JP2016059580A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】、従来の手技効率を維持しつつ、患者の皮膚線量が局所的に集中することを防ぐことができるＸ線診断装置を提供すること。【解決手段】本実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線を発生するＸ線発生部１４とＸ線発生部１４から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部１５とを有し、被検体を撮像する撮像系統と、撮像系統を移動可能に支持する支持部と、被検体の皮膚線量に関する情報を取得する送受信部２０と、被検体の皮膚線量に基づいて、移動先の照射範囲を決定する照射範囲決定部２７と、決定された移動先の照射範囲に対応する撮像位置に撮像系統を移動させるために支持部を制御する撮影制御部２８と、を具備し、移動先の照射範囲は、移動の直前の照射範囲に近接し、移動先の照射範囲に対応する皮膚線量が予め設定された閾値未満であること、を特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

カテーテル治療は、外科的な治療に比べて患者への負担が小さく、有効な治療の１つである。Ｘ線診断装置を用いたカテーテル治療では、Ｘ線透視が行われる場合が多い。医師等のユーザは、Ｘ線透視により得られるリアルタイムに更新される被検体に関する透視画像を見ながらカテーテル治療を行う。Ｘ線透視は、ワンショット撮影のＸ線撮影に比べて線量が低いＸ線を、被検体に対して連続的または断続的に照射する撮影方法である。しかしながら、治療時間が長いカテーテル治療では、線量の低いＸ線を被検体に対して照射するＸ線透視であっても、Ｘ線の照射範囲に対応する皮膚線量が時間経過とともに増加するという問題がある。このような問題を解決する１つの技術として、皮膚線量がある閾値に達したときに、撮影方向を１８０度回転させる技術がある。この技術は、撮影方向の変更前後で得られる透視画像の変化が小さいため、医師等のユーザの手技の効率低下を抑えながらも、患者に対する部分的な過度な被ばくを防ぐことができる。

しかしながら、撮影方向を１８０度回転させるためには、例えば、Ｘ線管とＸ線検出器とを対峙するように保持するＣ形アームを有するＸ線診断装置の場合、当該Ｃ形アームを１８０度回転させなければならない。このＣ形アームの回転時に、Ｃ形アームに対して干渉する可能性のある物や人を、Ｃ形アームの回転のためだけに移動させるのは非効率である。

本発明の目的は、従来の手技効率を維持しつつ、患者の皮膚線量が局所的に集中することを防ぐことができるＸ線診断装置を提供することにある。

本実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と前記Ｘ線発生部から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部とを有し、前記被検体を撮像する撮像系統と、前記撮像系統を移動可能に支持する支持部と、前記被検体の皮膚線量に関する情報を取得する取得部と、前記被検体の皮膚線量に基づいて、前記撮像系統の移動先の照射範囲を決定する照射範囲決定部と、前記決定された移動先の照射範囲に対応する撮像位置に、前記撮像系統を移動させるために前記支持部を制御する制御部と、を具備し、前記移動先の照射範囲は、前記移動の直前の照射範囲に近接し、前記移動先の照射範囲に対応する皮膚線量が予め設定された閾値未満であること、を特徴とする。

図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置のブロック構成の一例を示す図である。 図２は、被検体の皮膚線量に関する情報を表した画面の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る照射範囲決定部による移動先の照射範囲の決定方法を説明するための第１の補足説明図である。 図４は、本実施形態に係る照射範囲決定部による移動先の照射範囲の決定方法を説明するための第２の補足説明図である。 図５は、本実施形態の照射範囲決定部による移動先の照射範囲の決定方法を説明するための第３の補足説明図である。 図６は、本実施形態に係り、ユーザによる傾け方向の入力方法を説明するための補足説明図である。 図７は、本実施形態に係る照射範囲決定部による移動先の照射範囲の決定方法を説明するための第４の補足説明図である。 図８は、本実施形態に係る撮影制御部の処理を説明するための第１の補足説明図である。 図９は、本実施形態に係る撮影制御部の処理を説明するための第２の補足説明図である。 図１０は、本実施形態に係るＸ線診断装置を用いたワークフローを説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（本実施形態）
図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置のブロック構成の一例を示す図である。本実施形態に係るＸ線診断装置１（以下、本Ｘ線診断装置１と呼ぶ）は、ガントリとデータ処理装置とを有する。ガントリは、寝台１０、寝台駆動部１１、Ｃ形アーム１２、Ｃ形アーム駆動部１３、Ｘ線発生部１４、Ｘ線検出部１５、及び高電圧発生部１６を有する。

寝台１０は、図示しない天板を移動可能に支持する。天板には被検体が載置される。寝台１０は、撮影制御部２８の制御に従って寝台駆動部１１が駆動されることにより、天板を移動させる。

Ｃ形アーム１２は、撮像系統を保持する。撮像系統は、Ｘ線発生部１４とＸ線検出部１５とを有する。撮像系統により、天板に載置された被検体のＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：関心領域）が撮影される。Ｃ形アーム１２は、その一端にＸ線発生部１４を保持し、他端にＸ線検出部１５を保持する。Ｃ形アーム１２は、Ｘ線発生部１４とＸ線検出部１５とが対向するように保持する。

Ｘ線発生部１４は、図示しないＸ線管と、Ｘ線フィルタと、Ｘ線絞り器とを有する。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する真空管である。Ｘ線管は、高電圧発生部１６からの高電圧（管電圧）の印加及び管電流の供給を受けて、焦点からＸ線を発生する。発生されたＸ線は、Ｘ線フィルタを透過し、Ｘ線絞り器によりビーム形成がされる。Ｘ線フィルタは、被検体のＸ線被曝量の低減や画質の向上等を目的に配置される。例えば、Ｘ線フィルタは、Ｘ線焦点から発生されたＸ線の連続スペクトルに関して、診断に必要のない長波長成分を除去する。Ｘ線絞り器は、撮影制御部２８の制御に従って、Ｘ線の照射範囲を限定する。これにより、Ｘ線焦点から発生されたＸ線が、医師等のユーザが所望する撮影範囲以外に照射されてしまうことによる患者の被ばく線量の増加を防ぐことができる。

Ｘ線検出部１５は、複数のＸ線検出素子を有する。複数のＸ線検出素子は、２次元のアレイ状に配列される。２次元のアレイ状の検出器はＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：平面検出器）と呼ばれる。ＦＰＤの各素子は、Ｘ線発生部１４から発生され被検体を透過したＸ線を検出する。ＦＰＤの各素子は、検出したＸ線強度に対応した電気信号を出力する。なお、Ｘ線検出部１５は、前述したＦＰＤに代えて、イメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせ（Ｉ．Ｉ−ＴＶ）から構成されてもよい。Ｘ線管の焦点とＸ線検出部１５の検出面の中心とを結ぶ線を撮影軸と呼び、対応する方向を撮影方向と呼ぶ。

Ｃ形アーム１２は、図示しないＣ形アーム支持機構により移動自在に支持される。Ｃ形アーム支持機構は、Ｃ形アーム１２を移動させるための複数の回転軸を有する。Ｃ形アーム支持機構は、撮影制御部２８の制御に従ってＣ形アーム駆動部１３が駆動されることにより、Ｃ形アーム支持機構を構成する各機構が回転される。このようなＣ形アーム支持機構を構成する各機構の回転動作により、Ｃ形アーム１２を複数の回転軸まわりに回転させることができる。Ｃ形アーム１２が複数の回転軸まわりに回転されることにより、被検体の関心領域に対する撮影方向を自由に変更することができる。

なお、本実施形態では、Ｘ線発生部１４とＸ線検出部１５とを保持する機構としてＣ形アーム１２を例に説明した。しかしながら、Ｘ線発生部１４とＸ線検出部１５とが対向するように保持でき、撮影軸を被検体に対して自在に移動（回転）できる機構であれば、その機構はＣ形アーム１２に限定されない。例えば、Ｃ形アーム１２及びＣ形アーム支持機構は、天井吊下げ型のΩ形アーム及びΩ形アーム支持機構で代替が可能である。また、Ｃ形アーム１２及びＣ形アーム支持機構は、Ｘ線発生部１４を移動自在に保持する第１保持部と、Ｘ線検出部１５を移動自在に保持する第２保持部とにより代替可能である。この時、例えば、第１保持部は床置き可能な機構を有し、第２保持部は天井から吊り下げ可能な機構を有する。このとき、第１保持部は、床面に対して平行移動可能な機構や床面に対して昇降移動可能な機構を有してもよい。また、第２保持部は、第１保持部は、天井面に対して平行移動可能な機構や天井面に対して昇降移動可能な機構を有してもよい。第１保持部と第２保持部とにより、Ｘ線発生部１４とＸ線検出部１５とが対向するように保持される。そして、第１保持部の移動動作と第２保持部の移動動作とが、同期するように制御されることで、被検体に対して撮影軸を変更することができる。

データ処理装置は、送受信部２０、入力部２１、撮影条件設定部２２、システム制御部２３，画像発生部２４、記憶部２５、表示部２６、照射範囲決定部２７、及び撮影制御部２８を有する。

送受信部２０（取得部とも呼ぶ）は、本Ｘ線診断装置１に接続された被ばく管理システム７０との間の通信インターフェースとして機能する。送受信部２０は、撮影条件設定部２２により設定された透視条件及びＣ形アーム１２と天板との間の幾何学的位置関係に関するデータを被ばく管理システム７０に送信する。被ばく管理システム７０では、透視条件、Ｃ形アーム１２と天板との間の幾何学的位置関係に基づいて、被検体の皮膚線量に関するデータが発生される。したがって、被検体の皮膚線量に関するデータは、被検体に対してＸ線が照射された範囲に対応する入射皮膚線量の推定値（参考値）である。送受信部２０は、被検体の皮膚線量に関するデータを被ばく管理システム７０から受信する。また、送受信部２０は、被ばく管理システム７０から、被検体の入射皮膚線量の推定値を患者モデルに対して反映することにより、皮膚線量のカラーマップを３次元的に表した表示画面のデータを受信してもよい。さらに、送受信部２０は、被ばく管理システム７０に対して、Ｘ線透視の開始及び終了を通知する信号を出力する。

入力部２１は、本Ｘ線診断装置１に対してユーザが指示情報を入力するためのユーザインターフェースとして機能する。具体的に、指示情報は、透視条件及び移動条件等である。ここでの透視条件には、管電圧、管電流、照射時間、ＳＩＤ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｃｅｐｔｏｒ：Ｘ線検出面とＸ線焦点との間の距離）、ＲＯＩ及びＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ：有効視野）等が含まれる。なお、透視条件に、透視する部位に関する情報が含まれても良い。具体的には、管電圧、管電流、及び照射時間の初期値は、患者情報、手技の種類等に応じて自動的に設定される。そして、手技開始前に上記条件を調整するためのＸ線撮影が行われる。医師等のユーザは、透視画像を確認しながら、管電圧、管電流、照射時間、ＳＩＤ、ＲＯＩ、及びＦＯＶ等を設定する。透視画像の画像範囲はＦＯＶに対応する。したがって、例えば、ユーザは、透視画像を確認しながら、透視画像の中心位置にＲＯＩの中心位置が重なるようにＣ形アーム１２及び天板等を移動させる。このとき、ＲＯＩの中心位置が、アイソセンタと重なるように、各機構の位置が設定されるのが好適である。そして、ユーザは、透視画像でＲＯＩを確認しながらＳＩＤを調整し、ＦＯＶを設定する。なお、ＲＯＩは、例えば、被検体の正面側に対応する透視画像及び側面側に対応する透視画像上のユーザ操作に従って設定される。移動条件は、後述の撮影方向決定部による、移動先の照射範囲の決定方法に関連する条件である。移動条件は、Ｃ形アーム１２の移動速度、皮膚線量の閾値（以下、線量閾値と呼ぶ）、及び移動先の照射範囲の決定方法等を含む。入力部２１は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、及びスイッチ等の入力デバイスを有する。例えば、ユーザは、これら入力デバイスを操作することで、指示情報を本Ｘ線診断装置に入力することができる。また、入力部２１は、透視スイッチを有する。透視スイッチは、例えばフットスイッチであり、透視スイッチが踏まれている期間においてＸ線透視がＯＮされる。

撮影条件設定部２２は、入力部２１を介して入力された透視条件及び移動条件を設定する。

システム制御部２３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と半導体メモリ等を有する。システム制御部２３は、入力部２１を介して、本Ｘ線診断装置１に入力された情報を、一時的に半導体メモリに記憶する。システム制御部２３は、入力された情報に基づいて本Ｘ線診断装置１の各部を統括して制御する。

画像発生部２４は、Ｘ線検出部１５からの出力信号に対して、前処理を実行する。前処理とは、各種補正処理、増幅処理、及びＡ／Ｄ変換処理等である。そして、画像発生部２４は、Ｘ線検出部１５の出力信号に対応する前処理後のデータに基づいて、Ｘ線画像のデータを発生する。ここでは、特にＸ線透視下で撮影されたＸ線画像を透視画像と呼ぶ。Ｘ線画像を構成する各画素に割り付けられた画素値は、Ｘ線の透過経路上の物質に関するＸ線減弱係数に応じた値等である。

記憶部２５は、半導体記憶素子であるＦｌａｓｈ ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの半導体記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。記憶部２５は、画像発生部２４により発生されたＸ線画像（透視画像）のデータを記憶する。

表示部２６は、透視画像を表示する。また、表示部２６は、送受信部２０を介して取得された被検体の皮膚線量に関する情報を表示する。このとき、表示部２６は、被ばく管理システム７０の表示画面を表示してもよい。

図２は、被検体の皮膚線量に関する情報を表した画面の一例を示す図である。図２は、患者に対して、天板の背面からＸ線が照射されている様子を表している。表示部２６の表示画面４０上には、天板モデル１０Ｍ、Ｘ線管モデル１４Ｍ、患者モデル４１Ｐ、患者情報表示欄４３、線量バーグラフ４４、及び撮影方向４５が表示される。これらは、被ばく管理システム７０のレイアウトに従って配置されてもよいし、データに基づいて、Ｘ線診断装置で設定されたレイアウトに従って配置されてもよい。患者情報表示欄４３は、患者に関する複数の項目を含む。図２に示すように、複数の項目には、患者モデル、身長、体重、患者全体における最大皮膚線量値、及びＦＯＶにおける最大皮膚線量値等が含まれる。患者モデルは、患者モデル４１Ｐのタイプを表す。ここでは、患者モデル４１ＰのタイプはＢである。身長と体重は、患者モデル４１ＰのタイプＢに該当する範囲を表す。患者モデル４１Ｐには、皮膚線量の値に応じたカラーマップが重ねて表示される。線量バーグラフ４４は、皮膚線量とカラー（模様）との間の対応関係を表す。現在の照射範囲は、照射範囲４２Ｆとして表される。医師等のユーザは、皮膚線量の値に応じたカラーマップが重ねられた患者モデル４１Ｐを見て、患者の被ばく状況を直観的に確認することができる。

照射範囲決定部２７は、送受信部２０を介して入力された被検体の皮膚線量に基づいて、移動先の照射範囲を決定する。照射範囲決定部２７は、Ｘ線透視中に照射範囲を変更するために、移動先の照射範囲を決定する。後述の撮影制御部２８は、現在の照射範囲の皮膚線量が線量閾値に達したのを契機に、撮像系統を移動させる。具体的には、撮影制御部２８は、現在の照射範囲の一部分でも線量閾値に達すれば、それを契機に撮像系統を移動させる。なお、現在の照射範囲は、移動先の照射範囲に撮像系統が移動される直前の、撮像系統が撮像している照射範囲である。以下、現在の照射範囲を、直前の照射範囲とも呼ぶ。したがって、撮像系統が移動されるタイミングで、直前の照射範囲の皮膚線量は線量閾値である。

照射範囲決定部２７は、以下２つの要件を少なくとも満たすように、移動先の照射範囲を決定する。
（１）移動先の照射範囲の皮膚線量値が線量閾値よりも低い。
ここでの線量閾値は、被検体の最大許容皮膚線量値が好適である。しかしながら、線量閾値は、ユーザ指示に従って適宜変更が可能である。

（２）移動先の照射範囲は、直前の照射範囲に近接する。

ここでの近接とは、移動先の照射範囲と直前の照射範囲との間の距離が短いことを指す。言い換えると、移動先の照射範囲に対応する撮影方向（以下、移動先の撮影方向と呼ぶ。）は直前の照射範囲に対応する撮影方向（以下、直前の撮影方向と呼ぶ。）に近接する。ここでの近接とは、移動先の撮影方向と直前の撮影方向とが成す角度が小さいことを指す。

次に、照射範囲決定部２７による移動先の照射範囲の決定方法について図３乃至図７を参照して説明する。
図３は、本実施形態に係る照射範囲決定部２７による移動先の照射範囲の決定方法を説明するための第１の補足説明図である。以下、説明する図３、図４、図５及び図７は、天板に仰向きに載置された被検体を背中側（天板裏面）から見た図を模式的に表しており、図２で説明した患者モデル４１Ｐの一部分を示した図である。患者モデル４１Ｐには、皮膚線量の値に応じたカラーマップが重ねられている。図３のカラーマップにおいて、皮膚線量が線量閾値以上の範囲を部分範囲３０Ｎとして表す。患者モデル４１Ｐ上の、現在（直前）の照射範囲を照射範囲３０Ｆと表す。照射範囲決定部２７は、少なくとも要件（１）及び（２）を満たすように、移動先の照射範囲を決定する。

まず、照射範囲決定部２７は、送受信部２０を介して入力された被検体の皮膚線量に基づいて、皮膚線量が線量閾値よりも低い範囲（以下、低線量範囲と呼ぶ。）を特定する。図３において、皮膚線量が線量閾値以上の範囲が部分範囲３０Ｎであるから、照射範囲決定部２７は、被検体の皮膚表面の全範囲における部分範囲３０Ｎ以外の範囲を低線量範囲として特定する。

次に、照射範囲決定部２７は、低線量範囲から移動先の照射範囲を決定する。同じＲＯＩを撮影する場合において、撮影方向が異なれば、照射範囲の形状、位置及び大きさが変化する。照射範囲決定部２７は、移動先の照射範囲の形状、位置及び大きさを、移動先の撮像系統と天板との間の機械的な位置関係等に基づいて特定する。そして、照射範囲決定部２７は、移動先の照射範囲が低線量範囲に含まれ、且つ、直前の照射範囲３０Ｆに最も近接する範囲に決定する。かくして、照射範囲決定部２７により、直前の照射範囲Ｆから最も近い距離３０ｖとなる移動先の照射範囲３０Ａが決定される。なお、撮像系統が移動されるタイミングで、直前の照射範囲全体の皮膚線量が線量閾値であるため、直前の照射範囲３０Ｆは、低線量範囲に含まれない。したがって、移動先の照射範囲は、直前の照射範囲と重ならない。

図４は、本実施形態に係る照射範囲決定部２７による移動先の照射範囲の決定方法を説明するための第２の補足説明図である。図４のカラーマップにおいて、線量閾値未満であって、所定の皮膚線量値を有する範囲を部分範囲６０として表す。患者モデル４１Ｐにおいて、直前の照射範囲を照射範囲６１と表す。照射範囲決定部２７は、少なくとも要件（１）及び（２）を満たすように、移動先の照射範囲を決定する。

まず、照射範囲決定部２７は、送受信部２０を介して入力された被検体の皮膚線量に基づいて、低線量範囲を特定する。直前の照射範囲６１において、部分範囲６０に対応する皮膚線量が、直前の照射範囲の他の範囲よりも先に線量閾値に達する。したがって、照射範囲決定部２７は、被検体の皮膚表面の全範囲における部分範囲６０以外の範囲を低線量範囲として特定する。

次に、照射範囲決定部２７は、低線量範囲から移動先の照射範囲を決定する。同じＲＯＩを撮影する場合において、撮影方向が異なれば、照射範囲の形状、位置及び大きさが変化する。照射範囲決定部２７は、移動先の照射範囲の形状、位置及び大きさを、移動先の撮像系統と天板との間の機械的な位置関係等に基づいて特定する。そして、照射範囲決定部２７は、移動先の照射範囲が低線量範囲に含まれ、且つ、直前の照射範囲６１に最も近接する範囲に決定する。かくして、照射範囲決定部２７により、移動先の照射範囲６２が決定される。このように、直前の照射範囲６１の線量分布が部分的に異なる場合、移動先の照射範囲は、直前の照射範囲と部分的に重なってもよい。

なお、照射範囲決定部２７は、上記の要件（１）及び（２）に加えて、下記要件（３）を満たすように、移動先の照射範囲を決定してもよい。

（３）直前の照射範囲から移動先の照射範囲への向きは、直前の照射範囲を基準に設定された方向(以下、傾け方向と呼ぶ。)に決定される。

以下、傾け方向の決定方法について説明する。
傾け方向は、手技開始前のユーザ指示に従って決定される。このとき、ユーザは、手技開始時の手技環境に応じて、撮像系統を傾ける方向を決定することができる。なお、傾け方向は、予め決められた照射範囲の変更経路に従って決められてもよい。このとき、記憶部２５は、照射範囲の変更経路に関するデータを記憶する。

図５は、本実施形態の照射範囲決定部２７による移動先の照射範囲の決定方法を説明するための第３の補足説明図である。照射範囲決定部２７は、予め設定された照射範囲の変更経路に基づいて、傾け方向を決定する。具体的には、照射範囲決定部２７は、直前の照射範囲、照射範囲の変更の履歴、及び照射範囲の変更経路に基づいて、移動先の照射範囲を決定する。図５は、照射範囲の変更経路の一例を示している。図５に示すように、照射範囲の変更経路５０は、例えば渦状である。マーカ５１は、照射範囲の基準点に対応する。照射範囲決定部２７は、初期設定された照射範囲の中心位置を基準点として記録する。そして、照射範囲決定部２７は、基準点を始点として、変更経路５０の形状に従って、傾け方向を決定する。このように決定された照射範囲の中心位置は、基準点から遠ざかっていくように設定される。このとき、照射範囲決定部２７は、要件（１）、（２）及び（３）を満たすように、移動先の照射範囲を決定する。すなわち、照射範囲決定部２７は、移動先の照射範囲に、線量閾値以上の皮膚線量を有する範囲が含まれないように、移動先の照射範囲を決定する。

これにより、ユーザは、撮像系統が移動する向きを予め知ることができるため、手技開始前に撮像系統と干渉のリスクのある機器を移動でき、撮像系統と他の物との間の干渉のリスクを低減する効果を得られる。また、予め決められた照射範囲の変更経路が、図５に示すような、基準点から徐々に遠ざかる渦状等の場合において、Ｃ形アーム１２の移動前後における透視画像のアングル変化は小さく、且つ、初期設定時の透視画像からのアングル変化も抑制することができる。これにより、ユーザは、初期設定時の透視画像から変化の小さい透視画像を見ることができる。したがって、ユーザの手技効率を維持することができる。

傾け方向は、Ｘ線透視中のユーザ指示に従って決定されてもよい。これにより、ユーザは、Ｘ線透視中の手技環境に応じて、撮像系統を傾ける方向を決定することができる。具体的には、ユーザは、撮像系統の移動時における医師等にユーザの立ち位置、手技に必要な機器の配置等を考慮して撮像系統の傾ける方向を決定することができる。これにより、撮像系統が他の人（物）に干渉してしまうリスクを低減することができる。また、手技中の部位、挿入されているカテーテル等のデバイスの向きによって、手技のしやすい撮影方向がある。例えば、カテーテルの場合、撮影方向は、カテーテルの挿入方向に対して直交する方向に近い位置に設定されるのが好適である。これは、カテーテルの挿入方向に対して直交する方向に対応する透視画像がカテーテルの陰影をよく反映した画像であるためである。これにより、ユーザによるカテーテルの操作性を向上させることができる。したがって、ユーザは、撮像系統の移動時における、手技または手技環境の状態を考慮して、撮像系統の傾ける方向を決定することができることで、手技効率を維持する効果を得られる。

図６は、本実施形態に係り、ユーザによる傾け方向の入力方法を説明するための補足説明図である。図６は、表示部２６に表示された傾け方向を入力するための入力画面を示している。傾け方向の入力画面４７は、図２で説明した被ばく管理システム７０の表示画面４０に、傾け方向を入力するための複数のマーク（マーク４８Ｍ１〜マーク４８Ｍ８）を、現在の照射範囲４２Ｆを中心に配置した画面である。ユーザは、表示された複数のマークのうち、撮影方向を傾けたい方向に対応するマークを選択することで、傾け方向を入力することができる。例えば、マーク４８Ｍ５が選択された場合、傾け方向はＲＡＯ方向であるから、移動先の撮影方向は、現在の撮影方向からＲＡＯ方向に傾けた方向に決定される。

なお、ユーザによる傾け方向の入力は、被ばく管理システム７０の表示器に表示された画面上で行われてもよい。このとき、被ばく管理システム７０の画面には、入力画面４７と同一、または類似する入力画面が表示される。ユーザは、被ばく管理システム７０の画面上で傾け方向を入力し、当該傾け方向に関するデータが、送受信部２０を介した本Ｘ線診断装置１に入力される。

傾け方向は、移動先の撮影方向が、初期設定された照射範囲に対応する撮影方向（以下、初期の撮影方向と呼ぶ。）に近くなるように決定されてもよい。一般的に、初期の撮影方向は、最もＲＯＩを観察したい方向に設定される。したがって、移動先の撮影方向が、初期設定した撮影方向に近くなるように決定されることで、ユーザによるＲＯＩの観察のしやすさを維持する効果を得られる。

傾け方向は、移動先の撮影方向が、天頂方向（天板に直交する方向）に近くなるように決定されてもよい。一般的に、撮影方向が天頂方向に平行なとき、撮像系統と天板等との間の接触リスクは低く、安全な配置と言える。したがって、移動先の撮影方向が、天頂方向に近くなるように決定されることで、撮像系統が他の物と干渉してしまうリスクを低減する効果を得られる。
傾け方向は、直前の照射範囲を基準に、低線量範囲の面積が多い方向に決定されてもよい。例えば、図３のような皮膚線量分布の場合で説明する。このとき、直前の照射範囲３０Ｆを基準にＲＡＯ方向、ＬＡＯ方向、ＣＲＡ方向及びＣＡＵ方向に被検体Ｐの範囲を分割する。このとき、例えば、ＲＡＯ方向に対応する低線量範囲は、低線量範囲３０ＮをＣＲＡ／ＣＡＵ軸で２つに分割した内のＲＡＯ方向に対応する範囲である。照射範囲決定部２７は、各方向に対応する低線量範囲の総面積を計算する。そして、照射範囲決定部２７は、低線量範囲の総面積が最も広い向きに傾け方向を決定する。例えば、図３の場合において、照射範囲決定部２７は、ＲＡＯ方向、ＬＡＯ方向、ＣＲＡ方向及びＣＡＵ方向のうち、低線量範囲の総面積が最も広いＬＡＯ方向に傾け方向を決定する。これにより、直前の照射範囲の周囲に低線量範囲が多く分布させることができる。したがって、手技時間が長く、照射範囲を何度か変更しなければならない場合において、移動先の照射範囲を直前の照射範囲から近い位置に設定できる可能性が高くなる。そのため、移動前後の透視画像のアングルの変化を抑えられ、ユーザの手技効率を維持する効果を得られる。

以上、傾け方向の決定方法についていくつか述べたが、傾け方向の決定方法は、入力部２１を介したユーザ指示に従って適宜変更が可能である。また、傾け方向の決定方法各々に対して優先度を割り当ててもよい。

図７は、本実施形態の照射範囲決定部２７による移動先の照射範囲の決定方法を説明するための第４の補足説明図である。図７のカラーマップにおいて、皮膚線量が線量閾値以上の範囲を部分範囲３１Ｎとして表す。患者モデル４１Ｐにおいて、現在（直前）の照射範囲を照射範囲３１Ｆと表す。照射範囲決定部２７は、要件（１）、（２）及び（３）を満たすように、移動先の照射範囲を決定する。このとき、要件（２）と要件（３）との間には、優先度が設定されてもよい。優先度の設定は、入力部２１を介したユーザ操作により適宜変更が可能である。つまり、ユーザは、傾け方向を優先して移動先の照射範囲を決定するか、または、直前の照射範囲からの距離を優先して移動先の照射範囲を決定するかを選択する。

例えば、要件（２）を優先した場合を想定する。このとき、照射範囲決定部２７は、移動先の照射範囲を照射範囲３１Ｂに決定する。移動先の照射範囲３１Ｂは、直前の照射範囲３１Ｆから最短距離３０ｖｂとなる照射範囲である。なお、要件（２）を優先した場合に、移動先の照射範囲が複数あるときにおいて、要件（３）が適用される。このとき、照射範囲決定部２７は、複数の移動先の照射範囲の候補のうち、設定した傾け方向に最も近い方向に対応する照射範囲を移動先の照射範囲として決定する。

次に、要件（３）を優先した場合を想定する。ここでは、図６で説明したように、移動先の撮影方向は、現在の撮影方向からＲＡＯ方向に傾けられた方向に決定されているものとする。このとき、照射範囲決定部２７は、移動先の照射範囲を照射範囲３１Ａに決定する。移動先の照射範囲３１Ａは、直前の照射範囲３１ＦからＲＡＯ方向に傾けた方向に対応する。また、移動先の照射範囲３１Ａは、ＲＡＯ方向に傾けた方向であり、且つ、低線量範囲に照射範囲の全体が含まれ、且つ、直前の照射範囲３１Ｆから最短距離３０ｖａの照射範囲である。これにより、要件（１）、（２）及び（３）を満たす。

なお、部分範囲３１Ｎに対応する皮膚線量が線量閾値よりも低い場合、部分範囲３１Ｎも低線量範囲に含めた上で、照射範囲決定部２７は、移動先の照射範囲を決定してもよい。また、低線量範囲として扱う皮膚線量の閾値（以下、低線量閾値と呼ぶ。）を設けてもよい。低線量閾値は、既出の線量閾値よりも低い値に設定される。このとき、部分範囲３１Ｎに対応する皮膚線量が低線量閾値よりも低いとき、照射範囲決定部２７は、部分範囲３１Ｎを低線量範囲として扱う。一方、部分範囲３１Ｎに対応する皮膚線量が低線量閾値以上であるとき、照射範囲決定部２７は、部分範囲３１Ｎを低線量範囲として扱わない。

また、照射範囲決定部２７は、上記の要件（１）及び（２）に加えて、下記要件（４）を満たすように、移動先の照射範囲を決定してもよい。なお、照射範囲決定部２７は、要件（１）、（２）、（３）及び（４）を満たすように移動先の照射範囲を決定することもできる。

（４）移動先の照射範囲は、直前の照射範囲と重ならない。
照射範囲決定部２７が、要件（４）を満たすように、移動先の照射範囲を決定する場合、図３に示したように直前の照射範囲と移動先の照射範囲とが重ならないように移動先の照射範囲が決定される。このように、移動先の照射範囲が直前の照射範囲と重ならないことで、被検体の皮膚線量を分散させることができる。一方、照射範囲決定部２７が、要件（４）を満たさないように、移動先の照射範囲を決定する場合、図４に示したように直前の照射範囲と移動先の照射範囲とが部分的に重なるように移動先の照射範囲が決定されてもよい。このように、移動先の照射範囲を、皮膚線量は線量閾値未満で、且つ、直前の照射範囲に近接するように決定できることで、透視画像のアングル変化を抑えられ、手技効率を維持することができる。

撮影制御部２８は、Ｘ線透視動作に係る各部を制御する。具体的には、撮影制御部２８は、照射範囲決定部２７により決定された移動先の照射範囲に対応する撮影方向に撮像系統を移動させるために、Ｃ形アーム駆動部１３を制御する。撮影制御部２８は、現在（直前）の照射範囲の皮膚線量が線量閾値以上になったのを契機に、Ｃ形アーム駆動部１３に対して移動制御信号を出力する。

図８は、本実施形態に係る撮影制御部２８の処理を説明するための第１の補足説明図である。図８は、図７に対応する。現在、被検体Ｐの照射範囲３１Ｆに対してＸ線が照射されているものとする。このときの撮像系統の位置関係において、Ｘ線発生部１４をＸ線発生部１４Ｆ，Ｘ線検出部１５をＸ線検出部１５Ｆとする。また、現在の撮影方向をＲＡＯ／ＬＡＯ１８０°とする。また、照射範囲決定部２７により決定された移動先の照射範囲を照射範囲３１Ｂとする。移動先の照射範囲３１Ｂに対応する撮影方向をＬＡＯ１７０°とする。図８では、関心領域３２の中心位置３２Ｃに撮像系統のアイソセンタ３３Ｉが位置合わせされているものとする。

撮影制御部２８は、現在（直前）の照射範囲に対応する皮膚線量が線量閾値に達したのを契機に、撮像系統を、現在の照射範囲に対応する位置から、移動先の照射範囲に対応する位置に移動させるために、Ｃ形アーム駆動部１３を制御する。このとき、撮影制御部２８は、関心領域３２の中心位置３２Ｃが、移動前後で透視画像上ずれないように、Ｃ形アーム駆動部１３を制御し、Ｃ形アーム１２を移動させる。

図８の場合において、撮影制御部２８は、撮像系統を、現在の照射範囲３１Ｆに対応する位置（撮影方向ＲＡＯ／ＬＡＯ１８０°）から、移動先の照射範囲３１Ｂに対応する位置（撮影方向ＬＡＯ１７０°）に移動させるために、Ｃ形アーム駆動部１３を制御する。これにより、Ｃ形アーム１２は、ＬＡＯ方向に１０°回転される。そして、Ｃ形アーム１２の回転により、Ｘ線発生部１４は、Ｘ線発生部１４ＦからＸ線発生部１４Ｂに、Ｘ線検出部１５は、Ｘ線検出部１５ＦからＸ線検出部１５Ｂに移動される。なお、図８の場合、関心領域３２の中心位置３２Ｃに撮像系統のアイソセンタ３３Ｉが位置合わせされているため、Ｃ形アーム支持機構が有する回転軸回りの回転だけで、関心領域３２の中心位置３２Ｃを透視画像上で維持したまま、撮影方向を変更することができる。

一方、関心領域３２の中心位置３２Ｃに撮像系統のアイソセンタ３３Ｉが位置合わせされていない場合における、撮影制御部２８の制御について図９を参照して説明する。

図９は、本実施形態に係る撮影制御部２８の処理を説明するための第２の補足説明図である。図９では、撮像系統のアイソセンタ３３Ｉが関心領域３２の中心位置３２Ｃに位置合わせされていない。現在の照射範囲が照射範囲３１Ｆで、移動先の照射範囲を照射範囲３１Ｂとする。撮影制御部２８は、関心領域の中心位置と撮像系統のアイソセンタの相対位置関係に基づいて、移動先の照射範囲に対応する撮像位置に撮像系統を移動させる。図９において、まず、撮影制御部２８は、アイソセンタ３３Ｉと関心領域３２の中心位置３２Ｃとの間の向きと距離と（以下、相対位置関係と呼ぶ。）を特定し、Ｃ形アーム１２または天板の移動により、アイソセンタ３３Ｉを関心領域３２の中心位置３２Ｃに位置合わせする（Ｓ３５）。次に、撮影制御部２８は、Ｃ形アーム１２を回転させる（Ｓ３６）。このとき、撮影制御部２８は、相対位置関係が戻されることを考慮して、回転量を決定する。最後に、アイソセンタ３３Ｉと関心領域３２の中心位置３２Ｃとの関係が元に戻される（Ｓ３７）。以上の処理により、関心領域３２の中心位置３２Ｃに撮像系統のアイソセンタ３３Ｉが位置合わせされていない場合において、撮像系統が、直前の照射範囲３１Ｆに対応する撮像位置から移動先の照射範囲３１Ｂに対応する撮像位置に移動される。このとき、関心領域３２の中心位置３２Ｃが透視画像上で維持される。なお、実際には、処理Ｓ３５，Ｓ３６及びＳ３７は、装置内部の処理がまとめて行われ、撮像系統は、直前の照射範囲３１Ｆに対応する撮像位置から移動先の照射範囲３１Ｂに対応する撮像位置に直接移動される。

撮影制御部２８は、条件設定部により設定された条件に従って、Ｘ線透視を実行されるために、Ｃ形アーム１２の移動、Ｘ線の発生、及びＸ線の検出が連動するように、駆動部、高電圧発生部１６、及びＸ線検出部１５を制御する。例えば、透視スイッチが押されたのを契機に、撮影制御部２８は、設定された透視条件に従って、高電圧発生部１６を制御する。このとき、撮影制御部２８は、高電圧発生部１６の制御と同期して、Ｃ形アーム支持機構、Ｘ線検出部１５及びＸ線発生部１４を制御することにより、撮像系統に対応する透視画像のデータが発生される。

以下、本Ｘ線診断装置１を用いたワークフローについて図１０を参照して説明する。
図１０は、本実施形態に係るＸ線診断装置１を用いたワークフローを説明するためのフローチャートである。

（ステップＳ１１）透視条件が設定される。
入力部２１を介してユーザにより入力された透視条件が設定される。また、送受信部２０を介して本Ｘ線診断装置１から被ばく管理システム７０に対して、設定された透視条件のデータ等が送信される。
（ステップＳ１２）Ｘ線透視が開始される。
透視スイッチが押されたのを契機に、Ｘ線透視が開始される。また、送受信部２０を介して本Ｘ線診断装置１から被ばく管理システム７０に対して、Ｘ線透視の開始を通知する信号が送信される。
（ステップＳ１３）透視画像が収集される。
撮影制御部２８の制御の下、設定された透視条件に従って、本Ｘ線診断装置１により被検体に関する透視画像のデータが収集され、透視画像が表示部２６に表示される。ユーザは表示部２６に表示された透視画像を確認しながら、患者へのガイドワイヤ、カテーテルの挿入等の手技を行う。

（ステップＳ１４）被検体の皮膚線量に関するデータが取得される。
また、送受信部２０を介して、被ばく管理システム７０から被検体の皮膚線量に関するデータが取得される。表示部２６には、被検体の皮膚線量に関する情報の画面が表示される。
（ステップＳ１５）皮膚線量が閾値を超えたかが判定される。
撮影制御部２８により、現在の照射範囲に対応する皮膚線量値が特定される。現在の照射範囲に対応する皮膚線量が線量閾値に達したとき、ステップＳ１６に処理が移行される。一方、現在の照射範囲に対応する皮膚線量が線量閾値未満のとき、ステップＳ１８に処理が移行される。

（ステップＳ１６）移動先の照射範囲が決定される。
照射範囲決定部２７により、移動先の照射範囲が決定される。

（ステップＳ１７）撮像系統が移動される。
撮影制御部２８により、ステップＳ１６で決定された移動先の照射範囲に対応する位置に撮像系統が移動される。その後、ステップＳ１３に処理が戻る。

（ステップＳ１８）Ｘ線透視が終了されたかが判定される。
透視スイッチが押され続けた場合、Ｘ線透視が継続して行われる。この場合、ステップＳ１３からステップＳ１７までの処理が繰り返し行われる。透視スイッチが離された場合、Ｘ線透視が終了される。

以上のステップＳ１１からステップＳ１８までの処理が本Ｘ線診断装置１を使用したＸ線透視のワークフローである。なお、ステップＳ１６（移動先の照射範囲を決定する手順）は、ステップＳ１５（皮膚線量が閾値を超えたかを判定する手順）の前であってもよい。これは、現在の照射範囲以外で、皮膚線量が増加することはないため、ステップＳ１５の判定の前後で、決定される移動先の照射範囲は変わらないためである。

本実施形態に係るＸ線診断装置１を用いることにより、被検体の現在の照射範囲に対応する皮膚線量が線量閾値を超える前に、撮像系統が移動され、照射範囲が変更される。そのため、被検体の皮膚線量が局所的に集中することを防ぐことができる。撮像系統が移動されることにより、透視画像に変化が生じてしまうが、本実施形態に係るＸ線診断装置１を用いることにより、透視画像の変化のユーザの手技に与える影響を抑制することができる。これは、本実施形態に係るＸ線診断装置１が、移動先の照射範囲を、現在（直前）の照射範囲と近接するように決定することができるためである。言い換えると、移動先の撮影方向は、現在（直前）の撮影方向と近接するように決定されるため、撮像系統の移動前後における透視画像のアングル変化は小さい。したがって、ユーザは、撮像系統の移動前後の透視画像を違和感なく観察することができる。このとき、移動前後で得られる透視画像には、関心領域が含まれる。好適には、移動前後で得られる透視画像において、関心領域の中心位置は維持される。

したがって、本Ｘ線診断装置１を用いることにより、従来の手技効率を同等程度に維持しておきながら、被検体の皮膚線量を分散させることができる。

（変形例）
本実施形態では、直前の照射範囲の皮膚線量が線量閾値に達したのを契機に、自動的に移動先の照射範囲に対応する撮像位置に撮像系統が移動される。一方、本実施形態の変形例に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線透視が開始されてから終了されるまでの間で、結果的に皮膚線量が線量閾値を超える部分範囲がないように移動先の照射範囲が変更される。したがって、撮影制御部２８が撮像系統を移動させるタイミングは、直前の照射範囲の皮膚線量が線量閾値に達する前でもよい。

例えば、図５に示すような、照射範囲の変更経路が決められている場合を想定する。照射範囲決定部２７は、照射範囲の変更経路５０に従って、連続的または断続的に照射範囲が変更されるように、移動先の照射範囲を決定する。したがって、変形例では、連続的に変化する照射範囲に対応するように、撮像系統が連続的に移動される。このときの撮像系統の移動速度は、被検体の皮膚線量、透視条件及び線量閾値に基づいて、撮影制御部２８により決定される。撮影制御部２８は、透視条件に基づいて、単位時間当たりの皮膚線量の増加量を導出することができる。したがって、撮影制御部２８は、照射範囲が連続的に変化する場合においても、皮膚線量が線量閾値に達する範囲がないように、撮像系統を連続的に移動させることができる。

なお、照射範囲決定部２７は、照射範囲の変更経路５０に従って、断続的に照射範囲が変更されるように、移動先の照射範囲を決定してもよい。このとき、撮像系統は、断続的に変化する照射範囲に対応するように、断続的に移動される。このときの撮像系統の移動間隔は、被検体の皮膚線量、透視条件及び線量閾値に基づいて、撮影制御部２８により決定される。撮影制御部２８は、照射範囲が断続的に変化する場合においても、皮膚線量が線量閾値に達する範囲がないように、撮像系統を所定の間隔で移動させることができる。

変形例に係るＸ線診断装置１によれば、移動前後の撮像系統の位置の変化を、本実施形態に係るＸ線診断装置１に比べて小さくすることができる。したがって、透視画像のアングルは少しずつ変化しているものの、ユーザは、そのアングル変化を気にすることなく透視画像を見ながら手技を行うことができる。また、変形例に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線透視が開始されてから終了されるまでの間で、結果的に皮膚線量が線量閾値を超える部分範囲がないように移動先の照射範囲を変更することができるため、被検体の皮膚線量を分散させることができる。

なお、本実施形態及び変形例では、本発明の典型的な例として、シングルプレーンのＸ線診断装置を例に説明した。しかしながら、本実施形態及び変形例は、２つの撮像系統（第１の撮像系統及び第２の撮像系統）を有するバイプレーンＸ線診断装置に対しても適用が可能である。このとき、被検体には、第１の撮像系統に対応する第１照射範囲と第２の撮像系統に対応する第２照射範囲とが発生する。しかしながら、本実施形態及び変形例によれば、被検体の現在の第１照射範囲及び第２照射範囲各々に対応する皮膚線量が線量閾値を超える前に、撮像系統が独立に移動され、照射範囲が変更される。そのため、被検体の皮膚線量が局所的に集中することを防ぐことができる。また、第１照射範囲と第２照射範囲とが重ならないように、予め設定することもできる。これにより、皮膚線量が局所的に集中することを防ぐことができる。

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、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や趣旨に含まれると同様に、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ものある。

１…Ｘ線診断装置、１０…寝台、１１…寝台駆動部、１２…Ｃ形アーム、１３…Ｃ形アーム駆動部、１４…Ｘ線発生部、１５…Ｘ線検出部、１６…高電圧発生部、２０…送受信部、２１…入力部、２２…撮影条件設定部、２３…システム制御部，２４…画像発生部、２５…記憶部、２６…表示部、２７…照射範囲決定部、２８…撮影制御部、７０…被ばく管理システム

Claims (8)

1. Ｘ線を発生するＸ線発生部と前記Ｘ線発生部から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部とを有し、前記被検体を撮像する撮像系統と、
   前記撮像系統を移動可能に支持する支持部と、
   前記被検体の皮膚線量に関する情報を取得する取得部と、
   前記被検体の皮膚線量に基づいて、前記撮像系統の移動先の照射範囲を決定する照射範囲決定部と、
   前記決定された移動先の照射範囲に対応する撮像位置に前記撮像系統を移動させるために前記支持部を制御する制御部と、
   を具備し、
   前記移動先の照射範囲は、前記移動の直前の照射範囲に近接し、前記移動先の照射範囲に対応する皮膚線量が予め設定された閾値未満であること、
   を特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記移動先の照射範囲は前記直前の照射範囲と重ならない、
   請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記制御部は、前記直前の照射範囲の皮膚線量が線量閾値になったのを契機に、前記支持部を制御する、
   請求項１記載のＸ線診断装置。
4. 前記撮像系統の傾け方向を入力する入力部をさらに具備し、
   前記照射範囲決定部は、前記直前の照射範囲と前記傾け方向とに基づいて、前記移動先の照射範囲を決定する、
   請求項１記載のＸ線診断装置。
5. 前記被検体の皮膚線量に関する情報を表示画面に表示する表示部をさらに具備し、
   前記傾け方向は、前記表示画面上のユーザ操作に従って入力される、
   請求項４記載のＸ線診断装置。
6. 前記照射範囲の変更経路に関するデータを記憶する記憶部をさらに具備し、
   前記照射範囲決定部は、前記変更経路、前記直前の照射範囲、及び前記変更経路の履歴に基づいて、前記移動先の照射範囲を決定する、
   請求項１記載のＸ線診断装置。
7. 前記照射範囲決定部は、前記直前の照射範囲と傾け方向とに基づいて前記移動先の照射範囲を決定し、
   前記傾け方向は、前記直前の照射範囲に対応する撮影方向から前記被検体が載置された天板の天頂方向に傾ける向きに決定される、
   請求項１記載のＸ線診断装置。
8. 前記照射範囲決定部は、前記直前の照射範囲と傾け方向とに基づいて前記移動先の照射範囲を決定し、
   前記傾け方向は、前記直前の照射範囲に対応する撮影方向から初期の照射範囲に対応する撮影方向に傾ける向きに決定される、
   請求項１記載のＸ線診断装置。

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