JP2013111271A - 放射線断層撮影装置および被曝線量計算方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影対象のより正確な被曝評価を可能にする情報を提供する。
【解決手段】撮影対象の表面またはその近傍に対応する被曝線量を表示する。この被曝線量は、例えば、ＣＴＤＩ測定用の標準ファントム５０に対するスキャンを行ったときにその表面の近傍位置においてＸセンサ５１を用いて測定された放射線線量に基づいて計算する。放射線線量を測定する位置は、例えば、表示する被曝線量が、表面に対応する被曝線量のうち最大の被曝線量となるように、クレードル１２によるＸ線８１の減弱の影響を受けない、ファントム５０の真上側の表面の近傍位置Ｂとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、放射線断層撮影装置および被曝線量計算方法並びにそのためのプログラム（program）に関する。

Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に代表される放射線断層撮影装置には、単位スライス（slice）厚当たりの被曝線量を表すＣＴＤＩ値や、１回の検査全体での被曝線量を表すＤＬＰ値を表示するよう定められている（例えば、特許文献１，図２７等参照）。これにより、撮影対象の被曝評価が可能になる。

特開２００７−５４３７２号公報

しかしながら、実際のところ、被曝線量の分布は均一ではなく、撮影部位の表面で最大となり、中心部に近づくほど小さくなる。また、放射線感受性の高い部位は、被検体の体表面近くに存在している。

そのため、現行のような単位スライス厚当たりの被曝線量を表すＣＴＤＩ値や、１回の検査全体の被曝線量を表すＤＬＰ値だけでは、撮影対象の被曝評価を正確に行うことができない。

このような事情により、撮影対象のより正確な被曝評価を可能にする情報を提供する技術が望まれている。

第１の観点の発明は、撮影対象の表面付近に対応する被曝線量を表示する放射線断層撮影装置を提供する。

第２の観点の発明は、
ファントム（phantom）に対する放射線照射を行ったときに前記ファントムの表面付近測定位置のみにおいて測定された放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する計算手段を備えた上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第３の観点の発明は、
前記計算手段が、ファントムに対する放射線照射を行ったときに、前記ファントムの表面付近の測定位置であって放射線線量が実質的に最大となる位置において測定された放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第２の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第４の観点の発明は、
前記ファントムが、撮影テーブル（table）の天板上に載置されており、
前記放射線が実施的に最大となる位置が、放射線源が最も近づく位置である上記第３の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第５の観点の発明は、
前記計算手段が、前記ファントムに対するスキャン（scan）を行ったときに前記表面付近の測定位置において測定された第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第２の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第６の観点の発明は、
前記計算手段が、前記ファントムに対するスキャンを行ったときに前記表面付近の測定位置において測定された放射線線量を、前記ファントムに対して該スキャンと同じ放射線ビーム（beam）幅で放射線照射を行ったときに該測定位置において測定された放射線ビーム幅方向の線量プロファイル（profile）をそのピーク（peak）線量値で正規化したときのプロファイル面積で除して成る第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第２の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第７の観点の発明は、
前記線量プロファイルが、前記放射線源を互いに異なる複数のビュー（view）角度に配置して放射線照射を行ったときに測定された複数の線量プロファイルを平均化したプロファイルである上記第６の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第８の観点の発明は、
前記計算手段が、所望のスキャン条件としてヘリカルスキャン（helical scan）が設定されている場合に、前記第１の放射線線量をヘリカルピッチ（helical
pitch）で除して成る放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第５の観点から第７の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第９の観点の発明は、
前記計算手段が、所望のスキャン条件として可変ピッチヘリカルスキャンが設定されている場合に、前記第１の放射線線量を時間加重平均によるヘリカルピッチ換算値で除して成る放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第５の観点から第７の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１０の観点の発明は、
前記計算手段が、所望のスキャン条件として、放射線を３６０度未満分照射するパーシャルスキャン（partial scan）が設定されている場合に、前記パーシャルスキャンが行われるビュー角度範囲に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第５の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第の１１の観点の発明は、
前記計算手段が、所望のスキャン条件として、放射線を３６０度未満分照射するパーシャルスキャンが設定されている場合に、前記ファントムに対するスキャンとして、前記パーシャルスキャンを行ったときに得られる前記第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第５の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１２の観点の発明は、
前記計算手段が、所望のスキャン条件として、放射線を３６０度未満分照射するパーシャルスキャンが設定されている場合に、前記ファントムに対するスキャンとして、互いに異なる複数のビュー角度範囲においてパーシャルスキャンを行ったときに得られる複数の前記第１の放射線線量を平均化した放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第５の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１３の観点の発明は、
前記ファントムに対するスキャンが、放射線を３６０度分照射するフルスキャンである上記第５の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１４の観点の発明は、
前記ファントムが、アクリル製であり、直径１６ｃｍまたは３２ｃｍの円柱形状を有しており、
前記表面付近の測定位置が、前記表面から０．５ｃｍ以上、２ｃｍ以下の深さの位置である上記第２の観点から第１３の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１５の観点の発明は、
ファントムに対する放射線照射を行ったときに前記ファントムの表面付近の測定位置のみにおいて測定された放射線線量に基づいて、放射線断層撮影装置により撮影される撮影対象の被曝線量を計算する被曝線量計算方法を提供する。

第１６の観点の発明は、
前記ファントムに対するスキャンを行ったときの前記表面付近の測定位置における第１の放射線線量を測定しておき、該第１の放射線線量に基づいて前記被曝線量を計算する上記第１５の観点の被曝線量計算方法を提供する。

第１７の観点の発明は、
前記ファントムに対するスキャンを行ったときの前記表面付近の測定位置における放射線線量と、前記ファントムに対して該スキャンと同じ放射線ビーム幅で放射線照射を行ったときの該測定位置における放射線ビーム幅方向の線量プロファイルをそのピーク線量値で正規化したときのプロファイル面積とを測定しておき、前記表面付近の測定位置における放射線線量を前記プロファイル面積で除して成る第１の放射線線量に基づいて前記被曝線量を計算する上記第１５の観点の被曝線量計算方法を提供する。

第１８の観点の発明は、
コンピュータを、
ファントムに対する放射線照射を行ったときに前記ファントムの表面付近の測定位置のみにおいて測定された放射線線量に基づいて、放射線断層撮影装置により撮影される撮影対象の被曝線量を計算する計算手段として機能させるためのプログラムを提供する。

第１９の観点の発明は、
前記計算手段が、前記ファントムに対するスキャンを行ったときに前記表面付近の測定位置において測定された第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第１８の観点のプログラムに提供する。

第２０の観点の発明は、
前記計算手段が、前記ファントムに対するスキャンを行ったときに前記表面付近の測定位置において測定された放射線線量を、前記ファントムに対して該スキャンと同じ放射線ビーム幅で放射線照射を行ったときに該測定位置において測定された放射線ビーム幅方向の線量プロファイルをそのピーク線量値で正規化したときのプロファイル面積で除して成る第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する上記第１８の観点のプログラムを提供する。

上記観点の発明によれば、被曝線量が実質的に最大となる、撮影対象の表面付近に対応する被曝線量を算出することができ、撮影対象のより正確な被曝評価を可能にする情報を提供することができる。

発明の実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。 第１の実施形態によるＸ線ＣＴ装置における被曝線量計算処理の実行に係る部分の機能ブロック（block）図である。 被曝線量計算部が記憶している第１および第２のテーブルを示す図である。 標準ファントムおよびＸ線センサの一例を示す図である。 撮影対象をクレードル上に載置してフルスキャンを行う様子を示す図である。 第１の実施形態によるＸ線ＣＴ装置における被曝線量計算処理の流れを示すフローチャートである。 算出された被曝線量の表示例を示す図である。 線量プロファイルの一例を示す図である。 線量プロファイルを正規化してプロファイル面積を求める様子を概念的に示す図である。 Ｘ線線量Ｖが線量プロファイルＰＦの面積と一致する様子を示す図である。 撮影対象に対してパーシャルスキャンを行う様子を示す図である。

以下、発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１、撮影テーブル（table）１０、および走査ガントリ（gantry）２０を備えている。

操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、撮影対象である被検体の撮影を行うための各部の制御や画像を生成するためのデータ処理などを行う中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラムやデータなどを記憶する記憶装置７とを備えている。

撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部に搬送するクレードル（cradle）１２を備えている。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の水平直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。

走査ガントリ２０は、回転部１５と、回転部１５を回転可能に支持する本体部２０ａとを有する。回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線ビーム（beam）８１をコリメート（collimate）するコリメータ（collimator）２３と、被検体４０を透過したＸ線ビーム８１を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するデータ収集装置（ＤＡＳ；Data Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転部コントローラ２６とが搭載されている。本体部２０ａは、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０と通信する制御コントローラ２９を備えている。回転部１５と本体部２０ａとは、スリップリング（slip ring）３０を介して電気的に接続されている。

図２は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置における被曝線量計算処理に係る部分の機能ブロック図である。

本実施形態によるＸ線ＣＴ装置は、図２に示すように、スキャン条件設定部１０１、被曝線量計算部１０２、および画像表示制御部１０３を備えている。

スキャン条件設定部１０１は、操作者の操作に応じて、本スキャンに用いる所望のスキャン条件を設定する。スキャン条件としては、撮影部位、スキャン範囲、Ｘ線管の管電圧、管電流、ガントリ１回転時間、スキャンモード（scan mode）などが挙げられる。スキャンモードがヘリカルモードの場合にはヘリカルピッチ、自動露出機構を用いる場合には画像ノイズ（noise）の指標値などもこのスキャン条件に含まれる。なお、これらのスキャン条件から、撮影対象に対して本スキャンを行う際の、設定管電圧set_KVと、管電流とＸ線照射時間との積である設定線量set_mAsが定まる。撮影部位は、例えば、「頭部／小児」、「体部」などから選択するものとする。

被曝線量計算部１０２は、設定された所望のスキャン条件に基づいて、撮影対象の被曝線量を計算する。本例では、従来ＣＴＤＩ値conv_CTDI、従来ＤＬＰ値conv_DLP、体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDI、および体表面ＤＬＰ相当値skin_DLPである計４種類の被曝線量を計算する。

以下、被曝線量計算部１０２による計算処理について詳しく説明する。

被曝線量計算部１０２は、従来ＣＴＤＩ値conv_CTDIの計算に用いる従来基準被曝線量conv_ref_Doseに係る第１のテーブルＴ１と、体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIの計算に用いる体表面基準被曝線量skin_ref_Doseに係る第２のテーブルＴ２とを記憶している。

図３に、第１および第２のテーブルの一例を示す。

第１のテーブルＴ１が表す従来基準被曝線量conv_ref_Doseは、線量（ｍＡｓ）が所定の基準線量ref_mAsであるスキャン条件下で、標準ファントムに対してＸ線管１回転分のスキャンを行ったときに得られたＣＴＤＩｗ値である。

図４に、標準ファントムおよびＸ線センサの一例を示す。図４（ａ）は標準ファントムを軸方向に見た図、図４（ｂ）は斜視図である。標準ファントム５０は、例えばアクリル（acrylic）製であり、図４に示すように、円柱形状を有している。また、標準ファントム５０には、その中心部Ａと、その表面付近にある深部Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとに円柱軸方向に沿った測定用の穴が設けられている。ＣＴＤＩｗ値を求めるためのＸ線線量の測定は、通常、これら中心部Ａや深部Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの穴に、長さ１００ｍｍの電離箱である棒状のＸ線センサ５１を差し込んで、標準ファントム５０におけるスキャン位置Ｚｓをスキャンすることにより行われる。

標準ファントム５０には、主に、直径１６ｃｍの頭部ファントムと、直径３２ｃｍの体部ファントムの２種類がある。標準ファントム５０の深部の位置としては、その表面から０．５ｃｍ以上、２ｃｍ以下の所定の深さの位置を考えることができるが、最も一般的なのは、表面から１ｃｍの深さの位置である。

従来基準被曝線量conv_ref_Dose、すなわちＣＴＤＩｗ値は、標準ファントム５０の中心と表面の近傍位置とにおいて測定されたＸ線線量を基に求めることができ、次式のように定義される。
（数１）
従来基準被曝線量conv_ref_Dose
＝ＣＴＤＩｗ＝１／３ＣＴＤＩ_100,center＋２／３ＣＴＤＩ_100,edge,ave （１）

ここで、ＣＴＤＩ_100,centerは、標準ファントム５０の中心部Ａに棒状のＸ線センサ５１を挿入して測定された単位スライス厚当たりのＸ線線量である。また、ＣＴＤＩ_100,edge,aveは、標準ファントム５０の表面付近の測定位置である深部Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに棒状のＸ線センサ５１を挿入して測定された単位スライス厚当たりのＸ線線量の平均値である。

第１のテーブルＴ１は、図３に示すように、標準ファントムの種類すなわちサイズ（size）と、この標準ファントム５０をスキャンするときの管電圧との組合せによる条件と、その条件下で求められた従来基準被曝線量conv_ref_Doseとを、その条件ごとに対応付けて表したものである。

一方、体表面基準被曝線量skin_ref_Doseは、線量（ｍＡｓ）が基準線量ref_mAsであるスキャン条件下で、標準ファントム５０に対してＸ線管１回転分のスキャンを行ったときに得られた、標準ファントム５０の表面付近に対応するＣＴＤＩ相当値である。

この体表面基準被曝線量skin_ref_Doseを求めるためのＸ線線量の測定は、標準ファントム５０の表面付近の測定位置である深部の穴に棒状のＸ線センサ５１を差し込んで、標準ファントムをスキャンすることにより行われる。

第２のテーブルＴ２が表す体表面基準被曝線量skin_ref_Doseは、標準ファントム５０の表面付近の測定位置“のみ”において測定されたＸ線線量を基に求められるもので、本例では、次式のように定義する。
（数２）
体表面基準被曝線量skin_ref_Dose＝ＣＴＤＩ_100,edge （２）

ここで、ＣＴＤＩ_100,edgeは、標準ファントム５０の表面付近の測定位置である深部において、長さ１００ｍｍの電離箱による棒状のＸ線センサ５１を用いて測定されたＸ線線量である。ただし、ここでのＣＴＤＩ_100,edgeには、標準ファントム５０の表面付近の測定位置であって、測定されるＸ線線量が実質的に最大となる位置において測定されたものを用いることが望ましい。

例えば、図５に示すように、標準ファントム５０をクレードル１２上に載置してスキャンを行う場合には、Ｘ線８１はクレードル１２を通るときに強度が減弱するので、Ｘ線管２１が最も近づく位置、すなわち標準ファントム５０の最上の測定位置にある深部ＢにＸ線センサ５１を挿入して測定されたものを用いるようにする。これにより、体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIとして、標準ファントム５０の表面付近に対応する被曝線量のうち最大の被曝線量を求めることができ、撮影対象に対する被曝の過小評価を防ぐことができる。

第２のテーブルＴ２は、図３に示すように、標準ファントム５０の種類（サイズ）と、この標準ファントム５０をスキャンするときの管電圧との組合せによる条件と、その条件で求められた体表面基準被曝線量skin_ref_DOSEとを、その条件ごとに対応付けて表したものである。

このように、被曝線量計算部１０２は、線量（ｍＡｓ）が基準線量ref_mAsであるスキャン条件下で標準ファントム５０をスキャンして求められた基準被曝線量を、そのときの管電圧、標準ファントムの種類、および、Ｘ線線量測定場所（中心＆表面／表面のみ）ごとに記憶している。

被曝線量計算部１０２は、まず、第１および第２のテーブルＴ１，Ｔ２に登録されている条件の中から、設定管電圧set_KVと同じか最も近い管電圧と、設定撮影部位set_objと大きさが近い方の標準ファントムの種類（サイズ）との組合せによる条件を特定する。次に、第１のテーブルＴ１を参照して、その特定された条件に対応する従来基準被曝線量conv_ref_Doseを読み出す。そして、この読み出された従来基準被曝線量conv_ref_Doseに、（設定線量set_mAs／基準線量ref_mAs）で表されるファクタ（factor）を乗じることにより、従来ＣＴＤＩ値conv_CTDIを算出する。
（数３）
従来ＣＴＤＩ値conv_CTDI＝conv_ref_Dose・（set_mAs／ref_mAs） （３）

また、被曝線量計算部１０２は、第２のテーブルＴ２を参照して、上記の特定された条件に対応する体表面基準被曝線量skin_ref_Doseを読み出す。そして、この読み出された従来基準被曝線量skin_ref_Doseに、（設定線量set_mAs／基準線量ref_mAs）で表されるファクタを乗じることにより、体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIを算出する。
（数４）
体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDI＝skin_ref_Dose・（set_mAs／ref_mAs） （４）

なお、スキャンモードとしてヘリカルモードが設定されている場合には、数式（３），（４）で算出された値を、さらにヘリカルピッチｈｐで除することにより、従来ＣＴＤＩ値conv_CTDI、体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIをそれぞれ求める。ヘリカルピッチｈｐは、Ｘ線管１回転当たりにおける、被検体のＸ線管２１に対する相対移動距離とＸ線ビーム幅との比である。また、スキャンモードとして可変ピッチヘリカルモードが設定されている場合には、数式（３），（４）で算出された値を、さらに時間加重加算によるヘリカルピッチ換算値ｈｐ′で除することにより、従来ＣＴＤＩ値conv_CTDI、体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIをそれぞれ求める。

また、被曝線量計算部１０２は、算出された従来ＣＴＤＩ値conv_CTDIおよび体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIに、設定されたスキャン範囲の幅Ｌを乗じることにより、従来ＤＬＰ値conv_DLPおよび体表面ＤＬＰ相当値skin_DLPをそれぞれ求める。

画像表示制御部１０３は、必要に応じて種々の画像や情報を画面に表示するよう、モニタ６を制御する。本例では、画像表示制御部１０３は、被曝線量計算部１０２により計算された被曝線量を、モニタ６の画面に表示させる。

これより、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置における動作について説明する。

図６は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置における被曝線量計算処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ（step）Ｓ１では、操作者が、予め取得された被検体のスカウト（scout）像を参照しながらスキャン条件を入力する。スキャン条件設定部１０１は、入力されたスキャン条件を、本スキャンのスキャン条件として設定する。設定されるスキャン条件には、撮影部位、スキャン範囲、Ｘ線管の管電圧、管電流、スキャンモードなどが含まれる。これにより、設定管電圧set_KVや設定線量set_mAsなどが定まる。

ステップＳ２では、被曝線量計算部１０２が、設定管電圧set_KVと同じか最も近い管電圧と、設定撮影部位set_objと大きさが近い方の標準ファントムの種類（サイズ）との組合せによる条件を特定する。

ステップＳ３では、被曝線量計算部１０２が、第１のテーブルＴ１を参照して、その特定された条件に対応する従来基準被曝線量conv_ref_Doseを読み出す。

ステップＳ４では、被曝線量計算部１０２が、この読み出された従来基準被曝線量conv_ref_Doseに、（設定線量set_mAs／基準線量ref_mAs）で表されるファクタを乗じることにより、従来ＣＴＤＩ値conv_CTDIを算出する。スキャンモードがヘリカルモードや可変ピッチヘリカルモードである場合には、ヘリカルピッチｈｐやヘリカルピッチ換算値ｈｐ′を考慮して算出する。

ステップＳ５では、被曝線量計算部１０２が、第２のテーブルＴ２を参照して、その特定された条件に対応する体表面基準被曝線量skin_ref_Doseを読み出す。

ステップＳ６では、被曝線量計算部１０２が、この読み出された体表面基準被曝線量skin_ref_Doseに、（設定線量set_mAs／基準線量ref_mAs）で表されるファクタを乗じるこ
とにより、体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIを算出する。スキャンモードがヘリカルモードや可変ピッチヘリカルモードである場合には、ヘリカルピッチｈｐやヘリカルピッチ換算値ｈｐ′を考慮して算出する。

ステップＳ７では、被曝線量計算部１０２が、算出された従来ＣＴＤＩ値conv_CTDIおよび体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIに、設定されたスキャン範囲の幅Ｌを乗じることにより、従来ＤＬＰ値conv_DLPおよび体表面ＤＬＰ相当値skin_DLPをそれぞれ求める。

ステップＳ８では、画像表示制御部１０３が、被曝線量計算部１０２により計算された被曝線量を、モニタ６の画面に表示させる。

図７に、算出された被曝線量の表示例を示す。

このような第１の実施形態によれば、被曝線量が実質的に最大となる、撮影対象の表面またはその近傍に対応する被曝線量を算出することができ、撮影対象のより正確な被曝評価を可能にする情報を提供することができる。

なお、被曝線量の現行の提供方法は、国際電気標準会議（IEC: International Electro technical Commission）６０６０１により定められているが、このような、撮影対象の表面に対応する被曝線量の情報を提供するという内容は規定されていない。

しかしながら、撮影対象の表面に対応する被曝線量は、撮影対象における実施的な最大被曝線量を表し、かつ、放射線感受性の高い部位が存在する位置に対応する被曝線量を表すものである。そのため、本実施形態により提供される被曝線量の情報は、撮影対象の被曝評価を行う上で非常に価値が高い。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、体表面ＣＴＤＩ相当値skin_CTDIを計算する際に、長さ１００ｍｍの電離箱による棒状のＸ線センサを用いて測定されたＸ線線量を用いている。この場合、計算された被曝線量は、ｚ方向に平均化されており、被曝線量のｚ方向の分布は考慮されていない。

本例では、被曝線量のｚ方向の分布も考慮し、体表面ＣＴＤＩ相当値として、標準ファントム５０の表面付近に対応する被曝線量のうち最大の被曝線量を、より精度よく計算できるようにする。

一般的に、長さ１００ｍｍの電離箱による棒状のＸ線センサ（例えば、RadCal社製放射線モニタRadcal9015）は、その出力から得られる線量値の精度は高いが、線量のｚ方向の分布までは測定が難しいという性質がある。一方、半導体による小型のＸ線センサ（例えば、RTI社製Ｘ線アナライザBarracuda）は、その出力から得られる線量値の精度は落ちるが、線量に対する線形性がよいという性質があり、線量のｚ方向の分布の測定には適している。

そこで、本例では、これらのＸ線センサのそれぞれの利点を活かし、体表面基準被曝線量skin_ref_Doseを、以下のように定める。

まず、線量（ｍＡｓ）が基準線量ref_mAsであるスキャン条件下で、標準ファントム５０に対してＸ線管１回転分のスキャンを行い、標準ファントム５０の表面付近の測定位置におけるＸ線線量Ｖを測定する。Ｘ線線量Ｖの測定は、標準ファントム５０の最上の測定位置である深部Ｂに、長さ１００ｍｍの電離箱による棒状のＸ線センサ５１を挿入して行う。

また、被曝線量のｚ方向での最大値を求めるため、同じ標準ファントムに対して当該スキャンと同じＸ線ビーム幅でＸ線照射を行い、当該表面付近の測定位置と同じ位置におけるｚ方向の線量プロファイルＰＦを測定する。

例えば、標準ファントム５０の表面付近の測定位置の深部Ｂに、線量を検出する小型の半導体センサを挿入し、クレードル１２に載置する。Ｘ線管２１は、ビュー角度０度つまり最上に配置する。そして、クレードル１２を少しずつｚ方向に移動させながら、Ｘ線管２１からその標準ファントム５０に対するＸ線ビーム照射を繰り返し行い、半導体センサの出力をサンプリング（sampling）する。サンプリングした値は、横軸をｚ方向の座標とするグラフにプロットする。これにより、図８に示すような線量プロファイルＰＦが求められる。

なお、線量プロファイルＰＦを精度よく求めるには、サンプリングするｚ方向の間隔を、十分小さくする必要があり、例えば、０．５ｍｍ以内である。また、線量プロファイルＰＦは、例えば、Ｘ線ビームの中心からｚ方向に±５ｃｍ分で、計１０ｃｍ分を測定する。

また、線量プロファイルＰＦは、Ｘ線管２１を、互いに異なる複数のビュー角度に変えて、その都度、上記の方法で測定された線量プロファイルを平均化したものとしてもよい。

線量プロファイルＰＦが測定できたら、図９に示すように、これをそのピーク線量値が１になるように正規化して、正規化済み線量プロファイルＰＦnormを生成し、この正規化済み線量プロファイルＰＦnormのプロファイル面積Ｓnormを求める。

（数５）
Ｓnorm＝Σｗ・Ｄ（Ｚ） （５）

ここで、ｗは、ｚ方向のサンプリング間隔（単位はｃｍ）、Ｄ（Ｚ）は、正規化済み線量プロファイルＰＦnormにおける座標ＺでのＸ線線量（相対値）である。

ところで、先に測定したＸ線線量Ｖは、ｚ方向に分布したＸ線線量を積分した値であるから、図１０に示すように、Ｘ線線量Ｖは、線量プロファイルＰＦの面積と一致する。したがって、面積標準ファントム５０の表面に対応する被曝線量のうちｚ方向においても最大となる被曝線量（以下、ｚ方向最大表面被曝線量という）をＺＰＳＤとすると、次の関係が成り立つ。

（数６）
ＺＰＳＤ：Ｖ＝１：Ｓnorm （６）
そこで、Ｘ線線量Ｖをプロファイル面積Ｓnormで除して、ｚ方向最大表面被曝線量ＺＰＳＤを求める。

（数７）
ｚ方向最大表面被曝線量ＺＰＳＤ＝Ｖ／Ｓnorm （７）

本例では、このｚ方向表面最大被曝線量ＺＰＳＤを、体表面基準被曝線量skin_ref_Doseとする。
（数８）
体表面基準被曝線量skin_ref_Dose＝ｚ方向表面最大被曝線量ＺＰＳＤ （８）

このような第２の実施形態によれば、体表面基準被曝線量を求める際に、標準ファントム５０の表面付近に対応する被曝線量のｚ方向の分布も考慮して求めているので、体表面に対応する被曝線量のうち実質的に最大となる被曝線量としての体表面ＣＴＤＩ相当値を、より精度よく求めることができる。

（第３の実施形態）
撮影対象は、通常、撮影テーブル１０のクレードル１２上に載置される。そして、Ｘ線は、クレードル１２を通過する際に強度が減弱する。つまり、撮影対象の表面のうち、Ｘ線がクレードル１２を通過しないで直接照射される上側の表面は、被曝線量が最も高くなる。

スキャンタイプが、図５に示すように、Ｘ線８１を３６０度分照射するスキャン、すなわちフルスキャンである場合には、Ｘ線８１は撮影対象（標準ファントム５０や被検体４０）の上側の表面に必ず照射される。そのため、この場合には、撮影対象の表面付近に対応する被曝線量のうち最大となる被曝線量は、上側の表面付近に対応する被曝線量となり、スキャンを開始するビュー角度によらない。

しかしながら、スキャンタイプが、図１１に示すように、Ｘ線を３６０度未満分照射するパーシャルスキャン、例えば、ハーフスキャン（half scan）やセグメントスキャン（segment scan）などである場合には、スキャンを行うビュー角度範囲によっては、Ｘ線８１は撮影対象（標準ファントム５０や被検体４０）の上側の表面付近に照射されるとは限らない。そのため、この場合には、撮影対象の表面付近に対応する被曝線量のうち最大となる被曝線量は、スキャンを行うビュー角度範囲に依存する。

そこで、本例では、スキャンタイプがＸ線８１を３６０度未満分照射するスキャンである場合には、スキャンを行うビュー角度範囲を考慮して、被曝線量を求めるようにする。

例えば、第１の実施形態をベース（base）に考えてみる。スキャンタイプとして、フルスキャンとハーフスキャンのいずれかを設定するものとする。また、フルスキャン用の体表面基準被曝線量と、ハーフスキャン用の体表面基準被曝線量とを用意する。

フルスキャン用の体表面基準被曝線量は、線量（ｍＡｓ）が基準線量ref_mAsであるスキャン条件下で、標準ファントム５０に対してフルスキャンを行ったときに、標準ファントム５０の最上の測定位置において測定されたＸ線線量である。

一方、ハーフスキャン用の体表面基準被曝線量は、線量（ｍＡｓ）が基準線量ref_mAsであるスキャン条件下で、標準ファントム５０に対して、所定のビュー角度から開始するハーフスキャンを行ったときに、標準ファントム５０の表面付近の測定位置であって被曝線量が最大となる位置において測定されたＸ線線量である。この被曝線量が最大となる位置は、理論的に求めてもよいし、実際に複数の位置で測定を行って求めてもよい。なお、このハーフスキャン用の体表面基準被曝線量は、ハーフスキャンを開始するビュー角度ごとに複数求める。

そして、このようなフルスキャン用の体表面基準被曝線量と、ハーフスキャンを開始するビュー角度ごとに求められた複数のハーフスキャン用の体表面基準被曝線量とを、標準ファントムの種類（サイズ）、管電圧ごとに求めて用意しておく。

あとは、スキャン条件として設定されたスキャンタイプ、管電圧、撮影部位と、スキャンの開始が予定されるビュー角度とによる条件に対応する体表面基準被曝線量を読み出し、これに設定線量（ｍＡｓ）に応じたファクタを乗じて、体表面被曝線量を算出する。

なお、上記のハーフスキャン用の体表面基準被曝線量として、ハーフスキャンを開始するビュー角度を変えて測定された複数のＸ線線量を平均化したものを用いてもよい。この方法は、スキャンの開始が予定されるビュー角度が不明の場合、あるいは、考慮しない場合に有効である。

このような第３の実施形態によれば、スキャンタイプがＸ線を３６０度未満分照射するパーシャルスキャンである場合にも、適正な体表面被曝線量を求めることができる。

なお、発明の実施形態は、上記の各実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

例えば、基準被曝線量を求める際に用いるファントムは、現在の主流であるアクリル製の円柱状標準ファントムに限定されず、これ以外の材質、形状のファントムであってもよい。また、ファントムの種類も、直径１６ｃｍ、直径３２ｃｍの２種類に限定されず、他のサイズ、３種類以上であってもよい。

また例えば、ファントムの表面付近に対応するＸ線線量を測定する方法は、Ｘ線センサをファントムの表面付近の測定位置である深部に配置する方法に限定されず、Ｘ線センサをファントムの表面に接するように配置する方法を用いてもよい。

また例えば、上記の実施形態では、被曝線量として、単位スライス幅当たりの被曝線量を表すＣＴＤＩ値あるいはＣＴＤＩ相当値や、１検査全体の被曝線量を表すＤＬＰ値あるいはＤＬＰ相当値を算出・表示することを想定しているが、他の規定による値で算出・表示するようにしてもよい。

また、発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に代表される放射線撮影装置に限定されず、放射線撮影装置を構成するコンピュータを、上記の被曝線量計算部１０２として機能させるプログラムやこれを記憶する記憶媒体もまた実施形態の一例である。

１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
５ データ収集バッファ
６ モニタ
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
１２ クレードル
１５ 回転部
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線管
２２ Ｘ線コントローラ
２３ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２５ データ収集装置
２６ 回転部コントローラ
２９ 制御コントローラ
３０ スリップリング
４０ 被検体
５０ 標準ファントム
５１ Ｘ線センサ
８１ Ｘ線
１００ Ｘ線ＣＴ装置
１０１ スキャン条件設定部
１０２ 被曝線量計算部（計算手段）
１０３ 画像表示制御部

Claims (20)

1. 撮影対象の表面付近に対応する被曝線量を表示する放射線断層撮影装置。
2. ファントムに対する放射線照射を行ったときに前記ファントムの表面付近の測定位置のみにおいて測定された放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する計算手段を備えた請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
3. 前記計算手段は、ファントムに対する放射線照射を行ったときに、前記ファントムの表面付近の測定位置であって放射線線量が実質的に最大となる位置において測定された放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
4. 前記ファントムは、撮影テーブルの天板上に載置されており、
   前記放射線が実施的に最大となる位置は、放射線源が最も近づく位置である請求項３に記載の放射線断層撮影装置。
5. 前記計算手段は、前記ファントムに対するスキャンを行ったときに前記表面付近の測定位置において測定された第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
6. 前記計算手段は、前記ファントムに対するスキャンを行ったときに前記表面付近の測定位置において測定された放射線線量を、前記ファントムに対して該スキャンと同じ放射線ビーム幅で放射線照射を行ったときに該測定位置において測定された放射線ビーム幅方向の線量プロファイルをそのピーク線量値で正規化したときのプロファイル面積で除して成る第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
7. 前記線量プロファイルは、放射線源を互いに異なる複数のビュー角度に配置して放射線照射を行ったときに測定された複数の線量プロファイルを平均化したプロファイルである請求項６に記載の放射線断層撮影装置。
8. 前記計算手段は、所望のスキャン条件としてヘリカルスキャンが設定されている場合に、前記第１の放射線線量をヘリカルピッチで除して成る放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
9. 前記計算手段は、所望のスキャン条件として可変ピッチヘリカルスキャンが設定されている場合に、前記第１の放射線線量を時間加重平均によるヘリカルピッチ換算値で除して成る放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
10. 前記計算手段は、所望のスキャン条件として、放射線を３６０度未満分照射するパーシャルスキャンが設定されている場合に、前記パーシャルスキャンが行われるビュー角度範囲に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
11. 前記計算手段は、所望のスキャン条件として、放射線を３６０度未満分照射するパーシャルスキャンが設定されている場合に、前記ファントムに対するスキャンとして、前記パーシャルスキャンを行ったときに得られる前記第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
12. 前記計算手段は、所望のスキャン条件として、放射線を３６０度未満分照射するパーシャルスキャンが設定されている場合に、前記ファントムに対するスキャンとして、互いに異なる複数のビュー角度範囲においてパーシャルスキャンを行ったときに得られる複数の前記第１の放射線線量を平均化した放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
13. 前記ファントムに対するスキャンは、放射線を３６０度分照射するフルスキャンである請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
14. 前記ファントムは、アクリル製であり、直径１６ｃｍまたは３２ｃｍの円柱形状を有しており、
    前記表面付近の測定位置は、前記表面から０．５ｃｍ以上、２ｃｍ以下の深さの位置である請求項２から請求項１３のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
15. ファントムに対する放射線照射を行ったときに前記ファントムの表面付近の測定位置のみにおいて測定された放射線線量に基づいて、放射線断層撮影装置により撮影される撮影対象の被曝線量を計算する被曝線量計算方法。
16. 前記ファントムに対するスキャンを行ったときの前記表面付近の測定位置における第１の放射線線量を測定しておき、該第１の放射線線量に基づいて前記被曝線量を計算する請求項１５に記載の被曝線量計算方法。
17. 前記ファントムに対するスキャンを行ったときの前記表面付近の測定位置における放射線線量と、前記ファントムに対して該スキャンと同じ放射線ビーム幅で放射線照射を行ったときの該測定位置における放射線ビーム幅方向の線量プロファイルをそのピーク線量値で正規化したときのプロファイル面積とを測定しておき、前記表面付近の測定位置における放射線線量を前記プロファイル面積で除して成る第１の放射線線量に基づいて前記被曝線量を計算する請求項１５に記載の被曝線量計算方法。
18. コンピュータを、
    ファントムに対する放射線照射を行ったときに前記ファントムの表面付近の測定位置のみにおいて測定された放射線線量に基づいて、放射線断層撮影装置により撮影される撮影対象の被曝線量を計算する計算手段として機能させるためのプログラム。
19. 前記計算手段は、前記ファントムに対するスキャンを行ったときに前記表面付近の測定位置において測定された第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項１８に記載のプログラム。
20. 前記計算手段は、前記ファントムに対するスキャンを行ったときに前記表面付近の測定位置において測定された放射線線量を、前記ファントムに対して該スキャンと同じ放射線ビーム幅で放射線照射を行ったときに該測定位置において測定された放射線ビーム幅方向の線量プロファイルをそのピーク線量値で正規化したときのプロファイル面積で除して成る第１の放射線線量に基づいて、前記被曝線量を計算する請求項１８に記載のプログラム。

Images