JP2004069441A - 被曝面積線量計測方法及び装置、吸収面積線量計測方法及び装置、プログラム、記憶媒体、並びに放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線撮影における被写体の被曝面積線量を適切に取得すること。
【解決手段】被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における、照射領域の面積と、被写体領域の面積及び素抜け領域の面積のいずれか一方とを算出し（Ｓ２，Ｓ３）、放射線発生装置から照射された実効線量を取得し（Ｓ４）、前記照射領域面積と、前記被写体領域面積及び前記素抜け領域面積のいずれか一方と、前記実効線量とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する（Ｓ５）。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被曝面積線量計測及び吸収面積線量計測に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療用Ｘ線撮影現場において、患者の被曝線量又は吸収線量を面積線量で取得、保存することが求められている。
【０００３】
この要求に対応するために、Ｘ線発生源の近傍に出口線量計（面積線量計ともいう）を設置して、照射面積線量を計測し、この値を被曝面積線量として用いる方法が考案されている。この方法によって、個々の患者の被曝面積線量をデータベースで管理することが実施されている。
【０００４】
しかし、出口線量計はＸ線撮影システムの価格を引き上げるため、出口線量計を用いないことが望ましい。このような市場要求があり、曝射条件（管電流、管電圧、曝射時間等）から照射面積線量を予測し、これを被曝面積線量として用いる手法も考案されている。この方法は、特許第３１３３７４１号に開示されている。
【０００５】
一方、近年では、受けたＸ線の量に応じて電荷を出力する素子を平面に配置し、Ｘ線をディジタル値として取り込み、平面画像を形成する放射線デジタル撮影システムが用いられつつある。特開平１１−２７２８５１号公報、特開２００１−１４４９３２号公報、特開２００１−１４４９６６号公報で開示されているように、放射線デジタル撮影システムは取り込んだ画像を走査することによってＸ線が照射された領域（以下、「照射領域」と呼ぶ。）も認識することが可能である。さらに人体を透過したＸ線は、人体を透過していないＸ線に比して相対的に弱くなるため、人体を透過した領域（以下、「被写体領域」と呼ぶ。）と、Ｘ線がセンサに直接照射された領域（以下、「素抜け領域」と呼ぶ。）とを区別して認識することが可能であることも、上記公報に開示されている。照射領域、被写体領域、および素抜け領域の概念を図１２に示す。
【０００６】
ところで、出口線量計と放射線デジタル撮影システムとの両方を使用して、患者の吸収線量を計測する方法が特開平１０−５２４２１号公報で開示されている。この方法によれば、撮影中に患者の吸収線量を把握することができ、患者に過度の放射線を照射する前に警告を出すことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の出口線量計を用いる計測方法においても、また曝射条件から照射線量を予測し、その値を患者の被曝線量として用いる方法においても、照射したＸ線が全て人体に照射されたとして、それを被曝線量として用いている。ところが実際の撮影では、照射領域内であっても人体が無い領域（素抜け領域）が存在する場合もある。このような素抜け領域がある場合、実際の人体の被曝面積線量よりも照射面積線量が大きくなるため、照射面積線量をそのまま被曝面積線量として用いることは不適切である。すなわち、例えば被曝した面積線量の規定量を設けて、この規定量を超えた場合には撮影を禁止するとした場合、保存した値が実際の被曝線量よりも大きくなるため、必要な撮影ができなくなるという欠点があった。
【０００８】
特に、胸部の撮影では、通常Ｘ線像に素抜け領域が含まれるため、上記問題の解決が急務である。
【０００９】
また、従来の出口線量計と放射線デジタル撮影システムとの両方を使用して、患者の吸収線量を計測する方法においては、出口線量計の校正と、放射線デジタル撮影システムの校正の二つを実施しなければならないという欠点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、被曝面積線量及び／または吸収面積線量を適切に取得することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を鑑みて成されたものであり、本発明の被曝面積線量計測方法は、被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における、照射領域の面積と、被写体領域の面積及び素抜け領域の面積のいずれか一方とを算出する面積算出工程と、放射線発生装置から照射された実効線量を取得する取得工程と、前記照射領域面積と、前記被写体領域面積及び前記素抜け領域面積のいずれか一方と、前記実効線量とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する線量算出工程とを有する。
【００１２】
また、本発明の被曝面積線量計測装置は、被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における、照射領域の面積と、被写体領域の面積及び素抜け領域の面積のいずれか一方とを算出する面積算出手段と、放射線発生装置から照射された実効線量を取得する取得手段と、前記照射領域面積と、前記被写体領域面積及び前記素抜け領域面積のいずれか一方と、前記実効線量とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する線量算出手段とを有する。
【００１３】
また、本発明の別の被曝面積線量計測方法は、被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における素抜け領域及び被写体領域を認識する領域認識工程と、前記放射線画像に基づいて、前記素抜け領域の単位面積あたりの放射線量としての単位面積線量を算出する単位面積線量算出工程と、前記単位面積線量と、前記被写体領域の面積とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する線量算出工程とを有する。
【００１４】
また、本発明の別の被曝面積線量計測装置は、被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における素抜け領域及び被写体領域を認識する領域認識手段と、前記放射線画像に基づいて、前記素抜け領域の単位面積あたりの放射線量としての単位面積線量を算出する単位面積線量算出手段と、前記単位面積線量と、前記被写体領域の面積とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する線量算出手段とを有する。
【００１５】
また、本発明の吸収面積線量計測方法は、被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における照射領域及び素抜け領域を認識する領域認識工程と、前記放射線画像に基づいて、前記素抜け領域の単位面積あたりの放射線量としての単位面積線量を算出する単位面積線量算出工程と、前記単位面積線量、前記照射領域の面積、前記放射線画像全体の画像信号量に基づいて、前記被写体により吸収された放射線量としての吸収面積線量を算出する線量算出工程とを有する。
【００１６】
また、本発明の吸収面積線量計測装置は、被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における照射領域及び素抜け領域を認識する領域認識手段と、前記放射線画像に基づいて、前記素抜け領域の単位面積あたりの放射線量としての単位面積線量を算出する単位面積線量算出手段と、前記単位面積線量、前記照射領域の面積、前記放射線画像全体の画像信号量に基づいて、前記被写体により吸収された放射線量としての吸収面積線量を算出する線量算出手段とを有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における被曝線量計測システムの構成を示すブロック図である。本第１の実施形態の被曝線量計測システムは、放射線デジタル撮影システム１００と、Ｘ線の絞りよりもセンサよりに配置され、放出されるＸ線の面積線量を計測する出口線量計（面積線量計ともいう）２００とを含む。
【００１９】
放射線デジタル撮影システム１００において、１１はＸ線の強度に応じて電荷を発生する素子を平面に配置したセンサ（撮像手段）、１２はセンサ１１の各素子から電荷量を収集し画像を形成する画像生成部、１３は画像生成部１２から出力された画像を走査してＸ線照射領域、素抜け領域、被写体領域を判定する領域判定部、１４は画像生成部１２から出力された画像を読影者にとって読影しやすい画像に変更する画像処理部、１５は画像生成部１２から出力された画像と領域判定部１３から出力された情報と出口線量計２００から取得した面積線量値とを用いて患者が被曝した面積線量を計算する線量計算部、１６は画像処理部１４で処理した画像をＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）等へ出力する画像出力部、１７は線量計算部１５で算出した被曝面積線量を内部又は外部の記憶装置及び／又は表示装置等へ出力する線量出力部である。なお、放射線デジタル撮影システム１００の内、領域判定部１３、画像処理部１４、線量計算部１５、画像出力部１６、線量出力部１７は汎用のパーソナルコンピュータなどを用いて構成してもよい。また、上述のＰＡＣＳは、Ｘ線撮影により得られたデジタル画像を保存するためのコンピュータである。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施形態におけるＸ線撮影方法の概略を説明するための図である。なお、図１と同じ構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。図２において、１はＸ線発生装置、２はＸ線発生装置１から出力されたＸ線を人体の一部に限定照射するための照射野絞り、３はＸ線が照射される被写体としての人体、４はＸ線である。出口線量計２００は照射野絞り２によって絞られたＸ線の面積線量を計測する。
【００２１】
Ｘ線発生装置１から照射され、照射野絞り２によって照射領域を制限されたＸ線４は、出口線量計２００によってその面積線量が計測され、続いて人体３を照射する。人体３を通過したＸ線及び通過しなかったＸ線は、共にセンサ１１に入射し、入射したＸ線量に対応した電荷に変換され、画像生成部１２による放射線デジタル画像の形成に利用される。
【００２２】
図３は、上述したようにして得られた放射線デジタル画像における、Ｘ線が照射された全領域（以下、「照射領域」と呼ぶ。）とＸ線４がセンサ１１に直接照射した領域（以下、「素抜け領域」と呼ぶ。）との認識方法を示す図である。
【００２３】
領域判定部１３は、図３に示すように、放射線デジタル画像上の任意の位置ｐにおける横方向のプロファイルを検出し、センサ１１の各素子の信号レベルがある閾値以上に変化する位置に注目する。図３に示す例においては、５１〜５６の各点がプロファイルのレベルが急激に変化している点である。これらの点のうち信号レベルが０に近い点５１、５６を照射野の輪郭点とし、最大レベル（Ｔｍａｘ）に近い点５２〜５５をＸ線が人体を透過した領域（以下、「被写体領域」と呼ぶ。）の輪郭点として判断する。以下、縦方向に所定の間隔で同様の処理を行い、各輪郭点を結ぶことにより、照射領域と素抜け領域との判定を行う。
【００２４】
以下、図１乃至図５を参照しながら、本発明の第１の実施形態における被曝面積線量の算出方法について説明する。
【００２５】
図４は、被曝面積線量計算の処理の流れを示すフローチャートである。まずステップＳ１において、上述したようにＸ線４を人体３に向けて照射後、画像生成部１２はセンサ１１から各素子（画素）毎のデータを取得し、放射線デジタル画像を生成する。次に画像生成部１２からの情報により、領域判定部１３は、図３で説明した方法で照射領域の面積Ｓａを計算し（ステップＳ２）、更に、素抜け領域の面積Ｓｓを算出する（ステップＳ３）。線量計算部１５は出口線量計２００から照射面積線量を取得する（ステップＳ４）。最後に線量計算部１５は被曝面積線量を計算する（ステップＳ５）。
【００２６】
次に、図４のステップＳ５で行われる本第１の実施形態における被曝面積線量の算出処理について、図５を参照して詳細に説明する。
【００２７】
ステップＳ１００において素抜け領域の面積Ｓｓが０の場合は、出口線量計２００から取得した照射面積線量を人体の被曝面積線量として線量出力部１７に送信する（ステップＳ１０１）。逆に、ステップＳ１００において素抜け領域の面積が０でない場合は、出口線量計２００から取得した照射面積線量と、領域判定部１３から受信した情報とを用いて被曝面積線量を算出して線量出力部１７に送信する（ステップＳ１０２）。この場合の被曝面積線量は、出口線量計２００から受信した面積線量値をＭとすると、以下の式（１）で表される。
被曝面積線量＝Ｍ　＊　（Ｓａ−Ｓｓ）／Ｓａ　　　…（１）
【００２８】
尚、図５に示す例では、素抜け領域があるか否かによって被曝面積線量の計算方法を変更するが、これに限るものではなく、式（１）を常に使用することで、素抜け領域の有無によって計算方法を変更する必要はなくなり、処理が簡便になる。
【００２９】
なお、上記第１の実施形態では、素抜け領域の面積を算出して被曝面積線量を計算したが、逆に素抜けではない領域（すなわち、被写体領域）を認識して、その面積Ｓｅを算出しても、被曝面積線量を算出することが可能である。その場合は、図５のステップＳ１０２において
被曝面積線量＝Ｍ　＊　Ｓｅ／Ｓａ　　　…（２）
【００３０】
の式を用いればよい。
上記の通り第１の実施形態によれば、素抜け領域が存在する場合にも適切に被曝面積線量を取得することができる。
【００３１】
なお、上記第１の実施形態では、出口線量計２００からの面積線量値を用いる場合について説明したが、Ｘ線発生装置の曝射条件（管電流、管電圧、曝射時間等）に基づく照射面積線量の予測値を用いてもよい。
【００３２】
また、本実施形態及び後述の実施形態では、被写体に無用なＸ線を照射しないようにする目的から、Ｘ線照射野が実質的にセンサ領域（センサ１１におけるＸ線像検出可能領域）内に限定されるように照射野絞り２が絞られることを前提としている。しかし、Ｘ線照射野がセンサ領域内に限定されない場合には、Ｘ線照射野とセンサ領域との位置関係に基づいて、出口線量計２００により計測された面積線量Ｍ、または曝射条件により予測された面積線量のうち、センサに到達した線量（実効線量又は実効面積線量ともいう）を算出する必要がある。この場合の定式化は、当業者であれば適宜可能である。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３４】
日本の健康診断では、患者の胸部正面のみを撮影することが殆どである。その場合、患者のあごをセンサ部の上辺に乗せて位置決めするため、両肩の上の部分に必ず素抜け領域が発生する。
【００３５】
以下、このような場合に適した、すなわち放射線デジタル画像に必ず素抜け部がある場合の被曝面積線量の計測方法を説明する。但し、以下の例では、Ｘ線を受けたセンサが発生した単位面積あたりの電荷量から、単位面積あたりの被曝面積線量を計算可能なように、センサ感度保持部が予め校正されているものとする。
【００３６】
図６は、本発明の第２の実施形態における被曝線量計測システムの構成を示すブロック図である。本第２の実施形態の被曝線量計測システムは、出口線量計２００を含まず、センサ感度保持部３００が放射線デジタル撮影システムに追加されている点が図１の構成と異なる。なお、図１と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。
【００３７】
図６において、４００は放射線デジタル撮影システム、３００はセンサ１１の感度を保持するセンサ感度保持部である。センサ感度保持部３００には、Ｘ線を受けたセンサが発生した単位面積あたりの電荷量を、センサが受けたＸ線の単位面積あたりの被曝面積線量に変換するための面積線量変換係数ｋが保存されており、領域判定部１３から素抜け部の単位面積あたりの電荷量ｅを取得し、この値から、素抜け領域の単位面積あたりの被曝面積線量Ｌ（＝ｋ×ｅ）を計算する。本第２の実施形態では、線量計算部２５は、画像生成部１２から得られた画像と、領域判定部１３から出力された情報と、センサ感度保持部３００からの単位面積あたりの被曝面積線量Ｌとを用いて患者が被曝した面積線量を計算する。なお、放射線デジタル撮影システム４００の内、領域判定部１３、画像処理部１４、線量計算部２５、画像出力部１６、線量出力部１７、センサ感度保持部３００は汎用のパーソナルコンピュータなどを用いて構成してもよい。
【００３８】
以下、図７及び図２を参照して、素抜け領域が必ずある場合の被曝面積線量計測方法について説明するが、本第２の実施形態では、図２における出口線量計２００は含まないか、またはあっても使用しない。
【００３９】
図７は、本発明の第２の実施形態における被曝面積線量計算の処理の流れを示すフローチャートである。まずステップＳ２０１で、Ｘ線４を人体３に向けて照射後、画像生成部１２はセンサ１１から各素子（画素）毎のデータを取得し、放射線デジタル画像を生成する。次に画像生成部１２からの情報により、領域判定部１３は、第１の実施形態で図３を参照して説明した方法で照射領域の面積Ｓａを計算し（ステップＳ２０２）、更に、素抜け領域の面積Ｓｓを算出する（ステップＳ２０３）。またセンサ感度保持部３００は、領域判定部１３から素抜け領域の単位面積あたりの電荷量を取得し、この値から、素抜け領域の単位面積あたりの被曝面積線量Ｌを計算する（ステップＳ２０４）。線量計算部２５は、素抜け領域の単位面積線量Ｌと素抜け領域面積と照射領域面積とから人体３の被曝線量を計算する（ステップＳ２０５）。線量計算部２５では下記式（３）によって人体３の被曝線量を計算する。
被曝面積線量＝Ｌ　＊　（Ｓａ−Ｓｓ）　　　　…（３）
【００４０】
上記の通り第２の実施形態によれば、素抜け領域がある場合に、出口線量計を用いなくても適切な被曝面積線量を求めることができ、更に、放射線デジタル撮影システムを安価に提供することができる。またＸ線発生装置と放射線デジタル撮影システムとの間で曝射条件を通信する必要が無いため、Ｘ線発生装置が利用可能な通信手段を持たない等の理由により、Ｘ線発生装置から曝射条件を受信できない場合であっても、放射線デジタル撮影システムにおいて上記方法を用いることができる。
【００４１】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本第３の実施形態においては、患者の吸収面積線量を計測する方法を、図８を参照して説明する。なお、システム構成については、第２の実施形態で図６及び図２（ただし第２の実施形態と同様、出口線量計２００は含まないか、若しくは使用しない）を参照して説明したものと同様の構成を有するものを用いるため、ここでは説明を省略する。
【００４２】
図８において、Ｘ線４を人体３に向けて照射後、画像生成部１２はセンサ１１から各素子（画素）毎のデータを取得し、放射線デジタル画像を生成する（ステップＳ４０１）。次に画像生成部１２からの情報により、領域判定部１３は、素抜け領域を判別する（ステップＳ４０２）。また領域判定部１３は、照射領域の面積Ｓａも算出する（ステップＳ４０３）。次に線量計算部２５において素抜け領域の単位面積あたりの電荷量ｅを取得し、また、センサ感度保持部３００から面積線量変換係数ｋを取得し、素抜け領域の単位面積あたりの被曝面積線量Ｌ（＝ｋ×ｅ）を計算する（ステップＳ４０４）。さらに線量計算部２５は、素抜け領域の単位面積線量Ｌとセンサ１１の全ての出力値と、照射領域の面積Ｓａにより、人体３が吸収した線量を計算する（ステップＳ４０５）。なお、線量計算部２５では下記式（４）によって人体３の吸収面積線量を計算する。
【００４３】

【００４４】
上記式中、ｎはセンサの画素数、ｉは画素の順番（位置）を表し、ｊ（ｉ）は、ｉ番目の画素へ到達した面積線量をあらわす。尚、このｊ（ｉ）も面積線量変換係数ｋの関数であり、各画素の電荷量と面積線量変換係数ｋとを用いて算出される。
【００４５】
次に、図９を用いて吸収面積線量の計測方法を具体的に説明する。
【００４６】
図９は、画像生成部１２がセンサ１１の各素子（画素）の電荷量を収集し画像を生成した場合を示す模式図である。図９においては各画素が線で区切られており、また各画素に記載の数字は、取得した電荷量に基づいて計算した、センサ１１に到達したＸ線の照射面積線量値をあらわす。なお、図９に示す数値や画素数は説明の為の便宜的なものであって、実際の数値や画素数とは異なる。さらに枠外に示した数字は、画素を特定するためにｘ軸、ｙ軸に沿って記載したものである。なお、本第３の実施形態では、１画素が１単位面積に相当するものとし、また、Ｘ線の照射野絞りとしては、センサ１１全面にＸ線４が照射されるように調整されているものとして説明を行う。
【００４７】
この場合、前述の素抜け領域認識方法によれば、下記座標が素抜け領域となる。なお、（）内の前の数字はｘ座標、後ろの数字はｙ座標を示す。
【００４８】
（０，６）、（０，１）、（０，０）、（１，６）、（１，３）、（１，２）、（１，１）、（３，６）、（３，３）、（３，２）、（３，１）、（４，６）、（４，１）、（４，０）
【００４９】
これらの座標の画素の単位面積線量は全て１０であるので、素抜け領域の単位面積あたりの面積線量Ｌは１０である。また、本第３の実施形態の場合は、照射領域とセンサ領域が同じであり、また１画素を単位面積と仮定しているので、照射領域の面積Ｓａはセンサ画素数に等しくなり３５となる。
【００５０】
さらに、全ての画素の面積線量の和は、図９中の各画素の全ての数字を加算した値であり、これを計算すると２２３となる。
【００５１】
従って、これらの値を前述の式（４）に当てはめると、人体の吸収線量は、
吸収面積線量＝１０×３５ー２２３＝１２７
【００５２】
となる。
上記の通り第３の実施形態によれば、素抜け領域がある場合に、出口線量計を用いなくても適切な吸収面積線量を求めることができ、更に、放射線デジタル撮影システムを安価に提供することができる。またＸ線発生装置と放射線デジタル撮影システムとの間で曝射条件を通信する必要が無いため、Ｘ線発生装置から曝射条件を受信できない場合であっても、放射線デジタル撮影システムにおいて上記方法を用いることができる。
【００５３】
＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００５４】
本第４の実施形態では、出口線量計と放射線ディジタルＸ線撮影システムを用いて、被曝・吸収線量計測の感度を正確に保つ方法について説明する。
【００５５】
第２及び第３の実施形態においては、放射線デジタル画像に素抜け領域が存在することが前提であった。しかし１つの放射線ディジタルＸ線撮影システムを用いて胸部正面と、それ以外の部位を撮影する場合は、素抜け領域が無い放射線デジタル画像を撮影する可能性がある。この場合は、出口線量計とディジタルＸ線撮影装置との組み合わせ、もしくはＸ線発生装置の曝射条件による照射面積線量の予測値とディジタルＸ線撮影装置との組み合わせによる被曝面積線量計測、吸収面積線量計測を行うことが望ましい。
【００５６】
本第４の実施形態では、上述のような測定系の個々の部品の経時変化に対して、迅速な校正を行う方法について説明する。図１０は、本第４の実施形態における吸収面積線量計測システムの構成を示すブロック図である。本第４の実施形態の吸収面積線量計測システムは、出口線量計２００を含む点が図６の構成と異なる。なお、図１と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。
【００５７】
図６において、４００は放射線デジタル撮影システム、３００はセンサ１１の感度を保持するセンサ感度保持部である。センサ感度保持部３００には、Ｘ線を受けたセンサが発生した単位面積あたりの電荷量を、センサが受けたＸ線の単位面積あたりの被曝面積線量に変換するための面積線量変換係数ｋが保存されており、領域判定部１３から素抜け部の単位面積あたりの電荷量を取得し、この値から、素抜け領域の単位面積あたりの被曝面積線量Ｌを計算する。また、２００はＸ線の絞りよりもセンサ側でかつ被写体よりもＸ線発生装置側に配されて、照射されるＸ線の面積線量を計測する出口線量計である。本第４の実施形態では、線量計算部３５は、画像生成部１２から得られた画像と、領域判定部１３から出力された情報と、センサ感度保持部３００からの単位面積あたりの被曝面積線量Ｌと、出口線量計２００から得られる面積線量値とを用いて、患者の吸収面積線量を計算する。なお、放射線デジタル撮影システム５００の内、領域判定部１３、画像処理部１４、線量計算部３５、画像出力部１６、線量出力部１７、センサ感度保持部３００は汎用のパーソナルコンピュータなどを用いて構成してもよい。
【００５８】
図１０に示す出口線量計２００とディジタルＸ線撮影装置５００との組み合わせにおいては、ディジタルＸ線撮影装置５００の放射線デジタル画像の素抜け領域の単位面積あたりの電荷量をｅ、電荷量に対するＸ線の面積線量変換係数をｋ、照射領域の面積をＳａ、このとき出口線量計２００から取得した面積線量値をＭとすると、
ｋ　＝　Ｍ　／（ｅ　＊　Ｓａ）　　　…（５）
【００５９】
という関係式が成立していなければならない。
次に、この式（５）と、図１０、図１１及び図２を参照して、被曝線量計測系の迅速な校正を行う方法を以下に説明する。図１１は本発明の第４の実施形態における吸収面積線量計算の処理手順を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、Ｘ線４を人体３に向けて照射後、画像生成部１２はセンサ１１から各素子（画素）毎のデータを取得し、放射線デジタル画像を生成する（ステップＳ５０１）。次に画像生成部１２からの情報により、領域判定部１３は、照射領域の面積Ｓａを算出する（ステップＳ５０２）。また領域判定部１３は素抜け領域も判別し、素抜け領域の面積Ｓｓを算出する（ステップＳ５０３）。次に領域判定部１３において素抜け領域が存在するか否かを判断する（ステップＳ５０４）。素抜け領域が存在しない場合はそのままステップＳ５０８へと処理を進めるが、反対に素抜け領域が存在する場合には、出口線量計２００から取得した照射面積線量Ｍ、素抜け領域の単位面積あたりの電荷量ｅ、照射領域の面積Ｓａを上記式（５）に代入して面積線量変換係数Ｋを求め、センサ感度保持部３００内のｋと置き換える（ステップＳ５０５）。
【００６１】
次にステップＳ５０６では、センサ感度保持部３００は、素抜け領域の単位面積あたりの電荷量ｅを取得し、同時にセンサ感度保持部３００から面積線量変換係数ｋを取得し、これらを用いて素抜け領域の単位面積あたりの被曝面積線量Ｌを計算する。
Ｌ　＝　ｋ　＊　ｅ　　　…（６）
【００６２】
さらに線量計算部３５は、素抜け領域の単位面積線量Ｌとセンサ１１の全ての素子からの出力値と、照射領域の面積Ｓａにより、人体３が吸収した線量を計算する（ステップＳ５０７）。なお、ステップＳ５０７における吸収面積線量算出には、上記第３の実施形態で用いた式（４）をここでも用いる。
【００６３】

【００６４】
素抜け領域が存在しない場合には、ステップＳ５０８において、出口線量計２００から取得した照射面積線量Ｍと、センサ１１の全ての素子からの出力値とを用いて、次式（７）により人体３が吸収した線量を計算する。
【００６５】

【００６６】
尚、図１１に示す例では、素抜け領域があるか否かによって吸収面積線量の計算方法を変更するが、これに限るものではなく、式（７）を常に使用することで、素抜け領域の有無によって計算方法を変更する必要はなくなり、処理が簡便になる。
【００６７】
以上のようにして、式（４）におけるＬ及びｊ（ｉ）、式（７）におけるｊ（ｉ）が面積線量変換係数ｋの関数であるところ、放射線デジタル画像中に素抜け領域が存在する場合に当該ｋを校正することができるため、センサ１１の感度が経時変化しても、吸収面積線量を正確にかつ安定して算出することができる。
【００６８】
本第４の実施形態では出口線量計２００をセンサ１１の感度補正の基準としたが、出口線量計２００の精度が経時変化に伴って悪化する場合には、出口線量計２００の校正を定期的に行うことが望ましい。これにより、センサ感度補正が正常に実施されるシステムが構築可能である。
【００６９】
また、本第４の実施形態では、センサの経時変化が出口線量計２００より大きい場合を想定して説明したが、反対に出口線量計２００の経時変化がセンサの経時変化よりも大きい場合には、センサ感度を補正するのではなく、例えば出口線量計２００との通信手段等を用いて、出口線量計２００の感度を補正するように構成することもできる。
【００７０】
さらに、本第４の実施形態では吸収面積線量計測システムについて説明したが、本実施形態におけるセンサ及び／又は出口線量計の感度補正の方法は、上述したような被曝面積線量計測システムにも適用可能かつ有効であることは明白である。
【００７１】
また、上記第４の実施形態では、出口線量計２００からの面積線量値を用いて係数ｋを更新する場合について説明したが、Ｘ線発生装置の曝射条件（管電流、管電圧、曝射時間等）に基づく照射面積線量の予測値を用いてもよい。その場合、出口線量計２００の感度補正も容易に行うことができる。
【００７２】
上記の通り第４の実施形態によれば、出口線量計からの面積線量値に基づいて自動的に面積線量変換係数ｋを更新（校正）するので、出口線量計のみを校正すればよくなり、手間やコストを省くことができる。
【００７３】
＜第５の実施形態＞
上記第２、第３、及び第４の実施形態では、便宜上センサ１１の感度として面積線量変換係数ｋを用いた。しかし、Ｘ線のセンサ１１への照射面積線量とセンサ１１の発生電荷量との関係が線形でなく、単一の係数で処理できない場合もある。このような場合には、センサの発生電荷量と照射Ｘ線の面積線量との関係を、当該関係を表す非線形な関数もしくは参照テーブル等によって規定すればよい。
【００７４】
【他の実施形態】
上記実施の形態においては、ディジタルＸ線センサを用いた場合の例を説明したが、本発明はそれには限定されない。例えば従来からのフィルム撮影であっても、フィルムスキャナ等によってフィルムからディジタル画像を取得し、当該デジタル画像に本発明の思想を適用することによって、正確な被曝面積線量又は吸収面積線量を計算することができる。
【００７５】
また、上記実施の形態では、被曝面積線量又は吸収面積線量の計測対象としてＸ線を用いたが、他の放射線であってもよい。
【００７６】
なお、本発明は、複数の機器から構成される装置（システム）に適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００７７】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯなどが考えられる。
【００７８】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７９】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した図４及び図５、図７、図８または図１１に示すフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、上述の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における被曝面積線量計測システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＸ線撮影方法の概要を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における線照射領域と素抜け領域とを判別する方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における被曝面積線量計算の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ５で行われる被曝面積線量の算出処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態における被曝面積線量計測システムの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における被曝面積線量計算の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態における吸収面積線量計算の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態における放射線デジタル画像の信号値を画素毎にあらわした模式図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態における吸収面積線量計測システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態における吸収面積線量計算の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】照射領域、被写体領域、および素抜け領域の概念を示す図である。
【符号の説明】
１　Ｘ線発生装置
２　照射野絞り
３　人体
４　Ｘ線
１１　センサ
１２　画像生成部
１３　領域判定部
１４　画像処理部
１５、２５、３５　線量計算部
１６　画像出力部
１７　線量出力部
１００、４００、５００　Ｘ線撮影システム
２００　出口線量計
３００　センサ感度保持部

Claims (49)

1. 被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における、照射領域の面積と、被写体領域の面積及び素抜け領域の面積のいずれか一方とを算出する面積算出工程と、
   放射線発生装置から照射された実効線量を取得する取得工程と、
   前記照射領域面積と、前記被写体領域面積及び前記素抜け領域面積のいずれか一方と、前記実効線量とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する線量算出工程と
   を有することを特徴とする被曝面積線量計測方法。
2. 前記面積算出工程は、前記放射線画像における、前記照射領域と、前記被写体領域及び前記素抜け領域のいずれか一方とを認識する領域認識工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の被曝面積線量計測方法。
3. 前記線量算出工程において、前記被曝面積線量は、前記実効線量をＭ、前記照射領域面積をＳａ、前記被写体領域面積をＳｅ、前記素抜け領域面積をＳｓとしたとき、
   Ｍ×Ｓｅ／Ｓａ　及び　Ｍ×（Ｓａ−Ｓｓ）／Ｓａ
   のいずれか一方により算出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の被曝面積線量計測方法。
4. 前記線量算出工程において、前記素抜け領域が無い場合、前記取得工程において取得された前記実効線量を前記被曝面積線量とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の被曝面積線量計測方法。
5. 前記取得工程において、前記実効線量は前記放射線発生装置に設けられた面積線量計から取得されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の被曝面積線量計測方法。
6. 前記取得工程において、前記実効線量は前記放射線発生装置の放射線発生条件から算出されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の被曝面積線量計測方法。
7. 被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における素抜け領域及び被写体領域を認識する領域認識工程と、
   前記放射線画像に基づいて、前記素抜け領域の単位面積あたりの放射線量としての単位面積線量を算出する単位面積線量算出工程と、
   前記単位面積線量と、前記被写体領域の面積とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する線量算出工程と
   を有することを特徴とする被曝面積線量計測方法。
8. 前記単位面積線量算出工程において、前記単位面積線量は、前記素抜け領域の単位面積あたりの画像信号量の変換により得られることを特徴とする請求項７に記載の被曝面積線量計測方法。
9. 前記単位面積線量算出工程において、前記変換は、前記画像信号量に所定の係数を乗算することにより行われることを特徴とする請求項８に記載の被曝面積線量計測方法。
10. 前記線量算出工程において、前記被曝面積線量は、前記単位面積線量をＬ、前記被写体領域面積をＳｅとしたとき、
    Ｌ×Ｓｅ
    により算出されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の被曝面積線量計測方法。
11. 放射線発生装置から照射された実効線量を取得する取得工程と、
    前記実効線量と、前記画像信号量と、前記放射線画像における照射領域の面積とに基づいて、前記変換を校正する校正工程と
    を更に有することを特徴とする請求項８又は９に記載の被曝面積線量計測方法。
12. 前記校正工程において、前記実効線量をＭ、前記画像信号量をｅ、前記照射領域面積をＳａとしたとき、実質的に（ｅ×Ｓａ）がＭに変換されるように、前記変換の校正が行われることを特徴とする請求項１１に記載の被曝面積線量計測方法。
13. 前記取得工程において、前記実効線量は放射線発生装置に設けられた面積線量計から取得されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の被曝面積線量計測方法。
14. 前記取得工程において、前記実効線量は放射線発生装置の放射線発生条件から算出されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の被曝面積線量計測方法。
15. 被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における照射領域及び素抜け領域を認識する領域認識工程と、
    前記放射線画像に基づいて、前記素抜け領域の単位面積あたりの放射線量としての単位面積線量を算出する単位面積線量算出工程と、
    前記単位面積線量、前記照射領域の面積、前記放射線画像全体の画像信号量に基づいて、前記被写体により吸収された放射線量としての吸収面積線量を算出する線量算出工程と
    を有することを特徴とする吸収面積線量計測方法。
16. 前記単位面積線量算出工程において、前記単位面積線量は、前記素抜け領域の単位面積あたりの画像信号量の変換により得られることを特徴とする請求項１５に記載の吸収面積線量計測方法。
17. 前記単位面積線量算出工程において、前記変換は、前記画像信号量に所定の係数を乗算することにより行われることを特徴とする請求項１６に記載の吸収面積線量計測方法。
18. 前記線量算出工程において、前記吸収面積線量は、前記単位面積線量をＬ、前記照射領域面積をＳａ、ｎ画素からなる前記放射線画像のｉ番目の画素の画像信号量に基づく当該画素に対応する線量をｊ（ｉ）としたとき、
    

    

    により算出されることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載の吸収面積線量計測方法。
19. 放射線発生装置から照射された実効線量を取得する取得工程と、
    前記実効線量と、前記画像信号量と、前記照射領域面積とに基づいて、前記変換を校正する校正工程と
    を更に有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の吸収面積線量計測方法。
20. 前記校正工程において、前記実効線量をＭ、前記画像信号量をｅ、前記照射領域面積をＳａとしたとき、実質的に（ｅ×Ｓａ）がＭに変換されるように、前記変換の校正が行われることを特徴とする請求項１９に記載の吸収面積線量計測方法。
21. 前記取得工程において、前記実効線量は放射線発生装置に設けられた面積線量計から取得されることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の吸収面積線量計測方法。
22. 前記取得工程において、前記実効線量は放射線発生装置の放射線発生条件から算出されることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の吸収面積線量計測方法。
23. 前記線量算出工程において、前記吸収面積線量は、前記実効線量をＭ、ｎ画素からなる前記放射線画像のｉ番目の画素の画像信号量に基づく当該画素に対応する線量をｊ（ｉ）としたとき、
    

    

    により算出されることを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれかに記載の吸収面積線量計測方法。
24. 被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における、照射領域の面積と、被写体領域の面積及び素抜け領域の面積のいずれか一方とを算出する面積算出手段と、
    放射線発生装置から照射された実効線量を取得する取得手段と、
    前記照射領域面積と、前記被写体領域面積及び前記素抜け領域面積のいずれか一方と、前記実効線量とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する線量算出手段と
    を有することを特徴とする被曝面積線量計測装置。
25. 前記面積算出手段は、前記放射線画像における、前記照射領域と、前記被写体領域及び前記素抜け領域のいずれか一方とを認識する領域認識手段を含むことを特徴とする請求項２４に記載の被曝面積線量計測装置。
26. 前記線量算出手段は、前記実効線量をＭ、前記照射領域面積をＳａ、前記被写体領域面積をＳｅ、前記素抜け領域面積をＳｓとしたとき、
    Ｍ×Ｓｅ／Ｓａ　及び　Ｍ×（Ｓａ−Ｓｓ）／Ｓａ
    のいずれか一方により前記被曝面積線量を算出することを特徴とする請求項２４又は２５に記載の被曝面積線量計測装置。
27. 前記線量算出手段は、前記素抜け領域が無い場合、前記取得手段により取得された前記実効線量を前記被曝面積線量とすることを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれかに記載の被曝面積線量計測装置。
28. 前記取得手段は、前記放射線発生装置に設けられた面積線量計から前記実効線量を取得することを特徴とする請求項２４乃至２７のいずれかに記載の被曝面積線量計測装置。
29. 前記取得手段は、前記放射線発生装置の放射線発生条件から前記実効線量を算出することを特徴とする請求項２４乃至２７のいずれかに記載の被曝面積線量計測装置。
30. 被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における素抜け領域及び被写体領域を認識する領域認識手段と、
    前記放射線画像に基づいて、前記素抜け領域の単位面積あたりの放射線量としての単位面積線量を算出する単位面積線量算出手段と、
    前記単位面積線量と、前記被写体領域の面積とに基づいて、前記被写体に照射された放射線量としての被曝面積線量を算出する線量算出手段と
    を有することを特徴とする被曝面積線量計測装置。
31. 前記単位面積線量算出手段は、前記素抜け領域の単位面積あたりの画像信号量の変換により前記単位面積線量を得ることを特徴とする請求項３０に記載の被曝面積線量計測装置。
32. 前記単位面積線量算出手段は、前記画像信号量に所定の係数を乗算することにより前記変換を行うことを特徴とする請求項３１に記載の被曝面積線量計測装置。
33. 前記線量算出手段は、前記単位面積線量をＬ、前記被写体領域面積をＳｅとしたとき、
    Ｌ×Ｓｅ
    により前記被曝面積線量を算出することを特徴とする請求項３０乃至３２のいずれかに記載の被曝面積線量計測装置。
34. 放射線発生装置から照射された実効線量を取得する取得手段と、
    前記実効線量と、前記画像信号量と、前記放射線画像における照射領域の面積とに基づいて、前記変換を校正する校正手段と
    を更に有することを特徴とする請求項３１又は３２に記載の被曝面積線量計測装置。
35. 前記校正手段は、前記実効線量をＭ、前記画像信号量をｅ、前記照射領域面積をＳａとしたとき、実質的に（ｅ×Ｓａ）がＭに変換されるように、前記変換の校正を行うことを特徴とする請求項３４に記載の被曝面積線量計測装置。
36. 前記取得手段は、放射線発生装置に設けられた面積線量計から前記実効線量を取得することを特徴とする請求項３４又は３５に記載の被曝面積線量計測装置。
37. 前記取得手段は、放射線発生装置の放射線発生条件から前記実効線量を算出することを特徴とする請求項３４又は３５に記載の被曝面積線量計測装置。
38. 被写体を放射線撮影して得られた放射線画像における照射領域及び素抜け領域を認識する領域認識手段と、
    前記放射線画像に基づいて、前記素抜け領域の単位面積あたりの放射線量としての単位面積線量を算出する単位面積線量算出手段と、
    前記単位面積線量、前記照射領域の面積、前記放射線画像全体の画像信号量に基づいて、前記被写体により吸収された放射線量としての吸収面積線量を算出する線量算出手段と
    を有することを特徴とする吸収面積線量計測装置。
39. 前記単位面積線量算出手段は、前記素抜け領域の単位面積あたりの画像信号量の変換により前記単位面積線量を得ることを特徴とする請求項３８に記載の吸収面積線量計測装置。
40. 前記単位面積線量算出手段は、前記画像信号量に所定の係数を乗算することにより前記変換を行うことを特徴とする請求項３９に記載の吸収面積線量計測装置。
41. 前記線量算出手段は、前記単位面積線量をＬ、前記照射領域面積をＳａ、ｎ画素からなる前記放射線画像のｉ番目の画素の画像信号量に基づく当該画素に対応する線量をｊ（ｉ）としたとき、
    

    

    により前記吸収面積線量を算出することを特徴とする請求項３８乃至４０のいずれかに記載の吸収面積線量計測装置。
42. 放射線発生装置から照射された実効線量を取得する取得手段と、
    前記実効線量と、前記画像信号量と、前記照射領域面積とに基づいて、前記変換を校正する校正手段と
    を更に有することを特徴とする請求項３９又は４０に記載の吸収面積線量計測装置。
43. 前記校正手段は、前記実効線量をＭ、前記画像信号量をｅ、前記照射領域面積をＳａとしたとき、実質的に（ｅ×Ｓａ）がＭに変換されるように、前記変換の校正を行うことを特徴とする請求項４２に記載の吸収面積線量計測装置。
44. 前記取得手段は、放射線発生装置に設けられた面積線量計から前記実効線量を取得することを特徴とする請求項４２又は４３に記載の吸収面積線量計測装置。
45. 前記取得手段は、放射線発生装置の放射線発生条件から前記実効線量を算出することを特徴とする請求項４２又は４３に記載の吸収面積線量計測装置。
46. 前記線量算出手段は、前記実効線量をＭ、ｎ画素からなる前記放射線画像のｉ番目の画素の画像信号量に基づく当該画素に対応する線量をｊ（ｉ）としたとき、
    

    

    により前記吸収面積線量を算出することを特徴とする請求項４２乃至４５のいずれかに記載の吸収面積線量計測装置。
47. 情報処理装置に所定の方法を実行させるためのプログラムコードを有するプログラムであって、
    前記所定の方法は、請求項１乃至１４の被曝面積線量計測方法及び請求項１５乃至２３の吸収面積線量計測方法のいずれかに記載の各工程を含む
    ことを特徴とするプログラム。
48. 請求項４７に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする情報処理装置が読み取り可能な記憶媒体。
49. 請求項２４乃至３７の被曝面積線量計測装置及び請求項３８乃至４６の吸収面積線量計測装置のいずれかに記載の各手段と、
    前記放射線画像を取得するための撮像手段と
    を有することを特徴とする放射線撮影装置。

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