(57)【要約】【課題】  被検体におけるＸ線の照射線量が常に許容値以下に維持されるようにＸ線照射条件を制御することによって、被検体に対する照射障害を防止する。【解決手段】  Ｘ線発生部１、Ｘ線検出部２及び被検体１５０の位置情報と、前記Ｘ線発生部１に設けられた面積線量計１７によって検出された面積線量に基づいて前記被検体１５０における照射線量を算出し、次いで、算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較結果に基づいて、前記Ｘ線発生部１より放射されるＸ線の線量を自動的に制御する。【選択図】  図１
2005198762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、
このＸ線発生手段によって照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段によって検出されたＸ線に基づいて前記被検体に対するＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、
生成された前記Ｘ線画像データを表示する表示手段と、
前記Ｘ線発生手段から放射されたＸ線の放射線量を検出する線量検出手段と、
この線量検出手段によって検出された前記放射線量に基づいて前記被検体における照射線量を算出する照射線量算出手段と、
この照射線量算出手段によって算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行なう照射線量比較手段と、
この照射線量比較手段によって得られた比較結果に基づいて前記Ｘ線発生手段によるＸ線の放射線量を制御する線量制御手段を
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記線量検出手段は、前記Ｘ線発生手段から放射されるＸ線の面積線量を検出することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記照射線量算出手段は、前記線量検出手段によって検出された面積線量と位置情報検出手段が検出した前記Ｘ線発生手段、前記Ｘ線検出手段、前記被検体の少なくとも何れかの位置情報に基づいて前記被検体における照射線量を算出することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記照射線量算出手段は、前記線量検出手段によって得られた前記放射線量と前記被検体と前記Ｘ線発生手段との距離情報に基づいて前記被検体における単位面積当たりの照射線量を算出することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
予め設定されたＸ線照射条件に基づいて被検体における照射線量を算出する照射線量算出手段と、
この照射線量算出手段によって算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行なう照射線量比較手段と、
この照射線量比較手段によって得られた比較結果に基づいて前記Ｘ線照射条件を更新する線量制御手段と、
更新された前記Ｘ線照射条件に基づいて前記被検体に対しＸ線を照射するＸ線発生手段と、
このＸ線発生手段によって照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段によって検出されたＸ線に基づいて前記被検体に対するＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、
生成された前記Ｘ線画像データを表示する表示手段を
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項６】
前記照射線量算出手段は、前記Ｘ線発生手段に対するＸ線照射条件と位置情報検出手段が検出した前記Ｘ線発生手段、前記Ｘ線検出手段、前記被検体の少なくとも何れかの位置情報に基づいて前記被検体における照射線量を算出することを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記照射線量比較手段は、前記照射線量算出手段によって算出された前記照射線量と前記被検体における診断対象部位あるいは診断対象臓器に対応して予め設定された許容照射線量との比較を行なうことを特徴とする請求項１又は請求項５に記載したＸ線診断装置。
【請求項８】
前記線量制御手段は、前記Ｘ線発生手段に供給する駆動信号の管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅、照射周期、透視区間の少なくとも何れかを更新することを特徴とする請求項１又は請求項５に記載したＸ線診断装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記照射線量及び前記許容照射線量に関する情報と前記Ｘ線画像データを合成表示することを特徴とする請求項１又は請求項５に記載したＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記表示手段は、前記照射線量及び前記許容照射線量に関する情報と前記Ｘ線画像データをリアルタイム表示することを特徴とする請求項１又は請求項５に記載したＸ線診断装置。
【請求項１１】
前記照射線量が前記許容照射線量より大きな場合には警告信号を発生する警告信号発生手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項５に記載したＸ線診断装置。
【請求項１２】
被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像データを生成する画像データ生成手段を有したＸ線診断装置の照射線量制御方法であって、
被検体に対してＸ線を照射するステップと、
放射されたＸ線の放射線量を検出するステップと、
検出された前記放射線量に基づいて前記被検体における照射線量を算出するステップと、
算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行なうステップと、
この比較結果に基づいて前記放射線量を制御するステップを
有することを特徴とする照射線量制御手段。
【請求項１３】
被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像データを生成する画像データ生成手段を有したＸ線診断装置の照射線量制御方法であって、
前記Ｘ線発生部に対するＸ線照射条件を予め設定するステップと、
設定された前記Ｘ線照射条件に基づいて前記被検体における照射線量を算出するステップと、
算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行なうステップと、
この比較結果に基づいて前記Ｘ線照射条件を更新するステップと、
更新されたＸ線照射条件に基づいて前記被検体に対するＸ線の照射を行なうステップを有することを特徴とする照射線量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線診断装置に係り、特に過剰被曝の低減を可能とするＸ線診断装置及び照射線量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、１９７０年代のコンピュータ技術の発展に伴い急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
Ｘ線診断は、近年ではカテーテル手技の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。循環器領域におけるＸ線診断は心血管系をはじめ、全身の動静脈の診断を対象としており、血管内に造影剤を注入した状態でＸ線透過像を撮影する場合が多い。循環器診断用のＸ線診断装置は、通常、Ｘ線発生部とＸ線検出部、これらを保持する保持機構と、寝台（天板）及び信号処理部を備えている。そして、保持機構はＣアームあるいはΩアームが用いられ、カテーテル寝台と組み合わせることによって患者（以下、被検体と呼ぶ。）に対して最適な位置や角度からのＸ線透視を可能にしている。
【０００４】
Ｘ線診断装置のＸ線検出部に用いられる検出器として通常Ｘ線Ｉ．Ｉ．（イメージ・インテンシファイア）が使用されている。このＸ線Ｉ．Ｉ．を用いた撮影方法では、Ｘ線発生部のＸ線管から発生したＸ線によって被検体を照射し、このとき被検体を透過して得られるＸ線の画像情報は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．において光学画像に変換され、更に、この光学画像はＸ線ＴＶカメラによって電気信号に変換される。そして、電気信号に変換されたＸ線画像情報はＡ／Ｄ変換後モニタに表示される。このため、Ｘ線Ｉ．Ｉ．を用いた撮影方法は、フィルム方式では不可能であったリアルタイム撮影を可能とし、又、デジタル信号で画像データの収集ができるため、種々の画像処理が可能となった。尚、前記Ｘ線Ｉ．Ｉ．に替わるものとして、近年、２次元配列のＸ線平面検出器が注目を集め、その一部は既に実用化の段階に入っている。
【０００５】
このようなＸ線診断装置は、血管内における造影剤の流れにＣアームを追従させる必要があり、このためＸ線発生部とＸ線検出部から構成される撮像系を広範囲かつ高速に移動させる機能が要求されている。
【０００６】
一方、上述のＸ線診断装置における照射線量が大きい場合には、生体組織に対して照射障害を与える危険性があることが従来より知られている。例えば、被検体に対して強力なＸ線を照射した場合、発癌、脱毛、火傷、更には、胎児奇形等の発生率が増大するとの報告がなされており、上記照射線量の管理は不可欠なものとなってきている。
【０００７】
このような要求に対して従来のＸ線診断装置では、例えば、Ｘ線量の検出が可能な面積線量計をＸ線発生部に設け、この面積線量計によって得られた面積線量に基づいて算出された被検体における照射線量の数値を表示部あるいは操作部の表示パネルに表示する方法がとられてきた。そして、Ｘ線診断装置を操作する医師や検査技師（以下、操作者と呼ぶ。）は、表示された照射Ｘ線量の値を観察し、この値が経験的に大きいと判断した場合には、Ｘ線発生部に備えられたＸ線管の管電圧や管電流などのＸ線照射条件をマニュアル操作によって更新し照射線量の低減を行なってきた。
【０００８】
しかしながら、上述の方法において表示部等に表示されるのは検査体単位あるいは画像単位の照射線量の値のみであったため、経験の浅い操作者にとって、このとき表示された照射線量の値が被検体に対して許容範囲にあるか否かを判断することは極めて困難であり、誤った判断をする危険性があった。又、経験の豊な操作者にとっても、絶えず変化して表示される上記照射線量の連続的な監視は、画像データの収集あるいは診断の効率を著しく低下させる原因となり、更に、許容されない値が表示された場合を見逃してしまう可能性があった。
【０００９】
このような従来の問題点に対して、Ｘ線発生部に備えられた面積線量計による面積線量の検出結果とＸ線発生部、Ｘ線検出部、天板及び被検体の位置情報等に基づいて算出された被検体における照射線量と、予め設定された照射線量の許容値（以下では、許容照射線量と呼ぶ。）を比較し、この照射線量が許容照射線量を越えた場合には警告信号を表示する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１５２９２４号公報（第５−６頁、第１−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の特許文献１の方法では、面積線量計による検出結果に基づいて算出された照射線量と予め設定された許容照射線量との比較や警告信号の表示は自動的に行なわれる。そして、操作者は、表示された警告信号に従がってＸ線照射条件を更新することにより照射線量を低減することが可能となるため、上述の誤った判断あるいは見逃しの問題から開放される。
【００１１】
しかしながら、上述の方法では、警告信号を受けた操作者は、マニュアル操作によって照射線量の最適化を行なっているが、照射線量を決定するＸ線照射条件には、既に述べたＸ線発生部の管電圧や管電流の他にＸ線パルス幅、照射周期（レート間隔）などがあり、その制御は極めて煩雑である。又、循環器診断用のＸ線診断装置を用い、被検体に対してＸ線発生部及びＸ線検出部の位置や方向を変更しながら連続的な画像データをリアルタイムで収集する、所謂、Ｘ線透視の場合には、照射線量も絶えず変化するため、その最適化をマニュアル操作によって行なうことは極めて困難である。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体におけるＸ線の照射線量が常に許容値以下に維持されるようにＸ線照射条件を制御することによって、被検体に対する照射障害の防止を可能としたＸ線診断装置及び照射線量制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段によって検出されたＸ線に基づいて前記被検体に対するＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、生成された前記Ｘ線画像データを表示する表示手段と、前記Ｘ線発生手段から放射されたＸ線の放射線量を検出する線量検出手段と、この線量検出手段によって検出された前記放射線量に基づいて前記被検体における照射線量を算出する照射線量算出手段と、この照射線量算出手段によって算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行なう照射線量比較手段と、この照射線量比較手段によって得られた比較結果に基づいて前記Ｘ線発生手段によるＸ線の放射線量を制御する線量制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
又、請求項５に係る本発明のＸ線診断装置は、予め設定されたＸ線照射条件に基づいて被検体における照射線量を算出する照射線量算出手段と、この照射線量算出手段によって算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行なう照射線量比較手段と、この照射線量比較手段によって得られた比較結果に基づいて前記Ｘ線照射条件を更新する線量制御手段と、更新された前記Ｘ線照射条件に基づいて前記被検体に対しＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段によって検出されたＸ線に基づいて前記被検体に対するＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、生成された前記Ｘ線画像データを表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
一方、請求項１２に係る本発明の照射線量制御方法は、被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像データを生成する画像データ生成手段を有したＸ線診断装置の照射線量制御方法であって、被検体に対してＸ線を照射するステップと、放射されたＸ線の放射線量を検出するステップと、検出された前記放射線量に基づいて前記被検体における照射線量を算出するステップと、算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行なうステップと、この比較結果に基づいて前記放射線量を制御するステップを有することを特徴としている。
【００１６】
更に、請求項１３に係る本発明の照射線量制御方法は、被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像データを生成する画像データ生成手段を有したＸ線診断装置の照射線量制御方法であって、前記Ｘ線発生部に対するＸ線照射条件を予め設定するステップと、設定された前記Ｘ線照射条件に基づいて前記被検体における照射線量を算出するステップと、算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行なうステップと、この比較結果に基づいて前記Ｘ線照射条件を更新するステップと、更新されたＸ線照射条件に基づいて前記被検体に対するＸ線の照射を行なうステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、算出された被検体における照射線量と予め設定された許容照射線量との比較結果に基づいてＸ線照射条件を制御することにより被検体に対する照射線量の最適化が自動的に行なわれるため、良質な画像データの収集と被検体に対するＸ線照射障害の防止が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１９】
以下に示す本発明の実施例の特徴は、Ｘ線発生部、Ｘ線検出部及び被検体の位置情報と、前記Ｘ線発生部の前面に設けられた面積線量計によって検出された面積線量に基づいて被検体における照射線量を算出し、次いで、算出された上記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較結果に基づいて、Ｘ線発生部より放射されるＸ線の線量を自動的に制御することにある。
【００２０】
尚、以下に述べる本発明の実施例では、Ｘ線発生部とＸ線検出部をＣアームによって保持した循環器用のＸ線診断装置を用いてＸ線透視を行ない、連続して収集される画像データをリアルタイム表示する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、非循環器用装置によるＸ線撮影であってもよい。
【００２１】
又、本実施例における上述の面積線量及び照射線量は何れも所定の照射時間の間に照射されたＸ線線量の時間積分値、即ち累積面積線量及び累積照射線量である。
【００２２】
（装置の構成）
本発明の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図１乃至図５を用いて説明する。尚、図１は、Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示したＸ線診断装置１００は、被検体１５０に対してＸ線を照射するためのＸ線発生部１と、このＸ線発生部１におけるＸ線照射に必要な高電圧を供給する高電圧発生部４と、被検体１５０を透過したＸ線を検出するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を保持するＣアーム５と、Ｃアーム５の所定方向への回動及び移動やＸ線検出部２及び被検体１５０を載置した天板１８の所定方向への移動を制御する機構部３を備えている。
【００２４】
又、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線検出部２で生成されたＸ線画像データ（以下、画像データと呼ぶ。）を保存するとともに、この画像データに対して画像処理や画像演算を行なう画像演算記憶部７と、被検体１５０における照射線量の算出やこの照射線量と照射部位別あるいは臓器別に予め設定された許容照射線量との比較を行なう照射線量評価部６と、上述の画像データや照射線量あるいは生体影響に関する情報などの表示を行なう表示部８と、被検体情報や各種コマンドの入力、更には、Ｘ線照射条件、透視条件、表示条件等の初期設定を行なう操作部９と、上述の各ユニットを統括して制御するシステム制御部１０を備えている。
【００２５】
Ｘ線発生部１は、被検体１５０に対しＸ線を照射するＸ線管１５と、Ｘ線管１５から放射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器１６と、このＸ線絞り器１６を通過したＸ線の線量（放射線量）を検出するための面積線量計１７を備えている。Ｘ線管１５は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生する。又、Ｘ線絞り器１６は、Ｘ線管１５から放射されたＸ線ビームを被検体１５０、更にはＸ線検出部２における所望の照射領域に絞り込む機能を有している。
【００２６】
面積線量計１７は、Ｘ線管１５から放射されＸ線絞り器１６を通過したＸ線の線量を電荷に変換する変換素子によって構成され、この面積線量計１７におけるＸ線の照射強度、照射面積及び照射時間に略比例した面積線量の出力信号が生成される。
【００２７】
次に、前記Ｘ線発生部１から照射され被検体１５０を透過したＸ線を検出するＸ線検出部２には、既に述べたＸ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式やＸ線検出器を２次元配列した、所謂Ｘ線平面検出器を用いた方式等がある。以下では、Ｘ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式について述べるが、Ｘ線平面検出器を用いた方式であっても構わない。即ち、Ｘ線検出部２は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１と、Ｘ線テレビカメラ２２と、Ａ／Ｄ変換器２３を備えている。そして、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１は、被検体１５０を透過したＸ線を可視光に変換し、更に、光−電子−光変換の過程で輝度の増倍を行なって感度のよい投影データを形成する。一方、Ｘ線テレビカメラ２２は、ＣＣＤ撮像素子を用いて上述の光学的な投影データを電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器２３は、Ｘ線テレビカメラ２２から出力された時系列的な電気信号（ビデオ信号）をデジタル信号に変換する。
【００２８】
次に、機構部３は、被検体１５０を体軸方向（図１の紙面に垂直な方向）や前記体軸方向に垂直な方向（図１の左右方向）、更には上下方向（図１における上下方向）に移動させるために、被検体１５０を載置した天板１８を上述の方向に移動する天板移動機構３２と、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を保持するＣアーム５を被検体１５０の周囲で所定方向に回動すると共に、前記Ｘ線検出部２を被検体方向に移動する撮像系移動機構３１と、これらの移動機構を制御する機構制御回路３３を備えている。
【００２９】
そして、機構制御回路３３は、システム制御部１０から供給される制御信号に従って撮像系移動機構３１を制御し、Ｃアーム５やＸ線検出部２の回動／移動における方向、大きさ、あるいは速度などを設定し、更に、このときの回動角度や移動距離に関する情報を照射線量評価部６に供給する。
【００３０】
図２は、撮像系移動機構３１によるＸ線発生部１及びＸ線検出部２の回動／移動方向と天板移動機構３２による天板１８の移動方向を説明するための図である。この図２では、図示しない架台に対し、撮像系移動機構３１が被検体１５０の体軸方向に垂直な軸を中心としてＲ１方向に回動自在に保持されている。更に、撮像系移動機構３１に対してＣアーム５がＲ２方向にスライド可能に取り付けられており、このＣアーム５の両端部近傍にはＸ線発生部１とＸ線検出部２が設けられている。
【００３１】
そして、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２は、Ｃアーム５のＲ１方向の回動により、被検体１５０の患部（例えば心臓）をＸ線ビームの回転中心（アイソセンタ）として頭部方向（ＣＲＡ）及び尾部方向（ＣＡＵ）に回動を行なう。更に、上記Ｘ線発生部１とＸ線検出部２は、Ｃアーム５のＲ２方向の回動により、被検体１５０の上記アイソセンタを中心として、第１斜位方向（ＲＡＯ）及び第２斜位方向（ＬＡＯ）に対しても回動する。即ち、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２は、Ｃアーム５の回動に伴ってＲＡＯ，ＬＡＯ，ＣＲＡ，ＣＡＵの方向に回動を行ない、この回動により被検体１５０の任意の方向からのＸ線透視が可能となる。又、撮像系移動機構３１は、Ｘ線検出部２をＲ３方向に移動し、その前面に設けられたＸ線Ｉ．Ｉ．２１を被検体１５０の体軸中心（あるいは患部）に対して所望の距離に設定する。
【００３２】
一方、天板１７は、図示しない天板移動機構３２によってＲ４方向、Ｒ５方向（図２の紙面に垂直な方向）及びＲ６方向（図２の左右方向）に移動する。特に、Ｒ４方向への移動によって被検体１５０におけるＸ線の照射面積は変化し、更に、この照射面積の変化に伴って被検体における照射線量の値も変化するが、これらの詳細については後述する。
【００３３】
図１に戻って、高電圧発生部４は、Ｘ線管１５の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器４２と、システム制御部１０からの指示信号に従い、高電圧発生器４２における管電流、管電圧、Ｘ線パルス幅、照射周期（レート間隔）、透視区間等からなるＸ線照射条件の制御を行なう高電圧制御回路４１を備えている。
【００３４】
図３は、所定方向のＸ線透視におけるＸ線照射の駆動タイミングを示したものであり、最小単位の透視区間τｘにおいて、Ｘ線パルス幅τ1のＸ線照射が照射周期τ２でＮ回繰り返され、この場合の照射時間τｒは、τｒ＝Ｎ・τ1によって決定される。尚、図３の縦軸は、高電圧発生部４のＸ線管１５における管電圧あるいは管電流の大きさに対応している。
【００３５】
次に、図１の照射線量評価部６は、照射線量算出回路６１と、照射線量比較回路６２を備えている。この照射線量算出回路６１は、システム制御部１０を介して機構部３の機構制御回路３３から供給されるＸ線発生部１や天板１８等の位置情報に基づいてＸ線発生部１のＸ線管１５と被検体１５０の透視対象部位との距離Ｌｘを算出し、更に、算出した距離ＬｘとＸ線発生部１の面積線量計１７から供給される面積線量Ｉｓとから前記透視対象部位に照射される単位面積当たりの照射線量Ｉｘを算出する。
【００３６】
上記照射線量の算出方法の１例を図４に示す。尚、ここでは説明を簡単にするために被検体１５０の正面方向からＸ線が照射される場合について述べる。即ち、図４に示すように、Ｘ線発生部１の図示しないＸ線絞り器１６によって照射角度がα度に設定され、このとき、Ｘ線発生部１の図示しないＸ線管１５から被検体１５０までの距離がＬｘならば、被検体１５０におけるＸ線の照射領域１５１の面積ＳはＳ＝π（Ｌｘ・tan（α/2））２となる。但し、上記の照射角度αはＸ線照射条件の１つとして設定され、距離Ｌｘは、Ｘ線発生部１及び天板１７の位置情報から算出される。
【００３７】
一方、面積線量計１７は、所定期間（例えば、図３に示した透視区間τｘ）においてＸ線管１５から放射され、面積線量計１７のチェンバーを通過したＸ線の全線量が時間積分された面積線量Ｉｓを計測する。このとき、面積線量計１７と被検体１５０の照射領域１５１におけるＸ線エネルギーは等しいゆえ、この照射領域１５１の単位面積当たりの照射線量Ｉｘは、Ｉｘ＝Ｉｓ／Ｓによって求めることができる。
【００３８】
次に、照射線量比較回路６２は、照射線量算出部６１において算出された被検体１５０の照射領域における照射線量Ｉｘと予め設定された許容照射線量Ｉｙとの比較を行ない、照射線量Ｉｘが許容照射線量Ｉｙより大きな場合には、その差分ΔＩ＝Ｉｘ−Ｉｙの値をシステム制御部１０に供給する。尚、Ｘ線照射が生体に及ぼす影響はＸ線が照射される部位や臓器によって異なるため、許容照射線量Ｉｙは透視対象部位あるいは透視対象臓器の各々に対して予め設定されることが望ましい。
【００３９】
図５は、照射線量比較回路６２の図示しない記憶回路に予め保管されている透視対象部位別の許容照射線量Ｉｙを示したものであり、透視対象部位あるいは撮影対象部位が頭部、心臓、胸部・・・の場合における許容照射線量Ｉｙは、例えば、Ｘ線日本放射線技士会発行のガイドライン等に基づいて設定される。又、透視対象臓器あるいは撮影対象臓器に対する許容照射線量の設定も同様にして行なわれる。更に、この記憶回路には、上記透視部位（臓器）あるいは撮影部位（臓器）における照射線量が許容照射線量より著しく大きくなった場合に発生する生体影響（照射障害）の情報も予め保管されている。
【００４０】
再び図１に戻って、画像演算記憶部７は、表示部８において表示される画像データを生成する機能を有し、画像データ記憶回路７１と、画像演算回路７２を備えている。そして、画像データ記憶回路７１は、Ｘ線検出部２のＡ／Ｄ変換器２３より時系列的に供給される電気信号を順次蓄積し画像データを生成すると共に、この画像データに対して画像演算回路７２が行なう画像演算や画像処理によって得られた画像演算後の画像データを一旦保存する。
【００４１】
画像演算回路７２は、Ｘ線検出部２から供給され画像データ記憶回路７１において一旦保存された画像データを用いて、例えば、造影剤注入前後の画像データ間サブトラクションによるＤＳＡ画像データやロードマップ画像データ、長尺画像データなどを生成するための画像演算や、得られたこれらの画像データに対して輪郭強調や平滑化、更には階調変更などの画像処理を行なう。
【００４２】
次に、操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、あるいは各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェイスである。そして、この操作部９は、被検体情報の入力、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度（即ち、Ｘ線照射方向）、Ｘ線検出部２及び天板１８の移動距離の設定、Ｘ線絞り器１６によるＸ線照射角度α、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１における投影範囲等の設定を行ない、更に、各種コマンドの入力、透視対象臓器に対するＸ線照射条件の初期設定などを行なう。尚、上記Ｘ線照射条件として、既に図３において示した管電流、管電圧、Ｘ線パルス幅、照射周期（レート間隔）、透視区間、照射時間等があり、被検体情報として年齢、性別、体型（身長及び体重）、透視対象部位（臓器）、過去の診断履歴等がある。
【００４３】
表示部８は、画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７１に保存されている画像データや照射線量評価部６において得られた被検体１５０における照射線量の表示を行なうためのものであり、画像データとその付帯情報である照射線量の情報等を合成して表示用画像データを生成する表示用データ生成回路８１と、上記表示用画像データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成する変換回路８２と、この映像信号を表示する液晶、あるいはＣＲＴのモニタ８３を備えている。
【００４４】
そして、システム制御部１０は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作部９における各種の入力情報や設定条件は前記記憶回路に保存される。例えば、操作部９において初期設定されたＸ線発生部１、Ｘ線検出部２及び天板１８の回動／移動情報やＸ線照射条件は前記記憶回路に記憶した後、当該ユニットに供給する。
【００４５】
更に、本実施例におけるシステム制御部１０は、照射線量評価部６の照射線量比較回路６２から供給される比較結果ΔＩに基づいて、既に設定されているＸ線照射条件の更新を行なう。この場合、前記記憶回路には、比較結果ΔＩに対応する管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅τ１あるいは照射周期τ２の補正値がルックアップテーブルとして予め保存されている。そして、照射線量比較回路６２から比較結果ΔＩの供給を受けたシステム制御部１０は、比較結果ΔＩを零あるいは零以下にするための上記補正値を読み出し、この補正値に基づいてＸ線照射条件の更新を行なう。
【００４６】
（照射線量の制御手順）
次に、図１乃至図６を用い、本実施例のＸ線診断装置１００における照射線量の制御手順について説明する。尚、図６は、照射線量の制御手順を示すフローチャートである。
【００４７】
操作者は、操作部９において被検体１５０に関する被検体情報の入力やＸ線照射条件の初期設定を行ない、更に、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度や前記Ｘ線検出部２あるいは天板１８の移動距離を入力することによって透視方向や透視位置の初期設定を行なう。（図６のステップＳ１）。そして、これらの初期設定条件をシステム制御部１０の記憶回路に保存する。
【００４８】
尚、上記被検体情報として被検体ＩＤの他に透視部位「腹部」等が入力され、Ｘ線照射条件として管電圧「Ｖｏ」、管電流「Ｉｏ」、Ｘ線パルス幅「τ１」、照射周期「τ２」、透視回数「Ｎ」等が入力される。
【００４９】
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、操作部９においてＸ線透視の開始コマンドを入力する。そして、この透視開始コマンド信号がシステム制御部１０に供給されることによってＸ線透視が開始される（図６のステップＳ２）。
【００５０】
Ｘ線透視の開始コマンド信号を受信したシステム制御部１０は、上記初期設定情報に基づき機構部３の機構制御回路３３に対して回動／移動の指示信号を供給する。そして、この指示信号を受けた機構制御回路３３は、撮像系移動機構３１及び天板移動機構３２に対して制御信号を供給し、Ｃアーム５を所定方向に所定角度回動すると共に、Ｘ線検出部２あるいは天板１８を所定位置に移動する（図６のステップＳ３）。
【００５１】
そして、Ｃアーム５の回動やＸ線検出部２あるいは天板１８の移動が終了したならばＸ線透視が開始される。Ｘ線透視に際して、高電圧発生部４の高電圧制御回路４１は、システム制御部１０よりＸ線照射コマンドを受信し、既に設定されているＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２を制御して高電圧「Ｖｏ」をＸ線発生部１のＸ線管１５に印加する。次いで、高電圧「Ｖｏ」が印加されたＸ線管１５は、パルス幅「τ１」のＸ線をＸ線絞り器１６及び面積線量計１７を介して被検体１５０に照射する（図６のステップＳ４）。そして、被検体１５０を透過したＸ線は、その後方に設けられたＸ線検出部２のＸ線Ｉ．Ｉ．２１に投影される。
【００５２】
一方、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１は、被検体１５０を透過したＸ線を光学画像に変換し、更に、Ｘ線テレビカメラ２２は、前記光学画像を電気信号（ビデオ信号）に変換する。そして、Ｘ線テレビカメラ２２から時系列的に出力されたビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器２３にてデジタル信号に変換された後、画像演算記憶部７における画像データ記憶回路７１に順次保存されて画像データ（画像演算前の画像データ）が生成される。
【００５３】
次いで、画像演算記憶部７の画像演算回路７２は、画像データ記憶回路７１に保存された画像データを読み出し、必要に応じて、輪郭強調や階調変更などの画像処理や、造影剤注入前に予め得られた画像データ（参照画像データ）とのサブトラクションなどの画像演算を行なう。そして、画像演算／処理後の画像データを再度画像データ記憶回路７１に一旦保存する（図６のステップＳ５）。
【００５４】
次に、画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７１は、保存した上記画像データを表示部８の表示用データ生成回路８１に供給し、表示用データ生成回路８１は、この画像データとシステム制御部１０から供給される前記画像データの付帯情報（例えば、被検体ＩＤ，透視方向、Ｘ線照射条件）を合成して表示用画像データを生成する。そして、変換回路８２は、前記表示用画像データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成しモニタ８３に表示する（図６のステップＳ６）。
【００５５】
更に、上述と同様の手順を照射周期（τ２）の間隔でＮ回繰り返すことによって所定の透視方向における連続したＮ枚の画像データが生成され、生成されたこれらの画像データは表示部８のモニタ８３においてリアルタイム表示される（図６のステップＳ４乃至Ｓ７）。
【００５６】
一方、上記のＮ枚の画像データを生成する際に、Ｘ線発生部１の面積線量計１７には、Ｘ線管１５から放射されたＸ線の面積線量が順次蓄積される。そして、Ｘ線の照射時間τｒ（τｒ＝Ｎ・τ1）において蓄積された面積線量（累積面積線量）Ｉｓは、照射線量評価部６の照射線量算出回路６１に供給される（図６のステップＳ８）。
【００５７】
次いで、照射線量評価部６の照射線量算出回路６１は、機構部３の機構制御回路３３から供給されるＸ線発生部１や天板１８等の位置情報に基づいて、Ｘ線発生部１のＸ線管１５と被検体１５０の透視対象部位との距離Ｌｘを算出する。更に、算出した距離ＬｘとＸ線発生部１の面積線量計１７から供給された面積線量Ｉｓとから、被検体１５０の透視対象部位に照射される単位面積当たりの照射線量Ｉｘを算出して照射線量比較回路６２に供給する（図６のステップＳ９）。
【００５８】
一方、照射線量比較回路６２は、被検体情報として操作部９から入力されシステム制御部１０を介して供給される透視対象部位「腹部」に対応した許容照射線量Ｉｙを記憶回路から読み出す。そして、この許容照射線量Ｉｙと照射線量算出回路６１から供給された前記照射線量Ｉｘの差分値ΔＩ（ΔＩ＝Ｉｘ−Ｉｙ）を算出し、この比較結果ΔＩをシステム制御部１０に供給する（図６のステップＳ１０）。
【００５９】
そして、システム制御部１０は、照射線量比較回路６２から供給される上記比較結果の大きさや符号に基づいてＸ線照射条件の更新を行なう。即ち、システム制御部１０のＣＰＵは、上記差分値ΔＩが正（ΔＩ＞０）の場合には（図６のステップＳ１１）、この差分値ΔＩに対応する管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅τ１あるいは照射周期τ２の何れかの補正値を記憶回路から読み出し、この補正値によって既に設定されているＸ線照射条件の更新を行なう（図６のステップＳ１２）。
【００６０】
次に、システム制御部１０は、初期設定情報に基づき同一の透視方向あるいは異なる透視方向に対してＸ線透視を行なうための回動／移動指示信号の供給を機構制御回路３３に対して行ない、機構制御回路３３は、Ｃアーム５を所定方向に所定角度回動すると共に、Ｘ線検出部２あるいは天板１８を所定位置に移動する。一方、高電圧発生部４の高電圧制御回路４１は、システム制御部１０より供給された更新後のＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２を制御して高電圧をＸ線発生部１のＸ線管１５に印加する。以下上述の手順と同様の手順によって画像データの生成と表示を行なう（図６のステップＳ３乃至Ｓ１２）。
【００６１】
尚、上記実施例では、既に述べたように被検体１５０に対するＸ線透視によって生成された画像データは表示部８のモニタ８３にリアルタイム表示されるが、この画像データと共に許容照射線量Ｉｙや被検体における照射線量Ｉｘの情報が表示されることによって操作者はＸ線照射条件が正常に更新されているか否かを常時モニタリングすることができる。
【００６２】
図７は、照射線量Ｉｘ及び許容照射線量Ｉｙの表示例であり、図７（ａ）は、例えば、画像データ表示領域９１、患者情報表示領域９２及びＸ線照射条件表示領域９３とから構成されるモニタ８３の表示画面を示しており、図７（ｂ）は、前記Ｘ線照射条件表示領域９３の詳細を示している。
【００６３】
即ち、図７（ｂ）のＸ線照射条件表示領域９３には、順次更新されている管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などのＸ線照射条件の最新値が表示され、更に、その下方には許容照射量Ｉｙの値９４を境界とした安全領域９６及び危険領域９７に対する照射線量Ｉｘの最新値９５がグラフ表示されている。尚、上記許容照射線量Ｉｙ及び照射線量Ｉｘの各値は数値表示されてもよい。
【００６４】
以上述べた本実施例によれば、被検体に対してＸ線透視を行なって連続した画像データをリアルタイム表示する際に、被検体における照射線量と予め設定した許容照射線量との比較結果に基づいてＸ線照射条件を更新することにより、被検体における照射線量の最適化を自動的に行なうことが可能となる。このため、操作者は、前記照射線量が許容範囲にあるか否かを自ら判断する必要がなくなり、更に、煩雑なＸ線照射条件の更新作業から開放される。
【００６５】
即ち、本実施例によれば、被検体に対する照射障害を確実に防止できるのみならず、操作者が行なう画像データの生成や診断における効率が向上する。
【００６６】
又、上述の実施例における許容照射線量は透視部位別あるいは透視臓器別に予め設定されているため、被検体における最適な照射線量を正確に設定することができる。更に、前記照射線量が許容照射線量に対して著しく小さい場合には、この照射線量を増大するようにＸ線照射条件を更新することにより、Ｓ／Ｎに優れた画像データの生成が可能となる。
【００６７】
更に、操作者は、Ｘ線照射条件の変更に伴って変化する照射線量を表示部あるいは操作部においてモニタリングすることによって、Ｘ線照射条件の更新が正しく行なわれていることを常時確認することが可能となる。
【００６８】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上記の実施例に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、上記実施例では、Ｘ線発生部１に設けられた面線量計によって検出された面積線量の値に基づいて被検体における照射線量を算出したが、面積線量計以外の線量検出器であってもよい。又、前記照射線量はＸ線照射条件やＸ線管の構造データ、更にはＸ線発生部と被検体の位置情報等に基づいて理論的に求めてもよい。
【００６９】
一方、上記実施例の説明では、Ｘ線透視について述べたが、これに限定されるものではなく、通常のＸ線撮影に本発明を適用することも可能である。更に、本発明が適用されるＸ線診断装置は循環器用に限定されない。
【００７０】
又、許容照射線量は部位別に設定されている場合について述べたが臓器別であってもよい。
【００７１】
更に、図７に示したＸ線照射条件の一覧表あるいは照射線量と許容照射線量のグラフは操作部における表示パネルに表示してもよい。又、照射線量が許容照射線量を超えた場合には、ＬＥＤの点滅や音響的な手段によって警告信号を表示してもよく、図５に示した生体影響の情報を表示してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例におけるＸ線発生部、Ｘ線検出部及び天板の回動／移動方向を示す図。
【図３】同実施例のＸ線透視におけるＸ線照射タイミングを示す図。
【図４】同実施例における照射線量の算出方法を説明するための図。
【図５】同実施例の照射線量比較回路に予め保管されている透視部位別の許容照射線量の具体例を示す図。
【図６】同実施例における照射線量の制御手順を示すフローチャート。
【図７】同実施例における照射線量及び許容照射線量の表示例を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
１…Ｘ線発生部
２…Ｘ線検出部
３…機構部
４…高電圧発生部
５…Ｃアーム
６…照射線量評価部
７…画像演算記憶部
８…表示部
９…操作部
１０…システム制御部
１５…Ｘ線管
１６…Ｘ線絞り器
１７…面積線量計
１８…天板
２１…Ｘ線Ｉ．Ｉ．
２２…Ｘ線テレビカメラ
２３…Ａ／Ｄ変換器
３１…撮像系移動機構
３２…天板移動機構
３３…機構制御回路
４１…高電圧制御回路
４２…高電圧発生器
６１…照射線量算出回路
６２…照射線量比較回路
７１…画像データ記憶回路
７２…画像演算回路
８１…表示用データ生成回路
８２…変換回路
８３…モニタ
１００…Ｘ線診断装置
１５０…被検体
【図１】
2005198762.tif 000003
【図２】
2005198762.tif 000004
【図３】
2005198762.tif 000005
【図４】
2005198762.tif 000006
【図５】
2005198762.tif 000007
【図６】
2005198762.tif 000008
【図７】
2005198762.tif 000009