WO2022196705A1 - 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び放射線撮影システム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び放射線撮影システム Download PDF

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將高 菅原
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富士フイルム株式会社
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    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
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    • G01S17/86Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders

Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to an information processing device, an information processing method, a program, and a radiation imaging system.
  • Radiographic conditions include the tube voltage and tube current-time product of the radiation source. Setting radiography conditions so that radiography is performed with an appropriate radiation dose according to the body thickness of the subject is important in obtaining clinically sufficient image quality and in suppressing excessive exposure to the subject. desirable.
  • JP-A-2017-136300 and JP-A-2018-196791 disclose a method of measuring the body thickness of a subject.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-136300 discloses calculating the body thickness of a subject based on distance image information obtained by optically photographing the subject. More specifically, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-136300, based on the distance image information obtained by the optical sensor, the first distance from the optical sensor to the irradiation side of the subject, and the distance from the optical sensor to the shooting stand. It is described that the body thickness of the subject is calculated based on the second distance of .
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-196791 discloses that a distance sensor measures SID (Source Image receptor Distance), which is the distance between the radiation irradiation device (that is, the radiation source) and the surface of the radiation detector, and the distance between the radiation irradiation device and the surface of the subject. and the SOD (Source Object Distance), which is the distance of , and subtracting the SOD from the SID to obtain the body thickness of the subject.
  • SID Source Image receptor Distance
  • SOD Source Object Distance
  • the subject since the subject is positioned on the detection plane during radiography, it is not easy to obtain the first distance from the distance information obtained by the sensor because the subject is an obstacle. Although it is conceivable to measure the first distance in advance, the first distance may differ each time radiography is performed. In particular, in a radiation imaging apparatus in which the radiation source and the radiation detector are independent, the first distance cannot be measured in advance because the first distance varies each time the radiographer prepares for radiation imaging.
  • JP-A-2017-136300 and JP-A-2018-196791 do not describe a specific method for obtaining the first distance. Therefore, the techniques described in JP-A-2017-136300 and JP-A-2018-196791 cannot accurately determine the body thickness of the subject.
  • An object of the technology of the present disclosure is to provide an information processing device, an information processing method, a program, and a radiation imaging system that enable accurate determination of the body thickness of a subject.
  • an information processing apparatus of the present disclosure is a radiography system that includes a radiation source and a radiation image detector that is irradiated with radiation from the radiation source and has a detection surface on which a subject is positioned.
  • An information processing device that performs a process of deriving the body thickness of a subject, the processor comprising a distance generated by photographing a photographing range including the subject and a detection surface with a distance image photographing device
  • a depth image acquisition process for acquiring an image
  • a detection plane area search process for searching a detection plane area where a part of the detection plane exists from the depth image, and a distance image of the detected detection plane area based on the depth image.
  • a first distance acquisition process for acquiring a first distance from the imaging device to the detection surface
  • a second distance acquisition process for acquiring a distance from the distance image imaging device to the subject as a second distance based on the distance image
  • body thickness derivation processing for deriving the difference between the distance and the second distance as the body thickness of the subject
  • the processor preferably acquires, as the second distance, the distance of the radiation center coordinates corresponding to the center of the beam of radiation emitted from the radiation source toward the subject, based on the distance image.
  • the processor preferably derives the radiation center coordinates based on the relative positional relationship between the range imaging device and the radiation source.
  • the processor sets a region of interest in which the detection plane region is estimated to exist based on a temporary set value provisionally set as a value corresponding to the first distance and the size of the detection plane.
  • the detection surface area is searched using the set attention area as the search range.
  • the processor excludes abnormal pixels having abnormal pixel values from the region of interest, and derives a region having the maximum distance from the region of interest from which the abnormal pixels are excluded as the detection plane region. preferably.
  • the region of interest is preferably a region including the edge of the radiographic image detector and the background outside the radiographic image detector.
  • the processor can exclude from the region of interest pixels corresponding to the background whose distance is greater than or equal to a certain value, and flying pixels appearing at the boundary between the edge and the background, as abnormal pixels. preferable.
  • the processor preferably sets the position of the region of interest in the detection plane region search process according to the imaging part of the subject.
  • the range image capturing device is preferably a TOF type range image camera.
  • a radiography system of the present disclosure is a radiography system including any of the information processing devices described above, and determines radiography conditions based on the body thickness derived by the body thickness derivation process.
  • the determined radiation imaging conditions can be changed by the user's operation.
  • the information processing method of the present disclosure is used in a radiography system that includes a radiation source and a radiation image detector that is irradiated with radiation from the radiation source and has a detection surface on which a subject is positioned. obtaining a distance image generated by photographing a photographing range including a subject and a detection plane with a distance image photographing device; detecting a portion of the detection plane existing Searching for a surface area from a distance image; Acquiring the distance of the searched detection surface area based on the distance image as a first distance from the distance image photographing device to the detection surface; Based on the distance image, the distance image photographing device to the object as the second distance, and deriving the difference between the first distance and the second distance as the body thickness of the object.
  • a program of the present disclosure is used in a radiography system that includes a radiation source and a radiographic image detector that is irradiated with radiation from the radiation source and has a detection surface on which a subject is positioned, and derives the body thickness of the subject.
  • an information processing device an information processing method, a program, and a radiation imaging system that enable accurate determination of the body thickness of a subject.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of an X-ray imaging system
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the functional configuration of an X-ray imaging condition determination unit
  • FIG. It is a figure which shows an example of the distance image produced
  • FIG. 10 is a diagram illustrating details of an example of attention area setting processing by a detection surface area searching unit; It is a figure explaining an example of body thickness derivation processing.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an imaging condition table; It is a figure which shows an example of the flow of a process by an X-ray imaging system. It is a figure which shows an example of attention area information.
  • FIG. 10 is a diagram showing a modified example of the photographing condition table;
  • FIG. 10 is a diagram showing a modification of the flow of processing by the X-ray imaging system;
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of an X-ray imaging system 2 that uses X-rays as radiation.
  • An X-ray imaging system 2 using X-rays as radiation includes an X-ray source 10 , an X-ray image detector 20 , a console 30 and a repeater 50 .
  • a range image camera 40 is attached to the X-ray source 10 .
  • Console 30 communicates with X-ray source 10 , X-ray image detector 20 , and range image camera 40 via repeater 50 .
  • the repeater 50 functions, for example, as an access point.
  • the X-ray source 10 is an example of a radiation source that generates radiation.
  • the X-ray image detector 20 is an example of a "radiation image detector" that detects radiation and generates a radiation image.
  • the X-ray source 10, the X-ray image detector 20, and the console 30 of this embodiment are all small and portable devices.
  • the X-ray imaging system 2 of the present embodiment can be carried to a site requiring emergency medical care such as an accident or disaster, or to the home of a patient receiving home medical care to perform X-ray imaging.
  • the X-ray image detector 20 is arranged at a position where its detection surface 20A faces the X-ray source 10 .
  • the imaging region of the subject H can be X-rayed.
  • the imaging part of the subject H is the abdomen.
  • the X-ray source 10 is held by a holding device 60, for example.
  • the holding device 60 is, for example, quadrupedal with four support legs 61 and a crossbar 62 .
  • the upper ends of the support legs 61 and both ends of the cross bar 62 are connected to a three-pronged joint 63 to assemble the holding device 60 .
  • the horizontal bar 62 is provided with fixtures 64 for mechanically mounting the X-ray source 10 .
  • the X-ray source 10 is suspended by a fixture 64 so that the irradiation direction of the X-rays 4 is directed downward.
  • An irradiation switch 11 is connected to the X-ray source 10 via a cable 11A.
  • a user such as a radiologist or a doctor using the X-ray imaging system 2 can cause the X-ray source 10 to start emitting X-rays 4 by operating the irradiation switch 11 .
  • the X-ray image detector 20 has an automatic X-ray detection function that detects the start of irradiation of the X-rays 4 emitted from the X-ray source 10 . Therefore, the X-ray image detector 20 does not need to be connected to the X-ray source 10 . Moreover, since the X-ray image detector 20 has a built-in battery and a wireless communication function, it does not need a power source or connection with the console 30 via a cable. The X-ray image detector 20 is wirelessly connected to the repeater 50 and communicates with the console 30 via the repeater 50 .
  • the console 30 is composed of, for example, a personal computer, and has a display section 31 and an input operation section 32.
  • the console 30 is connected to the repeater 50 via a communication cable 51, for example.
  • the display unit 31 is a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display.
  • the input operation unit 32 is an input device including a keyboard, mouse, touchpad, or the like.
  • the console 30 is an example of an “information processing device” according to the technology of the present disclosure.
  • the display unit 31 displays an X-ray image received by the console 30 from the X-ray image detector 20 .
  • the range image camera 40 is arranged, for example, in the vicinity of the irradiation field limiter 17 included in the X-ray source 10 .
  • the range image camera 40 is a TOF (Time Of Flight) type range image camera.
  • the range image camera 40 emits illumination light such as infrared rays toward the object to be photographed, and measures the time from when the illumination light is emitted to when the reflected light is received. Measure the distance between 40 and the object to be photographed.
  • the range image camera 40 emits amplitude-modulated illumination light such as infrared rays toward the object to be photographed, and the distance between the depth image camera 40 and the object to be photographed is determined based on the phase delay amount of the reflected light with respect to the illumination light. You can measure the distance.
  • the distance image camera 40 may be a laser scanning TOF camera that measures the distance by scanning the object to be photographed with a laser beam.
  • the distance image captured by the distance image camera 40 has distance information representing the distance between the distance image camera 40 and the subject for each pixel.
  • a distance image is an image having distance information that enables derivation of the distance to the object to be photographed.
  • the range image camera 40 is an example of a "range image photographing device" according to the technology of the present disclosure.
  • the range image camera 40 captures a range image with an area including the imaging region of the subject H and the detection surface 20A of the X-ray image detector 20 as the imaging range 41.
  • the imaging range 41 is a rectangular area larger than the detection surface 20A.
  • the X-ray source 10 and the range image camera 40 are wirelessly connected to the repeater 50 and communicate with the console 30 via the repeater 50 .
  • a distance image DP (see FIG. 2) generated by the distance image camera 40 is transmitted to the console 30 via the repeater 50 .
  • the console 30 derives the body thickness of the subject H at the imaging site (hereinafter simply referred to as the body thickness of the subject H) based on the depth image DP received from the depth image camera 40 .
  • the console 30 also determines the X-ray imaging conditions SC based on the derived body thickness, and transmits the determined X-ray imaging conditions SC to the X-ray source 10 via the repeater 50 .
  • the X-ray imaging conditions SC include tube voltage, tube current-time product, and the like.
  • the X-ray source 10 generates X-rays 4 based on the X-ray imaging conditions SC received from the console 30 and emits the generated X-rays 4 toward the X-ray image detector 20 .
  • FIG. 2 shows an example of the hardware configuration of the X-ray imaging system 2.
  • FIG. The X-ray source 10 has a processor 12 , an input operation section 13 , a communication I/F (interface) 14 , a high voltage generator 15 , an X-ray tube 16 and an irradiation field limiter 17 .
  • the processor 12 functions as a controller that controls the operations of the high voltage generator 15 and the irradiation field limiter 17 .
  • the above-described irradiation switch 11 is connected to the processor 12 .
  • An input operation unit 13 is also connected.
  • the input operation unit 13 includes an imaging condition adjustment button for manually setting the tube voltage and the tube current-time product of the X-ray tube 16 , and an irradiation field for adjusting the size of the irradiation field of the irradiation field limiter 17 . button, power button, and the like.
  • the processor 12 controls the high voltage generator 15 and the irradiation field limiter 17 based on the setting conditions set by the input operation unit 13 .
  • the processor 12 causes the high voltage generator 15 to generate a high voltage in response to the operation of the irradiation switch 11 .
  • Communication I/F 14 is wirelessly connected to repeater 50 .
  • the X-ray tube 16 is, for example, a fixed anode type X-ray tube that does not have a target rotation mechanism.
  • the X-ray tube 16 is composed of a cold cathode electron source that emits electrons, an electron accelerator, a target that generates X-rays 4 by electron collision, and an outer tube that accommodates these.
  • a cold cathode electron source does not require a filament and a heater for heating it, unlike a hot cathode.
  • the X-ray tube 16 has no target rotation mechanism, no filament, and no heater, so it is compact and lightweight.
  • the X-ray tube 16 does not require preheating of the filament, it is possible to generate the X-rays 4 in immediate response to the irradiation start instruction.
  • the irradiation field limiter 17 limits the irradiation field of the X-rays 4 generated by the X-ray tube 16 .
  • the X-rays 4 generated by the X-ray tube 16 are limited in the irradiation field by the irradiation field limiter 17, and are irradiated to the part of the subject H to be imaged.
  • the X-rays 4 passing through the imaging region of the subject H enter the X-ray image detector 20 .
  • the range image camera 40 is connected to the communication I/F 14 of the X-ray source 10, for example.
  • the distance image camera 40 transmits the distance image DP generated by photographing the photographing range 41 (see FIG. 1) to the console 30 via the communication I/F 14 and the repeater 50 .
  • the X-ray source 10 and the range image camera 40 can also be connected to the repeater 50 via a communication cable.
  • the X-ray image detector 20 has a processor 21, an X-ray detection panel 22, a memory 23, and a communication I/F 24.
  • the processor 21 functions as a control section that controls each section within the X-ray image detector 20 .
  • the X-ray detection panel 22 is, for example, a flat panel detector having a matrix substrate on which a plurality of pixels composed of thin film transistors (TFTs) and X-ray detection elements are two-dimensionally arranged.
  • TFTs thin film transistors
  • the X-ray detection panel 22 converts incident X-rays into charges with the X-ray detection elements in a charge accumulation state in which the TFTs are turned off, and accumulates the charges.
  • the charge accumulated in the X-ray detection element is read out to the signal processing circuit in the charge readout state in which the TFT is turned on.
  • an integrating amplifier converts the read charge into a voltage signal
  • an A/D converter A/D converts the converted voltage signal to generate digital image data.
  • This image data is hereinafter referred to as an X-ray image XP.
  • the memory 23 is a non-volatile memory such as flash memory, and stores the X-ray image XP generated by the X-ray detection panel 22 .
  • Communication I/F 24 is wirelessly connected to repeater 50 .
  • the processor 21 transmits the X-ray image XP stored in the memory 23 to the console 30 via the repeater 50 .
  • the X-ray image detector 20 can also be connected to the repeater 50 via a communication cable.
  • the console 30 includes a display unit 31, an input operation unit 32, a processor 33, a RAM (Random Access Memory) 34, a non-volatile memory (NVM: Non-Volatile Memory) 35, and a communication I/F 36.
  • the processor 33 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the RAM 34 is a work memory for the processor 33 to execute processing.
  • the NVM 35 is a storage device such as flash memory, and stores the program 37 .
  • the console 30 is an example of a "computer" according to the technology of the present disclosure.
  • the processor 33 loads a program 37 stored in the NVM 35 into the RAM 34 and executes processing according to the program 37, thereby controlling a console control unit 38 for overall control of each unit of the console 30 and an X-ray imaging condition determination unit. 39.
  • the console control unit 38 displays a GUI (Graphical User Interface) screen on the display unit 31, thereby enabling input of patient information, imaging regions, etc. using the input operation unit 32.
  • the console control unit 38 also causes the display unit 31 to display the X-ray image XP received from the X-ray image detector 20 .
  • the X-ray imaging condition determination unit 39 derives the body thickness of the subject H based on the distance image DP transmitted from the depth image camera 40, and determines the X-ray imaging conditions SC based on the derived body thickness.
  • FIG. 3 shows an example of the functional configuration of the X-ray imaging condition determination unit 39.
  • the X-ray imaging condition determination unit 39 includes a distance image acquisition unit 70, a detection surface area search unit 71, a first distance acquisition unit 72, a second distance acquisition unit 73, a body thickness derivation unit 74, and a selection unit 75. .
  • the X-ray imaging condition determination unit 39 derives the body thickness and X Determines line imaging conditions.
  • the distance image acquisition unit 70 performs distance image acquisition processing for acquiring the distance image DP transmitted from the distance image camera 40 .
  • the distance image acquisition unit 70 supplies the acquired distance image DP to the detection plane area search unit 71 , the first distance acquisition unit 72 , and the second distance acquisition unit 73 .
  • FIG. 4 shows an example of the distance image DP generated by the distance image camera 40.
  • the distance image camera 40 generates a distance image DP by photographing an imaging range 41 including the subject H and the detection plane 20A.
  • distance is represented by density.
  • a region with a higher density in the range image DP indicates a greater distance from the range image camera 40 .
  • the distance image camera 40 defines a distance range in which distance measurement is possible, and the first pixel region 80 including pixels whose distance from the distance image camera 40 is a certain value or more is set to the maximum density (for example, black). .
  • the distance image camera 40 identifies, as the first pixel area 80, a pixel area showing a distance equal to or greater than a certain value longer than the distance from the distance image camera 40 to the detection surface 20A.
  • the depth image camera 40 sets the second pixel region 81 including the flying pixels generated at the edge of the object to the minimum density (for example, white). Flying pixels are "blurry" pixels that appear at the boundary between the object and the background. Flying pixels are known, for example, from patent 6,143,747. In the example shown in FIG. 4, the second pixel area 81 is generated at the boundary between the edge of the X-ray image detector 20 and the background and the boundary between the subject H and the background.
  • the minimum density for example, white
  • Flying pixels are "blurry" pixels that appear at the boundary between the object and the background. Flying pixels are known, for example, from patent 6,143,747.
  • the second pixel area 81 is generated at the boundary between the edge of the X-ray image detector 20 and the background and the boundary between the subject H and the background.
  • the identification and density change of the first pixel region 80 and the second pixel region 81 from the range image DP are not limited to the range image camera 40, and may be performed inside the console 30.
  • the detection surface area search unit 71 performs detection surface area search processing for searching the detection surface area DA (see FIG. 5) in which a part of the detection surface 20A exists from the distance image DP.
  • FIGS. 5 and 6 explain an example of the detection plane area search process.
  • the detection plane area searching unit 71 sets an attention area ROI in an area in which the detection plane area DA is estimated to exist in the distance image DP, and uses the set attention area ROI as a search range.
  • Search area DA For example, the region of interest ROI is rectangular. Also, the region of interest ROI is smaller than the region corresponding to the detection surface 20A.
  • the region of interest ROI is a region including the edge of the X-ray image detector 20 and the background outside the X-ray image detector 20 .
  • the detection surface area searching unit 71 sets the attention area ROI so as to include the corners of the detection surface 20A. Moreover, in the example shown in FIG. 5, the imaging part of the subject H is the abdomen, and a part of the detection surface 20A is exposed on both sides of the subject H's hips. For this reason, the detection plane region searching unit 71 sets a pair of attention regions ROI at positions corresponding to the corners of the detection plane 20A on both sides of the subject H's waist. Note that the detection plane region searching unit 71 may set at least one region of interest ROI within the distance image DP.
  • the detection surface region searching unit 71 excludes abnormal pixels having abnormal pixel values from the region of interest ROI. Specifically, the detection surface region searching unit 71 excludes the first pixel region 80 with the maximum density and the second pixel region 81 with the minimum density from the region of interest ROI. Next, the detection surface area searching unit 71 derives an area having the maximum distance among the areas from which the abnormal pixels are excluded in the attention area ROI as the detection surface area DA. A part of the subject H may be included in the region from which the abnormal pixels are excluded. However, the subject H exists closer to the range image camera 40 than the detection plane 20A, so the distance to the subject H is shorter than that of the detection plane 20A. Therefore, the detection surface area DA corresponds to the detection surface 20A.
  • the detection surface area search unit 71 searches for the detection surface area DA from each attention area ROI.
  • the first distance acquisition unit 72 acquires the distance of the detection surface area DA searched by the detection surface area search unit 71 as a first distance D1 from the distance image camera 40 to the detection surface 20A. Perform distance acquisition processing. Note that when the detection surface area search unit 71 extracts a plurality of detection surface areas DA and the distances differ for each detection surface area DA, the first distance acquisition unit 72 acquires the maximum distance as the first distance D1. do.
  • FIG. 7 explains the details of the attention area ROI setting process by the detection surface area search unit 71.
  • the area in the range image DP where the detection plane area DA is estimated to exist depends on the distance from the range image camera 40 to the detection plane 20A and the size of the detection plane 20A. Therefore, in the present embodiment, the detection surface area searching unit 71 sets the attention area ROI based on the temporary set value D1T and the panel size L stored in the NVM 35 .
  • the provisional set value D1T is a value provisionally set in advance as a value corresponding to the first distance D1.
  • the panel size L corresponds to the size of the detection surface 20A, and represents, for example, the length of the detection surface 20A in the X direction.
  • the temporary set value D1T is set based on the sizes of the holding device 60 and the X-ray source 10 .
  • the provisional set value D1T and the panel size L may be set by the user using the input operation unit 32 .
  • the distance image camera 40 includes a light source 42 that emits illumination light 42A such as infrared rays toward the imaging range 41, and an imaging sensor 43 that receives reflected light 43A from the imaging range 41.
  • the imaging range 41 corresponds to the viewing angle ⁇ of the imaging sensor 43 .
  • the detection surface area searching unit 71 obtains the position corresponding to the corner of the detection surface 20A from the geometrical relationship, and searches the attention area so as to include the corner of the detection surface 20A. Set the ROI.
  • the second distance acquisition unit 73 performs second distance acquisition processing for acquiring the distance from the distance image camera 40 to the subject H as the second distance D2 based on the distance image DP. Specifically, as shown in FIG. 8, the second distance acquisition unit 73 calculates the distance of the X-ray center coordinate C corresponding to the center of the bundle of X-rays 4 emitted from the X-ray source 10 toward the subject H. is obtained as the second distance D2. More specifically, the second distance acquisition unit 73 obtains the relative position information RT (see FIG. 3) representing the relative positional relationship (see FIG.
  • the second distance acquisition unit 73 may derive the X-ray central coordinate C using the temporary set value D1T instead of the first distance D1.
  • the X-ray center coordinates C are an example of "radiation center coordinates" according to the technology of the present disclosure.
  • the body thickness derivation unit 74 uses the difference between the first distance D1 acquired by the first distance acquisition unit 72 and the second distance D2 acquired by the second distance acquisition unit 73 as the body thickness BT (see FIG. 9). Body thickness derivation processing is performed. Specifically, as shown in FIG. 9, the body thickness deriving section 74 derives the body thickness BT by subtracting the second distance D2 from the first distance D1.
  • the selection unit 75 determines the X-ray imaging condition SC based on the body thickness BT derived by the body thickness derivation unit 74. Specifically, the selection unit 75 selects the body thickness BT and the X-ray imaging conditions SC corresponding to the imaging region indicated by the imaging region information SP from the imaging condition table ST stored in the NVM 35, The imaging conditions SC are output to the X-ray source 10 .
  • the imaging part information SP may be set by the user using the input operation unit 32 .
  • the X-ray imaging condition SC is an example of the "radiation imaging condition" according to the technology of the present disclosure.
  • FIG. 10 shows an example of the shooting condition table ST.
  • body thickness BT and X-ray imaging conditions SC are associated with each imaging region.
  • the selection unit 75 selects, from the imaging condition table ST, the body thickness BT derived by the body thickness deriving unit 74 and the X-ray imaging conditions SC most suitable for the imaging region represented by the imaging region information SP.
  • the X-ray imaging conditions SC are defined, for example, by the tube voltage and the tube current-time product of the X-ray tube 16 .
  • a user Prior to imaging, a user such as a doctor performs an operation to input patient information, imaging region information SP, and the like to the X-ray source 10 and the console 30, and then the imaging region of the subject H is detected by the X-ray image detector 20. is positioned with respect to the detection surface 20A.
  • the range image DP is captured by the range image camera 40 (step S11).
  • a distance image DP is transmitted from the distance image camera 40 to the console 30 .
  • the distance image acquisition unit 70 performs distance image acquisition processing for acquiring the distance image DP transmitted from the distance image camera 40 (step S12).
  • the detection surface area search unit 71 performs detection surface area search processing for searching the distance image DP for a detection surface area DA in which a part of the detection surface 20A exists. (Step S13).
  • the first distance obtaining section 72 obtains the distance of the detection surface area DA searched by the detection surface area searching section 71 as the first distance D1 from the distance image camera 40 to the detection surface 20A. (step S14).
  • the second distance acquisition unit 73 performs second distance acquisition processing for acquiring the distance from the distance image camera 40 to the subject H as the second distance D2 based on the distance image DP (step S15).
  • the body thickness derivation unit 74 performs body thickness derivation processing for deriving the difference between the first distance D1 and the second distance D2 as the body thickness BT (step S16).
  • the selection section 75 Based on the body thickness BT derived by the body thickness deriving section 74, the selection section 75 performs an imaging condition selection process of selecting the X-ray imaging conditions SC from the imaging condition table ST (step S17). The X-ray imaging conditions SC selected by the selector 75 are transmitted to the X-ray source 10 .
  • step S18 when the user operates the irradiation switch 11 to instruct the X-ray source 10 to start irradiation of the X-rays 4 (step S18: YES), the X-ray source 10 receives the X-rays received from the console 30. X-rays 4 are irradiated using radiographic conditions SC (step S19). That is, X-ray imaging is performed. Steps S11 to S18 are repeatedly executed until the user issues a photographing instruction. That is, when the body thickness BT changes due to changes in the state of the subject H, the X-ray imaging conditions SC are changed.
  • the detection surface area DA is searched from the distance image DP, the distance of the detected detection surface area DA is acquired as the first distance D1, and the first distance D1 and the second distance D2 are obtained. Deriving the body thickness BT derived based on Therefore, the body thickness of the subject can be obtained with high accuracy. Therefore, according to the technique of the present disclosure, even a user unfamiliar with X-ray imaging can easily perform X-ray imaging with an appropriate dose.
  • the distance from the X-ray source 10 to the detection surface 20A (that is, SID) is preset in the X-ray imaging system 2, then the distance from the X-ray source 10 to the subject H (that is, SOD) It is possible to measure the body thickness of the subject H by measuring .
  • most portable radiation imaging systems such as the X-ray imaging system 2 of the above embodiment do not hold SID information. Information may differ. If the actual SID is different from the SID information, the measurement accuracy of the body thickness of the subject is lowered.
  • the body thickness is derived based on the first distance D1 and the second distance D2 described above without depending on the SID information, so the body thickness can be obtained with high accuracy.
  • the detection surface area DA is detected from the attention area ROI set at the position corresponding to the edge of the detection surface 20A. It is also conceivable to set the region of interest ROI so as to include the entire detection surface 20A. However, the portion of the subject H protruding outside the detection surface 20A (hand portion in FIG. 8) is located on the far side (+Z direction side) of the detection surface 20A when viewed from the range image camera 40 side. There is In such a case, if the region of interest ROI is set so as to include the entire detection surface 20A, there is a possibility that the distance of the part protruding outside the detection surface 20A will be erroneously detected as the first distance D1. In order to suppress such erroneous detection, in the above embodiment, a region of interest ROI smaller than the region corresponding to the detection surface 20A is set at the position corresponding to the edge of the detection surface 20A.
  • the detection plane region search unit 71 detects the region of interest ROI at a position corresponding to the corner of the lower side ( ⁇ Y direction side) of the detection plane 20A on the premise that the imaged part of the subject H is the abdomen. is set (see FIG. 5).
  • the detection surface region searching unit 71 may change the position of the region of interest ROI according to the part of the subject H to be photographed.
  • attention area information RS in which the imaged part and the position of the attention area ROI are associated with each other may be stored in the NVM 35 in advance.
  • the detection surface area searching unit 71 may select the position of the region of interest ROI corresponding to the imaging part based on the imaging part information SP.
  • the region-of-interest information RS contains information representing the position of the region-of-interest ROI corresponding to the case where the region to be imaged is the abdomen, and the position of the region-of-interest ROI corresponding to the case where the region to be imaged is the front of the chest. and information representing When the imaged part is the front of the chest, the upper (+Y direction) corner of the detection surface 20A is exposed without being covered by the subject H.
  • a region of interest ROI is associated.
  • the region-of-interest information RS is not limited to the abdomen and the front of the chest, and may include information representing the position of the region-of-interest ROI for other imaging regions such as the side of the chest and the buttocks.
  • the body thickness BT and X-ray imaging conditions SC are associated with each imaging part in the imaging condition table ST. may be associated with body thickness BT and X-ray imaging conditions SC.
  • the physique of the subject H is classified into three categories of "large”, “medium”, and “small”, and the range of the body thickness BT and the X-ray imaging conditions SC are determined for each category. may be associated.
  • information representing the physique corresponding to the X-ray imaging conditions SC selected by the selection unit 75 may be displayed on the display unit 31 of the console 30 .
  • the user may use the input operation unit 32 to select a physical build, thereby setting the X-ray imaging conditions SC corresponding to the selected physical build.
  • the selection unit 75 outputs the X-ray imaging conditions SC selected from the imaging condition table ST to the X-ray source 10, but the selected X-ray imaging conditions SC are , the X-ray imaging conditions SC selected by the user using the input operation unit 32 may be output to the X-ray source 10 .
  • step S20 the selection unit 75 causes the display unit 31 of the console 30 to display the X-ray imaging conditions SC selected from the imaging condition table ST.
  • the selection unit 75 causes the display unit 31 to display the photographing condition table ST shown in FIG. 10 or 13 .
  • the user can select the X-ray imaging conditions SC to be used for X-ray imaging based on the imaging condition table ST while referring to the X-ray imaging conditions SC selected by the selection unit 75 . That is, the user can change the X-ray imaging conditions SC selected by the selection unit 75 to different X-ray imaging conditions SC.
  • the selection unit 75 determines whether or not the user has selected the X-ray imaging condition SC using the input operation unit 32 (step S21). When the X-ray imaging condition SC is selected by the user (step S21: YES), the selector 75 outputs the selected X-ray imaging condition SC to the X-ray source 10 (step S22). If the user does not select the X-ray imaging condition SC (step S21: NO), the process proceeds to step S18. Other processing is the same as in the above embodiment.
  • the distance image camera 40 is of the TOF method. It can be a camera.
  • the X-ray imaging system 2 is a portable radiography system, but the technology of the present disclosure is not limited to a portable radiography system, and can be applied to various radiography systems. The technology of the present disclosure is particularly suitable for radiographic systems that do not hold SID information.
  • the X-ray imaging system 2 may, for example, use a mobile medical vehicle. Further, the X-ray imaging system 2 may be a floor-traveling general X-ray imaging system. The posture of the subject H is not limited to the lying position, and may be the standing position. Also, the X-ray imaging system 2 may be a mammography apparatus for imaging a breast as the subject H.
  • the technology of the present disclosure can be applied not only to X-rays, but also to systems that use other radiation such as ⁇ -rays to image a subject.
  • the distance image acquisition unit 70, the detection surface area search unit 71, the first distance acquisition unit 72, the second distance acquisition unit 73, the body thickness derivation unit 74, and the selection unit 75 perform various processes.
  • the hardware structure of the processing unit for processing is various processors as shown below.
  • processors include CPUs, programmable logic devices (PLDs), dedicated electric circuits, and so on.
  • the CPU is a general-purpose processor that executes software (programs) and functions as various processing units.
  • a PLD is a processor such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) whose circuit configuration can be changed after manufacturing.
  • a dedicated electric circuit is a processor, such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), having a circuit configuration specially designed to execute specific processing.
  • One processing unit may be composed of one of these various processors, or composed of a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA).
  • a plurality of processing units may be configured by one processor.
  • a plurality of processing units may be configured by one processor.
  • SoC System On Chip
  • the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electrical circuit that combines circuit elements such as semiconductor elements.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various configurations can be adopted as long as they do not deviate from the gist of the present invention.
  • the present invention also extends to a computer-readable storage medium that non-temporarily stores the program.

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Abstract

情報処理装置は、被写体及び検出面を含む撮影範囲を距離画像撮影装置で撮影することにより生成された距離画像を取得する距離画像取得処理と、検出面の一部が存在する検出面領域を距離画像から探索する検出面領域探索処理と、距離画像に基づき、探索した検出面領域の距離を、距離画像撮影装置から検出面までの第1距離として取得する第1距離取得処理と、距離画像に基づき、距離画像撮影装置から被写体までの距離を第2距離として取得する第2距離取得処理と、第1距離と第2距離の差を被写体の体厚として導出する体厚導出処理とを実行する。

Description

情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び放射線撮影システム
 本開示の技術は、情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び放射線撮影システムに関する。
 放射線撮影においては、患者等の被写体の体厚に応じて放射線撮影条件を適切に設定することが望ましい。放射線撮影条件には、放射線源の管電圧及び管電流時間積などが含まれる。被写体の体厚に応じた適正な放射線量で放射線撮影が行われるように放射線撮影条件を設定することが、臨床的に十分な画質を得る上でも、また、被写体に対する過剰被曝を抑制するうえでも望ましい。
 被写体の体厚は、放射線撮影の対象とする被写体によって異なる。このため、放射線撮影条件を適切に設定するためには、被写体の体厚を精度よく測定する必要がある。特開2017-136300号公報特開及び2018-196791号公報には、被写体の体厚を計測する方法が開示されている。
 特開2017-136300号公報には、被写体の光学撮影を行うことにより得られた距離画像情報に基づいて被写体の体厚を算出することが開示されている。より具体的には、特開2017-136300号公報には、光学センサにより得られた距離画像情報に基づいて、光学センサから被写体の照射側までの第1の距離と、光学センサから撮影台までの第2の距離に基づいて被写体の体厚を算出することが記載されている。
 特開2018-196791号公報には、距離センサにより、放射線照射装置(すなわち放射線源)と放射線検出器の表面との距離であるSID(Source Image receptor Distance)と、放射線照射装置と被写体の表面との距離であるSOD(Source Object Distance)とを計測し、SIDからSODを減算することにより被写体の体厚を求めることが記載されている。
 特開2017-136300号公報及び特開2018-196791号公報に記載の技術は、いずれも、距離を計測するためのセンサから放射線検出器の検出面までの第1距離と、当該センサから被写体までの第2距離との差を求めることにより、被写体の体厚を算出する技術である。
 しかしながら、放射線撮影時には、検出面には被写体が位置決めされるため、被写体が邪魔となって、センサにより得られる距離情報から第1距離を求めることは容易ではない。第1距離を事前に計測しておくことも考えられるが、放射線撮影のたびに第1距離が異なる場合がある。特に、放射線源と放射線検出器とが独立した放射線撮影装置では、撮影者が放射線撮影準備を行うたびに第1距離にばらつきが生じるため、第1距離を予め測定することはできない。
 特開2017-136300号公報及び特開2018-196791号公報には、第1距離を求めるための具体的な手法については記載されていない。このため、特開2017-136300号公報及び特開2018-196791号公報に記載の技術では、被写体の体厚を精度よく求めることはできない。
 本開示の技術は、被写体の体厚を精度よく求めることを可能とする情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び放射線撮影システムを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本開示の情報処理装置は、放射線源と、放射線源からの放射線が照射され、かつ、被写体が位置決めされる検出面を有する放射線画像検出器とを備える放射線撮影システムに用いられ、被写体の体厚を導出する処理を行う情報処理装置であって、プロセッサを備え、プロセッサは、被写体及び検出面を含む撮影範囲を距離画像撮影装置で撮影することにより生成された距離画像を取得する距離画像取得処理と、検出面の一部が存在する検出面領域を距離画像から探索する検出面領域探索処理と、距離画像に基づき、探索した検出面領域の距離を、距離画像撮影装置から検出面までの第1距離として取得する第1距離取得処理と、距離画像に基づき、距離画像撮影装置から被写体までの距離を第2距離として取得する第2距離取得処理と、第1距離と第2距離の差を被写体の体厚として導出する体厚導出処理とを実行する。
 プロセッサは、第2距離取得処理において、距離画像に基づき、放射線源から被写体に向けて照射される放射線の線束の中心に対応する放射線中心座標の距離を、第2距離として取得することが好ましい。
 プロセッサは、第2距離取得処理において、距離画像撮影装置と放射線源との相対的な位置関係に基づいて放射線中心座標を導出することが好ましい。
 プロセッサは、検出面領域探索処理において、第1距離に対応する値として仮に設定された仮設定値と、検出面の大きさとに基づいて、検出面領域が存在すると推定される注目領域を設定し、設定した注目領域を探索範囲として検出面領域を探索することが好ましい。
 プロセッサは、検出面領域探索処理において、注目領域から画素値が異常である異常画素を除外し、注目領域から異常画素が除外された領域のうち、距離が最大となる領域を検出面領域として導出することが好ましい。
 注目領域は、放射線画像検出器の端部と、放射線画像検出器の外側の背景とを含む領域であることが好ましい。
 プロセッサは、検出面領域探索処理において、距離が一定値以上であって背景に対応する画素と、端部と背景との境界部分に現れるフライングピクセルとを、異常画素として注目領域から除外することが好ましい。
 プロセッサは、検出面領域探索処理において、注目領域の位置を、被写体の撮影部位に応じて設定することが好ましい。
 距離画像撮影装置は、TOF方式の距離画像カメラであることが好ましい。
 本開示の放射線撮影システムは、上記いずれかの情報処理装置を備える放射線撮影システムであって、体厚導出処理により導出された体厚に基づいて、放射線撮影条件を決定する。
 決定した放射線撮影条件を、ユーザの操作により変更可能とすることが好ましい。
 本開示の情報処理方法は、放射線源と、放射線源からの放射線が照射され、かつ、被写体が位置決めされる検出面を有する放射線画像検出器とを備える放射線撮影システムに用いられ、被写体の体厚を導出することを含む情報処理方法であって、被写体及び検出面を含む撮影範囲を距離画像撮影装置で撮影することにより生成された距離画像を取得すること、検出面の一部が存在する検出面領域を距離画像から探索すること、距離画像に基づき、探索した検出面領域の距離を、距離画像撮影装置から検出面までの第1距離として取得すること、距離画像に基づき、距離画像撮影装置から被写体までの距離を第2距離として取得すること、第1距離と第2距離の差を被写体の体厚として導出することを含む。
 本開示のプログラムは、放射線源と、放射線源からの放射線が照射され、かつ、被写体が位置決めされる検出面を有する放射線画像検出器とを備える放射線撮影システムに用いられ、被写体の体厚を導出することを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、被写体及び検出面を含む撮影範囲を距離画像撮影装置で撮影することにより生成された距離画像を取得すること、検出面の一部が存在する検出面領域を距離画像から探索すること、距離画像に基づき、探索した検出面領域の距離を、距離画像撮影装置から検出面までの第1距離として取得すること、距離画像に基づき、距離画像撮影装置から被写体までの距離を第2距離として取得すること、第1距離と第2距離の差を被写体の体厚として導出することを含む。
 本開示の技術によれば、被写体の体厚を精度よく求めることを可能とする情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び放射線撮影システムを提供することができる。
X線撮影システムの構成の一例を示す図である。 X線撮影システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 X線撮影条件決定部の機能構成の一例を示すブロック図である。 距離画像カメラにより生成される距離画像の一例を示す図である。 検出面領域探索処理の一例を説明する図である。 検出面領域探索処理及び第1距離取得処理の一例を説明する図である。 第1距離取得処理の一例を説明する図である。 検出面領域探索部による注目領域の設定処理の一例の詳細を説明する図である。 体厚導出処理の一例を説明する図である。 撮影条件表の一例を示す図である。 X線撮影システムによる処理の流れの一例を示す図である。 注目領域情報の一例を示す図である。 撮影条件表の変形例を示す図である。 X線撮影システムによる処理の流れの変形例を示す図である。
 図1は、放射線としてX線を用いるX線撮影システム2の構成の一例を示す。放射線としてX線を用いるX線撮影システム2は、X線源10と、X線画像検出器20と、コンソール30と、中継器50とを備える。X線源10には、距離画像カメラ40が取り付けられている。コンソール30は、X線源10、X線画像検出器20、及び距離画像カメラ40と、中継器50を介して通信する。中継器50は、例えば、アクセスポイントとして機能する。
 X線源10は、放射線を生成する放射線源の一例である。X線画像検出器20は、放射線を検出して放射線画像を生成する「放射線画像検出器」の一例である。
 本実施形態のX線源10、X線画像検出器20、及びコンソール30は、いずれも小型で持ち運び可能な可搬型の装置である。本実施形態のX線撮影システム2は、これらを事故、災害等の緊急医療対応が必要な現場、又は在宅医療を受ける患者の自宅に持ち運んでX線撮影を行うことが可能である。
 X線撮影システム2では、X線画像検出器20は、その検出面20AがX線源10と対向する位置に配置される。被写体HをX線源10とX線画像検出器20との間に配置することで、被写体Hの撮影部位をX線撮影することができる。図1に示す例では、被写体Hの撮影部位は腹部である。
 X線源10は、例えば、保持装置60により保持される。保持装置60は、例えば、四本の支持脚61、及び横棒62を有する四脚である。支持脚61の上端、及び横棒62の両端は、三股のジョイント63に繋げられ、これにより保持装置60が組み立てられる。横棒62には、X線源10を機械的に取り付けるための取付具64が設けられている。X線源10は、取付具64により、X線4の照射方向が下方向を向くように吊り下げられている。
 X線源10には、ケーブル11Aを介して照射スイッチ11が接続されている。X線撮影システム2を使用する放射線技師又は医師等のユーザは、照射スイッチ11を操作することにより、X線源10にX線4の照射を開始させることができる。
 X線画像検出器20は、X線源10から照射されるX線4の照射開始を検出する自動X線検出機能を有している。このため、X線画像検出器20は、X線源10との接続が不要である。また、X線画像検出器20は、内蔵バッテリ及び無線通信機能を有しているため、電源又はコンソール30とのケーブルを介した接続は不要である。X線画像検出器20は、中継器50と無線接続され、中継器50を介して、コンソール30と通信する。
 コンソール30は、例えば、パーソナルコンピュータで構成されており、表示部31及び入力操作部32を有している。コンソール30は、例えば、通信ケーブル51を介して中継器50と接続されている。表示部31は、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の表示装置である。入力操作部32には、キーボード、マウス、又はタッチバッド等を含む入力装置である。コンソール30は、本開示の技術に係る「情報処理装置」の一例である。
 ユーザは、入力操作部32を操作することにより、患者情報、撮影部位、及び撮影条件等を入力することができる。表示部31には、コンソール30がX線画像検出器20から受信したX線画像が表示される。
 距離画像カメラ40は、例えば、X線源10に含まれる照射野限定器17の近傍に配置されている。例えば、距離画像カメラ40は、TOF(Time Of Flight)方式の距離画像カメラである。具体的には、距離画像カメラ40は、赤外線等の照明光を撮影対象に向けて出射し、照明光を出射してからその反射光を受光するまでの時間を計測することにより、距離画像カメラ40と撮影対象との間の距離を測定する。なお、距離画像カメラ40は、振幅変調された赤外線等の照明光を撮影対象に向けて出射し、照明光に対する反射光の位相遅延量に基づいて、距離画像カメラ40と撮影対象との間の距離を測定してもよい。また、距離画像カメラ40は、撮影対象にレーザ光を走査することにより距離を計測するレーザ走査型のTOFカメラであってもよい。
 距離画像カメラ40によって撮影される距離画像は、画素毎に、距離画像カメラ40と撮影対象との間の距離を表す距離情報を有する。なお、距離画像とは、撮影対象までの距離を導出することを可能とする距離情報を有する画像をいう。距離画像カメラ40は、本開示の技術に係る「距離画像撮影装置」の一例である。
 本実施形態では、図1に示すように、距離画像カメラ40は、被写体Hの撮影部位、及びX線画像検出器20の検出面20Aを含む領域を撮影範囲41として、距離画像を撮影する。例えば、撮影範囲41は、検出面20Aより大きい矩形状の領域である。
 X線源10及び距離画像カメラ40は、中継器50と無線接続され、中継器50を介して、コンソール30と通信する。距離画像カメラ40により生成された距離画像DP(図2参照)は、中継器50を介してコンソール30に送信される。本実施形態では、コンソール30は、距離画像カメラ40から受信した距離画像DPに基づいて、被写体Hの撮影部位における体厚(以下、単に被写体Hの体厚という。)を導出する。
 また、コンソール30は、導出した体厚に基づいてX線撮影条件SCを決定し、決定したX線撮影条件SCを、中継器50を介してX線源10に送信する。X線撮影条件SCには、管電圧及び管電流時間積などが含まれる。X線源10は、コンソール30から受信したX線撮影条件SCに基づいてX線4を生成し、生成したX線4をX線画像検出器20に向けて出射する。
 図2は、X線撮影システム2のハードウェア構成の一例を示す。X線源10は、プロセッサ12、入力操作部13、通信I/F(interface)14、高電圧発生器15、X線管16、及び照射野限定器17を有する。プロセッサ12は、高電圧発生器15及び照射野限定器17の動作を制御する制御部として機能する。プロセッサ12には、上述の照射スイッチ11が接続されている。また、入力操作部13が接続されている。入力操作部13には、X線管16の管電圧及び管電流時間積などを手動で設定するための撮影条件調整ボタン、照射野限定器17の照射野の大きさを調整するための照射野ボタン、及び電源ボタン等が含まれる。
 プロセッサ12は、入力操作部13により設定された設定条件に基づいて高電圧発生器15及び照射野限定器17を制御する。プロセッサ12は、照射スイッチ11が操作されたことに応じて、高電圧発生器15に高電圧を発生させる。通信I/F14は、中継器50と無線接続される。
 X線管16は、例えば、ターゲットの回転機構をもたない固定陽極型X線管である。X線管16は、電子を放出する冷陰極電子源、電子加速器、電子の衝突によりX線4を発生するターゲット、及びこれらを収容する外装管で構成される。冷陰極電子源は、熱陰極の場合のようにフィラメント及びこれを加熱する加熱器は不要である。X線管16は、ターゲットの回転機構をもたず、フィラメント及び加熱器もないため小型軽量である。また、X線管16は、フィラメントの余熱が不要であるので、照射開始指示に即応したX線4の発生が可能である。
 照射野限定器17は、X線管16が発生したX線4の照射野を限定する。X線管16が発生したX線4は、照射野限定器17により照射野が限定されて被写体Hの撮影部位に照射される。被写体Hの撮影部位を透過したX線4は、X線画像検出器20に入射する。
 距離画像カメラ40は、例えば、X線源10の通信I/F14に接続されている。距離画像カメラ40は、撮影範囲41(図1参照)を撮影することにより生成した距離画像DPを、通信I/F14及び中継器50を介してコンソール30に送信する。なお、X線源10及び距離画像カメラ40を、通信ケーブルを介して中継器50と有線接続することも可能である。
 X線画像検出器20は、プロセッサ21、X線検出パネル22、メモリ23、及び通信I/F24を有する。プロセッサ21は、X線画像検出器20内の各部を制御する制御部として機能する。X線検出パネル22は、例えば、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)とX線検出素子からなる複数の画素が二次元に配列されたマトリクス基板を有するフラットパネルディテクタである。
 X線検出パネル22は、TFTがオフとされた電荷蓄積状態において入射したX線をX線検出素子で電荷に変換して蓄積する。そして、X線検出パネル22は、TFTがオンとされた電荷読み出し状態において、X線検出素子に蓄積された電荷が信号処理回路に読み出される。信号処理回路では、読み出された電荷を積分アンプで電圧信号に変換し、変換した電圧信号をA/D変換器でA/D変換することで、デジタルの画像データを生成する。以下、この画像データを、X線画像XPという。
 メモリ23は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、X線検出パネル22により生成されたX線画像XPを記憶する。通信I/F24は、中継器50と無線接続される。プロセッサ21は、メモリ23に記憶されたX線画像XPを、中継器50を介してコンソール30に送信する。なお、X線画像検出器20を、通信ケーブルを介して中継器50と有線接続することも可能である。
 コンソール30は、表示部31、入力操作部32、プロセッサ33、RAM(Random Access Memory)34、不揮発性メモリ(NVM:Non-Volatile Memory)35、及び通信I/F36を備える。プロセッサ33は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。RAM34は、プロセッサ33が処理を実行するためのワークメモリである。NVM35は、フラッシュメモリ等の記憶装置であり、プログラム37を記憶している。コンソール30は、本開示の技術に係る「コンピュータ」の一例である。
 プロセッサ33は、NVM35に記憶されたプログラム37をRAM34へロードし、プログラム37にしたがって処理を実行することにより、コンソール30の各部を統括的に制御するコンソール制御部38、及びX線撮影条件決定部39として機能する。
 コンソール制御部38は、表示部31にGUI(Graphical User Interface)画面を表示することにより、入力操作部32を用いた患者情報、及び撮影部位等の入力を可能とする。また、コンソール制御部38は、X線画像検出器20から受信したX線画像XPを表示部31に表示させる。
 X線撮影条件決定部39は、距離画像カメラ40から送信される距離画像DPに基づいて、被写体Hの体厚を導出し、導出した体厚に基づいてX線撮影条件SCを決定する。
 図3は、X線撮影条件決定部39の機能構成の一例を示す。X線撮影条件決定部39は、距離画像取得部70、検出面領域探索部71、第1距離取得部72、第2距離取得部73、体厚導出部74、及び選択部75により構成される。X線撮影条件決定部39は、NVM35に記憶された仮設定値D1T、パネルサイズL、相対位置情報RT、撮影部位情報SP、撮影条件表ST等の情報に基づいて、体厚の導出及びX線撮影条件の決定を行う。
 距離画像取得部70は、距離画像カメラ40から送信された距離画像DPを取得する距離画像取得処理を行う。距離画像取得部70は、取得した距離画像DPを、検出面領域探索部71、第1距離取得部72、及び第2距離取得部73に供給する。
 図4は、距離画像カメラ40により生成される距離画像DPの一例を示す。図4に示すように、距離画像カメラ40は、被写体H及び検出面20Aを含む撮影範囲41を撮影することにより、距離画像DPを生成する。距離画像DPにおいて、距離は、濃度により表されている。距離画像DPにおいて濃度が高い領域ほど、距離画像カメラ40からの距離が遠いことを示している。
 距離画像カメラ40は、距離計測が可能な距離範囲が規定されており、距離画像カメラ40からの距離が一定値以上となる画素を含む第1画素領域80を最大濃度(例えば、黒色)とする。例えば、距離画像カメラ40は、距離画像カメラ40から検出面20Aまでの距離よりも長い一定値以上の距離を示す画素領域を第1画素領域80として特定する。
 また、距離画像カメラ40は、物体の端部に生じるフライングピクセルを含む第2画素領域81を最小濃度(例えば、白色)とする。フライングピクセルとは、物体と背景との境界部分に現れる「ぼやけた」画素である。フライングピクセルは、例えば、特許6143747号により知られている。図4に示す例では、第2画素領域81は、X線画像検出器20の端部と背景との境界部分、及び被写体Hと背景との境界部分に生じている。
 なお、距離画像DPからの第1画素領域80及び第2画素領域81の特定及び濃度変更は、距離画像カメラ40内に限られず、コンソール30の内部で行われてもよい。
 検出面領域探索部71は、検出面20Aの一部が存在する検出面領域DA(図5参照)を距離画像DPから探索する検出面領域探索処理を行う。
 図5及び図6は、検出面領域探索処理の一例を説明する。図5に示すように、検出面領域探索部71は、距離画像DP内において検出面領域DAが存在すると推定される領域に注目領域ROIを設定し、設定した注目領域ROIを探索範囲として検出面領域DAを探索する。例えば、注目領域ROIは矩形状である。また、注目領域ROIは、検出面20Aに対応する領域よりも小さい。注目領域ROIは、X線画像検出器20の端部と、X線画像検出器20の外側の背景とを含む領域である。
 図5に示す例では、検出面領域探索部71は、検出面20Aの角部を含むように注目領域ROIを設定している。また、図5に示す例では、被写体Hの撮影部位は腹部であり、被写体Hの腰の両側には検出面20Aの一部が露出する。このため、検出面領域探索部71は、被写体Hの腰の両側であって、検出面20Aの角部に対応する位置に一対の注目領域ROIを設定する。なお、検出面領域探索部71は、距離画像DP内において少なくとも1つの注目領域ROIを設定すればよい。
 図6に示すように、検出面領域探索部71は、注目領域ROIから画素値が異常である異常画素を除外する。具体的には、検出面領域探索部71は、注目領域ROIから、最大濃度の第1画素領域80、及び最小濃度の第2画素領域81を除外する。次に、検出面領域探索部71は、注目領域ROIにおいて、異常画素が除外された領域のうち、距離が最大となる領域を検出面領域DAとして導出する。異常画素が除外された領域には、被写体Hの一部が含まれることがあるが、被写体Hは、検出面20Aより距離画像カメラ40側に存在するので、検出面20Aより距離が短い。このため、検出面領域DAは、検出面20Aに対応する。
 なお、検出面領域探索部71は、距離画像DP内に2以上の注目領域ROIを設定した場合には、それぞれの注目領域ROIから検出面領域DAを探索する。
 第1距離取得部72は、距離画像DPに基づき、検出面領域探索部71が探索した検出面領域DAの距離を、距離画像カメラ40から検出面20Aまでの第1距離D1として取得する第1距離取得処理を行う。なお、検出面領域探索部71が複数の検出面領域DAを抽出し、検出面領域DAごとに距離が異なる場合には、第1距離取得部72は、最大の距離を第1距離D1として取得する。
 図7は、検出面領域探索部71による注目領域ROIの設定処理の詳細を説明する。距離画像DP内において検出面領域DAが存在すると推定される領域は、距離画像カメラ40から検出面20Aまでの距離と、検出面20Aの大きさとに依存する。このため、本実施形態では、検出面領域探索部71は、NVM35に記憶された仮設定値D1T及びパネルサイズLに基づいて注目領域ROIを設定する。仮設定値D1Tは、第1距離D1に対応する値として、予め仮に設定された値である。パネルサイズLは、検出面20Aの大きさに対応し、例えば、検出面20AのX方向への長さを表す。
 例えば、仮設定値D1Tは、保持装置60及びX線源10の大きさに基づいて設定される。仮設定値D1T及びパネルサイズLは、ユーザが入力操作部32を用いて設定可能としてもよい。
 距離画像カメラ40は、赤外線等の照明光42Aを撮影範囲41に向けて出射する光源42と、撮影範囲41からの反射光43Aを受光する撮像センサ43とを含む。撮影範囲41は、撮像センサ43の視野角θに対応する。検出面領域探索部71は、仮設定値D1T及びパネルサイズLに基づき、幾何学的な関係から検出面20Aの角部に対応する位置を求め、検出面20Aの角部を含むように注目領域ROIを設定する。
 第2距離取得部73は、距離画像DPに基づき、距離画像カメラ40から被写体Hまでの距離を第2距離D2として取得する第2距離取得処理を行う。具体的には、図8に示すように、第2距離取得部73は、X線源10から被写体Hに向けて照射されるX線4の線束の中心に対応するX線中心座標Cの距離を第2距離D2として取得する。より具体的には、第2距離取得部73は、距離画像カメラ40とX線源10との相対的な位置関係(図7参照)を表す相対位置情報RT(図3参照)と、第1距離取得部72により取得された第1距離D1とに基づいてX線中心座標Cを導出し、導出したX線中心座標Cの距離を第2距離D2として取得する。なお、第2距離取得部73は、第1距離D1に代えて仮設定値D1Tを用いてX線中心座標Cを導出してもよい。なお、X線中心座標Cは、本開示の技術に係る「放射線中心座標」の一例である。
 体厚導出部74は、第1距離取得部72により取得された第1距離D1と、第2距離取得部73により取得された第2距離D2との差を体厚BT(図9参照)として導出する体厚導出処理を行う。具体的には、図9に示すように、体厚導出部74は、第1距離D1から第2距離D2を減算することにより、体厚BTを導出する。
 選択部75は、体厚導出部74により導出された体厚BTに基づいてX線撮影条件SCを決定する。具体的には、選択部75は、NVM35に記憶された撮影条件表STから、体厚BT、及び撮影部位情報SPが表す撮影部位に対応したX線撮影条件SCを選択し、選択したX線撮影条件SCをX線源10に出力する。撮影部位情報SPは、ユーザが入力操作部32を用いて設定可能としてもよい。なお、X線撮影条件SCは、本開示の技術に係る「放射線撮影条件」の一例である。
 図10は、撮影条件表STの一例を示す。撮影条件表STには、撮影部位ごとに体厚BTとX線撮影条件SCとが対応付けられている。選択部75は、撮影条件表STから、体厚導出部74により導出された体厚BT、及び撮影部位情報SPが表す撮影部位に最も適したX線撮影条件SCを撮影条件表STから選択する。X線撮影条件SCは、例えば、X線管16の管電圧及び管電流時間積により規定されている。
 次に、上記構成のX線撮影システム2の作用を、図11に示すフローチャートを参照しながら説明する。
 医師等のユーザは、撮影に先立って、X線源10及びコンソール30に対して患者情報、及び撮影部位情報SP等の入力操作を行った後、被写体Hの撮影部位をX線画像検出器20の検出面20Aに対して位置決めする。ユーザが撮影準備を開始する操作をコンソール30に対して行うと(ステップS10:YES)、距離画像カメラ40により距離画像DPの撮影が行われる(ステップS11)。距離画像DPは、距離画像カメラ40からコンソール30へ送信される。
 コンソール30内において、距離画像取得部70は、距離画像カメラ40から送信された距離画像DPを取得する距離画像取得処理を行う(ステップS12)。距離画像取得部70により距離画像DPが取得されると、検出面領域探索部71は、検出面20Aの一部が存在する検出面領域DAを距離画像DPから探索する検出面領域探索処理を行う(ステップS13)。
 次に、第1距離取得部72は、検出面領域探索部71が探索した検出面領域DAの距離を、距離画像カメラ40から検出面20Aまでの第1距離D1として取得する第1距離取得処理を行う(ステップS14)。第2距離取得部73は、距離画像DPに基づき、距離画像カメラ40から被写体Hまでの距離を第2距離D2として取得する第2距離取得処理を行う(ステップS15)。
 次に、体厚導出部74は、第1距離D1と第2距離D2との差を体厚BTとして導出する体厚導出処理を行う(ステップS16)。そして、選択部75は、体厚導出部74により導出された体厚BTに基づいて、撮影条件表STからX線撮影条件SCを選択する撮影条件選択処理を行う(ステップS17)。選択部75により選択されたX線撮影条件SCは、X線源10に送信される。
 この後、ユーザが照射スイッチ11を操作することにより、X線源10にX線4の照射を開始させる撮影指示を行うと(ステップS18:YES)、X線源10はコンソール30から受信したX線撮影条件SCを用いてX線4の照射を行う(ステップS19)。すなわち、X線撮影が行われる。ユーザにより撮影指示が行われるまでの間は、ステップS11~S18が繰り返し実行される。すなわち、被写体Hの状態等が変わることにより体厚BTが変化すると、X線撮影条件SCが変更される。
 以上のように、本開示の技術では、距離画像DPから検出面領域DAを探索し、探索した検出面領域DAの距離を第1距離D1として取得し、第1距離D1と第2距離D2とに基づいて導出される体厚BTを導出するの。このため、被写体の体厚を精度よく求めることができる。したがって、本開示の技術によれば、X線撮影に不慣れなユーザであっても、簡単に適切な線量でX線撮影を行う。
 また、仮に、X線撮影システム2に、X線源10から検出面20Aまでの距離(すなわちSID)が予め設定されている場合には、X線源10から被写体Hまでの距離(すなわちSOD)を計測することにより被写体Hの体厚を測定することが可能である。しかし、上記実施形態のX線撮影システム2のような可搬型の放射線撮影システムでは、SID情報を保持していないことが多く、また、SID情報を保持していたとしても、実際のSIDがSID情報とは異なることがある。実際のSIDがSID情報と異なると、被写体の体厚の計測精度が低下する。これに対して、本開示の技術では、SID情報に依らず、上述の第1距離D1及び第2距離D2に基づいて体厚を導出するので、体厚を精度よく求めることができる。
 上記実施形態では、検出面20Aの端部に対応する位置に設定された注目領域ROIから検出面領域DAを検出している。検出面20Aの全体を含むように注目領域ROIを設定することも考えられる。しかし、被写体Hのうち、検出面20Aから外側にはみ出した部位(図8では手の部分)が、距離画像カメラ40側から見て検出面20Aよりも奥側(+Z方向側)に位置することがある。このような場合に、検出面20Aの全体を含むように注目領域ROIを設定すると、検出面20Aから外側にはみ出した部位の距離を、第1距離D1として誤検出してしまう可能性がある。このような誤検出を抑制するために、上記実施形態では、検出面20Aの端部に対応する位置に、検出面20Aに対応する領域よりも小さな注目領域ROIを設定している。
 [変形例]
 次に、上記実施形態に係るX線撮影システム2の各種変形例について説明する。
 上記実施形態では、検出面領域探索部71は、被写体Hの撮影部位が腹部であることを前提として、検出面20Aの下側(-Y方向側)の角部に対応する位置に注目領域ROIを設定している(図5参照)。検出面領域探索部71は、注目領域ROIの位置を、被写体Hの撮影部位に応じて変更してもよい。
 この場合、例えば、図12に示すように、撮影部位と注目領域ROIの位置とが対応付けられた注目領域情報RSを予めNVM35に記憶しておけばよい。検出面領域探索部71は、上述の撮影部位情報SPに基づいて、撮影部位に対応する注目領域ROIの位置を選択すればよい。図12に示す例では、注目領域情報RSには、撮影部位が腹部である場合に対応する注目領域ROIの位置を表す情報と、撮影部位が胸部正面である場合に対応する注目領域ROIの位置を表す情報とが含まれている。撮影部位が胸部正面である場合には、検出面20Aの上側(+Y方向側)の角部が被写体Hにより覆われずに露出することから、検出面20Aの上側の角部に対応する位置に注目領域ROIを対応付けている。
 注目領域情報RSは、腹部及び胸部正面に限られず、胸部側面、臀部などの他の撮影部位に対する注目領域ROIの位置を表す情報を含んでいてもよい。
 また、上記実施形態では、図10に示すように、撮影条件表STには、撮影部位ごとに体厚BTとX線撮影条件SCとが対応付けられているが、被写体Hの体格を表す情報に、体厚BT及びX線撮影条件SCを対応付けてもよい。例えば、図13に示すように、被写体Hの体格を「大」、「中」、及び「小」の3つのカテゴリに分類し、カテゴリごとに体厚BTの範囲とX線撮影条件SCとを対応付けてもよい。この場合、選択部75が選択したX線撮影条件SCに対応する体格を表す情報を、コンソール30の表示部31に表示してもよい。また、ユーザが入力操作部32を用いて体格を選択することにより、選択した体格に対応したX線撮影条件SCを設定可能としてもよい。
 また、上記実施形態では、選択部75は、撮影条件表STから選択したX線撮影条件SCをX線源10に出力しているが、選択したX線撮影条件SCをコンソール30の表示部31に表示させたうえで、ユーザが入力操作部32を用いて選択したX線撮影条件SCをX線源10に出力してもよい。
 この場合におけるX線撮影システム2の処理の流れの一例を図14に示す。図14に示すフローチャートは、図11に示すフローチャートのステップS17とステップS18との間に、ステップS20~S22を追加したものである。ステップS20では、選択部75は、撮影条件表STから選択したX線撮影条件SCをコンソール30の表示部31に表示させる。このとき、例えば、選択部75は、図10又は図13に示す撮影条件表STを表示部31に表示させる。ユーザは、選択部75により選択されたX線撮影条件SCを参考にしながら、撮影条件表STに基づいてX線撮影に用いるX線撮影条件SCを選択することができる。すなわち、ユーザは、選択部75により選択されたX線撮影条件SCとは異なるX線撮影条件SCに変更することができる。
 選択部75は、ユーザが入力操作部32を用いてX線撮影条件SCを選択したか否かを判定する(ステップS21)。ユーザによりX線撮影条件SCが選択された場合には(ステップS21:YES)、選択部75は、選択されたX線撮影条件SCをX線源10に出力する(ステップS22)。ユーザによりX線撮影条件SCが選択されなかった場合には(ステップS21:NO)、処理はステップS18に移行する。その他の処理は、上記実施形態と同様である。
 なお、上記実施形態では、距離画像カメラ40をTOF方式としているが、距離画像カメラ40は、距離画像を取得することが可能なものであればよく、TOF方式以外のパターン照射方式等の距離画像カメラであってもよい。
 また、上記実施形態では、X線撮影システム2を可搬型の放射線撮影システムとしているが、本開示の技術は、可搬型の放射線撮影システムに限られず、種々の放射線撮影システムに適用可能である。本開示の技術は、特に、SID情報を保持していない放射線撮影システムに好適である。X線撮影システム2は、例えば、移動式の回診車を用いたものであってもよい。また、X線撮影システム2は、床走行式の一般X線撮影システムであってもよい。被写体Hの姿勢は、臥位に限られず、立位であってもよい。また、X線撮影システム2は、被写体Hとして乳房を撮影するマンモグラフィ装置であってもよい。
 また、本開示の技術は、X線に限らず、γ線等の他の放射線を使用して被写体を撮影するシステムにも適用することができる。
 上記実施形態において、例えば、距離画像取得部70、検出面領域探索部71、第1距離取得部72、第2距離取得部73、体厚導出部74、及び選択部75といった各種の処理を実行する処理部(processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ(processor)である。
 各種のプロセッサには、CPU、プログラマブルロジックデバイス(PLD:Programmable Logic Device)、専用電気回路等が含まれる。CPUは、周知のとおりソフトウェア(プログラム)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサである。PLDは、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサである。専用電気回路は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである。
 1つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合せ(例えば、複数のFPGAや、CPUとFPGAの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成
してもよい。複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(SoC:System On Chip)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのICチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを1つ以上用いて構成される。
 さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)である。
 本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本発明は、プログラムに加えて、プログラムを非一時的に記憶する、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体にもおよぶ。

Claims (13)

  1.  放射線源と、前記放射線源からの放射線が照射され、かつ、被写体が位置決めされる検出面を有する放射線画像検出器とを備える放射線撮影システムに用いられ、前記被写体の体厚を導出する処理を行う情報処理装置であって、
     プロセッサを備え、
     前記プロセッサは、
     前記被写体及び前記検出面を含む撮影範囲を距離画像撮影装置で撮影することにより生成された距離画像を取得する距離画像取得処理と、
     前記検出面の一部が存在する検出面領域を前記距離画像から探索する検出面領域探索処理と、
     前記距離画像に基づき、探索した前記検出面領域の距離を、前記距離画像撮影装置から前記検出面までの第1距離として取得する第1距離取得処理と、
     前記距離画像に基づき、前記距離画像撮影装置から前記被写体までの距離を第2距離として取得する第2距離取得処理と、
     前記第1距離と前記第2距離の差を前記被写体の体厚として導出する体厚導出処理と、
     を実行する情報処理装置。
  2.  前記プロセッサは、
     前記第2距離取得処理において、
     前記距離画像に基づき、前記放射線源から前記被写体に向けて照射される放射線の線束の中心に対応する放射線中心座標の距離を、前記第2距離として取得する、
     請求項1に記載の情報処理装置。
  3.  前記プロセッサは、
     前記第2距離取得処理において、前記距離画像撮影装置と前記放射線源との相対的な位置関係に基づいて前記放射線中心座標を導出する、
     請求項2に記載の情報処理装置。
  4.  前記プロセッサは、
     前記検出面領域探索処理において、
     前記第1距離に対応する値として仮に設定された仮設定値と、前記検出面の大きさとに基づいて、前記検出面領域が存在すると推定される注目領域を設定し、
     設定した前記注目領域を探索範囲として前記検出面領域を探索する、
     請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。
  5.  前記プロセッサは、
     前記検出面領域探索処理において、
     前記注目領域から画素値が異常である異常画素を除外し、
     前記注目領域から前記異常画素が除外された領域のうち、
    距離が最大となる領域を検出面領域として導出する、
     請求項4に記載の情報処理装置。
  6.  前記注目領域は、前記放射線画像検出器の端部と、前記放射線画像検出器の外側の背景とを含む領域である、
     請求項5に記載の情報処理装置。
  7.  前記プロセッサは、
     前記検出面領域探索処理において、
     距離が一定値以上であって前記背景に対応する画素と、前記端部と前記背景との境界部分に現れるフライングピクセルとを、前記異常画素として前記注目領域から除外する、
     請求項6に記載の情報処理装置。
  8.  前記プロセッサは、
     前記検出面領域探索処理において、
     前記注目領域の位置を、被写体の撮影部位に応じて設定する、
     請求項4から請求項7のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。
  9.  前記距離画像撮影装置は、TOF方式の距離画像カメラである、
     請求項1から請求項8のうちいずれか1項に記載の情報処理装置。
  10.  請求項1から請求項9のうちいずれか1項に記載の情報処理装置を備える放射線撮影システムであって、
     前記体厚導出処理により導出された前記体厚に基づいて、放射線撮影条件を決定する、
     放射線撮影システム。
  11.  決定した前記放射線撮影条件を、ユーザの操作により変更可能とする、
     請求項10に記載の放射線撮影システム。
  12.  放射線源と、前記放射線源からの放射線が照射され、かつ、被写体が位置決めされる検出面を有する放射線画像検出器とを備える放射線撮影システムに用いられ、前記被写体の体厚を導出することを含む情報処理方法であって、
     前記被写体及び前記検出面を含む撮影範囲を距離画像撮影装置で撮影することにより生成された距離画像を取得すること、
     前記検出面の一部が存在する検出面領域を前記距離画像から探索すること、
     前記距離画像に基づき、探索した前記検出面領域の距離を、前記距離画像撮影装置から前記検出面までの第1距離として取得すること、
     前記距離画像に基づき、前記距離画像撮影装置から前記被写体までの距離を第2距離として取得すること、
     前記第1距離と前記第2距離の差を前記被写体の体厚として導出すること、
     を含む情報処理方法。
  13.  放射線源と、前記放射線源からの放射線が照射され、かつ、被写体が位置決めされる検出面を有する放射線画像検出器とを備える放射線撮影システムに用いられ、前記被写体の体厚を導出することを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
     前記被写体及び前記検出面を含む撮影範囲を距離画像撮影装置で撮影することにより生成された距離画像を取得すること、
     前記検出面の一部が存在する検出面領域を前記距離画像から探索すること、
     前記距離画像に基づき、探索した前記検出面領域の距離を、前記距離画像撮影装置から前記検出面までの第1距離として取得すること、
     前記距離画像に基づき、前記距離画像撮影装置から前記被写体までの距離を第2距離として取得すること、
     前記第1距離と前記第2距離の差を前記被写体の体厚として導出すること、
     を含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
PCT/JP2022/011735 2021-03-17 2022-03-15 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び放射線撮影システム WO2022196705A1 (ja)

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