JP6897625B2

JP6897625B2 - Ｘ線透視撮影装置

Info

Publication number: JP6897625B2
Application number: JP2018075869A
Authority: JP
Inventors: 祐貴坂本; 剛岡本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2038-04-11
Also published as: JP2019180871A; EP3552549A1; EP3552549B1

Description

本発明は、被検体にＸ線を照射することにより該被検体の透視像をリアルタイムで取得するＸ線透視撮影装置に関する。

従来、手術室等において、検査や手術支援に用いられる移動式のＸ線透視撮影システムが用いられている（例えば特許文献１を参照）。このシステムは、Ｘ線による透視又は撮影を行うための透視撮影装置と、該透視撮影装置に接続され、該透視撮影装置によって取得されたＸ線画像を表示するモニタ装置とを含んでいる。透視撮影装置及びモニタ装置はいずれも下部に車輪を備えており、必要に応じて手術室や検査室等に運ばれて使用される。

透視撮影装置は、下部に車輪を備えた筐体と、該筐体の上に取り付けられた半円形のアーム（Ｃアーム）とを有している。Ｃアームの一端には、Ｘ線管やコリメータ等を含んだＸ線照射部が取り付けられ、他端には、例えばＸ線イメージインテンシファイア（Image Intensifier）装置やＣＣＤ撮像素子等を含んだＸ線検出部が取り付けられている。Ｘ線照射部とＸ線検出部は対向配置されており、両者の間に被検体を位置させた状態で透視又は撮影が行われる。透視撮影装置とモニタ装置は有線又は無線によって互いに接続されており、被検体へのＸ線照射に伴って透視撮影装置で生成される画像データは、順次モニタ装置に送られ、モニタ装置に設けられた液晶ディスプレイ等の表示装置にてリアルタイムで表示される。

透視撮影装置の筐体には、Ｘ線透視撮影における各種設定をユーザ（被検体へのＸ線照射作業の担当者）が入力及び確認するための操作パネルが設けられている。該操作パネルは、例えばタッチパネルとその周囲に配置された各種操作ボタンとで構成されており、ユーザが透視中又は撮影中に手元のタッチパネルに表示される各種情報を確認しながらタッチパネル又は操作ボタンを操作することにより、Ｘ線照射条件や画像処理条件を変更することができるようになっている。

このようなＸ線透視撮影システムにおいて、管電流（Ｘ線管に流す電流）を大きくすると、明るい画像が得られるものの被検体の被曝線量が増加し、管電流を小さくすると被検体の被曝線量は低減されるものの画像が暗くなる。そのため、例えば、上記のようなＸ線透視撮影システムを手術支援に用いる際には、手術の進行に応じて、そのとき行われる作業の妨げとならない範囲で被曝線量が小さくなるように、ユーザが操作パネルを適宜操作して管電流の値を変更することが望ましい。

特開2014-131547号公報

ところで、近年のＸ透視撮影システムでは、被曝量を軽減するため、被検体に対してＸ線をパルス状に照射するパルス透視が可能となっている。このようなＸ線透視撮影システムでは、パルス透視の実行時におけるＸ線条件として、管電流のピーク値又は平均値のいずれかが透視撮影装置の操作パネルに表示される。しかしながら、管電流のピーク値を表示する装置の場合、透視中における被検体の平均被曝量をユーザが直感的に理解しにくいという問題がある。一方、管電流の平均値を表示する装置の場合、Ｘ線照射のパルスレートを変化させたときに管電流の表示値も変化するため、パルス毎のＸ線照射量をユーザが把握しにくく、適切な設定値を決定しづらいという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パルス透視時における被検体の平均被曝量と、パルス毎のＸ線照射量の両方を、ユーザが容易に把握することのできるＸ線透視撮影装置を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明に係るＸ線透視撮影装置は、
a)Ｘ線管を有し、パルス状のＸ線を出射するＸ線照射部と、
b)前記Ｘ線照射部から出射されて被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
c)前記Ｘ線照射部を制御する照射制御部と、
d)表示部と、
e)前記パルス状のＸ線の出射時に、前記Ｘ線管を流れる管電流のピーク値及び該管電流の所定時間における平均値を表示するよう前記表示部を制御する表示制御部と、
を有することを特徴としている。

上記本発明に係るＸ線透視撮影装置は、
前記表示制御部が、前記ピーク値と前記平均値を並べて表示するよう前記表示部を制御するものであることが望ましい。

また、上記本発明に係るＸ線透視撮影装置は、
前記表示制御部が、前記ピーク値と前記平均値を一定時間おきに交互に表示するよう前記表示部を制御するものであってもよい。

上記本発明に係るＸ線透視撮影装置は、更に、
f)表示切替操作部、
を有し、
前記表示制御部が、ユーザによる前記表示切替操作部の操作に応じて、前記ピーク値を表示させた状態と前記平均値を表示させた状態との間を遷移するよう前記表示部を制御するものとしてもよい。

上記本発明に係るＸ線透視撮影装置は、
前記表示部がタッチパネルであることが望ましい。

上記本発明に係るＸ線透視撮影装置は、更に、
g)前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を支持する支持部材と、
h)前記支持部材が取り付けられると共に、前記照射制御部及び前記表示制御部が収容された筐体と、
i)前記筐体に設けられた操作パネルと、
を有し、前記表示部が前記操作パネルに含まれていることが望ましい。

上記構成を有する本発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、パルス透視を行う際に、管電流のピーク値及び該管電流の一定時間における平均値が表示部に表示される。そのため、ユーザは表示部に表示されるこれらの値を見て、パルス透視時におけるパルス毎のＸ線照射量と被検体の平均被曝量とを容易に把握することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るＸ線透視撮影システムの全体構成を示す斜視図。同実施形態に係る透視撮影装置の要部構成を示すブロック図。前記透視撮影装置に設けられた操作パネルの一例であって、操作画面に管電流のピーク値を表示した状態を示す図。前記操作画面に管電流の平均値を表示した状態を示す図。前記透視撮影装置に設けられた操作パネルの別の例を示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線透視撮影システム（本発明におけるＸ線透視撮影装置に相当）の構成を示す斜視図である。図２は前記システムに含まれる透視撮影装置の機能ブロック図であり、図３及び図４は、前記透視撮影装置の操作パネルを示す平面図である。本実施形態に係るＸ線透視撮影システムは、透視撮影装置１００とモニタ装置２００とを含んでいる。

透視撮影装置１００は、下部に車輪１１１を備えた筐体１１０と、筐体１１０の上部に取り付けられたＣアーム１２０（本発明における支持部材に相当）とを備えている。Ｃアーム１２０の一端には、Ｘ線管及びコリメータ等を含んだＸ線照射部１２１が設けられており、Ｃアーム１２０の他端にはＸ線イメージインテンシファイア装置及びＣＣＤ撮像素子等を含んだＸ線検出部１２２が設けられている。筐体１１０の上部には走行ハンドル１１２が設けられており、ユーザが走行ハンドル１１２を把持して筐体１１０を走行させることにより、透視撮影装置１００を所望の場所に移動させることができる。Ｃアーム１２０には、操作ハンドル１２３が取り付けられており、ユーザが操作ハンドル１２３を把持してＣアーム１２０を回転又は上下動させることにより、Ｘ線照射部１２１及びＸ線検出部１２２と被検体（図示略）との位置関係を調整することができる。

透視撮影装置１００の筐体１１０の上面には、被検体へのＸ線照射作業を行うユーザが、Ｘ線照射条件や画像処理条件を入力又は確認するための操作パネル１３０が設けられている。操作パネル１３０は、液晶パネル等から成る表示部１５０と、表示部１５０の画面上に貼付されたタッチセンサ１６１及び表示部１５０の周囲に設けられた操作ボタン１６２とから成る操作部１６０を含んでいる（詳細は後述する）。

筐体１１０の内部には、ＣＰＵ１７１、メモリ１７２、及びハードディスクやフラッシュメモリ等の大容量記憶媒体から成る記憶部１７３を備えたコンピュータが収容されている。該コンピュータは、上述のＣアーム１２０に設けられたＸ線照射部１２１、Ｘ線検出部１２２、並びに操作パネル１３０に設けられた表示部１５０及び操作部１６０と接続されている。記憶部１７３には、Ｘ線照射部１２１を制御するＸ線照射制御プログラム１７４と、Ｘ線検出部１２２で検出された信号に基づいて生成された透視画像に所定の処理を施す画像処理プログラム１７５とが記憶されている。図２では、Ｘ線照射制御プログラム１７４に係るように照射制御部１７６及び表示制御部１７７が示されている。これらはいずれも基本的にはＣＰＵ１７１がＸ線照射制御プログラム１７４をメモリ１７２に読み出して実行することによりソフトウェア的に実現される機能手段である。なお、Ｘ線照射制御プログラム１７４及び画像処理プログラム１７５は、それぞれ単体のプログラムである必要はなく、例えば、１つのプログラムとして構成されていてもよく、その形態は特に問わない。前記コンピュータは、更に、外部装置との接続を司るインターフェース（Ｉ／Ｆ）１７８を備えており、インターフェース１７８により通信ケーブルを介してモニタ装置２００に接続されている。

モニタ装置２００は、下部に車輪２１１を備えた筐体２１０と、筐体２１０の上部に取り付けられた、それぞれ液晶ディスプレイ等から成るメインモニタ２１２及びリファレンスモニタ２１３を備えている。筐体２１０の内部には、透視撮影装置１００との通信及びメインモニタ２１２及びリファレンスモニタ２１３による画像表示を司るコンピュータ（図示略）が収容されており、該コンピュータは、インターフェース及び通信ケーブル（いずれも図示略）を介して透視撮影装置１００に接続されている。

本実施形態に係るＸ線透視撮影システムを用いてＸ線透視を行う際には、まず、手術用又は検査用の寝台（図示略）の隣に透視撮影装置１００を配置し、寝台に横たわった被検体（被検者）の撮影対象部位が、Ｘ線照射部１２１とＸ線検出部１２２との間に位置するよう、Ｃアーム１２０の位置及び角度をユーザが手動で調整する。その後、ユーザが透視撮影装置１００の操作パネル１３０を操作してＸ線の照射条件を設定した上で、操作パネル１３０からＸ線照射の開始を指示する。これにより、照射制御部１７６による制御の下にＸ線照射部１２１からＸ線が出射され、被検体を通過してＸ線検出部１２２で検出される。Ｘ線検出部１２２では、該Ｘ線をイメージインテンシファイア装置によって可視光に変換し、該可視光をＣＣＤカメラで取り込むことによって被検体の透視画像が取得される。この透視画像のデータは、インターフェース１７８を介してモニタ装置２００に送られ、モニタ装置２００のメインモニタ２１２に表示される。なお、モニタ装置２００のリファレンスモニタ２１３には例えば、予め用意された参照用画像が表示される。

本実施形態に係るＸ線透視撮影システムによるＸ線透視の実行前又は実行中には、ユーザが、透視撮影装置１００の筐体１１０に設けられた操作パネル１３０を操作することによって、Ｘ線の照射条件を設定又は変更することができる。この操作パネル１３０は、図３に示すように、タッチパネル１４０と、その周囲に配置された複数の操作ボタン１６２とを供えている。タッチパネル１４０は、液晶パネル等から成る表示部１５０とタッチセンサ１６１で構成されている。タッチセンサ１６１は表示部１５０の画面とほぼ同一寸法の透明なシートであり、表示部１５０の画面上に貼り付けられている。

表示部１５０には、表示制御部１７７による制御の下に所定の操作画面が表示される。図３では、パルス透視における操作画面が表示されており、該操作画面には、管電圧の値が表示される管電圧表示部１５１、管電流の値が表示される管電流表示部１５２、Ｘ線の線量をユーザに選択させるためのＧＵＩボタンである線量選択部１５４、パルスレートをユーザに選択させるためのＧＵＩボタンであるパルスレート選択部１５５などが設けられている。管電流表示部１５２の隣には、管電流表示部１５２に管電流のピーク値を表示するか所定時間（予め定められた一定の時間）における平均値を表示するかを切り替えるためのＧＵＩボタンである管電流表示切替ボタン１５３が設けられている。図３に示す操作画面では、管電流表示部１５２に管電流のピーク値が表示されており、この状態でユーザが管電流表示切替ボタン１５３にタッチすると、図４に示すように、管電流表示部１５２に管電流の平均値が表示されるようになる。また、図４に示す状態で、ユーザが管電流表示切替ボタン１５３にタッチすると、図３に示すように、管電流表示部１５２に管電流のピーク値が表示されるようになる。なお、管電流表示切替ボタン１５３は、上記のようなＧＵＩボタンとするほか、タッチパネル１４０の近傍に設けた物理ボタン（機械的なスイッチ）としてもよい。

このように、本実施形態によれば、パルス透視の実行前又は実行中にユーザが透視撮影装置１００の操作パネル１３０に設けられた管電流表示切替ボタン１５３を押下することにより、タッチパネル１４０の操作画面を、管電流をピーク値で表示した状態と平均値で表示した状態との間で遷移させることができる。そのため、被検体へのＸ線照射作業を担当するユーザは、手元の操作パネル１３０に表示されるこれらの値に基づいて、パルス透視時におけるパルス毎のＸ線照射量と被検体の平均被曝量の両方を容易に把握することができる。

以上、本発明を実施するための形態について具体例を挙げて説明を行ったが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。例えば、上記実施例では、ユーザによる管電流表示切替ボタン１５３の操作に応じてタッチパネル１４０上に管電流のピーク値を表示した状態と平均値を表示した状態とを切り替える構成としたが、管電流表示切替ボタン１５３の押下以外の、ユーザによる所定の操作に応じて前記両状態の切り替えを行うようにしてもよい。具体的には、例えば、ユーザがパルスレート選択部１５５を操作している間は管電流表示部１５２に管電流のピーク値を表示した状態とし、それ以外のときは管電流表示部１５２に管電流の平均値を表示した状態とする、といったことが考えられる。

また、ユーザによる操作に応じて管電流表示部１５２に管電流のピーク値を表示した状態と管電流の平均値を表示した状態との間の遷移を行う代わりに、一定時間毎に両状態の間を自動的に遷移する構成としてもよい。

また、図５に示すように、タッチパネル１４０に設けられた管電流表示部１５２に管電流のピーク値と平均値とを並べて表示する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、透視撮影装置１００に設けられた操作パネル１３０の表示部１５０に管電流のピーク値及び平均値を表示する構成としたが、これに限らず、例えば、モニタ装置２００のメインモニタ２１２若しくはリファレンスモニタ２１３又はこれらとは別にモニタ装置２００に設けられた表示部に、管電流のピーク値及び平均値を表示する構成とすることもできる。

１００…透視撮影装置
１１０…筐体
１２０…Ｃアーム
１２１…Ｘ線照射部
１２２…Ｘ線検出部
１３０…操作パネル
１４０…タッチパネル
１５０…表示部
１５１…管電圧表示部
１５２…管電流表示部
１５３…管電流表示切替ボタン
１５４…線量選択部
１５５…パルスレート選択部
１６０…操作部
１６１…タッチセンサ
１６２…操作ボタン
１７１…ＣＰＵ
１７２…メモリ
１７３…記憶部
１７４…Ｘ線照射制御プログラム
１７５…画像処理プログラム
１７６…照射制御部
１７７…表示制御部
１７８…インターフェース
２００…モニタ装置
２１２…メインモニタ
２１３…リファレンスモニタ

Claims

a)Ｘ線管を有し、パルス状のＸ線を出射するＸ線照射部と、
b)前記Ｘ線照射部から出射されて被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
c)前記Ｘ線照射部を制御する照射制御部と、
d)表示部と、
e)前記パルス状のＸ線の出射時に、前記Ｘ線管を流れる管電流のピーク値及び該管電流の所定時間における平均値を表示するよう前記表示部を制御する表示制御部と、
を有することを特徴とするＸ線透視撮影装置。
前記表示制御部が、前記ピーク値と前記平均値を並べて表示するよう前記表示部を制御す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。
前記表示制御部が、前記ピーク値と前記平均値を一定時間おきに交互に表示するよう前記表示部を制御す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。
f)表示切替操作部、
を更に有し、
前記表示制御部が、ユーザによる前記表示切替操作部の操作に応じて、前記ピーク値を表示させた状態と前記平均値を表示させた状態との間を遷移するよう前記表示部を制御す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。
前記表示部がタッチパネルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。
更に、
g)前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を支持する支持部材と、
h)前記支持部材が取り付けられると共に、前記照射制御部及び前記表示制御部が収容された筐体と、
i)前記筐体に設けられた操作パネルと、
を有し、前記表示部が前記操作パネルに含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。