WO2023068230A1 - 制御装置、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

制御装置、制御方法、及び制御プログラム Download PDF

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WO2023068230A1
WO2023068230A1 PCT/JP2022/038616 JP2022038616W WO2023068230A1 WO 2023068230 A1 WO2023068230 A1 WO 2023068230A1 JP 2022038616 W JP2022038616 W JP 2022038616W WO 2023068230 A1 WO2023068230 A1 WO 2023068230A1
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WO
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radiation
area
amount
control
irradiation
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/038616
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佑司 池田
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Priority to CN202280070380.9A priority Critical patent/CN118119339A/zh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device, control method, and control program.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-185145 discloses a technique for controlling a collimator to expand the X-ray irradiation area after the region of interest is highlighted in the region of interest enhancement mode in X-ray imaging.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-094501 discloses that in radiographic imaging, a collimator is controlled so that the irradiation field of radiation becomes a region of interest during video imaging, and after the end of video imaging, the irradiation field of radiation is a movement path of the region of interest.
  • a technique is disclosed in which a still image is captured by controlling a collimator so as to include all .
  • blurring may occur at the outer edge of the radiographic image.
  • the generated blurred portion may reach the subject portion in the radiographic image, and the image quality of the subject portion in the radiographic image may be degraded.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a control device, a control method, and a control program capable of suppressing deterioration in image quality of a subject portion in a radiographic image.
  • a control device of the present disclosure includes at least one processor and controls an irradiation field of radiation irradiated to a radiation detector, wherein the processor controls radiation required when radiographic images are captured.
  • the first control amount which is the amount of expanding the irradiation field outside the required irradiation area when the required irradiation area, which is the irradiation area of , is the maximum area detectable by the radiation detector, is set to the maximum area. It is made smaller than the second control amount, which is the amount by which the irradiation field is expanded to the outside of the required irradiation area when it is inside the required irradiation area.
  • the first The controlled variable and the second controlled variable may be the same amount.
  • the area of the irradiation field expanded according to the second control amount may be less than or equal to the area of the irradiation field expanded according to the first control amount.
  • the radiation detection surface of the radiation detector is rectangular, and the first control amount and the second control amount are set corresponding to each side of the detection surface. good.
  • the processor locates a region to be subjected to image analysis when controlling the dose of radiation with respect to the radiation image obtained according to the first control amount or the second control amount. It may be set inside the fixed quantity.
  • the radiographic image may be rectangular, and the predetermined amount may be set corresponding to each side of the radiographic image.
  • the processor may make the predetermined amount of the radiographic image obtained according to the first control amount smaller than the predetermined amount of the radiographic image obtained according to the second control amount.
  • control device of the present disclosure when the requested irradiation region is inside the maximum region, the processor sets in advance a portion outside the requested irradiation region in the radiographic image obtained according to the second control amount.
  • control may be performed to perform image processing for filling in a different color, and to display the radiographic image that has undergone image processing on the display.
  • a control method of the present disclosure is a control method executed by a processor of a control device that includes at least one processor and controls an irradiation field of radiation irradiated to a radiation detector, the control method comprising: A first control amount, which is an amount by which the irradiation field is expanded outside the requested irradiation area when the requested irradiation area, which is the irradiation area of the radiation requested at the time, is the maximum area that can be detected by the radiation detector, It is made smaller than the second control amount, which is the amount by which the irradiation field is expanded outside the required irradiation area when the required irradiation area is inside the maximum area.
  • control program of the present disclosure is a control program that is executed by a processor of a control device that includes at least one processor and controls an irradiation field of radiation irradiated to a radiation detector, the control program comprising: A first control amount that is an amount by which the irradiation field is expanded outside the required irradiation area when the required irradiation area, which is the radiation irradiation area required for imaging, is the maximum area that can be detected by the radiation detector. is smaller than the second control amount, which is the amount by which the irradiation field is expanded outside the required irradiation area when the required irradiation area is inside the maximum area.
  • deterioration in image quality of the subject portion in the radiographic image can be suppressed.
  • FIG. 4 is a perspective view of the irradiation field limiter viewed from the front side where radiation is incident;
  • FIG. 2 is a perspective view of the radiation detector viewed from the front side on which radiation is incident;
  • It is a block diagram which shows an example of the hardware constitutions of a control apparatus.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining blurring that occurs in a radiographic image when radiation is applied without tilting the anode of the radiation source;
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining blurring that occurs in a radiographic image when radiation is irradiated with the anode of the radiation source tilted.
  • FIG. 4 is a perspective view of the irradiation field limiter viewed from the front side where radiation is incident;
  • FIG. 2 is a perspective view of the radiation detector viewed from the front side on which radiation is incident;
  • It is a block diagram which shows an example of the hardware constitutions of a control apparatus.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining blurring that
  • FIG. 4 is a plan view for explaining the amount of deviation between an irradiation field of radiation and a detection surface of a radiation detector;
  • FIG. 4 is a perspective view for explaining a first control amount of an irradiation field limiter;
  • FIG. 11 is a perspective view for explaining a second control amount of the irradiation field limiter; It is a figure for demonstrating the 1st control amount and the 2nd control amount of the irradiation field limiting device which concerns on a modification.
  • It is a block diagram which shows an example of a functional structure of a control apparatus.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a display screen when image processing is not performed on an outer portion of a radiographic image;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a display screen when image processing is not performed on an outer portion of a radiographic image;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a display screen when image processing is not performed on an outer portion of a radiographic image;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a display screen when image processing is performed on an outer portion of a radiographic image
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an area targeted for image analysis
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of radiographic imaging processing
  • FIG. 5 is a plan view showing an example of the difference between the maximum detectable area and the required irradiation area
  • the radiographic imaging apparatus 1 includes a C-arm 20 having an arm section 22 and a holding section 24 .
  • a radiation irradiation unit 10 for emitting radiation R generated by the radiation source 12 is provided at one end of the arm unit 22 .
  • a radiation source 12 and an irradiation field limiter 14 are housed in the radiation irradiation unit 10 .
  • the radiation source 12 has a radiation tube (not shown) that generates radiation R, and emits the radiation R generated by the radiation tube.
  • the irradiation field limiter 14 is a so-called collimator that limits the irradiation field F of the radiation R generated by the radiation tube.
  • the irradiation field limiter 14 includes four shielding plates 14A to 14D.
  • the shielding plates 14A to 14D are plate-like members that are rectangular in plan view and made of a material that shields the radiation R such as lead or tungsten.
  • the shielding plates 14A to 14D are arranged on each side of the rectangle, and are configured so that a rectangular opening G through which the radiation R is transmitted is formed in the center.
  • the irradiation field limiter 14 changes the size of the opening G by changing the positions of the shielding plates 14A to 14D. Thereby, the irradiation field limiter 14 changes the range of the irradiation field F of the radiation R.
  • the two shielding plates 14A and 14C move in the arrow C direction. Also, the two shielding plates 14B and 14D move in the arrow D direction perpendicular to the arrow C direction.
  • the direction of arrow C is, for example, a direction along a pair of opposing sides of a detection surface 17 of a rectangular radiation detector 38, which will be described later.
  • a holding portion 24 is provided at the other end of the arm portion 22 .
  • the holding portion 24 holds the storage portion 16 .
  • the storage unit 16 stores a radiation detector 38 that detects radiation R and generates image data representing a radiation image.
  • the C-arm 20 of this embodiment is configured to be able to change the angle of the radiation detector 38 with respect to the Z-axis direction shown in FIG. 1 (vertical direction in the example of FIG. 1).
  • the radiation detector 38 detects radiation R that has passed through the subject. Specifically, as shown in FIG. 3, the radiation detector 38 detects the radiation R that has entered the storage section 16 and reached the detection surface 17 of the radiation detector 38, and based on the detected radiation R, A radiation image is generated and image data representing the generated radiation image is output. In this embodiment, the detection surface 17 is rectangular.
  • imaging a series of operations in which radiation R is emitted from the radiation source 12 and a radiographic image is generated by the radiation detector 38 may be referred to as "imaging".
  • the type of the radiation detector 38 is not particularly limited. It may be a direct conversion type radiation detector that converts to . Also, the radiation detector 38 can capture at least one of a still image and a moving image.
  • the radiation detector 38 has a maximum detectable area for the radiation R (hereinafter referred to as "maximum detection area"). Since this maximum detection area is also the maximum area in which an effective image can be generated by the radiation detector 38, it is also referred to as the maximum effective image area.
  • the maximum detection area is a sensor portion that generates and accumulates charges according to the light converted by the conversion layer that converts radiation into light, and It corresponds to the entire area in which a plurality of pixels including thin film transistors that convert charges accumulated in the sensor portion into electric signals and output the electric signals are arranged.
  • a detection surface 17 for detecting the radiation R emitted from the radiation irradiating section 10 is provided facing the radiation irradiating section 10 of the storage section 16 .
  • SID Source Image Distance
  • the C-arm 20 is held by the C-arm holder 26 so as to be movable in the direction of arrow A shown in FIG.
  • the C-arm holding portion 26 also has a shaft portion 27 that connects the C-arm 20 to the bearing 28 .
  • the C-arm 20 is rotatable around the shaft portion 27 as a rotation axis.
  • the radiographic imaging apparatus 1 also includes a main body 18 having a plurality of wheels 19 provided on the bottom.
  • a support shaft 29 extending and contracting in the Z-axis direction in FIG. 1 is provided on the upper side of the housing of the main body 18 in FIG.
  • a bearing 28 is held above the support shaft 29 so as to be movable in the arrow B direction.
  • a display 36 and an operation section 37 are provided on the upper portion of the main body section 18 .
  • the display 36 and operation unit 37 function as a user interface.
  • the display 36 presents radiographed radiographic images and information about the radiographic imaging to operators such as radiographers and doctors who perform radiographic imaging with the radiographic imaging apparatus 1 .
  • Examples of the display 36 include a liquid crystal display and the like.
  • a touch panel display in which the display 36 and the operation unit 37 are integrated is applied.
  • the operation unit 37 is operated by the operator when giving an instruction regarding radiographic image capturing.
  • Examples of the operation unit 37 include various switches, a touch panel, a touch pen, a mouse, and the like.
  • a plurality of operation units 37 may be provided, and for example, a touch panel and a foot switch operated by an operator with a foot may be provided as the operation unit 37 .
  • a control device 30 is housed that controls the irradiation field of the radiation R that irradiates the radiation detector .
  • the control device 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 31, a memory 32 as a temporary storage area, a nonvolatile storage section 33, an I/F (InterFace) section 35, a display 36, and an operation section. 37.
  • the CPU 31 , memory 32 , storage unit 33 , I/F unit 35 , display 36 and operation unit 37 are connected to bus 39 .
  • the storage unit 33 is implemented by a HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), flash memory, or the like.
  • a control program 40 is stored in the storage unit 33 as a storage medium.
  • the CPU 31 reads out the control program 40 from the storage unit 33 , expands it in the memory 32 , and executes the expanded control program 40 .
  • control amount information 42 including the control amount of the irradiation field limiter 14 . Details of the control amount information 42 will be described later.
  • the radiation source 12, the moving mechanism 14E, and the radiation detector 38 are connected to the I/F section 35.
  • the CPU 31 can exchange various information with each of the radiation source 12 , the moving mechanism 14 ⁇ /b>E, and the radiation detector 38 via the I/F section 35 .
  • the moving mechanism 14E moves the shielding plates 14A to 14D of the irradiation field limiter 14 respectively.
  • the moving mechanism 14E includes, for example, four motors corresponding to the shielding plates 14A-14D one-to-one.
  • the CPU 31 individually controls the shielding plates 14A to 14D by individually controlling the four motors.
  • the radiation source 12 has a cathode 12A and an anode 12B. Radiation R is generated by colliding an electron beam generated from the cathode 12A with the anode 12B. Corresponds to focal size.
  • the anode 12B is tilted toward the detection surface 17 with respect to the direction of the plane of the detection surface 17, and then the radiation is irradiated. It is also possible to irradiate R.
  • the focus size is larger than when the anode 12B is not tilted, so the blur area (hereinafter referred to as "blur area") generated in the outer edge portion of the radiographic image also becomes wider.
  • the amount of deviation between the irradiation field F and the detection surface 17 must satisfy the conditions defined by the standard, as shown in FIG. 7 as an example.
  • the irradiation field F is indicated by a broken-line rectangle
  • the detection surface 17 is indicated by a solid-line rectangle.
  • the deviation amounts of the corresponding four sides between the irradiation field F and the detection surface 17 are indicated by c1, c2, d1, and d2.
  • the radiation imaging apparatus 1 has a function of switching the control amount of the irradiation field limiter 14 depending on whether the required irradiation area is the maximum detection area or inside the maximum detection area.
  • the controlled variable information 42 includes a first controlled variable ⁇ and a second controlled variable ⁇ .
  • the first control amount ⁇ is an amount by which the irradiation field F is expanded outside the required irradiation area when the required irradiation area is the maximum detection area.
  • the opening G when the irradiation field limiter 14 is controlled so that the required irradiation area and the irradiation field F match the required irradiation area is represented by a dashed line rectangle.
  • the shielding plates 14A to 14D are moved outward from the position where the irradiation field limiter 14 is controlled so that the irradiation field F matches the required irradiation area.
  • a first control amount ⁇ is defined as the amount by which the As a result, the irradiation field F spreads outside the required irradiation area by an amount corresponding to the first control amount ⁇ .
  • the requested irradiation area is input by the operator through the operation unit 37 according to, for example, the body part of the subject to be imaged, the SID, and the like. Note that the requested irradiation area may be input in an external computer and transmitted from the computer to the control device 30 .
  • the first control amount ⁇ is set to a value that satisfies the above formulas (1) to (3). In this embodiment, it is set to a value that satisfies the above formulas (1) to (3) and maximizes the irradiation field F.
  • the second control amount ⁇ is the amount by which the irradiation field F is expanded outside the required irradiation area when the required irradiation area is inside the maximum detection area.
  • the shielding plates 14A to 14D are moved from the position where the irradiation field limiter 14 is controlled so that the irradiation field F matches the required irradiation area.
  • the amount of outward movement is defined as the second control amount ⁇ .
  • the irradiation field F spreads outside the required irradiation area by an amount corresponding to the second control amount ⁇ .
  • the second controlled variable ⁇ is set to a value that satisfies the above equations (1) to (3) and is greater than the first controlled variable ⁇ .
  • the second control amount ⁇ is set, for example, to a value with a margin added so that the subject portion corresponding to the required irradiation region of the radiographic image does not overlap with the above-described blurred region generated in the outer edge portion.
  • the second control amount ⁇ is set so that the area of the irradiation field F expanded according to the second control amount ⁇ is equal to or less than the area of the irradiation field F expanded by the first control amount ⁇ . may be In this case also, the above expressions (1) to (3) are satisfied.
  • the width of the blurred area generated in the outer edge of the radiographic image is not necessarily constant on each side.
  • the outer edge portion on the right side in FIG. 10 may have a wider blurred area than the outer edge portion on the left side.
  • Gray rectangles in FIG. 10 represent radiographic images.
  • the horizontal axis represents the pixel position with reference to the left end of the radiographic image in FIG. 10
  • the vertical axis represents the average value of the pixel values in the pixel position column on the horizontal axis.
  • the gentler the fluctuation of the pixel value the wider the blurred area.
  • FIG. 10 shows that the number of pixels n2 in the portion corresponding to the right side of the radiographic image where the pixel value is decreasing is greater than the number of pixels n1 in the portion corresponding to the left side of the radiographic image where the pixel value is increasing. That is, FIG. 10 shows that the right outer edge portion of the radiographic image has a wider blurred area than the left outer edge portion.
  • the anode 12B of the radiation source 12 is tilted toward the detection surface 17 with respect to the direction of the plane of the detection surface 17 and the radiation R is irradiated
  • the outer edge portion of the radiation image on the cathode 12A side is The blurred area becomes wider than the blurred area of the outer edge portion on the anode 12B side.
  • the first control amount ⁇ and the second control amount ⁇ may be set corresponding to each side of the detection surface 17 .
  • the first control amount ⁇ and the second control amount ⁇ corresponding to the side with the relatively wide blur area are the first control amount ⁇ and the second control amount ⁇ corresponding to the side with the relatively narrow blur area. It is set to a value greater than the amount ⁇ and the second control amount ⁇ .
  • the control device 30 includes a reception unit 50 , an irradiation field control unit 51 , an imaging control unit 52 , an acquisition unit 53 , an image processing unit 54 , a display control unit 55 and an analysis unit 56 .
  • the CPU 31 executes the control program 40 to function as a reception unit 50 , an irradiation field control unit 51 , an imaging control unit 52 , an acquisition unit 53 , an image processing unit 54 , a display control unit 55 and an analysis unit 56 .
  • the reception unit 50 receives imaging conditions including the requested irradiation area, the tube voltage applied to the radiation source 12, the irradiation period of the radiation R, etc. input by the operator via the operation unit 37 .
  • the irradiation field control unit 51 acquires the control amount information 42 from the storage unit 33 . Further, when the requested irradiation area received by the receiving unit 50 is the maximum detection area, the irradiation field control unit 51 controls the moving mechanism 14E to move the shield plates 14A to 14D so that the irradiation field F matches the requested irradiation area. The first control amount ⁇ included in the control amount information 42 is moved outward from the position where the control amount is set. Further, when the requested irradiation area received by the receiving unit 50 is inside the maximum detection area, the irradiation field control unit 51 controls the moving mechanism 14E to move the shielding plates 14A to 14D so that the irradiation field F is within the requested irradiation area. The second control amount ⁇ included in the control amount information 42 is moved outward from the position corresponding to the region.
  • the imaging control unit 52 performs radiographic image capturing by controlling the radiation source 12 according to the imaging conditions received by the receiving unit 50 .
  • the acquisition unit 53 acquires from the radiation detector 38 radiographic image data indicating radiographic images captured under the control of the imaging control unit 52 .
  • the image processing unit 54 When the required irradiation area is inside the maximum detection area, the image processing unit 54 removes the portion outside the required irradiation area in the radiographic image obtained according to the second control amount ⁇ , which is acquired by the acquisition unit 53. , performs image processing to fill in a preset color.
  • the radiation image indicated by the radiation image data acquired by the acquisition unit 53 is the image shown in FIG. 12 will be described.
  • the outermost black rectangle represents the display area of the radiation image when the required irradiation area on the display 36 is the maximum detection area.
  • the dashed-dotted rectangle represents the radiation image indicated by the radiation image data acquired by the acquisition unit 53 .
  • the dark gray portion represents the blurred area of the outer edge portion
  • the light gray portion represents the portion excluding the blurred area of the outer edge portion.
  • the dashed rectangle indicates the portion corresponding to the requested irradiation area.
  • the image processing unit 54 performs image processing for painting the portion outside the required irradiation area in the radiographic image with black, which is the background color. conduct. As shown in FIG. 13, by this image processing, the dark gray portion and the light gray portion in FIG. 12 outside the dashed rectangle become the same color as the background color. This makes it easier for a diagnostician, such as a doctor, to see the subject portion of interest.
  • the image processing unit 54 leaves a portion corresponding to the required irradiation area in the radiographic image obtained according to the second control amount ⁇ , and removes the other portions. You may perform the image processing which trims so that it may carry out.
  • the display control unit 55 When the requested irradiation area is the maximum detection area, the display control unit 55 performs control to display the radiation image indicated by the radiation image data acquired by the acquisition unit 53 on the display 36 . Further, the display control unit 55 performs control to display on the display 36 the radiographic image that has undergone image processing by the image processing unit 54 when the requested irradiation area is inside the maximum detection area.
  • the analysis unit 56 uses the first control amount ⁇ acquired by the acquisition unit 53 or the second It is set inside by a predetermined amount ⁇ with respect to the radiographic image obtained according to the control amount ⁇ .
  • the solid-line rectangle indicates the radiographic image
  • the dashed-line rectangle indicates the area targeted for image analysis.
  • This predetermined amount ⁇ is set to a value that does not include the blurred area of the outer edge portion, and a margin is added. In this way, by setting the area targeted for image analysis when controlling the dose of the radiation R to the inside of the radiographic image by the predetermined amount ⁇ , the area targeted for image analysis has a blurred area. less likely to be included. Therefore, the dose of radiation R can be controlled with high accuracy.
  • the predetermined amount ⁇ may be set corresponding to each side of the rectangular radiographic image.
  • the predetermined amount ⁇ corresponding to the relatively wide side of the blurred area is set to a value larger than the predetermined amount ⁇ corresponding to the relatively narrow side of the blurred area.
  • the predetermined amount ⁇ of the radiographic image obtained according to the first control amount ⁇ may be smaller than the predetermined amount ⁇ of the radiographic image obtained according to the second control amount ⁇ .
  • a radiographic image obtained according to the first control amount ⁇ means a radiographic image indicated by the radiographic image data obtained by the obtaining unit 53 when the requested irradiation area is the maximum detection area.
  • the radiographic image obtained according to the second control amount ⁇ means a radiographic image indicated by the radiographic image data obtained by the obtaining unit 53 when the requested irradiation area is inside the maximum detection area.
  • the analysis unit 56 performs image analysis for controlling the dose of the radiation R on the portion of the set region in the radiographic image.
  • An example of this image analysis is processing for generating a density histogram. For example, if the radiographic image is determined to be darker than expected based on the density histogram, the radiation source 12 is adjusted so that the dose of the radiation R is greater than that immediately before when radiographic images are captured in the next frame of moving image capturing. is controlled.
  • the radiation image capturing process shown in FIG. 15 is executed by the CPU 31 executing the control program 40 .
  • the radiation image capturing process shown in FIG. 15 is executed, for example, when an instruction to start capturing a radiation image is input to the control device 30 .
  • imaging conditions including the requested irradiation area, the tube voltage applied to the radiation source 12, the irradiation period of the radiation R, and the like are input.
  • step S10 of FIG. 15 the reception unit 50 receives imaging conditions including the requested irradiation region, the tube voltage applied to the radiation source 12, the irradiation period of the radiation R, and the like input by the operator via the operation unit 37. .
  • step S12 the irradiation field control unit 51 determines whether or not the requested irradiation area received in step S10 is the maximum detection area. If this determination is affirmative, the process proceeds to step S14.
  • step S ⁇ b>14 the irradiation field control unit 51 acquires the first control amount ⁇ included in the control amount information 42 from the storage unit 33 . Then, the irradiation field control unit 51 controls the moving mechanism 14E to move the shielding plates 14A to 14D outward by the first control amount ⁇ from the position where the irradiation field F matches the required irradiation area. After the process of step S16 is completed, the process proceeds to step S22.
  • step S10 determines whether the requested irradiation area accepted in step S10 is inside the maximum detection area. If the requested irradiation area accepted in step S10 is inside the maximum detection area, the determination in step S12 becomes a negative determination, and the process proceeds to step S18.
  • step S ⁇ b>18 the irradiation field control unit 51 acquires the second control amount ⁇ included in the control amount information 42 from the storage unit 33 . Then, the irradiation field control unit 51 controls the moving mechanism 14E to move the shielding plates 14A to 14D from the position where the irradiation field F matches the required irradiation area to the second control amount ⁇ included in the control amount information 42. move it outwards.
  • step S20 ends, the process moves to step S22.
  • step S22 the imaging control unit 52 controls the radiation source 12 in accordance with the imaging conditions accepted in step S10, thereby capturing a radiographic image.
  • step S ⁇ b>24 the acquisition unit 53 acquires radiographic image data representing the radiographic image captured by the control in step S ⁇ b>22 from the radiation detector 38 .
  • step S26 the image processing unit 54 determines whether or not the control amount of the shielding plates 14A to 14D is the first control amount ⁇ , that is, whether or not the required irradiation area is the maximum detection area. If this determination is affirmative, the process proceeds to step S28.
  • step S ⁇ b>28 the display control unit 55 performs control to display the radiation image indicated by the radiation image data acquired by the acquisition unit 53 on the display 36 .
  • step S34 the process moves to step S34.
  • step S30 the image processing unit 54 performs image processing for filling in a predetermined color the portion outside the required irradiation area in the radiographic image indicated by the radiographic image data acquired in step S24.
  • step S ⁇ b>32 the display control unit 55 controls the display 36 to display the radiation image that has undergone the image processing in step S ⁇ b>30 .
  • step S34 the analysis unit 56 moves the area targeted for image analysis when controlling the dose of the radiation R to the inside of the radiographic image indicated by the radiographic image data acquired in step S24 by a predetermined amount ⁇ . set to In step S36, the analysis unit 56 performs image analysis for controlling the dose of the radiation R on the portion of the region set in step S34 in the radiographic image. As described above, the result of the image analysis in step S36 is used for dose control of the radiation R in step S22 in the next frame in moving image shooting. When the process of step S36 ends, the radiation image capturing process ends.
  • steps S34 and S36 may be performed before the processing of steps S26 to S32, or may be performed in parallel with the processing of steps S26 to S32.
  • the blurring area of the outer edge portion of the radiographic image is requested more than when the requested irradiation area is the maximum detection area. Located outside the irradiation area. Therefore, deterioration of the image quality of the subject portion included in the requested irradiation area in the radiographic image can be suppressed.
  • a mobile radiographic imaging apparatus having a C-arm is applied as an example of a medical imaging apparatus that captures a radiographic image.
  • the medical imaging apparatus is an example of the above embodiment. is not limited to
  • the medical imaging apparatus may be configured to use a mobile cart having the radiation irradiation unit 10 and the radiation detector 38, which is a so-called electronic cassette, in combination.
  • it may be a portable medical imaging apparatus that is carried and moved by the operator.
  • the medical imaging apparatus is not limited to a mobile type, and may be a stationary medical imaging apparatus.
  • the irradiation field control unit 51 sets the difference between the maximum detection area and the required irradiation area to be less than the amount by which the irradiation field F is spread outside the required irradiation area by the first control amount ⁇ .
  • the first control amount ⁇ and the second control amount ⁇ may be the same amount.
  • the first control amount ⁇ and the second control amount ⁇ are the same amount.
  • the irradiation field F also satisfies the above formulas (1) to (3).
  • the difference between the maximum detection area and the required irradiation area here is a value representing the distance between the corresponding sides of the rectangular maximum detection area and the required irradiation area, as shown by D1 in FIG. 16 as an example.
  • the solid-line rectangle represents the maximum detection area
  • the dashed-line rectangle represents the required irradiation area.
  • the receiving unit 50, the irradiation field control unit 51, the imaging control unit 52, the acquisition unit 53, the image processing unit 54, the display control unit 55, and the analysis unit 56 perform various processes.
  • various processors shown below can be used.
  • the various processors include, in addition to the CPU, which is a general-purpose processor that executes software (programs) and functions as various processing units, circuits such as FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), etc.
  • Programmable Logic Device which is a processor whose configuration can be changed, ASIC (Application Specific Integrated Circuit) etc. Circuits, etc. are included.
  • One processing unit may be composed of one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a combination of multiple FPGAs, a combination of a CPU and an FPGA). combination). Also, a plurality of processing units may be configured by one processor.
  • a single processor is configured by combining one or more CPUs and software.
  • a processor functions as multiple processing units.
  • SoC System on Chip
  • the various processing units are configured using one or more of the above various processors as a hardware structure.
  • an electric circuit combining circuit elements such as semiconductor elements can be used.
  • control program 40 has been pre-stored (installed) in the storage unit 33, but the present invention is not limited to this.
  • the control program 40 may be provided in a form recorded on a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), and a USB (Universal Serial Bus) memory. good.
  • the control program 40 may be downloaded from an external device via a network.

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Abstract

放射線検出器に対して照射する放射線の照射野を制御する制御装置は、放射線画像の撮影の際に要求される放射線の照射領域である要求照射領域が、放射線検出器が検出可能な最大領域である場合における照射野を要求照射領域よりも外側に広げる量である第１の制御量を、要求照射領域が最大領域よりも内側である場合における照射野を要求照射領域よりも外側に広げる量である第２の制御量よりも小さくする。

Description

制御装置、制御方法、及び制御プログラム
　本開示は、制御装置、制御方法、及び制御プログラムに関する。
　特開２０２０－１８５１４５号公報には、Ｘ線画像撮影において、関心領域強調モードの場合、関心領域の強調表示が終了した後にＸ線の照射領域を広げるようにコリメータを制御する技術が開示されている。
　特開２０１３－０９４５０１号公報には、放射線画像撮影において、動画撮影時に放射線の照射野が関心領域となるようにコリメータを制御し、動画撮影の終了後に、放射線の照射野が関心領域の移動経路を全て含むようにコリメータを制御して静止画撮影を行う技術が開示されている。
　放射線を照射して放射線画像を撮影する場合、放射線画像の外縁部分にぼけが発生してしまう場合がある。この場合、発生したぼけ部分が放射線画像における被写体部分にも到達してしまい、放射線画像における被写体部分の画質が低下してしまう場合がある。
　本開示は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、放射線画像における被写体部分の画質の低下を抑制することができる制御装置、制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。
　本開示の制御装置は、少なくとも一つのプロセッサを備え、かつ放射線検出器に対して照射する放射線の照射野を制御する制御装置であって、プロセッサが、放射線画像の撮影の際に要求される放射線の照射領域である要求照射領域が、放射線検出器が検出可能な最大領域である場合における照射野を要求照射領域よりも外側に広げる量である第１の制御量を、要求照射領域が最大領域よりも内側である場合における照射野を要求照射領域よりも外側に広げる量である第２の制御量よりも小さくする。
　なお、本開示の制御装置は、プロセッサが、最大領域と要求照射領域との差が、第１の制御量によって照射野が要求照射領域よりも外側に広げられる量未満である場合、第１の制御量と第２の制御量とを同じ量にしてもよい。
　また、本開示の制御装置は、第２の制御量に従って広げられた照射野の面積が、第１の制御量によって広げられた照射野の面積以下であってもよい。
　また、本開示の制御装置は、放射線検出器の放射線の検出面が、矩形状であり、第１の制御量及び第２の制御量が、検出面の各辺に対応して設定されてもよい。
　また、本開示の制御装置は、プロセッサが、放射線の線量を制御する際の画像解析の対象とする領域を、第１の制御量又は第２の制御量に従って得られた放射線画像に対して所定量内側に設定してもよい。
　また、本開示の制御装置は、放射線画像が、矩形状であり、所定量が、放射線画像の各辺に対応して設定されてもよい。
　また、本開示の制御装置は、プロセッサが、第１の制御量に従って得られた放射線画像の所定量を、第２の制御量に従って得られた放射線画像の所定量よりも小さくしてもよい。
　また、本開示の制御装置は、プロセッサが、要求照射領域が最大領域よりも内側である場合、第２の制御量に従って得られた放射線画像における要求照射領域よりも外側の部分を、予め設定された色に塗りつぶす画像処理を行い、画像処理を経た放射線画像をディスプレイに表示する制御を行ってもよい。
　また、本開示の制御方法は、少なくとも一つのプロセッサを備え、かつ放射線検出器に対して照射する放射線の照射野を制御する制御装置のプロセッサが実行する制御方法であって、放射線画像の撮影の際に要求される放射線の照射領域である要求照射領域が、放射線検出器が検出可能な最大領域である場合における照射野を要求照射領域よりも外側に広げる量である第１の制御量を、要求照射領域が最大領域よりも内側である場合における照射野を要求照射領域よりも外側に広げる量である第２の制御量よりも小さくするものである。
　また、本開示の制御プログラムは、少なくとも一つのプロセッサを備え、かつ放射線検出器に対して照射する放射線の照射野を制御する制御装置のプロセッサに実行させるための制御プログラムであって、放射線画像の撮影の際に要求される放射線の照射領域である要求照射領域が、放射線検出器が検出可能な最大領域である場合における照射野を要求照射領域よりも外側に広げる量である第１の制御量を、要求照射領域が最大領域よりも内側である場合における照射野を要求照射領域よりも外側に広げる量である第２の制御量よりも小さくするものである。
　本開示によれば、放射線画像における被写体部分の画質の低下を抑制することができる。
放射線画像撮影装置の構成の一例を示す側面図である。 照射野限定器を放射線が入射する前面側から見た斜視図である。 放射線検出器を放射線が入射する前面側から見た斜視図である。 制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 放射線源の陽極を傾けずに放射線を照射した場合の放射線画像に発生するぼけを説明するための模式図である。 放射線源の陽極を傾けたうえで放射線を照射した場合の放射線画像に発生するぼけを説明するための模式図である。 放射線の照射野と放射線検出器の検出面とのずれ量を説明するための平面図である。 照射野限定器の第１の制御量を説明するための斜視図である。 照射野限定器の第２の制御量を説明するための斜視図である。 変形例に係る照射野限定器の第１の制御量及び第２の制御量を説明するための図である。 制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 放射線画像における外側の部分に対して画像処理を実行しなかった場合の表示画面の一例を示す図である。 放射線画像における外側の部分に対して画像処理を実行した場合の表示画面の一例を示す図である。 画像解析の対象とする領域を説明するための図である。 放射線画像撮影処理の一例を示すフローチャートである。 最大検出領域と要求照射領域との差の一例を示す平面図である。
　以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態例を詳細に説明する。
　まず、図１を参照して、本実施形態に係る移動型の放射線画像撮影装置１の構成を説明する。図１に示すように、放射線画像撮影装置１は、アーム部２２と保持部２４とを有するＣアーム２０を備える。アーム部２２の一端には、放射線源１２により発生した放射線Ｒを射出する放射線照射部１０が設けられる。
　放射線照射部１０には、放射線源１２及び照射野限定器１４が収納される。放射線源１２は、放射線Ｒを発生する放射線管（図示省略）を有し、放射線管により発生した放射線Ｒを出射する。照射野限定器１４は、放射線管により発生された放射線Ｒの照射野Ｆを限定する、いわゆるコリメータである。
　一例として図２に示すように、照射野限定器１４は、４枚の遮蔽板１４Ａ～１４Ｄを備える。遮蔽板１４Ａ～１４Ｄは、鉛又はタングステン等の放射線Ｒを遮蔽する材料が用いられた、平面視矩形状の板状部材である。遮蔽板１４Ａ～１４Ｄは、矩形の各辺上に配置され、放射線Ｒを透過させる矩形の開口部Ｇが中央に形成されるように構成される。照射野限定器１４は、各遮蔽板１４Ａ～１４Ｄの位置を変更することで開口部Ｇの大きさを変化させる。これにより、照射野限定器１４は、放射線Ｒの照射野Ｆの範囲を変更する。
　２枚の遮蔽板１４Ａ、１４Ｃは、矢印Ｃ方向に移動する。また、２枚の遮蔽板１４Ｂ、１４Ｄは、矢印Ｃ方向に直交する矢印Ｄ方向に移動する。矢印Ｃ方向は、例えば、後述する矩形状の放射線検出器３８の検出面１７の対向する１組の辺に沿った方向である。
　図１に示すように、アーム部２２の他端には、保持部２４が設けられる。保持部２４は、収納部１６を保持する。収納部１６は、放射線Ｒを検出して放射線画像を表す画像データを生成する放射線検出器３８を収納する。本実施形態のＣアーム２０は、図１に示したＺ軸方向（図１の例では、垂直方向）に対する放射線検出器３８の角度を変更することが可能に構成される。
　放射線検出器３８は、被写体を通過した放射線Ｒを検出する。具体的には、図３に示すように、放射線検出器３８は、収納部１６内に進入して放射線検出器３８の検出面１７に到達した放射線Ｒを検出し、検出した放射線Ｒに基づいて放射線画像を生成し、生成した放射線画像を表す画像データを出力する。本実施形態では、検出面１７は矩形状とされる。以下では、放射線源１２から放射線Ｒを照射して、放射線検出器３８により放射線画像を生成する一連の動作を「撮影」という場合がある。放射線検出器３８の種類は、特に限定されず、例えば、放射線Ｒを光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器であってもよいし、放射線Ｒを直接電荷に変換する直接変換方式の放射線検出器であってもよい。また、放射線検出器３８は、静止画像及び動画像の少なくとも一方の撮影が可能である。
　また、放射線検出器３８には、放射線Ｒを検出可能な最大領域（以下、「最大検出領域」という）が定められている。この最大検出領域は、放射線検出器３８により有効画像を生成可能な最大領域でもあることから、最大有効画像領域ともいう。この最大検出領域は、例えば、放射線検出器３８が間接変換方式の放射線検出器である場合、放射線を光に変換する変換層が変換した光に応じた電荷を発生させて蓄積するセンサ部、及びセンサ部に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力する薄膜トランジスタを含む複数の画素が配置された領域全体に相当する。
　図１に示すように、収納部１６の放射線照射部１０に対向して、放射線照射部１０から照射される放射線Ｒを検出する検出面１７が設けられる。なお、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、検出面１７と放射線照射部１０の放射線源１２との距離である、いわゆるＳＩＤ（Source Image Distance）が固定値とされる。
　Ｃアーム２０は、Ｃアーム保持部２６によって図１に示した矢印Ａ方向に移動可能に保持される。また、Ｃアーム保持部２６は軸部２７を有し、軸部２７はＣアーム２０を軸受け２８に連結する。Ｃアーム２０は、軸部２７を回転軸として回転可能とされる。また、放射線画像撮影装置１は、底部に複数の車輪１９が設けられた本体部１８を備える。本体部１８の筐体の図１における上部側には、図１のＺ軸方向に伸縮する支軸２９が設けられる。支軸２９の上部には、軸受け２８が、矢印Ｂ方向に移動可能に保持されている。
　また、本体部１８の上部には、ディスプレイ３６及び操作部３７が設けられる。ディスプレイ３６及び操作部３７はユーザインタフェースとして機能する。ディスプレイ３６は、放射線画像撮影装置１により放射線画像の撮影を行う技師及び医師等の操作者に対して、撮影された放射線画像及び放射線画像の撮影に関する情報を提示する。ディスプレイ３６の例としては、液晶ディスプレイ等が挙げられる。なお、本実施形態では、ディスプレイ３６と操作部３７とを一体化したタッチパネルディスプレイを適用している。また、操作部３７は、放射線画像の撮影に関する指示を行う際に操作者によって操作される。操作部３７の例としては、各種スイッチ、タッチパネル、タッチペン、及びマウス等が挙げられる。また、操作部３７は、複数設けられていてもよく、例えば、操作部３７としてタッチパネル及び操作者が足で操作するフットスイッチが設けられていてもよい。
　また、本体部１８の内部には、放射線検出器３８に対して照射する放射線Ｒの照射野を制御する制御装置３０が収納される。
　次に、図４を参照して、本実施形態に係る制御装置３０のハードウェア構成を説明する。図４に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、一時記憶領域としてのメモリ３２、不揮発性の記憶部３３、Ｉ／Ｆ（InterFace）部３５、ディスプレイ３６、及び操作部３７を含む。ＣＰＵ３１、メモリ３２、記憶部３３、Ｉ／Ｆ部３５、ディスプレイ３６、及び操作部３７は、バス３９に接続される。
　記憶部３３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はフラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としての記憶部３３には、制御プログラム４０が記憶される。ＣＰＵ３１は、記憶部３３から制御プログラム４０を読み出してからメモリ３２に展開し、展開した制御プログラム４０を実行する。
　また、記憶部３３には、照射野限定器１４の制御量を含む制御量情報４２が記憶される。制御量情報４２の詳細については後述する。
　Ｉ／Ｆ部３５には、放射線源１２、移動機構１４Ｅ、及び放射線検出器３８が接続される。ＣＰＵ３１は、Ｉ／Ｆ部３５を介して、放射線源１２、移動機構１４Ｅ、及び放射線検出器３８の各々との各種情報の授受が可能である。移動機構１４Ｅは、照射野限定器１４の遮蔽板１４Ａ～１４Ｄそれぞれを移動する。移動機構１４Ｅは、例えば、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄに１対１で対応する４つのモータを含む。ＣＰＵ３１は、この４つのモータそれぞれを個別に制御することにより、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄそれぞれを個別に制御する。
　ところで、一例として図５に示すように、放射線源１２から放射線検出器３８に放射線Ｒを照射して放射線画像を撮影する場合、照射野Ｆの端部の領域Ｓに対応する放射線画像の外縁部分にぼけが発生する場合がある。このぼけは、放射線源１２の焦点サイズが大きくなるほど大きくなる。本実施形態では、放射線源１２は、陰極１２Ａと陽極１２Ｂとを有し、陰極１２Ａから発生する電子線を陽極１２Ｂに衝突させることで放射線Ｒが発生するが、陽極１２Ｂに当たる電子線の面積が焦点サイズに相当する。
　また、一例として図６に示すように、ＳＩＤを大きくすることなく照射野Ｆを広くするために、陽極１２Ｂを検出面１７の平面の方向に対して検出面１７側に傾けたうえで、放射線Ｒを照射することも可能である。この場合、陽極１２Ｂを傾けない場合に比較して焦点サイズが大きくなるため、放射線画像の外縁部分に発生するぼけの領域（以下、「ぼけ領域」という）も広くなる。
　放射線画像の外縁部分に発生するぼけ領域を被写体部分から極力遠くに位置させるために、照射野Ｆを極力広げることが考えられる。しかしながら、照射野Ｆと検出面１７とのずれ量は、一例として図７に示すように、規格により定められる条件を満たす必要がある。図７では、照射野Ｆが破線の矩形で示され、検出面１７が実線の矩形で示されている。また、図７では、照射野Ｆと検出面１７との対応する４つの辺のそれぞれのずれ量が、ｃ１、ｃ２、ｄ１、及びｄ２で示されている。上記規格により定められる条件とは、例えば、以下の（１）式～（３）式で表される。
　｜ｃ１｜＋｜ｃ２｜≦０．０３×ＳＩＤ・・・（１）
　｜ｄ１｜＋｜ｄ２｜≦０．０３×ＳＩＤ・・・（２）
　｜ｃ１｜＋｜ｃ２｜＋｜ｄ１｜＋｜ｄ２｜≦０．０４×ＳＩＤ・・・（３）
　例えば、放射線画像の撮影の際に要求される放射線Ｒの照射領域（以下、「要求照射領域」という）が最大検出領域である場合を基準として上記（１）式～（３）式を満たす照射野Ｆとなるように照射野限定器１４の制御量を固定値とした場合、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合でも、放射線画像の外縁部分に発生するぼけ領域が被写体部分に比較的近くなってしまう。そこで、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、要求照射領域が最大検出領域である場合と最大検出領域よりも内側である場合とで照射野限定器１４の制御量を切り替える機能を有する。
　この機能を実現するために、制御量情報４２は、第１の制御量αと第２の制御量βとを含む。一例として図８に示すように、第１の制御量αは、要求照射領域が最大検出領域である場合における照射野Ｆを要求照射領域よりも外側に広げる量である。図８及び後述する図９では、要求照射領域及び照射野Ｆが要求照射領域に一致するように照射野限定器１４を制御した場合の開口部Ｇが一点鎖線の矩形で表されている。本実施形態では、要求照射領域が最大検出領域である場合において、照射野Ｆが要求照射領域に一致するように照射野限定器１４を制御した位置から、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄをそれぞれ外側に移動させる量が第１の制御量αとされる。これにより、照射野Ｆは、要求照射領域よりも第１の制御量αに応じた分だけ外側に広がる。要求照射領域は、例えば、被写体である撮影部位及びＳＩＤ等に応じて、操作者により操作部３７を介して入力される。なお、要求照射領域は、外部のコンピュータにおいて入力され、そのコンピュータから制御装置３０に送信されてもよい。
　第１の制御量αは、上記（１）式～（３）式を満たす値に設定される。本実施形態では、上記（１）式～（３）式を満たし、かつ照射野Ｆが最大となる値に設定される。
　一例として図９に示すように、第２の制御量βは、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合における照射野Ｆを要求照射領域よりも外側に広げる量である。本実施形態では、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合において、照射野Ｆが要求照射領域に一致するように照射野限定器１４を制御した位置から、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄをそれぞれ外側に移動させる量が第２の制御量βとされる。これにより、照射野Ｆは、要求照射領域よりも第２の制御量βに応じた分だけ外側に広がる。第２の制御量βは、上記（１）式～（３）式を満たし、かつ第１の制御量αよりも大きい値に設定される。第２の制御量βは、例えば、放射線画像の要求照射領域に対応する被写体部分に、前述した外縁部分に発生するぼけ領域が重複しないように、マージンを加味した値に設定される。なお、例えば、第２の制御量βに従って広げられた照射野Ｆの面積が、第１の制御量αによって広げられた照射野Ｆの面積以下となるように、第２の制御量βが設定されてもよい。この場合も、上記（１）式～（３）式を満たすこととなる。
　また、放射線画像の外縁部分に発生するぼけ領域の広さは各辺において一定の広さであるとは限らない。一例として図１０に示すように、図１０における右側の外縁部分の方が左側の外縁部分よりもぼけ領域が広い場合もある。図１０における灰色の矩形は放射線画像を表している。また、図１０における２つのグラフは、横軸が、図１０における放射線画像の左端を基準とした画素位置を表し、縦軸が、横軸の画素位置の列における画素値の平均値を表している。図１０のグラフにおける画素値の変動が緩やかなほどぼけ領域が広いことを表している。
　図１０では、放射線画像の右側に相当する画素値が減少している部分の画素数ｎ２が、放射線画像の左側に相当する画素値が上昇している部分の画素数ｎ１よりも多い。すなわち、図１０では、放射線画像における右側の外縁部分の方が左側の外縁部分よりもぼけ領域が広いことを表している。具体的な一例としては、放射線源１２の陽極１２Ｂを検出面１７の平面の方向に対して検出面１７側に傾けたうえで放射線Ｒを照射した場合、放射線画像の陰極１２Ａ側の外縁部分のぼけ領域が陽極１２Ｂ側の外縁部分のぼけ領域よりも広くなる。そこで、第１の制御量α及び第２の制御量βを、検出面１７の各辺に対応して設定してもよい。この場合、例えば、ぼけ領域が相対的に広い方の辺に対応する第１の制御量α及び第２の制御量βが、ぼけ領域が相対的に狭い方の辺に対応する第１の制御量α及び第２の制御量βよりも大きい値に設定される。
　次に、図１１を参照して、本実施形態に係る制御装置３０の機能的な構成について説明する。図１１に示すように、制御装置３０は、受付部５０、照射野制御部５１、撮影制御部５２、取得部５３、画像処理部５４、表示制御部５５、及び解析部５６を含む。ＣＰＵ３１が制御プログラム４０を実行することにより、受付部５０、照射野制御部５１、撮影制御部５２、取得部５３、画像処理部５４、表示制御部５５、及び解析部５６として機能する。
　受付部５０は、操作者により操作部３７を介して入力された要求照射領域、放射線源１２に印加する管電圧、及び放射線Ｒの照射期間等を含む撮影条件を受け付ける。
　照射野制御部５１は、記憶部３３から制御量情報４２を取得する。また、照射野制御部５１は、受付部５０により受け付けられた要求照射領域が最大検出領域である場合、移動機構１４Ｅを制御し、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄを、照射野Ｆが要求照射領域に一致する位置から、制御量情報４２に含まれる第１の制御量αの分だけ外側に移動させる。また、照射野制御部５１は、受付部５０により受け付けられた要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合、移動機構１４Ｅを制御し、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄを、照射野Ｆが要求照射領域に一致する位置から、制御量情報４２に含まれる第２の制御量βの分だけ外側に移動させる。
　撮影制御部５２は、受付部５０により受け付けられた撮影条件に従って放射線源１２を制御することによって、放射線画像の撮影を行う。
　取得部５３は、撮影制御部５２による制御によって撮影された放射線画像を示す放射線画像データを放射線検出器３８から取得する。
　画像処理部５４は、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合、取得部５３により取得された、第２の制御量βに従って得られた放射線画像における要求照射領域よりも外側の部分を、予め設定された色に塗りつぶす画像処理を行う。具体的な一例として、取得部５３により取得された放射線画像データが示す放射線画像が図１２に示す画像である場合について説明する。図１２の例では、最も外側の黒く塗りつぶされた矩形が、ディスプレイ３６における要求照射領域が最大検出領域である場合の放射線画像の表示領域を表す。また、図１２の例では、一点鎖線の矩形が、取得部５３により取得された放射線画像データが示す放射線画像を表す。また、図１２の例では、濃い灰色の部分が外縁部分のぼけ領域を表し、薄い灰色の部分が外縁部分のぼけ領域を除く部分を表す。また、図１２の例では、破線の矩形が要求照射領域に対応する部分を表す。
　図１３に示すように、画像処理部５４は、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合、放射線画像における要求照射領域よりも外側の部分を、背景色である黒色に塗りつぶす画像処理を行う。図１３に示すように、この画像処理により、図１２における濃い灰色の部分、及び薄い灰色の部分のうちの破線の矩形よりも外側の部分が、背景色と同一色となる。これにより、医師等の診断者が注目する被写体部分が見易くなる。なお、画像処理部５４は、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合、第２の制御量βに従って得られた放射線画像における要求照射領域に相当する部分を残し、他の部分を除去するようにトリミングする画像処理を行ってもよい。
　表示制御部５５は、要求照射領域が最大検出領域である場合、取得部５３により取得された放射線画像データが示す放射線画像をディスプレイ３６に表示する制御を行う。また、表示制御部５５は、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合、画像処理部５４による画像処理を経た放射線画像をディスプレイ３６に表示する制御を行う。
　一例として図１４に示すように、解析部５６は、放射線Ｒの線量を制御する際の画像解析の対象とする領域を、取得部５３により取得された、第１の制御量α又は第２の制御量βに従って得られた放射線画像に対して所定量γの分だけ内側に設定する。図１４の例では、実線の矩形が放射線画像を示し、破線の矩形が画像解析の対象とする領域を示す。この所定量γは、外縁部分のぼけ領域が含まれない値としてマージンを加味した値に設定される。このように、放射線Ｒの線量を制御する際の画像解析の対象とする領域を放射線画像に対して所定量γの分だけ内側に設定することによって、画像解析の対象とする領域にぼけ領域が含まれる可能性が低くなる。従って、放射線Ｒの線量を精度良く制御することができる。
　なお、前述したように、放射線画像の陰極１２Ａ側の外縁部分のぼけ領域が陽極１２Ｂ側の外縁部分のぼけ領域よりも広くなる場合がある。そこで、所定量γは、矩形状の放射線画像の各辺に対応して設定されてもよい。この場合、例えば、ぼけ領域が相対的に広い方の辺に対応する所定量γが、ぼけ領域が相対的に狭い方の辺に対応する所定量γよりも大きい値に設定される。
　また、例えば、第１の制御量αに従って得られた放射線画像の所定量γを、第２の制御量βに従って得られた放射線画像の所定量γよりも小さくしてもよい。第１の制御量αに従って得られた放射線画像とは、要求照射領域が最大検出領域である場合に取得部５３により取得された放射線画像データが示す放射線画像を意味する。また、第２の制御量βに従って得られた放射線画像とは、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合に取得部５３により取得された放射線画像データが示す放射線画像を意味する。
　そして、解析部５６は、放射線画像における設定した領域の部分に対して、放射線Ｒの線量を制御するための画像解析を行う。この画像解析の例としては、濃度ヒストグラムを生成する処理が挙げられる。例えば、濃度ヒストグラムによって放射線画像が想定よりも暗いと判定された場合、動画撮影における次のフレームでの放射線画像の撮影の際に、直前よりも放射線Ｒの線量が多くなるように、放射線源１２が制御される。
　次に、図１５を参照して、本実施形態に係る制御装置３０の作用を説明する。ＣＰＵ３１が制御プログラム４０を実行することによって、図１５に示す放射線画像撮影処理が実行される。図１５に示す放射線画像撮影処理は、例えば、放射線画像の撮影開始の指示が制御装置３０に入力された場合に実行される。本実施形態では、この指示とともに、要求照射領域、放射線源１２に印加する管電圧、及び放射線Ｒの照射期間等を含む撮影条件も入力されるものとする。
　図１５のステップＳ１０で、受付部５０は、操作者により操作部３７を介して入力された要求照射領域、放射線源１２に印加する管電圧、及び放射線Ｒの照射期間等を含む撮影条件を受け付ける。ステップＳ１２で、照射野制御部５１は、ステップＳ１０で受け付けられた要求照射領域が最大検出領域であるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合、処理はステップＳ１４に移行する。
　ステップＳ１４で、照射野制御部５１は、記憶部３３から制御量情報４２に含まれる第１の制御量αを取得する。そして、照射野制御部５１は、移動機構１４Ｅを制御し、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄを、照射野Ｆが要求照射領域に一致する位置から、第１の制御量αの分だけ外側に移動させる。ステップＳ１６の処理が終了すると、処理はステップＳ２２に移行する。
　一方、ステップＳ１０で受け付けられた要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合、ステップＳ１２の判定が否定判定となり、処理はステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８で、照射野制御部５１は、記憶部３３から制御量情報４２に含まれる第２の制御量βを取得する。そして、照射野制御部５１は、移動機構１４Ｅを制御し、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄを、照射野Ｆが要求照射領域に一致する位置から、制御量情報４２に含まれる第２の制御量βの分だけ外側に移動させる。ステップＳ２０の処理が終了すると、処理はステップＳ２２に移行する。
　ステップＳ２２で、撮影制御部５２は、ステップＳ１０で受け付けられた撮影条件に従って放射線源１２を制御することによって、放射線画像の撮影を行う。ステップＳ２４で、取得部５３は、ステップＳ２２による制御によって撮影された放射線画像を示す放射線画像データを放射線検出器３８から取得する。
　ステップＳ２６で、画像処理部５４は、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄの制御量が第１の制御量αであるか否か、すなわち、要求照射領域が最大検出領域であるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合、処理はステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８で、表示制御部５５は、取得部５３により取得された放射線画像データが示す放射線画像をディスプレイ３６に表示する制御を行う。ステップＳ２８の処理が終了すると、処理はステップＳ３４に移行する。
　一方、遮蔽板１４Ａ～１４Ｄの制御量が第２の制御量βである場合、すなわち、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合、ステップＳ２６の判定が否定判定となり、処理はステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０で、画像処理部５４は、ステップＳ２４で取得された放射線画像データが示す放射線画像における要求照射領域よりも外側の部分を、予め設定された色に塗りつぶす画像処理を行う。ステップＳ３２で、表示制御部５５は、ステップＳ３０による画像処理を経た放射線画像をディスプレイ３６に表示する制御を行う。ステップＳ３２の処理が終了すると、処理はステップＳ３４に移行する。
　ステップＳ３４で、解析部５６は、放射線Ｒの線量を制御する際の画像解析の対象とする領域を、ステップＳ２４で取得された放射線画像データが示す放射線画像に対して所定量γの分だけ内側に設定する。ステップＳ３６で、解析部５６は、放射線画像におけるステップＳ３４で設定した領域の部分に対して、放射線Ｒの線量を制御するための画像解析を行う。前述したように、ステップＳ３６での画像解析の結果は、動画撮影における次のフレームでのステップＳ２２における放射線Ｒの線量制御に用いられる。ステップＳ３６の処理が終了すると、放射線画像撮影処理が終了する。
　なお、ステップＳ３４及びステップＳ３６の処理は、ステップＳ２６～ステップＳ３２の処理よりも前に実行されてもよいし、ステップＳ２６～ステップＳ３２の処理と並列に実行されてもよい。
　以上説明したように、本実施形態によれば、要求照射領域が最大検出領域よりも内側である場合、要求照射領域が最大検出領域である場合よりも、放射線画像の外縁部分のぼけ領域が要求照射領域よりも外側に位置する。従って、放射線画像における要求照射領域に含まれる被写体部分の画質の低下を抑制することができる。
　なお、上記実施形態では、放射線画像を撮影する医用画像撮影装置の一例として、Ｃアームを有する移動型の放射線画像撮影装置を適用した形態について説明したが、医用画像撮影装置は上記実施形態の例に限定されない。例えば、医用画像撮影装置は、放射線照射部１０を有する移動型のモバイルカートと、いわゆる電子カセッテである放射線検出器３８とを組み合わせて用いる形態であってもよい。また、例えば、操作者が携帯して移動させる携帯型の医用画像撮影装置であってもよい。また、移動型の医用画像撮影装置に限定されず、据え置き型の医用画像撮影装置であってもよい。
　また、上記実施形態において、照射野制御部５１は、最大検出領域と要求照射領域との差が、第１の制御量αによって照射野Ｆが要求照射領域よりも外側に広げられる量未満である場合、第１の制御量αと第２の制御量βとを同じ量にしてもよい。この場合、最大検出領域と要求照射領域との差が比較的小さい場合、第１の制御量αと第２の制御量βとが同じ量になるため、第２の制御量βによって広げられた照射野Ｆも上記（１）式～（３）式を満たすこととなる。ここでいう最大検出領域と要求照射領域との差とは、一例として図１６のＤ１で示されるように、それぞれ矩形状の最大検出領域と要求照射領域との対応する辺同士の距離を表す値を意味する。図１６の例では、実線の矩形が最大検出領域を表し、破線の矩形が要求照射領域を表している。
　また、上記実施形態において、例えば、受付部５０、照射野制御部５１、撮影制御部５２、取得部５３、画像処理部５４、表示制御部５５、及び解析部５６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としては、次に示す各種のプロセッサ（processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、前述したように、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ＣＰＵに加えて、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プログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：PLD）、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専用電気回路等が含まれる。
　１つの処理部は、これらの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わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）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、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、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（System on Chip：SoC）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（Integrated Circuit）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の１つ以上を用いて構成される。
　更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。
　また、上記実施形態では、制御プログラム４０が記憶部３３に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。制御プログラム４０は、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、制御プログラム４０は、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
　２０２１年１０月２１日に出願された日本国特許出願２０２１－１７２３８４号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (10)

  1. 　少なくとも一つのプロセッサを備え、かつ放射線検出器に対して照射する放射線の照射野を制御する制御装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　放射線画像の撮影の際に要求される放射線の照射領域である要求照射領域が、前記放射線検出器が検出可能な最大領域である場合における前記照射野を前記要求照射領域よりも外側に広げる量である第１の制御量を、前記要求照射領域が前記最大領域よりも内側である場合における前記照射野を前記要求照射領域よりも外側に広げる量である第２の制御量よりも小さくする
    　制御装置。
  2. 　前記プロセッサは、
    　前記最大領域と前記要求照射領域との差が、前記第１の制御量によって前記照射野が前記要求照射領域よりも外側に広げられる量未満である場合、前記第１の制御量と前記第２の制御量とを同じ量にする
    　請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記第２の制御量に従って広げられた前記照射野の面積は、前記第１の制御量によって広げられた前記照射野の面積以下である
    　請求項１に記載の制御装置。
  4. 　前記放射線検出器の放射線の検出面は、矩形状であり、
    　前記第１の制御量及び前記第２の制御量は、前記検出面の各辺に対応して設定される
    　請求項１から請求項３の何れか１項に記載の制御装置。
  5. 　前記プロセッサは、
    　前記放射線の線量を制御する際の画像解析の対象とする領域を、前記第１の制御量又は前記第２の制御量に従って得られた放射線画像に対して所定量内側に設定する
    　請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御装置。
  6. 　前記放射線画像は、矩形状であり、
    　前記所定量は、前記放射線画像の各辺に対応して設定される
    　請求項５に記載の制御装置。
  7. 　前記プロセッサは、
    　前記第１の制御量に従って得られた放射線画像の前記所定量を、前記第２の制御量に従って得られた放射線画像の前記所定量よりも小さくする
    　請求項５又は請求項６に記載の制御装置。
  8. 　前記プロセッサは、
    　前記要求照射領域が前記最大領域よりも内側である場合、前記第２の制御量に従って得られた放射線画像における前記要求照射領域よりも外側の部分を、予め設定された色に塗りつぶす画像処理を行い、
    　前記画像処理を経た放射線画像をディスプレイに表示する制御を行う
    　請求項１から請求項７の何れか１項に記載の制御装置。
  9. 　少なくとも一つのプロセッサを備え、かつ放射線検出器に対して照射する放射線の照射野を制御する制御装置の前記プロセッサが実行する制御方法であって、
    　放射線画像の撮影の際に要求される放射線の照射領域である要求照射領域が、前記放射線検出器が検出可能な最大領域である場合における前記照射野を前記要求照射領域よりも外側に広げる量である第１の制御量を、前記要求照射領域が前記最大領域よりも内側である場合における前記照射野を前記要求照射領域よりも外側に広げる量である第２の制御量よりも小さくする
    　制御方法。
  10. 　少なくとも一つのプロセッサを備え、かつ放射線検出器に対して照射する放射線の照射野を制御する制御装置の前記プロセッサに実行させるための制御プログラムであって、
    　放射線画像の撮影の際に要求される放射線の照射領域である要求照射領域が、前記放射線検出器が検出可能な最大領域である場合における前記照射野を前記要求照射領域よりも外側に広げる量である第１の制御量を、前記要求照射領域が前記最大領域よりも内側である場合における前記照射野を前記要求照射領域よりも外側に広げる量である第２の制御量よりも小さくする
    　制御プログラム。
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