(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1は、実施形態に係る医用画像診断装置10の一例を示すブロック図である。医用画像診断装置10は、例えばX線CT装置、PET装置、PET−CT装置、あるいはMRI装置などである。実施形態ではX線CT装置を例にとり説明する。特に、スキャンプランをセットすることが可能であり、このスキャンプランに基づいて被検体を撮影することの可能なX線CT装置を想定する。
【0010】
図1に係る医用画像診断装置10は、架台(ガントリ)11、寝台20および情報処理部12を備える。このうち架台11および寝台20は検査室内に置かれ、情報処理部12は別室のコンソールルームに置かれる。
【0011】
架台11は、被検体Pに関する投影データを収集する。架台11は、スリップリング111、架台駆動部112、X線管球113、X線検出器115、回転フレーム116、データ収集部117、非接触データ伝送装置118、およびガントリマウントディスプレイ201を備える。
【0012】
寝台20は、被検体の載置される天板22を備える。天板22は情報処理部12から与えられる制御信号に基づいて主にZ軸方向に移動する。微調整のためZ軸方向に直交するX軸方向、Y軸方向に天板22が動くこともある。天板22を動かすことで被検体Pを架台11の撮影視野内に移動させたり、視野の外に出したりすることができる。
【0013】
情報処理部12は、架台11におけるデータ収集動作を制御する。また情報処理部12は、架台11において収集されたデータに所定の処理を施して、X線CT画像や各種臨床情報を生成する。情報処理部12は、高電圧発生装置121、前処理部122、メモリ部123、再構成部124、画像処理部125、記憶部126、制御部128、表示部129、入力部1210及び送受信部1211を備える。
【0014】
架台駆動部112は、回転フレーム116を回転駆動する。この回転駆動により、X線管球113とX線検出器115とが対向しながら、被検体Pの体軸を中心に回転する。
【0015】
X線管球113は、X線を発生する真空管であり、回転フレーム116に設けられる。高電圧発生装置121は、X線の曝射に必要な電力(管電流、管電圧)をスリップリング111を介してX線管球113に供給する。X線管球113は、供給された高電圧により電子を加速させターゲットに衝突させることで、有効視野領域FOV(Field of View)内に載置された被検体PにX線を曝射する。
【0016】
X線検出器115は、被検体を透過したX線を検出する検出器システムであり、X線管球113に対向する向きで回転フレーム116に取り付けられている。当該X線検出器115は、シングルスライスタイプ又はマルチスライスタイプの検出器であり、シンチレータとフォトダイオードとの組み合わせで構成される複数の検出素子が、それぞれのタイプに応じて一次元的又は二次元的に配列されている。
【0017】
回転フレーム116は、Z軸を中心として回転駆動されるリングであり、X線管球113とX線検出器115とを搭載している。この回転フレーム116の中央部分は開口される。天板22に載置された被検体Pはこの開口部に挿入される。
【0018】
データ収集部(DAS(Data Acquisition System))117は、検出器15からチャンネル毎に出力される信号を電圧信号に変換し、増幅し、さらにディジタル信号に変換する。このデータ(生データ)は、非接触データ伝送装置118を介して情報処理部12に取り込まれる。
【0019】
高電圧発生装置121は、スリップリング111を介して、X線の曝射に必要な電力をX線管球113に供給する装置であり、高電圧変圧器、フィラメント加熱変換器、整流器、高電圧切替器等から成る。
【0020】
前処理部122は、非接触データ伝送装置118を介してデータ収集部117から生データを受け取り、感度補正やX線強度補正を実行する。各種補正を受けた360度分の生データは記憶部126に一旦記憶される。なお、当該前処理部122によって前処理が施された生データは、「投影データ」と呼ばれる。
【0021】
記憶部126は上記生データや投影データなどの医用画像データに加え、被検体に関するスキャン情報126aを記憶する。スキャン情報126aとは、例えば、被検体に関する過去のCTスキャンにおいて決定されたスキャンプラン、あるいはスキャノグラムに基づいて決定されたスキャンプランなどである。また、スキャン情報126aは、検査室に設置される造影剤注入器(インジェクタ)の設置位置や、インジェクションチューブの長さ、点滴チューブの長さなどの情報も含んでよい。
【0022】
再構成部124は、複数種類の再構成法を装備し、操作者から選択された再構成法により画像データを再構成する。複数種類の再構成法には、例えば、ファンビーム再構成法(ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法ともいう)、近似的画像再構成法としてのフェルドカンプ法、あるいはコーンビーム再構成法等が含まれる。
【0023】
画像処理部125は、再構成部124により生成された再構成画像データに対して、ウィンドウ変換、RGB処理等の表示のための画像処理を行い、表示部129に出力する。また、画像処理部125は、オペレータの指示に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、3次元表面画像等のいわゆる疑似3次元画像の生成を行い、表示部129に出力する。
【0024】
表示部129は、画像処理部125から供給されるコンピュータ断層画像、スキャノグラム像等のCT画像を表示する出力装置である。CT値とは、物質のX線吸収係数を、基準物質(例えば、水)からの相対値として示す値である。
入力部1210は、キーボードや各種スイッチ、マウス等を備え、オペレータ(技師を含む)を介してスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件を入力可能とするインタフェース装置である。
【0025】
送受信部1211は、ネットワークNを介して、他の医用装置とDICOM規格に準拠した通信を行い、画像データ、患者情報等を送受信する。特に、送受信部1211は、ネットワークNに接続されたサーバ装置(図示せず)から被検体の撮像に関する情報を受信する。また、送受信部1211は、ネットワークNに接続された画像サーバ(図示せず)へ、取得した医用画像を送信する。
【0026】
ところで、
図1に示される医用画像診断装置10はガントリマウントディスプレイ201を備える。ガントリマウントディスプレイ201は例えば液晶モニタであり、架台11の例えばフロントパネル上部などの見やすい位置に取り付けられる。
【0027】
図2は、
図1に示される制御部128および入力部1210の機能の一例を示す機能ブロック図である。
図2において、入力部1210は、実施形態に係る処理機能として患者情報入力部12a、チューブ情報入力部12b、およびスキャンプラン入力部12cを備える。
【0028】
患者情報入力部12aは、例えば
図3に示されるようなコンソール画面(ユーザインタフェース)を表示部129に表示し、GUI(Graphical User Interface)環境のもとで操作者に被検体の患者情報(年齢、性別、身長などの個体情報)の入力を促す。入力された患者情報は記憶部126に記憶される。
【0029】
図3はコンソール画面の一例であり、ガントリマウントディスプレイ201とは別の画面、例えば表示部129(
図1)に表示される。この画面には、制御部128から架台11に送信される各種の情報に基づく内容が表示される。一例としては、例えばガントリマウントディスプレイ201に表示される絵柄やアイコンのデータコード、制御信号の発生時刻、制御信号の種類及び表示アイテムの出力の実行結果などの情報がある。操作者はコンソール画面を見て、ガントリマウントディスプレイ201に表示される表示アイテムを確認することができる。
【0030】
チューブ情報入力部12bは、
図3のコンソール画面によるチューブの長さの設定を操作者に促す。チューブとは例えば点滴チューブや造影剤のインジェクションチューブなどであり、チューブの長さは例えばパッケージの記載などから読み取ることができる。このほか心電図計から延びる電線の長さなども重要な情報である。実施形態ではチューブや電線などを線状部材と総称する。
【0031】
スキャンプラン入力部12cは、
図3のコンソール画面を用いたスキャンプランの作成を操作者に促す。
図3の検査プランリスト表示エリアに表示される検査プランリストから医師の判断により1または複数の検査プランが選択指定されると、患者に応じたスキャンプランが自動的に作成される。
【0032】
スキャンプランは、順番付けされたスキャノ撮影、ヘリカルスキャン、ダイナミックスキャンなどのいくつかのスキャンモードを含む。例えば
図4に示されるように、スキャンプランは多様なスキャンモードの組み合わせや順番などの情報で表現することができる。
図4において例えばノーマルスキャン(Normal Scan)はスキャンアンドボリューム(S&V)、およびスキャンアンドスキャン(S&S)に関連付けられ、患者ごとにいずれか適切なスキャン方式が選択される。
図4において頭字語で略記されるスキャンモードはそれぞれ
図5に示されるような名称を有する。
【0033】
これらのスキャンモードは、撮影条件に合わせて自由な組み合わせで選択することができる。しかしながら多様なスキャンモードを組み合わせると天板の移動方向や距離、移動の有無などを適切に判断することが難しくなる。実施形態ではこのような不便を解消するための技術を開示する。
【0034】
制御部128は、実施形態に係る処理機能としてスキャンプラン取得部12d、天板移動距離計算部12e、距離比較部12f、アラート表示制御部12g、スキャン実行部12h、スキャン画面作成部12i、スキャンプラン表示制御部12j、および天板移動部12kを備える。このうちスキャンプラン取得部12dは、記憶部126に記憶されるスキャンプランを取得する。
【0035】
天板移動距離計算部12eは、取得されたスキャンプランに基づいて天板22の移動距離および移動方向を計算する。
距離比較部12fは、計算された天板22の移動距離と、予め与えられたチューブ長さ(線状部材の長さ)とを比較する。距離比較部12fによる比較の結果、チューブの長さよりも天板22の移動距離のほうが長い場合には、距離比較部12fはそのことをアラート表示制御部12gに通知する。
【0036】
この通知を受けたアラート表示制御部12gは、チューブ脱落のおそれ有りを示す警告情報(アラート)を表示部129のコンソール画面に表示する。なお、より安全性を確保するために或る程度のマージンを見込み、実長からマージン長を減じた値と移動距離とを比較するようにしても良い。
【0037】
スキャン実行部12hは、取得されたスキャンプランに従って被検体をスキャンする。スキャン画面作成部12iは、スキャン実行に伴うスキャン画面を作成し、表示部129のコンソール画面に表示する。これにより技師は、コンソール画面上でスキャン計画の内容や天板22の移動距離などを確認することができる。
【0038】
スキャンプラン表示制御部12jは、取得されたスキャンプランに基づくスキャンモード、天板22の移動方向、および天板22の移動距離の少なくともいずれか1つを、ガントリマウントディスプレイ201に表示させる。天板移動部12kは、スキャンプランに従って天板22を移動させる。次に、上記構成を基礎として複数の実施形態を説明する。
【0039】
[第1の実施形態]
図6は、ガントリマウントディスプレイ201の外観および表示内容の一例を示す図である。ガントリマウントディスプレイ201は例えば
図6(a)、(b)に示されるように、架台11の寝台20側のパネル(フロントパネル)側に取り付けられる。ガントリマウントディスプレイ201には、
図6(c)に示されるようにX線CT装置を上から見た状態を示す絵柄と、スキャンモードをそれぞれ個別に表現するアイコンとが表示される。
【0040】
図7はガントリマウントディスプレイ201の表示内容の一例をより詳しく示す図である。
図7は、表示対象のスキャンプランにスキャノグラム撮影(スキャノモード)、ヘリカル撮影(ヘリカルモード)およびダイナミック撮影(ダイナミックモード)の3つのスキャンモードが含まれることを示す。図中、ハッチング部分はスキャノ計画エリアを示し、本スキャンはスキャノエリア上に表示される。天板22の移動方向は矢印で示され、これにより検査室内の技師はIN/OUT方向を容易に判別することができる。ちなみにIN方向は被検体が架台11に向かって移動する方向であり、OUT方向はその逆の方向である。
【0041】
図7によれば、スキャノモードにおいてIN方向に600mm、天板22が移動し、へリカルモードにおいてIN方向に450mm、天板22が移動し、ダイナミック撮影モードにおいては天板22の移動の無いことが示される。
【0042】
以上説明したように第1の実施形態では、検査対象となる被検体(患者)ごとのスキャンモード、天板22の移動距離および移動方向を、スキャンプランに基づいて計算する。そして、これらの情報を、架台11に取り付けられるガントリマウントディスプレイ201にシンボリック表示するようにしている。このようにしたので、ガントリマウントディスプレイ201を見れば天板22の実移動距離を簡単に把握することができる。つまり対象患者のスキャンプランが一目でわかるので、検査室内に居る技師や看護師が、操作室(コンソールルーム)に居る操作者に検査のたびに確認する必要が無い。つまり技師は、検査室から出て操作者に確認することなくスキャンモードと天板移動距離・方向を確認することができる。従って対象患者のスキャンプランによる患者位置調整に大きく貢献でき、手間を解消して検査時間を大幅に短縮することができる。
【0043】
既存の技術では、検査室とは別室のコンソールルーム内にあるスキャンコンソールにて、スキャン計画の確認と移動距離などを確認し、天板のおおよその移動距離を把握する。そのうえで撮影部位により移動距離を推測し、検査室内では移動距離に対して余裕をもたせた範囲に造影剤や点滴をセットするようにしていた。しかしながら近年では多数のスキャンモードが存在するので、ヘリカル撮影のように徐々に天板が移動するのか、多列の数回で一回転毎に天板を移動するのかがわかりづらく、確実に問題のない距離かどうかを判断することが困難であった。
【0044】
これに対し第1の実施形態によれば、スキャンプランに応じた天板の移動方向、移動距離(移動の有無を含む)、スキャンモードが架台のモニタに見やすく表示されるので、検査室内の技師や看護師は天板の移動態様を容易に把握することができる。よって、医療機器を含む周辺装置(周辺物)を危険の無い最適な位置にセットすることができる。
【0045】
これらのことから、天板の移動に伴う危険を予測できるようになり、事前に適切な対応をとることが可能になる。
【0046】
[第2の実施形態]
図8は、第2の実施形態に係る医用画像診断装置10をフロントパネル側から見た状態の一例を示す外観図である。 前記移動制御部は、前記操作ボタンが押下されると前記天板の移動を開始し、前記押下の継続中に前記天板を移動させ、前記押下の終了とともに前記天板を停止させ、前記停止ののちの前記操作ボタンの再押下により前記天板を初期位置に戻すことを特徴とする請求項6に記載の医用画像診断装置。
【0047】
100が、架台11のフロントパネルの好ましくは操作しやすい位置に設けられる。
【0048】
ユーザによりシミュレートボタン100が操作されると、制御部128の天板移動部12k(
図2)は、天板移動距離計算部12eにより計算された移動距離および移動方向に基づいて、非曝射のもとで天板22を模擬的に移動させる。つまりシミュレートボタン100が操作されることで天板22はスキャンプランに対応する動きを行う。このとき高電圧発生装置121はオフにされ、X線管球113木道しない状態にする。このようにすることで、非曝射のもとで天板22の移動をシミュレートすることができる。
【0049】
図9は、第2の実施形態に係る医用画像診断装置10における処理手順の一例を示すフローチャートである。先ず、患者を寝台の天板22に寝かせ(ステップS1)、造影剤や点滴を検査室内に配置したのちチューブを患者に接続する(ステップS2)。
【0050】
準備が整うと、検査室内の技師はシミュレートボタン100を押下する(ステップS3)。そうすると制御部128は、天板22を実際のスキャンプランと同じように動かす。ただしこのときX線管球はオフとし、X線の曝射を行わない状態とする(ステップS4)。技師は、天板22とともに移動する患者とチューブとを注意深く見守り、チューブの干渉、つまり寝台20や架台11との接触が無いか、あるいはチューブが引っ張られて抜けてしまわないかを確認する(ステップS5)。ここまでの手順で問題が無ければ本スキャンが開始され(ステップS6)、スキャンプランに応じた線量のもとでのX線曝射を伴う撮影が開始される。
【0051】
このように第2の実施形態では、架台11にシミュレートボタン100を設け、曝射を行わずに天板22の移動をシミュレートできるようにした。この態様は第1の実施形態と組み合わせることもできる。つまり、ガントリマウントディスプレイ201に表示されるスキャン情報を確認した後、技師は造影剤のセットや点滴を再配置する。次に、患者位置をセットした後、技師はシミュレートボタン100を押下し、X線を曝射せずに天板移動だけを行う。これにより周辺設備(周辺物)やチューブ類の干渉がないかを確認することができる。
【0052】
なお、実施の操作としては、シミュレートボタン100が押下されると天板22の移動を開始し、押下され続けている限り天板22を移動させる。ボタンから手を放して押下が終了すると天板22の移動を停止し、この停止ののちにシミュレートボタン100が再押下されると天板22を初期位置に戻す、といった態様が考えられる。つまりボタンを押した状態で天板移動、ボタンから手を離した状態(戻し)で天板停止、二度押しで初期位置に戻る、という動作である。
【0053】
この他にも、シミュレートボタン100の最初の押下/戻しで天板22を移動させ、次回の押下/戻しで停止させ、その次の回の押下/戻しで初期位置に戻す、といった態様も考えられる。
【0054】
これらのことから、第2の実施形態によっても、天板の移動に伴う危険を予測できるようになり、事前に適切な対応をとることができるようになる。
【0055】
[第3の実施形態]
図10は、第3の実施形態において表示部129に表示されるコンソール画面の一例を示す図である。距離比較部12fによる比較の結果、チューブの長さよりも天板22の移動距離のほうが長い場合には、アラート表示制御部12gによりチューブ脱落のおそれ有りを示す警告情報(アラート)を表示部129のコンソール画面に表示させることを既に説明した。
図10はその具体例を示すものである。
【0056】
図10に示されるアラートは、例えばスキャンプラン(検査プラン)が選択されたときにコンソール画面に表示される。造影剤注入器(インジェクタ)の設置位置やチューブの長さはコンソール画面を用いて予め入力されるので、スキャンプランを選択することにより天板の移動距離と移動方向が計算される。その結果、天板の移動距離がチューブの長さに比べて過度に大きければ、チューブ抜けや干渉のおそれ有りを示すアラートが表示される。
【0057】
図11に示されるように、予め記憶されるスキャン情報126aに基づいて天板22の移動方向と移動距離が計算される。例えばIN方向に600mmとの結果が得られたとする。この値は、チューブ長さ400mmに対してながいので、天板が動いて被検体が架台方向に移動するにつれ、図示するようにチューブが引っ張られて抜けてしまうおそれがある。このようなケースにおいて、第3の実施形態ではコンソール画面にアラートを表示するようにした。
【0058】
このように第3の実施形態では、患者情報や検査情報入力時に造影剤チューブの長さをあらかじめセットし、検査室内におけるこれらの医療器具の配置も設定しておく。これらの情報に基づいて、スキャンプランが選択された際にチューブの長さと天板移動距離とを比較し、チューブの長さが天板移動距離より短い場合は画面上にアラートメッセージを表示するようにした。
【0059】
このようにしたので、スキャン前にチューブが外れないかどうかを、より確実に判断できるようになる。従って第3の実施形態によっても、天板の移動に伴う危険を予測できるようになり、事前に適切な対応をとることが可能となる。また、第1乃至第3の実施形態によれば、天板移動により医療チューブが外れることを防いで患者を守ることができるようになり、再撮影による無駄な被曝を発生させないようにすることもできる。
【0060】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施形態ではチューブ本体の長さと天板22の移動距離とを比較した。これに代えて、チューブの弛み長さ、つまり垂れ下がった部分の長さと天板22の移動距離とを比較し、その結果に基づいてチューブ脱落の可能性の有無を判断しても良い。
【0061】
ガントリマウントディスプレイ201に表示されるスキャノ撮影範囲(スキャノ領域)、あるいはヘリカル範囲などに、天板22の助走域あるいは減速域を、例えば色分け表示しても良い。このようにすることでチューブ抜けのマージンの一つの手がかりを与えることができる。
【0062】
また、非曝射のもとでの天板の移動シミュレーションは、シミュレートボタン100だけでなく、コンソールルームからのマウスクリック操作などで指示するようにしても良い。天板移動の全工程をシミュレートするのでなく、移動距離が最大のスキャノ、またはスキャンのみを対象としてシミュレーションを実施しても良い。このようにすることで検査工程を短縮することができる。
また第3の実施形態ではアラートメッセージを表示するようにしたが、これに代えて音や音声、警告ランプの点滅などで警告を通知するようにしてもよい。
【0063】
第1乃至第3の実施形態で開示した技術を踏まえ、臨床現場においては例えば次のような処理工程が考えられる。
(1)検査目的・患者情報(大人/子供)に応じたいくつかのスキャンプランをコンソール画面にリスト表示させる。
(2)インジェクタや点滴のチューブ長、インジェクタや点滴の配置をコンソール画面から入力する。
(3)コンソール画面に表示された情報から、医師が適切な検査プランを選択し、スキャンプランを作成する。
(4)インジェクタや点滴のチューブ長(システム内で実長からマージン長を減ずる)が移動距離より短いとき画面にアラートメッセージを表示する。
(5)スキャン範囲、スキャン位置などを修正する。
(6)スキャンプランをガントリマウントディスプレイ201に表示させる。
(7)必要であればシミュレートボタン100を操作して天板移動をシミュレートする。
(8)スキャノ撮影を行う。
(9)スキャノグラム画像に基づいて、スキャン範囲、スキャン位置などを微修正する。
(10)微調整されたスキャンプランをガントリマウントディスプレイ201に表示させる。
(11)さらに、必要であればシミュレートボタン100を操作して天板移動をシミュレートする。
(12)以上の手順により安全性が確認されれば、本スキャンを実施する。
【0064】
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するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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ともに、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。