(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を挟んで互いに対向する位置関係にあるＸ線源と検出器とを被写体を中心にして回転させるとともに前記Ｘ線源からＸ線を照射し、前記検出器で取り込んだ被写体の透過Ｘ線を示す信号に基づいて画像を表示するＸ線診断装置において、
前記画像から被写体の周囲の処置空間に存在する異物の位置を検知する検知手段と、
前記Ｘ線源及び検出器の１回転中のある角度範囲を被写体の処置空間として設定する処置空間設定手段であって、前記検知手段が検知した異物の位置に基づいて該異物を含む空間を前記処置空間として設定する処置空間設定手段と、
前記Ｘ線源が前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、該Ｘ線源のＸ線照射量を停止又は低減する制御手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線源は、該Ｘ線源が照射するＸ線ビームファン開き角度に１８０°を加えた角度以上の回転角度においてＸ線を照射し、
前記制御手段は前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、前記Ｘ線源のＸ線照射を停止する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記Ｘ線源は、０°から３６０°までの回転角度においてＸ線を照射し、
前記制御手段は前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、前記Ｘ線源のＸ線照射量を低減する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線診断装置に係り、特にＸ線曝射中に被写体に対して何らかの処置を施す操作者や医師等が被写体の近くにいる場合に好適なＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線診断装置では、Ｘ線管球からの漏れＸ線の他にＸ線計測に関する周辺装置や被写体から発生する散乱Ｘ線等の多くのＸ線の発生があるため、基本的にはＸ線曝射中は被写体以外の人はＸ線計測室に入らないことが前提となっている。
しかしながら、従来から積極的に診断能を高める目的でＸ線計測とともに高濃度の血管造影剤を被写体の血管に挿入するダイナミック計測や、動きが激しく何らかの介添が必要な乳児などのＸ線計測時には、医師や介添者がＸ線計測中も被写体の近くにいる必要があった。
【０００３】
また、最近では定脳位手段や各種外科的治療において、Interventional Radiology (以後、ＩＶＲという）と呼ばれる計測画像診断と同時に治療処置を施す各種外科的手術手技がおこなわれる機会が多くなってきており、このＩＶＲに適したＸ線診断装置の必要性が高くなってきた。
実際のＩＶＲの計測状況を見ると、Ｘ線計測中もずっと被写体の近くで医師等（以後、術者と呼ぶ）が各種治療処置を行うことになるが、従来のＸ線ＣＴ装置でのＩＶＲ処置例を図６に示す。
【０００４】
図６に示すように術者２０は、穿刺針２１を手２０’に持ってスキャナー１の外側近傍からスキャナーガントリカバー２内の寝台に寝ている被写体３に穿刺針２１を刺し、穿刺針２１の先端を被写体の目的部位に到達させ目的部位の細胞を抽出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ＩＶＲにおいては、穿刺針の先端と被写体の目的部位との位置関係を絶えず確認する必要から、穿刺針２１がＸ線ビーム６内に収まるように手２０’で押さえながら刺し込んでいるため、術者２０の手２０’は、図７に示すようにＸ線管球４及びＸ線検出器７の回転位置にかかわらず常にＸ線ビームに曝され、Ｘ線被曝増加が極端に多くなり、ＩＶＲ処置上大きな問題になっている。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、Ｘ線曝射中に被写体に対して何らかの処置を施す術者のＸ線被曝を少なくすることができるＸ線診断装置を提供することを目的としている。
【０００８】
また、本発明は、被写体を挟んで互いに対向する位置関係にあるＸ線源と検出器とを被写体を中心にして回転させるとともに前記Ｘ線源からＸ線を照射し、前記検出器で取り込んだ被写体の透過Ｘ線を示す信号に基づいて画像を表示するＸ線診断装置において、前記画像から被写体の周囲の処置空間に存在する異物の位置を検知する検知手段と、前記Ｘ線源及び検出器の１回転中のある角度範囲を被写体の処置空間として設定する処置空間設定手段であって、前記検知手段が検知した異物の位置に基づいて該異物を含む空間を前記処置空間として設定する処置空間設定手段と、前記Ｘ線源が前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、該Ｘ線源のＸ線照射量を停止又は低減する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
これにより、処置空間の設定は自動的に設定することもできる。即ち、被写体と異なる手などの異物の存在は、画像から検知できる。従って、異物を検知した場合には、その位置を基準にして処置空間を設定できる。そして、Ｘ線源がこの処置空間に対応する所定の角度範囲にあるときは、Ｘ線照射量を低減又は停止することにより、術者のＸ線被曝は被写体を透過した減弱Ｘ線のみになり、術者の大幅な被曝量低下を達成することができる。
【０００９】
また、前記Ｘ線源は、該Ｘ線源が照射するＸ線ビームファン開き角度に１８０°を加えた角度以上の回転角度においてＸ線を照射し、前記制御手段は前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、前記Ｘ線源のＸ線照射を停止してもよい。
また、前記Ｘ線源は、０°から３６０°までの回転角度においてＸ線を照射し、前記制御手段は前記処置空間設定手段によって設定された角度範囲を通過する期間、前記Ｘ線源のＸ線照射量を低減してもよい。
【００１０】
尚、Ｘ線源及び検出器の１回転中にＸ線量を可変にする技術は、スマートスキャンとして知られているが、このスマートスキャンは、被写体の断面形状に応じてＸ線量を可変にし、被写体の断面形状にかかわらず透過Ｘ線量を一定にし、これにより良好な画像を再構成できるようにしたものであり、本発明のように処置空間での術者の被曝量を低減させるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るＸ線診断装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係るＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図であり、特にＸ線ＣＴ装置に関して示している。
【００１２】
同図に示すように、このＸ線ＣＴ装置は、主としてスキャナー１、制御装置１０、Ｘ線高圧発生装置１１、及び画像処置装置３０等から構成されている。スキャナー１のガントリカバー２内には、Ｘ線管球４とＸ線検出器７とが１８０度対向した位置関係で配置されている。このＸ線管球４から発生したＸ線は、Ｘ線ビーム補償装置５に内蔵されたＸ線補償物を通過して、被写体計測時の検出器入射Ｘ線量がほぼ一定値になるＸ線ビーム強度分布に校正される。このＸ線ビームは、さらに上記Ｘ線ビーム補償装置５の下部に配置されたＸ線を遮る金属体から構成されたＸ線側コリメータによりスライス方向にビーム幅が制限されたＸ線ビーム６となって照射される。
【００１３】
Ｘ線ビーム６は、図示されていない寝台上に寝ている被写体３を通過し、Ｘ線管球４と対向した位置関係にある複数の検出チャンネルを有したＸ線検出器７に入射される。尚、Ｘ線ＣＴ装置の一部には、Ｘ線検出器７の前面に更に入射Ｘ線ビーム幅を規制する検出器側コリメータが配置されるものもある。
Ｘ線検出器７に入射したＸ線は電流信号に変換され、この電流信号は検出器増幅器８によって電気信号に変換され、これら計測電気信号はＡ／Ｄ変換器１３を介して画像処置装置３０に送出される。
【００１４】
画像処理装置３０は、Ｘ線ＣＴ装置全体を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）３１、画像の再構成演算を実行する画像再構成処理回路３２、磁気ディスク３３、インターフェース３４、表示メモリ３５等を有し、これらはデータバス３６に接続されている。前記画像再構成処理回路３２は、スキャン計測によって入力したデータから公知の画像再構成手法によってＣＴ画像を再構成する。再構成されたＣＴ画像は、データバス３６を介して表示メモリ３５に送られ、ＣＲＴモニタ３７に表示され、また再表示等のために磁気ディスク３３に格納される。
【００１５】
ここで、上記Ｘ線ＣＴ装置の計測動作全体は制御装置１０の指令により制御されており、コリメータ開口幅の制御により複数のＸ線ビーム幅の設定、スキャナー１の回転やスキャナー角度（チルト動作と呼ばれる）設定、さらにはＸ線高圧発生装置１１の制御によるＸ線の出力制御等、スキャナー計測全体の制御が行われている。
【００１６】
次に、本発明による低被曝ＩＶＲ用計測手順について説明する。
図１に示す被写体でＩＶＲ処置を行う際に、通常処置がしやすい被写体３の上方部をＩＶＲ領域として設定する場合に関して説明する。この場合、術者は計測前に操作卓３８においてＸ線計測条件とＩＶＲ領域の設定を行う。
この時のＩＶＲ領域の設定は、通常の計測プロトコル選択の操作画面に表示されたメニュー画面を用いて設定する。即ち、図２に示すように画面上に被写体とその周囲の処置空間をグラフィック表示し、被写体から見た角度方向や予め規定されたＩＶＲ領域を画面上で選択する。例えば、図２では、被写体３の上方部（０°の方向）を示すマークをマウス等の指示入力手段によって選択されており、このようにして角度位置が選択指定されると、その角度位置を中心に所定の角度範囲（例えば、±４５°）がＩＶＲ処置領域として設定される。
【００１７】
これらの計測条件の設定が完了すると、ＣＰＵ３１は設定された計測条件とＩＶＲ領域を読み取り、予め計測条件に対応した制御手順をスキャナー１、制御装置１０及び寝台等に伝送し、術者の計測開始指示により実際のＸ線計測を開始する。
この計測が開示されたスキャナー回転角度とＸ線の制御方法を、スキャナー回転角度とＸ線照射との関係を示す図３を用いて説明する。
【００１８】
スキャナーのＸ線管球が被写体の真上にきたときを０°とすると、通常のＣＴ計測では、３６０°の１回転にわたってＸ線強度を変えないが、本発明では、予めＩＶＲ計測モードにおいてＩＶＲ領域が設定されることにより、図３（ａ）に示すようにＸ線管球が被写体の上方を通過回転する所定の角度範囲（即ち、予め設定されたＩＶＲ領域）では、Ｘ線がＯＦＦに制御される。
【００１９】
ここで、Ｘ線をＯＮにするスキャナー回転角度は、ＣＴ計測で良く知られているハーフスキャン計測が可能な領域を確保する必要があり、図３（ａ）に示すＡ°〜Ｂ°までのスキャナー計測回転角度は、最低限Ｘ線ビームファン開き角度（α）＋１８０°以上に設定する必要がある。また、被写体の左側面方向をＩＶＲ領域に設定した場合には、図３（ｂ）に示すようにスキャナー計測回転角度は、Ａ’°〜Ｂ’°までの範囲とし、この範囲だけＸ線をＯＮにする。
【００２０】
次に、本発明でのＸ線制御シーケンスと従来のＸ線制御シーケンスの違いを、図４のタイミングチャートを用いて説明する。
図４は縦軸がＸ線のＯＮ／ＯＦＦ状態を示し、横軸がスキャナー回転角度を示す。図４（ａ）は従来のＣＴ計測モードを示しており、このＣＴ計測モードでは、スキャナー回転角度３６０°（３６０°以上も含む）全てＸ線を照射し、１断面の計測が完了すると、Ｘ線をＯＦＦ状態にするとともに寝台を次の断面位置に移動させ、これを繰り返して一連の計測を完了する。また、図４（ｃ）は他のＣＴ計測モードを示しており、このＣＴ計測モードでは、スキャナー回転と同時に寝台を移動又は寝台は移動させずに連続してＸ線を照射し、複数計測する。
【００２１】
上記図４（ａ）及び（ｃ）に示したモードに対応する本発明のＩＶＲ計測モードを、図４（ｂ）及び（ｄ）に示す。
図４（ｂ）及び（ｄ）に示すようにスキャナー計測回転角度は、Ａ°〜Ｂ°までの範囲とし、この範囲だけＸ線をＯＮにしている。尚、本発明では図４（ｄ）の寝台移動なしの計測モードを想定しているが、被写体の近くに介助者がいて計測する他の計測モードでも被曝線量の低減を図ることができることは言うまでもない。
【００２２】
図５はＩＶＲ領域でＸ線を完全にＯＦＦにしない他の実施の形態を示すタイミングチャートである。
即ち、図３及び図４に示した実施の形態は、０°〜３６０°のうちの所定の角度範囲の間、Ｘ線を完全にＯＦＦにすることができるハーフスキャン計測に適用されるが、０°〜３６０°の全角度のデータを利用するフルスキャン計測では、Ｘ線を完全にＯＦＦにすることができない。
【００２３】
そこで、フルスキャン計測の場合には、図５に示すようにＩＶＲ領域（０°〜Ａ°とＢ°〜３６０°）でＸ線線量を完全にＯＦＦにせずに低減させるようにする。
図５（ａ）及び（ｂ）は図４（ａ）のモードに対応してＸ線線量を可変する実施の形態を示し、図５（ｃ）及び（ｄ）は図４（ｃ）のモードに対応してＸ線線量を可変する実施の形態を示している。このようにＩＶＲ領域でＸ線線量を低減させる場合でも術者の被曝線量を大幅に低減することができる。
【００２４】
尚、Ｘ線線量の可変の仕方はこの実施の形態に限らない。また、Ｘ線線量を可変する場合について説明したが、Ｘ線管電圧を下げてＸ線照射量を低減してもよく、さらにＩＶＲ領域に対応する角度範囲を通過する期間のみＸ線ビーム補償装置５のＸ線ビーム通過箇所でＸ線低減用のフィルター（アルミ板や銅板等）を挿入して被写体に照射されるＸ線ビーム強度を低下させてもよい。
【００２５】
また、ＩＶＲ領域の設定は、この実施の形態に限らず、例えばダイヤル等で任意の角度範囲を設定してもよい。更に、ＩＶＲ領域を自動的設定することもできる。この場合には、再構成された画像から被写体以外の異物（手や処置具など）が被写体の周囲の処置空間に存在するか否かを判別し、異物の存在が判別されると、その異物の位置を検知する。そして、この検知した異物の位置に基づいてその異物を含む所定の空間をＩＶＲ領域として設定する。
【００２６】
さらに、この実施の形態では、本発明をＸ線ＣＴ装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、検出器としてイメージ・インテンシファイア等を用い、被検者の回りを同心円的に連続回転しながら所定の回転角毎に被検者の透過Ｘ線像を撮影し、この透過Ｘ線像を示す画像信号をモニタに出力して再生するＸ線装置にも本発明は適用できる。尚、この装置によって再生された透過Ｘ線像は、撮影角度が刻一刻変化するため、人間の目の残像効果により立体画像として認識される。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＸ線診断装置によれば、Ｘ線源がＩＶＲ処置空間に対応する所定の角度範囲を通過する期間は、Ｘ線照射量を低減又は停止するようにしたため、Ｘ線曝射中にＩＶＲ手技を行う術者のＸ線被曝を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２はＩＶＲ領域を画面上で設定する場合の表示画面の一例を示す図である。
【図３】図３はＩＶＲ領域設定に基づくスキャナー回転角度とＸ線照射ＯＮ／ＯＦＦとの関係を示す図である。
【図４】図４はスキャナー回転角度とＸ線のＯＮ／ＯＦＦ制御シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図５】図５はスキャナー回転角度とＸ線の可変制御シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図６】図６は従来のＸ線ＣＴ装置でのＩＶＲ処置例を示す説明図である。
【図７】図７はＩＶＲ領域とＸ線ビームとの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１…スキャナー
２…スキャナーガントリカバー
３…被写体
４…Ｘ線管球
５…Ｘ線ビーム補償装置
６…Ｘ線ビーム
７…Ｘ線検出器
８…検出器増幅器
１０…制御装置
１１…Ｘ線高圧発生装置
２０…術者
２０’…術者の手
２１…穿刺針
３０…画像処理装置
３８…操作卓
【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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【図６】
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【図７】
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