JP5840503B2 - ２次元放射線表示装置および２次元放射線表示方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、２次元放射線表示装置および２次元放射線表示方法に関する。

２次元放射線表示装置は、放射線源の方向を２次元の配置で、強さを色や輝度で画面に表示する装置である。ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等により撮影した可視画像に放射線源の方向を重ね合わせて表示することにより、直感的に放射線源の方向と強さを認識することができる。

２次元の放射線強度分布データを得るために用いられる手法として、放射線検出器を２次元のアレイ状に並べて個々の放射線検出器の出力（パルス計数値、電流値、電圧値など）を２次元配列に並べたもの、放射線の入射により発光するシンチレータをＣＣＤカメラ等で撮影したものなどが知られている。

なお、γ線検出器アレイをγ線の入射方向を回転軸として回転させて複数回γ線の強度を検出して放射能分布を撮影するγ線放射能分布撮影方法であって、最小二乗法によるフィッティング計算により所定の式が最小となる放射能強度及びγ線検出器の感度の相対値を求め、所定の式のフィッティング計算を繰り返し行い、放射性物質の放射能分布を求めること等が開示されている。

また、原子力施設の工事等で現場に帯行・設置し、放射線作業環境を把握できる、高感度化・小型化を目的とした、阻止能の高いＣｄＴｅ半導体センサアレイと大口径シングルホールコリメータを組み合わせたγ線イメージング装置等が開示されている。

特許第４３７１７２３号公報

日本原子力学会 ２００２年秋の大会 Ｄ３８ 「ＣｄＴｅアレイを用いた小型高感度γ線イメージング装置の開発」

原子力発電所等における事故により汚染された地域においては速やかな放射性物質の除染が求められている。しかし、従来の線量計では放射性物質による汚染箇所を把握するのに時間がかかり、効率的に除染作業を進めることが難しい。

汚染箇所を認識することが容易な２次元放射線表示装置は、除染作業の効率向上を実現するツールとして有効である。しかし、低空間線量環境において、汚染箇所を認識するまでには時間がかかる問題がある。

除染作業を開始する前に汚染箇所を認識することができれば、放射性物質による汚染箇所のみを除染することで、除染作業を効率的に実施することができる。さらに、除染後の汚染箇所の除染確認作業も同様である。

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、短時間で放射性物質による汚染箇所を認識することができる２次元放射線表示装置および２次元放射線表示方法を提供することである。

上記課題を解決するために、一つの実施形態の２次元放射線表示装置は、２次元的に配列されたアレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示するための表示データを出力可能な２次元放射線表示装置である。当該２次元放射線表示装置は、前記複数の放射線検出器から複数回検出された前記放射線検出信号から前記アレイ状の位置に対応する２次元放射線データに変換するデータ取得部と、放射線の検出方向を認識可能とするために、その検出方向を認識可能な区分ごとに、前記データ取得部により変換された前記２次元放射線データを複数の領域に分割するデータ分割処理部と、前記データ分割処理部により分割された前記区分の領域ごとに、前記２次元放射線データを積分する積分処理部と、前記積分処理部により積分された前記区分の領域ごとの積分値に基づいて、放射線分布を示す２次元データを合成するデータ合成処理部と、前記データ合成処理部により合成された前記２次元データを所定の表示形式に従った表示データとして出力する画像出力部とを備えることを特徴とする。

また、他の実施形態の２次元放射線表示装置は、２次元的に配列されたアレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示するための表示データを出力可能な２次元放射線表示装置である。当該２次元放射線表示装置は、前記複数の放射線検出器から複数回検出された前記放射線検出信号から前記アレイ状の位置に対応する２次元放射線データに変換するデータ取得部と、前記データ取得部により変換された前記２次元放射線データを、領域を分割するための基準となる判定値に従って分割する領域判定データ分割処理部と、前記領域判定データ分割処理部により分割された前記領域ごとに、前記２次元放射線データを積分する積分処理部と、前記積分処理部により積分された前記領域ごとの積分値に基づいて、放射線分布を示す２次元データを合成するデータ合成処理部と、前記データ合成処理部により合成された前記２次元データを所定の表示形式に従った表示データとして出力する画像出力部とを備え、前記領域判定データ分割処理部は、前記判定値を前記積分値の精度または統計的に有意な値に基づいて決定し、当該決定した判定値を基準として前記２次元放射線データを分割することを特徴とする。

上記課題を解決するために、一つの実施形態の２次元放射線表示方法は、２次元的に配列されたアレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示するための表示データを出力可能な２次元放射線表示装置の２次元放射線表示方法である。当該２次元放射線表示方法は、前記２次元放射線表示装置のデータ取得手段が、前記複数の放射線検出器から複数回検出された前記放射線検出信号から前記アレイ状の位置に対応する２次元放射線データに変換するデータ取得ステップと、前記２次元放射線表示装置のデータ分割処理手段が、放射線の検出方向を認識可能とするために、その検出方向を認識可能な区分ごとに、前記データ取得ステップにおいて変換された前記２次元放射線データを複数の領域に分割するデータ分割処理ステップと、前記２次元放射線表示装置の積分処理手段が、前記データ分割処理ステップにおいて分割された前記区分の領域ごとに、前記２次元放射線データを積分する積分処理ステップと、前記２次元放射線表示装置のデータ合成処理手段が、前記積分処理ステップにおいて積分された前記区分の領域ごとの積分値に基づいて、放射線分布を示す２次元データを合成するデータ合成処理ステップと、前記２次元放射線表示装置の画像出力手段が、前記データ合成処理ステップにおいて合成された前記２次元データを所定の表示形式に従った表示データとして出力する画像出力ステップとを有することを特徴とする。

また、他の実施形態の２次元放射線表示方法は、２次元的に配列されたアレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示するための表示データを出力可能な２次元放射線表示装置の２次元放射線表示方法である。当該２次元放射線表示方法は、前記２次元放射線表示装置のデータ取得手段が、前記複数の放射線検出器から複数回検出された前記放射線検出信号から前記アレイ状の位置に対応する２次元放射線データに変換するデータ取得ステップと、前記２次元放射線表示装置の領域判定データ分割処理部手段が、前記データ取得ステップにおいて変換された前記２次元放射線データを、領域を分割するための基準となる判定値に従って、分割する領域判定データ分割処理ステップと、前記２次元放射線表示装置の積分処理手段が、前記領域判定データ分割処理ステップにおいて分割された前記領域ごとに、前記２次元放射線データを積分する積分処理ステップと、前記２次元放射線表示装置のデータ合成処理手段が、前記積分処理ステップにおいて積分された前記分割された領域ごとの積分値に基づいて、放射線分布を示す２次元データを合成するデータ合成処理ステップと、前記２次元放射線表示装置の画像出力手段が、前記データ合成処理ステップにおいて合成された前記２次元データを所定の表示形式に従った表示データとして出力する画像出力ステップとを有し、前記領域判定データ分割処理ステップでは、前記領域を分割するための基準となる判定値を前記積分値の精度または統計的に有意な値に基づいて決定し、当該決定した判定値を基準として前記２次元放射線データを分割することを特徴とする。

本発明に係る２次元放射線表示装置および２次元放射線表示方法の実施形態によれば、短時間で放射性物質による汚染箇所を認識することができる。

本発明に係る２次元放射線表示装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図。 ２次元放射線データの配列の一例を示す図。 第１の実施形態の２次元放射線表示装置の再合成処理の一例を示す図。 第１の実施形態の２次元放射線表示処理フローを示す図。 本発明に係る２次元放射線表示装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図。 第２の実施形態の２次元放射線表示装置の再合成処理の一例を示す図。 ２次元放射線データの一例を示す図。 再合成２次元データの表示の一例を示す図。 本発明に係る２次元放射線表示装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図。 分割するデータ領域の一例を示す図。 分割するデータ領域の他の一例を示す図。 本発明に係る２次元放射線表示装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図。

以下、本発明に係る実施形態の２次元放射線表示装置について、図面を参照して具体的に説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。ここで説明する下記の実施形態はいずれも、放射線検出器としてγ線検出器に用いる２次元放射線表示装置の一例をとりあげて説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る２次元放射線表示装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。以下、本発明に係る２次元放射線表示装置の第１の実施形態について、その他の図面も参照しながら説明する。

２次元放射線表示装置は、図１に示すように、データ取得部１、データ分割処理部２、積分処理部３、データ合成処理部４、画像出力部５を備えている。積分処理部３は、積分する領域毎に、例えば積分処理部３ａ、３ｂおよび３ｃを備えている。

第１の実施形態の２次元放射線表示装置は、図示しない放射線検出器から放射線の強度分布を取得する。放射線検出器は、例えばピンホールまたはコリメータを有する複数のγ線検出器からなるγ線検出器アレイなどである。

具体的には、ピンホールを有するγ線検出器アレイは、例えば遮へい板の中央に開孔が設けられ、その遮へい板の開孔から入射する放射線を検出するように複数のγ線検出器が設けられている。また、コリメータを有するγ線検出器アレイは、例えば鉛で形成された中空筒状のコリメータが複数のγ線検出器の位置に対応するように複数設けられている。これによって、放射性物質から放出されるγ線がコリメータを通過し、このコリメータを通過したγ線が複数のγ線検出器で検出される。

第１の実施形態の２次元放射線表示装置は、詳しくは後述するように、アレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示する表示データを出力する。以下、図１に示す各機能部について説明する。

データ取得部１は、上述したような図示しない放射線検出器から放射線検出信号を時系列的に複数回取得する。この際に、データ取得部１は、放射線検出器におけるどのアレイ状の位置からの放射線検出信号であるかの位置情報も取得する。このために、データ取得部１は、例えばγ線検出器アレイから各々のγ線検出器を識別可能なように信号線でγ線検出器アレイに接続されてもよく、また、γ線検出器アレイから位置情報を含む放射線強度データを受信してもよい。

データ取得部１は、この取得した放射線検出信号（放射線の強度信号）を、Ｉ（行）×Ｊ（列）の２次元配列形式の２次元放射線データ１０１に変換する。ここで、Ｉ、Ｊは整数であり、以降では分解能｛Ｉ（行）×Ｊ（列）｝のように表すものとする。例えば、２次元放射線データ１０１は、分解能｛１６（行）×１６（列）｝の２次元配列形式で放射線強度データを有する。

図２に、２次元放射線データ１０１の配列の一例を示す。

データ取得部１は、放射線検出器から取得した放射線検出信号（または放射線強度データなど）を、例えば図２に示すように、Ｉ（行）×Ｊ（列）の２次元配列形式の２次元放射線データ１０１に変換する。データ取得部１は、γ線検出器アレイの配列を２次元放射線データ１０１の分解能｛Ｉ（行）×Ｊ（列）｝に対応させる。なお、このような２次元放射線データ１０１は、検出の位置情報および放射線の強度情報を有することから、３次元としても扱うことができる。

また、図２に、γ線検出器アレイにおけるアレイ状配置方向を基準とした上側および下側、左側および右側の領域の例を示す。さらに、対角線方向の例も示す。例えば、上側の領域は２次元配列の１行目から〜Ｉ／２行目（Ｉ／２が整数の場合）であり、下側の領域は（Ｉ／２＋１）行目〜Ｉ行目である。なお、図示しない内側領域は、例えば２次元配列のＩ／４行目から〜３Ｉ／４行目（整数の場合）、Ｊ／４列目から〜３Ｊ／４列目（整数の場合）の範囲の領域であり、外側領域は内側領域以外である。

データ分割処理部２は、放射線の検出方向を認識可能とするために、その方向を認識可能な区分ごとに、２次元放射線データ１０１を複数の領域に分割する。データ分割処理部２は、２次元放射線データ１０１について、例えば前述した図２に示す上側および下側領域、左側および右側領域、内側（中央）および外側（中央以外）の領域の区分にそれぞれ分割したデータを有する分割データ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを生成する。

図１に示すように、分割データ１０２ａは、２次元放射線データ１０１が上下に分割された上側領域１０２Ｕおよび下側領域１０２Ｄに区分されたデータである。また、分割データ１０２ｂは、２次元放射線データ１０１が左右に分割されたデータの左側領域１０２Ｌおよび右側領域１０２Ｒに区分されたデータである。また、分割データ１０２ｃは、２次元放射線データ１０１が中央の内側と外側とに分割された内側領域１０２Ｉおよび外側領域１０２Ｏとに区分されたデータである。なお、例えば、中央はγ線検出器アレイの中央に対応する２次元放射線データ１０１の領域である。

ここで、２次元放射線データ１０１の分割方法は、図１に示す方法以外の分割方法であってもよい。例えば、図２に示すように、２次元放射線データ１０１を対角線で区切り、方向を特定する区分を４つの領域とすることもできる。

上述したような分割データ１０２ａの分割された領域は、表示装置における表示画面での上下の領域に対応する。また、分割データ１０２ｂの分割された領域は表示画面での左右の領域に対応し、また、分割データ１０２ｃの分割された領域は表示画面での中央と中央以外の領域に対応する。

積分処理部３は、２次元放射線データ１０１が分割された区分ごとに、時系列的に複数回取得された２次元放射線データ１０１について積分処理を行う。すなわち、積分処理部３ａは、上側領域１０２Ｕと下側領域１０２Ｄとに区分された分割データ１０２ａを積分する。同様に、積分処理部３ｂは、右側領域１０２Ｒと左側領域１０２Ｌとに区分された分割データ１０２ｂを積分し、また、積分処理部３ｃは、内側領域１０２Ｉと外側領域１０２Ｏとに区分された分割データ１０２ｃを積分する。

以上説明した通り、積分処理部３（３ａ、３ｂおよび３ｃ）により、これらの分割データ１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃごとに、積分値が生成される。

データ合成処理部４は、積分処理部３ａ、３ｂおよび３ｃにより積分処理された２次元放射線データ１０１を、さらに区分して合成する。すなわち、データ合成処理部４は、再合成２次元データ１０４Ｓを生成する。

図３に、データ合成処理部４による再合成処理の一例を示す。

データ合成処理部４は、図３に示すように、例えば上側領域１０２Ｕおよび下側領域１０２Ｄ、右側領域１０２Ｒおよび左側領域１０２Ｌ、内側領域１０２Ｉおよび外側領域１０２Ｏの各々を、その領域ごとの積分値の比に基づいて、再合成２次元データ１０４Ｓとして重み付け（合成）する。

例えば、図３は、以下のような重み付けの区分（１）〜（８）と、方向を特定する区分（上側領域１０２Ｕ、下側領域１０２Ｄ、左側領域１０２Ｌ、右側領域１０２Ｒ、内側領域１０２Ｉおよび外側領域１０２Ｏ）との対応関係を示す。

上側領域１０２Ｕ｛区分（１）〜（４）の範囲｝
下側領域１０２Ｄ｛区分（５）〜（８）の範囲｝
左側領域１０２Ｌ｛区分（１）、（２）、（５）、（６）の範囲｝
右側領域１０２Ｒ｛区分（３）、（４）、（７）、（８）の範囲｝
内側領域１０２Ｉ｛区分（２）、（３）、（６）、（７）の範囲｝
外側領域１０２Ｏ｛区分（１）、（４）、（５）、（８）の範囲｝
以上のように、データ合成処理部４は、上記の方向を特定する区分を、さらに、区分（１）〜（８）（８分割）のようにして、再合成２次元データ１０４Ｓを生成する。この再合成２次元データ１０４Ｓは、データ合成処理部４から画像出力部５に出力される。

画像出力部５は、再合成２次元データ１０４Ｓをその区分（１）〜（８）ごとの積分結果に応じて、表示画面上に色階調表示やグレースケールなどの濃淡表示によって放射線分布を表示する。その際に、画像出力部５が、可視画像と放射線分布とを重ね合わせて表示させてもよい。

この場合に、画像出力部５は、例えば可視画像を捉えるカメラなどの視野角と、放射線を検出するピンポールおよび検出器有効面積とにより定まる視野角とに基づいて、可視画像に上述したような放射線分布画像を重ね合わせる。これにより、本実施形態の２次元放射線表示装置は、撮影している可視画像や映像上に、放射線が検出されている方向を示す放射線分布画像を表示させることができる。

図４に、第１の実施形態の２次元放射線表示処理フローの一例を示す。以下、図１〜図３を参照しながら、図４の２次元放射線表示処理フローについて説明する。

データ取得部１は、２次元放射線データ１０１ａ、・・・、１０１ｎのように時間間隔を経て、図示しない放射線検出器から複数回データを取得する。積分処理部３は、データ分割処理部２の分割区分に従って、２次元放射線データ１０１ａ、・・・、１０１ｎを積分する。

すなわち、積分処理部３ａは、２次元放射線データ１０１ａ、・・・、１０１ｎについて、上側領域１０２Ｕおよび下側領域１０２Ｄのそれぞれの範囲にある放射線強度データを積分して、図４に示すように、積分値１０３ａを得る。例えば、図４の例では、全領域の放射線強度を１とした場合に、上側領域１０２Ｕの積分値：下側領域１０２Ｄの積分値＝０．８：０．２であることを示す。これと同様に、積分値１０３ｂでは、左側領域１０２Ｌの積分値：右側領域１０２Ｒの積分値＝０．４：０．６である。また、積分値１０３ｃでは、内側領域１０２Ｉの積分値：外側領域１０２Ｏの積分値＝０．３：０．７であることを示す。

データ合成処理部４は、積分処理部３ａ、３ｂおよび３ｃから上記の積分値１０３ａ、１０３ｂおよび１０３ｃを受けると、図４に示すように、前述した区分（１）〜区分（８）に重み付け（放射線強度の振り分け）して再合成２次元データ１０４Ｓを生成する。

図４の例では、区分｛（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）｝の強度分布＝｛０．２２４、０．０９６、０．１４４、０．３３６、０．０５６、０．０２４、０．０３６、０．０８４｝である。

画像出力部５は、この再合成２次元データ１０４Ｓをデータ合成処理部４から受けると、表示画面に画像表示出力１０５Ｓを出力する。例えば、図４に示す例では、前述した区分（１）〜（８）ごとの積分値が、当該区分ごとの強度分布の相違が識別可能となるように、ドット表示・斜線表示等で示している。実際には、放射線強度によって、濃淡表示や色階調表示などの表示方法（所定の表示形式）を用いて、相対的な強度の相違が分かるように表示される。

次に、第１の実施形態における検出感度の向上について説明する。例えば、２次元放射線データ１０１の分解能がＩ（行）×Ｊ（列）の場合、積分処理部３ａでは上側領域１０２ＵにあるＩ／２×Ｊ個のデータを積分する。よって、再合成２次元データ１０４Ｓは、２次元放射線データ１０１の各要素に対してＩ／２×Ｊ倍の感度を有することになり、計数値が向上する。例えば、Ｉ＝Ｊ＝１６とした場合、Ｉ／２×Ｊ=１２８となり、１２８倍の感度で放射線分布を表示することができる。

具体例で説明すると、例えば放射線検出器にγ線検出器アレイを用いる場合、分解能２５６ピクセル｛１６（行）×１６（列）｝を有するとする。また、このγ線検出器アレイで、放射線の方向を認識できるデータ数１００（カウント）の計数が必要とし、さらにこの計数時間を１００秒とする。これは、例えばγ線検出器アレイ中の１個の検出器で考えた場合には、γ線を１００カウント計数するのに１００秒の計数時間を要する。

これを、図１に示す２次元放射線表示装置の場合で説明すると、データ分割処理部２が２次元放射線データ１０１を、分割データ１０２ａについて上側領域１０２Ｕおよび下側領域１０２Ｄのそれぞれに対して、１２８（＝２５６／２）ピクセル分のデータを割り当てる。

積分処理部３ａは、この１２８ピクセル分のデータ割り当てに対して積分するため、１ピクセルでデータ数１００（カウント）を計数する場合と比べて、１２８倍の感度を得ることができる。すなわち、放射線の方向として上下方向を特定するために必要な計数時間は、０．７８秒（＝１００秒/１２８）で済む。左右方向等の他の方向の区分についても同様である。

以上説明したように、２次元放射線データ１０１の配列Ｉ（行）×Ｊ（列）において、分解能はＩまたはＪが大きいほどすぐれているが、すべての配列要素に放射線が検出されるためには、長い時間を要することになる。

一方、第１の実施形態の２次元放射線表示装置によれば、例えば上側および下側、左側および右側、中央側およびその外側などの方向を特定する区分の領域ごとに、放射線を計数して積分することで、検出感度を向上し、統計的なばらつきを短時間で抑制することができる。

また、第１の実施形態の２次元放射線表示装置によれば、例えば上側および下側、左側および右側、中央側およびその外側などの方向を特定する区分の領域に基づいて、２次元放射線分布データを再合成するため、短時間で放射線の検出方向を的確にとらえることができ、汚染箇所を短時間で認識することが可能となる。

したがって、低空間線量の環境においても、汚染箇所を短時間で認識することが可能となる。

［第２の実施形態］
図５は、本発明に係る２次元放射線表示装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図５を参照しながら、第２の実施形態について説明する。なお、図５では、図１の第１の実施形態の構成と同一の機能部については同一の符号を付す。

第２の実施形態の図５に示す構成では、第１の実施形態の図１に示す構成に相当する機能部に加えて、さらに、積分判定部６、判定フィードバック部７および設定切替部８を備えている。なお、図１の構成に相当する機能部は、データ取得部１、データ分割処理部２１、積分処理部３１、データ合成処理部４および画像出力部５である。

積分判定部６は、積分処理部３ａ、積分処理部３ｂおよび積分処理部３ｃからそれぞれの積分結果（積分値）を受ける。積分判定部６は、分割データ１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃの各領域の積分値について、「十分な精度がある」または「統計的に有意」であるか否かを判定する。積分判定部６は、このような積分結果判定を、判定フィードバック部７に通知する。

判定フィードバック部７は、積分判定部６からこの積分結果判定を受けると、各領域の積分値ごとに「十分な精度がある」または「統計的に有意」であると判定されている場合、当該領域について分割数を増加するようにデータ分割処理部２１に指示を出す。一方、当該領域の積分値について「十分な精度がある」または「統計的に有意」であると判定されていない場合、判定フィードバック部７は分割数を維持するように指示を出す。

データ分割処理部２１は、判定フィードバック部７からの指示を受けると、この指示に基づいて２次元放射線データ１０１の分割数を変更するか否か判断する。

図５に示すデータ分割処理部２１における分割データ１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃが、例えば放射線検出の初期時には、図１に示す分割状態（上下２区分、左右２区分、内外２区分）であったとする。放射線検出の時間経過と共に積分値が大きくなると、データ分割処理部２１が、積分判定結果に基づいて分割データ１０２ａの上側領域をさらに２領域に細分化すると判定フィードバック部７から指示を受けた場合、第１の上側領域１０２Ｕａ、第２の上側領域１０２Ｕｂに分割する。

また、同様に、データ分割処理部２１が、判定フィードバック部７から分割データ１０２ａの下側領域の分割数を増加するように指示を受けた場合、例えば下側の１領域を第１の下側領域１０２Ｄａと第２の下側領域１０２Ｄｂに分割する。

また、同様に、データ分割処理部２１が、判定フィードバック部７から分割データ１０２ｂの左側領域の分割数を増加するように指示を受けた場合、例えば左側の１領域を第１の左側領域１０２Ｌａと第２の左側領域１０２Ｌｂに分割する。また、データ分割処理部２１が、判定フィードバック部７から分割データ１０２ｂの右側領域の分割数を増加するように指示を受けた場合、例えば右側の１領域を第１の右側領域１０２Ｒａと第２の右側領域１０２Ｒｂに分割する。内側領域の分割についても、同様に、データ分割処理部２１が、分割データ１０２ｃについて、例えば内側の１領域を第１の内側領域１０２Ｉａと第２の内側領域１０２Ｉｂに分割する。

なお、外側領域１０２Ｏａについては、本例では分割しないが、さらに細分化して分割するようにしてもよい。また、上記例では、各々の領域ごとに分割を判定する場合を示したが、いずれかひとつの領域について分割数を増やすと判定した場合にすべての領域を細分化して分割するようにしてもよい。

これらの細分化された方向を特定する区分ごとに、積分処理部３１は、同様に、分割データ１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃの細分化された領域での積分値を求める。

データ合成処理部４は、積分処理部３ａ、３ｂおよび３ｃにより積分された方向を特定する区分ごとの積分値を合成する。これにより、データ合成処理部４は、再合成２次元データ１０４Ｔを生成する。

図６に、データ合成処理部４による再合成処理の一例を示す。なお、図６に示す例は、図３に示す８分割の区分を２０分割に細分化した一例である。

図６に示すように、再合成２次元データ１０４Ｔは、例えば第１および第２の上側領域１０２ＵａおよびＵｂ、第１および第２の下側領域１０２ＤａおよびＤｂ、第１および第２の左側領域１０２ＬａおよびＬｂ、第１および第２の右側領域１０２ＲａおよびＲｂ、外側領域１０２Ｏａの各々での積分値がデータ合成処理部４により重み付けされて合成される。

例えば、図６は、上記の領域の区分から得られる、以下のような重み付け（振り分け）の区分（１）〜（２０）（２０分割された場合）を示す。

第１の上側領域１０２Ｕａ｛区分（１）〜（４）の範囲｝
第２の上側領域１０２Ｕｂ｛区分（５）〜（１０）の範囲｝
第１の下側領域１０２Ｄａ｛区分（１１）〜（１６）の範囲｝
第２の下側領域１０２Ｄｂ｛区分（１７）〜（２０）の範囲｝
第１の左側領域１０２Ｌａ｛区分（１）、（５）、（１１）、（１７）の範囲｝
第２の左側領域１０２Ｌｂ｛区分（２）、（６）、（７）、（１２）、（１３）、（１８）の範囲｝
第１の右側領域１０２Ｒａ｛区分（３）、（８）、（９）、（１４）、（１５）、（１９）の範囲｝
第２の右側領域１０２Ｒｂ｛区分（４）、（１０）、（１６）、（２０）の範囲｝
第１の内側領域１０２Ｉａ｛区分（７）、（８）、（１３）、（１４）の範囲｝
第２の内側領域１０２Ｉｂ｛区分（６）、（９）、（１２）、（１５）の範囲｝
外側領域１０２Ｏａ｛区分（１）〜（４）、（５）、（１０）、（１１）、（１６）、（１７）〜（２０）の範囲｝
以上のように、データ合成処理部４は、上記の方向を特定する区分を、さらに、例えば区分（１）〜（２０）のようにして、再合成２次元データ１０４Ｔを生成する。この再合成２次元データ１０４Ｔは、データ合成処理部４から画像出力部５に出力される。

例えば、データ取得部１に、図７に示すような２次元放射線データ１０１Ａ等が複数回取得されたとする。これらの２次元放射線データ１０１Ａ等が、データ分割処理部２１および積分処理部３１により積分処理され、データ合成処理部４により図８に示す再合成２次元データ１０４Ｔが生成される。

画像出力部５は、図８に示す再合成２次元データ１０４Ｔをその区分（１）〜（２０）ごとの積分結果に応じて、図８に示す画像表示出力１０５Ｔのように、表示画面上に色階調表示や色の濃淡表示などによって２次元放射線分布を表示する。

設定切替部８は、積分判定部６の積分判定結果を判定するための判定基準を設定または切り替え、積分判定部６に当該設定値を送る。例えば、設定値は後述するような積分値である。

以下に、積分判定部６の精度（「十分な精度がある」）の判定処理の一例について説明する。

積分判定部６が、各データ分割領域（区分）の積分値から１σにおける精度が１％であることを判定する場合には、例えば各区分の積分値Ｓが１０，０００以上であるかを判定する。また、積分判定部６が、同様に各区分の積分値から１σにおける精度が１０％であることを判定する場合には、例えば各区分の積分値Ｓが１００以上であることを判定する。これらの積分値Ｓの１０，０００や１００は精度に依存した判定値であるが、設定切替部８により任意の判定値を設定可能とする。なお、σは標準偏差である。

次に、積分判定部６の「統計的に有意」の判定処理の一例について説明する。

一般的に、２次元放射線データ１０１は放射線の強度(単位時間あたりの計数値)の２次元分布データであるが、放射線検出器の周囲の構造物との散乱による放射線の計数値も含まれる。散乱による計数値は、本来の分布情報が失われている。すなわち、データ取得部１が生成する２次元放射線データ１０１の各要素（ｉ，ｊ）は、例えばγ線放射線検出器アレイから取得される計数値ついて、強度分布データと分布情報が失われた散乱データとが含まれている。これは、各区分の計数値を積分して得られる積分値Ｓについても同様である。なお、２次元放射線データ１０１の配列Ｉ（行）×Ｊ（列）において、ｉは１以上Ｉ以下の整数であり、ｊは１以上Ｊ以下の整数である。

散乱データは、放射線検出器の周囲の構造物や遮蔽により低減することができるがゼロにはできない。ゼロにはできないが、積分値Ｓにおける散乱による割合は、放射線検出器周辺の構造や遮蔽の設計、または実験により求めることができる。積分値Ｓにおける散乱による割合をαとする。αは正確には各要素（ｉ，ｊ）で異なる値の場合もあるが、この中の最大値を用いてもよい。

ここで、積分値Ｓにおいて、（１−α）×Ｓが方向情報を有する積分値であって、α×Ｓが散乱による積分値である。このとき、方向情報を有する積分値は±√（（１−α）Ｓ）、散乱による積分値は±√（αＳ）のばらつきを有する。積分値Ｓが散乱による積分値に対して統計的に有意であるためには、
（（１−α）Ｓ−√（（１−α）Ｓ））＞（αＳ＋√（αＳ）） （式１）
を満足する積分値Ｓであり、このときの積分値Ｓを「統計的に有意」とみなして第１の判定値とする。なお、１σ程度では十分に有意なとは言えない場合は、３σ程度としてもよい。その場合、
（（１−α）Ｓ−３√（（１−α）Ｓ））＞（αＳ＋３√（αＳ）） （式２）
を満足する積分値Ｓを第２の判定値とする。

１σとするか３σとするかは任意であり、さらにＸを任意の数として、Ｘσについて、
（（１−α）Ｓ−Ｘ√（（１−α）Ｓ））＞（αＳ＋Ｘ√（αＳ）） （式３）
を満たす積分値Ｓを第３の判定値としてもよい。

積分判定部６は、例えば積分処理部３１によって求められた積分値Ｓが（式１）ないし（式３）のいずれかを満たすときに、「統計的に有意」と判定する。

以上説明した積分判定部６、判定フィードバック部７および設定切替部８を設けることにより、方向を特定する区分をさらに細分化するように自動的に切り替えることができる。この切り替えは、各区分の積分値が、「十分な精度がある」場合、または、「統計的に有意」である場合に行なう。例えば、これにより、放射線の検出初期時には８分割で区分した場合でも、上記細分化するような切り替えにより、それを超える分割数、・・・、２０分割数等に、詳細な区分にすることができる。

なお、積分判定部６が「十分な精度がある」または「統計的に有意」であることを判定している処理を、図示しない手動設定手段を設けて、２次元放射線表示装置の操作者がデータ分割処理部２１に対して細分化を手動設定できるようにしてもよい。

２次元放射線データ１０１の配列Ｉ（行）×Ｊ（列）において、ＩまたはＪが大きいほど分解能は高くなるが、すべての配列要素に放射線が検出されるためには、多くの時間を要する。

しかし、第２の実施形態の２次元放射線表示装置によれば、放射線の検出初期時には、上下、左右、中央の少ない区分の領域数にすることにより、放射線の検出される方向を短時間で認識することができる。またその区分ごとに積分することで検出感度を向上し、統計的なばらつきを短時間で抑制することができる。すなわち、短時間で汚染箇所を認識することが可能となる。

さらに、第２の実施形態の２次元放射線表示装置によれば、放射線の検出時間の経過と共に、上下、左右、中央の区分の領域をさらに細分化した表示に切り替えることができるため、さらに分解能を高めて表示することができる。細分化は２次元放射線データ１０１の分解能まで行うことができる。

［第３の実施形態］
図９は、本発明に係る２次元放射線表示装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。図９を参照しながら、第３の実施形態について説明する。なお、図９では、図１の第１の実施形態の構成と同一の機能部については同一の符号を付す。また、図９に示す構成は、図１の構成に示すデータ分割処理部２を領域判定データ分割処理部２２に置き換え、同じく、積分処理部３を積分処理部３２に置き換えた構成である。

領域判定データ分割処理部２２は、データ取得部１により取得された２次元放射線データ１０１の最大値の周囲での積分結果を用いて、積分値が「十分な精度がある」または「統計的に有意」を満足する領域とそれ以外の領域とを判定し、その判定結果に応じて分割する。

積分処理部３２は、分割データ１０２Ｘを、領域判定データ分割処理部２２により分割された領域ごとに、積分処理する。積分処理部３２は、この分割された領域ごとの積分結果をデータ合成処理部４に送ると共に、領域判定データ分割処理部２２にも送る。

積分処理部３２による積分値がそれまでの判定値（元の判定値）よりもさらに大きな値になった場合には、領域判定データ分割処理部２２は、「十分な精度がある」または「統計的に有意」とした元の判定値に１以上の値を乗じたものを新たな判定値として用い、さらに分割する領域を細分化する。

図１０および図１１に、領域判定データ分割処理部２２による分割する領域の細分化の例を示す。図１０は、分割データ１０２Ｘにおける領域を区分するための積分の判定値＝１００とした場合の例である。また、図１１は、分割データ１０２Ｙにおける領域を区分するため、はじめに積分の判定値＝１００として、その次に積分の判定値＝４００とした場合の例である。

具体的には、領域判定データ分割処理部２２は、図１０に示すように、はじめに分割データ１０２Ｘを第１の分割領域１０２Ｉｃ（波線部）とそれ以外の領域、すなわち、積分値が「十分な精度がある」または「統計的に有意」の判定値＝１００を満足する領域とそれ以外の領域とを判定して分割する。

次に、例えば放射線の検出時間の経過と共に、領域判定データ分割処理部２２は、積分処理部３２による第１の分割領域１０２Ｉｃの積分値がそれまでの判定値（元の判定値＝１００）よりもさらに大きな値になった場合に、以下のように分割する領域を細分化する。

領域判定データ分割処理部２２は、図１１に示すように、分割データ１０２Ｙをさらに第２の分割領域１０２Ｉｄ（黒塗部）、すなわち、積分値が「十分な精度がある」または「統計的に有意」の判定値＝４００を満足する領域とそれ以外の領域とを判定して分割する。

領域判定データ分割処理部２２により、２次元放射線データ１０１について放射線の強度が特定の領域に大きく検出される場合に、図１１に示すように、さらにその領域の形状を細分化して分割できるため、例えば放射性物質による汚染箇所の範囲を絞り込んで特定することができる。

これにより、検出初期時に放射線強度分布が図１０の分割データ１０２Ｘであっても、検出時間経過と共に放射線強度分布が図１１に示す分割データ１０２Ｙとなった場合に、図９に示すように、再合成２次元データ１０４Ｖのように画像表示させることが可能となる。

以上説明したように、第３の実施形態によれば、任意の形状で方向を特定することが可能となる。また、放射線の検出時間の経過と共に、例えば放射性物質による汚染箇所などの方向を細分化して特定することが可能となる。

［第４の実施形態］
図１２は、本発明に係る２次元放射線表示装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図であり、詳しくは２次元放射線表示装置を利用した放射線モニタカメラの構成のブロック図である。

なお、図１２に示す２次元放射線表示装置５２の構成は、例えば前述した第１ないし第３の実施形態の２次元放射線表示装置のいずれかの実施形態である。ここでは、２次元放射線表示装置５２の機能の詳細な説明については省くものとする。

放射線モニタカメラ５０は、図１２に示すように、γ線検出器アレイ５１と、２次元放射線表示装置５２と、可視カメラ装置５３と、モニタ調整部５４と、モニタ５５とを備えている。

γ線検出器アレイ５１は、例えばコリメータを有するγ線検出器アレイである。

２次元放射線表示装置５２は、前述した第１ないし第３の実施形態の２次元放射線表示装置の機能を、例えば集積回路化したものや、ＣＰＵ、メモリ、ＲＯＭ等を備えるコンピュータにより２次元放射線表示処理の機能を実行させるプログラムを組み込んだもの等である。

可視カメラ装置５３は、例えばＣＣＤ等によりカメラの視野角内の対象を撮影可能なものであり、その可視画像を所定の信号出力でモニタ調整部５４に出力する。

モニタ調整部５４は、可視カメラ装置５３により撮影された可視画像に、２次元放射線表示装置５２により生成された２次元放射線画像を重ね合わせる。このために、モニタ調整部５４は、可視カメラ装置５３の視野角と、γ線検出器アレイ５１の視野角とに基づいて、合成する表示画像を調整する。また、モニタ調整部５４は、２次元放射線表示装置５２の２次元放射線画像の濃淡もしくは色階調などを調整する。

モニタ５５は、表示画面を有し、上記の合成された表示画像をこの表示画面に出力する。

以上により、放射線モニタカメラ５０のモニタ５５上で、放射性物質による汚染箇所を容易に識別することが可能となる。

［他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態では、放射線検出器としてγ線検出器を例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形には、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…データ取得部、２、２１…データ分割処理部、３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３１、３２…積分処理部、４…データ合成処理部、５…画像出力部、６…積分判定部、７…判定フィードバック部、８…設定切替部、２２…領域判定データ分割処理部、５０…放射線モニタカメラ、５１…γ線検出器アレイ、５２…２次元放射線表示装置、５３…可視カメラ装置、５４…モニタ調整部、５５…モニタ、１０１、１０１Ａ、１０１ａ、１０１ｎ…２次元放射線データ、１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２Ｘ、１０２Ｙ…分割データ、１０２Ｕ…分割データの上側領域 、１０２Ｕａ…分割データの第１の上側領域 、１０２Ｕｂ…分割データの第２の上側領域、１０２Ｄ…分割データの下側領域、１０２Ｄａ…分割データの第１の下側領域 、１０２Ｄｂ…分割データの第２の下側領域、１０２Ｌ…分割データの左側領域、１０２Ｌａ…分割データの第１の左側領域 、１０２Ｌｂ…分割データの第２の左側領域、１０２Ｒ…分割データの右側領域、１０２Ｒａ…分割データの第１の右側領域 、１０２Ｒｂ…分割データの第２の右側領域、１０２Ｉ…分割データの内側領域、１０２Ｉａ…分割データの第１の内側領域 、１０２Ｉｂ…分割データの第２の内側領域、１０２Ｉｃ…第１の分割領域、１０２Ｉｄ…第２の分割領域、１０２Ｏ、１０２Ｏａ…分割データの外側領域、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ…積分値、１０４Ｓ、１０４Ｔ、１０４Ｖ…再合成２次元データ、１０５Ｓ、１０５Ｔ…画像表示出力

Claims (11)

1. ２次元的に配列されたアレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示するための表示データを出力可能な２次元放射線表示装置であって、
   前記複数の放射線検出器から複数回検出された前記放射線検出信号から前記アレイ状の位置に対応する２次元放射線データに変換するデータ取得部と、
   放射線の検出方向を認識可能とするために、その検出方向を認識可能な区分ごとに、前記データ取得部により変換された前記２次元放射線データを複数の領域に分割するデータ分割処理部と、
   前記データ分割処理部により分割された前記区分の領域ごとに、前記２次元放射線データを積分する積分処理部と、
   前記積分処理部により積分された前記区分の領域ごとの積分値に基づいて、放射線分布を示す２次元データを合成するデータ合成処理部と、
   前記データ合成処理部により合成された前記２次元データを所定の表示形式に従った表示データとして出力する画像出力部とを備える
   ことを特徴とする２次元放射線表示装置。
2. 前記区分は、前記アレイ状の複数の放射線検出器におけるアレイ状配置方向を基準とした上側および下側、左側および右側、または内側および外側の領域の組み合せの少なくともいずれか一つを含む組み合せである
   ことを特徴とする請求項１に記載の２次元放射線表示装置。
3. 前記区分は、前記アレイ状の複数の放射線検出器におけるアレイ状配置方向を基準とした２つの対角線による組み合せである
   ことを特徴とする請求項１に記載の２次元放射線表示装置。
4. 前記データ分割処理部は、前記区分の領域のいずれかをさらに細分化した領域に分割する
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の２次元放射線表示装置。
5. 前記区分の領域ごとの前記積分処理部により求められた積分値を、当該領域を分割するための基準となる判定値に従って判定する積分判定部と、
   前記積分判定部の判定結果により前記データ分割処理部の分割する領域を変更する積分判定結果を前記データ分割処理部にフィードバックする判定フィードバック部と、
   積分の判定値を設定する設定切替部とをさらに備え、
   前記データ分割処理部は、前記判定フィードバック部にフィードバックされた積分判定結果に応じて、前記区分のデータ領域をさらに分割するか否か決定し、当該決定に従って前記領域を分割する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の２次元放射線表示装置。
6. 前記設定切替部は、前記積分の判定値を切り替え可能に設定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の２次元放射線表示装置。
7. 前記積分判定部は、前記判定値を前記積分値の精度または統計的に有意な値に基づいて決定し、当該決定した判定値を基準として前記データ分割処理部により前記分割された領域を細分化するか否か決定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の２次元放射線表示装置。
8. 前記画像出力部は、前記データ合成処理部により合成された前記２次元データを、前記所定の表示形式に従った表示データとして出力する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の２次元放射線表示装置。
9. ２次元的に配列されたアレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示するための表示データを出力可能な２次元放射線表示装置であって、
   前記複数の放射線検出器から複数回検出された前記放射線検出信号から前記アレイ状の位置に対応する２次元放射線データに変換するデータ取得部と、
   前記データ取得部により変換された前記２次元放射線データを、領域を分割するための基準となる判定値に従って分割する領域判定データ分割処理部と、
   前記領域判定データ分割処理部により分割された前記領域ごとに、前記２次元放射線データを積分する積分処理部と、
   前記積分処理部により積分された前記領域ごとの積分値に基づいて、放射線分布を示す２次元データを合成するデータ合成処理部と、
   前記データ合成処理部により合成された前記２次元データを所定の表示形式に従った表示データとして出力する画像出力部とを備え、
   前記領域判定データ分割処理部は、前記判定値を前記積分値の精度または統計的に有意な値に基づいて決定し、当該決定した判定値を基準として前記２次元放射線データを分割する
   ことを特徴とする２次元放射線表示装置。
10. ２次元的に配列されたアレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示するための表示データを出力可能な２次元放射線表示装置の２次元放射線表示方法であって、
    前記２次元放射線表示装置のデータ取得手段が、前記複数の放射線検出器から複数回検出された前記放射線検出信号から前記アレイ状の位置に対応する２次元放射線データに変換するデータ取得ステップと、
    前記２次元放射線表示装置のデータ分割処理手段が、放射線の検出方向を認識可能とするために、その検出方向を認識可能な区分ごとに、前記データ取得ステップにおいて変換された前記２次元放射線データを複数の領域に分割するデータ分割処理ステップと、
    前記２次元放射線表示装置の積分処理手段が、前記データ分割処理ステップにおいて分割された前記区分の領域ごとに、前記２次元放射線データを積分する積分処理ステップと、
    前記２次元放射線表示装置のデータ合成処理手段が、前記積分処理ステップにおいて積分された前記区分の領域ごとの積分値に基づいて、放射線分布を示す２次元データを合成するデータ合成処理ステップと、
    前記２次元放射線表示装置の画像出力手段が、前記データ合成処理ステップにおいて合成された前記２次元データを所定の表示形式に従った表示データとして出力する画像出力ステップとを有する
    ことを特徴とする２次元放射線表示方法。
11. ２次元的に配列されたアレイ状の複数の放射線検出器から放射線検出信号を受けて、当該放射線検出信号に基づいて放射線分布を表示するための表示データを出力可能な２次元放射線表示装置の２次元放射線表示方法であって、
    前記２次元放射線表示装置のデータ取得手段が、前記複数の放射線検出器から複数回検出された前記放射線検出信号から前記アレイ状の位置に対応する２次元放射線データに変換するデータ取得ステップと、
    前記２次元放射線表示装置の領域判定データ分割処理部手段が、前記データ取得ステップにおいて変換された前記２次元放射線データを、領域を分割するための基準となる判定値に従って、分割する領域判定データ分割処理ステップと、
    前記２次元放射線表示装置の積分処理手段が、前記領域判定データ分割処理ステップにおいて分割された前記領域ごとに、前記２次元放射線データを積分する積分処理ステップと、
    前記２次元放射線表示装置のデータ合成処理手段が、前記積分処理ステップにおいて積分された前記分割された領域ごとの積分値に基づいて、放射線分布を示す２次元データを合成するデータ合成処理ステップと、
    前記２次元放射線表示装置の画像出力手段が、前記データ合成処理ステップにおいて合成された前記２次元データを所定の表示形式に従った表示データとして出力する画像出力ステップとを有し、
    前記領域判定データ分割処理ステップでは、前記領域を分割するための基準となる判定値を前記積分値の精度または統計的に有意な値に基づいて決定し、当該決定した判定値を基準として前記２次元放射線データを分割する
    ことを特徴とする２次元放射線表示方法。

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