JP2022001878A - Irradiation time evaluation device, irradiation time evaluation method, and computer program for irradiation time evaluation - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、放射線の線量を評価する技術に関し、特に、放射線の照射時間を評価する技術に関する。 The present invention relates to a technique for evaluating a radiation dose, and more particularly to a technique for evaluating a radiation irradiation time.
X線断層撮影装置等では、散乱したX線(散乱線)がX線断層撮影された画像に影響を与えるため、X線断層撮影装置の特定の場所における散乱線の線量率を測定し、X線断層撮影装置の性能を評価することが行われている。このような特定の場所における散乱線の線量率は、X線断層撮影装置においてX線管とX線検出装置とが格納されたガントリーを回転させることにより変化するため、散乱線の測定には、高い時間分解能(0.1〜0.5ms)で線量率の時間変化を測定することが可能なリアルタイム線量計が使用されている。しかしながら、一般的に、リアルタイム線量計は、高価であるばかりでなく、ノイズの影響を受けやすく、線量率が低い場合には測定そのものが困難となる。 In X-ray tomography equipment, scattered X-rays (scattered rays) affect the image taken by X-ray tomography, so the dose rate of scattered rays at a specific location of the X-ray tomography equipment is measured and X The performance of line tomography equipment is being evaluated. Since the dose rate of scattered rays at such a specific place changes by rotating the gantry in which the X-ray tube and the X-ray detector are housed in the X-ray tomography device, the scattered rays can be measured. Real-time dosimeters capable of measuring time-dependent changes in dose rate with high time resolution (0.1 to 0.5 ms) are used. However, in general, real-time dosimeters are not only expensive, but also susceptible to noise, which makes measurement itself difficult when the dose rate is low.
そこで、放射線の線量率をより手軽に測定するための技術が提案されている。例えば、特許文献2では、放射線の線量率をより手軽に測定するため、イメージセンサを備える携帯電話において、イメージセンサにより得られる画像マトリックスから線量率を計算することが提案されている。 Therefore, a technique for measuring the dose rate of radiation more easily has been proposed. For example, in Patent Document 2, in order to measure the dose rate of radiation more easily, it is proposed to calculate the dose rate from an image matrix obtained by an image sensor in a mobile phone provided with an image sensor.
しかしながら、特許文献2に記載された方法では、線量率の時間分解能が、画像マトリックスが取得されるフレームレートによって決定されるため、放射線の照射時間の時間分解能を十分に高くすることが困難である。 However, in the method described in Patent Document 2, since the time resolution of the dose rate is determined by the frame rate at which the image matrix is acquired, it is difficult to sufficiently increase the time resolution of the irradiation time of radiation. ..
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、動画を用いて放射線の照射時間を評価する際において、時間分解能をより高くする技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the time resolution when evaluating the irradiation time of radiation using moving images.
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 In order to achieve at least a part of the above object, the present invention can be realized as the following form or application example.
[適用例1]
線量率が一定の放射線が照射された時間を測定するために前記放射線が照射された時間を評価する照射時間評価装置であって、前記放射線が照射される可能性がある環境において撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生部と、再生された前記動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された前記放射線の線量を算出する線量算出部と、前記フレーム画像に対応するフレームのそれぞれにおいて前記線量算出部で算出された前記放射線の線量であるフレーム線量に基づいて前記放射線の照射時間を算出する照射時間算出部と、を備え、前記線量算出部は、前記放射線が照射されることにより発生した前記フレーム画像中のスポットの数に対応し、前記フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得部と、前記画像特性値を前記線量に換算する線量換算部と、を有しており、前記照射時間算出部は、前記フレーム線量が一定の基準線量である定線量期間の長さ、前記基準線量と前記定線量期間の直前のフレームにおけるフレーム線量とに基づいて前記フレームの時間的長さであるフレーム間隔を補正した開始フレーム照射時間、および、前記基準線量と前記定線量期間の直後のフレームにおけるフレーム線量とに基づいて前記フレーム間隔を補正した停止フレーム照射時間を合算することにより、前記放射線の照射時間を算出する、照射時間評価装置。
[Application Example 1]
An irradiation time evaluation device that evaluates the time of irradiation to measure the time of irradiation with a constant dose rate, and is an image taken in an environment where the radiation may be irradiated. The moving image reproduction unit that reproduces the moving image recorded in the recording unit, the dose calculation unit that calculates the dose of the irradiated radiation by analyzing the frame image constituting the reproduced moving image, and the frame image. Each of the corresponding frames includes an irradiation time calculation unit that calculates the irradiation time of the radiation based on the frame dose that is the dose of the radiation calculated by the dose calculation unit, and the dose calculation unit includes the radiation. The image characteristic value acquisition unit that acquires the image characteristic value representing the characteristic of the frame image corresponding to the number of spots in the frame image generated by the irradiation, and the image characteristic value is converted into the dose. It has a dose conversion unit, and the irradiation time calculation unit has a length of a constant dose period in which the frame dose is a constant reference dose, and a frame dose in the frame immediately before the reference dose and the constant dose period. The frame interval was corrected based on the start frame irradiation time in which the frame interval, which is the time length of the frame, was corrected based on the above, and the reference dose and the frame dose in the frame immediately after the constant dose period. An irradiation time evaluation device that calculates the irradiation time of the radiation by adding up the stop frame irradiation times.
この適用例によれば、線量率が一定の放射線が照射される場合において、定線量期間の直前および直後のフレームにおける照射時間を基準線量とフレーム線量とに基づいて補正することにより、フレーム間隔よりも高い時間分解能で放射線の照射時間を評価することができる。 According to this application example, when radiation with a constant dose rate is irradiated, the irradiation time in the frame immediately before and after the constant dose period is corrected based on the reference dose and the frame dose, so that the frame interval is used. It is possible to evaluate the irradiation time of radiation with high time resolution.
[適用例2]
前記画像特性値取得部は、前記画像特性値として前記フレーム画像中のスポットを計数するスポット計数部を有する、適用例1記載の照射時間評価装置。
[Application example 2]
The irradiation time evaluation device according to Application Example 1, wherein the image characteristic value acquisition unit has a spot counting unit that counts spots in the frame image as the image characteristic value.
この適用例によれば、フレーム画像中のスポットを直接計数することにより、フレーム線量の測定精度をより高くすることができるので、照射時間の評価精度をより高くすることができる。 According to this application example, by directly counting the spots in the frame image, the measurement accuracy of the frame dose can be further improved, so that the evaluation accuracy of the irradiation time can be further improved.
[適用例3]
適用例1記載の照射時間評価装置であって、前記動画記録部に記録された前記動画は、外部光が入射し得る状態で撮影されており、前記画像特性値取得部は、前記フレーム画像を平滑化した平滑化画像を生成する平滑化画像生成部と、前記フレーム画像から前記平滑化画像を減算した差分画像を生成する差分画像生成部と、前記画像特性値として、前記差分画像の特性を表す差分画像特性値を取得する差分画像特性値取得部と、を有する、照射時間評価装置。
[Application example 3]
In the irradiation time evaluation device according to Application Example 1, the moving image recorded in the moving image recording unit is shot in a state where external light can be incident, and the image characteristic value acquiring unit captures the frame image. A smoothed image generation unit that generates a smoothed smoothed image, a difference image generation unit that generates a difference image obtained by subtracting the smoothed image from the frame image, and the characteristics of the difference image as the image characteristic values. An irradiation time evaluation device having a difference image characteristic value acquisition unit for acquiring a representative difference image characteristic value.
この適用例によれば、外部光が入射し得る状態で撮影されたフレーム画像を解析することにより、照射された放射線の線量が算出される。これにより、動画のフレーム画像とともに、当該フレーム画像に対応する時点の線量を確認できるので、より容易に、照射時間の評価時の状況を事後的に確認することができる。 According to this application example, the dose of the irradiated radiation is calculated by analyzing the frame image taken in a state where external light can be incident. As a result, the dose at the time corresponding to the frame image can be confirmed together with the frame image of the moving image, so that the situation at the time of evaluation of the irradiation time can be confirmed more easily after the fact.
[適用例4]
前記差分画像特性値取得部は、前記差分画像特性値として前記差分画像中のスポットを計数するスポット計数部を有する、適用例3記載の照射時間評価装置。
[Application example 4]
The irradiation time evaluation device according to Application Example 3, wherein the difference image characteristic value acquisition unit has a spot counting unit that counts spots in the difference image as the difference image characteristic value.
この適用例によれば、差分画像中のスポットを直接計数することにより、フレーム線量の測定精度をより高くすることができるので、照射時間の評価精度をより高くすることができる。 According to this application example, by directly counting the spots in the difference image, the measurement accuracy of the frame dose can be further improved, so that the evaluation accuracy of the irradiation time can be further improved.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、照射時間評価装置および照射時間評価方法、それらの装置あるいは方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。 The present invention can be realized in various aspects. For example, an irradiation time evaluation device and an irradiation time evaluation method, a computer program for realizing those devices or methods, a recording medium on which the computer program is recorded, a data signal embodied in a carrier including the computer program, etc. It can be realized in the embodiment of.
以下、本発明を実施するための形態を以下の順序で説明する。
A.第1実施形態:
A1.放射線の被曝管理:
A2.スマートフォンによる線量の測定:
A3.線量の算出:
A4.第1実施形態の実施例:
B.第2実施形態:
B1.線量の算出:
B2.第2実施形態の実施例:
B3.第2実施形態の変形例:
C.第3実施形態:
C1.線量率時間変化の測定:
C2.リアルタイム線量計との測定感度の比較:
C3.時間分解能の改善:
D.変形例:
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in the following order.
A. First Embodiment:
A1. Radiation exposure management:
A2. Measurement of dose with smartphone:
A3. Dose calculation:
A4. Example of the first embodiment:
B. Second embodiment:
B1. Dose calculation:
B2. Example of the second embodiment:
B3. Modification example of the second embodiment:
C. Third embodiment:
C1. Measurement of dose rate time change:
C2. Comparison of measurement sensitivity with real-time dosimeters:
C3. Improved time resolution:
D. Modification example:
A.第1実施形態:
A1.放射線の被曝管理:
図1は、本発明の第1実施形態を適用して放射線の被曝管理を行う様子を示す説明図である。図1の例において、放射線技師PRTは、寝台BED上に横臥した被験者PSJのX線断層撮影を準備するため、X線断層撮影装置CTSの横に立っている。このように、放射線技師PRTがX線断層撮影装置CTSの設置場所にいる場合、X線断層撮影装置CTSは、X線が照射されないように操作される。しかしながら、X線断層撮影装置CTSの操作ミス、あるいは、X線断層撮影装置CTSの誤作動等によって、放射線技師PRTがX線断層撮影装置CTSの設置場所にいるにもかかわらず、X線断層撮影装置CTSからX線が照射され、放射線技師PRTが被曝する可能性は零ではない。このような不測の事態による被曝の有無を確認するため、X線断層撮影装置CTSの設置場所等の放射線管理区域において業務を行う放射線診療従事者等(図1の例では、放射線技師PRT)については、個人ごとに一定期間内に被曝した線量(被曝線量)を管理すること(被曝管理)が義務づけられている。被曝線量の管理は、従来から、フィルムバッジ、熱ルミネッセンス線量計、光刺激ルミネセンス線量計、あるいは、半導体検出素子を用いた電子式線量計により、個人の被曝線量を測定することにより行われてきた。
A. First Embodiment:
A1. Radiation exposure management:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a state in which radiation exposure control is performed by applying the first embodiment of the present invention. In the example of FIG. 1, the radiologist PRT stands beside the X-ray tomography apparatus CTS in order to prepare for X-ray tomography of the subject PSJ lying on the bed BED. In this way, when the radiologist PRT is at the installation site of the X-ray tomography apparatus CTS, the X-ray tomography apparatus CTS is operated so as not to be irradiated with X-rays. However, due to an operation error of the X-ray tomography device CTS or a malfunction of the X-ray tomography device CTS, the radiologist PRT is at the installation site of the X-ray tomography device CTS, but the X-ray tomography is performed. The possibility that X-rays will be emitted from the device CTS and the radiologist PRT will be exposed is not zero. About radiation doctors (radiologist PRT in the example of Fig. 1) who work in the radiation controlled area such as the installation location of the X-ray tomography device CTS in order to confirm the presence or absence of radiation exposure due to such an unforeseen situation. Is obliged to manage the dose (exposure dose) exposed to each individual within a certain period (exposure management). Conventionally, radiation dose management has been performed by measuring an individual's radiation dose with a film badge, a thermoluminescence dosimeter, a photostimulated luminescence dosimeter, or an electronic dosimeter using a semiconductor detection element. rice field.
第1実施形態では、このような線量計に換えて、スマートフォンSPHを用いて、放射線技師PRTの被曝線量を測定している。図1に示すように、放射線技師PRTは、被曝線量を測定する線量測定装置として、被曝線量の測定機能を有するスマートフォンSPHを胸のポケットに入れている。スマートフォンSPHは、周囲の状況を撮影することが可能となるように、スマートフォンSPHのレンズLNSが露出した状態で保持されている。 In the first embodiment, instead of such a dosimeter, a smartphone SPH is used to measure the exposure dose of the radiologist PRT. As shown in FIG. 1, the radiologist PRT puts a smartphone SPH having an exposure dose measuring function in a chest pocket as a dosimetry device for measuring an exposure dose. The smartphone SPH is held in an exposed state so that the lens LNS of the smartphone SPH can be photographed so that the surrounding situation can be photographed.
A2.スマートフォンによる線量の測定:
図2は、スマートフォンSPHにおいて、線量測定機能を実現するための機能的な構成を示すブロック図である。
A2. Measurement of dose with smartphone:
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration for realizing a dosimetry function in a smartphone SPH.
図2に示すように、スマートフォンSPHには、その外面に露出するように、外部からの光(外部光)が入射するレンズLNSと、表示パネル102とが設けられている。また、スマートフォンSPHの筐体には、スマートフォンSPHの内外で音声が伝達されるよう2つの開口部APM,APSが設けられている。スマートフォンSPHの内部には、レンズLNSに入射した外部光が到達する撮像素子104、開口部APMを介して伝達された外部の音声を受けるマイクロフォン106、および、開口部APSを介して外部に音声を送出するスピーカ108が設けられている。
As shown in FIG. 2, the smartphone SPH is provided with a lens LNS to which light from the outside (external light) is incident so as to be exposed on the outer surface thereof, and a
このスマートフォンSPHは、表示パネル102、撮像素子104、マイクロフォン106、および、スピーカ108とのインターフェース、CPU、ROM、並びに、RAM等(いずれも図示しない)を有するコンピュータとして構成されている。線量測定機能を実現する機能部としての記録処理部110、動画記録部120および解析処理部130は、CPUがROMあるいはRAMに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
This smartphone SPH is configured as a computer having a
記録処理部110は、画像取得部112と、音声取得部114と、動画データ生成部116とを有している。画像取得部112は、フレームごとに、撮像素子104の受光面に結像した像を1枚の画像(フレーム画像)を表す画像データFIとして取得する。音声取得部114は、マイクロフォン106に到達した音声を表す音声データADを取得する。なお、画像データFIおよび音声データADは、それぞれ、画像および音声そのものを表すデータである。そのため、以下では、フレーム画像とフレーム画像を表す画像データFIとを区別することなく「フレーム画像FI」とも呼び、音声と当該音声を表す音声データADとを区別することなく「音声AD」とも呼ぶ。
The
動画データ生成部116は、画像取得部112が取得した複数のフレーム画像FIと、音声取得部114が取得した音声ADとを組み合せて、動画データMVを生成する。動画データMVは、フレーム画像FIと音声ADとを圧縮し、圧縮したデータを所定のコンテナフォーマットに格納することにより生成される。動画データ生成部116において生成された動画データMVは、動画記録部120に記録される。なお、動画データMVも動画そのものを表すデータであるので、以下では、動画と動画を表す動画データMVとを区別することなく「動画MV」とも呼ぶ。
The moving image
解析処理部130(図2)は、動画データ再生部132と、線量算出部134と、表示処理部136とを有している。動画データ再生部132は、動画記録部120に記録された動画データMVを読み込み、読み込んだ動画データMVに含まれる圧縮されたデータを伸長することにより、フレーム画像FIと音声ADを再生する。動画データ再生部132において再生されたフレーム画像FIは、線量算出部134と表示処理部136とに供給される。線量算出部134は、動画データ再生部132から供給されたフレーム画像FIを解析することにより、スマートフォンSPHに照射されたX線の線量を算出する。なお、フレーム画像FIから線量を算出する方法については、後述する。
The analysis processing unit 130 (FIG. 2) has a moving image
表示処理部136は、線量算出部134において算出された線量を取得し、線量(あるいは線量率)を視覚化して表す画像(線量表示画像)を生成する。なお、線量表示画像として、線量に換えて、あるいは、線量に加えて、線量の時間変化や線量の積算値を表す画像を生成するものとしても良い。
The
表示処理部136は、また、動画データ再生部132から供給されたフレーム画像FIに線量表示画像を重畳した表示画像DIを生成し、生成した表示画像DIを表示パネル102に供給する。動画データ再生部132において再生された音声ADは、スピーカ108に供給される。これにより、フレーム画像FI(すなわち、動画MVを表す動画画像)に同期して音声ADが再生されている状態で、スマートフォンSPHに照射された線量を確認することが可能となる。そのため、被曝が発生した場合、被曝発生時の状況を、動画MV(すなわち、フレーム画像FIと音声AD)を視聴することにより事後的に確認することができる。
The
なお、第1実施形態では、線量の算出に利用される動画MVには音声ADが含まれているが、音声ADを含まない動画を利用して線量の算出を行うものとしても良い。また、音声ADを含む動画MVを用いて線量の算出を行う場合において、音声ADの再生を省略することも可能である。このようにしても、動画画像を見ることにより、被曝が発生した場合における被曝発生時の状況を、事後的に確認することができる。但し、より被曝発生時の状況を正確に把握することができる点で、音声ADが含まれている動画MVを用いて線量の算出を行うのが好ましい。 In the first embodiment, the moving image MV used for calculating the dose includes the audio AD, but the moving image not including the audio AD may be used to calculate the dose. Further, when the dose is calculated using the moving image MV including the voice AD, it is possible to omit the reproduction of the voice AD. Even in this way, by viewing the moving image, it is possible to confirm the situation at the time of the exposure after the fact when the exposure occurs. However, it is preferable to calculate the dose using the moving image MV including the voice AD in that the situation at the time of exposure can be grasped more accurately.
A3.線量の算出:
図3は、スマートフォンSPHで撮影された動画を用いてX線線量を測定する様子を示す説明図であり、図1の例において、放射線技師PRTが所持するスマートフォンSPHにより撮影された動画におけるフレーム画像(撮影画像)を示している。
A3. Dose calculation:
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of measuring an X-ray dose using a moving image taken by a smartphone SPH, and in the example of FIG. 1, a frame image in a moving image taken by a smartphone SPH possessed by a radiologist PRT. (Shooted image) is shown.
図3(a)に示すように、X線断層撮影装置CTS(図1)からX線が照射されていない状態では、スマートフォンSPHで撮影された撮影画像は、レンズLNSから入射した光が撮像素子104(図2)の受光面に結像した像(背景)となる。このとき、X線断層撮影装置CTSからX線が照射されると、図3(b)に示すように、撮影画像中には、背景に重畳した状態で、輝度が高いスポット状のノイズ(以下、単に「スポット」と呼ぶ)が現れる。 As shown in FIG. 3A, in a state where X-rays are not emitted from the X-ray tomography apparatus CTS (FIG. 1), the captured image taken by the smartphone SPH is an image sensor in which the light incident from the lens LNS is taken. It becomes an image (background) formed on the light receiving surface of 104 (FIG. 2). At this time, when X-rays are emitted from the X-ray tomography apparatus CTS, as shown in FIG. 3 (b), spot-like noise having high brightness (hereinafter,) in the captured image in a state of being superimposed on the background. , Simply called a "spot") appears.
この撮影画像中に現れるスポットは、1フレームの間にスマートフォンSPHに照射されたX線の線量に応じて増減する。そのため、動画記録部120に格納された動画MVには、そのフレーム画像FI中のスポットの数として、スマートフォンSPHに照射されたX線の線量、すなわち、スマートフォンSPHを保持している放射線技師PRTが被曝したX線の線量が1フレームごとに記録されていることになる。そこで、図3(c)に示すように、動画MVのフレーム画像FI中に現れたスポット数をカウント(スポットを計数)することにより、1フレームごとに、スマートフォンSPHに照射されたX線の線量を算出し、スマートフォンSPHを保持する放射線技師PRTが被曝したX線の線量を測定することができる。
The spots appearing in this captured image increase or decrease according to the dose of X-rays applied to the smartphone SPH during one frame. Therefore, in the moving image MV stored in the moving
このように第1実施形態では、フレームごとに線量が測定されるので、特に言及しない限り、以下では、1フレームの間の線量を単に線量と呼ぶ。この1フレームの間の線量を、フレームの時間間隔(フレーム間隔)で除することにより、線量率を算出することができる。従って、線量と線量率とは、実質的に等価である。 As described above, in the first embodiment, the dose is measured for each frame. Therefore, unless otherwise specified, the dose during one frame is simply referred to as the dose. The dose rate can be calculated by dividing the dose during this one frame by the time interval (frame interval) of the frames. Therefore, the dose and the dose rate are substantially equivalent.
所望の期間に照射された線量は、フレームごとの線量を当該所望の期間に対応する複数のフレーム画像FIについて積算すること、あるいは、当該所望の期間に対応する複数のフレーム画像FIでカウントされたスポット数を積算し、積算されたスポット数(すなわち、複数のフレーム画像FIに含まれるスポット数)から算出することができる。また、線量率を算出する際に、予め設定された計測単位時間(例えば、1秒)に照射された線量を算出し、算出された線量を計測単位時間で除することも可能である。 The dose irradiated during the desired period was calculated by integrating the dose per frame for a plurality of frame image FIs corresponding to the desired period, or counting by a plurality of frame image FIs corresponding to the desired period. The number of spots can be integrated and calculated from the integrated number of spots (that is, the number of spots included in a plurality of frame image FIs). Further, when calculating the dose rate, it is also possible to calculate the dose irradiated in the preset measurement unit time (for example, 1 second) and divide the calculated dose by the measurement unit time.
図4は、線量算出部134(図2)において実行される線量の算出処理の流れを示すフローチャートである。なお、線量算出部134は、図4のフローチャートに示すように処理を行うので、フローチャートの各ステップS100〜S108に相当する機能部を有していると捉えることができる。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the dose calculation process executed by the dose calculation unit 134 (FIG. 2). Since the
ステップS102において、線量算出部134は、動画データ再生部132から取得されたフレーム画像FI中のスポット数のカウントを行う。スポット数は、例えば、フレーム画像FIにおいて輝度が2次元の極大値を取る点(極大点)を検出し、検出された極大点の数としてカウントされる。
In step S102, the
線量算出部134は、ステップS104において、フレーム画像FIの平均輝度を算出し、ステップS106において、平均輝度に基づいて、ステップS102でカウントされたスポット数を補正(補正スポット数を取得)する。このようにスポット数を補正することにより、フレーム画像FIの平均輝度が高くなるに従ってスポット数が低くカウントされることを抑制することができる。なお、スポット数をカウントするステップS102と、平均輝度を算出するステップS104とは、順序を入れ替えることも可能である。
The
図5は、フレーム画像FIの輝度(すなわち背景の輝度)がカウントされたスポット数に与える影響を示す説明図である。図5(a)は、スマートフォンSPHによりグレーチャートを撮影するとともに、スマートフォンSPHにX線を照射した際の1フレーム分の画像(フレーム画像FI)を示している。図5(a)に示すように、X線をスマートフォンSPHに照射することにより、フレーム画像FI中に、背景となるグレーチャートの画像に重畳してスポットが現れている。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the influence of the brightness of the frame image FI (that is, the brightness of the background) on the number of counted spots. FIG. 5A shows an image (frame image FI) for one frame when a gray chart is taken by the smartphone SPH and the smartphone SPH is irradiated with X-rays. As shown in FIG. 5A, by irradiating the smartphone SPH with X-rays, spots appear in the frame image FI superimposed on the background gray chart image.
図5(b)は、このグレーチャートの画像上において矩形の枠で囲んだ各領域において、平均輝度(背景輝度)Yと、カウントされたスポット数Nsとの関係を評価した結果を示している。図5(b)において、横軸および縦軸は、それぞれ、背景輝度Yおよびスポット数Nsを表している。 FIG. 5B shows the result of evaluating the relationship between the average luminance (background luminance) Y and the counted number of spots Ns in each region surrounded by a rectangular frame on the image of this gray chart. .. In FIG. 5B, the horizontal axis and the vertical axis represent the background luminance Y and the number of spots Ns, respectively.
図5(b)に示すように、背景輝度Yとスポット数Nsとの関係は、回帰直線により良好に表される。従って、補正後のスポット数Ns’は、背景輝度Yとスポット数Nsとに当てはめられた回帰直線に基づいて決定することができる。具体的にいえば、回帰直線が以下の数式(1)で表される場合、補正後のスポット数Ns’は、数式(2)を用いて算出される。なお、このような背景輝度Yとスポット数Nsとの関係は、スマートフォンSPHの機種ごとに実験的に求めればよい。
スポット数の補正の後、ステップS108(図4)において、線量算出部134は、補正後のスポット数を線量に換算する。このように、カウントされたスポット数および、補正後のスポット数は、いずれもフレーム画像FIから算出されるパラメータであるので、フレーム画像FIの特性を表す画像特性値ともいうことができる。また、カウントされたスポット数および補正後のスポット数は、いずれもスポット数そのものであるので、スポット数と対応付けられていることは自明である。
After correcting the number of spots, in step S108 (FIG. 4), the
図6は、線量率Rdと補正されたスポット数Ns’との関係を示すグラフである。図6において、横軸および縦軸は、それぞれ、線量率Rdおよび補正されたスポット数Ns’を表している。図6では、線量率Rdとして、スマートフォンSPHに近接して配置した校正用の線量計により測定した値を示している。図6に示すように、線量率Rdとスポット数Ns’との関係も、回帰直線により良好に表される。線量率Rdは、このように実験的に得られた回帰直線を用いて、スポット数Ns’から換算される。なお、線量率Rdが零より高い特定の値以下の領域でスポット数Ns’が零となっている(すなわち、回帰直線の切片が負である)のは、スマートフォンSPH(図1)のレンズLNSや筐体によりX線が吸収されたためと考えられる。このように、スポット数Ns’が零となる領域は、通常、不感帯あるいは不感領域と呼ばれる FIG. 6 is a graph showing the relationship between the dose rate Rd and the corrected number of spots Ns'. In FIG. 6, the horizontal axis and the vertical axis represent the dose rate Rd and the corrected number of spots Ns', respectively. FIG. 6 shows a value measured by a calibration dosimeter placed close to the smartphone SPH as the dose rate Rd. As shown in FIG. 6, the relationship between the dose rate Rd and the number of spots Ns'is also well represented by the regression line. The dose rate Rd is converted from the number of spots Ns'using the regression line experimentally obtained in this way. The number of spots Ns'is zero (that is, the intercept of the regression line is negative) in the region where the dose rate Rd is higher than zero and below a specific value is the lens LNS of the smartphone SPH (FIG. 1). It is probable that X-rays were absorbed by the housing and the housing. In this way, the region where the number of spots Ns'is zero is usually called a dead zone or a dead zone.
A4.第1実施形態の実施例:
第1実施形態の実施例として、背景の明るさを変え、フレーム画像FIのスポット数から算出された線量率(算出線量率)と、校正用の線量計により測定した線量率(実測線量率)とを比較した。具体的には、特定の照明条件の下、X線の照射を行いながらスマートフォンSPH(図1)により動画の撮影を行い、撮影された動画から上述のように線量率を算出した。また、動画の撮影と同時に、校正用の線量計をスマートフォンSPHに近接して配置し、動画撮影時の線量率を測定した。なお、背景の明るさは、照明装置の調光機能を利用して変更した。
A4. Example of the first embodiment:
As an example of the first embodiment, the brightness of the background is changed, the dose rate calculated from the number of spots in the frame image FI (calculated dose rate), and the dose rate measured by a calibration dosimeter (measured dose rate). And compared. Specifically, under specific lighting conditions, a moving image was taken with a smartphone SPH (FIG. 1) while irradiating with X-rays, and the dose rate was calculated from the taken moving image as described above. At the same time as shooting the moving image, a dosimeter for calibration was placed close to the smartphone SPH, and the dose rate at the time of shooting the moving image was measured. The brightness of the background was changed by using the dimming function of the lighting device.
図7は、実施例として、算出線量率と実測線量率とを比較した結果を示す説明図である。図7の写真は、線量率の算出に用いたフレーム画像を示している。図7のフレーム画像FIの下には、当該フレーム画像における、カウントされたスポット数(計数スポット数)、平均輝度、補正後のスポット数(補正スポット数)、算出線量率、実測線量率、および、実測線量率に対する算出線量率の誤差(算出誤差)を示している。図7に示すように、実測線量率が比較的低い状態(約20μGy/s)であるにもかかわらず、算出誤差は、十分に許容可能な±8%以内に収まっていることが確認できた。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the results of comparing the calculated dose rate and the measured dose rate as an example. The photograph of FIG. 7 shows a frame image used for calculating the dose rate. Below the frame image FI in FIG. 7, the number of counted spots (counting spots), average brightness, corrected number of spots (corrected spots), calculated dose rate, measured dose rate, and the measured dose rate in the frame image. , The error (calculation error) of the calculated dose rate with respect to the measured dose rate is shown. As shown in FIG. 7, it was confirmed that the calculation error was within a sufficiently acceptable ± 8% even though the measured dose rate was relatively low (about 20 μGy / s). ..
次いで、X線のエネルギーが測定感度に与える影響を評価した。具体的には、照射するX線のエネルギーを種々設定した状態の下、照射されたX線の線量率と、補正後のスポット数との関係を求め、測定感度を評価した。測定感度は、線量率Rdとスポット数Ns’とに当てはめられた回帰直線(図6参照)の傾き(換算係数)により評価した。なお、照射したX線のエネルギーは、X線管に印加する電圧(X線管印加電圧)を変更することにより調整した。図8は、X線のエネルギーと測定感度との関係を示すグラフであり、横軸および縦軸は、それぞれ、X線管印加電圧および換算係数を表している。図8に示すように、X線管に印加する電圧を80kVpから140kVpまで変更した場合においても、換算係数の変動幅は、十分に許容可能な±6%以内に収まっていた。このことから、第1実施形態によれば、測定対象となるX線のエネルギーが変化しても、十分に高い精度で線量を測定することができることが分かった。 Next, the effect of X-ray energy on the measurement sensitivity was evaluated. Specifically, under the state where the energy of the irradiated X-rays was set variously, the relationship between the dose rate of the irradiated X-rays and the number of spots after correction was obtained, and the measurement sensitivity was evaluated. The measurement sensitivity was evaluated by the slope (conversion coefficient) of the regression line (see FIG. 6) applied to the dose rate Rd and the number of spots Ns'. The energy of the irradiated X-ray was adjusted by changing the voltage applied to the X-ray tube (voltage applied to the X-ray tube). FIG. 8 is a graph showing the relationship between the energy of X-rays and the measurement sensitivity, and the horizontal axis and the vertical axis represent the voltage applied to the X-ray tube and the conversion coefficient, respectively. As shown in FIG. 8, even when the voltage applied to the X-ray tube was changed from 80 kVp to 140 kVp, the fluctuation range of the conversion coefficient was within a sufficiently acceptable ± 6%. From this, it was found that according to the first embodiment, the dose can be measured with sufficiently high accuracy even if the energy of the X-ray to be measured changes.
また、従来、撮像素子を用いてγ線の線量を測定すること(例えば、特許文献1参照)や、高エネルギーの陽子線の線量を測定すること(例えば、特開2001−255372号公報参照)が知られていたが、エネルギーの比較的低いX線については、撮像素子を用いて線量を測定する技術は確立していなかった。しかしながら、今回、上記実施例で示すように、本発明によりX線の線量を撮像素子を用いて測定可能であることが確認できた。 Further, conventionally, measuring the dose of γ-rays using an image pickup element (see, for example, Patent Document 1) and measuring the dose of high-energy proton beams (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-255372). However, for X-rays with relatively low energy, a technique for measuring the dose using an image pickup element has not been established. However, this time, as shown in the above examples, it was confirmed that the dose of X-rays can be measured by using an image sensor according to the present invention.
次に、第1実施形態としてのスマートフォンSPH(図1)を用いた線量測定技術と、個人用の小型線量計(個人線量計)との測定感度の比較を行った。測定感度の比較は、スマートフォンSPHに近接して個人線量計を配置し、補正後のスポット数と個人線量計の読取値とを比較した。図9は、個人線量計との性能比較結果を示すグラフである。図9において、横軸および縦軸は、それぞれ、X線管を駆動した際にX線管に流した電流(X線管電流)およびスポット数Ns’表している。また、図9のグラフにおいて、黒丸のマーカーに近接して表示した数字は、個人線量計の読取値を示している。なお、X線管が放射するX線の線量率は、X線管電流に比例するので、X線管電流は、照射されたX線の線量率に対応する。図9に示すように、第1実施形態によれば、個人線量計において測定が困難な低線量の領域においても、X線管電流に対してスポット数Ns’が直線的に変化した。このことから、第1実施形態によれば、一般的に使用される個人線量計よりも高い精度で線量測定が可能であることが分かった。 Next, the measurement sensitivity of the dose measurement technique using the smartphone SPH (FIG. 1) as the first embodiment and the small personal dosimeter (personal dosimeter) was compared. For comparison of measurement sensitivity, a personal dosimeter was placed close to the smartphone SPH, and the corrected number of spots was compared with the reading of the personal dosimeter. FIG. 9 is a graph showing the performance comparison result with the personal dosimeter. In FIG. 9, the horizontal axis and the vertical axis represent the current (X-ray tube current) and the number of spots Ns'that flowed through the X-ray tube when the X-ray tube was driven, respectively. Further, in the graph of FIG. 9, the numbers displayed in close proximity to the black circle markers indicate the readings of the personal dosimeter. Since the dose rate of X-rays emitted by the X-ray tube is proportional to the X-ray tube current, the X-ray tube current corresponds to the dose rate of the irradiated X-rays. As shown in FIG. 9, according to the first embodiment, the number of spots Ns'changed linearly with respect to the X-ray tube current even in a low dose region where it was difficult to measure with a personal dosimeter. From this, it was found that according to the first embodiment, it is possible to measure the dose with higher accuracy than that of a commonly used personal dosimeter.
このように、第1実施形態では、放射線が照射される可能性がある環境において、外部光が入射し得る状態で撮影された動画MVを記録する。そして、記録された動画MVのフレーム画像FIを解析することにより、スマートフォンSPHに照射されたX線の線量が算出される。これにより、動画MVを再生している状態で、録画時点における線量を確認できるので、被曝が発生した場合において、被曝発生時の状況を、動画MVを視聴することにより事後的に確認することができる。 As described above, in the first embodiment, the moving image MV taken in a state where external light can be incident is recorded in an environment where radiation may be irradiated. Then, by analyzing the frame image FI of the recorded moving image MV, the dose of X-rays applied to the smartphone SPH is calculated. As a result, the dose at the time of recording can be confirmed while the moving image MV is being played, so that when exposure occurs, the situation at the time of exposure can be confirmed after the fact by watching the moving image MV. can.
また、第1実施形態では、線量の算出において、フレーム画像FIに現れるスポット数をカウントするとともに、フレーム画像FIの平均輝度によりカウントされたスポット数を補正する。そして、補正されたスポット数を線量に換算することで、線量を算出している。これにより、背景の輝度の影響を低減し、十分に高い精度で線量を測定することができる。 Further, in the first embodiment, in the calculation of the dose, the number of spots appearing in the frame image FI is counted, and the number of spots counted by the average brightness of the frame image FI is corrected. Then, the dose is calculated by converting the corrected number of spots into the dose. As a result, the influence of the brightness of the background can be reduced, and the dose can be measured with sufficiently high accuracy.
さらに、第1実施形態では、スマートフォンSPHにおいて、線量測定機能を実現している。そのため、線量の測定をより手軽に行うことができる。なお、線量測定機能を実現するための機器としては、動画の録画および再生が可能であれば、スマートフォンSPHの他、携帯電話機、携帯音楽プレーヤー、あるいは、携帯ビデオレコーダー等の種々の携帯機器を使用することができる。 Further, in the first embodiment, the smartphone SPH realizes a dosimetry function. Therefore, the dose can be measured more easily. As a device for realizing the dose measurement function, various portable devices such as a mobile phone, a portable music player, or a portable video recorder are used in addition to the smartphone SPH if it is possible to record and play back a moving image. can do.
なお、第1実施形態では、フレーム画像FIの平均輝度によりカウントされたスポット数を補正しているが、スポット数の補正を省略することも可能である。この場合、背景の輝度がスポット数のカウントに影響を与えることを抑制するため、背景が確認できる程度に、絞りを十分に絞り、あるいは、シャッター速度を十分に速くすればよい。また、自動露出機能を用いて、背景の平均輝度がほぼ一定となるようにしても良い。但し、より確実に線量の測定精度を高くするため、背景輝度に基づいてスポット数の補正をするのが好ましい。 In the first embodiment, the number of spots counted by the average brightness of the frame image FI is corrected, but the correction of the number of spots can be omitted. In this case, in order to suppress the influence of the brightness of the background on the count of the number of spots, the aperture may be sufficiently reduced or the shutter speed may be sufficiently increased so that the background can be confirmed. Further, the automatic exposure function may be used so that the average brightness of the background becomes substantially constant. However, in order to increase the accuracy of dose measurement more reliably, it is preferable to correct the number of spots based on the background brightness.
第1実施形態では、本発明をX線の線量の測定に適用しているが、本発明は、X線の線量の測定の他、γ線、電子線、あるいは、陽子線等、撮像素子104に到達し得る放射線であれば、種々の放射線の線量の測定に適用することができる。
In the first embodiment, the present invention is applied to the measurement of the dose of X-rays, but in the present invention, in addition to the measurement of the dose of X-rays, an
B.第2実施形態:
B1.線量の算出:
図10は、第2実施形態における線量の算出処理の流れを示すフローチャートである。第2実施形態は、取得されたフレーム画像から線量を算出する処理が第1実施形態と異なっている。他の点は、第1実施形態と同様である。そのため、以下では、第1実施形態と共通する部分については、その説明を省略する。
B. Second embodiment:
B1. Dose calculation:
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the dose calculation process in the second embodiment. In the second embodiment, the process of calculating the dose from the acquired frame image is different from that in the first embodiment. Other points are the same as those of the first embodiment. Therefore, in the following, the description of the parts common to the first embodiment will be omitted.
図11は、第2実施形態の線量の算出処理において実行される画像処理の様子を示す説明図である。線量算出部134(図2)が動画データ再生部132から取得したフレーム画像FIを示している。図11(a)に示すフレーム画像FIは、X線が照射されている状態で撮影された画像であるため、上述のように、スポットが現れている。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state of image processing executed in the dose calculation processing of the second embodiment. The frame image FI acquired from the moving image
ステップS202において、線量算出部134(図2)は、動画データ再生部132から取得したフレーム画像FIに平滑化処理を施すことにより、平滑化画像を生成する。平滑化処理は、周知のメディアンフィルターを用いて行うことができる。なお、平滑化処理に使用するフィルターとしては、メディアンフィルターの他、移動平均フィルターやガウシアンフィルター等を用いることも可能である。但し、フレーム画像FIと平滑化画像とから生成される差分画像(後述する)に、フレーム画像FI中のエッジのぼけに起因する偽像(アーチファクト)が現れることを抑制するため、メディアンフィルターを用いるのが好ましい。
In step S202, the dose calculation unit 134 (FIG. 2) generates a smoothed image by performing a smoothing process on the frame image FI acquired from the moving image
一般的に、フレーム画像FI中に現れるスポットの大きさは、X線の光子が入射した1画素分程度の大きさであるため、フレーム画像FIに平滑化処理を施すことにより、スポットは十分に除去される。そのため、フレーム画像FI中のエッジのぼけを十分に抑制した状態においても、図11(b)に示すように、スポットが除去された平滑化画像が得られる。 Generally, the size of the spot appearing in the frame image FI is about the size of one pixel in which X-ray photons are incident. Therefore, by applying the smoothing process to the frame image FI, the spot can be sufficiently made. Will be removed. Therefore, as shown in FIG. 11B, a smoothed image from which spots have been removed can be obtained even when the edge blur in the frame image FI is sufficiently suppressed.
平滑化画像の生成の後、ステップS204において、線量算出部134は、フレーム画像FIから平滑化画像を減算し、差分画像を生成する。差分画像は、スポットが現れているフレーム画像FIからスポットが除去された平滑化画像を減算することにより生成されるので、図11(c)に示すように、差分画像は、背景が除去され、ほぼスポットのみが含まれる画像となる。
After generating the smoothed image, in step S204, the
ステップS206において、線量算出部134は、差分画像中のスポット数をカウントする。スポット数のカウントは、第1実施形態の線量の算出処理(図4)におけるスポット数のカウント(ステップS102)と同様に行うことができる。ステップS208において、線量算出部134は、スポット数を線量に換算する。スポット数の線量への換算も、第1実施形態の線量の算出処理(図4)におけるスポット数の線量への換算(ステップS108)と同様に行うことができる。
In step S206, the
このように、第2実施形態では、スポット数のカウントには、背景が除去された差分画像が使用される。そのため、背景の平均輝度の高低にかかわらず、十分に高い精度で、スポット数をカウントすることができるので、第2実施形態では、スポット数の補正を省略している。カウントされたスポット数は、差分画像から算出されるパラメータであるので、差分画像の特性を表す差分画像特性値ということができる。また、差分画像はフレーム画像FIから生成された画像であるので、スポット数は、差分画像特性値であるとともに、フレーム画像FIの特性を表す画像特性値ということもできる。 As described above, in the second embodiment, the difference image from which the background is removed is used for counting the number of spots. Therefore, the number of spots can be counted with sufficiently high accuracy regardless of the level of the average brightness of the background. Therefore, in the second embodiment, the correction of the number of spots is omitted. Since the counted number of spots is a parameter calculated from the difference image, it can be said to be a difference image characteristic value representing the characteristics of the difference image. Further, since the difference image is an image generated from the frame image FI, the number of spots can be said to be a difference image characteristic value as well as an image characteristic value representing the characteristics of the frame image FI.
B2.第2実施形態の実施例:
第2実施形態の実施例として、スポット数と、校正用の線量計により測定した線量率との関係を評価した。具体的には、X線の照射を行いながらスマートフォンSPH(図1)により動画の撮影を行い、撮影された動画から上述のようにスポット数をカウントした。また、動画の撮影と同時に、校正用の線量計をスマートフォンSPHに近接して配置し、動画撮影時の線量率を測定した。
B2. Example of the second embodiment:
As an example of the second embodiment, the relationship between the number of spots and the dose rate measured by a dosimeter for calibration was evaluated. Specifically, a moving image was shot by the smartphone SPH (FIG. 1) while irradiating with X-rays, and the number of spots was counted from the shot moving image as described above. At the same time as shooting the moving image, a dosimeter for calibration was placed close to the smartphone SPH, and the dose rate at the time of shooting the moving image was measured.
図12は、線量率Rdとスポット数Ns”との関係を示すグラフである。図12において、横軸および縦軸は、それぞれ、実測された線量率Rdおよびスポット数Ns”を表している。図12に示すように、第2実施形態においても、線量率Rdとスポット数Ns”との関係は、回帰直線により良好に表された。このことから、第2実施形態によっても、十分に高い精度で線量を測定することが可能であることが分かった。 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the dose rate Rd and the number of spots Ns. In FIG. 12, the horizontal axis and the vertical axis represent the actually measured dose rate Rd and the number of spots Ns, respectively. As shown in FIG. 12, also in the second embodiment, the relationship between the dose rate Rd and the number of spots Ns ”is well represented by the regression line. Therefore, it is sufficiently high also in the second embodiment. It was found that it is possible to measure the dose with accuracy.
B3.第2実施形態の変形例:
図10に示すように、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、フレーム画像FI中に現れるスポットの数をカウントし(ステップS206)、カウントされたスポット数を線量に換算している。しかしながら、第2実施形態では、ステップS206において、フレーム画像FIから平滑化画像を減算することで、背景が除去され、ほぼスポットのみが含まれる差分画像を生成している。そのため、スポット数に対応する差分画像特性値として、スポット数の他、差分画像の特性を表す種々のパラメータを用いることも可能である。このような、パラメータとしては、例えば、差分画像の平均輝度、あるいは、差分画像の輝度分散を用いることができる。ここで、輝度分散とは、輝度の標準偏差を2乗したパラメータである。
B3. Modification example of the second embodiment:
As shown in FIG. 10, in the second embodiment, the number of spots appearing in the frame image FI is counted (step S206), and the number of counted spots is converted into a dose, as in the first embodiment. .. However, in the second embodiment, in step S206, the background is removed by subtracting the smoothed image from the frame image FI, and a difference image containing almost only spots is generated. Therefore, as the difference image characteristic value corresponding to the number of spots, it is possible to use various parameters representing the characteristics of the difference image in addition to the number of spots. As such a parameter, for example, the average luminance of the difference image or the luminance variance of the difference image can be used. Here, the luminance variance is a parameter obtained by squared the standard deviation of the luminance.
図13は、差分画像の特性を表す種々のパラメータが線量の算出に利用可能か否かを評価した結果を示す説明図である。具体的には、第2実施形態の実施例において撮影した動画について、差分画像特性値として平均輝度Yと輝度分散σ2(「SD2」とも表記される)を算出し、実測した線量率Rdと、平均輝度Yおよび輝度分散σ2との関係を評価した。 FIG. 13 is an explanatory diagram showing the results of evaluating whether or not various parameters representing the characteristics of the difference image can be used for calculating the dose. Specifically, for the moving image taken in the embodiment of the second embodiment, the average luminance Y and the luminance variance σ 2 (also referred to as “SD 2 ”) are calculated as the difference image characteristic values, and the measured dose rate Rd And the relationship between the average luminance Y and the luminance variance σ 2 were evaluated.
図13(a)は、線量率Rdと、平均輝度Yとの関係を示すグラフである。図13(a)に示すように、線量率Rdと平均輝度Yとの関係は、回帰直線により比較的良好に表された。このことから、差分画像の平均輝度Yを用いて線量を算出することも十分に有効であることが確認できた。但し、図12に示す線量率Rdとスポット数Ns”との関係と比較して、平均輝度Yのばらつきが大きく、特に線量率Rdが低い領域(200μGy/s以下)においては、平均輝度Yが回帰直線から大きく外れた。 FIG. 13A is a graph showing the relationship between the dose rate Rd and the average luminance Y. As shown in FIG. 13A, the relationship between the dose rate Rd and the average luminance Y was relatively well represented by the regression line. From this, it was confirmed that it is sufficiently effective to calculate the dose using the average luminance Y of the difference image. However, compared with the relationship between the dose rate Rd and the number of spots Ns ”shown in FIG. 12, the average luminance Y varies widely, and the average luminance Y is particularly high in the region where the dose rate Rd is low (200 μGy / s or less). It deviated greatly from the regression line.
図13(b)は、線量率Rdと、輝度分散σ2との関係を示すグラフである。図13(b)に示すように、線量率Rdと輝度分散σ2との関係も、回帰直線により比較的良好に表された。このことから、差分画像の輝度分散σ2を用いて線量を算出することも十分に有効であることが確認できた。但し、線量率Rdが特に低い領域(100μGy/s以下)においては、非線形性が認められた。また、図12に示す線量率Rdとスポット数Ns”との関係と比較して、平均輝度Yを用いた場合(図13(a))ほどではないが、線量率Rdの高低にかかわらず輝度分散σ2のばらつきが大きくなった。 FIG. 13B is a graph showing the relationship between the dose rate Rd and the luminance variance σ 2. As shown in FIG. 13B, the relationship between the dose rate Rd and the luminance variance σ 2 was also relatively well represented by the regression line. From this, it was confirmed that it is sufficiently effective to calculate the dose using the luminance variance σ 2 of the difference image. However, in the region where the dose rate Rd was particularly low (100 μGy / s or less), non-linearity was observed. Further, compared with the relationship between the dose rate Rd and the number of spots Ns ”shown in FIG. 12, the brightness is not as high as when the average brightness Y is used (FIG. 13A), but the brightness is not as high as the dose rate Rd. The variation of the variance σ 2 became large.
これらの結果から、より高い精度で線量測定を行う場合には、平均輝度Yよりも輝度分散σ2を用いて線量を算出するのがより好ましく、輝度分散σ2よりもスポット数Ns”を用いて線量を算出するのがさらに好ましいことが分かった。一方、輝度分散σ2の算出に要する計算量は、平均輝度Yの算出に要する計算量よりも多く、スポット数Ns”の算出に要する計算量よりも少ない。そのため、より容易に線量の算出をするためには、スポット数Ns”よりも輝度分散σ2を用いて線量を算出するのがより好ましく、輝度分散σ2よりも平均輝度Yを用いて線量を算出するのがさらに好ましい。 From these results, when measuring the dose with higher accuracy, it is more preferable to calculate the dose using the luminance variance σ 2 rather than the average luminance Y, and the number of spots Ns is used rather than the luminance variance σ 2. On the other hand, the calculation amount required for calculating the luminance variance σ 2 is larger than the calculation amount required for calculating the average luminance Y, and the calculation required for calculating the number of spots Ns ”. Less than the amount. Therefore, in order to calculate the dose more easily, it is more preferable to calculate the dose using the luminance variance σ 2 rather than the number of spots Ns ”, and to calculate the dose using the average luminance Y rather than the luminance variance σ 2. It is more preferable to calculate.
このように、第2実施形態では、フレーム画像FIから平滑化画像を減算することによりほぼスポットのみを含む差分画像を生成し、生成された差分画像中のスポット数をカウントする。そして、カウントされたスポット数を線量に換算することで、線量を算出している。そのため、第1実施形態と同様に、背景の輝度の影響を低減し、十分に高い精度で線量を測定することができる。 As described above, in the second embodiment, the difference image including almost only the spots is generated by subtracting the smoothed image from the frame image FI, and the number of spots in the generated difference image is counted. Then, the dose is calculated by converting the counted number of spots into the dose. Therefore, as in the first embodiment, the influence of the brightness of the background can be reduced and the dose can be measured with sufficiently high accuracy.
また、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、外部光が入射し得る状態で撮影された動画MVのフレーム画像FIを解析することにより、スマートフォンSPHに照射されたX線の線量が算出される。そのため、被曝が発生した場合において、被曝発生時の状況を、動画MVを視聴することにより事後的に確認することができる。 Further, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the dose of X-rays irradiated to the smartphone SPH is analyzed by analyzing the frame image FI of the moving image MV taken in a state where external light can be incident. Is calculated. Therefore, when radiation exposure occurs, the situation at the time of radiation exposure can be confirmed after the fact by watching the moving image MV.
第1実施形態では、フレーム画像FIにおいて直接スポット数をカウントしているので、背景の輝度が極めて高くなった場合に、スポットと背景との弁別が困難となり、補正を行っても正確なスポット数を取得することが困難になる虞がある。一方、第2実施形態は、ほぼスポットのみを含む差分画像においてスポット数をカウントしているので、このように、背景の輝度が極めて高い場合においても、より正確にスポット数をカウントすることができる。この点において、第2実施形態は、第1実施形態よりも好ましい。 In the first embodiment, since the number of spots is directly counted in the frame image FI, it becomes difficult to distinguish between the spot and the background when the brightness of the background becomes extremely high, and the number of spots is accurate even if correction is performed. May be difficult to obtain. On the other hand, in the second embodiment, since the number of spots is counted in the difference image containing almost only the spots, the number of spots can be counted more accurately even when the brightness of the background is extremely high. .. In this respect, the second embodiment is preferable to the first embodiment.
一方、第2実施形態では、フレーム画像FIから平滑化画像を減算することにより、スポット数のカウント対象となる差分画像を生成している。そのため、フレーム画像FIにおける背景のコントラストが極めて高い場合には、差分画像に、平滑化処理によるフレーム画像FI中のエッジのぼけに起因する偽像が現れ、正確なスポット数の取得が困難になる虞がある。一方、第1実施形態は、フレーム画像FIにおいて直接スポット数をカウントしているので、偽像は発生せず、より正確にスポット数をカウントすることができる。この点において、第1実施形態は、第2実施形態よりも好ましい。 On the other hand, in the second embodiment, the smoothed image is subtracted from the frame image FI to generate a difference image to be counted by the number of spots. Therefore, when the contrast of the background in the frame image FI is extremely high, a false image due to the blurring of the edges in the frame image FI by the smoothing process appears in the difference image, and it becomes difficult to obtain an accurate number of spots. There is a risk. On the other hand, in the first embodiment, since the number of spots is directly counted in the frame image FI, no false image is generated and the number of spots can be counted more accurately. In this respect, the first embodiment is preferable to the second embodiment.
C.第3実施形態:
C1.線量率時間変化の測定:
上述のように、本発明の線量測定技術では、X線が照射される可能性がある環境に置かれたスマートフォンSPH(図2)において動画を撮影し、撮影された動画を解析することにより、スマートフォンSPHに照射されたX線の線量を算出している。動画は、フレーム間隔(通常、1/240〜1/30s)で撮影された複数のフレーム画像FIを含んでいるため、フレームごとに線量を算出することにより、フレーム間隔の時間分解能で線量率の時間変化を測定することができる。そこで、第3実施形態として、第1実施形態と同様に、フレームごとに線量を算出し、線量率の時間変化を測定した。なお、測定に使用したスマートフォンSPHの構成、および、線量の算出方法については、第1実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
C. Third embodiment:
C1. Measurement of dose rate time change:
As described above, in the dosimetry technique of the present invention, a moving image is taken by a smartphone SPH (FIG. 2) placed in an environment where X-rays may be irradiated, and the taken moving image is analyzed. The dose of X-rays irradiated to the smartphone SPH is calculated. Since the moving image contains a plurality of frame image FIs taken at frame intervals (usually 1/240 to 1 / 30s), the dose rate is calculated with the time resolution of the frame intervals by calculating the dose for each frame. The time change can be measured. Therefore, as the third embodiment, the dose was calculated for each frame and the time change of the dose rate was measured as in the first embodiment. Since the configuration of the smartphone SPH used for the measurement and the method of calculating the dose are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted here.
ところで、X線断層撮影装置CTS(図1)では、散乱したX線(散乱線)がX線断層撮影された画像に影響を与える。そのため、X線断層撮影装置CTSの特定の場所における散乱線の線量率を測定し、X線断層撮影装置CTSの性能を評価することが行われている。特定の場所における散乱線の線量率は、X線断層撮影装置CTSにおいてX線管とX線検出装置とが格納されたガントリーを回転させることにより変化するため、散乱線の測定には、高い時間分解能(0.1〜0.5ms)で線量率の時間変化を測定することが可能なリアルタイム線量計が使用されている。しかしながら、このようなリアルタイム線量計は、高価であるばかりでなく、ノイズの影響を受けやすく、線量率が低い場合には測定そのものが困難となる。また、X線断層撮影装置CTSの性能の評価方法によっては、必ずしも時間分解能が高い必要はなく、動画で使用可能なフレーム間隔(1/240≒4.17ms)程度の時間分解能であっても十分に有効であると考えられる。そこで、第3実施形態として、スマートフォンSPHによりフレーム間隔を1/240として撮影された動画を解析することにより線量率の時間変化を測定し、X線断層撮影装置CTSの性能評価として有用か否かを評価した。 By the way, in the X-ray tomography apparatus CTS (FIG. 1), scattered X-rays (scattered rays) affect the image taken by the X-ray tomography. Therefore, the dose rate of scattered rays at a specific location of the X-ray tomography apparatus CTS is measured, and the performance of the X-ray tomography apparatus CTS is evaluated. Since the dose rate of scattered rays at a specific location changes by rotating the gantry in which the X-ray tube and the X-ray detector are stored in the X-ray tomography device CTS, it takes a long time to measure the scattered rays. A real-time dosimeter capable of measuring the time change of the dose rate with a resolution (0.1 to 0.5 ms) is used. However, such a real-time dosimeter is not only expensive, but also susceptible to noise, which makes measurement itself difficult when the dose rate is low. Further, depending on the performance evaluation method of the X-ray tomography apparatus CTS, the time resolution does not necessarily have to be high, and a time resolution of about a frame interval (1/240 ≈ 4.17 ms) that can be used in moving images is sufficient. It is considered to be effective for. Therefore, as a third embodiment, whether or not it is useful as a performance evaluation of the X-ray tomography apparatus CTS by measuring the time change of the dose rate by analyzing the moving image taken by the smartphone SPH with the frame interval set to 1/240. Was evaluated.
図14は、線量率の時間変化を測定した結果を示すグラフである。測定した線量率は、ガントリーを毎秒1回転で回転させた状態でX線を1秒間照射した際の、散乱線の線量率である。図14において、実線は、フレーム画像FI中のスポット数(補正後のスポット数)から算出された線量率(算出線量率)を示し、破線は、リアルタイム線量計により測定された線量率(実測線量率)を示している。また、図14の横軸および縦軸は、それぞれ、時間および線量率(任意スケール)を表している。なお、図14においては、図示の便宜上、算出線量率と実測線量率とを縦軸方向にずらしてプロットしている。図14に示すように、算出線量率は、実測線量率と同様のパターンで変化した。このことから、ガントリーを毎秒1回転で回転させた状態においては、フレーム画像FI中のスポット数から線量率を算出することにより、X線断層撮影装置CTSの性能評価を行うことが可能であることが分かった。 FIG. 14 is a graph showing the results of measuring the time change of the dose rate. The measured dose rate is the dose rate of scattered rays when the gantry is rotated at one rotation per second and X-rays are irradiated for 1 second. In FIG. 14, the solid line shows the dose rate (calculated dose rate) calculated from the number of spots (the number of spots after correction) in the frame image FI, and the broken line shows the dose rate (measured dose) measured by a real-time dosimeter. Rate) is shown. Further, the horizontal axis and the vertical axis of FIG. 14 represent time and dose rate (arbitrary scale), respectively. In FIG. 14, for convenience of illustration, the calculated dose rate and the measured dose rate are plotted by shifting them in the vertical axis direction. As shown in FIG. 14, the calculated dose rate changed in the same pattern as the measured dose rate. From this, it is possible to evaluate the performance of the X-ray tomography apparatus CTS by calculating the dose rate from the number of spots in the frame image FI when the gantry is rotated at one rotation per second. I understood.
C2.リアルタイム線量計との測定感度の比較:
第3実施形態の線量測定技術と、リアルタイム線量計とにおいて、線量率の測定感度を比較した。上述のように、リアルタイム線量計では、線量率が低い領域(例えば、100μGy/s以下)では、線量率を測定することが困難である。そこで、リアルタイム線量計では測定が困難な線量率を含む領域で、スポット数が校正用の線量計により測定した線量率に対応した値となるか否かを確認した。
C2. Comparison of measurement sensitivity with real-time dosimeters:
The measurement sensitivity of the dose rate was compared between the dose measurement technique of the third embodiment and the real-time dosimeter. As described above, it is difficult for a real-time dosimeter to measure a dose rate in a region where the dose rate is low (for example, 100 μGy / s or less). Therefore, it was confirmed whether or not the number of spots corresponds to the dose rate measured by the calibration dosimeter in the area including the dose rate that is difficult to measure with the real-time dosimeter.
図15は、リアルタイム線量計との線量率測定感度の比較結果を示すグラフである。図15において、横軸および縦軸は、それぞれ、校正用線量計により測定された線量率Rd、および、フレーム画像FIから算出された補正後のスポット数Ns’を表している。また、線量率Rdとスポット数Ns’との対応を表すマーカーは、リアルタイム線量計の測定可能範囲については黒丸とし、リアルタイム線量計の測定可能範囲外については白抜きの四角形とした。図15に示すように、第3実施形態によれば、リアルタイム線量計の測定可能範囲外においても、線量率Rdに対してスポット数Ns’が直線的に変化した。このことから、第3実施形態によれば、リアルタイム線量計よりも高い測定感度で線量を測定することが可能であることが分かった。 FIG. 15 is a graph showing the comparison result of the dose rate measurement sensitivity with the real-time dosimeter. In FIG. 15, the horizontal axis and the vertical axis represent the dose rate Rd measured by the calibration dosimeter and the corrected number of spots Ns'calculated from the frame image FI, respectively. The markers indicating the correspondence between the dose rate Rd and the number of spots Ns'are black circles for the measurable range of the real-time dosimeter and white squares for the outside of the measurable range of the real-time dosimeter. As shown in FIG. 15, according to the third embodiment, the number of spots Ns'changed linearly with respect to the dose rate Rd even outside the measurable range of the real-time dosimeter. From this, it was found that according to the third embodiment, it is possible to measure the dose with a higher measurement sensitivity than the real-time dosimeter.
このように、第3実施形態では、本発明の線量測定技術を線量率の時間変化の測定に適用することにより、X線断層撮影装置CTSの性能の評価等、特定の条件下における線量率の時間変化の測定に関しては、十分に高い時間分解能で測定することができる。そのため、第3実施形態によれば、線量率の時間変化の測定をより手軽に行うことが可能となる。さらに、本発明の線量測定技術を線量率の時間変化の測定に適用した第3実施形態によれば、線量率が低い領域において、リアルタイム線量計と比較してより高い精度で線量率を測定することができる。 As described above, in the third embodiment, by applying the dosimetry technique of the present invention to the measurement of the time change of the dose rate, the dose rate under specific conditions such as the evaluation of the performance of the X-ray tomography apparatus CTS can be obtained. With regard to the measurement of time change, it is possible to measure with a sufficiently high time resolution. Therefore, according to the third embodiment, it is possible to more easily measure the time change of the dose rate. Further, according to the third embodiment in which the dose measurement technique of the present invention is applied to the measurement of the time change of the dose rate, the dose rate is measured with higher accuracy in the region where the dose rate is low as compared with the real-time dosimeter. be able to.
さらに、第3実施形態は、本発明の線量測定技術を適用しているので、動画MVを再生している状態で、録画時点における線量を確認できる。そのため、X線断層撮影装置CTSにおけるガントリーの回転状態と散乱線の線量との関係、あるいは、一般X線撮影装置におけるX線管の位置と散乱線の線量との関係等をより容易に把握することができる。 Further, since the third embodiment applies the dosimetry technique of the present invention, the dose at the time of recording can be confirmed while playing the moving image MV. Therefore, it is easier to understand the relationship between the rotational state of the gantry and the dose of scattered radiation in the X-ray tomography apparatus CTS, or the relationship between the position of the X-ray tube and the dose of scattered radiation in the general X-ray imaging apparatus. be able to.
なお、第3実施形態では、本発明の線量測定技術を線量率の時間変化の測定に適用しているが、線量率の時間変化の測定に際しては、レンズLNSの外側に可視光を遮蔽し放射線を透過させる遮光部材を取り付けること等の方法により、外部光が入射しない状態で動画を撮影するものとしても良い。この場合、補正をしていないフレーム画像FI中のスポット数、フレーム画像FIの輝度分散、あるいは、フレーム画像FIの平均輝度を線量率に換算すればよい。また、線量率の時間変化について、時間変化のパターンのみを評価する場合においては、線量率(線量)への換算を省略し、スポット数、輝度分散、あるいは、平均輝度を線量率に相当するパラメータ(線量率パラメータ)として扱うことも可能である。 In the third embodiment, the dosimetry technique of the present invention is applied to the measurement of the time change of the dose rate, but when the time change of the dose rate is measured, the visible light is shielded from the outside of the lens LNS and the radiation is emitted. It is also possible to shoot a moving image in a state where external light is not incident by a method such as attaching a light-shielding member that transmits light. In this case, the number of spots in the uncorrected frame image FI, the luminance dispersion of the frame image FI, or the average luminance of the frame image FI may be converted into the dose rate. In addition, when evaluating only the pattern of time change of the dose rate, the conversion to the dose rate (dose) is omitted, and the number of spots, brightness dispersion, or average brightness is a parameter corresponding to the dose rate. It can also be treated as (dose rate parameter).
C3.時間分解能の改善:
第3実施形態において線量率の時間変化を測定する場合、上述の通り、その時間分解能は、フレーム間隔が上限となる。しかしながら、X線の照射時間等を測定する場合においては、その時間分解能をフレーム間隔よりも短くすることも可能である。図16は、照射時間を測定する場合において、時間分解能が改善される様子を示す説明図である。図16(a)および図16(c)は、それぞれ、スマートフォンSPH(図1)に照射されたX線の線量率(照射線量率)の時間変化、および、算出されたフレームごとの線量(フレーム線量)の時間変化を表すグラフである。図16(b)は、動画を構成する各フレームを表す模式図である。また、図16(b)は、照射時間を修正し、時間分解能が改善される様子を示す模式図である。図16(a)ないし図16(d)において、横軸は時間を表している。また、図16(a)および図16(c)において、縦軸は、それぞれ、照射線量率およびフレーム線量を表している。
C3. Improved time resolution:
When measuring the time change of the dose rate in the third embodiment, as described above, the time resolution is limited to the frame interval. However, when measuring the X-ray irradiation time or the like, it is possible to make the time resolution shorter than the frame interval. FIG. 16 is an explanatory diagram showing how the time resolution is improved when the irradiation time is measured. 16 (a) and 16 (c) show the time change of the dose rate (irradiation dose rate) of the X-rays irradiated to the smartphone SPH (FIG. 1), and the calculated dose per frame (frame), respectively. It is a graph showing the time change of dose). FIG. 16B is a schematic diagram showing each frame constituting the moving image. Further, FIG. 16B is a schematic diagram showing how the irradiation time is corrected and the time resolution is improved. In FIGS. 16 (a) to 16 (d), the horizontal axis represents time. Further, in FIGS. 16A and 16C, the vertical axis represents the irradiation dose rate and the frame dose, respectively.
図14に示すように、X線の照射を開始あるいは停止した場合、開始時点および停止時点において、線量率は急峻に変化する。また、照射されるX線の線量率は、通常、一定に維持される。そのため、図16(a)に示すように、照射線量率の時間変化を表すグラフは、矩形形状となる。 As shown in FIG. 14, when X-ray irradiation is started or stopped, the dose rate changes sharply at the start time and the stop time. Also, the dose rate of the irradiated X-rays is usually kept constant. Therefore, as shown in FIG. 16A, the graph showing the time change of the irradiation dose rate has a rectangular shape.
図16(b)の例では、動画はnフレーム分だけ撮影されており、X線の照射は、動画の2番目のフレームF[2]の途中から、n−1番目のフレームF[n−1]の途中までの期間に行われている。そのため、図16(c)に示すように、フレーム線量は、2番目のフレームF[2]およびn−1番目のフレームF[n−1]において、照射が継続されている3番目のフレームF[3]からn−2番目のフレームF[n−2]と比較して低くなっている。このように、フレーム線量が一定に保たれているフレームにおいては、X線の照射が継続されており、フレーム線量が低くなっているフレームの途中において、X線の照射が開始され、あるいは、停止されたものと判断することができる。 In the example of FIG. 16B, the moving image is shot for n frames, and the X-ray irradiation is performed from the middle of the second frame F [2] of the moving image to the n-1st frame F [n−. It is carried out until the middle of 1]. Therefore, as shown in FIG. 16 (c), the frame dose is the third frame F in which irradiation is continued in the second frame F [2] and the n-1st frame F [n-1]. It is lower than the n-2nd frame F [n-2] from [3]. In this way, in the frame where the frame dose is kept constant, the X-ray irradiation is continued, and the X-ray irradiation is started or stopped in the middle of the frame in which the frame dose is low. It can be judged that it was done.
このように、フレームの途中においてX線の照射が開始あるいは停止された場合、当該フレームにおけるフレーム線量の、照射が継続されているフレームにおけるフレーム線量に対する比率は、フレーム中においてX線が照射されている時間の、フレーム間隔に対する比率に等しくなる。 In this way, when the X-ray irradiation is started or stopped in the middle of the frame, the ratio of the frame dose in the frame to the frame dose in the frame in which the irradiation is continued is the ratio of the X-ray irradiation in the frame. Equal to the ratio of time spent to frame spacing.
図16の例では、2番目のフレームF[2]では、フレーム後半の1/2の期間においてX線が照射されており、n−1番目のフレームF[n−1]では、フレーム前半の1/4の期間においてX線が照射されている。そのため、2番目のフレームF[2]とn−1番目のフレームF[n−1]とにおけるフレーム線量は、それぞれ、X線の照射が継続されているフレームF[3]〜F[n−2]におけるフレーム線量の1/2と1/4とになっている。 In the example of FIG. 16, in the second frame F [2], X-rays are irradiated in the half period of the latter half of the frame, and in the n-1st frame F [n-1], the first half of the frame is irradiated. X-rays are irradiated for a period of 1/4. Therefore, the frame doses in the second frame F [2] and the n-1st frame F [n-1] are the frames F [3] to F [n-] in which the X-ray irradiation is continued, respectively. It is 1/2 and 1/4 of the frame dose in 2].
そこで、図16(d)に示すように、X線の照射が継続されているフレームF[3]〜F[n−2]におけるフレーム線量よりもフレーム線量が低いフレームF[2],F[n−1]については、フレーム線量の比に応じて照射時間を修正するとともに、X線の照射が継続されているフレームF[3]〜F[n−2]の直前のフレームF[2]では、修正された照射時間の分だけフレームF[2]の最後よりも前からX線の照射が開始され、X線の照射が継続されているフレームF[3]〜F[n−2]の直後のフレームF[n−1]では、修正された照射時間の分だけフレームF[n−1]の最初よりも後にX線の照射が停止されたものとする。これにより、X線の照射時間をフレーム間隔よりも短い時間分解能で測定することが可能となる。 Therefore, as shown in FIG. 16 (d), the frame doses are lower than the frame doses in the frames F [3] to F [n-2] in which the X-ray irradiation is continued. For n-1], the irradiation time is modified according to the ratio of the frame dose, and the frame F [2] immediately before the frames F [3] to F [n-2] where the X-ray irradiation is continued. Then, the X-ray irradiation is started before the end of the frame F [2] by the corrected irradiation time, and the X-ray irradiation is continued in the frames F [3] to F [n-2]. In the frame F [n-1] immediately after, it is assumed that the X-ray irradiation is stopped after the beginning of the frame F [n-1] by the corrected irradiation time. This makes it possible to measure the X-ray irradiation time with a time resolution shorter than the frame interval.
図16の例では、照射時間を修正することにより、フレームF[2]におけるX線の照射時間はフレーム間隔の1/2となり、フレームF[n−1]におけるX線の照射時間はフレーム間隔の1/4となる。そして、X線の照射時間は、フレーム線量が一定となるフレームF[3]〜F[n−2]に対応する期間(定線量期間)の時間的長さ、定線量期間の直前のフレームF[2]における修正後の照射時間、および、定線量期間の直後のフレームF[n−1]における修正後の照射時間を合算することにより算出される。 In the example of FIG. 16, by modifying the irradiation time, the X-ray irradiation time in the frame F [2] becomes 1/2 of the frame interval, and the X-ray irradiation time in the frame F [n-1] is the frame interval. It becomes 1/4 of. The X-ray irradiation time is the time length of the period (constant dose period) corresponding to the frames F [3] to F [n-2] at which the frame dose is constant, and the frame F immediately before the constant dose period. It is calculated by adding the corrected irradiation time in [2] and the corrected irradiation time in the frame F [n-1] immediately after the constant dose period.
このように照射時間の算出の際に定線量期間の時間的長さに合算された定線量期間の直前および直後のフレームF[2],F[n−1]における修正後の照射時間は、それぞれのフレームにおけるフレーム線量と定線量期間のフレームF[3]〜F[n−2]におけるフレーム線量(基準線量)との比に基づいて、照射時間の測定における時間分解能であるフレーム間隔を補正した時間となる。 In this way, the corrected irradiation time in the frames F [2] and F [n-1] immediately before and after the constant dose period added to the time length of the constant dose period when calculating the irradiation time is Based on the ratio of the frame dose in each frame to the frame dose (reference dose) in frames F [3] to F [n-2] during the constant dose period, the frame interval, which is the time resolution in the measurement of irradiation time, is corrected. It will be the time.
なお、図16の例では、定線量期間の直前および直後のフレームF[2],F[n−1]において、フレーム線量と基準線量との比に基づいてフレーム間隔を補正しているが、一般的には、それぞれのフレームにおけるフレーム線量と基準線量とに基づいて、フレーム間隔を補正すればよい。例えば、照射開始時の照射線量率の立ち上がりや照射停止時の照射線量率の立ち下がりが十分に急峻でない場合、照射線量率の立ち上がり特性や立ち下がり特性を考慮してフレーム間隔を補正することも可能である。 In the example of FIG. 16, in the frames F [2] and F [n-1] immediately before and after the constant dose period, the frame interval is corrected based on the ratio of the frame dose to the reference dose. In general, the frame interval may be corrected based on the frame dose and the reference dose in each frame. For example, if the rise of the irradiation dose rate at the start of irradiation and the fall of the irradiation dose rate at the stop of irradiation are not steep enough, the frame interval may be corrected in consideration of the rising and falling characteristics of the irradiation dose rate. It is possible.
このように、線量率が一定の放射線が照射された時間を測定する際に、照射時間を、定線量期間の直前のフレームおよび直後のフレームのそれぞれにおいて、フレーム線量と基準線量とに基づいて補正されたフレーム間隔と、定線量期間の時間的長さとを合算して算出することにより、フレーム間隔よりも高い時間分解能で、放射線の照射時間を測定することができる。 In this way, when measuring the time of irradiation with a constant dose rate, the irradiation time is corrected based on the frame dose and the reference dose in the frame immediately before and the frame immediately after the constant dose period, respectively. By adding up the frame interval and the time length of the constant dose period, the radiation irradiation time can be measured with a time resolution higher than that of the frame interval.
D.変形例:
なお、本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D. Modification example:
The present invention is not limited to each of the above embodiments, and can be carried out in various embodiments without departing from the gist thereof. For example, the following modifications can be made.
D1.変形例1:
上記各実施形態では、線量測定機能を実現するため、動画の録画および再生が可能な携帯機器であるスマートフォンSPHを用いている。しかしながら、線量測定機能は、必ずしも携帯機器を用いて実現する必要はない。例えば、動画の録画および再生が可能なパーソナルコンピュータ等を用いて線量測定機能を実現することも可能である。但し、より手軽に線量を測定することができる点で、スマートフォンSPH等の携帯機器により線量測定機能を実現するのが好ましい。
D1. Modification 1: Modification 1:
In each of the above embodiments, in order to realize the dosimetry function, a smartphone SPH, which is a portable device capable of recording and playing back moving images, is used. However, the dosimetry function does not necessarily have to be realized using a mobile device. For example, it is possible to realize a dosimetry function by using a personal computer or the like capable of recording and playing back a moving image. However, it is preferable to realize the dosimetry function by a portable device such as a smartphone SPH in that the dose can be measured more easily.
D2.変形例2:
上記各実施形態では、一体のスマートフォンSPHにおいて、動画MVを撮影する機能、動画MVを記録する機能、および、記録された動画MVを用いて線量を算出する機能とを実現しているが、これらの各機能の少なくとも一部を別体の装置において実現することも可能である。例えば、動画MVを撮影する機能を有する監視カメラ、動画MVを記録する機能を有する録画装置、および、記録された動画MVを用いて線量を算出する機能を有する解析用コンピュータを用いて、本発明を実施することも可能である。また、動画MVを撮影する機能と動画MVを記録する機能とを有するビデオレコーダー、および、記録された動画MVを用いて線量を算出する機能を有する解析用コンピュータを用いて、本発明を実施するものとしても良い。但し、より手軽に線量を測定することができる点で、これら各機能を一体の装置において実現するのが好ましい。また、本発明は、これら各機能のうち、記録された動画MVを用いて線量を算出する機能のみを実現する装置(線量評価装置)として実施することも可能である。
D2. Modification 2:
In each of the above embodiments, the integrated smartphone SPH realizes a function of shooting a moving image MV, a function of recording a moving image MV, and a function of calculating a dose using the recorded moving image MV. It is also possible to realize at least a part of each function of the above in a separate device. For example, the present invention uses a surveillance camera having a function of shooting a moving image MV, a recording device having a function of recording a moving image MV, and an analysis computer having a function of calculating a dose using the recorded moving image MV. It is also possible to carry out. Further, the present invention is carried out using a video recorder having a function of shooting a moving image MV and a function of recording a moving image MV, and an analysis computer having a function of calculating a dose using the recorded moving image MV. It may be a thing. However, it is preferable to realize each of these functions in an integrated device in that the dose can be measured more easily. Further, the present invention can also be implemented as a device (dose evaluation device) that realizes only the function of calculating the dose using the recorded moving image MV among each of these functions.
102…表示パネル
104…撮像素子
106…マイクロフォン
108…スピーカ
110…記録処理部
112…画像取得部
114…音声取得部
116…動画データ生成部
120…動画記録部
130…解析処理部
132…動画データ再生部
134…線量率算出部
136…表示処理部
APM,APS…開口部
BED…寝台
CTS…線断層撮影装置
LNS…レンズ
PRT…放射線技師
PSJ…被験者
SPH…スマートフォン
102 ...
Claims (6)
前記放射線が照射される可能性がある環境において撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生部と、
再生された前記動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された前記放射線の線量を算出する線量算出部と、
前記フレーム画像に対応するフレームのそれぞれにおいて前記線量算出部で算出された前記放射線の線量であるフレーム線量に基づいて前記放射線の照射時間を算出する照射時間算出部と、
を備え、
前記線量算出部は、
前記放射線が照射されることにより発生した前記フレーム画像中のスポットの数に対応し、前記フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得部と、
前記画像特性値を前記線量に換算する線量換算部と、
を有しており、
前記照射時間算出部は、前記フレーム線量が一定の基準線量である定線量期間の長さ、前記基準線量と前記定線量期間の直前のフレームにおけるフレーム線量とに基づいて前記フレームの時間的長さであるフレーム間隔を補正した開始フレーム照射時間、および、前記基準線量と前記定線量期間の直後のフレームにおけるフレーム線量とに基づいて前記フレーム間隔を補正した停止フレーム照射時間を合算することにより、前記放射線の照射時間を算出する、
照射時間評価装置。 An irradiation time evaluation device that evaluates the time of irradiation in order to measure the time of irradiation with a constant dose rate.
A moving image reproduction unit that reproduces a moving image taken in an environment where the radiation may be applied and recorded in the moving image recording unit, and a moving image reproduction unit.
A dose calculation unit that calculates the dose of the irradiated radiation by analyzing the frame image that constitutes the reproduced moving image, and
An irradiation time calculation unit that calculates the irradiation time of the radiation based on the frame dose, which is the dose of the radiation calculated by the dose calculation unit in each of the frames corresponding to the frame images.
Equipped with
The dose calculation unit
An image characteristic value acquisition unit that acquires an image characteristic value representing the characteristics of the frame image corresponding to the number of spots in the frame image generated by irradiation with the radiation, and an image characteristic value acquisition unit.
A dose conversion unit that converts the image characteristic value into the dose, and
Have and
The irradiation time calculation unit determines the time length of the frame based on the length of the constant dose period in which the frame dose is a constant reference dose, the reference dose, and the frame dose in the frame immediately before the constant dose period. By adding up the start frame irradiation time corrected for the frame interval and the stop frame irradiation time corrected for the frame interval based on the reference dose and the frame dose in the frame immediately after the constant dose period. Calculate the irradiation time of radiation,
Irradiation time evaluation device.
前記動画記録部に記録された前記動画は、外部光が入射し得る状態で撮影されており、
前記画像特性値取得部は、
前記フレーム画像を平滑化した平滑化画像を生成する平滑化画像生成部と、
前記フレーム画像から前記平滑化画像を減算した差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記画像特性値として、前記差分画像の特性を表す差分画像特性値を取得する差分画像特性値取得部と、
を有する、
照射時間評価装置。 The irradiation time evaluation device according to claim 1.
The moving image recorded in the moving image recording unit is taken in a state where external light can be incident on the moving image.
The image characteristic value acquisition unit is
A smoothed image generator that generates a smoothed image obtained by smoothing the frame image,
A difference image generation unit that generates a difference image obtained by subtracting the smoothed image from the frame image,
As the image characteristic value, a difference image characteristic value acquisition unit that acquires a difference image characteristic value representing the characteristic of the difference image, and a difference image characteristic value acquisition unit.
Have,
Irradiation time evaluation device.
前記放射線が照射される可能性がある環境において撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生工程と、
再生された前記動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された前記放射線の線量を算出する線量算出工程と、
前記フレーム画像に対応するフレームのそれぞれにおいて前記線量算出部で算出された前記放射線の線量であるフレーム線量に基づいて前記放射線の照射時間を算出する照射時間算出工程と、
を備え、
前記線量算出工程は、
前記放射線が照射されることにより発生した前記フレーム画像中のスポットの数に対応し、前記フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得工程と、
前記画像特性値を前記線量に換算する線量換算工程と、
を有しており、
前記照射時間算出工程は、前記フレーム線量が一定の基準線量である定線量期間の長さ、前記基準線量と前記定線量期間の直前のフレームにおけるフレーム線量とに基づいて前記フレームの時間的長さであるフレーム間隔を補正した開始フレーム照射時間、および、前記基準線量と前記定線量期間の直後のフレームにおけるフレーム線量とに基づいて前記フレーム間隔を補正した停止フレーム照射時間を合算することにより、前記放射線の照射時間を算出する、
照射時間評価方法。 It is an irradiation time evaluation method for evaluating the time of irradiation in order to measure the time of irradiation with a constant dose rate.
A moving image reproduction process of reproducing a moving image taken in an environment where the radiation may be applied and recorded in the moving image recording unit, and
A dose calculation step for calculating the dose of the irradiated radiation by analyzing the frame image constituting the reproduced moving image, and a dose calculation step.
An irradiation time calculation step of calculating the irradiation time of the radiation based on the frame dose, which is the dose of the radiation calculated by the dose calculation unit in each of the frames corresponding to the frame images.
Equipped with
The dose calculation step is
An image characteristic value acquisition step of acquiring an image characteristic value representing the characteristics of the frame image corresponding to the number of spots in the frame image generated by irradiation with the radiation.
A dose conversion step for converting the image characteristic value into the dose, and
Have and
In the irradiation time calculation step, the time length of the frame is based on the length of the constant dose period in which the frame dose is a constant reference dose, the reference dose and the frame dose in the frame immediately before the constant dose period. By adding up the start frame irradiation time corrected for the frame interval and the stop frame irradiation time corrected for the frame interval based on the reference dose and the frame dose in the frame immediately after the constant dose period. Calculate the irradiation time of radiation,
Irradiation time evaluation method.
前記放射線が照射される可能性がある環境において撮影され、動画記録部に記録された動画を再生する動画再生処理と、
再生された前記動画を構成するフレーム画像を解析することにより、照射された前記放射線の線量を算出する線量算出処理と、
前記フレーム画像に対応するフレームのそれぞれにおいて前記線量算出部で算出された前記放射線の線量であるフレーム線量に基づいて前記放射線の照射時間を算出する照射時間算出処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記線量算出処理において、
前記放射線が照射されることにより発生した前記フレーム画像中のスポットの数に対応し、前記フレーム画像の特性を表す画像特性値を取得する画像特性値取得処理と、
前記画像特性値を前記線量に換算する線量換算処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記照射時間算出処理において、前記フレーム線量が一定の基準線量である定線量期間の長さ、前記基準線量と前記定線量期間の直前のフレームにおけるフレーム線量とに基づいて前記フレームの時間的長さであるフレーム間隔を補正した開始フレーム照射時間、および、前記基準線量と前記定線量期間の直後のフレームにおけるフレーム線量とに基づいて前記フレーム間隔を補正した停止フレーム照射時間を合算することにより、前記放射線の照射時間を算出する処理をコンピュータに実行させる、
コンピュータプログラム。 A computer program for evaluating the time of irradiation to measure the time of irradiation with a constant dose rate.
A moving image reproduction process for reproducing a moving image taken in an environment where the radiation may be applied and recorded in the moving image recording unit, and
A dose calculation process for calculating the dose of the irradiated radiation by analyzing the frame image constituting the reproduced moving image, and a dose calculation process.
Irradiation time calculation processing that calculates the irradiation time of the radiation based on the frame dose, which is the dose of the radiation calculated by the dose calculation unit in each of the frames corresponding to the frame images.
Let the computer run
In the dose calculation process
An image characteristic value acquisition process for acquiring an image characteristic value representing the characteristics of the frame image corresponding to the number of spots in the frame image generated by irradiation with the radiation, and an image characteristic value acquisition process.
The dose conversion process for converting the image characteristic value into the dose, and
Let the computer run
In the irradiation time calculation process, the time length of the frame is based on the length of the constant dose period in which the frame dose is a constant reference dose, the reference dose and the frame dose in the frame immediately before the constant dose period. By adding up the start frame irradiation time corrected for the frame interval and the stop frame irradiation time corrected for the frame interval based on the reference dose and the frame dose in the frame immediately after the constant dose period. Have the computer execute the process of calculating the irradiation time of radiation,
Computer program.
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---|---|---|---|---|
JP2012029920A (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Canon Inc | X-ray imaging apparatus and measurement method |
JP2013152210A (en) * | 2012-05-15 | 2013-08-08 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Radiation dose estimation method |
JP2018141636A (en) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 学校法人 愛知医科大学 | Dose Evaluation Device, Dose Measuring Device, Irradiation Time Evaluation Device, Dose Evaluation Method and Dose Evaluation Program |
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