説明

X線撮影システム、制御ユニット、X線生成ユニット、センサユニットおよびX線撮影システムの制御方法

【課題】 不要なX線照射を防ぐ。
【解決手段】 X線撮影システムは、X線生成ユニットと、X線生成ユニットが生成したX線を検出するセンサユニットと、X線生成ユニットの動作を制御する制御ユニットを、を有する。X線撮影システムは、センサユニットに近接する被検体を検出する検出部を備え、制御ユニットは、検出部の検出結果によりX線生成ユニットの動作を制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、X線撮影システム、制御ユニット、X線生成ユニット、センサユニットおよびX線撮影システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
X線撮影システムにおいて、センサユニットを物理的に分離可能なユニット構造とすることで、センサユニットのハンドリング性能を向上し、使い勝手を向上させる試みが行われている。例えば、図1(a)はセンサユニットを物理的に分離したX線撮影システムの構成例を示す図である。同図において、X線撮影システムは、センサユニット101、制御ユニット102、X線生成ユニット103により構成される。センサユニット101は物理的に制御ユニット102やX線生成ユニット103から分離可能であり、センサユニット101は無線リンクを介して撮影した画像データを制御ユニット102に送信することが可能である。
【0003】
図2は従来例のX線撮影システムにおける動作フローを示す図である。X線撮影を行う時には、まず、ステップS101でセンサユニット101と制御ユニット102との間で無線リンクを確立する。次のステップS102で、測定者からの撮影要求があるまで待機し(S102−No)、撮影要求を受けると(S102−Yes)、ステップS103において、X線生成ユニット103からX線が曝射される。
【0004】
ステップS104において、センサユニット101により被検体(患者)のX線画像が撮影され、センサユニット101からX線画像のデータ(画像データ)が制御ユニット102に送信される。制御ユニット102は受信したX線画像のデータ(画像データ)を表示部に表示する。
【0005】
従来のX線撮影装置では、ステップS103、S104の処理において、撮影中の人体の体動を検知することで、正確な撮影データを得る試みなどが行われている。例えば、特許文献1には、センサユニット101は体動が有ることを検知すると撮影を中止し、体動が無い画像を合成して静止画を得る構成が開示されている。特許文献2には、放射線検出カセッテに対して付与された荷重の検出結果から患者が撮影中に体動したか否かを確認し、患者の体動が検出された場合には、撮影作業を中止する旨の警告表示を表示する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−082907号公報
【特許文献2】特開2009−50686号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
図1(a)のX線撮影システムでは、センサユニット101を適切な位置に配置して、X線撮影が行われる。センサユニット101の運搬や設置準備をしている場合に、指示として誤った撮影要求が入力されると、測定者が意図していないタイミングでX線が曝射されることになる。
【0008】
例えば、図1(b)は、X線撮影システムにおいて、被検体としての患者がいない状態を示している。測定者の指示として誤った撮影要求が入力されると、患者がいない状態でX線生成ユニット103から無駄な曝射が起こり得る。
【0009】
図1(c)は、X線撮影システムにおいて、適切な位置にセンサユニット101が配置されていない状態を示している。センサユニット101が適切な位置に配置される前に、測定者の指示として誤った撮影要求が入力されると、X線生成ユニット103からX線が曝射される。センサユニット101は、図1(a)に示すように、X線生成ユニット103と対向する位置に配置されていないため、X線画像を正しく撮影できない。そのため、再撮影によって、患者には不要な被曝が生じ得る。
【0010】
更に、図1(d)は、X線撮影システムにおいて、同形状のセンサユニットが複数存在する場合を示している。一方のセンサユニット101と制御ユニット102の間で無線リンクが確立し、他方のセンサユニット104と制御ユニット102の間では、無線リンクが確立していないとする。センサユニットの取り違えで、センサユニット104が撮影用として配置された場合、この場合もX線画像を正しく撮影できない。そのため、再撮影によって、患者には不要な被曝が生じ得る。複数のセンサユニットを使用する場合、どのセンサユニットが制御ユニット102との間で無線リンクを確立しているかを判断する必要が生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明はセンサユニットの近傍に人体がいない場合には、X線生成ユニットからの不要なX線照射を防ぐことが可能なX線撮影技術を提供することを目的とする。
【0012】
上記の目的を達成する本発明の一つの側面にかかるX線撮影システムは、X線生成ユニットと、前記X線生成ユニットが生成したX線を検出するセンサユニットと、前記X線生成ユニットの動作を制御する制御ユニットを、を有するX線撮影システムであって、
前記センサユニットに近接する被検体を検出する検出手段を備え、
前記制御ユニットは、前記検出手段の検出結果に応じて前記X線生成ユニットの動作を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、センサユニットの近傍の被写体の検出結果に応じてX線生成ユニットを制御できる。そのため、センサユニットの近傍に被写体が存在する場合にX線照射を許可し、被写体がいない場合には不要なX線照射を防ぐことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】従来技術のX線撮影システムを説明する図。
【図2】従来技術のX線撮影システムの動作を説明する図。
【図3】本発明の実施形態にかかるX線撮影システムの機能的な構成を示すブロック図である。
【図4】実施形態にかかるX線撮影システムの動作フローを示す図である。
【図5】第1実施形態にかかるX線撮影システムを構成する各ユニット間の動作シーケンスを示す図。
【図6】第1実施形態にかかるX線撮影システムを構成する各ユニット間の動作シーケンスの変形例1を示す図。
【図7】第1実施形態にかかるX線撮影システムを構成する各ユニット間の動作シーケンスの変形例2を示す図。
【図8】人体検知部の回路構成を示す図。
【図9】人体検知処理の詳細な流れを説明する図。
【図10】第2実施形態にかかるX線撮影システムを構成する各ユニット間の動作シーケンスを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(第1実施形態)
(X線撮影システムの構成)
図3は本発明の実施形態にかかるX線撮影システムの機能的な構成を示すブロック図である。X線撮影システムは、センサユニット301と、制御ユニット302と、X線生成ユニット303とを備える。センサユニット301の無線通信部306と制御ユニット302の無線通信部310との間は、無線通信手段としてIEEE802.11等によって無線リンクが確立されることにより、画像データの通信が可能である。
【0016】
センサユニット301は、制御ユニット302と物理的に分離しており交換可能である。センサユニット301は、X線センサ305、無線通信部306、人体検知部307、制御部308を備える。制御部308はセンサユニット301の全体的な制御を司る。人体検知部307は近接する位置における人体(患者)の有無を検知し、無線通信部306は、人体検知部307の検知結果を制御ユニット302に送信する。
【0017】
制御ユニット302は、操作パネル309、無線通信部310、画像表示部311、曝射制御部312、制御部313を備える。制御部313は制御ユニット302の全体的な制御を司る。測定者は、操作パネル309を介して撮影指示の入力を行うことが可能である。画像表示部311は、無線通信部310によってセンサユニット301から受信した画像データを表示することが可能である。曝射制御部312は、X線生成ユニット303の動作を制御する。人体検知部307によってセンサユニット301に近接する位置に被検体として患者が検知された場合に、曝射制御部312は、X線発生部314からのX線曝射(被写体へのX線照射)を許可するようにX線生成ユニット303の動作を制御する。
【0018】
一方、センサユニット301の近傍に患者が検知されない場合、曝射制御部312は、X線発生部314からのX線曝射を禁止するようにX線生成ユニット303の動作を制御する。例えば、センサユニット301の近傍に患者が検知されない場合、撮影指示が入力されたとしても、曝射制御部312は、X線発生部314からのX線曝射を禁止するようにX線生成ユニット303の動作を制御する。
【0019】
X線生成ユニット303は、X線発生部314を備え、測定者の撮影要求によってX線を、X線生成ユニット303が設置された方向に曝射する。曝射されたX線は患者を透過してセンサユニット301のX線センサ305に到達し、患者のX線画像がX線センサ305によって撮影される。ただし、曝射制御部312によって曝射が禁止されている場合には曝射を行わない。
【0020】
(X線撮影システムの動作)
図4は第1実施形態にかかるX線撮影システムの動作フローを示す図である。理解を容易とするため、図2に示したフローチャートの処理と同じ処理には同じステップ番号を付している。図4に示すフローチャートでは、ステップS102とS103との間に、センサユニット301に近接する位置における人体の有無を検知するステップS405と、人体の検知結果によって曝射を制御するステップS406と、有している。
【0021】
図5は、第1実施形態にかかるX線撮影システムを構成する各ユニット間の動作シーケンスを示す図である。図4の各ステップとの対応で、各ユニット間の動作の流れを説明する。まず、図4のステップS101の処理により、図5に示すセンサユニット301の無線通信部306と制御ユニット302の無線通信部310との間に無線リンクが確立される(S515)。図4のステップS102で、操作パネル309を介して曝射制御部312に撮影要求が入力されると、曝射制御部312は、人体の有無の検知結果を要求するための検知結果リクエストを無線リンクを経由して人体検知部307に要求する(S516)。
【0022】
図4のステップS405において、センサユニット301の人体検知部307は、曝射制御部312からの検知結果リクエストを受けて、近接する位置における人体(患者)の有無を検知する。人体検知部307は検知結果を、無線リンクを経由して、制御ユニット302の曝射制御部312へ通知する(S517)。
【0023】
(人体検知部307の構成)
ここで、人体検知部307の回路構成を、図8を参照して説明する。人体検知部307は、アンテナ819、方向性結合器820、検出部821、出力部822、記録部823を備える。アンテナ819は、センサユニット301の無線通信部306のアンテナを利用する。方向性結合器820は、アンテナ819からの信号を検出部821へ送る。検出部821は人体検知処理の際に求めたセンサユニット301の無線通信部のリターンロスと、被検体のいない場合に予め求めた基準となるリターンロス(閾値)との比較によりセンサユニットに近接する位置における被検体の有無を検出する。出力部822は、検出部821からの検知結果を出力する。記録部823は検知結果を保存する。
【0024】
(人体検知部307の処理)
図9は、図4のステップS405(人体検知処理)の詳細な処理の流れを説明するフローチャートである。ステップS901において、方向性結合器820は、既知である送信電力(入射波)はアンテナに送り、アンテナで反射した電力(反射波)は検出部821に送る。
【0025】
次に、検出部821によって、入射波と反射波からリターンロスを算出し、基準となるリターンロス(閾値)と人体検知処理の際に求めたリターンロスとを比較して人体の有無を判定する。閾値は人体検知処理の開始前に予め記録部823に記録しておく。例えば、センサユニット301の使用開始時に、人体がセンサユニット301の近傍にいない時のリターンロスの値を閾値として記録部823に記録しておく。検出部821は、閾値として記録されたリターンロスの値と、その後、人体検知部307が検知処理を実行するタイミングで測定されたリターンロスの測定値とを比較して、センサユニット301に近接する位置における人体の有無を判定する。また、外部から所定の値を設定し、記録部823に閾値として記録しておくことも可能である。
【0026】
次に、ステップS902で、検出部821で検出された結果(検知結果)が記録部823に記録され、ステップS903で、出力部822は検知結果を出力する。例えば、曝射制御部312からの検知結果リクエストを人体検知部307が受信すると、人体検知部307の出力部822は、記録部823に記録されている検知結果を読み出し、検知結果通知として曝射制御部312に送信することが可能である。
【0027】
ここで、ステップS901においては、検知精度を向上させるために複数回検知処理を行っても良いし、複数回の検知結果を統計的に処理した値(例えば、平均値等)を用いてもよい。また、複数回の検知処理を行った場合には、各検知処理の結果に重みづけを行ってもよい。
【0028】
説明を図4に戻し、ステップS406において、曝射制御部312は、人体検知部307の検知結果によってセンサユニット301の近傍に人体(患者)がいると判断した場合(S406−Yes)、X線の曝射を許可する(S518)。一方、センサユニット301の近傍に人体(患者)がいないと判断した場合には(S406−No)、X線の曝射を禁止して、処理を図4のステップS102に戻す。この時、曝射制御部312は、測定者に曝射禁止の旨を報知するための警告表示(S407)を画像表示部311に表示するように制御する。
【0029】
X線生成ユニット303は、曝射制御部312により曝射が許可されたことにより、X線の曝射を行う(図4のS103)。
【0030】
そして、図4のステップS104において、センサユニット301により被検体(患者)のX線画像が撮影され、センサユニット301からX線画像のデータ(画像データ)が制御ユニット302に送信される(画像出力)。制御ユニット302は受信したX線画像のデータ(画像データ)を画像表示部311に表示する。曝射制御部312は、センサユニット301から画像データを受信したのち、許可したX線曝射を禁止するようにX線生成ユニット303の制御を切り替えることも可能である。
【0031】
X線撮影後も、無線リンクを切断せずに同じセンサユニット101を使用する場合、人体検知部307は人体検知処理を継続し、曝射制御部312は撮影要求の度に検知結果を取得し、曝射を許可するか否かを判定する。このようにしてX線の曝射を制御することで、センサユニット301の近傍に人体がいない場合に、X線生成ユニットからの不要なX線照射を防ぐことが可能になる。
【0032】
尚、ステップS406の判定処理において、センサユニット301の人体検知部307から曝射制御部312に規定時間内に検知結果が通知されない場合、曝射制御部312は曝射を禁止するように制御することが可能である。例えば、曝射制御部312は、時間の経過を計測する計時部を備え、ステップS516の検知結果リクエストの送信の時刻を起点として、ステップS517の検知結果通知を受信する時刻までの経過時間を計測する。この計測結果により、予め定めた規定時間内に検出結果の通知を受信できない場合、曝射制御部312は曝射を禁止するようにX線生成ユニット303の動作を制御することが可能である。
【0033】
(変形例1)
図6は、第1実施形態にかかるX線撮影システムを構成する各ユニット間の動作シーケンスの変形例1を示す図である。図5の動作シーケンスでは、人体検知部307は、撮影要求に基づく検知結果リクエストの受信後に人体検知処理を実行していたが、検知結果リクエストの受信の有無によらずに、人体検知部307は人体検知処理を開始してもよい。図6に示すように、無線リンクが確立された後(S515)、人体検知部307は、人体検知を開始する。センサユニット301に近接する患者が検知された場合、人体検知部307は検知結果を、無線リンクを経由して、制御ユニット302の曝射制御部312へ通知することも可能である(S517)。曝射制御部312は、人体検知部307の検知結果によってセンサユニット301の近傍に人体(患者)がいると判断した場合には、X線の曝射を許可する(S518)。
【0034】
(変形例2)
図7は、第1実施形態にかかるX線撮影システムを構成する各ユニット間の動作シーケンスの変形例2を示す図である。先の変形例1の図6では、センサユニット301に近接する人体(患者)が検知された場合、人体検知部307は検知結果を曝射制御部312へ通知する動作シーケンスを説明した。この動作シーケンスの他、人体検知部307は、センサユニット301に近接する患者が検知されない場合であっても、一定の間隔ごとに、人体検知処理を開始し、その検知結果を曝射制御部312へ通知することも可能である。例えば、人体検知部307は、時間の経過を計測する計時部を備え、無線リンクが確立された後(S515)、処理の開始から一定時間経過後に人体検知処理1を行い、その検知結果を曝射制御部312に通知する(S517−1)。人体検知処理1の後、人体検知部307は、一定時間経過後に人体検知処理2を行い、その検知結果を曝射制御部312に通知する(S517−2)。
【0035】
曝射制御部312は、撮影要求が入力された時点で、人体検知部307から検知結果通知が送信されている場合は、直近の検知結果通知の内容に基づいて、人体(患者)がセンサユニット301に近接しているか否かを判定する。曝射制御部312は、人体検知部307の検知結果によってセンサユニット301の近傍に人体(患者)がいると判断した場合には(S406−Yes)、X線の曝射を許可する(S518)。一方、センサユニット301の近傍に人体(患者)がいないと判断した場合には(S406−No)、X線の曝射を禁止して、処理を図4のステップS102に戻す。
【0036】
撮影要求が入力された時点で、人体検知部307から検知結果通知が送信されていない場合、曝射制御部312は、図5に示すように、検知結果リクエストを、無線リンクを介して人体検知部307に送信し、検知結果を要求する。この場合、以降の動作シーケンスは、図5のステップS516、S517、S518のとおりである。
【0037】
本実施形態によれば、制御ユニットとセンサユニットとの間で無線リンクが確立された場合であってもセンサユニットの近傍に人体がいない場合には、X線生成ユニットからの不要なX線照射を防ぐことが可能になる。
【0038】
(第2実施形態)
第1実施形態では、人体検知部307がセンサユニット301に含まれている構成を説明したが、本実施形態では、人体検知部307が制御ユニットに含まれる構成例を説明する。
【0039】
図10は、本実施形態にかかるX線撮影システムを構成する各ユニット間の動作シーケンスを示す図である。本実施形態にかかるX線撮影システムは、センサユニット1001と、制御ユニット1002と、X線生成ユニット303とを備える。センサユニット1001は、X線センサ305、無線通信部306、制御部308を備える。また、制御ユニット1002は、操作パネル309、無線通信部310、画像表示部311、曝射制御部312、制御部313および人体検知部307を備える。本実施形態にかかるX線撮影システムの構成は、制御ユニット1002において、人体検知部307が含まれ、センサユニット1001に人体検知部307が含まれていない点で、第1実施形態で説明した図3の構成と相違する。
【0040】
図10を参照しつつX線撮影システムを構成する各ユニットの動作を説明する。まず、図10に示すセンサユニット1001の無線通信部306と制御ユニット1002の無線通信部310との間に無線リンクが確立される(S515)。無線リンクが確立された後、人体検知部307は、IEEE802.11nで規定されているチャネル推定用パケットの送信要求を、ステップS515で確立された無線リンクを経由して、センサユニット1001の無線通信部306に要求する(S1010)。
【0041】
無線通信部306はチャネル推定用パケットを人体検知部307へ送信する(S1011)。人体検知部307は、無線通信部306から送信されたパケットから伝達情報行列(チャネルの伝搬状態)を記録部823に保存する。この時に送信される情報は、人体検知処理の判定に使用するための閾値となるので、センサユニット1001の近傍に人体がいない状態が望ましい。
【0042】
図4のステップS102で、操作パネル309を介して曝射制御部312に撮影要求が入力されると、曝射制御部312は、人体の検知結果を要求するための検知結果リクエストを、人体検知部307に要求する(S516)。
【0043】
検知結果リクエストを受信した人体検知部307は、再度、チャネル推定用のパケット送信要求を無線通信部306に送信する(S1012)。無線通信部306は、送信要求に従い、チャネル推定用パケットを人体検知部307へ送信する。人体検知部307は、無線通信部306から送信されたパケットから伝達情報行列(チャネルの伝搬状態)を取得する(S1013)。
【0044】
人体検知部307は、ステップS1011で取得し、記録部823に保存されている人がいない時のチャネルの伝搬状態の情報とステップS1013で取得したチャネルの伝送状態の情報とからセンサユニット1001に近接して人体がいるか否かを判定する。この判定処理の具体的な処理は、図9のリターンロス検出(S901)をチャネルの伝搬状態検出と置き換えればよい。
【0045】
そして、ステップS517において、人体検知部307から曝射制御部312に、人体検知処理の検知結果が通知される。
【0046】
曝射制御部312は、人体検知部307の検知結果によってセンサユニット301の近傍に人体(患者)がいると判断した場合(S406−Yes)、X線の曝射を許可する(S518)。一方、センサユニット301の近傍に患者がいないと判断した場合には(S406−No)、X線の曝射を禁止して、処理を図4のステップS102に戻す。この時、曝射制御部312は、測定者に曝射禁止の旨を報知するための警告表示を画像表示部311に表示制御することも可能である。尚、本実施形態では、IEEE802.11nで規定されているチャネル推定用パケットを用いる構成を説明したが、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではなく、他の通信規格による既知のパケットを使用することも可能である。
【0047】
本実施形態によれば、制御ユニットとセンサユニットとの間で無線リンクが確立された場合であってもセンサユニットの近傍に人体がいない場合には、X線生成ユニットからの不要なX線照射を防ぐことが可能になる。
【0048】
(その他の実施例)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
X線生成ユニットと、前記X線生成ユニットが生成したX線を検出するセンサユニットと、前記X線生成ユニットの動作を制御する制御ユニットと、を有するX線撮影システムであって、
前記センサユニットに近接する被検体を検出する検出手段を備え、
前記制御ユニットは、前記検出手段の検出結果に応じて前記X線生成ユニットの動作を制御することを特徴とするX線撮影システム。
【請求項2】
前記検出手段は、被検体を検出する際に求めた前記センサユニットの無線通信部のリターンロスと、被検体のいない場合に予め求められた基準となる前記無線通信部のリターンロスと、の比較により前記センサユニットに近接する被検体を検出することを特徴とする請求項1に記載のX線撮影システム。
【請求項3】
前記検出手段により、前記センサユニットに近接する位置に被検体がいることが検出され場合、前記制御ユニットは、前記X線生成ユニットからのX線照射を許可し、
前記検出手段により、前記センサユニットに近接する位置に被検体がいないことが検出され場合、前記制御ユニットは、前記X線生成ユニットからのX線照射を禁止することを特徴とする請求項1または2に記載のX線撮影システム。
【請求項4】
前記検出手段は、前記センサユニットに含まれ、
前記検出手段は、前記制御ユニットからの指示に応じて前記センサユニットに近接する被検体を検出する処理を行ない、
前記検出手段の検出結果は、前記制御ユニットに通知されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のX線撮影システム。
【請求項5】
前記制御ユニットは、前記センサユニットへの指示から前記検出手段の検出結果を受信するまでの時間を計測する計時手段を更に備え、
前記制御ユニットは、規定の時間内に前記検出結果の通知を受信できない場合、前記X線生成ユニットからのX線照射を禁止することを特徴とする請求項4に記載のX線撮影システム。
【請求項6】
前記検出手段は、前記制御ユニットに含まれ、
前記検出手段は、前記センサユニットの無線通信部から当該無線通信部のリターンロスを算出するための情報を取得することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のX線撮影システム。
【請求項7】
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のX線撮影システムの制御ユニット。
【請求項8】
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のX線撮影システムのX線生成ユニット。
【請求項9】
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のX線撮影システムのセンサユニット。
【請求項10】
X線生成ユニットと、前記X線生成ユニットが生成したX線を検出するセンサユニットと、前記X線生成ユニットの動作を制御する制御ユニットを、を有するX線撮影システムの制御方法であって、
前記X線撮影システムの検出手段が、前記センサユニットに近接する被検体を検出する検出工程と、
前記制御ユニットが、前記検出工程の検出結果に応じて前記X線生成ユニットの動作を制御する制御工程と、
を有することを特徴とするX線撮影システムの制御方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate