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

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。

特公平２−３５４３９号公報

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。

本発明の第１実施形態に係るＸ線診断装置を含む医用システムの一例を示す全体構成図。 第１Ｘ線診断装置の一構成例を示すブロック図。 第１実施形態に係る主制御部の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。 優先度情報の設定の一例を示す説明図。 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。 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。 図１に示す複数のＸ線診断装置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。 本発明の第２実施形態に係るＸ線診断装置および医用システム用サーバを含む医用システムの一例を示す全体構成図。

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。

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。

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。

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）

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

Claims (13)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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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