JP6458540B2 - 放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置および体厚の推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置および体厚の推定方法に関する。

照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて放射線検出素子で電荷を発生させ、発生した電荷を画像データとして読み出す放射線画像撮影装置が種々開発されている。このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台等と一体的に形成された、いわゆる専用機型（固定型等ともいう。）として構成されていたが、近年、放射線検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能とした可搬型（カセッテ型等ともいう。）の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている。

そして、近年、放射線撮影の際に、被写体である患者に照射する放射線の線量を減らし、患者が無駄に多くの被曝をしないようにしようという機運が世界的に高まっており、そのために、患者の被曝線量を的確に算出して管理することが求められるようになっている。患者すなわち被写体の被曝線量は、例えば、被写体に入射する直前の放射線の線量と被写体を透過した後の放射線の線量とをそれぞれ計測し、それらの差を算出し、被写体に照射された放射線の面積で上記の差を積算すれば求めることができる。

しかし、このように構成すると、撮影された放射線画像中に線量計が写り込んだり、線量計により放射線が散乱されて、生成される放射線画像の画質が低下する等の問題が発生する。また、例えば、放射線撮影前に上記のようにして放射線の線量を計測するものとすると、放射線の線量の計測のために被写体に放射線を照射した後、放射線撮影のために再度被写体に放射線を照射することになってしまい、被写体である患者の被曝線量を低減させるという本来の目的を果たすことができなくなる。

そこで、例えば特許文献１では、放射線発生装置の線源部分に、陰極から放出された電子線がターゲットに衝突して発生する放射線のうち、線源部分の開口部を通り抜けなかった放射線、すなわちこの開口部より広い照射野部分の放射線を検出部（第１検出部）で検出し、それに基づいて被写体に入射する放射線の線量を算出することが記載されている。

特開２００７−２５９９３２号公報

しかしながら、現状、ほとんどの放射線発生装置は、上記のような検出部を備えておらず、そのような放射線発生装置を上記のような検出部を備えるように改造することは、実際上困難である。また、放射線撮影を行うごとに、上記のように、被写体の放射線の入射側に線量計を配置したり、或いは放射線発生装置の線源部分に検出部を配置したりすることとすると、放射線技師等の撮影者の負担が増加してしまう。

そして、放射線技師等の撮影者にとっては、放射線画像撮影装置やそれを用いた放射線画像撮影システムが、上記のように放射線の線量を計測するために撮影者に所定の作業を行うことを要求することなく、放射線発生装置から被写体を介して放射線を放射線画像撮影装置に照射させれば自動的に被写体の被曝線量が計測されるように構成されていることが望ましい。そして、このように構成されていれば、放射線画像撮影装置や放射線画像撮影システムが撮影者にとって使い勝手が良いものとなるとともに、上記のような検出部を備えない放射線発生装置を用いる場合であっても、被写体の被曝線量を的確に計測することが可能となる。

本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、放射線技師等の撮影者に線量計測のための負担を強いたり、撮影された放射線画像に線量計等が写り込んだり、線量計等による放射線の散乱で画質低下が生じることなく、被写体の被曝線量を的確に計測することが可能な放射線画像撮影システムおよび放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

また、本発明者らは、上記の放射線画像撮影システム等の研究を行う中で、被写体の体厚を推定する有効な方法を新たに見出すことができた。そこで、本発明は、被写体の体厚を的確に推定することが可能な体厚の推定方法を提供することをも目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影システムは、
二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
少なくとも前記各放射線検出素子から前記電荷を読み出して画像データを生成するように制御する制御手段と、
前記複数の放射線検出素子よりも放射線の照射方向下流側に設けられた放射線センサーと、
を備える放射線画像撮影装置と、
被写体を介して前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
被写体の被曝線量を算出するコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、
前記放射線センサーで計測された情報に基づいて得られる第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数と、前記第一閾値より大きな値に設定された第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数との比を算出し、予め求めておいた、前記被写体の体厚と、前記被写体の体厚の変化に応じて変化する前記比との関係に、算出した前記比を当てはめて対応する前記被写体の体厚を割り出し、
割り出した前記被写体の体厚と、前記放射線検出素子の前記画像データとに基づいて、前記被写体の被曝線量を算出することを特徴とする。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、
二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
少なくとも前記各放射線検出素子から前記電荷を読み出して画像データを生成するように制御するとともに、被写体の被曝線量を算出する制御手段と、
前記複数の放射線検出素子よりも放射線の照射方向下流側に設けられた放射線センサーと、
を備え、
前記制御手段は、
前記放射線センサーで計測された情報に基づいて得られる第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数と、前記第一閾値より大きな値に設定された第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数との比を算出し、予め求めておいた、前記被写体の体厚と、前記被写体の体厚の変化に応じて変化する前記比との関係に、算出した前記比を当てはめて対応する前記被写体の体厚を割り出し、
割り出した前記被写体の体厚と、前記放射線検出素子の前記画像データとに基づいて、前記被写体の被曝線量を算出することを特徴とする。

また、本発明の体厚の推定方法は、
放射線発生装置から被写体を介して照射された放射線を受光する放射線センサーを用いて被写体の体厚を推定する体厚の推定方法であって、
前記放射線センサーで計測された情報に基づいて得られる第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数と、前記第一閾値より大きな値に設定された第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数との比を算出し、
予め求めておいた、前記被写体の体厚と、前記被写体の体厚の変化に応じて変化する前記比との関係に、算出した前記比を当てはめて対応する前記被写体の体厚を割り出して、前記被写体の体厚を推定することを特徴とする。

本発明のような方式の放射線画像撮影システムおよび放射線画像撮影装置によれば、放射線技師等の撮影者に線量計測のための負担を強いたり、撮影された放射線画像に線量計等が写り込んだり、線量計等による放射線の散乱で画質低下が生じることなく、被写体の被曝線量を的確に計測することが可能となる。

また、本発明のような方式の体厚の推定方法によれば、被写体の体厚を的確に推定することが可能となる。

本実施形態に係る放射線画像撮影装置の断面図である。 図１の放射線画像撮影装置を上側から見た図である。 放射線画像撮影装置のセンサー基板上の構成を示す平面図である。 放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 放射線画像撮影システムの構成例を示す図である。 放射線画像撮影システムの別の構成例を示す図である。 （Ａ）放射線センサーのアナログの電圧値の時間的推移（下段）とそれに対応して出力されるパルス信号（上段）の例等を表す図であり、（Ｂ）放射線発生装置から照射される放射線のエネルギーのスペクトル等を表すグラフである。 （Ａ）被写体の体厚ｄと比Ｎ１／Ｎ２との関係を表すグラフであり、（Ｂ）被写体の体厚ｄが変わるとスペクトルが変化することを表すグラフである。 （Ａ）管電圧ごとの被写体の体厚ｄと比Ｎ１／Ｎ２との関係を表すグラフであり、（Ｂ）管電圧を１２０［ｋｅＶ］にした場合に放射線発生装置から照射される放射線のエネルギーのスペクトル等を表すグラフである。 （Ａ）放射線画像撮影装置にグリッドを装着した場合と装着しない場合の被写体の体厚ｄと比Ｎ１／Ｎ２との関係を表すグラフであり、（Ｂ）放射線画像撮影装置に装着されたグリッドを表す図である。 放射線検出素子７に入射した放射線の線量の算出に必要な要素等を説明する図である。 放射線画像における放射線の照射を受けた被写体の領域や、その領域に対応する放射線検出素子を割り出す方法を説明する図である。

以下、本発明に係る放射線画像撮影システムおよび放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。また、本発明に係る体厚の推定方法は、本発明に係る放射線画像撮影システム等の説明の中で説明する。

なお、以下では、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、照射された放射線をシンチレーターで可視光等の他の波長の光に変換して放射線検出素子で画像データを生成するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。

また、以下では、センサーパネルが筐体内に収納されて持ち運び可能とされた、いわゆる可搬型の放射線画像撮影装置の場合について説明するが、例えば従来の、支持台等と一体的に形成された、いわゆる専用機型（固定型等ともいう。）の放射線画像撮影装置に対しても、本発明を適用することが可能である。

［放射線画像撮影装置］
本実施形態に係る放射線画像撮影装置の構成等について説明する。図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の断面図である。なお、以下では、放射線画像撮影装置１を、図１に示すように放射線が照射される側の面である放射線入射面Ｒが上側になるように水平面上に載置した状態における上下、左右方向に基づいて説明する。また、以下の各図における放射線画像撮影装置１の各部材等の相対的な大きさや長さ等は、必ずしも現実の放射線画像撮影装置の構成を反映するものではない。

放射線画像撮影装置１は、図１に示すように、放射線入射面Ｒを有するカーボン板等で形成された筐体２内に、シンチレーター３やセンサー基板４等で構成されるセンサーパネルＳＰが収納されて構成されている。センサーパネルＳＰと筐体２の側面の内側との間には緩衝材３５が設けられている。

また、図１では図示を省略するが、本実施形態では、筐体２の側面等にアンテナ４１やコネクター４２（後述する図４参照）が設けられており、外部装置との間で、アンテナ４１を介して無線方式で、また、コネクター４２を介して有線方式でデータや信号等の送受信を行うことができるようになっている。

図１に示すように、筐体２内には、基台３１が配置されており、基台３１の上面側に図示しない鉛の薄板等を介してセンサー基板４が設けられている。センサー基板４の上面には、後述する図３等に示すように複数の放射線検出素子７が二次元状に配列されている。そして、センサー基板４の上面側に、照射された放射線を可視光等の光に変換するシンチレーター３が設けられたシンチレーター基板３４が配置されており、シンチレーター基板３４は、シンチレーター３がセンサー基板４に対向する状態で設けられている。

また、基台３１の下面側には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３やバッテリー２４等が取り付けられている。また、基台３１の下面側には、放射線センサー２５が取り付けられている。図２は、放射線画像撮影装置１を放射線入射面Ｒ側すなわち上側から見た図である。

本実施形態では、放射線センサー２５は、図２に示すように、基台３１の下面側の中央の位置に配置されているが、その取り付け位置は必ずしも基台３１の中央の位置でなくてもよく、基台３１の下面の、中央の位置から変位した位置に配置することも可能である。また、図１では、放射線センサー２５を基台３１に直接取り付けた場合が示されているが、ＰＣＢ基板３３に取り付けたり、或いは筐体２の内側に取り付けることも可能であり、放射線センサー２５は、センサー基板４上に配列された複数の放射線検出素子７よりも放射線の照射方向下流側（すなわち図１では下側）に設けられていればよい。また、放射線画像撮影装置１の筐体２の外側に取り付けてもよい。さらに、放射線センサー２５を複数個設けることも可能である。なお、放射線センサー２５については後でさらに説明する。

本実施形態では、図３に示すように、センサー基板４の上面（すなわちシンチレーター３に対向する面）４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。また、センサー基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。本実施形態では、放射線検出素子７はフォトダイオードが用いられているが、例えばフォトトランジスター等を用いることも可能である。

ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図４は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図である。各放射線検出素子７の第１電極７ａには、スイッチ素子である薄膜トランジスター（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）８のソース電極８ｓ（図４の「Ｓ」参照）が接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄおよびゲート電極８ｇ（図４の「Ｄ」および「Ｇ」参照）は信号線６および走査線５にそれぞれ接続されている。

そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５から走査線５を介してゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、ソース電極８ｓやドレイン電極８ｄを介して放射線検出素子７内に蓄積されている電荷を信号線６に放出させる。また、走査線５を介してゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内に電荷を蓄積させるようになっている。

また、本実施形態では、図３や図４に示すように、センサー基板４上で１列の各放射線検出素子７ごとに１本の割合で各放射線検出素子７の第２電極７ｂにそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はセンサー基板４の縁端部で結線１０に結束されている。そして、結線１０は入出力端子１１（パッドともいう。図３参照）を介してバイアス電源１４（図４参照）に接続されており、バイアス電源１４から結線１０や各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７ｂに逆バイアス電圧が印加されるようになっている。

一方、各走査線５は、それぞれ入出力端子１１を介して走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂにそれぞれ接続されている。走査駆動手段１５では、配線１５ｃを介して電源回路１５ａからゲートドライバー１５ｂにオン電圧とオフ電圧が供給されるようになっており、ゲートドライバー１５ｂで走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間でそれぞれ切り替えるようになっている。

また、各信号線６は、各入出力端子１１を介して読み出しＩＣ１６内に内蔵された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。本実施形態では、読み出し回路１７は、主に増幅回路１８と相関二重サンプリング回路１９等で構成されている。また、図示を省略するが、本実施形態では、増幅回路１８は、オペアンプとコンデンサー等が並列に接続されたチャージアンプ回路で構成されており、コンデンサーに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプの出力側から相関二重サンプリング回路１９（図４のＣＤＳ参照）に出力されるようになっている。図４に示すように、読み出しＩＣ１６内には、さらに、アナログマルチプレクサー２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とが設けられている。

そして、各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理の際には、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂからある走査線５にオン電圧が印加されて各ＴＦＴ８がオン状態とされると、これらの各ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７内から信号線６に電荷がそれぞれ放出されて、読み出し回路１７の増幅回路１８のコンデンサーに蓄積される。そして、前述したように、各読み出し回路１７の増幅回路１８では、コンデンサーに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプから相関二重サンプリング回路１９に出力される。

相関二重サンプリング回路１９は、各放射線検出素子７から増幅回路１８に電荷が流れ込む前後の増幅回路１８からの出力値の増加分をアナログ値の画像データＤとして下流側に出力する。そして、出力された各画像データＤがアナログマルチプレクサー２１を介してＡ／Ｄ変換器２０に順次送信され、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル値の画像データＤに順次変換されて記憶手段２３に出力されて順次保存される。このようにして画像データＤの読み出し処理が行われるようになっている。

制御手段２２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段２２は、走査駆動手段１５や読み出し回路１７を制御して上記のように画像データＤの読み出し処理を行わせるなど、放射線画像撮影装置１の各機能部の動作等を制御するようになっている。

また、図４に示すように、制御手段２２には、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）やＳＤＲＡＭ（Synchronous ＤＲＡＭ）、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリー等で構成される記憶手段２３が接続されている。また、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ４１やコネクター４２等が接続された通信部４０が接続されており、さらに、走査駆動手段１５や読み出し回路１７、記憶手段２３、バイアス電源１４等の各機能部に必要な電力を供給するバッテリー２４が接続されている。

［放射線画像撮影システム］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１が用いられる放射線画像撮影システム５０の構成例等について簡単に説明する。図５は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０の構成例を示す図である。図５では、放射線画像撮影システム５０が撮影室Ｒ１内等に構築されている場合が示されている。

撮影室Ｒ１には、ブッキー装置５１が設置されており、ブッキー装置５１は、そのカセッテ保持部（カセッテホルダー等ともいう。）５１ａに放射線画像撮影装置１を装填して用いることができるようになっている。なお、図５では、ブッキー装置５１として、立位撮影用のブッキー装置５１Ａや臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂが設置されている場合が示されている。

撮影室Ｒ１には、被写体を介してブッキー装置５１に装填された放射線画像撮影装置１に放射線を照射する放射線発生装置５２Ａが少なくとも１つ設けられている。また、撮影室Ｒ１には、撮影室Ｒ１内の各装置等や撮影室Ｒ１外の各装置等の間の無線方式や有線方式での通信等を中継するためのアクセスポイント５３を備える中継器５４が設けられている。

また、中継器５４は、放射線発生装置５２のジェネレーター５５やコンソール５８とも接続されており、中継器５４には、放射線画像撮影装置１やコンソール５８等からジェネレーター５５に送信するＬＡＮ（Local Area Network）通信用の信号等をジェネレーター５５用の信号等に変換し、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。

前室（操作室等ともいう。）Ｒ２には、放射線発生装置５２の操作卓５７が設けられており、操作卓５７には、放射線技師等の操作者が操作してジェネレーター５５に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ５６が設けられている。ジェネレーター５５は、放射線発生装置５２から適切な線量の放射線が照射されるように、放射線発生装置５２に対して管電流や照射時間等を設定するなど種々の制御を行うようになっている。

本実施形態では、コンピューター等で構成されたコンソール５８が前室Ｒ２に設けられている。なお、コンソール５８を撮影室Ｒ１や前室Ｒ２の外側や別室等に設けるように構成することも可能であり、適宜の場所に設置される。コンソール５８には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えて構成される表示部５８ａが設けられており、また、マウスやキーボード等の入力手段５８ｂを備えている。また、コンソール５８には、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成された記憶手段５９が接続され、或いは内蔵されている。

一方、放射線画像撮影装置１は、図６に示すように、ブッキー装置５１には装填されずに、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。

例えば、患者Ｈが病室Ｒ３のベッドＢから起き上がれず、撮影室Ｒ１に行くことができないような場合や、在宅患者の自宅に放射線画像撮影装置１を含む放射線画像撮影システム５０を持ち込んで放射線画像撮影を行う場合には、図６に示すように、放射線画像撮影装置１を病室Ｒ３内に持ち込み、ベッドＢと患者Ｈとの間に差し込んだり患者Ｈの身体にあてがったりして用いることができる。

また、放射線画像撮影装置１を病室Ｒ３等で用いる場合、前述した撮影室Ｒ１に据え付けられた放射線発生装置５２Ａに代えて、図６に示すように、いわゆるポータブルの放射線発生装置５２Ｐ等が例えば回診車７１に搭載される等して病室Ｒ３に持ち込まれる。なお、図６では、コンソール５８の入力手段５８ｂや記憶手段５９等の図示が省略されている。

この場合、ポータブルの放射線発生装置５２Ｐは、任意の方向に放射線を照射できるように構成されており、ベッドＢと患者の身体との間に差し込まれたり患者の身体にあてがわれたりした放射線画像撮影装置１に対して、適切な距離や方向から放射線を照射することができるようになっている。

また、この場合、アクセスポイント５３が設けられた中継器５４が回診車７１に内蔵されており、上記と同様に、中継器５４が放射線発生装置５２のジェネレーター５５とコンソール５８との間の通信や、放射線画像撮影装置１とコンソール５８との間の通信や画像データＤの送信等を中継するようになっている。

なお、図５に示すように、放射線画像撮影装置１を、撮影室Ｒ１の臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ上に横臥した患者（図示省略）の身体と臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂとの間に差し込んだり、臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ上で患者の身体にあてがったりして用いることも可能であり、その場合は、ポータブルの放射線発生装置５２Ａや、撮影室Ｒ１に据え付けられた放射線発生装置５２Ｐのいずれを用いることも可能である。

［放射線センサーの構成等について］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１に設けられている放射線センサー２５の構成等について説明する。

放射線センサー２５は、図７（Ａ）に示すようにアナログ値の電圧値Ｖａを計測するようになっており、放射線の光子を受光すると、すなわち放射線が放射線センサー２５に入射するとそれに起因して電圧値Ｖａが変動するようになっている。そして、入射した放射線の光子のエネルギーが大きいほど、電圧値Ｖａの変動幅が大きくなるように構成されている。

そして、放射線センサー２５は、電圧値Ｖａに対する閾値Ｖthを設定することができるようになっており、電圧値Ｖａが閾値Ｖth以上になるとパルス信号Ｐを出力するようになっている。そして、放射線センサー２５から出力されたパルス信号Ｐの数をカウントすることで、放射線センサー２５内で電圧値Ｖａが閾値Ｖth以上になった回数をカウントすることができる。

図７（Ａ）に示した例で言えば、放射線センサー２５に第一閾値Ｖth１が設定された場合にはパルス信号Ｐａ、Ｐｂのいずれも出力されるが、第一閾値Ｖth１よりも大きな値の第二閾値Ｖth２が設定された場合にはパルス信号Ｐａのみが出力される。このように、放射線センサー２５は、設定された閾値Ｖthに対応するＥth以上のエネルギーＥを有する放射線の光子が入射した場合にパルス信号Ｐを出力するようになっている。そのため、この場合は、放射線センサー２５内で電圧値Ｖａが閾値Ｖth１以上になった回数は２回、閾値Ｖth２以上になった回数は１回とカウントすることができる。

一方、放射線発生装置５２から照射される放射線のエネルギーＥのスペクトルを計測すると、図７（Ｂ）に示すようなスペクトルになる。なお、図７（Ｂ）では、放射線発生装置５２の管球としてタングステンが用いられ、放射線発生装置５２に管電圧Ｖとして８０［ｋＶ］が設定された場合のスペクトルが示されている。そのため、スペクトルの最大値、すなわち放射線の光子のエネルギーＥの最大値が８０［ｋｅＶ］になっており、また、所定のエネルギーの部分にタングステンの特性Ｘ線によるピークが現れている。

そして、上記のように、放射線センサー２５が、電圧値Ｖａが設定された閾値Ｖth以上になるとパルス信号Ｐを出力するということは、当該閾値Ｖthに対応するエネルギー閾値Ｅth以上のエネルギーＥを有する放射線の光子が放射線センサー２５に入射した場合にパルス信号Ｐを出力するということである。そのため、そのパルス信号Ｐの数をカウントすることで、放射線センサー２５内で電圧値Ｖａが閾値Ｖth以上になった回数、すなわち放射線センサー２５に入射した、エネルギー閾値Ｅth以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎをカウントすることができる。

具体的に言えば、上記のように、放射線センサー２５に第一閾値Ｖth１を設定した場合、放射線センサー２５は、第一閾値Ｖth１に対応する第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する放射線の光子が入射した場合にパルス信号Ｐを出力するため、出力されるパルス信号Ｐの数をカウントすることで、第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎをカウントすることができる。なお、この場合の放射線の光子の数Ｎを、以下、Ｎ１という。また、この放射線の光子の数Ｎ１は、図７（Ｂ）のスペクトルのうちの第一閾値Ｅth１以上の部分の面積（すなわちエネルギーごとの光子の数ｎの、第一閾値Ｅth１以上の各エネルギーＥにおける総和）に相当する。

また、同様に、放射線センサー２５に第一閾値Ｖth１よりも大きな値の第二閾値Ｖth２を設定した場合に放射線センサー２５から出力されるパルス信号Ｐの数をカウントすることで、第二閾値Ｖth２に対応する第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎをカウントすることができる。なお、この場合の放射線の光子の数Ｎを、以下、Ｎ２という。また、この放射線の光子の数Ｎ２は、図７（Ｂ）のスペクトルのうちの第二閾値Ｅth２以上の部分の面積に相当する。

本実施形態では、このように、放射線センサー２５に閾値Ｖth１を設定した場合に出力されるパルス信号Ｐの数、すなわち第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ１と、放射線センサー２５に第一閾値Ｖth１よりも大きな値の第二閾値Ｖth２を設定した場合に出力されるパルス信号Ｐの数、すなわち第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ２とをそれぞれカウントするように構成される。

なお、カウントした数Ｎ１、Ｎ２の使い方等については、下記の［体厚の推定方法について］等で説明する。また、１つの放射線センサー２５に２つの閾値Ｖth１、Ｖth２を同時に設定し、放射線センサー２５に閾値Ｖth１を設定した場合のパルス信号Ｐと、閾値Ｖth２を設定した場合のパルス信号Ｐとを、例えば別々の配線で出力する等して別個に出力することができるように構成されているような場合には、そのような放射線センサー２５を図２や図４に示したように放射線画像撮影装置１に最低１個取り付けるように構成することが可能である。複数個取り付けてもよい。

また、例えば、放射線センサー２５が１つの閾値Ｖthしか設定できないが、時分割処理が可能である場合には、閾値Ｖth１を設定してパルス信号Ｐを出力する処理と、閾値Ｖth２を設定してパルス信号Ｐを出力する処理とを交互に行うように構成することで、閾値Ｖth１、Ｖth２を設定した場合に出力されるパルス信号Ｐのカウント処理を分離して行うことができる。そのため、この場合も、このような放射線センサー２５を放射線画像撮影装置１に１個或いはそれ以上取り付けるように構成することが可能である。

さらに、放射線センサー２５が１つの閾値Ｖthしか設定できず、時分割処理を行うことができない（或いは困難である）場合には、例えば、２個以上の放射線センサー２５を隣接させて放射線画像撮影装置１に取り付け、一方の放射線センサー２５に閾値Ｖth１を設定し、他方の放射線センサー２５に閾値Ｖth２を設定するようにして、閾値Ｖth１、Ｖth２を設定した場合に出力されるパルス信号Ｐのカウント処理をそれぞれ行うように構成することができる。

また、本実施形態では、放射線センサー２５は図７（Ａ）に示したようにパルス信号Ｐを出力するだけであり、放射線画像撮影装置１の制御手段２２がパルス信号Ｐのカウント処理を行うことが想定されているが、例えば、放射線センサー２５自体がパルス信号Ｐの数、或いは閾値Ｖthに対応する閾値Ｅth以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎをカウントし、カウントした数Ｎ自体を制御手段２２に出力するように構成するように構成することも可能である。

また、放射線センサー２５が、パルス信号Ｐを出力する代わりに、アナログ値の電圧値Ｖａを出力し、それに基づいて放射線画像撮影装置１の制御手段２２が、電圧値Ｖａが閾値Ｖth以上になった回数（上記のパルス信号Ｐの数、すなわち閾値Ｖthに対応する閾値Ｅth以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎに相当する。）をカウントするように構成することも可能である。

以下では、説明が複雑になることを避けるため、１個の放射線センサー２５に２つの閾値Ｖth１、Ｖth２を同時に設定し、放射線センサー２５に閾値Ｖth１を設定した場合のパルス信号Ｐの数、すなわち第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ１と、放射線センサー２５に第一閾値Ｖth１よりも大きな値の閾値Ｖth２を設定した場合に出力されるパルス信号Ｐの数、すなわち第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ２とを、同時にカウントする場合について説明する。

しかし、上記のように、本実施形態では、放射線センサー２５で計測された情報に基づいて第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ１と、第一閾値Ｅth１より大きな値に設定された第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ２とをそれぞれ別個に得ることができるように構成されていればよく、特定の構成等に限定されない。

［体厚の推定方法について］
例えば、放射線発生装置５２から被写体に対して同じ線量の放射線を照射しても、被写体の体厚（すなわち被写体である患者の体の厚み）ｄが変わると、被写体を透過した放射線を計測する放射線センサー２５から出力されるパルス信号Ｐの数、すなわち放射線センサー２５で計測される、設定された閾値Ｖthに対応する閾値Ｅth以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎが変わる。そして、被写体の体厚ｄが分厚いほど放射線センサー２５で計測される放射線の光子の数Ｎは相対的に少なくなり、被写体の体厚ｄが薄いほど放射線センサー２５で計測される放射線の光子の数Ｎは相対的に多くなる。

上記のような現象が生じることはいわば周知の事項であるが、本発明者らが研究を重ね、上記のようにして、放射線センサー２５に、第一閾値Ｖth１と、第一閾値Ｖth１より大きな値の第二閾値Ｖth２とを設定し、放射線センサー２５で計測された情報に基づいて第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ１と、第一閾値Ｅth１より大きな値に設定された第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ２とをカウントし、それらの比Ｎ１／Ｎ２を算出し、算出した比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を調べたところ、図８（Ａ）に示すように、比Ｎ１／Ｎ２が被写体の体厚ｄに応じて変化するという新たな知見が得られた。

そこで、この知見を用いて、被写体の体厚ｄを推定するように構成することが可能である。以下、本実施形態に係る被写体の体厚ｄの推定方法について説明する。また、本実施形態に係る体厚の推定方法の作用効果についてもあわせて説明する。

本実施形態に係る体厚の推定方法では、図８（Ａ）に示したような比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を予め求めておく。そして、実際の撮影の際に被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線が照射され、上記のようにして放射線センサー２５で計測された情報に基づいて得られる第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ１と、第一閾値Ｅth１より大きな値に設定された第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ２をカウントして、それらの比Ｎ１／Ｎ２を算出する。そして、上記の関係に、算出した比Ｎ１／Ｎ２を当てはめて対応する被写体の体厚ｄを割り出すようにして、被写体の体厚ｄを推定するように構成される。

このように構成すれば、被写体の体厚ｄと、被写体の体厚ｄの変化に応じて変化する比Ｎ１／Ｎ２との関係に、算出した比Ｎ１／Ｎ２を当てはめて対応する被写体の体厚ｄを割り出すことで、被写体の体厚ｄを的確に推定することが可能となる。

また、放射線画像撮影装置１に放射線センサー２５を取り付け、放射線センサー２５に、電圧値Ｖａに対する閾値として第一閾値Ｖth１と第一閾値Ｖth１より大きな値の第二閾値Ｖth２を設定し、第一閾値Ｖth１に対応する第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ１と、第二閾値Ｖth２に対応する第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ２とをそれぞれカウントするだけでよいため、被写体の体厚ｄを推定するために放射線技師等の撮影者に通常の撮影手順にはない新たな操作等を行うことを要求されることなく、被写体の体厚ｄを自動的に推定することが可能となるため、撮影者にとって容易に被写体の体厚ｄを推定することが可能となるといったメリットもある。

なお、図８（Ａ）に示したように比Ｎ１／Ｎ２が被写体の体厚ｄに応じて変化する理由は、以下のように考えられる。すなわち、上記と同様にして、被写体が介在した状態で放射線発生装置５２から放射線を照射した場合の放射線のエネルギーＥのスペクトルを計測すると、被写体の体厚ｄが変わると、図８（Ｂ）における実線Ａ、Ｂのようにスペクトルが変化する。なお、図８（Ｂ）の実線Ａ、Ｂおよび破線Ｃで示される各スペクトルは、特性Ｘ線の最大のピーク（６０［ｋｅＶ］付近の特性Ｘ線のピーク）における光子の数ｎが１となるようにエネルギーごとの光子の数ｎが正規化されて記載されている。

具体的には、図８（Ｂ）における破線Ｃは、図７（Ｂ）に示したように被写体を介さない状態で照射された放射線のエネルギーＥのスペクトルであるが、体厚ｄが２０［ｃｍ］の被写体が介在した状態で照射された放射線のエネルギーＥのスペクトルは図８（Ｂ）の実線Ａのようなスペクトルになり、体厚ｄが３０［ｃｍ］の被写体が介在した状態で照射された放射線のエネルギーＥのスペクトルは図８（Ｂ）の実線Ｂのようなスペクトルになる。

図８（Ｂ）を見れば分かるように、被写体が介在すると、照射された放射線のうち、エネルギーＥが低い方の放射線の光子の数ｎが減るが、エネルギーＥが高い方の放射線の光子の数ｎは減らない。これは、エネルギーＥが高い放射線の光子は被写体を透過して放射線センサー２５に到達し易いが、エネルギーＥが低い放射線は、光子が被写体で散乱されたり被写体に吸収される等するため、放射線センサー２５に到達する量が減るためと考えられる。

そして、このように、被写体が介在することでエネルギーＥが低い方の放射線の光子の数ｎが減るが、エネルギーＥが高い方の放射線の光子の数ｎはほとんど減らないため、第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ１は減るが、より大きな値に設定された第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ２はさほど減らない。そのため、図８（Ａ）に示したように、比Ｎ１／Ｎ２は、被写体が介在する場合の方が、被写体が介在しない場合よりも小さくなる。

しかも、介在する被写体の体厚ｄが大きくなるほど、エネルギーＥが低い方の放射線の光子の数ｎが減る割合が大きくなるため、第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ１がますます減っていくが、第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する放射線の光子の数Ｎ２はさほど減らない。そのため、図８（Ａ）に示したように、比Ｎ１／Ｎ２は、被写体の体厚ｄが大きくなるほど小さくなると考えられる。

一方、本発明者らがさらに研究を進めた結果、図９（Ａ）に示すように、上記の比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係は、放射線発生装置５２に設定される管電圧Ｖごとに変わるという知見が得られた。なお、この場合、例えば管電圧Ｖを８０［ｋｅＶ］に設定した場合には図９（Ｂ）に実線で示すように８０［ｋｅＶ］が最大のエネルギーになるようなスペクトルが得られるが、放射線発生装置５２に設定する管電圧Ｖを８０［ｋｅＶ］から例えば１２０［ｋｅＶ］に変えると、図９（Ｂ）に一点鎖線で示すように、スペクトルは、１２０［ｋｅＶ］が最大のエネルギーになるようなスペクトルに変わる。また、特性Ｘ線のピークが現れる位置は、管球を構成する金属材料を変えない限り変わらない。なお、図９（Ｂ）においても、各スペクトルは特性Ｘ線の最大のピーク（６０［ｋｅＶ］付近の特性Ｘ線のピーク）における光子の数ｎが１となるようにエネルギーごとの光子の数ｎが正規化されて記載されている。

そして、上記の知見を利用して、比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を、図９（Ａ）に示したように、放射線発生装置５２に設定される管電圧Ｖごとにそれぞれ予め求めておき、上記のようにして算出した比Ｎ１／Ｎ２から被写体の体厚ｄを割り出して推定する際に、実際の撮影の際に放射線発生装置５２に設定した管電圧Ｖに対応する関係を参照して（すなわち参照する関係を切り替えて）、被写体の体厚ｄを割り出して推定するように構成することが可能である。

このように構成すれば、放射線発生装置５２に設定される管電圧Ｖが変わるごとに、参照する比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を的確に切り替えて適用することで、算出した比Ｎ１／Ｎ２に基づいて被写体の体厚ｄを的確に推定することが可能となる。

なお、図９（Ａ）では、管電圧Ｖを８０［ｋＶ］に設定した場合と１２０［ｋＶ］に設定した場合の比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係がそれぞれ示されているが、放射線発生装置５２に設定することが管電圧Ｖについてそれぞれ比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係が予め求められる。

その際、管電圧Ｖとして離散的な電圧値が設定される場合には、管電圧Ｖとして設定される各電圧値についてそれぞれ予め上記の関係を求めておく。また、管電圧Ｖとして電圧値が連続的に設定可能である場合には、例えば代表的な管電圧Ｖやよく使われる管電圧Ｖについてそれぞれ予め上記の関係を求めておき、上記の関係が予め求められていない管電圧Ｖが設定された場合には、上記の各関係から線形補間等によりその管電圧Ｖにおける比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を推定して適用するように構成することが可能である。

また、本発明者らがさらに研究を進めた結果、図１０（Ａ）に示すように、上記の比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係は、放射線画像撮影装置１にグリッドＧ（図１０（Ｂ）参照）を装着した場合と装着しない場合とでも変わるという知見が得られた。

そこで、この知見を利用して、比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を、図１０（Ａ）に示したように、放射線画像撮影装置１に対するグリッドＧの装着の有無についてそれぞれ予め求めておき、上記のようにして算出した比Ｎ１／Ｎ２から被写体の体厚ｄを割り出して推定する際に、実際の撮影の際に放射線画像撮影装置１にグリッドＧを装着した場合或いは装着しなかった場合のいずれかの場合に対応する関係を参照して（すなわち参照する関係を切り替えて）、被写体の体厚ｄを割り出して推定するように構成することが可能である。

このように構成すれば、放射線画像撮影装置１にグリッドＧを装着した場合と装着しなかった場合とで、参照する比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を的確に切り替えて適用することで、各場合において、算出した比Ｎ１／Ｎ２に基づいて被写体の体厚ｄを的確に推定することが可能となる。

なお、上記では、グリッドＧの有無のみに着目して場合分けしたが、例えば放射線画像撮影装置１に装着可能な各グリッドＧについてそれぞれ比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を予め求めておき、被写体の体厚ｄの推定処理の際に参照する関係をグリッドＧごとに切り替えて適用するように構成することも可能である。

さらに敷衍して言えば、上記の比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を、放射線画像撮影装置１や、放射線発生装置５２、或いは放射線画像撮影装置１を装填するブッキー装置５１（図５参照）等の、照射された放射線に対する放射線センサー２５の感度に影響を与える要素ごとに予め求めておき、実際に行われた撮影の条件に対応する関係を参照して、比Ｎ１／Ｎ２から被写体の体厚ｄを割り出すように構成することも可能である。

すなわち、上記の比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係は、上記のように、放射線発生装置５２に設定される管電圧Ｖや、放射線画像撮影装置１に対するグリッドＧの装着の有無だけでなく、例えば、放射線発生装置５２の管球を構成する金属材料や、放射線発生装置５２から照射される放射線の光軸上に配置されて放射線の線質を変えるための付加フィルタの有無や種類、或いはブッキー装置５１のカセッテ保持部５１ａ（図５参照）の構造や材質（特に装填された放射線画像撮影装置１の放射線発生装置５２側の部分の構造や材質）等によっても変わり得る。そのため、これらの、照射された放射線に対する放射線センサー２５の感度に影響を与える要素ごとに、上記の比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を予め求めておき、それらに基づいて比Ｎ１／Ｎ２から被写体の体厚ｄを割り出すように構成することも可能である。

また、図９（Ａ）に示したように、上記の比Ｎ１／Ｎ２と被写体の体厚ｄとの関係を、放射線発生装置５２に設定される管電圧Ｖごとに有していてもよく、さらに、胸部や腹部、手、足等の撮影部位ごとに予めそれぞれ有しておくように構成することも可能である。

そして、比Ｎ１／Ｎ２に基づく被写体の体厚ｄの推定処理（すなわち割り出し）を放射線画像撮影装置１で行う場合には、例えばコンソール５８から放射線画像撮影装置１に次の撮影における管電圧ＶやグリッドＧの有無、撮影部位等の上記の要素に関する情報等を送信して通知するように構成し、それに基づいて放射線画像撮影装置１で推定処理に用いる上記の関係を切り替えて被写体の体厚ｄの推定処理を行うように構成することが可能である。また、コンソール５８で比Ｎ１／Ｎ２に基づく被写体の体厚ｄの推定処理を行う場合には、コンソール５８が上記の要素に関する情報等に基づいて推定処理に用いる上記の関係を切り替えて被写体の体厚ｄの推定処理を行うように構成することが可能である。

さらに、放射線センサー２５に個体差がある場合があるため、放射線画像撮影装置１ごとに上記の関係を予め有しておくように構成することも可能である。

なお、体厚の推定方法に関する上記の説明では、放射線センサー２５が放射線画像撮影装置１内に取り付けられていることが前提とされていた。しかし、上記の体厚の推定方法を１つの独立した発明と捉え、それを実現するために必要な構成を考えた場合、放射線画像撮影装置１は必ずしも必須の構成要件ではない。

すなわち、被写体Ｈと、放射線を照射する放射線発生装置５２と、被写体Ｈを透過した放射線を計測可能な放射線センサー２５さえあれば、上記の体厚の推定方法を実現することが可能である。

［放射線画像撮影システムにおける被写体の被曝線量の算出処理について］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０や放射線画像撮影装置１における被写体の被曝線量の算出処理等について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０や放射線画像撮影装置１の作用についてもあわせて説明する。

なお、以下では、放射線画像撮影システム５０のコンソール５８（図５、図６参照）が、放射線画像撮影装置１から必要な情報を得て被写体の被曝線量の算出処理を行う場合について説明するが、放射線画像撮影装置１の制御手段２２（図４参照）がこの被写体の被曝線量の算出処理を行うように構成することも可能であり、その場合も、下記のコンソール５８の説明と同様に説明される。

放射線画像撮影システム５０のコンソール５８は、上記の本実施形態に係る体厚の推定方法を用いて、被写体の体厚ｄを推定するようになっている。すなわち、コンソール５８は、上記のようにして放射線センサー２５で計測された情報に基づいて得られる第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ１と、第一閾値Ｅth１より大きな値に設定された第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ２との比Ｎ１／Ｎ２を算出し、それに基づいて、被写体の体厚ｄを推定するようになっている。

そして、これを実現するために、撮影終了後に、放射線画像撮影装置１から、第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ１と、第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ２の情報がコンソール５８に送信される。また、放射線画像撮影装置１側で比Ｎ１／Ｎ２を算出し、比Ｎ１／Ｎ２の情報をコンソール５８に送信するように構成することも可能である。そして、コンソール５８は、上記の関係（図８（Ａ）、図９（Ａ）、図１０（Ａ）等参照）を記憶手段５９（図５参照。図６では図示省略）等に保存する等して有しており、上記の関係を参照して、比Ｎ１／Ｎ２に基づいて被写体の体厚ｄを割り出して推定するようになっている。

一方、上記のように、被写体の体厚ｄを推定する際には、放射線センサー２５から出力される情報（すなわちパルス信号Ｐやアナログ値の電圧値Ｖａ等）が用いられたが、本実施形態では、被写体の被曝線量を算出する際には、各放射線検出素子７から読み出された画像データＤが用いられるようになっている。

このように、本実施形態では、放射線画像撮影装置１に取り付けられた放射線センサー２５で計測された情報に基づいて被写体の体厚ｄが推定され、推定された被写体の体厚ｄと、放射線画像撮影装置１に既設の各放射線検出素子７で読み出された画像データＤとを用いて、被写体の被曝線量が算出される。そのため、本実施形態では、放射線技師等の撮影者が撮影時に線量計で放射線の線量を計測する等の操作を行うことが全く不要であり、放射線画像撮影装置１に放射線センサー２５を取り付けるだけで、コンソール５８で自動的に被写体の被曝線量を算出することが可能となる。以下、被写体の被曝線量の算出の仕方を具体的に説明する。

いま、図１１に示すように、放射線発生装置５２の焦点Ｆから被写体Ｈにおける放射線の入射面Ｓｕまでの距離をＬとし、放射線発生装置５２の位置における、放射線発生装置５２から放射線画像撮影装置１のある放射線検出素子７に向けて放出された放射線の線量をＸｓｒｃ、空気による放射線の減衰率をｋａ（Ｌ）、被写体Ｈによる放射線の減衰率をＫｂ（ｄ）、シンチレーター３の発光効率をγ、放射線検出素子７の感度をβとすると、放射線画像撮影装置１の当該放射線検出素子７から読み出された画像データＤの値から推定される、当該放射線検出素子７に入射した放射線の線量Ｙｘｓ（Ｄ）は、
Yxs(D)＝Xsrc×Ka(L)×Kb(d)×γ×β …（１）
と表すことができる。なお、図１１では、放射線画像撮影装置１の内部が簡略化されて記載されており、放射線センサー２５の記載が省略されている。

また、放射線発生装置５２から放射線画像撮影装置１のある放射線検出素子７に向けて放出された放射線の、被写体Ｈに入射する直前の線量、すなわち被写体Ｈの入射面Ｓｕにおける線量をＹｘｏｒｇとすると、Ｙｘｏｒｇは、
Yxorg＝Xsrc×Ka(L) …（２）
で表すことができる。そのため、上記（１）式におけるKb(d)×γ×βをＡ（ｄ）とすると、すなわち、
A(d)＝Kb(d)×γ×β …（３）
とすると、上記（１）〜（３）式から、
Yxorg＝Yxs(D)／A(d) …（４）
が成り立つ。

そして、当該放射線検出素子７に対応する被写体Ｈの微小部分Ｔ（図１１参照）における被写体Ｈの被曝線量は、Ｙｘｏｒｇ−Ｙｘｓ（Ｄ）を演算することにより算出される。そして、Ｙｘｏｒｇ−Ｙｘｓ（Ｄ）は、上記（４）式から、
Yxorg−Yxs(D)＝Yxs(D)／A(d)−Yxs(D)
Yxorg−Yxs(D)＝Yxs(D)×（１／A(d)−１）
∴Yxorg−Yxs(D)＝Yxs(D)×（１−A(d)）／A(d) …（５）
に基づいて算出することができる。

ここで、Ａ（ｄ）は上記（３）式に従って算出される値である。そして、シンチレーター３の発光効率γや放射線検出素子７の感度βは既知の値であり、被写体Ｈの体厚ｄによる放射線の減衰率Ｋｂ（ｄ）は、上記のようにして推定した被写体の体厚ｄから算出することができる。そして、放射線検出素子７から読み出された画像データＤから当該放射線検出素子７に入射した放射線の線量を割り出すための換算式Ｙｘｓ（Ｄ）は予め実験等を行う等して求めることができる。

そこで、本実施形態では、コンソール５８は、上記のようにして推定した被写体の体厚ｄをＫｂ（ｄ）に代入して被写体Ｈによる放射線の減衰率Ｋｂ（ｄ）を算出し、それを上記（３）式に代入してＡ（ｄ）を算出する。また、放射線検出素子７から読み出された画像データＤに基づいて当該放射線検出素子７に入射した放射線の線量Ｙｘｓ（Ｄ）を算出する。そして、算出したＡ（ｄ）とＹｘｓ（Ｄ）とを上記（５）式とを代入することで、当該放射線検出素子７に対応する被写体Ｈの微小部分Ｔにおける被写体Ｈの被曝線量を算出する。

そして、被写体のうち、放射線の照射を受けた被写体Ｈの領域に対応する各放射線検出素子７について算出した被写体Ｈの微小部分Ｔにおける被写体Ｈの被曝線量を、放射線の照射を受けた被写体の領域で積分して、被写体Ｈの被曝線量を算出するようになっている。

ここで、放射線の照射を受けた被写体Ｈの領域とは、例えば図１２に示す放射線画像ｐにおいて斜線を付して示す領域である。そして、放射線の照射を受けた被写体Ｈの領域およびそれに対応する放射線検出素子７ｐは、例えば、画像データＤ等に基づいて生成された放射線画像ｐに基づいて割り出すことができる。

すなわち、図１２に示すように、生成された放射線画像ｐのうち、放射線画像撮影装置１における走査線５のラインＬｍに対応する部分の画像データＤをグラフ上に並べると、そのプロファイルから、放射線の照射を受けた被写体Ｈの領域に対応する放射線検出素子７ｐとそれ以外の放射線検出素子７とを判別することができる。そして、この処理を、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘについて行うことで、放射線画像撮影装置１の各放射線検出素子７のうち、放射線の照射を受けた被写体Ｈの領域に対応する放射線検出素子７ｐがどの放射線検出素子７であるかを割り出すことができる。

そのため、コンソール５８は、このようにして放射線の照射を受けた被写体Ｈの領域に対応する放射線検出素子７ｐを割り出し、各放射線検出素子７ｐについてそれぞれ、上記のように演算を行って、当該放射線検出素子７ｐに対応する被写体Ｈの微小部分Ｔにおける被写体Ｈの被曝線量を算出する。そして、放射線検出素子７ｐに対応する被写体Ｈの微小部分Ｔにおける被写体Ｈの被曝線量を、放射線の照射を受けた被写体Ｈの領域で積分（積算）することで、被写体Ｈの被曝線量を算出するようになっている。

なお、上記の画像データＤは、放射線検出素子７から読み出された、いわゆる生のデータ（rawデータ）ではなく、rawデータから、放射線検出素子７内で発生する暗電荷（暗電流ともいう。）に起因するオフセット分を差し引いて算出される画像データ（すなわちいわゆる真の画像データ）が用いられる。また、正常ではない画像データＤが点状に発生する点欠陥や線状に発生する線欠陥等がある場合にはその近傍の放射線検出素子７の画像データＤで補間する等の画像補正処理が適宜行われる。

また、上記のように、放射線検出素子７ｐごとに、放射線検出素子７ｐに対応する被写体Ｈの微小部分Ｔにおける被写体Ｈの被曝線量を算出するように構成すると、画像データＤに重畳されているノイズ等の影響で、算出される放射線検出素子７ｐごとの被写体Ｈの被曝線量が異常な値になる等して、被写体Ｈの被曝線量を適切に算出できない場合があり得る。

そこで、そのような場合には、上記のように個々の放射線検出素子７ｐについて放射線検出素子７ｐごとの被写体Ｈの被曝線量を算出する代わりに、例えば、放射線の照射を受けた被写体Ｈの領域に対応する複数の放射線検出素子７ｐのうち、例えば３×３個や５×５個等の所定個数の放射線検出素子７ｐ、或いは１［ｍｍ］×１［ｍｍ］の単位面積内等の所定個数の放射線検出素子７ｐについて、それらの画像データＤの合計値や平均値に基づいて、当該所定個数の放射線検出素子７ｐに入射した放射線の線量Ｙｘｓ（Ｄ）の合計値や平均値を算出する等して、被写体Ｈの被曝線量を算出するように構成することも可能である。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０や放射線画像撮影装置１によれば、放射線画像撮影装置１に放射線センサー２５を取り付けて、放射線センサー２５で計測された情報に基づいて得られる第一閾値Ｅth１以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ１と、第一閾値Ｅth１より大きな値に設定された第二閾値Ｅth２以上のエネルギーＥを有する光子の数Ｎ２との比Ｎ１／Ｎ２を得るだけで、被写体の体厚ｄを的確に推定することが可能となり、推定した被写体の体厚ｄと、放射線検出素子７の画像データＤとに基づいて、被写体Ｈの被曝線量を的確に算出することが可能となる。

そのため、被写体Ｈの被曝線量を計測するために、前述した特許文献１に記載された特殊な放射線発生装置を備えたり、或いはそのような構成になるように放射線発生装置を改造したりすることなく、また、放射線撮影を行うごとに、放射線技師等の撮影者が、被写体Ｈの放射線の入射側に線量計を配置したり、或いは放射線発生装置５５に検出部を配置したりすることなく、放射線画像撮影装置１に放射線センサー２５を設けるだけで、被写体Ｈの被曝線量を的確に算出することができる。

そのため、放射線技師等の撮影者に線量計測のための負担を強いたり、撮影された放射線画像に線量計等が写り込んだり、線量計等による放射線の散乱で放射線画像ｐに画質低下が生じたりすることなく、被写体Ｈの被曝線量を的確に計測することが可能となる。

そして、放射線技師等の撮影者は、被写体Ｈの被曝線量を計測するための特別な操作は必要なく、通常の撮影動作を行って放射線撮影を行えば、放射線画像撮影システム５０や放射線画像撮影装置１が自動的に被写体Ｈの被曝線量を算出して計測してくれるため、放射線画像撮影システム５０や放射線画像撮影装置１が撮影者にとって使い勝手が良いものとなる。

なお、上記の実施形態では、第一閾値Ｖth１や第二閾値Ｖth２（或いはそれらに対応する第一閾値Ｅth１や第二閾値Ｅth２。以下同じ。）を変更することについて説明しなかったが、例えば放射線発生装置５２に設定する管電圧Ｖごとに、第一閾値Ｖth１や第二閾値Ｖth２を変更して設定するように構成することも可能である。

その場合、コンソール５８等から放射線画像撮影装置１に、管電圧の情報や、放射線センサー２５に設定する第一閾値Ｖth１や第二閾値Ｖth２の情報を送信し、放射線画像撮影装置１の制御手段２２がその情報に基づいて放射線センサー２５に第一閾値Ｖth１や第二閾値Ｖth２を変更して設定するように構成される。或いは、放射線技師等の撮影者が、放射線画像撮影装置１に管電圧Ｖや第一閾値Ｖth１および第二閾値Ｖth２を手動で入力するように構成することも可能である。

また、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

１ 放射線画像撮影装置
７ 放射線検出素子
７ｐ 放射線検出素子（放射線の照射を受けた被写体の領域に対応する放射線検出素子）
２２ 制御手段
２５ 放射線センサー
５０ 放射線画像撮影システム
５２ 放射線発生装置
５８ コンソール
Ｄ 画像データ
ｄ 被写体の体厚
Ｅ エネルギー
Ｅth１ 第一閾値
Ｅth２ 第二閾値
Ｇ グリッド
Ｈ 被写体
Ｋｂ（ｄ） 被写体による放射線の減衰率
Ｎ１ 第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数
Ｎ１／Ｎ２ 比
Ｎ２ 第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数
Ｐ パルス信号（放射線センサーで計測された情報）
Ｔ 放射線検出素子に対応する被写体の部分
Ｖ 管電圧
Ｖａ 電圧値
Ｖth１ 第一閾値（第一閾値に対応する閾値）
Ｖth２ 第二閾値（第二閾値に対応する閾値）
Ｙｘｓ（Ｄ） 放射線検出素子に入射した放射線の線量

Claims (8)

1. 二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
   少なくとも前記各放射線検出素子から前記電荷を読み出して画像データを生成するように制御する制御手段と、
   前記複数の放射線検出素子よりも放射線の照射方向下流側に設けられた放射線センサーと、
   を備える放射線画像撮影装置と、
   被写体を介して前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
   被写体の被曝線量を算出するコンソールと、
   を備え、
   前記コンソールは、
   前記放射線センサーで計測された情報に基づいて得られる第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数と、前記第一閾値より大きな値に設定された第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数との比を算出し、予め求めておいた、前記被写体の体厚と、前記被写体の体厚の変化に応じて変化する前記比との関係に、算出した前記比を当てはめて対応する前記被写体の体厚を割り出し、
   割り出した前記被写体の体厚と、前記放射線検出素子の前記画像データとに基づいて、前記被写体の被曝線量を算出することを特徴とする放射線画像撮影システム。
2. 前記コンソールは、
   推定した前記被写体の体厚に基づいて前記被写体による放射線の減衰率を算出し、
   放射線の照射を受けた被写体の領域に対応する複数の前記放射線検出素子のうち、個々の前記放射線検出素子ごとの前記画像データ、または所定個数の前記放射線検出素子の前記画像データの合計値または平均値に基づいて、前記個々の放射線検出素子または前記所定個数の放射線検出素子に入射した放射線の線量を算出し、
   算出した前記放射線の減衰率および前記入射した放射線の線量に基づいて、前記個々の放射線検出素子に対応する被写体の部分または前記所定個数の放射線検出素子に対応する被写体の部分における被曝線量を算出し、
   算出した前記被曝線量を、放射線の照射を受けた被写体の領域で積分して、前記被写体の被曝線量を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影システム。
3. 前記放射線センサーは、放射線の光子が入射すると電圧値が変動するように構成されており、
   前記放射線センサーに、前記電圧値について、前記第一閾値および前記第二閾値に対応する閾値がそれぞれ設定され、
   前記電圧値が前記第一閾値に対応する閾値以上になった回数としてカウントされた、前記第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数と、前記電圧値が前記第二閾値に対応する閾値以上になった回数としてカウントされた、前記第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数との比が算出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影システム。
4. 前記放射線センサーを複数個備え、
   前記放射線センサーは、放射線の光子が入射すると電圧値が変動するように構成されており、
   一方の前記放射線センサーに、前記電圧値について、前記第一閾値に対応する閾値が設定され、他方の前記放射線センサーに、前記電圧値について、前記第二閾値に対応する閾値が設定され、
   前記一方の放射線センサーにおいて前記電圧値が前記第一閾値に対応する閾値以上になった回数としてカウントされた、前記第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数と、前記他方の放射線センサーにおいて前記電圧値が前記第二閾値に対応する閾値以上になった回数としてカウントされた、前記第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数との比が算出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影システム。
5. 二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
   少なくとも前記各放射線検出素子から前記電荷を読み出して画像データを生成するように制御するとともに、被写体の被曝線量を算出する制御手段と、
   前記複数の放射線検出素子よりも放射線の照射方向下流側に設けられた放射線センサーと、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記放射線センサーで計測された情報に基づいて得られる第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数と、前記第一閾値より大きな値に設定された第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数との比を算出し、予め求めておいた、前記被写体の体厚と、前記被写体の体厚の変化に応じて変化する前記比との関係に、算出した前記比を当てはめて対応する前記被写体の体厚を割り出し、
   割り出した前記被写体の体厚と、前記放射線検出素子の前記画像データとに基づいて、前記被写体の被曝線量を算出することを特徴とする放射線画像撮影装置。
6. 放射線発生装置から被写体を介して照射された放射線を受光する放射線センサーを用いて被写体の体厚を推定する体厚の推定方法であって、
   前記放射線センサーで計測された情報に基づいて得られる第一閾値以上のエネルギーを有する光子の数と、前記第一閾値より大きな値に設定された第二閾値以上のエネルギーを有する光子の数との比を算出し、
   予め求めておいた、前記被写体の体厚と、前記被写体の体厚の変化に応じて変化する前記比との関係に、算出した前記比を当てはめて対応する前記被写体の体厚を割り出して、前記被写体の体厚を推定することを特徴とする体厚の推定方法。
7. 前記関係は、前記放射線発生装置に設定される管電圧ごとにそれぞれ予め求められていることを特徴とする請求項６に記載の体厚の推定方法。
8. 前記関係は、前記放射線センサーを備える放射線画像撮影装置に対するグリッドの装着の有無についてそれぞれ予め求められていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の体厚の推定方法。

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