JP2020202889A - Medical image diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、医用画像診断装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a medical diagnostic imaging apparatus.
従来、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置などの医用画像診断装置に関して、装置同士が接触したり、装置と被検体が接触したりすることで構成部分の動きが妨害された場合に、駆動装置に流れる電流量が基準値を超えることを検出して、装置の動きを抑止する技術が開示されている。しかしながら、基準値の好適な設定方法については開示されておらず、利用状況によっては干渉発生を判定することができない可能性があった。 Conventionally, with respect to a medical image diagnostic device such as an X-ray CT (Computed Tomography) device, when the devices come into contact with each other or the device and a subject come into contact with each other and the movement of a component is obstructed, the drive device is used. A technique for suppressing the movement of an apparatus by detecting that the amount of flowing current exceeds a reference value is disclosed. However, a suitable setting method of the reference value is not disclosed, and there is a possibility that the occurrence of interference cannot be determined depending on the usage situation.
本発明が解決しようとする課題は、医用機器の駆動に伴う干渉発生を適応的に判定することである。 An object to be solved by the present invention is to adaptively determine the occurrence of interference caused by driving a medical device.
実施形態の医用画像診断装置は、取得部と、干渉判定部とを備える。取得部は、医用画像診断装置の寝台装置または架台装置の被駆動部材を駆動するアクチュエータの出力量に関する参照情報を取得する。干渉判定部は、前記参照情報および適応的な判定基準に基づいて、前記被駆動部材の移動に伴って干渉が発生したか否かを判定する。 The medical image diagnostic apparatus of the embodiment includes an acquisition unit and an interference determination unit. The acquisition unit acquires reference information regarding the output amount of the actuator that drives the driven member of the bed device or the gantry device of the medical diagnostic imaging device. The interference determination unit determines whether or not interference has occurred due to the movement of the driven member based on the reference information and the adaptive determination criteria.
以下、実施形態の医用画像診断装置を、図面を参照して説明する。寝台装置は、一以上のプロセッサにより実現される。寝台装置は、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層診断）装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography：陽電子放出断層撮影）−ＣＴ装置、核医学診断装置、磁気共鳴イメージング装置、Ｘ線透視撮影装置など、医用画像データを生成することができる任意の医用画像診断装置による撮影時に被検体を載置する。以下、医用診断装置がＸ線ＣＴ装置であるものとして、具体的な態様の一例について説明する。 Hereinafter, the medical image diagnostic apparatus of the embodiment will be described with reference to the drawings. The sleeper device is realized by one or more processors. The sleeper device includes, for example, an X-ray CT (Computed Tomography) device, a PET (Positron Emission Tomography) -CT device, a nuclear medicine diagnostic device, a magnetic resonance imaging device, an X-ray fluoroscopy device, and the like. , The subject is placed at the time of imaging by any medical diagnostic imaging apparatus capable of generating medical image data. Hereinafter, an example of a specific embodiment will be described assuming that the medical diagnostic apparatus is an X-ray CT apparatus.
＜第１実施形態＞
図１は、Ｘ線ＣＴ装置１の構成図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。図１では、説明の都合上、架台装置１０をＺ軸方向から見た図とＸ軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置１０は一つである。実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１７の回転軸または寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をＹ軸方向とそれぞれ定義する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray CT apparatus 1. The X-ray CT device 1 includes, for example, a
架台装置１０は、例えば、Ｘ線管１１と、ウェッジ１２と、コリメータ１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、Ｘ線検出器１５と、データ収集システム（以下、ＤＡＳ：Data Acquisition System）１６と、回転フレーム１７と、制御装置１８とを有する。
The
Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生させる。Ｘ線管１１は、真空管を含む。例えば、Ｘ線管１１は、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管である。
The
ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するＸ線を減衰させる。ウェッジ１２は、ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。ウェッジ１２は、例えば、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したものである。
The
コリメータ１３は、ウェッジ１２を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ１３は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、Ｘ線の照射範囲を絞り込む。コリメータ１３は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。コリメータ１３の絞り込み範囲は、機械的に駆動可能であってよい。
The
Ｘ線高電圧装置１４は、例えば、高電圧発生装置と、Ｘ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器（トランス）および整流器などを含む電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生させる。Ｘ線制御装置は、Ｘ線管１１に発生させるべきＸ線量に応じて高電圧発生装置の出力電圧を制御する。高電圧発生装置は、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１７に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（不図示）の側に設けられてもよい。
The X-ray
Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１１が発生させ、被検体Ｐを通過して入射したＸ線の強度を検出する。Ｘ線検出器１５は、検出したＸ線の強度に応じた電気信号（光信号などでもよい）をＤＡＳ１６に出力する。Ｘ線検出器１５は、例えば、複数のＸ線検出素子列を有する。複数のＸ線検出素子列のそれぞれは、Ｘ線管１１の焦点を中心とした円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたものである。複数のＸ線検出素子列は、スライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に配列される。
The
Ｘ線検出器１５は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。それぞれのシンチレータは、シンチレータ結晶を有する。シンチレータ結晶は、入射するＸ線の強度に応じた光量の光を発する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線が入射する面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ（一次元コリメータまたは二次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、例えば、光電子増倍管（フォトマルチプライヤー：ＰＭＴ）等の光センサを有する。光センサアレイは、シンチレータにより発せられる光の光量に応じた電気信号を出力する。Ｘ線検出器１５は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であってもかまわない。
The
ＤＡＳ１６は、例えば、増幅器と、積分器と、Ａ／Ｄ変換器とを有する。増幅器は、Ｘ線検出器１５の各Ｘ線検出素子により出力される電気信号に対して増幅処理を行う。積分器は、増幅処理が行われた電気信号をビュー期間（後述）に亘って積分する。Ａ／Ｄ変換器は、積分結果を示す電気信号をデジタル信号に変換する。ＤＡＳ１６は、デジタル信号に基づく検出データをコンソール装置４０に出力する。検出データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のデジタル値である。ビュー番号は、回転フレーム１７の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム１７の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、Ｘ線管１１の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。ＤＡＳ１６は、ビューの切り替わりを、制御装置１８から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。フルスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、全周囲分（３６０度分）の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、半周囲分（１８０度分）の検出データを収集する。
The
回転フレーム１７は、Ｘ線管１１、ウェッジ１２、およびコリメータ１３と、Ｘ線検出器１５とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム１７は、固定フレームによって、内部に導入された被検体Ｐを中心として回転自在に支持される。回転フレーム１７は、更にＤＡＳ１６を支持する。ＤＡＳ１６が出力する検出データは、回転フレーム１７に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分（例えば固定フレーム）に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、受信機によってコンソール装置４０に転送される。なお、回転フレーム１７から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム１７は、Ｘ線管１１などを支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。
The rotating
Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、Ｘ線管１１とＸ線検出器１５の双方が回転フレーム１７によって支持されて被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−ＴｙｐｅのＸ線ＣＴ装置（第３世代ＣＴ）であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のＸ線検出素子が固定フレームに固定され、Ｘ線管１１が被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−ＴｙｐeのＸ線ＣＴ装置（第４世代ＣＴ）であってもよい。
The X-ray CT apparatus 1 is, for example, a Rotate / Rotate-Type X-ray CT apparatus (third) in which both the
制御装置１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを有する処理回路と、モータやアクチュエータなどを含む駆動機構とを有する。制御装置１８は、コンソール装置４０または架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース４３からの入力信号を受け付けて、架台装置１０および寝台装置３０の動作を制御する。例えば、制御装置１８は、回転フレーム１７を回転させたり、架台装置１０をチルトさせたりする。架台装置１０をチルトさせる場合、制御装置１８は、入力インターフェース４３に入力された傾斜角度（チルト角度）に基づいて、Ｚ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１７を回転させる。制御装置１８は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム１７の回転角度を把握している。また、制御装置１８は、回転フレーム１７の回転角度を随時、スキャン制御機能５５に提供する。制御装置１８は、架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。
The
寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置して移動させ、架台装置１０の回転フレーム１７の内部に導入する装置である。寝台装置３０は、例えば、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４と、位置センサ３５と、ストッパ３６とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置３２は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、支持フレーム３４に沿って、天板３３の長手方向（Ｚ軸方向）に移動させる。天板３３は、被検体Ｐが載置される板状の部材である。なお、天板３３は、操作者（例えば、医師、専門技士等）により手動で操作可能な状態と、寝台駆動装置３２に機械的に連結させた状態とを取ることができる。操作者は、天板３３を手動操作するか、機械操作するかを適宜切り替えて使用する。
The
寝台駆動装置３２は、天板３３だけでなく、支持フレーム３４を天板３３の長手方向に移動させてもよい。また、上記とは逆に、架台装置１０がＺ軸方向に移動可能であり、架台装置１０の移動によって回転フレーム１７が被検体Ｐの周囲に来るように制御されてもよい。また、架台装置１０と天板３３の双方が移動可能な構成であってもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐが立位または座位でスキャンされる方式の装置であってもよい。この場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台装置３０に代えて被検体支持機構を有し、架台装置１０は、回転フレーム１７を、床面に垂直な軸方向を中心に回転させる。
The
コンソール装置４０は、例えば、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路５０とを有する。実施形態では、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。
The
メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、検出データや投影データ、再構成画像データ、ＣＴ画像データ、被検体Ｐに関する情報、撮影条件等を記憶する。これらのデータは、メモリ４１ではなく（或いはメモリ４１に加えて）、Ｘ線ＣＴ装置１が通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。
The
ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者による各種操作を受け付けるＧＵＩ（Graphical User Interface）画像等を表示する。ディスプレイ４２は、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等である。ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）であってもよい。
The
入力インターフェース４３は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路５０に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、検出データまたは投影データ（後述）を収集する際の収集条件、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件などの入力操作を受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、タッチパネル、ドラッグボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）により実現されてもよい。
The
ネットワーク回路４４は、例えば、プリント回路基板を有するネットワークカード、或いは無線通信モジュール等を含む。ネットワーク回路４４は、接続する対象のネットワークの形態に応じた情報通信用プロトコルを実装する。
The
処理回路５０は、Ｘ線ＣＴ装置１の全体の動作や、架台装置１０の動作、および寝台装置３０の動作を制御する。処理回路５０は、例えば、システム制御機能５１、前処理機能５２、再構成処理機能５３、画像処理機能５４、スキャン制御機能５５、表示制御機能５６、干渉制御機能５７などを実行する。これらの構成要素は、例えば、ハードウェアプロセッサがメモリ４１に格納されたプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。ハードウェアプロセッサとは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit; ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device; ＳＰＬＤ）または複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device; ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array; ＦＰＧＡ））などの回路（circutry）を意味する。メモリ４１にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、ハードウェアプロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を１つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。
The
コンソール装置４０または処理回路５０が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路５０は、コンソール装置４０が有する構成ではなく、コンソール装置４０と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのＸ線ＣＴ装置と接続されたワークステーション、或いは、複数のＸ線ＣＴ装置に接続され、以下に説明する処理回路５０と同等の処理を一括して実行する装置（例えばクラウドサーバ）である。
Each component of the
システム制御機能５１は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路５０の各種機能を制御する。
The
前処理機能５２は、ＤＡＳ１６により出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを生成する。
The
再構成処理機能５３は、前処理機能５２によって生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等による再構成処理を行って、ＣＴ画像データを生成し、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に記憶させる。
The
画像処理機能５４は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、ＣＴ画像データを公知の方法により、三次元画像データや任意断面の断面像データに変換する。三次元画像データへの変換は、前処理機能５２によって行われてもよい。
The
スキャン制御機能５５は、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８、および寝台駆動装置３２に指示することで、架台装置１０における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能５５は、位置決め画像を収集する撮影、および診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。
The
表示制御機能５６は、各種画像をディスプレイ４２に表示させる。
The
干渉制御機能５７は、架台装置１０と寝台装置３０が干渉しているか否かを判定する。また、干渉制御機能５７は、架台装置１０または寝台装置３０がＸ線ＣＴ装置１の設置された閉空間（以下、撮影室）の内部に配置されたその他の物体が干渉しているか否かを判定する。また、干渉制御機能５７は、架台装置１０または寝台装置３０が被検体Ｐと干渉しているか否かを判定する。干渉には、装置同士の想定外の接触や、装置と物体の接触に加え、装置と被検体Ｐの衣服や身体の一部の挟み込みが含まれる。
The
図２は、干渉制御機能５７による制御装置１８および寝台駆動装置３２の制御について説明するための図である。干渉制御機能５７は、制御装置１８による架台装置１０の制御の状態に関する情報、および寝台駆動装置３２による寝台装置３０の制御の状態に関する情報に基づいて、干渉が発生しているか否かを判定する。
FIG. 2 is a diagram for explaining control of the
制御装置１８、例えば、ドライバ１８−１と、アクチュエータ１８−２とを備える。また、寝台駆動装置３２は、例えば、ドライバ３２−１と、アクチュエータ３２−２とを備える。
A
ドライバ１８−１は、システム制御機能５１による制御に応じて、アクチュエータ１８−２やモータ（不図示）に電流を送る。アクチュエータ１８−２は、ドライバ１８−１により送られた電流に基づいて、回転フレーム１７などの移動を制御する。アクチュエータ１８−２には、回転フレーム１７などの移動量を取得可能なエンコーダが内包されてもよい。
The driver 18-1 sends a current to the actuator 18-2 and the motor (not shown) in response to the control by the
また、ドライバ３２−１は、システム制御機能５１の出力に応じて、アクチュエータ３２−２に電流を送る。アクチュエータ３２−２は、ドライバ３２−１により送られた電流に基づいて、基台３１、天板３３、支持フレーム３４などの移動を制御する。アクチュエータ３２−２には、基台３１、天板３３、支持フレーム３４などの移動量を取得可能なエンコーダが内包されてもよい。制御装置１８および寝台駆動装置３２は、それぞれ「制御部」の一例である。制御装置１８における回転フレーム１７、寝台駆動装置３２における基台３１、天板３３、支持フレーム３４は、「被駆動部材」の一例である。
Further, the driver 32-1 sends a current to the actuator 32-2 according to the output of the
干渉制御機能５７は、例えば、取得機能５７−１と、干渉判定機能５７−２と、記憶機能５７−３とを備える。
The
取得機能５７−１は、制御装置１８のアクチュエータ１８−２に供給されている電流値に関する情報を認識可能な参照情報を取得する。また、取得機能５７−１は、寝台駆動装置３２のアクチュエータ３２−２により出力される電流値（トルク電流）に関する情報を認識可能な参照情報を取得する。取得機能５７−１は、「取得部」の一例である。
The acquisition function 57-1 acquires reference information capable of recognizing information regarding the current value supplied to the actuator 18-2 of the
また、取得機能５７−１は、センサ１９による干渉検出結果を取得し、干渉したという検出結果を取得した場合に、干渉判定機能５７−２に出力する。
Further, the acquisition function 57-1 acquires the interference detection result by the
また、取得機能５７−１は、ネットワーク回路４４が電子カルテシステム等と通信した結果取得した、被検体Ｐの体重や、被検体Ｐの撮影条件に関する情報を取得してもよい。
In addition, the acquisition function 57-1 may acquire information regarding the body weight of the subject P and the imaging conditions of the subject P, which are acquired as a result of the
干渉判定機能５７−２は、取得機能５７−１により取得された参照情報および対応的な判定基準に基づいて、寝台駆動装置３２による回転フレーム１７の移動や、制御装置１８による基台３１、天板３３、支持フレーム３４のうち一部または全部の移動に伴って、寝台装置３０または架台装置１０の一部が物体や被検体Ｐと干渉したか否かを判定する。対応的な判定基準については後述する。干渉判定機能５７−２は、「干渉判定部」の一例である。
The interference determination function 57-2 is based on the reference information acquired by the acquisition function 57-1 and the corresponding determination criteria, the movement of the
制御装置１８は、干渉判定機能５７−２の判定結果に基づいて、回転フレーム１７が移動中であればその移動を停止させるよう、アクチュエータ１８−２を制御する。さらに制御装置１８は、干渉判定機能５７−２により干渉が発生したと判定される以前の位置に回転フレーム１７が戻るように、アクチュエータ１８−２を制御する。
The
また、寝台駆動装置３２は、干渉判定機能５７−２の判定結果に基づいて、基台３１、天板３３、支持フレーム３４のうち一部または全部が移動中であればその移動を停止させるよう、アクチュエータ３２−２を制御する。さらに寝台駆動装置３２は、干渉判定機能５７−２により干渉が発生したと判定される以前の位置に、基台３１、天板３３および支持フレーム３４が戻るように、アクチュエータ３２−２を制御する。
Further, the
なお、干渉判定機能５７−２は、Ｘ線ＣＴ装置１の利用状況に応じて、物体や被検体Ｐと干渉したか否かを判定するための判定基準を変更してもよい。干渉判定機能５７−２は、例えば、寝台装置３０の天板３３に載置される生体（被検体Ｐ）又は物体（水ファントムなど）の重さ、天板３３の高さ、架台装置１０のチルト角度のうち一部または全部に応じて、判定基準を変更する。判定基準を変更することの具体例は後述する。
The interference determination function 57-2 may change the determination criteria for determining whether or not it has interfered with the object or the subject P according to the usage status of the X-ray CT apparatus 1. The interference determination function 57-2 includes, for example, the weight of a living body (subject P) or an object (water phantom, etc.) placed on the
記憶機能５７−３は、取得機能５７−１による取得結果や、干渉判定機能５７−２による判定結果を記憶する。また、記憶機能５７−３は、干渉判定機能５７−２による判定基準に関する情報を記憶する。 The storage function 57-3 stores the acquisition result by the acquisition function 57-1 and the determination result by the interference determination function 57-2. Further, the storage function 57-3 stores information regarding the determination criteria by the interference determination function 57-2.
上記構成により、Ｘ線ＣＴ装置１は、ヘリカルスキャン、コンベンショナルスキャン、ステップアンドシュートなどのスキャン態様で被検体Ｐのスキャンを行う。ヘリカルスキャンとは、天板３３を移動させながら回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンとは、天板３３を静止させた状態で回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐを円軌道でスキャンする態様である。ステップアンドシュートとは、天板３３の位置を一定間隔で移動させて、コンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行う態様である。
With the above configuration, the X-ray CT apparatus 1 scans the subject P in a scanning mode such as a helical scan, a conventional scan, and a step-and-shoot. The helical scan is a mode in which the
［センサ配置例］
図３および図４は、架台装置１０と寝台装置３０の干渉や、架台装置１０と被検体Ｐの干渉を検知するためのセンサ１９の配置例を示す図である。図３は架台装置１０の正中断面を模式的に示す図である。また、図４は、架台装置１０の正面を模式的に示す図である。なお、以下の説明において、架台装置１０の寝台装置３０に近い方の側面の方を指してフロント、寝台装置３０に遠い方の側面の方を指してリアと称する場合がある。
[Sensor placement example]
3 and 4 are diagrams showing an arrangement example of the
架台装置１０には、図３に示すように、リアドームマットスイッチ１９−１や、リア側・フロント側のそれぞれにシートスイッチ１９−２およびシートスイッチ１９−３が設置される。リアドームマットスイッチ１９−１は、寝台装置３０を架台装置１０に接近させる場合、特に架台装置１０をチルトした状態で寝台装置３０を架台装置１０に接近させる場合に、架台装置１０と寝台装置３０との干渉、または架台装置１０と被検体Ｐとの干渉を検出するためのスイッチセンサである。
As shown in FIG. 3, the
シートスイッチ１９−２およびシートスイッチ１９−３は、天板３３と架台装置１０との干渉を検出するためのシート状のスイッチセンサである。
The seat switch 19-2 and the seat switch 19-3 are sheet-shaped switch sensors for detecting interference between the
また、図４に示すように、シートスイッチ１９−３は、天板３３を架台装置１０に接近させる方向に水平動させる際に、架台装置１０および天板３３が接触する可能性の高い箇所に設置され、干渉を検出する。
Further, as shown in FIG. 4, the seat switch 19-3 is located at a position where the
［インターロック］
インターロック機構とは、架台装置１０および寝台装置３０の相対的な位置関係や、天板３３の位置、架台装置１０の位置およびチルト角度、入力インターフェース４３が操作者によるコンソールキーの解除を受け付けたか否かに関する情報、撮影室の部屋のドアの開閉など、Ｘ線ＣＴ装置１に関する数十以上の条件が揃っていなければ、Ｘ線放射線が照射されないように制御する安全機構である。
[interlock]
The interlock mechanism is the relative positional relationship between the
図５は、インターロック機構の制御対象のうち、架台装置１０の位置およびチルト角度と、天板３３の高さの関係を説明するための図である。図５の例において、架台装置１０のチルト角度が０度であり、且つ天板３３は高さＨ１〜Ｈｎの内側に存在する場合（図中の位置Ｐ１）に、インターロック機構はＸ線管１１に対してＸ線放射線の照射を制限しない。一方、架台装置１０のチルト角度が２５度であり、且つ天板３３は高さＨ４である場合（図中の位置Ｐ２）には、インターロック機構はＸ線管１１に対してＸ線放射線の照射を制限する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the position and tilt angle of the
ただし、インターロック機構は、Ｘ線照射に関連する安全機構であるため、撮影開始前に天板３３が物体に接触するなどの干渉を検知することはできない。そこで、干渉制御機能５７は、インターロック機構が有効になる前の状態においても、架台装置１０または寝台装置３０と物体との干渉を検知する。
However, since the interlock mechanism is a safety mechanism related to X-ray irradiation, it is not possible to detect interference such as contact of the
なお、図５において、架台装置１０のチルト角度が２２度から２４度の間であり、且つ天板３３は高さＨ４である場合（図中の位置Ｐ３）、インターロック機構はＸ線管１１にＸ線放射線の照射を制限してもよいし、照射を制限しなくてもよい。
In FIG. 5, when the tilt angle of the
［対応的な判定基準に基づいた干渉判定］
図６~図８は、正常時のアクチュエータによるトルク電流の出力量の例について説明するための図である。
[Interference judgment based on corresponding judgment criteria]
6 to 8 are diagrams for explaining an example of the output amount of torque current by the actuator in the normal state.
図６は、天板３３が水平動する際のアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量の推移例を説明するためのグラフである。取得機能５７−１により取得される、天板３３の水平動時のアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量は、例えば、被検体Ｐの体重によって異なる傾向を有するものであり、被検体Ｐの体重が重いほど、より大きな値が検出される。図６においては、被検体Ｐの体重が最大体重Ｗｍａｘである場合のトルク電流の出力量の検出例と、被検体Ｐの体重が最小体重Ｗｍｉｎである場合のトルク電流の出力量の検出例を併せて記載している。図示のように、被検体Ｐの体重が大きい程、より大きなトルク電流の出力量が検出される。
FIG. 6 is a graph for explaining a transition example of the output amount of the torque current by the actuator 32-2 when the
取得機能５７−１は、例えば、被検体Ｐの体重を取得する。ここでは、説明の都合上、被検体Ｐの体重が最大体重Ｗｍａｘであるものとして説明する。取得機能５７−１は、天板３３の水平動を開始してから時刻ｔ１まではアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量が上昇することを示す検出結果を取得する。取得機能５７−１は、時刻ｔ１以降に天板３３が所定の移動スピードで水平動するようになることから、アクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量が徐々に降下することを示す検出結果を取得する。また、時刻ｔ２以降に、取得機能５７−１により取得されるトルク電流の出力量が安定する。
The acquisition function 57-1 acquires, for example, the body weight of the subject P. Here, for convenience of explanation, it is assumed that the body weight of the subject P is the maximum body weight Wmax. The acquisition function 57-1 acquires a detection result indicating that the output amount of the torque current by the actuator 32-2 increases from the start of the horizontal movement of the
図７は、天板３３が上下動する際のアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量の推移例を説明するためのグラフである。取得機能５７−１により取得される、天板３３の上下動時のアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量は、例えば、天板３３の移動開始時の高さと、被検体Ｐの体重によって異なる傾向を有するものであり、天板３３の移動開始時の高さがより高く、且つ被検体Ｐの体重が重いほど、より大きな値が検出される。また、天板３３の上下動が大きい程、アクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量の最大値が大きく検出されたり、検出値が安定するまで長い時間を要したりする。
FIG. 7 is a graph for explaining a transition example of the output amount of the torque current by the actuator 32-2 when the
図７に示すグラフも、図６に示したグラフと同様に、被検体Ｐの体重が最大体重Ｗｍａｘである場合のトルク電流の出力量の検出例と、被検体Ｐの体重が最小体重Ｗｍｉｎである場合のトルク電流の出力量の検出例を併せて記載している。被検体Ｐの体重がＷｍａｘである場合、取得機能５７−１は、例えば、天板３３の上下動を開始してから時刻ｔ３まではアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量が上昇することを示す検出結果を取得する。また、時刻ｔ４以降は、取得機能５７−１により取得されるトルク電流の出力量が安定する。
Similar to the graph shown in FIG. 6, the graph shown in FIG. 7 also shows an example of detecting the output amount of torque current when the body weight of the subject P is the maximum body weight Wmax, and the weight of the subject P is the minimum body weight Wmin. An example of detecting the output amount of torque current in a certain case is also described. When the body weight of the subject P is Wmax, the acquisition function 57-1 indicates that, for example, the output amount of torque current by the actuator 32-2 increases from the start of the vertical movement of the
図８は、架台装置１０のチルトする際のアクチュエータ１８−２によるトルク電流の出力量の推移例を説明するためのグラフである。取得機能５７−１により取得される、架台装置１０のチルト時のアクチュエータ１８−２によるトルク電流の出力量は、例えば、チルト開始時点の角度によって異なる傾向を有するものであり、開始時点の角度がより大きいほど、より大きな値が検出される。なお、図８に示す所定のチルト角ω１は、チルト角ω３よりも大きいものであり、例えば、チルト角ω１が３０［度］であり、チルト角ω２がマイナス１０［度］である場合に、チルト角ω３が０［度］、チルト角ω４がマイナス１５［度］である。
FIG. 8 is a graph for explaining a transition example of the output amount of torque current by the actuator 18-2 when the
例えば、架台装置１０をチルト角ω１からω２の変化させる場合、取得機能５７−１は、架台装置１０がチルトを開始してから時刻ｔ５まではアクチュエータ１８−２によるトルク電流の出力量が上昇することを示す検出結果を取得する。また、時刻ｔ６以降は、取得機能５７−１により取得されるトルク電流の出力量が安定する。
For example, when the
図６〜図８に示したような正常時のアクチュエータによるトルク電流の出力量に関する情報は、例えば、その出力条件毎に記憶機能５７−３に格納される。干渉判定機能５７−２は、取得機能５７−１により取得された被検体Ｐの体重などの利用状況に応じて、参照する正常時のアクチュエータによるトルク電流の出力量を選択し、干渉判定に用いる。 Information on the output amount of torque current by the actuator in the normal state as shown in FIGS. 6 to 8 is stored in the storage function 57-3 for each output condition, for example. The interference determination function 57-2 selects the output amount of torque current by the actuator in the normal state to be referred to according to the usage status such as the weight of the subject P acquired by the acquisition function 57-1, and uses it for the interference determination. ..
記憶機能５７−３には、例えば、被検体Ｐの体重が所定単位（例えば、１０［ｋｇ］程度）毎の正常時のアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量の推移情報や、架台装置１０のチルト角度が所定角度（例えば、１［度］程度）毎の正常時のアクチュエータ１８−２によるトルク電流の出力量の推移情報を格納する。
The memory function 57-3 includes, for example, transition information of the output amount of torque current by the actuator 32-2 when the weight of the subject P is a predetermined unit (for example, about 10 [kg]) and the
図９は、異常時のアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力量の例について説明するための図である。図９は、図７に示した天板３３が上下動する際のアクチュエータ３２−２によるトルク電流の出力の途中で、干渉が発生した場合の出力例である。干渉判定機能５７−２は、取得機能５７−１により取得されたアクチュエータ３２−２による出力量が、図９の時刻ｔ７に示すように、図７に示した出力値（実線）から乖離した出力量（破線）が得られた場合、干渉が発生したと判定する。
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the output amount of the torque current by the actuator 32-2 at the time of abnormality. FIG. 9 is an output example when interference occurs in the middle of the output of the torque current by the actuator 32-2 when the
例えば、被検体Ｐの体重が最大体重Ｗｍａｘである場合において、干渉判定機能５７−２は、正常時の出力値との比較した結果、アクチュエータ３２−２により出力された出力量が所定の閾値Ｔｈ１よりも高い場合、干渉が発生したと判定する。このとき、干渉判定機能５７−２は、干渉が発生していないと判定された時刻ｔ７の時点、またはそれ以前の位置に戻すよう、時刻ｔ７時点のアクチュエータ３２−２の出力量を寝台駆動装置３２に出力する。 For example, when the body weight of the subject P is the maximum body weight Wmax, the interference determination function 57-2 compares the output value with the normal output value, and as a result, the output amount output by the actuator 32-2 is a predetermined threshold Th1. If it is higher than, it is determined that interference has occurred. At this time, the interference determination function 57-2 sets the output amount of the actuator 32-2 at the time t7 to the sleeper drive device so as to return to the position at the time t7 when it is determined that no interference has occurred or before the time t7. Output to 32.
なお、干渉判定機能５７−２は、利用状況に応じて判定基準を変更してもよく、例えば、判定基準を干渉が発生したと判定しやすくなる方に変更する場合、平常時に適用する所定の閾値Ｔｈ１ではなく、より厳しく干渉判定を行うための閾値Ｔｈ２に変更する。 The interference determination function 57-2 may change the determination criteria according to the usage situation. For example, when changing the determination criteria to one that makes it easier to determine that interference has occurred, a predetermined value that is applied in normal times. The threshold value is changed to Th2 instead of the threshold value Th1 for stricter interference determination.
また、例えば、被検体Ｐの体重が最小体重Ｗｍｉｎである場合において、干渉判定機能５７−２は、正常時の出力値との比較した結果、アクチュエータ３２−２により出力された出力量が所定の閾値Ｔｈ３よりも高い場合、干渉が発生したと判定する。このとき、干渉判定機能５７−２は、干渉が発生していないと判定された時刻ｔ７の時点、またはそれ以前の位置に戻すよう、時刻ｔ７時点のアクチュエータ３２−２の出力量を寝台駆動装置３２に出力する。干渉判定機能５７−２は、判定基準を干渉が発生したと判定しやすくなる方に変更する場合、平常時に適用する所定の閾値Ｔｈ３ではなく、より厳しく干渉判定を行うための閾値Ｔｈ４に変更する。 Further, for example, when the body weight of the subject P is the minimum body weight Wmin, the interference determination function 57-2 has a predetermined output amount output by the actuator 32-2 as a result of comparison with the output value at the normal time. If it is higher than the threshold value Th3, it is determined that interference has occurred. At this time, the interference determination function 57-2 sets the output amount of the actuator 32-2 at the time t7 to the sleeper drive device so as to return to the position at the time t7 when it is determined that no interference has occurred or before the time t7. Output to 32. When the judgment standard is changed to one that makes it easier to judge that interference has occurred, the interference judgment function 57-2 changes the threshold value Th4 for performing more strict interference judgment instead of the predetermined threshold value Th3 applied in normal times. ..
閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ４には、例えば、インターロック機構により停止する場合にアクチュエータ１８−２またはアクチュエータ３２−２が検出するトルク電流に所定の係数（例えば、０．８程度の定数）を乗算した値などの任意の値が設定される。 The thresholds Th1 to Th4 are, for example, a value obtained by multiplying the torque current detected by the actuator 18-2 or the actuator 32-2 when stopped by the interlock mechanism by a predetermined coefficient (for example, a constant of about 0.8). Any value of is set.
乖離した出力量であるか否かは、例えば、上記のように正常時の出力値との比較により所定の閾値以上の差異が発生した場合に乖離した出力量であると判定してもよいし、単位時間当たりの出力値との変化率などで判定されてもよい。また、これらの閾値の導出には、機械学習が用いられてもよく、その場合、干渉判定機能５７−２は、被検体毎または撮影毎に機械学習結果に基づいた閾値を導出して用いてもよい。 Whether or not the output amount is divergent may be determined as, for example, the divergent output amount when a difference of a predetermined threshold value or more occurs by comparison with the output value at the normal time as described above. , The rate of change from the output value per unit time may be determined. Further, machine learning may be used to derive these threshold values, and in that case, the interference determination function 57-2 derives and uses the threshold values based on the machine learning results for each subject or each imaging. May be good.
また、干渉判定機能５７−２による干渉判定は、所定の機械学習モデル（学習済みモデル）にアクチュエータ１８−２またはアクチュエータ３２−２の出力値を適用することで行われてもよい。その場合、干渉判定機能５７−２は、各種教師あり学習の機械学習モデルが用いられてもよいし、教師なし学習の機械学習モデルが用いられてもよい。例えば、干渉判定機能５７−２は、教師データが存在しない場合には、単位時間あたりの出力量をパラメータとして平均値や分散を求める教師なし学習を行い、その学習結果（例えば、±３σ（σは標準偏差）に基づいて閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ４を設定することで干渉判定を行う。 Further, the interference determination by the interference determination function 57-2 may be performed by applying the output value of the actuator 18-2 or the actuator 32-2 to a predetermined machine learning model (learned model). In that case, the interference determination function 57-2 may use various supervised learning machine learning models or unsupervised learning machine learning models. For example, the interference determination function 57-2 performs unsupervised learning to obtain the mean value and variance using the output amount per unit time as a parameter when there is no teacher data, and the learning result (for example, ± 3σ (σ) (σ)). Interference is determined by setting the thresholds Th1 to Th4 based on (standard deviation).
また、干渉判定機能５７−２による干渉判定に用いる出力量には、アクチュエータ１８−２またはアクチュエータ３２−２の単位時間当たりのトルク変化量が用いられてもよい。 Further, as the output amount used for the interference determination by the interference determination function 57-2, the torque change amount per unit time of the actuator 18-2 or the actuator 32-2 may be used.
干渉判定機能５７−２は、取得機能５７−１により取得された参照情報であるアクチュエータ１８−２またはアクチュエータ３２−２の出力値を、架台装置１０および寝台装置３０の各被駆動部材の移動に伴って干渉が発生したかを判定する所定の機械学習モデルに入力することで、干渉が発生したか否かを判定する。
The interference determination function 57-2 uses the output value of the actuator 18-2 or the actuator 32-2, which is the reference information acquired by the acquisition function 57-1, to move the driven members of the
［干渉の判定基準の変更例１］
干渉判定機能５７−２は、Ｘ線ＣＴ装置１の利用状況に応じて、架台装置１０および寝台装置３０が物体と干渉したか否かを判定するための判定基準を変更してもよい。図１０は、天板３３による物体との干渉の発生場面の一例を模式的に示す図である。
[Example 1 of changing the criteria for interference]
The interference determination function 57-2 may change the determination criteria for determining whether or not the
Ｘ線ＣＴ装置１の利用状況には、例えば、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者が、撮影室の部屋の外側（例えば、撮影室に隣接し、コンソール装置４０の一部または全部が配置された操作室など）からＸ線ＣＴ装置１を操作する、標準的な利用状況である「リモート動作指示モード」や、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者が、撮影室の部屋の内側からＸ線ＣＴ装置１を操作する「ローカル動作指示モード」、Ｘ線ＣＴ装置１の点検修理時や開発時の「メンテナンスモード」などが含まれる。
In the usage status of the X-ray CT device 1, for example, an operator of the X-ray CT device 1 is arranged outside the room of the imaging room (for example, adjacent to the imaging room and a part or all of the
リモート動作指示モードにおいては、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者により、操作室内に架台装置１０および寝台装置３０と干渉する可能性のある物体を避けたり、取り除いたりするなどの確認が行われており、干渉が発生する可能性が低いといえる。従って、干渉判定機能５７−２は、架台装置１０および寝台装置３０の干渉と、天板３３の移動に伴う被検体Ｐの干渉とを判定対象とする。
In the remote operation instruction mode, the operator of the X-ray CT device 1 confirms that an object that may interfere with the
ローカル動作指示モードにおいては、リモート動作指示モードでの判定対象に加えて、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者と架台装置１０または寝台装置３０との干渉が判定対象となる。また、操作者が操作室内に何らかの物体を持ち込んだ場合、その物体と架台装置１０または寝台装置３０との干渉もが判定対象に加わることとなり、より厳しく干渉判定が行われる。同様に、メンテナンスモードにおいては、多数の物体が撮影室の部屋の内側に持ち込まれていたり、そもそも開発用の撮影室が狭かったりするなど、干渉対象となる物体が多くなることから、より厳しく干渉判定が行われる。
In the local operation instruction mode, in addition to the determination target in the remote operation instruction mode, the interference between the operator of the X-ray CT device 1 and the
図１０に示すように、例えば、撮影室が狭く、天板３３の可動領域ＲＭの内側に撮影室の壁Ｗが存在する場合、干渉判定機能５７−２は、判定基準を干渉が発生したと判定されやすい方に変更する。これにより、干渉判定機能５７−２は、天板３３が他の物体に接触しやすい環境であることを踏まえて、天板３３と壁との干渉をより慎重に検出することができる。
As shown in FIG. 10, for example, when the photographing room is narrow and the wall W of the photographing room exists inside the movable area RM of the
なお、天板３３の可動領域ＲＭの内側に撮影室の壁Ｗが存在するか否かについては、記憶機能５７−３に格納された撮影室に関する情報（例えば、ＣＡＤデータ）や、入力インターフェース４３のうちカメラが取得した撮影室の画像などに基づいて判定される。
Regarding whether or not the wall W of the photographing room exists inside the movable area RM of the
なお、図１０に示す撮影室において、天板３３が寝台装置３０の設置方向から架台装置１０に離間する方向（いわゆるＯＵＴ方向）に移動させるスペースが十分確保されており、天板３３が図示の壁Ｗと対峙する他の壁（不図示）と干渉する可能性が低い場合には、天板３３が寝台装置３０の設置方向から架台装置１０に接近する方向（いわゆるＩＮ方向）の移動時にのみ、判定基準を厳しくするように設定されてもよい。
In the photographing room shown in FIG. 10, a sufficient space is secured for the
［干渉の判定基準の変更例２］
また、干渉判定機能５７−２は、撮影室の外側の入力インターフェース４３が操作されたか、撮影室の内側の入力インターフェース４３が操作されたかに基づいて、操作者が撮影室の内側に居るか否かを判定し、操作者が撮影室の内側に居ると判定された場合（ローカル動作指示モードの場合）に判定基準を物体と干渉したと判定されやすい方に変更してもよい。これは、操作者が撮影室の内側に居る場合に、操作者が架台装置１０や天板３３と干渉する可能性が高まるためである。
[Example 2 of changing the criteria for interference]
Further, the interference determination function 57-2 determines whether or not the operator is inside the photographing room based on whether the
［干渉の判定基準の変更例３］
また、干渉判定機能５７−２は、水ファントムを用いたキャリブレーション処理を行う場合（メンテナンスモードの場合）に、判定基準を物体と干渉したと判定されやすい方に変更してもよい。これは、キャリブレーション処理が行われる場合に、水ファントムを天板３３の先端に載置した状態で、天板３３を素早く水平動させたり、通常の撮影よりも天板３３を長時間動かしたりすることから、干渉する可能性が高まるためである。
[Example 3 of changing the criteria for interference]
Further, the interference determination function 57-2 may change the determination criterion to one that is likely to be determined to have interfered with an object when performing calibration processing using a water phantom (in the case of maintenance mode). This means that when the calibration process is performed, the
［干渉の判定基準の変更例４］
また、干渉判定機能５７−２は、ストレッチャなどの平常時に撮影室内に存在しない他物体が撮影室にある場合に、判定基準を物体と干渉したと判定されやすい方に変更してもよい。干渉判定機能５７−２は、例えば、入力インターフェース４３のカメラなどにより撮影された撮影室内の画像を解析することで、撮影室の内部にストレッチャなどが存在するか否かを判定する。干渉判定機能５７−２は、他物体が存在すると判定した場合に、操判定基準を物体と干渉したと判定されやすい方に変更してもよい。
[Example 4 of changing the criteria for interference]
Further, the interference determination function 57-2 may change the determination criterion to one that is likely to be determined to have interfered with the object when another object such as a stretcher that does not exist in the imaging room in normal times is present in the imaging room. The interference determination function 57-2 determines whether or not a stretcher or the like exists inside the photographing room by analyzing an image in the photographing room taken by a camera or the like of the
図１１および図１２は、天板３３による物体との干渉の発生場面の他の一例を模式的に示す図である。例えば、寝台装置３０の基台３１が小さく、天板３３の下側に他物体が通過可能な程度の空間が存在する場合、干渉判定機能５７−２は、天板３３を上下動している最中に干渉を判定した場合に、判定基準を物体と干渉したと判定されやすい方に変更してもよい。干渉判定機能５７−２は、図１１に示すように、天板３３を降下させている最中に、天板３３の下側の空間にストレッチャなどの他物体ＯＢを挟み込むような干渉を検出した場合、天板３３の降下を停止するよう、寝台駆動装置３２に指令を出力する。さらに干渉判定機能５７−２は、天板３３の降下の最中に干渉を検出した場合、降下を停止した後に、図１２に示すように、天板３３を干渉が検出される前の高さまで上昇させることで、他物体ＯＢの挟み込み状態をより早く解消するようにしてもよい。
11 and 12 are diagrams schematically showing another example of the scene where the
なお、他物体ＯＢの高さが天板３３の最低降下位置よりも低いことが取得機能５７−１により取得されたカメラ画像などから取得できた場合には、干渉判定機能５７−２は、判定基準を物体と干渉したと判定されやすい方に変更してもよいし、変更しなくてもよい。
If the height of the other object OB is lower than the minimum descent position of the
［処理フロー］
図１３は、干渉制御機能５７による干渉制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
[Processing flow]
FIG. 13 is a flowchart showing an example of the flow of the interference control process by the
まず、取得機能５７−１は、架台装置１０または天板３３のいずれかの移動が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１００）。移動が開始されたと判定されなかった場合、取得機能５７−１は、一定時間経過後に再度ステップＳ１００の処理を行う。移動が開始されたと判定された場合、取得機能５７−１は、利用状況に関する参照情報を取得する（ステップＳ１０２）。次に、干渉判定機能５７−２は、ステップＳ１０２において取得機能５７−１が取得した利用状況に応じて、干渉判定の判定条件を設定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の処理詳細は他のフローチャートを用いて後述する。
First, the acquisition function 57-1 determines whether or not the movement of either the
次に、干渉判定機能５７−２は、干渉の判定処理を開始し（ステップＳ１０６）、アクチュエータ１８−２の出力量またはアクチュエータ３２−２による出力量を取得して（ステップＳ１０８）、物体と干渉したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１０８においては、架台装置１０および天板３３の相対的な位置に関する情報が取得機能５７−１により取得され、記憶機能５７−３に格納される。干渉が発生したと判定しなかった場合、干渉判定機能５７−２は、ステップＳ１０８に処理を戻す。干渉が発生したと判定した場合、干渉判定機能５７−２は、架台装置１０または天板３３の移動を停止し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０８において取得した、架台装置１０および天板３３の位置に戻すことで、干渉したと判定される以前の位置に戻して（ステップＳ１１４）、本フローチャートの処理を終了する。
Next, the interference determination function 57-2 starts the interference determination process (step S106), acquires the output amount of the actuator 18-2 or the output amount of the actuator 32-2 (step S108), and interferes with the object. It is determined whether or not the interference has occurred (step S110). In step S108, the information regarding the relative positions of the
図１４は、干渉判定機能５７−２による判定条件の設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart showing an example of the flow of the determination condition setting process by the interference determination function 57-2.
まず、干渉判定機能５７−２は、水ファントムを用いたキャリブレーション処理か否かを判定する（ステップＳ２００）。水ファントムを用いたキャリブレーション処理である場合、干渉判定機能５７−２は、干渉したと判定しやすくなる方に判定基準を変更して（ステップＳ２０２）、ステップＳ２０８に処理を進める。水ファントムを用いたキャリブレーション処理である場合、取得機能５７−１は、被検体Ｐの体重に関する情報を取得する（ステップＳ２０４）。次に、干渉判定機能５７−２は、被検体Ｐの体重に応じて、記憶機能５７−３に格納された正常時の電流値の出力量の検出パターンを読み出すことにより、判定基準を変更する（ステップＳ２０６）。 First, the interference determination function 57-2 determines whether or not the calibration process uses the water phantom (step S200). In the case of the calibration process using the water phantom, the interference determination function 57-2 changes the determination criterion so that it becomes easier to determine that the interference has occurred (step S202), and proceeds to the process in step S208. In the case of the calibration process using the water phantom, the acquisition function 57-1 acquires the information regarding the body weight of the subject P (step S204). Next, the interference determination function 57-2 changes the determination criterion by reading out the detection pattern of the output amount of the normal current value stored in the memory function 57-3 according to the body weight of the subject P. (Step S206).
次に、取得機能５７−１は、撮影室内の障害物に関する情報（例えば、撮影室の壁の位置や、ストレッチャの有無など）を取得する（ステップＳ２０８）。次に、干渉判定機能５７−２は、架台装置１０、寝台装置３０および天板３３の可動領域内に障害物が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１０）。可動領域内に障害物が存在すると判定した場合、干渉判定機能５７−２は、干渉したと判定しやすくなる方に判定基準を変更する（ステップＳ２１２）。可動領域内に障害物が存在しないと判定した場合、取得機能５７−１は、架台装置１０が設置された閉空間である撮影室の内側に操作者が居るか否かに関する情報（操作者による操作を入力インターフェース４３の情報）を取得する（ステップＳ２１４）。
Next, the acquisition function 57-1 acquires information about obstacles in the photographing room (for example, the position of a wall in the photographing room, the presence or absence of a stretcher, etc.) (step S208). Next, the interference determination function 57-2 determines whether or not an obstacle exists in the movable area of the
次に、干渉判定機能５７−２は、撮影室の内側に操作者が居るか否かを判定する（ステップＳ２１６）。撮影室の内側に操作者が居ると判定した場合、干渉判定機能５７−２は、干渉したと判定しやすくなる方に判定基準を変更する（ステップＳ２１２）。撮影室の内側に操作者が居ないと判定した場合、干渉判定機能５７−２は、本フローチャートの処理を終了する。 Next, the interference determination function 57-2 determines whether or not there is an operator inside the photographing room (step S216). When it is determined that the operator is inside the photographing room, the interference determination function 57-2 changes the determination criterion so that it is easier to determine that the interference has occurred (step S212). When it is determined that there is no operator inside the photographing room, the interference determination function 57-2 ends the process of this flowchart.
以上説明した実施形態のＸ線ＣＴ装置１によれば、寝台装置３０架台装置１０の被駆動部材を駆動するアクチュエータ３２−２の出力量、または架台装置１０の被駆動部材を駆動するアクチュエータ１８−２の出力量を認識可能な参照情報を取得する取得機能５７−１と、取得機能５７−１により取得された参照情報に基づいて、被駆動部材の移動に伴って寝台装置３０または架台装置１０の一部が寝台装置３０または架台装置１０の他方の装置、被検体Ｐ、Ｘ線ＣＴ装置１の設置された空間の壁、ストレッチャ等の物体と干渉したか否かを判定する干渉判定機能５７−２と、を備えることにより、Ｘ線ＣＴ装置１の医用機器の駆動に伴う干渉発生を適応的に判定することができる。
According to the X-ray CT apparatus 1 of the embodiment described above, the output amount of the actuator 32-2 for driving the driven member of the
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である。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１７ 回転フレーム
１８ 制御装置
１８−２ アクチュエータ
３０ 寝台装置
３１ 基台
３２ 寝台駆動装置
３２−２ アクチュエータ
３３ 天板
３４ 支持フレーム
４０ コンソール装置
５０ 処理回路
５７ 干渉制御機能
５７−１ 取得機能
５７−２ 干渉判定機能
1
Claims (9)
前記寝台装置または架台装置の被駆動部材を駆動するアクチュエータの出力量に関する参照情報を取得する取得部と、
前記参照情報および適応的な判定基準に基づいて、前記被駆動部材の移動に伴って干渉が発生したか否かを判定する干渉判定部と、
を備える、医用画像診断装置。 A medical diagnostic imaging device equipped with a sleeper device and a gantry device.
An acquisition unit that acquires reference information regarding the output amount of the actuator that drives the driven member of the sleeper device or the gantry device, and
An interference determination unit that determines whether or not interference has occurred due to the movement of the driven member based on the reference information and adaptive determination criteria.
A medical diagnostic imaging device.
請求項１に記載の医用画像診断装置。 A control unit that controls the actuator is further provided based on the determination result of the interference determination unit.
The medical diagnostic imaging apparatus according to claim 1.
請求項１または２に記載の医用画像診断装置。 The acquisition unit acquires the value of the current supplied to the actuator as the reference information.
The medical diagnostic imaging apparatus according to claim 1 or 2.
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の医用画像診断装置。 The interference determination unit changes the determination criteria according to the usage status of the medical image diagnostic apparatus.
The medical diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項４に記載の医用画像診断装置。 The interference determination unit changes the determination criteria according to a part or all of the weight of a living body or an object mounted on the sleeper device, the height of the sleeper device, and the tilt angle of the gantry device. ,
The medical diagnostic imaging apparatus according to claim 4.
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の医用画像診断装置。 The interference determination unit refers to the information regarding the position of the obstacle, and changes the determination criterion when the obstacle exists in the movable region of the driven member or the member connected to the driven member.
The medical diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項１から６のうちいずれか１項に記載の医用画像診断装置。 In the interference determination unit, the operator operates the gantry device or the sleeper device inside the room in which the gantry device and the sleeper device are installed, and the gantry device or the sleeper outside the room. The judgment criteria are different depending on whether the device is operated.
The medical diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の医用画像診断装置。 The interference determination unit makes the determination criteria different depending on whether the calibration process using the water phantom is performed or the subject is photographed.
The medical diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記寝台装置または架台装置の被駆動部材を駆動するアクチュエータの出力量に関する参照情報を取得する取得部と、
前記参照情報を入力することで、前記被駆動部材の移動に伴って干渉が発生したか否かを判定する学習済みモデルに対して、前記参照情報を入力することにより、前記干渉が発生したか否かを判定する干渉判定部と、
を備える、医用画像診断装置。 A medical diagnostic imaging device equipped with a sleeper device and a gantry device.
An acquisition unit that acquires reference information regarding the output amount of the actuator that drives the driven member of the sleeper device or the gantry device, and
Whether or not the interference has occurred by inputting the reference information to the trained model for determining whether or not the interference has occurred due to the movement of the driven member by inputting the reference information. Interference judgment unit that determines whether or not
A medical diagnostic imaging device.
Priority Applications (1)
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