放射線被曝量取得装置および方法並びにプログラム
【課題】造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影する場合においても、より正確な被写体の放射線被曝量を取得する。
【解決手段】造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器１２により検出されたフレーム毎の放射線画像信号の集合である放射線動画信号に基づいて、放射線被曝量取得装置４０において上記連続的な放射線撮影による被写体の放射線被曝量を取得する際、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を行う。
【解決手段】造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器１２により検出されたフレーム毎の放射線画像信号の集合である放射線動画信号に基づいて、放射線被曝量取得装置４０において上記連続的な放射線撮影による被写体の放射線被曝量を取得する際、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することにより取得されたフレーム毎の放射線画像信号の集合である放射線動画信号に基づいて、被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得装置および方法並びにプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線撮影を行う医療現場において、放射線撮影による患者の被曝量を管理することが重要視されている。放射線撮影による患者の被曝とガンなどの疾患などとの関連が注目されているため、放射線撮影による患者の被曝量を保存し、患者が累積的に受ける放射線被曝量を把握して管理することが要求されている。
【０００３】
そして、放射線撮影によって患者が受ける放射線被曝量を計測する方法としては、例えば、放射線を射出する放射線源に面積線量計を設け、この線量計によって計測された値に基づいて患者が受ける放射線被曝量と取得する方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、このような方法を採用する場合、患者の被曝量を計測するための線量計を新たに設ける必要があり、コストアップになる問題がある。
【０００５】
そこで、上記のような線量計を設けるのではなく、患者の放射線画像を検出する放射線画像検出器によって検出された画像信号に基づいて患者の被曝量を取得することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３８７６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１においては、一般的な静止画撮影における患者の被曝量を取得することが提案されているが、実際の医療現場では、このような静止画撮影だけではなく、透視画像のような動画の撮影が行われる場合がある。
【０００８】
そして、このような透視画像の撮影においては、例えば血管などに造影剤を注入し、血管などの造影剤画像を撮影、観察する場合が考えられるが、このような場合にも単純に放射線画像検出器の画像信号に基づいて患者の被曝量を取得しようとすると、算出値が本来患者が被曝している量とは異なる懸念がある。すなわち、造影剤での放射線吸収により、放射線画像検出器への放射線到達量が減少するからである。
【０００９】
また、透視画像の撮影において造影剤が注入された場合、造影剤は一箇所に留まることなく患者の血管などを流れることになるので、透視画像の撮影による全てのフレームに造影剤の像が写り込むわけでなく、一部のフレームのみに造影剤が写り込むことになるので、その点も考慮して透視画像の撮影全体を通しての患者の被曝量を取得する必要がある。
【００１０】
さらには、一度体内に造影剤を注入すると、血液中で希釈された造影剤が体内でしばらく残留するため、一見すると画像中に造影剤が写っていないようであっても、希釈・拡散された造影剤が画像に全体的に映り込んで、画像全体の信号値が僅かに変動するおそれがある。従って、体内に造影剤を注入した後は、造影剤注入直後程ではないものの、やはり被曝量の算出値が本来患者が被曝している量とは異なる懸念がある。
【００１１】
なお、特許文献１には、透視画像の撮影全体を通しての被曝量の取得や、造影剤の写り込みや体内での造影剤の残留の影響なども考慮した被曝量の取得については一切提案されていない。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑み、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影する場合においても、より正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる放射線被曝量取得装置および方法並びにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の放射線被曝量取得装置は、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、連続的な放射線撮影による被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得部と、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定する造影剤フレーム特定部とを備え、放射線被曝量取得部が、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うものであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の放射線被曝量取得方法は、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、連続的な放射線撮影による被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得方法であって、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うことを特徴とする。
【００１５】
上記放射線被曝量取得装置および方法において、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正の方法については、特に限定はなく、どのような方法を用いてもよい。
【００１６】
また、「嵩上処理」とは、数値を大きくする処理であって、１より大きい係数を掛ける処理や、所定値を加算する処理等、どのような処理でもよい。
【００１７】
また、「所定期間」とは、連続的な放射線撮影により得られた全フレームのうち、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外の全フレームであってもよいし、造影剤フレームより後の有限の期間内のフレームであってもよい。
【００１８】
また、過去のデータから造影剤の被写体内での残留の影響により放射線被曝量がどの程度の量および期間少なく取得されるかについての情報、もしくは、被写体へ注入した造影剤の量を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて嵩上げする量および／または期間を決定するようにしてもよい。
【００１９】
また、放射線画像信号のＥ．Ｉ．（Exposure Index）に基づいて放射線被曝量を取得することが好ましいが、これ以外にも各フレーム内の信号値の平均値や、ヒストグラムを考慮して算出した値等、各フレーム内でどの程度放射線が検出されているかを判断するための指標となる値であればどのような値を用いてもよい。なお、Ｅ．Ｉ．に基づいて算出された値とは、Ｅ．Ｉ．そのものの値でもよいし、Ｅ．Ｉ．に何らかの補正を加えた値でもよい。
【００２０】
また、本発明による放射線被曝量取得方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の放射線被曝量取得装置および方法並びにプログラムによれば、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、連続的な放射線撮影による被写体の放射線被曝量を取得する際、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うようにしたので、造影剤フレームにおける誤差のみならず、造影剤フレームと特定されなくても被写体内における造影剤の残留の影響により画像信号値が変動してしまっているフレームにおける誤差まで考慮した、より正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる。
【００２２】
また、過去のデータから造影剤の被写体内での残留の影響により放射線被曝量がどの程度の量および期間少なく取得されるかについての情報、もしくは、被写体へ注入した造影剤の量を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて嵩上げする量および／または期間を決定するようにすれば、実際に即したより正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる。
【００２３】
また、放射線画像信号のＥ．Ｉ．（Exposure Index）に基づいて放射線被曝量を取得するようにすれば、実際の被写体の放射線被曝量を反映した値とすることができるので、さらに正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の放射線被曝量取得装置の一実施形態を用いた放射線画像撮影システム全体の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の放射線被曝量取得装置の一実施形態を用いた放射線画像撮影システムの作用を説明するためのフローチャート
【図３】放射線の照射タイミングと放射線画像検出器における電荷蓄積タイミングと造影剤の検出信号との関係を示すタイミングチャートと、フレーム毎の放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量を表すグラフとを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の放射線被曝量取得装置の一実施形態を用いた放射線画像撮影システムの一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の放射線画像撮影システム全体の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
本実施形態の放射線画像撮影システムは、図１に示すように、患者の透視画像（動画）を撮影する放射線画像撮影装置１０と、放射線画像撮影装置１０によって撮影された透視画像を表示する放射線画像表示装置２０と、患者の血管やリンパ管などに対して造影剤を注入する造影剤注入装置３０と、放射線画像撮影装置１０によって撮影された透視画像の画像信号に基づいて、患者の被曝量を取得する放射線被曝量取得装置４０と、放射線被曝量取得装置４０によって取得された患者毎の被曝量を記憶して管理する放射線被曝量管理装置５０と、放射線画像撮影システム全体の制御を行うシステム制御装置６０とを備えている。
【００２７】
放射線画像撮影装置１０は、図１に示すように、Ｘ線管球や絞りなどを備え、Ｘ線管球から射出されて絞りを透過した放射線を患者に照射する放射線照射部１１と、患者を透過した放射線を検出して患者の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器１２と、放射線画像検出器１２から出力された放射線画像信号を記憶する放射線画像記憶部１３と、放射線画像撮影装置１０全体を制御する制御部１４とを備えている。
【００２８】
放射線画像検出器１２は、放射線画像の記録と読出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生して蓄積することによって放射線画像の記録が行われる、いわゆる直接型の放射線画像検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷に変換して蓄積することによって放射線画像の記録が行われる、いわゆる間接型の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。また、上述したようにして電荷を蓄積することによって記録された放射線画像の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチがオン・オフされることによって放射線画像信号が読みだされる、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることができるが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。
【００２９】
そして、本実施形態の放射線画像撮影装置１０は、造影剤注入装置３０によって造影剤が注入される患者の透視画像（動画）の撮影を行うものであり、制御部１４は、この透視画像の撮影が行われるように放射線照射部１１と放射線画像検出器１２とを制御するものである。具体的には、制御部１４は、所定のフレームレートで放射線照射部１１から放射線を照射させるとともに、その放射線の照射によって放射線画像の記録と読出しが行われるように放射線画像検出器１２を制御するものである。そして、放射線画像検出器１２から出力されたフレーム毎の放射線画像信号を放射線画像記憶部１３に順次記憶するものである。さらに、本実施形態の制御部１４は、フレーム毎の放射線画像信号を放射線画像記憶部１３に記憶する際、そのフレーム毎の放射線画像信号内に造影剤の像を表す画像信号が含まれるか否かを示す情報を付加するものであるが、その作用については後で詳述する。
【００３０】
なお、放射線画像撮影装置１０の構成としては、患者を立位状態で撮影する構成でもよいし、患者を臥位状態で撮影する構成でもよい。また、患者を立位状態および臥位状態との両方で撮影可能な構成でもよい。
【００３１】
放射線画像表示装置２０は、放射線画像撮影装置１０の放射線画像記憶部１３から読み出されたフレーム毎の放射線画像信号に対して所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号に基づいてモニタに患者の透視画像を表示させるものである。
【００３２】
造影剤注入装置３０は、使用者による指示入力に基づいて、もしくは予め設定された造影剤注入開始タイミングに基づいて造影剤を患者の血管内などに自動的に注入するものである。具体的には、例えば注射器などから構成され、造影剤を患者の血管内などに注入する造影剤注入部３１と、造影剤注入部３１の造影剤注入動作を駆動する注入駆動部３２と、注入駆動部３２の動作などを制御する制御部３３と、造影剤注入装置３０から患者の血管内などへ造影剤が注入中であるか否かを検出する造影剤注入検出センサ部３４とを備えている。
【００３３】
注入駆動部３２は、例えば造影剤注入部３１の注射器のピストンを動かすものであり、空気圧やモータや油圧などの動力手段によって構成されるものである。
【００３４】
造影剤注入検出センサ部３４は、造影剤注入部３１から造影剤が吐出されたことを検出するセンサを有するものである。そして、造影剤注入検出センサ部３４は、その造影剤検出信号を放射線画像撮影装置１０の制御部１４に出力するものである。
【００３５】
放射線被曝量取得装置４０は、放射線画像撮影装置１０の放射線画像記憶部１３から読み出されたフレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像の画像信号を含むフレームの放射線画像信号を造影剤フレームとして特定する造影剤フレーム特定部４１と、放射線画像撮影装置１０の放射線画像記憶部１３から読み出されたフレーム毎の放射線画像信号の信号評価値に基づいて、患者の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得部４２とを備えている。なお、造影剤フレーム特定部４１と放射線被曝量取得部４２の作用については、後で詳述する。
【００３６】
放射線被曝量管理装置５０は、放射線被曝量取得装置４０において取得された患者の放射線被曝量を記憶し、患者毎の放射線被曝量を管理するものである。
【００３７】
システム制御装置６０は、上述した放射線画像撮影装置１０、放射線画像表示装置２０、造影剤注入装置３０、放射線被曝量取得装置４０および放射線被曝量管理装置５０に制御信号を出力してこれらの動作を制御するとともに、これらの装置間の信号の入出力の制御を行うものである。また、システム制御装置６０には入力部７０が設けられており、この入力部７０によって使用者による所定の指示入力や、撮影条件や患者のＩＤ情報などの入力が受け付けられる。入力部７０において受け付けられた入力情報は、システム制御装置６０によって必要に応じて各装置に出力される。
【００３８】
次に、本実施形態の放射線画像撮影システムの作用について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３９】
まず、放射線画像撮影装置１０に設けられた撮影台などの上に被写体である患者が設置され、患者のポジショニングが行われる（Ｓ１０）。
【００４０】
次に、使用者によって入力部７０を用いて撮影対象の患者のＩＤ情報と所定の撮影条件とが入力され、患者のＩＤ情報については放射線被曝量管理装置５０に登録され、撮影条件については放射線画像撮影装置１０の制御部１４に設定される（Ｓ１２）。なお、撮影条件としては、患者の撮影部位に対して適切な線量の放射線を照射するための管電圧、管電流、照射時間や、透視画像の撮影のフレームレートなどがある。透視画像の撮影のフレームレートとしては、例えば５ｆｐｓ〜６０ｆｐｓのフレームレートが設定される。
【００４１】
次に、使用者によって入力部７０を用いて患者の透視画像の撮影の開始指示が入力され、この入力に応じてシステム制御装置６０から放射線画像撮影装置１０に対して透視画像の撮影を行うよう制御信号が出力され、放射線画像撮影装置１０は、入力された制御信号に応じて透視画像の撮影を開始する（Ｓ１４）。
【００４２】
具体的には、入力された撮影条件に基づいて放射線照射部１１のＸ線管球が制御され、所定の線量の放射線が所定のフレームレートで間欠的に患者に向けて照射される。
【００４３】
そして、患者を透過した放射線は放射線画像検出器１２に照射され、放射線画像検出器１２において光電変換されて電荷信号として蓄積される。
【００４４】
そして、各フレームの放射線の照射が終了する毎に、放射線画像検出器１２に蓄積された電荷信号は制御部１４によって読み出され、Ａ／Ｄ変換器（図示省略）によってデジタル信号に変換された後、放射線画像記憶部１３に記憶される。
【００４５】
図３は、放射線照射部１１のＸ線管球からの放射線の照射タイミングと放射線画像検出器１２における電荷蓄積タイミングとを示すタイミングチャートである。なお、放射線画像検出器１２の電荷の蓄積が行われていない期間（蓄積ＯＦＦの期間）は、放射線画像検出器１２からの電荷信号の読出期間である。
【００４６】
上記のようにしてＸ線管球による放射線の照射と放射線画像検出器１２における放射線画像の記録および読出しとが所定のフレームレートで繰り返して行われることによって、放射線画像記憶部１３にフレーム毎の放射線画像信号が順次記憶される。
【００４７】
そして、放射線画像記憶部１３に記憶されたフレーム毎の放射線画像信号は順次読み出されて放射線画像表示装置２０に出力される。放射線画像表示装置２０は、入力されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて表示制御信号を順次生成し、その表示制御信号をモニタに順次出力して患者の透視画像を動画としてモニタに表示させる（Ｓ１６）。なお、放射線画像記憶部１３に記憶されたフレーム毎の放射線画像信号は、読み出された後も消去されることなく放射線画像記憶部１３に残っているものとする。
【００４８】
ここで、上述したように透視画像の撮影および表示を行っている間において、使用者が血管などの造影剤画像を観察したいと考えた場合には、入力部７０を用いて造影剤注入指示が入力される（Ｓ１８）。
【００４９】
入力部７０において造影剤注入指示が入力されると、システム制御装置６０から造影剤注入装置３０に制御信号が出力される。造影剤注入装置３０は、入力された制御信号に基づいて造影剤の注入を開始する。具体的には、注入駆動部３２によって造影剤注入部３１が駆動されて造影剤注入部３１から所定量の造影剤が吐出される。
【００５０】
そして、このとき造影剤注入装置３０に設けられた造影剤注入検出センサ部３４によって造影剤が吐出されたことが検出され、その検出信号は放射線画像撮影装置１０の制御部１４に出力される（Ｓ２０）。放射線画像撮影装置１０の制御部１４は、上記造影剤検出信号が入力されると、その造影剤検出信号が入力されている間に撮影されたフレームの放射線画像信号に対して、造影剤の像を表す画像信号を含むものであることを示す情報（以下、造影剤フレーム情報という）をヘッダー情報として付加し、その放射線画像信号をヘッダー情報とともに放射線画像記憶部１３に記憶する（Ｓ２２）。より具体的には、図３に示すようなタイミングで造影剤検出信号が放射線画像撮影装置１０に入力された場合には、造影剤注入中に撮影されたフレームＦ１とフレームＦ２の放射線画像信号に対して造影剤フレーム情報が付加されて放射線画像記憶部１３に記憶される。
【００５１】
そして、造影剤注入中に撮影された放射線画像信号についても放射線画像記憶部１３から読み出されて放射線画像表示装置２０に順次出力され、放射線画像表示装置２０は、入力された放射線画像信号に基づいて表示制御信号を順次生成し、その表示制御信号に基づいてモニタに造影剤画像を含む放射線画像を表示する。
【００５２】
次いで、造影剤注入装置３０から所定量の造影剤の吐出が終了し、造影剤注入検出センサ部３４において造影剤検出信号が検出されなくなった後は、撮影された放射線画像信号に対して造影剤フレーム情報が付加されることなく放射線画像記憶部１３に記憶され、上記と同様にして放射線画像記憶部１３からフレーム毎の放射線画像信号が読み出され、放射線画像表示装置２０において透視画像が表示される。
【００５３】
そして、使用者によって入力部７０を用いて透視画像の撮影終了指示が入力されると、システム制御装置６０は、透視画像の撮影を終了するように放射線画像撮影装置１０に制御信号を出力し、放射線画像撮影装置１０は、入力された制御信号に応じて透視画像の撮影を終了する（Ｓ２６）。
【００５４】
次に、上述したような透視画像の撮影が終了すると、システム制御装置６０は放射線画像撮影装置１０の放射線画像記憶部１３に記憶された全フレームの放射線画像信号を読み出し、放射線被曝量取得装置４０に入力させる。
【００５５】
そして、まず、造影剤フレーム特定部４１が、全フレームの放射線画像信号の中から造影剤フレーム情報が付加されたフレームの放射線画像信号を特定し、そのフレームを造影剤フレームとして特定する（Ｓ２８）。
【００５６】
次に、放射線被曝量取得部４２において、各フレームの放射線画像信号に基づいて、透視画像の各フレームの撮影中に患者が受けた放射線被曝量を算出する（Ｓ３０）。具体的には、本実施形態においては、まず、各フレームの放射線画像信号に基づいてＥ．Ｉ．（Exposure Index）を信号評価値として算出し、このＥ．Ｉ．に基づいて放射線被曝量を取得する。
【００５７】
このＥ．Ｉ．の算出方法については、まず、各フレームの放射線画像内に、所定の計算領域を設定する。この計算領域としては、例えば放射線画像の全領域や、使用者が任意に設定した領域や、撮影部位の情報に基づいて規定された領域や、放射線画像の中心から画像サイズの１０％の範囲の領域などを採用することができる。または、例えば放射線画像のヒストグラムに基づいて求められる、いわゆる素抜け領域を除く領域や、放射線画像の中心濃度から全濃度幅の９０％の領域などを採用することができる。もしくは、上述した条件を組み合わせて特定の計算領域を設定するようにしてもよい。
【００５８】
次に、上記で設定した計算領域の代表値Ｖを算出する。代表値Ｖとしては、放射線画像の濃度値そのものや、濃度値そのものに対して、全濃度値の平均値、中央値、最頻値またはトリム平均値を加味した統計的特徴値などを採用することができる。そして、この代表値Ｖに基づいて、下式によりフレーム毎のＥ．Ｉ．を算出する。
Ｅ．Ｉ．＝ Ｃ０ × ｇ（Ｖ）
ｇ（Ｖ）：逆校正関数
Ｃ０：１００・Ｇｙ（定数）
【００５９】
なお、ｇ（Ｖ）は、ＲＱＡ５の線質にて得られる放射線画像に基づいて規定される関数である。代表値Ｖは、放射線画像検出器におけるシンチレータの違いなどに起因する感度の違いや、上述した計算領域の設定方法または代表値Ｖの算出方法の違いによってその大きさが異なるものとなるが、ｇ（Ｖ）はその違いを正規化する関数である。つまり、いかなる放射線画像検出器の種類であっても、ＲＱＡ５の線質で同一の線量を受けた場合、Ｅ．Ｉ．はほぼ同一の値となることになる。
【００６０】
上述したようにして、放射線被曝量取得部４２において、各フレームの放射線画像信号に基づいて算出されたＥ．Ｉ．を用いて、各フレームの撮影中に患者が受けた放射線被曝量を取得する。なお、Ｅ．Ｉ．を用いて放射線被曝量を取得する方法としては、例えば、これらの関係を規定した関数や、ルックアップテーブルなどを予め設定しておくようにすればよい。
【００６１】
図３の一番下のグラフは、上述したようにして取得されたフレーム毎の放射線被曝量を線で結んだものである。なお、図３のグラフの横軸は、撮影開始から何枚目のフレームであるかを示すものである。また、グラフの形状については、変化の特性を明示するために、実際の変化量よりも誇張して示している。
【００６２】
ここで、上述したように透視画像の撮影の途中で造影剤を注入して造影剤画像を撮影した場合、患者に照射された放射線は放射線画像検出器１２に到達する前に造影剤によって吸収されるため、造影剤フレームの放射線画像信号に基づいて放射線被曝量を算出した場合、実際に患者が受けた放射線被曝量よりも小さい値となってしまう。具体的には、図３に示す造影剤フレームＦ１，Ｆ２の放射線画像信号に基づいて放射線被曝量を算出した場合、本来の数値（図３のグラフ中の一点鎖線で示す推定値）よりも小さい値となってしまう。
【００６３】
そこで、本実施形態においては、造影剤フレームの放射線被曝量については、造影剤フレームの直前の造影剤フレーム以外のフレームの放射線被曝量と造影剤フレームの直後の造影剤フレーム以外のフレームの放射線被曝量とを用いた直線補間により補正した値とする。具体的には、図３のグラフに示すように、造影剤画像を含むフレームＦ１，Ｆ２の直前と直後に撮影されたフレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量を用いて直線補間を行い、この直線上における造影剤フレームＦ１，Ｆ２の撮影タイミングの時点の放射線被曝量を取得することによって、造影剤フレームＦ１，Ｆ２が撮影されている間の患者の放射線被曝量を取得する。
また、造影剤フレームＦ１，Ｆ２より後の造影剤フレーム以外のフレームでは、造影剤フレームと特定されなくても体内における造影剤の残留の影響により画像全体の信号値が僅かに変動し、造影剤フレーム程ではないものの造影剤フレームと同様の理由により本来の数値（図３のグラフ中の一点鎖線で示す推定値）よりも小さい値となってしまうため、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を行う。
【００６４】
なお、この嵩上処理の量および期間については、過去のデータから造影剤の残留の影響により放射線被曝量がどの程度の量および期間少なく取得されるかについての情報を予め取得しておき、この情報に基づいて嵩上処理の量および期間を決定したり、造影剤注入装置３０から被写体へ注入した造影剤の量を示す情報を取得し、この情報に基づいて嵩上処理の量および期間を決定する等、どのような方法で決定してもよい。
【００６５】
また、嵩上処理の方法についても、取得した放射線被曝量に対して、予め設定された所定の放射線被曝量を加算することによって嵩上げするようにしてもよいし、予め設定された１より大きい所定の係数を掛け合わせることによって嵩上げするようにする等、どのような方法でもよい。
【００６６】
そして、放射線被曝量取得部４２は、全フレームの放射線被曝量を加算することによって連続的な放射線撮影全体を通しての被写体の総放射線被曝量を算出する。
【００６７】
放射線被曝量取得部４２において取得された総放射線被曝量は放射線被曝量管理装置５０に入力され、放射線被曝量管理装置５０は、予め設定入力された患者のＩＤ情報とともに総放射線被曝量を登録する（Ｓ３２）。そして、放射線被曝量管理装置５０は、登録した総放射線被曝量を患者のＩＤ情報とともに必要に応じて表示したり、また、所定の患者について過去からの累積総放射線被曝量を算出し、その値が予め設定された規定値よりも大きくなった場合に警告メッセージを表示したりする。
【００６８】
本実施形態の放射線画像撮影システムによれば、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の画像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うようにしたので、造影剤フレームにおける誤差のみならず、造影剤フレームと特定されなくても被写体内における造影剤の残留の影響により画像信号値が変動してしまっているフレームにおける誤差まで考慮した、より正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば造影剤フレームの特定については、上述の造影剤注入検出センサを用いた特定以外にも、造影剤注入時刻取得部を設け、この造影剤注入時刻取得部によって造影剤の注入が開始された時刻と造影剤の注入が終了した時刻とを取得し、この時刻情報に基づいて造影剤フレームの特定を行うようにしてもよいし、これらのようなセンサを用いずに各フレームの信号評価値が造影剤フレーム以外のフレームの信号評価値とは異なる所定の範囲の値である場合に造影剤フレームと特定するようにする等、どのような方法を用いてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態の放射線画像撮影システムにおいては、造影剤フレームの直前および直後のフレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量を直線補間することによって造影剤フレームが撮影されている間の患者の放射線被曝量を取得するようにしたが、このような方法に限らず、例えば直前または直後のフレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量をそのまま造影剤フレームが撮影されている間の患者の放射線被曝量として採用するようにしてもよいし、その他の造影剤フレーム以外のフレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量を採用するようにしてもよい。もしくは、造影剤フレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量に対して、予め設定された所定の放射線被曝量を加算することによって補正するようにしてもよいし、造影剤フレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量に対して、予め設定された１より大きい所定の係数を掛け合わせることによって補正する等、どのような方法を用いてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では放射線被曝量取得装置を独立した装置として構成しているが、放射線画像撮影装置などの他の装置の一部として組み込むなど、どのような態様としてもよい。具体的には、システム制御装置６０を含むコンソールに設けるようにしてもよいし、放射線画像撮影装置１０に設けるようにしてもよい。また、放射線画像検出器１２が可搬型の電子カセッテに収容されたものであり、その電子カセッテ内にＬＳＩ（Large Scale Integration）などの電子回路や、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）・ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのプログラマブルな電子回路などのハードウェアが設けられている場合には、そのようなハードウェアによって造影剤フレームの特定や放射線被曝量の取得を行わせるようにしてもよい。このような構成を採用することによってよりリアルタイム性を追求することができる。
【００７２】
これ以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 放射線画像撮影装置
１１ 放射線照射部
１２ 放射線画像検出器
１３ 放射線画像記憶部
１４ 制御部
２０ 放射線画像表示装置
３０ 造影剤注入装置
３１ 造影剤注入部
３２ 注入駆動部
３３ 制御部
３４ 造影剤注入検出センサ部
３５ 造影剤注入時刻取得部
４０ 放射線被曝量取得装置
４１ 造影剤フレーム特定部
４２ 放射線被曝量取得部
５０ 放射線被曝量管理装置
６０ システム制御装置
７０ 入力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することにより取得されたフレーム毎の放射線画像信号の集合である放射線動画信号に基づいて、被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得装置および方法並びにプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線撮影を行う医療現場において、放射線撮影による患者の被曝量を管理することが重要視されている。放射線撮影による患者の被曝とガンなどの疾患などとの関連が注目されているため、放射線撮影による患者の被曝量を保存し、患者が累積的に受ける放射線被曝量を把握して管理することが要求されている。
【０００３】
そして、放射線撮影によって患者が受ける放射線被曝量を計測する方法としては、例えば、放射線を射出する放射線源に面積線量計を設け、この線量計によって計測された値に基づいて患者が受ける放射線被曝量と取得する方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、このような方法を採用する場合、患者の被曝量を計測するための線量計を新たに設ける必要があり、コストアップになる問題がある。
【０００５】
そこで、上記のような線量計を設けるのではなく、患者の放射線画像を検出する放射線画像検出器によって検出された画像信号に基づいて患者の被曝量を取得することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３８７６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１においては、一般的な静止画撮影における患者の被曝量を取得することが提案されているが、実際の医療現場では、このような静止画撮影だけではなく、透視画像のような動画の撮影が行われる場合がある。
【０００８】
そして、このような透視画像の撮影においては、例えば血管などに造影剤を注入し、血管などの造影剤画像を撮影、観察する場合が考えられるが、このような場合にも単純に放射線画像検出器の画像信号に基づいて患者の被曝量を取得しようとすると、算出値が本来患者が被曝している量とは異なる懸念がある。すなわち、造影剤での放射線吸収により、放射線画像検出器への放射線到達量が減少するからである。
【０００９】
また、透視画像の撮影において造影剤が注入された場合、造影剤は一箇所に留まることなく患者の血管などを流れることになるので、透視画像の撮影による全てのフレームに造影剤の像が写り込むわけでなく、一部のフレームのみに造影剤が写り込むことになるので、その点も考慮して透視画像の撮影全体を通しての患者の被曝量を取得する必要がある。
【００１０】
さらには、一度体内に造影剤を注入すると、血液中で希釈された造影剤が体内でしばらく残留するため、一見すると画像中に造影剤が写っていないようであっても、希釈・拡散された造影剤が画像に全体的に映り込んで、画像全体の信号値が僅かに変動するおそれがある。従って、体内に造影剤を注入した後は、造影剤注入直後程ではないものの、やはり被曝量の算出値が本来患者が被曝している量とは異なる懸念がある。
【００１１】
なお、特許文献１には、透視画像の撮影全体を通しての被曝量の取得や、造影剤の写り込みや体内での造影剤の残留の影響なども考慮した被曝量の取得については一切提案されていない。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑み、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影する場合においても、より正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる放射線被曝量取得装置および方法並びにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の放射線被曝量取得装置は、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、連続的な放射線撮影による被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得部と、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定する造影剤フレーム特定部とを備え、放射線被曝量取得部が、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うものであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の放射線被曝量取得方法は、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、連続的な放射線撮影による被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得方法であって、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うことを特徴とする。
【００１５】
上記放射線被曝量取得装置および方法において、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正の方法については、特に限定はなく、どのような方法を用いてもよい。
【００１６】
また、「嵩上処理」とは、数値を大きくする処理であって、１より大きい係数を掛ける処理や、所定値を加算する処理等、どのような処理でもよい。
【００１７】
また、「所定期間」とは、連続的な放射線撮影により得られた全フレームのうち、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外の全フレームであってもよいし、造影剤フレームより後の有限の期間内のフレームであってもよい。
【００１８】
また、過去のデータから造影剤の被写体内での残留の影響により放射線被曝量がどの程度の量および期間少なく取得されるかについての情報、もしくは、被写体へ注入した造影剤の量を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて嵩上げする量および／または期間を決定するようにしてもよい。
【００１９】
また、放射線画像信号のＥ．Ｉ．（Exposure Index）に基づいて放射線被曝量を取得することが好ましいが、これ以外にも各フレーム内の信号値の平均値や、ヒストグラムを考慮して算出した値等、各フレーム内でどの程度放射線が検出されているかを判断するための指標となる値であればどのような値を用いてもよい。なお、Ｅ．Ｉ．に基づいて算出された値とは、Ｅ．Ｉ．そのものの値でもよいし、Ｅ．Ｉ．に何らかの補正を加えた値でもよい。
【００２０】
また、本発明による放射線被曝量取得方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の放射線被曝量取得装置および方法並びにプログラムによれば、造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、連続的な放射線撮影による被写体の放射線被曝量を取得する際、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うようにしたので、造影剤フレームにおける誤差のみならず、造影剤フレームと特定されなくても被写体内における造影剤の残留の影響により画像信号値が変動してしまっているフレームにおける誤差まで考慮した、より正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる。
【００２２】
また、過去のデータから造影剤の被写体内での残留の影響により放射線被曝量がどの程度の量および期間少なく取得されるかについての情報、もしくは、被写体へ注入した造影剤の量を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて嵩上げする量および／または期間を決定するようにすれば、実際に即したより正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる。
【００２３】
また、放射線画像信号のＥ．Ｉ．（Exposure Index）に基づいて放射線被曝量を取得するようにすれば、実際の被写体の放射線被曝量を反映した値とすることができるので、さらに正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の放射線被曝量取得装置の一実施形態を用いた放射線画像撮影システム全体の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の放射線被曝量取得装置の一実施形態を用いた放射線画像撮影システムの作用を説明するためのフローチャート
【図３】放射線の照射タイミングと放射線画像検出器における電荷蓄積タイミングと造影剤の検出信号との関係を示すタイミングチャートと、フレーム毎の放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量を表すグラフとを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の放射線被曝量取得装置の一実施形態を用いた放射線画像撮影システムの一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の放射線画像撮影システム全体の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
本実施形態の放射線画像撮影システムは、図１に示すように、患者の透視画像（動画）を撮影する放射線画像撮影装置１０と、放射線画像撮影装置１０によって撮影された透視画像を表示する放射線画像表示装置２０と、患者の血管やリンパ管などに対して造影剤を注入する造影剤注入装置３０と、放射線画像撮影装置１０によって撮影された透視画像の画像信号に基づいて、患者の被曝量を取得する放射線被曝量取得装置４０と、放射線被曝量取得装置４０によって取得された患者毎の被曝量を記憶して管理する放射線被曝量管理装置５０と、放射線画像撮影システム全体の制御を行うシステム制御装置６０とを備えている。
【００２７】
放射線画像撮影装置１０は、図１に示すように、Ｘ線管球や絞りなどを備え、Ｘ線管球から射出されて絞りを透過した放射線を患者に照射する放射線照射部１１と、患者を透過した放射線を検出して患者の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器１２と、放射線画像検出器１２から出力された放射線画像信号を記憶する放射線画像記憶部１３と、放射線画像撮影装置１０全体を制御する制御部１４とを備えている。
【００２８】
放射線画像検出器１２は、放射線画像の記録と読出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生して蓄積することによって放射線画像の記録が行われる、いわゆる直接型の放射線画像検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷に変換して蓄積することによって放射線画像の記録が行われる、いわゆる間接型の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。また、上述したようにして電荷を蓄積することによって記録された放射線画像の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチがオン・オフされることによって放射線画像信号が読みだされる、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることができるが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。
【００２９】
そして、本実施形態の放射線画像撮影装置１０は、造影剤注入装置３０によって造影剤が注入される患者の透視画像（動画）の撮影を行うものであり、制御部１４は、この透視画像の撮影が行われるように放射線照射部１１と放射線画像検出器１２とを制御するものである。具体的には、制御部１４は、所定のフレームレートで放射線照射部１１から放射線を照射させるとともに、その放射線の照射によって放射線画像の記録と読出しが行われるように放射線画像検出器１２を制御するものである。そして、放射線画像検出器１２から出力されたフレーム毎の放射線画像信号を放射線画像記憶部１３に順次記憶するものである。さらに、本実施形態の制御部１４は、フレーム毎の放射線画像信号を放射線画像記憶部１３に記憶する際、そのフレーム毎の放射線画像信号内に造影剤の像を表す画像信号が含まれるか否かを示す情報を付加するものであるが、その作用については後で詳述する。
【００３０】
なお、放射線画像撮影装置１０の構成としては、患者を立位状態で撮影する構成でもよいし、患者を臥位状態で撮影する構成でもよい。また、患者を立位状態および臥位状態との両方で撮影可能な構成でもよい。
【００３１】
放射線画像表示装置２０は、放射線画像撮影装置１０の放射線画像記憶部１３から読み出されたフレーム毎の放射線画像信号に対して所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号に基づいてモニタに患者の透視画像を表示させるものである。
【００３２】
造影剤注入装置３０は、使用者による指示入力に基づいて、もしくは予め設定された造影剤注入開始タイミングに基づいて造影剤を患者の血管内などに自動的に注入するものである。具体的には、例えば注射器などから構成され、造影剤を患者の血管内などに注入する造影剤注入部３１と、造影剤注入部３１の造影剤注入動作を駆動する注入駆動部３２と、注入駆動部３２の動作などを制御する制御部３３と、造影剤注入装置３０から患者の血管内などへ造影剤が注入中であるか否かを検出する造影剤注入検出センサ部３４とを備えている。
【００３３】
注入駆動部３２は、例えば造影剤注入部３１の注射器のピストンを動かすものであり、空気圧やモータや油圧などの動力手段によって構成されるものである。
【００３４】
造影剤注入検出センサ部３４は、造影剤注入部３１から造影剤が吐出されたことを検出するセンサを有するものである。そして、造影剤注入検出センサ部３４は、その造影剤検出信号を放射線画像撮影装置１０の制御部１４に出力するものである。
【００３５】
放射線被曝量取得装置４０は、放射線画像撮影装置１０の放射線画像記憶部１３から読み出されたフレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の像の画像信号を含むフレームの放射線画像信号を造影剤フレームとして特定する造影剤フレーム特定部４１と、放射線画像撮影装置１０の放射線画像記憶部１３から読み出されたフレーム毎の放射線画像信号の信号評価値に基づいて、患者の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得部４２とを備えている。なお、造影剤フレーム特定部４１と放射線被曝量取得部４２の作用については、後で詳述する。
【００３６】
放射線被曝量管理装置５０は、放射線被曝量取得装置４０において取得された患者の放射線被曝量を記憶し、患者毎の放射線被曝量を管理するものである。
【００３７】
システム制御装置６０は、上述した放射線画像撮影装置１０、放射線画像表示装置２０、造影剤注入装置３０、放射線被曝量取得装置４０および放射線被曝量管理装置５０に制御信号を出力してこれらの動作を制御するとともに、これらの装置間の信号の入出力の制御を行うものである。また、システム制御装置６０には入力部７０が設けられており、この入力部７０によって使用者による所定の指示入力や、撮影条件や患者のＩＤ情報などの入力が受け付けられる。入力部７０において受け付けられた入力情報は、システム制御装置６０によって必要に応じて各装置に出力される。
【００３８】
次に、本実施形態の放射線画像撮影システムの作用について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３９】
まず、放射線画像撮影装置１０に設けられた撮影台などの上に被写体である患者が設置され、患者のポジショニングが行われる（Ｓ１０）。
【００４０】
次に、使用者によって入力部７０を用いて撮影対象の患者のＩＤ情報と所定の撮影条件とが入力され、患者のＩＤ情報については放射線被曝量管理装置５０に登録され、撮影条件については放射線画像撮影装置１０の制御部１４に設定される（Ｓ１２）。なお、撮影条件としては、患者の撮影部位に対して適切な線量の放射線を照射するための管電圧、管電流、照射時間や、透視画像の撮影のフレームレートなどがある。透視画像の撮影のフレームレートとしては、例えば５ｆｐｓ〜６０ｆｐｓのフレームレートが設定される。
【００４１】
次に、使用者によって入力部７０を用いて患者の透視画像の撮影の開始指示が入力され、この入力に応じてシステム制御装置６０から放射線画像撮影装置１０に対して透視画像の撮影を行うよう制御信号が出力され、放射線画像撮影装置１０は、入力された制御信号に応じて透視画像の撮影を開始する（Ｓ１４）。
【００４２】
具体的には、入力された撮影条件に基づいて放射線照射部１１のＸ線管球が制御され、所定の線量の放射線が所定のフレームレートで間欠的に患者に向けて照射される。
【００４３】
そして、患者を透過した放射線は放射線画像検出器１２に照射され、放射線画像検出器１２において光電変換されて電荷信号として蓄積される。
【００４４】
そして、各フレームの放射線の照射が終了する毎に、放射線画像検出器１２に蓄積された電荷信号は制御部１４によって読み出され、Ａ／Ｄ変換器（図示省略）によってデジタル信号に変換された後、放射線画像記憶部１３に記憶される。
【００４５】
図３は、放射線照射部１１のＸ線管球からの放射線の照射タイミングと放射線画像検出器１２における電荷蓄積タイミングとを示すタイミングチャートである。なお、放射線画像検出器１２の電荷の蓄積が行われていない期間（蓄積ＯＦＦの期間）は、放射線画像検出器１２からの電荷信号の読出期間である。
【００４６】
上記のようにしてＸ線管球による放射線の照射と放射線画像検出器１２における放射線画像の記録および読出しとが所定のフレームレートで繰り返して行われることによって、放射線画像記憶部１３にフレーム毎の放射線画像信号が順次記憶される。
【００４７】
そして、放射線画像記憶部１３に記憶されたフレーム毎の放射線画像信号は順次読み出されて放射線画像表示装置２０に出力される。放射線画像表示装置２０は、入力されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて表示制御信号を順次生成し、その表示制御信号をモニタに順次出力して患者の透視画像を動画としてモニタに表示させる（Ｓ１６）。なお、放射線画像記憶部１３に記憶されたフレーム毎の放射線画像信号は、読み出された後も消去されることなく放射線画像記憶部１３に残っているものとする。
【００４８】
ここで、上述したように透視画像の撮影および表示を行っている間において、使用者が血管などの造影剤画像を観察したいと考えた場合には、入力部７０を用いて造影剤注入指示が入力される（Ｓ１８）。
【００４９】
入力部７０において造影剤注入指示が入力されると、システム制御装置６０から造影剤注入装置３０に制御信号が出力される。造影剤注入装置３０は、入力された制御信号に基づいて造影剤の注入を開始する。具体的には、注入駆動部３２によって造影剤注入部３１が駆動されて造影剤注入部３１から所定量の造影剤が吐出される。
【００５０】
そして、このとき造影剤注入装置３０に設けられた造影剤注入検出センサ部３４によって造影剤が吐出されたことが検出され、その検出信号は放射線画像撮影装置１０の制御部１４に出力される（Ｓ２０）。放射線画像撮影装置１０の制御部１４は、上記造影剤検出信号が入力されると、その造影剤検出信号が入力されている間に撮影されたフレームの放射線画像信号に対して、造影剤の像を表す画像信号を含むものであることを示す情報（以下、造影剤フレーム情報という）をヘッダー情報として付加し、その放射線画像信号をヘッダー情報とともに放射線画像記憶部１３に記憶する（Ｓ２２）。より具体的には、図３に示すようなタイミングで造影剤検出信号が放射線画像撮影装置１０に入力された場合には、造影剤注入中に撮影されたフレームＦ１とフレームＦ２の放射線画像信号に対して造影剤フレーム情報が付加されて放射線画像記憶部１３に記憶される。
【００５１】
そして、造影剤注入中に撮影された放射線画像信号についても放射線画像記憶部１３から読み出されて放射線画像表示装置２０に順次出力され、放射線画像表示装置２０は、入力された放射線画像信号に基づいて表示制御信号を順次生成し、その表示制御信号に基づいてモニタに造影剤画像を含む放射線画像を表示する。
【００５２】
次いで、造影剤注入装置３０から所定量の造影剤の吐出が終了し、造影剤注入検出センサ部３４において造影剤検出信号が検出されなくなった後は、撮影された放射線画像信号に対して造影剤フレーム情報が付加されることなく放射線画像記憶部１３に記憶され、上記と同様にして放射線画像記憶部１３からフレーム毎の放射線画像信号が読み出され、放射線画像表示装置２０において透視画像が表示される。
【００５３】
そして、使用者によって入力部７０を用いて透視画像の撮影終了指示が入力されると、システム制御装置６０は、透視画像の撮影を終了するように放射線画像撮影装置１０に制御信号を出力し、放射線画像撮影装置１０は、入力された制御信号に応じて透視画像の撮影を終了する（Ｓ２６）。
【００５４】
次に、上述したような透視画像の撮影が終了すると、システム制御装置６０は放射線画像撮影装置１０の放射線画像記憶部１３に記憶された全フレームの放射線画像信号を読み出し、放射線被曝量取得装置４０に入力させる。
【００５５】
そして、まず、造影剤フレーム特定部４１が、全フレームの放射線画像信号の中から造影剤フレーム情報が付加されたフレームの放射線画像信号を特定し、そのフレームを造影剤フレームとして特定する（Ｓ２８）。
【００５６】
次に、放射線被曝量取得部４２において、各フレームの放射線画像信号に基づいて、透視画像の各フレームの撮影中に患者が受けた放射線被曝量を算出する（Ｓ３０）。具体的には、本実施形態においては、まず、各フレームの放射線画像信号に基づいてＥ．Ｉ．（Exposure Index）を信号評価値として算出し、このＥ．Ｉ．に基づいて放射線被曝量を取得する。
【００５７】
このＥ．Ｉ．の算出方法については、まず、各フレームの放射線画像内に、所定の計算領域を設定する。この計算領域としては、例えば放射線画像の全領域や、使用者が任意に設定した領域や、撮影部位の情報に基づいて規定された領域や、放射線画像の中心から画像サイズの１０％の範囲の領域などを採用することができる。または、例えば放射線画像のヒストグラムに基づいて求められる、いわゆる素抜け領域を除く領域や、放射線画像の中心濃度から全濃度幅の９０％の領域などを採用することができる。もしくは、上述した条件を組み合わせて特定の計算領域を設定するようにしてもよい。
【００５８】
次に、上記で設定した計算領域の代表値Ｖを算出する。代表値Ｖとしては、放射線画像の濃度値そのものや、濃度値そのものに対して、全濃度値の平均値、中央値、最頻値またはトリム平均値を加味した統計的特徴値などを採用することができる。そして、この代表値Ｖに基づいて、下式によりフレーム毎のＥ．Ｉ．を算出する。
Ｅ．Ｉ．＝ Ｃ０ × ｇ（Ｖ）
ｇ（Ｖ）：逆校正関数
Ｃ０：１００・Ｇｙ（定数）
【００５９】
なお、ｇ（Ｖ）は、ＲＱＡ５の線質にて得られる放射線画像に基づいて規定される関数である。代表値Ｖは、放射線画像検出器におけるシンチレータの違いなどに起因する感度の違いや、上述した計算領域の設定方法または代表値Ｖの算出方法の違いによってその大きさが異なるものとなるが、ｇ（Ｖ）はその違いを正規化する関数である。つまり、いかなる放射線画像検出器の種類であっても、ＲＱＡ５の線質で同一の線量を受けた場合、Ｅ．Ｉ．はほぼ同一の値となることになる。
【００６０】
上述したようにして、放射線被曝量取得部４２において、各フレームの放射線画像信号に基づいて算出されたＥ．Ｉ．を用いて、各フレームの撮影中に患者が受けた放射線被曝量を取得する。なお、Ｅ．Ｉ．を用いて放射線被曝量を取得する方法としては、例えば、これらの関係を規定した関数や、ルックアップテーブルなどを予め設定しておくようにすればよい。
【００６１】
図３の一番下のグラフは、上述したようにして取得されたフレーム毎の放射線被曝量を線で結んだものである。なお、図３のグラフの横軸は、撮影開始から何枚目のフレームであるかを示すものである。また、グラフの形状については、変化の特性を明示するために、実際の変化量よりも誇張して示している。
【００６２】
ここで、上述したように透視画像の撮影の途中で造影剤を注入して造影剤画像を撮影した場合、患者に照射された放射線は放射線画像検出器１２に到達する前に造影剤によって吸収されるため、造影剤フレームの放射線画像信号に基づいて放射線被曝量を算出した場合、実際に患者が受けた放射線被曝量よりも小さい値となってしまう。具体的には、図３に示す造影剤フレームＦ１，Ｆ２の放射線画像信号に基づいて放射線被曝量を算出した場合、本来の数値（図３のグラフ中の一点鎖線で示す推定値）よりも小さい値となってしまう。
【００６３】
そこで、本実施形態においては、造影剤フレームの放射線被曝量については、造影剤フレームの直前の造影剤フレーム以外のフレームの放射線被曝量と造影剤フレームの直後の造影剤フレーム以外のフレームの放射線被曝量とを用いた直線補間により補正した値とする。具体的には、図３のグラフに示すように、造影剤画像を含むフレームＦ１，Ｆ２の直前と直後に撮影されたフレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量を用いて直線補間を行い、この直線上における造影剤フレームＦ１，Ｆ２の撮影タイミングの時点の放射線被曝量を取得することによって、造影剤フレームＦ１，Ｆ２が撮影されている間の患者の放射線被曝量を取得する。
また、造影剤フレームＦ１，Ｆ２より後の造影剤フレーム以外のフレームでは、造影剤フレームと特定されなくても体内における造影剤の残留の影響により画像全体の信号値が僅かに変動し、造影剤フレーム程ではないものの造影剤フレームと同様の理由により本来の数値（図３のグラフ中の一点鎖線で示す推定値）よりも小さい値となってしまうため、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を行う。
【００６４】
なお、この嵩上処理の量および期間については、過去のデータから造影剤の残留の影響により放射線被曝量がどの程度の量および期間少なく取得されるかについての情報を予め取得しておき、この情報に基づいて嵩上処理の量および期間を決定したり、造影剤注入装置３０から被写体へ注入した造影剤の量を示す情報を取得し、この情報に基づいて嵩上処理の量および期間を決定する等、どのような方法で決定してもよい。
【００６５】
また、嵩上処理の方法についても、取得した放射線被曝量に対して、予め設定された所定の放射線被曝量を加算することによって嵩上げするようにしてもよいし、予め設定された１より大きい所定の係数を掛け合わせることによって嵩上げするようにする等、どのような方法でもよい。
【００６６】
そして、放射線被曝量取得部４２は、全フレームの放射線被曝量を加算することによって連続的な放射線撮影全体を通しての被写体の総放射線被曝量を算出する。
【００６７】
放射線被曝量取得部４２において取得された総放射線被曝量は放射線被曝量管理装置５０に入力され、放射線被曝量管理装置５０は、予め設定入力された患者のＩＤ情報とともに総放射線被曝量を登録する（Ｓ３２）。そして、放射線被曝量管理装置５０は、登録した総放射線被曝量を患者のＩＤ情報とともに必要に応じて表示したり、また、所定の患者について過去からの累積総放射線被曝量を算出し、その値が予め設定された規定値よりも大きくなった場合に警告メッセージを表示したりする。
【００６８】
本実施形態の放射線画像撮影システムによれば、フレーム毎の放射線画像信号のうち、造影剤の画像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、造影剤フレームより後の造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うようにしたので、造影剤フレームにおける誤差のみならず、造影剤フレームと特定されなくても被写体内における造影剤の残留の影響により画像信号値が変動してしまっているフレームにおける誤差まで考慮した、より正確な被写体の放射線被曝量を取得することができる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば造影剤フレームの特定については、上述の造影剤注入検出センサを用いた特定以外にも、造影剤注入時刻取得部を設け、この造影剤注入時刻取得部によって造影剤の注入が開始された時刻と造影剤の注入が終了した時刻とを取得し、この時刻情報に基づいて造影剤フレームの特定を行うようにしてもよいし、これらのようなセンサを用いずに各フレームの信号評価値が造影剤フレーム以外のフレームの信号評価値とは異なる所定の範囲の値である場合に造影剤フレームと特定するようにする等、どのような方法を用いてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態の放射線画像撮影システムにおいては、造影剤フレームの直前および直後のフレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量を直線補間することによって造影剤フレームが撮影されている間の患者の放射線被曝量を取得するようにしたが、このような方法に限らず、例えば直前または直後のフレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量をそのまま造影剤フレームが撮影されている間の患者の放射線被曝量として採用するようにしてもよいし、その他の造影剤フレーム以外のフレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量を採用するようにしてもよい。もしくは、造影剤フレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量に対して、予め設定された所定の放射線被曝量を加算することによって補正するようにしてもよいし、造影剤フレームの放射線画像信号に基づいて算出された放射線被曝量に対して、予め設定された１より大きい所定の係数を掛け合わせることによって補正する等、どのような方法を用いてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では放射線被曝量取得装置を独立した装置として構成しているが、放射線画像撮影装置などの他の装置の一部として組み込むなど、どのような態様としてもよい。具体的には、システム制御装置６０を含むコンソールに設けるようにしてもよいし、放射線画像撮影装置１０に設けるようにしてもよい。また、放射線画像検出器１２が可搬型の電子カセッテに収容されたものであり、その電子カセッテ内にＬＳＩ（Large Scale Integration）などの電子回路や、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）・ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのプログラマブルな電子回路などのハードウェアが設けられている場合には、そのようなハードウェアによって造影剤フレームの特定や放射線被曝量の取得を行わせるようにしてもよい。このような構成を採用することによってよりリアルタイム性を追求することができる。
【００７２】
これ以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 放射線画像撮影装置
１１ 放射線照射部
１２ 放射線画像検出器
１３ 放射線画像記憶部
１４ 制御部
２０ 放射線画像表示装置
３０ 造影剤注入装置
３１ 造影剤注入部
３２ 注入駆動部
３３ 制御部
３４ 造影剤注入検出センサ部
３５ 造影剤注入時刻取得部
４０ 放射線被曝量取得装置
４１ 造影剤フレーム特定部
４２ 放射線被曝量取得部
５０ 放射線被曝量管理装置
６０ システム制御装置
７０ 入力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、前記連続的な放射線撮影による前記被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得部と、
前記フレーム毎の放射線画像信号のうち、前記造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定する造影剤フレーム特定部とを備え、
前記放射線被曝量取得部が、前記造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、前記造影剤フレームより後の前記造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うものであることを特徴とする放射線被曝量取得装置。
【請求項２】
前記造影剤フレーム特定部が、過去のデータから前記造影剤の前記被写体内での残留の影響により放射線被曝量がどの程度の量および期間少なく取得されるかについての情報を取得し、該取得した情報に基づいて前記嵩上げする量および／または前記所定期間を決定するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線被曝量取得装置。
【請求項３】
前記造影剤フレーム特定部が、前記被写体へ注入した前記造影剤の量を示す情報を取得し、該取得した情報に基づいて前記嵩上げする量および／または前記所定期間を決定するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線被曝量取得装置。
【請求項４】
前記放射線被曝量取得部が、前記放射線画像信号のＥ．Ｉ．（Exposure Index）に基づいて放射線被曝量を取得するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線被曝量取得装置。
【請求項５】
造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、前記連続的な放射線撮影による前記被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得方法であって、
前記フレーム毎の放射線画像信号のうち、前記造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、
前記造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、
前記造影剤フレームより後の前記造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うことを特徴とする放射線被曝量取得方法。
【請求項６】
請求項５記載の放射線被曝量取得方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、前記連続的な放射線撮影による前記被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得部と、
前記フレーム毎の放射線画像信号のうち、前記造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定する造影剤フレーム特定部とを備え、
前記放射線被曝量取得部が、前記造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、前記造影剤フレームより後の前記造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うものであることを特徴とする放射線被曝量取得装置。
【請求項２】
前記造影剤フレーム特定部が、過去のデータから前記造影剤の前記被写体内での残留の影響により放射線被曝量がどの程度の量および期間少なく取得されるかについての情報を取得し、該取得した情報に基づいて前記嵩上げする量および／または前記所定期間を決定するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線被曝量取得装置。
【請求項３】
前記造影剤フレーム特定部が、前記被写体へ注入した前記造影剤の量を示す情報を取得し、該取得した情報に基づいて前記嵩上げする量および／または前記所定期間を決定するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線被曝量取得装置。
【請求項４】
前記放射線被曝量取得部が、前記放射線画像信号のＥ．Ｉ．（Exposure Index）に基づいて放射線被曝量を取得するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線被曝量取得装置。
【請求項５】
造影剤が注入される被写体を連続的に放射線撮影することによって放射線画像検出器により検出されたフレーム毎の放射線画像信号に基づいて、前記連続的な放射線撮影による前記被写体の放射線被曝量を取得する放射線被曝量取得方法であって、
前記フレーム毎の放射線画像信号のうち、前記造影剤の像を表す画像信号が含まれているフレームを造影剤フレームとして特定し、
前記造影剤フレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるための補正を行うとともに、
前記造影剤フレームより後の前記造影剤フレーム以外のフレームの分の放射線被曝量について、放射線被曝量を本来の数値に近づけるために、取得した放射線被曝量の数値を嵩上げする嵩上処理を所定期間行うことを特徴とする放射線被曝量取得方法。
【請求項６】
請求項５記載の放射線被曝量取得方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２４５２２９（Ｐ２０１２−２４５２２９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２０４４２（Ｐ２０１１−１２０４４２）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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