JP4128773B2

JP4128773B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

Info

Publication number: JP4128773B2
Application number: JP2001388275A
Authority: JP
Inventors: 俊之新野; 博之大石
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003180673A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体から収集した投影データに基づいて、断層像データを再構成し、表示するＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば架台回転部内にそれぞれ相対向するように配置されたＸ線管及びＸ線検出器を回転駆動し、該架台回転部内に挿入された被検体に対して間欠的或いは連続的にＸ線を曝射することにより、被検体の断層像を撮影するいわゆる第３世代のＸ線コンピュータ断層撮影装置が知られている。
【０００３】
ここで、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置で被検体の所望の部位の断層像等を正確に撮影するには、操作者が、被検体に対して例えば「息を吸って止めて下さい」、「動かないで下さい」等の検査指示を出して被検体の体動を抑制し体位を調整する必要がある。このような検査指示は、操作者がマイクロホンを介して肉声で行うようになっている。
【０００４】
しかし、検査において出す検査指示は各被検体共同じ場合が多いうえ、被検体が少人数であればよいが、多人数の各被検体に対して同じ検査指示を肉声で出すのは操作者に対して多大な負担が掛かる。
【０００５】
そのため、従来のＸ線コンピュータ断層撮影装置には、寝台に載置された被検体に対して、撮影のための検査指示を自動音声で発声する機能が設けられているものがある。音声データベースに、「息を吐いて止めて下さい」、「息を止めて下さい」といった様々な音声信号のサンプルデータが記憶されていて、操作者は、その中から検査中の各局面に応じて適当な音声データを指定することで、肉声による指示に代用している。
【０００６】
しかし、この方法では、操作者は、検査中の各局面でその都度、音声データを選択し、指定する手間が必要となる。操作者は、検査中にスキャン制御、スキャンの動作状態の監視、さらに被検体の状態の監視等様々な作業をこなす必要があり、それに加えて、音声データの選択及び指定作業を行うことは非常に煩雑で負担となる。音声データの選択及び指定作業を、事前に済ませておくことも考えられるが、作業量としては前者のケースに比べて軽減されることはない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、被検体に対する各種指示作業の負担軽減化および指示内容の標準化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検体から収集した投影データに基づいて、断層像データを再構成し、表示するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、造影剤使用時の注意事項または気分が悪くなった場合の対処法のメッセージを含む複数のメッセージのデータを保管するデータベースと、操作者からの指令を入力するための入力装置と、前記入力装置を介して入力された指令に従って検査スケジュールを決定するスケジューラと、前記決定された検査スケジュールと造影剤の使用が設定されているか否かとに基づいて、少なくとも１つのメッセージのデータを前記データベースから選択的に読み出し、前記読み出したメッセージを、スキャン回数、スキャン時間に応じて編集する編集部と、前記編集されたメッセージのデータを音響信号又は映像信号に変換して出力する出力部とを具備する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施例は、２次元アレイ型の放射線検出器、およびその放射線検出器を装備したＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線コンピューテッドトモグラフィ装置）に関する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管と放射線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ROTATE/ROTATE）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（STATIONARY/ROTATE）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。
【００１０】
また、１ボリュームの（＝１つのボリュームデータを構成する）ボクセルデータ（又は１枚の断層像）（いずれも後述）を再構成するには、被検体の周囲１周、約３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも２１０〜２４０°程度分の投影データが必要とされる。いずれの方式にも本発明を適用可能である。ここでは、一般的な前者の約３６０°分の投影データから１ボリュームのボクセルデータ（又は１枚の断層像）を再構成するものとして説明する。
【００１１】
また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよいが、ここでは、前者の間接変換形として説明する。
【００１２】
また、断層像はある厚さを持った組織の断面表示であり、その組織断面の厚さをスライス厚と称する。Ｘ線は、Ｘ線管焦点から放射状に広がり、被検体を透過してＸ線検出器に到達する。従って、Ｘ線の厚さはＸ線管焦点から遠ざかるほど広がる。慣例的には、回転中心軸上でのＸ線の厚さをスライス厚として定義している。ここでは、慣例に従い、回転中心軸上でのＸ線の厚さをスライス厚と称する。このことは検出素子のスライス方向の幅にも言えることである。つまり、あるスライス厚に対応する有感幅を有する検出素子という表現において、その有感幅は、当該スライス厚よりも実際には広く、具体的にはＸ線焦点と回転中心軸との距離に対するＸ線焦点と検出素子との距離の比に従ってスライス厚よりも実際には広く設計される必要がある。
【００１３】
図１に、本実施形態に係るコンピュータ断層撮影装置の構成をブロック図により示している。ガントリ１００は、略円筒形のインナーハウジング１２９とハウジング１３０とで囲った内部に、ガントリ駆動部１０７により回転駆動される回転リング１０２等のデータ収集に必要とされる構造物を収容している。この回転リングには、高電圧発生装置１０９からスリップリング１０８を介して高電圧（管電圧）の印加を受けてＸ線を発生するＸ線管１０１と、Ｘ線管１０１から被検体を透過して入射するＸ線検出器１０３とが対向して搭載されている。
【００１４】
Ｘ線検出器１０３の各チャンネルから出力される信号（電流信号）は、一般的にＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集回路１０４で増幅され、電圧信号に変換され、そしてディジタル信号に変換され、光又は磁気を使った非接触データ伝送装置１０５を経由して、固定側の前処理装置１０６に送られる。
【００１５】
前処理装置１０６では、入力信号に対して、チャンネル間の感度不均一を補正したり、またＸ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下又は信号脱落を補正する等の前処理を実行する。この前処理装置１０６から出力される投影データに基づいて断層像データが再構成装置１１３で再構成され、表示装置１１１に表示される。この再構成装置１１３、表示装置１１１とともに、ホストコントローラ１１０、入力装置１１２によりコンピュータ装置が構成されている。
【００１６】
このコンピュータ装置は、さらに、複数のメッセージのデータを保管するデータベース１２５と、入力装置１１２を介して入力された指令に従って検査スケジュールを決定する検査スケジューラ１２４と、検査スケジューラ１２４で決定された検査スケジュールに基づいて、少なくとも１つのメッセージのデータをデータベース１２５から選択的に読み出し、編集するメッセージ編集部１２９と、メッセージ編集部１２９で編集されたメッセージのデータを音響信号に変換してインナースピーカ１２１に出力するインナースピーカ制御部１３３と、メッセージ編集部１２９で編集されたメッセージのデータを映像信号に変換してインナーディスプレイ１２３に出力するインナーディスプレイ制御部１３１とを具備してなる。
【００１７】
インナースピーカ１２１は、インナースピーカ１２１から発生した音響を被検体が聴覚できるガントリ１００のある部分又は撮影室の壁面のある場所に取り付けられる。例えば、インナースピーカ１２１は、Ｘ線照射範囲の外側であって、インナーハウジング１２９の辺縁付近に取り付けられている。また、インナーディスプレイ１２３は、インナーディスプレイ１２３に表示された画像を被検体が視覚できるガントリ１００のある部分又は撮影室の壁面のある場所に取り付けられる。例えば、インナーディスプレイ１２３は、Ｘ線照射範囲の外側であって、インナーハウジング１２９の辺縁付近に取り付けられている。
【００１８】
これらインナースピーカ１２１及びインナーディスプレイ１２３を使って、被検体に対して、検査のスケジュールの案内や、息止め等の各種指示を自動的に伝達することを実現している。
【００１９】
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図３（ａ）、図３（ｂ）には、上記メッセージデータベース１２５に保管される複数のメッセージのデータを示している。各メッセージは、１つの文を構成し、例えばテキストファイルで作成されている。テキストファイルであることにより、ユーザサイドで比較的容易に新規作成、更新、修正等が可能である。
【００２０】
検査は、実際にＸ線を被検体に照射してデータ収集を行う少なくとも１つのスキャンを含み、検査前の事前説明、スキャン前、スキャン後、休止、検査終了という各局面に分けられている。これらの局面毎にメッセージが分類され、管理コードと共に記憶される。これらメッセージ中の記号「＊＊」は、スキャンスケジュールに従ってそれぞれ該当するテキストを編集部１２９により自動挿入される箇所を示している。
【００２１】
次に検査の一連の流れと共に、メッセージの自動出力処理について、図４を参照して説明する。まず、被検体が寝台の天板上に載置され、天板と共にガントリ１００の円筒状の撮影領域内に搬入され（Ｓ１）、そしてスライス位置の位置決めが行われる（Ｓ２）。次に、Ｘ線管１０１の回転を停止した状態で、Ｘ線を連続的に発生し、被検体を透過したＸ線を検出器１０３で検出しながら、天板を一定速度で移動させることにより、一般的にはスキャノグラムと呼ばれる被検体の広範囲の透過Ｘ線像の撮影が行われる（Ｓ３）。このスキャノグラムは表示装置１１１に表示され、操作者はそのスキャノグラムを見ながら、検査スケジュールを決定するために必要な指示を入力装置１１２を介して入力する（Ｓ４）。例えば、撮影方法（造影剤の使用／不使用）、スキャン条件（管電圧、管電流、撮影枚数、スキャン時間等）、スキャン回数、スライス位置、スキャン中の息止めの有無、スキャンの休止時間等が設定され、それに従って検査スケジューラ１２４により検査のタイムスケジュールが決定される。
【００２２】
検査スケジュールが決定されると、この検査スケジュールに従ってメッセージ編集部１２９は、例えば図８に示すような検査スケジュール表を作成し、また事前説明のためのメッセージを作成する（Ｓ５）。
【００２３】
図５には、事前説明のためのメッセージの作成手順を示している。まず、全ての検査で共通する導入部分としてコードＡ１のメッセージデータを読み込む（Ｓ１０１）。このメッセージＡ１は、スキャン回数（検査中に行われるスキャンの回数）、スキャン時間（各スキャンに要する時間幅）、検査時間（検査の開始から終了までの時間幅）の挿入箇所が設けられており、編集部１２９では、検査スケジュールに従ってこれらに対応するテキストをそれぞれの挿入箇所に挿入する（Ｓ１０２）。ここでは、スキャン回数は３回、スキャン時間は２０秒、検査時間は２分と仮定する。
【００２４】
次に編集部１２９は、スキャン中の息止めの有無（Ｓ１０３）に応じて、コードＡ２−１のメッセージと、コードＡ２−２のメッセージとを選択的に読み込む（Ｓ１０４，Ｓ１０５）。操作者によりスキャン中に息止めが設定されているとき、息止めの説明に関するコードＡ２−１のメッセージが選択され、息止めが設定されていないとき、スキャン時の呼吸の注意に関するコードＡ２−２のメッセージが選択される。
【００２５】
次に、スキャン中の体動に関する注意に関する共通メッセージとしてのコードＡ３のメッセージデータを読み込む（Ｓ１０６）。そして、休止が設定されているか否か判定され（Ｓ１０７）、休止が設定されているときには、休止説明に関するコードＡ４のメッセージデータが読み込まれ（Ｓ１０８）、その中の挿入箇所に、設定された休止時間を挿入する（Ｓ１０９）。休止が設定されていないときには、ステップＳ１０８，Ｓ１０９はスキップされ、休止に関するメッセージは省かれる。
【００２６】
次に、造影剤の使用が設定されているか否か判定され（Ｓ１１０）、造影剤の使用が設定されているときには、造影剤使用時の注意事項に関するコードＡ５のメッセージデータが読み込まれ（Ｓ１１１）、不使用のときには、ステップＳ１１１はスキップされ、当該メッセージは省かれる。
【００２７】
さらに気分が悪くなった場合の対処法に関するコードＡ６の共通メッセージデータと、事前説明終了に関するコードＡ７のメッセージデータとが読み込まれ（Ｓ１１２，Ｓ１１３）、最後に、読み込んだ全てのメッセージデータを順番に連結して１つの文章として完成する（Ｓ１１４）。
【００２８】
図４に戻る。事前説明のメッセージが完成すると、そのメッセージデータがインナーディスプレイ制御部１３１とインナースピーカ制御部１３３とに送られ、インナーディスプレイ制御部１３１ではメッセージデータを映像信号に変換し、図７に示すようにインナーディスプレイ１２３に検査スケジュール表と共に表示させ、また、インナースピーカ制御部１３３ではメッセージデータを音響信号に変換し、図６に示すようにインナースピーカ１２１から音響出力させる（Ｓ６）。
【００２９】
事前説明が終了し、操作者が検査トリガボタンを押すと、検査が開始される（Ｓ７）。検査スケジューラ１２４は、検査トリガボタンを押したタイミングを機転として、検査のタイムスケジュールに従って検査を進行していく。この進行に従って経過時間を示すタイムデータがインナーディスプレイ制御部１３１に送られ、インナーディスプレイ制御部１３１ではタイムデータに従って図９（ａ）、図９（ｂ）に示すようにインナーディスプレイ１２３の検査スケジュール表上に検査の進行状況を、例えば色等の表示態様の変化により示していく（Ｓ８）。
【００３０】
スキャンの例えば５秒前になると（Ｓ９）、検査スケジューラ１２４の制御のもとでメッセージ編集部１２９は、スキャン前の局面に対応するコードＢ１又はＢ２のいずれかのメッセージデータを息止めの有無に従って選択的に読み込み、その中の挿入箇所にスキャン時間を挿入して、スキャン前メッセージデータを完成し、そのデータをインナーディスプレイ制御部１３１とインナースピーカ制御部１３３とに送出する。インナーディスプレイ制御部１３１では当該スキャン前のメッセージデータを映像信号に変換し、インナーディスプレイ１２３に検査スケジュール表と共に表示させ、また、インナースピーカ制御部１３３では当該スキャン前のメッセージデータを音響信号に変換し、図６に示すようにインナースピーカ１２１から音響出力させる（Ｓ１０）。
【００３１】
スキャンが終了すると（Ｓ１１）、検査スケジューラ１２４の制御のもとでメッセージ編集部１２９は、スキャン後の局面に対応するコードＣ１又はＣ２のいずれかのメッセージデータを息止めの有無に従って選択的に読み込み、そのデータをインナーディスプレイ制御部１３１とインナースピーカ制御部１３３とに送出する。インナーディスプレイ制御部１３１では当該スキャン後のメッセージデータを映像信号に変換し、インナーディスプレイ１２３に検査スケジュール表と共に表示させ、また、インナースピーカ制御部１３３では当該スキャン後のメッセージデータを音響信号に変換し、図６に示すようにインナースピーカ１２１から音響出力させる（Ｓ１２）。
【００３２】
検査スケジューラ１２４は当該スキャン後の休止の有無に従って（Ｓ１３）、休止が設定されている場合、検査スケジューラ１２４の制御のもとでメッセージ編集部１２９は、休止局面に対応するコードＤのメッセージデータを読み込み、その中の挿入箇所に休止時間を挿入して、休止メッセージデータを完成し、そのデータをインナーディスプレイ制御部１３１とインナースピーカ制御部１３３とに送出する。インナーディスプレイ制御部１３１では当該休止のメッセージデータを映像信号に変換し、インナーディスプレイ１２３に検査スケジュール表と共に表示させ、また、インナースピーカ制御部１３３では当該休止のメッセージデータを音響信号に変換し、図６に示すようにインナースピーカ１２１から音響出力させる（Ｓ１４）。
【００３３】
以上のステップＳ８〜Ｓ１４の一連の処理が、検査終了まで繰り返される（Ｓ１５）。検査終了の場合、メッセージ編集部１２９により、検査終了用のメッセージデータが作成される（Ｓ１６）。まず、全ての検査で共通する検査終了のアナウンスのためのコードＥ１と、検査後の注意事項に関するコードＥ２のメッセージデータを順番に読み込み、さらに検査後の被検体の行動指示に関するコードＥ３−１，Ｅ３−２，Ｅ３−３のいずれかのメッセージデータを操作者の指示に従って選択的に読み込み、これら読み込んだ全てのメッセージデータを順番に連結して１つの文章として完成する。
【００３４】
この検査終了用のメッセージデータがインナーディスプレイ制御部１３１とインナースピーカ制御部１３３とに送られ、インナーディスプレイ制御部１３１ではメッセージデータを映像信号に変換し、インナーディスプレイ１２３に検査スケジュール表と共に表示させ、また、インナースピーカ制御部１３３ではメッセージデータを音響信号に変換し、図６に示すようにインナースピーカ１２１から音響出力させる（Ｓ１７）。
【００３５】
以上のように本実施形態によると、検査スケジュールが作成されると、事前説明、スキャン前、スキャン後、休止、検査終了の各局面において、自動的にメッセージが出力される。また、検査スケジュールに応じて適切なメッセージに編集される。従って、操作者による被検体に対する各種指示作業負担が軽減される。
【００３６】
（変形例）
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、被検体に対する各種指示作業の負担軽減化および指示内容の標準化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるコンピュータ断層撮影装置の構成図。
【図２】図１のメッセージデータベースに保管されている事前説明、スキャン前、スキャン後の各局面のメッセージデータを示す図。
【図３】図１のメッセージデータベースに保管されている休止、検査終了の各局面のメッセージデータを示す図。
【図４】本実施形態の動作を示すフローチャート。
【図５】図４の事前説明用のメッセージを編集するステップＳ５の詳細な手順を示すフローチャート。
【図６】本実施形態において、各局面で自動出力される音声メッセージを示す図。
【図７】本実施形態において、検査進行表とともにインナーディスプレイに表示されるのテキストメッセージを示す図。
【図８】本実施形態において、インナーディスプレイに表示される検査スケジュール表の一例を示す図。
【図９】本実施形態において、検査進行に応じた検査スケジュール表の表示形態の変化を示す図。
【符号の説明】
１００・・・ガントリ、
１０１・・・Ｘ線管、
１０２・・・回転リング、
１０３・・・Ｘ線検出器、
１０４・・・データ収集回路、
１０５・・・非接触データ伝送装置、
１０６・・・前処理装置、
１０７・・・ガントリ駆動部、
１０８・・・スリップリング、
１０９・・・高電圧発生装置、
１１０・・・ホストコントローラ、
１１１・・・表示装置、
１１２・・・入力装置、
１１３・・・再構成装置、
１２１・・・インナースピーカ、
１２３・・・インナーディスプレイ、
１２４・・・スキャンスケジューラ、
１２５・・・メッセージデータベース、
１２９・・・メッセージ編集部、
１３１・・・インナーディスプレイ制御部、
１３３・・・インナースピーカ制御部。

Claims

被検体から収集した投影データに基づいて、断層像データを再構成し、表示するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
造影剤使用時の注意事項または気分が悪くなった場合の対処法のメッセージを含む複数のメッセージのデータを保管するデータベースと、
操作者からの指令を入力するための入力装置と、
前記入力装置を介して入力された指令に従って検査スケジュールを決定するスケジューラと、
前記決定された検査スケジュールと造影剤の使用が設定されているか否かとに基づいて、少なくとも１つのメッセージのデータを前記データベースから選択的に読み出し、前記読み出したメッセージを、スキャン回数、または、スキャン時間に応じて編集する編集部と、
前記編集されたメッセージのデータを音響信号又は映像信号に変換して出力する出力部とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記データベースに保管されている前記複数のメッセージは、検査局面に応じて分類されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記検査局面には、事前説明の局面、スキャンオペレーション開始の局面、スキャンオペレーション終了の局面、検査終了の局面が含まれることを特徴とする請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。