JP7397635B2 - 放射線検出装置、放射線検出システム、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出装置、放射線検出システム、制御方法及びプログラムに関する。

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。放射線検出装置のうち自動露出制御の対象となる検出領域はユーザによって設定される。この設定された検出領域は、被写体の関心領域（例えば、肺野部）のサイズや被写体と放射線検出装置との位置関係に起因して、関心領域の実際の位置からずれる可能性がある。特許文献１に記載された放射線撮像装置は、モニタ中の放射線量に基づいて階級ごとの複数の画像を生成し、これらの画像と参照画像との類似性に基づいて関心領域に対応する位置にある検出領域を精度よく特定する。

特開２０１６－３６４６７号公報

特許文献１に記載された技術では、複数の画像を生成し、参照画像と比較するため、撮影部位を特定するまでに時間がかかる。撮影部位の特定に時間がかかってしまうと、適切なタイミングで放射線の照射を停止することが困難になる。このことは、胸部撮影のように放射線の照射時間が１０ｍｓ程度と短い場合に特に顕著である。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効率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、放射線検出装置であって、自動露出制御の対象である対象領域の設定を示す情報と、前記対象領域に対応する被写体の放射線透過特性を示す情報とを取得する取得手段と、前記対象領域に基づいて候補領域を設定する設定手段と、前記候補領域に入射中の放射線量をモニタするモニタ手段と、モニタされた放射線量と前記取得手段により取得された放射線透過特性を示す情報とに応じて定まる範囲に含まれる領域を検出領域として特定する特定手段と、前記検出領域でモニタされた放射線量に関する信号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効率よく特定できる。

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動作例を説明する図。 本発明の実施形態の検出領域の特定方法の例を説明する図。 本発明の実施形態の検出領域の特定方法の別の例を説明する図。 本発明の実施形態の検出領域の特定方法の別の例を説明する図。 本発明の実施形態の候補領域の再設定方法の例を説明する図。 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の対象領域について説明する。ユーザは、被写体のうちＡＥＣの対象とする部位（以下、対象部位と呼ぶ）に対応する位置にある放射線検出装置１００の領域をＡＥＣの対象領域として設定する。対象部位に対応する位置とは、放射線検出装置１００のうち、対象部位を透過した放射線が到達するとユーザが判断した位置のことである。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。対象部位が複数存在する場合に、ユーザは対象部位ごとに対象領域を設定してもよい。例えば、ユーザは、肺野部が対象部位である場合に、放射線検出装置１００のうち、肺野部に対応する位置にある２つの領域を対象領域３０２ａ、３０２ｂとして設定する。

図３（ａ）では、ベッド３００の上に放射線検出装置１００が配置され、その上に被写体３０１が仰向けに横たわっている。図３（ｂ）では、ベッド３００の上に放射線検出装置１００が配置され、その上に被写体３１１が仰向けに横たわっている。この状態で撮影が行われる。被写体３０１は被写体３１１よりも大きい。例えば、被写体３０１は大人であり、被写体３１１は子どもである。図３（ａ）に示すように、大きな被写体３０１では、対象領域３０２ａ、３０２ｂは対象部位（肺野部）内に収まっている。しかし、図３（ｂ）に示すように、小さな被写体３１１では、対象部位（肺野部）も小さいため、対象領域３０２ａ、３０２ｂが対象部位（肺野部）からはみ出している。そのため、制御部１４０は、この対象領域３０２ａ、３０２ｂでモニタされた放射線量に基づいてＡＥＣを行ったとしても、放射線照射の停止のタイミングを正しく判定できない恐れがある。言い換えると、過剰曝射や過少曝射が行われる恐れがある。また、図３（ａ）の場合でも、被写体３０１が放射線検出装置１００からずれて配置された場合には、対象領域３０２ａ、３０２ｂが対象部位（肺野部）からはみ出し、ＡＥＣを正しく行えない恐れがある。

以下に説明する本発明の実施形態は、対象部位の放射線透過特性に応じて、放射線照射停止のためにモニタする領域の範囲を調整することによって、ＡＥＣを精度よく且つ効率的に特定する。

図４を参照して、放射線検出装置１００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Ｓ４０１で、制御回路２４０は、自動露出制御の対象である対象領域の設定を示す情報と、対象領域に対応する被写体の放射線透過特性を示す情報とを取得する。これらの情報は、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し、これらの情報が事前に格納された記憶部から読み出されてもよい。例えば、ユーザは、グラフィカルユーザインタフェースを通じて、放射線検出装置１００の有効領域の一部を対象領域として設定してもよい。制御回路２４０は、この設定を示す情報を取得する。

対象領域に対応する被写体の放射線透過特性とは、透過した放射線が対象領域に入射する被写体の部位（上述の対象部位）の放射線透過特性のことである。放射線透過特性は、対象部位がその周囲と比較して放射線を透過しやすいのか又は透過しにくいのかに関してもよい。例えば、肺野部は空気層が多く、照射された放射線の吸収量が少ないため、放射線の透過量は多い。一方、縦隔部は空気層が少なく、骨があるため、放射線の透過量は少ない。放射線透過特性を示す情報は、放射線透過量を直接示す情報であってもよい。これに代えて、放射線透過特性を示す情報は、対象部位の名称（例えば、肺野部や縦隔部）であってもよい。部位とその放射線透過量との対応関係が事前に設定され、放射線検出システムの記憶部（例えば、制御回路２４０の記憶部や制御コンソール１１０の記憶部）に格納されていてもよい。制御回路２４０は、この対応関係を参照することによって、対象部位の名称に基づいて放射線透過量を判定できる。また、放射線透過量が多い部位は、放射線画像において黒くなり、放射線透過量が少ない部位は、放射線画像において白くなる。そのため、放射線透過特性を示す情報は、「黒」又は「白」のような色であってもよい。

ステップＳ４０２で、制御回路２４０は、対象領域に基づいて候補領域を設定する。候補領域とは、後続のステップで放射線量をモニタする領域のことである。制御回路２４０は、対象領域の少なくとも一部と、対象領域外の少なくとも一部とを含むように候補領域を設定してもよい。さらに制御回路２４０は、対象領域の全体を含むように候補領域を設定してもよい。

図５を参照して、候補領域の一例について説明する。図５の上図に示すように、制御回路２４０は、対象領域３０２ａ及び３０２ｂに対して、候補領域５００を設定する。この例で、制御回路２４０は、複数の対象領域３０２ａ及び３０２ｂに対して１つの候補領域５００を設定する。候補領域５００の大きさ（すなわち、横方向の幅及び縦方向の幅）は事前に設定された固定値であってもよいし、対象領域３０２ａ及び３０２ｂの大きさに応じた値であってもよい。例えば、候補領域５００の横方向の幅は、放射線検出装置１００の有効領域の幅に対して所定の比率（例えば、９０％）であってもよい。これに代えて、候補領域５００の横方向の幅は、対象領域３０２ａの横方向の幅に対して所定の比率（例えば、１５０％）であってもよい。また、候補領域５００の縦方向の幅は、放射線検出装置１００の有効領域の横方向の幅に対して所定の比率（例えば、１０％）であってもよい。これに代えて、候補領域５００の縦方向の幅は、対象領域３０２ａの縦方向の幅に対して所定の比率（例えば、８０％や１２０％）であってもよい。候補領域５００の位置は、例えば対象領域３０２ａ及び３０２ｂの重心と候補領域５００の重心とが一致するように設定されてもよい。候補領域の大きさ及び位置の設定は、モニタ用画素２０３のレイアウトや駆動方法に依存してもよい。

図６を参照して、候補領域の別の例について説明する。図６の上図に示すように、対象部位として縦隔部が設定され、縦隔部に重なる領域が対象領域３０２ｃとして設定されている。この例で、制御回路２４０は、１つの対象領域３０２ｃに対して１つの候補領域６００を設定する。候補領域６００の大きさ及び位置の設定方法は、候補領域５００の大きさ及び位置の設定方法と同様である。

図７を参照して、候補領域の別の例について説明する。図７の上図に示すように、対象部位として肺野部が設定され、縦隔部に重なる領域が対象領域３０２ａ及び３０２ｂとして設定されている。この例で、制御回路２４０は、対象領域３０２ａ、３０２ｂごとに個別の候補領域７００ａ、７００ｂを設定する。具体的に、制御回路２４０は、対象領域３０２ａに対して候補領域７００ａを設定し、対象領域３０２ｂに対して候補領域７００ｂを設定する。候補領域７００ａの大きさ及び位置は、対象領域３０２ａに対して設定される。候補領域７００ｂの大きさ及び位置は、対象領域３０２ｂに対して設定される。候補領域７００ａ及び７００ｂの大きさ及び位置の設定方法は、候補領域５００の大きさ及び位置の設定方法と同様である。

ステップＳ４０３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、候補領域に含まれるモニタ用画素２０３を用いて、候補領域に入射中の放射線量のモニタを開始する。

ステップＳ４０４で、制御回路２４０は、モニタされた放射線量が、ステップＳ４０１で取得した放射線透過特性に応じて定まる範囲に含まれる領域を検出領域として特定する。このステップは、放射線量のモニタ開始から一定時間経過後に実行されてもよいし、候補領域に含まれる複数のモニタ用画素２０３でモニタされた放射線量の代表値（例えば、最大値や最小値、平均値、中央値）が所定の閾値を超えたことに応じて実行されてもよい。

図５を参照して、検出領域の特定方法の一例について説明する。制御回路２４０は、モニタされた放射線量に基づいて、候補領域５００内の横方向における複数の位置の放射線量を表す１変数関数を作成する。図５の中図は、この関数をグラフ５０１で表現したものである。グラフ５０１の横軸は、候補領域５００の横方向における位置（座標値）を示す。グラフ５０１の縦軸は、横方向の各位置における縦方向の複数の位置の放射線量の代表値（例えば、平均値、中央値など）を示す。肺野部では放射線透過量が多いためモニタされる放射線量が多く、肺野部の周囲ではそれよりも放射線透過量が少ないためモニタされる放射線量が少ない。対象部位が肺野部の場合に、ステップＳ４０１で取得された放射線透過特性は、対象部位の放射線透過量が多いことを示す。そこで、制御回路２４０は、候補領域５００のうち、放射線量が多い領域を検出領域５０２ａ及び５０２ｂとして特定する。

具体的に、図５の中図に示すように、グラフ５０１は、２つの位置で極大値を取り、そのうち位置ｐ４で最大値ｖ２を取る。極大値を取る位置において、関数の微分値はゼロとなる。制御回路２４０は、放射線量がｖ１からｖ２までの範囲内となる位置ｐ１からｐ２及びｐ３からｐ５を検出領域５０２ａ及び５０２ｂの横方向における範囲とする。検出領域の縦方向における範囲は、候補領域５００の縦方向における範囲と同一であってもよい。制御回路２４０は、ｖ２に基づいてｖ１を決定してもよい。例えば、制御回路２４０は、ｖ１＝ａ×ｖ２（例えば、ａ＝０．８５）となるようにｖ１を決定してもよい。これに代えて、制御回路２４０は、ｖ２－ｖ１＝（グラフ５０１の値域）×ｂ（例えば、ｂ＝０．８５）となるようにｖ１を決定してもよい。

さらに、制御回路２４０は、関数の２階微分に基づいて検出領域を特定してもよい。例えば、制御回路２４０は、極大値となる位置を含み、２階微分値がゼロとなる点を両端とする範囲を検出領域５０２ａ及び５０２ｂの横方向における範囲としてもよい。

図６を参照して、検出領域の特定方法の別の例について説明する。候補領域５００内の横方向における複数の位置の放射線量を表す１変数関数を作成する点は図５の例と同様である。図６の中図は、この関数をグラフ６０１で表現したものである。グラフ６０１の横軸は、候補領域６００の横方向における位置（座標値）を示す。グラフ６０１の縦軸は、横方向の各位置における縦方向の複数の位置の放射線量の代表値（例えば、平均値、中央値など）を示す。縦隔部では放射線透過量が少ないためモニタされる放射線量が少なく、縦隔部の周囲ではそれよりも放射線透過量が多いためモニタされる放射線量が多い。対象部位が縦隔部の場合に、ステップＳ４０１で取得された放射線透過特性は、対象部位の放射線透過量が少ないことを示す。そこで、制御回路２４０は、候補領域５００のうち、放射線量が少ない領域を検出領域６０２として特定する。

具体的に、図６の中図に示すように、グラフ６０１は、１つの位置で極小値ｖ１を取る。極小値を取る位置において、関数の微分値はゼロとなる。制御回路２４０は、放射線量がｖ１からｖ２までの範囲内となる位置ｐ１からｐ３を検出領域６０２の横方向における範囲とする。検出領域の縦方向における範囲は、候補領域５００の縦方向における範囲と同一であってもよい。制御回路２４０は、ｖ１に基づいてｖ２を決定してもよい。例えば、制御回路２４０は、ｖ２＝ａ×ｖ１（例えば、ａ＝１．１）となるようにｖ２を決定してもよい。これに代えて、制御回路２４０は、ｖ２－ｖ１＝（グラフ５０１の値域）×ｂ（例えば、ｂ＝０．９０）となるようにｖ２を決定してもよい。

さらに、制御回路２４０は、関数の２階微分に基づいて検出領域を特定してもよい。例えば、制御回路２４０は、極大値となる位置を含み、２階微分値がゼロとなる点を両端とする範囲を検出領域６０２の横方向における範囲としてもよい。

図７を参照して、検出領域の特定方法の別の例について説明する。図７の例では、対象領域ごとに候補領域が設定されている。そこで、制御回路２４０は、候補領域７００ａと候補領域７００ｂとのそれぞれについて、候補領域内の横方向における複数の位置の放射線量を表す１変数関数を作成する。グラフ７０１ａの縦軸は、候補領域７００ａ内の横方向の各位置における縦方向の複数の位置の放射線量の代表値（例えば、平均値、中央値など）を示す。グラフ７０１ｂの縦軸は、候補領域７００ｂ内の横方向の各位置における縦方向の複数の位置の放射線量の代表値（例えば、平均値、中央値など）を示す。制御回路２４０は、候補領域７００ａのうち、放射線量がｖ１からｖ２の範囲内にある位置ｐ１からｐ２を検出領域として特定する。また、制御回路２４０は、候補領域７００ｂのうち、放射線量がｖ３からｖ４の範囲内にある位置ｐ３からｐ４を検出領域として特定する。ｖ１からｖ２の範囲及びｖ３からｖ４の範囲の特定方法は、図５のｖ１からｖ２の範囲の特定方法と同様であってもよい。

図７の例で、制御回路２４０は、検出領域の縦方向における範囲も、モニタされた放射線量に基づいて特定する。具体的に、制御回路２４０は、モニタされた放射線量に基づいて、候補領域７００ａ内の縦方向における複数の位置の放射線量を表す１変数関数を作成する。図７の右図は、この関数をグラフ７０１ｃで表現したものである。グラフ７０１ｃの縦軸は、候補領域７００ａの縦方向における位置（座標値）を示す。グラフ７０１ｃの横軸は、縦方向の各位置における横方向の複数の位置の放射線量の代表値（例えば、平均値、中央値など）を示す。この関数に基づいて、制御回路２４０は、候補領域７００ａのうち、放射線量がｖ５からｖ６の範囲内にある位置ｐ５からｐ６を検出領域として特定する。ｖ５からｖ６の範囲の特定方法は、図５のｖ１からｖ２の範囲の特定方法と同様であってもよい。

上述の例では、制御回路２４０は、１変数関数を用いて検出領域を特定した。これに代えて、制御回路２４０は、候補領域５００内の横方向及び縦方向の両方における複数の位置の放射線量を表す２変数関数を作成し、これに基づいて検出領域を特定してもよい。例えば、制御回路２４０は、この２変数関数の微分（例えば、全微分）がゼロになる位置を含むように検出領域を特定してもよい。

ステップＳ４０５で、制御回路２４０は、検出領域を特定できたかどうかを判定する。検出領域を特定できた場合（ステップＳ４０５で「ＹＥＳ」）に、制御回路２４０は処理をステップＳ４０６に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ４０５で「ＮＯ」）に、制御回路２４０は処理をステップＳ４０９に遷移する。上述の図５～図７の例は、いずれも検出領域を特定できた場合である。図８を参照して、検出領域を特定できなかった場合について説明する。

図８では、被写体３０１が放射線検出装置１００に対して左側にずれて配置されている。そのため、ステップＳ４０１で取得された対象領域３０２ａ及び３０２ｂは、対象部位である肺野部に対して右側にずれている。制御回路２４０は、候補領域７００ａでモニタされた放射線量に基づいてグラフ８０１ａを表す関数を生成し、候補領域７００ｂでモニタされた放射線量に基づいてグラフ８０１ｂを表す関数を生成する。

図８でも、図７と同様にして、検出領域の横方向における範囲を設定するとする。しかし、グラフ８０１ａは、微分値がゼロとなり、極大値ｖ２を有するものの、この位置よりも左側でｖ１に等しくなる位置が存在しないため、制御回路２４０は、検出領域の横方向における範囲を特定できない。また、グラフ８０１は、極大値を取らないため、制御回路２４０は、検出領域の横方向における範囲を特定できない。

このように、所定の条件を満たすように検出領域を特定できない場合に、ステップ４０９で、制御回路２４０は、候補領域を再設定する。所定の条件とは、上述のように、候補領域内の複数の位置の放射線量を表す関数の微分値がゼロとなる位置が存在することを含んでもよい。対象部位の放射線透過量が多い場合に、制御回路２４０は、放射線量が多くなる方向に候補領域を移動する。例えば、グラフ８０１ａの左半分の放射線量の平均値は、グラフ８０１ａの右半分の放射線量の平均値よりも大きい。そこで、制御回路２４０は、候補領域７００ａを左方向に移動する。グラフ８０１ｂについても同様である。制御回路２４０は、候補領域を移動する代わりに、この移動方向に候補領域を広げてもよい。

ステップＳ４０６で、制御部１４０は、検出領域でモニタされた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Ｓ４０６で「ＹＥＳ」）に、制御部１４０は処理をステップＳ４０７に遷移し、それ以外の場合（ステップＳ４０６で「ＮＯ」）に、制御部１４０はステップＳ４０６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、１つ以上の検出領域を、この検出領域以外の領域よりも優先的に基づいて、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、この検出領域以外の領域の放射線量を考慮せずに、１つ以上の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。閾値との比較に用いられる放射線量は、検出領域に含まれる複数のモニタ用画素２０３の放射線量の代表値（例えば、平均値や中央値など）であってもよい。

ステップＳ４０７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Ｓ４０８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４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。

ステップＳ４０６で「ＮＯ」の場合に、制御回路２４０は、ステップＳ４０６を繰り返した。これによって、ステップＳ４０４で特定された検出領域がステップＳ４０６で繰り返し使用される。これに代えて、ステップＳ４０６で「ＮＯ」の場合に、制御回路２４０は、ステップＳ４０４に処理を遷移してもよい。この場合に、放射線量が閾値を超えたかどうかの判定ごとに検出領域を特定することになる。これによって、各時点でモニタされた放射線量に応じて検出領域を特定できる。

上記の方法によれば、対象部位の放射線透過特性に応じて検出領域を特定し、この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、ユーザが設定した対象領域が対象部位に対して適切でなかったとしても、ＡＥＣを精度良く且つ効率的に行うことができる。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、３０２ａ～３０２ｂ 対象領域、５００ 候補領域、５０２ａ～５０２ｂ 検出領域

Claims (16)

1. 放射線検出装置であって、
   自動露出制御の対象である対象領域の設定を示す情報と、前記対象領域に対応する被写体の放射線透過特性を示す情報とを取得する取得手段と、
   前記対象領域に基づいて候補領域を設定する設定手段と、
   前記候補領域に入射中の放射線量をモニタするモニタ手段と、
   モニタされた放射線量と前記取得手段により取得された放射線透過特性を示す情報とに応じて定まる範囲に含まれる領域を検出領域として特定する特定手段と、
   前記検出領域でモニタされた放射線量に関する信号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. 前記設定手段は、前記対象領域の少なくとも一部と、前記対象領域外の少なくとも一部とを含むように前記候補領域を設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. 前記特定手段は、前記候補領域内の複数の位置の放射線量を表す関数を用いて前記検出領域を特定す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. 前記特定手段は、前記関数の微分値がゼロとなる位置を含むように前記検出領域を特定することを特徴とする請求項３に記載の放射線検出装置。
5. 前記特定手段は、前記候補領域内の第１方向における複数の位置の放射線量を表す関数と、前記候補領域内の第２方向における複数の位置の放射線量を表す関数とを用いて前記検出領域を特定す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。
6. 前記設定手段は、前記対象領域が複数存在する場合に、前記対象領域ごとに個別の候補領域を設定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線検出装置。
7. 前記設定手段は、前記対象領域が複数存在する場合に、複数の前記対象領域に対して１つの候補領域を設定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線検出装置。
8. 前記設定手段は、所定の条件を満たすように前記検出領域を特定できない場合に、前記候補領域を再設定す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. 前記所定の条件は、前記候補領域内の複数の位置の放射線量を表す関数の微分値がゼロとなる位置が存在することを含むことを特徴とする請求項８に記載の放射線検出装置。
10. 自動露出制御の対象である対象領域の設定を示す情報と、前記対象領域に対応する被写体の放射線透過特性を示す情報とを取得する取得手段と、
    前記対象領域に基づいて候補領域を設定する設定手段と、
    前記候補領域に入射中の放射線量をモニタするモニタ手段と、
    モニタされた放射線量と前記取得手段により取得された放射線透過特性を示す情報とに応じて定まる範囲に含まれる領域を検出領域として特定する特定手段と、
    前記検出領域でモニタされた放射線量に関する信号を出力する出力手段と、
    を備える放射線検出装置であって、
    前記特定手段が、前記候補領域内の複数の位置の放射線量を表す関数の微分値がゼロとなる位置が存在することを含む所定の条件を満たす前記検出領域を特定できない場合に、前記設定手段は前記候補領域を再設定することを特徴とする放射線検出装置。
11. 前記放射線量に関する信号は、前記検出領域でモニタされた放射線量又は放射線の照射を停止するための制御信号の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線検出装置。
12. 前記放射線透過特性を示す情報は、操作者による操作に応じて得られた前記対象領域の設定を示す情報に基づいて取得された、被写体の部位の放射線透過量を示す情報であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線検出装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線検出装置と、
    前記放射線検出装置と通信可能に接続された、前記放射線検出装置を制御する制御装置と、
    を備える放射線検出システム。
14. 放射線検出装置による制御方法であって、
    自動露出制御の対象である対象領域の設定を示す情報と、前記対象領域に対応する被写体の放射線透過特性を示す情報とを取得する取得工程と、
    前記対象領域に基づいて候補領域を設定する設定工程と、
    前記候補領域に入射中の放射線量をモニタするモニタ工程と、
    モニタされた放射線量と前記取得工程において取得された放射線透過特性を示す情報とに応じて定まる範囲に含まれる領域を検出領域として特定する特定工程と、
    前記検出領域でモニタされた放射線量に関する信号を出力する出力工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
15. 自動露出制御の対象である対象領域の設定を示す情報と、前記対象領域に対応する被写体の放射線透過特性を示す情報とを取得する取得工程と、
    前記対象領域に基づいて候補領域を設定する設定工程と、
    前記候補領域に入射中の放射線量をモニタするモニタ工程と、
    モニタされた放射線量と前記取得工程において取得された放射線透過特性を示す情報とに応じて定まる範囲に含まれる領域を検出領域として特定する特定工程と、
    前記検出領域でモニタされた放射線量に関する信号を出力する出力工程と、
    を備える放射線検出装置による制御方法であって、
    前記特定工程において、前記候補領域内の複数の位置の放射線量を表す関数の微分値がゼロとなる位置が存在することを含む所定の条件を満たす前記検出領域を特定できない場合に、前記設定工程において、前記候補領域を再設定することを特徴とする制御方法。
16. 請求項１４又は１５に記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。