JP6735109B2 - X-ray imaging system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、Ｘ線撮影システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to an X-ray imaging system.
Ｘ線撮影システムは、被検体（例えば、患者）にＸ線を照射し、透過Ｘ線をＸ線検出器で検出することで被検体のＸ線信号を得る。そして、画像処理部でＸ線信号を処理することにより、表示部に透過Ｘ線画像を表示する。一般的なＸ線撮影システムでは、Ｘ線検出器を立位撮影台及び臥位撮影台に組み合わせたシステムが知られている。このシステムでは、天井に設けられた可動式の支持器を用いてＸ線管を懸垂し、操作パネルにより立位撮影台又は臥位撮影台に対して適切な撮影位置にＸ線管をポジショニングした後にＸ線撮影を行なっている。 The X-ray imaging system irradiates a subject (for example, a patient) with X-rays and detects transmitted X-rays with an X-ray detector to obtain an X-ray signal of the subject. Then, the transmitted X-ray image is displayed on the display unit by processing the X-ray signal in the image processing unit. As a general X-ray imaging system, a system in which an X-ray detector is combined with an upright imaging table and a lying imaging table is known. In this system, an X-ray tube is suspended using a movable support provided on the ceiling, and the X-ray tube is positioned at an appropriate imaging position with respect to a standing or lying position imaging table by an operation panel. X-ray is taken later.
また、立位撮影台又は臥位撮影台に対して適切な撮影位置にＸ線管をオートポジショングする技術が開示される。この技術によれば、自動走行可能なＸ線管の移動先を容易に認識することができ、作業効率の向上を図ることができる。移動先の設定方法としては、操作制御部に備わったタッチパネル式の液晶表示装置の画面上にＸ線撮影システムの配備された部屋のレイアウトを表示させる。さらに、レイアウト上に現在のＸ線管の備わった支持器の位置を点灯表示さるとともに、撮影対象である患者の撮影位置を点滅表示させる。 Also disclosed is a technique for automatically positioning an X-ray tube at an appropriate imaging position with respect to an upright imaging table or a lying imaging table. According to this technique, it is possible to easily recognize the destination of the X-ray tube that can be automatically traveled, and improve the work efficiency. As a method of setting the moving destination, the layout of the room in which the X-ray imaging system is installed is displayed on the screen of the touch panel liquid crystal display device provided in the operation control unit. Further, the current position of the supporter equipped with the X-ray tube is lighted and displayed on the layout, and the imaging position of the patient as the imaging target is displayed in blinking.
また、近年、人物や物体の動作（動き）をデジタル的に記録するモーションキャプチャ（motion capture）技術の開発が進んでいる。モーションキャプチャ技術の方式としては、例えば、光学式、機械式、磁気式、及びカメラ式などが知られている。一例を挙げると、人物にマーカを装着させて、カメラなどのトラッカによってマーカを検出し、検出したマーカを処理することにより人物の動作をデジタル的に記録するカメラ方式が知られている。 Further, in recent years, development of motion capture technology for digitally recording motions of persons and objects has been advanced. Known methods of motion capture technology include, for example, an optical type, a mechanical type, a magnetic type, and a camera type. As an example, there is known a camera system in which a marker is attached to a person, the marker is detected by a tracker such as a camera, and the detected marker is processed to digitally record the motion of the person.
マーカ及びトラッカを用いない方式としては、赤外線センサを利用して、センサから人物までの距離を計測し、人物の大きさや骨格のさまざまな動作を検出することで人物の動作をデジタル的に記録する方式が知られている。このような方式を利用したセンサとしては、例えば、kinect（登録商標）が知られている。 As a method that does not use markers and trackers, an infrared sensor is used to measure the distance from the sensor to the person, and the person's movements are digitally recorded by detecting the size of the person and various movements of the skeleton. The scheme is known. As a sensor using such a method, for example, kinect (registered trademark) is known.
本発明が解決しようとする課題は、被検体に対する不要被曝を低減することができるＸ線撮影システムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray imaging system capable of reducing unnecessary exposure to a subject.
本実施形態に係るＸ線撮影システムは、Ｘ線を照射するＸ線管と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、被検体の光学撮影を行なって前記被検体の距離画像情報を収集する光学撮影部と、前記被検体に含まれる撮影部位を設定する撮影部位設定部と、前記距離画像情報に基づいて前記撮影部位の体厚を算出し、前記体厚に対応する撮影条件を設定する撮影条件設定部と、を有する。 The X-ray imaging system according to this embodiment includes an X-ray tube that irradiates X-rays, an X-ray detector that detects the X-rays, and optical imaging of the object to collect range image information of the object. An optical imaging unit, an imaging region setting unit that sets an imaging region included in the subject, and a body thickness of the imaging region is calculated based on the distance image information, and imaging conditions corresponding to the body thickness are set. And a shooting condition setting unit for performing the shooting.
本実施形態に係るＸ線撮影システムについて、添付図面を参照して説明する。 An X-ray imaging system according to this embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施形態に係るＸ線撮影システムは、立位検査及び臥位検査を兼用する装置として説明されるが、立位検査及び臥位検査の一方のみを備える装置の場合であってもよい。 The X-ray imaging system according to this embodiment is described as an apparatus that also serves as an upright examination and a recumbent examination, but may be an apparatus that includes only one of the upright examination and the supine examination.
図１は、本実施形態に係るＸ線撮影システムの一部構成を示す外観図である。図２は、本実施形態に係るＸ線撮影システムの全体構成図である。 FIG. 1 is an external view showing a partial configuration of an X-ray imaging system according to this embodiment. FIG. 2 is an overall configuration diagram of the X-ray imaging system according to this embodiment.
図１及び図２は、本実施形態に係るＸ線撮影システム１を示す。そのＸ線撮影システム１は、撮影装置本体１０及び画像処理装置（コンソール）３０を備える。撮影装置本体１０は、検査室に備えられる一方、画像処理装置３０は、検査室に隣接する制御室に備えられる。
1 and 2 show an
撮影装置本体１０は、Ｘ線管筐体１１、立位撮影台１２、立位検出器１３、臥位撮影台１４、臥位検出器１５、天井レール１６、台車部１７、支柱部１８、高電圧発生装置１９、撮影コントローラ２０、及びＡＤ（analog to digital）変換回路２１、操作パネル２２、及び光学センサ２３を備える。
The imaging apparatus
Ｘ線管筐体１１は、Ｘ線管１１ａを内蔵する。Ｘ線管１１ａは、高電圧発生装置１９から電力供給を受けて、立位撮影台１２の前、又は、臥位撮影台１４の上の患者の撮影部位にＸ線を照射する。Ｘ線管筐体１１は−１８０°〜＋１８０°の範囲で支柱部１８に対して回転可能である。Ｘ線管筐体１１は、撮影コントローラ２０による制御の下、支柱部１８の上下方向の伸縮に従って高さが変更される。Ｘ線管１１ａの前面には、Ｘ線を照射するための開口を形成するためのＸ線絞り（図示しない）が配置される。
The
立位撮影台１２は、Ｘ線管筐体１１に対向する位置に鉛直向きに配置される。
The
立位検出器１３は、立位撮影台１２によって支持される。立位検出器１３は、立位の患者からの透過Ｘ線を検出して画像データとして出力するＦＰＤ（図示しない）である。また、立位検出器１３は、散乱線を除去するグリッド（図示しない）をセット可能な構造を有する。立位検出器１３は、撮影コントローラ２０による制御の下、Ｘ線管筐体１１の高さの変更に従って、立位撮影台１２に沿って高さが変更される。
The
臥位撮影台１４は、患者を載置可能なように横向きに配置される。臥位撮影台１４は、撮影コントローラ２０による制御の下、上部に備えられる天板（図示しない）をスライド可能である。
The supine
臥位検出器１５は、臥位撮影台１４によって支持される。臥位検出器１５は、臥位の患者からの透過Ｘ線を検出して画像データとして出力するＦＰＤを含むＸ線検出器である。また、臥位検出器１５は、散乱線を除去するグリッド（図示しない）をセット可能な構造を有する。また、臥位検出器１５は、天井レール１６上の台車部１７のスライド、すなわち、Ｘ線管１１ａのスライドに連動して、スライド可能範囲でスライドを行なう。
The
天井レール１６は、天井Ｃに敷設される。
The
台車部１７は、支柱部１８を介してＸ線管筐体１１を支持する。台車部１７は、天井レール１６に沿ってスライド可能なように天井レール１６に係合される。台車部１７は、撮影コントローラ２０による制御の下、Ｘ線管筐体１１が立位撮影台１２の側と臥位撮影台１４の側との間をスライド可能である。すなわち、台車部１７は、Ｘ線管１１ａ（Ｘ線焦点）及び立位検出器１３ａの間の距離（ＳＩＤ：source image receptor distance）を変更可能である。
The
支柱部１８は、台車部１７に支持され、その下端のＸ線管筐体１１を垂直・水平方向に回転自在に支持する。支柱部１８は、撮影コントローラ２０による制御の下、上下方向に伸縮自在である。すなわち、支柱部１８は、Ｘ線管１１ａ（Ｘ線焦点）及び臥位検出器１５の間の距離（ＳＩＤ）を変更可能である。
The
高電圧発生装置１９は、Ｘ線管１１ａに高電圧電力を供給する。
The
撮影コントローラ２０は、処理回路や、ＲＡＭ（random access memory）等のメモリによって構成される。撮影コントローラ２０は、処理回路３１からの指示に従って、モータ（図示しない）を介して台車部１７を水平方向にスライドさせ、支柱部１８を伸縮させることで撮影位置を設定し、高電圧発生装置１９を介してＸ線管１１ａからＸ線を照射させる。
The
ＡＤ変換回路２１は、処理回路３１による制御の下、Ｘ線検出器１３，１５から出力されるアナログ信号（ビデオ信号）をデジタル信号に変換する。
Under the control of the
操作パネル２２は、Ｘ線管筐体１１に支持される。操作パネル２２は、タッチパネル式の液晶表示装置である。なお、操作パネル２２は、Ｘ線管筐体１１に支持される場合に限定されるものではなく、立位撮影台１２や、臥位撮影台１４等に支持されていてもよい。
The
操作パネル２２は、後述する光学センサ２３による動作情報などを表示でき、また、操作者によって撮影部位や撮影条件の指定を受け付けることができる。例えば、操作パネル２２は、Ｘ線管筐体１１に具備される。なお、操作パネル２２は、Ｘ線管筐体１１に具備される場合に限定されるものではない。操作パネル２２の代わりに、光学センサ２３による動作情報などを表示でき、また、操作者によって撮影部位や撮影条件の指定を受け付けることができるモバイル端末が用いられてもよい。
The
光学センサ２３は、立位撮影台１２の前、及び、臥位撮影台１４の上の患者を撮影可能な位置に備えられる。光学センサ２３は、光学センサ２３の撮影範囲に、台車部１７、支柱部１８、及びＸ線管筐体１１のスライド範囲が重ならない位置（例えば、天井や検査室の側壁）に備えられる。光学センサ２３は、立位撮影台１２の前面の患者を撮影可能な位置と、臥位撮影台１４の上の患者を撮影可能な位置とにそれぞれ設けられるものであってもよい。ここでは、光学センサ２３が、立位撮影台１２の前、及び、臥位撮影台１４の上の患者を撮影可能な天井位置に１個備えられる場合について説明する。
The
光学センサ２３は、立位撮影台１２の前、又は、臥位撮影台１４の上の患者を光学撮影して、カラー画像情報、距離画像情報、及び動作情報のうち少なくとも１個を収集する。光学センサ２３としては、例えば、kinect（登録商標）が用いられる。光学センサ２３は、カラー画像収集部２３ａ、距離画像収集部２３ｂ及び動作情報生成部２３ｃを有する。kinectは、周囲の音声を集音し、音源の方向特定及び音声認識を行なう音声認識部（図示しない）を有する場合もある。
The
カラー画像収集部２３ａは、立位撮影台１２の前、又は、臥位撮影台１４の上の患者の全体を撮影し、カラー画像情報を収集する。例えば、カラー画像収集部２３ａは、患者表面で反射される光を受光素子で検知し、可視光を電気信号に変換する。そして、カラー画像収集部２３ａは、電気信号をデジタルデータに変換することにより、撮影範囲に対応する１フレームのカラー画像情報を生成する。この１フレーム分のカラー画像情報には、例えば、撮影時刻情報と、この１フレームに含まれる各画素にＲＧＢ（red green blue）値が対応付けられた情報とが含まれる。
The color
カラー画像収集部２３ａは、次々に検知される可視光から連続する複数フレームのカラー画像情報を生成することで、撮影範囲を動画撮影する。なお、カラー画像収集部２３ａによって生成されるカラー画像情報は、各画素のＲＧＢ値をビットマップに配置したカラー画像として出力されてもよい。また、カラー画像収集部２３ａは、受光素子として、例えば、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）や、ＣＣＤ（charge coupled device）を有する。
The color
距離画像収集部２３ｂは、立位撮影台１２の前、又は、臥位撮影台１４の上の患者を撮影し、距離画像情報を収集する。例えば、距離画像収集部２３ｂは、赤外線を周囲に照射し、照射波が患者表面で反射された反射波を受光素子で検知する。そして、距離画像収集部２３ｂは、照射波とその反射波との位相差や、照射から検知までの時間に基づいて、患者と距離画像収集部２３ｂとの距離を求め、撮影範囲に対応する１フレームの距離画像情報を生成する。この１フレーム分の距離画像情報には、例えば、撮影時刻情報と、撮影範囲に含まれる各画素に、その画素に対応する患者と距離画像収集部２３ｂとの距離が対応付けられた情報とが含まれる。
The distance
距離画像収集部２３ｂは、次々に検知される反射波から連続する複数フレームの距離画像情報を生成することで、撮影範囲を動画撮影する。なお、距離画像収集部２３ｂによって生成される距離画像情報は、各画素の距離に応じた色の濃淡をビットマップに配置した距離画像として出力されてもよい。また、距離画像収集部２３ｂは、受光素子として、例えば、ＣＭＯＳやＣＣＤを有する。この受光素子は、カラー画像収集部２３ａで用いられる受光素子と共用されてもよい。また、距離画像収集部２３ｂによって算出される距離の単位は、例えば、メートル［ｍ］である。
The range
動作情報生成部２３ｃは、立位撮影台１２の前、又は、臥位撮影台１４の上の患者の動作を表す動作情報を生成する。動作情報は、例えば、患者の動作（ジェスチャ）を複数の姿勢（ポーズ）の連続として捉えることにより生成される。動作情報生成部２３ｃは、まず、人体パターンを用いたパターンマッチングにより、距離画像収集部２３ｂによって生成される距離画像情報から、人体の骨格を形成する各関節の座標を得る。距離画像情報から得られた各関節の座標は、距離画像の座標系で表される値である。このため、動作情報生成部２３ｃは、次に、距離画像の座標系における各関節の座標を、実空間の座標系（世界座標系）で表される値に変換する。実空間の座標系で表される各関節の座標が、１フレーム分の骨格情報となる。複数フレーム分の骨格情報が、動作情報である。
The motion
画像処理装置３０は、コンピュータをベースとして構成されており、Ｘ線撮影システム１の全体の動作制御や、撮影装置本体１０によって取得された複数のＸ線画像（Ｘ線画像データ）に関する画像処理等を行なう装置である。画像処理装置３０は、処理回路３１、記憶回路３２、入力回路３３、ディスプレイ３４、及びＩＦ（interface）３５を有する。
The
処理回路３１は、Ｘ線撮影システム１を総括的に制御する。
The
処理回路３１は、専用又は汎用のＣＰＵ（central processing unit）又はＭＰＵ（micro processor unit）の他、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、及び、プログラマブル論理デバイスなどの処理回路を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：simple programmable logic device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：complex programmable logic device）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）などの回路が挙げられる。処理回路３１は記憶回路３２に記憶された、又は、処理回路３１内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで図３に示す機能を実現する。
The
また、処理回路３１は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した回路を組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、プログラムを記憶する記憶回路３２は回路ごとに個別に設けられてもよいし、１個の記憶回路３２が複数の回路の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。
Further, the
記憶回路３２は、ＲＡＭ（random access memory）、フラッシュメモリ（flash memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等によって構成される。記憶回路３２は、ＵＳＢ（universal serial bus）メモリ及びＤＶＤ（digital video Disk）などの可搬型メディアによって構成されてもよい。記憶回路３２は、処理回路３１において用いられる各種処理プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（operating system）等も含まれる）や、プログラムの実行に必要なデータや、医用画像を記憶する。また、ＯＳに、操作者に対するディスプレイ３４への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力回路３３によって行なうことができるＧＵＩ（graphical user Interface）を含めることもできる。
The
記憶回路３２は、光学センサ２３によって光学撮影された全てのフレームごとのカラー画像情報、距離画像情報、音声認識結果、及び骨格情報などを時系列順に時間に対応付けて記憶する。
The
入力回路３３は、操作者によって操作が可能なポインティングデバイスなどの入力デバイス（例えば、キーボード）からの信号を入力する回路である。ここでは、入力デバイス自体も入力回路３３に含まれるものとする。操作者により入力デバイスが操作されると、入力回路３３はその操作に応じた入力信号を生成して処理回路３１に出力する。なお、Ｘ線撮影システム１は、入力デバイスがディスプレイ３４と一体に構成されたタッチパネルを備えてもよい。
The
ディスプレイ３４は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、及び有機ＥＬパネル等の表示デバイスである。ディスプレイ３４は、処理回路３１の制御に従って画像データを表示する。
The
ＩＦ３５は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。ＩＦ３５は、各規格に応じた通信制御を行なって、Ｘ線撮影システム１をネットワークＮ網に接続させる。
The
図３は、本実施形態に係るＸ線撮影システム１の機能を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the functions of the
処理回路３１（又は撮影コントローラ２０の処理回路）がプログラムを実行することによって、Ｘ線撮影システム１は、図３に示すように、動作情報生成機能４１、撮影部位設定機能４２、ポジショニング機能４３、撮影条件設定機能４４、動作判断機能４５、報知機能４６、及び撮影機能４７を備える。なお、動作情報生成機能４１、撮影部位設定機能４２、ポジショニング機能４３、撮影条件設定機能４４、動作判断機能４５、報知機能４６、及び撮影機能４７は、Ｘ線撮影システム１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。また、動作情報生成機能４１、撮影部位設定機能４２、ポジショニング機能４３、撮影条件設定機能４４、動作判断機能４５、報知機能４６、及び撮影機能４７の全部又は一部は、撮影コントローラ２０がプログラムを実行することによって機能するものであってもよい。
As the processing circuit 31 (or the processing circuit of the imaging controller 20) executes the program, the
動作情報生成機能４１は、光学センサ２３を制御して立位撮影台１２の前、又は、臥位撮影台１４の上に載置された患者を光学撮影させ、光学撮影によって生成された骨格情報に基づく動作情報を動画像として操作パネル２２に表示させる機能である。以下、動作情報生成機能４１が、臥位撮影台１４の上に載置された患者の動作情報を生成するように制御する場合を例にとって説明するものとする。
The motion
図４は、ポジショニング前の管球位置の一例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a tube position before positioning.
図４は、ポジショニング前に、臥位撮影台１４の上に載置された患者Ｓの動作情報を生成する場合におけるＸ線管筐体１１の位置を示す。患者Ｓの動作情報の生成は、光学センサ２３によって行なわれる。Ｘ線管筐体１１に具備される操作パネル２２には、患者Ｓの動作情報が動画像又は所要フレームの静止画像として表示される。
FIG. 4 shows the position of the
図３の説明に戻って、撮影部位設定機能４２は、操作パネル２２に表示された患者のカラー画像情報に基づき撮影部位の指定を受け付け、撮影部位を設定する機能である。
Returning to the explanation of FIG. 3, the imaging
図５は、動作情報に基づく撮影部位の設定画面の一例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a setting screen of the imaging region based on the operation information.
図５は、所定フレームの骨格情報が重畳されたカラー画像情報を示す。骨格情報は、複数の関節（図６の複数点）を含む。操作者が、操作パネル２２に表示された患者の動作情報の所定の位置をタッチすると、タッチ位置に相当する撮影部位が選択される。図５に示す例では、患者の左足を含む撮影領域Ｒが選択されている。
FIG. 5 shows color image information on which skeleton information of a predetermined frame is superimposed. The skeletal information includes a plurality of joints (a plurality of points in FIG. 6). When the operator touches a predetermined position of the patient's motion information displayed on the
図３の説明に戻って、ポジショニング機能４３は、撮影コントローラ２０を介して台車部１７及び支柱部１８（図１及び図２に図示）を制御して、撮影部位設定機能４２によって設定された撮影部位を撮影可能な位置にＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５をポジショニングする機能である。ポジショニング機能４２は、Ｘ線管筐体１１の回転動作と、天井レール１６上の台車部１７のスライドと、支柱部１８の上下方向への伸縮とを実行することで、患者に対してＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５をポジショニングする。
Returning to the explanation of FIG. 3, the
ポジショニング機能４３により、検査室内の位置を指定するのではなく、患者のカラー画像情報上で操作者が指定した撮影部位のＸ線撮影に適した位置にＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５をポジショニングすることができる。よって、ポジショニング機能４３により、効率的に、かつ、効果的にポジショングを行なうことができる。
By the
また、ポジショニング機能４３は、撮影部位設定機能４２によって設定された撮影部位に応じてＸ線を照射するための開口を形成するためのＸ線絞り（図示しない）の開口を制御することで、Ｘ線絞りをポジショニングしてもよい。
Further, the
図６は、ポジショニング後の管球位置の一例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a tube position after positioning.
図６は、図４の状態からポジショニングされた後の管球位置を示す。操作パネル２２には、患者Ｓの動作情報が動画像又は所要フレームの静止画像として表示される。
FIG. 6 shows the tube position after the positioning from the state of FIG. The operation information of the patient S is displayed on the
図３の説明に戻って、撮影条件設定機能４４は、撮影条件を設定する機能である。撮影条件は、Ｘ線撮影を行なう際のＸ線管１１ａの管電圧及び管電流などのパラメータを含む。撮影条件設定機能４４は、操作パネル２２を介した入力に基づいて撮影条件を設定する。複数の区分（例えば、大人区分及び子供区分）と、各区分に対応する撮影条件のパラメータとを予め対応づけておき、複数の区分から患者に合う区分を操作者が選択することで、撮影条件設定機能４４は、患者に対応する撮影条件のパラメータを選択する。
Returning to the description of FIG. 3, the shooting
又は、撮影条件設定機能４４は、光学センサ２３からの距離画像情報に基づいて撮影条件を自動的に設定する。具体的には、撮影条件設定機能４４は、光学センサ２３を制御して臥位撮影台１４の上に載置された患者を光学撮影させ、光学撮影によって生成された距離画像情報に基づいて、光学センサ２３と患者の照射側の体表までの第１の距離と、光学センサ２３と臥位撮影台１４までの第２の距離とを算出する。そして、撮影条件設定機能４４は、第１の距離と第２の距離とに基づいて患者の体厚を算出する。複数の体厚と、各体厚に対応する撮影条件のパラメータとを予め対応づけておき、算出された体厚に応じてパラメータを設定する。撮影条件設定機能４４は、管電圧及び管電流の少なくとも１を自動的に設定すればよい。
Alternatively, the photographing
撮影条件設定機能４４によって患者の体厚の測定による撮影条件の自動設定によれば、操作者による患者の外形の判断によることなく現実の体厚に基づいて撮影条件を設定するので、正確で、かつ、精度よく撮影条件を設定できる。
According to the automatic setting of the imaging condition by measuring the patient's body thickness by the imaging
動作判断機能４５は、ポジショニング機能４３によってＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５がポジショニングされた後、光学センサ２３によって生成された動作情報に基づいて、患者の動作を示す指標が閾値未満であるか否か、すなわち、患者が不動とみなせるか否かを判断する機能である。動作判断機能４５は、患者の全体の動作を示す指標が閾値未満であるか否かを判断することもできるし、患者の全体のうち撮影部位設定機能４２によって設定された撮影部位内の動作を示す指標が閾値未満である否かを判断することもできる。後者の場合、閾値は、撮影部位ごとに設定されてもよい。
After the
例えば、動作を示す指標は、動作情報に含まれる複数の関節のそれぞれの変化量である。複数のフレームに亘って複数の関節をそれぞれトレースすることで、各関節の変化量が求められる。動作判断機能４５は、患者全体又は撮影部位内のＮ個の関節のうちｎ（１≦ｎ≦Ｎ）個の移動量が閾値以上となれば患者が不動とみなせない（体勢の変化あり）と判断すればよい。動作判断機能４５は、患者全体又は撮影部位内のＮ個の関節の移動量の最大値が閾値以上となれば患者が不動とみなせないと判断してもよい。
For example, the index indicating the motion is the amount of change of each of the plurality of joints included in the motion information. The amount of change of each joint is obtained by tracing each of the joints over a plurality of frames. The
報知機能４６は、動作判断機能４５によって動作を示す指標が閾値以上であると判断された場合、その旨を操作者に視覚的に及び／又は聴覚的に報知させる機能である。
The
撮影機能４７は、Ｘ線撮影の開始指示を入力回路３３から受けると、撮影条件設定機能４４によって設定された撮影条件に従って撮影コントローラ２０を介してＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５（図１及び図２に図示）を制御して、患者のＸ線撮影を実行する機能である。Ｘ線撮影の実行中、光学センサ２３による動作情報の生成は中断されてもよいし、継続されてもよい。図７は、図６に示す管球位置におけるＸ線撮影を示す図である。
When the
続いて、図１、図２、及び図８を用いて、本実施形態に係るＸ線撮影システム１の動作について説明する。
Subsequently, the operation of the
図８は、本実施形態に係るＸ線撮影システム１の動作を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the
まず、放射線技師などの操作者によって患者が検査室の臥位撮影台１４の上（又は、立位撮影台１２の前面）に誘導される。光学センサ２３は、図４に示すように臥位撮影台１４の上に載置された患者の光学撮影を開始して、距離画像情報の収集と、動作情報の生成とを開始する（ステップＳＴ１）。
First, an operator such as a radiologist guides a patient to the lying position imaging table 14 (or the front surface of the standing imaging table 12) in the examination room. The
ステップＳＴ１に続き、処理回路３１は、ステップＳＴ１によって生成された患者のカラー画像情報を操作パネル２２に表示させる（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２に続き、処理回路３１は、図５を用いて説明したように、ステップＳＴ２によって操作パネル２２に表示された動作情報に基づいて撮影部位の指定を受け付け、撮影部位を設定する（ステップＳＴ３）。
Following step ST1, the
ステップＳＴ３に続き、処理回路３１は、ステップＳＴ３によって設定された撮影部位を撮影可能な位置にＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５をポジショニングする（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４において、処理回路３１は、Ｘ線管筐体１１の回転動作と、天井レール１６上の台車部１７のスライドと、支柱部１８の上下方向への伸縮動作とを実行することで、図４に示す台車部１７及び支柱部１８を図６に示す位置まで動作させる。また、ステップＳＴ４において、処理回路３１は、天井レール１６上の台車部１７のスライド、すなわち、Ｘ線管１１ａのスライドに連動して、スライド可能範囲で臥位検出器１５をスライドさせる。ステップＳＴ４の後、必要に応じて手動でＸ線管１１ａの位置が微調整される場合もあり得る。
Subsequent to step ST3, the
ステップＳＴ４に続き、処理回路３１は、操作パネル２２上で撮影条件の指定を受け付け、撮影条件を設定する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ５において、前述したように患者の体厚に応じて撮影条件を自動的に設定するができる。なお、ステップＳＴ４，ＳＴ５の動作の順序は逆であってもよい。
Subsequent to step ST4, the
処理回路３１は、ステップＳＴ４によってＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５がポジショニングされた後、ステップＳＴ１によって生成された動作情報に基づいて、患者の動作を示す指標が閾値未満であるか否か、すなわち、患者が不動とみなせるか否かを判断する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６において、処理回路３１は、患者の全体の動作情報に基づく関節の変化量が閾値未満であるか否かを判断することもできるし、患者の全体を示す動作情報のうちステップＳＴ３によって設定された撮影部位内の関節の変化量が閾値未満である否かを判断することもできる。
After the
ステップＳＴ６にてＹＥＳ、すなわち、患者が不動とみなせると判断される場合、処理回路３１は、Ｘ線撮影の開始指示があるか否かを判断する（ステップＳＴ７）。
If YES in step ST6, that is, if it is determined that the patient can be regarded as immobile, the
ステップＳＴ７の判断にてＹＥＳ、すなわち、Ｘ線撮影の開始指示があると判断される場合、処理回路３１は、ステップＳＴ１によって開始された光学撮影を終了させる（ステップＳＴ８）。ステップＳＴ８に続き、処理回路３１は、図６に示す位置にて、ステップＳＴ５によって設定された撮影条件に従ってＸ線管１１ａなどを制御してＸ線撮影を実行する（ステップＳＴ９）。ステップＳＴ９において、操作者は、検査室の操作パネル２２を介した撮影部位及び撮影条件の指定などを行なった後、制御室に移動して制御室の入力回路３３を介してＸ線撮影の実行を指示する。
If the result of the determination in step ST7 is YES, that is, if it is determined that there is an instruction to start X-ray imaging, the
一方、ステップＳＴ７の判断にてＮＯ、すなわち、Ｘ線撮影の開始指示がないと判断される場合、処理回路３１は、ステップＳＴ６に戻る。すなわち、ステップＳＴ６，ＳＴ７の判断が繰り返されることで、Ｘ線管１１ａ及び臥位検出器１５がポジショニングされてからＸ線撮影の開始までの間、患者の動作が大きいか否かが判断される。
On the other hand, if the result of the determination in step ST7 is NO, that is, if there is no instruction to start X-ray imaging, the
ステップＳＴ６にてＮＯ、すなわち、患者が不動とみなせない（体勢の変化あり）と判断される場合、処理回路３１は、その旨を操作者に視覚的に及び／又は聴覚的に報知させる（ステップＳＴ１０）。患者の動作が大きい旨を操作者に視覚的に報知する場合、処理回路３１は、操作パネル２２やディスプレイ３４にその旨をポップアップすればよい。
If NO in step ST6, that is, if it is determined that the patient cannot be regarded as immovable (there is a change in posture), the
ステップＳＴ１０に続き、処理回路３１は、ステップＳＴ１０による報知がある場合に、操作パネル２２又は入力回路３３上でＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５の再度のポジショニングの要否の選択を受け付け、再度のポジショングは不要か否かを判断する（ステップＳＴ１１）。ステップＳＴ１１にてＹＥＳ、すなわち、再度のポジショングは不要と判断される場合、処理回路３１は、Ｘ線撮影の開始指示があるか否かを判断する（ステップＳＴ１２）。
Subsequent to step ST10, the
ステップＳＴ１２の判断にてＹＥＳ、すなわち、Ｘ線撮影の開始指示があると判断される場合、処理回路３１は、ステップＳＴ１によって開始された光学撮影を終了して（ステップＳＴ８）、Ｘ線撮影を実行する（ステップＳＴ９）。
If YES in the determination in step ST12, that is, if it is determined that there is an instruction to start X-ray imaging, the
一方、ステップＳＴ１１にてＮＯ、すなわち、再度のポジショングが必要と判断される場合、処理回路３１は、動作情報に基づいて撮影部位の指定を受け付け、撮影部位を設定する（ステップＳＴ３）。つまり、ステップＳＴ１０による報知がある場合であっても、操作者の選択により、Ｘ線撮影を強制的に実行させることもできるし、操作者が再び検査室に入室して再度のポジショニングを行なうこともできる。なお、ステップＳＴ１０を介してステップＳＴ９によるＸ線撮影の実行が行なわれる場合には、Ｘ線撮影がインターロックされてもよい。
On the other hand, if NO in step ST11, that is, if it is determined that the repositioning is necessary, the
なお、ステップＳＴ１２の判断にてＮＯ、すなわち、Ｘ線撮影の開始指示がないと判断される場合、処理回路３１は、Ｘ線撮影の開始指示があるまで待機する。
If the result of the determination in step ST12 is NO, that is, if there is no instruction to start X-ray imaging, the
Ｘ線撮影システム１によると、患者に対してＸ線管１１ａ及び臥位検出器１５がポジショニングされてからＸ線撮影の開始までの間、すなわち、待機時間中に被検体の体勢が変化した場合に、意図しない部位のＸ線撮影を回避できる。特に、患者が高齢者などである場合、待機時間中に同じ体勢を長時間キープすることが困難であるため、体勢が変化してしまう。また、待機時間中における患者の体勢の変化に操作者が気づかずにそのままＸ線撮影が行なわれてしまうと、患者に撮影失敗による不要被曝が発生してしまうという問題があるが、Ｘ線撮影システム１によると、その問題も解消される。
According to the
（第１変形例）
ここでは、Ｘ線撮影システム１の思想を、検査室に複数の臥位撮影台を備える構成、例えば、１管球２システムに適用する場合について説明する。
(First modification)
Here, a case where the idea of the
図９〜図１３は、検査室に２個の臥位撮影台が備えられる場合のＸ線管及び臥位検出器のポジショニングを説明するための図である。図９は、第１時相における管球位置を示す図である。図１０は、第２時相における管球位置を示す図である。図１１は、第３時相における管球位置を示す図である。図１２は、第４時相における管球位置を示す図である。図１３は、第５時相における管球位置を示す図である。 9 to 13 are diagrams for explaining the positioning of the X-ray tube and the supine detector when the examination room is provided with two supine imaging tables. FIG. 9 is a diagram showing a tube position in the first time phase. FIG. 10 is a diagram showing the tube position in the second time phase. FIG. 11 is a diagram showing a tube position in the third time phase. FIG. 12 is a diagram showing a tube position in the fourth time phase. FIG. 13 is a diagram showing the tube position in the fifth time phase.
図９〜図１３は、Ｘ線防護壁Ｗを使って第１分室及び第２分室に区分された検査室の様子を示す。天井レール１６は、第１分室から第２分室にかけて天井Ｃに敷設される。第１分室の臥位撮影台１４ａ、臥位検出器１５ａ、及び光学センサ２３ａは、図１に示す臥位撮影台１４、臥位検出器１５、及び光学センサ２３とそれぞれ同等の構成を有する。第２分室の臥位撮影台１４ｂ、臥位検出器１５ｂ、及び光学センサ２３ｂも同様に、図１に示す臥位撮影台１４、臥位検出器１５、及び光学センサ２３とそれぞれ同等の構成を有する。なお、光学センサは、臥位撮影台１４ａ，１４ｂ上の患者を撮影可能な１個のセンサであってもよい。
9 to 13 show the state of the examination room divided into the first branch chamber and the second branch chamber by using the X-ray protective wall W. The
図９は、第１分室において臥位撮影台１４ａ上の患者Ｓ１が光学センサ２３ａで光学撮影され、第１分室において操作者Ｄが患者Ｓ１の撮影部位を指定している時相を示す。また、図９は、第２分室において患者Ｓ１の次に撮影予定の患者Ｓ２が、看護師Ｎによって臥位撮影台１４ｂに誘導されている時相を示す。
FIG. 9 shows a time phase in which the patient S1 on the lying position imaging table 14a is optically imaged by the
次いで、第１分室において光学センサ２３ａによる光学撮影に基づき患者Ｓ１の動作の有無が逐次判断されている状態で、第１分室において患者Ｓ１に係る撮影条件が設定され、ポジショニングが実行される。制御室から操作者Ｄによって患者Ｓ１のＸ線撮影が指示されると、図１０に示す状態となる。図１０は、第１分室において臥位撮影台１４ａ上の患者Ｓ１がＸ線撮影されている時相を示す。図１０は、第２分室において臥位撮影台１４ｂ上の患者Ｓ２がＸ線撮影の待機をしている時相を示す。
Next, in a state where the presence or absence of the operation of the patient S1 is sequentially determined based on the optical imaging by the
次いで、第１分室において、患者Ｓ１のＸ線撮影が終了されると、患者Ｓ１は第１分室から退避する。また、第２分室において臥位撮影台１４ｂ上の患者Ｓ２に対する光学撮影が開始されると、図１１に示す状態となる。図１１は、第２分室において臥位撮影台１４ｂ上の患者Ｓ２が光学センサ２３ｂで光学撮影され、第１分室において操作者Ｄが患者Ｓ２の撮影部位を指定している時相を示す。
Next, when the X-ray imaging of the patient S1 is completed in the first branch room, the patient S1 evacuates from the first branch room. When optical imaging of the patient S2 on the lying position imaging table 14b is started in the second branch room, the state shown in FIG. 11 is set. FIG. 11 shows a time phase in which the patient S2 on the lying position imaging table 14b is optically imaged by the
次いで、第２分室において光学センサ２３ｂによる光学撮影に基づき患者Ｓ１の動作の有無が逐次判断されている状態で、第１分室において患者Ｓ２に係る撮影条件が設定され、ポジショニングが実行されると、図１２に示す状態となる。ここでのポジショニングでは、臥位検出器１５ａは、Ｘ線管１１ａの動作に連動しない。図１２は、第１分室において患者Ｓ２の次に撮影予定の患者Ｓ３が、看護師Ｎによって臥位撮影台１４ａに誘導されている時相を示す。すなわち、第１分室で患者Ｓ２のＸ線撮影に係る撮影部位及び撮影条件を設定した操作者Ｄは、患者Ｓ２の撮影のために患者Ｓ２が居る第２分室に移動することなく、第１分室から制御室に向かうことができる。第１分室から第２分室へのＸ線管１１ａのスライドに、患者Ｓ２のＸ線撮影のためのポジショニングを含めることができるので、検査効率が向上する。
Next, when the presence/absence of the operation of the patient S1 is sequentially determined based on the optical imaging by the
次いで、第２分室において光学センサ２３ｂによる光学撮影に基づき患者Ｓ２の動作の有無が逐次判断されている状態で、制御室から操作者Ｄによって患者Ｓ２のＸ線撮影が指示されると、図１３に示す状態となる。図１３は、第２分室において臥位撮影台１４ｂ上の患者Ｓ２がＸ線撮影されている時相を示す。図１３は、第１分室において臥位撮影台１４ａ上の患者Ｓ３がＸ線撮影の待機をしている時相を示す。
Then, when the operator D instructs the X-ray imaging of the patient S2 in the second branch room while the presence or absence of the operation of the patient S2 is sequentially determined based on the optical imaging by the
図１３に示す状態の以降、図１１〜図１３において説明した第１分室から第２分室に進むポジショニングを、第２分室から第１分室に進むポジショニングで行なわれることになる。 After the state shown in FIG. 13, the positioning from the first branch chamber to the second branch chamber described in FIGS. 11 to 13 is performed by the positioning from the second branch chamber to the first branch chamber.
Ｘ線撮影システム１の第１変形例によると、検査室に複数の検査分室を使って複数の患者を順番に検査する場合に、Ｘ線撮影システム１の効果に加え、検査効率を向上させることができる。
According to the first modified example of the
（第２変形例）
ここでは、光学センサ２３が、患者を含む２人を認識する場合について説明する。
(Second modified example)
Here, a case where the
光学センサ２３によって収集されたカラー画像情報により、検査室に居る患者の他に、患者を誘導する看護師などの第３者を検知している間、報知機能４６は、その旨を報知する。さらに、その場合、Ｘ線撮影がインターロックされてもよい。
While the color image information collected by the
また、光学センサ２３によって生成された動作情報により、検査室に居る患者の他に、患者を誘導する看護師などの第３者の位置を検知することにより、ポジショニング機能４３は、Ｘ線管筐体１１などのポジショニングにおいて第３者に接触しないルートを走行するように制御する。
Further, the
なお、Ｘ線撮影システム１の第２変形例は、Ｘ線撮影システム１の第１変形例に組み合わせられてもよいことは言うまでもない。
It goes without saying that the second modification of the
Ｘ線撮影システム１の第２変形例によると、Ｘ線撮影システム１の効果に加え、検査室に居る看護師などの第３者の不要被曝を防止することができる。
According to the second modification of the
以上述べた少なくとも１つの実施形態のＸ線撮影システムによれば、赤ちゃんなどの患者に細かい体厚設定ができ、正確で、かつ、精度よく撮影条件を設定できるので、患者に対する不要被曝を低減することができる。 According to the X-ray imaging system of at least one of the above-described embodiments, a patient such as a baby can be set in a fine body thickness, and the imaging conditions can be set accurately and accurately, thereby reducing unnecessary exposure to the patient. be able to.
なお、実施形態の説明における、撮影部位設定機能４２、ポジショニング機能４３、撮影条件設定機能４４、動作判断機能４５、及び報知機能４６は、夫々、特許請求の範囲の記載における撮影部位設定部、ポジショニング部、撮影条件設定部、動作判断部、及び報知部の一例である。
In the description of the embodiment, the imaging
以上、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、変更を行なうことができる。これらの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。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１…Ｘ線撮影システム
２２…操作パネル
２３…光学センサ
２３ａ…カラー画像収集部
２３ｂ…距離画像収集部
２３ｃ…動作情報生成部
３０…画像処理装置（コンソール）
３１…処理回路
４１…動作情報生成機能
４２…撮影部位設定機能
４３…ポジショニング機能
４４…撮影条件設定機能
４５…動作判断機能
４６…報知機能
４７…撮影機能
1...
31... Processing
Claims (9)
前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
被検体の光学撮影を行なって前記被検体の動作情報と、距離画像情報を収集する光学撮影部と、
表示された前記動作情報に基づいて前記被検体に含まれる撮影部位の指定を受け付けることで、前記撮影部位を設定する撮影部位設定部と、
前記距離画像情報に基づいて、前記光学撮影部から前記撮影部位の体表までの第１の距離と、前記光学撮影部から撮影台までの第２の距離とを算出し、前記第１の距離と前記第２の距離とに基づいて前記撮影部位の体厚を算出し、前記体厚に対応する撮影条件を設定する撮影条件設定部と、
を有するＸ線撮影システム。 An X-ray source for irradiating X-rays,
An X-ray detector for detecting the X-rays,
An optical imaging unit that performs optical imaging of the object and collects operation information of the object and range image information;
An imaging region setting unit that sets the imaging region by receiving the designation of the imaging region included in the subject based on the displayed operation information ,
A first distance from the optical imaging unit to the body surface of the imaging site and a second distance from the optical imaging unit to the imaging base are calculated based on the distance image information, and the first distance is calculated. And an imaging condition setting unit that calculates a body thickness of the imaging region based on the second distance and sets imaging conditions corresponding to the body thickness,
X-ray imaging system.
前記動作判断部は、前記ポジショニングからＸ線撮影の開始までの間、前記動作情報に基づいて前記被検体が不動とみなせるか否かを判断する請求項３又は４に記載のＸ線撮影システム。 A positionr that positions the X-ray source and the X-ray detector at a position where the imaged part can be imaged,
The X-ray imaging system according to claim 3, wherein the operation determination unit determines whether or not the subject can be regarded as immovable based on the operation information from the positioning to the start of X-ray imaging.
前記撮影部位設定部は、前記複数のＸ線検出器のうち第１のＸ線検出器を用いて第１の撮影部位に係る第１のＸ線撮影が行なわれた後、第２のＸ線検出器を用いた第２のＸ線撮影に係る第２の撮影部位を設定し、
前記ポジショニング部は、前記第１のＸ線撮影を行なった位置から前記第２の撮影部位を撮影可能な位置に、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器のポジショニングを行なう請求項５乃至７のうちいずれか一項に記載のＸ線撮影システム。 For one X-ray source as the X-ray source, a plurality of X-ray detectors as the X-ray detector are provided,
The imaged region setting unit uses the first X-ray detector of the plurality of X-ray detectors to perform the first X-ray image of the first imaged region and then the second X-ray. Setting a second imaging region related to the second X-ray imaging using the detector,
The said positioning part positions the said X-ray source and the said X-ray detector to the position which can image the said 2nd imaging region from the position which performed the said 1st X-ray imaging. The X-ray imaging system according to any one of the above.
前記カラー画像情報に基づいて、前記被検体の他に第３者を検知している間、その旨を報知する報知部をさらに有する請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のＸ線撮影システム。 The optical imaging unit collects color image information of the subject,
The X-ray according to any one of claims 1 to 8, further comprising an informing unit that informs a third person other than the subject based on the color image information while detecting the third person. Shooting system.
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