JP7344769B2 - 放射線検出装置及び出力方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出装置及び出力方法に関する。

自動露出制御を行う放射線検出装置が実用化されている。特許文献１では、入射中の放射線量をモニタするための検出用画素が画素アレイ内に配置されており、検出用画素に接続された信号線から検出用の信号を読み取る放射線検出装置が提案されている。この放射線検出装置は、検出精度を向上するために、素抜け領域や非照射領域を判別し、放射線が人体を透過した領域内の光電変換素子を用いて自動露出を行う。

特開２０１６－２９９８７号公報

関心領域における画質を向上するために、放射線検出装置のうち、関心領域に対応する位置にある検出領域で自動露光制御を行うことが考えられる。固定式の放射線検出装置を使用するならば、関心領域に対応する位置にある検出領域を特定することは容易である。しかし、可搬式の放射線検出装置を使用する場合に、このような検出領域の特定が困難な場合がある。例えば、肺野部を関心領域として胸部を撮影する場合について検討する。この際、撮影者は、肺野部が放射線検出装置の上半分に重なるように放射線検出装置を設置する。しかし、撮影者が誤って放射線検出装置を１８０度回転して設置してしまうと、放射線検出装置の上半分は腹部に重なる。そのため、放射線検出装置の上半分に重なる腹部を透過した放射線量をモニタすることになり、自動露光制御を正しく行えない。本発明の１つの側面は、自動露出制御の対象となる検出領域を精度よく特定するための技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、入射中の放射線量をモニタ可能な放射線検出装置であって、被写体の複数の部位を含む撮影範囲の設定及び前記複数の部位のうち自動露出制御の対象である１つ以上の対象部位の設定を取得する取得手段と、前記複数の部位に対して設定された放射線の透過量と、前記放射線検出装置の複数の検出領域でモニタされた放射線量とに基づいて、前記複数の検出領域から、前記１つ以上の対象部位を透過した放射線が入射する位置にある１つ以上の対象検出領域を特定する特定手段と、前記１つ以上の対象検出領域でモニタされた放射線量を出力する出力手段と、備えることを特徴とする放射線検出装置が提供される。

上記手段により、自動露出制御の対象となる検出領域を精度よく特定できる。

本発明の実施形態の放射線検出システムの構成例を説明する図。 本発明の実施形態の放射線検出装置の構成例を説明する図。 本発明の実施形態の撮影範囲および検出領域の例を説明する図。 本発明の実施形態の放射線検出装置の設置位置の例を説明する図。 本発明の実施形態の放射線量の分布の例を説明する図。 本発明の実施形態の放射線検出装置の動作例を説明する図。 本発明の実施形態の放射線量の判定例を説明する図。 本発明の実施形態の対象検出領域の２段階推定を説明する図。 本発明の実施形態の放射線検出システムの構成例を説明する図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１を参照して、一部の実施形態に係る放射線検出システムの構成例について説明する。放射線検出システムの構成は既存の構成と同様であってもよく、以下ではその一例について説明する。本願明細書において、放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線などを含んでもよい。図１の放射線検出システムは、放射線検出装置１００と、制御コンソール１１０と、放射線インタフェースユニット１２０と、放射線源１３０とを含んでもよい。放射線検出装置１００と、制御コンソール１１０と、放射線インタフェースユニット１２０とは、制御部１４０によって互いに通信可能なように接続されている。制御部１４０と各装置との接続は、有線であってもよいし無線であってもよい。各装置間の通信において、通信方式や通信内容に応じた通信ディレイが発生する。放射線検出システムはこの通信ディレイの値を管理してもよい。

制御コンソール１１０は、放射線検出システムのユーザ（例えば医師や放射線技師、以下では単にユーザと呼ぶ）が放射線検出システムを操作するための装置である。放射線源１３０は、放射線を発生する装置である。放射線源１３０は、放射線インタフェースユニット１２０からの指示に従って放射線の照射の開始及び停止を行う。放射線検出装置１００は、自身に入射した放射線を検出する装置である。放射線検出装置１００は、医療用画像診断装置、非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置として使用されてもよい。放射線検出装置１００は、自身に入射中の放射線量をモニタ可能である。放射線検出システムは、放射線検出装置１００でモニタされた放射線量に基づいて、制御部１４０によって自動露出制御（以下、ＡＥＣ：Auto Exposure Control）を行う。放射線検出装置１００は、例えば１７インチ（４３１．８ｍｍ）四方の有効領域を有する。

以下、放射線検出システムの動作を簡単に説明する。この動作は既存の放射線検出システムの動作と同様であってもよい。制御コンソール１１０は、撮影開始前に、ユーザから撮影設定を取得する。この撮影設定は、例えば被写体の種類、被写体の撮影範囲、撮影範囲内の関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）などを含んでもよい。制御コンソール１１０は、撮影設定に従って、放射線源１３０の照射上限時間、管電流、管電圧などの撮影条件を決定する。

撮影条件が決定された後、曝射スイッチが押されると、放射線源１３０は、放射線検出装置１００に向けた放射線の照射を開始する。放射線源１３０から照射された放射線は、放射線検出装置１００と放射線源１３０との間に置かれた被写体を透過し、放射線検出装置１００に入射する。放射線検出装置１００は、入射中の放射線量をモニタする。モニタ中の放射線量が閾値に到達すると、放射線検出装置１００は、放射線源１３０の放射線の照射を停止させるために必要な放射線量のモニタ情報を生成する。制御部１４０は、モニタ情報に基づいてモニタ中の放射線量が閾値に到達したことを判定すると、放射線源１３０の放射線の照射を停止させるための信号（以下、曝射停止信号）を生成する。曝射停止信号を受信した放射線源１３０は、放射線の照射を停止する。放射線源１３０は、曝射停止信号を受信する前に照射上限時間に到達した場合にも放射線の照射を停止する。放射線の照射が停止された後、放射線検出装置１００は、自身に入射した放射線の放射線量を計測し、その値に基づく放射線画像を制御コンソール１１０へ送信する。制御コンソール１１０は、この放射線画像をユーザに向けて表示してもよいし、記憶部に格納してもよい。放射線検出装置１００は、モニタ中の放射線量情報を生成し、放射線照射を制御する制御部１４０に出力するだけであってもよいし、放射線照射を停止させるための制御信号を出力してもよい。以下の本実施形態では、主に前者の場合、すなわち、放射線検出装置１００が、モニタ中の放射線量情報を生成し、この放射線量情報を、放射線照射を制御する制御部１４０に出力する形態について記載している。

図２を参照して、放射線検出装置１００の構成例について説明する。図２は、入射中の放射線量をモニタ可能な放射線検出装置１００の構成の一例であり、他の構成が採用されてもよい。放射線検出装置１００は、複数の画素と、駆動回路２１０と、読出し回路２２０と、電源回路２３０と、制御回路２４０とを含む。

複数の画素は、行列状に配置され、画素アレイを形成する。図２の例では画素が５行５列に配置されているが、画素アレイのサイズはこれに限られない。各画素は、入射した放射線量に応じた信号を生成する。駆動回路２１０は、複数の駆動線２０１、２０４を走査することによって、画素に蓄積されている電荷を読出し回路２２０が読み出せるようにする。読出し回路２２０は、複数の信号線２０２、２０５を通じて画素から信号を読み出す。読出し回路２２０は、読み出した信号の増幅やアナログ・デジタル変換を行ってもよい。電源回路２３０は、各画素の光電変換素子にバイアス電圧を供給する。制御回路２４０は、放射線検出装置１００全体の動作を制御する。ここで、制御回路２４０は、放射線検出装置１００の制御装置として機能してもよい。具体的に、制御回路２４０は、駆動回路２１０及び読出し回路２２０に制御信号を供給することによってこれらの動作を制御してもよい。さらに、制御回路２４０は、放射線検出装置１００の外部の装置と通信してもよい。例えば、制御回路２４０は、制御コンソール１１０からの指示を受信したり、放射線源１３０への指示を送信したり、放射線画像を制御コンソール１１０へ送信したりしてもよい。

複数の画素は、複数の画像用画素２００と、複数のモニタ用画素２０３とを含む。画像用画素２００は、放射線画像を生成するための画素である。モニタ用画素２０３は、入射中の放射線量をモニタするための画素である。放射線の入射中に、駆動回路２１０は、駆動線２０４にオン信号（画素内のスイッチ素子をオンにする信号）を定期的に供給する。これによって、モニタ用画素２０３に蓄積されている信号が信号線２０５を通じて読出し回路２２０に読み出される。制御回路２４０は、モニタ用画素２０３から読み出された放射線量を積算し放射線量を出力する。また、制御回路２４０は、モニタ用画素２０３から読み出された放射線量を積算し、積算した放射線量が閾値に到達したかどうかを判定し、その判定結果に基づいて制御信号を出力してもよい。放射線の照射中に、駆動回路２１０は、駆動線２０１にオフ信号（画素内のスイッチ素子をオフにする信号）を供給し続ける。そのため、放射線量のモニタ中に画像用画素２００には電荷が蓄積され続ける。放射線の照射が停止した後に、駆動回路２１０は、駆動線２０１にオン信号を順番に供給する。これによって、画像用画素２００に蓄積されている信号が信号線２０２を通じて読出し回路２２０に読み出される。制御回路２４０は、この信号に基づいて放射線画像も生成する。

複数のモニタ用画素２０３は、画素アレイの領域内に分散して配置されている。例えば、複数のモニタ用画素２０３は、画素アレイを３×３の９個の区画に等分した場合に、各区画に含まれるように分散されてもよい。さらに、複数のモニタ用画素２０３は、画素アレイをさらに細かく等分した各区画に何れかのモニタ用画素２０３が含まれるように分散されてもよい。

図３を参照して、放射線検出装置１００の検出領域について説明する。検出領域とは、放射線検出装置１００のうち、入射中の放射線量がモニタされる領域のことである。図３（ａ）は、放射線検出装置１００を用いて撮影される被写体の撮影範囲３００を示す。図３（ｂ）は、撮影範囲３００に対して放射線検出装置１００に設定される複数の検出領域３０２ａ～３０２ｅを示す。図３（ａ）の例では、撮影範囲３００は、人体の胸部正面である。撮影範囲はこれに限られず、人体の他の部分であってもよいし、人体以外の被写体の部分であってもよい。

撮影範囲３００は、被写体の複数の部位を含む。図３（ａ）のように撮影範囲３００が胸部正面である場合に、撮影範囲３００は、肺野部３０１ａ、３０１ｂ、縦隔部３０１ｃ、腹部３０１ｄ、３０１ｅを含む。ユーザは、撮影範囲３００に含まれる複数の部位のうち、１つ以上の部位をＡＥＣの対象として設定する。ＡＥＣの対象として設定された部位を対象部位と呼ぶ。対象部位は１つの部位であってもよいし、複数の部位であってもよい。対象部位は、関心領域と同じであってもよいし異なっていてもよい。例えば、ユーザが、撮影範囲３００に含まれる複数の部位のうち肺野部３０１ａ、３０１ｂを関心領域として設定したとする。この場合に、制御回路２４０は、肺野部３０１ａ、３０１ｂを対象部位として設定してもよい。さらに、ユーザは、肺野部３０１ａ、３０１ｂを関心領域として設定しつつ、縦隔部３０１ｃを対象部位として設定してもよい。

放射線検出装置１００が被写体に対して正しい方向に（図３の例では、放射線検出装置１００の上側が被写体の頭側にある向きに）配置されたならば、肺野部３０１ａ、３０１ｂを透過した放射線は、図３（ｂ）に示す検出領域３０２ａ、２０３ｂに入射する。そのため、制御部１４０は、検出領域３０２ａ、２０３ｂを検出領域としてＡＥＣを実行できる。しかし、放射線検出装置１００が被写体に対して誤った方向に配置された場合に、制御部１４０は、検出領域３０２ａ、２０３ｂを検出領域としてＡＥＣを実行できない。これについて、図４を参照して詳細に説明する。

図４は、被写体４０１に対する放射線検出装置１００の設置方向について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）では、ベッド４００の上に放射線検出装置１００が配置され、その上に被写体４０１が仰向けに横たわっている。この状態で被写体４０１の撮影が行われる。図４（ａ）では、放射線検出装置１００が被写体に対して正しい方向に（放射線検出装置１００の上側が被写体４０１の頭側にある向きに）配置されている。一方、図４（ｂ）では、放射線検出装置１００が被写体に対して誤った方向に配置されている。具体的に、図４（ｂ）では、放射線検出装置１００が正しい設置方向から時計回りに９０度回転した方向に配置されている。以下、別段の定めがない限り、回転方向は時計回りとする。

図４（ａ）のように正しく放射線検出装置１００が配置された場合に、放射線検出装置１００の検出領域３０２ａ、３０２ｂにおける放射線量をモニタすることによって、肺野部３０１ａ、３０１ｂを透過した放射線量をモニタできる。しかし、図４（ｂ）のように誤って放射線検出装置１００が配置された場合に、放射線検出装置１００の検出領域３０２ａ、３０２ｂにおける放射線量をモニタすると、肺野部３０１ｂ及び腹部３０１ｅを透過した放射線量がモニタされる。肺野部と腹部とでは放射線の透過量が異なるため、制御回路２４０は、肺野部をＡＥＣの対象とした設定で検出領域３０２ｂをモニタしても、ＡＥＣのための適切な透過量を出力できない。放射線検出装置１００が正しい方向に設置されずにＡＥＣを実行できない状況は、図４のようなベッド上での撮影に限られず、病室を回って放射線画像を取得する回診時の撮影においても同様である。

そこで、一部の実施形態に係る放射線検出装置１００の制御回路２４０は、放射線検出装置１００の設置方向が正しくない可能性を考慮し、ＡＥＣを実行する前に、１つ以上の対象部位を透過した放射線が入射する位置にある１つ以上の領域を特定する。制御回路２４０は、その特定した情報を含め、対象部位を照射した放射線量を制御部１４０に出力し、制御部１４０は、この１つ以上の領域に対してＡＥＣを行う。

図３を再び参照して、制御回路２４０の動作の具体例について説明する。制御回路２４０は、放射線検出装置１００が正しく設置された場合に肺野部３０１ａ、３０２ｂを透過した放射線が入射する検出領域３０２ａ、３０２ｂを検出領域とする。また、制御回路２４０は、放射線検出装置１００を正しい設置方向から９０度、１８０度及び２７０度回転したそれぞれの方向において、肺野部３０１ａ、３０２ｂを透過した放射線が入射する検出領域３０２ｄ、３０２ｅも検出領域とする。一部の実施形態で、制御回路２４０は、放射線検出装置１００の中央の検出領域３０２ｃも検出領域とする。

さらに、制御回路２４０は、このようにして定まる複数の検出領域（３０２ａ～３０２ｅ）に対応する複数の部位（３０１ａ～３０１ｅ）に想定される放射線の透過量の分布を取得する。このような放射線の透過量の分布は、撮影範囲ごとに事前に設定され、放射線検出システムの記憶部（例えば、制御コンソール１１０の記憶部や制御回路２４０の記憶部）に事前に記憶されている。例えば、撮影範囲３００のように胸部正面が撮影範囲の場合に、図５（ａ）に示すように各部位の透過量の分布が設定されている。具体的に、肺野部３０１ａ、３０１ｂは空気層が多く、照射された放射線の吸収量が少ないため、放射線の透過量は大きい（図で「大」）。腹部３０１ｄ、３０１ｅは空気層が少ないものの、骨がないため、放射線の透過量は中程度である（図で「中」）。縦隔部３０１ｃは空気層が少なく、骨があるため、放射線の透過量は小さい（図で「小」）。各部位の透過量は、絶対量で設定されていてもよいし、相対量で設定されていてもよい。図５（ａ）の例では、大・中・小の３段階の相対評価で透過量が設定されている。

制御回路２４０は、放射線の入射中に、複数の検出領域（検出領域３０２ａ～３０２ｅ）でモニタされた放射線量を取得する。制御回路２４０は、複数の部位に対して設定された放射線の透過量の分布と、複数の検出領域でモニタされた放射線量の分布とを比較することによって、ＡＥＣの対象とすべき１つ以上の検出領域（以下、対象検出領域）を特定する。モニタされる放射線量は、絶対量で取得されていてもよいし、相対量で取得されていてもよい。図５（ｂ）～図５（ｄ）の例では、大・中・小の３段階の相対評価で放射線量が取得されている。例えば、モニタされた放射線量が図５（ｂ）のように分布している場合に、制御回路２４０は、放射線検出装置１００が被写体に対して正しい方向に設置されたと判定する。この場合に、制御回路２４０は、検出領域３０２ａ、３０２ｂでモニタされた放射線量を出力する。モニタされた放射線量が図５（ｃ）のように分布している場合に、制御回路２４０は、放射線検出装置１００が被写体に対して正しい方向から９０度回転して設置されたと判定する。この場合に、制御回路２４０は、検出領域３０２ｂ、３０２ｅでモニタされた放射線量を出力する。モニタされた放射線量が図５（ｄ）のように分布している場合に、制御回路２４０は、放射線検出装置１００が被写体に対して正しい方向から１８０度回転して設置されたと判定する。この場合に、制御回路２４０は、検出領域３０２ｄ、３０２ｅでモニタされた放射線量を出力する。図示していないが、制御回路２４０は、放射線検出装置１００が被写体に対して正しい方向から２７０度回転して設置されたと判定することも可能である。

上記の方法によれば、対象部位に対応する対象検出領域を特定し、この対象検出領域の放射線量に基づいて放射線の照射を停止するかどうかが判定される。そのため、放射線検出装置１００の設置方向が誤っていたとしても、ＡＥＣを精度良く行うことができる。その結果、放射線検出装置１００の再設置の手間を省けるため、ユーザや患者の負担が軽減する。

図６を参照して、放射線検出装置１００及び制御部１４０の動作例について説明する。以下の動作の各工程は、放射線検出装置１００の制御回路２４０の汎用プロセッサ又は制御部１４０の汎用プロセッサが、各装置のメモリ内に格納されたプログラムを実行することによって行われてもよい。これに代えて、以下の動作の少なくとも一部の工程は、制御回路２４０の専用回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））又は制御部１４０の専用回路によって実行されてもよい。

ステップＳ６０１で、制御回路２４０は、撮影範囲の設定および対象部位の設定を取得する。撮影範囲は被写体の一部であってもよいし、被写体の全体であってもよい。撮影範囲は、上述のように、被写体の複数の部位を含む。撮影範囲に含まれる複数に部位から、ＡＥＣの対象である１つ以上の対象部位が設定される。これらの設定は、制御コンソール１１０を通じてユーザから取得されてもよい。または、事前に設定された条件を格納する記憶部から取得されてもよい。

ステップＳ６０２で、制御回路２４０は、検出領域の位置を決定する。上述のように、制御回路２４０は、放射線検出装置１００が正しく配置された場合に１つ以上の対象部位を透過した放射線が入射する領域を検出領域として決定する。さらに、制御回路２４０は、このようにして決定した１つ以上の検出領域を、放射線検出装置１００の中心（有効領域の中心であってもよい）を軸に１８０度回転した位置にある領域も検出領域として決定してもよい。その結果、複数の検出領域は、２回対称となるように配置される。２回対称とは、１８０度回転した場合の配置が元の配置と同じになる配置のことである。この場合に、放射線検出装置１００が正しい方向から１８０度回転して設置された場合にもＡＥＣを正しく行える。

さらに、制御回路２４０は、このようにして決定した複数の検出領域を、放射線検出装置１００の中心（有効領域の中心であってもよい）を軸に９０度回転及び２７０度回転した位置にある領域も検出領域として決定してもよい。その結果、複数の検出領域は、４回対称となるように配置される。４回対称とは、９０度ずつ回転した場合の配置が元の配置と同じになる配置のことである。この場合に、放射線検出装置１００が正しい方向から９０度又は２７０度回転して設置された場合にもＡＥＣを正しく行える。さらに、制御回路２４０は、放射線検出装置１００の中央の領域を検出領域として決定してもよい。

ステップＳ６０３で、ユーザからの指示に従って放射線源１３０が放射線検出装置１００へ向けた放射線の照射を開始したことに伴い、制御回路２４０は、決定された位置にある複数の検出領域のそれぞれにおける放射線量のモニタを開始する。検出領域でモニタされる放射線量は、検出領域内に含まれる１つ以上のモニタ用画素２０３で得られた信号の代表値であってもよい。代表値は、複数のモニタ用画素２０３で得られた信号の平均値であってもよいし、中央値であってもよい。さらに、検出領域の近傍にある１つ以上のモニタ用画素２０３で得られた信号を考慮して検出領域でモニタされる放射線量が決定されてもよい。

ステップＳ６０４で、制御回路２４０は、モニタ中の放射線量が閾値を超えたかどうかを判定する。放射線量が閾値を超えた場合（ステップＳ６０４で「ＹＥＳ」）に、制御回路２４０は処理をステップＳ６０５に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ６０４で「ＮＯ」）に、制御回路２４０はステップＳ６０４を繰り返す。

図７を参照して、モニタ中の放射線量と閾値との比較方法について説明する。図７のグラフの横軸は放射線量のモニタ開始からの経過時間を示し、縦軸は放射線量の積分値を示す。グラフ７００ａ～７００ｅは、図３（ｂ）の検出領域３０２ａ～３０２ｅについてモニタされた放射線量にそれぞれ対応する。

一部の実施形態で、制御回路２４０は、複数の検出領域３０２ａ～３０２ｅのうちの少なくとも１つの検出領域における放射線量が閾値を超えた場合にステップＳ６０４の条件が満たされたと判定し、その後の処理に遷移する。例えば、図７のグラフ７００ｂが示すように、時刻ｔ１１で、検出領域３０２ｂについてモニタされた放射線量が閾値Ｔｈ１に到達する。そこで、制御回路２４０は、時刻ｔ１１にステップＳ６０４の条件が満たされたと判定する。

別の実施形態で、制御回路２４０は、複数の検出領域３０２ａ～３０２ｅのうちのすべての検出領域における放射線量が閾値を超えた場合にステップＳ６０４の条件が満たされたと判定し、その後の処理に遷移する。例えば、図７のグラフ７００ｃが示すように、時刻ｔ１２で、検出領域３０２ｃについてモニタされた放射線量がすべての検出領域の中で最後に閾値Ｔｈ１に到達する。そこで、制御回路２４０は、時刻ｔ１２にステップＳ６０４の条件が満たされたと判定する。さらに別の実施形態で、制御回路２４０は、複数の検出領域３０２ａ～３０２ｅのうちのすべてではない複数の検出領域における放射線量が閾値を超えた場合にステップＳ６０４の条件が満たされたと判定してもよい。

ステップＳ６０５で、制御回路２４０は、複数の部位に対して設定された放射線の透過量と、複数の検出領域でモニタされた放射線量とに基づいて、複数の検出領域から、１つ以上の対象部位を透過した放射線が入射する位置にある１つ以上の検出領域を特定する。このように特定される検出領域を対象検出領域と呼ぶ。

上述の図３（ａ）について説明したように、撮影範囲３００の複数の部位（３０１ａ～３０１ｅ）のそれぞれに対して放射線の透過量が事前に設定されている。制御回路２４０はこの設定を格納した記憶部からこの設定を取得する。制御回路２４０は、複数の部位（３０１ａ～３０１ｅ）に対して設定された放射線の透過量と、複数の検出領域３０２ａ～３０２ｅでモニタされた放射線量とを比較する。例えば、制御回路２４０は、対象部位（肺野部３０１ａ、３０１ｂ）に対して設定された放射線の透過量（図５（ａ）に示す例では「大」）に対応する放射線量の検出領域を対象検出領域として特定する。図７に示す例では、検出領域３０２ｂ、３０２ｅでモニタされた放射線量が「大」であるため、制御回路２４０は、検出領域３０２ｂ、３０２ｅを対象検出領域として特定する。

一部の実施形態は、制御回路２４０は、複数の部位に対して設定された放射線の透過量の分布と、複数の検出領域でモニタされた放射線量の分布とを比較することによって、１つ以上の対象検出領域を特定する。具体的に、図７に示す例で、複数の検出領域３０２ａ～３０２ｅでモニタされた放射線量は、図５（ｃ）に示す分布を有する。図５（ａ）の放射線の透過量の分布を９０度回転すると図５（ｃ）の放射線量の分布に一致するため、制御回路２４０は、対象部位である肺野部３０１ａ、３０１ｂを９０度回転した位置にある検出領域３０２ｂ、３０２ｅを対象検出領域として特定する。

ステップＳ６０６で、制御回路２４０は、対象検出領域を特定できたかどうかを判定する。対象部位に対応する検出領域を対象検出領域と呼ぶ。対象検出領域を特定できた場合（ステップＳ６０６で「ＹＥＳ」）に、制御回路２４０は処理をステップＳ６０７に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ６０６で「ＮＯ」）に、制御回路２４０は処理をステップＳ６０８に遷移する。例えば、制御回路２４０は、対象部位（肺野部３０１ａ、３０１ｂ）に対して設定された放射線の透過量（図５（ａ）に示す例では「大」）に対応する放射線量を有する検出領域が存在しない場合に、対象検出領域を特定できなかったと判定する。別の例で、制御回路２４０は、検出領域３０２ａ～３０２ｅでモニタされた放射線量の分布が、部位（３０１ａ～３０１ｅ）の放射線の透過量の分布に回転して重ならない場合に、対象検出領域を特定できなかったと判定する。

ステップＳ６０７で、制御部１４０は、対象検出領域の放射線量が閾値を超えたかどうかを判定する。放射線量が閾値を超えた場合（ステップＳ６０７で「ＹＥＳ」）に、制御部１４０は処理をステップＳ６１０に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ６０７で「ＮＯ」）に、制御部１４０はステップＳ６０７を繰り返す。このステップは、１つ以上の対象検出領域が特定できた場合に実行される。そのため、制御回路２４０は、１つ以上の対象検出領域を確定し放射線量情報を出力する。その出力情報を用いて、制御部１４０は放射線の照射を停止するかどうかを判定する。例えば、制御部１４０は、他の検出領域の放射線量を考慮せずに、１つ以上の対象検出領域のみに基づいて、放射線の照射を停止するかどうかを判定してもよい。

図７の例で、制御部１４０は、２つの対象検出領域（検出領域３０２ｂ、３０２ｅ）の何れかの放射線量が時刻ｔ１３において閾値Ｔｈ２を超えたかどうかを判定してもよい。これに代えて、制御部１４０は、複数の対象検出領域のすべての放射線量が閾値Ｔｈ２を超えたかどうかを判定してよいし、複数の対象検出領域の放射線量の代表値（例えば、平均値や中央値）が閾値Ｔｈ２を超えたかどうかを判定してよい。

ステップＳ６０８で、制御回路２４０は、対象検出領域を特定できなかったことをユーザに通知する。この通知を受けて、ユーザは被写体の撮影を中止してもよい。

ステップＳ６０９で、制御部１４０は、何れかの検出領域の放射線量が閾値を超えたかどうかを判定する。放射線量が閾値を超えた場合（ステップＳ６０９で「ＹＥＳ」）に、制御部１４０は処理をステップＳ６１０に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ６０９で「ＮＯ」）に、制御部１４０はステップＳ６０９を繰り返す。このステップは、１つ以上の対象検出領域が特定できた場合に実行される。そのため、制御部１４０は、複数の検出領域３０２ａ～３０２ｅのうちのいずれかの検出領域でモニタされた放射線量に基づいて、放射線の照射を停止するかどうかを判定する。例えば、制御部１４０は、複数の検出領域３０２ａ～３０２ｅの放射線量の最大値を閾値と比較してもよいし、これらの最小値を閾値と比較してもよいし、これらの代表値を閾値と比較してもよい。

ステップＳ６１０で、制御部１４０は、放射線の照射の停止を指示する信号を生成し、放射線源１３０へ送信する。この信号を受けて、放射線源１３０は放射線の照射を中止する。ステップＳ６１１で、制御回路２４０は、画像用画素２００から信号を読み出し、その信号に基づいて放射線画像を生成する。

図６の方法では、ステップＳ６０１で対象部位が設定された後、ステップＳ６０２でこの対象部位に応じて検出領域が決定された。これに代えて、事前に設定された検出領域から、ユーザが対象部位を指定してもよい。事前に設定される検出領域は、図３（ｂ）に示すような５つの領域であってもよいし、３行３列の計９個の検出領域であってもよいし、５行５列の計２５個の検出領域であってもよい。

図６の方法で、制御部１４０によって行われる処理は、放射線検出装置１００に内蔵される制御回路２４０や、他の装置（回路）によって実行されてもよい。

放射線検出装置１００でモニタされる放射線量は、放射線に含まれる量子ノイズや読出し回路２２０のシステムノイズなどのノイズの影響を受ける。上述の閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３は、ノイズレベルよりも大きな値としてもよい。例えば、放射線の照射量が少ない領域が対象部位である場合に、システムノイズが支配的となるため、制御回路２４０は、上述の閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３をシステムノイズに基づいて設定してもよい。放射線の照射量が多い領域が対象部位である場合に、量子ノイズが支配的となるため、制御回路２４０は、上述の閾値Ｔｈ１～Ｔｈ３を量子ノイズに基づいて設定してもよい。ノイズレベルは、例えば照射強度に伴う情報であったり、サンプリング回数に伴う情報であったり、ノイズを構成する情報と紐付けられていてもよい。

制御回路２４０は、ステップＳ６０５において、複数の部位に対して設定された放射線の透過量と、複数の検出領域でモニタされた放射線量とに基づく１つ以上の対象検出領域の推定を２回行ってもよい。制御回路２４０は、当該２回の推定結果が一致する場合に推定結果を１つ以上の対象検出領域として特定してもよい。具体的に、図８に示すように、制御回路２４０は、モニタ中の放射線量が閾値Ｔｈ１を超えた時刻ｔ２１で、上述のステップＳ６０５と同様にして、１つ以上の対象検出領域を推定する。その後、制御回路２４０は、モニタ中の放射線量が閾値Ｔｈ２を超えた時刻ｔ２２で、上述のステップＳ６０５と同様にして、１つ以上の対象検出領域を推定する。制御回路２４０は、時刻ｔ２１で推定された１つ以上の対象検出領域と、時刻ｔ２２で推定された１つ以上の対象検出領域とが一致する場合に、この推定結果を１つ以上の対象検出領域として特定する。制御回路２４０は、両者が異なる場合に、連続して得られた推定結果が一致するまで段階的に閾値を上げて判定を繰り返してもよい。このような推定手法により、磁界や電源ノイズの影響などにより突発的にノイズレベルが変化しても、誤認識せずに対象検出領域を特定できる。また、この対象検出領域の特定に際し、突発的なノイズレベルが変化したと判定できる場合に、そのノイズ出力を除外または補正してから再度領域を特定してもよい。

図９は上述の放射線検出装置のＸ線診断システム（放射線検出システム）への応用例を示した図である。Ｘ線チューブ６０５０（放射線源）で発生した放射線としてのＸ線６０６０は、被験者又は患者６０６１の胸部６０６２を透過し、放射線検出装置６０４０に入射する。放射線検出装置６０４０は、上述の放射線検出装置１００であってもよい。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理部となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示部となるディスプレイ６０８０で観察できる。なお、放射線検出システムは、検出装置と、検出装置からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも有する。

また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理部により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示部となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録部に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録部となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００ 放射線検出装置、１４０ 制御部、２４０ 制御回路、３００ 撮影範囲、３０２Ａ～３０２Ｅ 領域

Claims (10)

1. 入射中の放射線量をモニタ可能な放射線検出装置であって、
   被写体の複数の部位を含む撮影範囲の設定及び前記複数の部位のうち自動露出制御の対象である１つ以上の対象部位の設定を取得する取得手段と、
   前記複数の部位に対して設定された放射線の透過量と、前記放射線検出装置の複数の検出領域でモニタされた放射線量とに基づいて、前記複数の検出領域から、前記１つ以上の対象部位を透過した放射線が入射する位置にある１つ以上の対象検出領域を特定する特定手段と、
   前記１つ以上の対象検出領域でモニタされた放射線量を出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記特定手段は、前記複数の部位に対して設定された放射線の透過量の分布と、前記複数の検出領域でモニタされた放射線量の分布とを比較することによって、前記１つ以上の対象検出領域を特定することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
3. 前記特定手段が前記１つ以上の対象検出領域を特定できない場合に、前記放射線検出装置のユーザに対して通知を行う通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出装置。
4. 前記特定手段が前記１つ以上の対象検出領域を特定できない場合に、前記出力手段は、前記複数の検出領域のうちのいずれかの検出領域でモニタされた放射線量を出力することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線検出装置。
5. 前記特定手段は、前記複数の検出領域のうちの少なくとも１つの検出領域における放射線量が閾値を超えた後に前記１つ以上の対象検出領域を特定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線検出装置。
6. 前記特定手段は、前記複数の検出領域のうちのすべての検出領域における放射線量が閾値を超えた後に前記１つ以上の対象検出領域を特定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線検出装置。
7. 前記特定手段は、前記複数の部位に対して設定された放射線の透過量と、前記放射線検出装置の複数の検出領域でモニタされた放射線量とに基づく前記１つ以上の対象検出領域の推定を２回行い、当該２回の推定結果が一致する場合に前記推定結果を前記１つ以上の対象検出領域として特定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の放射線検出装置。
8. 前記複数の検出領域は、２回対称となるように配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線検出装置。
9. 前記複数の検出領域は、４回対称となるように配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線検出装置。
10. 入射中の放射線量をモニタ可能な放射線検出装置の出力方法であって、
    被写体の複数の部位を含む撮影範囲の設定及び前記複数の部位のうち自動露出制御の対象である１つ以上の対象部位の設定を取得する取得工程と、
    前記複数の部位に対して設定された放射線の透過量と、前記放射線検出装置の複数の検出領域でモニタされた放射線量とに基づいて、前記複数の検出領域から、前記１つ以上の対象部位を透過した放射線が入射する位置にある１つ以上の対象検出領域を特定する特定工程と、
    前記１つ以上の対象検出領域でモニタされた放射線量を出力する出力工程と、
    を有することを特徴とする出力方法。