JP6109650B2 - Ｘ線診断装置、被曝管理装置、散乱線線量分布形成方法、および散乱線線量分布形成プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、術者の被曝管理が可能なＸ線診断装置、被曝管理装置、散乱線線量分布形成方法、および散乱線線量分布形成プログラムに関する。

近年、インターベンションに関する検査数の増加、治療時間の増加などにより、術者の被曝が問題となっている。Ｘ線管理区域内でのＸ線撮影時における術者に対する被曝線量（以下、術者被曝量と呼ぶ）の管理方法として、例えば、術者が身に着けるフィルムバッチ等による方法がある。このとき、術者被曝量は、リアルタイムに把握することができない問題がある。このため、術者被曝量を低減させるための意識を術者自身に向上させるためにも、インターベンションの実行中、またはインターベンションの実行直後などにおいて、術者被曝量を術者に把握させる機能が求められている。

上記問題を解消するものとして、例えば、小型線量計を用いて術者被曝量をリアルタイムに管理する被曝管理システムがある。しかしながら、この被曝管理システムは、非常に高価なシステムであり、実用的ではない問題がある。

一方、被検体に対する被曝管理としては、術中の患者空気カーマの表示、ＤＩＣＯＭ ＲＤＳＲ（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｄｏｓｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｒｅｐｏｒｔ）による線量情報の外部出力などがある。これらの被曝管理は、被検体に対する総線量を得ることができる。しかしながら、上記被曝管理では、被検体に対する最大皮膚線量（Ｐｅａｋ Ｓｋｉｎ Ｄｏｓｅ）を得られない。このため、被検体に対する局所的な被曝リスクが分からない問題がある。近年、上記問題を解消するため、被検体のモデル上に被曝量をカラー表示させる機能がある。

特許第４５３７５０６号公報

目的は、低コストでかつ簡便に術者の被曝量を管理することが可能なＸ線診断装置、被曝管理装置、散乱線線量分布形成方法、および散乱線線量分布形成プログラムを提供することにある。

本実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線発生条件に従ってＸ線を発生するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部により発生され、天板に載置された被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部と前記天板との相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記被検体に関する照射線量分布を形成する照射線量分布形成部と、前記照射線量分布と前記相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記Ｘ線の散乱線の線量分布を形成する散乱線線量分布形成部と、前記散乱線の線量分布を表示する表示部と、を具備することを特徴とする。

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２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の外観を示す外観図である。 図３は、第１の実施形態に係る線量マップの表示の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係り、線量マップを拡大した部分における照射領域と照射線量との一例を示す図ある。 図５は、第１の実施形態に係り、アーム角度の違いにより異なるＸ線管の位置（Ｘ線管ａ、Ｘ線管ｂ、）にそれぞれ対応する異なる照射位置（照射範囲ａ、照射範囲ｂ）において、それぞれ発生される散乱線の一例を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係り、被検体モデルの近傍において、散乱線マップの一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係り、検査室内を示す検査室モデルにおいて、散乱線マップを、複数の術者モデルと被検体モデルと照射領域とともに示す図である。 図８は、第１の実施形態に係り、散乱線分布形成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図９は、第２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１０は、第２の実施形態に係り、累積被曝線量を線量マップおよび散乱線マップとともに表示した表示画面の一例を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係り、累積被曝線量決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１２は、第２の実施形態における第１の変形例に係り、検査室モデル内において、補正された散乱線マップを、複数の術者モデルと被検体モデルと照射領域と複数の遮蔽物モデルとともに示す図である。 図１３は、第２の実施形態の第１の変形例に係り、天板の長軸方向に沿って投影した補正散乱線マップの一例を示す図である。 図１４は、第２の実施形態の第１の変形例に係り、鉛直方向に対して投影した補正散乱線マップの一例を示す図である。 図１５は、第２の実施形態の第１の変形例に係り、散乱線マップ補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１６は、第２の実施形態における第２の変形例に係り、累積被曝線量を、線量マップ、３次元的な補正散乱線マップ、複数の投影方向にそれぞれ対応する複数の補正散乱線マップとともに表示した表示画面の一例を示す図である。 図１７は、第２の実施形態における第２の変形例に係り、累積被曝線量決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（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１の構成を示している。Ｘ線診断装置１は、Ｘ線発生部３と、Ｘ線検出部５と、支持機構７と、支持機構駆動部９と、天板１１と、画像発生部１３と、インターフェース部１５と、記憶部１７と、照射線量分布形成部１９と、散乱線線量分布形成部２１と、入力部２３と、表示部２５と、制御部２７とを有する。図２は、本Ｘ線診断装置１の外観を示す外観図である。

Ｘ線発生部３は、Ｘ線管３１と図示していない高電圧発生部とを有する。高電圧発生部は、Ｘ線管３１に供給する管電流と、Ｘ線管３１に印加する管電圧とを発生する。高電圧発生部は、後述する制御部２７による制御のもとで、後述するＸ線発生条件に従って、Ｘ線撮影およびＸ線透視にそれぞれ適した管電流をＸ線管３１に供給し、Ｘ線撮影およびＸ線透視各々にそれぞれ適した管電圧をＸ線管３１に印加する。Ｘ線管３１は、高電圧発生部から供給された管電流と、高電圧発生部により印加された管電圧とに基づいて、Ｘ線の焦点（以下、管球焦点と呼ぶ）からＸ線を発生する。

Ｘ線検出部５は、Ｘ線発生部３から発生され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出部５は、フラットパネルディテクタ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｅｒ：以下、ＦＰＤと呼ぶ）を有する。ＦＰＤは、複数の半導体検出素子を有する。半導体検出素子には、直接変換形と間接変換形とがある。直接変換形とは、入射Ｘ線を直接的に電気信号に変換する形式である。間接変換形とは、入射Ｘ線を蛍光体で光に変換し、その光を電気信号に変換する形式である。Ｘ線の入射に伴って複数の半導体検出素子で発生された電気信号は、図示していないアナログディジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下、Ａ／Ｄ変換器と呼ぶ）に出力される。Ａ／Ｄ変換器は、電気信号をディジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、ディジタルデータを、図示していない前処理部に出力する。なお、Ｘ線検出部５として、イメージインテンシファイア（Ｉｍａｇｅｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が用いられてもよい。

支持機構７は、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５とを移動可能に支持する。具体的には、支持機構７は、例えば、図１に図示していないＣアーム７１とＣアーム支持部７３とを有する。Ｃアーム７１は、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５とを、互いに向き合うように搭載する。なお、Ｃアーム７１の代わりにΩアームが用いられてもよい。Ｃアーム支持部７３は、そのＣ形状に沿う方向（以下、第１方向と呼ぶ）に、Ｃアーム７１をスライド可能に支持する。また、Ｃアーム支持部７３は、Ｃアーム７１とＣアーム支持部７３との接続部７５を略中心として、第１方向に直交する方向（以下、第２方向と呼ぶ）に回転可能にＣアーム７１を支持する。なお、Ｃアーム支持部７３は、後述する天板１１の短軸方向（図１のＸ方向）と長軸方向（図２のＹ方向）とに平行移動可能にＣアーム７１を支持することも可能である。また、Ｃアーム７１は、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５との距離（線源受像面間距離（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ：以下、ＳＩＤと呼ぶ））を変更可能に、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５とを支持する。

支持機構駆動部９は、後述する制御部２７の制御のもとで、支持機構７を駆動する。具体的には、支持機構駆動部９は、制御部２７からの制御信号に応じた駆動信号をＣアーム支持部７３に供給して、Ｃアーム７１を第１方向にスライド、第２方向（ＣＲＡまたはＣＡＵ）に回転させる。Ｘ線透視時およびＸ線撮影時においては、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５との間に、天板１１に載置された被検体Ｐが配置される。支持機構駆動部９は、天板１１に対するＸ線発生部３の位置を、後述する照射線量分布形成部１９に出力する。

図示していない天板駆動部は、後述する制御部２７の制御のもとで、天板１１を駆動することにより、天板１１を移動させる。具体的には、天板駆動部は、制御部２７からの制御信号に基づいて、天板１１の短軸方向（図１、図２のＸ方向）または天板１１の長軸方向（図１、図２のＹ方向）に、天板１１をスライドさせる。また、天板駆動部は、鉛直方向（図１、図２のＺ方向）に関して、天板１１を昇降する。加えて、天板駆動部は、長軸方向と短軸方向とのうち少なくとも一つの方向を回転軸（図１のＸ軸、Ｙ軸）として、天板１１を傾けるために天板１１を回転してもよい。天板駆動部は、天板１１の位置を、後述する照射線量分布形成部１９に出力する。

図示していない前処理部は、Ｘ線検出部５から出力されたディジタルデータに対して、前処理を実行する。前処理とは、Ｘ線検出部５におけるチャンネル間の感度不均一の補正、および金属等のＸ線強吸収体による極端な信号の低下またはデータの脱落に関する補正等である。前処理されたディジタルデータは、後述する画像発生部１３に出力される。

画像発生部１３は、撮影位置においてＸ線撮影された後に前処理されたディジタルデータに基づいて、撮影画像を発生する。画像発生部１３は、透視位置でＸ線透視された後に前処理されたディジタルデータに基づいて、透視画像を発生する。以下、撮影画像と透視画像とをまとめて投影画像と呼ぶ。画像発生部１３は、発生した投影画像を、後述する表示部２５および記憶部１７に出力する。

インターフェース部１５は、例えば、ネットワーク、図示していない外部記憶装置に関するインターフェースである。本Ｘ線診断装置１によって得られた投影画像等のデータおよび解析結果などは、インターフェース部１５およびネットワークを介して他の装置に転送可能である。

記憶部１７は、画像発生部１３で発生された種々の投影画像、本Ｘ線診断装置１の制御プログラム、診断プロトコル、後述する入力部２３から送られてくる操作者の指示、撮影条件、透視条件などの各種データ群、インターフェース部１５とネットワークとを介して送られてくる種々のデータなどを記憶する。また、記憶部１７は、Ｘ線発生部３と天板１１との相対的な位置関係を記憶してもよい。Ｘ線発生部３と天板１１との相対的な位置関係とは、例えば、天板１１に対するＣアーム７１の角度（傾き）、Ｃアーム７１のスライドの角度など（アーム角度と呼ぶ）である。

記憶部１７は、後述する入力部２３を介して入力されたＸ線発生条件を記憶する。Ｘ線発生条件とは、線質に関する条件（管電圧、管電流など）、曝射時間、絞りの開口、管電流と曝射時間との積（以下、管電流時間積と呼ぶ）などである。記憶部１７は、散乱線の線量分布を決定させる散乱線線量分布決定プログラムを記憶する。記憶部１７は、管電流時間積当たりの散乱線の線量分布に関する所定の線量分布データを記憶してもよい。所定の線量分布データは、さまざまなＸ線発生条件により発生されたＸ線をファントムに対する種々の照射領域に照射させることにより発生された散乱線の空間的な分布を示すデータである。例えば、所定の線量分布データは、アーム角度、単位管電流時間積、照射領域（単位面積）などに対する散乱線の線量分布の対応表であってもよい。

また、記憶部１７は、後述する照射線量分布形成部１９により形成された線量マップ、および散乱線線量分布形成部２１により形成された散乱線マップを記憶してもよい。

照射線量分布形成部１９は、相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、被検体に関する照射線量分布を形成する。具体的には、照射線量分布形成部１９は、天板１１の位置と、天板１１に対するＸ線発生部３の位置とに基づいて、Ｘ線発生部３と天板１１との相対的な位置関係（アーム角度）を決定する。照射線量分布形成部１９は、Ｘ線発生条件と相対的な位置関係とに基づいて、天板１１に載置された被検体におけるＸ線の照射領域と照射線量とを決定する。照射線量分布形成部１９は、Ｘ線発生部３（Ｘ線管３１）の位置と相対的な位置関係と照射領域と照射線量とに基づいて、被検体に対する照射線量分布（以下、線量マップと呼ぶ）を形成する。照射線量分布形成部１９は、形成した線量マップを、後述する散乱線線量分布形成部２１と表示部２５とに出力する。

なお、照射線量分布形成部１９は、被検体に対するＸ線照射に応じて線量マップを形成してもよい。このとき、照射線量分布形成部１９は、一連の複数の線量マップを形成する。なお、照射線量分布形成部１９は、Ｘ線照射に応じて、線量マップを更新してもよい。また、照射線量分布形成部１９は、一連の線量マップを積算した積算線量分布（以下、積算線量マップと呼ぶ）を形成してもよい。積算線量マップとは、被検体に対する複数回のＸ線照射にそれぞれ対応する複数の照射線量を、被検体に対する照射位置に応じて積算した線量分布である。

図３は、線量マップの表示の一例を示す図である。図３に示すように、線量マップは、被検体モデルに重ねて表示される。図３の被検体モデルの表面には、Ｘ線の照射領域と照射線量が重ねて表示される。図３にはＸ線の照射範囲も併せて表示される。

図４は、線量マップを拡大した部分における照射量域と照射線量との一例を示す図ある。例えば、図４における照射領域ａは、照射領域ｂにおける照射線量より多い照射線量に対応する領域である。例えば、図４における照射領域ｃは、照射領域ｂにおける照射線量より少ない照射線量に対応する領域である。すなわち、図４において、照射線量の多寡の順に対応する照射領域の順序は、例えば、照射領域ａ＞照射領域ｂ＞照射領域ｃとなる。

散乱線線量分布形成部２１は、照射線量分布（線量マップ）と相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、Ｘ線の散乱線の線量分布（以下、散乱線マップと呼ぶ）を形成する。具体的には、散乱線線量分布形成部２１は、線量マップにおけるＸ線の照射領域の面積および照射線量と、アーム角度と、管電流時間積および管電圧とに基づいて、照射領域のＸ線吸収部分で発生する散乱線の線量を計算する。次いで、散乱線線量分布形成部２１は、計算された散乱線の線量に基づいて、本Ｘ線診断装置１が設けられた検査室に対応するモデル（以下、検査室モデルと呼ぶ）内での散乱線マップを形成する。散乱線線量分布形成部２１は、形成した散乱線マップを、後述する表示部２５に出力する。

なお、散乱線線量分布形成部２１は、線量マップと相対的な位置関係とＸ線Ｘ発生条件と所定の線量分布データとに基づいて、検査室モデル内の散乱線マップを形成してもよい。具体的には、散乱線線量分布形成部２１は、照射線量分布におけるＸ線の照射領域の面積および皮膚線量と、アーム角度と、管電流時間積と、所定の線量分布データ（例えば、照射領域の単位面積当たり、単位管電流時間積当たりの散乱線の線量分布）とに基づいて、検査室モデル内の散乱線マップを形成する。

また、散乱線線量分布形成部２１は、一連の線量マップにそれぞれ対応する複数の散乱線マップを形成してもよい。散乱線線量分布形成部２１は、一連の線量マップのうち最後の線量マップ、または一連の線量マップを積算した積算線量マップに基づいて、散乱線積算線量分布（以下、積算散乱線マップと呼ぶ）を形成してもよい。このとき、例えば、図４に示すように、異なる照射線量が複数の照射領域にそれぞれ対応している場合、散乱線線量分布形成部２１は、照射線量分布におけるＸ線の照射領域の面積および皮膚線量と、アーム角度とに基づいて、複数の照射領域における単位面積および照射線量ごとに、記憶部１７から所定の線量分布データを読み出す。次いで、散乱線線量分布形成部２１は、読み出した所定の線量分布データに対して、管電流時間積を乗じる。散乱線線量分布形成部２１は、複数の照射領域に亘る面積分の照射管電流時間積を乗じた所定の線量分布データを用いて、積算散乱線マップを形成する。

図５は、アーム角度の違いによる異なるＸ線管の位置（Ｘ線管ａ、Ｘ線管ｂ、）にそれぞれ対応する異なる照射位置（照射範囲ａ、照射範囲ｂ）において、それぞれ発生される散乱線の一例を示す図である。図５において、Ｘ線管ａで発生されたＸ線は、照射範囲ａで被検体に照射される。このとき、被検体の照射範囲ａで、散乱線が発生する。照射範囲ａで発生された散乱線は、例えば、図５のａ１、ａ２で示された矢印のようにして伝搬する。図５において、Ｘ線管ｂで発生されたＸ線は、照射範囲ｂで被検体に照射される。このとき、被検体の照射範囲ｂで、散乱線が発生する。照射範囲ｂで発生された散乱線は、例えば、図５のｂ１、ｂ２で示された矢印のようにして伝搬する。

図６は、被検体モデルの近傍において、散乱線線量分布形成部２１で形成された散乱線マップの一例を示す図である。図６における閉曲線は、散乱線の同じ線量を示す等線量線を示している。図６における照射領域は、複数の等線量線の中心付近にある。図６における複数の等線量線において、照射範囲から外側に向かって、散乱線の線量は低くなる。

入力部２３は、操作者が所望するＸ線撮影の撮影条件およびＸ線透視の透視条件などのＸ線発生条件、透視・撮影位置などを入力する。具体的には、入力部２３は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本医用画像診断装置１に取り込む。透視・撮影位置とは、例えば、基準位置に対する角度で規定される。例えば、第１斜位方向（ＲＡＯ）、第２斜位方向（ＬＡＯ）、尾頭方向（ＣＲＡ）、頭尾方向（ＣＡＵ）の起点を透視・撮影位置とし、基準位置を図１の直交３軸の原点とすると、透視位置の角度は０°である。

入力部２３は、図示しないが、関心領域の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。入力部２３は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を後述する制御部２７に出力する。なお、入力部２３は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部２３は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を制御部２７に出力する。

表示部２５は、画像発生部１３により発生された投影画像を表示する。表示部２５は、照射線量分布形成部１９で形成された線量マップを、人体モデル（被検体モデル）とともに表示する。表示部２５は、検査室モデル（３次元検査室画像）に重畳された散乱線マップを、線量マップとともに表示する。また、表示部２５は、積算線量マップを、被検体モデルとともに表示してもよい。表示部２５は、検査室モデルに重畳された積算散乱線マップを、積算線量マップとともに表示してもよい。

図３は、表示部２５で表示される線量マップの一例を示している。表示部２５は、散乱線線量分布形成部２１で形成された散乱線マップを表示する。図７は、検査室モデル（３次元検査室画像）内において、散乱線マップを、複数の術者モデルと被検体モデルと照射領域とともに示す図である。図７における散乱線マップは、照射領域で発生された散乱線の等線量線を示している。

なお、表示部２５は、散乱線マップを多方向に投影した複数の投影散乱線マップを、投影散乱線マップに関する投影方向と同一な投影方向で、３次元検査室画像をそれぞれ投影した複数の２次元投影画像に重畳して表示してもよい。

制御部２７は、図示していないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリを備える。制御部２７は、入力部２３から送られてくる操作者の指示、撮影条件・透視条件などのＸ線発生条件などの情報を、図示していなメモリに一時的に記憶する。制御部２７は、メモリに記憶された操作者の指示、Ｘ線発生条件などに従って、Ｘ線撮影を実行するために、Ｘ線発生部３、支持機構駆動部９、天板駆動部などを制御する。制御部２７は、メモリに記憶された操作者の指示、透視条件などに従って、Ｘ線透視を実行するために、Ｘ線発生部３、支持機構駆動部９、天板駆動部などを制御する。

制御部２７は、記憶部１７に記憶された散乱線線量分布決定プログラムを読み出し、メモリに展開する。制御部２７は、メモリに展開した散乱線線量分布決定プログラムに従って、照射線量分布形成部１９、散乱線線量分布形成部２１、表示部２５などを制御する。

（散乱線分布形成機能）
散乱線分布形成機能とは、相対的な位置関係と線量マップとＸ線発生条件とに基づいて、散乱線マップを形成する機能である。以下、散乱線分布形成機能に関する処理（以下、散乱線分布形成処理と呼ぶ）について説明する。

図８は、散乱線分布形成処理の手順の一例を示すフローチャートである。
入力部２３を介して、Ｘ線発生条件が入力される（ステップＳａ１）。Ｘ線発生部３と天板１１との相対的な位置関係と、Ｘ線発生条件とに基づいて、照射線量分布（線量マップ）が形成される（ステップＳａ２）。このとき、線量マップは、表示部２５に表示されてもよい。形成された線量マップと、相対的な位置関係と、Ｘ線発生条件とに基づいて、散乱線の線量分布（散乱線マップ）が形成される（ステップＳａ３）。なお、散乱線マップは、線量マップと相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、所定の線量分布データを用いて形成されてもよい。形成された散乱線マップが、術者モデル、被検体モデル、照射範囲などとともに表示部２５に表示される（ステップＳａ４）。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係る医用画像診断装置１によれば、Ｘ線発生部３と天板１１との相対的な位置関係と、線量マップと、Ｘ線発生条件とに基づいて、散乱線マップを形成し、表示することができる。すなわち、被検体に対する線量マップを用いて散乱線マップを形成することにより、散乱線による線量の分布を術者に被曝量をリアルタイムに把握させることができる。以上のことから、本Ｘ線診断装置１によれば、新たな装置は不要であって、かつ術者に対する被曝管理のために高価な小型線量計を導入することなく、術者に対する被曝管理を低コストでかつ簡便に実行することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態との相違は、術者に対する累積被曝線量を決定し、表示することにある。

図９は、第２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。
位置検出部２８は、検査室内において、複数回のＸ線照射各々における術者の位置（以下、術者位置と呼ぶ）を検出する。位置検出部２８は、検出した術者位置を散乱線線量分布形成部２１に出力する。位置検出部２８は、例えば、監視カメラ、磁気センサ、赤外線センサなどを有する。

位置検出部２８は、監視カメラから出力された映像に対してパターンマッチングなどの画像処理を実行することにより、術者の位置（以下、術者位置と呼ぶ）を検出する。なお、位置検出部２８は、磁気送信器から送信された磁気を用いて、術者位置を検出してもよい。また、位置検出部２８は、赤外線送信器から送信された赤外線を用いて、術者位置を検出してもよい。なお、赤外線の代わりにより一般的な電磁波を用いてもよい。

記憶部１７は、位置検出部２８により検出された検査室内の術者位置を、Ｘ線照射に対応づけて記憶する。すなわち、記憶部１７は、検査室内における術者の移動履歴を記憶する。なお、位置検出部２８は、被検体に対してＸ線透視が実行される場合、検査室内における術者の一連の移動軌跡を記憶する。

累積被曝線量決定部２９は、術者の位置と散乱線マップとに基づいて、術者に対する累積被曝線量を決定する。具体的には、被検体に対するＸ線照射に対応する散乱線マップと術者位置とに基づいて、術者に関する被曝線量を決定する。次いで、累積被曝線量決定部２９は、被曝線量を加算することにより、術者に関する累積被曝線量を決定する。すなわち、累積被曝線量とは、術者の移動履歴を考慮した被曝線量の加算値である。累積被曝線量決定部２９は、決定した累積被曝線量を表示部２５に出力する。

なお、累積被曝線量決定部２９は、一連の線量マップのうち最後の線量マップに基づいて形成された散乱線マップ、または積算散乱線マップに基づいて、累積被曝線量を決定することも可能である。

表示部２５は、累積被曝線量を表示する。なお、表示部２５は、累積被曝線量を、線量マップおよび散乱線マップとともに表示してもよい。図１０は、累積被曝線量を線量マップおよび散乱線マップとともに表示した表示画面の一例を示す図である。図１０に示すように術者は２名（術者Ａ、術者Ｂ）であるため、表示画面には、術者Ａに関する累積被曝線量ａと、術者Ｂに関する累積被曝線量ｂとが、線量マップおよび散乱線マップとともに表示される。

（累積被曝線量決定機能）
累積被曝線量決定機能とは、散乱線マップと術者位置とに基づいて、術者に関する累積被曝線量を決定する機能である。以下、累積被曝線量決定機能に関する処理（以下、累積被曝線量決定処理と呼ぶ）について説明する。

図１１は、累積被曝線量決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
入力部２３を介して、Ｘ線発生条件が入力される（ステップＳｂ１）。Ｘ線発生条件に従って、Ｘ線が発生される（ステップＳｂ２）。術者位置が検出される（ステップＳｂ３）。Ｘ線発生部３と天板１１との相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、照射線量分布（線量マップ）が形成される（ステップＳｂ４）。このとき、線量マップは、表示部２５に表示されてもよい。形成された線量マップと、相対的な位置関係と、Ｘ線発生条件とに基づいて、散乱線の線量分布（散乱線マップ）が形成される（ステップＳｂ５）。なお、散乱線マップは、線量マップと相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、所定の線量分布データを用いて形成されてもよい。散乱線マップと術者位置とに基づいて、術者の累積被曝線量が決定される（ステップＳｂ６）。決定された累積被曝線量が、散乱線マップと線量マップとともに表示される（ステップＳｂ７）。次のＸ線撮影があれば、ステップＳｂ２乃至ステップＳｂ７の処理が繰り返される（ステップＳｂ８）。なお、Ｘ線透視が実行される場合、Ｘ線透視が終了されるまで、ステップＳｂ２乃至ステップＳｂ７の処理が、繰り返される（ステップＳｂ８）。

（第１の変形例）
上記第１、第２の実施形態との相違は、検査室内に配置され、散乱線を遮蔽する遮蔽物による散乱線マップの変化量を用いて、散乱線マップを補正することにある。

位置検出部２８は、検査室内において、複数回のＸ線照射各々における複数の遮蔽物の位置（以下、遮蔽物位置と呼ぶ）を検出する。例えば、位置検出部２８は、監視カメラから出力された映像に対してパターンマッチングなどの画像処理を実行することにより、遮蔽物位置を検出する。

記憶部１７は、位置検出部２８により検出された検査室内の遮蔽物を、Ｘ線照射に対応づけて記憶する。すなわち、記憶部１７は、検査室内における遮蔽物の移動履歴を記憶する。なお、記憶部１７は、被検体に対してＸ線透視が実行される場合、検査室内における遮蔽物の一連の移動軌跡を記憶する。

記憶部１７は、検査室内に配置され、散乱線を遮蔽する遮蔽物による散乱線の線量分布（散乱線マップ）の変化量（以下、散乱線マップ変化量と呼ぶ）を記憶する。検査室に配置される遮蔽物とは、例えば、術者を散乱線から遮蔽する防護板、天板１１、支持機構７、表示部２５におけるモニタなどである。具体的には、記憶部１７は、複数の遮蔽物位置および被検体に対するＸ線照射の照射領域の位置（以下、照射位置と呼ぶ）にそれぞれ対応する複数の散乱線マップ変化量を記憶する。記憶部１７は、例えば、入力部２３、表示部２５などを有する図示していないコンソール、図示していない寝台などの検査室内に固定された遮蔽物（以下、固定物と呼ぶ）に対する散乱線マップ変化量（以下、固定変化量と呼ぶ）を記憶する。

散乱線線量分布形成部２１は、前記Ｘ線発生部と前記天板との相対的な位置関係（照射位置）と遮蔽物位置と散乱線マップ変化量とを用いて、散乱線マップを補正する。具体的には、散乱線線量分布形成部２１は、被検体に対するＸ線照射毎に、散乱線マップを補正する。すなわち、散乱線線量分布形成部２１は、被検体に対するＸ線照射ごとに、遮蔽物位置の検出に応じて、リアルタイムに散乱線マップを補正する。散乱線線量分布形成部２１は、固定物による散乱線マップの変化については、照射位置に応じた固定変化量を用いて、散乱線マップを補正する。散乱線線量分布形成部２１は、補正した散乱線マップ（以下、補正散乱線マップと呼ぶ）を、表示部２５に出力する。

表示部２５は、補正された散乱線マップを表示する。図１２は、検査室モデル内において、補正された散乱線マップを、複数の術者モデルと被検体モデルと照射領域と複数の遮蔽物モデルとともに示す図である。図１２における補正された散乱線マップは、照射領域で発生された散乱線の等線量線を示している。図１３は、天板の長軸方向に沿って投影した補正散乱線マップの一例を示す図である。図１４は、鉛直方向に対して投影した補正散乱線マップの一例を示す図である。図１２乃至図１４に示すように、補正散乱線マップは、遮蔽物による散乱線の遮蔽状況を示すことが可能である。

（散乱線マップ補正機能）
散乱線マップ補正機能とは、遮蔽物の位置と散乱線マップ変化量と照射位置とに基づいて、散乱線マップを補正する機能である。以下、散乱線マップ補正機能に関する処理（以下、散乱線マップ補正処理と呼ぶ）について説明する。

図１５は、散乱線マップ補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。
入力部２３を介して、Ｘ線発生条件が入力される（ステップＳｃ１）。Ｘ線発生条件に従って、Ｘ線が発生される（ステップＳｃ２）。遮蔽物の位置が検出される（ステップＳｃ３）。Ｘ線発生部３と天板１１との相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、照射線量分布（線量マップ）が形成される（ステップＳｃ４）。このとき、線量マップは、表示部２５に表示されてもよい。形成された線量マップと、相対的な位置関係と、Ｘ線発生条件とに基づいて、散乱線の線量分布（散乱線マップ）が形成される（ステップＳｃ５）。なお、散乱線マップは、線量マップと相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、所定の線量分布データを用いて形成されてもよい。遮蔽物の位置と散乱線マップ変化量とを用いて、散乱線マップが補正される（ステップＳｃ６）。補正された散乱線マップが、線量マップとともに表示される（ステップＳｃ７）。次のＸ線撮影があれば、ステップＳｃ２乃至ステップＳｃ７の処理が繰り返される。なお、Ｘ線透視が実行される場合、Ｘ線透視が終了されるまで、ステップＳｃ３乃至ステップＳｃ７の処理が、繰り返される。

（第２の変形例）
第１の変形例との相違は、補正された散乱線マップと術者位置とに基づいて、術者に対する累積被曝線量を決定することにある。

累積被曝線量決定部２９は、補正された散乱線マップと術者位置とに基づいて、累積被曝線量を決定する。具体的には、累積被曝線量決定部２９は、被検体に対するＸ線照射に対応する補正散乱線マップと術者位置とに基づいて、術者に関する被曝線量を決定する。累積被曝線量決定部２９は、被曝線量を加算することにより、術者に関する累積被曝線量を決定する。累積被曝線量決定部２９は、決定した累積被曝線量を表示部２５に出力する。

表示部２５は、累積被曝線量を表示する。なお、表示部２５は、累積被曝線量を、線量マップおよび補正散乱線マップとともに表示してもよい。図１６は、累積被曝線量を、線量マップ、３次元的な補正散乱線マップ、複数の投影方向にそれぞれ対応する複数の補正散乱線マップとともに表示した表示画面の一例を示す図である。図１６に示すように術者は２名（術者Ａ、術者Ｂ）であるため、表示画面には、術者Ａに関する累積被曝線量ａ’と、術者Ｂに関する累積被曝線量ｂと’が、線量マップおよび複数の散乱線マップとともに表示される。

（累積被曝線量決定機能）
本変形例に係る累積被曝線量決定機能とは、補正された乱線マップと術者位置とに基づいて、累積被曝線量を決定する機能である。以下、本変形例に係る累積被曝線量決定処理について説明する。

図１７は、累積被曝線量決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
入力部２３を介して、Ｘ線発生条件が入力される（ステップＳｄ１）。Ｘ線発生条件に従って、Ｘ線が発生される（ステップＳｄ２）。術者位置と遮蔽物位置とが検出される（ステップＳｄ３）。Ｘ線発生部３と天板１１との相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、照射線量分布（線量マップ）が形成される（ステップＳｄ４）。このとき、線量マップは、表示部２５に表示されてもよい。

形成された線量マップと、相対的な位置関係と、Ｘ線発生条件とに基づいて、散乱線の線量分布（散乱線マップ）が形成される（ステップＳｄ５）。なお、散乱線マップは、相対的な位置関係と線量マップとＸ線発生条件とに基づいて、所定の線量分布データを用いて形成されてもよい。遮蔽物の位置と散乱線マップ変化量と照射位置とを用いて、散乱線マップが補正される（ステップＳｄ６）。補正された散乱線マップと術者位置とに基づいて、術者の累積被曝線量が決定される（ステップＳｄ７）。決定された累積被曝線量が、補正散乱線マップと線量マップとともに表示される（ステップＳｄ８）。次のＸ線撮影があれば、ステップＳｄ２乃至ステップＳｂ８の処理が繰り返される（ステップＳｄ９）。なお、Ｘ線透視が実行される場合、Ｘ線透視が終了されるまで、ステップＳｄ２乃至ステップＳｄ８の処理が、繰り返される（ステップＳｂ９）。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、検出された術者位置と散乱線マップとに基づいて、術者の累積被曝線量を決定することができる。すなわち、本Ｘ線診断装置１によれば、被検体に関する線量マップを用いて形成された散乱線マップを用いて、術者の移動履歴を考慮することにより、より精度の高い術者の累積被曝線量を決定することができる。

また、本実施形態の第１の変形例に係るＸ線診断装置１によれば、検出された遮蔽物の位置と遮蔽物による散乱線マップの変化量とを用いて、散乱線マップを補正することができる。すなわち、本実施形態の第１の変形例に係るＸ線診断装置１によれば、遮蔽物による散乱線分布の変化の影響を考慮した散乱線マップを形成することができる。これにより、散乱線マップの精度が向上する。

また、本実施形態の第２の変形例に係るＸ線診断装置１によれば、遮蔽物による散乱線分布の変化により補正された散乱線マップと、検出された術者位置とに基づいて、術者の累積被曝線量を決定することができる。すなわち、本実施形態の第２の変形例に係るＸ線診断装置１によれば、遮蔽物による散乱線分布の変化の影響と術者の移動履歴とを考慮することにより、より精度の高い術者の被曝線量を決定することができる。

以上のことから、本Ｘ線診断装置１によれば、新たな装置は不要であって、かつ術者に対する被曝管理のために高価な小型線量計を導入することなく、術者に対する被曝管理を低コストでかつ簡便に実行することができる。

なお、本実施形態の変形例として、本Ｘ線診断装置１の技術的思想を被曝管理装置で実現する場合には、例えば図１、図９の構成図における点線２内の構成要素を有するものとなる。被曝管理装置２における散乱線分布形成機能における各処理は、例えば、図８において、ステップＳａ２乃至ステップＳａ４に対応する処理となる。第２の実施形態に対応する被曝管理装置２における累積被曝線量決定機能における各処理は、例えば、図１１において、ステップＳｂ３乃至ステップＳｂ７に対応する処理となる。被曝管理装置２における散乱線マップ補正機能における各処理は、例えば、図１５において、ステップＳｃ３乃至ステップＳｃ７に対応する処理となる。また、第２実施形態の第２の変形例に対応する累積被曝線量決定機能における各処理は、例えば、図１７において、ステップＳｄ３乃至ステップＳｄ８に対応する処理となる。

また、本実施形態に係る機能は、断面画像発生処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。

なお、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…Ｘ線診断装置、２…被曝管理装置、３…Ｘ線発生部、５…Ｘ線検出部、７…支持機構、９…支持機構駆動部、１１…天板、１３…画像発生部、１５…インターフェース部、１７…記憶部、１９…照射線量分布形成部、２１…散乱線線量分布形成部、２３…入力部、２５…表示部、２７…制御部、２８…位置検出部、２９…累積被曝線量決定部、３１…Ｘ線管、７１…Ｃアーム、７３…Ｃアーム支持部、７５…接続部

Claims (9)

1. Ｘ線発生条件に従ってＸ線を発生するＸ線発生部と、
   前記Ｘ線発生部により発生され、天板に載置された被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線発生部と前記天板との相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記被検体に関する照射線量分布を形成する照射線量分布形成部と、
   前記照射線量分布と前記相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記Ｘ線の散乱線の線量分布を形成する散乱線線量分布形成部と、
   前記散乱線の線量分布を表示する表示部と、
   を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記照射線量分布形成部は、
   前記被検体に対する複数回のＸ線照射にそれぞれ対応する複数の照射線量を前記被検体に対する照射位置に応じて積算した積算線量分布を形成し、
   前記散乱線線量分布形成部は、
   前記積算線量分布に基づいて、前記散乱線の線量分布を前記Ｘ線照射の回数に亘って積算した散乱線積算線量分布を形成し、
   前記表示部は、前記散乱線積算線量分布を表示すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記被検体に対する複数回のＸ線照射各々における術者の位置を検出する位置検出部と、
   前記術者の位置と前記散乱線の線量分布とに基づいて、前記術者に関する累積被曝線量を決定する累積被曝線量決定部とをさらに具備し、
   前記表示部は、前記累積被曝線量を表示すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
4. 前記散乱線を遮蔽する遮蔽物による前記散乱線の線量分布の変化量を記憶する記憶部をさらに具備し、
   前記散乱線線量分布形成部は、
   前記相対的な位置関係と前記変化量とを用いて、前記散乱線の線量分布を補正すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
5. 前記照射線量分布における前記被検体の照射領域の位置と前記照射領域の面積と前記Ｘ線発生条件とに応じた所定の線量分布のデータを記憶する記憶部をさらに具備し、
   前記散乱線線量分布形成部は、
   前記照射線量分布と前記相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記所定の線量分布データを用いて、前記散乱線の線量分布を形成すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
6. 前記表示部は、
   前記散乱線の線量分布を、３次元検査室画像と、複数の投影方向にそれぞれ対応する複数の２次元検査室画像とのうち少なくともひとつに重畳した重畳画像を表示すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
7. 被検体が載置された天板とＸ線管との相対的な位置関係とＸ線発生条件とを記憶し、
   前記相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記被検体に関する照射線量分布を形成し、
   前記照射線量分布と前記相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記Ｘ線の散乱線の線量分布を形成し、
   前記散乱線の線量分布を表示すること、
   を具備することを特徴とする散乱線線量分布形成方法。
8. コンピュータに、
   被検体が載置された天板とＸ線管との相対的な位置関係とＸ線発生条件とを記憶させ、
   前記相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記被検体に関する照射線量分布を形成させ、
   前記照射線量分布と前記相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記Ｘ線の散乱線の線量分布を形成させること、
   を具備することを特徴とする散乱線線量分布形成プログラム。
9. 被検体が載置された天板とＸ線管との相対的な位置関係とＸ線発生条件とを記憶する記憶部と、
   前記相対的な位置関係とＸ線発生条件とに基づいて、前記被検体に関する照射線量分布を形成する照射線量分布形成部と、
   前記照射線量分布と前記相対的な位置関係と前記Ｘ線発生条件とに基づいて、前記Ｘ線の散乱線の線量分布を形成する散乱線線量分布形成部と、
   前記散乱線の線量分布を表示する表示部と、
   を具備することを特徴とする被曝管理装置。

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