JP5999962B2 - Ｘ線透視撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、透視および撮影を行うＸ線透視撮影装置に係り、特にＸ線透視撮影装置の運用支援技術に関する。

Ｘ線透視撮影装置では、Ｘ線管で発生させたＸ線を被写体に照射し、被検体を透過したＸ線量を検出して画像化する。Ｘ線管でＸ線を発生させるためにはＸ線高電圧装置から高電圧を供給するが、長時間使用するとＸ線管の発熱によりオーバーヒートを検出し高電圧の供給を停止する事がある。１度オーバーヒートを起こすと、温度が下がるまで待つ必要があり臨床においては不都合な事象である。

その対策として、例えば、オーバーヒートを避けるため、Ｘ線照射条件（発熱条件）と冷却条件から事前にＸ線透視可能時間と撮影可能枚数を表示させるものがある（特許文献１を参照）。

特開２０１１−１０４２００号公報

しかしながら、特許文献1には、更新時間ごとに表示を更新する為、使用用途が一人用に限られていた。そのため、集団検診などの多数の被検体に対しては、必ずしも適していない。すなわち、多数の被検体に対して、Ｘ線照射を繰り返しているとＸ線管のオーバーヒートが生じ、検診中断という事態に陥るリスクがある。の低減することができる
そこで、本発明の目的は、Ｘ線管のオーバーヒートによる検診中断のリスクを低減することである。

上記課題を解決するために、本発明になるＸ線透視撮影装置の主なものは以下の通りである。

被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、該被検体を透過したＸ線を検出器にて検出し、検出器から出力されたＸ線信号に対して画像処理を行う画像処理部と、Ｘ線照射部の温度を測定する温度測定部と、Ｘ線照射部および画像処理部を制御する制御部と、画像処理の結果および制御部への入出力情報を表示する表示部とを備え、被検体が複数あって、Ｘ線照射が複数回行われる場合に、制御部において、被検体へのＸ線照射態様を基にして算出されたｉ（１≦ｉ≦ｎ）回目における被検体一人当りの検診でＸ線照射部にて発生する熱量と、該発生熱量を基に算出されたｉ回目までの熱量の平均値と、ｉ回目のＸ線照射時点において温度測定部により測定したＸ線照射部における温度と、予め設定されたＸ線照射部の正常動作可能な温度限界値と、温度および温度限界値との差分、並びに熱量の平均値とを用いて、ｉ回目以降の検診可能な人数を算出し、該人数を表示部に表示することを特徴とする。

本発明は、胃部のバリウム検診などのように撮影法が受診施設毎にほぼ一定の場合に有効である。１人目の検診開始から最終検診者の終了までのＸ線管により発生する熱量を積算し保存する。検診を行う度に発生する熱量の平均値を求めることで、１人当りに発生する熱量を決定する。その値と現在のＸ線管装置の温度と最大の熱容量から残り検診可能な人数を表示することができる。

本発明によれば、Ｘ線管のオーバーヒートによる検診中断のリスクの低減することができる。

本実施例の全体を示すブロック図である。 検診中に発生する熱量およびその熱量に基づき検診可能な人数を算出する処理フローである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本実施例の全体構成を示す図である。

Ｘ線透視撮影装置は、被検体１００を載せる天板１０６と、被検体１００にＸ線を照射するＸ線源１０２と、被検体１００に対するＸ線照射領域を設定する絞り装置１０４と、Ｘ線源１０２に電力供給を行なう高電圧発生部１０８と、Ｘ線源の温度を測定する半導体素子１３０とＸ線源１０２に対向する位置に配置され、被検体１００を透過したＸ線を検出するＸ線検出器１１０と、Ｘ線検出器１１０から出力されたＸ線信号に対して画像処理を行なう画像処理部１１２と、画像処理部１１２から出力されたＸ線画像（透視画像を含む）を記憶する画像記憶部１１４と、Ｘ線画像（透視画像を含む）を表示する表示部１１６と、上記各構成要素を信号線１２３を介して制御する制御部１１８と、制御部１１８に対して信号線１２２を介して信号を伝達して指令を行なう操作部１２０とを備えている。

Ｘ線源１０２は、高電圧発生器１０８から電力供給線１２０介して電力供給を受けてＸ線を発生させるＸ線管球を有する。高電圧発生器１０８は、制御部１１８から信号線１２１を介して送信される情報に従って、高電圧を発生する。また、Ｘ線源１０２には、特定のエネルギーのＸ線を選択的に透過させるＸ線フィルタなどを有していてもよい。

絞り装置１０４は、Ｘ線源１０２から発生したＸ線を遮蔽するＸ線遮蔽用鉛板を複数有し、複数のＸ線遮蔽用鉛板をそれぞれ移動することにより、被検体１００に対するＸ線照射領域（符号１２４で囲まれる領域）を決定する。

Ｘ線検出器１１０は、例えば、Ｘ線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置されて構成されており、Ｘ線源１０２から照射され、被検体１００を透過したＸ線の入射量に応じたＸ線信号を検出する機器である。

画像処理部１１２は、Ｘ線検出部１１０から出力されたＸ線信号を画像処理し、画像処理されたＸ線画像を出力する。画像処理は、ガンマ変換、階調変換処理、画像の拡大・縮小等である。
画像記憶部１１４は、画像処理部１１２から出力されたＸ線画像を記憶する。
表示部１１６は、画像処理部１１２から出力されたＸ線画像、又は画像記憶部１１４に記憶されたＸ線画像を表示する。

以下に、実施例１の動作について図２を用いて説明する。なお、以下の説明文中には図２で示す各ステップ番号を付記する。
本実施例では、胃部の検診装置を例にして説明する。

まず、検者が被検者の情報を入力し検査を開始する（２００）。
次に、作業が透視か撮影かを判定する（２０１）。
作業が透視の場合には、透視が開始されると事前に決定したサンプリング時間間隔で熱量を計算する（２０２）。
サンプリング時点の管電圧、管電流、サンプリング時間の積を求めることでサンプリング時間の間に発生した熱量を計算し、また今までの透視による熱量（ＦＨ（ｓ−１））を加えることで透視により発生する熱量ＦＨ（ｓ）を積算する。ここで、ｓは、現在透視を行おうとするサンプリング時点を示す。また、ｓ−１は、ｓより１つ前のサンプリング時点を示す。
ＦＨ（ｓ）＝管電圧×管電流×サンプリング時間＋ＦＨ（ｓ−１） …（式１）
また、作業が（２０１）の判定で撮影とされた場合は、撮影を行った時の管電圧、管電流、撮影時間の積を計算し１回の撮影で発生した熱量を計算する（２１０）。
また、撮影が行われる度に熱量を加算することで撮影により発生する熱量ＲＨ（ｔ）を積算する。
ＲＨ（ｔ）＝管電圧×管電流×撮影時間＋ＲＨ（ｔ−１） …（式２）
ここで、ｔは、現在撮影を行おうとする撮影時点を示す。また、ｔ−１は、ｔより１つ前の撮影時点を示す。

上記作業を１人の検診終了まで行う（２０３）。検査終了後、１人の検査で発生する熱量Ｈ（ｕ）を計算する（２０４）。
ここで、ｕは、現在サンプリングおよび撮影を行おうとする時点を示す。
Ｈ（ｕ）＝ＦＨ（ｓ）＋ＲＨ（ｔ−１）＋α …（式３）
また、αはフィラメントの加熱および冷却ファンによる放熱効果などを含めたＸ線を出力するために発生する熱量を意味する。αの値は上記作業の前に決めて加算する。
なお、αの値は正の場合も負の場合もある。すなわち、正の場合は、放熱効果が少なく放熱が優位な状態の場合であり、負の場合は、放熱効果が優位な場合である。

次に、検診開始時からｕ時点までの一人当たりの検診で発生する熱量の平均値ＡＨ（ｕ）を求める（２０５）。
ＡＨ（ｕ）＝（ＡＨ（ｕ−１）×（ｕ−１）＋Ｈ（ｕ））／ｕ …（式４）
Ｘ線管装置に取り付けているサーミスタの温度Ｔと温度リミッターの温度Ｔｍａｘの差分ΔＴを計算する（２０６）。
ΔＴ＝Ｔｍａｘ−Ｔ …（式５）
これらの結果により検診可能人数（Ｎ）を下記式より求める（２０７）。
Ｎ＝（ΔＴ×Ｃ）／ＡＨ（ｕ） …（式６）
このときＣは管球自身がもつ熱容量とする。

ここで求まった検診可能人数Ｎを表示部やＸ線操作部に表示する（２０８）。

さらに、上記式を用いて、ｕ時点以降の検診者の待機時間を算出することが可能であり、算出した待機時間を表示部に表示する（２０９）。

本実施例によれば、所定の時間（例えば、午前中）までに、あと何名が検診可能かの情報提供することができる。従って、集団検診の様な多数の検診者（被検体）がある場合に、事前に所定の時間後（例えば、午後）の検診を連絡することが可能となり、Ｘ線源がオーバーヒートを起こして検診中断を突然にすることなく、計画的な検診が可能となる。

ここで、実施例２について図を用いて説明する。実施例１と異なる点は、検査開始前に効率の良い検診を予測することである。

胃部の検診などの場合、予め検診人数が分かっていることがある。そこで、実施例１で算出し保存する１人当りの検診で発生する熱量と検査開始時の温度を元に一人一人の検診間隔の時間を提示することができる。

ここで、検診間隔は透視や撮影を行っている実作業時間と次の検診者の検診準備をする準備時間を含む。検診間隔の調整は、透視や撮影の照射態様とは別に決まる準備時間の調整で可能となる。実作業時にはＸ線源は発熱が主体であるが、準備時間中は放熱が主として行われる。従って、この準備時間が長くなれば、それに伴って放熱がされるので、実作業時の発熱量に応じて、準備時間の調整を行う。すなわち、検診間隔を調整することで、オーバーヒートを起こすことなく検査の終了まで装置を使用することが可能となる。

なお、本実施例で用いる発生する熱量の計算式は、実施例１で用いた（式１）乃至（式５）を用いるが、本実施例では、特に、（式３）中のαが準備時間または検診間隔をパラメータとして用いられ算出される。

ここで、実施例３について図を用いて説明する。実施例１及び実施例２と異なる点は使用開始から以前のデータを参照することである。
既に同じ機種の装置を納めている場合、その装置に組み込まれているＸ線源１０２の使用態様に応じた発熱量等は、新たに設置する装置と既存の装置との間の差が十分に小さいと考えられる。

そこで、実施例１にて算出し保存した熱量の計算値を最初から外部入力として挿入できるように設定する。これにより使用開始直後から精度の高い予測人数を表示することが可能である。

１００…被検体、１０２…Ｘ線源、１０４…絞り装置、１０６…天板、１０８…高電圧発生部、１１０…Ｘ線検出器、１１２…画像処理部、１１４…画像記憶部、１１６…表示部、１１８…制御部、１２０…操作部、１２１,１２２,１２３…信号線、１２４…Ｘ線照射領域、１３０…半導体素子。

Claims (4)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、
   該被検体を透過したＸ線を検出器にて検出し、該検出器から出力されたＸ線信号に対して画像処理を行う画像処理部と、
   前記Ｘ線照射部の温度を測定する温度測定部と、
   前記Ｘ線照射部および前記画像処理部を制御する制御部と、
   前記画像処理の結果および前記制御部の入出力情報を表示する表示部とを備えたＸ線透視撮影装置において、
   前記Ｘ線照射部の機能特性を有する他のＸ線透視撮影装置におけるＸ線照射部の使用態様に応じて発生する発熱量を含む使用実績値が予め前記制御部の記憶部に保存され、
   前記被検体が複数あって、前記Ｘ線照射部における照射が複数回行われる場合に、
   前記制御部において、
   前記使用実績値を基にして、ｉ（１≦ｉ≦ｎ）回目における前記被検体一人当りの検診で前記Ｘ線照射部にて発生する熱量を算出し、該発生熱量を基に算出された前記ｉ回目までの熱量の平均値と、前記ｉ回目のＸ線照射時点において前記温度測定部により測定した前記Ｘ線照射部における温度と、予め設定されたＸ線照射部の正常動作可能な温度限界値と、前記温度および前記温度限界値との差分、並びに前記熱量の平均値とを用いて、前記ｉ回目以降の検診可能な人数を算出し、
   該人数を前記表示部に表示することを特徴とするＸ線透視撮影装置。
2. 前記Ｘ線照射態様が、透視および撮影の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視撮影装置。
3. 前記被検体一人当りの検診で前記Ｘ線照射部にて発生する熱量は、
   前記Ｘ線照射部における冷却装置による放熱効果および検診開始時における前記Ｘ線照射部の温度を加味して算出されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視撮影装置。
4. 前記被検体の検診開始時点において、前記被検体の人数が既知の場合に、
   前記熱量の平均値と前記温度限界値と検査開始時の前記Ｘ線照射部の温度とに基づいて、前記被検体の各検診間隔を算出し、前記表示部に表示することを特徴とする請求項３に記載のＸ線透視撮影装置。

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