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技術 X線診断装置

出願人 キヤノンメディカルシステムズ株式会社
発明者 高仲信白石邦夫大家伸介西川健太郎
出願日 2014年10月6日 (6年2ヶ月経過) 出願番号 2014-205883
公開日 2016年5月12日 (4年7ヶ月経過) 公開番号 2016-073449
状態 特許登録済
技術分野 X線技術 放射線診断機器
主要キーワード 下降波形 ブーストモード 自動輝度調整 技術学 連続透視 グリッド制御 アーム回転 高速パルス
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

波尾による不要な被曝を適切に低減すること。

解決手段

実施形態のX線診断装置は、X線管と、判定部と、グリッド制御部とを備える。X線管は、X線照射する。判定部は、前記X線管から照射されるX線の照射条件に応じて、前記X線管のグリッド電圧印加するか否かを判定する。グリッド制御部は、前記判定部によって前記電圧を印加すると判定された場合に、前記グリッドに電圧を印加する。

概要

背景

従来、X線診断装置では、被検体Pに対してX線パルス照射した場合に、パルスの下降波形が緩やかになることがある。この緩やかな下降波形(以下、波尾と称する)は、画像化に寄与しないばかりか、被検体Pにとって不要な被曝となってしまう。波尾は、X線のパルスの出力が低いほど生じやすいことが知られている。このため、撮影よりも低出力である透視においては、X線管グリッド電圧をかけて熱電子の放出を抑えることで、波尾を除去(切断)するグリッド制御と呼ばれる技術が利用されている。

概要

波尾による不要な被曝を適切に低減すること。実施形態のX線診断装置は、X線管と、判定部と、グリッド制御部とを備える。X線管は、X線を照射する。判定部は、前記X線管から照射されるX線の照射条件に応じて、前記X線管のグリッドに電圧を印加するか否かを判定する。グリッド制御部は、前記判定部によって前記電圧を印加すると判定された場合に、前記グリッドに電圧を印加する。

目的

本発明が解決しようとする課題は、波尾による不要な被曝を適切に低減することができるX線診断装置を提供する

効果

実績

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請求項1

X線照射するX線管と、前記X線管から照射されるX線の照射条件に応じて、前記X線管のグリッド電圧印加するか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記電圧を印加すると判定された場合に、前記グリッドに電圧を印加するグリッド制御部とを備えることを特徴とするX線診断装置

請求項2

前記判定部は、前記照射条件としての前記X線の管電圧及び管電流の少なくとも一方が、予め設定されるそれぞれの閾値より低い場合に、前記電圧を印加すると判定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

検体を透過した前記X線を検出するX線検出部と、前記X線検出器によって検出されたX線の検出データに基づいて、前記照射条件を決定する決定部とを更に備え、前記判定部は、前記決定部によって照射条件が決定された後に、当該照射条件に基づく前記X線が照射される場合に、前記電圧を印加するか否かを当該照射条件に応じて判定することを特徴とする請求項1又は2に記載のX線診断装置。

請求項4

前記決定部は、前記被検体の透視において前記X線検出器によって検出されたX線の検出データに基づいて、前記被検体の撮影における前記照射条件を決定し、前記判定部は、前記決定部により決定された前記照射条件に応じて、前記被検体の撮影において前記X線管のグリッドに電圧を印加するか否かを判定することを特徴とする請求項3に記載のX線診断装置。

請求項5

前記決定部は、前記X線のパルスが複数回連続して照射されるごとに、前記照射条件を決定し、前記判定部は、前記決定部によって前記照射条件が決定されるごとに、当該照射条件に基づく前記X線が照射される場合に、前記電圧を印加するか否かを当該照射条件に応じて判定することを特徴とする請求項3に記載のX線診断装置。

請求項6

パルス透視において、前記電圧を印加せずにX線のパルスを所定期間連続して発生させるモードを実行する制御部を更に備え、前記決定部は、前記モードにおいて前記X線のパルスが複数回連続して照射されるごとに、前記照射条件を決定することを特徴とする請求項5に記載のX線診断装置。

請求項7

前記制御部は、前記パルス透視が開始されると、前記モードを開始することを特徴とする請求項6に記載のX線診断装置。

請求項8

前記制御部は、前記パルス透視において、操作者からの指示に応じて前記モードを開始することを特徴とする請求項6に記載のX線診断装置。

請求項9

前記制御部は、予め設定された所定の指示を受け付けた場合に、前記パルス透視が開始されると、前記モードを開始することを特徴とする請求項6に記載のX線診断装置。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、X線診断装置に関する。

背景技術

0002

従来、X線診断装置では、被検体Pに対してX線パルス照射した場合に、パルスの下降波形が緩やかになることがある。この緩やかな下降波形(以下、波尾と称する)は、画像化に寄与しないばかりか、被検体Pにとって不要な被曝となってしまう。波尾は、X線のパルスの出力が低いほど生じやすいことが知られている。このため、撮影よりも低出力である透視においては、X線管グリッド電圧をかけて熱電子の放出を抑えることで、波尾を除去(切断)するグリッド制御と呼ばれる技術が利用されている。

先行技術

0003

高野博司、茶畑圭一、本和彦、小,「高電圧半導体スイッチによる高速パルス透視システム」,日本放射線技術学雑誌,第57巻,第10号,2001年10月,p.1209−1217

発明が解決しようとする課題

0004

本発明が解決しようとする課題は、波尾による不要な被曝を適切に低減することができるX線診断装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0005

実施形態のX線診断装置は、X線管と、判定部と、グリッド制御部とを備える。X線管は、X線を照射する。判定部は、前記X線管から照射されるX線の照射条件に応じて、前記X線管のグリッドに電圧を印加するか否かを判定する。グリッド制御部は、前記判定部によって前記電圧を印加すると判定された場合に、前記グリッドに電圧を印加する。

図面の簡単な説明

0006

図1は、第1の実施形態に係るX線診断装置の構成の一例を示す図である。
図2Aは、波尾について説明するための図である。
図2Bは、波尾について説明するための図である。
図3は、グリッド制御について説明するための図である。
図4は、第1の実施形態に係るX線診断装置による処理を説明するためのフローチャートである。
図5は、第1の実施形態に係るX線診断装置による処理を説明するためのタイミングチャートである。
図6は、第2の実施形態に係るX線診断装置による処理を説明するためのタイミングチャートである。
図7は、第3の実施形態に係るX線診断装置による処理を説明するためのタイミングチャートである。
図8は、第3の実施形態の変形例1に係るX線診断装置による処理を説明するためのタイミングチャートである。
図9は、第3の実施形態の変形例2に係るX線診断装置による処理を説明するためのタイミングチャートである。

実施例

0007

以下、図面を参照して、実施形態に係るX線診断装置を説明する。

0008

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線診断装置100の構成の一例を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、高電圧発生器11と、X線管12と、X線絞り装置13と、天板14と、Cアーム15と、X線検出器16とを備える。また、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、Cアーム回転移動機構17と、天板移動機構18と、Cアーム・天板機構制御部19と、X線制御部20と、システム制御部21と、入力部22と、表示部23とを備える。また、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、画像処理部24と、画像記憶部25とを備える。

0009

また、図1に示すように、高電圧発生器11は、グリッド制御部11Aを備える。また、X線制御部20は、判定部20Aを備える。また、画像処理部24は、生成部24Aと、決定部24Bとを備える。なお、被検体Pは、X線診断装置100に含まれない。

0010

高電圧発生器11は、X線制御部20による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をX線管12に供給する。X線管12は、高電圧発生器11から供給される高電圧を用いて、X線を発生させる。すなわち、高電圧発生器11は、X線管12に供給する管電圧及び管電流を調整することで、X線管12から発生されるX線の線量を調整する。なお、高電圧発生器11が備えるグリッド制御部11Aの処理については、後述する。

0011

X線絞り装置13は、X線制御部20による制御の下、X線管12が発生したX線を、被検体Pの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、X線絞り装置13は、スライド可能な4枚の絞り羽根を有する。X線絞り装置13は、X線制御部20による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、X線管12が発生したX線を絞り込んで被検体Pに照射させる。天板14は、被検体Pを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。

0012

Cアーム15は、X線管12、X線絞り装置13及びX線検出器16を保持する。X線管12及びX線絞り装置13とX線検出器16とは、Cアーム15により被検体Pを挟んで対向するように配置される。

0013

X線検出器16は、被検体Pを透過したX線を検出する。例えば、X線検出器16は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Pを透過したX線を電気信号に変換して蓄積する。X線検出器16は、各検出素子に蓄積された電気信号を検出データとして画像処理部24に送信する。

0014

Cアーム回転・移動機構17は、Cアーム15を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構18は、天板14を移動させるための機構である。Cアーム・天板機構制御部19は、システム制御部21による制御の下、Cアーム回転・移動機構17及び天板移動機構18を制御することで、Cアーム15の回転や移動、天板14の移動を調整する。

0015

X線制御部20は、高電圧発生器11、X線管12及びX線絞り装置13を制御することで、被検体Pに対してX線を照射させる。例えば、X線制御部20は、システム制御部21による制御の下、高電圧発生器11を制御し、X線管12に供給する管電圧及び管電流を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線量やON/OFFを制御する。また、例えば、X線制御部20は、システム制御部21による制御の下、X線絞り装置13が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線の照射範囲を制御する。なお、X線制御部20が備える判定部20Aの処理については、後述する。

0016

画像処理部24は、画像に関する処理を行う。例えば、生成部24Aは、X線検出器16によって検出された検出データを用いてX線画像データを生成する。具体的には、生成部24Aは、X線検出器16から受信した電気信号に対して、電流電圧変換やA(Analog)/D(Digital)変換、パラレルシリアル変換を行い、X線画像データを生成する。そして、生成部24Aは、生成した画像データを画像記憶部25に格納する。画像記憶部25は、画像処理部24によって生成された画像データを記憶する。なお、画像処理部24が備える決定部24Bの処理については、後述する。

0017

入力部22は、X線診断装置100を操作する医師技師などの操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部22は、マウスキーボード、ボタントラックボールジョイスティックなどを有する。入力部22は、操作者から受け付けた指示を、システム制御部21に転送する。

0018

表示部23は、操作者の指示を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)や、画像記憶部25が記憶する画像データなどを表示する。例えば、表示部23は、モニタを有する。なお、表示部23は、複数のモニタを有してもよい。

0019

システム制御部21は、X線診断装置100全体の動作を制御する。例えば、システム制御部21は、入力部22から転送された操作者の指示に従ってX線制御部20を制御することで、被検体Pに対してX線を照射させる。また、例えば、システム制御部21は、操作者の指示に従ってCアーム・天板機構制御部19を制御し、Cアーム15の回転や移動、天板14の移動を調整する。

0020

また、システム制御部21は、操作者の指示に従って、画像処理部24による画像処理、若しくは解析処理などを制御する。また、システム制御部21は、操作者の指示を受け付けるためのGUIや画像記憶部25が記憶する画像などを、表示部23のモニタに表示するように制御する。

0021

ところで、X線画像診断では、被検体Pに対してX線のパルスを照射した場合に、パルスの下降波形が緩やかになることがある。この緩やかな下降波形(以下、波尾と称する)は、画像化に寄与しないばかりか、被検体Pにとって不要な被曝となってしまう。

0022

図2A及び図2Bは、波尾について説明するための図である。図2Aには、波尾30がある場合のX線のパルス波形の一例を示す。また、図2Bには、波尾がない場合のX線のパルス波形の一例を示す。図2A及び図2Bにおいて、横方向は、時間(経過時間)に対応する。なお、図2A及び図2Bでは、パルス透視や連続撮影等のように、複数のパルスを連続して照射する場合を例示するが、これに限らず、波尾は、連続透視や単回の撮影等のように、パルスを一回のみ照射する場合にも同様に生じうる現象である。

0023

図2Aに示すように、波尾30があると、各パルスの下降波形が緩やかになってしまう。この波尾30は、X線管12の管電流が低いほど生じやすい。画像化に用いられるのは矩形波のX線であるため(図2B参照)、波尾30は、画像化に寄与しないばかりか、被検体Pにとって不要な被曝となってしまう。

0024

この波尾30を除去(切断)するため、グリッド制御と呼ばれる技術が利用されている。グリッド制御とは、X線管12のグリッドに電圧をかけて熱電子の放出を抑えることで、波尾30を除去する技術である。

0025

図3は、グリッド制御について説明するための図である。図3には、X線管12の内部構造と熱電子の放出との関連を示す。図3上段には、大焦点フィラメント31、小焦点フィラメント32、ターゲット33及びグリッド34等を含むX線管12の内部構造の一例を示す。また、図3中段には、グリッド制御がオンの場合における陽極陰極間の電圧と熱電子36の動きとの関連を例示する。また、図3下段には、グリッド制御がオフの場合における陽極−陰極間の電圧と熱電子36の動きとの関連を例示する。なお、図3の上段、中段及び下段における陽極−陰極間の位置関係は、それぞれ対応している。

0026

図3の上段及び下段に示すように、グリッド制御がオフの場合、陰極である大焦点フィラメント31又は小焦点フィラメント32から熱電子36が放出され、陽極であるターゲット33に衝突することで、X線が発生する。ここで、グリッド制御がオンになると、大焦点フィラメント31及び小焦点フィラメント32の間のコモン35とグリッド34との間に電圧(グリッド電圧、若しくはバイアス電圧とも称する)が印加され、図3の中段に示すように、熱電子36の放出が抑制される結果、X線の発生が抑制される。例えば、X線の各パルスが下降するタイミングでグリッド制御をオンにすることで、波尾30が抑制され、X線の各パルスが矩形波となる(図2B参照)。

0027

上記のグリッド制御は、例えば、撮影のように、X線を照射する照射条件が高電圧若しくは高電流である場合には、X線管12の仕様を逸脱してしまう場合があった。また、一般的に、透視におけるX線の照射条件は、撮影の照射条件よりも低電圧かつ低電流であり、波尾が生じやすい。このようなことから、グリッド制御は、パルス透視において広く利用されている。

0028

一方、近年の画像処理技術の向上により、低線量のX線でも高画質の画像が得られるようになり、また、被検体Pに対する被曝量を低減させたいというニーズも高まっている。このような背景から、X線の照射条件は、透視に限らず撮影においても低く抑えることが望ましい。しかしながら、照射条件が低くなると、撮影においても波尾が生じ、被検体Pへの不要な被曝が増えてしまう場合がある。

0029

そこで、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、以下の処理により、波尾による不要な被曝を適切に低減することを可能にする。

0030

以下、第1の実施形態では、ある被検体Pについて透視を行ってから撮影を行う場合に、その撮影において、波尾による不要な被曝を適切に低減する場合を説明する。なお、実施形態はこれに限定されるものではなく、他の実施形態については、第2の実施形態以降にて説明する。

0031

なお、以下の実施形態において、受像面におけるX線パタ−ンに含まれている情報を、直接又は間接的に記録する技法を「撮影」と称する。また、撮影のうち、規則的又は不規則一連負荷によるX線パタ−ンを記録するものを「連続撮影」と称する。また、一連のX線パタ−ンを連続的又は周期的に可視像とし、これを連続的に表示する技法を「透視」と称する。また、透視のうち、透視にかかる全期間にわたって連続的にX線を照射するものを「連続透視」と称し、パルス状のX線を間欠的に照射するものを「パルス透視」と称する。なお、本実施形態は、撮影や透視の定義によらず、効果を奏するものである。つまり、本実施形態は、X線パターンの記録の有無や表示の有無、表示態様等に関わらず、波尾による不要な被爆を適切に低減することを可能にする。

0032

図1の説明に戻る。決定部24Bは、X線検出器16によって検出されたX線の検出データに基づいて、照射条件を決定する。例えば、決定部24Bは、被検体Pの透視においてX線検出器16によって検出されたX線の検出データに基づいて、被検体Pの撮影における照射条件を決定する。

0033

一例としては、決定部24Bは、自動輝度調整(Automatic Brightness Control:ABC)によりX線の照射条件を決定する。ここで、ABCとは、複数のパルスによって複数の画像データを得る場合に、各パルスの照射条件を変化させて各画像データの輝度を一定に自動調整する処理である。例えば、決定部24Bは、あるパルスについて、生成部24Aによって生成された画像データを取得する。続いて、決定部24Bは、取得した画像データのうち、予め操作者により設定された関心領域内平均輝度値を算出する。そして、決定部24Bは、算出した平均輝度値と、予め設定された基準値とを比較する。ここで、平均輝度値が基準値より高い場合には、決定部24Bは、次に生成される画像の平均輝度値が下がるように、X線の照射条件として管電圧[kV]及び管電流[mA]をより低い値に決定する。一方、平均輝度値が基準値より低い場合には、決定部24Bは、次に生成される画像の平均輝度値が上がるように、照射条件をより高い値に決定する。そして、決定部24Bは、決定した照射条件をX線制御部20の判定部20Aに出力する。

0034

このように、決定部24Bは、生成済みの画像データを用いたフィードバック制御により、各画像データの輝度を一定に自動調整する。なお、上記のABCは、連続撮影やパルス透視等、複数のパルスによって複数の画像データを得る場合のみならず、本実施形態で説明するように、透視の後に行われる撮影(単回撮影)の照射条件を決定する場合にも適用可能である。

0035

なお、上記の説明では、照射条件として、X線管12の管電圧[kV]及び管電流[mA]が調整される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、管電圧[kV]及び管電流[mA]のうち、いずれか一方のみを調整する場合であってもよい。また、例えば、決定部24Bは、管電圧[kV]及び管電流時間積[mAs]を決定する場合であってもよい。

0036

X線制御部20は、例えば、決定部24Bによって決定された照射条件に基づいて、高電圧発生器11、X線管12及びX線絞り装置13を制御することで、被検体Pに対してX線を照射させる。また、X線制御部20において、判定部20Aは、以下の処理を実行する。

0037

判定部20Aは、X線管12から照射されるX線の照射条件に応じて、X線管12のグリッド34に電圧を印加するか否かを判定する。例えば、判定部20Aは、決定部24Bによって照射条件が決定された後に、その照射条件に基づくX線が照射される場合に、グリッド34に電圧を印加するか否かをその照射条件に応じて判定する。

0038

一例としては、判定部20Aは、照射条件としてのX線の管電圧[kV]及び管電流[mA]が、予め設定されるそれぞれの閾値より低い場合に、グリッド34に電圧を印加すると判定する。例えば、判定部20Aは、決定部24Bによって決定された管電圧[kV]が第1閾値以下であるか否かを判定する。そして、管電圧[kV]が第1閾値以下である場合には、判定部20Aは、決定部24Bによって決定された管電流[mA]が第2閾値以下であるか否かを判定する。そして、管電流[mA]が第2閾値以下である場合には、判定部20Aは、決定された照射条件ではグリッド制御を行うと判定する。そして、判定部20Aは、グリッド制御を行う旨の判定結果を高電圧発生器11のグリッド制御部11Aへ通知する。

0039

一方、管電圧[kV]が第1閾値より大きい場合、若しくは、管電流[mA]が第2閾値より大きい場合には、判定部20Aは、決定された照射条件ではグリッド制御を行わないと判定する。そして、判定部20Aは、グリッド制御を行わない旨の判定結果を高電圧発生器11のグリッド制御部11Aへ通知する。

0040

このように、判定部20Aは、決定部24Bにより決定された照射条件に応じて、X線管12のグリッドに電圧を印加するか否かを判定する。なお、上記の第1閾値及び第2閾値は、X線管12の仕様に基づいて決定される。つまり、これらの閾値は、照射条件がX線管12の仕様を満たす範囲内で適切に波尾が抑制されるように設定される。

0041

グリッド制御部11Aは、判定部20Aによって電圧を印加すると判定された場合に、グリッド34に電圧を印加する。例えば、グリッド制御部11Aは、判定部20Aによって電圧を印加すると判定された場合に、図3のグリッド制御を行うことで、波尾を抑制する。

0042

例えば、グリッド制御部11Aは、判定部20Aから受け付けた判定結果がグリッド制御を行う旨のものであれば、対応する照射条件に基づくX線のパルスが照射され、そのパルスが下降するタイミングで、グリッド34に電圧を印加する。これにより、グリッド制御部11Aは、パルスの照射に伴う波尾の発生を抑制する。

0043

一方、グリッド制御部11Aは、判定部20Aから受け付けた判定結果がグリッド制御を行わない旨のものであれば、対応する照射条件に基づくX線のパルスが照射されても、グリッド34に電圧を印加しない。

0044

このように、例えば、グリッド制御部11Aは、判定部20Aによって電圧を印加すると判定された場合に、グリッド制御を行う。

0045

図4は、第1の実施形態に係るX線診断装置100による処理を説明するためのフローチャートである。図4に示す例では、透視におけるX線の照射条件から撮影時の照射条件を決定することが予め設定されており、透視が行われた後に図4の各処理が実行される。

0046

図4に示すように、透視が行われると、決定部24Bは、X線検出器16によって検出されたX線の検出データに基づいて、X線の照射条件を決定する(ステップS101)。例えば、決定部24Bは、自動輝度調整(Automatic Brightness Control:ABC)によりX線の照射条件を決定する。

0047

続いて、判定部20Aは、決定部24Bによって決定された管電圧[kV]が第1閾値以下であるか否かを判定する(ステップS102)。そして、管電圧[kV]が第1閾値以下である場合には(ステップS102,Yes)、判定部20Aは、決定部24Bによって決定された管電流[mA]が第2閾値以下であるか否かを判定する(ステップS103)。そして、管電流[mA]が第2閾値以下である場合には(ステップS103,Yes)、判定部20Aは、グリッド制御あり、つまり、決定された照射条件ではグリッド制御を行うと判定する(ステップS104)。そして、判定部20Aは、グリッド制御を行う旨の判定結果をグリッド制御部11Aへ通知する。この場合、グリッド制御部11Aは、対応する照射条件に基づくX線のパルスが照射され、そのパルスが下降するタイミングで、グリッド34に電圧を印加する。

0048

一方、管電圧[kV]が第1閾値より大きい場合(ステップS102,No)、若しくは、管電流[mA]が第2閾値より大きい場合には(ステップS103,No)、判定部20Aは、グリッド制御なし、つまり、決定された照射条件ではグリッド制御を行わないと判定する(ステップS105)。そして、判定部20Aは、グリッド制御を行わない旨の判定結果をグリッド制御部11Aへ通知する。この場合、グリッド制御部11Aは、対応する照射条件に基づくX線のパルスが照射されても、グリッド34に電圧を印加しない。

0049

なお、図4は一例に過ぎない。例えば、管電圧[kV]による判定処理であるステップS102の処理、及び、管電流[mA]による判定処理であるステップS103の処理は、必ずしも上記の順序で実行されなくてもよい。例えば、管電流[mA]による判定処理が実行された後に、管電圧[kV]による判定処理が実行されてもよい。また、管電流[mA]による判定処理、及び、管電圧[kV]による判定処理のうち、いずれか一方のみが実行される場合であってもよい。

0050

図5は、第1の実施形態に係るX線診断装置100による処理を説明するためのタイミングチャートである。図5において、横方向は、時間(経過時間)に対応する。また、「X−RAY ON」は、X線のパルスを照射可能なタイミングを表す。また、「X−RAY Actual」は、X線のパルスが実際に照射されるタイミングを表す。また、「Image」は、X線による画像化が行われるタイミングを表す。また、「ABC」は、決定部24BにおけるABCによりX線の照射条件が決定されるタイミングを表す。また、「照射条件通知」は、決定部24Bから判定部20AへX線の照射条件が通知されるタイミングを表す。

0051

図5に示すように、期間T1において、X線制御部20の制御によりX線のパルスが被検体Pに照射され、連続透視による画像化が行われる。そして、この画像化のデータに基づいて、決定部24Bは、期間T2において、ABCによりX線の照射条件を決定し、決定した照射条件をX線制御部20へ通知する。X線制御部20は、決定部24Bによって決定された照射条件に基づいて、期間T3において撮影を行う。ここで、X線制御部20の判定部20Aは、通知された照射条件に応じて、グリッド34に電圧を印加するか否かを判定する。そして、判定部20Aは、判定結果を高電圧発生器11のグリッド制御部11Aへ通知する。グリッド制御部11Aは、通知された判定結果がグリッド制御を行う旨のものであれば、期間T3のパルスが下降するタイミングでグリッド34に電圧を印加する。これにより、グリッド制御部11Aは、パルスの照射に伴う波尾30の発生を抑制する。

0052

なお、図5は一例に過ぎない。例えば、図5では、透視として連続透視が行われる場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、パルス透視が行われる場合であってもよい。また、例えば、期間T3の撮影において、撮影時の照射線量を測定して撮影時間を制御する自動露出制御(Automatic Exposure Control:AEC)が適用される場合であってもよい。

0053

上述してきたように、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、X線の照射条件に応じて、グリッド制御を行う。このため、X線診断装置100は、波尾による不要な被曝を適切に低減することができる。

0054

例えば、X線診断装置100は、ある被検体Pについて透視を行った後に、その透視の結果に基づいて自動的にX線の照射条件を決定して撮影を行う場合がある。この場合、X線診断装置100は、決定した照射条件に応じて、グリッド制御の要否を自動的に判定し、適宜グリッド制御を行う。このように、X線診断装置100は、照射条件が自動的に決定される場合にも、波尾による不要な被曝を適切に低減することができる。

0055

なお、第1の実施形態では、透視に基づいて撮影の照射条件が決定される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、準備用に低線量の撮影を行ってから撮影を行う場合にも、1回目の撮影の照射条件を用いて2回目の撮影の照射条件を決める場合にも適用されてもよい。

0056

また、例えば、第1の実施形態では、X線の照射条件が決定部24Bにより決定される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、操作者からの指示により、X線の照射条件が予め登録されている場合であってもよい。この場合、例えば、判定部20Aは、登録済みの照射条件を読み出して、読み出した照射条件に応じて、X線管12のグリッド34に電圧を印加するか否かを判定する。そして、グリッド制御部11Aは、判定部20Aによって電圧を印加すると判定された場合に、グリッド34に電圧を印加する。すなわち、X線診断装置100は、必ずしも決定部24Bを備えていなくてもよい。

0057

(第2の実施形態)
上記の第1の実施形態では、透視に基づいて撮影の照射条件が決定される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、実施形態は、連続撮影に適用される場合であってもよい。そこで、第2の実施形態では、連続撮影に適用される場合を説明する。

0058

第2の実施形態に係るX線診断装置100は、図1に示したX線診断装置100の構成と基本的に同様であるが、処理の一部が相違する。そこで、第2の実施形態では、第1の実施形態と相違する点について説明することとし、同様の点については説明を省略する。

0059

第2の実施形態に係る決定部24Bは、X線のパルスが複数回連続して照射されるごとに、X線の照射条件を決定する。また、第2の実施形態に係る判定部20Aは、決定部24Bによって照射条件が決定されるごとに、照射条件に基づくX線が照射される場合に、電圧を印加するか否かを、その照射条件に応じて判定する。以下、第2の実施形態に係る処理を、タイミングチャートを用いて説明する。

0060

図6は、第2の実施形態に係るX線診断装置100による処理を説明するためのタイミングチャートである。図6において、横方向は、時間(経過時間)に対応する。また、「X−RAY ON」は、X線のパルスを照射可能なタイミングを表す。また、「X−RAY Actual」は、X線のパルスが実際に照射されるタイミングを表す。また、「Image」は、X線による画像化が行われるタイミングを表す。また、「ABC」は、決定部24BにおけるABCによりX線の照射条件が決定されるタイミングを表す。また、「照射条件通知」は、決定部24Bから判定部20AへX線の照射条件が通知されるタイミングを表す。

0061

図6に示すように、期間T1においてX線制御部20の制御によりX線のパルスが被検体Pに照射されると、期間T2において画像化が行われる。そして、この画像化のデータに基づいて、決定部24Bは、期間T3においてABCによりX線の照射条件を決定し、期間T4において決定した照射条件をX線制御部20へ通知する。X線制御部20は、決定部24Bによって決定された照射条件に基づいて、期間T5において撮影を行う。ここで、X線制御部20の判定部20Aは、通知された照射条件に応じて、グリッド34に電圧を印加するか否かを判定する。そして、判定部20Aは、判定結果を高電圧発生器11のグリッド制御部11Aへ通知する。グリッド制御部11Aは、通知された判定結果がグリッド制御を行う旨のものであれば、期間T5のパルスが下降するタイミングでグリッド34に電圧を印加する。これにより、グリッド制御部11Aは、パルスの照射に伴う波尾30の発生を抑制する。

0062

なお、図6は一例に過ぎない。例えば、図6では、決定部24Bから通知されたX線の照射条件が、その直後の撮影(期間T5の撮影)に適用される場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、決定部24Bから通知された照射条件は、期間T5より後の撮影に適用されればよい。ただし、決定部24Bから通知された照射条件は、可能な限り早い段階の撮影に適用することが好ましい。

0063

また、期間T1の撮影等、期間T5以前の撮像におけるグリッド制御の要否については、第1の実施形態にて説明したように、予め透視を行っておき、その透視に基づいて決定される照射条件を用いて判定してもよいし、或いは、連続撮影用に操作者により予め設定された照射条件の初期値を用いて判定してもよい。

0064

このように、第2の実施形態に係るX線診断装置100は、連続撮影においても、波尾による不要な被曝を適切に低減することができる。例えば、連続撮影中に被検体Pが動いてしまった場合、若しくはX線の照射方向を変更した場合等には、被検体Pの体厚が変化してしまう可能性がある。このような場合に、X線の照射条件が下がると、波尾が生じてしまう場合がある。このため、X線診断装置100は、X線の照射条件が一定以下に下がった場合に、グリッド制御を行うことで、波尾による不要な被曝を適切に低減することができる。

0065

(第3の実施形態)
上記の第1及び第2の実施形態では、撮影においてグリッド制御の要否を判定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、実施形態は、パルス透視においてグリッド制御の要否を判定する場合であってもよい。そこで、第3の実施形態では、パルス透視においてグリッド制御の要否を判定する場合を説明する。

0066

なお、第3の実施形態では、パルス透視の一例として、高線量率制御(High Level Control:HLC)透視が行われる場合を説明する。また、第3の実施形態では、HLC透視中に、一定期間通常の透視画像よりも高画質の画像を提供するためのモード(以下、ブーストモードと称する)が利用される。通常、パルス透視では、撮影の照射条件よりも低管電流のパルスを長時間照射するため、波尾が生じやすい。このため、通常のパルス透視では、グリッド制御を行うのが一般的である。これに対して、ブーストモードは、透視の照射条件よりも高管電流のパルスを短時間照射する透視モードであり、例えば、心臓のように、動きボケが生じる場合に有効なモードである。このため、ブーストモードでは、管電流が一定値以上照射される限り、波尾を抑制するためのグリッド制御を必要としない。しかしながら、第1の実施形態で説明したように、X線の照射条件は、低く抑えることが望ましく、これはブーストモードにおいても例外ではない。そこで、第3の実施形態では、パルス透視中のブーストモードにABCを適用し、パルスごとに照射条件を決定する場合において、波尾による不要な被曝を適切に低減することを目的として、グリッド制御の要否を判定する場合を説明する。

0067

第3の実施形態に係るX線診断装置100は、図1に示したX線診断装置100の構成と基本的に同様であるが、処理の一部が相違する。そこで、第3の実施形態では、第1の実施形態と相違する点について説明することとし、同様の点については説明を省略する。

0068

第3の実施形態に係るシステム制御部21は、所定期間、ブーストモードによるパルス透視を実行する。このブーストモードは、操作者が入力部22を用いてモードを指定可能な状態で、システム制御部21に予め設定されている。なお、ブーストモードが所定期間行われるのは、この期間を超えるとX線の照射条件がX線管12の仕様を逸脱してしまう場合があるからである。また、ブーストモードは、グリッド34に電圧を印加せずにX線のパルスを所定期間連続して発生させるモードであると言える。

0069

例えば、システム制御部21は、パルス透視が開始されると、ブーストモードを開始する。これにより、操作者は、パルス透視の開始時にブーストモードによる高画質画像閲覧することができるので、ブーストモードが終了して画質が低下しても、高画質画像に描写されていた画像の特徴を思い描きつつ閲覧することができる。

0070

図7は、第3の実施形態に係るX線診断装置100による処理を説明するためのタイミングチャートである。図7において、縦方向は、管電流[mA]に対応し、横方向は、時間(経過時間)に対応する。なお、図7に示す例では、ブーストモード期間中には照射条件に応じてグリッド制御の要否が判定され、ブーストモード期間外には通常のパルス透視が行われる場合を説明する。

0071

図7に示すように、決定部24Bは、ブーストモードにおいて、各パルスによって画像化が行われるごとに、この画像化のデータに基づいて、ABCによりX線の照射条件を決定する。そして、判定部20Aは、決定された照射条件に応じて、グリッド34に電圧を印加するか否かを判定する。判定部20Aは、判定結果を高電圧発生器11のグリッド制御部11Aへ通知する。グリッド制御部11Aは、通知された判定結果がグリッド制御を行う旨のものであれば、パルスが下降するタイミングでグリッド34に電圧を印加する。これにより、グリッド制御部11Aは、パルスの照射に伴う波尾の発生を抑制する。

0072

そして、所定期間が経過して、ブーストモードが終了すると、通常のパルス透視に移行する。この通常のパルス透視では、各パルスが照射されるごとにグリッド制御が行われる。例えば、X線制御部20は、X線のパルスを発生させる際に、グリッド制御部11Aに対してグリッド制御を行う旨の指示を通知する。グリッド制御部11Aは、通知された指示を受け付けると、X線管12により発生したパルスが下降するタイミングでグリッド34に電圧を印加する。これにより、グリッド制御部11Aは、パルスの照射に伴う波尾の発生を抑制する。

0073

なお、図7の例では、ブーストモード期間中に照射される各パルスでの画像化においてグリッド制御の要否を判定する場合を説明したが、これに限らず、ブーストモード期間外のパルスでの画像化においてもグリッド制御の要否を判定してもよい。

0074

このように、第3の実施形態に係るX線診断装置100は、パルス透視中のブーストモードにABCを適用し、パルスごとに照射条件を決定する場合において、波尾による不要な被曝を適切に低減することができる。

0075

(第3の実施形態の変形例1)
上記の第3の実施形態では、パルス透視の開始とともにブーストモードが開始される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、ブーストモードは、操作者の指示に応じて開始されてもよい。

0076

例えば、システム制御部21は、パルス透視において、操作者からの指示に応じてブーストモードを開始する。

0077

図8は、第3の実施形態の変形例1に係るX線診断装置100による処理を説明するためのタイミングチャートである。図8において、縦方向は、管電流[mA]に対応し、横方向は、時間(経過時間)に対応する。

0078

図8に示すように、パルス透視中に、ブーストモードを開始する旨の指示を操作者から受け付けると、システム制御部21は、ブーストモードを開始する。これにより、操作者は、任意のタイミングでブーストモードを開始することができる。なお、ブーストモードにおけるグリッド制御の要否の判定については、図7と同様であるので説明を省略する。

0079

(第3の実施形態の変形例2)
また、上記のブーストモードは、所定の指示に連動させて開始してもよい。所定の指示とは、例えば、ステント固定表示用の画像処理等、特定の画像処理を実行する旨の指示である。なお、ステント固定表示用の画像処理とは、例えば、血管内インターベンション治療において、カテーテル位置指標となるステントマーカを表示画面上の略同一の位置に固定させて表示するための画像処理技術である。このステント固定表示用の画像処理は、例えば、複数のパルスから複数の画像データがそれぞれ生成される場合に、各画像データにおけるステントマーカの位置を検出し、検出した位置が表示画面上で略一致するように各画像データを補正するものである。ここで、ステント固定表示用の画像処理とブーストモードとを連動させるのは、血管内インターベンション治療においては医師による精密な手技が求められるため、高画質の画像を表示するのが好ましいと考えられるからである。

0080

例えば、システム制御部21は、予め設定された所定の指示を受け付けた場合に、パルス透視が開始されると、ブーストモードを開始する。

0081

図9は、第3の実施形態の変形例2に係るX線診断装置100による処理を説明するためのタイミングチャートである。図9において、縦方向は、管電流[mA]に対応し、横方向は、時間(経過時間)に対応する。

0082

図9に示すように、所定の指示として、ステント固定表示用の画像処理を実行する旨の指示を操作者から受け付けると、システム制御部21は、パルス透視が開始された場合に、ブーストモードを開始するよう設定を行う。そして、実際にパルス透視が開始されると、まず、ブーストモードによる画像化が行われる。このように、X線診断装置100は、SMS等、高画質の画像化が望まれるような指示とブーストモードとを連動させておくことで、当該指示を操作者から受け付けた場合に、自動的にブーストモードを開始することができる。なお、ブーストモードにおけるグリッド制御の要否の判定については、図7と同様であるので説明を省略する。

0083

なお、図9では、ステント固定表示用の画像処理を実行する旨の指示とブーストモードとを連動させる場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、高画質の画像を表示することが好ましいと考えられる画像処理がパルス透視や連続撮影と連動して実行される場合には、ブーストモードを連動させるのが好ましい。

0084

また、第3の実施形態で説明したブーストモードは、グリッド制御の要否判定とは別に実施されても上記の効果を奏するものである。

0085

また、上述した第1〜第3の実施形態において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

0086

また、例えば、上記の実施形態では、X線診断装置100がCアーム15を備える場合を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、X線診断装置100は、X線管12及びX線絞り装置13を支持する支持部(アーム)と、X線検出器16を支持する支持部とをそれぞれ個別に備えていてもよい。この場合、例えば、X線診断装置100は、これらの支持部を回転及び移動させるための機構を備える。

0087

また、上記の実施形態及び変形例で説明した処理は、あらかじめ用意された画像処理プログラムパーソナルコンピュータワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスクフレキシブルディスクFD)、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

0088

以上、説明した少なくともひとつの実施形態によれば、波尾による不要な被曝を適切に低減することができる。

0089

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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

0090

100X線診断装置
11Aグリッド制御部
12X線管
20A 判定部

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