413、撮像実行部414、照射情報提供部415および画像生成部416として機能する。この各部411−416は、RAMの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。
開始要求受付部411は、ユーザにより入力部311を介して撮像プロトコルの設定を受け付けるとともに、ハンドスイッチなどの入力部311を介してこの撮像プロトコルにもとづくX線撮像の実行指示を受け付ける。
照射情報取得部412は、他のX線診断装置12、13の照射情報提供部から照射情報を取得し、記憶部314に記憶させる。照射情報には、情報提供元のX線診断装置の現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報および電力消費係数の情報、このX線撮像による検査の内容(撮影手技)の情報が含まれる。また、他のX線診断装置12および13がX線撮像を開始する場合および終了する場合には、そのタイミングでその旨の情報が他のX線診断装置12、13の照射情報提供部から照射情報として提供される。また、複数のX線診断装置のそれぞれが一つの検査室に設けられ、検査室番号(検査室1、2、・・・X)がX線診断装置に1体1に対応する場合には、照射情報には検査室の情報(部屋番号など)が含まれてもよい。なお、記憶部314は、他機の電力消費係数の情報をあらかじめ記憶しておいてもよい。
ここで、複数のX線診断装置11−13の2以上が同時にX線撮像を実行する際にいずれの装置に対して優先的に電力を供給するかを決めるための優先度情報について説明する。
図4は、優先度情報の設定の一例を示す説明図である。
図4には、複数のX線診断装置のそれぞれが一つの検査室に設けられ、検査室番号(検査室1、2、・・・X)がX線診断装置に1対1に対応する場合の例について示した。また、図4には、優先度がX線診断装置(検査室)と検査内容の組み合わせのそれぞれに対して一意に付与される場合の例について示した。この場合、たとえば同一の検査であっても異なるX線診断装置(検査室)であれば異なる優先度が与えられる。
また、図4に示した例のほかにも、優先度は、たとえば子供と老人に高優先度が与えられるよう被検体Pの年齢に応じて決定してもよいし、手術を伴うとの情報が付与された検査に対して高優先度が与えられるようにしてもよいし、他の基準にもとづいて決定してもよい。この優先度情報は記憶部314に記憶される。
複数のX線診断装置11−13の2以上に対して同時にX線撮像を実行させる際には、優先度順にX線照射系への電力供給の制御方法を変えるとよい。優先度を与えることにより、最高優先度が与えられたX線診断装置はプロトコル設定値どおりのX線照射条件によるX線撮像を実行させる一方、他のX線診断装置はプロトコル設定値よりも低い消費電力でX線撮像を実行させるなどの柔軟な運用が可能となる。この場合、たとえば、撮像画像の画質を落としたくない重要な検査のX線撮像を行うX線診断装置に対して最高優先度が与えられていれば、少なくともこのX線診断装置の画質を保証することができる。
そこで、許容電力値設定部413は、照射情報取得部412により取得された現在X線撮像を実行中の他機の照射情報にもとづいて優先度情報を参照し、各X線診断装置の優先度を決定する。そして、この優先度に応じて、複数のX線診断装置の使用電力の合計が総電力制限値以下となるよう自機のX線照射系への許容電力値を決定する。
この優先度は、各施設の管理者などのユーザが目的に応じて自由に設定することが可能である。
続いて、許容電力値設定部413による優先度に応じた自機のX線照射系への許容電力値の決定方法について説明する。
図5は、2つのX線診断装置が同時にX線撮像を行う場合において、後からX線撮像を開始するX線診断装置のほうが優先度が高い場合の許容電力値の決定方法の一例を説明するための図である。
いま、図5に示す例においては、第2X線診断装置12が先にX線撮像を開始しており、このX線撮像の途中で、より優先度が高い第1X線診断装置11がX線撮像を開始するものとする。
まず、先にX線撮像を開始していた第2X線診断装置12は、自機1台のみがX線撮像を行っている期間は、自機のX線照射系への許容電力値は総電力制限値P0を自機の電力消費係数α2で除した値である。この値は、施設の電力に余裕があるものとすると、プロトコル設定値どおりの撮像で消費される管電圧と管電流の積よりも十分に大きい。このため、この期間において第2X線診断装置12は、プロトコルの設定値どおりの管電圧kV、管電流mAおよびパルス幅でX線撮像を行う。
しかし、より高い優先度が与えられた第1X線診断装置11のX線撮像が開始されると、優先度が高い第1X線診断装置11のほうが、よりプロトコルの設定値通りにX線撮像を実行させるにふさわしいと考えられる。そこで、後からX線撮像を開始する第1X線診断装置11はプロトコルの設定値どおりの管電圧kV、管電流mAおよびパルス幅でX線撮像を行う。
一方、先にX線撮像を開始していた第2X線診断装置12は、総電力制限値P0を自機の電力消費係数α2で除した値から、第1X線診断装置11が消費する管電圧kVと管電流mAの積を減じた値を、自機のX線照射系への許容電力値とする。このように許容電力値を設定することにより、第1X線診断装置11および第2X線診断装置12の消費電力の合計を確実に総電力制限値P0以下とすることができる。
このとき、第1X線診断装置11の撮像実行部414は、プロトコル設定値と異なる照射条件であってもより良い画質の画像を生成できるようX線照射条件を制御する。たとえば、撮像実行部414は、X線検出部211のX線検出信号出力を用いたフィードバック制御を行うことにより、X線検出信号出力が目標値に保たれるよう許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部214を駆動してX線撮像を行う。
ここで、目標値としては、たとえばプロトコル設定値どおりに撮像を行った場合のX線検出部211の信号レベルとするとよい。
図6は、2つのX線診断装置が同時にX線撮像を行う場合において、先にX線撮像を開始するX線診断装置のほうが優先度が高い場合の許容電力値の決定方法の一例を説明するための図である。
いま、図6に示す例においては、第2X線診断装置12が先にX線撮像を開始しており、このX線撮像の途中で、より優先度が低い第1X線診断装置11がX線撮像を開始するものとする。
まず、先にX線撮像を開始していた第2X線診断装置12は、自機1台のみがX線撮像を行っている期間は、図5に示す例と同様に、プロトコルの設定値どおりの管電圧kV、管電流mAおよびパルス幅でX線撮像を行う。
次に、より低い優先度が与えられた第1X線診断装置11のX線撮像が開始されると、優先度が高い第2X線診断装置12のほうが、よりプロトコルの設定値通りにX線撮像を実行させるにふさわしいと考えられる。そこで、第2X線診断装置12は、ひきつづきプロトコル設定値どおりの管電圧kV、管電流mAおよびパルス幅でX線撮像を行う。
一方、後からX線撮像を開始する第1X線診断装置11は、第2X線診断装置12がX線撮像を行っている間は、総電力制限値P0を自機の電力消費係数α1で除した値から、第2X線診断装置12が消費する管電圧kVと管電流mAの積を減じた値を、自機のX線照射系への許容電力値とする。このとき、第1X線診断装置11の撮像実行部414は、プロトコル設定値と異なる照射条件であってもより良い画質の画像を生成できるよう、すなわちX線検出信号出力が目標値に保たれるよう、許容電力値に応じてフィードバック制御によりX線照射条件を調整しつつX線照射部214を駆動してX線撮像を行う。
そして、第2X線診断装置12から撮像終了の旨の照射情報を受け、自機1台のみがX線撮像を行っている状況になると、許容電力値を再設定する。具体的には、再設定される許容電力値は、総電力制限値P0を自機の電力消費係数α1で除した値である。この値は、施設の電力に余裕があるものとすると、プロトコル設定値どおりの撮像で消費される管電圧と管電流の積よりも十分に大きい。このため、自機1台のみがX線撮像を行っている状況になると、第1X線診断装置11は、許容電力値を再設定し、プロトコルの設定値どおりの管電圧kV、管電流mAおよびパルス幅でX線撮像を行う。
また、3台以上のX線診断装置による同時撮像の場合には、たとえば最も優先度の高いX線診断装置はプロトコル設定値通りの撮像を行う一方、他のX線診断装置は許容電力値による制限を行うとよい。もちろん、最も優先度の高いX線診断装置であってもフィードバック制御を行ってもよい。
また、3台以上のX線診断装置による同時撮像の場合には、たとえば最も優先度の高いX線診断装置はプロトコル設定値通りの撮像を行う一方、他のX線診断装置は許容電力値による制限を行うとよい。もちろん、最も優先度の高いX線診断装置であってもフィードバック制御を行ってもよい。
続いて、撮像実行部414によりプロトコル設定値と異なる照射条件であってもより良い画質の画像を生成できるよう、X線照射条件をフィードバック制御する方法の一例について説明する。
フィードバック制御方法としては、たとえばPID制御を用いることができる。PID制御を用いる場合、定期的にX線検出部211の出力信号レベル(輝度)を検出し、この信号レベルに応じて次の式(1)にもとづいてPID制御を行うことにより、次のX線照射条件(管電圧、管電流およびパルス幅)を決定することを繰り返す。
Δy = P・(Δe_new + I・e_new + D・Δ2e_new) (1)
ただし、ΔyはX線照射条件(管電圧、管電流およびパルス幅)の単位時間の変化分、e_newは目標値から測定値(X線検出部211の信号レベル)を減じた値、Δe_newはe_newの単位時間の変化分、Δ2e_newはΔe_newの単位時間の変化分、Pは比例動作パラメータ、Iは積分動作パラメータ、Dは微分動作パラメータをそれぞれあらわす。
Δy = P・(Δe_new + I・e_new + D・Δ2e_new) (1)
ただし、ΔyはX線照射条件(管電圧、管電流およびパルス幅)の単位時間の変化分、e_newは目標値から測定値(X線検出部211の信号レベル)を減じた値、Δe_newはe_newの単位時間の変化分、Δ2e_newはΔe_newの単位時間の変化分、Pは比例動作パラメータ、Iは積分動作パラメータ、Dは微分動作パラメータをそれぞれあらわす。
たとえば、開始時の管電圧および管電流を決めておき、目標値(プロトコル設定値どおりに撮像を行った場合のX線検出部211の信号レベル)に対して現在の測定値が低い場合には、まずパルス幅を徐々に上げ、最大パルス幅に到達したら、管電圧または管電流を一定量(たとえば3kV)だけ上げてパルス幅を所定幅下げる制御を繰り返す。
なお、パルス幅は、一定以上延ばしてしまうと動態ボケが無視できなくなる。この動態ボケを避けるため、パルス幅には最大値(上限値)を設けておくことが好ましい。
一方、目標値に対して現在の測定値が高い場合は、まずパルス幅を徐々に下げ、最低パルス幅に到達したら、管電圧また管電流を一定量(たとえば3kV)だけ下げてパルス幅を所定幅上げる制御を繰り返す。
管電圧または管電流を上げる制御をした場合に、管電圧×管電流が許容電力値設定部413により設定された許容電力値まで到達した時は、それ以上は管電圧および管電流を変化させずにパルス幅のみを制御する。
ただし、最大パルス幅に到達してしても、信号レベルが目標値に達しない場合もありうる。この場合、撮像実行部414はX線照射の条件(管電圧、パルス幅および管電流)の変更を禁止し、画像処理による画質調整にて対応すべき旨の指示を画像生成部416に与える。
画像生成部416は、撮像実行部414から信号レベルが目標値とは異なっており画質調整すべき旨の指示を受けると、撮像実行部414により取得された画像データに対して画質を改善するよう(輝度を一定に保つよう)画像処理パラメータを変更して画像処理を行って画像を生成し、表示部312に表示させる。
この画像処理方法としては、たとえば適用するX線検出部211のゲインテーブルを変更して収集画像データの明るさを上げる方法、適用する階調処理パラメータを変更して輝度レベルが一定になるように調整する方法、ノイズ低減処理の適用パラメータを調整する方法などがあげられる。いずれの方法も、プロトコル設定値どおりの撮像における画質と差異がないように処理を行う点で共通する。
一方、PID制御により目標値を保つことができた場合は、画像生成部416は、撮像実行部414により取得された画像データに対して通常の画像処理を行って画像を生成し、表示部312に表示される。
なお、より安全に総電力制限値を守るために、自機がX線撮像を開始すると許容電力値を超えてしまうおそれが高い場合は、X線撮像を禁止してもよい。自機がX線撮像を開始すると許容電力値を超えてしまうおそれが高いか否かの判定方法としては、たとえば自機のX線撮像に要する最小必要電力と許容電力値とを比較する方法や、X線撮像を同時に実施可能な台数に制限を設ける方法などが考えられる。
最小必要電力を利用する方法では、最小必要電力の情報は、あらかじめ各X線診断装置の記憶部に記憶させておくか、あるいはネットワーク上からダウンロードする。そして、許容電力値設定部は、開始要求受付部411がX線撮像の実行指示を受け付けると、他機12、13からの照射情報を参照して許容電力値を算出し、この許容電力値と自機の最小必要電力とを比較し、許容電力値が自機の最小必要電力を下回る場合は自機のX線撮像を禁止する。
また、X線撮像を同時に実施可能な台数に制限を設ける場合、許容電力値設定部413は、開始要求受付部411がX線撮像の実行指示を受け付けると、他機12、13からの照射情報を参照して、自機がX線撮像を開始した場合に制限台数を超えてしまうか否かを判定し、超えてしまう場合にはX線撮像を禁止してもよい。
また、このように禁止する場合、許容電力値設定部413は、単に自機のX線撮像を禁止するのではなく一時保留とし、他機からX線撮像を終了した旨の照射情報が提供され次第速やかにX線撮像を開始してもよい。
また、照射情報提供部415は、現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報をすべてのX線診断装置で共有可能なように、他のX線診断装置12、13の照射情報取得部に対してネットワーク100を介して照射情報を提供する。照射情報には、第1X線診断装置の現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報、このX線撮像による検査の内容の情報が含まれる。また、撮像実行部414によりX線撮像を開始する場合および終了する場合には、そのタイミングでその旨の情報を他のX線診断装置12、13の照射情報取得部に対してネットワーク100を介して提供する。
次に、本実施形態に係るX線診断装置11−13を含む医用システム10の動作の一例について説明する。
図7は、図1に示す複数のX線診断装置11−13が協調して総電力制限値のもとで複数のX線医用機器を同時に動作させる際の手順を示すフローチャートである。図7において、Sに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。
まず、ステップS1において、開始要求受付部411は、ユーザにより入力部311を介して撮像プロトコルの設定を受け付けるとともに、ハンドスイッチなどの入力部311を介してこの撮像プロトコルにもとづくX線撮像の実行指示を受け付けたか否かを判定し、受け付けた場合はステップS2に進む。一方、実行指示がない場合はひきつづき実行指示を監視する。
次に、ステップS2において、照射情報取得部412は、他のX線診断装置12、13の照射情報提供部から現在実行中のX線撮像の照射情報を取得する。
次に、ステップS3において、許容電力値設定部413は、他機12、13からの照射情報を参照して、自機がX線撮像を開始した場合に制限台数を超えてしまうか否かを判定し、超えてしまう場合にはX線撮像を禁止して一連の手順は終了となる。なお、このように禁止する場合、許容電力値設定部413は、単に自機のX線撮像を禁止するのではなく一時保留とし、他機からX線撮像を終了した旨の照射情報が提供され次第速やかにX線撮像を開始してもよい。一方、制限台数以下である場合はステップS4に進む。制限台数が設定されていない場合は、このステップS3は実行されずともよい。
次に、ステップS4において、許容電力値設定部413は、照射情報取得部412により取得された現在X線撮像を実行中の他機の照射情報にもとづいて優先度情報を参照し(図4参照)、各X線診断装置の優先度を決定する。そして、この優先度に応じて、複数のX線診断装置の使用電力の合計が総電力制限値以下となるよう自機のX線照射系への許容電力値を決定する。
次に、ステップS5において、撮像実行部414は、X線検出部211のX線検出信号出力を用いたフィードバック制御を行うことにより、X線検出信号出力が目標値に保たれるよう許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部214を駆動してX線撮像を行う。また、撮像実行部414は、最初にこのステップS5を実行する際には、照射情報提供部415を介して他機12、13に対してX線撮像を開始した旨の情報および許容電力値の情報を提供する。
次に、ステップS6において、撮像実行部414は、X線撮像が終了したか否かを判定する。X線撮像が終了していない場合は、ステップS7に進む。一方、終了した場合は、撮像実行部414は照射情報提供部415を介して他機12、13に対してX線撮像を終了した旨の情報を提供し、ステップS8に進む。
次に、ステップS7において、許容電力値設定部413は、撮像実行部414によるX線撮像中に、新たに照射情報取得部412によりX線撮像を開始または終了する旨の情報を含む照射情報が取得したか否かを判定する。この照射情報を取得すると、ステップS4に戻り、許容電力値設定部413は、許容電力値を再設定する。一方、この照射情報を取得していない場合は、許容電力値の再設定は不要でありステップS5に戻り、撮像実行部414によるX線撮像を継続する。
他方、ステップS6でX線撮像が終了したと判定されると、ステップS8において、画像生成部416は、撮像実行部414から信号レベルが目標値とは異なっており画質調整すべき旨の指示を受けたか、すなわち目標値を保つことができたか否かを判定する。
信号レベルが目標値を保ってX線撮像を行うことができた場合はステップS9に進み、画像生成部416は通常の画像処理を行ってX線撮像画像を生成しステップS11に進む。一方、撮像実行部414から信号レベルが目標値を保つことができず画質調整すべき旨の指示を受けていると、画像生成部416は、撮像実行部414により取得された画像データに対して画質を改善するよう(輝度を一定に保つよう)画像処理パラメータを変更して画像処理を行ってX線撮像画像を生成し(ステップS10)、ステップS11に進む。
そして、ステップS11において、画像生成部416は生成したX線撮像画像を表示部312に表示させる。
以上の手順により、複数のX線診断装置11−13が協調して総電力制限値のもとで複数のX線医用機器を同時に動作させることができる。
本実施形態に係るX線診断装置11−13および医用システム10によれば、複数のX線診断装置が同時にX線撮像することができる。また、複数のX線診断装置の使用電力の合計が総電力制限値以下となるよう設定された許容電力値の範囲内で動作するため、総電力制限値をこえてしまう弊害を未然に防ぐことができる。
また、許容電力値は、あらかじめ検査の内容等に応じた優先度に応じて設定される。この優先度はユーザが自由に設定することが可能であり、ユーザの使用目的に柔軟に対応した同時曝射制御を極めて容易に行うことができる。
したがって、本実施形態に係るX線診断装置11−13および医用システム10によれば、ユーザは意図したタイミングで総電力制限値をこえてしまうおそれなくX線照射を連続して行うことができ、大変便利である。また、使用電力が高い新しい装置や複数の装置を同時に1つの施設に導入する場合、各装置に特別な設定を施すことなく総電力制限値を考慮した同時曝射制御が可能である。このため、導入コストを大幅に削減することができる。
また、本実施形態に係るX線診断装置11−13および医用システム10は、フィードバック制御を行う際にパルス幅に最大値(上限値)を設けることにより、許容電力値内でX線照射制御を行う場合であっても動態ボケを避けることができる。さらに、パルス幅を含むX線照射条件の調整によっては信号レベルが目標値に達しない場合であっても、画像処理によって画質の改善を図ることができる。したがって、本実施形態に係るX線診断装置11−13および医用システム10によれば、限られた電力の中で複数のX線診断装置に同時にX線を照射させる事ができるとともに電力制限の画質に与える影響を低減させることができる。
なお、主制御部315による制御の一部または全部は、コントローラ220によって行われてもよい。この場合、コントローラ220のCPUは、コントローラ220のROMをはじめとする記憶媒体に記憶されたX線照射制御プログラムに従って制御を行う。また、主制御部315による制御の一部または全部は、独立して設けられた情報処理装置により実行されても構わない。
また、本実施形態では、許容電力値に応じてX線照射条件を調整する方法として、PID制御などのフィードバック制御を用いる場合の例について説明したが、フィードバック制御によらずとも、自機の記憶部にデータベースを保持しておきこのデータベースを参照して調整を行なってもよい。この場合、撮像実行部414は、許容電力値を超えないよう、データベースにもとづくX線照射条件制御を行う際に、データベースのパターンのうち所定のパターンを除外する(フィルタする)とよい。
(第2の実施形態)
(第2の実施形態)
次に、本発明に係るX線診断装置、医用システム、医用システム用サーバおよびX線照射制御プログラムの第2実施形態について説明する。
図8は、本発明の第2実施形態に係るX線診断装置11A−13Aおよび医用システム用サーバ50を含む医用システム10Aの一例を示す全体構成図である。
この第2実施形態に示す医用システム10Aは、医用システム用サーバ50を備える点で第1実施形態に示す医用システム10と異なる。他の構成および作用については図1に示す医用システム10と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
医用システム用サーバ50は、一般的なパーソナルコンピュータにより構成することができ、第1実施形態に係る主制御部315のCPUによる機能実現部のうち、少なくとも照射情報取得部412に類似の機能である照射情報統括部501および許容電力値設定部413に類似の機能である許容電力値統括部502を有する。
医用システム用サーバ50の照射情報統括部501は、複数のX線診断装置11A−13Aの照射情報提供部から提供される照射情報を集中管理する。
医用システム用サーバ50の許容電力値統括部502は、集中管理する照射情報に基づいて各X線診断装置11A−13Aの許容電力値をそれぞれ算出し、各X線診断装置11A−13Aの撮像実行部に与える。
このため、各X線診断装置11A−13Aの画像処理装置31A−33Aは、照射情報取得部および許容電力値設定部が不要となる。
本実施形態に係る医用システム10Aによっても、第1実施形態に係る医用システム10と同様の効果を奏する。また、本実施形態に係る医用システム10Aの医用システム用サーバ50によれば、各X線診断装置11A−13Aの集中管理を容易に行うことができ、たとえば医用システム用サーバ50の表示部に各X線診断装置11A−13Aの稼働状況を一覧表示することにより現状を容易かつ迅速に把握することができる。
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。
10、10A 医用システム
11、11A、12、12A、13、13A X線診断装置
412 照射情報取得部
413 許容電力値設定部
414 撮像実行部
415 照射情報提供部
416 画像生成部
50 医用システム用サーバ
11、11A、12、12A、13、13A X線診断装置
412 照射情報取得部
413 許容電力値設定部
414 撮像実行部
415 照射情報提供部
416 画像生成部
50 医用システム用サーバ
Claims (13)
- 総電力制限値以下に使用電力の合計が規制されるとともに互いにネットワーク接続された複数のX線診断装置のうちの任意のX線診断装置であって、
前記複数のX線診断装置のうち現在X線撮像を実行中の他の装置から少なくとも現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を取得する照射情報取得部と、
前記現在X線撮像を実行中の他の装置の照射情報にもとづいて、前記複数のX線診断装置の使用電力の合計が前記総電力制限値以下となるよう自装置の許容電力値を設定する許容電力値設定部と、
前記許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部を駆動してX線撮像を行う撮像実行部と、
少なくとも前記撮像実行部による現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を前記他の装置に提供する照射情報提供部と、
を備えたX線診断装置。 - 前記許容電力値設定部は、
前記他の装置の照射情報ならびに前記他の装置および自装置の優先度情報にもとづいて、前記複数のX線診断装置の使用電力の合計が前記総電力制限値以下となるよう前記許容電力値を設定する、
請求項1記載のX線診断装置。 - 前記優先度情報は、
前記複数のX線診断装置のそれぞれに対して一意に付与された、
請求項2記載のX線診断装置。 - 前記照射情報は、
さらに現在のX線撮像による検査の内容の情報を含み、
前記優先度情報は、
検査の内容のそれぞれに対して一意に付与された、
請求項2記載のX線診断装置。 - 前記照射情報提供部は、
前記撮像実行部によるX線撮像の開始および終了のそれぞれのタイミングで開始する旨および終了する旨の情報を含む照射情報を前記他の装置に提供し、
前記許容電力値設定部は、
前記撮像実行部によるX線撮像中に新たに前記照射情報取得部によりX線撮像を開始または終了する旨の情報を含む前記照射情報が取得されると、前記許容電力値を再設定する、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のX線診断装置。 - 前記撮像実行部は、
X線検出器のX線検出信号出力を用いたフィードバック制御を行うことにより、前記X線検出信号出力が目標値に保たれるよう前記許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部を駆動してX線撮像を行う、
請求項1ないし5のいずれか1項に記載のX線診断装置。 - 前記X線検出信号出力が前記目標値と異なると、前記撮像実行部により取得された画像データに対して画質を改善するよう画像処理してX線撮像画像を生成する画像生成部、
をさらに備えた請求項6記載のX線診断装置。 - 前記許容電力値設定部は、
自装置の電力消費係数の情報および前記他の装置の電力消費係数の情報を考慮して前記許容電力値を設定する、
請求項1ないし7のいずれか1項に記載のX線診断装置。 - 現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を共有可能に互いにネットワーク接続された複数のX線診断装置を備えた医用システムであって、
前記複数のX線診断装置のそれぞれは、他のX線診断装置のX線照射条件の情報にもとづいて前記複数のX線診断装置の使用電力の合計が総電力制限値以下となるよう自装置の許容電力値を設定し、前記許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部を駆動してX線撮像を行う医用システム。 - 前記複数のX線診断装置のそれぞれは請求項1ないし8のいずれか1項に記載のX線診断装置である、
請求項9記載のX線診断装置。 - 総電力制限値以下に使用電力の合計が規制されるとともに互いにネットワーク接続された複数のX線診断装置を制御する医用システム用サーバであって、
前記複数のX線診断装置のうち現在X線撮像を実行中の装置から少なくとも現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を取得する照射情報取得部と、
前記現在X線撮像を実行中の装置の照射情報にもとづいて、前記複数のX線診断装置の使用電力の合計が前記総電力制限値以下となるよう、前記現在X線撮像を実行中の装置の許容電力値を設定する許容電力値設定部と、
を備えた医用システム用サーバ。 - 前記複数のX線診断装置の任意のX線診断装置は、
前記許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部を駆動してX線撮像を行う撮像実行部と、
少なくとも前記撮像実行部による現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を前記照射情報取得部に提供する照射情報提供部と、
を有する請求項11記載の医用システム用サーバ。 - 総電力制限値以下に使用電力の合計が規制される互いにネットワーク接続された複数のX線診断装置のうちの任意のX線診断装置のX線照射制御プログラムであって、コンピュータを、
前記複数のX線診断装置のうち現在X線撮像を実行中の他の装置から少なくとも現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を取得する照射情報取得部、
前記現在X線撮像を実行中の他の装置の照射情報にもとづいて、前記複数のX線診断装置の使用電力の合計が前記総電力制限値以下となるよう自装置の許容電力値を設定する許容電力値設定部、
前記許容電力値に応じてX線照射条件を調整しつつX線照射部を駆動してX線撮像を行う撮像実行部、および
少なくとも前記撮像実行部による現在実行中のX線撮像のX線照射条件の情報を含む照射情報を前記他の装置に提供する照射情報提供部、
として機能させるためのX線照射制御プログラム。
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JP2013124105A JP2014239837A (ja) | 2013-06-12 | 2013-06-12 | X線診断装置、医用システム、医用システム用サーバおよびx線照射制御プログラム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016140553A1 (ko) * | 2015-03-04 | 2016-09-09 | 삼성전자 주식회사 | 의료 영상 시스템 및 의료 영상 시스템의 동작 방법 |
EP3267428A4 (en) * | 2015-03-04 | 2018-08-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Medical image system and method for operating medical image system |
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2013
- 2013-06-12 JP JP2013124105A patent/JP2014239837A/ja active Pending
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WO2016140553A1 (ko) * | 2015-03-04 | 2016-09-09 | 삼성전자 주식회사 | 의료 영상 시스템 및 의료 영상 시스템의 동작 방법 |
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