放射线摄影系统及其工作方法以及放射线摄影系统用控制台与流程

1.本发明涉及一种使用x射线等放射线拍摄被摄体的放射线摄影系统及其工作方法以及放射线摄影系统用控制台。


背景技术：

2.在医疗领域中，进行使用了放射线图像的诊断，该放射线图像通过由放射线检测部拍摄用放射线照射的被摄体而获得。在拍摄放射线图像时，预先登记确定相对于发射放射线的放射线源的摄影部位、姿势及朝向的摄影菜单，并根据所设定的摄影菜单，进行对放射线源或放射线检测部的摄像控制。关于摄影菜单，设置有多个，并且从这些多个摄影菜单中选择与来自摄影委托者即医生的摄影命令对应的摄影菜单。在导入有ris(radiology information system(放射线科信息系统))的设施中，能够根据摄影命令自动地登记摄影菜单，但在未导入ris的设施中，需要由使用放射线检测部的工程师手动登记摄影菜单。
3.对此，在专利文献1中，假定未导入ris的设施中的摄影菜单的登记，通过设置于放射线源侧的相机拍摄被摄体的定位，并使用通过拍摄获得的定位图像进行摄影菜单的登记。
4.以往技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2014
‑
144118号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的技术课题
8.当在来自ris的摄影命令中包含多个摄影菜单时，通常，按照摄影命令中预先设定的摄影菜单的顺序进行被摄体的拍摄。但是，根据被摄体即患者的状况，有时存在变更预先设定的摄影菜单的顺序来进行被摄体的拍摄更好的情况。在该情况下，工程师根据变更后的摄影菜单，对被摄体发出指示使其变更定位。然后，工程师需要移动至与进行放射线摄影的摄影室不同的控制台设置室，并操作控制台将设定变更成变更后的摄影菜单。如此，对摄影菜单进行设定变更需花费劳力和时间，并且存在会引起与摄影菜单的设定变更的操作相关的错误的可能性。
9.对此，可考虑适用用相机拍摄被摄体的定位的专利文献1，但专利文献1以未导入ris的设施中的放射线摄影为前提，因此在开始拍摄时，摄影菜单尚未登记。因此，在专利文献1中，通过相机拍摄的定位图像不是用于从已登记的摄影菜单中的自动选择，而是用于摄影菜单的设定。
10.本发明的目的在于提供一种即使在根据被摄体的状况变更被摄体相对于放射线源的定位的情况下，也能够消除伴随被摄体的定位变更的摄影菜单的设定变更所需的劳力和时间的放射线摄影系统及其工作方法以及放射线摄影系统用控制台。
11.用于解决技术课题的手段
12.本发明的放射线摄影系统具备：放射线源，对被摄体照射放射线；放射线检测部，检测透射了被摄体的放射线而获得放射线图像；定位摄影装置，拍摄与放射线检测部面对的被摄体而获得被摄体的定位图像；及处理器，处理器进行如下处理：在登记于摄影菜单登记用存储器的一个或多个摄影菜单中，选择与定位图像对应的摄影菜单；按照所选择的摄影菜单，进行相对于放射线源或放射线检测部的摄影控制。
13.优选在基于摄影菜单的摄影控制的顺序被设定为特定的顺序的情况下，当选择摄影菜单时，处理器使得能够按照与特定的顺序不同的顺序，进行基于摄影菜单的摄影控制。
14.优选处理器基于定位图像，识别被摄体的定位，在登记于摄影菜单登记用存储器的摄影菜单中，作为与定位图像对应的摄影菜单，选择与定位对应的摄影菜单。
15.优选处理器进行与被摄体的定位对应地预先设定的模型数据与定位图像之间的图案匹配，且作为与定位图像对应的摄影菜单，选择与通过图案匹配获得的被摄体的定位对应的摄影菜单。
16.优选在摄影菜单登记用存储器中接收并登记从外部放射线信息系统发送的所述摄影菜单。优选摄影菜单包含与被摄体的定位摄影部位、姿势及朝向相关的信息。优选定位摄影装置安装于放射线源侧，并且在定位摄影装置的视野的范围内包含与放射线检测部面对的被摄体。
17.优选当与定位图像对应的摄影菜单为未登记于摄影菜单登记用存储器的摄影菜单，且进行了与被摄体的拍摄相关的第1操作时，处理器对用户发出警报。优选当发出警报且进行了与被摄体的拍摄相关的第2操作时，未登记的摄影菜单被追加登记于摄影菜单登记用存储器中，且处理器选择追加登记的摄影菜单。
18.本发明的与对被摄体照射放射线的放射线源及检测透射了被摄体的放射线而获得放射线图像的放射线检测部连接的放射线摄影系统用控制台中，处理器进行如下处理：在登记于摄影菜单登记用存储器的摄影菜单中，选择与被摄体的定位图像对应的摄影菜单，该被摄体的定位图像通过拍摄与放射线检测部面对的被摄体而获得；按照所选择的摄影菜单，进行对放射线源或放射线检测部的摄影控制。
19.本发明的具备对被摄体照射放射线的放射线源及检测透射了被摄体的放射线而获得放射线图像的放射线检测部的放射线摄影系统的工作方法中，具有如下步骤：定位摄影装置拍摄与放射线检测部面对的被摄体而获得被摄体的定位图像；处理器在预先登记于摄影菜单登记用存储器的一个或多个摄影菜单中，选择与定位图像对应的摄影菜单；按照由摄影菜单选择部选择的摄影菜单，进行对放射线源或放射线检测部的摄影控制。
20.发明效果
21.根据本发明，即使在根据被摄体的状况，变更被摄体相对于放射线源的定位的情况下，也能够消除伴随被摄体的定位变更的摄影菜单的设定变更所需的劳力和时间。
附图说明
22.图1是放射线摄影系统的示意图。
23.图2是表示控制台的功能的框图。
24.图3是摄影命令的说明图。
25.图4是表示基于摄影菜单的摄影控制的顺序的特定的顺序的说明图。
26.图5是表示用于定位识别的学习完毕处理部及机器学习处理部的框图。
27.图6是与进行了摄影菜单的自动选择时的特定的顺序不同的顺序的说明图。
28.图7是进行摄影菜单的自动选择时的本发明的流程图。
29.图8是表示包含摄影菜单a、b、c、d的摄影命令的说明图。
30.图9是表示定位的识别结果的说明图。
31.图10是表示追加登记的摄影菜单e的说明图。
具体实施方式
32.如图1所示，放射线摄影系统10使用放射线拍摄被摄体而获取放射线图像。放射线摄影系统10具备放射线源11、放射线检测部12、定位摄影装置13、控制台15(放射线摄影系统用控制台)及显示部16。放射线源11、放射线检测部12及定位摄影装置13设置于进行被摄体h的拍摄的摄影室17。控制台15与放射线源11、放射线检测部12及定位摄影装置13连接，且设置于与摄影室17不同的控制台设置室18。
33.放射线源11设置成与放射线检测部12对置。放射线源11按照来自控制台15的摄影指示，对与放射线检测部12面对的被摄体h照射x射线、γ射线等放射线。放射线检测部12按照来自控制台15的摄影指示，检测透射了被摄体的放射线而获得放射线图像。所获得的放射线图像发送至控制台15。控制台15对放射线图像实施各种图像处理。实施了各种图像处理的放射线图像显示于显示部16。
34.定位摄影装置13优选为拍摄用可见光照明的被摄体h的可见光相机。定位摄影装置13安装于放射线源11的附近等放射线源11侧，并且在定位摄影装置13的视野范围内包含与放射线检测部12面对的被摄体h。定位摄影装置13通过拍摄与放射线检测部12面对的被摄体h，获得被摄体h的定位图像。定位图像优选为通过工程师将被摄体h的定位摄影部位、姿势及朝向分别相对于放射线检测部12定位之后的图像。所获得的定位图像发送至控制台15。
35.如后述，定位图像在控制台15中用于摄影菜单的选择。另外，关于定位图像，可以按照来自控制台15的定位摄影指示来获取。并且，也可以在始终能够获取定位图像的状态下，在选择摄影菜单的定时，将定位图像发送至控制台15。
36.如图2所示，控制台15具备摄影命令接收部20、摄影菜单登记用存储器21、摄影菜单选择部22及系统控制部23。控制台15用于工程师对操作放射线源11或放射线检测部12的操作等。摄影命令接收部20接收从外部ris(radi ology information system(放射线科信息系统))发送的摄影命令。摄影命令以适当的定时显示于显示部16。另外，对ris的摄影命令的登记由诊疗科的医生等摄影委托者进行。
37.另外，在控制台15中，与摄影菜单的选择处理等相关的程序编入于程序用存储器(未图示)。程序通过由处理器构成的系统控制部23进行动作，由此实现摄影命令接收部20、摄影菜单选择部22、定位识别部30、比较部32及警报产生部36等的功能。
38.如图3所示，摄影命令包含命令id(identification data：识别符)、被摄体id及摄影菜单等。命令id为识别各摄影命令的记号或编号(例如，“od0001”)，由ris自动地赋予。被摄体id为用于识别被摄体h的记号或编号(例如，“h0500”)。另外，摄影命令除了ris以外，还可以由his(hospitalinformation system(医院信息系统))发送。
39.摄影菜单为与被摄体h的拍摄相关的信息，是为了进行基于放射线图像的诊断而所需的信息。具体而言，摄影菜单包含与被摄体h的定位摄影部位、姿势及朝向相关的信息(例如，“胸部”、“卧姿”、“正面”等)。被摄体h的定位摄影部位例如为头部、颈椎、胸部、腹部、手、手指、肘等。被摄体h的姿势例如为正面、侧面、背面等相对于放射线源11的被摄体h的朝向。另外，在摄影命令中设置有被摄体h的姓名、性别、年龄、身高、体重等被摄体信息的项目。并且，在摄影命令中还设置有摄影委托者的所属诊疗科、摄影委托者的id、通过ris接收了摄影命令的日期和时间、术后的定期观察或治疗药的效果判定等摄影目的、摄影委托者对工程师的通告事项等项目。
40.摄影菜单登记用存储器21预先登记从ris接收的摄影命令中的一个或多个摄影菜单。并且，在摄影菜单登记用存储器21中登记摄影菜单的同时与摄影菜单建立关联来登记与摄影菜单对应的摄影条件。系统控制部23按照登记于摄影菜单登记用存储器21的摄影菜单，进行对放射线源11或放射线检测部12的摄影控制。摄影控制中至少包含从放射线源11朝向被摄体h照射放射线、检测透射了被摄体的放射线而获得放射线图像等控制，还包含通过控制台15对放射线图像进行处理并且将所处理的放射线图像显示于显示部16。另外，关于摄像控制，优选按照用户发出的放射线摄影的指示，用户通过操作与控制台连接的用户界面34开始摄像控制。
41.在摄影菜单登记用存储器21中，摄影菜单与摄影条件之间的关系预先存储于摄影菜单表(未图示)。摄影条件中包含放射线源11的管电压、管电流或照射时间等照射条件、放射线检测部12的驱动条件或与对通过放射线检测部12获得的放射线图像的图像处理相关的图像处理条件等。
42.并且，当存在多个摄影菜单时，在摄影菜单登记用存储器21中作为特定的顺序预先设定有基于摄影菜单的摄影控制的顺序。例如，当摄影菜单包含摄影菜单a(“胸部”、“卧姿”、“正面”)、摄影菜单b(“胸部”、“卧姿”、“背面”)、摄影菜单c(“胸部”、“卧姿”、“左侧面”)及摄影菜单d(“胸部”、“卧姿”、“右侧面”)这四个时，如图4所示，摄影菜单a、摄影菜单b、摄影菜单c及摄影菜单d的顺序被设为特定的顺序。基本上，按照特定的顺序进行基于摄影菜单的拍摄。
43.但是，如上所述，当存在多个摄影菜单时，被摄体h需要与摄影菜单的数量对应地改变定位。为了减轻由变更定位引起的被摄体h的负担等，有时由工程师引导被摄体的定位。针对这种情况，在本实施方式中，通过定位摄影装置13拍摄由工程师引导的被摄体h的定位，并且由摄影菜单选择部22自动地选择与通过拍摄获得的定位图像对应的摄影菜单。而且，系统控制部23按照由摄影菜单选择部22选择的摄影菜单进行摄影控制。即，系统控制部23能够以与登记于摄影菜单登记用存储器21的特定的顺序不同的顺序进行基于摄影菜单的摄影控制。
44.具体而言，首先，优选通过控制台15的定位识别部30(参考图2)从定位图像识别被摄体h的定位。而且，在摄影菜单选择部22中，在登记于摄影菜单登记用存储器21的摄影菜单中，作为与定位图像对应的摄影菜单，优选选择与通过定位识别部30识别出的被摄体h的定位对应的摄影菜单。
45.作为通过定位识别部30识别的被摄体h的定位，优选为与被摄体h的定位摄影部位、姿势及朝向相关的信息。例如，被摄体h的定位为“胸部”、“卧姿”、“正面”等。如图5所示，
定位识别部30优选为对定位图像与被摄体h的定位之间的关系进行了机器学习的定位识别用学习完毕处理部40。定位识别用学习完毕处理部40优选使用设置于控制台15的内部或与控制台15连接的外部处理装置的机器学习处理部42进行机器学习。另外，定位识别用学习完毕处理部40例如优选为由nn(neural network：神经网络)、cnn(convolutional neural network：卷积神经网络)、adaboost(迭代算法)、随机森林等构成的处理部。
46.如图6所示，当对放射线源11以卧姿的被摄体h胸部的正面进行了定位时，获取在该状态下通过定位摄影装置13拍摄的定位图像。而且，通过定位识别部30从定位图像识别被摄体h的定位，并通过摄影菜单选择部22自动地选择与由定位识别部30识别出的被摄体h的定位对应的摄影菜单a(“胸部”、“卧姿”、“正面”)。而且，进行基于摄影菜单a的摄影控制。在该时点，仍按照特定的顺序。
47.接着，当认为与将被摄体h的胸部从正面定位为背面相比，从正面变为左侧面更能够减轻被摄体h的负担时，工程师引导被摄体h将胸部从正面定位为左侧面。而且，当卧姿的被摄体h的胸部相对于放射线源11位于左侧面时，获得在该状态下通过定位摄影装置13拍摄的定位图像。而且，通过定位识别部30从定位图像识别被摄体h的定位，并通过摄影菜单选择部22自动地选择与由定位识别部30识别出的被摄体h的定位对应的摄影菜单c(“胸部”、“卧姿”、“左侧面”)。而且，进行基于摄影菜单c的摄影控制。在该时点，以与特定的顺序不同的顺序进行摄影控制。
48.接着，当将被摄体h的胸部从左侧面变为右侧面时，获得在该状态下通过定位摄影装置13拍摄的定位图像。而且，通过定位识别部30从定位图像识别被摄体h的定位，并通过摄影菜单选择部22自动地选择由定位识别部30识别出的摄影菜单d(“胸部”、“卧姿”、“右侧面”)。而且，进行基于摄影菜单d的摄影控制。在该时点，也以与特定的顺序不同的顺序进行摄影控制。
49.接着，当将被摄体h的胸部从右侧面变为背面时，获得在该状态下通过定位摄影装置13拍摄的定位图像。而且，通过定位识别部30从定位图像识别被摄体h的定位，并通过摄影菜单选择部22自动地选择与由定位识别部30识别出的被摄体h的定位对应的摄影菜单b(“胸部”、“卧姿”、“背面”)。而且，进行基于摄影菜单b的摄影控制。在该时点，也以与特定的顺序不同的顺序进行摄影控制。
50.另外，关于被摄体h的定位的获取，也可以由控制台15内的比较部32，通过以与被摄体h的定位对应的方式预先设定的模型数据与定位图像之间的图案匹配获得被摄体h的定位。在该情况下，在摄影菜单选择部22中，作为与定位图像对应的摄影菜单，选择与通过图案匹配获得的被摄体h的定位对应的摄影菜单。作为预先设定的模型数据，有在与多个摄影菜单对应的被摄体h的定位的状态下获得的被摄体h的放射线图像。作为通过模型数据与定位图像之间的图案匹配获得的被摄体h的定位，具体而言，优选为与被摄体h的定位摄影部位、姿势及朝向相关的信息。例如，被摄体h的定位为“胸部”、“卧姿”、“正面”等。
51.接着，按照图7所示的流程图对本发明的一系列流程进行说明。放射线图像的摄影对象者即被摄体h若进入摄影室17，则通过工程师的引导配置于放射线源11与放射线检测部12之间。当被摄体h面对放射线检测部12并且通过工程师的引导而被摄体h相对于放射线源11成为特定的定位时，定位摄影装置13拍摄特定的定位状态的被摄体h。由此，获得定位图像。
52.接着，若获得定位图像，则通过定位识别部30从定位图像识别被摄体h的定位。摄影菜单选择部22在预先登记于摄影菜单登记用存储器21的一个或多个摄影菜单中，自动地选择与由定位识别部30识别出的被摄体h的定位对应的摄影菜单。若选择摄影菜单，则系统控制部23按照所选择的摄影菜单，进行对放射线源11或放射线检测部12的摄影控制。当登记有多个摄影菜单时，由工程师引导被摄体h而使其从特定的定位成为其他定位(定位的变更)，并获得其他定位时的定位图像。而且，以相同的方式，选择与其他定位时的定位图像对应的摄影菜单。而且，用户操作用户界面34而进行放射线摄影的指示，由此系统控制部23按照所选择的摄影菜单进行摄影控制。关于所有摄影菜单，进行与上述相同的处理，直至摄影控制结束。若对所有摄影菜单结束了摄影控制，则结束放射线摄影。
53.另外，在上述实施方式中，在与被摄体h的定位的识别等中所使用的定位图像对应的摄影菜单为不包含于摄影命令中的未登记于摄影菜单登记用存储器21的摄影菜单的情况下，当用户操作用户界面34而进行了开始放射线摄影的第1操作时，警报产生部36产生针对用户的警报。作为警报，优选将停止放射线摄影的消息显示于显示部16。并且，当产生了警报时，系统控制部23优选进行停止放射线摄影的控制(例如，停止放射线的照射)。在该情况下，当用户操作用户界面34而进行了表示认可放射线摄影的意思的第2操作时，未登记的摄影菜单自动地追加登记于摄影菜单登记用存储器21。并且，通过摄影菜单选择部22选择自动地追加登记的摄影菜单。而且，用户操作用户界面34而进行再次进行放射线摄影的指示，由此系统控制部23按照追加登记的摄影菜单进行摄影控制。
54.例如，如图8所示，在摄影命令中所包含的摄影菜单为摄影菜单a(胸部/卧姿/正面)、摄影菜单b(胸部/卧姿/背面)、摄影菜单c(胸部/卧姿/左侧面)及摄影菜单d(胸部/卧姿/右侧面)的情况下，如图9所示，当由定位识别部30识别出的定位的识别结果为“腹部/卧姿/正面”时，与“腹部/卧姿/正面”的定位对应的摄影菜单为不包含于摄影命令中的未登记于摄影菜单登记用存储器21的摄影菜单。当在未登记的摄影菜单的情况下进行了放射线摄影的第1操作时，发出警报。而且，根据警报，用户进行按压操作用户界面34的“确定”按钮的第2操作，由此如图10所示，摄影菜单登记用存储器21自动地追加登记与“腹部/卧姿/正面”的定位对应的摄影菜单e。并且，通过摄影菜单选择部22选择追加登记的摄影菜单e。而且，用户操作用户界面34而进行再次进行放射线摄影的指示，由此系统控制部23按照追加登记的摄影菜单e进行摄影控制。
55.在上述实施方式中，摄影命令接收部20、摄影菜单登记用存储器21、摄影菜单选择部22、系统控制部23、定位识别部30及比较部32等执行各种处理的处理部(processing unit)的硬件结构为如下所示的各种处理器(processor)。各种处理器中包含执行软件(程序)而作为各种处理部发挥功能的通用处理器即cpu(central processing unit/中央处理器)、gpu(graphical processing unit/图形处理器)、fpga(field programmable gate array/现场可编程门阵列)等制造后能够变更电路结构的处理器即可编程逻辑器件(programmable logic device：pld)及具有为了执行各种处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电气电路等。
56.一个处理部可以由这些各种处理器中的一个构成，也可以由相同种类或不同种类的两个以上的处理器的组合(例如，多个fpga、cpu与fpga的组合，或cpu与gpu的组合等)构成。并且，也可以由一个处理器来构成多个处理部。作为由一个处理器来构成多个处理部的
例子，第1，有如以客户端或服务器等计算机为代表那样，由一个以上的cpu与软件的组合来构成一个处理器，且该处理器作为多个处理部而发挥功能的方式。第2，有如以片上系统(syste m on chip：soc)等为代表那样，使用由一个ic(integrated circuit：集成电路)芯片来实现包含多个处理部的整个系统的功能的处理器的方式。如此，各种处理部作为硬件结构使用一个以上上述各种处理器而构成。
57.而且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为组合了半导体元件等电路元件的方式的电气电路(circuitry)。并且，存储部的硬件结构为hdd(ha rd disc drive：硬盘驱动器)或ssd(solid state drive：固态硬盘)等存储装置。
58.符号说明
59.10
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放射线摄影系统，11
‑
放射线源，12
‑
放射线检测部，13
‑
定位摄影装置，15
‑
控制台，16
‑
显示部，17
‑
摄影室，18
‑
控制台设置室，20
‑
摄影命令接收部，21
‑
摄影菜单登记用存储器，22
‑
摄影菜单选择部，23
‑
系统控制部，30
‑
定位识别部，32
‑
比较部，34
‑
用户界面，36
‑
警报产生部，40
‑
定位识别用学习完毕处理部，42
‑
机器学习处理部，h
‑
被摄体。