(57)【要約】【課題】被検体の様子を表示するためのモニタの数を減らし、操作者の負担を軽減させる。【解決手段】ガントリ室には、被検体の様子を監視するための天吊りカメラ６０１、６０２が設置されている。また、ガントリ１００にも、被検体の真上から撮影するカメラ１０１並びに水平方向から撮影する１０２が設ける。これらカメラで撮影された映像情報は、操作コンソール２００に向けて出力される。操作コンソール２００では、入力した各カメラからの映像をＣＲＴ５６の表示画面の一部分に表示することで、同一画面内での目線を変化させるだけで、スキャン計画の設定や被検体を監視する。【選択図】  図１
2004208954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体をスキャンするスキャン装置と、当該スキャン装置を遠隔から制御する操作コンソールを有する医療画像診断システムであって、
スキャン対象となる被検体を撮影するため、前記スキャン装置もしくはスキャン装置近傍に設置された少なくとも１つのカメラからの映像を入力する入力手段と、
前記スキャン装置によるスキャン計画設定のために用いる表示装置の表示画面上の一部分に、前記入力手段で入力した映像情報を表示する表示制御手段とを備えることを特徴とする医療画像診断システム。
【請求項２】
更に、前記カメラにより撮影された映像に基づき、被検体の体動に関する情報を検出する検出手段と、
該検出手段で検出した情報に基づき、所定の許容範囲を越える体動があったか否かを判断する判断手段と、
該判断手段で許容範囲を越える体動があったと判断した場合、報知する報知手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の医療用画像診断システム。
【請求項３】
前記スキャン装置はＸ線ＣＴ或いはＭＲＩのガントリであることを特徴とする請求項２に記載の医療用画像診断システム。
【請求項４】
前記カメラは前記ガントリに設けられ、当該ガントリにおけるスキャン面を撮影視野にした映像を撮影することを特徴とする請求項３に記載の医療用画像診断システム。
【請求項５】
前記検出手段は、撮影して得た映像中における、前記スキャン装置がスキャンするスキャン面が位置する近傍の映像部分データに基づいて体動を検出することを特徴とする請求項４に記載の医療用画像診断システム。
【請求項６】
前記カメラは、前記スキャン装置が設置される部屋の天井に固定されたカメラであることを特徴とする請求項１に記載の医療用画像診断システム。
【請求項７】
被検体をスキャンするスキャン装置を遠隔から制御する医療画像診断システムにおける操作コンソールであって、
前記スキャン装置もしくはスキャン装置近傍に設置された少なくとも１つのカメラからの映像を入力する入力手段と、
前記スキャン装置によるスキャン計画設定のために用いる表示装置の表示画面の一部分に、前記入力手段で入力した映像情報を表示する表示制御手段とを備えることを特徴とする医療用画像診断システムにおける操作コンソール。
【請求項８】
被検体をスキャンするスキャン装置を遠隔から制御する医療画像診断システムにおける操作コンソールの制御方法であって、
前記スキャン装置もしくはスキャン装置近傍に設置された少なくとも１つのカメラからの映像を入力する入力工程と、
前記スキャン装置によるスキャン計画設定のために用いる表示装置の表示画面の一部分に、前記入力工程で入力した映像情報を表示する表示制御工程とを備えることを特徴とする医療用画像診断システムにおける操作コンソールの制御方法。
【請求項９】
被検体をスキャンするスキャン装置を遠隔から制御する医療画像診断システムにおける操作コンソール用のコンピュータプログラムであって、
前記スキャン装置もしくはスキャン装置近傍に設置された少なくとも１つのカメラからの映像を入力する入力手段と、
前記スキャン装置によるスキャン計画設定のために用いる表示装置の表示画面の一部分に、前記入力手段で入力した映像情報を表示する表示制御手段ととして機能するコンピュータプログラム。
【請求項１０】
請求項９のコンピュータプログラムを格納することを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線ＣＴシステム等の医療用画像診断システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療機器、特にＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）システムに代表される医療用画像診断システムは、被検体をスキャンする装置（一般にガントリと呼ばれる）と、被検体を横たえさせるための天板を有する装置、及び、スキャン計画の設定操作を行ったり、ガントリ及びテーブル装置を制御して得た透過Ｘ線データに基づき断層像を再構成する操作コンソールで構成される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
周知の通り、ガントリにはＸ線管が搭載され、被検体に対して異なる角度でＸ線を曝射する。その関係で、医師や技師は、ガントリ及びテーブル装置とが設置されている部屋（以下、ガントリ室）とは別室（以下、コンソール室）に設置される操作コンソールを操作することになる。
【０００４】
被検体である患者にしてみれば、スキャン中は無人の部屋に取り残されるような感覚となるので、精神的に不安になりやすく、場合によっては嘔吐することもあるので、ガントリ室にカメラを何台か設置し、コンソール室側に設置したモニタで監視することも行われている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２１２１３７公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、コンソール室における医師や技師にとっては、監視モニターの画面と操作コンソールが有する画面を注視しながら行わなければならず、負担が大きい。また、監視モニタも１台ではなく、２、３台もあるとなると、その負担は更に大きなものとなる。また、モニタの設置のためのスペースが要求されるので、必然的に操作コンソールの操作に支障を来すことにもなりかねない。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであり、被検体の様子を表示する際のモニタの数を減らし、操作者の負担を軽減させる医療画像診断システム及びその操作コンソール、その制御方法、並びにコンピュータプログラム及びコンピュータ可読記憶媒体を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、例えは本発明の医療用画像診断システムは以下の構成を備える。すなわち、
被検体をスキャンするスキャン装置と、当該スキャン装置を遠隔から制御する操作コンソールを有する医療画像診断システムであって、
スキャン対象となる被検体を撮影するため、前記スキャン装置もしくはスキャン装置近傍に設置された少なくとも１つのカメラからの映像を入力する入力手段と、
前記スキャン装置によるスキャン計画設定のために用いる表示装置の表示画面上の一部分に、前記入力手段で入力した映像情報を表示する表示制御手段とを備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、実施形態では、医療用画像診断システムとしてＸ線ＣＴシステムを例に説明するが、勿論、ＭＲＩシステムや他の医療用画像診断システムにも適用できるものである。
【００１０】
＜概略の説明＞
図１は実施形態におけるＸ線ＣＴシステム図である。図中、１００はスキャン装置としてのガントリであり、３００は被検体を横たえさせ、被検体をガントリ１００に向けて案内するテーブル装置である。２００はスキャン計画の設定やガントリ１００のスキャンによって得られた透過Ｘ線データに基づいてＸ線断層像を再構成する操作コンソールである。
【００１１】
図示に示すように、ガントリ１００並びにテーブル装置３００はガントリ室、操作コンソール２００はコンソール室と互いに別室に設置されている。
【００１２】
４００はマイクロホンであって、５００はアンプ内蔵のスピーカである。このマイクロホンは、ガントリ室の患者（被検体）に対して、例えば「呼吸を止めてください」、「動かないでください」等と話し掛けるために用いられる。
【００１３】
６０１、６０２は天吊りタイプの監視用カメラであって、カメラ６０１と６０２でガントリ１００の表と裏から、その空洞部付近や被検体の様子を撮影し、その映像信号を操作コンソール２００に出力する。
【００１４】
１０１、１０２もカメラであるが、これらはガントリ１００に固定されているものであり、やはり操作コンソール２００に出力される。カメラ１０１は被検体をほぼ真上から撮影するためのものであり、カメラ１０２は被検体をほぼ水平方向から撮影するためのものである。
【００１５】
周知の如く、ガントリ１００には、Ｘ線発生源であるＸ線管４、及び、Ｘ線管４から曝射され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部８が空洞部１１０を有する回転体３に設けられている。そして、この回転体３が回動することで被検体に対して異なる角度からＸ線の曝射を行ない、その透過Ｘ線強度を検出することでＸ線断層像を再構成する処理を行うのがＸ線ＣＴシステムである。この回転体３による回動運動によって、Ｘ線管４及びＸ線検出部８も円運動を行うが、その際の円の軌跡面がスキャン面と呼ばれるものである。図示において符号１１０が、このスキャン面である。
【００１６】
先に説明したカメラ１０１及び１０２はこのスキャン面１１０をその視野に入るように設定されている。なお、一般にスキャン面１１０に直交する軸をＺ軸と呼ぶ。テーブル装置３００には被検体を横たえさせるための天板３０１が設けられており、この天板３０１をＺ軸（図示矢印Ａでもある）に沿って延出することで、被検体のＺ軸の所望とする位置をスキャン面１１０に移動させ、患部をスキャンするようになる。天板３０１は被検体と共にＸ線曝射を受けるので、材質としてはＸ線の透過し易い材質であって、尚且つ、被検体を載置した状態を保持する強度を有することが望まれる。一般には、アクリル等の発泡材をＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等で包んで補強されたものが使われている。
【００１７】
図１における主要部分の説明は上記の通りであるが、他の符号については以下に説明する図２で明らかにする。
【００１８】
図２は、主として実施形態における操作コンソール２００とガントリ１００のブロック構成図である。
【００１９】
図２に示すように、ガントリ１００は、その全体の制御を司るコントローラ１を始め以下の構成を備える。
【００２０】
２は操作コンソール２００との通信を行うためのインタフェース、３は被検体（被検者）を収容するための空洞部を有する回転体であり、Ｘ線管コントローラ５により駆動制御されるＸ線発生源であるＸ線管４、Ｘ線の照射範囲を画定するスリットを有するコリメータ６が設けられている。
【００２１】
また、回転体３には、被検者を透過したＸ線を検出する複数の検出素子で構成されるＸ線検出部８、Ｘ線検出部８より得られたデータを収集するデータ収集部９も備える。Ｘ線管４とＸ線検出部８は互いに空洞部１１０を挟んで対向する位置に設けられ、その関係が維持された状態で回転体３に保持され、矢印Ｂに沿って回動するようになっている。この回動は、モータコントローラ１１の駆動信号により駆動される回転モータ１０によって行われる。１２はガントリの側面に設けられ、各種スイッチ並びに簡単な液晶表示器で構成される操作パネルである。
【００２２】
一方、操作コンソール２００であるが、所謂ワークステーションであり、図示に示す如く、装置全体の制御を司るＣＰＵ５１、ブートプログラムやＢＩＯＳを記憶しているＲＯＭ５２、主記憶装置として機能するＲＡＭ５３を始め、以下の構成を備える。
【００２３】
ＨＤＤ５４は、ハードディスク装置であって、ここにＯＳ、ガントリ装置１００に各種指示を与えたり、ガントリ装置１００より受信したデータに基づいてＸ線断層像を再構成するための診断プログラムが格納されている。また、ＶＲＡＭ５５は表示しようとするイメージデータを展開するメモリであり、ここにイメージデータ等を展開することでＣＲＴ５６に表示させることができる。５７及び５８は、各種設定を行うためのキーボード及びマウス（登録商標）である。また、５９はガントリ装置１００と通信を行うためのインタフェースである。そして、６０は先に説明したガントリ１００が有するカメラ１０１、１０２、並びに天吊りの監視用のカメラ６０１、６０２からの映像を入力するビデオインタフェースである。
【００２４】
＜処理概要の説明＞
上記構成において、実施形態における操作コンソール２００では次のように動作する。
【００２５】
医師もしくは技師（以下、単に操作者）は、操作コンソール２００におけるＣＲＴ５６に表示された各種設定メニューに対して、キーボー５７、マウス５８を操作してスキャン計画の設定、並びに、スキャン開始指示を行ってはガントリ１００から転送されてくる透過Ｘ線データをインタフェース５９を介して受信し、スキャン計画に従ったＸ線断層像を再構成させるが、その間、ビデオインタフェース６０より入力した個々の映像をＣＲＴ５６に表示させる。
【００２６】
これにより、従来、ＣＲＴ５６とは別個に用意しなければならなかった監視モニタの台数を無くす、もしくは減らし、省スペース化を図る。
【００２７】
ＣＲＴ５６の表示画面の一例は、例えば図３（ａ）に示すようなものである。
図示において、５６０がＣＲＴ５６の表示画面全体を示し、５６１がこれまでのと同様のスキャン計画やＸ線断層像を表示するエリアである。スキャン計画並びにＸ線断層像の表示の仕方そのものは本願発明には直接には関係しないので、図示では省略して示した。
【００２８】
図中、５６２乃至５６５は、天吊り用の監視カメラ６０１、６０２、ガントリ１００に設置されたカメラ１０１、１０２それぞれの映像を表示するウインドウである。
【００２９】
操作者は、同一画面内で、各種設定と再構成画像の表示、並びに、被検体の状況が把握できることになるので、少ない視線の変動量でこれらを見ることができる。すなわち、物理的な複数のモニタを見なければならないというこれまでの環境と比べると格段にその負担をも軽減させることができる。
【００３０】
ただし、カメラによる撮影映像を表示するスペースを必要とするので、実施形態におけるモニタ５６は、その撮影映像を表示するスペースに見合った分だけ大きく、高い解像度を有する装置であることが望まれる。
【００３１】
上記は、全てのカメラの撮影映像を表示させるものであったが、例えば表示すべき画像を切り換えるようにしても構わない。同図（ｂ）はこの例を示している。図中、５６７が撮影映像を表示するウインドウであって、その下の符号５６８で示される４つのボタンは表示している映像の供給元を選択するものである。いずれからのカメラの映像であるかを知らしめるため、図示に示すように、表示している映像に対応するボタンは輝度を高くする等して、他のボタンと区別するようにする。ユーザは、他のカメラの映像を見たい場合には、そのボタンをマウス５８でクリック操作することで、切り換えることになる。ＣＰＵ５１は選択された映像に対応するビデオインタフェース６０の１つの端子からの映像のみを入力して表示させれば良い。また、表示する映像は１つになるので、ＣＰＵ５１にかかる負担も図３（ａ）と比較し小さなものにできるメリットもあり、尚且つ、ＣＴ本来のスキャン計画等の設定に使用できる領域も十分に確保されるので、格別大きなサイズ、高い解像度が要求されることもない。
【００３２】
次に、図３（ａ）、（ｂ）における領域５６６を設けた理由を説明する。この領域５６６は、スキャン中、被検体が動いた場合に輝度を高くするとか、色を赤くして、操作者に警告を促す為に用意した。
【００３３】
Ｘ線ＣＴにおいては、被検体に対して回転体３の異なる回動角でＸ線を曝射することを行ってＸ線断層像を再構成するものであるから、各角度での被検体は同じ状態になっていることが望まれる。なぜなら、スキャン中に動いてしまうと、再構成した断層像中にアーチファクトと呼ばれるノイズが発生するからである。
胸部（主に肺）をスキャンする場合には呼吸を止めてもらう等が行われることから容易に理解できるよう。
【００３４】
この領域５６６により警告を受けた場合の利用方法としては、例えば、操作者はマイクロホン４００を使って、被検体に対して動かないように要求することに活用することになる。
【００３５】
本実施形態では、かかる被検体の体動を検出を行うようにした。以下、その原理を説明する。
【００３６】
体動を検出する位置は、図１におけるスキャン面１１０で良いのは理解できよう。
【００３７】
今、被検体の頭部をスキャン中であるとして説明する。この場合、被検体のほぼ真上位置に設けられたガントリ１００のカメラ１０１で撮影された映像は例えば図４の実線で示されるようになったとする。
【００３８】
カメラ１０１は先に説明したように、ガントリ１００のスキャン面１１０をその視野内になるように固定されているわけであるから、撮像画像中におけるスキャン面１１０（図１参照）の副走査ライン位置Ｚ０は既知となる。
【００３９】
また、天板３０１の色も既知であるので、結局のところ、撮影映像中のＺ０ラインに注目し、天板３０１の色と異なる色となった始点１５０ａが被検体の存在する領域１５０の一方のエッジ座標位置、及び、その終点１５０ｂがもう一方のエッジ座標位置として算出できる。
【００４０】
そして、Δｔ経過後、例えば同図の破線のようになった場合には、被検体の領域１５１のエッジ座標１５１ａ、１５１ｂも同様に算出できる。そして、前回と今回の領域のそれぞれのエッジの差分の絶対値が、予め設定された許容範囲値を越えていれば、被検体は動いたと判断して良い。なお、カメラが１秒当たり３０フレームの撮影能力を有するのであれば、前記Δｔはｎ／３０秒（ｎ＝１、２…）となる。
【００４１】
上記は、被検体のほぼ真上から撮影するカメラ１０１についてのものであるが、水平方向から撮影するカメラ１０２についても同様である。
【００４２】
水平方向から撮影するカメラ１０２の用途としては、例えば無呼吸であるべきところ呼吸してしまって胸の厚みが変化する場合や、腹部の膨らみの変化を検出するのに好適である。撮影して得られた映像中の被検体の背景には、ガントリの空洞部の色と天板３０１の色となるだけで検出原理は同じである。
【００４３】
以上体動検出の原理を説明したが、ＣＰＵ５１の処理としては、例えば図５に示すフローチャートに従って処理を行えば良い。尚、以下の説明でＺ１とは、カメラ１０２で撮影して得られた映像中のスキャン面１１０が位置する副走査ライン位置を示している。また、この処理は、操作コンソール２００よりスキャン開始を指示した際に起動されるものである。
【００４４】
先ず、ステップＳ１でカメラ１０１からの映像中の副走査方向のＺ０ラインデータを入力し、被検体の幅方向（水平方向）のエッジ座標２つを算出する。また、ステップＳ２では、カメラ１０２からの映像中の副走査方向のＺ１ラインデータを入力し、被検体の厚み方向（床面に対して直交する方向）のエッジ座標２つを算出する。
【００４５】
次いで、ステップＳ３に進み、今回算出した被検体の幅方向のエッジ座標と前回算出したエッジ座標との差分の絶対値を演算し、それが予め設定された閾値以下であるか否か、すなわち、許容範囲内にあるかを判断する。許容範囲内であると判断した場合には、ステップＳ４に進み、今回算出した厚み方向のエッジ座標と前回算出したエッジ座標との差分の絶対値を演算し、それが予め設定された閾値以下であるか否かを判断することで変化が許容範囲内にあるかを判断する。
【００４６】
いずれも許容範囲内にあると判断した場合には、ステップＳ５で次の判定タイミングになるまでの時間ΔＴ（例えば次のフレームが入力される期間）だけ待つ。
【００４７】
また、ステップＳ３、或いはＳ４のいずれか一方が許容範囲を越えたと判断した場合、被検体が動いたと判断し、ステップＳ６のアラーム処理を行う。実施形態では、図３（ａ）或いは同図（ｂ）に示す画面の領域５６６を適当な時間だけ点灯させる処理を行うことになる。
【００４８】
以上説明したように本実施形態に従えば、操作コンソール２００が有する表示装置に被検体の状況が表示されるので、従来必要とされた監視用モニタが不要もしくはその数を減らすことができるようになる。従って、コンソール室の省スペース化が図られることになり、ひいては操作者にかかる負担を軽減させることができる。
【００４９】
また、被検体がスキャン中に動いた、若しくは動いているかどうかは映像を注視する必要があったが、本実施形態の場合、コンピュータが自動的に判断して積極的に報知するので、操作者は本来の作業に集中できるようになるし、被検体が仮に動いたとしても、操作者の視野内で報知できるので、操作者に喚起させることできるようになる。
【００５０】
なお、体動有りの場合の報知の仕方は、上記実施形態に限るものではない。例えば映像表示しているウインドウの枠をブリンクさせれば、領域５６６は不要になるし、音響的に報知しても構わない。
【００５１】
また、上記実施形態において、体動の検出は、映像中のスキャン面１１０が位置する１ラインのデータを参照するものとして説明したが、全ラインを対象としても構わない。ただし、この場合、演算処理量が増えるので高い負荷がかかるので、望ましくは数ライン程度が望ましいし、それで十分な精度が得られる。
【００５２】
また、カメラ１０１や１０２はスキャン面１１０上に配置するわけにはいかないので、多少斜め方向から被検体を撮影することになる。従って、厳密には、映像中の被検体上を横切るスキャン面１１０は多少湾曲して撮影されるが、もともとカメラ１０１や１０２の目的は被検体の体動検出のためであるので、然したる問題とはならないし、映像中のＺ０やＺ１の位置は、スキャン面１１０の近傍にあればそれで十分でもある。
【００５３】
また、実施形態では、体動検出を映像データ中の特定のラインのエッジ座標を算出するものとして説明したが、これによっても本願発明が限定されるものではない。
【００５４】
例えば、今回撮影したＺ０位置における１ラインの画像データと、前回撮影した同位置の１ラインの画像データの画素単位の差分の絶対値を演算し、その合計値を算出するようにしても良い。体動がない、或いは小さい場合、その合計値は０もしくは０に近い値となるし、体動の度合が大きければ大きいほどその合計値は大きなものとなるので、その合計値と予め設定した閾値とを比較し、前者が後者よりも大きいか否かでも判断できるからである。この場合、差分値の演算は１ラインの画素数分になるものの、背景の色は一切考慮しなくても良くなるというメリットがある。
【００５５】
更にまた、操作コンソール２００のＣＰＵ５１は、スキャン中はガントリ１００からの透過Ｘ線データの受信処理及び再構成処理を行っているので、上記体動検査の処理に要する負担が大きくなることが予想される。
【００５６】
従って、体動検査については操作コンソールとは別の装置で処理し、その結果のみを操作コンソールに通知するようにしても構わない。
【００５７】
また、実施形態では、操作コンソール２００はビデオインタフェース６０を用いてキャプチャするものとして説明したが、必ずしもビデオインタフェースが必須というわけでもない。例えば、ビデオカメラとしてネットワークカメラを採用するのであれば、操作コンソール２００はネットワークインタフェースがあれば複数のカメラからのデジタルデータを入力すれば良いし、ネットワークカメラであれば遠隔操作も可能なので、都合が良い。
【００５８】
更に、上記実施形態からも明らかなように、本実施形態はＸ線ＣＴシステムによっても限定されない。例えば、ＭＲＩシステムにも適用できるであろう。要するに、ガントリ等のスキャン装置とそれを遠隔操作する操作コンソールで構成される医療用画像診断システムに適用できるものである。
【００５９】
更に実施形態の説明から容易に推察されようが、本発明にはカメラというハードウェアを必要とするものの、その処理の大部分はソフトウェアで行われ得るので、本発明はかかるコンピュータプログラムをもその範疇とする。また、通常、コンピュータプログラムはＣＤＲＯＭ等の可読記憶媒体をコンピュータにセットしインストールもしくはコピーするものであるので、当然、本発明はかかるコンピュータ可読記憶媒体をもその範疇とするのは明らかである。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被検体の様子を表示するためのモニタの数を減らし、操作者の負担を軽減させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態におけるＸ線ＣＴシステム構成を示す図である。
【図２】実施形態におけるガントリと操作コンソールのブロック構成図である。
【図３】実施形態における操作コンソールの表示画面の例を示す図である。
【図４】実施形態における被検体の体動検出の原理を説明するための図である。
【図５】実施形態における被検体の体動検出処理手順を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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