WO2020152989A1

WO2020152989A1 - 放射線撮影システム、制御装置および制御方法

Info

Publication number: WO2020152989A1
Application number: PCT/JP2019/046993
Authority: WO
Inventors: 裕行近江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: US11902695B2; JP7212530B2; JP2020119776A; US20210360173A1

Abstract

放射線発生装置からの放射線量と目標線量とを比較することで放射線発生装置を制御する自動露出制御を用いて、放射線発生装置からの放射線を用いた放射線撮影を制御する制御装置は、放射線撮影によって得られた放射線画像について画像処理を行う処理部と、画像処理を実行するための画像処理パラメータに応じて異なる線量を、自動露出制御が用いる目標線量に設定する設定部と、を備える。

Description

放射線撮影システム、制御装置および制御方法

　本発明は、放射線撮影システムおよび放射線撮影における自動露出制御のための制御装置および制御方法に関する。

　医療現場では患者への被曝量を抑えつつ適正な画質の放射線画像を得るために、自動露出制御（以下ＡＥＣ）が行われる。ＡＥＣとは、放射線の照射中に、放射線の線量を線量検出センサで検出し、検出した線量の積算値（累積線量）が予め設定した目標線量に達した時点で放射線源による放射線の照射を停止させる機構である（特許文献１）。放射線の照射の停止に伴い、放射線撮影装置はフラットパネルディテクタ（以下ＦＰＤ）の動作を蓄積動作から読み出し動作に移行させ、放射線画像を取得する。

　また、放射線撮影では、被写体を直進透過した１次放射線と被写体で散乱された散乱線の２成分が発生する。散乱線は被写体の構造のうち極めて低い周波数の成分として画像に重畳するため画像全体のコントラストを低下させ、診断能を低下させる要因となる。このような放射線画像の画質の劣化を防ぐため、グリッドとよばれるスリット状の格子を被写体とＦＰＤの間に設け、直進してこない散乱線をＦＰＤの前で遮ることでＦＰＤに散乱線が入射するのを低減させている。一方、グリッドを用いずに撮影された放射線画像における散乱線成分を、画像処理（散乱線低減処理）で低減させる技術も提案されている（特許文献２）。グリッドを使用せずに散乱線低減処理を使用する場合と、散乱線低減処理を使用せずにグリッドを使用する場合とで同等の画質を得るには、同等の照射線量が必要である。

特開２０１７－１２６８６０号公報特開２０１６－１９８４６９号公報

　散乱線低減用のグリッドを使用した場合、グリッドで減衰された放射線がＡＥＣの線量検出センサに到達する。一方、グリッドを使用せずに撮影を行って得られた放射線画像の散乱線成分を散乱線低減処理によって低減する構成では、放射線はグリッドで減衰することなく線量検出センサに到達する。そのため、ＡＥＣの目標線量が同じである場合、グリッドを使用せずにＡＥＣを動作させると、グリッドを使用した場合よりも少ない照射線量で累積線量が目標線量に到達し、放射線の照射が停止することになる。すなわち、散乱線低減処理を使用する構成（グリッドを使用しない構成）において、グリッドの使用を前提とした目標線量を用いて放射線画像を撮影すると、放射線量が不足し、適正な画質の放射線画像を得ることが困難になる。

　本発明の一態様では、適切な放射線量で放射線撮影を行えるように、自動露出制御における目標線量の設定を制御する技術が提供される。

　本発明の一態様による制御装置は以下の構成を備える。すなわち、
　放射線発生装置からの放射線量と目標線量とを比較することで前記放射線発生装置を制御する自動露出制御を用いて、前記放射線発生装置からの放射線を用いた放射線撮影を制御する制御装置であって、
　前記放射線撮影によって得られた放射線画像について画像処理を行う処理手段と、
　前記画像処理を実行するための画像処理パラメータに応じて異なる線量を、前記自動露出制御が用いる目標線量に設定する設定手段と、を備える。

　本発明によれば、自動露出制御における目標線量の設定を制御することにより、適切な放射線量で放射線撮影を行える。

　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１は、実施形態による放射線撮影装置の機能構成例を示すブロック図である。図２は、実施形態による放射線撮影装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３は、放射線撮影システムによる放射線画像の撮影動作を示すフローチャートである。図４は、透過放射線の線量を説明する図である。図５は、目標線量を選択するためのテーブルの一例を示す図である。

　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はない。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。

　以下の実施形態において説明する放射線撮影システムは、放射線を放射する放射線発生装置と放射線画像を形成する放射線センサを含む１つの装置であってもよいし、少なくとも一部が別の装置として独立して存在する構成であってもよい。また、放射線は、Ｘ線であってもよいし、他の放射線であってもよい。以下の実施形態において、放射線という用語は、Ｘ線の他、例えば、α線、β線、γ線粒子線、宇宙線などを含み得る。

　＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態における放射線撮影システムの機能構成例を示すブロック図である。放射線撮影システムは、画像処理パラメータ設定部１０１、ＡＥＣパラメータ設定部１０２、放射線発生部１０３、ＡＥＣ検出部１０４、放射線制御部１０５、放射線画像生成部１０６、画像処理部１０７、出力部１０８を備える。

　画像処理パラメータ設定部１０１は、設定された撮影プロトコルを入力し、その撮影プロトコルに対応した画像処理パラメータを出力する。ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、設定された撮影プロトコルと画像処理パラメータを入力し、自動露出制御（以下、ＡＥＣともいう）に用いられる目標線量を出力する。なお、目標線量は、診断目的および被曝線量などの観点から、撮影部位、性別、年齢などの被写体の条件によって決定される。例えば、体幹部などを撮影する場合には、Ｘ線は体幹部を通過しにくいため放射線を多く照射する必要がある。したがってその場合は、ＦＰＤに到達する線量を多くするために目標線量は高く設定される。しかし、体幹部の撮影であっても、ノイズの多い画質を許容する診断であれば、被写体への照射線量を低減するために、目標線量は低く設定される。本例において、目標線量は、所定のグリッドの使用を前提としており、撮影プロトコルに対応付けてあらかじめ用意されている。

　放射線発生部１０３は、放射線制御部１０５からの照射信号の入力に応じて放射線を発生させる。ＡＥＣ検出部１０４は、被写体を透過した放射線と目標線量を入力し、放射線制御信号を出力する。放射線制御部１０５は、放射線制御信号を入力し、照射停止信号と画像読み出し信号とを出力する。放射線発生部１０３は、放射線制御部１０５からの照射停止信号に応じて、放射線の発生を停止する。

　放射線画像生成部１０６は被写体を透過した放射線に応じた放射線画像を生成し、放射線制御部１０５からの画像読み出し信号に応じて、生成した放射線画像を出力する。画像処理部１０７は、放射線撮影によって得られた放射線画像について画像処理を行う処理部の一例である。本実施形態の画像処理部１０７は、放射線画像と画像処理パラメータを入力し、画像処理済みの放射線画像を出力する。例えば、画像処理部１０７は、画像処理パラメータに応じて、放射線画像に散乱線低減処理を施す。出力部１０８は、画像処理部１０７から出力された画像処理済みの放射線画像を、モニタやハードディスク、ＰＡＣＳなどへ出力する。

　図１に示した機能構成を実現するためのハードウェア構成の一例について図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態による放射線撮影システムのハードウェア構成例を示すブロック図である。本実施形態では、放射線撮影を制御する撮影制御装置を、パーソナルコンピュータ（以下、コントロールＰＣ２０１と称する）を使って実現する構成を示している。

　コントロールＰＣ２０１と放射線センサ２０２がギガビットイーサ２０４でつながっている。複数の放射線センサを用いた長尺撮影の場合は、複数の放射線センサが信号線としてのギガビットイーサ２０４につながる。なお、信号線はギガビットイーサに限られるものでなく、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）や光ファイバーなどでもよい。ギガビットイーサ２０４には、その他に、放射線発生装置２０３、表示装置２０５、記憶装置２０６、ネットワークインタフェース２０７、ＡＥＣ装置２１０、放射線制御装置２１１などが接続されている。

　コントロールＰＣ２０１において、ＣＰＵ（中央演算装置）２０１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０１３、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０１４、記憶部２０１５がバス２０１１に接続されている。また、ＵＳＢまたはＰＳ／２などを介してコントロールＰＣ２０１と入力部２０８が接続され、ＶＧＡまたはＤＶＩなどを介してコントロールＰＣ２０１と表示部２０９が接続される。コントロールＰＣ２０１は、ギガビットイーサ２０４を介して、放射線センサ２０２、表示装置２０５、放射線制御装置２１１などにコマンドを送ることができる。コントロールＰＣ２０１において、各種の処理内容がソフトウェアモジュールとして記憶部２０１５に格納されており、ＣＰＵ２０１２は記憶部２０１５から必要なソフトウェアモジュールをＲＡＭ２０１３に展開して、実行する。

　図１に示した放射線発生部１０３の機能は放射線発生装置２０３により、放射線画像生成部１０６の機能は放射線センサ２０２により、放射線制御部１０５の機能は放射線制御装置２１１により、それぞれ実現される。また、ＡＥＣ検出部１０４の機能はＡＥＣ装置２１０により実現される。ＡＥＣ装置２１０は、照射された放射線量を検出する線量検出センサ２１２を有し、線量検出センサ２１２により検出された放射線量と目標線量との比較に基づいて自動露出制御を行う。線量検出センサ２１２は、イオンチャンバーにより実現されてもよいし、放射線センサ２０２に内蔵された線量検出センサ（特許文献１を参照）により実現されてもよい。

　コントロールＰＣ２０１は、放射線発生装置からの放射線量と目標線量とを比較することで放射線発生装置を制御する自動露出制御を用いて、放射線発生装置からの放射線を用いた放射線撮影を制御する制御装置の一例である。画像処理パラメータ設定部１０１、ＡＥＣパラメータ設定部１０２、画像処理部１０７、出力部１０８の各機能は、コントロールＰＣ２０１により実現され得る。これらの機能は、ＣＰＵ２０１２が記憶部２０１５に記憶されているソフトウェアモジュールを実行することにより実現され得るが、これらの機能のうちの一部あるいはすべてが専用のハードウェアにより実現されてもよい。

　なお、上記では画像処理部１０７をコントロールＰＣ２０１により実現する構成を例示したが、これに限られるものではなく、画像処理部１０７が専用の画像処理ボードとして実装されてもよい。また、図１に示した出力部１０８による放射線画像の出力先としては、例えば、ギガビットイーサ２０４を介して接続された表示装置２０５、記憶装置２０６、ＰＡＣＳ、もしくはコントロールＰＣ２０１に接続された表示部２０９が用いられる。ＰＡＣＳとは、医療用画像管理システム（Picture Archiving and Communication Systems）の略である。

　次に、以上のような構成を備えた第１実施形態の放射線撮影システムによる、自動露出制御を用いた放射線撮影の動作について図３のフローチャートを参照して説明する。

　画像処理パラメータ設定部１０１は、ユーザにより設定された撮影プロトコルから画像処理パラメータを取得する（ステップＳ３０１）。撮影プロトコルは複数用意されており、ユーザが撮影部位や撮影手技に応じて、例えば入力部２０８を用いて選択することで設定される。また、撮影部位や撮影手技は、例えば、放射線科情報システム（ＲＩＳ：Radiology Information Systems）などから取得され得る。なお、撮影プロトコルがＲＩＳなどから自動的に取得される構成であってもよい。撮影プロトコルとは、撮影に必要な各種パラメータがパッケージされたものであり、その中には画像処理をする際に必要なパラメータ（画像処理パラメータ）も含まれている。画像処理パラメータは、例えば、散乱線低減処理やノイズ低減処理といった各処理のＯＮ／ＯＦＦから、散乱線低減処理の低減効果、カーネルなどの詳細なパラメータを含む。

　次に、ステップＳ３０２とステップＳ３０３において、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、実行される画像処理に応じて適切な目標線量をＡＥＣ装置２１０に設定する。ステップＳ３０２とＳ３０３を実行するＡＥＣパラメータ設定部１０２は、画像処理を実行するための画像処理パラメータに応じて異なる線量を、自動露出制御が用いる目標線量に設定する設定部の一例である。まず、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、設定された撮影プロトコルから、ＡＥＣに関連するパラメータ（以下、ＡＥＣパラメータ）を取得する（ステップＳ３０２）。ＡＥＣパラメータは、例えば使用されるグリッドの仕様（例えば、グリッドの格子比、格子数など）、および、当該グリッドを使用した際のＡＥＣの目標線量を含む。上述したように、目標線量は、ＡＥＣ装置２１０が放射線の照射の停止を指示するために用いられる。

　次に、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、ＡＥＣの目標値を設定する（ステップＳ３０３）。この際、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、ステップＳ３０１で取得した画像処理パラメータとＡＥＣパラメータに基づいて、ステップＳ３０２で取得した目標線量を必要に応じて補正する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０２で取得される目標線量は、グリッドを使用した放射線撮影を想定して設定された値である。取得された画像処理パラメータの散乱線低減処理がＯＮでありグリッドを使用しない撮影であった場合、ステップＳ３０２で取得された目標線量をそのまま使用して放射線撮影を行うと、以下に説明するように、正しい線量制御が行われなくなってしまう。

　図４は、グリッドの介在により透過放射線の線量が変化する様子を示す図である。図４に示すように、被写体４０１に照射された照射放射線４０４は、主に被写体４０１により減衰されて、透過放射線４０５になる。グリッド４０２が使用される場合、透過放射線４０５はさらにグリッド４０２で減衰されて透過放射線４０６となり、放射線センサ２０２へ到達する。一方、散乱線低減処理をＯＮにし、グリッド４０２を使用しない場合は、グリッド４０２による減衰がないため、透過放射線４０５が放射線センサ２０２へ到達する。そのため、散乱線低減処理がＯＦＦの時（グリッド使用時）よりもＯＮの時（グリッド不使用時）の方が、単位時間あたりに放射線センサ２０２に到達する線量が多くなる。結果、ＡＥＣの目標線量が同じであれば、散乱線低減処理がＯＦＦの時よりもＯＮの時の方が、放射線の照射開始から停止までの時間が短くなり、散乱線低減処理がＯＮの場合の放射線撮影において放射線の照射量（線量）が不足する。

　例えば、グリッド４０２での放射線の減衰量は、グリッド４０２の格子比や格子数、素材にも依存するが、格子比が１０：１で格子数が４０（本）のアルミグリッドでは、放射線は約半分程度に減衰される。この場合、散乱線低減処理をＯＮにしてグリッド４０２を用いずに撮影を実行すると、散乱線低減処理ＯＦＦのとき（グリッド使用時）の半分の線量で撮影を行うことになり、放射線画像の画質が悪化する。

　上記のような線量の不足を防ぐために、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、画像処理パラメータ／ＡＥＣパラメータに基づいて、ステップＳ３０２で取得されたＡＥＣの目標線量を補正する（ステップＳ３０３）。第１実施形態のＡＥＣパラメータ設定部１０２は、散乱線低減処理を実行する場合に、グリッドの使用を前提とした目標線量を、当該グリッドの透過率に基づいて補正する。より具体的には、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、ＡＥＣパラメータから目標線量の前提となっているグリッドのグリッド情報（格子比や格子数、素材など）を取得し、グリッドで減衰されなくなった分を目標線量に反映させる。より具体的には、グリッド情報から得られるグリッドの放射線透過率Ｔ０を算出し、目標線量Ｔｈ０を以下の［式１］のように補正し、補正済み目標線量Ｔｈ１を得る。
　Ｔｈ１＝Ｔｈ０／Ｔ０　　　…［式１］

　補正済み目標線量Ｔｈ１を用いてＡＥＣを実行することで、散乱線低減処理がＯＮの場合（グリッド不使用時）においても、散乱線低減処理がＯＦＦの場合（グリッド使用時）と同様の線量の放射線が照射されることになる。結果、線量の不足による画質の劣化を防止することができる。ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、散乱線低減処理がＯＮの場合には、ステップＳ３０２で取得した目標線量を、ステップＳ３０３において補正済みの目標線量に置き換え、ＡＥＣに関連するパラメータとしてＡＥＣ検出部１０４に設定する。こうして、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、画像処理パラメータが散乱線低減処理を実行することを示す場合に第１の目標線量（補正済み目標線量Ｔｈ１）をＡＥＣ検出部１０４に設定する。また、画像処理パラメータが散乱線低減処理を実行しないことを示す場合には、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は第１の目標線量とは異なる第２の目標線量（補正前の目標線量Ｔｈ０）をＡＥＣ検出部１０４に設定する。ここで、［式１］から明らかなように、第１の目標線量（Ｔｈ１）は、第２の目標線量（Ｔｈ０）よりも大きい。また、第１の目標線量と第２の目標線量の比は、第２の目標線量が使用の前提としているグリッドの透過率（Ｔ０）と等しい。

　次に放射線制御部１０５は、ユーザによる照射スイッチの押下を検出すると照射信号を放射線発生部１０３に出力する。放射線発生部１０３は照射信号を受信すると、放射線の照射を開始する（ステップＳ３０４）。なお、照射スイッチは放射線発生装置２０３に直接に接続されていてもよい。ＡＥＣ検出部１０４は、到達した放射線の線量を積算し、累積線量を算出する（ステップＳ３０５）。さらにＡＥＣ検出部１０４は、ステップＳ３０５で算出した累積線量とステップＳ３０３で設定された目標線量とを比較する（ステップＳ３０６）。累積線量が補正済み目標線量に達していない場合（ステップＳ３０６でＮＯ）、ＡＥＣ検出部１０４は、累積線量の算出を継続する（ステップＳ３０５）。この場合、ＡＥＣ検出部１０４は、放射線発生部１０３による放射線の照射を継続させるため、放射線制御部１０５へ制御要求信号として継続要求信号を出力する。

　累積線量が目標線量に達していると判断された場合（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、ＡＥＣ検出部１０４は、制御要求信号として停止要求信号を出力する（ステップＳ３０７）。放射線制御部１０５は、ＡＥＣ検出部１０４から停止要求信号を受信すると、放射線発生部１０３に照射停止信号を送信し、放射線の照射を停止させる。さらに、放射線制御部１０５は、放射線画像生成部１０６に画像読み出し信号を送信する。なお、ＡＥＣ検出部１０４からの制御要求信号が継続要求信号の場合、放射線制御部１０５は特に何も行わない。

　なお、ステップＳ３０５の累積線量の算出は、予め設定された時間間隔（所定の周期）で繰り返される。繰り返しの終了条件は累積線量が補正済み目標線量以上になることであるが、累積線量を計算する領域に放射線吸収率の高い金属などが写りこんでいた場合、累積線量は補正済み目標線量に中々達しない。その結果、過剰に線量を照射することになるため、タイムアウトを繰り返しの終了条件に加えてもよい。

　放射線画像生成部１０６は、放射線制御部１０５から画像読み出し信号を受信すると、放射線センサ２０２から画像を読み取り、放射線画像を生成する（ステップＳ３０８）。画像処理部１０７は、生成された放射線画像に対し、設定された画像処理パラメータに基づく画像処理を行う。（ステップＳ３０９）。こうして、撮影された放射線画像は、画像処理が施されて医師の診断に耐え得る画像となる。画像処理ではＦＰＤの基本特性を補正する処理や、医師の診断能が向上するように被写体構造を強調する処理が行われる。画像処理は前処理と後処理に分類できる。前処理はＦＰＤの特性を補正する処理であり、オフセット補正（暗電流補正）、ゲイン補正、欠損補正などを行う。前処理により、放射線画像は周辺画素との相関関係が保たれている状態になる。後処理とは診断に適した画像を生成するための処理のことで、周波数処理や階調処理などを行う。散乱線低減処理も後処理に含まれる。

　最後に出力部１０８が、画像処理部１０７により画像処理された放射線画像を出力する（ステップＳ３１０）。こうして、放射線画像が医師に提供される。出力部１０８の出力先としては、表示装置２０５、表示部２０９のほか、ネットワークインタフェース２０７を介したＰＡＣＳなどがあげられる。

　以上のように、第１実施形態によれば、画像処理パラメータに基づいて散乱線低減処理を実行するか否かを判断し、実行すると判断された場合には、グリッド使用時と同等の放射線量で放射線撮影が行われるようにＡＥＣの目標線量が補正される。その為、グリッドを使用せずに、画像処理（散乱線低減処理）により散乱線を低減する場合にも、線量が維持された放射線画像を得ることができる。

　＜第２実施形態＞
　第１実施形態では、ＡＥＣパラメータ設定部１０２が、撮影プロトコルのＡＥＣパラメータが規定しているグリッドの仕様（格子比、格子数など）を用いてＡＥＣの目標線量を補正する例を説明した。第２実施形態では、画像処理パラメータに対応して複数の目標線量を用意しておき、ＡＥＣパラメータ設定部１０２が、複数の目標線量の中から画像処理パラメータに応じて選択した目標線量を、自動露出制御の目標線量に設定する。例えば、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、画像処理パラメータとＡＥＣに関連するパラメータの組み合わせと目標線量を関連付けて登録したテーブルを用いて、目標線量を設定する。なお、第２実施形態による放射線撮影システムの機能構成とハードウェア構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。以下、第２実施形態による放射線撮影システムの動作を図３のフローチャートを流用して説明する。

　ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、散乱線低減処理を実行する場合の目標線量と散乱線低減処理を実行しない場合の目標線量とを含む複数の目標線量から、自動露出制御に使用する目標線量を選択し、ＡＥＣの目標線量に設定する（ステップＳ３０３）。コントロールＰＣ２０１は、ＡＥＣに関連するパラメータの一部として、散乱線低減処理がＯＮ用の目標線量と散乱線低減ＯＦＦ用の目標線量を予めテーブルとして用意しておく。図５の５ａはそのようなテーブルの一例を示す。テーブル５ａによれば、散乱線低減処理がＯＮの場合には目標線量「ａ」が、散乱線低減処理がＯＦＦの場合には目標線量「ｂ」が選択されることになる。ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、画像処理パラメータに基づいて（散乱線低減処理がＯＮかＯＦＦかに基づいて）、テーブル５ａから目標線量を取得し、ＡＥＣ装置２１０に設定する。

　以上のように、第２実施形態によれば、散乱線低減処理がＯＮである場合は、散乱線低減処理がＯＮ用の（グリッドを使用しない場合の）目標線量が選択される。他方、散乱線低減処理がＯＦＦである場合は、散乱線低減処理がＯＦＦ用の（グリッドを使用する場合の）目標線量が選択される。

　なお、上記では、散乱線低減処理のＯＮ／ＯＦＦに応じた２種類の目標線量が用意されており、これら目標線量のうちのいずれかが選択される構成を示したが、これに限られるものではない。例えば、選択可能な複数の目標線量としてグリッド仕様に対応した目標線量を用意しておき、散乱線低減処理が実行されない場合に、グリッド情報によって示されるグリッド仕様に対応した目標線量をＡＥＣパラメータ設定部１０２が選択するようにしてもよい。例えば、図５のテーブル５ｂのように、グリッドの仕様（格子比、格子数）に合わせて複数の目標線量（ｂ１、ｂ２）を用意しておき、散乱線低減処理がＯＦＦの場合には、装着されているグリッドの仕様に基づいてそれらのいずれかを選択できるようにしてもよい。なお、グリッド情報は、例えば、ＡＥＣパラメータに含まれているものとする。

　また、散乱線低減処理のＯＮ／ＯＦＦに限らず、各種画像処理のＯＮ／ＯＦＦや詳細なパラメータごとに目標線量を用意しておき、それらを選択できるようにしてもよい。例えば、図５のテーブル５ｃのように、散乱線低減処理がＯＮの場合とＯＦＦの場合のそれぞれにおいて、ノイズ低減処理に応じた目標線量が用意されてもよい。テーブル５ｃでは、ノイズ低減処理が「なし」、実行されるノイズ低減処理の低減効果が「Ｘ」、「Ｙ」のそれぞれの場合について目標線量が用意されている。ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、散乱線低減処理の有無、ノイズ低減処理の有無、ノイズ低減処理のノイズ低減効果を画像処理パラメータから取得し、テーブルからＡＥＣのための目標線量を取得し、ＡＥＣに設定する。ノイズ低減効果と目標線量の関係については、第４実施形態で説明する。

　さらに、散乱線低減処理の低減効果に応じて目標線量が設定されるようにしてもよい。散乱線低減処理において低減効果が小さい場合は、透過率が高い（格子比が低い）グリッドを用いて撮影されていることと同様の効果になる。したがって、図５に示されるテーブル５ｄを用いて、ＡＥＣの目標線量を、散乱線低減処理の低減効果に応じて変更するようにしてもよい。例えば、ＡＥＣの目標線量を、散乱線低減処理の低減効果に相当するグリッドを使用した場合の目標線量に設定するようにしてもよい。また、上述の例に限られず、例えば、散乱線低減処理のタイプ（散乱線推定メソッド）ごとに目標線量が用意されてもよい。また、線量検出センサ２１２の感度を切り替えることが可能な構成において、感度ごとに目標線量が用意されてもよい。また、上記実施形態では、テーブルに目標線量を記憶しているが、これに限られるものではない。例えば、図５のテーブル５ｂ～５ｄにおいて、第１実施形態で求めた補正済み目標線量Ｔｈ１に乗じる係数を記憶するようにしてもよい。

　＜第３実施形態＞
　第１実施形態では、散乱線低減処理とグリッドの使用が排他的であり、散乱線低減処理がＯＮの場合にグリッドの使用を前提とした目標線量を補正する構成を説明した。第３実施形態では、グリッドの使用が想定されるグリッド縞低減処理のＯＮ／ＯＦＦに応じた目標線量の設定について説明する。第３実施形態では、グリッド縞低減処理と散乱線低減処理の併用により、グリッドの使用下で散乱線低減処理が実行される場合が生じ得る。なお、第３実施形態による放射線撮影システムの機能構成とハードウェア構成は第１実施形態（図１、図２）と同様である。以下、第３実施形態による放射線撮影システムの動作を図３のフローチャートを流用して説明する。

　第３実施形態では、ステップＳ３０３における目標線量の補正方法が第１実施形態と異なる。ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、ＡＥＣに関連するパラメータと画像処理パラメータを取得する（ステップＳ３０２）。画像処理パラメータの散乱線低減がＯＮであり、さらにグリッド縞低減処理がＯＮであるとする。これは、グリッドの使用と散乱線低減を併用するという場合である。この場合、画像処理パラメータとして、グリッド縞低減処理に付随するグリッド情報から、［式２］により現在用いているグリッドの透過率Ｔ１を算出し、透過率Ｔ１で補正をした目標線量Ｔｈ２を得る。なお、［式２］において、Ｔｈ０、Ｔ０は第１実施形態と同様、それぞれステップＳ３０２で取得された目標線量、当該目標線量が前提としているグリッドの透過率である。
　Ｔｈ２＝（Ｔｈ０／Ｔ０）×Ｔ１　　　…［式２］

　以上のように補正することで、グリッド縞低減処理と散乱線低減処理とが同時にＯＮになり、ステップＳ３０２で取得された目標線量が対応するグリッドとは異なるグリッドが使用されても、目標線量を正しく保つことができる。すなわち、グリッドと散乱線低減処理が同時に利用されても、ステップＳ３０２で取得された目標線量が意図する照射量と同様の照射量の放射線撮影を実行でき、画質の劣化を防止することができる。

　なお、上記では、グリッド縞低減処理と散乱線低減処理の併用を示したが、グリッド縞低減処理のみが適用される場合にも、上記［式２］に示した目標線量の補正を用いることで、放射線撮影における放射線の照射量を適切に維持することができる。

　＜第４実施形態＞
　第４実施形態では、ステップＳ３０３における目標線量の補正方法として、異なる実施形態を示す。放射線画像の後処理の一つにノイズ低減処理がある。ノイズ低減処理とは、周辺画素との関係からノイズ成分を除去する処理であり、ノイズの多い画像であっても医師の診断能が向上する画像にすることができる。そのため、ノイズ低減処理を使うことでより低線量な撮影が可能になる。第１実施形態では、散乱線低減処理のＯＮ／ＯＦＦに応じて目標線量を変更したが、第４実施形態では、ノイズ低減処理のＯＮ／ＯＦＦおよびそのノイズ低減量に応じて目標線量を変更し、適切な照射線量による放射線撮影を実現する。すなわち、第４実施形態では、画像処理パラメータがノイズ低減処理に関するノイズ低減パラメータを含み、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、そのノイズ低減パラメータに基づいて目標線量を設定することで、適正な放射線量での撮影を実現する。

　ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、ＡＥＣに関連するパラメータと画像処理パラメータを取得する。画像処理パラメータとしてノイズ低減処理の低減効果を表すパラメータがある。ノイズ低減処理とは、例えば静止画像ではεフィルタやバイラテラルフィルタを使ったフィルタリング処理を、動画像ではリカーシブフィルタを使ったフィルタリング処理を示す。照射線量を抑えた撮影でノイズが多い放射線画像が得られたとしても、ノイズ低減処理を使用することで、診断に適した画質にすることができる。しかし、ＡＥＣの目標線量が同じである場合は、照射線量は変わらない。すなわち、ノイズ低減効果を大きくしても放射線撮影時の照射線量は低減されない。そのため、ノイズ低減効果に応じて目標線量を変更することが好ましい。

　第２実施形態では、図５に示したテーブル５ｃを採用することでこれを実現したが、第４実施形態では、ステップＳ３０２で取得された目標線量を補正する構成を説明する。第４実施形態における目標線量の補正処理によれば、ノイズ低減効果が大きくなるにつれて目標線量を小さくすることで照射線量を抑えつつ、適切な画質を得ることができる。放射線センサ２０２に入射する線量をＤとすると、それに起因するランダムノイズσ_ｑは、変換係数Ｋ_ｑを用いて［式３］のように表される。
　σ_ｑ＝Ｋ_ｑ×√（Ｄ）　　　…[式３]

　放射線画像上には［式３］のように放射線に起因するノイズの他に、電気的なノイズも加算される。しかし今電気的なノイズの量を無視できるとすると、ノイズ低減によってノイズが１／ａ倍になるのであれば、目標線量は、［式３］から１／ａ^２に補正することができる。すなわち、散乱線低減処理とノイズ低減処理を併用する場合、補正済みの目標線量Ｔｈ１は以下の［式４］のように表される。なお、Ｔ０はグリッド情報から算出されたグリッドの放射線透過率、Ｔｈ０は当該グリッドの使用時における目標線量である。
　Ｔｈ１＝（Ｔｈ０／Ｔ０）／ａ^２　　　…［式４］

　＜第５実施形態＞
　上記第１実施形態では、ステップＳ３０３においてＡＥＣパラメータ設定部１０２がＡＥＣの目標線量を画像処理パラメータに基づいて自動的に補正する構成を説明した。第５実施形態では、ステップＳ３０３による補正を実行するか否かをユーザに問い合わせる構成を説明する。すなわち、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、グリッドを用いた場合の目標線量と異なる目標線量を設定する際に、目標線量が変更されることを示すメッセージを表示し、ユーザによる変更の許可／不許可の指示を確認する。

　ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、ＡＥＣに関連するパラメータ（ＡＥＣパラメータ）と画像処理パラメータを取得する。得られた画像処理パラメータによって、ＡＥＣパラメータで指定されている目標線量を補正しなくてはならない場合、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は、出力部１０８を介して表示部２０９に確認メッセージを表示させる。確認メッセージとは、目標線量を自動で補正することをユーザに確認する内容である。ユーザにより補正が許可された場合、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は目標線量の補正を実行する。一方、補正を許可されなかった場合、ＡＥＣパラメータ設定部１０２は目標線量の補正は行わず、散乱線低減処理がＯＮの場合でもＡＥＣパラメータから取得した目標線量をそのまま使用する。

　以上のように、第５実施形態によれば、目標線量の自動補正を行うか否かをユーザが選択することができる。

　なお、上記の各実施形態では、静止画撮影を説明したが、これに限られるものではない。例えば、透視装置などで用いられる線量制御機構と画像処理の組み合わせにおいて、上述した目標線量の設定方法が適用されてもよい。例えば、透視装置の目標線量を上記と同様に補正することで、同様の効果が得られる。また、放射撮影の開始に先立って、グリッドの検知を行い、ＡＥＣの目標線量の設定とグリッドの有無とが整合しているかを確認し、整合していない場合にその旨の警告を出力するようにしてもよい。さらに、各実施形態において取得される目標線量に対して係数α（α＞０）を乗じて、目標線量を調整できるようにしてもよい。その場合、αの値をユーザが設定できるようにすれば、目標線量をユーザの好みに応じて調整することができる。例えば、第１実施形態の構成に適用した場合、［式１］により得られた補正済み目標線量Ｔｈ１にユーザ設定されたαが乗算され、α×Ｔｈ１がＡＥＣの目標線量として設定される。

　（その他の実施形態）
　本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

　本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。

　本願は、２０１９年１月２４日提出の日本国特許出願特願２０１９－０１０５４０を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims

　放射線発生装置からの放射線量を目標線量と比較することで前記放射線発生装置を制御する自動露出制御を用いて、前記放射線発生装置からの放射線を用いた放射線撮影を制御する制御装置であって、
　前記放射線撮影によって得られた放射線画像について画像処理を行う処理手段と、
　前記画像処理を実行するための画像処理パラメータに応じて異なる線量を、前記自動露出制御が用いる目標線量に設定する設定手段と、を備えることを特徴とする制御装置。
　前記設定手段は、前記画像処理パラメータが散乱線低減処理を実行することを示す場合に第１の目標線量を前記自動露出制御に設定し、前記画像処理パラメータが散乱線低減処理を実行しないことを示す場合に前記第１の目標線量とは異なる第２の目標線量を前記自動露出制御に設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
　前記第１の目標線量は、前記第２の目標線量よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
　前記第１の目標線量と前記第２の目標線量の比は、前記第２の目標線量が適用されるグリッドの透過率と等しいことを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
　前記設定手段は、散乱線低減処理を実行する場合に、グリッドの使用を前提としている目標線量を、前記前提とされたグリッドの透過率に基づいて補正することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
　画像処理パラメータに対応して複数の目標線量が用意されており、
　前記設定手段は、前記複数の目標線量の中から前記画像処理パラメータに応じて選択した目標線量を、前記自動露出制御の目標線量に設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
　前記複数の目標線量は、散乱線低減処理を実行する場合の目標線量と散乱線低減処理を実行しない場合の目標線量とを含むことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
　前記複数の目標線量は、グリッド仕様に対応した目標線量を含み、
　前記設定手段は、散乱線低減処理を実行しない場合に、グリッド情報によって示されるグリッド仕様に対応した目標線量を選択することを特徴とする請求項６または７に記載の制御装置。
　前記複数の目標線量は、ノイズ低減処理の有無およびノイズ低減処理の種類に対応した目標線量を含み、
　前記設定手段は、ノイズ低減処理の有無、実行されるノイズ低減処理の種類に応じた目標線量を選択することを特徴とする請求項６または７に記載の制御装置。
　前記複数の目標線量は、散乱線低減処理の低減効果に対応した目標線量を含み、
　前記設定手段は、画像処理パラメータから、実行される散乱線低減処理の低減効果を判定し、判定された低減効果に対応する目標線量を選択することを特徴とする請求項６または７に記載の制御装置。
　前記画像処理パラメータはグリッド縞低減処理のためのパラメータを含み、
　前記設定手段は、前記画像処理パラメータによって示される、前記グリッド縞低減処理が対応するグリッドの透過率に基づいて目標線量を設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
　前記画像処理パラメータはノイズ低減処理に関するノイズ低減パラメータを含み、
　前記設定手段は、ノイズ低減パラメータに基づいて目標線量を設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
　前記設定手段は、グリッドを用いた場合の目標線量と異なる目標線量を設定する際に、目標線量が変更されることを示すメッセージを表示し、ユーザによる変更の許可／不許可の指示を確認する確認手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
　放射線発生装置からの放射線量を目標線量と比較することで前記放射線発生装置を制御する自動露出制御を用いて、前記放射線発生装置からの放射線を用いた放射線撮影を制御するための制御方法であって、
　前記放射線撮影によって得られた放射線画像について画像処理を行う処理工程と、
　前記画像処理を実行するための画像処理パラメータに応じて異なる線量を、前記自動露出制御で用いられる目標線量に設定する設定工程と、を備えることを特徴とする制御方法。
　放射線を照射する放射線発生手段と、
　前記放射線発生手段からの放射線を受けて放射線画像を生成する画像生成手段と、
　前記放射線発生手段からの放射線量を検出する検出手段と、
　前記検出手段で検出された放射線量と目標線量とを比較することで前記放射線発生手段を制御する制御手段と、
　前記画像生成手段によって生成された放射線画像を処理する画像処理手段と、
　画像処理を実行するための画像処理パラメータに応じて異なる線量を前記制御手段が用いる目標線量に設定する設定手段と、を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
　コンピュータを、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の制御装置の各手段として機能させるためのプログラム。